SU1100700A1 - Device for matching angular positions of shafts of d.c.motors rotating in synchronism - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ СИНХРОННО ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее послё довательно соединенные генератор опорной частоты, управл емый ключ, второй вход которого подключен к выходу управл емого генератора, управл ющий вход - к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, и блок фазовой автоподстройки частоты вращени  вала ведомого двигател  с импул ьсным датчиком частоты вращени  и датчиком углового положени , св занным с первым входом фазового.дискриминатора и первого логического элемента И, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности согласовани  углового положени  валов ведущего и ведомого электродвигателей постб нного тока, в него введены вспомогательный генератор опорной частоты фазировани , подключенный к выходу генератора опорной частоты, блок индикации синхронизации, три логических элемента И, логический элемент ИЛИ, три триггера, последовательно соединенные формирователь кода разности фаз, регистр пам ти и блок сравнени  кодов, последовательно соединенные импульсный частотнофазовый Дискриминатор, блок коррек-ции и интегратор, выход которого через управл емый генератор соединен с первым входом второго логического элемента И, выход, которого подключен к первому входу импульсного частотно-фазового дискриминатора , второй вход которого подключен к третьему логическому элементу И, первый вход которого вместе с перS выми входами формировател  кода разности фаз, блока ицдикации синхронизахщи и второго триггера соединен с выходом генератора опорной частоты второй вход соединен с выходом третьего триггера, первый вход которого подключен к выходу четвертого логического элемента И, одновременно соединенному с первым входом логического элемента ШШ, второй вход кото sj рого вместе с вторыми входами перо вого и третьего триггеров подключен к дополнительному выходу формировател  кода разности фаз, выход логического элемента Ш1И через первШ вход четвертого триггера, второй вход которого вместе с входом разрешени  записи регистра пам ти соединен с выходом первого логического элемента И, св зан с вторым . входом второго логического элемента И, выход вспомогательного генератора опорной частоты фазировани  соединен с вторыми входами фазового дискриминатора и второго триггера, выходDEVICE FOR ALIGNMENT ANGULAR POSITION SYNCHRONOUS ROTATING SHAFT DC motor comprising poslo sequence linked reference frequency generator, a controllable switch, a second input connected to the output of the controlled oscillator, a control input - to the output of the first flip-flop, whose first input is connected to the output of the first the logic element And, and the phase locked loop of the frequency of the shaft of the slave engine with an impulse speed sensor and an angular position sensor connected to m with the first input of the phase .discriminator and the first logic element And, characterized in that, in order to improve the speed and accuracy of the angular position of the shafts of the driving and driven electric motors of the post-current, the auxiliary reference frequency generator connected to the output of the reference oscillator frequencies, synchronization indication unit, three AND logic gates, OR logic element, three flip-flops, serially connected phase difference code generator, memory register and code comparison unit, serially connected pulse frequency-phase discriminator, correction unit and integrator, the output of which through a controlled oscillator is connected to the first input of the second logic element I, the output of which is connected to the first input of the pulse frequency-phase discriminator, the second input of which is connected to the third logical element I, the first input of which, together with the first inputs of the generator of the phase difference code, synchronization unit and the second trigger, is connected to the output of the gene At the reference frequency, the second input is connected to the output of the third trigger, the first input of which is connected to the output of the fourth logic element I, simultaneously connected to the first input of the logical element SH, the second input of which is sj together with the second inputs of the first and third triggers phase difference code, the output of the logic element Ш1И through the first input of the fourth trigger, the second input of which, together with the recording write resolution of the memory register, is connected to the output of the first log chemical elements and, associated with the second. the input of the second logic element And the output of the auxiliary generator of the reference frequency phasing is connected to the second inputs of the phase discriminator and the second trigger, the output

Description

которого подключен к второму входу первого логического элемента И, к третьему входу которого подключен выход блока индикации синхронйзадаи второй вход которого соединен с выходом импульсного датчика частотЫ; вращени , св занного также с вторым входом формировател  кода разности 00 фаз, третий вход которого подключен к фазовому дискриминатору, а выход через второй вход блока сравнени  кодов соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера .which is connected to the second input of the first logic element And, to the third input of which is connected the output of the synchronization display unit and the second input of which is connected to the output of the pulse frequency sensor; rotation associated with the second input of the phase difference code generator 00, the third input of which is connected to the phase discriminator, and the output through the second input of the code comparison block is connected to the first input of the fourth logic element And, the second input of which is connected to the output of the first trigger.

, , . . Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам автоматического фазировани  синхронизированных электроприводов с фазо .вой автоподстройкой частоты вращени , и может быть использовано в системах передачи и воспроизведени  информации, например в приводе устройств видеозаписи, - Известно устройство дл  стабилизации скорости и фазы вращени  ротора электродвигател  посто нного тока, содержащее элемент сравнени , первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам источника опорной частоты фазировани  и блока контрол  фазового положени  ротора. двигател , формирующего один импульс за .оборот вала, причем с помощью логических схем И и ИЛИ при несовпадении входных сигналов элемента сравнени  в сигнал обратной св зи систекол фазовой автоподстройки частоты вращени  двигател  вклиниваютс  дополнительйыё импульсы, что обеспечивает.некоторое торможение двигател  fll.      ,, . The invention relates to electrical engineering, namely, devices for automatic phasing of synchronized electric drives with phase automatic frequency control, and can be used in information transmission and reproduction systems, for example, in a drive of video recording devices. A device is known for stabilizing the speed and phase of rotation of a rotor of a permanent motor. current, containing the element of comparison, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the source of the reference frequency phasing controlling the phase position of the rotor unit. a motor that generates a single pulse for the shaft rotation, and with the help of logic circuits AND and OR, if the input elements of the comparison element do not match, additional pulses are inserted into the feedback signal of the sys tem devices of the phase-locked loop of the engine, which provides some engine braking fll.

Недостатками указанного устройства  вл ютс  низкое быстродействие, обусловленное необходимостью шагойого доворота вала двигател  до син-:фазного состо ни , и наличие резких бросков потребл емого приводом тока, что св зано с чередованием режимов торможени  и сишфокизации при вьлолнеНИИ каждого шага фазиро вани ,. . . - . : .,, л, . . ; The disadvantages of this device are low speed, due to the necessity of stepping the motor shaft to the syn-: phase state, and the presence of sharp surges consumed by the drive current, which is associated with the alternation of braking and signaling modes during the rotation of each phase step. . . -. :. ,, l,. . ;

Наиболее близким к изобретению . по технической сущности  вл етс  устройство дл  согласовани  углового положени  синзсронно вращающихс  валов электродвигателей посто нногоClosest to the invention. The technical essence is a device for matching the angular position of the synchronic rotating shafts of permanent electric motors.

тока, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, управл емый ключ, второй вход которого подключен к выходу управл емого генератора, управл ющий вход - к выходу первого триггера, первьш вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, и блок фазовой автопоДст ройки частоты вращени  a current containing a series-connected reference frequency generator, a control key, the second input of which is connected to the output of the controllable generator, the control input to the output of the first trigger, the first input of which is connected to the output of the first AND logic unit, and the frequency phase rotation control unit

O вала ведомого двигател  с импульсным датчиком частоты вращени  и датчиком углового положени , св занным с первым входом фазового дискриьшнатора и первого логического злемен5 та И Г27.O of the driven motor shaft with a pulse rotational speed sensor and an angular position sensor connected to the first input of the phase discriminator and the first logic element 5 and G27.

Указанное устройство характеризуетс  ограниченным быстродействием в случа х, когДа йредъ вл ютс  повышенные требовани  к точности фазироThe device is characterized by limited speed in cases where the environment is an increased requirement for phase accuracy.

вани  и стабилизации мгновенной частоты вращени  и отсутствием возможности фазировани  ведомого привода по опорному импульсному сигналу от внешнего источника, так как на чальна  фаза вращени  ведущего привода в синхронном режиме устанавливаетс  произвольной.and stabilization of the instantaneous frequency of rotation and the absence of the possibility of phasing of the slave drive according to the reference pulse signal from an external source, since the initial phase of the rotation of the master drive in the synchronous mode is arbitrary.

Цель изобретени  - повыщение быстродействи  и точности согласовани The purpose of the invention is to increase the speed and accuracy of matching

0 углового положени  валов ведущего и ведомого электродвигателей посто нного тока.0 is the angular position of the shafts of the driving and driven DC motors.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  согласо35 вани  углового положени  синхронно врашдк ХС  валов электродвигателей посто нного тока, содержащее последовательно соединенные генератор частоты, у11равл ёмый ключ, второй This goal is achieved by the fact that in a device for matching the angular position of synchronously vrashd XC shafts of electric motors of direct current, containing a series connected frequency generator, a control key, the second

40 вход которого подключен к выходу управл емого генератора, управл ю:щий вход - к выходу первого триггера. первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, и блок фазовой автоподстройки частоты вращени  вала ведомого двигател  с импульсным датчиком частоты вращени  и датчиком углового положени , св занным с Первым входо фазового дискриминатора и первого логического элемента И, введены вспомогательный генератор опорной частоты фазировани , подключенный к выходу генератора опорной частоты блок индикации синхронизации, три логических элемента И, логический элемент ИЛИ, три триггера, последовательно соединенные формирователь кода разности фаз, регистр пам ти и блок сравнени  кодов,, последовате но соединенные импульсный частотнофазовьй дискриминатор, блок коррекции и интегратор, выход которого че рез управл емый генератор соединен с первым входом второго логического элемента И, выход которого подключен к первому входу импульсного час тотно азового дискриминатора, второй вход которого подключен к треть му логическому элементу И, первый вход которого вместе с первыми входами формировател  кода разности фаз, блока индикации синхронизащ1и и второго триггера соединен с выходом генератора опорной частоты, вто рой вход соединен с выходом третьего триггера, первый вход которого подключен к выходу четвертого логического элемента И, одновременно соединенному с первым входом логического элемента ИЛИ, второй бход которого вместе с вторыми входами первого и третьего триггеров подклю чен к дополнительному выходу формировател  кода разности фаз, выход логического элемента ИЛИ через первый вход четвертого триггера, второ вход которого вместе с входом разре шени  записи регистра пам ти соединен с выходом первого логического |Эленента И, св зан с вторым входом Второго логического элемента И, вы ход вспомогательного генераторй опорной частоты фазировани  соединен с вторыми входаьш фазового дискриминатора и второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента к третьему входу которого подключен выход блока ивдикации синхронизации , второй вход которого соеди 00 с выходом импульсного датчика нен частоты вращени , св занного также с вторым входом формировател  кода разности фаз, третий вход которого подключен к фазовому дискриминатору , а выход через второй вход блока сравнени  кодов соединен с первым входом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера. На фиг, 1 приведена блок-схема устройства дл  согласовани  углового положени  синхронно вращающихс  валов электродвигателей посто нного тока; на фиг. 2 - алгоритм работ .устройства. I Устройство дл  согласовани  углового положени  синхронно вращающихс  валов электродвигателей посто нного тока содержит последовательно соединенные генератор 1 опорной частоты, управл емый ключ 2, второй вход которого подключен к выходу управл емого генератора 3, управл ющий вход - к выходу первого триггера 4, первый вход которого соединен с выходом первдго логического элемента И 5, и блок фазовой автоподстройки частоты вращени  вала ведомого двигател  6 с импульсным датчиком 7 частоты вращени  и датчиком 8 углового положени , св занным с первым входом фазового дискриминатора 9 и первого логического элемента И 5. Устройство также содержит вспомогательный генератор 10 опорной частоты фазировани , подключенный к выходу генератора 1 опорной частоты, блок 11 индикации синхронизации , три логических элемента И 12, 13 и 14, логический элемент ИЛИ 15, три триггера 16, 17 и 18, формирователь 19 кода разности фаз, регистр 20 пам ти, блок 21 сравнени  кодов, последовательно соединенные импульсный частотнофазовый дискриминатор 22, блок 23 коррекции и интегратор 24, выход которого через управл емый генератор 3 соединен с первым входом второго логического элемента И 12, выход которого подключен к первому входу имцульсного частотно-фазового дискриминатора 22, второй вход которотго подключен к третьему логическому элементу И 13. первый вход которого вместе с первыми входами формировател  19 кода разности фаз 19,блока 11 индикации синхронизации и второго S триггера 16 соединен с выходом генератора 1 опорной частоты, а втор вход соединен с выходом третьего триггера 17, первый вход которого подключен к выходу четвертого логи ческого элемента И 14, одновремен соединенному с первым входом логи .ческого элемента ИЛИ 15, второй вхо которого вместе с вторыми входами третьего триггера 17 и первого три гера 4 подключен к дополнительному выходу, формировател  19 кода разнос ти фаз. Выход логического элемента ИЛИ через первый вход четвертого тригге ра 18, второй вход которого вместе с входом разрешени  записи регистра 20 пам ти соединен с выхо/ ом первог логического элемента И 5, св зан с вторым входом второго логического элемента И 12. Выход вспомогательного генератора 10 опорной частоты фазировани  соединен с вторыми входами фазового дискриминатора 9 и вт рого триггера 16, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И 5, к третьему входу которого подключен выход блока 11 индикации синхронизадай, второй вход которого соединен с вы ходом импульсного датчика 7 частоты вращени , св занного также с вторым входом формировател  19 кода разности фаз, третий вход которого подключен к фазовому дискриминатору 9, а выход через второй вход блока2 сравнени  кодов соединен с первый входом четвертого логического элемента И 14, второй вход которого подключен к выходу первого триггера 4. Устройство работает следуюш;им образом. При пуске триггеры 4, 17 и 18 устанавливаютс  в нулевое состо ние , соответствующее замыканию коль ца фазовой автоподстройки частоты управл емого генератора 3 и его син хронизации по сигналу генератора 1 опорной частоты. На вход блока фазовой автоподстройки частоты вращени  вала ведомого двигател  6 при этом поступает выходной сигнал генератора 1 опорной частоты через управл емый ключ 2. После синхронизации ведомого привода на выходе блока 11 индикации синхронизации формируетс  сигнал, разблокирзпо1№й логический элемент И 5. На второй 00« вход логического элемента И 5 поступает импульсный сигнал с выхода триггера 16, длительность которого равна периоду опорной частоты, а передний фронт совпадает с передним фронтом имцульса на выходе вспомо|гательного генератора 10 опорной частоты фазировани . Этот сигнал определ ет допустимую остаточную ошибку фазировани  %, не превышающую - рад, где Z - число меток импульсного датчика 7 частоты вращени . Если фазовое рассогласование импульсов на выходах вспомогательного генератора 10 опорной частоты фазировани  и датчика 8 углового положени  после синхронизации ведомого привода превышает указанное значение, то на выходе логического элемента И 5 формируетс  сигнал, опрокидывающий триггеры 4 и 18. При этом управл емый ключ 2 переходит блок фазовой автоподстройки частоты вращени  вала ведомого двигател  6 на управление от управл емого генератора 3. Одновременно размыкаетс  кольцо фазовой автоподстройки частоты управл емого генератора 3, импульсный частотно-фазовый дискриминатор 22 входит в насьицение соответствующего знака, и частота выходного сигнала управл емого генератора 3 линейно нарастает по закону + K,t,, оп где добротность разомкнутого кольца фазовой автоподстройки час-, тоты управл емого генератора С- и в мойёнт начала фазировани . На входы формировател  19 кода разности фаз поступают сигналы с выходов опорной частоты генератора 1, фазового дискриминатора 9 и импульсного датчика 7 частоты вращени , что обеспечивает измерение текущего фазового рассогласовани  между опорным сигналом вида fo 2 Ti f t и сигналом фазового положени  ротора с периодом дискретизации, равным периоду выходного сигнала генератора 1 опорной частоты и шагом квантовани , равным одной дискрете мпульсного датчика 7 частоты враени . В момент начала фазировани  () сигнал формировател  кода разости фаз, равный ,, переписыватс  со сдвигом на один разр д впрао в регистр 20 пам ти таким образом. 71 чтобы в течение процесса фазировани  в последнем хранилс  код, соответствующий с точностью до одной дискреты импульсного датчика 7 частоты вращени  (с округлением в сторо ну больших значений) половине началь ной ошибке фазировани  -V-g-. Разгон ведомого,привода с посто н ным ускорениемаа К. рад/с, продолжаетс  до тех пор, пока начальное фазовое ра ссогласование не отработаетс  наполовину. В момент равенства кодов на выходе формировател  19 кода разности фаз и регистра 20 паг м ти, блок 21 сравнени  кодов формирует импульсный сигнал, опрокиды-, вающий триггеры 17 и 18.The 40 input of which is connected to the output of the controlled generator, the control: this input to the output of the first trigger. the first input of which is connected to the output of the first logic element I, and the phase-locked phase of the slave motor with a pulse frequency sensor and angle position sensor connected to the first input of the phase discriminator and the first logic element I, an auxiliary generator of the reference frequency is introduced, a synchronization indication unit connected to the output of the reference frequency generator, three AND logic gates, an OR logic element, three triggers connected in series Phase difference code operator, memory register and code comparison unit, sequentially connected pulse frequency-phase discriminator, correction unit and integrator, the output of which is connected to the first input of the second logical element I through the controlled generator And the output of which is connected to the first input of the pulse clock a uniformly discriminator, the second input of which is connected to the third logical element I, the first input of which together with the first inputs of the shaper of the phase difference code, the synchronization indication unit and the second the trigger is connected to the output of the reference frequency generator, the second input is connected to the output of the third trigger, the first input of which is connected to the output of the fourth logic element AND simultaneously connected to the first input of the logical element OR, the second bypass of which together with the second inputs of the first and third triggers It is connected to the additional output of the generator of the phase difference code, the output of the logic element OR through the first input of the fourth trigger, the second input of which together with the input of the recording resolution of the memory register connected to the output of the first logical | Elenta I, connected to the second input of the second logical element I, the output of the auxiliary oscillation frequency reference generator is connected to the second inputs of the phase discriminator and the second trigger, the output of which is connected to the second input of the first logical element to the third input of which is connected the output of the synchronization ivanization unit, the second input of which is connected to the output of the pulse sensor is not rotation frequency, also connected with the second input of the generator of the phase difference code, third The first input of which is connected to the phase discriminator, and the output through the second input of the code comparison unit is connected to the first input of the fourth logical element I, the second input of which is connected to the output of the first trigger. Fig. 1 shows a block diagram of a device for matching the angular position of synchronously rotating shafts of direct current electric motors; in fig. 2 - the algorithm works. Device. I A device for matching the angular position of synchronously rotating shafts of a DC motor comprises a series-connected reference frequency generator 1, a control key 2, the second input of which is connected to the output of the control generator 3, the control input to the output of the first trigger 4, the first input of which connected to the output of the initial element I 5, and the phase locked loop of the frequency of rotation of the shaft of the slave engine 6 with the impulse sensor 7 of the rotation frequency and the sensor 8 of the angular position, connected left with the first input of the phase discriminator 9 and the first logical element AND 5. The device also contains an auxiliary generator 10 of the reference frequency of the phasing connected to the output of the generator 1 of the reference frequency, block 11 of the synchronization indication, three logical elements AND 12, 13 and 14, logical element OR 15, three flip-flops 16, 17 and 18, a phase difference code generator 19, a memory register 20, a code comparison unit 21, serially connected pulse frequency-phase discriminator 22, a correction unit 23 and an integrator 24, whose output through the control Generator 3 is connected to the first input of the second logic element 12, the output of which is connected to the first input of the pulse frequency-phase discriminator 22, the second input of which is connected to the third logic element 13 of the first input of which, together with the first inputs of the generator 19 of the phase difference code 19 , the synchronization indication unit 11 and the second S trigger 16 are connected to the output of the reference frequency generator 1, and the second input is connected to the output of the third trigger 17, the first input of which is connected to the output of the fourth logic element And 14, simultaneously connected to the first input by the log of an OR 15 element, the second input of which, together with the second inputs of the third trigger 17 and the first three 4, is connected to the auxiliary output, the former 19 of the phase difference code. The output of the logical element OR through the first input of the fourth trigger 18, the second input of which, together with the recording resolution input of the memory register 20, is connected to the output / ohm of the AND 5 primary element, is connected to the second input of the second logical element AND 12. The output of the auxiliary generator 10 the reference frequency of the phasing is connected to the second inputs of the phase discriminator 9 and the second trigger 16, the output of which is connected to the second input of the first logic element AND 5, to the third input of which the output of the synchronization indication unit 11 is connected the second input of which is connected to the output of the rotational speed sensor 7, also connected with the second input of the phase difference code generator 19, the third input of which is connected to the phase discriminator 9, and the output through the second input of the code comparison unit 2 And 14, the second input of which is connected to the output of the first trigger 4. The device works as follows; At start-up, the triggers 4, 17 and 18 are set to the zero state, corresponding to the closure of the phase-locked loop of the controlled oscillator 3 and its synchronization by the signal of the oscillator 1 of the reference frequency. In this case, the output of the phase-locked loop of the driven motor shaft 6 receives the output signal of the reference frequency generator 1 via the control key 2. After the slave drive synchronizes, the output of the synchronization indication unit 11 generates a signal unlocking the second element 5. At the second 00 “The input of the logic element And 5 receives a pulse signal from the output of the trigger 16, the duration of which is equal to the reference frequency period, and the leading edge coincides with the leading edge of the pulse at the output of the auxiliary gene The generator 10 reference frequency phasing. This signal determines the permissible residual phasing error%, not exceeding - glad, where Z is the number of marks of the pulse frequency sensor 7. If the phase mismatch of the pulses at the outputs of the auxiliary generator 10 of the reference frequency of the phasing and the angular position sensor 8 after synchronization of the slave drive exceeds the specified value, then the output of the AND 5 logic element generates a signal tilting triggers 4 and 18. At the same time, the controlled key 2 goes over the phase block auto-tuning the frequency of rotation of the slave motor shaft 6 to the control of the controlled generator 3. At the same time, the phase-locked loop of the frequency of the controlled generator opens 3, the pulse frequency-phase discriminator 22 enters the heading of the corresponding sign, and the frequency of the output signal of the controlled generator 3 linearly increases according to the law + K, t ,, o where the Q-factor of the open-loop phase-locked loop frequency, and the frequency of the controlled generator C and Moyent start phasing. Phase difference code generator 19 inputs signals from generator frequency reference 1, phase discriminator 9, and rotational speed sensor 7, which measures the current phase difference between the reference signal fo 2 Ti ft and the rotor phase position signal with a sampling period equal to a period of the output signal of the reference frequency generator 1 and a quantization step equal to one sampling of the pulse frequency sensor 7 of the frequency. At the moment of the beginning of the phasing (), the signal of the generator of the phase difference code, equal to, is rewritten with a shift by one bit to the memory register 20 in this way. 71 so that, during the phasing process, a code is stored in the latter that corresponds to one sampling pulse sensor 7 rotational speed (rounded to large values) to half the initial phasing error -V-g-. Acceleration of the slave drive with constant acceleration K. rad / s continues until the initial phase mismatch is completed by half. At the moment of equality of the codes at the output of the generator 19 of the phase difference code and the 20 pag register, block 21 of the code comparison generates a pulse signal, which triggers the triggers 17 and 18.

При этом одновременно замыкаетс  цепь обратной св зи кольца фазовой автоподстройки частоты управл емого генератора 3 и размыкаетс  цепь подачи опорного .сигнала на вход импульсного частотно-фазового дискриминатора 22. Последний переходит в режим насыщени  другого знака, что соответствует изменению направлени  интегрировани  интегратора 24 Частота выходного сигнала управл емого генератора 3 измен етс  при этом по законуAt the same time, the feedback loop of the phase-locked loop of the controlled oscillator 3 simultaneously closes and the supply circuit of the reference signal to the input of the pulse frequency-phase discriminator 22 opens. The latter switches to the saturation mode of another sign, which corresponds to a change in the integrating direction of the integrator 24 Output frequency controlled oscillator 3 is changed according to the law

f, f(tp) - - tp), (2)f, f (tp) - - tp), (2)

где f(tp) - значение, достигнутое частотой управл емого генератора 3 в процессе разгона ведомого привода в момент окончани  разгона tp.where f (tp) is the value reached by the frequency of the controlled generator 3 in the process of acceleration of the slave drive at the time of the end of the acceleration tp.

Окончание процесса фазировани  определ етс  моментом по влени  сигнала на дополнительном вькоде формировател  19. кода разности фаз Который. формир етс  при достижении фазовым рассогласованием значени .The end of the phasing process is determined by the moment the signal appears in the additional code of the generator 19 of the phase difference code Which. is formed when the phase mismatch value is reached.

не превосход щего VjjK- рад, т.е. при синфазном вращении привода. Этим сигналом триггеры 4 и 17 воз врас аютс  в исходное состо ние, причем управл емый ключ 2 переводит ведомый привод на управление от генератора 1 опорной частоты, по выходному сигналу которого синзфо- , низируетс  также управл емый генератор 3. .not superior VjjK- rad, i.e. with common mode drive rotation. With this signal, the triggers 4 and 17 return to the initial state, and the controlled key 2 transfers the slave drive to the control from the oscillator 1 of the reference frequency, according to the output signal of which the controlled oscillator 3 is also lowered.

Чтобы момент изменени  знака ускорени  ведомого привода в процессе фазировани  определ лс  достаточно гочно, необходимо ограничить максиi -1/2 In order for the moment of change in the sign of the acceleration of the slave drive during the phasing process to be determined quite sufficiently, it is necessary to limit the maxi -1/2

(4) ртах сГ(4) mouths cg

а максимальна  скорость доворота ведомого вала до синфазного состо ни  вьгражениемand the maximum speed of turning the driven shaft to the common-mode state is indicated by

- . (S)-. (S)

tt

С. учетом ограничени  максимального значени  скорости доворота врем  фазировани  при ton .C. Taking into account the limitation of the maximum value of the rotation rate, the phasing time at ton.

(6)(6)

2t2t

2 Т,.2 T ,.

1.Ф- i.p- 1оБ что свидетельствует о сравнительно высоком быстродействии данного устройства при высоких требовани х к точности фазировани , так как врем  фазировани  не  вл етс  (в первом приближении) функцией количества меток импульсного датчика частоты вращени  7.1.F-i.p-1oB, which indicates a relatively high speed of this device with high requirements for phasing accuracy, since the phasing time is not (in the first approximation) a function of the number of marks of the pulse frequency sensor 7.

При отработке малых фазовых рас-« согласований за счет округлени  значени , записываемого в регистр 20 пам ти, интервалы разгона,и торможени  привода.могут различатьс . Так, при отработке одного шага фазировани , равного одной дискрете импульсного датчика 7 частоты вращени , в регистр 20 пам ти записываетс  код. соответствуюирй нулевому значению фазового рассогласовани , длительность интервала торможени  привода в процессе фазировани  оказываетс  равной нулю. В этом случае сброс всех триггеров 4, 17и18в исходное состо ние происходит по сигналу Захват фазы на т ополнительном выходе формировател  19 кода разиости фаз, а необходимое торможение обеспечиваетс  в процессе синхронизации привода. 00 мальную скорость доворота ведомого вала значением (VUx on Тогда точность определени  момента переключени  будет равна одной дискрете импульсного датчика 7 частоты вращени  и, следовательно, запаздывание при этом определ етс  длительностью одного периода выходного сигнала генератора 1 опорной частоты, Врем  разгона привода при отработке максимального фазового рассогласовани , равного 2jr рад, определ етс  выражениемWhen working out small phase ratios due to rounding up the value written to memory register 20, acceleration intervals and deceleration of the drive can be distinguished. Thus, when testing a single phasing step, equal to one discrete value of the pulse frequency sensor 7, a code is written into the memory register 20. According to the zero phase mismatch value, the length of the drive braking interval during the phasing process is zero. In this case, all triggers 4, 17 and 18 are reset to the initial state by the signal Phase capture at the additional output of the phase difference code generator 19, and the necessary braking is provided during the synchronization of the drive. The maximum speed of rotation of the driven shaft by the value (VUx on Then the accuracy of determining the switching moment will be equal to one digit of the pulse frequency sensor 7 and, therefore, the delay is determined by the duration of one period of the output signal of the reference frequency generator 1, the acceleration time of the drive when the maximum phase the mismatch equal to 2jr rad is determined by the expression

Поскольку величина скорости доворота ограничена , фазирование всегда заканчиваетс  на первом интервале сближени  импульсов с выхода вспомогательного генератора 10Since the magnitude of the rotational speed is limited, the phasing always ends in the first interval of the pulses coming from the output of the auxiliary generator 10

, опорной частоты фазировани  и датчика 8 углового положени . Таким образом уст1ройство обеспечивает оптимальное по быстродействию фазирование ведомого привода при отработ .ке больших фазовых рассогласований., the reference frequency of the phasing and the angular position sensor 8. Thus, the device provides optimum performance phasing of the slave drive during the development of large phase mismatches.

так как движение в процессе фазировани  происходит с посто нным ускорением , и достаточную точность при отработке как малых, так и больших фазовьк рассогласований. Кроме зтого, при использовании изобретени  в нескольких электроприводах помимо согласовани  взаимного углового положени  валов обеспечиваетс  их фазирование по опорному импульсному сигналу.since the movement in the process of phasing occurs with constant acceleration, and sufficient accuracy in working out both small and large phase mismatches. In addition, when using the invention in several electric drives, in addition to matching the mutual angular position of the shafts, they are phased by the reference pulse signal.

фи8.1fi8.1

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ СИНХРОННО ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее последовательно соединенные генератор опорной частоты, управляемый ключ, второй вход которого подключен к выходу управляемого генератора, управляющий вход - к выходу первого триггера, первый вход которого соединен с выходом первого логического элемента И, и блок фазовой автоподстройки частоты вращения вала ведомого двигателя с импульсным датчиком частоты вращения и датчиком углового положения, связанным с первым входом фазового дискриминатора и первого логического элемента Й, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности согласования углового положения валов ведущего и ведомого электродвигателей постоянного тока, в него введены вспомогательный генератор опорной частоты фазирования, подключенный к выходу генератора опорной частоты, блок индикации синхронизации, три логических элемента И, логический элемент ИЛИ, три триггера, последовательно соединенные формирователь кода разности фаз, регистр памяти и блок сравнения кодов, последовательно соединенные импульсный частотнофазовый дискриминатор, блок коррекции и интегратор, выход которого через управляемый генератор соединен с первым входом второго логического элемента И, выход которого подключен к первому входу импульсного частотно-фазового дискриминатора, второй вход которого подключен к третьему логическому элементу И, первый вход которого вместе с первыми входами формирователя кода разности фаз, блока индикации синхронизации и второго триггера соединен с выходом генератора опорной частоты, второй вход соединен с выходом третьего триггера, первый вход которого» подключен к выходу четвертого логического элемента И, одновременно соединенному с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого вместе с вторыми входами первого и третьего триггеров подключен к дополнительному выходу формирователя кода разности фаз, выход логического элемента ИЛИ через первый вход четвертого триггера, второй вход которого вместе с входом разрешения записи регистра памяти соединен с выходом первого логического элемента И, связан с вторым . входом второго логического элемента И, выход вспомогательного генератора опорной частоты фазирования соединен с вторыми входами фазового дискриминатора и второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого логического элемента И, к третьему входу которого подключен выход блока индикации синхронизации, второй вход которого соединен с выходом импульсного датчика частотьг вращения, связанного также с вторым входом формирователя кода разности • ¹ 'A DEVICE FOR AGREEMENT OF ANGULAR POSITION OF A SYNCHRONOUSLY ROTATING DC SHAFT OF ELECTRIC MOTORS, containing a serially connected reference frequency generator, a controlled key, the second input of which is connected to the output of the controlled generator, the control input is to the output of the first trigger element, the first input of which has an input, the first input of which has a log input, the first input and a phase-locked loop for the shaft speed of the driven engine with a pulse speed sensor and an angle sensor associated with the first m the input of the phase discriminator and the first logical element,, characterized in that, in order to improve speed and accuracy of matching the angular position of the shafts of the driving and driven DC motors, an auxiliary phasing reference frequency generator connected to the output of the reference frequency generator is introduced into it, an indication unit synchronization, three logical elements AND, logical element OR, three triggers, series-connected phase difference code generator, memory register and comparison unit to dow, series-connected pulse frequency-phase discriminator, correction unit and integrator, the output of which through a controlled generator is connected to the first input of the second logic element And, the output of which is connected to the first input of the pulse frequency-phase discriminator, the second input of which is connected to the third logic element And, the first the input of which, together with the first inputs of the phase difference code generator, the synchronization indication unit and the second trigger, is connected to the output of the reference frequency generator, second the first input is connected to the output of the third trigger, the first input of which is connected to the output of the fourth logical element AND, simultaneously connected to the first input of the logical element OR, the second input of which, together with the second inputs of the first and third triggers, is connected to the additional output of the phase difference code generator, output logical element OR through the first input of the fourth trigger, the second input of which, together with the input enable write register memory is connected to the output of the first logical element And, is connected with the second . the input of the second logical element AND, the output of the auxiliary generator of the reference phasing frequency is connected to the second inputs of the phase discriminator and the second trigger, the output of which is connected to the second input of the first logical element And, the third input of which is connected to the output of the synchronization indication unit, the second input of which is connected to the pulse output rotation frequency sensor, also connected to the second input of the difference code generator • ¹ '