DE3001012A1

DE3001012A1 - System zum erzeugen eines servosteuerungssignals

Info

Publication number: DE3001012A1
Application number: DE19803001012
Authority: DE
Inventors: Dan Slater
Original assignee: Magicam Inc
Current assignee: Magicam Inc
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1980-01-12
Publication date: 1980-07-17
Also published as: EP0014065B1; JPS5595111A; US4245298A; DE3001012C2; CA1127743A; EP0014065A1

Description

Mg IUI

bitte angeben

KÖLN, den 11_e1o1980

Magic am Inc., Hollywood/California (V. St. A.)

System zum Erzeugen eines Servosteuerungssignals

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein System gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 10, 16 und 18. Sie ist besonders geeignet zur Lagesteuerung einer Kamera gemäß in zeitlicher Folge gespeicherter Digitalinformation, und sie wird unten anhand dieser Anwendung erläutert. Es wird aber hervorgehoben, daß die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern mit Vorteil Anwendung bei verschiedenen Arten ferngesteuerter Geräte finden kann, wobei die Momentanstellung des Ausgangs- oder Verbraucherteils einer Servovorrichtung genau zu steuern ist, ohne daß mechanische Verbindungsgestänge bzw. -getriebe benutzt werden müßten und ohne einer entsprechenden, gleichzeitig bewegten Haupt- oder Muttervorrichtung folgen zu müssen.

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Bei herkömmlichen Servosystemen und ferngesteuerten Vorrichtungen wird die Lage und/oder die Geschwindigkeit durch ein Eingangs-iezugssignal gesteuert. So ist es bei fotografischen Systemen bekannt, den Vordergrund und den Hintergrund durch getrennte Kameras aufzunehmen und ein zusammengesetztes Bild oder Videosignal durch fotografische oder elektronische Verbindung des Vordergrundes mit dem Hintergrund herzustellen. Derartige Systeme sind in den Uo-"J 3 902 793 und 3 91^ 540 beschrieben, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird. Bei diesen beiden Systemen wird eine Vordergrundkaraera auf einem geeigneten Vagen zur Aufnahme des Vordergrundes bewegt, der gewöhnlich von einer Schauspieler-Szenerie gebildet wird. Urn die Aufnahme mit einer entsprechenden Hintergrundszene benutzen zu können, ist es notwendig, daß die Hintergrundkamera entsprechend der Bewegung der Vordergrundkamera bewegt vird, wobei Ji--Größenunterschiede der Szenerien und die Halterungsgeometric der beiden Kameras in Betracht gezogen verdon müssen.

Für kombinierte Aufnahmen dieser Art ist es in der Praxis meist notwendig, daß die Kameras koordini'-rt bewegt werden, damit die gewünschten End-Filmeffekte erzielt werden. Die Koordination zwischen den beiden Kameras ist beim Einsatz für das Fernsehen nicht so kritisch wie bei der Verwendung des Systems für Lreitwand-Tinoflime mit hoher optischer Auflösung. Auf alle Fälle besteht ein beträcht ι icher ledarf an der Entwicklung eines Systems, mit dem die Folge- oder

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ITintergrundkainera entsprechend der Vordergrundkaraera steuerbar ist, ο Im«. 'ΊλΒ es erf-jrdr-?¹ ich wäre, beide Kameras gemeinschaftlich oder Ruch gleichzeitig zu betreiben. Die Verwendung eines Steuertdil.? auf der Vordergrundkamera, der ein Γοι-η-ο steuerte ε Sc rvoger'it auf der Ilintcrgrundkamera steuert, stellt dai-'Cir rjiolii ir» jeder Kincicbt zufrieden, obgleich das System gut funktioniert und vielte Verbi'situng gefunden hat.

IUs ist ein vichtiges Ziel d~r Erfindung, ein Sy et em der eingangs gen-innten Art ^u schäften, bei dem eine direkte Verbindung zwischen der Servovorrichtung und einer Hair^t- oder Uuttervo^richtung nicht benötigt wird und mit dem eine genaue Fornoteuerur..£; insbesondere in Abhängigkeit von einer iJollgeschwincigkeit und der Istntellung der Vorrichtung gernäii einen! 'ro^ramm möglich ist, das bevorzugt digital aufgebaut sein und aus aufeinanderfolgenden codierten Binärwörtern bestehen kann. lüin solches System soll ferner Digitalschaltungen besitzen, uin den Analogeingang tier Servovorrichtung datenabhängig zu steuern, vorzugsweise mittels eines während aufeinanderfolgender, kurzer Zeiträume extern erzeugten Steuersignals.

Die Erfindung sieht ein System zum Erzeugen eines Steuer-Bezugssignals für eine elektrische oervovorrichtung mit einem beweglichen Ausgangsteil, dessen Geschwindigkeit und/oder Stellung durch den betrag des Steuer-Lezugssignals gesteuert werden, vor. Von herkömmlichen Systemen unterscheidet sich

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das erfindungsgemäße dadurch, daß von einer Mutterverrichtung unabhängige Mittel vorgesehen sind, um ein erstes festes Analogsignal, zu erzeugen, das während eines vorgewählten gesteuerten Zeitraums einer bekannten oder Soll-Geschwindigkeit des beweglichen Ausgangsteils entspricht. Dieser Zeitraum kann mit der Dauer eines Teilbildes eines kinematografisehen Films oder beliebig anderen, sehr kurzen Realzeiten koordiniert werden. Das System umfaßt eine koordinierte Einrichtung, mit der im Anschluß an das feste Analog-Geschwindigkeitssignal ein zeitbezogenes Sollstellungsprofil gewonnen werden kann, das im Verlaufe des Zeitraums abzufahren ist. Zur Abtastung des zeitbezogenen Iststellungsprofils des während des vorgewählten Zeitraums bewegten Ausgangsteils kann beispielsweise eine Codiereinrichtung vorgesehen sein. Die beiden Profile können daher verglichen werden, so daß zu den verschiedensten Zeitpunkten während des betreffenden Zeitraums ein zweites Analogsignal gewonnen werden kann, das allgemein der algebraischen Differenz zwischen den zeitbezogenen SoIl- und Iststellungsprofilen proportional ist. Anschließend werden die beiden Analogsignale verglichen, beispielsweise in einer herkömmlichen Summierschaltung oder einem Summierverstärker, und es wird ein gesteuertes Ausgangs-Bezugssignal erzeugt, vorzugsweise als lineare Funktion sowohl der Geschwindigkeit als auch der Stellungsversetzung des gesteuerten Gerätes. Zweckmäßig ist das erste Analogsignal der Soll-Geschwindigkeit und das zweite Analogsignal der algebraischen Differenz zwischen Soll- und Iststellung des Servoausgangsteils proportional .

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nz

Dank dieser Anordnung können Digitalwörter, wie sie in einem Digitalrechner gespeichert und der Reihe nach ausgegeben v/erden, zur Steuerung der Soll-Geschwindigkeit und der Sollstellung während der in einem gegebenen Falle verfügbaren kurzen Zeiträume dienen. Im jeweils nächsten Zeitraum kann da5 nächste Digitalwort erzeugt v-erden, das die Geschv/indiglreitsunl Stellungssigna!s dann steuert. Indem derartige Geschwindigkeits- und Stellungsversetzungssignale aufeinanderfolgend in sehr kurzen Zeiträumen erzeugt v/erden, wird ein ferngesteuertes Gerät, dem ein Steuersignal zugeführt wird, gemäß einer Anzahl von nacheinander binär gespeicherten Datenwörtern bewegt. Gespeicherte Daten dieser Art können auf einem Band, einer Platte oder einer anderen Anordnung in Form von Zahleneinheiten oder durch Momentanablesung der Steuerfunktion eines früher betätigten Gerätes erzeugt werden, beispielsweise einer Vordergrundkamera eines kombinierten Filmsystems gemäß den oben erwähnten US-Patentschriften.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das System eine Digitalzelle für die Speicherung einer Digitalzahl, die der Soll-Geschwindigkeit in irgendeinem gegebenen Zeitraum entspricht. Diese Digitalzahl kann von Zeitraum zu Zeitraum Änderungen erfahren, so daß das System gemäß nacheinander erzeugten Digitalsignalen gesteuert wird, welche in Analogsignale umgewandelt und summiert werden.

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Sine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das zeitbezogene Sollstellungsprofil, mit welchem das zeitbezogene Ist Stellungsprofil der ferngesteuerten Vorrichtung verglichen wird, mittels eines zweisinnigen Digitalzählers vom Typ des Vor-RUckwärtszählers erzeugt v/Ird. Dieser wird während des betreffenden Zeitraums reriodiöch hinauf- oder heruntergorückt, um die Solistenung mit dem _etrag des Geschwindigkeitssignals zu leoordinieren, das für die fernsteuerung des oervogeräts benutzt wird. An letzterem wird das zeitbezogene Iststellungsrjrofil abgetastet, da? in einem zweisinnigen Zähler zum Vergleich mit dem ebenfalls in einem solchen Zähler gespeicherten Sollr-rofil festgehalten v/erden kann. Bewegt sieh nun der Ausgangs- oder Verbrauchert&il des ferngesteuerten Gerätes in einer Richtung, su VJuft der zveisinnige Iststellungszähler in einer Richtung; Lei 2-e-we&nr_c des Ausgangsteils in entgegengesetzter Richtung zählt auch der Is'tstellungazähler entgegengesetzt. Daher können herkömmliche Vor-Rückwärts-Digitalzäh"! er zur genauen Angabe der jeweiligen Iststellung eines fernensteuerten Verbrauchers benutzt v/erden. Um dessen Lage aufgrund der im IrtotelIuH₀S-zähler enthaltenen Zahl bestimmen zu können, lassen κ ich verschiedene Arten von Codiereinrichtungen an den Verbraucher anschließen.

Die Richtung der Geschwindigkeit und die Richtung der Differenz der Stellungsprofile kann durch ein algebraisches Vorzeichen entsprechend der Servogerät-Richtung gekennzeichnet v/erden,

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indem man einen Digital/Analog-Wandler mit 2e:-rgänzung genutzt. Das dor oollgeschv-andigkeit entsprechende Analogsignal kann daher zu dem der Iststellungsversetzung entr.^rnchenden Analogsignal algebriicch addiert werden, um die Eewegungogeschv/inüigkeit des gesteuerten Servogerrites cu steuern.

Oeuiüß einem Terminal der Erfindung wird eine Anzahl von Zeiträumen eingeteilt bzw. festgestellt, in denen ein codiertes Digitalsign?,! verwendet wird, um das i-ezugssignal für eine ferngesteuerte oder Servovorrichtung zu steuern. Jeweils im gleichen Zeitraum wird ein weiteres Analog-Steuersignal erzeugt, dsz allgcmeir:-. cie-n Unterschied zwischen der 3ollstelluur du:· Ccrvogcrätr: und seiner Iststellung entspricht. Tiitirl.i-i he;.tent eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß das Vtic 1 og-L't:-?lluorü-Di r.ferenz3i£,i«'l durch ».ine Digital-nc"' <altunj .i.l', ' u 3a. cn^ea Zähler erzeugt ''/ird, um das J)oll-•rofil v;'Uirc.in-3 einen gf;gel;_Wrieii Zeitraums zu gewannen, vobei oin zveiter Z^bl^r eic Is-tsteilung· des ferngostcii-crten Geräte orX'ißt, leir>"i :lr.wt"ise uatt-3'a eiuor geeigneten Realzeit-Jod i -.? r c i ι·) r i c 1 ■ tung.

!•lan er':em.t, daß die Erfindung eine v/escntliche Verbesserung der ÜOrnst.-uerung ^rl ektrischer Geräte durch Verwendung gespeicherter Dater ermöglicht, im Gegensatz zu den gebräuchlichen Folgesteuerungen. Durch das erfindungsgemäße System wird ditt öynchi'üni^ierung des ferngesteuerten Geräts stark

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verbessert. Dieses kann zu einer anderen Zeit oder an einem von dein Gerät fernen Ort benutzt bzw. betätigt werden, welches die Sollstellungs-Information für die ferngesteuerte Vorrichtung erzeugt. Hierbei ist von L^;edeutung, daß das System kurze Zeiträume benutzt xrnö die Eev/egung des ferngesteuerten Gerätes durch verschiedene Gignalgrößen während aufeinanderfolgender Zeiträume steuert. Von besonderem Vorteil ist die Verwendung digitaler Schaltungen, um je ein festes und ein veränderliches Analogsignal zu erzeugen, die gemeinsam zur Gewinnung eines Steuersignals für das ferngesteuerte Gerät benutzt werden. In aufeinanderfolgenden Zeiträumen, in denen Digitalwörter gespeichert werden, können also letztere zur Steuerung von Analogsignalen dienen. Mit dem erfindungsgemäßen System ist es möglich, die Sollstellung eines ferngesteuerten Gerätes während eines Zeitraums zu verändern, während die Soll-Geschwindigkeit der Vorrichtung gleichbleibt, so daß das System einer geschwindigkeitsgesteuerten Servovorrichtung mit einem modulierenden oder dämpfenden Stellungssignal folgt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild zur

Darstellung gewisser Betriebseigenschaften des erfind-ungsgemäßen Systems,

Fig. 2 ein schematisiertes Blockschaltbild in

Verbindung mit einer schematisierten Schrägansicht zur Darstellung einer bevorzugten Ausführungs- und Anwendungsform der Erfindung,

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Fig. 3 ein schematisiertes Blockschaltbild und eine schematisierte Cchrägansicht zur Darstellung einer Ausführungs- und Anwendungsform der Erfindung in Verbindung mit der Anordnung von Fig. 3 oder einer anderen Datenquelle,

Fig. 4 allgemein riockschaltbilder zur Erläuterung '' - ' vercchiedener Aucführungs- und Anv.-endungsformen der Erfindung,

Fig. SA ein kombiniertes, zum Teil ins Einzelne unu ό ^_e

^ Blockschaltbild einer bevorzugten :.usiuLrungsform der Erfindung,

Fig. 9 ο in vereinfachtes Flußdiagramm zur Angabe von Vorgängen beim Betrieb der bevorzugten AusführuiioSforin gemäß Fig. 8,

Fig. 10 in kombination: ein Iinpulsdiagramrp und ein "Blockschaltbild ."Tür eine Codiereinrichtung, vae sie im System der Fig. 8 benutzt wird,

Fig. 11 ein vereinfachtes Teilschaltbild zur Darstellung von Phasen- und Impulsbeziehungen im System gemäß Fig. 8,

Fig. 12 ein Schaubild mit einer Anzahl zugeordneter Impulsdiagramme und

Fig. 13 ein weiteres vereinfachtes Teilschaltbild.

Das in Fig. 1 allgemein mit A bezeichnete System umfaßt ein ferngesteuertes Gerät bzw. eine Servovorrichtung B mit zumindest teilweise herkömmlichen Bestandteilen oder Bauelementen und einen Steuerkreis oder -modul C, wobei der Übersichtlichkeit halber nur ein Teil dargestellt ist. Das ferngesteuerte Gerät B weist einen Gleichstrommotor M auf, der einen Verbraucher bzw. eine Last L in entgegengesetzten

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BADÖRR3INÄL

Richtungen antreiben kann, sei 03 in Drehbewegung, linearbewegung oder Kombinationen beider ~ :.uogungc-n. DIo .-Io torv/c] Ie. treibt zugleich ein Tachometer T an, dessen ο^Ί e'.t.ric-cber Au3-gang der Drehzahl des Kotorc; W -.Toncrtional let. Diese Anordnung entspricht herkömmlichen J^rvovorriclitun^en. r.ir-r-Optov/elien-Codiereinrichtung L gibt rechteckige -teilung y,- £3chrittim^r>ulse ab, wenn ein Teil de^ Codiererc durch die V.elie des Motors K in Umdrehung versetzt wird. Im Modul 'J dienen diese Impulse dazu, eine Istste^lufjs-Angabe zu erzeugen, vio weiter unten im einzelnen "beschrieben wird.

Im wesentlichen liefert der Codierei" ^ Inforurtiün über die Stellung des Kotors M und des Verbrauchers L cn oin Loit,un_w Z-C Ein Servo-Fehlervorverstär-ror 10 verstärkt die Dirfereriz zwischen der Soll-Servogeschwinai^eii in Γοι·:;; eines au" der Leitung 12 stehenden ÄncilogaignalG und der Ist-3ervogeschwindigkeit, die gesteuert durch Tachometer T alö Analogsignal auf der Leitung 14 auftritt. Die Differenz zwischen diesen beiden Analogsignalen wir;! einem ilutoropei^·)-verstärker 20 zugeführt, der herkonünlicher Ar·! zein 'Mnn und die Drehzahl des Motors I-I steuert. Der Tachometer- ausgang schließt den Regelkreis, so daß der /eruraucher L gemäß der auf der Eingangsleitung 12 anstehenden Analogspannung bewegt wird. Diese dient als Lezugspegel im Vorverstärker 10 und wird in der Schaltungsanordnung C für jede bewegung erzeugt, die einer entsprechenden Außenlant L erteilt werden coil.

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Steuerkreise bzv. lioduln C führen gemäß Fig. 1 auf einer Leitung 22 eiir öoll-Geschviindigkeitssigrial, das periodisch von einem Zeitraum bzv/. Zeiträumen zum nächsten wechselt. In aufeinanderfolgenden Zeiträumen kann dasselbe Geschv/indig-'-eitssignal anstehen, wenn dies der Sollbevregung des fernge? teuer ¹C'jii Geräts Z ente "rieht. Leitung 22 führt also ein feet3ε Λ:ΐο^Ί ognigna!¹ , das aΠ arding..-: von Zeitraum zu Zeitraum veränderbar ist. Dar. Auflösungsverraögen οοε System f. kann durch Linsttillun^ der Lür.^e des Zeitraums gesteuert werden. Bei Verwendung in einem iZinofilmsys tem hat beisnielswt-ise der Zeitraun eine Dzver, die dem Zeitabstand der einzelnen Film-Teilbilder entspricht. F>'u· die Fern&eh-Anwendung liann das Auriösvuugoveinnögen davon orheV.ich abweichen; allgemein Let der Zeitranmcn bzw. der Zeitraum jedoch kürzer als etwa 30 i-:. 3pinn Dauer kann in weiteru Z^rc-ich ^T-'erändert werden, um die Collhev/cguii^ des Verbrau ehe r.^e:. L abhängig vom letrieb der, 3teuerkreir»es C zu bov/irkon.

Das vv^:ihivuu einc-G -^e^ehenon '.Leitr^uzic bzv/. Zeitrahinens einer ΐΌΠ-Gescbv/indigkeii. cnt/:,;r·'⁷.ireride /αιο] ogsignal v^rird einem 'Jurnmierkreic. biuv. -verstärker L zugeführt, der herkömmlicher ..rt Gciij. k.'um vi\c dem von einem Digitul-Differenzkreis 30 her auf fiiv-r ί i'itunr 24 ain zweites ^ingangs-Anal ogsignal zugeführt v.'erdnn kann. Der la'c-iu JO v:ird weiter unten anhand von Fig. 8 im einzelnen erläutert, wo er in zwei bestandteile 30a und 30b geg"! ledert ist, in denen oixio digitale Differenz e^uichnr?·!- and in ein Analogisigna? zur Verv/endung auf

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Leitung 24 umgewandelt wird. Der Diffei^cnzⁿ:rein s>0 v.'ird mil; zwei Digita?-eingängen beaufschlagt. Der erste Digital einrennt" ist eine Sollstellung, weiche während jedes Ze j tränkenκ bzw. Zeitraums Änderungen erfährt oder erfahren ^ann und allgemein der Sollstellung dos Yt:rl~rauchcrs Ι.· ζυ verschiedenen Zeitpunkten innerhalb des jeweiligen Z .itrsuinG entspricht. .¹Oi^-=.⁰''-? Sollstellungs-Signal für den Vertraue her L v/ird dem '-'rir über einen. L·= itungn strang 32 zugeführt, v;o] ober der J-infachheit halber als Einzelleitung gezeichnet ist. in ähnlicher Vfeise wird der Ausgang des Codierers E, der die Iststellun^ des Verbrauchers L abtastet, digital erfaßt und dem Differenzkreis 30 über einen Leitungsütrang 3^ zugeführt, der sie Einzelleitung gezeichnet ist. liithin ist ein auf der Leitung 2k dem oummierkreis S zugeführtes Analogsignal repräsentativ für die Differenz zwischen der jeweiligen Iststellung des Verbrauchers L und seiner Sollstellung, die im Kreis 30 unabhängig vom ferngesteuerten Gerät B speicher- und veränderbar ist. Diese Merkmale der Erfindung werden anhand von Fig. 8 noch im einzelnen erläutert.

Der Steuerkreis bzw. Modul C kann durch digitale Speicherdaten gesteuert werden, im Gegensatz zu den üblichen Hauptvorrichtungen, die zur Folgesteuerung herkömmlicher Servovorrichtungen dienen. Die vom Kreis C zu verarbeitenden Daten können auf verschiedene Weise gewonnen werden. Eine geeignete Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Sie entspricht allgemein dem Vordergrundkamera-System gemäß den US-PS 3 902 798 und

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3 91 h 54c, auf deren Offenbarung hiermit .bezug genommen wird. Gemäß beiden Patentschriften wird eine Vordergrundkamera dazu verwendet, auf einer farbmaskierten Bühne eine Schauspielszene als Bestandteil einer Kombinationsaufnahme zu filmen. Dabei werden elektrische Signale erzeugt, die der Bewegung verschiedener Elemente entsprechen, welche mit der Stellung der Kamera zur Bühne in Zusammenhang stehen. Derartige elektrische Signale können in Digitaldaten umgewandelt und zur Verwendung im Steuerkreis C der vorliegenden Erfindung gespeichert werden. Die Speicherdaten lassen sich verändern, um geometrische und Größen-Unterschiede zwischen der Vordergrund- und der Hintergrundkamera auszugleichen. Digitalinformation könnte allerdings auch numerisch erstellt oder mit anderen Anordnungen gewonnen oder für System benutzt werden, die nicht zur Kamera-Koordination dienen.

Gemäß Fig. 2 hat eine Bühne 50 eine nicht zur Aufzeichnung gelangende Farbe. Ein Schauspieler oder Darsteller 52 tritt auf der Bühne 50 auf. Eine Vordergrundkamera 54 ist auf einem Wagen 56 von einem Ausleger 58 gehaltert. Ein Kameramann 60 steuert die Kamera 54 und mithin die Bewegung von Ausleger 58, Kamera 54 und Wagen 56. Elektrische Signale, die diesen Bewegungen entsprechen, werden einem geeigneten Steuerkasten oder "Anpasser" 64 zugeführt, der die Information in eine Folge von Geschwindigkeitswörtern verwandelt, welche auf einem geeigneten Speicher festgehalten werden, beispielsweise einem Band, einer Platte o.dgl. Leitung 66 deutet schematisch

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den Informations-Übergang vom Steuerlasten 64 zu einem Datenspeicher 68 an. Beispielsweise in herkö.nnilicher Art kann eine Videoleitung 70 die Video-Information einein Videosteuergerät 72 zuführen, das die Wiedergabe auf einem Wiedergabegerät 74 und/oder die ^ufna'iM·? auf einen '"-. naaufnahmegerät 76 steuert.

Gemäß der vorstehenden feachreiburi- en 's.'T-ir.lit ;;i- i- ^T;rv!'o s^eicher 68 vorhandene Information der rewsgünj, "*^r ~'^:r.>.\p.v\ in bezug auf die ^r-üTine 50. Hierbei sind gemäß der rf ■Γ·;·_!:·1. i in den erwähnten ¹JS-Patentschriften gewisse geometrisch? Anpassungen vorzunehmen. Das bis hieihin erläut.p-ite System ist eine mögliche Quelle für die Di^italinformation, die erfindungsgemäß in einem System nach Art von Fig. 1 und insbesondere Fig. 8 verwendet werden kanu.

Werden die Steuerungssignale von einer Vordergrundl'auera eines kouibinierten Filmsystems gemäß Fig. 2 gev/onnen, so können sie zur Steuerung einer Hintergrunduamurci 80 dienen, die auf einem Steuerpult 32 beweglich und initLels eines Periskops 83 auf eine verkleinerte ^Jzene 84 gerichtet ist (Fig. 3). Die Kamera 80 ist in drei zueinander orthogonalen Richtungen X, Y, Z beweglich; sie kann in bezug auf die Szene 84 gemäß früher aufgenommenen Daten gekirot oder geschwenkt werden, die der Bewegung der Vordergrundkatnera 5^ entsprechen. Jede Bewegung der Kamera 80 wird durch einen separaten Modul C gesteuert, so daß Vielfach-IeiLungen 12,

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entsprechend der gewünschten Anzahl von Γ ewegungen der Kamera 80 gegenüber der Szene 84 vorzusehen sind. Nach einem weiter unten beschriebenen Verfahren wird geeignete Digitalinfarmation vom Verbraucher 90 in den Steuerirreis C eingegeben. ".Ifci;3fielsv/eise kann Information vom Verbraucher 90 aus dem Da t-irnspeicher CiS stammen und aus einer Reihe von Digitalvörtürii bestehen, v^.-lche der ,joll-Geachv/indigkeit der Kamera .v'ihi'iind ^aufeinanderfolgender, vorgewählter Zeiträume entsprechen, „ascb andere Anordnungen können zum Erzeugen von oollsteuerungs-Jignaleii uder -Wörtex'u vorgesehen und erfindungsgeinäß verarbeitet werden, wie weiter unten beschrieben wird. - iJine Videoleitung 92 führt zu einem Videosteuergerät Sk, das die beispielsweise vom landaufnahmegerät 76 stammende Aufnahme über das Wiedergabegerät 96 abspielt und mit dem Videosignal auf der Leitung 92 verbindet, um auf dem Bildschirm 98 eine Kombinations-wiedergabe bzw. im Aufnahmegerät 99 eine Kornbinations-Aufriahm^ zu ex-möglichen.

.,'ährend die Anordnungen von Fig. 2 und 3 nur zur beispielhaften Erläuterung von Anwendungen des erfindungsgemäßen Systems dienen sollen, zeigt Fig. 4 schematisch ein Blockschaltbild eines erfiridungsgemäßen Systems. In einem Datenspeicher 100 kann Information in Form einer Anzahl von DigitalWörtern gespeichert sein, die der Soll-Geschwindigkeit eines Verbrauchers L entsprechen, der als entlang einer Achse X bewegte Kamera dargestellt ist. Ein beispielsweise herkömmlicher Digitalrechner 102 übernimmt die Speicherdaten

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und gibt sie nacheinander sowie parallel an den Steuerkreis C ab, der in aufeinanderfolgenden Zeiträumen oder -abschnitten die Kamera L in bezug auf einen geeigneten Gegenstand 104 entlang der Achse X bewegt.

Während Fig. 4 eine Steuerung für eine Eine-Achsen-Bewegung darstellt, sind im System gemäß Fig. 5 zwei Steuerkreise C1, C2 für die erfindungsgemäße Steuerung von zwei getrennten ferngesteuerten Verbrauchern L1, L2 vorgesehen. Im Beispiel der Fig. 6 dienen drei getrennte Steuerkreise C3, C4, C5 zur Steuerung von drei Verbrauchern L3, L4, L-5 für verschiedene Bewegungen eines Gerätes, beispielsweise einer Kamera 110, die einen Gegenstand 104b aufnimmt. Man erkennt, daß ein erfindungsgemäß ausgebildeter Steuerkreis C für die Fernsteuerung von Körpern bzw. Geräten Verwendung finden kann. Soll mehr als ein Gegenstand oder Körper bewegt werden, so ist es möglich, für jeden jeweils einen Steuerkreis bzw. -modul vorzusehen. So läßt sich etwa für die Bewegung eines Einzelelements jeweils ein Steuermodul bzw. -kreis C für jede Achse und/oder Richtung verwenden. Auch eine Drehung oder Schwenkung des Geräts ist möglichjwie in Fig. 7 schematisch veranschaulicht ist, wo der Verbraucher L eine auf einen Gegenstand 104c gerichtete Kamera ist. Zum Drehen bzw. Schwenken der Kamera L in Pfeilrichtung dient das Fernsteuergerät B in gleicher Weise wie bei der linearen Kamerabewegung gemäß Fig. 4. Bevorzugt sind die einzelnen Steuerkreise bzw. -moduln C so ausgebildet, wie nachfolgend anhand von Fig. 8 im einzelnen erläutert wird.

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BADORiGfNAL"

,„,in: bevorzugte Auof^f1hrun^rfor^;r; -.l·:^: Lrxiiioung ist in Fig. 8iL und 81 dar^t-tt-nt. Vo-u I> ten speicher- 100 werden nacheinander Dir, it-λ ld at ε η abgerufen und dem steuerfreie tzvr. -modul C zugeführt, αεί¹ bei3~i&l£v.cirs aus einer Leiterplatte oder aus mehreren Jteckeinheiten "bestchsn λ^ηη. Im gezeichneten li-eic- iel umfaßt der iJteuerkreis- C ein /.nlagensteuergerät 200, dar. eine Folge von Signalen erzeug⁴;, väe in Fi£j. 12 Lev;. 13 gazeigt. Solche Signale können auch· direkt von einem Rechner erstellt v/erden, beis^:.elsv;eise im Falle von ■;"rogrammierbaren '.1'ilageii.fttpuer'geräter oder ir Verbindung mit einem Programmierer. Gⁿ'-icJ:;gültig aus weicher Quelle v/erden durch gemeinschaftliche Wirkung dec Rechners 102 und des Anlagensteuergeräts 200, gegebenenfalls mit notwendigen bzw. ohnehin vorhandenen, auch herkömmlichen Bauteilen bzw. -gruppen und wenigstens einem Zeitgeber Steuerimpulse erzeugt. Diese werden gemäß der Erfindung mit deren Kitteln verarbeitet.

In Fig. 8A links unten sind gewisse Grundfunktionen der bevorzugten Erfindungs-Ausführungsform angegeben. Hierzu gehört ein Rückstellimpuls auf einer Leitung 210a für einen numerisch gesteuerten Oszillator 210, einen Löschungsimpuls auf einer Leitung 212a für eine Iststellungszelle (Register oder Zähler) 212, ein Setzimpuls auf einer Leitung 214a für eine Sollstellungszelle (Register oder Zähler) 214 und ein Setzimpuls auf einer Leitung 218 für eine Geschwindigkeitszelle 216. Diese Impulse dienen zur Folgesteuerung gemäß der Erfindung in der nachstehend beschriebenen Weise.

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Der numerisch gesteuerte Oszillator 210, v/elcher durch einen Impuls auf der Leitung 21Oa zurückgestellt wird, empfängt jeweils in einem Zeitraum oder Zeitrahmen ein Digit--.ilwort, das der Geschwindigkeit bzw. dei¹ Oe¹- t~. stellung ent:? -rechen kann. Anschließend vird au Γ einer Ausg'-ingslaitung 25- eine Impulsfolge erzeugt, die ia binärer '-."eise zum Inhalt- der Gollstellungszelle 21^· ecldiert V2? . vor, Uiu subtrahiert wir Die Iststellungszelle 212 ist ein 20-"-it-A^gi^ter -i it ^r Möglichkeit der Vor- oder RückwärtssähTung. hi?. Oi^i⁺-"¹--darstellun^.· dc-r Istste"¹.lung wix^d durch Imnulc-e νο·η Codierer ..' dec ferngesteuerten Geräts Γ. gesteuei't und Jeweils auf den neuesten otand gebracht. Die erwähnte Sollstallungszell^ iot ebenfalls ein als 20-i"-it-Register ausgebildeter Voi·- Rüc'.U'/ärtszähier, beisoielsweise von herköinmlfcher /.rt. Durch Zoreitstellunc von 2er-2rgänzung5-Informotion in der ."^cIlstellungsz-elle 214 kann als Xonr;ar?rtor 230a ein üblicher 20-r,it-Digitaladdierer benutzt v/erden, volchc-r die Iststellung zum 2er-Komplement der Sollstellung addiert, so daß eine Differenz gebildet wird, die dem Absolutwert bzv;. dem algebraischen Stellungsfehler in Digitalform entspricht. Auch andere Digital-Vergleicher können Verwendung finden. Statt der 2er-Srgänzung kann ein direkter Digitalvergleich mit verschiedenen Systemen erfolgen, beispielsweise einem Metzwerk aus Vergleicher-Gattern, um den Differenzbetrag zwischen der in einer Zelle gespeicherten Iststellung des Verbrauchers L und der in einer anderen Zelle gespeicherten Sollstellung· zu ermitteln.

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.QBa

IT: gezeichneten AusiUbrungsbeisOiel der Iirfiridung wird während eines Zeitraums oder -rahmens in der 12-Tit-GonchvindigVreitszolle 2^0 sin Digitalcode gespeichert, -0"¹C¹COi' der ^olTötellangs-iinclerunr: entspricht. "Während des gleichen Z-titraumr. bringt der nami-riach gesteuerte Oszillator 210 _bem^3 betrag un.d Vorzeichen de;:· gespeicherten Geschwindig-'^iu^CiJo;: 1.1" Gellste¹ lung auf -εη neuesten V.'ert. Dies bewirkt ii? j^^e:.) Zaiti^u.r, hz\;. -r-irraen einen ^r.. ie de rauf bau der Abtac-tung. Ja: J-arc^abweichungssignal v/ird geändert, v,^rährend im gleichen Zeitraum ein allgemein festes Geschwinoigkeitssignal dein Gumraierverstärker S zugeführt wird. In dieser '„"si.".; bcv.'ir^t der numerisch gesteuerte Oszillator 210 die Aklualioicrung eier digitalen Verglcicherschnltung v/ährend einec Zeiti'aurr.3, dessin Dauer durch Impulse von dem Anlageni»teufcr'g£räi 200 lestiaimt v/ird. Die ^-lit-Geschv/indigkeitszelle 21c- et\th--l'^!: ir jeden· Zeitraum nur einen einzigen Geschv.^rindigkeitscode, so daß das Geschwindigkeitssignal auf Leitung 232 konstant bleibt.

Xtii gezeichneten Aus führung sbeis'oiel bildet das Anlarensteuergerät 200 ausgangsseicig einen Zeitgeber 220 zur Takt-Eingabe für den numerisch gesteuerten Oszillator 210. In ähnlicher V/eise erzeugt das Anlagensteuergerät 200 den Zeitmaßstab in Form eines Verstärkungspegel- oder Multiplikations-Analogsignals auf Leitung 222 für einen Digital-Analog-Wandler 240, der ein herkömmliches 12-Lit-Element zur Multiplikation von 2er-2rgänzungen sein kann. Dieses Analogsignal und die

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BAD^: OFIfGlNiAt

Zeitgabe werden \rom Anlagensteuergerät 200 unmittelbar so koordiniert, daß mit rascherer Zeitgabe des Verstärkungs-Analogsignal auf Leitung 222 proportional anwächst. Ferner ist die Anordnung so getroffen, daf? r.ie zeitlichenjAbstände zwischen den Anlauf- oder Setz-Impulsen auf Leitung. 21S zur Zelle 216 umgekehrt proportional zu diesen beiden Signalen des Anlagensteuergeräts 200 sind. Dieses empfängt aus einer Speicherzelle 224 Information bezüglich der Dauer des momentan im System A verfügbaren bzv. verarbeiteten Zeitraums oder -rahmens. ¥ird letzterer verkürzt, so steigt das Signal zum Wandler 240 an und auch die Frequenz der Zeitgabe-Impulse an den Oszillator 210 nimmt zu. Man erkennt, daß irn System A nun eine Veränderung stattfindet, um den Betrieb zu anderen durch das Anlagensteuergerät 200 koordinierten Zeiträumen zu ermöglichen. Deren Dauer wird allgemein von Zeitraum zu Zeitraum verändert. Ist eine genauere Bewegungssteuerung notwendig, so benutzt das System A einen kürzeren Zeitraum bzw. -rahmen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß das digitale 12-Eit-Deltastellungssignal der Geschwindigkeitszelle 216 aus dem Rechner 102 zugeht, welcher die Information aus dem Datenspeicher 100 erhält. Weil bei dieser Anordnung die 2er-Ergänzungs-Codierung verwendet wird, liefert das Bit höchster Wertigkeit das Vorzeichen oder die Richtungsangabe für die Steuerung während eines gegebenen Zeitraums. Betrag und Vorzeichen der Geschwindigkeitscodierung für den

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betreffenden Zoi trieur. v;erd~r dem v'andler 2-'O zugeführt, der ein vci'_ocv^rihlteG fectes Ana logs irnal cuf die Leitung 22 gibt, jer „<°tr--:-.g dieses oi^n^ls hänjt von der Digitelcodierung der Goi:cbv;indxg\eitsbits so>«;i^ von der Verst3.rl:ungs steuerung auf Lf-itune 222 ab, vie cis-s hei derartigen ^T."--ndlern üblich ist. T-iitbin si eht ein f ecte." ooll-Geschwindigkeits-Analogsignal ö(-r I tituiit Γ2, während ein gegebener Zeitraum abläuft.

In dieser·] v/iixi r-ui: geniiiß eine-O '-"er-'aal der iirfincun^; der ,-uminivi'^erstyrirer ό durch cie Differenz zur Iststellung des Verbrauchers 1. ü.oäulif r^J:, ulso v-yhrend des in der Zelle 212 gesreieherten Zeiträume und im Vorgleich zur systemerzeugten ^peijhtrun^ in dex· Sollstellungszelle 21^. Irgendeine geeignete Digital-VergleiohertGchni!-: kann benutzt werden, um die Digital-Ists'-.cllungsinforpvation der Zelle 212 mit der vom Steuermodul C ±ώ der Zelle 214 erzeugten Sollstellungsinformation zu vergleichen.

",vährend des betreffenden Zeitraums verändert sich die Digital- ^ollstellungsinformation mit der Geschwindigkeit bzw. in dem Maße, wie sich der Betrag der Geschwindigkeitscodierung in der Zelle 216 verändert. Das Vorzeichen der Änderung wird durch das lit höchster Wertigkeit des Geschwindigkeitscodes in der Zelle 216 gesteuert. Der Inhalt, die Digitalßollstellungsinformation, wird mithin entsprechend dem Vorzeichen und in dem Maße anwachsen bzw. abnehmen, das durch die Geschwindigkeitscodierung in dem gegebenen Zeitraum bestimmt ist. Für den Digitalvergleich lassen sich ver-

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schiedene Anordnungen benutzen. 7;eil f'ir -"lie D-.'."Vane¹ lor und die Rechner im vorlielenden System jedoch der· 2er-Ergänzungs-Code bevorzugt wird, wird das system do zu verwcmdet, 2er-Ergänzungs-Z3hlenfol£en zu "•'■erarbeiten. Im Steuerkreis bzw. -modul C dient eine Dißit^l-jjio/'driunr, ?ur Angabe einer Geschwindigkeit in einest sehr !airzon Ziürauui, und äiise Geschwindigkeit dient .-ils iezucorigrr-l für den Servo-Fehlervorverstärker 10 des ."ernger/LeuHrten O-vr-Mts 1;. Um während des betreff en de η Zeitraums O.az Cignal auf if.r Leitung 12 abzuschneiden oder zu dämpfen, wird die aktualisierte Digital-Sollstellungsinformation der Zelle £1': mit der in der Zelle 212 befindlichen Digital-Ists^ellungsinfornnation für den Verbraucher I. verglichen, so daf? Veränderungen im augenblicklichen Ecvegungsablouf des Gex*-^:iti; ι erkennbar werden. Diese geringen Veränderungen werden dazu benutzt, auf der Leitung 24 ein Analog-Differenzsignaⁿ zu erzeugen, das zu dem Analog-Geschvindigkeitssignal auf Leitung 22 addiert wird, um endlich das oteuer-Analogsign;^%n auf Leitung 12 zu gewinnen.

Die Digitalanordnung zur Steuerung dec Gepch auf der Leitung 22 wird in; folgenden näher erläutert. Grundbestandteil ist die Geschwindigkeitszelle 216, die ein 12-.. .It-Register sein kann, das 2er-Ergänzungs-Information auf zwölf Datenleitungen erhält, die als einziger Leitungüstrang gezeichnet sind. Zu Eeginn eines Zeitraums oder -r-aimens setr.t je ein vom Funktions-Decodierer kommender Impuls auf Leitung

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die aus zwölf Bits bestehende 2er-!Irgünzungs~Information in die Zelle 216. Deren Ausgang hat zwölf als einzelner Leitungsstrang 232 gezeichnete Leitungen. Das Bit höchster Wertigkeit auf die.-era Leifcungsstrang liefert das Vorzeichen bzw. die FoxlrUmgsangobe, welche nach Lmkehi'ung in einer Umkehrstufe 23'; auf der Leitung 232a auftritt. Das Signal auf dieser leitung Γ:3?'< mit cem J it höchster Wertigkeit steuert das vorzoieherj eier. Gteusrkreises C wrihrsnd des betreffenden Zeitr.-U!:iiE und l".uft in den üblichen B1-Anschluß des Wandlers 240 sin. Dieser '.üschlu''] ist "bekannt]ich ein Vorzeichen- oder Po.chtunes'U'nchluß für das auf die Leitung 22 gelangende Analogsignal. £ei Yerwendung der 2er-Ergänzungs-Codierung hat das Lit höchster Wertigkeit einen betrag, der festlegt-, ob die Zahl positiv oder negativ ist. üine negative Geschwindigkeit gibt an, daO der ilotor M in einem Drehsinne- läuft, v/ogegen eine rositive Geschwindigkeit angiVit, daß der IJolor M in eixugegengeaetz'utr i^ichtung laufen gjII. Die Verstärkung ε-odor ^ezugsleitung 222 vom steuergerät 200 und die dein v.andler 240 zugeführte Gecchx\rLnc3igkeios-rit-Information hestinimt den Fetrae; des Annlog-Geacbwindigkeitssignals auf der Leitung 22 während jedes Zeitraums zwischen Impulsen auf der Leitung 213. Durch das auf der Leitung 232a stehende Signal wird das Vorzeichen bzw. die Richtung gesteuert. ¥enn der nächste Impuls auf der Leitung 218 ankommt, wird eine neue Codierung auf dem Datenspeicher 100 entnommen und über die Leitungen 230 der Zelle 216 zugeführt, während eines einzelnen Zeitraums wird somit auf die Leitung' 22 ein vorge-

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schriebenes Analogsignal gegeben, des in diesem Zeitraum konstant bleibt. Coil der Zeitraum bzw. -rahmen eine andere Dauer hauen, so gibt die Sreisezelle 224 übei· das oteuc-rgerät 200 eine entsprechende Codierung aus, welche die Verstärkung auf der Leitung 222 sowie die Zeitgabe auf Leitune wie beschrieben verändert. Durch d;^;s Setzen der Geschvandigkeitszelle 21 £ wird diese Veränderung der Dauer des betreffenden Zeitraums nicht beeinflußt. Anzumerken ist, daß zur Digitalstauerung des Analogsignals auf der Leitung 22 auch andere /Anordnungen benutzt werden können.

Aus Fig. 83 unten ist zu ersehen, daß die Geschvindigkeitscodierung aus 12-Bit-Vörtern bestehen kann, die nacheinander vom Rechner 102 ausgegeben werden. Ein Steuenvort bzxv^r. eine Steuercodierung wird nach Bedarf bereitsgestellt; damit kann von Zeitraum zu Zeitraum oder beim Anlauf jeder beliebige Steuervorgang bewirkt werden, beispielsweise das Rückstellen und Setzen gewisser Zellen, Der Steuercode kann außerdem die Verstärkung und Zeitgabe angeben, die während eines gegebenen Zeitraums bzw. -rahmens verwendet werden soll.

Auf die Leitung 22 gibt also der Steuerkreis C ein Analogsignal, das zu dem auf Leitung 2h anstehenden Analogsignal addiert wird, um den Fehlervorverstärker 10 für das ferngesteuerte Gerät E zu steuern. Erfindungsgemäß führt die Leitung 22 ein Analogsignal, das mit digitalen Schaltungsmitteln so gesteuert wird, daß es der Differenz zwischen

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der Iststellung des Motors Ii sowie seinem Verbraucher L und einer Sollstellung entspricht, welche durch auf einer Leitung 250 während eiueε gegebenen Zeitraums bz\v. -rahmens gelangende Impulse steuerbar ist. Richtung und Jinde rungsgeschwindigkeit der Sollstellungsinformation werden in jedem einzelnen Zeitraum bzv. -rahmen durch die Geschwindigkeitscodierung fectgeleg:,. Zu diesem Zweck lassen sich eine Anzahl von Anordnungen verwenden. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel vird d.?£ 2er-:''o:nr-lement einer .Sollstellungsinformation in dis 20-£it-S"?eicherzelle 214 gesetzt und während des Zeitraums durch Zählimpulse auf der Leitung 250 verändert. Die Zelle 214 ist ein Vor-r.ückwärtszähler, dessen Sollstellungs-Inhalt dadurch aktualisiert wird, daß der numerisch gesteuerte Oszillator 210 die Geschwindig!'?: itscodierung auf dem Leitungsstrang 232 und die Zeitgabe über Leitung 220 vom Anlagensteuer^erät 200 empfängt. Geschwindickeitscodierung und Zeitgabe bestimmen die Impulsfolgefrequenz auf der Leitung 250. Feste Zeitgabe vorausgesetzt, verändern sich die Impulse auf der leitung 250 proportional zur Änderung der Geschwindigkeit. Eine Veränderung der Zeitgabefrequenz auf der Leitung 220 find-t't nur statt, utr. die Dauer des betreffenden Zeitraums zu verändern.

Die Zählrichtung der Zelle 214 wird durch das Vorzeichensignal auf der Leitung 232a gesteuert, wie zuvor beschrieben. Infolgedessen wird die Zählrichtung durch Impulse auf der Leitung während, eines gerade ablaiifenden Zeitraums durch das Vorzeichen

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der Ge3chwindig!;oitscodieru:ug gectauorΐ.. TVL die;.· ά:;·..^ Vorzeichen, so zählt die Zelle 214 in einer ;ächtun._; hat die Oiischv-'indigVreit das onigegsngesotzx~ Vorzeichen, co zählt auch die Zolle- 214 errtgegengesetzt. LotztPre 'cann α'ΐΐντ öi-j :;ollstellung vom Auf "ng v*i£· zum i^nde ^ ine." ^aitraur: Cc etlegen, in dew die Ge^ohvindiglcei^cadii-rung /otu Lc-.!-t ⁷ IcIV-' . Dadurch v/ird dis T-ntßache Tserüc'-oi^-iti^c., :l· ß ,?.lch •.•".■'r-ip/ ^ines Zeitraums mit festem GoGch-./in^i^I-- it3--t?uo-;·- It¹-¹ ---^o': ._·ϊ. die otellung des I-'iotoi.; I" än'⁰"irt, -/oti-'-i <Ί^γ Di^;ii .'^Ί U\h .It i.n der Zelle 214 entoprechenc? ?i^£.e"ndert v.^rird. ..ein „alauf \/1γ0 die Zelle 214 mit der Sollstcllun^sin/or-üetior. für den _ rvtrigides oj^stomc A besetzt. Dies ist ein 2er-^r/,^;hizun/:s-Codicrungssi^nal, das zu Le^inn eixies ..->t"uerzy]:lu3 dec Cystoms L in die Zelle 214 eingegeben vird. Eine Tji^it.-l-'Jarstellung der Iststellung des Vorbraucliers L v/j.rd in der Iststellungszelle 212 gespeichert, die ein 20-Lit-llayistor sein kann. Dessen Ausgang steuert den Zustand auf zwanzig Leitungen, die als einzelner Leitungsstrang 34 gezeichnet sind. Die entsprechenden l;its werden mit zwanzig :;its auf dem zugeordneten Leitungsstrang 32 von der Liollstellungszelle 214 verglichen. Zußi '/ergleich von je zwei öchaltungr.-zuständen dient eine geeignete Vorrichtung, die als Addierer 30a dargestellt ist. Zu einem ausgewählten ZeiLpunkt während der lewegung des Verbrauchers L liefert der Codierer L' einen Gehrittimpuls, mit dem die Relativstellung der ^"uLails zu Beginn eines Steuerzyklus festgelegt wird. Auf diese ΐ/'ei:. e kann beim Anlauf des Systems A die Solls bellung richtig gegenüber einer vorhandenen Iststellung gewählt v/erden.

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Der Codierer Z liefert außerdem einen ^hasengleichen Impuls DiCI auf Leitung 36a sovrie einen Rechtockimjnils IiKCQ auf Leitung 36t*. Vom ferngesteuerten Gerät 1 laufen die.?.e beiden Leitungen zu einem im Steuermodul C befindlichen Decodierer £90. Lv bestimmt die .üeziehung zwischen Codieriu;.;ubsen, -/odurch die ^evegungsrichlun^ des Verbrauchars L-durch den "clor l-, festgelegt v/ii"d, wie schultisch in Fig. ang^d-ute-t ist. Der Decodierer 230 erzeugt auch Impulse für jeden Βθ'^Γβ-un/jsschritt, die - falls gewünscht - die Impulse auf ^f3er L'^ituu^ >oa ^ein lcönnen. In einem ^e^elnenen Zeitraum v.'ird die lstt£veütmrprichtun£; durch das auf der Äusganis-Ieituns, 292 stehende oirnnl bestimmt. Diese Leitung steht mit dem RichtunrsanachluC der Iststeilung;:zelle 212 in Verbindung. Die Impulse laufen denn über den Zählanschluß C der Zelle 212 vom Decodierer 290 über die Leitung 294. Dntsprecherid der Iiitbcvra^un^srichiung dee VerLrc.uchas L gegenüber einen, vorgegcl-eneri fee Lan ^re2ugs?un:-:t v.'ird also die Zolle 212 vor- oder riJcI-:£-.cr:.tellt. Dem Steuermodul C vjerden die Signale des Codierers über Treit-stufen 295 zugeführt.

Die Iststellung dec Verbrauchers I bzv^r. des Motors M wird mit dem Digit-ilinh^.lt der Zelle 214 verglichen, um auf zwanzig Leitungen, din als einzelner Leitungsstrang 296 gezeichnet sind, die algebraische Differenz anzugeben. Die Codierung auf diesen Leitungen gibt die ctellungsabweichung (Fehler) an. Der Gchaltungszustand auf den Leitungen 29o wird durch einen üblichen 20-Eit-Digitalbeg-renzer 300' in eine codierte 12-Lit-Darstellung des Differenzbetrages

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zwischen den digital in den Zellen 21 4 "bzw. 212 eingespeicherten Soll- und Iststellungen. Diene 12-I-it-Differenzinformation wird auf zwölf Leitungen abgegeben, die als einzelnei" Leitungsstrang 301¹ gezeichnet sind» Das 2it höchster ΐ/ertigkeit in der Differenzcodierung wird dem 31-Anschluß des Digital-Analog-Y/andlers 30b in Form von zwölf' 2er-Srgänzungs-Bits zugeführt. Dieser '„'analer bildet den Ausgang des Differenzkreises 30 (Fig. 1). -r erzeugt auf der Leitung 24 ein Analogsignal, dessen betrag und Vorzeichen dem Unterschied zwischen Soll- und Iststellung des Motors M am ferngesteuerten Gerät L entspricht.

In Fig. 9 ist ein vereinfachtes Flußdiagramm gezeichnet, um den allgemeinen Betriebsablauf d.es Systems A zu veranschaulichen. Bei Zyklusbeginn wird die Iststellung gegenüber dem vom Codierer E bereitgestellten Bezugspunkt festgelegt. Sodann wird die Sollstellung für den ersten Zeitraum gewählt und in die Zelle 255 (Fig. 8A) eingegeben. Der auf der Leitung 214a ankommende Impuls setzt anschließend, die Sollstellung in 2er-Ergänzungs-Codierung in die Zelle 214 und ein Imt>uls auf der Leitung 212a löscht die Iststellungszelle 212» Hierdurch wird ein Anfangspunkt für den Zyklusbeginn so festgelegt, daß Sollstellungs- und Iststellungszelle durch 2er-Ergänzungen korreliert werden und an der Ausgangsleitung 24 des Differenzkreises 30 praktisch die Differenz 0 steht. Sodann steuert das System A den Modul C durch die Zeiträume bzw. -rahmen hindurch, von denen jeder eine Anordnung liefert, um eine

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Geschwindigkeitscodierung aus dem Datenspeicher 100 zu entnehmen und in die Geschwindigkeitszelle 216 einzugeben, während die Verstärkungs- und Zeitgabe-Information gleichzeitig abgetastet und in die Speicherzelle 224 eingegeben wird, welche die Zeitraum-Parameter des Anlagensteuergeräts steuert. Nach Ablauf eines ausgewählten Zeitraums rückt die Information für den nächsten Zeitraum weiter. Wenn eine vorgegebene Anzahl von Zeiträumen vorbei ist, wird der Zyklus des Systems A angehalten.

\I±e erwähnt, kann jede beliebige Anzahl von Digitalschaltungen verwendet werden, um ein Analog-Differenzsignal zu erzeugen, das dein Unterschied zwischen der von einem Codierer festgelegten Iststellung und der von einem Zähler bestimmten Sollstellung entspricht, welch letzterer während eines Zeitraums bzw. -rahmens durch den Betrag der gleichzeitig benutzten Geschwindigkeit aktualisiert wird. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird für die Zelle 214 die 2er-Ergänzungs-Codierung verwendet, so daß ein Addierer 30a dazu eingesetzt v/erden kann, das Differenzsignal zu erzeugen. Dank dieser Anordnung kann der numerisch gesteuerte Oszillator für die Steuerung der Impulsfolgefrequenz auf der Leitung so ausgebildet sein, wie das in Fig. 11 schematisch veranschaulicht ist. ^an erkennt, daß die Aktualisierungsleitung Zählimpulse fur das Vor- und für das Rückwärtszählen der Zelle 214 führt. Eine beispielsweise aus drei Netzwerken bestehende bchaltungskaskade 260 ist mit einer Übertrag-

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leitung 262 an einen Eingang eines Bxklusiv-ODER-Gatters 264 angeschlossen, das einen Ausgang 266 hat. 4er-Zwischenspeicher 270, 272, 274 führen die Ausgangssumme der Schaltungskaskade 260 zurück zu deren B-Anschlüssen, so daß ein Zeitgabe-Impuls aus dem Zeitgeber 220 auf der Leitung 262 zu einem Überlauf führt, und zwar mit einer durch die Codierung auf dem Leitungsstrang 232b bestimmten Geschwindigkeit bzw. Frequenz. Dieser Leitungs strang führt die Geschv/indigkeitscodierung mit dem Bit höchster Wertigkeit, das den Schaltzustand auf der Leitung 232a steuert. Während jedes Zeitgabe-Zyklus bleibt die Summe jedes Summiernetzwerks an den B-Anschlüssen je eines Zwischenspeichers verriegelt, so daß die Summiernetzwerke hochzählen, bis ein Zählungs-Überlauf stattfindet. Je größer - binär gesehen - die Anfangszahl ist, desto höher ist die Impulsfolgefrequenz am Übertraganschluß C4 zur Ausgangsleitung 262. Deren Schaltzustand wird mit jenem der Leitung 232a im Gatter 264 vereinigt, um dessen Ausgang 266 zu steuern. Er öffnet und schließt das NAND-Gatter 280, welches die Ausgangsimpulse für die Leitung 250 liefert. Fig. 11 zeigt dieses allgemeine Schema zur Steuerung des Stellungs-Abweichungssignals durch die fortlaufend aktualisierte Sollstellungszelle 214. Man erkennt, daß die Stellungsabweichung auf der Leitung 24 dort ein Analogsignal erzeugt, das während eines gegebenen Zeitraums bzw. -rahmens zu einem festen Analogsignal addiert wird. Dadurch wird auf der Leitung 12 ein Moduliertes Steuer-Bezugssignal erzeugt, mit dem während des betreffenden Zeitraums die Servovorrichtung B ferngesteuert wird.

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In Fig. 13 ist der Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform des Anlagensteuergeräts 200 nach der Erfindung veranschaulicht. Es kann in der Praxis mehr als einen Steuerkreis bzw. -modul bedienen. Zur Erzeugung der Zeitgabe-Impulse auf der Leitung 220 für den Oszillator 210 ist ein querzgesteuerter Oszillator 300 vorgesehen, der Impulse über einen numerisch gesteuerten Oszillator 302 codiert auf eine Reihe von Leitungen gibt, die als einzelner Leitungsstrang 304 gezeichnet sind und die Ausgangsleitungen oder Anschlüsse einer Rückstellzelle 306 bilden. Diese empfängt eine Codierung, welche der Dauer des betreffenden Zeitraums bzw. -rahmens entspricht» Die Impulse auf der Leitung 22 werden durch einen Binärzähler 310 gezählt und gegebenenfalls über eine Leitung 312 durch die Rückstellzelle 306 abgeschnitten bzw. beendet. Dadurch wird das Ende eines Zeitraums gemeldet, der im allgemeinen aus einer festen Anzahl von Impulsen auf der Leitung 220 besteht, beispielsweise der Zählung ^l204S'. Entnimmt nun die Zelle 306 einen Zeitrahmen von anderer Dauer, so wird die Zählung der Impulse auf der Leitung 220 verändert. Wie oben erwähnt, verändert sich mit der Dauer des Zeitrahmens auch das Verstärkungssignal auf der Leitung 222. Dies geschieht in der Praxis durch einen Digital-Analog-Wandler 314 der zuvor beschriebenen Art. Der während eines ausgewählten Zeitraums in der Rückstellzelle 306 stehende Code steuert das Verstärkungssignal 222 zu dem erwähnten Zweck. Außerdem erzeugt der Zähler 310 auf der Leitung 316 ein Signal, das dem Steuerkreis bzw. -modul C den Ablauf eines Zeitraums

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anzeigt. ¥ird die Zeitraum-Dauer verändert, so geht das gesteuerte Gerät mit einer vom Anlagensteuergerät 200 ausgewählten Änderungsgeschwindigkeit in eine Stellung über, die von dem in der Zelle 216 stehenden Geschwindigkeitswort bestimmt ist. Der Profil-Aufbau bleibt daher während des Zeitraums bzw. -rahmens gleich. Für eine solche Zeitrahmen-Änderungsinformation können erfindungsgoniäß auch andere Steuergeräte und Anordnungen benutzt werden.

Da in Fig. 1 und 8 veranschaulichte System A eröffnet die Möglichkeit, einen Geschwindigkeitsfehler auszugleichen. Wie bei Servosteuerungen an sich bekannt, liefert das Servo-Dämpftachometer T ein Rückkopplungssignal, das einen Geschwindigkeits-Schleppfehler einführen kann. Während eines gegebenen Zeitraums ist das Signal der Leitung 22 auf konstantem Pegel. Es bildet einen Gehätzwert für die zeitliche Bewegungsänderung, um das entsprechende Fehlersignal auf der Leitung 14 vom Tachometer auszugleichen. Das in Fig. und 8 dargestellte System benutzt also das Geschwindigkeits-Schätzsignal des Wandlers 240, um eine (schnellansnrechende) Breitbandß t&uerung für die Geschv/indigkeits-Fernsteuerun^ der Servovorrichtung B mit einem Digital-Korrektursignal auf der Leitung 24 von geringerer Bandbreite (langsamer ansprechend) zu bewirken. Dank der Breitband-i.-ewegungsschätzungs-oteuerunc des Signals auf der Leitung 22 sind im System A Schlep;?fehler· bezüglich Geschwindigkeit, Beschleunigung und höheren zeitlichen Differenzierungen auf ein Minimum herabgedrückt,,

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in Fig. 11 dargestellte numerisch gesteuerte Oszillator liefert, vie Fir. 12 erkennen läßt, Impulse mit gleich-

m „-.es tend, ier entweder beim Aufwärts- oder Abwärtszählen entsprechend, der Ceschvmidigkeitscodierung und dem jeweiligen Zeitrahmen Veränderungen unterliegt. An der Schnitt- oder Nahtstelle 2'---i sehen den einzelnen Zeitrahmen ist der Abstand der Ir..i~ulce so eingestellt, daß der letzte Impuls des vorangehenden Zeitrahmens und a~r erste Impuls des folgenden Zeitt'uhrnens dicht aufeinanderfolgen. De ferner eine Rückstellung auf der Leitung 210a nur zu Loginn einer Folge stattfindet, wenn nur ein Teil-Zeitrahmen zur Verfugung steht bzw. verarbeitet wird, hält der Oszillator 210 die Teilzählung bzw. -phase zur späteren Vervollständigung fest. Dank dieser Eigenschaft der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist "/hacenlcohärenz von Zeitrahmen zu Zeitrahmen sichergestellt. Leim Ablauf einer gegebenen Folge kann daher der Zeitraum bzw. -rahmen verändert werden, etwa um die Belichtungszeit einer Kamera bei Annäherung an den Aufnahmegegenstand zu verändern, wenn das System A zu Filmzwecken eingesetzt wird.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Peschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) System zum Erzeugen eines Steuer-J'ezugssignals für eine elektrische Gervovorrichtung mit einem beweglichen Ausgangsteil, dessen Geschwindigkeit und Stellung durch den Tetrag des Steuer-Bezugssignals gesteuert v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator für ein erstes festes Analogsignal vorhanden ist, das einer bekannten Geschwindigkeit des beweglichen Ausgangsteils (L) während eines vorbestimmten Zeitraums entspricht, daß ein zeitbezogenes Sollstellungsprofil während dieses Zeitraums erzeugbar ist, daß im gleichen Zeitraum das zeitbezogene Iststellungsprofil des beweglichen Ausgangsteils (L) abtastbar ist, daß ein zweites Analogsignal erzeugbar ist,

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das zu einer Anzahl von Zeitpunkten während des vorbestimmten Zeitraums allgemein der algebraischen Differenz zwischen den zeitbezogenen Soll- und Iststellungsprofilen proportional ist, und daß in Abhängigkeit von den beiden Analogsignalen das Steuer-Bezugssignal herstellbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (200, 220) vorhanden sind, mittels deren aufeinanderfolgende vorbestimmte Zeiträume einteil- oder festlegbar sind und das feste Analogsignal in jedem dieser Zeiträume veränderbar ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für das erste Analogsignal eine SOeicherzelle (216), in der eine der bekannten Geschwindigkeit im vorbestimmten Zeitraum entsprechende Digitalzahl süeicherbar ist, sowie einen Digital-Analog-Wandler (240) aufweist, mit dem die Digitalzahl in das erste Analogsignal umsetzbar ist.

4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des zeitbezogenen SoIlstellungsorofils ein Vor-Rückwärts-Zähler vorgesehen ist, der während des vorbestimmten Zeitraums mit einer durch die bekannte Geschwindigkeit bedingten Frequenz periodisch hinauf- oder herunterrückbar ist.

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5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abtasten des zeitbezogenen Iststellungsprofils ein weiterer Vor-Rückwärts-Zähler vorgesehen ist, der während des vorbestimmten Zeitraums entsprechend der Richtungs- und Stellungsänderung des beweglichen Ausgangsteils (L) periodisch hinauf- oder herunterrückbar ist.

6. System nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des zweiten Analogsignals ein von den beiden Zählern (212, 214) gesteuerter Digitalkomparator (30a) sowie eine Einrichtung (30, 300') zum Erzeugen eines digitalen Differenzsignals vorgesehen sind, welches in das zweite Analogsignal umwandelbar ist.

7· System nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Speicher (216) für aufeinanderfolgende Digitalwörter vorhanden sind, welche jeweils der Geschwindigkeit in einem der aufeinanderfolgenden Zeiträume entsprechen, und daß während letzteren das erste Signal durch die aufeinanderfolgenden Wörter beeinflußbar ist.

Si System nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Analogsignal während eines gegebenen Zeitraums aus einem Binärcode und einem Bezugspegel multiplikativ steuerbar

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ist, daß bei der Erzeugung des zeitbezogenen Sollstellungs-■orofils eine Soll stellung in einem Vor-Rückwärts-Zähler (214) gespeichert und darin gemäß der bekannten Geschwindigkeit sowie der Frequenz eines Zeitgeber (220) hinauf- oder herunterrückbar ist und daß der Bezugspegel sowie die Frequenz direkt proportional steuerbar sind.

9. Cystein nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Vorzeichens des festen Analogsignals eine durch wenigstens ein Eit des Binärcodes betätigbare Binärschalteinrichtung (210, 260) dient, mittels deren das Hinauf- oder Herunterrücken des Zählers (214) wählbar ist.

10. System zum Erzeugen eines Steuer-Bezugssignals für eine elektrische Servovorrichtung mit einem beweglichen Ausgangsteil, dessen Stellung durch den Betrag des Steuer-Bezugssignals gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeitbezogenes digitales Sollstellungsprofil mit Anfangs- und Endpunkt während eines vorgewählten gesteuerten Zeitraums erzeugbar ist, daß im gleichen Zeitraum das zeitbezogene Iststellungsprofil des beweglichen Ausgangsteils (L) abtastbar sowie in ein Digitalprofil umsetzbar ist und daß ein zu verschiedenen Zeitpunkten während des vorgewählten Zeitraums allgemein der algebraischen Differenz zwischen den zeitbezogehen Soll- und Iststellungsprofilen proportionales Analogsignal erzeugbar und abhängig von letzterem das Steuer-Bezugssignal herstellbar ist.

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11. System nach Anspruch 10, da durch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen des Sollstellungsprofils ein Digitalzähler (214) und zur Zeitgabe an diesen während des gewählten Zeitraums mit vorgewählter, bekannter Frequenz ein Zeitgeber (220) vorgesehen sind.

12. System nach Ansnruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgabefrequenz veränderlich ist.

13. System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Digitalzähler (21^) ein Taktsignal zuführbar ist, dessen Folgefrequenz veränderbar ist.

14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wahl v/eise oder zusätzlich im zeitbezogenen Mittel die Anzahl von dem Digitalzähler (214) zugeführten Taktsignalen veränderbar ist.

15. System nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (200, 210, 220) vorhanden sind, mittels deren aufeinanderfolgende Zeiträume so einteil- oder festlegbar sind, daß der Anfangspunkt des Sol]Stellungsprofils in einem Zeitraum jeweils im wesentlichen gleich dem Endpunkt des Sollstellungsprofils im vorhergehenden Zeitraum ist.

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16. System zum Erzeugen eines Steuer-Bezugssignals für eine elektrische Servovorrichtung mit einem beweglichen Ausgangsteil, dessen Geschwindigkeit und Stellung durch den Betrag des Steuer-Eezugssignals gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator für ein erstes festes Analogsignal vorhanden ist, das einem festen Digitalsignal während eines vorgewählten gesteuerten Zeitraums entspricht, daß während dieses Zeitraums ein zeitbezo^enes Sollstellungsnrofil in digitaler Form erzeugbar ist, daß im gleichen Zeitraum das zeitbezogene Iststellungsrirofil des beweglichen Ausgangsteils (L) abtastbar und in digitaler Darstellung erzeugbar ist, daß ferner ein zweites Analogsignal erzeugbar ist, das zu verschiedenen Zeitpunkten während des vorgewählten Zeitraums allgemein der algebraischen Differenz zwischen den zeitbezogenen digitalen LoIl- und Iststellungsprofilen proportional ist, und daß in Abhängigkeit von Oen beiden Analogsignalen das Steuer-Bezugssignal herstellbar ist.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ds. ti zeitbezo^ene digitale Sollstellungsprofil in algebraischer Hinsicht und allgemeiner Frequenz je nach Vorzeichen beziehungsweise Betrag des festen Digitalsignals veränderbar ist.

18. System zum Erzeugen eines Steuer-Bezugssignals für eine elektrische Servovorrichtung mit einem beweglichen Ausgangsteil , dessen Geschwindigkeit durch den Betrag des Steuer-

Bezugssignals gesteuert ward, dadurch g e 1: ε η η-zeichnet, daß eine Folge von Digitalsignalen erzeugbar ist, deren Codierung der bol!geschwindigkeit des beweglichen Ausgangsteils (L) während eine;- vorgewählten Zeitraums entspricht und von deneji in jedoir· der aufeinanderfolgenden Zeiträume jeweils eines soeicherbar ist, daß in einem gegebenen Zeitraum ein einem gesreicherten Signal entsprechendes Analogsignal erzeughar ist ur.d da? abhängig von letzterem in jedem dor Zeiträume ότι Ct^uer-Bezugssignal herstellbar ist.