Die
Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Ultraschallmotoren mit einem
analogen oder digitalen Eingang, die insbesondere zum Einsatz in
präzisen
Positionierungssystemen oder in präzisen Geschwindigkeitsstabilisatoren
mit erweitertem Bereich für
Temperatur und mechanische Belastung vorgesehen sind.The
The invention relates to a control device for ultrasonic motors with a
analog or digital input, especially for use in
precise
Positioning systems or in precise speed stabilizers
with extended area for
Temperature and mechanical load are provided.
Bekannt
sind selbstsynchronisierende Steuervorrichtungen für Ultraschallmotoren,
die auf dem Prinzip der selbsterregenden Generatoren mit Rückkopplung
beruhen (siehe z. B. US 5,872,418 ),
bei denen die Erregerfrequenz durch die mechanischen Oszillatorparameter
des Ultraschallmotors gegeben ist. Da in diesen Vorrichtungen eine
Möglichkeit
zur digitalen Geschwindigkeitsregelung des Ultraschallmotors fehlt,
können
sie nicht in präzisen
Systemen zur Positionierung und Geschwindigkeitsstabilisierung eingesetzt
werden.Self-synchronizing control devices for ultrasonic motors are known which are based on the principle of self-excited generators with feedback (see, for example, US Pat. US 5,872,418 ), in which the exciter frequency is given by the mechanical oscillator parameters of the ultrasonic motor. Because these devices lack the ability to digitally control the speed of the ultrasonic motor, they can not be used in precise positioning and speed stabilization systems.
Bekannt
sind auch Steuervorrichtungen für Ultraschalmotoren
mit fester Erregerfrequenz, die einen asymmetrisch phasenschiebenden
Controller enthalten (siehe z. B. DE 199 45 042 C2 ). Diese Vorrichtungen haben
einen analogen Steuereingang und können in präzisen Systemen zur Positionierung
und Geschwindigkeitsstabilisierung eingesetzt werden. Nachteilig
bei solchen Steuervorrichtungen mit fester Erregerfrequenz ist,
dass ihre Erregerfrequenz unab hängig
von der Arbeitsfrequenz des Ultraschallmotors ist. Daher können diese
Vorrichtungen der Arbeitsfrequenz des Ultraschallmotors nicht folgen.Also known are control devices for ultrasound motors with a fixed excitation frequency, which contain an asymmetrically phase-shifting controller (see, for example, US Pat. DE 199 45 042 C2 ). These devices have an analogue control input and can be used in precise systems for positioning and speed stabilization. A disadvantage of such control devices with fixed excitation frequency is that their excitation frequency is inde pendent of the operating frequency of the ultrasonic motor. Therefore, these devices can not follow the operating frequency of the ultrasonic motor.
Die
Verwendung eines asymmetrisch phasenschiebenden Controllers in einer
nach dem Prinzip des selbsterregenden Generators arbeitenden Steuereinrichtung
ist nicht möglich,
da die Änderung der
Phasenverschiebung der an den Steuereingängen der Halbbrückenverstärker anliegenden
Rechtecksteuersignale, eine Änderung
der Gesamtphasenverschiebung bewirkt. Dies hat eine Änderung der
Erregerfrequenz der Vorrichtung zur Folge. Eine solche Vorrichtung
folgt nicht der Arbeitsfrequenz des Ultraschallmotors, sondern destabilisiert
sie.The
Use of an asymmetric phase-shifting controller in one
according to the principle of the self-exciting generator operating control device
can not,
since the change of
Phase shift of the voltage applied to the control inputs of the half-bridge amplifier
Rectangular control signals, a change
the total phase shift causes. This has a change of
Excitation frequency of the device result. Such a device
does not follow the working frequency of the ultrasonic motor, but destabilizes
she.
Der
Ultraschallmotor stellt ein Resonanzgerät mit hoher Güte dar,
bei dem eine geringe Änderung
der Oszillatortemperatur oder der mechanischen Last eine Verschiebung
der Resonanzfrequenz, bezogen auf die feste Frequenz der Steuervorrichtung,
bewirkt. Dies führt
zur Verringerung der mechanischen Leistung des Motors, was eine
instabile Funktion des Antriebssystems zur Folge hat. Die Verringerung
der mechanischen Leistung verringert den Wirkungsgrad des Ultraschallmotors
und führt beim
Betrieb in einem geschlossenen Regelsystem zu dessen Erwärmung. Durch
die Motorerwärmung verschiebt
sich die Resonanzfrequenz zusätzlich, was
zum Anhalten des Ultraschallmotors und zum Ausfall des gesamten
Antriebssystems führen
kann.Of the
Ultrasonic motor is a high quality resonator
with a small change
the oscillator temperature or the mechanical load a shift
the resonant frequency with respect to the fixed frequency of the control device,
causes. this leads to
to reduce the mechanical power of the engine, giving a
unstable function of the drive system. The reduction
the mechanical power reduces the efficiency of the ultrasonic motor
and leads at
Operation in a closed control system to warm it up. By
the engine heating shifts
In addition, the resonant frequency, what
for stopping the ultrasonic motor and for the failure of the whole
Drive system lead
can.
Eine
periodische Laständerung
bewirkt im übrigen
eine Destabilisierung des Steuerungssystems, wodurch eine Erhöhung des
Verstärkungskoeffizienten
erforderlich ist. Letzteres führt
oft zur Störung
der Stabilität
des Regelsystems.A
periodic load change
causes otherwise
destabilization of the control system, resulting in an increase in the
gain coefficient
is required. The latter leads
often to the disturbance
stability
of the control system.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steuervorrichtung
eines Ultraschallmotors anzugeben, welche die vorstehend erläuterten
Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise beseitigt
und einen Einsatz des Motors in einem erweiterten Temperatur- und/oder
Lastbereich mit hinreichender Betriebsstabilität ermöglicht.Of the
Invention is based on the object, an improved control device
specify an ultrasonic motor, which explained above
Disadvantages of the prior art at least partially eliminated
and a use of the engine in an extended temperature and / or
Load range with sufficient operating stability allows.
Diese
Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruches 1 sowie ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruches
13 gelöst.
Zweckmäßige Fortbildungen
des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.These
Task is performed by a control device with the features of
Claim 1 and an operating method with the features of the claim
13 solved.
Appropriate training
of the inventive concept are the subject of the respective dependent claims.
Die
Erfindung schließt
den Gedanken ein, eine selbstsynchronisierende Steuervorrichtung
für einen
oder mehrere Ultraschallmotoren in einer Ausführung zu schaffen, die die
Verwendung des neuen Funktionsprinzips des symmetrisch phasenschiebenden
Controllers ermöglicht,
der die Konstanz der Phasenverschiebung im geschlossenen Regelkreis der
Vorrichtung unterstützt.The
Invention includes
the thought, a self-synchronizing control device
for one
or to provide a plurality of ultrasonic motors in an embodiment that the
Use of the new functional principle of the symmetrical phase shifting
Controller allows
the constancy of the phase shift in the closed loop of
Device supported.
Wesentliche
Vorteile der Erfindung sind die Erweiterung des Temperatureinsatzbereichs
des Ultraschallmotors, die Erhöhung
der Betriebsstabilität im
erweiterten Temperatureinsatzbereich, das Konstanthalten des Wirkungsgrades
des Ultraschallmotors im erweiterten Temperatureinsatzbereich, die
Erweiterung des mechanischen Lastbereiches, die Erhöhung der
Stabilität
und der Arbeitsgenauigkeit der Vorrichtung in geschlossenen Regelsystemen.basics
Advantages of the invention are the extension of the temperature range
of the ultrasonic motor, raising
the operational stability in the
Extended operating temperature range, keeping the efficiency constant
the ultrasonic motor in the extended temperature range, the
Extension of the mechanical load range, increasing the
stability
and the working accuracy of the device in closed-loop control systems.
Die
Aufgabe wird in einer Ausführung
der Erfindung dadurch gelöst,
dass die selbstsynchronisierende Steuervorrichtung für einen
oder mehrere Ultraschallmotoren aus einem Leistungsbrückenverstärker, einem
Erregerblock für
den Leistungsbrückenverstärker, einem
Summationstransformator, einem Ausgangsfilter, einem Richtungswahlschalter
für einen
oder mehrere Ultraschallmotoren und Ausgängen zum Anschluss eines oder
mehrerer Ultraschallmotoren besteht. Diese Vorrichtung ist mit einer Rückkopplung
und einem Rückkopplungselement ausgestattet,
wobei der Erregerblock des Leistungsbrückenverstärkers als symmetrisch phasenschiebender
Controller zweier symmetrischer Rechtecksignale mit einem Analogsignaleingang
und einem frequenzgebenden Eingang ausgeführt ist. Hierbei ist der frequenzgebende
Eingang mit dem Ausgang des Rückkopplungskreises
und dessen Eingang mit dem Element des Rückkopplungskreises verbunden.The object is achieved in one embodiment of the invention in that the self-synchronizing control device for one or more ultrasonic motors from a power bridge amplifier, an exciter block for the power bridge amplifier, a summation transformer, an output filter, a direction selector switch for one or more ultrasonic motors and outputs to connect one or more Ultrasonic motors exists. This device is provided with a feedback and a feedback element, wherein the exciter block of the power bridge amplifier is designed as a symmetrical phase-shifting controller of two symmetrical square wave signals with an analog signal input and a frequency-giving input. Here, the frequency giving input is connected to the output of the Feedback circuit and its input connected to the element of the feedback circuit.
In
einer Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung besteht der symmetrisch
phasenschiebende Controller zweier symmetrischer Rechtecksignale aus
einem Generator für
symmetrische Dreieckimpulse, der einen frequenzgebenden Eingang
besitzt und dessen nichtinvertierender Ausgang entweder mit den
Umschalteingängen
des ersten und zweiten Formierungskomparators verbunden ist, oder
dessen nichtinvertierender Ausgang mit dem ersten Formierungskomparators
und dessen invertierender Ausgang mit dem zweiten Formierungskomparators
verbunden ist, wobei diese Formierungskomparatoren einen invertierenden
und einen nichtinvertierenden Ausgang aufweisen. Hierbei ist jeder
der Ausgänge der
erwähnten
Komparatoren mit seinem entsprechenden Flankendetektor des Komparators
verbunden.In
a variant of the proposed device is the symmetrical
phase-shifting controllers of two symmetrical square-wave signals
a generator for
symmetrical triangular pulses, one frequency giving input
owns and whose non-inverting output either with the
Umschalteingängen
the first and second Formierungskomparators is connected, or
its noninverting output with the first shaping comparator
and its inverting output with the second formation comparator
connected, wherein these Formierungskomparatoren an inverting
and have a noninverting output. Everyone is here
the outputs of the
mentioned
Comparators with its corresponding edge detector of the comparator
connected.
Außerdem hat
diese Vorrichtung zwei RS-Flip-Flops, wobei jeder der R- und S-Eingänge der
erwähnten
RS-Flip-Flops mit dem entsprechenden Ausgang des entsprechenden
Flankendetektors des Komparators verbunden ist, wobei die Ausgänge des
RS-Flip-Flops mit den Erregereingängen des Leistungsbrückenverstärkers verbunden
sind. Außerdem
ist die Vorrichtung mit einem Analogsignalverstärker ausgestattet, dessen Eingang
den Analogsignaleingang darstellt, der nichtinvertierende Ausgang
ist mit dem Referenzeingang des ersten Formierungskomparators und
der invertierende Ausgang ist mit dem Referenzeingang des zweiten
Formierungskomparators verbunden.Besides, has
this device has two RS flip-flops, each of the R and S inputs of the
mentioned
RS flip-flops with the corresponding output of the corresponding
Edge detector of the comparator is connected, the outputs of the
RS flip-flops connected to the exciter inputs of the power bridge amplifier
are. Furthermore
the device is equipped with an analog signal amplifier whose input
represents the analog signal input, the noninverting output
is with the reference input of the first formation comparator and
the inverting output is connected to the reference input of the second
Forming comparator connected.
In
einer anderen Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung besteht der
symmetrisch phasenschiebende Controller zweier symmetrischer Rechtecksignale
aus einem Generator für
symmetrische Dreieckimpulse, dessen gebender Eingang den Eingang
des frequenzgebenden Signals darstellt, wobei dieser Generator einen
invertierenden und einen nichtinvertierenden Ausgang hat und diese
jeweils mit dem Umschalteingang eines zugeordneten Formierungskomparators
verbunden sind, der einen Eingang des Referenzsignals, einen invertierenden
und einen nichtinvertierenden Eingang hat. Hierbei ist jeder der
Ausgänge
der erwähnten
Komparatoren mit seinem Flankendetektor des Komparators verbunden.In
another variant of the proposed device is the
symmetrical phase-shifting controller of two symmetrical square-wave signals
from a generator for
symmetrical triangular pulses, whose giving input the input
represents the frequency-generating signal, this generator a
inverting and has a noninverting output and this
each with the switching input of an associated Formierungskomparators
connected, the one input of the reference signal, an inverting
and has a non-inverting input. Everybody is here
outputs
the mentioned
Comparators connected to its edge detector of the comparator.
Außerdem ist
diese Vorrichtung mit zwei RS-Flip-Flops ausgerüstet, wobei jeder der R- und S-Eingänge der
erwähnten
RS-Flip-Flops mit dem entsprechenden Ausgang des entsprechenden
Flankendetektors des Komparators verbunden ist und die Ausgänge der
RS-Flip-Flops mit den Erregereingängen des Leistungsbrückenverstärkers verbunden sind.
Außerdem
ist diese Vorrichtung mit einem Analogsignalverstärker ausgerüstet, dessen
Eingang den Analogsignaleingang darstellt und dessen Ausgang mit
den Referenzeingängen
der Formierungskomparatoren verbunden ist.Besides that is
this device is equipped with two RS flip-flops, each of the R and S inputs of the
mentioned
RS flip-flops with the corresponding output of the corresponding
Edge detector of the comparator is connected and the outputs of the
RS flip-flops are connected to the exciter inputs of the power bridge amplifier.
Furthermore
this device is equipped with an analog signal amplifier whose
Input represents the analog signal input and its output with
the reference inputs
the Formierungskomparatoren is connected.
Diese
beiden Varianten verwenden gleichermaßen das Prinzip des symmetrisch
phasenschiebenden Controllers.These
Both variants equally use the principle of symmetrical
phase-shifting controller.
Weitere
Varianten der vorgeschlagenen Vorrichtung können einen Digital-Analog-Wandler
haben, dessen Digitaleingang den Eingang des äußeren Signals bildet und dessen
Analogausgang mit dem Analogsignaleingang des Erregerblocks des Leistungsbrückenverstärkers verbunden
ist. In diesen Ausführungsvarianten
der Vorrichtung kann der Digital-Analog-Wandler einen oder mehrere
zusätzliche
Ausgänge
aufweisen, die mit den Eingängen
der Richtungswahlschalter der Ultraschallmotoren verbunden sind.Further
Variants of the proposed device may include a digital-to-analog converter
whose digital input forms the input of the external signal and whose
Analog output connected to the analog signal input of the exciter block of the power bridge amplifier
is. In these embodiments
the device, the digital-to-analog converter one or more
additional
outputs
have that with the entrances
the direction selector switch of the ultrasonic motors are connected.
In
anderen Varianten der vorgeschlagenen Vorrichtung kann der phasenschiebende
Controller zweier symmetrischer Rechtecksignale eine analoge Signalformierungseinrichtung
aufweisen, deren gebender Eingang den frequenzgebenden Eingang bildet.
Der Digitaleingang stellt den Eingang des Steuersignals dar, und
die Ausgänge
sind mit den Erregereingängen
des Leistungsbrückenverstärkers verbunden.In
other variants of the proposed device, the phase-shifting
Controller of two symmetrical square wave signals an analogue signal forming device
have, whose giving input forms the frequency-giving input.
The digital input represents the input of the control signal, and
the exits
are with the exciter inputs
connected to the power bridge amplifier.
Die
Anwendung eines Digital-Analog-Wandlers und einer digitalen Formierungseinrichtung
ermöglicht
es, die Störfestigkeit
der vorgeschlagenen selbstsynchronisierenden Steuervorrichtung zu
erhöhen.The
Application of a digital-to-analog converter and a digital forming device
allows
it, the immunity to interference
the proposed self-synchronizing control device
increase.
In
Varianten der vorgeschlagenen Vorrichtung kann als Element des Rückkopplungskreises ein
Widerstand, ein Kondensator oder eine Kombination dieser Elemente
verwendet werden, die zueinander parallel in Reihe mit dem Oszillator
eines der Ultraschallmotoren geschaltet sind.In
Variants of the proposed device may be used as an element of the feedback loop
Resistor, a capacitor or a combination of these elements
used in parallel with each other in series with the oscillator
one of the ultrasonic motors are connected.
Außerdem kann
in weiteren Varianten der vorgeschlagenen Vorrichtung als Element
des Rückkopplungskreises
eine zusätzliche
Elektrode, angeordnet auf dem Piezoelement des Oszillators eines der
Ultraschallmotoren, oder ein zusätzliches
Piezoelement, befestigt auf dem Oszillator eines der Ultraschallmotors,
verwendet werden. Dies ermöglicht eine
genaue Einstellung der Synchronisierungsfrequenz der vorgeschlagenen
Vorrichtung.In addition, can
in other variants of the proposed device as an element
of the feedback loop
an additional
Electrode disposed on the piezoelectric element of the oscillator of one of the
Ultrasonic motors, or an additional one
Piezo element mounted on the oscillator of one of the ultrasonic motors,
be used. This allows a
Precise setting of the synchronization frequency of the proposed
Contraption.
In
einer weiteren Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung können die
Ultraschallmotoren Geber für
Position oder Geschwindigkeit des beweglichen Elementes aufweisen,
und die Steuervorrichtung selbst kann mit einem Prozessor-Controller für Position
oder Geschwindigkeit des bestehenden beweglichen Elementes ausgerüstet sein.
Dadurch wird es ermöglicht,
das bewegliche Element der Ultraschallmotoren präzise zu positionieren oder
seine Geschwindigkeit zu stabilisieren.In a further variant of the proposed device, the ultrasonic motors may have position or velocity sensors of the movable element, and the control device itself may be equipped with a processor controller for position or velocity of the existing one be equipped movable element. This makes it possible to precisely position the movable element of the ultrasonic motors or to stabilize its speed.
Vorteile
und Zweckmäßigkeiten
der Erfindung ergeben sich im übrigen
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und -varianten
der Erfindung anhand der Figuren. Von diesen zeigen:advantages
and expediencies
The invention will be apparent in the rest
from the following description of exemplary embodiments and variants
the invention with reference to the figures. From these show:
1 eine
elektrische Schaltung der vorgeschlagenen selbstsynchronisierenden
Steuervorrichtung 1 an electrical circuit of the proposed self-synchronizing control device
2 die
Abhängigkeit
des analogen Steuersignals Ua von der Zeit t. 2 the dependence of the analog control signal Ua on the time t.
3 Spannungsverläufe zur
Funktionserläuterung
der vorgeschlagenen Vorrichtung. 3 Voltage curves to explain the function of the proposed device.
4 eine
elektrische Schaltung einer Variante des phasenschiebenden Controllers 4 an electrical circuit of a variant of the phase-shifting controller
5 eine
Spannungsverläufe
der an den Elementen des in 4 dargestellten
phasenschiebenden Controllers anliegenden Spannungen 5 a voltage waveform at the elements of the in 4 represented phase-shifting controller voltage applied
6 eine
elektrische Schaltung einer zweiten Variante des phasenschiebenden
Controllers 6 an electrical circuit of a second variant of the phase-shifting controller
7 Spannungsverläufe der
an den Elementen des in 6 dargestellten Schaltung des phasenschiebenden
Controllers 7 Voltage curves at the elements of the in 6 shown circuit of the phase-shifting controller
8 ein
Blockschaltbild der mit einem Digital-Analog-Wandler ausgestatteten
Vorrichtung 8th a block diagram of the device equipped with a digital-to-analog converter
9 ein
Blockschaltbild der vorgeschlagenen Vorrichtung mit einem als Digitalwandler
ausgeführten
phasenschiebenden Controller 9 a block diagram of the proposed device with a designed as a digital converter phase-shifting controller
10 ein
Blockschaltbild der mit einem Digital-Analog-Wandler ausgeführten vorgeschlagenen Vorrichtung 10 a block diagram of the proposed device implemented with a digital-to-analog converter
11 eine
Schaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung mit einem Ultraschallmotor
mit abhängigem
beweglichen Element 11 a circuit of the proposed device with an ultrasonic motor with dependent movable element
12 eine
Schaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung mit einem Ultraschallmotor
mit getrennten beweglichen Elementen sowie 12 a circuit of the proposed device with an ultrasonic motor with separate movable elements and
13 eine
Schaltung eine Schaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung mit einem
Controller-Prozessor zur Positions- oder Geschwindigkeitsregelung
des beweglichen Elementes. 13 a circuit a circuit of the proposed device with a controller processor for position or speed control of the movable element.
1 zeigt
die elektrische Schaltung einer erfindungsgemäßen selbstsynchronisierenden
Steuervorrichtung mit einem oder mehreren Ultraschallmotoren 1.
Jeder der geregelten Ultraschallmotoren 1 besitzt einen
piezoelektrischen Os zillator 2 und ein bewegliches Element 3.
Auf dem Oszillator 2 sind eine Sammelelektrode 4 und
zwei Erregerelektroden 5 und 6 angeordnet. Außerdem befinden
sich auf dem Oszillator 2 in der gezeigten Ausführung eine oder
zwei Hilfselektroden 7 oder ein oder zwei Hilfspiezoelemente
(in der 1 nicht dargestellt). 1 shows the electrical circuit of a self-synchronizing control device according to the invention with one or more ultrasonic motors 1 , Each of the regulated ultrasonic motors 1 has a piezoelectric Os cillator 2 and a moving element 3 , On the oscillator 2 are a collecting electrode 4 and two excitation electrodes 5 and 6 arranged. They are also on the oscillator 2 in the embodiment shown, one or two auxiliary electrodes 7 or one or two auxiliary peephole elements (in the 1 not shown).
Die
vorgeschlagene selbstsynchronisierende Steuervorrichtung besteht
aus einem Leistungsbrückenverstärker 8 (siehe 1),
einem Erregerblock 9 des Leistungsbrückenverstärkers, einem Summationstransformator 10,
einem Ausgangsbandfilter 11 oder 12, einem Richtungswahlschalter 13 für einen
oder mehrere Ultraschallmotoren, einem Rückkopplungskreis 14,
einem Element 15 des Rückkopplungskreises
und Ausgängen 16, 17 und 18 zum
Anschluss eines oder mehrerer Ultraschallmotoren. Der Verstärker 8 besteht
aus zwei Halbbrückenverstärkern 19 und 20 mit
Eingängen 21 und 22 und
Ausgängen 23 und 24.
Der Erregerblock 9 hat einen Analogsteuersignaleingang 25,
einen frequenzgebenden Eingang 26 und Ausgänge 27, 28.
Der Transformator 10 hat Eingänge 29, 30 und
Ausgänge 31, 32.The proposed self-synchronizing control device consists of a power bridge amplifier 8th (please refer 1 ), an exciter block 9 the power bridge amplifier, a summation transformer 10 , an output band filter 11 or 12 , a direction selector switch 13 for one or more ultrasonic motors, one feedback loop 14 , an element 15 of the feedback circuit and outputs 16 . 17 and 18 for connection of one or more ultrasonic motors. The amplifier 8th consists of two half-bridge amplifiers 19 and 20 with inputs 21 and 22 and outputs 23 and 24 , The pathogen block 9 has an analog control signal input 25 , a frequency giving input 26 and outputs 27 . 28 , The transformer 10 has inputs 29 . 30 and outputs 31 . 32 ,
Die
Vorrichtung kann mit zwei unterschiedlichen Anschlussvarianten der
Ausgangsbandfilter 11 oder 12 ausgeführt werden.
In der ersten Variante wird das Filter 11 zwischen den
Verstärker 8 und
den Transformator 10 geschaltet. In diesem Fall besitzt es
die Eingänge 33, 34 und
die Ausgänge 35, 36.
In der zweiten Variante wird das Filter 12 zwischen den Transformator 10 und
den Ultraschallmotor 1 geschaltet. In diesem Fall hat das
Filter 10 den Eingang 37 und den Ausgang 38.
Jedes der Bandfilter 11 oder 12 besteht aus einer
Induktionsspule 39 mit der Induktivität L und dem Kondensator 40 mit
der Kapazität
C.The device can with two different connection variants of the output band filter 11 or 12 be executed. In the first variant is the filter 11 between the amplifiers 8th and the transformer 10 connected. In this case it has the inputs 33 . 34 and the outputs 35 . 36 , In the second variant is the filter 12 between the transformer 10 and the ultrasonic motor 1 connected. In this case, the filter has 10 the entrance 37 and the exit 38 , Each of the band filters 11 or 12 consists of an induction coil 39 with the inductance L and the capacitor 40 with capacity C.
Der
Umschalter 13 besteht aus Schaltern 41, Steuerelektroden 42,
Sammelelektroden 43 und Potentialelektroden 44.
Außerdem
kann der Umschalter 13 ein Logikelement 45 mit
einem oder mehreren Steuereingängen 46 und
Ausgängen 47 aufweisen. Als
Schalter können
Feldeffekt- oder Bipolartransistoren verwendet werden.The switch 13 consists of switches 41 , Control electrodes 42 , Collecting electrodes 43 and potential electrodes 44 , In addition, the switch 13 a logic element 45 with one or more control inputs 46 and outputs 47 exhibit. As a switch field effect or bipolar transistors can be used.
Der
Rückkopplungskreis
hat einen Eingang 48 und einen Ausgang 49. Er
kann ein Signalfilter 50 des Rückkopplungskreises, einen Phasenschieber 51 und
ei nen Signalverstärker 52 des
Rückkopplungskreises
aufweisen, wie in 1 auch gezeigt.The feedback loop has an input 48 and an exit 49 , He can be a signal filter 50 of the feedback loop, a phase shifter 51 and a signal amplifier 52 of the feedback loop, as in 1 also shown.
Das
Element 50 des Rückkopplungskreises 15 hat
einen Eingang 53 und einen Ausgang 54. Es kann
einen Widerstand 55, einen Kondensator 56 oder
beide parallel geschalteten Elemente aufweisen. Als Element des
Rückkopplungskreises 15 kann im übrigen der
Kondensator 40 des Filters 12 dienen. Außerdem können eine
oder zwei Hilfselektroden 7 oder das auf dem Oszillator 2 des
Ultraschallmotors 1 angeordnete Piezoelement als Element
des Rückkopplungskreises 15 dienen.The element 50 of the feedback loop 15 has an entrance 53 and an exit 54 , It can be a resistance 55 , a capacitor 56 or both elements connected in parallel sen. As an element of the feedback loop 15 Otherwise, the capacitor can 40 of the filter 12 serve. In addition, one or two auxiliary electrodes 7 or on the oscillator 2 of the ultrasonic motor 1 arranged piezoelectric element as an element of the feedback circuit 15 serve.
Die
Vorrichtung hat einen äußeren Signaleingang 57 und
einen Signaleingang 58 zur Richtungssteuerung des Ultraschallmotors 1.
Die Stromversorgung erfolgt von einer Spannungsquelle mit der Spannung
E, die mit einer Potentialschiene 59 und mit einer Sammelschiene 60 verbunden
ist.The device has an external signal input 57 and a signal input 58 for directional control of the ultrasonic motor 1 , Power is supplied from a voltage source with voltage E, which is connected to a potential rail 59 and with a busbar 60 connected is.
2 zeigt
die lineare (durchgehende Linie) und die zufällige Abhängigkeit (punktierte Linie)
von der Zeit t der am Eingang 57 der Vorrichtung oder am Eingang 25 des
Blocks 9 anliegenden Spannung Ua des Analogsteuersignals.
Die Zeit t1 entspricht der Spannung Ua1, die Zeit t2 entspricht
der Spannung Ua2, und die Zeit t3 entspricht der Spannung Ua3. 2 shows the linear (continuous line) and the random dependence (dotted line) of the time t at the entrance 57 the device or at the entrance 25 of the block 9 applied voltage Ua of the analog control signal. The time t1 corresponds to the voltage Ua1, the time t2 corresponds to the voltage Ua2, and the time t3 corresponds to the voltage Ua3.
3 zeigt
Spannungsverläufe,
die das Funktionsprinzip der vorgeschlagenen Vorrichtung mit dem
Block 9, ausgeführt
als symmetrisch phasenschiebender Controller zweier symmetrischer
Rechtecksignale mit einem Analogsignaleingang und einem frequenzgebenden
Eingang, erläutern. 3 shows voltage curves illustrating the principle of operation of the proposed device with the block 9 , executed as a symmetrical phase-shifting controller of two symmetrical square-wave signals with an analog signal input and a frequency-giving input, explain.
Ziffer 61 zeigt
zwei mögliche
Formen der am frequenzgebenden Eingang 26 des Block 9 anliegenden
Spannung Uf. Das sind eine sinusförmige und eine symmetrische
Rechteckspannung. Ziffer 62 und 63 zeigen die
Spannungsverläufe
der an den Ausgängen 27 und 28 des
Blocks 9 (siehe 1) bei der Steuerspannung Ua1
(siehe 2) am Eingang 25 (57) des Blocks 9 anliegenden
Spannungen U27 und U28. Ziffer 64 zeigt die Spannungsverläufe der
an den Ausgängen 23 und 24 des
Verstärkers 8 (siehe 1)
bei der Steuerspannung Ua1 (siehe 2) am Eingang 25 (57)
des Blocks 9 anliegenden Spannungen U2324 (siehe 1).digit 61 shows two possible forms of the frequency giving input 26 of the block 9 applied voltage Uf. These are a sinusoidal and a symmetrical square-wave voltage. digit 62 and 63 show the voltage curves at the outputs 27 and 28 of the block 9 (please refer 1 ) at the control voltage Ua1 (see 2 ) at the entrance 25 ( 57 ) of the block 9 applied voltages U27 and U28. digit 64 shows the voltage characteristics of the outputs 23 and 24 of the amplifier 8th (please refer 1 ) at the control voltage Ua1 (see 2 ) at the entrance 25 ( 57 ) of the block 9 applied voltages U2324 (see 1 ).
Die
Ziffern 65, 66, 67 und 68, 69, 70 zeigen die
Spannungsverläufe
der an den Ausgängen 27, 28 und 23, 24 (siehe 1)
bei den Steuerspannungen Ua2 und Ua3 (siehe 2) am Eingang 25 (57)
des Blocks 9 anliegenden Spannungen U27, U28 und U2324
(siehe 1). Ziffer 71 zeigt die Spannungsverläufe der
an den Ausgängen 31 (16)
des Transformators 10 (siehe 1) bei den
Spannungen Ua1, Ua2, Ua3 am Eingang 25 (57) des
Blocks 9 anliegenden Spannungen Um1, Um2, Um3. Die Spannungen Um1,
Um2, Um3 sind die Amplitudenwerte der vom Ultraschallmotor erregten
Spannung Um. Die Linien 72 bilden die Symmetrielinien des
symmetrisch phasenschiebenden Controllers. Diese Linien sind, bezogen
auf die Null-Spannung Uf um den konstanten Winkel Φ verschoben,
der im betrachteten Fall gleich 90° (T/4) ist.The numbers 65 . 66 . 67 and 68 . 69 . 70 show the voltage curves at the outputs 27 . 28 and 23 . 24 (please refer 1 ) at the control voltages Ua2 and Ua3 (see 2 ) at the entrance 25 ( 57 ) of the block 9 applied voltages U27, U28 and U2324 (see 1 ). digit 71 shows the voltage characteristics of the outputs 31 ( 16 ) of the transformer 10 (please refer 1 ) at the voltages Ua1, Ua2, Ua3 at the input 25 ( 57 ) of the block 9 applied voltages Um1, Um2, Um3. The voltages Um1, Um2, Um3 are the amplitude values of the voltage Um excited by the ultrasonic motor. The lines 72 form the symmetry lines of the symmetrical phase-shifting controller. These lines are shifted relative to the zero voltage Uf by the constant angle Φ, which in the considered case is equal to 90 ° (T / 4).
4 zeigt
das Funktionsschema einer Variante des als symmetrisch phasenschiebenden
Controllers zweier symmetrischer Rechtecksignale ausgeführten Blocks 9.
Der Controller weist einen Generator 73 für symmetrische
Dreiecksimpulse auf, der einen Rechteckimpulsgenerator 74 mit
einem Ausgang 75 und einem Integrator 76 beinhaltet.
Der frequenzgebende Eingang des Generators 73 stellt den Eingang 26 des
frequenzgebenden Signals von Block 9 dar. Ein Ausgang 77 des
Generators 73 ist mit Umschalteingängen 78 eines ersten
und zweiten Formierungskomparators 79, 80 verbunden,
die nichtinvertierende Ausgänge 81 und 82 und
invertierende Ausgänge 83 und 84 haben.
Jeder der Ausgänge 81, 82, 83 und 84 ist
mit Flankendetektoren 85, 86, 87 und 88 mit
Ausgängen 89, 90, 91 und 92 verbunden.
Außerdem
hat der Controller zwei RS-Flip-Flops 93 und 94,
deren R- und S-Eingänge mit
den entsprechenden Ausgängen 89, 90, 91 und 92 der
Flankendetektoren verbunden sind. Die Ausgänge der RS-Flip-Flops 93 und 94 bilden
die Ausgänge 27 und 28 des
Blocks 9. 4 shows the functional diagram of a variant of the executed as a symmetrical phase-shifting controller of two symmetrical square wave blocks 9 , The controller has a generator 73 for symmetric triangular pulses, which is a rectangular pulse generator 74 with an exit 75 and an integrator 76 includes. The frequency giving input of the generator 73 represents the entrance 26 the frequency giving signal from block 9 an exit 77 of the generator 73 is with changeover inputs 78 a first and second formation comparator 79 . 80 connected, the non-inverting outputs 81 and 82 and inverting outputs 83 and 84 to have. Each of the outputs 81 . 82 . 83 and 84 is with edge detectors 85 . 86 . 87 and 88 with outputs 89 . 90 . 91 and 92 connected. In addition, the controller has two RS flip-flops 93 and 94 , their R and S inputs with the corresponding outputs 89 . 90 . 91 and 92 the edge detectors are connected. The outputs of the RS flip-flops 93 and 94 form the outputs 27 and 28 of the block 9 ,
Der
Controller besteht aus einem Analogsignalverstärker 95, dessen Eingang
den Eingang 25 für das
Analogsignal des Blocks 9 bildet. Ein nichtinvertierender
Ausgang 96 ist mit einem Referenzeingang 97 des
ersten Formierungskomparators 79 verbunden, und ein invertierender
Ausgang 98 ist mit dem Referenzeingang 97 des
zweiten Formierungskomparators 80 verbunden.The controller consists of an analog signal amplifier 95 whose entrance is the entrance 25 for the analog signal of the block 9 forms. A non-inverting output 96 is with a reference input 97 of the first formation comparator 79 connected, and an inverting output 98 is with the reference input 97 of the second formation comparator 80 connected.
5 zeigt
Spannungsverläufe
der an den Elementen der in 4 dargestellten
Schaltung anliegenden elektrischen Spannungen. Ziffer 61 zeigt zwei
Formen der an den frequenzgebenden Eingang 26 des Blocks 9 anliegenden
Span nung Uf. Ziffer 99 zeigt die am Eingang 75 des
Integrators 76 liegenden Spannungsverläufe. Ziffer 100 zeigt
die Verläufe
der analogen, sich linear ändernden
Spannungen U96, U98, die am invertierenden Ausgang 96 und
am nichtinvertierenden Ausgang 98 des Verstärkers 95 liegen.
Außerdem
zeigt diese Ziffer die Verläufe
der am Ausgang 77 des Integrators 76 anliegenden
symmetrischen Dreieckspannungen U77. Ziffer 101 zeigt den
Verlauf der am nichtinvertierenden Ausgang 81 des Komparators 79 anliegenden
Spannung U81. Ziffer 102 zeigt den Verlauf der am nichtinvertierenden
Ausgang 82 des Komparators 80 anliegenden Spannung
U82. Ziffer 103 zeigt den Verlauf der am Ausgang 27 des
Flip-Flops 93 anliegenden Spannung U27. Ziffer 104 zeigt
den Verlauf der am Ausgang 28 des Flip-Flops 94 anliegenden
Spannung U28. Ziffer 105 zeigt den Verlauf der an den Ausgängen 23, 24 des
Verstärkers 8 anliegenden
Spannung U2324. Ziffer 106 zeigt den Verlauf der am Ausgang 31 (16)
des Transformators 10 anliegenden Spannung Um, 5 shows voltage curves at the elements of the 4 illustrated circuit voltage applied. digit 61 shows two forms of the frequency giving input 26 of the block 9 voltage applied Uf. digit 99 shows the at the entrance 75 of the integrator 76 lying voltage curves. digit 100 shows the curves of the analog, linearly varying voltages U96, U98, those at the inverting output 96 and at the noninverting output 98 of the amplifier 95 lie. In addition, this number shows the progressions of the output 77 of the integrator 76 applied symmetrical delta voltages U77. digit 101 shows the course of the noninverting output 81 of the comparator 79 applied voltage U81. digit 102 shows the course of the noninverting output 82 of the comparator 80 applied voltage U82. digit 103 shows the course of the output 27 of the flip-flop 93 applied voltage U27. digit 104 shows the course of the output 28 of the flip-flop 94 applied voltage U28. digit 105 shows the course of the outputs 23 . 24 of the amplifier 8th applied voltage U2324. digit 106 shows the course of the output 31 ( 16 ) of the transformer 10 applied voltage Um,
6 zeigt
die Prinzipschaltung einer weiteren Variante des Blocks 9.
In dieser Variante hat der Controller des Generators 76 zusätzlich einen
invertierenden Ausgang 107, wobei der Verstärker 95 keinen
nichtinvertierenden Ausgang aufweist. 6 shows the basic circuit of a wide ren variant of the block 9 , In this variant, the controller has the generator 76 additionally an inverting output 107 , where the amplifier 95 has no noninverting output.
7 zeigt
Spannungsverläufe
an den in 6 gezeigten Elementen der elektrischen
Schaltung. Ziffer 61 zeigt zwei Formen der am frequenzgebenden
Element 26 des Blocks 9 anliegenden Spannung Uf.
Ziffer 99 zeigt den Verlauf der am Ausgang 75 des
Generators 74 anliegenden Spannung U75. Ziffer 108 zeigt
den Verlauf der am invertierenden Ausgang 98 des Verstärkers 95 anliegenden
analogen, linear sich ändernden
Spannung U98 und den Verlauf der am Ausgang 77 des Integrators 76 anliegenden
symmetrischen Dreieckspannung U77. Ziffer 109 zeigt den
Verlauf der am invertierenden Ausgang 98 des Verstärkers 95 analogen,
linear sich ändernden
Spannung U98 und den Verlauf der am invertierenden Ausgang 107 des
Integrators 76 anliegenden symmetrischen Dreieckspannung
U77. 7 shows voltage curves at the in 6 shown elements of the electrical circuit. digit 61 shows two forms of the frequency-giving element 26 of the block 9 applied voltage Uf. digit 99 shows the course of the output 75 of the generator 74 applied voltage U75. digit 108 shows the course of the at the inverting output 98 of the amplifier 95 applied analog, linearly changing voltage U98 and the course of the output 77 of the integrator 76 applied symmetrical delta voltage U77. digit 109 shows the course of the at the inverting output 98 of the amplifier 95 analog, linearly changing voltage U98 and the course of the inverting output 107 of the integrator 76 applied symmetrical delta voltage U77.
Ziffer 110 zeigt
den Verlauf der am invertierenden Ausgang 81 des Komparators 79 anliegenden
Spannung U81. Ziffer 111 zeigt den Verlauf der am nichtinvertierenden
Ausgang 82 des Komparators 80 anliegenden analogen
Spannung U82. Ziffer 112 zeigt den Verlauf der am Ausgang 27 des Flip-Flops 93 anliegenden
Spannung. Ziffer 113 zeigt den Verlauf der am Ausgang 28 des Flip-Flops 94 anliegenden
Spannung U28. Ziffer 114 zeigt den Verlauf der an den Ausgängen 23, 24 des
Verstärkers 8 anliegenden
Spannung U2324. Ziffer 115 zeigt den Verlauf der am Ausgang 31 (16)
des Transformators 10 anliegenden Spannung Um.digit 110 shows the course of the at the inverting output 81 of the comparator 79 applied voltage U81. digit 111 shows the course of the noninverting output 82 of the comparator 80 applied analog voltage U82. digit 112 shows the course of the output 27 of the flip-flop 93 applied voltage. digit 113 shows the course of the output 28 of the flip-flop 94 applied voltage U28. digit 114 shows the course of the outputs 23 . 24 of the amplifier 8th applied voltage U2324. digit 115 shows the course of the output 31 ( 16 ) of the transformer 10 applied voltage Um.
Die
vorgeschlagene Vorrichtung kann, wie in 8 gezeigt,
einen Analog-Digital-Wandler 116 aufweisen,
dessen Digitaleingang 117 den Eingang des äußeren Steuersignals 57 bildet,
wobei ein Analogausgang 118 mit dem Eingang des Analogsignals 25 des
Blocks 9 verbunden ist. Der Digital-Analog-Wandler 116 kann
zusätzliche
Ausgänge 119, 120 aufweisen,
die mit Eingängen 121, 122 der
Richtungswahlschalter 13 der Ultraschallmotoren 1 verbunden
sind (siehe 8).The proposed device can, as in 8th shown an analog-to-digital converter 116 have, whose digital input 117 the input of the external control signal 57 forms, with an analog output 118 with the input of the analogue signal 25 of the block 9 connected is. The digital-to-analog converter 116 can have additional outputs 119 . 120 that have entrances 121 . 122 the direction selector 13 the ultrasonic motors 1 are connected (see 8th ).
9 zeigt
eine Variante der vorgeschlagenen Vorrichtung, bei der der symmetrisch
phasenschiebende Controller zweier symmetrischer Rechtecksignale 9 eine
Formierungseinrichtung 123 für Digitalsignale darstellt.
Der frequenzgebende Eingang 26 der Formierungseinrichtung 123 bildet
den Eingang des frequenzgebenden Signals, dessen Digitaleingang 117 den
Eingang für
das äußere Steuersignal
bildet, wobei die Ausgänge 27, 28 mit
den Erregereingängen 21, 22 des
Leistungsbrückenverstärkers 8 verbunden
sind. Die in 9 gezeigte Variante der vorgeschlagenen
Vorrichtung kann mit einem Digital-Analog-Wandler 124 (siehe 10)
ausgerüstet
sein, dessen Analogeingang 57 das äußere Steuersignal bildet, wobei
der Digitalausgang 125 mit dem Digitaleingang 117 der
Formierungseinrichtung für
Digitalsignale 123 verbunden ist. 9 shows a variant of the proposed device, in which the symmetrical phase-shifting controller of two symmetrical rectangular signals 9 a forming device 123 represents for digital signals. The frequency giving input 26 the forming device 123 forms the input of the frequency giving signal, whose digital input 117 forms the input for the external control signal, the outputs 27 . 28 with the exciter inputs 21 . 22 of the power bridge amplifier 8th are connected. In the 9 shown variant of the proposed device can with a digital-to-analog converter 124 (please refer 10 ), whose analog input 57 the outer control signal forms, the digital output 125 with the digital input 117 the forming device for digital signals 123 connected is.
11 zeigt
die vorgeschlagene Steuervorrichtung mit zwei oder mehreren angeschlossenen Ultraschallmotoren 1,
die ein gemeinsames bewegliches Element 3 aufweisen. Bei
einem solchen Controller hat der Transformator 10 eine
Zusatzwicklung mit Ausgängen 126 und 127.
Der Ausgang 126 ist mit der Sammelscheibe 60 und
der Ausgang 127 mit einem zusätzlichen Ausgang 128 der
Steuervorrichtung, der an die Sammelelektroden 4 der zusätzlichen
Ultraschallmotoren 1 angeschlossen ist, verbunden. 12 zeigt
die vorgeschlagene Steuervorrichtung mit mehreren angeschlossenen
Ultraschallmotoren 1 mit unabhängigen beweglichen Elementen 3. 11 shows the proposed control device with two or more connected ultrasonic motors 1 that is a common moving element 3 exhibit. In such a controller, the transformer has 10 an additional winding with outputs 126 and 127 , The exit 126 is with the collecting disk 60 and the exit 127 with an additional output 128 the control device connected to the collecting electrodes 4 the additional ultrasonic motors 1 connected, connected. 12 shows the proposed control device with several connected ultrasonic motors 1 with independent moving elements 3 ,
13 zeigt
eine vorgeschlagene Steuervorrichtung mit Ultraschallmotoren 1,
die mit einem Geber 129 zur Erfassung der Position oder
Geschwindigkeit des beweglichen Elementes 3 ausgerüstet ist.
Der Geber 129 kann mit einem Interpolator 130 verbunden
sein. Die Vorrichtung besteht aus einem Controller-Prozessor 131 zur
Erfassung der Position oder Geschwindigkeit des beweglichen Elementes 3.
Der Controller-Prozessor 131 hat einen Signaleingang 132 für den Geber 129 oder
den Interpolator 130, einen Steuersignalausgang 133,
einen Signalausgang 134 der Bewegungsrichtung und einen Digitaleingang 135.
Der Controller ist durch eine Verbindungsleitung 136 über den
Interpolator 130 mit dem Geber 129 über eine
Verbindungsleitung 137 mit dem Block 9 und über eine
Verbindungsleitung 138 mit dem Umschalter 13 verbunden.
Außerdem
enthält
diese Vorrichtung eine Anpassschaltung 139, die die Spannung
am Ausgang 133 des Controllers 131 an den Block 9 anpasst. 13 shows a proposed control device with ultrasonic motors 1 that with a giver 129 for detecting the position or speed of the movable element 3 equipped. The giver 129 can with an interpolator 130 be connected. The device consists of a controller processor 131 for detecting the position or speed of the movable element 3 , The controller processor 131 has a signal input 132 for the giver 129 or the interpolator 130 , a control signal output 133 , a signal output 134 the direction of movement and a digital input 135 , The controller is through a connection line 136 over the interpolator 130 with the giver 129 over a connecting line 137 with the block 9 and via a connection line 138 with the switch 13 connected. In addition, this device includes a matching circuit 139 that the voltage at the output 133 of the controller 131 to the block 9 adapts.
Die
vorgeschlagene Steuervorrichtung funktioniert in den hier gezeigten
Ausführungen
folgendermaßen:
An
den Eingang 26 des Blocks 9 (1)
wird die Wechselspannung Uf gelegt, deren Frequenz ωo gehalten
wird. Die Spannungen U27, U28 haben symmetrische Rechteckform (Tastverhältnis 50
%) und konstante Amplitude.The proposed control device works as follows in the embodiments shown here:
At the entrance 26 of the block 9 ( 1 ), the AC voltage Uf is set, whose frequency is held ωo. The voltages U27, U28 have symmetrical rectangular shape (duty cycle 50%) and constant amplitude.
An
den Eingang 25 des Blocks 9 wird die langsam sich ändernde
elektrische Steuerspannung Ua gelegt, die eine in 2 punktiert
dargestellte beliebige Form haben kann. Zur anschaulicheren Erläuterung
des Funktionsprinzips wird davon ausgegangen, dass eine Steuerspannung
Ua, wie in 2 mit durchgehender Linie dargestellt,
sich mit der Zeit t linear ändert.
Unter dem Begriff langsam ändernd
wird verstanden, dass sich die Spannung Ua in der Zeit t von 0 bis
zum Maximalwert Ua um mehr als 10...102 T ändert, wobei
T die Schwingungsperiode der Spannung Uf darstellt.At the entrance 25 of the block 9 is the slowly changing electrical control voltage Ua laid in the 2 dotted represented any shape can have. For a clearer explanation of the principle of operation, it is assumed that a control voltage Ua, as in 2 represented by a solid line, changes linearly with time t. The term slowly changing is understood to mean that the voltage Ua in the time t from 0 to the maximum value Ua by more than 10 ... 10 2 T changes, where T represents the oscillation period of the voltage Uf.
In
der vorgeschlagenen Steuervorrichtung ist der Block 9 als
symmetrisch phasenschiebender Controller ausgeführt, in dem die Steuerspannung Ua
die Phasenverschiebung 2φ zwischen
den Spannungen U27 und U28 von 0 auf +180° oder von 0 auf –180° ändert. Der
Begriff Symmetrie beim phasenschiebenden Controller bedeutet, dass
die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen U27 und U28, bezogen
auf die Symmetrielinie 72 (siehe 3), symmetrisch
erfolgt. D. h. bei konstanter Spannung Ua sind die Spannungen U27,
U28 um den Winkel + φ und – φ symmetrisch
zur Linie 72 verschoben. Die Lage der Symmetrielinie 72 wird
dabei – bezogen
auf die gebende Spannung Uf – nicht verschoben.
Die Ziffern 62 und 63, 65 und 66, 68 und 69 in 3 zeigen
die Phasenzustände
der Spannungen U27, U28, die den Werten Ua1, Ua2, Ua3 der Spannung
Ua entsprechen. Bei den Spannungswerten Ua1, Ua2, Ua3 sind die Spannungen
U27, U28 untereinander um die entsprechenden Winkel 2φ1, 2φ2, 2φ3 verschoben.In the proposed control device, the block is 9 implemented as a symmetrical phase-shifting controller in which the control voltage Ua changes the phase shift 2φ between the voltages U27 and U28 from 0 to + 180 ° or from 0 to -180 °. The term symmetry in the phase-shifting controller means that the phase shift between the voltages U27 and U28, with respect to the symmetry line 72 (please refer 3 ) takes place symmetrically. Ie. at constant voltage Ua, the voltages U27, U28 are symmetric to the line by the angle + φ and - φ 72 postponed. The location of the symmetry line 72 is - not shifted relative to the giving voltage Uf. The numbers 62 and 63 . 65 and 66 . 68 and 69 in 3 show the phase states of the voltages U27, U28, which correspond to the values Ua1, Ua2, Ua3 of the voltage Ua. In the case of the voltage values Ua1, Ua2, Ua3, the voltages U27, U28 are shifted relative to one another by the corresponding angles 2φ1, 2φ2, 2φ3.
Von
den Ausgängen 27, 28 des
Blocks 9 (siehe 1) gelangen die Spannungen U27,
U28 auf die Eingänge 21, 22 der
Halbbrückenverstärker 19, 20 des
Leistungsbrückenverstärkers 8.
Dadurch wird an den Ausgängen 23, 24 des
Brückenverstärkers 8 eine
im Vorzeichen veränderliche
pulsweitenmodulierte Spannung U2324 bereitgestellt. Die Ziffern 64, 67 und 70 in 3 zeigen
die Spannungsverläufe
der entsprechenden Spannungen Ua1, Ua2, Ua3. Aus diesen Verläufen ist
erkennbar, dass den Phasenverschiebungen 2φ1, 2φ2, 2φ3 zwischen den Spannungen U27,
U28 unterschiedlich lange Impulse der Spannung U2324 entsprechen.
Der Phasenverschiebung 2φ1
entspricht die Länge τ1, der Phasenverschiebung
2φ2 entspricht
die Länge τ2, der Phasenverschiebung
2φ3 entspricht
die Länge τ3.From the exits 27 . 28 of the block 9 (please refer 1 ) enter the voltages U27, U28 on the inputs 21 . 22 the half-bridge amplifier 19 . 20 of the power bridge amplifier 8th , This will be at the outputs 23 . 24 of the bridge amplifier 8th provides a sign-changing pulse width modulated voltage U2324. The numbers 64 . 67 and 70 in 3 show the voltage waveforms of the corresponding voltages Ua1, Ua2, Ua3. It can be seen from these curves that the phase shifts 2φ1, 2φ2, 2φ3 between the voltages U27, U28 correspond to pulses of the voltage U2324 of different lengths. The phase shift 2φ1 corresponds to the length τ1, the phase shift 2φ2 corresponds to the length τ2, the phase shift 2φ3 corresponds to the length τ3.
Die
Spannungsimpulse U2324 sind auf die Symmetrielinie 72 bezogen
symmetrisch angeordnet, wobei die Änderung der Impulslänge zu keiner Änderung
ihrer symmetrischen Lage, bezogen auf die Symmetrielinie 72,
führt.The voltage pulses U2324 are on the symmetry line 72 arranged symmetrically arranged, wherein the change in the pulse length to no change in its symmetrical position, based on the line of symmetry 72 , leads.
Von
den Ausgängen 23 und 24 gelangt
die Spannung U2324 auf das Bandfilter 11 und den Summationstransformator 10 oder
den Summationstransformator 10 und das Bandfilter 12.
Die Bandfilter 11 und 12 stellen in Reihe geschaltete
LC-Schwingkreise dar. Die Induktivität L und die Kapazität C der
Filter 11 und 12 werden nach der Bedingung ausgewählt, dass
die Resonanzfrequenz dieser Schwingkreise gleich der Arbeitsfrequenz ωo der Ultraschallmotoren ist.
Aufgrund dieser Bedingung stellen die Bandfilter 11 und 12 die
erste Harmonische der Spannung U2324 bereit. Dadurch bildet sich
in beiden Fällen
am Ausgang 31 des Transformators 10, d. h. am
Ausgang 16 der Vorrichtung, eine Sinusspannung Um aus,
deren Amplitude durch die Impulsdauer τ1, τ2, τ3 der Spannung U2324 bestimmt
wird. Die Dauer τ1 entspricht
der Spannung mit der Amplitude Um1, die Dauer τ2 entspricht der Spannung der
Amplitude Um2, die Dauer τ3
entspricht der Spannung mit der Amplitude Um3 (siehe 3).From the exits 23 and 24 the voltage U2324 reaches the band filter 11 and the summation transformer 10 or the summation transformer 10 and the band filter 12 , The band filter 11 and 12 represent LC resonant circuits connected in series. The inductance L and the capacitance C of the filters 11 and 12 are selected according to the condition that the resonant frequency of these resonant circuits is equal to the operating frequency ωo of the ultrasonic motors. Due to this condition, the band filters 11 and 12 the first harmonic of voltage U2324 ready. This forms in both cases at the output 31 of the transformer 10 , ie at the exit 16 of the device, a sine voltage Um from whose amplitude is determined by the pulse duration τ1, τ2, τ3 of the voltage U2324. The duration τ1 corresponds to the voltage with the amplitude Um1, the duration τ2 corresponds to the voltage of the amplitude Um2, the duration τ3 corresponds to the voltage with the amplitude Um3 (see FIG 3 ).
Die
Spannungsamplitude Um ändert
sich proportional zur Änderung
der Impulsdauer der Spannung U2324 oder proportional zur Phasenverschiebung
2φ oder
proportional zur Steuerspannung Ua. Die Änderung der Spannungsamplitude
bewirkt eine proportionale Änderung
der Geschwindigkeit des beweglichen Elementes 3 des Ultraschallmotors 1.
Die symmetrische Lage der Spannungsimpulse U2324 zur Symmetrielinie 72 bestimmt
zugleich die symmetrische Lage der Spannungshalbwelle Um zu diesen
Linien (siehe 3).The voltage amplitude Um changes in proportion to the change in the pulse duration of the voltage U2324 or proportional to the phase shift 2φ or proportional to the control voltage Ua. The change in the voltage amplitude causes a proportional change in the speed of the movable element 3 of the ultrasonic motor 1 , The symmetrical position of the voltage pulses U2324 to the symmetry line 72 at the same time determines the symmetrical position of the voltage half-wave Um to these lines (see 3 ).
Wichtig
für die
hier erläuterte
Ausführung
ist, dass bei einer Änderung
der Steuerspannung Ua von Null auf den Maximalwert keine Phasenverschiebung zwischen
der Synchronisierungsspannung Uf und der den Ultraschallmotor erregenden
Spannung Um erfolgt. Das ist aus den Spannungsverläufen, dargestellt
in 3 Ziffern 61 und 7, ersichtlich.
Durch den Einsatz des symmetrisch phasenschiebenden Controllers
ist die Unabhängigkeit
der Phasenverschiebung von der Steuerspannung sichergestellt.It is important for the embodiment explained here that, when the control voltage Ua changes from zero to the maximum value, there is no phase shift between the synchronization voltage Uf and the voltage Um that excites the ultrasonic motor. This is from the voltage curves, shown in 3 digits 61 and 7 , visible. The use of the symmetrical phase-shifting controller ensures the independence of the phase shift from the control voltage.
Die
Erregerspannung Um wird an die Sammelelektrode 4 des Ultraschallmotors 1 angelegt
und erregt den Aktuator 2. Dadurch fließt durch die Sammelelektrode 4 und
durch eine der Elektroden 5 oder 6 des Aktuators 2 ein
sinusförmiger
Strom, der durch einen der Schalter 41 und dem Rückkopplungselement 15 mit
der Sammelschiene 60 verbunden wird. Der Widerstand des
Rückkopplungselementes 15 (Widerstand 55 oder
Kondensator 56) bei der Frequenz ωo wird so gewählt, dass
er bedeutend kleiner als der Widerstand des Ultraschallmotors ist.
Deshalb ist die Rückkopplungsspannung
Ur am Element der Rückkopplung 15 (Widerstand 55 oder
Kondensator 56) proportional dem Strom, der durch den Aktuator 2 fließt oder
proportional zur Schwingungsgeschwindigkeit des Oszillators 2.
Falls die Hilfselektrode 7 oder das Hilfspiezoelement das
Rückkopplungselement
bilden, ist auch die generierte Spannung proportional zur Schwingungsgeschwindigkeit
des Oszillators 2.The excitation voltage Um is applied to the collecting electrode 4 of the ultrasonic motor 1 created and energized the actuator 2 , As a result, flows through the collecting electrode 4 and through one of the electrodes 5 or 6 of the actuator 2 a sinusoidal current passing through one of the switches 41 and the feedback element 15 with the busbar 60 is connected. The resistance of the feedback element 15 (Resistance 55 or capacitor 56 ) at the frequency ωo is chosen to be significantly smaller than the resistance of the ultrasonic motor. Therefore, the feedback voltage Ur is at the element of the feedback 15 (Resistance 55 or capacitor 56 ) proportional to the current passing through the actuator 2 flows or proportional to the oscillation speed of the oscillator 2 , If the auxiliary electrode 7 or the Hilfsspiezoelement form the feedback element, and the generated voltage is proportional to the oscillation speed of the oscillator 2 ,
Falls
der Widerstand 55 das Rückkopplungselement
bildet, ist die Phasenverschiebung zwischen der Erregerspannung
Um und der Rückkopplungsspannung
Ur, d. h. dem Oszillatorstrom Um und der Rückkopplungsspannung bei der
Frequenz ωo,
etwa Null. Falls der Kondensator 56, die Hilfselektrode 7 oder
das Hilfspiezoelement das Rückkopplungselement
bilden, beträgt
die Phasenverschiebung zwischen der Spannung Um und der Spannung
Ur etwa 90°.
Die Größe der Phasenverschiebung
wird durch das Rückkopplungselement 15 und die
mechanischen Parameter des Oszillators 2 des Ultraschallmotors 1 bestimmt.
Dieser Winkel ist fest mit der Arbeitsfrequenz ω des Ultraschallmotors verknüpft.If the resistance 55 is the feedback element, the phase shift between the excitation voltage Um and the feedback voltage Ur, ie the oscillator current Um and the feedback voltage at the frequency ωo, is approximately zero. If the capacitor 56 , the auxiliary electrode 7 or the auxiliary sense element the feedback element ment form, the phase shift between the voltage Um and the voltage Ur is about 90 °. The magnitude of the phase shift is determined by the feedback element 15 and the mechanical parameters of the oscillator 2 of the ultrasonic motor 1 certainly. This angle is firmly linked to the operating frequency ω of the ultrasonic motor.
Die
Rückkopplungsspannung
Ur gelangt vom Ausgang 54 des Rückkopplungselementes 15 oder 7 auf
den Eingang 48 des Rückkopplungskreises 14.
Der Rückkopplungskreis 14 besteht
aus dem Filter 50, dem Phasenschieber 51 und dem
Verstärker 52.
Das Filter 51 wird auf die Frequenz ωo abgestimmt und dient der
Begrenzung der Durchlassbandbreite des Rückkopplungskreises 14.
Der Phasenschieber dient zur Korrektur der Phasenverschiebung der
Vorrichtung im geschlossenen Rückkopplungskreis.
Dieser Winkel wird mittels des Phasenschiebers bei der Frequenz ωo auf Null
eingestellt. Durch den Verstärker
wird der Verstärkungsfaktor
bei der Frequenz ωo
im geschlossenen Rückkopplungskreis
der Vorrichtung auf größer eins
eingestellt.The feedback voltage Ur passes from the output 54 of the feedback element 15 or 7 on the entrance 48 of the feedback loop 14 , The feedback loop 14 consists of the filter 50 , the phase shifter 51 and the amplifier 52 , The filter 51 is tuned to the frequency ωo and serves to limit the passband bandwidth of the feedback loop 14 , The phase shifter serves to correct the phase shift of the device in the closed feedback loop. This angle is set to zero by means of the phase shifter at the frequency ωo. The amplifier adjusts the gain at the frequency ωo in the closed feedback loop of the device to greater than one.
Durch
die Einhaltung der aufgezählten
Bedingungen ist in der vorgeschlagenen Vorrichtung im geschlossenen
Kreis die Phasenverschiebung nur bei der Frequenz ωo gleich
Null und der Verstärkungskoeffizient
größer eins.
Deshalb stellt diese Vorrichtung einen selbsterregenden Generator
dar, der nur auf der Frequenz ωo
schwingt. Diese Frequenz wird durch die mechanischen Parameter des Oszillators 2 des
Ultraschallmotors bestimmt. Mit dem Anlegen der Versorgungsspannung
E beginnt die Vorrichtung zu schwingen und sich selbst auf die Frequenz ωo zu synchronisieren,
wodurch die Erregerspannung gleich der Arbeitsfrequenz ωo des Ultraschallmotors 1 gehalten
wird. Eine Änderung
der Steuerspannung Ua bewirkt keine Änderung der Phasenverschiebung
im geschlossenen Rückkopplungskreis
der Vorrichtung, wodurch sie ständig
konstant bleibt.By observing the enumerated conditions in the proposed device in the closed circuit, the phase shift only at the frequency ωo equal to zero and the gain coefficient is greater than one. Therefore, this device is a self-exciting generator that oscillates only at the frequency ωo. This frequency is determined by the mechanical parameters of the oscillator 2 the ultrasonic motor determined. With the application of the supply voltage E, the device begins to oscillate and to synchronize itself to the frequency ωo, whereby the excitation voltage equal to the operating frequency ωo of the ultrasonic motor 1 is held. A change in the control voltage Ua causes no change in the phase shift in the closed feedback loop of the device, whereby it constantly remains constant.
In
den konkreten Realisierungsvarianten der vorgeschlagenen Vorrichtung
können
das Filter 50, der Phasenverschieber 51 und der
Verstärker 52 untereinander
ausgetauscht werden, es können
auch einzelne Elemente fehlen. Die Aufgaben der fehlenden Elemente
können
von anderen Elementen der Vorrichtung übernommen werden. So kann z.
B. das Filter 50 durch den Phasenschieber 51 oder
der Phasenschieber 51 durch den Verstärker 52 ersetzt werden.
Die Aufgabe des Filters 50 kann durch den Oszillator 2 des
Ultraschallmotors 1 übernommen
werden usw.In the concrete implementation variants of the proposed device, the filter 50 , the phase shifter 51 and the amplifier 52 interchangeable, it can also be missing individual elements. The tasks of the missing elements can be taken over by other elements of the device. So z. B. the filter 50 through the phase shifter 51 or the phase shifter 51 through the amplifier 52 be replaced. The task of the filter 50 can through the oscillator 2 of the ultrasonic motor 1 be taken over etc.
4 zeigt
eine Variante eines symmetrisch phasenschiebenden Controllers. Diese
Variante funktioniert folgendermaßen:
An den Eingang 26 des
Controllers wird die symmetrische Rechteck- oder Sinusspannung Uf
(siehe Ziffer 61 in 5) gelegt.
Diese Spannung steuert den Generator für symmetrische Dreiecksimpulse 73,
der an seinem Ausgang 77 die symmetrische Dreieckspannung
U77 (siehe Ziffer 100, 5) erzeugt. 4 shows a variant of a symmetrical phase-shifting controller. This variant works as follows:
At the entrance 26 of the controller is the symmetrical square or sinusoidal voltage Uf (see paragraph 61 in 5 ) placed. This voltage controls the generator for symmetrical triangular pulses 73 who at his exit 77 the symmetrical delta voltage U77 (see paragraph 100 . 5 ) generated.
Der
Generator 73, der aus dem Rechteckimpulsgenerator 74 und
den Integrator 76 besteht, kann eine Formierungseinrichtung
mit Begrenzer darstellen oder als Autogenerator ausgeführt sein,
der durch die Spannung Uf synchronisiert wird. Dieser Generator 74 stellt
an seinem Ausgang 75 die symmetrische Rechteckspannung
U75 (siehe Ziffer 99, 5) bereit.
Der Integrator 76 wandelt die Rechteckspannung U75 in eine
symmetrische Dreieckspannung U77 um. Die Spannung U77 gelangt an
die Umschalteingänge 78 der
Komparatoren 79 und 80.The generator 73 , which is the rectangular pulse generator 74 and the integrator 76 may be a forming device with limiter or be designed as an autogenerator, which is synchronized by the voltage Uf. This generator 74 puts at its exit 75 the symmetrical square voltage U75 (see paragraph 99 . 5 ) ready. The integrator 76 converts the square-wave voltage U75 into a symmetrical triangular voltage U77. The voltage U77 arrives at the changeover inputs 78 the comparators 79 and 80 ,
An
die Referenzeingänge 97 dieser
Komparatoren werden analoge, sich linear ändernde, nichtinvertierte und
invertierte Steuerspannungen U97 und U98 angelegt. Bei Übereinstimmung
der augenblicklichen Spannungswerte U77, U96 und U98 erfolgt das
Umschalten der Komparatoren 79 und 80. Dadurch
erscheinen an den nichtinvertierenden Ausgängen 81 und 82 pulsweitenmodulierte
Spannungen U81 und U82 (siehe Ziffern 101 und 102, 5). An
den invertierenden Ausgängen 83 und 84 erscheinen
die invertierten Spannungen U81 und U82 (in 5 nicht
dargestellt).To the reference entrances 97 These comparators are applied analog, linearly changing, non-inverted and inverted control voltages U97 and U98. If the instantaneous voltage values U77, U96 and U98 match, the comparators are switched over 79 and 80 , This will appear at the non-inverting outputs 81 and 82 Pulse width modulated voltages U81 and U82 (see paragraphs 101 and 102 . 5 ). At the inverting outputs 83 and 84 the inverted voltages U81 and U82 appear (in 5 not shown).
Jede
der pulsweitenmodulierten Spannungen gelangt von den Ausgängen 81, 82, 83, 84 auf den
entsprechenden Flankendetektor 85, 86, 87, 88. Die
Detektoren 85, 86, 87, 88 wandeln
die steigenden und fallenden Flanken jedes Impulses der Spannungen
in einen kurzen Einzelimpuls um (in der Fig. nicht dargestellt).
Dieser kurze Einzelimpuls gelangt von den Ausgängen 89, 90, 91, 92 der
Detektoren 85, 86, 87, 88 auf
die entsprechenden R- und S-Flip-Flop-Eingänge (siehe 4).Each of the pulse width modulated voltages passes from the outputs 81 . 82 . 83 . 84 to the corresponding edge detector 85 . 86 . 87 . 88 , The detectors 85 . 86 . 87 . 88 The rising and falling edges of each pulse of voltages convert into a short single pulse (not shown in the figure). This short single pulse comes from the outputs 89 . 90 . 91 . 92 of the detectors 85 . 86 . 87 . 88 to the corresponding R and S flip-flop inputs (see 4 ).
Mit
dem Eintreffen des Einzelimpulses auf den Rücksetzeingang R, schaltet das
Flip-Flop in seine Nulllage. Mit dem Eintreffen des Einzelimpulses auf
den Setzeingang S schaltet das Flip-Flop in seine Eins-Lage. Dadurch
bilden sich an den Ausgängen 27, 28 der
RS-Flip-Flops zwei phasenverschobene Spannungen U27 und U28 aus
(siehe Ziffer 103 und 104, 5). Die
steigenden und fallenden Flanken jedes Impulses werden um die Winkel
+(φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6) und –(φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6) bezogen auf
die Symmetrielinie 72 phasenverschoben. Die vollständigen Winkel
der Phasenverschiebung betragen 2φ1, 2φ2, 2φ3, 2φ4, 2φ5, 2φ6.With the arrival of the single pulse to the reset input R, the flip-flop switches to its zero position. With the arrival of the single pulse to the set input S, the flip-flop switches to its one-position. This forms at the outputs 27 . 28 the RS flip-flops two phase-shifted voltages U27 and U28 off (see paragraph 103 and 104 . 5 ). The rising and falling edges of each pulse are subtended by the angles + (φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6) and - (φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6) with respect to the line of symmetry 72 phase. The complete angles of the phase shift are 2φ1, 2φ2, 2φ3, 2φ4, 2φ5, 2φ6.
Die
phasenschobenen Spannungen U27 und U28 gelangen auf die Eingänge 21 und 22 der Halbbrückenverstärker 19, 20.
Dadurch bildet sich an ihren Ausgängen 23 und 24 die
pulsweitenmodulierte Spannung U2324 mit der Impulsdauer τ1, τ2, τ3, τ4, τ5, τ6 aus. Diese
Spannung gelangt auf das Bandfilter 11 und den Transformator 10 oder
auf den Transformator 10 und das Bandfilter 12.
Dadurch bildet sich an den Ausgängen 31 (16)
des Transformators 10 die Wechselspannung Um aus, deren
Frequenz ωo
und deren Amplitude Um1, ..., Um6 proportional zur Steuerspannung
Ua ist. Die Amplitudenänderung der
Spannung Um von Null auf den Maximalwert führt zu keiner Phasenverschiebung
der Halbwellen bezogen zur Symmetrielinie 72. Deshalb ist
die Erregerfrequenz der Vorrichtung stets konstant und beträgt ωo.The phase-shifted voltages U27 and U28 reach the inputs 21 and 22 the half-bridge amplifier 19 . 20 , This forms at their exits 23 and 24 the pulse width modulated Voltage U2324 with the pulse duration τ1, τ2, τ3, τ4, τ5, τ6 off. This voltage reaches the band filter 11 and the transformer 10 or on the transformer 10 and the band filter 12 , This forms at the exits 31 ( 16 ) of the transformer 10 the alternating voltage Um from whose frequency ωo and their amplitude Um1, ..., Um6 is proportional to the control voltage Ua. The amplitude change of the voltage Um from zero to the maximum value does not lead to a phase shift of the half-waves with respect to the symmetry line 72 , Therefore, the excitation frequency of the device is always constant and is ωo.
6 zeigt
eine andere Aufbauvariante des symmetrisch phasenschiebenden Controllers.
In dieser Controller-Variante stellt der Generator für symmetrische
Dreieckimpulse 73 an seinen Ausgängen 77 und 107 die
nichtinvertierende und invertierende Spannung U77 und U107 (siehe
Ziffer 108, 109, 7) bereit.
Die Spannung U77 gelangt an den Umschalteingang 78 des
Komparators 79 und die Spannung U107 an den Umschalteingang 78 des
Komparators 80. An die Referenzeingänge 97 dieser Komparatoren
wird die analoge invertierte Steuerspannung U98 (siehe Ziffer 108, 109, 7)
gelegt. Bei Spannungsgleichheit der Spannungen U77, U107 mit U98
schalten die Komparatoren 79 und 80 um. Dadurch
erscheinen an den nichtinvertierenden Ausgängen 81 und 82 die
pulsweitenmodulierten Spannungen U81 und U82 (siehe Ziffer 110 und 111, 7).
An den invertierenden Ausgängen 83 und 84 erscheinen
die invertierten Spannungen von U81 und U82 (in 7 nicht
dargestellt). 6 shows another construction variant of the symmetrical phase-shifting controller. In this controller variant provides the generator for symmetrical triangular pulses 73 at its exits 77 and 107 the non-inverting and inverting voltage U77 and U107 (see para 108 . 109 . 7 ) ready. The voltage U77 arrives at the changeover input 78 of the comparator 79 and the voltage U107 to the switching input 78 of the comparator 80 , To the reference entrances 97 These comparators will use the analogue inverted control voltage U98 (see para 108 . 109 . 7 ) placed. With voltage equality of the voltages U77, U107 with U98, the comparators switch 79 and 80 around. This will appear at the non-inverting outputs 81 and 82 the pulse width modulated voltages U81 and U82 (see paragraph 110 and 111 . 7 ). At the inverting outputs 83 and 84 the inverted voltages of U81 and U82 (in 7 not shown).
Der
in 6 dargestellte Controller arbeitet im wesentlichen
analog dem in 4 dargestellten Controller.
An den Ausgängen 27, 28 des RS-Flip-Flops
werden zwei phasenverschobene Spannungen U27 und U28 (siehe Ziffer 112 und 113, 7)
bereitgestellt. Die Phasenverschiebung dieser Spannungen er folgt
um den Betrag +(φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6) und –(φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6), bezogen auf
die Symmetrielinien 72. Die vollständigen Winkel der Phasenverschiebung
betragen 2φ1,
2φ2, 2φ3, 2φ4, 2φ5, 2φ6. Der funktionelle
Unterschied zwischen den beiden Controllern besteht darin, dass
in der ersten Controllervariante (4) die langsam sich ändernde
Analogsteuerspannung Ua invertiert wird und in der zweiten Variante
die schnell sich ändernde
Dreieckspannung U77 invertiert wird (6).The in 6 The controller shown operates essentially analogous to that in 4 represented controller. At the exits 27 . 28 of the RS flip-flop are two phase-shifted voltages U27 and U28 (see paragraph 112 and 113 . 7 ) provided. The phase shift of these voltages it follows by the amount + (φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6) and - (φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6), based on the symmetry lines 72 , The complete angles of the phase shift are 2φ1, 2φ2, 2φ3, 2φ4, 2φ5, 2φ6. The functional difference between the two controllers is that in the first controller variant ( 4 ) the slowly changing analog control voltage Ua is inverted and in the second variant the rapidly changing delta voltage U77 is inverted ( 6 ).
Die
aus einem Digital-Analog-Wandler 116 bestehende vorgeschlagene
Variante (siehe 8) arbeitet folgendermaßen:
An
den Digitaleingang 117 des Digital-Analog-Wandlers 116 wird
eine Gruppe digitaler Steuersignale gelegt. Diese Signale enthalten
Informationen über
die Geschwindigkeit eines oder mehrerer Ultraschallmotoren 1.
Außerdem
können
sie Informationen zur Bewegungsrichtung der Ultraschallmotoren 1 enthalten. Der
Digital-Analog-Wandler 116 wandelt die Gruppe digitaler
Steuersignale in die an seinem Ausgang 118 anliegende Analogsteuerspannung
Ua um, von der die Spannung auf den Eingang 25 des Blocks 9 gelangt.
Wenn die Gruppe digitaler Steuersignale Informationen über die
Bewegungsrichtung der Ultraschallmotoren 1 enthält, erscheint
an den Ausgängen 119, 120 des
Wandlers 116 ein Signal, das den entsprechenden Schalter 41 (1, 11, 12, 13)
des Umschalters 13 einschaltet. Dadurch wird die entsprechende
Bewegungsrichtung eines oder mehrerer der Ultraschallmotoren 1 veranlasst.The from a digital-to-analog converter 116 existing proposed variant (see 8th ) works like this:
To the digital input 117 of the digital-to-analog converter 116 a group of digital control signals is set. These signals contain information about the speed of one or more ultrasonic motors 1 , In addition, they can provide information on the direction of movement of the ultrasonic motors 1 contain. The digital-to-analog converter 116 converts the group of digital control signals into those at its output 118 applied analog control voltage Ua order, from which the voltage on the input 25 of the block 9 arrives. When the group of digital control signals information about the direction of movement of the ultrasonic motors 1 contains, appears at the outputs 119 . 120 of the converter 116 a signal indicating the appropriate switch 41 ( 1 . 11 . 12 . 13 ) of the switch 13 turns. As a result, the corresponding direction of movement of one or more of the ultrasonic motors 1 causes.
In
der 9 dargestellten Variante ist der phasenschiebende
Controller zweier symmetrischer Rechtecksignale als Formierungseinrichtung
für Digitalsignale 123 ausgeführt. Auf
den frequenzgebenden Eingang 26 der Formierungseinrichtung 123 wird die
Synchronisierungsspannung Uf gelegt. An den Digitaleingang 117 der
Formierungseinrichtung 123 wird eine Gruppe digitaler Steuersignale
gelegt, die Informationen zur Geschwindigkeit eines oder mehrerer
Ultraschallmotoren enthält.
Diese Gruppe kann außerdem
Informationen zur Bewegungsrichtung der Motoren enthalten.In the 9 the variant shown is the phase-shifting controller of two symmetrical rectangular signals as a forming device for digital signals 123 executed. On the frequency giving input 26 the forming device 123 the synchronization voltage Uf is set. To the digital input 117 the forming device 123 A set of digital control signals is provided containing information about the speed of one or more ultrasonic motors. This group may also contain information about the direction of movement of the motors.
Die
Formierungseinrichtung 123 wandelt auf digitalem Wege die
Synchronisierungsspannung Uf in zwei symmetrische Rechteckspannungen
U27 und U28 um, deren Phasenverschiebung durch die Gruppe der digitalen
Steuersignale vorgegeben wird, die an seinem Digitaleingang 117 anliegt.
Die Änderung der Phasenverschiebung
zwischen den Spannungen U27 und U28 erfolgt symmetrisch – bezogen
auf die Symmetrielinie 72 – um den Winkel +(φ1, φ2, φ3) und –(φ1, φ2, φ3), wie
in den Ziffern 62 und 63, 65 und 66, 68 und 69 in 3 dargestellt.
Wenn die Gruppe digitaler Steuersignale Informationen zur Bewegungsrichtung
der Ultraschallmotoren 1 enthalten, erscheint an den Ausgängen 119, 120 der
Formierungseinrichtung 123 ein Signal, das einen der Schalter 41 (1, 11, 12, 13)
des Ultraschallmotors einschaltet. Dies führt zum Einschalten der entsprechenden
Bewegungsrichtung eines der Motoren 1.The forming device 123 digitally converts the synchronization voltage Uf into two symmetrical square-wave voltages U27 and U28 whose phase shift is given by the group of digital control signals present at its digital input 117 is applied. The change of the phase shift between the voltages U27 and U28 is symmetrical - with respect to the symmetry line 72 By the angle + (φ1, φ2, φ3) and - (φ1, φ2, φ3), as in the figures 62 and 63 . 65 and 66 . 68 and 69 in 3 shown. When the group of digital control signals information about the direction of movement of the ultrasonic motors 1 contained, appears at the outputs 119 . 120 the forming device 123 a signal that is one of the switches 41 ( 1 . 11 . 12 . 13 ) of the ultrasonic motor turns on. This leads to switching on the corresponding direction of movement of one of the motors 1 ,
Die
Formierungseinrichtung 123 (siehe 9) kann
mit dem Digital-Analog-Wandler 124,
so wie in 10 abgebildet, verbunden sein.
Dabei wird an den Eingang 57 des Digital-Analog-Wandlers 124 die
analoge Steuerspannung Ua gelegt, diese wird vom Digital-Analog-Wandler 124 in
ein Digitalsignal umgewandelt und an dessen Ausgang 125 gelegt, von
dort gelangt es an den Eingang 117 der Formierungseinrichtung 123,
die es in eine Gruppe digitaler Steuersignale umwandelt.The forming device 123 (please refer 9 ) can with the digital-to-analog converter 124 , as in 10 pictured, be connected. It will be at the entrance 57 of the digital-to-analog converter 124 The analog control voltage Ua placed, this is from the digital-to-analog converter 124 converted into a digital signal and at its output 125 from there it gets to the entrance 117 the forming device 123 which converts it into a group of digital control signals.
In
der in 11 dargestellten Variante der vorgeschlagenen
Vorrichtung wird an den Ausgang 16 (Ausgang 13 der
Sekundärwicklung
des Transformators 10) die Sammelelektrode 4 eines
oder mehrerer Ultraschallmotoren 1 angeschlossen. Der Oszillator 2 nur
eines Motors ist dabei in Reihe mit dem Element des Rückkopplungskreises 15 geschaltet.
Dieser Motor bestimmt die Erregerfrequenz ωo der sich selbst synchronisierenden
Vorrichtung insgesamt. Die Sammelelektroden 4 der anderen
Ultraschallmotoren 1 sind mit dem Ausgang 128 (Ausgang 127 der Zusatzsekundärwicklung
des Transformators 10) verbunden. Die Elektroden sind mit
keinem Element des Rückkopplungskreises 15 verbunden
und haben keinen Einfluss auf die Erregerfrequenz ωo der Vorrichtung.In the in 11 illustrated variant of the proposed device is connected to the output 16 (Output 13 the secondary winding of the transformer 10 ) the collecting electrode 4 one or more ultrasonic motors 1 connected. The oscillator 2 only one motor is in series with the element of the feedback loop 15 connected. This motor determines the excitation frequency ωo of the self-synchronizing device as a whole. The collecting electrodes 4 the other ultrasonic motors 1 are with the exit 128 (Output 127 the additional secondary winding of the transformer 10 ) connected. The electrodes are not connected to any element of the feedback loop 15 connected and have no effect on the excitation frequency ωo of the device.
Da
in dieser Variante der Vorrichtung durch die Ultraschallmotoren 1 das
bewegliche Element 3 in Bewegung versetzt wird, muss die
Bewegungsrichtung der Motoren durch eine eindeutige Zuordnung der
Erregerelektroden 5, 6 zu den Ausgängen 17, 18,
wie es in 11 gezeigt ist, festgelegt werden.As in this variant of the device by the ultrasonic motors 1 the movable element 3 is set in motion, the direction of movement of the motors by a clear assignment of the exciter electrodes 5 . 6 to the exits 17 . 18 as it is in 11 shown.
Bei
der in 12 gezeigten Vorrichtung haben
die Ultraschallmotoren bewegliche Elemente. Deshalb können sie
voneinander unabhängig
angesteuert werden. Dazu sind die Sammelelektroden 4 aller
Ultraschallmotoren 1 parallel mit den Ausgängen 16 (Ausgang 31 der
Sekundärwicklung
des Transformators 10) verbunden. Zum sequenziellen Betrieb
der Ultraschallmotoren 1 besitzt der Umschalter 13 eine
Gruppe unabhängiger
Schalter 41. Beim Schließen eines der Schalter 41 ist
der Oszillator eines der Motoren in Reihe mit einem Element des
Rückkopplungskreises 15 geschaltet.
Dieser Oszillator bestimmt die Erregerfrequenz ωo der Vorrichtung.At the in 12 As shown, the ultrasonic motors have movable elements. Therefore, they can be controlled independently of each other. These are the collecting electrodes 4 all ultrasonic motors 1 parallel with the outputs 16 (Output 31 the secondary winding of the transformer 10 ) connected. For sequential operation of the ultrasonic motors 1 owns the switch 13 a group of independent switches 41 , When closing one of the switches 41 the oscillator is one of the motors in series with one element of the feedback loop 15 connected. This oscillator determines the excitation frequency ωo of the device.
Die
in 13 dargestellte selbstsynchronisierende Steuervorrichtung
funktioniert folgendermaßen:
Über den
Digitaleingang 135 des Controller-Prozessors 131 wird
in seinen Speicher ein Programm aufgespielt, das Informationen über die
vorgegebene Position des beweglichen Elementes 3 und seiner Geschwindigkeit
enthält.
Der Controller-Prozessor 131 stellt an seinem Ausgang 133 ein
digitales Steuersignal oder eine Gruppe digitaler Steuersignale
bereit, die über
die Verbindungsleitung 137 auf den Eingang 57 des
Blocks 9 oder an den Eingang 117 der Formierungseinrichtung 116 oder
an den Eingang 117 der Formierungseinrichtung 123 gelangen.
Außerdem
wird am Ausgang 134 des Controllers ein Signal für die Bewegungsrichtung
des beweglichen Elementes 3 bereitgestellt. Dieses Signal
gelangt über
die Verbindungsleitung 138 an den Eingang 46 oder
an den Eingang 121 und 122 des Umschalters 13.In the 13 illustrated self-synchronizing control device works as follows:
Via the digital input 135 of the controller processor 131 a program is loaded into its memory containing information about the predetermined position of the movable element 3 and its speed contains. The controller processor 131 puts at its exit 133 provide a digital control signal or group of digital control signals over the trunk 137 on the entrance 57 of the block 9 or to the entrance 117 the forming device 116 or to the entrance 117 the forming device 123 reach. Besides, at the exit 134 of the controller, a signal for the direction of movement of the movable element 3 provided. This signal passes over the connection line 138 to the entrance 46 or to the entrance 121 and 122 of the switch 13 ,
Das
Anlegen eines Steuersignals an den Eingang 57 oder den
Eingang 117 führt
zur Erregung der Vorrichtung auf der Arbeitsfrequenz ωo eines
der Ultraschallmotoren 1. Das bewegliche Element 3 des Motors
beginnt sich in der durch den Controller 131 vorgegebenen
Richtung zu bewegen. Durch die Bewegung des beweglichen Elementes 3 stellt
der Geber 129 ein Signal zu dessen aktueller Positionslage bereit.
Dieses Signal gelangt Über
die Verbindungs-leitung 136 auf den Eingang 132 des
Controllers 131 und wird in ihm verarbeitet, wobei die
Bewegungsparameter des beweglichen Elementes 3 mit den
vorgegebenen Programmparametern verglichen werden. Während der
Bewegung des beweglichen Elementes 3 korrigiert der Controller 131 das
am Ausgang 133 anliegende Steuersignal und regelt damit
die Geschwindigkeit des beweglichen Elementes 3 oder seine
Beschleunigung mit der geforderten Genauigkeit. Beim Erreichen der
vorgegebenen Position durch das bewegliche Element 3 schaltet
der Controller 131 das Steuersignal ab.The application of a control signal to the input 57 or the entrance 117 leads to the excitation of the device at the operating frequency ωo one of the ultrasonic motors 1 , The moving element 3 the engine starts in the by the controller 131 to move in the given direction. By the movement of the movable element 3 represents the giver 129 a signal to its current position position ready. This signal is sent via the connection line 136 on the entrance 132 of the controller 131 and is processed in it, using the movement parameters of the movable element 3 be compared with the predetermined program parameters. During the movement of the moving element 3 the controller corrects 131 that at the exit 133 applied control signal and thus controls the speed of the movable element 3 or its acceleration with the required accuracy. When reaching the predetermined position by the movable element 3 the controller turns off 131 the control signal.
Die
Anpassschaltung 139 dient zur Anpassung des durch den Controller 132 bereitgestellten analogen
Steuersignals an den Eingang 57 des Blocks 9 oder
der Wandlung durch den Controller 131 bereitgestellten
Gruppe digitaler Signale mit dem Eingang 117 des Blocks 9 (116, 123).The matching circuit 139 is used to customize the by the controller 132 provided analog control signal to the input 57 of the block 9 or the conversion by the controller 131 provided group of digital signals with the input 117 of the block 9 ( 116 . 123 ).
In
der vorgeschlagenen Steuervorrichtung wird die Synchronisierungsfrequenz
durch die Phasenverschiebung zwischen der Erregerspannung und den
durch den Oszillator 2 fließenden Strom des Ultraschallmotors 1 bestimmt.
Die Phasenverschiebung wiederum wird durch die mechanischen Parameter
des Oszillators 2 bestimmt, solchen wie der Elastizität des Oszillators
des Ultraschallmotors und der durch die Last des Ultraschallmotors 1 in
den Oszillator zusätzlich
eingebrachte Elastizität.
Diese Parameter bestimmen auch die Arbeitsfrequenz ωo des Ultraschallmotors.
Deshalb führt
die Änderung
der Temperatur des Oszillators oder der Last zu keiner Verschiebung
der Erregerfrequenz der Vorrichtung auf dem Frequenzdiagramm des
Ultraschallmotors. Die Frequenz entspricht immer der Arbeitsfrequenz ωo des Ultraschallmotors.In the proposed control device, the synchronization frequency is determined by the phase shift between the excitation voltage and that through the oscillator 2 flowing current of the ultrasonic motor 1 certainly. The phase shift, in turn, is determined by the mechanical parameters of the oscillator 2 determined, such as the elasticity of the oscillator of the ultrasonic motor and by the load of the ultrasonic motor 1 additional elasticity introduced into the oscillator. These parameters also determine the operating frequency ωo of the ultrasonic motor. Therefore, the change in the temperature of the oscillator or the load does not result in a shift of the excitation frequency of the device on the frequency diagram of the ultrasonic motor. The frequency always corresponds to the operating frequency ωo of the ultrasonic motor.
Dies
stabilisiert die Geschwindigkeit V(n) des beweglichen Elementes 3 des
Ultraschallmotors 1 und erweitert den Temperatureinsatzbereich.
Die Steuerung des Leistungsverstärkers,
d. h. der Geschwindigkeit V(n) des beweglichen Elementes 3 des Ultraschallmotors 1,
in der vorgeschlagenen Vorrichtung erfolgt mittels zweier phasenschiebender
Rechteckspannungen. Dies ermöglicht
einen hohen Wirkungsgrad des Leistungsverstärkers der Vorrichtung. Außerdem ändert sich
bei einer Temperaturänderung nicht
der Wirkungsgrad des Ultraschallmotors, da die Erregerfrequenz der
Vorrichtung ständig
der Arbeitsfrequenz des Ultraschallmotors ωo entspricht.This stabilizes the speed V (n) of the movable element 3 of the ultrasonic motor 1 and extends the temperature range. The control of the power amplifier, ie the speed V (n) of the moving element 3 of the ultrasonic motor 1 , in the proposed device by means of two phase-shifting rectangular voltages. This allows a high efficiency of the power amplifier of the device. In addition, the efficiency of the ultrasonic motor does not change with a temperature change, since the excitation frequency of the device constantly corresponds to the operating frequency of the ultrasonic motor ωo.
Außerdem erweitert
sich der mechanische Lastbereich des Ultraschallmotors, da in diesem
Fall die Erregerfrequenz der Vorrichtung ständig der Arbeitsfrequenz des
Ultraschallmotors ωo
entspricht. Zudem erhöht
sich die Betriebsstabilität
des Ultraschallmotors in geschlossenen Regelsystemen, da für seine
stabile Funktion nur geringere Verstärkungsfaktoren im Regelsystem
erforderlich sind. Schließlich
erhöht
sich die Stabilisierungsgenauigkeit der Geschwindigkeit des beweglichen
Elementes und seine Positionierungsgenauigkeit.Also expanded
the mechanical load range of the ultrasonic motor, since in this
Case the excitation frequency of the device constantly the working frequency of the
Ultrasonic motor ωo
equivalent. In addition, increased
the operational stability
of the ultrasonic motor in closed-loop control systems, because of its
stable function only lower amplification factors in the control system
required are. After all
elevated
the stabilization accuracy of the speed of the mobile
Element and its positioning accuracy.
-
11
-
Ultraschallmotorultrasonic motor
-
22
-
Piezoelektrischer
Oszillatorpiezoelectric
oscillator
-
33
-
Bewegliches
Elementportable
element
-
44
-
Sammelelektrode
des Oszillators 2 Collecting electrode of the oscillator 2
-
5,
65,
6
-
Erregerelektroden
des Oszillators 2 Exciter electrodes of the oscillator 2
-
77
-
Hilfselektroden
des Oszillators 2 Auxiliary electrodes of the oscillator 2
-
88th
-
LeistungsbrückenverstärkerPower bridge amplifier
-
99
-
Erregerblock
für Leistungsbrückenverstärkerexcitation block
for power bridge amplifiers
-
1010
-
SummationstransformatorSumming transformer
-
11,
1211
12
-
Varianten
der Ausgangsbandfiltervariants
the output band filter
-
1313
-
RichtungswahlschalterDirection selector
-
1414
-
RückkopplungskreisFeedback circuit
-
1515
-
Element
des Rückkopplungskreiseselement
of the feedback loop
-
16,
17, 1816
17, 18
-
Ausgänge zum
Anschluss des UltraschallmotorsOutputs to
Connection of the ultrasonic motor
-
19,
2019
20
-
Halbbrückenverstärker des
LeistungsbrückenverstärkersHalf bridge amplifier of the
Power bridge amplifier
-
21,
2221
22
-
Eingänge der
Halbbrückenverstärker 19, 20 Inputs of the half-bridge amplifiers 19 . 20
-
23,
2423
24
-
Ausgänge der
Halbbrückenverstärker 19, 20 Outputs of the half-bridge amplifiers 19 . 20
-
2525
-
Analogsignaleingang
des Erregerblocks 9 Analog signal input of the exciter block 9
-
2626
-
Frequenzgebender
Eingang des Erregerblocks 9 Frequency giving input of the exciter block 9
-
27,
2827
28
-
Ausgänge des
Blocks 9 Outputs of the block 9
-
29,
3029
30
-
Eingänge des
Transformators 10 Inputs of the transformer 10
-
31,
3231
32
-
Ausgänge des
Transformators 10 Outputs of the transformer 10
-
33,
3433
34
-
Eingänge des
Bandfilters 11 Inputs of the band filter 11
-
35,
3635,
36
-
Ausgänge des
Bandfilters 11 Outputs of the band filter 11
-
3737
-
Eingang
des Filters 12 Input of the filter 12
-
3838
-
Ausgang
des Filters 12 Output of the filter 12
-
3939
-
Induktivitätsspule
des Bandfilters 11 oder 12 Inductance coil of the band filter 11 or 12
-
4040
-
Kondensator
des Bandfilters 11 oder 12 Capacitor of the band filter 11 or 12
-
4141
-
Schalter
des Umschalters 13 Switch of the switch 13
-
4242
-
Steuerelektroden
des Umschalters 13 Control electrodes of the switch 13
-
4343
-
Sammelelektroden
des Umschalters 13 Collecting electrodes of the changeover switch 13
-
4444
-
Potentialelektroden
des Umschalters 13 Potential electrodes of the switch 13
-
4545
-
Logikelement
des Umschalters 13 Logic element of the switch 13
-
4646
-
Steuereingang
oder Gruppe von Eingängen
des Logikelementes 45 Control input or group of inputs of the logic element 45
-
4747
-
Ausgänge des
Logikelementes 45 Outputs of the logic element 45
-
4848
-
Eingang
des Rückkopplungskreises 15 Input of the feedback circuit 15
-
4949
-
Ausgang
des Rückkopplungskreises 14 Output of the feedback circuit 14
-
5050
-
Signalfilter
des Rückkopplungskreisessignal filter
of the feedback loop
-
5151
-
Phasenschieberphase shifter
-
5252
-
Signalverstärker des
RückkopplungskreisesSignal amplifier of the
Feedback circuit
-
5353
-
Eingang
des Elementes des Rückkopplungskreises 15 Input of the element of the feedback circuit 15
-
5454
-
Ausgang
des Elementes Rückkopplungskreises 15 Output of the element feedback loop 15
-
5555
-
Widerstand
des Elementes des Rückkopplungskreises 15 Resistance of the element of the feedback loop 15
-
5656
-
Kondensator
des Elementes des Rückkopplungskreises 15 Capacitor of the element of the feedback circuit 15
-
5757
-
Eingang
für das äußere Steuersignalentrance
for the outer control signal
-
5858
-
Signaleingang
zur Richtungssteuerung des Ultraschallmotorssignal input
for directional control of the ultrasonic motor
-
5959
-
Potentialschiene
der Spannungsversorgungpotential rail
the power supply
-
6060
-
Sammelschiene
der Spannungsversorgungbus
the power supply
-
61...7161 ... 71
-
Spannungsverläufevoltage curves
-
7272
-
Symmetrielinien
der symmetrisch phasenschiebenden Spannunglines of symmetry
the symmetrical phase-shifting voltage
-
7373
-
Generator
für symmetrische
Dreieckimpulsegenerator
for symmetrical
triangular pulses
-
7474
-
RechteckimpulsgeneratorRectangular pulse generator
-
7575
-
Ausgang
des Generators 74 Output of the generator 74
-
7676
-
Integratorintegrator
-
7777
-
Ausgang
des Integrators 76 Output of the integrator 76
-
7878
-
Umschalteingang
des Komparators 79 oder 80 Switching input of the comparator 79 or 80
-
79,
8079,
80
-
FormierungskomparatorenFormierungskomparatoren
-
81,
8281,
82
-
Nichtinvertierende
Komparatorenausgänge 79, 80 Noninverting comparator outputs 79 . 80
-
83,
8483
84
-
Invertierende
Ausgänge
der Komparatoren 79, 80 Inverting outputs of the comparators 79 . 80
-
85...8885 ... 88
-
Flankendetektorenedge detectors
-
89...9289 ... 92
-
Ausgänge der
Flankendetektoren 85...88 Outputs of the edge detectors 85 ... 88
-
93,
9493
94
-
RS-Flip-FlopsRS flip-flop
-
9595
-
AnalogsignalverstärkerAnalog signal amplifier
-
9696
-
Nichtinvertierender
Verstärkungsausgang
des Verstärkers 95 Non-inverting gain output of the amplifier 95
-
9797
-
Referenzeingänge der
Komparatoren 79, 80 Reference inputs of the comparators 79 . 80
-
9898
-
Invertierender
Verstärkungsausgang des
Verstärkers 95 Inverting gain output of the amplifier 95
-
99...10699 ... 106
-
Spannungsverläufevoltage curves
-
107107
-
Invertierender
Ausgang des Generators 73 Inverting output of the generator 73
-
108...115108 ... 115
-
Spannungsverläufevoltage curves
-
116116
-
Digital-Analog-WandlerDigital to analog converter
-
117117
-
Digitaleingang
des Wandlers 116 oder der Formierungseinrichtung 123 Digital input of the converter 116 or the forming device 123
-
118118
-
Analogausgang
des Wandlers 116 Analogue output of the converter 116
-
119,
120119
120
-
Zusatzausgänge des
Wandlers 116 Additional outputs of the converter 116
-
121,
122121
122
-
Ausgänge des
Umschalters 13 Outputs of the changeover switch 13
-
123123
-
Formierungseinrichtung
für Digitalsignaleforming device
for digital signals
-
124124
-
Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
-
125125
-
Digitalausgang
des Wandlers 124 Digital output of the converter 124
-
126,
127126
127
-
Ausgänge der
Zusatzwicklung des Transformators 10 Outputs of the additional winding of the transformer 10
-
128128
-
Zusatzausgang
der Steuervorrichtungadditional output
the control device
-
129129
-
Geber
für die
Position oder die Geschwindigkeit des beweglichen Elementes 3 Encoder for the position or speed of the moving element 3
-
130130
-
Interpolator
des Gebers 129 Interpolator of the encoder 129
-
131131
-
Controller-Prozessor
zur Regelung der Position oder der GeschwindigkeitController processor
to control the position or speed
-
-
des
beweglichen Elementes 3 of the movable element 3
-
132132
-
Signaleingang
des Controllers 131 für den
Geber 129 oder den Interpolator 130 Signal input of the controller 131 for the giver 129 or the interpolator 130
-
133133
-
Steuersignalausgang
des Controllers 131 Control signal output of the controller 131
-
134134
-
Signalausgang
für die
Bewegungsrichtung des Controllers 131 Signal output for the direction of movement of the controller 131
-
135135
-
Digitaleingang
des Controllers 131 Digital input of the controller 131
-
136136
-
Verbindungsleitung
des Controllers 131 mit dem Interpolator 130 und
dem Geber 129 Connection line of the controller 131 with the interpolator 130 and the giver 129
-
137137
-
Verbindungsleitung
des Controllers 131 mit dem Block 9 Connection line of the controller 131 with the block 9
-
138138
-
Verbindungsleitung
des Controllers 131 mit dem Umschalter 13 Connection line of the controller 131 with the switch 13
-
139139
-
Anpassschaltung
des Controllers 131 an den Block 9 Adaptation of the controller 131 to the block 9