发明名称 步进式锁频位置伺服控制系统
摘要 本发明系有关于步进式锁频位置伺服控制系统,特别是有关于步进式锁频位置伺服控制系统之频率没式控制器。本发明亦系有关于步进式锁频位置伺服控制系统之微处理可变斜率式频率控制振荡器。
申请公布号 TW257903 申请公布日期 1995.09.21
申请号 TW083100880 申请日期 1994.02.02
申请人 行政院国家科学委员会 台北巿和平东路二段 一○六号十八楼 发明人 谢冠群
分类号 H02P8/00 主分类号 H02P8/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种步进式锁频位置伺服控制系统,适用于一马达可接受一微处理可变斜率式频率控制振荡器之控制,该微处理可变斜率式频率控制振荡器之结构组成包括有微处理可变斜率式频率汲式控制器与电压控制振荡器,其中该微处理可变斜率式频率汲式控制器之组成部份包括有:微处理器,包括有一频率汲取式监别器,与两个时基;前置取样器,可依据该微处理器之时基中之一所预定之取样周期进行信号之取样;多重取样器,可依据该微处理器之时基中之另一所预定之取样周期进行信号之取样;准位汲取比例器,连接于该微处理器之频率汲取式监别器该以接受其判定之信号;数位积分器,接受来自该频率汲取式监别器且由该准位汲取比例器处理之信号而对两个经取样之信号进行数位式积分;藉此,该微处理器接受来自该步进马达之代表位置的频率信号而令其两时基分别以预定之周期对该位置频率信号加以取样,并与代表一个预定目标位置的频率参考信号互相比较,以令该频率汲取式监别器发出频率汲取斜率受控制之信号以控制该数位积分器之积分动作,该数位式积分之结果信号被传送至该电压控制振荡器调节频率,以供驱动该步进马达。2.一种步进式锁频位置伺服控制系统,其结构组成包括有:参考频率产生次系统,包括有一第一电压控制振荡器与一第一数位积分器;步进马达的驱动信号产生与频率汲取斜率判定次系统,包括有一第一计数器,一振荡器,一第二数位积分器与一第二电压控制振荡器;步进马达的频率位置转换次系统,包括有一第二计数器,一第三数位积分器与一第三电压控制振荡器;与系统参考频率与步进马达位置频率比较次系统,包括有一比较器,一步进马达驱动器,一步进马达,与一马达转轴位置编码器;藉此,该参考频率产生次系统的该第一电压控制振荡依据该第一数位积分器的积分结果产生一个参考频率,而与由该步进马达的频率位置转换次系统的第二电压控制振荡器所产生的频率,在该系统参考频率与步进马达位置频率比较次系统的该比较器中加以比较而得到一位置差频率;该步进马达的驱动信号产生与频率汲取斜率判定次系统根据该位置差频率产生一个频率汲取斜率値,以启动该第一计数器,并利用该振荡器驱动该第一计数器,该第二数位积分器接受该第一计数器的计数脉冲进行积分并将结果送至该第二电压控制振荡器;该第二电压控制振荡器产生完整尺度范围的频率输出而传送至该系统参考频率与步进马达位置频率比较次系统之该步进马达驱动器,以供驱动该步进马达;与该马达转轴位置编码器将其编码输出信号经由该步进马达的频率位置转换次系统的该第二计数器加以计数,并传送至该第三数位积分器,再由该第三电压控制振荡器将积分结果转换为代表目前马达位置的频率。3.根据申请专利范围第2项之步进式锁频位置伺服控制系统,其中该系统参考频率与步进马达位置频率比较次系统更包括有一波形整形器以供对该马达转轴位置编码器之编码输出信号进行整形。4.根据申请专利范围第2项之步进式锁频位置伺服控制系统,其中该频率汲取斜率之数値在一个预定范围之内为可变。5.根据申请专利范围第4项之步进式锁频位置伺服控制系统,其中该参考频率与该步进马达位置频率差値与该频率汲取斜率之数値成比例。图示简单说明:图1为依据本发明,包括有一个微处理可变斜率式频率控制振荡器做为系统控制器的一个微处理步进式锁频位置伺服系统之系统方块示意图。图2为本发明微处理可变斜率式频率汲式控制器的较佳实施例中所采用的一组频率汲取斜率,以及其转换之特性。图3之中显示的是微处理可变斜率式频率控制振荡器在非锁定状态之下,整个系统的锁定的过程。图4之中显示的是微处理可变斜率式频率控制振荡器在非锁定状态之下,整个系统的锁定的过程。图5中显示依据本发明一微处理步进式锁频位置伺服系统实施例之系统方块示意图。图6显示图5中本发明的实施例所采用的一个典型的微处理器控制程式流程。图7之中显示依据本发明一组选定参数条件下,计算机模拟计算所得的系统稳定度曲线图;与图8,9与10分别显示依据本发明一组选定参数条件下,在短,中与长距离控制情况之中,计算机模拟计算所得,与
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