Twórca wynalazku: Christian Maury Uprawniony z patentu: Compagnie InteannjatkMuale paur rinfoirmatiaue CII-Honeywell Buli, Paryz (Francja) Uklad precyzyjnego sterowania nastawianiem elementu ruchomego Pinzedmictem wynalazku jest uklad precyzyjnego sterowania nastawianiem elementu ruchomego na¬ przeciwko uprzednio ustalonego polozenia odnie¬ sienia.Znany jest uklad automatycznego sterowania szybkoscia przemieszczania elementu ruchomego wyposazony w zespól automatycznego sterowania polozeniem tego elementu wzgledem polozenia od¬ niesienia. Ten zespól zawiera czytnik lub czujnik polozenia elementu ruchomego, dostarczajacy w czasie pracy sygnalu uchybu okreslajacego róznice polozenia elementu ruchomego w stosunku do po¬ lozenia odniesienia. Zawyozaj na odpowiednim ele¬ mencie jest wyznaczona pewna liczba polozen od¬ niesienia, znajdujacych sie majczesciej wzgledem siebie w stalej odleglosci, a uklad pracuje naste¬ pujaco: odczytanie przed rozpoczeciem operacji numeru polozenia odniesienia wybranego jako po¬ lozenia spotkania, realizacja rozkazu wedlug które¬ go (nastepuje uruchomienie ukladu automatycznego sterowania szybkoscia, dzialajacego w sposób za¬ pewniajacy zgodnie z dokonanym odczytem, szyb¬ kie przejscie przez posrednie polozenia odniesienia i doprowadzenie elementu ruchomego wraz z jego ozujndkiem polozenia, z szybkoscia zblizona do ze¬ ra, naprzeciw polozenia odniesienia, wybranego jako punkt spotkania. Po tej fazie dzialania, w któ¬ rej ma miejsce tylko sterowanie szybkoscia i która moze byc nazwana ,,zgrubna" nastepuje faza, która moze byc nazwana „dokladna" i w której po pracy 2 wchodzi automatyczne sterowanie polozeniem, za¬ stepujac swym dzialaniem automatyczne sterowanie szybkoscia na skutek odciecia wymuszenia lecz bez przerwania obwodu sterowania szybkoscia. Zapew- 5 nia to bardziej precyzyjne nastawianie polozenia ostatecznego. Zadzialanie automatycznego sterowa¬ nia polozeniem nastepuje samoczynnie, gdy uchyb zmniejsza sie ponizej uprzednio okreslonej war¬ tosci progowej, której rzad wielkosci wynosi, na 10 przyklad, pól odleglosci miedzy polozeniem spot¬ kania i poprzedzajacym go polozeniem odniesienia.Jednakze w pewnych zastosowaniach ten kla¬ syczny znany uklad odznacza sie niewystarczajaca precyzja ostatecznego nastawienia polozenia; Ma to 15 miedzy innymi miejsce wtedy, gdy polozenie spot¬ kania nie jest jednoznacznie okreslone, na skutek wibracji i oscylacji o nieregularnym przebiegu i malej amplitudzie. Te pasozytnicze wibracje i oscylacje maja skladowa podstawowa zoriento- 20 wana zgodnie z glównym kierunkiem przemieszcza¬ nia sie elementu ruchomego wzgledem znacznika wyznaczajacego polozenie odniesienia. To ostatnie sformuowanie nalezy zreszta rozumiec jako doty¬ czace tylko kierunku przemieszczen wymuszanych 25 przez uklad nastawiania polozenia, a nie w ogól¬ nosci, bo na przyklad znaczniki wyznaczajace po¬ lozenia odniesienia, które poruszaja sie prostopadle do tego kierunku, musza byc uwazane za nieru¬ chome z punktu widzenia dzialania ukladu, ponie- 30 waz teoretycznie jego ruch nie pokrywa sie z wy- 111 430111 430 3 4 znaczonym kierunkiem przemieszczania. W prak¬ tyce jednak nie moze tak byc, poniewaz nie jest mozliwym zrealizowanie znaczników pozbawionych niedokladnosci mechanicznych majacych wplyw na ich prowadzenie, skad wynika obecnosc poprzecz¬ nych fluktuacji polozenia odniesienia w stosunku do jego polozenia sredniego. Na przyklad w ukla¬ dzie obracajacego sie dysku magnetycznego nie mozna ustrzec sie fvplywu mdmosrodowosci i wi¬ bracji na odczyt polozenia odniesienia wyznaczo¬ nego przez koncentryczne sciezki.W przypadku sprzetu rejestrujacego informacje numeryczna na wielosciezkowych dyskach, takiego jaki jest eksploatowany w systemach intaranatyki, zachodzi potrzeba ustawiania bloku glowic magne¬ tycznych przez ich promieniowe przemieszczanie.Uklad nastawiania polozenia pracuje w oparciu o specjaJna powierzchnie jednego z dysków, po¬ wierzchnie zwana czesto „servo", na której polo¬ zenia odniesienia sa wyznaczone przez wczesniej nagrane sciezki magnetyczne mozliwe do odczyta¬ nia przez odczytujaca glowice magnetyczna sluzaca jako element przetwarzajacy czujnika polozenia.Dysk z raz nagranymi sciezkami, zamontowany na zabieraku, obracajac sie, powoduje, ze sciezki nie tworza regularnych okregów z powodu niedo¬ kladnosci mechanicznych wykonania zabaeraka wokól polozenia sredniego bedacego kolem ideal¬ nym.Odczyt takiego polozenia odniesienia celem wy¬ korzystania dla operacji nastawiania polozenia bedzie dodatkowo zaklócany przez fakt ze dysk z raz nagranymi sciezkami jest bardzo czesto przekladany na inny zabierak, którego niedoklad¬ nosci mechanicznego wykonania mimo, ze sa tej samej natury, nie maja takkiego samego rozkladu oraz tych samych wartosci jak w przypadku pierw¬ szego zabieraka.Mechanizm wykonawczy zapewniajacy promie¬ niowe przemieszczanie bloku glowic w czasie na¬ grania sciezek wyznaczajacych polozenia odniesie¬ nia posiada pewne, wlasne niedokladnosci mecha¬ niczne, co ogranicza realny odstep miedzy sciez¬ kami lub grupkami sciezek (celem przyspieszenia operacji sciezki wyznaczajace polozenia odniesie¬ nia nagrywa sie równiez grupami, o liczbie scie¬ zek w grupie okreslonej liczba glowic zapisuja¬ cych).W czasie eksploatacji mechanizm wykonawczy przesuwajacy blok glowic odczytujacych bedzie równiez inny, skad aktualnosc wzmianki o zmien¬ nosci niedokladnosci mechanicznych jak w przy¬ padku zabieraków. Ostatecznie wiec, aby operacje zapisu i odczytu byly realizowane prawidlowo na powierzchniach informacyjnych zespolu dysków sterowanych przez ten sam mechanizm wykonaw¬ czy, jest koniecznym, aby uklad nastawiania uwzglednial w sposób jak najbardziej wierny nie¬ dokladnosci powierzchni „senno" wyznaczajacej sciezki polozenia odniesienia, z którymi wspólpra¬ cuje mechanizm wykonawczy, a w szczególnosci czujnik polozenia polaczony z mechanizmem wy¬ konawczym za posrednictwem ukladu nastawiania polozenia. Innymi slowy, trzeba, aby glowica od¬ czytujaca czujnika polozenia sledzila mozliwie jak najdokladniej nieregulamosci uprzednio nagranych sciezek wyznaczajacych polozenia odniesienia.Uklady klasyczne wspomniane powyzej nie mo¬ ga same przez sie zapewnic takiego rezimu sle- 5 dzenia, uwzgledniajac nawet precyzje nastawiania „dokladnego,, w odpowiedniej fazie ich dzialania.Znany uklad nastawiania polozenia zawiera me- chaindzm wykonawczy zasilany przez wzmacniacz mocy. Sygnal z wyjscia mechanizmu wykonawcze¬ go doprowadzany jest do czytnika polozenia od¬ niesienia. Na wyjsciu czytnika polozenia odniesie¬ nia pojawia sie sygnal odpowiadajacy róznicy mie¬ dzy aktualnym polozeniem wymienionego czytnika, a polozeniem zadanym. Sygnal ten wzmocniony i ewentualnie skorygowany przez czlon wzmacmia- jaco-korygujacy stanowi sygnal uchybu polozenia.Zespól czytnika polozenia i czlonu wzmacniajaco- -korygujacego tworzy czujnik polozenia. Do me¬ chanizmu wykonawczego sa dolaczone obwody po¬ zwalajace otrzymac, na przyklad, na drodze tacho¬ metrycznej sygnal odpowiadajacy zmierzonej szyb¬ kosci, który jest praemnazany przez pewien wspól¬ czynnik w drugim obwodzie wzmacniajacym. Ze¬ spól tych obwodów tworzy czujnik predkosci Do mechanizmu wykonawczego sa dolaczone równiez elementy pozwalajace otrzymac sygnal od¬ wzorowujacy zmierzone przyspieszenie, który jest przemnazany przez pewien wspólczynnik w innym obwodzie wzmacniajacym. Jako sygnal, odwzoro¬ wujacy przyspieszenie moze byc wykorzystywany bezposrednio prad przeplywajacy przez mechanizm wykonawczy.W znanym ukladzie, wyposazonym w obwód wejsciowy, tak zdefiniowane trzy skladowe sygna¬ ly w ostatniej fazie roboczej sa doprowadzane do obwodu sumujacego zalaczonego na wejsciu wzma¬ cniacza mocy.Jako wzmacniacz mocy w znanym ukladzie ste¬ rowania moze byc zastosowany wzmacniacz opera¬ cyjny, na którego wejsciu sa zalaczone przelacz¬ niki elektroniczne, sterowane sygnalami logicznymi zeronjedynkowymi. Przy tym do wejscia steruja¬ cego pierwszego przelacznika sa doprowadzane za posrednictwem pierwszego rezystora sygnal, od¬ wzorowujacy wymuszenie predkosciowe, a za po¬ srednictwem drugiego rezystora — sygnal z wyj¬ scia czujnika predkosci. Do wejscia sterujacego drugiego przelacznika za posrednictwem trzeciego rezystora doprowadzany jest sygnal z wyjscia czuj¬ nika predkosci, natomiast do wejscia sterujacego trzeciego przelacznika za posrednictwem czwartego rezystora doprowadzany jest sygnal z wyjscia czuj¬ nika polozenia.Wyjscie czujnika polozenia bezposrednio i po¬ przez obwód progowy, przerzutnik i element lo¬ giczny LUB oraz inwerter polaczone jest z obwo-. darni pierwszego i trzeciego przelaczników elektro¬ nicznych. Do wyjsc obwodu progowego i przerzut- ndka zalaczony jest element logiczny I, z którego wyjscia wyprowadzany jest sygnal zakonczenia operacji ustalania polozenia obiektu dokladnie w wybranym punkcie.Wedlug wynalazku miedzy obwodem sumujacym a wyjsciem czujnika polozenia zalaczone sa zespól 15 20 25 30 35 40 45 56 55 60 r111 430 5 przelaczajacy oraz proporcjalnalny regulator po¬ lozenia.Zespól przelaczajacy zawiera drugi obwód pro¬ gowy, którego pierwsze wejscie jest polaczone z wejsciem czujnika polozenia, drugie wejscie — z wyjsciem pierwszego obwodu progowego, a wyj¬ scie — z pierwszym wejsciem elementu LUB, wejsciem przerzutnika oraz pierwszym wejsciem elementu I, na którego wyjsciu wytwarzany jest sygnal, swiadczacy o zakonczeniu operaiji usta¬ wiania elementu ruchomego dokladnie w uprzednio wyznaczonym polozeniu. Przy tym wyjscie pierw¬ szego obwodu progowego jest dolaczone do jed¬ nego z wejsc obwodu sumujacego, zalaczonego na wejsciu wzmacniacza mocy.Zespól przelaczajacy zawiera pierwszy przelacz¬ nik elektroniczny, drugi przelacznik elektroniczny oraz trzeci przelacznik elektroniczny. Przy tym do pierwszego przelacznika elektronicznego dolaczony jest wzmacniacz sumujacy regulatora polozenia, do drugiego przelacznika dolaczony jest element reak- tancyjny tworzacy lacznie z przelacznikiem obwód calkujacy, a trzeci przelacznik elektroniczny jest polaczony z szeregowym obwodem stanowiacym obwód rózniczkujacy regulatora polozenia.Obwód rózniczkujacy, bedacy szeregowym obwo¬ dem rezonansowym, jest zalaczony miedzy pierw¬ sza elektroda trzeciego przelacznika elektroniczne¬ go, a wejsciem regulatora polozenia polaczonym z wyjsciem czujnika polozenia. Element reaktancyj- ny jest zalaczony miedzy pierwsza a druga elektro¬ dami drugiego pinzelaczinika elektronicznego, a wzmacniacz sumujacy jest zalaczony miedzy druga elektroda pierwszego przelacznika elektro¬ nicznego a druga elektroda trzeciego przelacznika elektronicznego. Przy tym druga elektroda trze¬ ciego przelacznika elektronicznego oraz pierwsza elektroda drugiego przelacznika elektronicznego sa polaczone poprzez rezystor z wyjsciem czujnika polozenia. Pierwsza elektroda pierwszego przelacz¬ nika jest polaczona poprzez drugi rezystor z czuj¬ nikiem predkosci, a druga elektroda drugiego prze¬ lacznika elektronicznego jest polaczona poprzez trzeci rezystor z wyjsciem wizmacniacza 'sumuja¬ cego polaczonym z druga elektroda pierwszego przelacznika elektronicznego.Miedzy trzecimi elektrodami drugiego i trzeciego przelaczników elektronicznych zalaczony jest in- werter, którego wejscie jest polaczone z wyjsciem elementy LUB i którego wyjscie jest polaczone z trzecia elektroda pierwszego przelacznika elek¬ tronicznego.Rozwiazanie wedlug wynalazku jest uwidocznio¬ ne w przykladzie realizacji na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy znanego ukla¬ du precyzyjnego sterowania nastawianiem elemen¬ tu ruchomego; fig. 2 — schemat blokowy ukladu precyzyjnego sterowania nastawieniem elementu ruchomego, fig. 3 — wykresy, odwzorowujace ksztalty sygnalów wymuszania predkosciowego oraz odpowiadajace temu zmiany predkosci ele¬ mentu ruchomego; fig. 4 — wykresy, odzworo- wujace ksztalty sygnalu wyjsciowego w ostatniej fazie ruchu elementu sterowanego bezposrednio przed jego zatrzymaniem w polozeniu spotkania; 6 fig. 5 — charakterystyke cze^totliiwosciowa czlonu korekcyjnego wchodzacego w sklad ukladu wedlug wynalazku; fig. 6 — schemat blokowo-ideowy zna¬ nego ukladu precyzyjnego sterowania nastawianiem 5 elementu ruchomego, którego schemat blokowy jest przedstawiony na fig. 1; fig. 7 — wykresy, odwzorowujace przebiegi sygnalowe w ostatniej fazie sterowania, realizowanego za pomoca ukladu z fig, 6; fig. 8 — schemat blokowo-ddeowy ukladu 10 wedlug wynalazku a fig. 9 przedstawia wykresy odwzorowujace przebiegi sygnalowe w ostatniej fazie sterowania, realizowanego za pomoca ukladu z fig. 8.Uklad sterowania precyzyjnego nastawianiem. 15 elementu ruchomego zawiera mechanizm wyko¬ nawczy ACT, zalaczony na wyjsciu wzmacniacza mocy AP. Miedzy wejsciem wzmacniacza mocy AP a wyjsciem mechanizmu wykonawczego ACT za¬ laczony jest czlon K8. Do wejscia wzmacniacza 20 mocy AP dolaczony jest przelacznik elektronicz¬ ny 1, którego pierwsza elektroda jest dolaczona poprzez rezystor 13 do zródla sygnalu wymuszenia predkosciowego OV. Druga elektroda przelacznika 1 jest polaczona z wyjsciem wzmacniacza mocy 25 AP, do którego jest równiez dolaczona druga elek¬ troda drugiego przelacznika elektronicznego 3. Do wyjscia mechanizmu wykonawczego ACT jest za¬ laczony czujnik predkosci CV i czujnik poloze¬ nia CP. Do wyjscia czujnika predkosci CV poprzez 30 rezystor 10 dolaczona jest pierwsza elektroda prze¬ lacznika 1, a poprzez rezystor 11 — pierwsza elek¬ troda przelacznika 6. Pierwsza elektroda przelacz¬ nika 3 i druga elektroda przelacznika 2 sa pola¬ czone razem i dolaczone poprzez rezystor 14 do 35 wyjscia wzmacniacza sumujacego AS. Miedzy trzecimi elektrodami przelaczników 1 i 3 zalaczo¬ ny jest inwertor INV, którego wejscie jest po¬ laczone z wyjsciem pierwszego obwodu progo¬ wego F. Do wyjscia czujnika polozenia CP do- 40 laczone jest wejscie drugiego obwodu progowego S, którego drugie wejscie jest polaczone z wyjsciem pierwszego obwodu progowego F.Wyjscie drugiego obwodu progowego S jest po¬ laczone z pierwszym wejsciem elementu LUB OU, 45 wejsciem przerzutnika M oraz pierwszym wejsciem elementu I, którego drugie wejscie jest polaczone z jednym z wyjsc przerzutnika M. Drugie wyjscie przerzutnika M jest dolaczone do drugiego wejscia elementu LUB OU, którego wyjscie SF jest pola- 50 czone z wejsciem drugiego inwertera INV.Do wyj¬ scia SF elementu LUB OU jest przylaczona trzecia elektroda przelacznika elektronicznego 4, którego pierwsza elektroda poprzez obwód szeregowy 15 jest dolaczona do wyjscia czujnika polozenia CP, 55 a druga elektroda przelacznikowa 2 jest dolaczona do wyjscia czujnika polozenia CP poprzez rezy¬ stor 12. Z druga elektroda przelacznika 4 polaczone jest wejscie, wzniacniacza sumujacego AS i pierw¬ sza elektroda przelacznika 5. Druga elektroda prze- 60 lacznika 5 jest polaczona poprzez rezystor 16 z wyjsciem wzmacniacza sumujacego AS. Miedzy pierwsza i druga elektrodami przelacznika 5 za¬ laczony jest element reafctancyjny 17, (tworzacy wraz z przelacznikiem 5 obwód calkujacy. Równo- 66 legie do obwodu szeregowego, skladajacego sie111 430 8 z elementu reaktancyjnego 17 i (rezystora 16 zala¬ czony jest rezystor 18. Trzecie elektrody przelacz¬ ników 6 i 5 sa polaczone razem d dolaczone do wyjscia drugiego inwertera INY.Dzialanie -ukladu precyzyjnego sterowania nasia- 5 wdaniem elementu ruchomego fwedlug wynalazku przedstawia sie nastepujaco.Gdy doprowadza sie sygnal wymuszenia pred- koscdowego OV do zaciskiu wejsciowego OV ukla¬ du, który to sygnal ma ksztalt, przedstawiony na 10 górnym wykresie fig. 3, pierwszy przelacznik 1 jest zamkniety, a przelaczniki 2 i 3 — otwarte. Uklad w tym przypadku jest zalaczony tak, ze realizuje automatyczne sterowanie predkoscia elementu ru¬ chomego, którego prydkosc zmienia sde w czasie 15 zgodnie z wykresem, przedstawionym w dolnej czesci fig. 3. Jest oczywistym, ze wymuszenie OV nie jest funkcja liniowa uchybu polozenia wzgle¬ dem polozenia odniesienia. Jest równiez oczywi¬ stym, ze korzystnym jest, aby w cyklu automa- 20 tycznego sterowania predkoscia kontrolowac prze¬ mieszczenie elementu ruchomego /wzgledem wybra¬ nego punktu odniesienia poprzez odliczanie od uprzednio ustalonej liczby, odpowiadajacej liczbie punktów oaniesienia, koniecznych do przekrocze- 25 nda do momentu osiagniecia polozenia spotkania, liczby 1 przy kazdym przejsciu przez zero sygnalu uchybu ep, wytwarzanego na wyjsciu czujnika po¬ lozenia. Po przekroczeniu ostatniego punktu odnie¬ sienia poprzedzajacego wybrany punkt zatrzyma- 30 nia, wytworzony zostaje sygnal RV, który odblo¬ kowuje obwód progowy F, bedacy obwodem logi¬ cznym, wytwarzajacym sygnaly zerojedynkowe w zaleznosci od tego, czy poziom sygnalu ep na wyjsciu czujnika polozenia jest wiekszy czy tez 35 mniejszy od ustalonej wartosci progowej.Przed ta zmiana stanu dzieki sygnalowi ND do¬ prowadzanemu do jednego z wejsc obwodu pro¬ gowego F obwód F utrzymuje w stanie zamknie¬ tym przelacznik 1 i w stanie otwartym przelacz- 40 niki 2 i 3, co odpowiada fazie dzialania, zwanej „zgrubna". Po zmianie stanu obwód F utrzymuje w stanie otwartym przelacznik 1 i w stanie zam¬ knietym przelaczniki 2 i 3, powodujac w ten spo¬ sób przejscie do koncowej fazy, zwanej „doklad- 45 na".Sygnal wyjsciowy z obwodu progowego F jest doprowadzany do wejsc sterujacych przelaczników 2 i 3 z faza nieodwrócona, natomiast do wejscia sterujacego przelacznika 1 ten sygnal jest dopro- go wadzany z faza odwrócona. Do tego celu sluzy inwerter INV.Tak wiec po zmianie stanu obwodu F uklad jest przelaczany na automatyczne sterowanie poloze¬ niem wedlug schemaitu z fig. 1. Sygnal uchybu 55 polozenia w czasie tp dazy do zera, lub przynaj¬ mniej, jesli zachodzi ku temu potrzeba, do malej wczesniej okreslonej wartosci (fig. 4), jak równiez na wykresach przedstawionych na fig. 7. Wartosc progowa, przy której nastepuje zmiana stanu ob- 60 wodu F, jest zaznaczona, tytulem ilustracji, jako równa P/2 i jest mniejsza od uchybu okreslonego ostatnim przekroczonym polozeniem odniesienia i polozeniem spotkania.Uklad jest wyposazony w przerzutnik M, stero- 65 wany obwodem progowym F. Pirzerzutnik ten jest wyzwalany w momencie zmiany stanu obwodu progowego F. Przy tym koniec sygnalu wytwarza¬ nego przez przerzutnik M zapoczatkowuje wytwo¬ rzenie sygnalu PR, którego pojawienie sie na wyj¬ sciu ukladu swiadczy o zakonczeniu operacji zbli¬ zania sie elementu ruchomego do wyznaczonego punktu zatrzymania.Sygnal PR moze byc odbierany z wyjscia ukla¬ du, który pozostaje w stanie odpowiadajacym ste¬ rowaniu polozeniem az do pojawienia sie sygnalu ponownego startu ND, przerzucajacego ponownie obwód progowy F celem sprowadzenia przelaczni¬ ków 1, 2 i 3 do stanów odpowiadajacych przela¬ czeniu ukladu na sterowanie [predkoscia. Prze¬ biegi G i F, wykres czasowy przebiegu z obwodu monostabilnego M oraz przebieg sygnalu RP sa przedstawione na fig. 7. Moment blokowania jest oznaczony jako pv.W ukladzie z fig. 1, regulacja w fazie „doklad¬ nej" realizuje sie calkowicie • w petli sprzezenia zwrotnego, które jak juz opisano powyzej, ogra¬ nicza jakosc automatycznego sterowania, Co wie¬ cej, regulacja ta Jest regulacja znanego typu, zna¬ nego w skrócie PDD2, mianowiicie ze skladowa proporcjonalna do przemieszczenia wyjscie CP), skladowa proporcjonalna do predkosci, bedaca pierwsza pochodna przemieszczenia (wyjscie CV) i skladowa proporcjonalna do przyspieszenia beda¬ ca druga pochodna przemieszczenia (wyjscia Ky).Tracnsmitancja takiego regulatora wyraza sie wzorem F(p): iac aQ + axp + a2p* +¦... i daje jak wiadomo zerowy uchyb przy wymusze¬ niu skokowym przemieszczenia, lecz staly uchyb przy wymuszeniu liniowym przemieszczeniu i uchyb proporcjonalny do czasu przy skokowym wymu¬ szeniu przyspieszenia. Aby w czasie pokonywania ostatniego pólkroku otrzymac odpowiedz regula¬ tora szybka i silnie tlumiona, to jest aby czas tp dazyl do zera, a uchyb y(t) wytlumial sie po jed¬ nym przeregulowaniu o malej amplitudzie (patrz fig. 4), nalezy zapewnic znaczne zwiekszenie wzmocnienia K. Jednakze w ukladzie ze sprzeze¬ niem zwrotnym, zawierajacym obwód sterowania predkoscia, nie mozna zapewnic jednoczesnego wystarczajacego wzrostu wzmocnienia Kv, ponie¬ waz czujnik predkosci jest niedoskonaly ze wzgle¬ du na jego ograniczone pasmo przenoszonych cze¬ stotliwosci. A poza tym jego eksploatacja wymaga zapewnienia odstepu od czestotliwosci wlasnego rezonansu mechanicznego. Uniemozliwia to w prak¬ tyce uzyskanie odpowiednich parametrów regulacji, a mianowicie szybkosci i dokladnosci, mozliwych do przyjecia ze wzgledu na wymagania opisane we wstepie opisu.W przeciwienstwie do ukladu z fig. 1, automa¬ tyczne sterowanie nastawianiem polozenia, szybkie i precyzyjne, jest realizowane w ukladzie wedlug wynalazku przedstawionym na fig. 2.W tym ukladzie regulator polaczony jest szere¬ gowo z obwodem automatycznego sterowania.Dzieki temu bezposrednio zapewnia sie mozliwosc111 430 9 10 w tek utworzonym obwodzie automatycznego ste¬ rowania polozeniem, uzyskania wyzszych paramet¬ rów. Eliminacja czujnika predkosci z obwodu ste¬ rowania polozeniem pozwolila wyeliminowac wszy¬ stkie ograniczenia spowodowane jego obecnoscia w obwodzie sterowania polozeniem.Na figurze 2 widac, ze modyfikacja ukladu ste¬ rowania polozeniem o duzej dokladnosci sprowa¬ dza sie do zalaczenia do wyjscia ep czujnika po¬ lozenia CP, przed wezlem sumujacym x, przez który skladowa sygnalu proporcjonalna do przy¬ spieszenia wraz ze skorygowanym sygnalem uchy¬ bu polozenia doprowadzona jest na wejscie wzmac¬ niacza mocy AP, ukladu T(p) zapewniajacego mo¬ zliwosc uzyskania dwóch wielkosci regulacji: pier¬ wszej zapewniajacej sterowanie z wykorzystaniem skladowej bedacej calka wielkosci wyjsciowej re¬ gulacji, oraz drugiej zapewniajacej regulacje typu PD, ograniczona w pasmie czestotliwosciowym ze wzgledu na szumy lecz bez ograniczen o wiele bardziej znaczacych, powodowanych obecnoscia czujnika predkosci.Wykres na fig. 5 obrazuje wplyw tych skladni¬ ków na charakterystyke czestotliwosciowa T(f) re¬ gulatora T(p). Wzmocnienie toru miedzy wejsciem a wyjsciem jest stale dla czestotliwosci bardzo malych, gdzie dominujaca role ma skladowa cal¬ kowa Al. W zakresie czestotliwosci srodkowych tor ma wzmocnienie równe jednosci (0 dB) az do zakresu czestotliwosci, w którym dominujaca role ma skladowa proporcjonalna PD, której wplyw jest ograniczony szumami i stanami nieustalonymi.W ukladzie z fig. 2, którego transmitancja wy¬ raza sie wzorem nie tylko uchyb przy wymuszeniu skokowym prze¬ mieszczenia jest równy zero, lecz równiez zerowy jest uchyb przy liniowym wymuszaniu przemiesz¬ czenia, a uchyb przy wymuszeniu skokowym przy¬ spieszenia jest staly. Poniewaz uchyb przy. wymu¬ szeniu liniowym jest zerowy, dzialanie ukladu auto¬ matycznego sterowania ze zmiennym wymuszeniem wejsciowym jest szczególnie skuteczne. Wymusze¬ nie wejsciowe x jest w rzeczywistosci suma nie¬ dokladnosci mechanicznych zwiazanych z powierz¬ chnia „servo", a czujnik CP dostarcza oczywiscie tylko sygnalu ep miedzy wymuszeniem x(t) a po¬ lozeniem y(t) odczytanym z powierzchni „servo".Aby oddzialywanie skladowej calkowej bylo po¬ prawne, jest niezbednym, zeby wartosc srednia sygnalów na wejsciu regulatora T(p) byla mozliwie bliska zeru.Aby sterowanie bylo zadawalajace jest niezbed¬ nym, zeby znieksztalcenie fazowe wprowadzane przez uklad byly mozliwie najmniejsze, co moze byc osiagniete tylko za cene zmniejszenia sygnalu w ukladzie i co w konsekwencji powoduje, ze od¬ powiedz takiego ukladu na skok polozenia zawiera w sobie stosunkowo duze przeregulowanie. Celem uwzglednienia tych warunków przewidziano wiec wprowadzenie ukladu z fig. 2 w stan, gdy zala¬ czone sa jego wszystkie czesci skladowe jedynie po fazie „dokladnej**, która stanowi faze wyjsciowa dla zapoczatkowania dzialania stabilizujacego „su- perdekladnego".Figura 8 przedstawia przyklad takiego ukladu.Na schemacie fig. 8 odnalezc mozna glówne ele¬ menty ukladu klasycznego z fig. 6: wymuszenie predkosciowe OV doprowadzane przez rezystor 13, wejscie przelacznika elektronicznego 1 do którego przez rezystor 10 jest dolaczone wyjscie Czujnika predkosci CV. Wyjscie przelacznika 1 przez wezel sumujacy jest dolaczone do wejscia wzmacniacza mocy AP zasilajacego mechanizm wykonawczy ATC, którego prad i doprowadzony jest przez obwód sprzezenia zwrotnego K na wejscie tego wzmacniacza.Na wyjsciu czujnika polozenia CP zalaczony jest obwód progowy F („dokladnie") i obwód sumu¬ jacy stanowiacy rezystor 12 zalaczony na wejsciu wzmacniacza As. Wzmaoniacz-sumator AS jest wlaczony miedzy rezystorem 12 a punktem sumo¬ wania skladowej polozenia na wejsciu przelacznika ¦elektronicznego 3, ze skladowa predkosci wycho¬ dzaca z CV poprzez rezystor 11 i przelacznik elek¬ troniczny 6, którego wejscie jest polaczone z re¬ zystorem 11. Wezel sumujacy na wejsciu przelacz¬ nika 3 zawiera szeregowy rezystor 14 dolaczony do wyjscia wzmacniacza AS.Wzmacniacz AS jest wyposazony w typowy dla niego rezystor sprzezenia zwrotnego 18, a jako bocznik rezystora 18 dolaczony jest obwód, skla¬ dajacy sie z rezystora 16 i kondensatora 17. Kon¬ densator 17 jest bocznikowany przez przelacznik elektroniczny 5. Równolegle do rezystora 12 jest przylaczony obwód rezonansowy 15 wraz z szere¬ gowo polaczonym przelacznikiem elektronicznym 4.Wyjscie czujnika polozenia CP jest równiez dola¬ czone do wejscia obwodu progowego S dzialaja¬ cego w tych samych warunkach, co obwód F — tylko podczas ostatniego pólkroku cyklu, lecz przy mniejszej odleglosci od punktu ispotkania, wyno¬ szacej, na przyklad, lecz nie bezwarunkowo P/10, zawsze dostatecznie niniejszej od P/2, aby po za¬ dzialaniu obwodu F uklad znajdowal sie w wa¬ runkach optymalnych tego, aby jego stan odpo¬ wiadal schematowi z fig. 2.Sygnal wyjsciowy SF z obwodu S doprowadza¬ ny jest do wejsc sterujacych przelaczników: bez¬ posrednio do przelacznika 4 i w przeciwfazie do przelaczników 5 i 6.Dzialanie ukladu jest nastepujace. Kolejny syg¬ nal startowy ND przerzuca obwód progowy F w stan, który powoduje zamkniecie przelacznika 3.Obwód progowy S bedac na przyklad wlaczonym tak, ze jest sterowany obwodem F, zmienia rów¬ niez swój stan, aby otworzyc przelacznik 4 i zam¬ knac przelaczniki 5 i 6.Uklad jest przelaczany na sterowanie predko¬ scia, którego wymuszenie jest doprowadzane do OV. Uklad dziala tak, jak poprzednio opisano, a gdy po przekroczeniu ostatniego polozenia od¬ niesienia, poprzedzajacego polozenie zatrzymania, uchyb ep staje sie odpowiednio maly, na przy¬ klad P/2, obwód F ponownie zmienia swój stan, aby otworzyc przelacznik 1, a zamknac przelacz¬ nik 3. Uklad jest wiec przelaczony na sterowanie 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6011 111 430 12 polozeniem „dokladne", wedlug schematu bardzo zblizonego do fig. 1.Skladowa regulacji z wyjscia czujnika predko¬ sci CV przechodzi przez zamkniety przelacznik 6 i na wejsciu przelacznika 3 dodaje sie do sklado¬ wej regulacji wychodzacej z cziuj-niika polozenia CP. Gdy uchyb ep osiaga wartosc bardzo mala, na pr,zyklad równa P/10 wyzwala sie obwód progowy S' i jego sygnal wyjsciowy SF, „superdokladnie", otwiera przelacznik 6, który odcina skladowa re¬ gulacji predkosci, otwiera przelacznik 5 zapoczat- kowujjac calkowanie za posrednictwem ukladu AS, oraz zamyka przelacznik 4, fetory wlacza obwód rezonainisowy. Uklad jest wiec taki jak pokazany na fig, 2.Regulator T(p) zawiera obwody przylaczajace wyjscie czujnika polozenia CP do wejscia prze¬ lacznika 3. W tym stanie uklad sledzi polozenie spotkania utrzymujac zerowa wartosc uchybu ep.Jednoczesnie ohwnd F pozostaje zablokowany, az do ipojawienia sie kolejnego sygnalu startu ND.Wyjscie z obwodu S zawiera jedna galez bezpo¬ srednia i jedna zawierajaca piizerzutniik M. Ele¬ ment LUB OU wytwarza sygnal SF w zaleznosci cd stanu tych galezi. Przerzutnik zapewnia opóz¬ nienie, pozwalajace zabezpieczyc sie przed ewen¬ tualnymi przerzutami obwodu S, które moga byc spowodowane stanami nieustalonymi .powstajacymi przy dochodzeniu do .polozenia spotkania, których amplitudy przy przekroczeniu tego polozenia by¬ lyby wieksze od progu dzialania obwodu S. Czas dzialania obwodu M jest wiec tak dobrany, aby przekraczal czas trwania tych stanów nieustalo¬ nych.Przy powracaniu do stanu pierwotnego prze- nzucmik M, wyzwala sygnal PR.Wykresy z fig. 9 z uwzglednieniem tego, co juz bylo powiedziane odnosnie wykresów z fig. 7, wy¬ jasniaja dzialanie ukladu.Nalezy zaznaczyc, ze w przypadku przyklado¬ wego zastosowania wynalazku do sterowania polo¬ zeniem bloku glowic magnetycznych wzgledem dysku do rejestracji informaicii numerycznej, w którym odstep sciezek jest rzedu 66 [Jim, okazalo sie, ze zastosowanie ukladu wedlug wynalazku pozwala obnizyc z ± 2 \um do ± 0,2 \mx uchyb sta¬ tyczny. Uchyb sledzenia przy 60 Hz (dysk byl na¬ pedzany z szybkoscia 3600 obnotóiw na minute) zostal obnizony z 37°/o do 7°/o wartosci modulu wymuszenia x(t). Wzmocnienie calkowite przy uchybie maksymalnym sledzenia jest przy tym wieksze od 2. PL