DE2219155A1 - Stellsystem - Google Patents

Description

Zusammenfas

3ung der Offenbarung

Ein Synohrohmotor mit einem beweglichen.-Glied--und einem fest-* stehenden G^Lied nimmt Signale auf, die an den Motor einen Steuer-) baren Leistungswinkel zwischen der tatsächlichen Verschiebung I des beweglichen und des feststehenden Gliedes gegeneinander und ! den am Motor liegenden Signalen legen. Der Leistungswinkel wird zur Steuerung des Motorbetriebes verwendet und lässtsich erzeugen, ind<§m man Eingangssignale mit bestimmter Periodizität mit bestimmter Beziehung kombiniert. Der Motor kann ein Linearmotor sein, bei dem ein Kopf sich über eine unmittelbar unter ihm befindliche Grundplatte bewegt; diese Bewegung kann ein- oder zweiachsig 3ein,

Weiterhin lässt sich eine RegeIs cihleife für den Synchronmotor vorsehen. DLe Regelschieife nimmt Signale auf, die eine Funktion Ist-Bewegung des beweglichen gegenüber dem feststehenden Glied

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•sind. Diese Signale können die Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des bewegten gegenüber dem feststehenden Glied oder jede Kombination dieser Parameter darstellen. Die . von der Regelschleife erzeugten Signale steuern den im Motor erzeugten Leistungswinkel. Wenn die Signale die Geschwindigkeit darstellen, dämpft die Regelschleife die Bewegung des bewegten gegenüber dem .feststehenden Glied. Wenn die Signale die Verschie· bung oder Beschleunigung darstellen, steuert die Regelschleife die Bewegung des beweglichen gegenüber dem feststehenden Glied optimal.

Die vorliegende Erfindung betrifft Synchronmotore und insbesondere Systeme., die eine genaue Steuerung des Betriebes solcher Motore ermöglichen.. Die Erfindung betrifft insbesondere Systeme mit Synchronmotoren und erzeugt einen steuerbaren Leistungswinkel für die Signale, die derartige Motore erregen. Die Erfindung betrifft weiterhin Systeme mit Regeischleifen für den Leistungswinkel der Signale, die zur Erregung der Motore an diese gelegt wenden.

Syhohronmotore werden häufig verwendet, um einem Stellglied eine Bewegung zu erteilen. Synchronmotore sind hierfür vorteilhaft, da die Bewegung eines ersten Gliedes relativ zu einem zweiten Glied synchron zur Perlodizitä; der am Motur liegenden Eingangssignale erfolgt. Wenn beispielsweise Wechselsignale einer bestimmten Frequenz an den Motor gelegt werden, bewegt sich das erste Glied gegenüber dem zweiten um Teilstrecken mit einer Geschwindigkeit, die der Frequenz der Eingangssignale proportional ist. Synchronmotore sind weiterhin vorteilhaft, da sie es ermöglichen, bei einer gegebenen Masse das erste Glied gegenüber dem zweiten Glied schneller zu beschleunigen oder zu verlangsamen als bei anderen Motoren, wie z.B. Asynchronmotoren.

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Unter bestimmten Umständen ist die Bewegung des ersten Gliedes des Syrichronmotors der Periodizität der Eingangssignale jedoch nicht genau proportional. Unter bestimmten Umständen kann das bewegliche Glied beispielsweise in Resonanz geraten, so dass die augenblickliche Bewegung des bewegten Gliedes den Eingängssignalen nicht genau proportional ist. 'Treibt der Synchronmo.tor ein Stellglied wie z.B. ein Werkzeug oder einen Schreibstift, erzeugt die Rotorresonanz Fehler der momentanen Auslenkung des Stellgliedes. Derartige Resonanzen sind immer unerwusoht und können zuweilen so stark auftreten, dass die Funktion des Stellgliedes, d.h. des Werkzeuges oder Schreibstiftes, ernsthaft in Frage gestellt ist.

Man hat erhebliche Mühe darauf verwandt, eine gesteuerte Bewegung eines beweglichen gegenüber einem feststehenden Glied in einem Synchronmotor zu erzeugen, gleichzeitig aber unerwünschte Effekte - wie Resonanzen - zu vermeiden. Diese Bemühungen waren nicht uneingeschränkt erfolgreich, insbesonders da der Synchronismus" zwischen den Eingangesignalen und der Bewegung des bewegten Gliedes es erschwert hat, die Bewegung des bewegten Gliedes in jedem Augenblick präzise zu steuern.

Die vorliegende Anmeldung offenbart und beansprucht eine Erfindung, mit der diese Schwierigkeiten überwunden werden. Nach einem. Aspekt der Erfindung wird der Leistungswinkel des Motors gesteuert, um eine Fehlerfunktion zu liefern, die eine verbesserte Kontrolle über die Bewegung des beweglichen gegenüber dem feststehenden Glied ergibt. Der Leistungswinkel lässt sich als der Winkel zwischen dem Zeiger oder Vektor der tatsächlichen Bewegung des bewegten Gliedes relativ zum feststehenden Glied und dem Zeiger oder Vektor der am Motor liegenden Eingangesignale definieren. Der Leistungswinkel lässt sich kontrolliert nachstellen, indem man die Phase der Eingangssignale augenblicklich um einen bestimmten Winkel nachstellt. Hierdurch wird eine steuerbare Kraft erzeugt.

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Weiterhin sieht die Erfindung Regelschleifen vor, die Signale aufnehmen, die eine Punktion der Ist-Verschiebung des beweglichen gegenüber dem feststehenden Glied sind. Derartige Signale können -die Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung bzw. deren Kombinationen des bewegten gegenüber dem feststehenden Glied darstellen. ,Die von der Regelschleife erzeugten Signale steuern den Leistungswinkel im Motor. Wenn die Signale die Geschwindigkeit darstellen, dämpft die Regelschleife die Verschiebung des bewegten gegenüber dem feststehenden Glied, um jede Neigung des bewegten Gliedes, in Resonanz zu geraten, zu unterdrücken oder mindestens so klein wie möglich zu halten. Wenn die Signale die Verschiebung oder die Beschleunigung darstellen, steuert die Regelschleife die Resonanzfrequenz des bewegten Gliedes und damit unter idealen Bedingungen die Verschiebung des bewegten gegenüber dem feststehenden Glied.

Die in die Anmeldung offenbarte und beanspruchte Erfindung ist von besonderem Nutzen für einen Synchronmotor der in den US-PSn 3 376 578 und 3 457 482 offenbarten und be%spruchten Art. Diese Patentschriften offenbaren und beanspruchen einen Synchronmotor mit einer Grundplatte und einem ein- oder zweiachsig über diese Grundplatte bewegbaren Kopf. Wenn der Kopf gegenüber der Grundplatte entlang zweier Koordinatenachsen bewegbar ist, kann die Bewegung gleichzeitig entlang jeder der Achsen erfolgen, wobei die Bewegung entlang der einen Aohse von der Bewegung entlang der anderen Aohse vollständig unabhängig ist.

Da der Kopf nicht auf der Grundplatte aufliegt, kann seine Bewegung über die Grundplatte mit hoher Geschwindigkeit und hoher Beschleunigung oder Verlangsamung erfolgen, insbesondere da die Kopfmasse verhältnismässig niedrig ist. Die Synchronlinearmotore der US-PSn 3 376 578 und 3 457 482 sind auch deswegen vorteilhaft, weil sich die Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte entlang einer oder zweier Koordinatenachsen in jedem Augenblick durch den Kopf bestimmen lässt.

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Indem man dem Synchronlinearmotor einen gesteuerten Leistungswinkel anbietet, lässt sich die Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte so steuern, dass die Bewegung des Kopfes über die Grundplatte in jedem Augenblick optimal erfolgt... Diese "optimale Bewegung entspricht· der durch die Eingangs signale dargestellten Soll-Bewegung. Weiterhin .dämpft die Regelsohleife die Kopfresonanzen, insbesondere wenn die Regelschleife den Le^Lstungswinkel steuert, indem sie die Geschwindigkeit darstellende Signale vom· Ausgang des Kopfes auf dessen Eingang zurückführt.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Synchronmotors und insbesondere eines Synchronmotor mit einem entlang zweier Koordinatenachsen gegenüber einer Grundplatte bewegbaren Kopf.

Fig. 2 ist eine vergrösserte Perspektivansioht des in Fig. 1 gezeigten Kopfes.

Fig. J ist ein vergrösserter Schnitt durch einen Teil des in Fig, 2 gezeigten Kopfes.

Fig. 4 ist eine vergrösserte Teilansicht von Teilen des Kopfes und der Grundplefcbe der Fig. X, wobei die Grundplatte geschnitten ist.

Fig. 4a ist eine vergrösserte Teilansioht des in den vorhergehenden Figuren gezeigten Kopfes.

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Fig. 5 ist ein Vektordiagramm und zeigt die Beziehung zwischen der augenblicklichen Lage des Kopfes und den zwecks dessen Antrieb am Kopf liegenden Signale.

Fig. 6 ist ein Schaltbild eines Systems mit offener Regelschelife zum Antrieb des Motors der Fig. 1 bis 4a mit den die Funktion des System beschreibenden Gleichungen.

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. Pig. 6a ist ein Zeigerdiagramm der Beziehungen zwischen den verschiedenen Systemparametern des in Fig. 6 gezeigten Systems.

Fig. 7 ist das Blockdiagraimm eines Systemteils, d.h. einer der Stufen des in.Fig. 6 gezeigten Systems.

Fig. Ja. ist ein Zeigerdiagramm, dass die Beziehung zwischen den

Eingangsgrössen des Untersystems der Fig. 7 und den Aus_i;:-,. .*-. . - -gangsgrössen des Untersystems der Fig. 7 darstellt.

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der gleichen Stufe, wie sie die Fig„ 7 zeigt.

Fig. 8a ist ein Zeigerdiagramm der Eingangsgrössen und der Ausgangsgrössen des Systföiteils der Fig. 8.

Fig. 9 zeigt in Blockform ein System mit einer Steuerschleife mit einer Beschleunigungsgrö'sse zur Steuerung eines Synchronmotors und gibt die die Funktion des Systems kennzeichnenden Gleichungen an,

Fig. 9a zeigt ein dem der Fig. 9 ähnliches System, das mit Digitalsignalen gesteuert wird,

Fig. 9t> zeigt ein System, das ähnlich wie das in Fig. 9 gezeigte mit Analogsignalen arbeitet.

Fig. 10 ist das Blockdiagramm eines Systems, das mittels einer Steuerschleife die Funktion des Motors unter Steuerung durch Beshleunigungsbefehle und Beschleunigungsrückführung steuert, und gibt weiterhin die die Funktion des Systems kennzeichnenden Gleichungen an.

Fig. 11 ist das Blockdiagramm eines Systems, bei dem der Synchronmotor durch Beschleunigungsbefehle und mit Geschwindigkeitsrückführung gesteuert wird, und gibt weiterhin 209846/0787

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• - 7 - · ·· ' X 5 die die Systemfunktion kennzeichnenden Gleichungen an.

Fig. 12 ist das Blookdiagramm eines Systems zur Steuerung eines Synchronmotors mit Besohleunigungsbefehlen und Geschwindigkeitsrückführung, das eine Bewegungsfehlerschleife aufweist, und gibt, weiterhin die die Systemfunktion kennzeichnenden Gleichungen an.

Pig.13a

bis IJg sind Blookdiagramme verschiedener Arten von Systemen zur Steuerung der Punktion eines Synohronmotors mit Be^he^unignngsbefehlen und Geschwindigkeitsrückführung.

Fig. l4 ist das Blockdiagramm eines Systems zur Steuerung der Bewegung eines Kopfes relativ zu einer Grundplatte mit Geschwindigkeitsrückführung und Dämpfung einer Drehung des Kopfes relativ zur Grundplatte um eine zu deren ■ _v Oberfläche im wesentlichen senkrechten Achse, wobei die ' Oberfläche durch die Koordinaten aufgespannt wird, ent·* lang denen der Kopf sich bewegt.

Pig. 15 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Steuerung der Bewegung eines Kopfes relativ zu einer Grundplatte durch Signale, die sich mit dem Kopf bewegende Induktions-

ta

taohogeneratoren erzeugen.

Pig. 16 zeigt eine Ausführungsform eines Induktionstachogenerators, wie er in dem System der Fig. 15 verwendet wird.

Fig. 17 zeigt ein Blookdiagramm eines· Systemteils in Form· einer der Stufen des Systems der Fig. 15 und gibt die Gleichungen an, die die Funktion dieses Systemteils kennzeichnen.

Fig. 18 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Systems zur Steuerung des Betriebs eines Synchronmotors mit digitaler Geschwindigkeitsrückführung.

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Fig· 19 ist eineweitere Ausführungsform eines Systems zur Verschiebung des Zeigerwinkels entsprechend der in Fig.-7a gezeigten Beziehung.

Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Systems zur Verschiebung des Zeigerwinkels entsprechend der Beziehung der Fig. Ja. und zur Dämpfung der Verschiebungen des Kopfes relativ zur Grundplatte.

In einer Ausführungs form der Erfindung weist ein allgemein mit ¹¹10" bezeichneter Line ar-Reak ti ons motor eine Grundplatte 12 und einen Kopf 14 auf. Dieser Motor kann in ähnlicher Weise aufgebaut sein, wie es in den US-PSn 3 376 578 und 3 457 482 offenbart und beansprucht ist. Der Motor kann so aufgebaut sein, dass die Bewegung· des Kopfes 14 relativ zur Grundplatte 12 entlang einer einzigen Achse oder entlang eines Paares von Koordinatenachsen erfolgt, und sowohl magnetisch, wie in den US-PSn 3 576 578 und J5 457 482 offenbart, als auch pneumatisch, wie in der US-Patentanmeldung 101 998 vom 28.12.1970 der Anmelderin angegeben, oder auch nach anderen Prinzipien - z.B. kapazitiv.

Wenn der Linear-Reaktionsmotor magnetisch arbeitet, wie es in den US-PSn 3 376 578 und 3 457 482 offenbart ist, kann die Grundplatte 12 aus einem ferromagnetischem Material hergestellt und mit Nuten 16, die untereinander auf Abstand liegen, versehen sein, so dass magnetische Zähne 18 entstehen. In einem typischen Aufbau sind die Nuten 16 0,020 in. |0,52 mm) breit und 0,020 in (0,52 mm) tief; ihr Mittenabstand beträgt 0,040 in. (l,04 mm). Der Abstand zwischen den Mittellinien der Nuten lässt sich als die Nutenteilung bezeichnen. Die Nuten können offen sein, wobei Luft als nichtmagnetisohes Material dient; vorzugsweise werden sie jedoch mit einem Kunststoff oder anderen nichtmagnetischen Feststoff ausgefüllt, um der Grundplatte 12 eine glatte Oberfläche zu geben. Die Nuten 16 und die Zähne 18 bilden zusammen eine Gitterstruktur.

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Ist das bewegliche Glied - wie _ZvB, der, Kopf — relativ zum feststehenden Glied - wie z.EU der.Grundplatte - entlang einer einzigen Achse bewegbar, weist das bewegliche/ Glied zwei Gruppen von Magneten 20 und 22 auf, die in einem Gehäuse oder Unterteil 24 angebracht sind, wobei die .Pölflachen der Magneten sich an der Unterteiloberf.lache befinden» Typischerweise kann das Unterteil 24 eine Aluminium- oder Kunststoffplatte mit zwei. Öffnungen sein, die die Magneten aufnehmen. Die Magnetgruppen 20", 22 liegen im wesentlichen parallel zur Grundplatte 12 und dienen dazu, den Kopf 14 über die Grundplatte fortzubewegen und einzustellen. ■

Da die beiden Gruppen von Magneten 20 und 22 gleich aufgebaut sein können, wird hier nur eine im Einzelnen beschrieben. Jede Gruppe kann aus zwei Magneten bestehen, deren Jeder zwei Polstücke aufweist. Die Magnetgruppe 20 enthält einen Rahmen 26 und die Polstüoke 28, 30, 32 und34. Jedes der Polstücke 28, 30, 32, 34 kann aus einem Stapel von gestanzten Blechen bestehen. ' Eine Wioklung 36 kann unter magnetischer Kopplung mit den Polstücken 28 ujnd 30, eine Wioklung 38 tenter magnetischer^ Kopplung [ mit den Polsitücken 32 und 34 gewickelt sein« E^n y-förmiger Magnet 40 mit den Polstücken 32 und "^ 1st beispielsweise mittels! einer Sehrauoe an der Rippe 42 des Rahmens 26, ein entsprechender Magnet 44 mit dan Pols tücken 32 und j54 an einer Rippe 46 des Rahmens 26 befestigt. Der Rahmen 26 besteht aus nichtmagnetischem Material, wie z.B. Aluminium, und in der vorzugsweise ' verwendeten Ausführungsform sind die Magneten 40 und 44 Permanentmagneten, die in den zugeordneten Polstüeken eine Vormagnetisierung bzw. einen Polarisierungsfluss erzeugen.

Die Unterflache jedes der Polstücke 28 und 30 hat Zähne aus magnetischem Material und vorzugsweise eine Vielzahl von Zähnen der gleichen Breite und mit dem gleichen Abstand wie die Zähne 18 aus magnetischem Material in der Platte 12. Beispielsweise kann das Polstück ^8 ein Paar Zähne "a" und "c" (Fig. 4) haben, deren.Breite jeweils der Breite der Zähne 18 und der Nuten 16

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.in der Grundplatte 12 entspricht. Alternativ kann jede der Polflächen auf den Polstücken 28 .,und 30 eine Vielzahl von auf Abstand liegenden Zähnen aufweisen, wie es die Fig. 3 zeigt.

Wenn die Polstücke 28 und 30 aufgebaut sind, wie es die Fig.,4 zeigt, sind die Zähne "a" und "c" zueinander so angeordnet, dass, wenn einer sich über einem Zahn 18 aus magnetischem Material auf der Grundplatte 12 befindet, der andere sich über der Nut 16 aus nichtmagnetischem Material in der Grundplatte befindet. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen dem Mittellinien der Zähne "a" und "o" kann gleich p(n + 1/2) sein, wobei η eine ganze Zahl und ρ die Teilung des Gitters auf der Grundplatte 12 oder die Entfernung zwischen den Mittellinien aufeinanderfolgender Nuten bzw. Zähne der Grundplatte 12 ist. Die PoIstueke 30, 32 und 34 sind entsprechend aufgebaut.

Das Polstück 30 hat mage\n.tisohe Zähne, die als "a" und "c" bezeichnet sind. Die Polstüoke 28 und 30 des Magneten 40 haben «untereinander einen solohen Abstand, dass die magnetischen Zähne a und a* gegenüber den Nuten 16 und den Zähnen 18 in gleicher Weise angeordnet sind und dass die magnetischen Zähne ο und c* , ebenfalls gegenüber den Nuten 16 und den Zähnen 18 in gleicher Weise angeordnet sind. Mit anderen Worten, die magnetischen Zähne a und a* befinden sich jeweils gleichzeitig bei den magnetischen Zähnen 18, ebenso wie die magnetischen Zähne c und c* sich gleich-*· zeitig bei den magnetischen Zähnen· 18 befinden. ("

Der Magnet 44 ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie der fignet Sie Magneten 4o und 44 sind so auf Abstand angeordnet, dass, wenn die Zähne eines Magneten direkt über einem Zahn 18 oder einer Nut 16 liegen, die Zähne des anderen Magneten sich in der Mitte zwischen einem Zahn 18 und einer Nut 16 befinden. Die Mittellinien entsprechender Zähne der Magneten 40 und 44 haben also den Abstand p(n + 1/4).

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Die beiden Magneten einer Gruppe werden als A-Phasen-Magnet * und B«-Phasen-Magnet bezeichnet. In der vorzugsweise verwendeten Ausführüngsform mit zwei parallelen Gruppen von Magneten*, wie sie die Fig.. 2 zeigt, sind die Magneten einer Gruppe - wie z.B. die der Gruppe 20 - so angeordnet, dass die Α-Phase link§, und die B-Phase rechts liegt, und die Magneten der anderen Gruppe - wie z.B. der Gruppe 22 - so angeordnet, dass die B-Phase links und die Α-Phase rechts liegt. Diese Anordnung ergibt ein verbessertes Gleichgewicht der an der Antriebsyprrichtung - wie z.B. dem Kopf 14 - liegenden Kräfte und hält dessen Neigung, sich um eine senkrechte zur Oberfläche der Grundplatte 12 verlaufenden AohBe zu drehen, so gering wie möglich. Bei dieser Anordnung liegen die Magneten einer Gruppe im Abstand p(n + 1/4) und die Magneten der anderen Gruppe im Abstand p(n - 1/4).

Wenn nun - vergl. Fig. 4 - der Strom in der Wicklung 36 des A-Phasen-Magneten 4θ mit voller.Stärke fliesst, addiert sich der erzeugte Magnetfluss zu. dem durch den Permanentmagneten ^O in den -Polflächen a und a¹ etzeugten Vormagnetisierungsfluss und subtrahiert sich von dem Vormagnetisierungsfluss, die der Magnet in den Polflächen ο und c¹ erzeugt; damit reduziert sich der Fluss in den Polflächen c'und c¹ ungefähr zu Null. Da die Zähne a und a¹ unmittelbar über den Zähnen 18 der Grundplatte E l--3gen, wirkt auf den Kopf l4 keine Kraft ein, die ihn über die Plaice bewegen könnte. Zu diesem Zeitpunkt ist der Strom i_R in der Wicklung 38 des Magneten 44 gleich Null, und die Flüsse in den Zähnen d und b des Polstücks 32 und in den Zähnen d¹ und b* des PoI-stüeks 34 sind im wesentlichen gleich. Die Grosse dieser Flüsse kann die Hälfte des durch den A-Phasen-Magneten in den Zähnen a und a¹ (Fig. 4) erzeugten und ein Viertel des in den Zähnen a und a^f in Fig. 4 erzeugten sein, wenn der Strom i„ durch die Wicklung 36 fliesst. Die Zähne d und d¹ liegen um l80° gegenüber den Zähnen b und b^! verdreht, so dass im Ergebnis die Zähne b, b¹, d und d¹ keine'Kräfte erzeugen, die den Kopf 14 über die Grundplatte'12 bewegen könnten. Unter diesen Bedingungen verbleibt der Kopf 14 in der Stellung der Fig. 4,

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Um den Kopf jedoch nach rechts zu verschieben, wird der B-Phasenstrom mit einer Plussrichtung angeschaltet, dass die magnetischen Flüsse-in d und d¹ auf Null und die Flüsse in b und b¹ auf ihr Maximum gehen. Wenn dies geschieht, wirkt auf den Kopf 14 eine positive Kraft ein, die ihn nach rechts (Fig. 4) bewegt.

Wenn der Kopf 14 sich um eine Vierte>rlteilung bewegt hat, kann der B-Phasenstrom ab- und der A-Phasenstrom angeschaltet werden, wobei seine Polarität der in Fig. 4 gezeigten entgegengesetzt sein muss. Dann bewegt sich der Kopf 14 um eine Strecke nach rechts, die einer weiteren Vlerfcelteilung entspricht, so dass die Zähne c und c* dann über den Zähnen 18 auf der Grundplatte 12 liegen. Für den nächsten Schritt kann der A-Phasenstrom ab- und der B-Phasenstrom mit einer der oben beschriebenen entgegengesetzten Polarität angeschaltet werden. Der nächste Schritt erfolgt durch Anschalten des in Fig. 4 gezeigten Stromes. Eine schrittweise Bewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgt, indem man die Ströme in der umgekehrten Reihenfolge schaltet. ·

Die Wicklungen 36 und 38 und die Α-Phasen- und B-Phasenmagneten lassen sich auch gleichzeitig erregen. Die an die Windungen 36 und 38 gelegten Signale können periodisch und gegeneinander um 90° phasenverschoben sein. Beispielsweise kann man Sinussignale an die Wicklung 36 und Cosinussignale an die Wicklung 38 legen. Wenn dies der Fall ist, erfolgt die Bewegung des Kopfes 14 nicht schrittweise, wie es die vorigen Absätze beschrei*- ben, sondern kontinuierlich. Die Richtung der Bewegung des Kopfes 14 über der Platte 12 lässt sich umkehren, indem an die Phase eines der Eingangssignale - wie z.B. das Sinussignal umgekehrt oder die Vektoren der Eingangssignale in der entgegengesetzten Richtung dreht.

Die oben beschriebene Vorrichtung hat bestimmte wesentliche Vorteile. Sie erzeugt eine Bewegung des Kopfes 14 relativ zur Grundplatte 12 in Synchronismus zur Periodizität der an den Wicklungen

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3β und 58 liegenden Eingangs signale. Mit anderen Worten: Der Kopf 14 legt eine der Teilung der Zähne 18 entsprechende Strecke zurück, wenn die an den Wicklungen 36 und 58 liegenden Signale um eine Periode weitergelaufen sind. Weiterhin lässt sich der Kopf schneller beschleunigen und verlangsamen als bei Asynchronmotoren. ' . ■

Die Beschleunigung und Ver längs arming des Kopfes und dessen gesteuerte Bewegung in Synchronismus mit der Periodizität der EingangsSignaIe werden weiterhin dadurch erleichtert,·dass während der Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte zwischen diesen beiden keinerlei Reibung auftritt. Da keine Reibung zwischen Kopf und Grundplatte auftritt, kann der Kopf verhältnismässig leicht sein. Dieser Umband erleichtert eine schnelle Beschleunigung und Verlangsamung des Kopfes und erleichtert weiterhin den schnellen Übergang des Kopfes von einer ersten zu einer anderen, erwünschten Stellung, die von der ersten verschieden ist.

Wie ersichtlich, kann der Kopf 14 ein Glied 48 in der Form eines Werkzeuges oder eines Schreibstiftes tragen. Die verschiedenen Teile der Vorrichtung - einschl. der Grundplatte 12 und des Kopfes 14 - sind leicht zugänglich, und das Glied 48, d.h. das Werkzeug oder der Schreibstift, lässt sich leicht beobachten. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Qlied 48 unmittelbar vom Kopf getragen wird, so dass die Stellung dieses Gliedes in direkt ter Beziehung zur Stellung des Kopfes steht.

Die oben beschriebene Vorrichtung hat weitere wesentliche Vortei-i Ie. Da die Wicklungen 36 und 38 periodische Signale erhalten, die der Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte entsprechen, lässt sich die Bewegung des Kopfes entlang jeder der Koordinatenachsen in jedem Augenblick durch die Anzahl der Perioden und , deren Teile bestimmen, die an den Wicklungen 36 und 38 liegen. Weiterhin lässt sich die Bewegung des Kopfes entlang jeder der Koordinatenachsen durch magnetische Fühler ermitteln, die sich •mit dem Kopf über die Zähne 18 bewegen und ein Signal erzeugen,

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dessen Amplitude ein Minimum hat, wenn die Fühler über die Nuten 16 laufen. Auf diese Weise erzeugen die Fühler periodische Signale, deren Periode der Bewegung des Kopfes um eine Strecke entspricht, die gleich der Teilung zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen .18 ist.

Wie bereitsbeechrieben, befindet der Kopf 14 sich zwar auf Abstand, aber in unmittelbarer Nähe zur Grundplatte 12. Verschiedene Mittel lassen sich einsetzen, um diesen Abstand aufrechtzuerhalten - z.B. eine Luftkissenlagerung. Beispielsweise kann die Steuerleitung 50 (Fig. 4a) die Zuführung einer Drucklufjtversorgung darstellen. Die Luftzuführung dieser Steuerleitung mündet in einen Rohr $2, das mittels einer in einem Loch 56 befindlichen Schraube 54 in Stellung gehalten wird. Ein Durchlass 58 in der Schraube 54 stellt eine Strömungsverbindung zu den Durchlässen 60 her, die sich von der Schraube hinwegerstrecken und in Auslassöffnungen 62 (Fig. 2) münden.

Die oben beschriebenen Linear-Synchronmotoren erzeugen eine Bewegung eines Gliedes, wie z.B. eines Kopfes, relativ zu einem anderen Glied, wie z.B. einer Grundplatte, entlang linearer Koordinatenachsen, wie beispielsweise einer X- und einer Y-Achse. Wie jedoch einzusehen ist, lässt sich im Rahmen der Erfindung jedoch auch eine Bewegung entlang anderer Koordinatenachsen vorsehen, ohne vom Erfindungsgedanken abzugehen. Beispielsweise lassen sich Synchronmotore verwenden, bei denen die Bewegung nach Polarkoordinaten oder eine Drehung um eine bestimmte Achse erfolgt J? der Erfindungs ge danke wird auch hierbei nicht verlassen.

Die Grundgleichung für die magnetische Kraft in Motoren - inkl. Synchronmotoren - nach dem Prinzip des veränderlichen magnetischen Widerstands ist:

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F = dw/dx ' (Gl. 1)

wobei F = magnetische Kraft zwischen dem Kopf Ik und

der Grundplatte 12

w = Energieinhalt des magnetischen Feldes χ = Verschiebung des Kopfes 14· relativ zur Grund platte 12 entlang der X-Achse.

Für magnetische Anordnungen mit "weicheisernen Flusspfaden ist bekannt, dass ' . ■ ■

F - 1/2 (MMK)².H ist, mit (Gl. 2)

MMK "= magnetomotorische Kraft zwischen dem Kopf

und der Grundplatte 12 und

P = magnetische Permeanz (Kehrwert des magnetischen Widerstandes bzw. der Reluktanz) zwischen dem Kopf 14 und der Grundplatte

Aus der Gleichung 2 lässt sich die Kraft zwischen dem Kopf 14 und der Grundplatte 12 für jede Achse ableiten. Es gilt also:

F_x =. 1/2 (MMK) . j£ mit . (Gl. j)

F = Kraft zwischen Kopf und Grundplatte in

X-Richtung, ' ' ⁱ

F_y = 1/2 (MMK)². J| mit (Gl. Ja)

Fy = Kraft zwischen Kopf und Grundplatte in Y-Richtung,

und F₂ ■'= 1/2(MMK)². |-| mit (Gl. Jb)

F = Kraft zwischen Kopf und Grundplatte in Z-Richtung, d.h. der zur Grundplatte 12 senkrechten Achse.

Wenn ein Zahn - wie z.B. der Zahn a im Polstück 28 - sich relativ.zur Grundplatte bewegt, ändert sich die Permeanz zwischen Zahn und Grundplatte nach folgender Beziehung:

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P = P₀(I + koos ) (Gl. 4)

mit . P = oonst.

K = const.

ρ . = Teilung zwischen den Zähnen 18 auf der Grundplatte 12.

Es gilt also:

P = P₀ + KP_o cos · mit

P_Q = " const.

Da jedes Polstück zwei um 18O versetzte Zähne aufweist (z.B. sind die Zähne a und c auf dem Polstück 28 umd 18O° versetzt), hebt sich der konstante Term P_Q in Gl. ¹J- weg, so dass die Tangentialkraft für den A-Phasen-Magneten - z.B. den Magneten sich ausdrücken lässt als

P_A = c_A.i_A.cos 2-£-£ ' (Gl. 5)

P„ - Kraft zwischen dem Magneten 20 und der

Grundplatte in X-Richtung c_A = const.
i_A = Strom in der Wicklung 36,

In analoger Welse lässt sich die Kraft für den B-Phasen-Magneten - wie z.B. den Magneten 22 - ausdrücken als:

F_B = V¹B* ^Sin p^

p
mit

P_ß = Kraft zwischen dem Magneten 22 und der

Grundplatte in X-Richtung c„ = const.
i_n - Strom durch die Wicklung 38.

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* 17 - X 5

Wie oben beschrieben, stehen die· Ströme durch die Wicklungen 36 und 38 periodisch in Beziehung zu der Verscheibung zwischen dem Kopf .und der Grundplatte bzw. mit anderen Worten, zu der zwischen der Grundplatte und den den entsprechenden Wicklungen· zugeordneten Magneten erzeugten Kraft, i» und I_n lassen sich also mit

• A B 2 ff χ trigonometrischen Funktionen des Arguments —~— . ausdrücken.

Wenn !„ = I.cos (2fTx/p) und

• i_B = I.sin (2fTx/p) ist, gilt

f mit

	. 2 2 7/ χ ? ; c l(coo -~*' - ■ "·*"»	ρ ' ~*"	P ;	*	* -
*B				(Gl	.6)
			- - "- .-
C	= const.	des Stromes	durch	jede	der
I	= Spitzenwert	36 und 38.
	Wicklungen

Die obige Diskussion basierte auf der Annahme, dass der Zeiger der Bewegung des Kopfes 14 reitbiv zur Grundplatte 12 entlang jeder Achse um 90° gegenüber dem Zeiger der an die Wicklungen für diese Achse gelegten Eingangsströme phasenverschoben ist

- wie z.B. die Wicklungen 36 und 38 für die X-Achse. Es ist jedoch eiies der Merkmale der vorliegenden Erfindung, dass der Leistungswinkel zwischen dem Vektor der augenblicklichen Verschiebung des Kopfesrelativ zur Grundplatte und dem Vektor der resultierenden Ströme, die in jedem Äugenblick an den Wicklungen

- wie z.B. den Wicklungen 36 und 38 für die X-Achse - liegen, steuerbar gemacht wird. Dies lässt sich erreichen, oindem man die Ströme an den Wicklungen - z.B. 36 und J58 - um einen Winkel'© vor- oder nacheilen lässt. Die Ströme i, und i„ ergeben sich also in Wirklichkeit zu

i. = I.cos( + Θ) und (Gl. 7)

Ap

i_B = I.sinC + 9). (Gl. 7a)

_B

Hiermit wird

^PA ^{+ F}B ⁼ ο·¹·^{13131 θ}· ' (^G1· ⁸)

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• Wie aus der folgenden Diskussion ersichtlich sein wird, stellt θ einen steuerbaren Winkel dar. Die Tatsache, dass ein Winkel θ zwischen dem Vektor der augenblicklichen Verschiebung des Kopfes relativ zur Grundplatte und dem Vektor der resultierenden, in diesem Augenblick an den Wicklungen - z.B. p6 und 38 - für die X-Achse liegenden Ströme besteht, führt zu einer Kraft, die die Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte verursacht.' Diese Erleichterung geht so vor sich, dass die Ist-Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte in jedem Augenblick sehr genau der für diesen Augenblick gewünschten Soll-Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte entspricht.

Die Erzeugung des Leistungswinkels θ ist in Fig. 5 gezeigt. Der Zeiger der Verschiebung des Kopfes 14 relativ zur Grundplatte entlang einer bestimmten Achse wie der X-Achse ist bei 70 gezeigt. Eine um 90 verschobene Komponente wird in das System eingebracht und ist bei J2 gezeigt. Diese um 90° verschobene Komponente lässt sich auf verschiedene Art und Weise steuern, wie es im folgenden beschrieben wird. Die Kombination der vektiorellen Komponenten 70 und 72 ergibt einen Vektor 74, der den Zeiger der an die Wicklungen - wie die Wicklungen 36 und 38 - für die X-Richtung gelegten Signale darstellt. Der Winkel θ zwischen den Vektoren 70 und 74 stellt den Leistungswinkel zwischen den Eingangssignalen zum Kopf und der augenblicklichen Stellung des Kopfesdar.

Der Leistungswinkel lässt sich als eine Feder betrachten, die eine Kraft nach der Funktion (sin θ) erzeugt und zwischen dem Kopf 14 und der Grundplatte 12 in .Richtung einer bestimmten Achse - wie der X-Achse - liegt. Betrachtet man den Leistungswinkel derart als Feder, dann wird^ diese gespannt, um nach Maßgabe der Federspannung auf den Kopf relativ zur Grundplatte eine Kraft in Richtung einer bestimmten Achse - wie der X-Achse auszuüben. Die resultierende Verschiebung des Kopfes verursacht eine Rückstellung der Feder, wenn der Leistungswinkel nicht auf irgendeine andere^Weise aufrechterhalten wird.

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bad original

- 19 - X 5

Fig. 6 ist eine Systemdarstellung eines Synchronmotors, der nach den Prinzipien einer Steuerschleife arbeitet. Der Synchronmotor und die· entsprechende träge Last sind gestrichelt bei 8ö gezeigt* Die Eingangssignale werden über Leitungen an den Motor gelegt* die beispielsweise als Leitung 82 angedeutet sind. In der Pig· 6a können die Eingangssignale einen mit A bezeichneten Phasenwinkel aufweisen. Die Signale auf der.Leitung 82 sind schematisch als an ein Differential 84 gelegt dargestellt.

Die Ausgangssignale des Differentials 84 werden nach einer beschreibenden oder Übertragungsfunktion bewertet, die' bei 86 schematisch als Teil des Synchronmotors 80 dargestellt ist. Die beschreibende oder Übertragungsfunktion 86 ist als D (A, j U/ ) dargestellt, wobei A die Eingangssignale auf der Leitung 82, D die beschreibende oder Übertragungsfunktion und .J (jü eine Prequenzfunktion der auf die Leitung 82 gegebenen periodischen Signale ist. Die beschreibende oder Übertragungsfunktion 86 ist in Wirklichkeit nichtlinear, lässt sich aber innerhalb eines bestimmten begrenzten Viertebereiches als eine Konstante K betrachten. .

Die durch die beschreibende oder Übertragungsfunktion 86 dargestellte Ausgangsgrös8e stellt eine Kraft dar, die auf den Kopf 14 ausgeübt wird., um eine Verschiebung χ des Kopf es; entlang einer bestimmten Achse - wie der X-Achse - zu bewirken,, Die Umsetzung der Kraft in die Verschiebung χ ist durch einen

2
Block 88 mit der Punktion l/Ms dargestellt, in der M die Masse des Kopfes, l/s das Integral der dem opf durch eine Kraft erteilte Beschleunigung, die eine bestimmte Kopfgeschwindigkeit bewirkt, und l/s ein Doppelintegral der Beschleunigung ist, die eine Verschiebung des Kopfes bewirkt. Innerhalb des Motors 80 ist eine Leitung 90 gezeigt, die eine mechanische Rückführung zur Rückstellung der Feder darstellt, die bei der. Bewegung des Kopfes die dem Leistungswinkel θ entsprechende Kraft ausübt.

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- 20 - X 5

Die Übertragungsfunktion, die den Synchronmotor und die Kopfmasse nach Fig. 6 beschreibt, lässt sich schreiben als G,(s) = χ-(s) /A (Gl. 9)> eine grundlegende Gleichung für Regelsysteme, die auf Seite 50 des Buches "Control Engineering" von Gf\g,don Murphy, Boston Technical publishers, Inc., 1965* angegeben ist. In dieser Gleichung ist

A = das Eingangssignal des Synchronmotors 80 in 2feLgerdars teilung

χ = die tatsächliche Verschiebung des Motors 80 relativ zur Grundplatte in Zeigerform

s = eine komplexe variable Funktion, und

G, (s) = das Verhältnis der Übertragungsfunktion der Motorverschiebung zu den Eingangssignalen.

Die Gleichung 9 lässt sich - entsprechend der Diskussion auf Seite 50 des Buches Gordon Murphy, "Control Engineering", auch ausdrücken als

Wie oben beschrieben, stellt die beschreibende Funktion D(A, JU/) für einen begrenzten Wertebereich eine Konstante K dar. Entsprechend lässt sich die Funktion G(s) umschreiben als

G(s) = K_m/Ms² (Gl. 11)

Km = const.

l/s = Doppelintegral zur Umsetzung einer Be·

M = Masse des Kopfes Doppelintegral z\ schleunigung in eine Verschiebung.

Durch Einsetzen der Gleichung 11 in die Gleichung 10 erhält man

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1 + ^m

- 21 - X 5

72" 1

TC — = "Μ 2 · (Gl.12)

Ms^ ^m

Fig. 7 zeigt eine Anordnung zur Erzeugung einer Zeigerwinkeldrehung (des weiteren als ¹¹PAR" bezeichnet), die in weiteren Ausführungsformen enthalten ist. Ein "Zeiger" lässt sich als velctorielle Darstellung des Augenblickwertes eines Parameters wie eines Eingangssignales oder die Verschiebung des Kopfes betrachten.

In der in der Fig. 7 dargestellten Ausführungsform kommen die Signale auf zwei Leitungen 90 und 92 von einem Generator 94 (beispielswise einem Digital-Analog-Resolver). Das Signal auf der Leitung 90 lässt sich als P.cos ß und das Signal auf der Leitung 92 als P.sin ß darstellen, um eine bestimmte Phasenbeziehung zwischen den Signalen - wie einen Phäsenabstand von 90° - anzudeuten. Das Signal auf der Leitung 90 wird an eine Stufe 95' gelegt, wo das Signal P.cos ß durch Multiplikation mit (-1) in ein Signal (-P.cosß) umgewandelt wird. Die Signale aus der Stufe 90 gehen zusammen mit Signalen veränderlicher Amplitude vom Anschluss 98 an einen Multiplikator 96. Diese Signale haben eine veränderliche Amplitude, können eine unabhängige Variable darstellen und lassen sich durch einen Wert U bzeiohnen. Die Signale werden zwischendem Anschluss 98 und einem Anschluss 99 erzeugt, der auf einem geeigneten Bezugspotential - wie z.B. Massepotential - liegt. Die veränderliche 'Spannung U ist vorgesehen, um den in Fig. 5 gezeigten Leistungswinkel θ zu steuern.

Die Signale aus dem Multiplikator 96 lassen sich als UP.oosß darstellen und gelangen zu einem Addierer 100> der auch die Signale P.sinß von der Leitung 92 erhält. Die Ausgangssignale des Addierers 100 gelangen zu einem Anschluss 102. In gleicher Weise werden die Signale von der Leitung 92 zusammen mit den Signalen I

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- 22 - X 5

'die zwischen den Anschlüssen 98 und 99 liegen, auf einem MuM-plikator 104 gegeben. Die Ausgangssignale aes Multiplikators haben die Form UP.sinß. Diese Signale und die Signale von der Leitung 90gehen an einen Addierer 106, dessen Ausgangssignal an einen Anschluss 108 gelegt ist.

Die Signale am-Anschluss 102 lassen sich als (jP.sinß - UP.cosß) darstellen, die Signale am Anschluss 108 analog als P(cosß + jU.sinß). Die sich zwischen den Anschlüssen 108 und 102 ergebenden Signale lassen sich darstellen als

P₀ = P(cosß + jsinß) + UP(sinß - jcos.ß) mit (Gl. 13)

j = ψ -1' zur Darstellung des Phasenabstandes von 90 zwischen den Signalen auf der Leitung .zu denen auf der Leitung 90, und

P" = Vektor der zwischen den Anschlüssen 108 und 102 anstehenden Signale.

Die Punktion des in Fig. 7 gezeigten PARs ergibt sich aus der Fig. 7a, in der ß den augenblicklichen Winkel der Signale auf den Leitungen 90 und 92 und q die von dem PAR der Fig. 7 erzeugte Phasenverscheibung darstellen. In der Fig. 7a ist P die zusammengefasste Phase der Eingangesignale auf den Leitungen 90 und 92 und UP der von dem PAR erzeugte Vektor. De^r sich aus den Signalen ergebende Vektor zwischen den Anschlüssen 102 und

I08 ist als P dargestellt. Dieser Vektor ist um einen Winkel ο ο

ß gegenüber dem Vektor der Signale auf den Leitungen 90 und 92 verschoben. Die Signale P lassen sich darstellen als

P_o = \|l + tT.P.e^^{0 +} ' , (Gl. 14) wobei

der Faktor V 1 + U daraus fo]ßb, dass P die ^T ο

Hypothenuse des rechtwinkligen Dreiecks mit den Katheten "F und UP ist.

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- 23 - ·' X 5

Wie aus Fig. 7a ersichtlich, hängt die Amplitude des Vektors XX P~ vom augenblicklichen Wert des Signals U ab. Diese Veränderlichkeit der Amplitude des vektoriellen Signals P ist zuweilen unerwünscht, da sie, wenn sie zu gross wird., die verschiedenen Eingangsstufen sättigen kann. Fig. 8 zeigt einen PAR, der ein Ausgangssignal Ψ mit konstanter Amplitude erzeugt. In der in rig. 8 gezeigten Ausführungsform führen die Leitungen und 9² Signale der Form P.cosß' bzw. P.'sinß. Die Signale der Leitung 90 werden in einer Stufe 95* die mit der Stufe 95 der Fig. 7 identisch ist, mit (-1) multipliziert. Die Ausgangssignale der Stufe 95 laufen zu einer Stufe 96, die mit der Stufe 96 in der Fig. 7 identisch ist. Entsprechend ist die Stufe 104 der Stufe 104-in Fig. 7 identisch. Die Stufen 96 und 104 nehmen die Signale der Anschlüsse 98 und 99 auf, die ebenfalls mit den Anschlüssen 98 und 99 der Fig. 7 identisch sind.

Die Ausgangssignale des Multiplikators 96 liegen an einem Addierer 110, der auch die Signale des Multiplikators 112 aufnimmt. Der Multiplikator 112 multipliziert die Signale der Leitung 92 mit den Signalen, die die Stufe HG aus den Signalen U zwischen den Anschlüssen 98 und 99 erzeugt. DieAu£gangssignale der Stufe HG lassen sich darstellen als yl - U . Entsprechend multipliziert ein Multiplikator 114 die. Signale von der Leitung 90 und die Signale von der Stufe 116 und gibt sieauf einen Addierer II8, wo sie zu den Signalen des Multiplikators 104 addiert werden. Die Ausgangssignale der Addierer und 118 liegen an den Anschlüssen 120 bzw. 122.

Die Signale P~ zwischen den Anschlüssen 120 und 122 haben eine konstante Amplitude, wie es die Fig. 8a zeigt. Die Signale "P werden aus zwei um 90° verschobenen Vektoren erzeugt, von denen einer den Wert (Vl-U . P~ ) undder andere den Wert P~_o hat. Das resultierende Signal 3? lässt sich ausdrücken als

_o - py u² + (1 - u²) = p" (Gi. 15)

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- 24 - X 5

Da die von dem in Fig. 8 gezeigten PAR erzeugten Signale Ψ trotz veränderlicher Spannung U eine konstante Amplitude haben, .können sie diejenigen Eingangsstufen, die den Bebrieb des Synchronmotors steuern, nicht sättigen.

Fig. 9 zeigt in Form eines Blockdiagramms ein dem in Fig. 6 gezeigten ähnliches System, aber zusätzlich mit einem Beschleunigungseingang, der mit 3L(s) bezeichnet ist. Diese Signale werden auf der Leitung Γ50 erzeugt, mit einem Faktor K bewertet und in der bewerteten Form auf einen Addierer 1J52 gegeben, der sie zu den Signalen von einer Leitung 134 addiert, die eine gewünschte Verschiebung X₁(S) darstellen. Die Ausgangssignale des Addierers I32 werden auf den Motor 80 gegeben, der ebenfalls in Fig. 6 gezeigt ist. Der Motor 80 ist als Funktion

nach Gleichung 12 dargestellt. Die Verschiebung des Motors relativ zur Grundplatte entspricht der Grosse χ (s).

Die Eingangsgröße A(s) zum Motor 80 lässt sich darstellen als

A(s) = X₁ + KX₁ = (1 + Ks²Jx^s), (Gl. 16)

ρ
wobei s eine doppelte Differentiation darstellt. Weiterhin, wie aus Fig. 0 ersichtlich, gilt

A(s) . G_h(ß) = x_o. (Gl. 17)

Indem man in Gleichung 17 die Werte für G, (s) und A(s) einsetzt, ergibt sich

(1 + Ks^)X₁(SK-g ) = x_o(s)

und

BAD ORtQiNAL

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- 25 - X 5

x_o(s) Ks +

M 2
s +

Wie aus der Gleichung 18 ersichtlich, nähert sich die tatsächliche Verschiebung x_q(s) . des'Kopfes der gewünschten Verschiebung x.(s) entsprechend den am Kopf liegenden EingangsSignalen um so mehr, je genauer K gleich M/K wird. Wie einzusehen ist, is-t es wünschenswert, dass die Ist-Verschiebung in jedem Augenblick der für diesen Augenblick gewünschten Soll-Verschiebung nahekommt oder ihr gleich ist. Es stellt also einen Vorteil dar, wenn man auf der Leitung 130 in Fig. 9 eine Eingangsgrösse vorsieht, die der erlaubten Soll-Beschleunigung des Kopfes in jedem Augenblick entspricht. Dieser Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass eine Einstellung des Bewertungsfaktors K für die Soll-Verschiebung einen flexiblen Betrieb des Synchronmotors erlaubt, da sich· damit die Ist-Verschiebung des Kopfes der Soll-Verschiebung annähern lässt, indem man den Faktor K optimal relativ zum Wert M/K einstellt. Jedoch kann das offene System der Fig. 9 zu Schwierigkeiten führen, wenn keine idealen Bedingungen vorliegen. Wenn z.B. der Kopf des Synchronmotors zu schwingen anfängt, lassen sich diese Schwingungen mangels geeigneter Mittel in dem System nach Fig. 9 nicht d%pfen. Wie einzusehen ist, können solcheSchwingungen infolge einer Vielzahl von Faktoren auftreten - beispielsweise infolge von auf den Kopf aufgebrachten Störungen.

Fig. 9a zeigt schematisch ein digitales System, das dem offenen System; nach Fig. 9 entspricht. Das. System der Fig. 9a entsprioht im wesentlichen dem im einzelnen In der US-Patentanmeldung Nr. j56 177 beschriebenen und beanspruchten. Das System weist eine Leitung l40auf, an der digitale Signale stehen, die die Teilschritte der gewünschten Verschiebung X₁(S) darstellen, während die Signale auf einer Leitung 142 den Inkrementen der gewünschten Beschleunigung des Kopfes entsprechen. Die Signale auf der Leitung 142 werden mit dem Faktor K bewertet und in einem digitalen , Addierer 144 zu den Signalen der Leitung l40 addiert. Die

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ORlQJNAL

- 26 - χ 5

Signale gelangen dann an einen Digital-Analog-Resolver 146, der zwei um 90° verschobene Signale - beispielsweise ein Sinus- und ein Cosinussignal - erzeugt, die die Eingangssignale des Synchronmotors darstellen.

Fig. 9b stellt schematisch in Form eines Blockdiagramms eine Analogausführung des Systems der Fig. 9 dar. In der in Fig. 9b gezeigten Ausführungsform werden digitale Signale, die die Inkremente einer Soll-Verschiebung x. darstellen, auf einen Digital-Analog-Resolver 148 und digitale Signale, die den Inkrementen der Soll-Beschleunigung x. entsprechen, auf einen Digital-Analog-Umsetzer 150 gegeben. Die Stufe I52 bewertet die Ausgangssignale des Umsetzers 150 mit dem Faktor K und gibt sie auf einen PAR 154, der auch die Ausgangssignale des Resolvers 148 erhält. Der PAR 154 kann auf gleiche Weise aufgebaut sein wie der der Fig. 7 und 8, der oben im-einzelnen beschrieben ist.

Fig. 10 zeigt ein System mit geschlossener Regelschleife zwecks Erzieliig einer verbesserten Steuerung. In dem System der Fig. liegen die Signale, die die Soll-Verschiebung x.(s) darstellen, auf einer Leitung I60 und die'der Soll-Beschleunigung X₁(S) entsprechenden Signale auf einer Leitung 162. Die Signale auf der Leitung 162 werden in einer Stufe 164 mit dem Faktor K bewertet und auf ein Differential bzw. einen Komparator I66 gegeben, wobei der Ausdruck "Differential" in dieser Anmeldung als dem Ausdruck "Komparator" gleichwertig verwendet Wird. Die Signale des Differentials I66 werden auf eine Stufe wie bdLspielsweise einen Addierer oder einen PAR (vergl. 7 und 8) gegeben, der sie mit den Signalen X₁(S) auf der Leitung I60 verknüpft.

Die Ausgangssignale des Addierers oder PARs 168 laufen zu einem Synchronmotor I70, der dem oben beschriebenen Synchronmotor entspricht. Die resultierende Verschiebung des beweglichen Gliedes - wie z.B. des Kopfes - relativ zum stationären Glied - wie z.B. der Grundplatte - in dem Synchronmotor wird erfasse und in Signale umgewandelt, die der Verschiebung x_Q(s)

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- 27 - X 5

entsprechen. Die die Verschiebung ^x _o(^s) ^es beweglichen Gliedes darstellenden Signale liegen auf der Leitung 172 und werden doppelt differenziert ( vergl. "s " in Fig. 10), um Signale zu erhalten, die die Ist-Beschleunigung Jt (s) des beweglichen Gliedes, z«B. des Kopfes, relativ zum stationären Glied, z.B. der Grundplatte, darstellen. Alternativ lässt sieh auf dem" Kopf ein Akzelerometer vorsehen, das direkt Signale liefert, die der Ist-Beschleunigung Jt (s) des bewegten Gliedes - wie z.B. des Kopfes - relativ zum feststehenden Glied - wie z.B. der Grundplatte - entsprechen. Die Beschleunigungssignale werden sodann mit einem Faktor K bewertet und auf das Differential 166 gegeben. Das Differential 166 gibt auf eine Stufe wie z.B. den PAR 168 Signale, die der Differenz, zwischen der Soll-Beschleunigung Jt. (s) und der Ist-Beschleunigung Jt (s) entsprechen. Diese Differenzsignale stellen Fehlersignale dar, die den Leistungswinkel steuern, den eine Stufe wie z.B. der Addierer oder PAR 168 liefert.

Die Eingangsgrösse A(s) zum Motor lässt sich darstellen als

A(s) = X₁(S)₊ KJt₁(S) - K₀Jt₀. (Gl. 19)

Diese Gleichung lässt sich schreiben als

A(s) = X₁(S) + Ks²X₁(S) - K₀S²X₀. (Gl. 19a)

Da A(s) = x_Q(s)/G_h(s) ist (vrgl. Gl. I7), gilt

x_o(s)/G_h(s) = (Ks² + I)X₁ - K₀S²X₀. (Gl. 19b)

Durch Umstellung der Terme ergibt sich

^)_Xq(_s) ₌ (_Ks2 ₊ I)X₁(S). (Gl.19c)

Durch Einsetzen des Ausdrucks für Gt₁(S) der Gleichung 12 folgt:

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- 28 - X 5

Ks² + 1 ¹^ ^{+ 1}

X₁ (S.)

Aus einem Vergleich der Gleichungen 20 und 18 folgt, dass dem Nenner der Term K hinzugefügt wurde,indem die BescheA^unigungssignale &_o(^s) ^zu der. Stufe wie dem PAR 168 rückgeführt wurden. Indem man den Term K " aufnimmt, setzt man die Resonanzfrequenz der dem Kopf entsprechenden Masse herab, da die virtuelle Masse des Kopfes erhöht wird. Eine Senkung der Resonanzfrequenz des Kopfes ist erwünscht, da diese dann niedriger ist als die Fre-

bei
quenzen, aenen Störungen gewöhnlich auftreten. Durch Aufnahme

des Terms K erhöht sich ausserdem die Flexibilität der Steuerung des Synchronmotors 170, so dass die Istverschiebung χ (s) des Kopfes.der Sollverschiebung x.(s) des Kopfes weiter angenähert werden kann. Wie bereits für die Ausführungsform der B¹Ig. 9 angegeben, beirkt die Aufnahme eines zusätzlichen Terms wie des Terms K eine Annäherung der Istverschiebung χ (s)

ο ο

des Kopfes an die Sollverschiebung x.(s) unter der Annahme ideal-^er Bedingungen, d.h. wenn dem Kopf keine Störungen aufgezwungen werden.

Fig. 11 zeigt ein System mit einer Regelschleife, bei dem die Geschwindigkeit darstellende Signale zum Eingang des Synchronmotors l80 rückgeführt werden. In der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform werden die Sollverschiebung x-(s) darstellende

1 Pill Signale über eine Leitung 182 auf den Addierer gegeben, der auch auf der Leitung 186 die Sollbeschleunigung x. darstellende Signale erhält, nachdem sie in einer Stufe 188 mit dem Faktor K bewertet wurden.

Die Signale vom Addierer 184 gelangen zu einer Stufe wie beispielsweise den PAR 190, ebenso die Signale aus einem Differential 192. Das Differential I92 erhält auf der Leitung 104 Signale,

.... ,._Λι.._η 209846/0787 ^f

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die die Sollgeschwindigkeit ί. des bewegten Gliedes - wie z.B des Kopfes - relativ zu dem"feststehenden Glied - wie z»B. der Grundplatte - darstellen, nachdem sie in der Stufe I96 mit einem Faktor f bewertet wurden. Das Differential 192 erhält weiterhin über die Leitung 200 Signale, die die'Istgeschwindigkeit χ des beweglichen Gliedes - wie z.B. des Kopfes - darstellen. Alternativ lässt sich auf dem Kopf ein Akzelerometer vorsehen, das der Istbeschleunigung χ des Ko] entsprechende Signale liefert, die dann integriert werden, um der Istgeschi
zu erhalten.

Akzelerometer vorsehen, das der Istbeschleunigung χ des Kopfes der Istgeschwindigkeit χ des Kopfes entsprechende Signale

Die Signale auf der Leitung 200 lassen sich erzeugen, indem man die Istverschiebung χ des beweglichen Gliedes - wie z.B. des Kopfes - darstellende Signale auf eine Leitung 202 gibto Diese Signale werden in der Stufe 204 differenziert, deren Aus-"" gangssignale die Istgeschwindigkeit χ des beweglichen Gliedes

~ wie z.B. des Kopfes - darstellen; und in einer Stufe 206 mit dem Paktor f bewertet.

Die an den Synchronmotor I80 in Fig. llgelegten Signale lassen sich darstellen als

A(s>- = x^s) + Kl₁(S) + fjfcj. - f_oi_o . (Gl. 21) Gleichung 21 lässt sich umschreiben zu

A(s) » X₁ + Ks²X₁ + isx_± - f_osx₀ . (Gl. 21a) und ί

A(s) = (Ks² + fs + I)X₁ - f_osx_Q . (Hl. 21b)

Da nach Gleichung I7 A(s) = x_o(s)/G_h(s) ist, gilt

1 ρ

)x_o = (Ks^ + fs + I)X₁ (Gl. 21c)

und somit

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BAD ORIQJNAL

- jo - χ 5

Ks²

X-(s) _ Ks² + i's + 1

χ? ~ M 2 ~ _o

Das in Pig. 11 gezeigte System lässt sich unter allen Bedingungen, d.h. auch unter äusseren Störungen und bei unvollkommenen Motorelementen - stabil halten. Diese Stabilität wird erreicht durch Rückführung von die Istgeschwindigkeit i des beweglichen Gliedes - z.B. des Kopfes - darstellenden Signalen zum Motoreingang. Weiterhin können Signale, die die Söligeschwindlgkeit k. des beweglichen Gliedes ~ wie z.B. des Kopfes darstellen, zusammen mit den die Istgeschwindigkeit k des Kopfes darstellenden Signalen auf ein Differential 192 gegeben werden, so dass dessen Ausgangssignale der Differenz zwischen Soll- und Istgeschwindigkeit entsprechen. Diese Differenzen stellen Fehler dar, d.h. z.B. Schwingungen des beweglichen Gliedes, d.h. des Kopfes. Die Fehlersignale werden so auf eine Stufe wie z.B. den PAR 190 gegeben, dass siesich aufheben. Indem man die Fehlersignale auf den PAR 190 gibt, steuert das Differential 192 den von dem PAR gelieferten Leistungswinkel Q. Auf diese Weise werden in dem System der Fig. 11 Schwingungen des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes,-gedämpft.

Die Ausführungsform der Fig. 12 entspricht der in Fig. llgezeigten, ausser dass eine zusätzliche Rückführung für die\ Verschiebung des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, relativ zum feststehenden Glied, z.B. der Grundplatte, darstellende Signale χ vorgesehen ist. Diese Signale liegen auf der Leitung 202 und laufen zu einem Differential 210 zurück, wo sie mit den Signalen x.(s), die die Sollverschiebung des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, relativ zum feststehenden Glied, z.B. der Grundplatte, verglichen werden. Die Ausgangssignale des Differentials 210 stellen Versohiebungsfehler des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, dar. Sie werden in einer Stufe 212 mit dem Faktor K bewertet und in einem Addierer 214· mit den Aus gangs Signalen des Addierers 184 verknüpft. Die resultierenden Signale gehen dann zur Stufe 190, die ein Addierer oder ein PAR sein kann, wie

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ec zuvor beschrieben wurde.

Die in Fig. 12 am Motor liegende Eingangs grus se A(s) lässt sich schreiben als

A(s) = X₁(S) + Ki₁(S) + TA₁(S) + f_ox_o + K₆X₁ - k_ex_o (Gl. 22) und umschreiben zu

A(s) = x. + ks^x. + fsx. - f sx + k x. - k χ . (Gl. 22a)

^v/ ι ι ίσο ei eo ^x '

Nach Umstellung der Terme in Gl. 22 folgt:

A(s) - (Ks² + fs + k + l)x. - (f s + K )x . ^N/v e ' ι ^x ο e'o

Da A(s) = x_o(s)/G_h(s) ist ,(Gleichung 17), folgt

_o(s)/G_h

+ (f_Qs + K_e)x_o = (Ks + fs + K. + Ι)χ_± . (Gl. 22b)

Durch Einsetzen des Ausdrucks für G, (s) aus Gleichung 12 ergibt

(fs + K + f- s² + l)x - (Ks² + fs + K + l)x_± (Gl. 22c)

m
und damit

χ Ks² + fs + K + 1

5T = Ο ^(G1· ^22d)

i ü-s + f s + K + 1
Iv_m ο ■ e

Das in der Figur 12 gezeigte System bietet eine noch bessere Flexibilität gegenüber dem System der Fig. 11. Dies folgt aus der Tatsache, dass die Gleichung 22d der Gleichung 21c entspricht, auaser dass im Zähler und Nenner des Ausdrucks der Gl. 12 noch der Term K^ vorliegt. Indem man den Term K^. in den Zähler und

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- 32 - X 5

Nenner der Gleichung 22d aufnimmt, lässt sich der Wert K in· geeigneter Weise so auswählen,dass die Istverschiebung χ des bewegten Gliedes, z.B. des Kopfes, unter verschiedenen Betriebsbedingungen an die.Sollverschiebung x. des Kopfes herankommt. ' Durch Aufnahme des. Terms K in den Zähler und den Nenner der Gleichung 12 liegt ein weitaer Term vor, dessen Wert sich so einstellen lässt, dass sich eine stabile Regelschleife ergibt.

Die Pig. IJa bis 13g zeigen eine Reihe von Systemen mit Geschwindigkeitsrückführung, um eine Dämpfung der Bewegung des bewegten Gliedes, z.B. des Kopfes, zu erreichen. Die in den Fig. 13a bis 15g gezeigten Systeme stellen verschiedene digitale und analoge Anordnungen mit Rückführung der augenblicklichen Istgeschwindigkeit des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, dar. Weiterhin können in den Systemen der Fig. IJa bis 13g Signale, die Funktionen der Soll- und der Istgeschwindigkeit des Kopfes sind, auf ein Differential gegeben werden, um Signale^azuleiten, die der Differenz zwischen diesen Funktionen entsprechen. In den Systemen der Fig. 13a bis 13g lassen sich weiterhin verschiedene Kombinationen der Sollverschiebung, -geschwindigkeit und -beschleunigung auf den Synchronmotor geben, um dessen Leistungswinkel zu steuern, In den Systemen der Fig. 13a bis 13g lassen sich die die Funktionen der Istgeschwindigkeiten des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellenden Signale erzeugen, indem man Signale χ erzeugt, die die Istbeschleunigung des Kopfes darstellen, und diese ein- oder zweimal iitegriert, um Signale zu erhalten, die die Istgesohwindigkeit χ bzw. die Istversohiebung x_Q darstellen.

In der in Fig. 13a.gezeigten Ausführungsform liegt ein digitales System vor, bei dem Inkremente einer Sollverschiebung x. , · . ; einer Sollbeohleunigung Kx. und einer Sollgeschwindigkeit fXj auf den Synchronmotor und insbesondere dessen bewegliches Glied, z.B. den Kopf, gegeben werden. Die die Inkremente von x. und Kx. darstellenden digitalen Signale werden in einem Addierer 220 verknüpft. Die die Inkremente der Sollgeschwindigkeit fx. darstellenden Signale werden in einem Differential 222 mit

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- X 5

Signalen verknüpft, die Inkremente der Istgeschwindigkeit f x darstellen; es ergeben sieh Signale, die Inkremente des Fehlers zwischen der Ist- und der Sollgesehwindigkeit des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellen. Diese Fehlersignale werden auf einer Leitung 224 auf einen Addierer 226 gegeben, der sie zum Ausgangssignal des Addierers 220addiert. Das Ausgangssignal gelangt zu einem Digital-Analog-Resolver 228, dessen Analog-Ausgarigssignal auf den Synchronmotor gegeben wird.

In der in Fig. 13b gezeigten Ausführungsform liegen nur Signale vor, die digitale Inkremente der Sollvetrschiebung x. und der Sollbeschleunigung x, des bewegliehen Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellen. Die die Sollbeschleunigung x. darstellenden Signale werden mit dem Faktor k bewertet und auf einen Addierer 230 gegeben, der sie zu den Signalen addiert, die Inkremente der Sollverseh^bung x^ des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellen. ^:

Die die Inkremente der Sollbeschleunigung x. darstellenden Signale werden weiterhin auf ein Differential 232 gegeben, das pie mit den Signalen verknüpft, die Inkremente der Istbeschleunigung χ des beweglichen Gliedes, z*B. des Kopfes, darstellen. Die

ο
Ausgangssignale des Differentials 232 stellen Inkremente des Fehlers zwischen der Soll- und der Istbesehleunigung. des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, dar. Diese Fehlersignale integriert eine Stufe 234, und nach einer Bewertung mit dem Faktor f gelangen sie zu einem Addierer 236, der ihnen die Ausgangssignala des Addierers 230 hinzuaddiert. Die Ausgangssigä^le des Addierers 236 werden auf einen Digital-Analog-Resolver 238 gegeben, der die Digital- zu Analogsignalen umsetzt, damit sie auf den Synchronmotor gegeben werden können.

Die in der Fig. 13c gezeigte Ausführungsform zeigt ein System, das teils digital, teils analog aufgebaut Ist. Digitale Signale, die die Inkremente der Sollverschiebung x. und der Sollbesehleunigung x. des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellen, ^:

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2219153

- 54 - ■ X 5

.werden auf einen Addierer 240 gegeben, nachdem die X. darsteilenden Signale mit einem Faktor k bewertet wurden. Die Ausgangssignale des Addierers 240 gelangen zu einem Digital-Analog-Resolver 242, der sie in die analoge Form umsetzt. Die Analogsignale aus dem Resolver 242 werden sodann auf eine Stufe wie z.B. den PAR 244 gegeben, der den Leistungswinkel θ steuert. Diese Signale liegen dann am Motor und bewirken eine Verschiebung des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, relativ zum feststehenden Glieds z.B. der Grundplatte.

Sodann werden vom beweglichen Glied, z.B. dem Kopf, Her analoge Signale geliefert, die als i bezeichnet sind und die Geschwindigkeit des beweglichen. Gliedes angeben; diese Signale werden mit dem Faktor f bewertet und auf ein Differential 246 gegeben. Im Differential 246 werden sie mit den Signalen f£. verknüpft, die die Sollgeschwindigkeit des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes,, relativ zum feststehenden Glied, z.B. der Grundplatte, darstellen. Die Signale aus dem Differential 246 stellen Fehlersignale dar, die den Differenzen zwischen den Soll- und den Istgesohwindigkeiten des beweglichen Glieds, z.B. des Kopfes, entsprechen. Diese Signale werden auf den PAR 244 gegeben,um einen Teil des vom PAR gelieferten Leistungswinkels zu steuern und die Bewegung des Kopfes zu dämpfen.

Das in Fig. 13d gezeigte System stellt eine Abänderung des in Fig. 13g gezeigten dar. Iri dem in Fig. ljtö gezeigten^System werden die &. darstellenden Signale auf einen Digital-Analog-Resolver 250 gegeben, der sie in die analoge Form umsetzt; die Analogsignale gelangen zu einem Differential 252, wo sie mit analogen Signalen 3£ verknüpft werden, die der Beschleunigung des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, relativ zum feststehenden Glied, z.B. der Grundplatte, entsprechen. Die Fehlersignale des Differentials 252 werden in der Stufe 254 integriert, deren Ausgangs signale der Differenz zwischen den Ist- und SdUgeschwindigkeiten des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, entsprechen. Die Fehler- : signale der Stufe 254 werden mit dem Faktor f_Q bewertet und auf eine Stufe wie z.B. einen PAR 256 gegeben, um den Leistungswinkel

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-zu steuern. Der PAR 256 entspricht dem PAR 244 der Fig. 13c.

Die Ausführungsform der Fig. 13e arbeitet ebenfalls teils analog und teils dig-ital» In der in Fig. lpe gezeigten Aus führungs form werden die digitalen Signale x., die die Inkremente der Sollverschiebung des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellen, auf einen Digital-Analog-Resolver 260 gegeben,der sie in Analogsignale umwandelt, und gelangen sodann in Analogform auf eine Stufe wie z.B. den PAR 262, um den Leistungswinkel θ zu steuern. Digitale Signale, 3L , die Inkremente der Sollbeschleunigung des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellen, werden in einer Stufe 264 analogisiert und in einem Differential 266 mit Signalen x_Q verglichen, die die Istbeschleunigung des bewegliehen Gliedes, z„B. des Kopfes, relativ zur Grundplatte darstellen. Die Ausgangssignale, die den Beschleunigungsfehlern entsprechen, werden in den Geschwindigkeitsfehlern entsprechende Signale umgesetzt und über einen Addierer 268 auf den PAR 262 gegeben, wie es für die Ausführungsform der Fig. Ij5d erläutert . · wurde. Die die Istbeschleunigung darstellenden Signale, werden mit dem Faktor k bewertet und über den Addierer 268 auf den · PAR 262 gegeben.

Das in Fig. 13f gezeigte System stelltein vollständig analog arbeitendes System dar. In diesem System werden die Sollwerschiebungssignale x. direkt aufeine Stufe wie den PAR 270 gegeben, um den Leistungswinkel θ zu erzeugen., Entsprechend werden die Analogsignale, die die Sollbeschleunigung 3L des beweglichen ι Gliedes, z.B. des Kopfes, darstellen, direkt auf ein Differential 274 gegeben, mit dem Faktor k bewertet und gelangen zu einem Addierer 276. Die Ausgangesignale des Differentials 274 werden auch integriert und dann auf den Addierer 276 gegeben. In jeder anderen Hinsicht ist das System der Fig. IJf mit dem System der Fig. Ij5e im wesentlichen identisch.

Die Ausführungsform der Fig. IJg arbeitet ebenfalls vollständig , analog. In dieser Ausführungsform werden Analogsignale, die die Sollverschiebung x. des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes,

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darstellen, auf eine Stufe 2θθ wie z.B, einen PAR gegeben, um den Leistungswinkel θ zu steuern. Die die Sollgeschwindigkeit JL des beweglichen Gliedes, z»B» des Kopfes, darstellenden Signale werden mit dem Faktor f bewertet und auf ein Differential 282 ' gegeben, das sie mit Analogsignalen vergleicht, die - nach einer Bewertung mit dem Faktor f - der Istgesohwlndigkeit k_Q des beweglichen Gliedes, z»B. des Kopfes, entsprechen» Die vom Differential 282 erzeugen Fehlersignale gelangen zu einem Addierer 284, der sie zu den Signalen addiert, die der Sollbesohleunigung -JL des beweglichen Gliedes^ z.B. des Kopfes, bewertet um einen Faktor k, entsprechen. Die·Ausgangssignale des Addierers 284 gelangen sodann zum PAR 280, wo sie den LelBtungswinkel steuern»

Die Fig. 14 zeigt ein System zur Steuerung des beweglichen Gliedes, z*B» eines -Kopfes, relativ zu einem feststehenden Glied, z.B. einer Grundplatte, entlang eines Paares von Koordinatenachsen, z.B» die X- und die Y-Achse. Das System der Flg. 14 dämpft auch eine Drehung des Kopfes relativ zur Grundplatte um eine Achse, die zu der von der X« und der Y-Achse aufgespannten Ebene itn wesentlichen senkrecht liegt» In dem System der Pig» 14 liegen auf den Leitungen 300 und 302 zwei digitale Signale* diö die ,positiven oder negativen inkremente der Bollverschlebiing "''%■* dee beweglichen Gliedes, z*B* des Kopfes, darstellen· Biest . ^ Signale werden vom Dlgital-Analog-Resolver 304 in Änaiögfignal© , umgesetzt, die der S oll verschiebung des Kopfes enfc1j$n£ '/der>-ίχ-Aöhsie entsprechen» Dievom Resolver 304 gelieferten Bi&nkip'stellen tin·» ' terelnander in bestimmter Phasenbeziehung <- z»B, können sie Sintmd Cos*Signale sein. Diese Signale werden sodann «.uf ein F*ar PARs 306, 308 gegeben.

Digitale Signale, die Xnkremtnte der Sollbeschleuniguag JL-des _t beweglichen Gliedes, z»B. des Kopfes, entlang der 3t*»Aahse dar* stellen, liegen auf einer Leitung 310 und werden duroh einen Digital-Analog-Konverter 312 in Analogsignale umgesetzt« Die Ausgangssignale des Converters 312 können in einer Stufe 31^ integriert werden, deren Ausgangssignale dann der SollgeBohwin- '

digkeit Jt₄ des beweglichen Gliedes, z.B. des Kopfes, in X-Rich-¹ 209846/0787

BAD ORIQiNAL

- 37 - ' . X 5

tung entsprechen. Alternativ können Signale, die Inkremente der Sollgeschwindigkeit i^ darstellen, auf der Leitung 316 vorliegen und durch einen Konverter 3I8 analogisiert werden. Die Aus- :. gangssignale des Konverters 318 oder des Integrators 314 werden auf einen Addierer 3²O gegeben, der sie zu den Aus gangs Signalen des Konverters j512 addiert, die'die Sollbeschleunigung darstellen.

Die' Ausgangs signale des Addierers 320 gelangen auf ein Differential 322, dessen Ausgangssignal, um den Faktor k bewertet wird, und sodann aufein Tor 323. Die durch das Tor 323 laufenden Signale erreichen einen Kondensator 324 und laden diesen, im .. Kondensator 324 liegt dann ein Analogsignal, daseine Vorspannung für die durch ein Differential 326 laufenden Signale darstellt. ■ Diese Signale erzeugt ein vom Kopf 330 getragenes. Akzelerometer 328, um die Beschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte in X-Richtung zu erfassen.,.Die vom Kondensator 324 im Differential 326 erzeugte Vorspannung gleicht Offset-Fehler aus, die in den vom Akzelerometer 328 gelieferten Signalen vorliegen können, wenn die Grundplatte nicht genau waagerecht liegt.

: Die Ausgangssignale des Akzelerometers 328 werden inder Stufe ^; 332 mit dem Faktor k bewertet und gelangen dann zum Differential 326, das die Vorkomponente der Akzelerometersignale durch Sub-

. traktion heraushebt; dies ist die Aufgabe der am Kondensator 324 .·,_ liegenden Spannung, Nach dem Durchlaufen des Differentials3ß6

; werden die Signale in der Stufe 334 integriert und auf ein Differential 322 gegeben, um die Amplitude der das Differentialducoh-

^: laufenden Signale zu steuern. Die Ausgangssignale des Differenz tials 322 werden auf einen Addierer 336 und ein Differential 338 gegeben* ^: '■-■■"■ ·

Die für die Y-Aohse vorgesehenen Stufen entsprechen denen für die X-Aohse. Unter diesen Stufen befindet sich ein Paar von PARs 340 | ;und 342, die den PARs 306 und 308 entspechen. Die Ausgangssignale der PARs 340 und 342 werden über Treiberstufen auf die Wicklungenj ■

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& ORIGINAL

- 38 - X₅

der Antriebs vor richtungen 341 und 34j5 gegeben, die den Antriebsvorrichtungen 20 und 22 der Pig. 2 entsprechen. Diese Antriebsvonichtungen 3^1 und 3^3 bewirken die Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte in Y-Richtung. Unter den Stufen für die Y-Richtung befindet sich weiterhin ein Addierer 344 und ein Differential 346, die dem Addierer 336 und dem Differential 338 für die X-Riohtung entsprechen.

Weiterhin ist· an gegenüberliegenden Enden des Kopfes 330 ein Paar Akzelerometer 3^-8 und 350 vorgesehen, die die Beschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte in Y-Richtung erfassen. Wie einzusehen ist, haben die Ausgangssignale des Akzelerometer 348 und 350 gleiche Amplituden, "wenn, die gegenüberliegenden Enden des Kopfes 330 der gleichen Beschleunigung in Y-Richtung ausgesetzt sind. Wenn jedooh der Kopf 330 sich relativ zur Grund-. platte um eine Achse drehen will, die zu der von der X- und der Y-Achse' aufgespannten Ebene im wesentlichen senkrecht verläuft, liefert das Akzelerometer 348 ein anderes Signal als das Akzelerometer 350. Die Differenz zwischen den von den Akzelerometern 3^8 und 350 gelieferten Signalen stellt die Drehbeschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte um eine Achse dar, die zu der von der X- und der Y-Achse aufgespannten Ebene im wesentlichen senkrecht steht.

Die Ausgangssignale der Akzelerometer 3^-8 und 350 werften jeweils mit dem Faktor k bewertet und auf einen Addierer 352 gegeben, der sie addiert; sein Ausgangssignal entspricht dem Mittelwert der Ausgangssignale der Akzelerometer 3^8 und 350 und der Beschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte in Y-Richtung. Die Ausgangssignale des Addierers 352 laufen zu einem Differential 354, das dem Differential 326 für die X-Richtung entspricht. Weiterhin erhält das Differential 354 Signale aus einer Offset-Korrekturschleife, die der Korrekturschleife aus dem Tor 323* dem Kondensator 324 und dem Differential 326 für die X-Richtung entspricht.

BADORIQIhTAL

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221815S

Die Offset-Korrekturschleife für die Y-* X- und Drehachse ent« nält ein Tor 356, das Signale aus einem invertierenden Verstärker 350 erhält. Der Inverter j558 erhält seinerseits aus dem Computer ein.logisches Signal mit niedriger Amplitude» das. !die stationäre Lage des Kopfes relativ zur grundplatte bewirkt und auf eine hohe Amplitude springt, wenn der Befehl zur Bewegung des. Kopfes erteilt wird. Da diese Signale vom Verstärker 358 invertiert . werden, sohliesst das Tor 356 und lässt nur dann Signale ninduroh, wenn der Computer befiehlt, den Kopf festzualten. wenn das Tor 356 sohliesst, läuft aus einem Differential 360 ein Signal durch , das Tor, das die Schwerkräftkamponente und andere BeschleunigungS*- fehler darstellt, und lädt den Kondensator 36I. !

Auf diese Weise erzeugt die Offset-Korrektürschleife bei jeder Bewegung des.Kopfes relativ zur Platte ein Signal mit einem konstanten Term, der der Spannung entspricht, die die Schleife , beim letzten Stillstand des Kopfes erzeugte, indem «ajti eine Off« ; set-Korrekturschleife zur Erzeugung einerVorspannung für das i Differential 354 vorsieht* geben die dieees durohlaüiehdfeh Signale nur die tafcsächliohe Beschleunigung des Kopfes relativ >zur Grundplatte wieder. Auf diese Weise werdön Fehlet ieliwiniert, , | die eine nicht horizontal-,Ausrichtung der Grundplatte verur- ^:

Die Signale der Akzelerometer ^48 und 350 wasäen »eifcsrhin auf eiint Differential 362 gegeben* di*^s die Differenz· zwischen (Jen Amplituden der beiden Besohleungigungssignale hihdurohlässtv Diese _: Amplitudendifferenz Stellt diejenige Komponente der Beschleunigung dar, die sich aus der Drehung des Kopfes relativ zUr <Str«ndplatte um eine Achse ergibt, die im wesentliohen senkrecht zu der von der X- und der. Y*-Äehse aufgespannten Ebene verläuft. Das Ausgangssignal des Differentials 362 geht an_: eine Offset-Korrekfcurscüelfe 364, die auf ähnliche Weise, wie esoben erläutert wurde, Fehler kompensiert, die eine,nicht horizontale Ausrichtung der Grundplatte verursacht» ' ■

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2219153

X 5

. Die resultierenden, ale Öffset-Korrekturschleife 364 durchlauft fenden Akzelerornetersignale werden bei 366 integriertJ es er- ⁽ geben sich Signale* die der Drehgeschwindigkeit 4eeKopfes j

■ relativ zur Grundplatte um eine Achse entsprecht!*, Άί& zu der ! von der X-'und tier Y-Achse aufgespannten Ebene im wesentlichen senkrecht liegt. Die Signale aus dem Integrator 366 gehen an einen Addierer 336 und das Differential 338. Die Ausgangssignale des Integrators 366 werden im Addierer 336 zu den Ausgangssignalen des Differentials 322 addiert und im Differential 338 von

■, den Ausgangesignalen des Differentials 322 subtrahiert.

Sodann werden die Ausgangsalgnale des Addierers. 336" an den PAR 306 gelegt, um den von diesem erzeugten Leistungswinkel θ zu steuern; entsprechend laufen die Aiigangssignale des Differentials 338 zum PAR 308, um den vom diesem erzeugten Leistungswinkel zu steuern.

AUf diese Weise werden die Lejsbungswinkel der von den PARa 306, 308 erzeugten Signale so gesteuert, dass eine Drehung de» Kopfes relntiiv zur Grundplatte um eine Achse, die itn weeenfcXt· ohen senkrecht fcu.der von der X- Und der Y-Achse aufgespannten Ebene liegt* unterbunden wird* Eine entsprechend* Steuerung lot für die Leißtungewlnkei der Ausgangesignale der JPARs 3^0 /₄ und 3^0 für die Y-Achse vorgesehen» um eine Drehung d*fc Kopfes relativ zur Grundplatte ura die la wesentlichen etökafeoht au det* von der X- und der Y-Achse aufgespannte Bbene liegiünde Aohee weiter zu verhindern«

Die Fig. 15 zeigt ein Dämpfungesystem mit einem Induktlone^tacho« generator zur Verbesserung Äer Steuerung der Verschiebung eines beweglichen 011 edes, z.B. eine« Kopfes, relativ au einem fest** stehenden Glied durch Dampfung der Bewegung des Kopfe» in X* und Y-Richtung und durch Unterbinden einer Drehung des Kopfes um eine senkrecht'zu der von der X- und der Y-Aohse *ufgespannt ten Ebene senkrechten Achse» Das in Pig. 15 gezeigte System weist Digital-Analog-Resolver 400 und 402 auf, dledle digitalen Signale, die die Inkremente der Sollversohiebung des Kopfes

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i■'■■: ^; ;·.■. - fl - ■ X 5

t . ■- . j

relativ zur Grundplatte in X- und Y-Riohtung darstellen, in analoge Signale umwandeln, die ebenfalls diese Verschiebung entlang der X- und der Y-Achse darstellen» Das in Fig. 15 gezeigte System .enthalt weiterhin einen Addierer 4o4, der dem Addierer 520 in- ^ig» 14 entspricht und Signale erzeugt, die die Sollgeschwindig-, Jcßit ^₁ in X-Richtung und äie'Sollbesehetyunigung x, in X-Hiohturig darstellen. Das System enthält weiterhin einen Addierer. 406, dessen Äusgangssignale die Sollgesohwindigkeit f_± in Y-Richtung und die Sollbesohleunigung JL in Y-Richtung darstellen.

^; Die Signale aus dem Resolver 400 werden auf die PARs 4θ8 und 410 gegeben, die den steuerbaren Leistungswinkel θ für die Steue-, rung der auf diö Antriebaglieder 412 und 414 angebrachten Kräfte aur Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte in X-Richtung liefern. In gleicher Weise werden die Ausgangssignale des Resolvers 4ö2 auf die PARs 416 und 4l8 gegeben, die den steuerbaren ■ X,eistungswink@l zur Steuerung der auf die Antriebsglieder 419 und 420: zwecks Bewegung des Kopfes relativ zur Grundplatte in ι Y-Richtung aufgebrachten Kräfte liefern.

Die Geschwindigkeit des Kopfes relativ zur Grundplatte in Y-Riohtufig wird von den Induktionstaohogeneratoren 422 und 424 erfasst, per Aufbau der Induktionstaohogeneratoren 422 und 424 ist in Pig» 16 gezeigt und wird unten im Detail erläutert.

Die Ausgangssignale des Tachogenerator 422 kann phasenversetzt sein und folgenden Beziehungen folgern

e_A ..B₆-OOBaCJL,^ (οι. 23)

(Ql.

mit ei ~ erstes Signal aus dem Tachogenerator 422, e-a « zweites Signal aus dem Tachogenerator, υ' «

ρ ■» Teilung der Zähne in der Grundplatte,

.. . y * Verschiebung des Kopfes relativ zur Grundplatte

in Y-rRiohtung und

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* 42 - χ 5

E_Q = maximale Ausgangsspannung des Tachogenerators.

Die Ausgangssignale des Tachogenerators 422 laufen zu einer Einheit 430, in der die trogonometrischen Punktionen von den Spannungen e_A und e_ß der Gleichung 23 eliminiert werden. Diese Eliminierung der trogonometrischen Punktionen ist wesentlich, um eine Spannung zu erhalten, die ausschliesslich geschwindigkeitsproportional ist. Der Aufbau und die Punktion dieser Einheit 430, die im folgenden als "TET" bezeichnet wird, sind weiter unten im Zusammenhang mit der Ausführungsform der Fig. im Detail erläutert. Der TET 430 eliminiert die trigonometrischen Funktionen, indem er die Signale des Tachogenerators mit den AusgangsSignalen des Reaolvers 402 verknüpft, die die Sollverschiebung y. darstellen. Entsprechend eliminiert ein TET 432 die trigonometrischen Punktionen aus den AusgangsSignalen des Tachogenerator, 4 24. .

Die Ausgangssignale der TETs 430 und 432 werden in einem Addie«· rer 434 acfcLfert, um Signale zu erzeugen, die die Geschwindigkeit des Kopfes relativ zur Grundplatte in Y-Richtung darstellen. Diese Signale werden in einem Kompensationsnetzwerk 436 zur Verbesserung der Stabilität weiterverarbeitet. Die resultierenden Signale gehen an ein Differential 438, das Signale durchlässt, die dem Fehler zwischen der Soll- und der Istgeschwindigkeit des Kopfes relativ zur Grundplatte in Y-Richtung entsprechen. Die AusgangssignaIe des Differentials 438 laufen dann zu einem Addierer 440 und einem Differential 442.

Die Ausgangssignale der TETs 430 und 432 gehen weiterhin auf ein Differential 444, dessen Ausgangssignale die Differenz zwischen den AusgangsSignalen der TETs darstellen. Diese Differenzsignale entsprechen der Drehgeschwindigkeit des Kopfes relativ zur Grundplatte um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der von der X- und der Y-Achse aufgespannten Ebene liegt. Diese Differenz· signale werden kompensiert, um die Stabilität der Steuerung zu verbessern, und auf den Addierer 440 und das Differential 442

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'gegeben. Auf diese Weise werden die die Drehgeschwindigkeit ' des Kopfes darstellenden Signale Im Addierer. 440 zu den Signalen : addiert, die den Geschwindigkeit'sfehier des Kopfes relativ gur Grundplatte in Y~Riohtung darstellen, und im Differential 442 ■ von den Signalen subtrahiert, die den Gesohwindigkeitsfehler ; des Kopfes relativ zur Grundplatte in Y-Richtung darstellen» .

Die Ausgangssignale des Addierers 440 und des Differentials werden auf den PAR |16 bzw. den PAR 418 gegeben* Diese Signale stellen Korrektursignale dar, die Drehschwlngungen des Kopfes' relativ zur Grundplatte um die Achse dämpfen, die im wesentlichen senkrecht zu der von der X- und der Y-Achse aufgespannten Ebene ' liegt. Weiterhin liefern ein Addierer 456 und ein Differential 448 Signale an die PARs 4O8 tind 410 für die X-Achse, um die Drehung des Kopfes relativ zur Grundplatte um eine Achse, die senkrecht zu der von der X- und der Y-Aohse aufgespannten Ebene ι liegt, weitai» zu verhindern. ' .

Die FIg* 16 zeigt eine |LUßfÜhrungsform der iin den Fig» · 15 ent*- :

haltenen InduktipnstaQhög$neratc>re.n 422iind 424* inäbr in Flg» 16 gezeigten AusfÜßrun^e^^miiöi©

und _:2iÜjiifr'-^:^-_:'au^ ^^^ä

generafco^^hat B^ Paar;^ imd;

nentmagnif en 484 iiber^ttafet wer#in. JD^r ^

l»aar vmi JSälihen. hM und 488 vereehin* äerea Abs^tiÄ^n £ beträgt» ffatspreeiiend fielst der fiagnet 482 ein-ΜΦ ^Hhne und 492 auf i mit einem Abstand von ^ξη + 1/2); D#r Abstand Zähne auf dem Magnet 48ö lind ύ&ν'Zähne auf dem Magnet 482 lässt sich ausdrücken als p{n + 1/4). ^;

Auf den Zähnen 486 und 488 sind die Wioklüngen 49^ ϊ>έ«< 4^4 gebracht und differenziell in Reihe gesöhaltet, um die Spariiiung e_A der Gleichung 25 zu erzeugen," Entsprechend tragen die Zähne 490 und 492 die Wicklungen 495 und 496, die, diffefentiall in ^: Reihe geschaltet, die Spannung e„ der Gleichung 25a erzeugen. Die Spannungen e_A und e_ß werden in den Kopf induziert, wenn sich

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- 44 - - χ 5

der Kopf in X-Richtung über die Grundplatte bewegt. Die Spannung e„ lässt sich ausdrucken als

21TO o

^eA = ^Eo;^C0S±lT^ ' ätr ^mit

E_Q = Spitzenwert der in den·Wicklungen 495 und 494 induzierten Spannung.

Entsprechend lässt sich die Spannung e„ ausdrücken als

-, Ζ ²IPo ^d7o ^eB = V^Sin "ρ · "dt-

Eine Ausführungsform des TETs ist in Fig. IJ gezeigt. Wie bereits im Zusammenhang mit dem System der Fig. 15 erläutert, erzeugen Tachogeneratoren wie die der Bezugs zeichen,422 und 424 ein Paar Signale, die sich als /~e .cos — _# 7 und 7r° ^ά7 _ο P au

.sin —^- . -rr— J/ darstellen lassen. Die vom Resolver

^{p 2}T^

402 gelieferten Signale lassen sich darstellen als^E.cos—ί—-J

²W⁷A

und ^""B.sin —~ J/ mit E = const. Die cos-Signale aus dem Tachogenerator ■- beisplw. 422 - und dem Resolver 402 werden auf einen Multiplikator 500 gegeben, die sin-Signale aus dem Tachogenerator und dem Resolver auf einen Multiplikator 502. Die Ausgangssignale der Multiplil^oren 500 und 502 addiert ein Addierer 504, dessen Ausgangssignal das Ausgangssignal des TETs darstellt. Die Multiplikatoren 500 und 502 und der Addierer 504 bilden einen TET, wie z.B. den TET 4^0 der Fig. 15. . .

Die Funktion desTETS 4jX) ergibt sich aus der folgenden mathematischen Analyse. Der Multiplikator 500 liefert Signale folgender. Form:

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2213T55

X 5

^COS

Entsprechend liefert der Multiplikator 502 Signale der Form

E₀E₅^ . ( sin JL-S. ) ( sin -JLA). (Gl. 24a)

Y₁ lässt sich jedoch ausdrucken als .

+ OC mit (Gl. 25)

= Differenz zwischen der Soll- und der IsW ' verschiebung des Kopfes relativ zur Grund

platte in Y-Richtung.

Entsprechend lässt sieh das Aus gangs signal des Addierers 50^· f ausdrücken als

'. ^Te ^{= E}o^EgFE²^'^<?os '^oos C +■ <,) (01. 26)

.sin ( + <?C )₃ mit

.sin (

ρ ρ

T = Ausgarigssignal des Addierers Nach einer bekannten trigonometrischen Beziehung gilt:

cosA_#oosB + sinA.sinB = qos(A-B) (öl. 2j)

Betrachtet man A als 2|f y_Q und B als (y_Q +0C)2 η , folgt

(Gl. >

Damit folgt _dy - dy '

• ^To - ^Eo^E ΈΓ -^oos "< 'Ο '^ ^¹ST². <^ei·-. ^28a>

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-46- χ 5

da coscCsil, wenn man cCklein hält. Entsprechend liefert der TET 4^0 ein Ausgangssignal, aus dem die trigonometrischen ' Funktionen von y eliminiert sind.

Die Fig. l8 zeigt ein System, mit verbesserter Leistung duuren-Rückführung digitaler Signale, die Inkremente der Istgeschwindigkeit des Kopfes relativ zur Grundplatte darstellen. Das System kompensiert gfeichfalls die Schwierigkeiten, die bei einer nichthorizontalen Ausrichtung der- Grundplatte auftreten können. Das System liefert digitale Signale, die den Inkrementen der Sollverschiebung, -geschwindigkeit und -beschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte entsprechen. Diese Signale lassen sich als x. -»· fA. + kft. für die X-Richtung darstellen und werden auf die Kömparatoren 520 und 522 gegeben. Der Komparator 520 lässt Signale durch, die den positiven Inkrementen entsprechen, der Komparator 522 Signale, die den negativen Inkrementen entsprechen. Die Signale der Kompf^atoren 520 und 522 werden durch einen Resolver 524 in Analogsignale umgesetzt, der durch Zählung der Eingangsimpulse eine Integration vollzieht. Ein Teil des Ausgangssignals des Resolvers 524 wird auf ein bewegliches Glied, z.B. den Kopf 526, gegeben.

Mit dem Kopf bewegt sich ein Analog-Akzelerometer 528, das die Beschleunigung des Kopfes in X-Richtung erfasst. Diese Signale werden in einer Stufe 530 kompensiert, in einer Stufe 532 mit dem Faktor k bewertet und 'auf einen Komparator 534 gegeben. Das Tor 534 liegt in einer Offset-Korrekturschleife 536, den Toren 540* 542, einem Zähler 544 und einem Spannungsumsetznetzwerk 546.

Der Komparator 534 erhält vom Netzwerk 546 ein Signal, das einen Vorspannungspegel im Komparator erzeugt, umden Durchgang der Signale durch diesen zu steuern. Die durch den Komparator laufenden Signale werden durch den Generator 538 von analogen in digitale mit einer Impulsfrequenz umgewandelt, die der Amplitude der Analogsamnung proportional ist. Diese Signale laufen nur dann durch die Tore 540, 542, wenn der Kopf 526 sich nicht bewegt. Dies ergibt sich daraus, dass die Tore 540 und 542 auch

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' BAD ORIGINAL

- 47 -' · X 5

über Inverterverstärker 548 und55O durch- Computersignale angesteuert· werden, die die Bewegung des Kopfes bewirken. Diese logischen Signale haben eine hohe Amplitude, wenn der Kopf sich bewegen soll-, und eine niedrige Amplitude, wenn der Kopf stillstehen soll.

Da die Tore 540 und 542 nur dann Signale durchlassen, wenn der Kopf stillsteht, stellen die durch die Tore laufenden Signale Fehler dar, die sich aus der Abweichung der Grundplatte von der Horizontalen ergeben. Die durch die Tore 540 und 542 gelassenen Impulse werden vom Zähler 544 gezählt und in eine Analogspannung umgesetzt, die von der Stufe 546 zu einem Bezugs- oder Vorspannungssignal verwandelt wird. Dieser Bezugspegel wird während der Bewegung des Kopfes im Netzwerk 546 aufrechterhalten. Diese Spannung wird auf das Differential 534 gegeben, um während der Bewegung des Kopfes bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Kopf wieder stillsteht, einen Bezugs- oder Vorwert darzustellen. Durch das. Vorsehen eines solchen Bezugs- oder Vorwertes im Differential ■ 534 entsprechendie vom Akzelerometer 528 durchdas Differential laufenden Signale nur der Beschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte in X-Richtung.

Während der Bewegung des Kopfes durchlaufen diejenigen digitalen Signale, die der Generator 538 als Inkremente der Beschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte in X-Richtuhg liefert, die Tore 552 und 554, da diese vom Rechner mit BefehlsSignalen angesteuert werden, die die Bewegung des Kopfes bewirken» Die durch die Tore 552 und 554 laufenden Signale werden an die Komparatoren 520 und 522 gelegt. Die den positiven Inkrenienten entsprechenden Aus gangs sig-^ale des Tors 554 liegen am Komparator 522 und werden dort mit Signalen verknüpft, die negative Inkremente der SoIlverscliiebung x., -geschwindigkeit £. und -beschleunigung X^ des Kopfesdarstellen. Entsprechend werden die negativen Inkremente darstellenden Ausgangssignale des Tors 552 im Komparator 520 mit den Signalen verknüpf^, die die positiven Inkremente der oollverschiebung x., -geschwindigkeit x. und -beschleuni-X. des Kopfes darstellen. Auf diese Weise entsprechen

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- 48 - χ 5

die an den Resolver 524 gegebenen Signale lediglich der Differenz zwischen der Soll- und derlstgeschwlndigkeit des Kopfes relativ zur Grundplatte in X-Richtung.

Die Fig. 19 zeigt eine Anordnung, die sich anstelle der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Systeme verwenden lässt, um unter Verwendung eines Drehresolvers einen steuerbaren Leistungswinkel zuerzeugen. Der Resolver weist ein Paar Wicklungen 560 und 562 auf, die untereinander in einer bestimmten Phasenbeziehung - z.B. 90° Phasenunterschied - stehen. Die Wicklungen 560 und 562 befinden sich auf einem feststehenden Glied, wie beispielsweise einem Ständer. Ein Anschluss der Wicklungen 560 und 502 liegt jeweils an einem Bezugspotential, z.B. dem Massepotential. Der andere Anschluss der Wicklungen 56Ο und 562 nimmt Signale der Form (P.cos ß) bzw. (P.sin j$ auf.

Im Ständer ist eineWelle 564 angeordnetj ihre Achse entspricht der Ständerachse. Die Welle 564 trägt ein Paar magnetoresistiver bzw. Hall-Effekt-Vorrichtungen 566 und 568, die untereinander in bestimmter Phasenbeziehung - z.B. 90° Phasenverschiebung stehen. Ein Anschluss der Wicklungen 566 und 568 liegt jeweils auf einem Bezugspotential, z.B. Masse, der andere Anschluss der Wicklungen 566 und 568 an Anschlussklemmen, an denen die Ausgangsspannung·ansteht.

Die Welle 564 wird um einen Winkel & (Fig, Ja.) gegenüber dem Ständer gedreht. Da der Ständer Signale mit einem Winkelversatz von ß (in Zeigerform) aufnimmt, ist der Winkelversatz der vom Rotor gelieferten Signale { ß + h)· Die Beziehung zwischen den Winkeln ß und ^ zur Erzielung des Lelstungswinkels θ ist aus Fig. 7a ersichtlich,

Fig. 20 zeigt eine Einrichtung, die in einer vorgegebenen Modula·* torelnriehtung ein vollständiges Beschleunigungserfassungs- und Integrationssystem und eine Dämpfungsschleife für den Synchronmotor zusammenfasst. In der in Fig. 20 gezeigten Ausführungsform liegen auf einem Leitungspaar 570, 572 Signale, die eine erste

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- 49 - X 5

trigonometrische Funktion darstellen - z.B. cos ( Wie einzusehen ist, stellen diese'Signale eine trigonometrische Funktion der Sollverschiebung des Kopfes relativ zur Grundplatte in X-Richtung dar. Entsprechend liegen auf.dem Leitungspaar .. 574 und 576 Signale der trigonometrischen Funktion sih{27Tx ,/p).

Die Signale der Leitungen 570, 572 liegen an den Endpunkten eines Potentiometers 578* dessen einer Abgriff an einem Bezugspotential, z.B.'Masse, liegt. Entsprechend sind die Signale der Leitungen 574 und 576 an die Endanschlüsse eines Potentiometers 58O gelegt, dessen einer Abgriff ebenfalls an einem Bezugspotential - z.B. Masse - liegt.

Die Potentiometer 578 und 580 weisen bewegliche Arme auf, die über ein Gestänge 582*? mit einer Meile 584 verbunden sind. Ein Ende einer Spannfeder 586 ist mit der Welle 584 und das andere Ende an einem festen Bauteil, z.B. einem Gehäuse 588, befestigt· Weiterhin ist auch der Rotor 590 einer Bremsvorrichtung 592mit der Welle 584 gekoppelt und dreht sich mit dieser. Weiterhin trägt die Welle 584 einen Arm 594, an dessen freiem Ende sich ein Gewicht 596 befindet. Der Arm 594 wird normalerweise dureh eine Feder 598 zentriert* deren eines Ende am Arm 594 unö deren anderes Ende am Gehäuse 588 befestigt ist*

Das Signal auf dem beweglichen Arm des Widerstandes 578 wird auf ;

einen Summierer 600 gegeben* ebenso wie das Signal auf der Lei« i

tung 574. Entsprechend liegt das Signal des beweglichen Armes j

des Potentiometers 580 am Summierer 6θύ_Λ der es zu dem Signal j

der Leitung 570 addiert. Die Aus gangs signale dei* Stinraierei* 60O J

und 602 werden über Leistungs\a»sfeärkei* 604, 606 auf den Zopf ;

gegeben, um diesen mit einem steierbafejj Leistungswinkel zu fee- . " -j-

aufschlagen und so die Bewegung, des Kopfes in X-Riohtiing zii [

steuern. . j

Jede Beschleunigung des Kopfes relativ zur Grundplatte ±n> X-Rlch- t tung resultiert in einer entsprechenden Beschleunigung der Masse 596, die dadurch mit dem Arm 594 zusammen aussehwingt und die

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ORIQiNAi.

- 50 - Χ5

Welle 584 dreht. Die Winkelbeschleunigung wira von der Drehbremse 592 kontrolliert, die die Beschleunigung in eine Geschwindigkeit entsprechend der Winkelverschiebung der Welle 584 und der beweglichen Arme der Potentiometer 578 und 58Ο umsetzt.

Die Kombination der cos-Signale vom Anschluss 570, Addierer und Potentiometer und der sin-Signale vom Anschluss 574, Addierer 600 und Potentiometer 578 stellen einen PAR dar, der den Eingangszeiger des Motors verschiebt, um den Leistungswinkel proportional zur Drehauslenkung der V/ eile 589 und damit die Geschwindigkeit des Kopfes in X-Richtung zu steuern. Hieraus, ergibt sich der gewünschte Geschwindigkeitsterm, der die Bewegung des Kopfes entlang der X-Achse dämpft.

Die Masse 596.lässt sich durch die Feder 598 in der Ruhelage zentrieren. Diese Feder 598 ist jedoch, wie einzusehen ist, nicht unbedingt erforderlich. Die Spannfeder 586 ist vorgesehen, um eine Abweichung der Grundplatte von der Horizontalen auszugleichen.

Obgleich diese Anmeldung die Erfindung unter Bezug auf bestimmte Anwendungsfälle offenbart und erläutert, lassen sich die offenbarten Prinzipien jedoch auf zahlreiche andere Fälle anwenden, die dem Fachmann ersichtlich sind« Die Erfindung ist also nur insofern als eingeschränkt aufzufassen, wie es die nachfolgenden Ansprüche angeben. ^y-. ......... ^v

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- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. - 51 - X₃

   Patentans prüche

   1. Kombination aus einem ersten Glied, einem zwecks Zusammenwirkens mit dem ersten angeordneten und relativ zu diesem beweglichen zweiten Glied, betrieblich an das erste oder das zweite Glied angeschlossenen Mitteln, die das zweite Glied mit bestimmter Periodizität erregen, um entsprechend dieser Periodizität eine Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu bewirken, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass eine synchrone Bewegung des zweiten Gliedes zum ersten Glied entsprechend der bestimmten, von der Erregungsvorrichtung bestimmten Periodizität erfolgt, und aus einer betrieblich an die Erregervorrichtung angeschlossenen Analogvorrichtung, die die Phase der bestimmten Periodizität der Erregervorrichtung in solcher Richtung um einen steuerbaren Winkel verschiebt, dass die gewünschte Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied erleichtert wird.

   2. Kombination nach Anspruchl, gekennzeichnet durch eine be~ triebsmässig an die Phasenverschiebungsvorrichtung angeschlossenen Einrichtung, die die Phasenverschiebung <ier bestimmten Periodizität der Erregervorrichtung einstellbar steuert. !

   ^. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ; das erste Glied ebenflächig und das zweite Glied von diesem auf _v '

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   BAD QRlQiNAl-.

   - 52 - χ 5 ' .

   Abstand, aber in Wirkbeziehung zu ihm angeordnet ist, so dass
   sich letzteres synchron mit der von der Erregervorrichtung
   bestimmten Periodizität am ersten Glied entlang bewegen kann.

   4. Kombination aus einem ersten Glied, einem zwecks Zusammenwirkens mit dem ersten angeordneten und relativ zu diesem beweg- ) liehen zweiten Glied, betrlebsrnässig an das erste oder zweite } Glied angeschlossenen Mitteln, die das jeweilige Glied mit einem ; Paar von Signalen erregen, die einer periodischen Funktion j folgen und untereinander in bestimmter Phasenbeziehung stehen, \ um eine Bewegung des 'zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied j zu bewirken, wobeidas erste und das zweite Glied so aufgebaut · sind, dass entsprechend den periodischen Funktionen des von

   der Erregervorrichtung gelieferten Signalpaares eine synchrone ; Bewegung des zweiten relativ zum ersten Glied erfolgt, und *

   einer betrieblich an die Erregervorrichtung angeschlossenen Ein- ^! richtung, die in analoger Technik die Phasen der beiden Signale
   um einen steuerbaren Winkel verschiebt, um eine Bewegung des
   zweiten relativ zum ersten Glied zu erleichtern und die bestimmte
   Phasenbeziehung zu erhalten. j

   5. Kombination nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine

   betrieblich an die Phasenverschiebungseinrichtung angeschlossene
   Einrichtung, die die Phasenverschiebungen der beiden von der
   Erregervorrichtung, gelieferten Signale einstellbar steuert.

   6. Kombination nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass * das erste Glied ebenflächig und das zweite Glied entlang dem

   ersten Glied bewegbar ist und dass das erste und das zweite
   Glied gegeneinander den ebenflächigen Aufbau des ersten Gliedes
   aufweisen, um eine synchrone Bewegung des zweiten Gliedes relativ
   zum ersten Glied entsprechend den periodischen Funktionen des
   von der Erregervorrichtung gelieferten Signalpaares zu bewirken.

   7» Kombination aus einem ersten Glied, einem zwecks Zusammenwirkens mit dem ersten angeordneten zweiten Glied, wobeidas

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   - 55 - X 5

   erste und das zweite Glied sich relativ zueinander bewegen können, wenn eines von ihnen erregt wird, einer mit dem ersten oder dem zweiten Glied zusammenwirkend angeordneten Vorrichtung, die das jeweilige Glied erregt, um die Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied zu erzeugen, einer betrieblich an die Erregervorrichtung angeschlossenen Einrichtung, die ein Paar periodischer Signale mit bestimmter Phasenbeziehung zueinander liefert, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass eine Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied synchron zu einem Paar periodischer Signale stattfinden kann, einer an die vorstehend erwähnte Vorrichtung betrieblich angeschlossenen Vorrichtung, die die Phasen der. beiden periodischen 'Signale um einen steuerbaren Winkel verschiebt, einer betrieblich an die vorstehend erwähnte Vorrichtung· angeschlossene Einrichtung, die das Paar phasenverschobener periodischer Signale auf die Erregervonichtung gibt, um die Bewegung zwischen erstem und zweitem Glied zu erzeugen, einer betrieblich mit dem zweiten Glied gekoppelten Vorrichtung, die Signale liefert, die eine Funktion der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, und einer auf die von dieser zuletzt erwähnten Vorrichtung erzeugten Signale ansprechenden Einrichtung, die diese Signale auf eiie Phasenvers chi ebungsvorrichtung gibt, um die Phase des Paares periodischer Signale, die durch die Phasenverschiebungsvorrichtung bestimmt wird, zu steuern,

   8. Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied ebenflächig ist und eine Gitterkonfiguratioh aufweist, um die Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied synchron zu dem Paar periodischer Signale zu erleichtern.

   9. Kombination nach Anspruch ¹J, dadurchgekennzeichnet, dass die Vorrichtung, die die eine Funktion der Verschalung darstellenden Signale liefert, Signale liefert, die in Beziehung zur Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied stehen, um die Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum

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   BAD OBIQINAL

   - 54 - X 5

   ■ ersten Glied zu dämpfen.

   10. Kombination nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebungsvorrichtung inanaloger Technik arbeitet, um die Phasen der beiden periodischen Signale des . Paares analog um den gesteuerten Winkel zu verschieben.

   11. Kombination aus einem ersten Glied, einem zwecks Zusammenwirkens mit dem ersten Glied und relativ zu diesem bewegbaren zweiten Glied, einer ersten, betrieblich mit dem zweiten Glied verbundenen Vorrichtung, die das erste oder zweite Glied periodisch erregt, um eine Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied in einer Richtung zu erzeugen, in der die Wirkbeziehung des zw'eiten Gliedes zum ersten Glied aufrechterhalten bleibt, wobei das erste und das zweite Glied relativ zueinander so aufgebaut sind,.dass eine Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied synchron mit der Periodizität der von der Erregervorrichtung erzeugten Erregung erfolgt, einer zweiten, betrieblich mit dsr Erregervorrichtung gekoppelten Vorrichtung, die die Phase der periodischen Beziehung der von der Erregervorrichtung erzeugten Erregung um einen steuerbaren Winkel verschiebt, um die Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu erleichtern, einer betrieblich mit dem zweiten Glied gekoppelten dritten Vorrichtung, die eine Funktion der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied angibt, und einer Regelvorrichtung, die betrieblich an die auletzterwähnte Vorrichtung angeschlossen ist, um die angegebene Punktion der zuletzt erwähnten Vorrichtung auf die Phasenverschiebung^ vorrichtung rückzuführen und dadurch die Phase der periodischen Beziehung der von der Erregervorrichtung erzeugten Erregung entsprechend dieser angegebenen Funktion zu steuern.

   12. Kombination nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung eine Angabe der Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied liefert und dass die Regelvorrichtung diese Geschwindigkeitsangabe auf die zweite Vorrichtung zurückführt, um die Bewegungen den zweiten

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   BAD ORiQINAL

   - 55 - 15

   Gliedes relativ zum ersten Glied zu dämpfen.

   13· Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied ebenflächig ist und das zweite Glied magnetische Eigenschaften aufweist, um mit dem ersten Glied zur Erzeugung einer mit der Periodizität der von der Erregervorrichtung erzeugten Erregung synchronen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied zusammenzuwirken.

   14. Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebungsvorrichtung die Phase der periodischen Beziehung der von der Erregervorrichtung gelieferten Erregung analog verschiebt.

   15· Kombination aus einem ersten Glied, einem zweiten, nahe dem ersten Glied angeordneten zweiten Glied, das mit ersterem bei Bregung zusammenwirkt, um eine Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu erzeugen, einer relativ zur ersten oder zweiten Vorrichtung angeordneten Einrichtung, die das jeweilige Glied mit bestimmter Periodizität erregt, um eine Bewegung des ziveiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu bewirken, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind,

   w
   dass die Verschiebung des zeiten Gliedes relativ zum ersten Glied synchron mit der Periodizität der Erregervorrichtüng erfolgt, einer betrieblich mit dem zweiten Glied gekoppelten Vorrichtung, die eine Punktion der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied angibt, und einer in einer geschlossenen Schleife zwischen die Erregervorrichtung und die zuletzt erwähnte Vomchtung eingeschaltete Regelvorrichtung, die die Eigenresonanzfrequenz des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied ändert, um die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum eräen Glied zu erleichtern.

   ]£>. Kombination nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregervorrichtung das jeweilige Glied mit bestimmter" Periodizität erregt und dass eine Vorrichtung vorgehen ist, die die von der Erregervorrichtung erzeugte periodische Erregung* um einen derart gerichteten Phasenwinkel verschiebt, dass die

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   - 56 - X 5

   gewünschte Bewegung des zweiten relativ zum ersten Glied erleichtert wird.

   17. Kombination nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied ebenflächig ist und die Verschiebungsvorrichtung in analoger Weise die von der Erregervorriohtung erzeugte periodische Erregung um den Phasenwinkel verschiebt.

   18. Kombination aus einem ersten Glied, einem zweiten, mit dem ersten Glied, zusammenwirkend angeordneten Glied, um bei Erregung eine Bewegung des"zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu bewirken, eine in bestimmter Beziehung zu dem ersten oder dem zweiten Glied angeordneten Vorrichtung, die das Jeweilige Glied mit bestimmter Periodizität erregt, um eine Bewegung des ersten relativ zum zweiten Glfed zu erhalten, wobei | das erste und das zweite Glied so aufgebautsind, dass die Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied synchron mit der von der Erregervorrichtung bestimmten Periodizität erfolgt, einer betrieblich mit dem zweiten Glied gekoppelten Vorrichtung, die die Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied erfasst, und einer in einer geschlossenen Schleife zwischen die Erregervorrichtung unddie zuletzt erwähnte Vorrichtung eingeschaltete Regelvorrichtung, die die Geschwind!gkeitsangaben¹ so auf die Erregervorrichtung rückführt, dass die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied gedämpft wird.

   19« Kombination nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied eine erste und eine zweite Koordinatenachse aufweist und dass das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass eine gleichzeitige und unabhängige Bewegung des zweiten relativ zum ersten Glied in Richtung derersten ; und der zweiten Koordinatenachse synchron mit der von,,der Erre-

   die

   gärvorrichtung erzeugten Erregung erfolgen kann, dass die Geschwindigkeit erfassende Vorrichtung die Geschwindigkeit entlang der ersten und der zweiten Achse angibt und die Erreger-

   BÄD ORIGINAL

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   _ K? _ YR

   -Jf -Λ- Ρ

   vorrichtung eine erste und eine zweite Erregereinrichtung aufweist, um das. Jeweilige Glied in der bestimmten Beziehung zu j erregen und damit eine Bewegung des zweiten Gliedes relativ } "* zum ersten Glied in Richtung der ersten und derzweiten Achse zu erhalten, und dass die Regeleinrichtung eine erste und eine zweite Regelvorrichtung enthält, die in geschlossenen Schleifen jeweils zwischen die erste und die zweite Erregervorrichtung und die erste und die zweite Anzeigevorrichtung eingefügt sind, um die Geschwindigkeitsangaben zu der ersten und der zweiten Erregereinrichtung so rückzuführen, dass die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der ersten und der zweiten Achse gedämpft wird.

   20. Kombination nach Anspruch 19* dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied ebenflächig ist und magnetische Eigenschaften aufweist und die zweite Erregereinrichtung magnetisehe Eigenschaften aufweist, um mit dem ersten Glied zur Erzeugung einer Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der ersten und der zweiten Achse zusammenzuwirken,

   21. Kombination nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erregereinrichtung wahlweise erregbar ist und bei Erregung magnetische Kraftlinien erzeugt, um mit dem ersten Glied zur Erzeugung einer Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der ersten Achse zusammenzuwirken, und dass die zweite Erregereinrichtung wahlweise erregbar ist und bei Erregung magnetische Kraftlinien erzeugt, um mit dem ersten Glied zur Erzeugung einer Verschiebung zwischen dem ersten un<
   zuwirken.

   ersten und dem zweiten Glied entlang der zweiten Achse zusammen-

   22. Kombination aus einem ersten Glied, einem mit dem ersten Glied zusammenwirkend so angeordneten zweiten Glied, dass Kräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Glied erzeugt werden, die -.] ' ao gerichtet sind, dass eine Bewegung des zweiten relativ zum ersten Glied entsteht, einer Vorrichtung zur Lieferung von periodischen Signalen, wobeldas erste und das zweite Glied so aufge-

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   - 58 - X 5

   . baut sind, dass eine Bewegung entsteht, die synchron zu den periodischen Signalen erfolgt, einer betrieblich mit dem· ersten oder dem zweiten Glied gekoppelten Vorrichtung, die das jeweilige Glied erregt, um die Ausbildung von Kräften zwischen dem ersten und dem zweiten Glied zu bewirken, einer. Vorrichtung, die auf die periodischen Signale anspricht, um die Phase dieser Signale um einen steuerbaren Winkel zu verschieben und die phasanverschobenen Signale auf die Erregervorrichtung zu geben, um Kräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Glied auszubilden, und einer auf die Geschwindigkeit, die zwischen dem ersten und dem zweiten Glied infolge der Beaufschlagung mit Kräften entsteht, ansprechenden Vorrichtung, die die Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied dämpft. .. * '

   (23. Kombination nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied ebenflächig ist und eine erste und eine zweite Koordinatenachse aufweist und das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass sie sich gleichzeitig und unabhängig in Richtung der ersten und der zweiten Achse gegeneinander verschieben können, und dass das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass sie die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der ersten und der zweiten Koordinatenachse erfassen können.

   24. Kombination nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied ebenflächig ist und mindestens eine Achse aufweist und das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass eine Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang dieser Achse stattfinden kann, und dass das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass sie die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der einen Achse erfassen können.

   25. In einem System zur Erzeugung einer gesteuerten Relativbewegung zwischen zwei Gliedern entlang einer ersten und einer zweiten Koordinatenachse die Kombination bestehend aus einem

   bad ORiQfNAt, _. 2 O 9 8 A 6 / O 7 8 7

   • - 59 - ■ 15 ■

   "ersten Glied, einem zweiten, vom ersten auf Abstand angeordneten und relativ zu diesem entlang einer ersten und einer zweiten Koordinatenachse beweglichen Glied, wobei das zweite- Glied erste Mittel aufweist, um eine Wechselwirkung mit dem ersten Glied zu erzeugen, dadurch das zweite Glied«relativ zum ersten Glied in Richtung der ersten «»4 Achse anzutreiben und gleich^ zeitig eine Bestimmung der Lage des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied in Richtung der ersten Achse zu erhalten, sowie zweite Mittel aufweist, um eine Wechselwirkung mit dem ersten Glied zu erzeugen, dadurch das zweite Glied relativ zum ersten Glied in Richtung der zweiten Achse anzutreiben und gleichzeitig eine Bestimmung der Lage des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied in Richtung der zweiten Achse zu erhalten, und aus einer dritten Vorrichtung zur wahlweisen periodischen Erregung der ersten Vorrichtung, um wahlweise einen Antrieb des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der ersten Achse zu erhalten, einer vierten Vorrichtung zur wahlweisen periodischen Erregung der zweiten Vorrichtung, um wahlweise einen Antrieb des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der zweiten Achse zu erhalten^ Wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass sich eine Verschiebung zwischen dein ersten und dem zweiten Glied jeweils entlang der ersten und der zweiten Achse synchron mit der periodischen wahlweisen Erregung durch die erste Und zweite Vorrichtung ergibt, einer fünften, betrieblich mit dem zweiten Glied gekoppelten Vorrichtung, die Signale erzeugt, die eine Funktion der Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten GJ.ied in Richtung der ersten Koordinatenachse sind* einer sechsten Vorrichtung, die auf die von der fünften Vorrichtung erzeugten Signale anspricht und sie auf die dritte Vorrichtung gibt, um eine Dämpfung der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied in Richtung der ersten Koordinatenachse zu bewirken, einer siebten, betrieblich mit dem zweiten Glied gekoppelten Vorrichtung, die Signale erzeugt, die eine Punktion der Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied in Richtung der zweiten Koordinatehachse sind* und einer

   209846/0787 BAÖORÄIAL '

   - 6ο - X 5

   achten Vorrichtung, die auf die von der siebten Vorrichtung ' ' ?

   erzeugten Signale anspricht und diese auf die vierte Vor- - 1

   richtung gibt, um die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ . »

   zum ersten Glied in Richtung der zweiten Koordinatenachse zu r

   bewirken. . _v . |

   26. Kombination nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, \

   dass die dritte Vorrichtung die erste Vorrichtung wahlweise I

   periodisch erregt, die vierte Vorrichtung die zweite Vorrich* \

   tung periodisch erregt, und dass das erste und das zweite }

   Glied so aufgebaut sind, dass gleichzeitige und unabhängige f.

   Verschiebungen zwischen dem ersten und dem zweiten Glied in f

   Richtung der ersten und der zweiten Koordinatenachse nach j

   Maßgabe der periodischen Erregung der ersten und der zweiten \ Vorrichtung stattfinden können.

   27. K_om]3i_nation nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied in Form eines magnetischen Gitters ausgebildet ist und die erste und de zweite Vorrichtung magnetische Eigenschaften haben und so angeordnet sind, dass sie mit dem ersten Glied zusammenwirken und willkürliche Bewegungen des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied in Richtung der ersten und der zweiten Achse bewirken.

   28. Kombination nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Glied ebenflächig und in unmittelbarer gegenseitiger Nähe angeordnet sind.

   29. Kombination, bestehend aus einem ersten Glied, einem zweiten, mit dem ersten zusammenwirkend so angeordneten Glied, dass Kräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Glied erzeugt werden, die so gerichtet sind, dass sich eine Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied ergibt, und aus einer ersten Vorrichtung, die Signale liefert, die einer periodischen Funkition folgen und die Soll-Verschiebung zwischen dein ersten und dem zweiten Glied darstellen, einer zweiten Vorrichtung, die auf die der periodischen Funktion folgenden Signale

   BAD0HK3INAL, 209846/0787

   I anspricht und das erste uder zweite Glied erregt, um zwischen [ dem ersten und dem zweiten Glied Kräfte zu erzeugen, die so · I gerichtet sind", dass das zweite Glied sich relativ zum ersten j · Glied, verschiebt, wobei das erste und das .zwei to Glied so -auf-I" gebaut sind, dass die Verschiebung zwischen ersten und zweiten ; Glied synchron mit den der periodischen Punktion folgenden I Signalen erfolgt, einer dritten, betrieblich mit dem ersten und dem zweiten Glied gekoppelten Vorrichtung, die Signale mit der periodischen Funktion erzeugt, die die Istverschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, einer j vierten Vorrichtung, die mit der ersten und der dritten Vori richtung in einer Rückführungsschleife liegt, um die Punktion · I der zweiten Vorrichtung nach Maßgabe einer Differenz zwischen 1 den die Soll- und die Istverschiebung des zweiten Gliedes rela- \ tiv zum ersten Glied darstellenden Signalen zu steuern, einer i fünften Vorrichtung, die an das erste oder zweite Glied ange- \ koppelt ist und Signale erzeugt, die die periodische Punktion i aufweisen und die Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ

   ι -

   ! zum ersten Glied darstellen, und einer sechsten Vonichtung, die ,^! auf die von der fünften Vorrichtung gelieferten Signale anspricht und sie auf die zweite Vorrichtung gibt, um die Funktion / der zweiten Vorrichtung nach Maßgabe dieser Signale so zu steu- ; ern, dasg sich eine Dämpfung der Verschiebung des zweiten

   Gliedes relativ zum ersten Glied ergbt.

   30. Kombination nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine siebte Vorrichtung vorgesehen ist, die Signale mit i der periodischen Funktion erzeugt, die die Sollgeschwindigkeit ; des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, sowie \ 1 eine achte Vorrichtung, die auf die Signale der siebten Vor-1 richtung anspricht und diese auf die zweite Vorrichtung gibt,

   um die Funktion der zweiten Vorrichtung nach Maßgabe dieser , Signale zu steuern,
   j . ·

   I 31. Kombination nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, ! dass eine siebte Vorrichtung vorgesehen ist, die Signale er_t zeugt, die der periodischen Funktion folgen und die Sollbe-

   '; 209846/0787

   - 62 - χ 5 '

   schleunigung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, sowie eine achte Vorrichtung, die auf die Signale ' der siebten Vorrichtung anspricht., um diese auf die zweite Vorrichtung zu geben, um die Funktion der zweiten Vorrichtung entsprechend diesen Signalen zu steuern.

   J52. Kombination nach Anspruch29, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Glied ebenflächig sind und magnetische Eigenschaften aufweisen und dass die zweite Vorrichtung das erste oder das zweite Glied betrieblich erregt, um magnetische Kräfte zwischen dem ersten.und dem zweiten Glied in einer Richtung hervorzurufen, die eine Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied bewirkt.

   3J5. Kombination bestehend auseinem ersten Glied, einem zweiten, mit dem ersten zusammenwirkend so angeordneten Glied, dass Kräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Glied in einer Richtung entstehen, so dass eine Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied erfolgt, einer ersten Vorrichtung, die Signale erzeugt, die einer periodischen Punktion folgen und die Sollverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied darstellen, einer zweiten Vorrichtung, die auf die periodischen Signale anspricht und das erste oder das zweite Glied erregt, um Kräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Glied in der Richtung zuerzeugen, so dass eine Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied erfolgt, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass die Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied synchron zu den Signalen mit der periodischen Punktion erfolgt, und einer dritten Vorrichtung, die betrieblich mit dem ersten «ftä oder dem zweiten Glied gekoppelt ist und Signale erzeugt, die eine Punktion der Istverschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied sind, sowie einer vierten Vorrichtung, die auf die Signale der dritten Vorrichtung anspricht und diese auf die zweite Vorrichtung gibt, um die zwischen dem zweiten und dem ersten Glied zwecks Verschiebung des zweiten relativ zum ersten Glied erzeugten Kräfte zu steuern.

   BADORIGINAL 209846/0787

   - 63 - χ 5

   3^-· Kombination nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, .dass die dritte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Geschwindigkeit .des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, wobei die vierte Vorrichtung diese Signale auf die zweite Vorrichtung gibt., um die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied au dämpfen. ·

   35· Kombination nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, und dass die vierte Vorrichtung diese Signale auf die zweite Vorrichtung gibt, um eine nachfolgende* Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu steuern*

   36, Kombination nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Beschleunigung des zweiten Gliedes relativ.zum ersten Glied darstellen, und dass die vierte Vorrichtung die Signale auf die zweite Vorrichtung gibt, um die nachfolgende Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu steuern.

   37· Kombination nach Anspruch 33* dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Geschwindigkeit des zureiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, und die vierte Vor !richtung diese Signale auf die Erregervorrichtung gibt, um die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu dämpfen, und dass eine fünfte Vorrichtung -vorgesehen ist, die Signale mit der periodischen Punktion, die die Sollgesehwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum eräsen Glied darstellen, auf die Erregervorrichtung gibt·

   38. Kombination, bestehend aus einem ersten Glied, einem zwecks Bewegung relativ zum ersten mit diesem zusammenwirkend angeordneten zweiten Glied, einer ersten Vorrichtung, die Signale einer periodichen Funktion liefert, die die SOliversehiebung\ des zweiten relativ zum ersten Glied darstellen, einer zweiten ^

   BADORJQrNAL 209846/0787

   - 64 - χ 5

   Vorrichtung, die auf die Signale der ersten Vorrichtung anspricht, ) und diese um einen steuerbaren Leistungswinkel verschiebt, um- ). die Bewegungen des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu erleichtern, einer dritten Vorrichtung, die auf die Signale der zweiten Vorrichtung anspricht und diese auf das erste oder, das zweite Glied gibt, um das jeweilige Glied zu erregen und eine gesteuerte Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied zu erzeugen, einer vierten Vorrichtung, die betrieblich mit dem ersten oder dem zweiten Glied gekoppelt ist und Signale erzeugt, die eine Punktion der Istverschiebung zwischen dem - ersten und dem zweiten Glied sind, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass die Bewegung zwischen dem ersten und dem zeiten Glied synchron mit der periodischen Punktion aus der dritten Vorrichtung erfolgt, und einer fünften Vorrichtung, die auf die Signale aus der vierten Vorrichtung anspricht, und diese auf die zweite Vorrichtung rückführt, um den Leistungswinkel und damit nachfolgende Verschiebungen des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu steuern,

   39· Kombination nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorrichtung ein Paar Signale mit periodischer Punktion und bestimmtem Phasenabstand liefert, die die zweite Vorrichtung miteinander verknüpft, um diese Signale um den steuerbaren Leistungswinkel zu verschieben.

   40. Kombination nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Geschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Glied darstellen, und dass die fünfte Vorrichtung die Signale aus der vierten Vorrichtung auf die zweite Vorrichtung gibt, um die Verschiebungen zwischen dem ersten und dem zweiten Oled zu dämpfen,

   kl, Kombination nach Anspruoh 39* dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Istverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied darstellen, , und dass die fünfte Vorrichtung die Signale aus der vierten , >

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   I .-Vorrichtung auf die zweite Vorrichtung gibt, um die Verschiej bungen zwischen dem ersten und dem zweiten Glied zu steuern.

   ■'] 42. Kombination nach Anspruch 39 j dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Beschleunigung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied darstellen, . und dass die fünfte Vorrichtung die 'Signale aus der vierten ' Vorrichtung auf die zweite Vorrichtung gibt, um die Verschie-

   • bungen zwischen dem ersten und dem zweiten Glied zu steuern.

   '.{ 43. Kombination, bestehend aus einerm ersten Glied, einem

   zwecks Bewegung relativ zum ersten Glied entlang einer ersten

   .'-. und- einer zweiten Koordinatenachse mit diesem zusammenwirkend

   I angeordneten, zweiten Glied, einer ersten Vorrichtung, die

   • erste Signale mit einer periodischen Funktion liefert, die die } Sollverschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied X entlang der ersten Koordinatenachse darstellen, einer zweiten

   " Vorrichtung, die auf die Signale aus der ersten Vorrichtung

   \ anspricht und diese Signale um einen ersten steuerbaren Leistungswinkel verschiebt, um die Bewegungen des zweiten Gliedes

   ^:: relativ zumersten Glied entlang der ersten Koordinatenachse

   zu erleichtern, einer dritten Vorrichtung, die auf die Signale \ aus der zweiten Vorrichtung anspricht und diese auf das erste { oder das zweite Glied gibt, um dieses zu erregen und eine gesteuerte Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied

   ■| entJLang der ersten Koordinatenachse zu erzeugen, einer vierten f Vorrichtung, die betrieblich mit dem ersten und dem zweiten :J Glied gedoppelt ist und Signale erzeugt, die eine Punktion \ der Istverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied j entlang der ersten Koordinatenachse sind, wobei das erste und j das zweite Glied so aufgebaut sind, dass die Verschiebung s zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der ersten \ Koordinatenachse synchron mit der periodischen Punktion des

   • Signals aus der dritten Vorrichtung erfolgt, einer fünften

   \ Vorrichtung, die auf die Signale aus der vierten Vorrichtung anspricht und diese auf die zweite Vorrichtung gibt, um den

   • ersten Leistungswinkel und dementsprechend nachfolgende Ver-

   • ■-■· ^! ''I. H* i*

   ] 209846/0787 ifc_D ofuglnal

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   Schiebungen des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu steuern, einer sechsten Vorrichtung, die zweite Signale mitperiodischer Punktion liefert, die eine Sollverschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der zweiten Koordinatenachse darstellen, einer siebten Vorrichtung, die auf die Signale aus der sechsten Vorrichtung anspricht, und diese um einen zweiten steuerbaren Leistungswinkel verschiebt, um die Bewegungen des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der zweiten Korgdinatenachse zu erleichtern, einer achten Vorrichtung, die auf die Signale aus der siebten Vorrichtung anspricht, und diese auf das erste oder das zweite Glied gibt, um diese, zu erregen und somit eine gesteuerte Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der zweiten Koordinatenachse zu erzeugen, einer neunten Vorrichtung, die betrieblich mit dem ersten ader dem zweiten Glied gekoppelt ist und Signale erzeugt, die eine Funktion der Istverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der zweiten Koordinatenachse sind, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass die Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der zweiten Koordinatenachse synchron zu der periodischen Funktion der Signale ausder achten Vorrichtung erfolgt, und aus einer zehnten Vorrichtung, die auf die Signale aus der neunten Vorrichtung anspricht und diese auf die siebte Vorrichtung gibt, um den zweiten Leistungswinkel und dementsprechend nachfolgende Verschiebungen des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der zv/eiten Achse zu steuern.

   44. Kombination nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorrichtung ein Paar-von Signalen liefert, die einer periodischen Funktion folgen und gegeneinander phasenverschoben sind, dass die zweite Vorrichtung das erste Paar von Signalen in bestimmter Beziehung miteinander verknüpft, um diese um einen ersten steuerbaren Leistungswinkel zu verschieben, dass die sechste Vorrichtung ein zweites Paar von Signalen liefert, die der periodischen Funktion folgen und

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   gegeneinander phasenverschoben sind, und dass die siebte-Vorrichtung das zweite Paar von Signalen in bestimmter Beziehung miteinander verknüpft, um sie um den zweiten steuerbaren Leistungswinkel zu verschieben.

   45» Kombination nach Anspruch44, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Geschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der ersten Koordinatenachse darstellen, die fünfte Vorrichtung die Signale aus der vierten Vorrichtung auf die zweite Vorrichtung gibt, um die Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der ersten Koordinatenachse zu dämpfen, dass die neunte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Geschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der zweiten Koordinatenachse darstellen, und die zehnte Vorrichtung die Signale aus der neunten Vorrichtung auf die siebte Vorrichtung gibt, um die Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der zweiten Koordiantenachse zu dämpfen.

   46. Kombination bestehend aus einem ersten Glied, einem zwecks Verschiebung relativ zum ersten Glied mit diesem zusammenwirkend angeordneten zweiten Glied, einer ersten Vorrichtung, die ein Paar von Signalen mit periodischer Punktion liefert, die gegeneinander phasenverschoben sind, einer zweiten Vorrichtung, die auf das Paar von Signalen in bestimmter. Beziehung anspricht und deren Phasen um einen steuerbaren Winkel versahiebt, einer dritten Vorrichtung, die betrieblich mit dem ersten oder dem zweiten Glied gekoppelt ist, um das jeweilige Glied zu erregen und somit die eine Kraft zwischen dem ersten und zweiten Glied zu erzeugen, die eine Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied bewirkt, einer vierten Vorrichtung, die auf die Signale aus der zweiten Vorrichtung anspricht und diese auf das erste oder das zweite Glied gibt, um diese zu erregen.

   4γ. Kombination nach Anspruch 46, gekennzeichnet durch eine fünfte Vorrichtung, die betrieblich mit dem ersten oder dem zweiten Glied gekoppelt ist,·'und Signaleerzeugt, die-eine,,. Funktion

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   der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, und durch eine sechste Vorrichtung, die auf die Signale aus der fünften Vorrichtung anspricht und diese auf die zweite Vorrichtung gibt, um die von dieser erzeugte Phasenver- · Schiebung" des Paares von Signalen zu steuern.

   48. Kombination nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Erregervorrichtung enthaltende Einrichtung in mindestens einem der beiden Glieder enthalten ist, um eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die senkrecht zur Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied liegt, zu hemmen, wobei Mittel vorgesehen sind, die auf die Signale, die zu der Funktion der Verschiebung des zwdten Gliedes relativ zum ersten Glied in Beziehung stehen, ansprechen und Signale liefern, die eine Punktion der Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse sind, die senkrecht zur Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, und wobei Mittel vorgesehen sind, um diese Signale auf die Verschiebungsvorrichtung zu geben, um eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um die senkrecht zur Bewegung des ersten Gliedes relativ zum zweiten Glied verlaufende Achse zu dämpfen.

   49. Kombination, nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine vierte Vorrichtung, die die Erregervorrichtung enthält und an mindestens einem der beiden Glieder angeordnet ist, um eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, zu hemmen, eine fünfte Vorrichtung, die auf die Angabe der dritten Vorrichtung anspricht und ihrerseits eine Angabe abgibt, die eine Punktion der Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Aohse darstellt, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, und dass eine sechste Vorrichtung auf die Angabe der fünften Vorrichtung anspricht und diese so ·

   . auf die Phasenverschiebungsvorrichtung rückführt, dass die j

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   Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die senkrecht zur Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, gedämpft wird,

   50. Kombination nach Anspruch 49* dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung, eine Angabe der Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied liefert und die Regelvorrichtung diese Angabe auf die zweite Vorrichtung rückftinrt, um die Bewegungen, des zweiten Glte des relativ zum ersten Glied zu dämpfen.

   51. Kombination naoh Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine die Erregervorrichtung enthaltende· Einrichtung, die an mindestens einem der beiden Glieder vorgesehen ist undeine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, hemmt, eine Vorrichtung, die auf die Angaben, die eine Punktion der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied sind, anspricht und ihrerseits Angaben liefert, die eine Funktion der Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegung des. zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, sind, und durch eine Vorrichtung, die auf.die Angaben, die eine Funktion der Drehung des zweiten Gliede» relativ zum ersten Glied sind, anspricht und diese so auf die Erregervorrichtung gibt, dass diese Drehung gedämpft wird.

   52. Kombination nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine die Er,regervorrichtung enthaltende Einrichtung, die in mindestens einem der beiden Glieder enthalten ist und eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, hemmt, durch eine auf die j Oeschwindigkeitsangaben des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied ansprechende Vorrichtung, die Angaben über der Geschwindig« keit der Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied

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   ■ um die im wesentlichen senkrecht zur Bewegung des zweiten ' Gliedes relativ zum ersten Glied liegende Achse liefert, "und durch eine Vorrichtung, die auf die Angaben der Geschwindig-r keit einer Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied anspricht und diese so auf die Erregervorrichtung gibt·, dass die Drehungen gedämpft werden.

   5j5. Kombination nach Anspruch 2j5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die auf die Geschwindigkeiten zwischen dem ersten und dem zweiten Glied anspricht und Signale erzeugt, die die Geschwindigkeit; der Drehung des ersten Gliedes relativ zum zweiten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der von der ersten und der zweiten Achse aufgespannten Ebene verläuft, darstellen, und durch Mittel, die auf die die Geschwindigkeit der Drehung darstellenden Signale ansprechen, um die Drehungen zu dämpfen.

   5²I-. Kombination nach Anspruch 25, mit einer neunten, die erste enthaltenden Vorrichtung, die eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der von der ersten und der zweiten Koordinatenachse aufgespannten Ebene verläuft, hemmt, einer zehnten Vorrichtung, die auf die Signale aus'der fünften Vorrichtung anspricht, um Signale zu erzeugen, die eine Punktion der Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse sind, die im wesentlichen senkrecht zu^v der von der ersten und der zweiten Achse aufgespannten .Ebene verläft, und durch eine elfte Vorrichtung, die auf die Signale aus der neunten Vorrichtung anspricht und diese so auf die dritte Vorrichtung gibt, dass eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um die im wesentlichen senkrecht zu der von der ersten und der zweiten Koordinatenachse aufgespannten Ebene verlaufende Achse zu dämpfen.

   55. Kombination nach Anspruch 54, gekennzeichnet durch eine. zehnte Vorrichtung, die auf eine Lage dei? ersten Gliedes, die

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   von einer bestimmten Lage abweicht, anspricht und Signale liefert, 'die dieser anderen Lage entsprechen, und durch eine elfte Vorrichtung,' die auf die Signale aus der zehnten Vorrichtung anspricht, um die Punktion der ersten und der zweiten Vorrichtung so zu steuern, dass Lageabweichungen der ersten Vorrichtung ausgeglichen werden.

   56. Kombination nach Anspruch 29, gekennzeiohnetdurch eine die zweite Vorrichtung enthaltende siebte Vorrichtung, die eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, hemmt, eine achte Vorrichtung, die auf die Signale der fünften Vorrichtung anspricht und Signale erzeugt, die der Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um die im wesentlichen senkrecht zur Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied liegende Achse entsprechen und durch eine neunte Vorrichtung, die auf die Signale aus der achten Vorrichtung anspricht, um die Funktion der zweiten Vorrichtung so zu steuern, dass eine Drehung des zweiten Gliedes um die im wesentlichen senkrecht zur Verschiebung des zweiten Gliedes relativ sum ersten Glied verlaufende Achse zu dämpfen.

   57· Kombination nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Glied ebenfläehig sind und eine zehnte Vorrichtung vorgesehen ist, die auf eine Lage des ersten GlMes, die nicht horizontal ist, anspricht, und Signale liefert, die dieser Lageabweichung entsprechen, und dass eine elfte Vorrichtung auf die Signale aus der zehnten Vorrichtung anspricht, um die Funktion der zweiten Vorriehtung so zu steuern, dass eine Lageabweichung des ersten Gliedes ausgeglichen wird.

   58. Kombination, bestehend„aus einem ersten Glied, einem zweiten Glied, dass mit dem ersten Glied zusammenwirkend so angeordnet ist, dass Kräfte erzeugt werden, die zwischen dem ersten und demaieiten Glied so gerichtet sind, dass sich eine

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   Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied ergibt i einer ersten Vorrichtung mit periodischer Funktion, um das erste oder das zweite Glied zu erregen und Kräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Glied zu erzeugen, die so gerichtet sind, dass sich die Verschiebung des zweiten Gliedes relativ, zum ersten Glied ergibt, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass die Verschiebung des ersten relativ zum zweiten Glied synchron mit den Signalen mit der periodischen • Funktion erfolgt, aus einer zweiten, die erste enthaltenden Vorrichtung, die eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Aohse, die im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebung des zweiten relativ zum ersten Glied verläuft, hemmt, einer dritten, betrieblich mit dem ersten ader dem zweigten Glied gekoppelten Vorrichtung, die Signale erzeugt, die eine Funktion der Istversctiiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, und einer vierten Vorrichtung, die auf die Signale aus der dritten Vorrichtung anspricht und diese auf die erste Vorrichtung gibt, um eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied verläuft, zu dämpfen.

   59. Kombination nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorrichtung Signale liefert, die der Geschwindigkeit des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entsprechen.

   60, In einem System zur Erzeugung einer gesteuerten Relativbewegung zwischen zwei Gliedern entlang zweier Koordinatenachsen die Kombination bestehend aus einem ersten Glied, einem zweiten Glied, dass vom ersten Glied auf Abstand angeordnet und relativ zu diesem entlang der ersten und der zweiten Koordinatenachsebewegbar ist und eine erste Vorrichtung aufweist, die mit dem ersten Glied in WechaaLwirkung tritt, um das zweite Glied relativ zum ersten Glied entlang der ersten Achse anzutreiben, $ie eine zweite Vorrichtung aufweist, die in Wechselwirkung mit dem ernsten-Glied tritt, um das zweite Glied relativ zum ersten Glied

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   entlang der zweiten Achse anzutreiben, aus einer dritten Vorrichtung, die eine wahlweise periodische Erregung des ersten Gliedes gestattet, um einen wahlweisen Antrieb des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der ersten Achse zu erhalten, einer vierten Vorrichtung, die eine wahlweise periodische Erregung der zweiten Vorrichtung gestattet, um einen wahlweisen Antrieb des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied entlang der zweiten Achse zu erhalten, wobei daserste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass die Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied entlang der ersten und der zweiten Achse synchron zu der Periodizität der von der dritten und der vierten Vorrichtung gelieferten wahlweisen ' Erregung erfolgt, einer fünften Vorrichtung, die betrieblich' mit dem zweiten Glied gekoppelt ist und Signale erzeugt, die eine Funktion der Geschwindigkeit des zweLten Gliedes relativ zum ersten Glied in Richtung der ersten Koordinatenachse sind, und einer sechsten Vorrichtung, die auf die Signale der fünften Vorrichtung anspricht, und diese auf die dritte Vorrichtung gibt, um die wahlweise Erregung der ersten Vorrichtung so zu steuern, dass eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der won der ersten und der zweiten Koordinatenachse aufgespannten Ebene liegt, gedämpft wird.

   61. System nach Anspruch 60, dadurchgekennzelehnet, dass die erste und die zweite Vorrichtung so aufgebaut sind, dass sie eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der von der ersten· und der zweiten Koordiantenachse aufgespannten Ebene .[ verläuft, hemmen,

   62. Kombination, bestehend aus einem ersten Glied, einem : zwecks Bewegung relativ zum ersten mit dlßßem zusammenwirkend _}-angeordneten zweiten Glied, einer ersten Vorrichtung, die ! Signale liefert, die periodisch sind und die Sollverschiebüng des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied darstellen, einer

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   zweiten Vorrichtung, die auf die Signale der ersten Vorrichtung anspricht, um diese um einen steuerbaren Leistungswinke-l zu verschieben und so die Bewegungen des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied zu erleichtern, einer dritten Vorrichtung, die auf die Signale aus der zweiten Vorrichtung anspricht und diese auf das erste oder das zweite Glied gibt, um das jeweilige Glied zu erregen, dass sich eine gesteuerte Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied ergibt, einer vierten Vorrichtung, die betrieblich mit dem ersten ader dem zweiten Glied gekoppelt ist und Signale erzeugt, die eine Punktion der Istverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied sind, wobei das erste und das zweite Glied so aufgebaut sind, dass die Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied synchron mit der Periodizität der Signale aus der ersten Vorrichtung "erfolgt, und einer fünften Vorrichtung, die auf die Signale aus der vierten Vorrichtung anspricht, und diese auf die zweite Vorrichtung gibt, um eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied verläuft, zu verhindern,

   63. Kombination nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Vorrichtung Signale erzeugt, die die Geschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Glied darstellen, und dass die fünfte Vorrichtung die Signale auf die zweite Vorrichtung gibt, um eine Drehung des zweiten Glieäesrelativ zum ersten Glied um eine Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der Verschiebung zwischen dem ersten und zweiten Glied verläuft _t zu dämpfen.

   64. Kombination nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Glied zueinander so aufgebaut sind, dass eine Drehung des zweiten Gliedes relativ zum ersten Glied um die im wesentlichen senkrecht zur Bewegung zwischen erstem und zweitem Glied verlaufende Achse gehemmt wird.

   Cl./Br.

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