專利名稱：數(shù)字隨動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)，更確切地說是涉及數(shù)字隨動系統(tǒng)。
目前定位裝置中裝有數(shù)字隨動系統(tǒng)，應(yīng)用很廣，因此對數(shù)字隨動系統(tǒng)的可靠性、定位的準確性、快動性和瞬態(tài)性能提出了很高的要求。必須解決的問題還有同步電機軸定位裝置的電磁定位，靜態(tài)下載荷力矩變化時保證所要求地準確度、以及符合要求的動態(tài)指標。已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)完全不符合以上所列舉的全部要求。
已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)(M.T.yulukllHa編輯的“步進式電動機的間斷驅(qū)動”，1971年，能源出版社(莫斯科)，第49頁)包括步進式電動機，它的軸與位置傳感器有機械連接，傳感器的電碼輸出端連接在軸的現(xiàn)時位置與給定位置之間的偏差角代碼確定單元的一個輸入端，軸的給定位置碼傳送到偏差角代碼確定單元的另一個輸入端，而該單元的輸出端連接在串聯(lián)的誤差角碼變換器(給出脈沖序列)和定子繞組內(nèi)的電流形成單元，該電流與步進式電動機的定子繞組接通。
在已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)中，以脈沖序列作為控制脈沖，它是由偏差角碼變換器形成的，用來確定步進式電動機軸的旋轉(zhuǎn)角，而控制脈沖重復(fù)頻率則用來確定軸的轉(zhuǎn)速。同時由于存在步進式電動機軸位的反饋，這種反饋是通過位置傳感器和軸的現(xiàn)時位置與給定位置之間的偏差角碼確定單元來實現(xiàn)，這就可以消除由于步進式電動機加速頻率有限引起的定位誤差，進而又可以消除當控制脈沖重復(fù)頻率較大時漏掉測步的可能性。
定子磁場的方向取決于步進式電子繞組接通電源的電路，該電路是由定子繞組中的電流形成單元實現(xiàn)的。同時定子磁場狀態(tài)在定子繞組的每一次換向行程中都發(fā)生不連續(xù)的變化，而由步進式電動機形成的力矩脈動對數(shù)字隨動系統(tǒng)的動態(tài)指標會產(chǎn)生不良的影響。當步進式電動機的電子繞組在全部換向行程期間都連接在電源上而實現(xiàn)對它的控制時，可以利用步進式電動機形成的同步力矩，實現(xiàn)步進式電動機軸的電磁定位，將其固定在定位點，而不需要附加的定位裝置。但是，當步進式電動機軸上存在負荷力矩時，已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)不能消除由同步力矩與步進式電動機的轉(zhuǎn)子和定子磁場的相對位置之間的關(guān)系決定的步進式電動機軸上的定位誤差。
當軸的現(xiàn)時位置和給定位置的偏差角碼的數(shù)值較大時，已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)的快動性不夠，因為步進式電動機的軸位反饋不能保證維持步進式電動機的轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場之間最大的相互作用，而由不同的角表征的偏差恒定的速度產(chǎn)生。
此外，已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)的定位的準確度與位置傳感器的最大分能力無關(guān)，因為步進式電動機的軸不可能定位在軸的旋轉(zhuǎn)角的范圍，該旋轉(zhuǎn)角對應(yīng)于一個控制脈沖，並由定子繞組的個數(shù)和它們的換相方法、以及步進式電動機轉(zhuǎn)子極對的個數(shù)所決定。
還知道這樣一種數(shù)字隨動系統(tǒng)(自動裝置中的電子技術(shù)、文集、1985年、第16卷，無線與通訊出版社(莫斯科)，.N.ulamroxuHa，A.C.Muxaueb等“采用無接點直流電動機的工業(yè)機器人執(zhí)行模塊”，第211～215頁)，該系統(tǒng)包括多相同步機，在其軸上裝有位置傳感器，傳感器的電碼輸出端連接在軸現(xiàn)時位置和給定位置的偏差角碼確定單元的一個輸入端上，軸給定位置碼傳送到該偏差角碼確定單元的另外一個輸入端，其輸出端與偏差角的模量碼形成單元相連接，該模量碼形成單元與寬調(diào)制脈沖序列的形成器電性耦合，形成器與位置傳感器的脈沖輸出端電性耦合，而且形成器的一個輸出端連接在換向單元的一個輸入端，換向單元的控制輸入端連接在軸現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元的輸出端，該偏差角碼確定單元的另一個輸出端連接在多相同步機定子繞組電流形成單元的一個輸入端，該電流形成單元的另一個輸入端連接在換向單元的輸出端，而該電流形成單元的輸出端連接在多相同步機的定子繞組上。
在已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)中，寬調(diào)制脈沖序列形成器直接連接在位置傳感器的脈沖輸出端上，這就保證了定子磁場方向的變化，而且定子磁場的幅值正比于來自軸現(xiàn)時位置和給定位置偏差角碼確定單元的輸出端的信號的值。
已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)由于把位置傳感器直接連接在寬調(diào)制脈沖序列形成器上，故有較高的快動性，從而保證維持同步電動機的轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場之間的最大相互作用，并且改善已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)的動態(tài)指標。定子磁場幅值對軸現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角模量的依賴關(guān)系保證當接近定位點時，減小同步電動機軸的轉(zhuǎn)速，而且當數(shù)字隨動系統(tǒng)的輸入端上的誤差信號值為零時，在定子繞組中不產(chǎn)生磁場，但是，這還不能在定位點實現(xiàn)軸的電磁定位。此外，只有當軸現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼改變符號時，這種數(shù)字隨動系統(tǒng)才能使同步電動機減速，因此在過渡過程中不可避免地會導致過調(diào)和阻尼自激振蕩的出現(xiàn)。與此同時，在已知的數(shù)字隨動系統(tǒng)中，當同步電動機軸上存在載荷力矩時，在穩(wěn)定狀態(tài)下也會有誤差，該誤差與載荷力矩的大小有關(guān)。
本發(fā)明的任務(wù)是制造出具有一種判定定子磁場方向的數(shù)字隨動系統(tǒng)，采用這種系統(tǒng)時，在修整同步電動機軸的給定旋轉(zhuǎn)角的開始時刻，定子磁場方向能由轉(zhuǎn)子磁場方向所確定，從偏差現(xiàn)值與給定的偏差值相等的時刻起，定子磁場方向能由偏差現(xiàn)值確定。
所指出的任務(wù)通過下述方法解決，即數(shù)字隨動系統(tǒng)包括多相同步機，在其軸上裝有位置傳感器，該傳感器的電碼輸出端連接在軸現(xiàn)時位置和給定位置偏差角碼確定單元的一個輸入端，軸的給定位置碼傳送到該偏差角碼確定單元的另一個輸入端，而它的輸出端偏差角模量碼形成單元連接，該單元與寬調(diào)制脈沖序列形成器電性耦合，該形成器與位置傳感器的脈沖輸出端電性耦合，而且該形成器的一個輸出端連接在換向單元的一個輸入端，換向單元的控制輸入端連接在軸現(xiàn)時位置和給定位置偏差角碼確定單元的輸出端，形成器的另一個輸出端連接在多相同步機定子繞組電流形成的一個輸入端，該形成單元的另一個輸入端連接在換向單元的輸出端，而該形成單元的輸出端連接在多相同步機的定子繞組上，根據(jù)本發(fā)明，還包括將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器，其輸入端連接在軸現(xiàn)時位置和給定位置偏差角碼確定單元的輸出端;多路調(diào)制器，其信息輸入端連接在將偏差角碼轉(zhuǎn)變?yōu)殡S動脈沖頻率的變換器的輸出端和位置傳感器的脈沖輸出端，多路調(diào)制器的一個控制輸入端連接在偏差角模量碼形成單元的輸出端，而輸出端則連接在寬調(diào)制脈沖序列形成器的脈沖輸入端;還包括定子磁場幅值碼形成單元，它的輸入端連接在偏差角模量碼形成單元的輸出端，而輸出端則連接在多路調(diào)制器的另一個控制輸入端和寬調(diào)制脈沖序列形成器的脈沖輸入端。
下述的作法是適宜的，即在數(shù)字隨動系統(tǒng)中，偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器內(nèi)含有永久存儲器;可控分頻器，它的各輸入端連接在永久存儲器的各輸出端;以及轉(zhuǎn)換開關(guān)，它的一個輸入端連接在可控分頻器的輸出端，而另一個輸入端與永久存儲器的輸入端連成一起。
下述的作法是明智的，即在數(shù)字隨動系統(tǒng)中，多路調(diào)制器包括有元件兩個乘法單元，其中之一的一個輸入端連接在閾元件的輸出端;以及加法器，它的輸入端連接在各乘法部分的輸出端上。
下述作法是有益的，即在數(shù)字隨動系統(tǒng)中，定子磁場幅值碼形成單元內(nèi)含有元件和加法器，加法器的一個輸入端和閾元件輸入端相連，而另一個輸入端和閾元件的輸出端相連。
下述的作法也是有益的，即在數(shù)字隨動系統(tǒng)中，定子磁場幅值碼形成單元以元件為基礎(chǔ)構(gòu)成，而寬調(diào)制脈沖序列形成器包括串聯(lián)的定子磁場狀態(tài)地址形成器、定子磁場狀態(tài)地址交換器、永久存儲器、與多相同步機的相數(shù)相同的寬脈沖調(diào)制器，這些寬脈沖調(diào)制器的信息輸入端連接在永久存儲器的電碼輸出端;脈沖發(fā)生器，它被連接在寬脈沖調(diào)制器的一個控制輸入端;以及分頻器，它的輸入端連接在脈沖發(fā)生器上，而輸出端則連接在寬脈沖調(diào)制器的另一個輸入端，而且位置傳感器補充安裝了信息輸出端，連接在定子磁場狀態(tài)地址變換器的信息輸入端。
所推薦的數(shù)字隨動系統(tǒng)在其給定的工作狀態(tài)的變化規(guī)律下，依靠及時地改變轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場的方向，能保證以很高的快動性和無過調(diào)現(xiàn)象，對給定的相互作用進行處理，還能保證所要求的定位準確性和在所有載荷力矩變化范圍內(nèi)的同步電動機軸的電磁定位。這就擴大了數(shù)字隨動系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，提高了定位裝置的工作性能，並可通過在定位點取消同步電動機軸的定位機械的方法來簡化這種裝置。此外，以數(shù)字形式進行信息處理，能提高定位裝置的可靠性，以及簡化了它同微機系統(tǒng)的配合。
下面通過本發(fā)明的具體實施例和所推薦的圖對本發(fā)明加以說明。


圖1所示為數(shù)字隨動系統(tǒng)的方框圖，符合本發(fā)明; 圖2所示即為圖1所示的系統(tǒng)，圖中給出了軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元的電路，將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器電路，定子磁場幅值碼形成單元的電路，多路調(diào)制器電路，寬調(diào)制脈沖序列形成器電路，位置傳感器電路，多相同步機定子繞組電流形成單元和換向單元的電路，符合本發(fā)明; 圖3所示即為圖2所示的系統(tǒng)，圖中給出了定子磁場幅值碼形成單元的電路的和寬調(diào)制脈沖序列形成器的電路的另一種設(shè)計方案，符合本發(fā)明; 圖4所示為數(shù)字隨動系統(tǒng)按圖2、圖3所示的方案實施時的瞬時過程曲線; 圖5所示為數(shù)字隨動系統(tǒng)按圖2所示的方案實施時，同步電動機轉(zhuǎn)子和定子磁場的矢量圖; 圖6所示即為圖5所示的矢量，用于數(shù)字隨動系統(tǒng)按圖3所示的方案實施時的說明。
數(shù)字隨動系統(tǒng)包括多相同步機1(圖1)，在它的軸2上裝有位置傳感器3，傳感器3的電碼輸出端4連接在軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元6的輸入端5。來自位置傳感器3的電碼輸出端4的信號的形式為n位的代碼LD，其上限由位置傳感器3的分辨能力決定，而下限則由對數(shù)字隨動系統(tǒng)的準確度提出的要求決定。同步機1的軸2的給定位置的n位碼L2傳送到軸的變動位置和給定位置之間的誤差角碼確定部分6的輸入端5。軸的現(xiàn)時位置和給定位置偏差角碼確定單元6的2(n+1)位碼輸出端連接在將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8的輸入端和偏差角模量碼形成單元9的輸入端，該偏差角模量碼形成單元按已知電路構(gòu)成，例如以多位選擇器-多路調(diào)制器為基礎(chǔ)構(gòu)成。偏差角模量碼形成單元9的n位碼輸出端連接在定子磁場幅值碼形成單元10的輸入端和多路調(diào)制器12的控制輸入端11。將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8的輸出端和位置傳感器3的輸出端15分別連接在多路調(diào)制器12的信息輸入端13、14，而連接在它的控制輸入端16上的是定子磁場幅值碼形成單元10的一個輸出端。該單元10的n位碼輸出端連接在寬調(diào)制脈沖序列形成器18的輸入端17，形成器18的脈沖輸入端19連接在多路調(diào)制器12的輸出端。形成器18的一個輸出端連接在換向單元21的輸入端20，換向單元21的控制輸入端連接在軸的現(xiàn)時位置和給定位置偏差角碼確定單元6的2(n+1)位碼輸出端。形成器18的另一個輸出端連接在多相同步機定子繞組電流形成單元23的一個輸入端22，該單元23的另一個輸入端連接在換向單元21的輸出端，而該單元23的輸出端連接在多相同步機1的定子繞組上。
在所述的實施方案中，將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8包括永久存儲器24(圖2)，里面記錄著隨動脈沖的測量頻率碼，該存儲器的地址輸入端一段是用作將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8的2(n+1)位碼輸入端，存儲器24的兩個輸出端分別連接在可控分頻器28的信息輸入端25和該分頻器中的計算器27的復(fù)位輸入端26。而且連接在計算器27的信息輸入端25上的固定存儲器24的輸出端的有效位數(shù)由計算器27本身的有效位數(shù)決定。計算器27的借位輸出端與記錄輸入端29連接，而它的減法輸入端30連接在頻率為f1的脈沖發(fā)生器31上。轉(zhuǎn)換開關(guān)34通過自己的輸入端32、33與可控分頻器28的輸出端(用作計算器27的輸出端)和固定存儲器24的相應(yīng)位輸入端(為了便于繪圖，這種連接假定用雙線表示)相連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)34包括反相器35，它的輸入端用作轉(zhuǎn)換開關(guān)34的輸入端33，還包括兩個雙輸入端邏輯“與”元件36、37，它們的一個輸入端分別與積分器35的輸入端和輸出端連接，而它們的另外的輸入端彼此連接，並用作轉(zhuǎn)換開關(guān)34的輸入端32。雙輸入端用作將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8的輸出端。
在所述的方案中，數(shù)字隨動系統(tǒng)的多路調(diào)制器12包括元件38，用來對n位碼(它是由閾元件38的一個信息輸入端上的定位器39決定的)和到達另一個信息輸入端(用作多路調(diào)制器12的控制輸入端11)上的碼進行比較。多路調(diào)制器12的乘法單元40、41各包括兩個雙輸入端邏輯“與”元件42、43、44、45，而且乘法單元40的雙輸入端邏輯“與”元件42、43各自的一個輸入端彼此連接，並用作多路調(diào)制器12的控制輸入端16，而各自另外的一個輸入端用作多路調(diào)制12的信息輸入端131，132。乘法單元41的雙輸入端邏輯“與”元件44、45各自的一個輸入端彼此連接，並連接在元件38的輸出端，而各自另外的一個輸入端用作多路調(diào)制器12的信息輸入端141，142。雙輸入端邏輯“與”元件42、44、43、45的輸出端分別連接在加法器48的雙輸入端邏輯元件“或”46、47的輸入端。
在所述的實施方案中，軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的誤差角碼確定單元6以兩個有n位碼輸入端的邏輯運算裝置49、50為基礎(chǔ)構(gòu)成。而且邏輯運算裝置49的被減數(shù)碼和減數(shù)碼輸入端與另一個邏輯運算裝置50的相反的數(shù)碼輸入端連接。同時邏輯運算裝置49、50的相連接的數(shù)碼輸入端分別用作軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元6的輸入端7、5。邏輯運算裝置49、50有(n+1)位碼輸出端，它們構(gòu)成偏差角碼確定單元6的總的2(n+1)位碼輸出端，而且將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動效率的變換器8的輸入端至少與邏輯運算裝置49、50的(n+1)位碼輸出端的一個相連接(圖中示意性地繪出了與單元6的2(n+1)位碼輸出端的連接)。
在所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)的方案中，定子磁場幅值碼形成單元10包括元件51，它用來對由閾元件51的一個信息輸入端上的定值器52決定的n位碼和到達它的另一個輸入端的n位碼進行比較。元件51的輸入端連接在加法器53的一個輸入端，后者的另一個輸入端與元件51的輸入端連接在一起，並用作定子磁場幅值碼形成單元10的輸入端，單元10的一個輸出端用作閾元件51的輸出端，而另一個輸出端用作加法器53的輸出端。
在所述的實施方案中，寬調(diào)制脈沖序列形成器18包括可控分頻器54和串聯(lián)聯(lián)結(jié)著的定子磁場狀態(tài)地址形成器55，后者是以(例如)可逆計算機為基礎(chǔ)構(gòu)成的，還包括永久存儲器56，內(nèi)部記錄著脈沖寬度碼和極性碼，它的電碼輸出端與三個相同的寬脈沖調(diào)制器58的信息輸入端57相連接(按同步機1的相數(shù))，調(diào)制器58的控制輸入端59、60連接在可控分頻器54的輸出端。在所分析的實施方案中，可控分頻器54包括n位計算器61，它的信息輸入端用作寬調(diào)制脈沖序列形成器18的信息輸入端17，而借值輸出端與記錄輸入端62連接。計算器61的減法輸入端63連接在分頻器64的輸入端和它連接在一起的頻率為f2的脈沖發(fā)生器65的輸出端。計算器61和分頻器64的借位輸出端用作可控分頻器54的輸出端。
每一個寬脈沖調(diào)制器58都包括計算器66，它的信息輸入端67用作寬脈沖調(diào)制器58的信息輸入端57;以及雙輸入端邏輯“與”元件68，它的輸出端連接在計算器66的減法輸入端69。雙輸入端邏輯“與”元件68的一個輸入端連接在計算器66的借助輸出端，而它的另一個輸入端和計算器66的記錄輸入端70分別用作寬脈沖調(diào)制器58的控制輸入端60、59，后者的輸出端用作計算器66的借位輸出端。
在所述的方案中，換向單元21是以三個(按照同步機1的相數(shù))雙輸入端邏輯“異”元件71為基礎(chǔ)構(gòu)成，它們各自的一個輸入端連接在永久存儲器56的有符號的輸出端，並用作換向單元21的輸入端201、202，203，而另外一些輸入端連接在一起，並用作它的控制輸入端。在這種結(jié)構(gòu)的換向單元21中，控制輸入端連接在偏差角碼測定單元6的2(n+1)位碼輸出端的對應(yīng)位上，而且為了便于繪圖示意性地“電碼”(雙)線表達這種連接。
多相同步機定子繞組電流形成單元23包括三個(按照同步機1的相數(shù))相同的換向器72，它們連接在電源73上。每一個換向器72包括反相器74，它們輸入端連接在換向單元21的對應(yīng)的輸出端;二個雙輸入端邏輯“與”元件75，76，它們各自的一個輸入端分別用作反相器74的輸入端和輸出端，而其它一些輸入端連接在一起，並連接在同步機1的對應(yīng)相的寬脈沖調(diào)制器58的輸出端，並分別用作單元23的輸入端221，222，223。雙輸入端邏輯“與”元件75、76的輸出端分別連接著電子開關(guān)77、78、79、80的控制輸入端，這些電子開關(guān)做成成對互補的晶體三極管的形成。開關(guān)的動力輸入端77、79和78、80成對連接，並連接到電源73的極性相反的極上，而且開關(guān)77、78和79，80成對的連接，並連接到同步機1的對應(yīng)的定子繞組81的輸出端。
在所述的實施方案中，位置傳感器3包括角位移變換器82，后者被直接固定在同步機1的軸2上，它的脈沖輸出端連接著觸發(fā)器885自己的行程輸入端83和信息輸入端84，觸發(fā)器85的直接輸出端和反相輸出端連接著雙輸入端邏輯“與”元件86、87各自的一個輸入端，86和87的另外的輸入端與觸發(fā)器85的信息輸入端84連在一起。在所述的實施方案中，成為位置傳感器3的脈沖輸出端151，152的雙輸入端邏輯“與”元件86、87的輸出端連接著計算器90的直接輸入端88和反相輸入端89，計算器90的第n位輸出端用作位置傳感器3的電碼輸出端4。從觸發(fā)器85的一個輸出端到達的信號載著有關(guān)同步機1的旋轉(zhuǎn)方向Signcu的信息，而且觸發(fā)器85自己的輸出端用作位置傳感器3的信息輸出端91。
在數(shù)字隨動系統(tǒng)的另一種實施方案(示于圖3)中，位置傳感器3，軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼測定單元6，偏差角模量碼形成單元9，將誤差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8，多路調(diào)制器12、換向單元21和多相同步機定子子繞組電流形成單元23等的結(jié)構(gòu)都與圖2所示的各對應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)相似。
在所述的方案中，定子磁場幅值碼形成單元10以元件51為基礎(chǔ)構(gòu)成，與圖2中所示的相似，而且元件51的輸出直接用作定子磁場幅值碼形成單元10的輸出端。作為單元10的電碼輸出端也是利用元件51的輸出端，因此用一條線表示與形成器18的輸入端的連接。
在寬調(diào)制脈沖序列形成器18中，定子磁場狀態(tài)地址形成器55，永久存儲器56和寬脈沖調(diào)制器58的結(jié)構(gòu)作得與圖2所示的對應(yīng)單元相似。定子磁場狀態(tài)地址形成器55的輸出端連接著定子磁場狀態(tài)地址變換器93的電碼輸入端92，后者的信息輸入端94連接在位置傳感器3的信息輸出端91。固定存儲器56的輸入端連接著定子磁場狀態(tài)地址變換器93的輸出端，變換器93的控制輸入端95連接在定子磁場幅值碼形成單元10的輸出端，並用作寬調(diào)制脈沖序列形成器18的信息輸入端17。形成器18的分頻器96的輸入端連接著頻率為f3的脈沖發(fā)生器97，后者與寬脈沖調(diào)制器58的控制輸入端60連接，而分頻器96的輸出端用作寬脈沖調(diào)制器58的控制輸入端59。
為了更好的理解數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作情況，圖4(a、b)所示為軸的給定位置碼LZ發(fā)生跳躍式變化時的瞬時過程曲線，圖中橫座標表示時間t，而縱座標表示同步電動機軸的旋轉(zhuǎn)角碼LD的現(xiàn)時值。圖中曲線分別對應(yīng)于圖2，圖3所示的數(shù)字隨動系統(tǒng)的實施方案。圖5(a、b、c、d、e、f)和圖6(a、b、c、d、e)所示為在按照圖2、3所示的方案實施的數(shù)字隨動系統(tǒng)的不同工作狀態(tài)下，同步機的轉(zhuǎn)子和定子磁場Tr，Ts的矢量圖。
數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作原理如下，位置傳感器3(圖1)在電碼輸出端4形成軸2的現(xiàn)時位置的n位碼LD，該碼到達軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元6的輸入端5，同步機1的軸2的給定位置的n位碼LZ到達該單元6的輸入端7。當LZ和LD的值不同時，在偏差角碼確定單元6的輸出端形成不同于零的偏差角2(n+1)位碼ID的信號，該信號到達將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8的輸入端，在該輸入端按照給定規(guī)則形成脈沖序列，該脈沖序列的頻率在所分析的方案中由輸入的偏差角的2(n+1)位碼ID決定。下面的情況是正確的，即當偏差角碼ID的值減小時，這些脈沖的隨動頻率減小，並且當偏差角碼ID的值為零時，停止產(chǎn)生脈沖。在所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)的方案中，利用隨動脈沖頻率fi對偏差角碼ID值的如下關(guān)系 fi= (f1)/(K1) ID(1) 式中K1-與數(shù)字隨動系統(tǒng)的具體參量有關(guān)的變換系數(shù)、包括與同步機1的結(jié)構(gòu)、所使用的位置傳感器3的型號，偏差角碼確定單元6和寬調(diào)制脈沖序列形成器18有關(guān)的電路方案; fi-偏差角碼變換器8的給定頻率。
偏差角模量碼形成單元9將從偏差角碼測定單元6的輸出端到達它的輸入端的偏差角2(n+1)位碼ID變換成偏差角模量的n位輸出碼｜ID｜。定子磁場幅值碼形成單元10根據(jù)偏差角模量碼｜ID｜的值，通常確定控制相互作用的n位碼G，該碼直接決定定子磁場φS的幅值。
為了更確切地理解本發(fā)明的實質(zhì)，下面還必須研究一下所述數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
一種工作狀態(tài)-連續(xù)狀態(tài)-其特征是根據(jù)到達控制輸入端16、11的信號，多路調(diào)制器12將寬調(diào)制脈沖序列形成器18的脈沖輸入端19與位置傳感器3的脈沖輸出端15接通。而且位置傳感器3給出的同步機1的轉(zhuǎn)子和定子磁場

的方向，能使轉(zhuǎn)子和定子磁場之間的角保持恒定(或者在由同步機1的電磁時間常數(shù)所限定的范圍內(nèi)變化)。在所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)的方案中，該角恒定，但為了提高數(shù)字隨動系統(tǒng)的效率和快動性，最好使該角等于90°，這與同步機1的轉(zhuǎn)子和定子磁場

之間的最大相互作用相匹配。
因此，在所述的方案中，當偏差角模量的現(xiàn)時n位碼ID的值大于給定的偏差角模量的n位碼｜IZ｜的值時，可實現(xiàn)數(shù)字隨動系統(tǒng)的連續(xù)工作狀態(tài)，在這種工作狀態(tài)下，定子磁場

的角位置相對于轉(zhuǎn)子磁場

，的角位置有著線性關(guān)系，這個關(guān)系借助于位置傳感器3來實現(xiàn)。定子磁場

幅值或者恒定(最好是給出它的最大值)或者變動，並且在所述的方案中由控制相互作用碼G的值決定，需指出的是，該控制相互作用碼G直接正比于數(shù)字隨動系統(tǒng)中偏差角模量碼｜ID｜的大小。
另一種工作狀態(tài)-步進式狀態(tài)-其特征是根據(jù)到達控制輸入端16和11的信號，多路調(diào)制器12將寬調(diào)制脈沖序列形成器18的脈沖輸入端19與偏差角碼變換器8的輸出端接通。這時定子磁場

的位置與轉(zhuǎn)子磁場

的位置之間沒有線性關(guān)系，定子磁場

的位置要通過可能的跳躍式的變化來確定它的在步進式工作狀態(tài)下的過渡時刻的方向，以及由來自偏差角碼變換器8的脈沖數(shù)決定。
定子磁場

的幅值由控制作用碼G的值給出，在數(shù)字隨動系統(tǒng)的步進式工作狀態(tài)下，該控制作用碼G也由定子磁場幅值形成單元10決定。而且控制作用碼G可以隨著數(shù)字隨動系統(tǒng)的不同信號值而變化，或者是常數(shù)(最好是把它置于最大值)。因此，在所述的方案中，當偏差角碼ID的值小于給定的偏差角碼IZ的值時，可實現(xiàn)數(shù)字隨動系統(tǒng)的步進式工作狀態(tài)。在此狀態(tài)下，利用轉(zhuǎn)子和定子磁場

，

的電磁相互作用，對偏差角碼ID進行最終處理，轉(zhuǎn)子和定子磁場

，

的方向之間無線性關(guān)系。定子磁場

方向的變化由關(guān)系式(1)決定，該關(guān)系式由偏差角碼變換器8實現(xiàn)。
同步機1的軸2的慣性的存在將導致去過渡過程中轉(zhuǎn)子磁場

超前于定子磁場

，利用這一點來產(chǎn)生制動力矩，保證在所產(chǎn)生的偏差角碼ID的處理過程中不致過調(diào)。定子磁場

停在定位點，保證了同步機1的軸2的電磁定位，所靠的是所產(chǎn)生的同步力矩Ms，Ms表示如下 Ms＝Ks φr·φs Sin(

·

) (2) 式中K2-由同步機1的尺寸和結(jié)構(gòu)決定的系數(shù)，其中包括轉(zhuǎn)子和定子的形狀，以及它們之間的間隙的大小。當同步機1的軸2上有載荷力矩Mn時，轉(zhuǎn)子磁場φr方向?qū)⑾鄬τ诙ㄗ哟艌靓誷被定位的方向改變一角度Xn，該角的大小由下面的關(guān)系式?jīng)Q定 Xn=arcsin (Mn)/(K2φrφs) (3) 于是導致向變換器8的輸入端發(fā)送一個不同于零的偏差角碼ID，形成頻率為fi的脈沖，該頻率fi由表達式(1)決定，並導致定子磁場

一直移動到轉(zhuǎn)子磁場

不占據(jù)由同步機1的軸2的位置給出的電碼L2決定的位置為止。這對應(yīng)于同步機1的軸2變動的和給定的位置之間的誤差角碼ID的值為零時的情況。因此當處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的偏差時，所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)有目的地從連續(xù)的工作狀態(tài)變化到步進式的工作狀態(tài)，保證了在穩(wěn)定的狀態(tài)下當載荷力矩Mn在其全部變化范圍內(nèi)變化時所要求的定位的準確度。
在所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)中，給能決定系統(tǒng)工作狀態(tài)變化力矩的偏差角給定碼IZ的值，在一般情況下，在數(shù)字隨動系統(tǒng)的最壞的工作條件下確定，其中包括考慮到軸2所最大允許的給定位置碼L2和最大載荷力矩Mn。
寬調(diào)制脈沖序列的形成器18能在數(shù)字隨動系統(tǒng)任意的工作狀態(tài)下，將到達它的脈沖輸入端19的信號變換成包括若干個(按照同步機1的相數(shù))寬調(diào)制脈沖序列及其極性一個的系統(tǒng)。最好根據(jù)同步機1工作間隙中電磁感應(yīng)的分布，并考慮轉(zhuǎn)子和定子繞組結(jié)構(gòu)的不對稱性來確定調(diào)制規(guī)律。在所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)中，對三相同步機1均采用按正弦規(guī)律形成寬調(diào)制脈沖序列，其一次諧波彼此移開120電角度，而且上述的脈沖序列調(diào)制度由到達形成器18的信息輸入端17的控制相互作用的n位碼G決定。同時跟蹤頻率的脈沖寬度正比于控制相互作用碼G的大小，而如此形成的同步機1的定子磁場

的兩個被定位置之間的最小角由位置傳感器3的最大分辨能力決定。
換向單元21與到達它的控制輸入端的偏差角碼ID的符號有關(guān)，能改變到達輸入端20信號的極性碼。這時單元23在輸出端上形成與該碼對應(yīng)的到達它的輸入端22的寬調(diào)制脈沖序列的極性。由定子繞組電流形成的定子磁場

同轉(zhuǎn)子磁場

相互作用的結(jié)果，使數(shù)字隨動系統(tǒng)的失調(diào)減小。
在如上所述的軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元6的狀態(tài)下，以邏輯運算裝置49、50(圖2)為基礎(chǔ)所輸出的偏差角的2(n+1)位碼ID，通過下述方式形成。在數(shù)字隨動系統(tǒng)中，邏輯運算裝置49形成(n+1)位碼，它的幾個位確定偏差角的正碼(當L2＞LD時)和補碼(當LZ＜LD時)，而邏輯運算裝置50形成(n+1)位碼，它的幾個位確定誤差角的正碼(當LZ＜LD時)和補碼(當LZ＜LD時，而且(n+1)位的信號載有偏差角的符號信息。
在所述的實施方案中，從到達偏差角碼變換器8的2(n+1)位碼中，僅僅利用(n+1)位碼作為輸出碼，對任意一個邏輯運算裝置49、50來說都是如此，而且?guī)讉€位用作永久存儲器24的地址輸入端，在該存儲器中記錄著到達計算器27的信息輸入端25的碼，來自發(fā)生器31的頻率為f1的脈沖到達計算器27減法輸入端30，于是減少了計算器27的內(nèi)容。當計算器27的內(nèi)容等于零時，從計算器27的借位輸出端給出信號到達記錄輸入端29，根據(jù)這個信號，從信息輸入端25向計算器27帶去按照關(guān)系式(1)確定的脈沖跟蹤頻率fi的碼的現(xiàn)時值。我們看到，當數(shù)字隨動系統(tǒng)中無偏差(ID＝0)時，永久存儲器24向計算器27的復(fù)位輸入端26給出停止形成輸出頻率fi的信號，保證將同步機1的軸2定位在數(shù)字隨動系統(tǒng)的步進式工作狀態(tài)下。定子磁場

按所要求的向著偏差角減小的方向移動，這是由變換器8的(n+1)序列輸出碼借助于轉(zhuǎn)換開關(guān)34的反相器35來達到的，這就能保證在雙輸入端邏輯元件“與”36、37中之一的輸出端上出現(xiàn)頻率為fi的跟蹤脈沖。
偏差角模量碼形成單元9根據(jù)邏輯運算裝置49、50的(n+1)位輸出碼中的一個，從兩個n位碼中選擇這樣的誤差角碼ID，該碼在給定的時刻是正碼，而且在輸出端9形成偏差角模量的n位碼ID。
定子磁場幅值碼形成單元10在元件51上對由定值器52給出的現(xiàn)時的和給定的偏差角模量的n位碼｜ID｜、｜IZ｜進行比較，而且在元件51的輸出端形成確定數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作狀態(tài)的信號。
數(shù)字隨動系統(tǒng)的連續(xù)工作狀態(tài)對應(yīng)于實現(xiàn)條件｜ID｜＞｜IZ｜和以較大的偏差角碼ID的值為特征(圖4，曲線a，時間間隔t0-t2)在這種工作狀態(tài)中，在元件51的輸出端出現(xiàn)邏輯零信號，同時在乘法單元40的雙輸入端邏輯元件“與”42、43的輸出端也形成邏輯零信號，而且多路調(diào)制器12的元件38對誤差角模量碼｜ID｜和這樣的碼進行比較該碼由定值器39決定，在該碼的情況下，在數(shù)字隨動系統(tǒng)的連續(xù)工作狀態(tài)中元件38的輸出上端形成邏輯1信號。這時導致位置傳感器3的脈沖輸出端151，152通過乘法單元41的雙輸入端邏輯元件“與”44、45和加法器48的雙輸入端邏輯元件“或”46、47，同寬調(diào)制脈沖序列形成器18的脈沖輸入端191，192接通。定子磁場狀態(tài)地址形成器55根據(jù)加法輸入端或減法輸入端上的信號(取決于同步機1的軸2的旋轉(zhuǎn)方向)，而在輸出端形成信號，該信號到達永久存儲器56的地址輸入端，永久存儲器56中記錄著確定同步機1的全部(在所述方案中為三個)定子繞組81連接電源73的持續(xù)時間積極性的信號。這些信號保證在數(shù)字隨動系統(tǒng)的全部連續(xù)工作狀態(tài)期間，使定子磁場

的方向垂直于轉(zhuǎn)子磁場

的方向(圖5中的a、b、c、d)。寬度碼從永久存儲器56沿著信息輸入端67被帶到寬脈沖調(diào)制器58的計算器66中。攜帶這些碼的頻率是恒定的，而這種攜帶是沿著從分頻器64的輸出端發(fā)出的脈沖實現(xiàn)的，在該輸出端將脈沖發(fā)生器65的頻率f2分開，該脈沖到達寬脈沖調(diào)制器58中的計算器66的記錄輸入端70。在記錄了這些非零碼之后，在計算器64的借位輸出端出現(xiàn)邏輯1，這些邏輯1給出同步機1的定子繞組81連接電源73的脈沖起點。同時在雙輸入端邏輯元件“與”68的一個輸入端也出現(xiàn)邏輯1，因此允許脈沖從可控分頻器54中的計算器61的借位輸出端經(jīng)過雙輸入端邏輯元件“與”68到達計算器66的減法輸入端69。這些脈沖的隨動周期等于來自發(fā)生器65的被減去控制相互作用碼G脈沖的隨動周期，當用作單元10的輸入端的加法器53的一個輸入端上的信號值為零時，控制相互作用碼G等于偏差角模量碼ID，顯到達計算器66的信息輸入端67。因此，注意到上述情況控制相互作用碼G還正比于計算器66的借位輸出端的脈沖寬度，當計算器66中的數(shù)值等于零時，這些脈沖的跟蹤便終止。而且借位輸出端上的信號是邏輯零，從而使計算器61的借位輸出端發(fā)出的經(jīng)過雙輸入端邏輯元件“與”68到達計算器66的減法輸入端69的脈沖停止。
到達換向單元21的輸入端201，202，203的脈沖極性碼，根據(jù)信號中的一個信號，在邏輯運算裝置49、50的(n+1)位上進行逆轉(zhuǎn)，或者保持不變而到達雙輸入端邏輯元件“異”71，從而保證在連續(xù)工作狀態(tài)下，對不同符號的偏差進行修正。在任何情況下，隨著從換向單元21的輸出端到達換向器72的輸入端的極性碼的不同，同步機1的定子繞組81，在來自計算器66的借位輸出端的脈沖持續(xù)時間內(nèi)，借助于分別由雙輸入端邏輯元件“與”75，76控制的開關(guān)77，78，79，80，與電源73的這個或那個極連接。而且在兩個脈沖之間的間歇時間內(nèi)，利用將每一個繞組81的引線經(jīng)過一個電納的開關(guān)77、79、和78、80連接到電源73的電極中的一個電極上的方法，來實現(xiàn)同步機1的動態(tài)制動狀態(tài)。由于上述退的定子繞組81的電流換向的結(jié)果，保證了定子磁場φs幅值與控制相互作用碼G的值之間的比例關(guān)系(圖5中的a、b、c)。
定子磁場

和轉(zhuǎn)子磁場

之間的相互作用，使同步電機1的軸2向減小數(shù)字隨動系統(tǒng)中偏差的方向旋轉(zhuǎn)。同時在所述的實施方案中，位置傳感器3的角位移變換器82產(chǎn)生二個脈沖序列，彼此混合在一起相差四分之一持續(xù)周期。當其中的一個脈沖序列，譬如說到達觸發(fā)器85的行程輸入端83，而另一個到達信息輸入端84，當同步機1的軸2向一個方向旋轉(zhuǎn)時，在觸發(fā)器85的直接輸出端，得到邏輯1的信號，而當向另一個方向旋轉(zhuǎn)時，得到邏輯零信號。這就可以利用雙輸入端邏輯元件“與”86、87，也可以利用觸發(fā)器85的直接輸入端和反相輸入端，將到達觸發(fā)器85的行程輸入端83的脈沖序列中的一個送給計算器90的直接輸入端88或換向輸入端89，以便改變位置傳感器3的電碼輸入端4上的由上述脈沖序列形成的現(xiàn)時位置的n序列碼LD，使其向減小數(shù)字隨動系統(tǒng)中失調(diào)的方向變化。
當閾元件38、51的輸出端上的信號變化時，數(shù)字隨動系統(tǒng)過渡到步進式工作狀態(tài)(圖4，曲線a，時間間隔t2-t4)。而且在用作單元10的輸入端的加法器53的一個輸入端上出現(xiàn)邏輯1的信號，顯在加法器53中對它和它的另一個輸入端上的碼進行邏輯相加，其結(jié)果，控制相互作用碼G的最大值到達計算器61的信息輸入端，而定子磁場

的幅值將達到可能的最大值。而且來自元件38的輸出端的信號不準其它信號通過乘法單元41，而根據(jù)來自元件51的輸出端的信號，轉(zhuǎn)換開關(guān)的雙輸入端邏輯元件“與”36、37的輸出端，經(jīng)過乘法單元40和加法器48，分別連接在定子磁場狀態(tài)地址形成器55的加法輸入端和減法輸入端。在所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)的實施方案中，上述結(jié)果將導致轉(zhuǎn)子磁場

和定子磁場

的移動速度開始不同，這是由于在數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作狀態(tài)變化的時刻與來自位置傳感器3的脈沖輸出端151，152的隨動脈沖頻率相比，由偏差角碼變換器8形成的脈沖頻率fi不高的緣故所致。同時轉(zhuǎn)子磁場

超過定子磁場

，並引起制動力矩。而且從時刻t2開始，轉(zhuǎn)子磁場

開始進行阻尼振蕩，如圖5(e)所示，圖中用實線和虛線表示轉(zhuǎn)子磁場

相對于定子磁場

位置的變化，但在數(shù)字隨動系統(tǒng)中不會引起過調(diào)，因為這些振蕩的幅值在適宜條件的最下限也不會超過同步力矩MS的半周期的值?？紤]到轉(zhuǎn)子的極對數(shù)，該力矩MS，由表達式(2)確定。數(shù)字隨動系統(tǒng)在遠離定位點的點實現(xiàn)向步進式工作狀態(tài)的過渡，該定位點由給定的偏差角碼L2決定，兩點相差一個給定的偏差角模量碼｜ID｜的值，該值的選擇方法前面已談過，並示于圖4。在任何情況下，給定的偏差角模量碼ID的值保證使轉(zhuǎn)子磁場

的振蕩幅值相對于定子磁場

減小到與對數(shù)字隨動系統(tǒng)的準確度的要求對應(yīng)的值，或者利用所產(chǎn)生的制動力矩(圖4，曲線a、時間間隔t2-t4)，使這些振蕩在定位點完全停止。在同步機1的軸2上的載荷力矩Mn的存在，使得轉(zhuǎn)子磁場

和定子磁場

互相分布，如圖5(f)所示，同時角Xn由關(guān)系式(3)確定。
在數(shù)字隨動系統(tǒng)的另一個實施方案中，如圖3所示，軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元6，將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器8，多路調(diào)制器12，偏差角模量碼形成單元10，定子磁場狀態(tài)地址形成器55和寬脈沖調(diào)制器58等構(gòu)成寬調(diào)制脈沖序列形成器18的部分，以及換向單元21，多相同步機定子繞組電流形成單元23和位置傳感器3等的工作情況與上述的相似。而且不管數(shù)字隨動系統(tǒng)采用何種工作狀態(tài)，發(fā)生器87形成的頻率為f3的脈沖，都會到達寬脈沖調(diào)制器58的控制輸入端60。從分頻器96到達控制輸入端59的寬度碼此時沿信息輸入端的攜帶頻率保證在全部失調(diào)處理期間(圖4，曲線b，時間間隔t0-t3)寬脈沖調(diào)制器58的輸出端形成適應(yīng)于定子磁場

的最大幅值的脈沖寬度，該最大幅值示于圖6(a、b、c、d)。這樣就提高了所述實施方案中的數(shù)字隨動系統(tǒng)在連續(xù)工作狀態(tài)下的快動性，從而也提高了整體的快動性。應(yīng)當指出在連續(xù)工作狀態(tài)下(圖4，曲線b，時間間隔t0-t1)直到對應(yīng)于時刻t1的狀態(tài)變換點，定子磁場狀態(tài)地址變換器93在輸出端不改變從定子磁場狀態(tài)地址形成器55的輸出端到達它的輸入端92的碼。因此在連續(xù)工作狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子磁場

和定子磁場

之間保證維持這些磁場方向的正交性(圖6中a、b)。在時間轉(zhuǎn)換點(圖4，曲線b，時刻t1)，定子磁場

位置發(fā)生跳躍式變化，這種變化是由于到達變換器93的輸入端92的碼的增加(或者減少，取決于變換器93的信息輸入端94上的信號)而引起的，該碼與按照信號形成的到達控制輸入端95的碼相對應(yīng)。使定子磁場

位置改變到轉(zhuǎn)子磁場

的方向是適宜的。在所述的實施方案中，是這樣選擇位置變化碼的數(shù)值的，即在數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變點，使轉(zhuǎn)子磁場

和定子磁場

在空間重合，如圖6(c)所示。而且數(shù)字隨動系統(tǒng)開始在步進式狀態(tài)下工作，其工作情況與前面如圖2所示的方案相似。我們看到在所分析的實施方案中，同步機1的轉(zhuǎn)子的制動是從時刻t1(圖6中c、d)開始的，這樣能保證更有效地減小轉(zhuǎn)子的動能，減小轉(zhuǎn)子磁場

相對于定子磁場

振蕩的持續(xù)時間(圖4，曲線b，時間間隔t1-t3)，因此導致由數(shù)字隨動系統(tǒng)在步進式工作狀態(tài)下處理的失調(diào)值的減小，以及相應(yīng)地提高了整體的快動性。
但是，在對數(shù)字隨動系統(tǒng)的快動性的要求不太嚴格時，更適合采用如圖2所示的數(shù)字隨動系統(tǒng)的方案。在這種情況下，從連續(xù)狀態(tài)過渡到步進式狀態(tài)具有平穩(wěn)的特性，這就可以避免對同步機1的轉(zhuǎn)子造成沖擊的相互作用，這種相互作用與定子磁場

位置跳躍式的變化有關(guān)，而且轉(zhuǎn)子磁場

相對于定子磁場

的振蕩也較少出現(xiàn)(圖5，中e和圖6中d)。而且利用在數(shù)字隨動系統(tǒng)的連續(xù)工作狀態(tài)下，定子磁場

的幅值隨著失調(diào)情況而發(fā)生的變化，圖2所示的實施方案在動力技術(shù)指標方面優(yōu)越于另外的實施方案。
為了比較數(shù)字隨動系統(tǒng)(圖2、3)的實施方案，圖4(曲線a、b)給出了對應(yīng)于誤差角模量碼｜IZ｜的一個給定值的過渡過程。
在圖3所示的數(shù)字隨動系統(tǒng)的實施方案中，對過渡過程性能的要求，決定著給定的偏差角模量碼｜IZ｜，該碼是由定值器52在元件51的一個輸入端上和由定值器39(圖2)在元件38的一個輸入端上形成的，并決定著偏差角碼變換器8的系數(shù)R1。在同步機1的軸的電磁定位狀態(tài)下和當載荷力矩Mn變化時，所述的實施方案在穩(wěn)定的狀態(tài)下的工作情況與前面所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作情況相似(圖5中f和圖6中c)。
因此，數(shù)字隨動系統(tǒng)的工作狀態(tài)按給定的計劃保證過渡過程的性能，所謂給定的計劃，即指以高快速性和高效率為特征的偏差角為較大值時的連續(xù)工作狀態(tài)，和以在全部載荷力矩變化范圍內(nèi)的定位準確度及同步機1軸電磁定位表征的偏差角為較小值時的步進式工作狀態(tài)。由于不存在過調(diào)，這便擴大了數(shù)字隨動系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，並能提高對裝置定位的操作質(zhì)量。
本發(fā)明可用于帶同步機的定位裝置，其中包括帶數(shù)字程序控制的機器人技術(shù)和機床。
權(quán)利要求
1、數(shù)字隨動系統(tǒng)包括多相同步機(1)，在它的軸(2)上裝有位置傳感器(3)，該傳感器的電碼輸出端(4)連接在軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元(6)的一個輸入端(5)，軸的給定位置碼到達單元(6)的另一個輸入端(7)，而它的輸出端則以偏差角模量碼形成單元(9)連接，單元(9)與寬調(diào)制脈沖序列形成器(18)電性耦合，后者與位置傳感器(3)的脈沖輸出端(15)電性合，而且它的一個輸出端連接在換向單元(21)的一個輸入端(20)，單元(21)的控制輸入端連接在軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元(6)的輸出端，形成器(18)的另外一個輸出端連接在多相同步機定子繞組電流形成單元(23)的一個輸入端(22)，單元(23)的另一個輸入端連接在換向單元(21)的輸出端，而輸出端則連接在多相同步機(1)的定子繞組(81)上，其特征為包括將偏差角碼轉(zhuǎn)變成隨動脈沖頻率的變換器(8)，它的輸入端連接在軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元(6)的輸出端；多路調(diào)制器(12)，它的信息輸入端(13、14)分別連接在將偏差角碼變換成隨動脈沖頻率的變換器(8)的輸出端和位置傳感器(3)的脈沖輸出端(15)上，它的一個控制輸入端(11)連接在偏差角模量碼形成單元(9)的輸出端，而它的輸出端則連接在寬調(diào)制脈沖序列形成器(18)的脈沖輸入端(19)；以及定子磁場幅值碼形成單元(10)，它的輸入端連接在偏差角模量碼形成單元(9)的輸出端，而它的各輸出端分別連接在多路調(diào)制器(12)的另一個控制輸入端(16)和寬調(diào)制脈沖序列形成器(18)的信息輸入端(17)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)，其特征為將偏差角碼變換成隨動脈沖頻率的變換器(8)，包括永久存儲器(24);可控分頻器(28)，它的各輸入端連接在永久存儲器(24)的各輸出端;以及轉(zhuǎn)換開關(guān)(34)，它的一個輸入端(32)連接在可控分頻器(28)的輸出端，而另外一個輸入端(33)與永久存儲器(24)的輸入端連接在一起。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)，其特征為多路調(diào)制器(12)包括閾元件(38);兩個乘法單元(40、41)，其中一個乘法單元的一個輸入端連接在閾元件(38)的輸出端;以及加法器(48)，它的輸入端連接在乘法單元(40、41)的輸出端。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)，其特征為定子磁場幅值碼形成單元(10)包括閾元件(51)和加法器(53)，后者的一個輸入端與閾元件(51)的輸入端連接在一起，而另一個輸入端則連接在閾元件(51)的輸出端。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)，其特征為定子磁場幅值碼形成單元(10)是以閾元件(51)為基礎(chǔ)制成的，而寬調(diào)制脈沖序列形成器(18)包括彼此串聯(lián)的定子磁場狀態(tài)地址形成器(55)、定子磁場狀態(tài)地址變換器(93)和永久存儲器(56)，以及其數(shù)量與多相同步機(1)的相數(shù)相等的寬脈沖調(diào)制器(58)，后者中每一個的輸入端(57)都連接在永久存儲器(56)的電碼輸出端;脈沖發(fā)生器(97)，它連接在各寬脈沖調(diào)制器(58)的各自的一個輸入端(60);以及分頻器(96)，它的輸入端連接在脈沖發(fā)生器(97)上，而輸出端則連接在各寬脈沖調(diào)制器(58)各自另外的控制輸入端(59)，而且在位置傳感器(3)上備有信息輸出端(91)，該輸出端連接在定子磁場狀態(tài)地址形成器(93)的信息輸入端(94)。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)，其特征為定子磁場幅值碼形成單元(10)包括閾元件(51)和加法器(53)，加法器的一個輸入端與閾元件(51)的輸入端連接在一起，而另一個輸入端則連接在閾元件的輸出端。
7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字隨動系統(tǒng)，其特征為定子磁場幅值碼形成單元(10)以閾元件(51)為基礎(chǔ)構(gòu)成，而寬調(diào)制脈沖序列形成器(18)包括彼此串聯(lián)的定子磁場狀態(tài)地址形成器(55)、定子磁場狀態(tài)地址變換器(93)和永久存儲器(56)其數(shù)量與多相同步機(1)的相數(shù)相等的寬脈沖調(diào)制器(58)，各調(diào)制器(58)的信息輸入端(57)都連接在永久存儲器(56)的電碼輸出端;脈沖發(fā)生器(97)，它連接在寬脈沖調(diào)制器(58)的一個控制輸入端(60);以及分頻器(98)，它的輸入端連接在脈沖發(fā)生器(97)上，而輸出端則連接在寬脈沖調(diào)制器(58)的另一個控制輸入端(59)，而且位置傳感器(3)備有信息輸出端(91)，該輸出端連接在定子磁場狀態(tài)地址變換器(93)的信息輸入端(94)。
全文摘要
數(shù)字隨動系統(tǒng)包括同步機(1)，位置傳感器(3)，其輸出端(4)與軸的現(xiàn)時位置和給定位置之間的偏差角碼確定單元(6)相連，該碼與偏差角模量碼形成單元(9)、將偏差角碼變換成隨動脈沖頻率的變換器(8)和換向單元(21)耦合。單元(9)與多路調(diào)制器(12)和定子磁場幅值碼形成單元(10)耦合，該幅值碼與寬調(diào)制脈沖序列形成器(18)和(12)耦合，后者與(18)的輸入端(19)、(8)的輸出端和(3)的輸出端耦合。
文檔編號G08C19/48GK1037606SQ8810271
公開日1989年11月29日 申請日期1988年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月11日
發(fā)明者柳德米拉·愛娃諾夫娜·馬特庫希娜, 阿列克那德·蘇蓋維奇·米克哈萊夫, 伊果爾·德米特維奇·贊波洛尼克夫, 維特利·維克多維奇·庫茨米考夫, 維特利·德米特維奇·柳芭特斯克 申請人:列寧白俄羅斯國家大學