DE3028312A1

DE3028312A1 - Servosteuersystem

Info

Publication number: DE3028312A1
Application number: DE19803028312
Authority: DE
Inventors: William Levay Wise
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1981-02-12
Also published as: US4553078A; IT1148891B; GB2054905A; JPS5619101A; FR2462737B1; IT8023721A0; SE8004992L; FR2462737A1; GB2054905B

Description

R-4274

UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY, Washington, P.C. 20585, USA Servos teueirsy stern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Servosteuer-Verstärkungs- oder Boostersystem zur Minimierung eines Folgefehlers. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auch auf Rückkopplungs-Steuersysteme. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf RückkopplungsSteuersysteme für Werkzeugmaschinen-Schlittenantriebe unter Verwendung einer Positionsrückkopplungsschleife in Verbindung mit einer wahlweisen Tachometerrückkopplungs-Steuerschleife.

Im allgemeinen verwendet ein Servomechanismus-Positioniersystem ein automatisches Rückkopplungsssteuersystem mit geschlossener Schleife, bei dem die Position der Last oder der Zustand der gesteuerten Größe abgefühlt oder gemessen wird und sodann für einen Vergleich mit der tatsächlichen Position (oder dem tatsächlichen Zustand) und der gewünschten Position zurückgespeist wird. Diese Differenz wird zur Regulierung der Ausgangsgröße des Servomechanismus verwendet. Wenn das Rückkopplungssignal und das Bezugsgrößeneingangssignal nicht gleich sind, so wird eine Abweichung oder ein Betätigungssignal erzeugt, welches nach geeigneter Verstärkung der Servo-

030067/0879

betätigungsvorrichtung normalerweise einem Servomotor eingeprägt wird. Der Servomotor seinerseits korrigiert die Ausgangsvariablef um das Rückkopplungssignal in Übereinstimmung mit dem Bezugseingangssignal zu bringen. Die Systemansprechgröße, oder die tatsächliche "real-time" Position einer der Servowirkung unterliegenden Vorrichtung ist stets unterschiedlich von der Befehlsposition in einer außerordentlich variablen Art und Weise. Dies ist unvermeidbar, weil das Ansprechen"eine komplexe Funktion der folgenden Systemparameter ist: (1) Der Befehlsgeschwindigkeit oder Position als solcher,(2) der Größe der inkrementeilen Änderungen der Befehlsgeschwindigkeit oder Position, (3) der seit den letzten Änderungen der Befehlsgeschwindigkeit oder Position vergangenen Zeit, (4) der augenblicklichen Bandbreite der Steuerschleife, welche die der Servowirkung unterliegende Vorrichtung steuert oder der Korrekturkonstante, (5) der augenblicklichen Größe der zeitabhängigen Vorwärtsverstärkung vom Befehlseingang zur Servobetätigungsvorrichtung, (6) den Befehlseingang-"update" und Halte-Zeiten, (7) Parametertoleranzfehler und (8) Verschlechterung der Ansprechagilität infolge des Bandbreitenverlustes, wenn sich die Befehlseingangsgröße der Null nähert. Der Befehl*.-Zu -Ansprechfehler wird dann stark vergrößert, wenn zwei oder mehrere Servovorrichtungen zusammen in "real time" arbeiten, insbesondere dann, wenn stark unterschiedliche Befehlseingangsgrößen an die individuellen Servosysteme angelegt werden. Eine derartige Servokombination ist nichtsdestoweniger in Werkzeugmaschinen-Schlittenantrieben eingebaut, die bei Kontur- oder Umfangsschneidvorgangen verwendet werden. Wenn somit durch die Servovorrichtung verursachte Schneidfehler auf in Mikroinch oder Mikrozoll gemessene Größenordnungen begrenzt werden sollen, oder aber sogar auf Größenordnungen von Plugmikrozoll, so werden die üblichen mit geschlossener Schleife arbeitenden Servokorrektur- und Steuerkonstruktions-Verfahren und die Hardware für die Minimierung des Befehls-Zu-Ansprechfehlers, der eine Funktion der oben

030067/0879

erwähnten Systemparameter ist, zunehmend unzureichend.

Es wurden bereits verschiedene Möglichkeiten ins Auge gefaßt, beim Versuch, diesen Befehls-zu-Ansprechfehler oder den Servofolgefehler zu reduzieren oder zu stabilisieren, wobei gleichzeitig vermieden werden soll, daß entweder die Servopositioniergeschwindigkeit reduziert wird oder die oben erwähnten prohibitiven Bandbreitenbetriebsbeschränkungen auferlegt werden müssen. Eine Lösungsmöglichkeit ist in US-PS 3 798 430 beschrieben. Die dort beschriebene Erfindung umfaßt die Steuerung der Geschwindigkeit eines beweglichen Glieds längs einer gegebenen Achse X durch "updating" Positionsbefehle durch Inkremente von A X während aufeinanderfolgender gleicher Zeitperioden

A^T» um so das gesteuerte Glied der X-Achse mit einer Geschwindigkeit V = Ax/At zu bewegen. Das sich ändernde

Ji

Positionsbefehlssignal wird periodisch durch variable Größen während jeder aufeinanderfolgenden gleichen Zeitperiode Δ,Τ inkrementiert, um Eingabevorwärtssignale zu erzeugen, die proportional zu den individuellen Achsgeschwindigkeiten sind, mit denen das gesteuerte Glied bewegt wird, um so dessen re-v sultierende Geschwindigkeit gleich der durch die numerische Programminformation angegebenen Geschwindigkeit zu machen. Diese Eingabevorwärtslösung (feed forward approch) leidet an inhärenten Leistungsbeschränkungen insoferne, als Positionskorrekt uren. bezüglich der befohlenen Position bestimmt werden und nicht die Ansprechposition und/oder Geschwindigkeit des gesteuerten Glieds. Eine weitere Lösungsmöglichkeit wird von R. Palmer in "Control Engineering auf Seite 53 der Ausgabe vom März 1978 beschrieben, wobei dort der Positionsfehler eingegeben wird, um die Vorlauf-Nachlauf-Kompensationswerke der Servosteuerschleife herum und durch eine nichtlineare Verstärkungsschaltung. Obwohl bei diesem Verfahren Reduktionen beim Servofolgefehler realisiert werden, so werden doch nicht in angemessener Weise viele der Faktoren kompensiert.

030067/0873

-J]H'

die den Anstieg der Befehls-zu-Ansprechfehler bewirken. Zudem sind für große Positionsfehler die Korrektursignale in ihrer Größe auf eine nahezu konstante Spannung begrenzt, die nur 10 - 25 % der vollen Skalenausgangsgröße beträgt. Die vorliegende Erfindung überwindet jedoch sämtliche genannten Beschränkungen dadurch, daß die Positionskorrekturfehler auf der Ansprechposition des gesteuerten Elements basiert werden, und dadurch, daß ein stark verstärktes Positionskorrektursignal (für die volle Nachführbetriebsart) für selbst die kleinsten Befehl-zu-Ansprechpositionsfehler erzeugt wird, während unmittelbar zur konventionellen Steuerung dann zurückgekehrt wird, wenn das Fehlersignal auf Null getrieben wurde.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, die Ansprechzeit eines Servopositioniersystems um 2-3 Größenordnungen zu vermindern gegenüber einem konventionellen Servosystem, wenn die Eingangsbefehlssignalpegel oder die darin auftretenden Änderungen sehr klein sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die augenblickliche Positionierungsgenauigkeit des Servosystems zu erhöhen« und zwar durch Betätigung der Positionsrückkopplungsschleife mit einer höheren Takt- oder Klockfrequenz als die Befehls-"update" Rate, auf welche Weise die Genauigkeit unabhängig gemacht wird von den Datentastraten und den zugehörigen Systemtastfreguenzen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, den Folgefehler in einem Servopositioniersystem zu reduzieren, und zwar ohne Erhöhung der Betriebsbandbreite durch Vorsehen stark verstärkter Positionskorrektursignale für große Positionskorrektiiren, während kleine Eingangskorrekturen durch konventionelle Kllckkopplungsmittel vorgesehen werden.

030067/0879

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgesehen, um den Folgefehler in einem servogesteueirten Präzisionspositioniersystem zu reduzieren, und zwar auf kleinste Inkremente. der Positionsmeßauflösung der Servovorrichtung. Eine Positionsrückkopplungsübersteuermöglichkeit ist vorgesehen auf einer Ausnahmebasis, d.h. dann, wenn der Befehl-zu-Ansprechfehler ein vorbestimmtes kleinstes Schwellenpositionsinkrement übersteigt, wodurch die konventionelle Steuerschleife übersteuert wird und genauere und ansprechende Positionssteuersignale erzeugt werden.

Wie erwähnt zeigt die Zeichnung weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Kurve, welche die Beziehung darstellt zwischen dem Positionsfolgefehler, der Ansprechgeschwindigkeit und der Zeit, während welcher ein konstanter Geschwin— digkeitsbefehl in Wirkung war für ein typisches Servosteuersystem gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine Darstellung der Wirkung eines Schneidwerkzeugs infolge der Steuerung eines typischen bekannten zwei Servovorrichtungen aufweisenden Steuersystems bei der Konturbearbeitung eines Werkstücks, wobei ferner verschiedene Betriebsparameter angegeben sind;

Fig. 3 ein verallgemeinertes Blockdiagramm eines bekannten Servosteuersystems unter Verwendung einer Tachometerrückkopplungssteuerschleife;

Fig. 4 ein Blockdiagramm in allgemeiner Form eines erfindungsgemäßen Servosteuerungsrückkopplungssystems.

030067/0879

Im folgenden wird auf die Theorie derRückkopplungsschleifensteuerung als Ausgangspunkt für die zu beschreibende Erfindung zunächst eingegangen.

Fig. 1 zeigt graphisch den Befehls-zu-Ansprechfehler oder Folgefehler in einem typischen Servosteuersystem des Standes der Technik als eine Funktion der Befehlsgeschwindigkeit S, wie beispielsweise bei der Positionierung einer Werkzeugmaschine, wobei ferner die Zeitperiode T* dargestellt ist, während welcher der Geschwindigkeitsbefehl sich in Wirkung befindet. Der Folgefehler wird durch die Fläche oberhalb der die Ansprechgeschwindigkeit S_ repräsentierenden Kurve und unterhalb der die Befehlsgeschwindigkeit für Zeiten größer als O repräsentierenden Linie dargestellt. Der Folgefehler (FE). kann durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt werden:

FE = Folgefehlerfläche = J /IS-Fehler dt (1)

= J /IS-

S (ί - (1-e~^Ät)J dt (2)

Dabei ist

AS-Fehler = Fehler eingeführt durch Änderungen in der

Befehlsgeschwindigkeit S = Befehlsgeschwindigkeit ec =2 fi"X Ansprechbandbreite (BW).

Durch Integration der Gleichung 2 erhält man den folgenden Ausdruck:

FE - S £ — J (3)

030067/0879

Der Ansprechabstand S_ der Servovorrichtung ist gleich dem Befehlsabstand S minus dem Folgefehler oder:

³R - ^SC -

1 f (5)

während des Anlegens eines konstanten Geschwindigkeitsbefehls.

Ein Aspekt der Leistungsfähigkeit eines Servosystems kann anhand der Fig. 2 und durch die folgende Analyse demonstriert werden. Fig. 2 zeigt ein Schneidwerkzeug 20, welches auf der Oberfläche eines Werkstücks 22 in einem Oberflächenkontur-Arbeitsvorgang arbeitet. Die Positionsansprechgröfle des Servosystems S_n wird durch Gleichung (5) gegeben, die wie folgt umgeschrieben werden kann:

-2irf

S (1-e ^{BW c}) S - Sr - (6),

dabei ist -

S_ die tatsächliche Verschiebung der motorgetriebenen Vor-

richtung (d.h. des Schneidwerkzeugs) oder der Ansprechabstand ,

S die befohlene Lineargeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs

dabei ist

R = der äquivalente Radius des Antriebs oder die Linearzu-Drehumwandlung,

030067/0879

tu = die Drehgeschwindigkeit des Antriebs,

Tc die Zeitperiode, während welcher der Geschwindigkeitsbefehl in Effekt war,

BW =die geschlossene Schleifenbandbreite des Geschwindigkeits korrekturverstärker/treiber-Systems einschließlich des Motors und des Tachometers.

Der zweite Ausdruck in Gleichung (6) repräsentiert die Folgefehler verschiebung oder Versetzung des Servosteuersystems. Der FoIgefehler im stetigen Zustand, S (21Tf _w) , repräsentiert einen "festen" Fehler infolge eines gegebenen Geschwindigkeitsbefehls. Die andere Komponente des Folgefehlers,

Se (7)

repräsentiert den übergangsfehler eingeführt als Resultat schritt' artiger Änderungen des Geschwindigkeitsbefehls. Dieser Faktor verschwindet in der stetig Zustands-Geschwindigkeitssituation.

Durch Anlegen der Positionsansprechgröße der Servovorrichtung, definiert gemäß Gleichung (6), an eine Hochleistungspräzisionswerkzeugmaschine gemäß dem Stand der Technik, wobei die Oberflächenkontur einen Radius von 10 Zoll besitzt und die folgenden Leistungskriterien gefordert werden:

Zulässiger Schneidfehler 0,4 Mikrozoll, ^Smax ⁼ °'¹³⁰² Zoll/Sekunde (oder 7,81 IPM), und ^fBW = 30,0 Hz (geschlossene Schleifenbandbreite längs einer Bewegungsachse),

030067/0879

ergibt einen maximalen Folgefehler in x-Richtung, FE , am

^XP

Punkt P in Fig. 2 wie folgt:

Smax

^p%

0,1302 Zoll/Sekunde ⁽⁸⁾

2 JT (30,0 Hz)

690,8 Mikrozoll·.

Um den Schneidfehler des Systems auf <. - 0,4 Mikrozoll zu halten würde eine Bandbreite in y-Richtung, BW , von 30,0

- 0,025 Hz am Punkt P in Fig. 2 erforderlich sein, wo S = S .

χ y

Dieses Positionierungsgenauigkeitsausmaß ist äquivalent zu einem geschlossenen Bandbreitenfehler von + 0,082 %, was annähernd eine Größenordnung stabiler ist,als derzeit verfüg- . bare Servosysteme dauerhaft erreichen können. Um die spezielle Genauigkeit, d.h.<+ 0,4 Mikrozoll zu erreichen, muß entweder die Servogeschwindigkeit oder der Folgefehler oder eine Kombination davon um mindestens eine Größenordnung reduziert werden .

Die allgemeine Form eines Positionsruckkopplungssteuersystems, dem eine Tachometerrückkopplungssteuerschleife hinzugefügt wurde, ist in Fig. 3 gezeigt. Dieses System besteht aus einer digitalgesteuerten linearpositions-geschlossenen Schleife, in der die Servodämpfung mittels Tachometerrückkopplungsstabilisierung vergrößert wird. Die Verstärkerverstärkung wird im möglichen Ausmaß zur Erfüllung der Konstruktionsbedingungen eingestellt. In diesem System wird der Eingangspositionsbefehl, P , mit der tatsächlichen Position eines zu positionierenden Elements 40 verglichen. Dieser Vergleich erfolgt in

030087/0879

einem Auf/Ab-Zähler 24, wo P verglichen wird mit P , der tatsächlichen Position des Rückkopplungssignals. Der Auf/Ab-Zähler 24 wandelt in Kombination mit einem Schieberegister 26 und einem Digital/Analog-Umwandler (DAC) 28 die kombinierten digitalen Eingangssignale P und P

C A.

in ein analoges Befehlssignal E um. Wenn eine Tachometerrückkopplungsschleife im System verwendet wird, so wird dieses Befehlssignal E sodann mit dem Tachometerrückkopplungssignal Ε_-_ηΗ kombiniert, wobei das sich ergebende

ΧΑ. I^ ΓΙ

Signal in der Servosignalverstärkerstufe verstärkt wird. Diese Verstärkungsstufe besteht typischerweise aus einem Differentialverstärker 30, einem Zwischenverstärker 32 und einem Leistungsverstärker 34. Das Tachometer 36, wenn es im System verwendet wird, sieht eine Geschwindigkeitssteuerung und auch eine Servostabilisierung durch Kompensieren oder Glätten von E vor, und zwar in üblicher Weise an der Eingangssummierverbindung des Differentialverstärkers 30. Das Verstärkersignal E_ARM treibt den Servomotor 38, der seinerseits die Last 40 bei der Positionierung eines gegebenen Elements antreibt. Die Geschwindigkeits-Rückkopp-r lungsschleife im wesentlichen aus dem Tachometer 36 bestehend, empfängt die Geschwindigkeitsinformation vom Servomotor 38, wohingegen die Positions-Rückkopplungsschleife die tatsächliche Positionsinformation entweder vom Servomotor 38 oder der Last 4P, d.h. dem angetriebenen Element empfängt. Die Positions-Rückkopplungsschleife weist typischerweise einen digitalen Positionsrückkopplungswandler 42 auf, der das analoge Positionsrückkopplungssignal in Digitalformat umwandelt, und zwar typischerweise mit einer Einpuls/Einheit-Auflösung. Das digitalisierte Positionsrückkopplungssignal· P wird sodann durch einen Digitalsignalprozessor 44 geleitet, der das Format von P kompatibel mit dem des Eingangs-

befehls P macht. Die Arbeitsweise der bekannten servo-

030067/0879

gesteuerten Präzisionspositionierungssysteme leidet nicht nur von Fehlern in den Befehlseingangssignalen, sondern auch an Fehlern im Befehlskorrektursignal erzeugt durch die Rückkopplungssteuerschleife selbst. Die Erfindung eliminiert jedoch im wesentlichen durch die RUckkopplungssteuerschleife erzeugte Fehler durch Verwendung hoher Datentastgeschwindigkeiten beim Erzeugen stark verstärkter Korrektursignale immer dann, wenn eine vorbestimmte Positionsfehlerschwelle überschritten wird.

Es sei nunmehr im einzelnen auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung Bezug genommen, welches in der Zeichnung dargestellt ist. Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, so soll dieses doch nicht einschränkend verstanden werden. Im Gegenteil, es sollen durch die Erfindung auch sämtliche alternativen Abwandlungen und Äquivalente mitumfaßt sein, wie dies in den Ansprüchen ausgeführt ist.

Es sei nunmehr auf die Fig. 4 Bezug genommen, wo ein allgemeines Blockdiagramm eines Werkzeugmaschinen-Servosteuersystems die Erfindung veranschaulicht. Das System verwendet ein Positions-Updating- Schema auf einer "real-time" Inkrement für Inkrementbasis. Das Positionskorrektursignal Ξ_ρο ist nur dann operativ, wenn ein Befehl-zu-Ansprechfehler vorhanden ist. Wenn ein Befehl-zu-Ansprechfehler AS₀ vorhanden ist,

wo AS„ gleich der kleinsten signifikanten Einheit der R

Positionsmessung +EP₀ ist, so wird das Positionskorrektur-Rückkopplungssignal annähernd 2,5 Volt oder 2,5 (n)Volt, wobei η die Anzahl der AS -Einheiten in dem Befehls-zu-Ansprech

fehler ist. Das korrigierte Positionsrückkopplungssignal E_n ist O für η = O oder £2,5(n)-O,5j Volt für η>O, wobei sich die 0,5 Volt aus der Diodenabschaltschaltung in der Positionsrückkopplungsschleife ergeben. Dieses große Signal E treibt, wenn es nicht Null ist, den Servomotor zu seinem

030067/0879

u-

Leistungsbegrenzungszustand hin. Der Befehl der Steuervorrichtung wird durch die folgende Fehlerpositions-Rückkopplungssteuerschleife um das Äquivalent von 120 % der Nachführgeschwindigkeit verstärkt (boosted) immer dann, wenn der Positionsfehler, d.h. der Folgefehler

> 5 χ ÄSp ist. Die Servomotorfähigkeit übersteigt daher die Nachführgeschwindigkeit um 220 % oder ist aus diesem oder anderen Gründen strombegrenzt. Für alle Steuervorrichtungsgeschwindigkeitsbefehle, einschließlich des Nachführens, hält die Servofolgefehlerschaltung die Servoposition innerhalb + &SR₂ der Befehlsposition über den gesamten Konturgeschwindigkeitsbereich hinweg. Die effektive Bandbreite des repräsentativen Systems ist >1,9 KHz (in einem 30 Hz Nominalsystem), wobei die Korrekturausgangsgröße den am wenigstens signifikanten Bildbefehl der Steuervorrichtung um drei Größenordnungen übersteigt. Für kleine Positionskorrekturbefehle wird die Positionsrückkopplungssteuerschleife aus der Schaltung mittels der Diodenabschaltungen entfernt, und die Positionssteuerung wird wiederum durch die konventionelle Positionssteuerschleife vorgesehen.

Speziell werden die PositionsSteuerdaten für eine gegebene Bewegungsachse durch eine Maschinensteuereinhe-it 46 erzeugt, welche Positionsdaten entwickelt und zur geeigneten Achsensteuerschleife leitet. Die Maschinensteuereinheit 46 empfängt ihre Eingangsgröße von irgendeiner von unterschiedlichen Datenquellen, wie beispielsweise einem Lochband oder einer Tastatureingabevorrichtung. Die Digitaleingangsimpulsrate ändert sich von 0 bis 1,5 x 10 Impulse/-· Sekunde (pps; = Pulse pro Sekunde). Die durch die Maschinensteuereinheit 46 erzeugten Eingangsbefehle werden zu einem ersten Auf/Ab-Zähler 48 übertragen, und zwar für einen Ansprechvergleich, wobei die Differenz zu einem ersten Schiebe-

030067/0879

register 50 geht, welches durch einen ersten Taktblock 52 mit einer Rate von T₁ für konventionellen Betrieb betätigt wird. Der Eingangs-"Pulsstrom" von der Synchronisiereinheit 76 wird ebenfalls zu einem zweiten Auf/Ab-Zähler 54 für Ansprechvergleich übertragen und die Differenz geht zu einem zweiten Schieberegister 56, welches durch einen zweiten Taktblock 58 mit einer Rate T₂ betätigt wird, welche Größenordnungen kleiner ist als T. . Dieses Signal wird auf einer "durch Ausnahme"-Basis angelegt, um eine im wesentlichen Null-Folge-Fehler-Befehls-Eingangsgröße vorzusehen. Diese digitalen Befehlssignale, der konventionelle Eingangsbefehl und die Null-Folge-Fehler-Befehls-Eingangsgröße, werden in ein Analogformat durch die Digital/Analogümwandler 60 bzw. 62 umgewandelt. Das Signal in der Ratenoder Geschwindigkeits-Schleife, £_-_„, sieht, wenn verwendet, die glatte Geschwindigkeitssteuerung vor, und zwar durch Ausgleich gegenüber den Eingangsbefehlen in den Eingangskreisen des Differentialverstärkers (U₁) 64 in üblicher Weise. Das Nettoeingangssignal des DifferentialVerstärkers wird zum Servomotor 66 übertragen, und zwar über einen Zwischen¹-verstärker (G ) 68 und einen Leistungsverstärker (G_pA) 70, und zwar zusätzlich zu dem Differentialverstärker 64 derart, daß sich folgendes ergibt:

^(GI^{} (G}PA> > 10⁵. (9)

Das Verstärkersignal wird sodann zum Servomotor 66 übertragen, der seinerseits auf die Systemlast 72 einwirkt. Vom Servomotor 66 wird die Geschwindigkeits- oder Raten-Information in Analogform zurückgeleitet und zwar über die Tachometerrückkopplungsschleife. Zudem wird Positionsinformation über die Positionsrückkopplungsschleife entweder vom Servomotor

030067/0879

66 oder von der Last 72 zurückgeführt. In der Positionsschleife werden die Analogsignale als erstes in Digitalform umgewandelt und zwar über einen digitalen Positionsrückkopplungswandler 74 derart, daß ein Impuls pro Einheit der Positionsauflösung erzeugt wird. Der Positionsrückkopplungswandler 74 kann ein Kodierer, ein Resolver, ein Laser oder sogar ein Positionspotentiometer im beschriebenen Ausführungsbeispiel sein. Darauffolgend auf die Analog-zu-Digitalumwandlung durch den¹ Digitalisator 74 werden die Positionsrückkopplungssignale mit den Eingangsbefehlen vom "Pulsstrom" vom Befehls^ geschwindigkeitssynchronisator 76 kompatibel gemacht, der genau proportionale Pulse pro Sekunde, PPS, an den konventionellen Ratenbefehlsgeber und den zweiten Taktblock liefert, so daß die Eingangsbefehlsimpulse und die Positionsrückkopplungsimpulse mit einer T₂~Taktrate verglichen werden können, und das sich ergebende Signal wird in ein analoges Format wie zuvor beschrieben umgewandelt. Diese Funktion könnte durch irgendeine große Zahl von leicht verfügbaren Signalprozessoren 78 ausgeführt werden. Das Analogsignal im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird sodann durch einen Faktor 64 durch den Hochgeschwindigkeitsverstärker G₀ 8o verstärkt. Das verstärkte Signal wird sodann durch das Diodenabtrennnetzwerk aus den zwei Dioden 82 und 84 geleitet. Die Dioden blockieren den gesamten Ausgang vom Hochgeschwindigkeitsverstärker 80) der kleiner ist als annähernd 500 Millivolt. Der Hochgeschwindigkeitsverstärker 8o liefert 2,5 Volt für jedes Fehlerbit empfangen vom zweiten Digital-zu-Analogumwandler 62 derart, daß folgendes gilt:

E_pc = 2,5 (n) Volt - 0,5 (10),

wobei η die Anzahl der Digitalimpulse ist, deren jeder gleich einer Einheit der Positionsauflösung AS₀ ist. Dies gestattet

ti.

der Nullfolgefehlerpositionskorrektur-Rückkopplungsschleife

030067/0879

das effektive Abschalten von einer Steuerfunktion, wenn

die Ausgangsgröße von DAC 2 62 auf null geht und gestattet

die Übernahme des Befehls, wenn die Ausgangsgröße von

DAC 2 gleich einem oder mehreren Fehlerbits ist.

Wie oben beschrieben werden bei diesem Servosteuersystem zwei Taktsysteme verwendet. Ein Takt- oder Klocksystem arbeitet mit einer Rate T^ und wird bei der Digital-Analogümwandlung des konventionellen Eingangsbefehls verwendet. Das andere Taktnetzwerk arbeitet mit einer Rate t"₂ und wird beim Vergleich des Eingangsbefehlsimpulsstroms mit den Ansprechpositionsrückkopplungsimpulsen und der Digitalzu-Analogumwandlung der sich ergebenden Differenz verwendet. Da das beschriebene zweite geschlossene Schleifensystem Steuersignale für die Servovorrichtung vorsieht, die Größenordnungen größer sind als die beschriebene konventionelle Befehlseingangsgröße, und zwar auf den am wenigstens signifikanten Bit-Befehlsniveaus, so muß die Hochgeschwindigkeitstaktgabe erfolgen. Aus der Nachrichtentheorie ist es bekannt, daß die Taktfrequenz das Doppelte der effektiven. Bandbreite der der getakteten Schaltung zugeführten Signale sein. Eine weitere Einschränkung des Steuersystems besteht darin, daß die Folgefehlersignaltaktperiode V ₂ ein kleineres Vielfaches des Ansprechens des Servomotors

f3 sein, muß, und zwar bei dem Vorsehen von Positionsrückkopplung, d.h. f₂« t"₃·

Idealerweise sollte die Nullfolgefehlersignaltaktperiode y₃ gleich oder kleiner sein als annähernd 6 % von einer Positionsauflöseeinheit äquivalent zum Ansprechen t*o ^des Servomotors. Im vorliegenden System wird mit dem mit einer Rate von t.. = 10,24 msec arbeitenden Befehlseingangstaktsystem der Hochgeschwindigkeitstakt V₂ ^m^t 60 msec betrieben. Der Servomotor erfordert annähernd 900 msec, um

030067/0879

die Befehls-zu-Ansprechfehlerkorrektur dann einzuleiten, wenn der Betrieb in der Strombegrenzungsbetriebsart erfolgt, so daß T₂/ T₃ -*6,67 % ist.

Der Hauptzweck der Diodenabtrennung besteht darin, die inhärente Operationsverstärkerdrift und die Unsicherheit beim Nulleingang zu kompensieren, wobei gleichzeitig eine scharfe Spannungsabtrennung beim Abschalten des Positionsrückkopplungssignals in der Positionsrückkopplungsschleife vorgesehen wird. Die Hochgeschwindigkeitsoperations-Verstärkersignaldrift ist typischerweise ungefähr + 6 mV. Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird die Spannung pro Bit in der Positlonsrückkopplungsschleife durch den folgenden Ausdruck gegeben:

Ep₀ /_Bit=

DAC Kapazität ^e

10 V <¹¹> _{x 64}

= 2,5

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Diodenabtrennung typischerweise 0,5 Volt, was in hinreichender Weise die Operationsverstärkersignaldrift übersteigt und die Unsicherheit, um einen Falschalarm auszuschließen, wobei diese Größe gleichzeitig geringer ist als die Spannung pro Bit des Positionskorrektursignals, um die Eingabe des Positionsrückkopplungssignals in die Ratenschleife, wenn erforderlich, zu gestatten. Die Beziehung dieser Signalpegel und ihrer entsprechenden Werte ist in Fig. 5 gezeigt.

030067/0879

Es ergibt sich somit, daß erfindungsgemäß ein Positions-Tachometer-Rückkopplungsschlei fenservosteuersy stern vorgesehen wird, welches den Servoansprech-zu-Befehls-Fehler für im wesentlichen sämtliche Betriebszeiten minimiert, während welcher unbedingte Stabilität aufrechterhalten ist. Durch Betrieb der Positionsrückkopplungsschleife . mit einer viel höheren Taktrate als der,mit der die Eingangsbefehle empfangen werden, und durch Anlegen dieser stark verstärkten Positionskorrektursignale auf einer "durch Ausnahme"-Basis, wenn ein gegebener Fehlerpegel überschritten wird, wird der Systemfolgefehler reduziert, und zwä£ auf das kleinste Positionsrückkopplungsauflösungsinkrement S„ für sämtliche Betriebszeiten von Bedeutung und für sämtliche Betriebsgeschwindigkeiten.

Die beste Arbeitsweise der Erfindung wird durch die Diamantendrehmaschine Nr. 3 (DTM-3) des Lawrence Livermore Laboratoriums repräsentiert. Dieses System entspricht im wesentlichen dem System der Fig. 4. Der Eingangsbefehlsmodul 46 besteht aus einer Allen-Bradley 7320 Steuervorrichtung, die eine. ' ., Reihe von Eingangsimpulsen liefert, die zur Synchronisiervorrichtung 76 geleitet werden. Die Synchronisiervorrichtung 76 ist eine bei dem Stande der Technik entsprechende digitale arithmetische Platte zur Umwandlung des Eingangsimpulsregisters in einen Impulsstrom, der genau proportional ist zur Servobefehlssteuerung und zwar geschieht es in Folge des P -Registerbefehls. Arithmetische oder Recheneinheiten dieser Bauart sind bekannt. Der in dem DTM-3-System verwendete Synchronisierer ist im wesentlichen identisch mit einem Synchronisierer verwendet in einem Computermodell Nr. 11-25 hergestellt von der Modular Computer Systems, Inc. ("ModComp") in den USA. Der digitale Rückkopplungswandler 74 besteht aus einem Hewlett-Packard-Laser-Subsystem-Modell Nr. HP 5501 A.

030067/0879

Die Verarbeitungseinheit 78 ist ein integraler Teil der Allen-Bradley-Einheit 7320. Die DTM-3-Maschine im Lawrence Livermore Laboratorium mit den oben angegebenen Komponenten ist in der Lage, das Positionszeitansprechen um vier Größenordnungen (von 16 Sekunden auf 1-2 Millisekunden) für ein kleinsten Inkrement der Positionsbefehlseingangsgröße zu reduzieren und zwar verglichen mit dem System gemäß Fig. 3. Darüber hinaus wurde das servomäßige Geschwindigkeitsansprechen auf den Befehl oder das Agilitäts/Ansprechen um drei Größenordnungen verbessert (von annähernd 2 Sekunden auf 1-2 Millisekunden). Auf diese Weise erfüllt die Erfindung die oben erläuterten Ziele und erreicht auch die oben genannten Vorteile.

Zusammenfassend sieht die Erfindung somit ein mit geschlossener Schleife arbeitendes rückkopplungsgesteuertes Servosystem vor, welches den Befehls-zu-Ansprechfehler bezüglich des Systems in kleinstem Positionsrückkopplungsauflösungsinkrement ASR auf einer kontinuierlichen Realzeitbasis für sämtliche Betriebszeiten von Bedeutung und für alle Betriebsgeschwindigkeiten reduziert. Das Servosystem verwendet eine zweite Positionsrückkopplungssteuerschleife auf einer "mit Ausnahme"-Basis, wenn der Befehls-zu-Ansprechfehler größer AS_R ist, um genaue Positionskorrektursignale zu erzeugen. Wenn der Befehls-zu-Ansprechfehler kleiner als AS_R ist, so kehrt die Steuerung automatisch zu den konventionellen Steuermitteln zurück, wenn die zweite Positionsrückkopplungssteuerschleife abgetrennt wird, und wird für konventionelle Servosteuermittel transparent. Durch Betätigung der zweiten einzigartigen Positionsrückkopplungssteuerschleife, die hier verwendet wird, bei der entsprechenden Taktrate, kann der Befehls-zu-Ansprechfehler reduziert werden, und zwar auf das geringste Positionsrückkopplungsauflösungsinkrement. Das erfindungsgemäße System kann in Verbindung mit einer Tachometerschleife für erhöhte Stabilität verwendet werden.

030067/0879

e e r s e

ite

Claims

Patentansprüche

ζ 1. "jRückkopplungssteuersystem mit geschlossener Schleife zur ^—/genauen Steuerung der augenblicklichen Position eines Maschinenelements längs einer Achse während im wesentlichen der gesamten bedeutsamen Betriebszeit und für sämtliche Betriebsgeschwindigkeiten entsprechend numerischen Eingangsbefehlen, gek ennzeichnet durch:

eine Quelle für numerische Eingangsbefehle,

Mittel, welche auf die numerischen Eingangsbefehle von der Quelle ansprechen und eine verstärkte Signalausgangsgröße erzeugen, um die Bewegung des Maschinenelements hervor zurufen,

erste Schaltungsmittel zum Erzeugen von die Position des Maschinenelements repräsentierenden Rückkopplungssignalen,

erste Vergleichsmittel zum Vergleich der numerischen Eingangsbefehle von der Quelle mit den Positionsrückkopplungssignalen von den ersten Schaltungsmitteln,

auf die ersten Vergleichsmittel ansprechende Mittel zur Erzeugung und zur Verstärkung der Positionskorrektursignale, wobei die Größe der Positionskorrektursignale proportional zur Differenz zwischen den numerischen Eingangsbefehlen und den Positionsrückkopplungssignalen ist,

zweite Vergleichsmittel, welche auf die Positionskorrektursignale ansprechen, um kontinuierlich die Positionsrückkopplungssignale mit einem Befehls-"Impulsstrom" genau proportional zur Steuereingangsbefehlsrate zu vergleichen,

030067/0879

und zwar für eine vorbestimmte Positionskorrekturgrenze,

Gattermittel, welche auf die zweiten Vergleichsmittel ansprechen, um ein Befehlskorrektursignal dann zu erzeugen, wenn die vorbestimmte Positionskorrekturgrenze überschritten wird.

Mittel zur Kombination der numerischen Eingangsbefehle mit den.BefehlskorrekturSignalen zur Erzeugung eines modifizierten numerischen Eingangsbefehls, und

Verstärker und Motormittel, welche auf die modifizierten numerischen Eingangsbefehle ansprechen, um das Maschinenelement längs der Achse anzutreiben.

2.Rückkopplungssteuersystem mit geschlossener Schleife nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zweite Schaltungsmittel zur Erzeugung von Befehlssignalen, welche den genauen Geschwindigkeitsbefehl des Maschinenelements erzeugen, und

Mittel zur Kombination der erwähnten Positionsrückkopplungssignale additiv mit den geschwindigkeitskorrelierten Befehlssignalen zur Erzeugung des Positionskorrektursignals dann, wenn die vorbestimmte Positionsgrenze überschritten ist, wobei das Servobefehlssignal allein durch die konventionellen Raten und Positionsbefehlssignale dann bestimmt wird, wenn die vorbestimmte Positionskorrekturgrenze nicht überschritten ist.

3. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zweite Vergleichsmittel, welche auf die Positionskorrektursignale ansprechen und kontinuierlich die Positionsrückkopplungssignale mit einer vorbestimmten Positionskorrekturgrenze vergleichen, und mit Gattermitteln, welche auf die

030067/0879

128312

zweiten Vergleichsmittel ansprechen und die Positionskorrektursignale mit den numerischen Eingangsbefehlen vergleichen, wobei ferner ein Diodenabtrennetzwerk vorgesehen ist, welches die Kombination der Positionskorrektursignale mit den numerischen Eingangsbefehlen gestattet und zwar bei der Erzeugung der modifizierten numerischen Befehlssignale,wenn eine vorbestimmte Positionskorrektursignalspannungsschwelle überschritten wird, welche der vorbestimmten Differenz zwischen den tatsächlichen und gewünschten Positionen der Maschinenelemente entspricht, und wobei ferner die Eingangsbefehle für die Motormittel allein durch die numerischen Eingangsbefehle bestimmt werden, wenn die vorbestimmte Positionskorrektursignalspannungsschwelle nicht überschritten wird.

4. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zweite Vergleichsmittel, welche auf die Positionskorrektursignale ansprechen und kontinuierlich die Positionskorrektursignale mit der vorbestimmten Positionkorrekturgrenze vergleichen, und ferner mit Mitteln zum Vergleich der Positionsrückkopplungssignale mit den mit der Geschwindigkeit in Korrelation stehenden Befehlssignalen, wobei ferner ein Diodenabtrennnetzwerk vorgesehen ist, welches die Kombination der Positionskorrektursignale mit den Geschwindigkeitsrückkopplungssignalen gestattet und zwar zur Erzeugung von geschwindigkeitsabgeleiteten Rückkopplungskorrektursignalen dann, wenn eine vorbestimmte Positionskorrektursignalspannungsschwelle überschritten ist, welche einer vorbestimmten Differenz zwischen der tatsächlichen und dengewünschten Positionen des Maschinenelements entspricht, und wobei ferner die geschwindigkeitsabgeleiteten Rückkopplungskorrektursignale allein durch die Geschwindigkeitsrückkopplungssignale bestimmt sind, wenn die vorbestimmte Positionskorrektursignal-

30 067/087

Spannungsquelle nicht überschritten ist.

5. Rückkopplungssteuersystem mit einer geschlossenen Schleife zum präzisen Steuern der augenblicklichen Position eines Maschinenelements längs einer Achse während im wesentlichen der gesamten bedeutsamen Betriebszeit und für sämtliche Betriebsgeschwindigkeiten, und zwar entsprechend digitalen Eingangsbefehlen, gekennzeichnet durch:

eine Quelle digitaler Eingangsbefehle,

Mittel zum Umwandeln der digitalen Eingangsbefehle in analoge Porm,wobei die Mittel eine verstärkte Analogsignalausgangsgröße aufweisen, um die Bewegung des Maschinenelements hervorzurufen, und wobei die Arbeitsweise mit einer ersten Taktrate V. erfolgt,

erste Schaltungsmittel zur Erzeugung digitaler Rückkopplungssignale, welche die Position des Maschinenelements repräsentieren,

erste Vergleichsmittel zum Vergleich der digitalen Eingangsbefehle mit den digitalen Positionsrückkopplungssignalen,

Mittel zur Erzeugung verstärkter Analogpositionskorrektursignale, wobei die Größe der Positionskorrektursignale proportional zur Differenz zwischen den digitalen Eingangsbefehlen, genau mit dem Geschwindigkeitsbefehl in Korrelation stehen, und den digitalen Positionsrückkopplungssignalen ist, wobei die Digital-zu-Analog-Umwandlungsmittel mit einer zweiten Taktrate T₂ derart arbeiten, daß X₂ «tj ist, auf welche Weise gestattet wird, daß die Positionskorrektursignale mit einer wesentlich schnelleren Geschwindigkeit auf den neuesten Stand gebracht werden (updated)/revidiert werden, als dies für die Geschwindigkeit gilt, mit der die Eingangsbefehle auf den neuesten Stand gebracht werden/revidiert

IQ3QQ67/0879

werden, und wobei T₂ ein erforderliches (kleineres) Unter-Vielfaches der Ansprechperiode des Rückkopplungssteuersystems mit geschlossener Schleife ist,

zveite Vergleichsmittel, welche auf die Positionskorrektursignale ansprechen, um kontinuierlich die Positionsrückkopplungssignale mit einer vorbestimmten Positionskorrekturgrenze zu vergleichen,

Gattermittel, welche auf die zweiten Vergleichsmittel ansprechen, um ein Befehlskorrektursignal dann zu erzeugen, wenn die vorbestimmte Positionskorrekturgrenze überschritten wird,

Mittel zur Kombination der digital-zu-analog umgewandelten Eingangsbefehle mit den Befehlskorrektursignalen zur Erzeugung eines modifizierten Eingangsbefehls, und

Verstärker und Motormittel, welche auf die modifizierten Eingangsbefehle ansprechen, um das Maschinenelement längs' „ der Achse anzutreiben.

Rückkopplungssteuersystern mit geschlossener Schleife nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zweite Schaltungsmittel zur Erzeugung von Befehlssignalen, welche die genaue Befehlsrate oder Geschwindigkeit des Maschinenelements angeben, und

Mittel zum Kombinieren der Positionsrückkopplungssignale additiv mit den mit der Geschwindigkeit in Beziehung stehenden Signalen zur Erzeugung des Befehlskorrektursignals dann, wenn die vorbestimmte Positionskorrekturgrenze überschritten ist, wobei das Servobefehlssignal allein bestimmt ist durch die konventionellen Raten- und Positions-

030067/0879

befehls-Signale, wenn die vorbestimmte Positionskorrekturgrenze nicht überschritten ist.

7. System nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zweite Vergleichsinittel, welche auf die Positionskorrektursignale ansprechen und kontinuierlich die Positionsrückkopplungssignale mit einer vorbestimmten Positionskorrekturgrenze vergleichen, und mit Gatemitteln, welche auf die zweiten Vergleichsmittel ansprechen und die Positionskofrektürsignale mit den numerischen Eingangsbefehlen kombinieren, und zwar geschieht dies ferner über ein Diodenabschaltnetzwerk, welches gestattet, daß die Positionskorrektursignale kombiniert werden mit den numerischen Eingangsbefehlen zum Zwecke der Erzeugung der modifizierten numerischen Eingangsbefehlssignale dann, wenn die vorbestimmte Positionskorrektursignalspannungsschwelle, entsprechend einer vorbestimmten Differenz zwischen der tatsächlichen und den gewünschten Positionen des Maschinenelements, überschritten ist, wobei die Eingangsbefehle für die Motormittel allein bestimmt sind· durch die numerischen Eingangsbefehle, wenn die vorbestimmte Positionskorrektursignalspannungsschwelle nicht überschritten ist.

8. System nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zweite Vergleichsmittel, welche auf die Positionskorrektursignale ansprechen und kontinuierlich die Positionsrückkopplungssignale mit der vorbestimmten Positionskorrekturgrenze vergleichen, und mit Gattermitteln, welche auf die zweiten Vergleichsmittel ansprechen und die Positionskorrektursignale mit den Geschwindigkeitsrückkopplungssignalen vergleichen, und zwar vermittelst eines Diodenabschaltnetzwerks, welches die Kombination der Positionskorrektursignale mit den Geschwindigkeitsrückkopplungssignalen gestattet, und zwar zur Erzeugung von Befehlskorrektursignalen dann, wenn eine vorbestimmte Positionskorrektursignalspannungsschwelle entsprechend einer vorbe-

030067/0879

•f ·

stimmten Differenz zwischen der tatsächlichen und gewünschten Position des Maschinenelemente überschritten ist, wobei die Befehlskorrektursignale allein bestimmt sind durch die Geschwindigkeitsrückkopplungssignale, wenn die vorbestimmte Positionskorrektursignalspannungsschwelle nicht überschritten ist.

9. Verfahren zur Bewegung eines Maschinenelements längs einer Achse, um dessen Position dynamisch in Übereinstimmung mit einem sich ändernden numerischen Eingangsbefehl zu halten, wobei das Verfahren eine Betätigungssteuerschaltung veranlaßt, eine Betätigungsvorrichtung mit Befehlen zu beliefern, um das Maschinenelement über Positionierbewegungen zu bewegen, und zwar infolge der numerischen Eingangsbefehle, und wobei das Maschinenelement ferner mit einer Meßschaltung in Verbindung steht, um Positionsrückkopplungssignale zu erzeugen, welche die tatsächliche Position des Maschinenelements repräsentieren, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Vergleich der numerischen Eingangsbefehle mit den Positionsrückkopplungssignalen, und

Änderung der numerischen Eingangsbefehle als Funktion der Differenz zwischen den numerischen Eingangsbefehlen und den Positionsrückkopplungssignalen, dann, wenn ein vorbestimmter Differenzsignalpegel entsprechend einer vorbestimmten Differenz zwischen den numerischen Eingangsbefehlen und den Positionsrückkopplungsbefehlen überschritten wird, wobei die Betätigungssteuerbefehle allein bestimmt sind durch die numerischen Eingangsbefehle, wenn der vorbestimmte Differenzsignalpegel nicht überschritten ist.

03GG67/Q879

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Anders der numerischen Eingangsbefehle ferner folgende Schritte aufweist:

Erzeugung genauer mit der Geschwindigkeit in Korrelation stehender Befehlssignale, welche die befohlene Geschwindigkeit des Maschinenelements repräsentieren,

Erzeugung von Befehlskorrektursignalen zur Kombination mit den numerischen Eingangsbefehlen bei der Erzeugung modifizierter numerischer Eingangsbefehle, wobei die Befehlskorrektursignale erzeugt werden durch die Kombination der Positionsrückkopplungssignale mit den mit der Geschwindigkeit in Korrelation stehenden Befehlssignalen, und zwar dann, wenn der Positionsrückkopplungssignalpegel eine gegebene Schwelle übersteigt, welche einer vorbestimmten Differenz zwischen der tatsächlichen Position und der befohlenen Position des Maschinenelements entspricht, und

wobei die Betätigungssteuerschaltung dazu dient, die Betätigungsvorrichtung mit Befehlen zu versorgen, um das Maschinenelement durch die Positionierungsbewegungen hindurchzubewegen und zwar infolge der modifizierten numerischen Eingangsbefehle.

11. Verfahren zur präzisen Steuerung der augenblicklichen Position eines Maschinenelements längs einer Achse während im wesentlichen der gesamten bedeutsamen Betriebszeit und für sämtliche Betriebsgeschwindigkeiten, und zwar entsprechend digitaler Eingangsbefehle, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

030067/0879

'11 t

Umwandlung der digitalen Eingangsbefehle in Analogform mit einer ersten Taktrate T.. und Verstärkung der Analogsignale,

Erzeugung von digitalen RückkopplungsSignalen, welche die Position des Maschinenelements repräsentieren,

Vergleich der digitalen Eingangsbefehle mit den digitalen Positionsrückkopplungssignalen,

Erzeugung verstärkter analoger Positionskorrektursignale, deren Größe proportional zur Differenz zwischen den digitalen Eingangsbefehlen und den digitalen Positionsrückkopplungssignalen ist, wobei die Digital-zu-Analogümwandlungsmittel mit einer zweiten Taktrate T₂ derart arbeiten, daß f- « Γι ist, auf welche Weise gestattet wird, daß die Positionskorrektursignale mit einer viel größeren Geschwindigkeit auf den neuesten Stand gebracht/revidiert werden, als dies für die Rate gilt, mit der die Eingangsbefehle auf den neuesten Stand gebracht/revidiert werden, und wobei T _ ein erforderliches (unter) Teil-Vielfaches der Ansprechperiode des Rückkopplungssteuersystems mit geschlossener Sahleife ist,

kontinuierliches Vergleichen der Positionsrückkopplungssignale mit einer vorbestimmten Positionskorrekturgrenze,

Erzeugung eines Befehlskorrektursignals dann, wenn die vorbestimmte Positionskorrekturgrenze überschritten ist,

Kombination der digital/analog-umgesetzten Eingangsbefehle mit den Befehlskorrektursignalen zur Erzeugung eines modifizierten Eingangsbefehls, und

030067/0879

Antreiben des Maschinenelements längs der Achse mittels der modifizierten Eingangsbefehle.

12.Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß der Schritt des Erzeugens der Befehlskorrektursignale ferner folgende Schritte aufweist:

Erzeugung der Befehlssignale, welche den genauen Geschwindigkeitsbefehl des Maschinenelements repräsentieren, und

Erzeugung der Befehlskorrektursignale zur Kombination mit den Eingangsbefehlen bei der Erzeugung modifizierter Eingangsbefehle, wobei die Befehlskorrektursignale erzeugt werden durch die Kombination der Positionsrückkopplungssignale mit den präzisen mit der Geschwindigkeit in Korrelation stehenden Befehlssignalen, wenn der Positionskorrektursignalpegel eine gegebene Schwelle übersteigt, die einer vorbestimmten Differenz zwischen der tatsächlichen Position und der befohlenen Position des Maschinen-, elements entspricht.