Устройство для управления шаговым двигателем

(54) УСТРОЙСТ ВЫМ ДВИГАТЕЛЕ(57) Изобрететехнике, к си АВЛЕНИЯ ШАГО 0 Д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГЬ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) АвторскоеР 1066018, кл. ие относится,к электро темам управления шагоными приводами и может быть использовано в системах слежения за движущимися объектами. Цель состоит в повышении быстродействия. Цель достигается за счет того, что обработка большой динамической ошибки, соответствующей скачкам частоты входных управляющих импульсов Г р Ги превышающей по времени значения при разгоне от Г до Г,где Г - частота приемистости, происходит призначении. частоты, равной Г, чтосокращает время отработки и повышаетбыстродействие. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, к системам управления приводами с шаговыми двигателями, может быть использовано в системах сле 5 жения за движущимися объектами и является дополнительным к основному изобретению по авт.св, У 1066018.Цель изобретения - повышение быстродействия шагового двигателя. 10На чертеже приведена структурная схема устройства управления шаговым двигателем. 30 Устройство содержит реверсивный счетчик 1, первый 2 и второй 3 КЯ 15 триггеры, первый 4 и второй 5 ключи генератор 6 с автоподстройкой частоты, распределитель 7 импульсов, частотный компаратор 8, задатчик 9 частоты приемистости, первый элемент И 10, первый элемент ИЛИ 11, логической компаратор 12 с входом задания кода, второй элемент И 13, задатчик 14 максимальной частоты, третий25 элемент И 15, второй элемент ИЛИ 16, усилитель 17 мощности, шаговый двигатель 18, вход которого подключен к выходу усилителя 17 мощности, вход которого соединен с выходом распределителя 7, подключенного своим входом к выходу первого ключа 4, к входу элемента 19 задержки и к выходу второго ключа 5, первый вход которого соединен с выходом генератора 6 с автоподстройкой частоты, вход ко торого подключен к выходу первого элемента ИЛИ 11, соединенного первым входом с выходом второго элемента И.13, а вторым входом с выходом первого элемента И 10, подключенного 40 первым входом к первому выходу частотного компаратора 8, а вторым входом - к выходу задатчика 9 частоты нриемистости и к первому входу частотного компаратора 8, соединенного 45 вторым входом с входом устройства первым входом первого ключа 4, вторым входом реверсивного счетчика 1 и первым входом второго элемента . И. 13, второй вход которого подключен к второму выходу частотного компаратора 8 и к первому входу первого триггера 2, первый и второй выходы и второй вход которого соединены соответственно с вторым входом первого ключа 4, вторым входом второго ключа 5 и вторым выходом реверсивного счетчика 4, первый вход которого подключен к выходу элемента 19 эадержки, а первый выход - к первому входулогического компаратора 12, первыйвыход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 16, первыйвход которого подключен к второму выходу реверсивного счетчика 1, а выход - к первому входу второго триггера 3, подключенного вторым входомк второму выходу логического компаратора 12, причем первый выход второго триггера 3 подключен к первым входам первого 10 и второго 13 элементов И, а второй выход - к первомувходу третьего элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 11, а второй вход - с выходом задатчика 14максимальной частоты.Устройство для управления шаговымдвигателем работает следующим образом,В исходном состоянии в реверсивном счетчике 1 записано число, равное нулю что обеспечивает установкутриггеров 2 и 3 по входу сброса К всостояние Ц = 0 и Я = 1, запираниеключа 5 и отпирание ключа 4. Приэтом импульсы с выхода генератора 6с автоподстройкой частоты (состоящего, например, из управляемого генератора и частотного компаратора) непоступают на вход распределителя 7импульсов.Частотный компаратор 8 работаетследующим образом,При Гр 6 й, Пд = Оу Б р = 1прита входных импульсов; Й - частотаприемистости).Таким образом, в исходном состоянии при й - 0 1 д= О, П = 1 и,следовательно, частота приемистости Ер с выхода эадатчика 9 черезэлементы И 10 и ИЛИ 11 поступаетна вход генератора 6 с автоподстройкой частоты, Это обеспечивает поддержание на выходе генератора 6 частоты, равной частоте приемистости.1При подаче на вход устройства импульсов счастотой Г а Евыходныесигналы частотного компаратора 8 теже, что и при й= О, т,е. Пд = О,Ба = 1. Триггер 2 не изменяет своегосостояния, и импульсы входной частоты поступают через ключ 4 на входраспределителя 7 импульсов и черезэлемент 19 задержки - на .вход вычитания счетчика 1. На вход сложениясчетчика 1 поступают непосредственно входные импульсы.По окончании следования импульсов схема возвращается в исходное состояние.При подаче на вход устройства импульсов частотой ГГмакс на вьгходах частотного компаратора 8 устанавливаются сигналы Б= 1, УБ = 0 (Г - максимальная частота устаномдксвившегося периодического режима, зависящая от нагрузочной способности ШД). При этом состояние триггера 2 изменяется на О = 1, Ц = О. что приводит к закрыванию ключа 4 и открыванию ключа 5.Логический компаратор 12 сравнивает коды, подаваемые на вход В с параллельных выходов реверсивного счетчика 1 (с и разрядов), и заданный по входу С, Код, задаваемый по входу С, на единицу младшего разряда превышает код, соответствующий максимальной динамической ошибке, накопленной в счетчике 1 при разгоне шагового двигателя от частоты приемистости до Г(и разрядов счетчика). На одном из выходов логического компаратора 12 появляется сигнал, когда код динамической ошибки превышает код по входу С (ВС); на другом выходе сигнал появляется, когда код динамической ошибки меньше кода, поданного по входу С (ВС).При й к.й 1 мсс сигнал появляется на выходе ВС логического компаратора, что не изменяет состояния триггера 3 (О = 1, О = 0).Входная частота устройства Й через открывшийся элемент И 13 и элемент ИЛИ 11 поступает на вход генератора 6 с автоподстройкой частоты вместо частоты нриемистости, так как 0,=1, П,=О.При этом шаговый двигатель разгоняется от частоты приемистости до заданной входной частоты, поскольку импульсы с выхода генератора 6 поступают на вход распределителя 7 импульсов, а начальная частота генератора б равняется частоте приемистости. Обратная связь внутри генератора 6 обеспечивает поддержание частоты,равной Г , после окончания разгона шагового двигателя. После прекращения серии входнь 1 х импульсов на выходах частотного ком паратора 8 устанавливаются сигналыБд = О, Бв = 1. Однако триггер 2 неизменяет своего состояния до тех пор, 5пока при торможении двигателя не списываются все импульсы. накопленныев счетчике 1 (динамическая ошибкаразгона до й ), Торможение идет довктех пор пока частота генератора 6не сравняется с частотой приемистости, поступающей на вход генератора бчерез элементы И 10 и ИЛИ 11. Поокончании торможения счетчик 1 вырабатывает сигнал (обнуление счетчика), 15 и триггер 2 устанавливается в исходноа состояние= О, Ц = 1, что приводит к запиранию ключа 5 и отпиранию ключа 4.С поступлением на вход устройства 20 частоты управляющих импульсовв,Г м, кс шаговнй двигатель разгоняется до максимальной частотыпо вышеописанной процедуре.При достижении динамической 25 ошибкой значения (код счетчика 1.о превышающего значейие кода по входу Слогического компаратора 12 на единицумладшего разряда, появляется сигналпо входу логическсго компаратор ВС, 3 о и триггер 3 переходит в состояни;0 = 1,= О. Прн этом к входу генератора 6 подключается задатчик 14максимальной частоты Гмк через элементы И 15 и ИЛИ 11 ьместо подключенной ранее входной частотыдальнейший разгон двигателя прекращаетсяи отработка,цинамнческой ошибки, накапливаемой счетчиком 1, происходитна частоте макс0 По,ле прекращения ссрии входных импульсов г мГмс,к динамическая ошибка также отрабатывается на частоте Емк до момента появления сигнала по выходу компаратора 12 ВС 45 (при значении динамической ошибки,соответстьующей разгону двигателя отчастоть. приемистости Ев до макс )при котором триггер переходит в состояние 0 = О, .Я = 1. При этом к входу 50 генератора 6 подключается частота отэадатчика 9 Г через элемент И 10, работа которого разрешается состоянием триггера 3 Ц = 1 и состоянием частотного компаратора 8 Пв = 1, и 55 элемент ИЛИ 11, Кроисходит торможение двигателя от частоты Гмкс до частоты К обнуления счетчика 1, при котором схема переходит в исходное состояние./ Тираж 659ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушска Подписно итета СССРткрытийнаб д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, улПроектна Если после воздействия , Г входная частота не прекращается, а имеет значение Г сК Г , илито схема после отработки динамической ошибки, превышающей значение кода по входу С логического компаратора 12, переходит в режим работы на частоте К .Изобретение позволяет повысить быстродействие шагового двигателя благодаря тому, что отработка большой динамической ошибки, соответствующей скачкам частоты входных управляющих импульсов Е ЕщиИ- макс превышающей по времени значение при разгоне от й до йпроисходит при значении частоты, равной Й что сокращает время отработки и повышает быстродействие, при этом расширяется диапазон применения устройства.формула и з обретения Устройство для управления шаговымдвигателем по авт.св, У 1066018,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены задатчик максимальной частоты, 5второй КБ-триггер, второй элемент ИЛИ, третий элемент И, логический компаратор и элемент задержки, соединяющий вход распределителя с первым входом реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с первыми входами логического компаратора, выход обнуления - с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом логического компаратора, выход - с К-входом второго КБ-триггера, к Б- входу которого подключен второй выход логического компаратора, первый выход второго ВБ-триггера подключен к третьим входам первого и второго элементов И, второй выход - к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, а второй вход - 25 с датчиком максимальной частоты.