[其他]速度和相位控制系統

無效

• 申請號: 85101789
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101789B
• 公開（公告）日: 1987-04-08
• 發明（設計）人: 小堀康功;罔本周幸;福島勇夫;谷正尊;西島英勇;加納賢二;坂江鐵男
• 申請（專利權）人: 日立制作所株式會社
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62;H02P5/16
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李先春,葉凱東

本發明涉及到的系統是為了保證一個運動系統，譬如，一個旋轉機構或一個移動機構以預定的速度并且在相位上和預定的參考相位同步的方式運行。

把相位控制加到速度系統中，例如，控制錄像頭的旋轉系統，要求實現錄像頭轉動精確，而且縱軸同步信號均勻地同步運行。在這樣的系統中，速度由測得的實際值和參考值間的誤差來確定，根據誤差量來校正初始設定值。由于實現了速度誤差的自動校正，所以速度總是穩定在參考值或目標值上。

為了實現相位控制，一個相位控制系統加到上述的速度系統中，這種為實現速度誤差校正的系統，往往并不可取。因為，如果在速度誤差校正控制的過程中引入相位控制，由于相位控制電路輸出，將使被控對象的速度有所偏離。速度誤差對偏離速度進行調節，這種狀態重復進行，從而使相位同步需要花費很長時間，此外，用這種控制方式，在速度還沒有足夠接近目標值的情況下，使系統牽入相位同步，運動體的速度相對目的速度保持一個偏離量，由于速度偏差不可能測量，速度誤差校正就不能實現。其結果，速度控制系統誤差測量輸出一個錯誤的數值，相位控制系統要產生一個輸出來抵消這個錯誤的誤差輸出量，去實現相位同步。因此，在相位從正確的位置上偏離的情況下即使相位已被拉入同步，同步也要受到影響。如果這樣的相移出現，在信號幅值的正負方向，相位控制的動態范圍變得不平衡。這種條件不是最佳控制狀態。

為了克服這種缺點，有一種方法，當速度誤差正在進行校正時，停止相位同步控制，例如：美國專利（U.S.patent）NO.4，301，395發明了一種方法，在這個方法里，當電機轉速超過預定值時，相位控制系統開始投入運行，然而，在此方法中由于相位同步是在存在著由錯誤的速度設定值所引起的速度偏差的條件下進行的，所以使相位偏差增大，而所要求的從相位牽入開始到完成相位同步的時間則可能縮短。

本發明的目的是為了解決上面所說的各種問題，同時對于一個運動機構提供了一種在最佳時刻停止速度誤差校正，與此同時啟動相位控制系統，為的是使被控對象在沒有速度和相位偏差的情況下，盡可能快地穩定到目標值。

為了達到這個目的，按照本發明的方式（第一種方式）所提供的控制系統有一個速度控制裝置，這個裝置檢測運動機構的實際速度，從而去控制運動機構，使其實際速度達到初始設定值;有一個相位控制裝置，這個裝置檢測運動機構的實際相位位置，從而使運動機構的相位與參考信號同步;有一個寄存了速度目標值的誤差校正裝置，為的是檢測實際速度與目標值之間的誤差，從而根據這個誤差去校正初始設定值，還有一個轉換裝置，這個裝置用來停止速度誤差校正（當誤差變成預定值時）并啟動相位控制系統。

按照本發明的另一種方式，是在上述方案中（即第一種方式）增加一個測量相位控制相移的裝置，這個裝置的輸出，提供給誤差校正裝置。

本發明將參照后面附圖加以詳細的說明：圖1是為解釋本發明工作情況的速度控制電路方框圖;圖2表示本發明更具體的方框圖;

圖3到圖6是為了解釋圖2電路運行的各種波形圖;

圖7和圖8各自表示圖2中誤差檢測器的一個例子的方框圖;

圖9是一個電路圖，它作為圖8的整形電路的一個例子;

圖10表示圖9整形電路主要部分的波形圖;

圖11是誤差檢測比較器功能流程圖。

觀看圖1，在本發明具體化描述之前，敘述一下速度控制系統的工作情況：（以舉例方式）。在圖1中示出了帶動運動機構的旋轉電機，在圖中提供了速度控制電路1，頻率發生器2，脈沖發生器3，預置電路4，速度測量計數器5，鎖存電路6，數模變換器（D/A）7，驅動放大器8，電機9，速度誤差檢測電路11，速度檢測計數器12，鎖存電路13，比較器14，低通濾波器（LPF）15，可逆計數器16，和速度參考信號源17。

下面將敘述這些電路的工作情況，隨著電機9的轉動，與電機轉速成正比的頻率信號f由頻率發生器2產生，這個信號提供給脈沖發生器3。在收到此信號f時，脈沖發生器3產生一個鎖存脈沖L和一個清零脈沖R，前一脈沖被用于兩個速度計數器5和12，而后一脈沖則被用于兩個鎖存電路6和13。

隨著脈沖L產生，檢測計數器5和12中的數據分別寄存到鎖存電路6和13中。緊接著這個操作之后，檢測計數器5被預置到由預置電路4確定的初始值，檢測計數器12被預置到預定的數值，例如：零。清零脈沖R產生瞬間之后，檢測計數器5和12開始對時鐘脈沖進行計數（圖中未表示）。