CS248060B1

CS248060B1 - Position controller connection with incremental encoder

Info

Publication number: CS248060B1
Application number: CS359084A
Authority: CS
Inventors: Jozef Buday; Lubomir Gazak; Miroslav Docar
Original assignee: Jozef Buday; Lubomir Gazak; Miroslav Docar
Priority date: 1984-05-15
Filing date: 1984-05-15
Publication date: 1987-01-15

Abstract

Zapojenie regulátora polohy s inkrementálnym snímačom sa týká regulačných štruktúr, ktoré vyžadujú přesná reguláciu polohy. Uvedené zapojenie pozostáva zo spojenia číslicového vstupu s číslicovo frekvenčným prevodníkom, frekvenčno fázovým prevodníkom a fázového komparátora. Ďalej je inkrementálny snímač spojený so synchronizačným blokom, frekvenčno fázovým prevodníkom a tiež už spomenutým komparátorom. Na číslicovo frekvenčný převodník, synchronizačný blok a frekvenčno fázový převodník je přivedený vstup hodinových impulzov. Předmětný vynález je možné využit v polohových servosystémoch robotov manipulátorov a posuvov obrábacích strojov.The connection of the position controller with an incremental sensor relates to control structures that require precise position control. The above connection consists of connecting a digital input with a digital-frequency converter, a frequency-phase converter and a phase comparator. Furthermore, the incremental sensor is connected to a synchronization block, a frequency-phase converter and also the aforementioned comparator. The digital-frequency converter, the synchronization block and the frequency-phase converter are supplied with a clock pulse input. The present invention can be used in position servo systems of manipulator robots and machine tool feeds.

Description

248060248060

Vynález sa týká zapojenia regulátorapo-lohy s inkrementálnym snímačom. ; Doteraz známe zapojenie regulátora polo-hy s inkrementálnym snímačom je riešenétak, že na vyhodnqcovariie regulačnej od-chylky polohy sa výužíva vratný čítač. Ne-výhodou tohto zapojenia je náročnost narozsah památe polo pověj odchylky, teda nakapacitu vratného Čítača a komplikovanýpřevod na analogový isignál pri zachovanípožadovanej přesnosti a zosilnenia poloho-vej slučky. ίBACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a controller-to-position connection with an incremental sensor. ; The prior art connection of the position controller with the incremental encoder is such that a return counter is used to evaluate the position deviation. An advantage of this connection is the complexity of the memory-to-memory deviation, i.e., the return counter readiness, and the complicated conversion to the analog signal while maintaining the required accuracy and amplification of the position loop. ί

Tento nedostatok pdstraňuje zapojenie re-gulátora polohy s inkrementálnym sníma-čom podlá vynálezy,, ktorého podstata spo-čívá v tom, že vstijp hodinových impulzovje připojený na vstup číslicovo frekvenčné-ho prevodníka. Na jeho vstup je připojenýaj číslicový vstup. ^Výstup číslicovo frek-venčného prevodníka je spojený so vstu-pomfrckvenčno fázového prevodníka, naktorý je připojený tiež vstup hodinových im-pulzov. Výstup frekvenčno fázového pre-vodníka je spojený so vstupom fázovéhokomparátora. Vstup hodinových impulzov jepřivedený aj na vstupy synchronizačnéhobloku a frekvenčno fázového prevodníka.Výstup tohto prevodníka je připojený tiežna fázový komparátor, pričom vstup frek-vehčntrŤa^Ového prevodníka je spojený sovstupom synchronizačného bloku. Na vstuptohto bloku je připojený inkrementálny sní-mač.This drawback avoids the engagement of a position controller with an incremental transducer according to the invention, the principle of which is that it is connected to the input of a digital frequency converter by clock pulse. A digital input is attached to its input. The output of the digital frequency converter is coupled to an in-phase phase converter, which also includes a clock pulse input. The frequency-phase transducer output is coupled to the phase-comparator input. The clock pulse input is also applied to the sync block inputs and the frequency phase converter. The output of this converter is also connected to a phase comparator, where the frequency input of the converter is connected to the output of the synchronization block. An incremental encoder is connected to the input of this block.

Hlavně výhody zapojenia regulátora polo-hy s inkrementálnym snímačom podl'a toh-to vynálezu spočívajú v tom, že sa v regu-lačnej štruktúre s inkrementálnym sníma-čom odstraňuje zložitý číslicovo analogovýpřevodník. Ďalšou výhodou zapojenia podlápredmetu vynálezu je, že odstraňuje zo za-pojenia bezkontaktný fázový měnič, ktorývyžaduje zložité napájacie a vyhodnocova-cie obvody, pričom zostávajú zachované vý-hody regulačnej struktury s fázovým odme-riavaním polohy. Taktiež sa odstráni nedo-statok systému s fázovým odmeriavaním po-lohy a to nutnost použit na snímáme rých-losti tachodynamo.In particular, the advantages of integrating the position controller with the incremental encoder according to the invention are that a complex digital-to-analog converter is removed in the incremental encoder control structure. A further advantage of the embodiment of the present invention is that it removes the contactless phase transducer which requires complicated power supply and evaluation circuits while retaining the advantages of the phase displacement control structure. Also, the shortage of the phase metering system is eliminated, and the need to use the tachodynamo velocity is measured.

Na pripojenom výkrese je příklad zapo-jenia regulátora polohy s inkrementálnymsnímačom podlá vynálezu.In the accompanying drawing, an example of the connection of a position controller with an incremental sensor according to the invention is shown.

Zapojenie regulátora polohy s inkremen-tálnym snímačom je tvořený číslicovýmvstupom 1, ktorý vstupuje do číslicovo frek-venčného prevodníka 2. Výstup číslicovo frekvenčného prevodníka 2 je spojený sovstupom frekvenčného fázového prevodníka 3. Výstup z tohto prevodníka je připojenýna vstup fázového komparátora 4. Výstupinkrementálneho snímača 5 je připojený navstup -synchronizačného bloku 6. Výstup ztohto bloku je připojený na vstup frekvenč-no fázového prevodníka 7, ktorého výstup jepřivedený ako další vstup fázového kompa-rátora 4. Na vstupy číslicovo frekvenčnéhoprevodníka 2, frekvenčno fázového prevod-níka 3, synchronizačného bloku 6 a frek-venčno fázového prevodníka 7 je připojenývstup 8 hodinových impulzov.The connection of the position controller with the incremental transducer is formed by a digital input 1 which enters the digital frequency converter 2. The output of the digital frequency converter 2 is connected by the output of the frequency phase converter 3. The output of this transducer is connected to the input of the phase comparator 4. the input of the synchronization block 6 is output. The output of this block is connected to the input of the frequency phase converter 7, the output of which is fed as the next input of the phase comparator 4. The inputs of the digital frequency converter 2, the frequency phase converter 3, the synchronization block 6 and the frequency of the phase converter 7 is connected to an input of 8 clock pulses.

Cinnosť zapojenia regulátora polohy s in-krementálnym snímačom podlá vynálezuznázorněného na výkrese je nasledujúca: Číslicový vstup 1 žiadanej hodnoty rých-losti vstupuje do číslicovo frekvenčného pre-vodníka 2. Velkost frekvencie výstupnéhosignálu je úměrná žiadanej rýchlosti a početimpulzov za priódu vzorkovania je žiadanáhodnota polohy a tento výstup je přivedenýna vstup frekvencie fázovéha prevodníka 3.Výstup z tohto prevodníka je přivedený navstup fázového komparátora 4, kde sa po-rovnávalo so signálom, ktorý oopovedá sku-točnej polohe natočenia hnacieho hriadelarotora, na ktorom je připevněný inkremen-tálny snímač 5, z ktorého sa získává údajo skutočnej hodnotě polony.The engagement of the position controller with the incremental sensor according to the invention shown in the drawing is as follows: The digital input 1 of the desired speed value enters the digital frequency transducer 2. The frequency of the output signal is proportional to the desired speed and the number of pulses under the sampling line is the desired position value and this the output is applied to the input frequency of the phase converter 3. The output of this converter is applied to the input of the phase comparator 4, where it is compared to the signal that corresponds to the actual position of the drive shaft rotating on which the incremental sensor 5 is mounted, the actual value of the polon is obtained.

Pretože výstupný frekvenčný sled je syn-chrónny s hodinovými signálmi, s ktorýmipracujú ostatně regulačně členy polohové-ho regulátora je výstup inkramentálnehosnímača přivedený do synchronizačného blo-ku 6. Výstupom synchronizačného bloku jesled impulzov, ktoré sú synchrónne s hodi-novými impulzami 8. Počet impulzov výstup-ného signálu zo synchronizačného bloku 6je zhodný s počtom impulzov vstupujúcichdo tohto bloku z inkrementálneho snímača5. Takto spracovaný výstupný signál zo syn-chronizačného bloku 6 je přivedený na vstupfrekvenčného prevodníka 7. Výstupné sig-nály frekvenčno fázových prevodníkov 3 a7 majú rovnakú frekvenciu a ich posuv savyhodnocuje vo fazovom komparátore 4.Výstup fázového komparátora 4 představuješírkovo modulovaný signál úměrný žiadanejrýchlosti.Since the output frequency sequence is synchronous with the clock signals that the controllers of the position controller are working on, the output of the incremental encoder is fed to the synchronization block 6. The output of the synchronization block of the pulses is synchronous with the clock pulses. the output signal from the synchronization block 6 is equal to the number of pulses entering this block from the incremental sensor5. The output signal thus processed from the synchronization block 6 is applied to the input frequency converter 7. The output signals of the frequency phase converters 3 and 7 have the same frequency and their shift is evaluated in the phase comparator 4. The output of the phase comparator 4 represents a width modulated signal proportional to the desired speed.

Uvedené zapojenie ipodla vynálezu možesa pužiť v regulačných štruktúrach, kde jepožadovaná přesná regulácia polohy ako súpolohové servosystémy robotov, manipulá-torov a posuv obrábacích strojov.Said connection of the invention can be used in control structures where precise positioning is required such as positioning servo systems of robots, manipulators and machine tool feeds.

Claims

s 6 24 sos a PRED Μ ET The connection of the position controller to the incremental encoder consists of connecting the clock input to the numeric frequency converter input, with the digital input connected, as well as connecting the output of this converter to the input of the frequency converter to which it is the clock pulse input is also connected, and the output of this converter is coupled to one phase comparator input, characterized in that the input pulse input (8) is connected to the input of the synchronization block (6) and to the one to a frequency-phase converter input [7J, the output of which is connected to a second phase comparator input (4), while the frequency-phase converter input (7) is coupled to the synchronization block output (6), wherein at the incremental encoder (5) is connected to the input of the synchronization block (6). 1 sheet of drawings