DE1302194C2 - DEVICE FOR DETERMINING AND REGULATING THE SPEED OF A MOVING OBJECT - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING AND REGULATING THE SPEED OF A MOVING OBJECTInfo
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- DE1302194C2 DE1302194C2 DE19651302194D DE1302194DA DE1302194C2 DE 1302194 C2 DE1302194 C2 DE 1302194C2 DE 19651302194 D DE19651302194 D DE 19651302194D DE 1302194D A DE1302194D A DE 1302194DA DE 1302194 C2 DE1302194 C2 DE 1302194C2
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Description
Beschleunigung oder beider müssen die Bremswege neu eingestellt werden.Acceleration or both, the braking distances must be reset.
Der Geschwindigkeitssteigerung von Förderanlagen, insbesondere von Aufzügen steht daher die schwierig zu erfüllende Forderung entgegen, daß der bewegte Gegenstand, z. B. der Fahrkorb, an einem genau vorgegebenen Ort zum Stillstand kommt und da? die auftretende Verzögerung ebenso wie die Beschleunigung und deren Ableitung nach der Zeit (Ruck) beim Anfahren, insbesondere bei der Personenbefördenrag, während des Bremsvorgangs bestimmte, physiologisch bedingte Werte nicht überschreiten.The increase in the speed of conveyor systems, in particular of elevators, is therefore the difficult to meet requirement that the moving object, z. B. the car, on one exactly given place comes to a standstill and there? the delay occurring as well as the Acceleration and its derivation according to the time (jerk) when starting, especially when transporting people, Do not exceed certain physiologically determined values during the braking process.
Dieses Problem des genauen Anhaltens eines Fördermittel an einer bestimmten Stelle ist an und für sich bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, zum selbsttätigen Verzögern von Anfzugsmaschinen den Einsatz der Verzögerung bzw. den Beginn der Abbremsung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Aufzuges zu steuern. So sind bei einer bekannten Einrichtung zum Steuern von Fördereinrichtungen, um mit dem Abbremsen einer Bewegung erst um die geschwindigkeitsabhängige Länge des Bremsweges zu Erreichen der gewünschten Ruhelage zu beginnen, zwei Vorrichtungen vorgesehen, von denen die erste der Messung der Fahrgeschwindigkeit oder der zurückgelegten Fahrzeit oder -strecke dient, während, in Abhängigkeit von dieser gemessenen Größe, die zweite Vorrichtung beeinflußt wird, die der Einstellung der Bremszeit oder des Bremspunktes dient. Diese geschwindigkeitsabhängige Beeinflussung wird beispielsweise durch ein besonders in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung betätigtes, den Bremsbeginn angebendes Seil vollzogen.This problem of precisely stopping a conveyor at a specific point is known in and of itself. For example, it is known to automatically decelerate pulling machines to control the use of deceleration or the start of deceleration as a function of the speed of the elevator. Thus, in a known device for controlling conveyor devices, in order to start braking a movement only by the speed-dependent length of the braking distance to reach the desired rest position, two devices are provided, of which the first is to measure the driving speed or the driving time or - distance is used, while, depending on this measured variable, the second device is influenced, which is used to set the braking time or the braking point. This speed-dependent influencing is carried out, for example, by a cable which is actuated in particular as a function of the speed of the conveying device and which indicates the start of braking.
Es is» auch bereits versucht worden, den Geschwindigkeitsunterschied unter Anwendung mechanischer Mittel auszugleichen. So ist eine geschwindigkeitsabhängige Steuerung des Verzögerungsbeginns bei Aufzügen mit Antrieb durch Drehstromkurzschlußläufermotoren bekanntgeworden, bei der zur Veränderung des Schlupfbereiches ein Kontaktfinger in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors verstellt wird. Die Haltegenauigkeit der Kabine an einen vorgegebenen Punkt ist aber auch hier nicht so genau, daß das Halten ohne die Ausführung eines Schleichweges mit dem dafür erforderlichen technischen Aufwand möglich ist.Attempts have also been made to determine the speed difference equalize using mechanical means. So is a speed-dependent one Control of the start of deceleration in elevators with drive by three-phase squirrel cage motors became known, in which a contact finger depending on the speed of the drive motor to change the slip range is adjusted. The accuracy of stopping the car at a given point is not the same here either precisely that holding without the execution of a secret path with the necessary technical Effort is possible.
Diese bekannten Anordnungen setzen voraus, daß der Bremsweg eine Funktion der Geschwindigkeit ist, d. h., das Hebezeug muß im Augenblick des Einsetzens der Verzögerung mit konstanter Geschwindigkeit fahren.These known arrangements assume that the braking distance is a function of the speed, d. that is, the hoist must be at a constant speed at the moment the deceleration begins drive.
Um die Haltegenauigkeit zu erhöhen, sind auch bereits elektronische Rechner bei Bremseinrichtungen eingesetzt worden. So ist ein Verfahren zur elektrischen Steuerung der Bremse von Aufzügen bekanntgeworden, bei dem als Steuergröße zur Regulierung der Kraft für dip Bremsung die Differenz zwischen einem weg- und geschwindigkeitsabhängigen Verzögerungsprogramm und dem momentanen Verzögerungswert verwendet wird, wobei das weg- und geschwindigkeitsabhängige Verzögerungsprogramm proportional dem Quotienten aus dem Quadrat der Momentangeschwindigkeit geteilt durch den Abstand vom Haltepunkt ist. Zur Durchführung dieses Verfahrens wird ein Rechengerät angewendet, in welchem zur Erzeugung einer dabei erforderlichen Wurzelfunktion eine Kurvenscheibe in Verbindung mit einem Doppelpotentiometer vorgesehen ist.In order to increase the stopping accuracy, electronic computers are already in the braking devices been used. A method for the electrical control of the brake of elevators has become known, in which as a control variable to regulate the force for dip braking the difference between one distance- and speed-dependent deceleration program and the current deceleration value is used, whereby the distance and speed dependent deceleration program is proportional to the Quotient from the square of the current speed divided by the distance from the stopping point is. To carry out this method, a computing device is used in which to generate a cam disk in connection with a double potentiometer for the root function required is provided.
Dieses Verfahren zur elektrischen Steuerung einei Bremse ist nur im Bereich einer konstanten Verzögerung anwendbar. Sie berücksichtigt nicht den verschliffenen Übergang von einem Beschleunigungsvorgang oder der konstanten Geschwindigkeit auf dit konstante Verzögerung bei beliebiger Augenblicksgeschwindigkeit. This method of electrically controlling a brake is only capable of constant deceleration applicable. It does not take into account the smooth transition from an acceleration process or constant speed to constant deceleration at any instantaneous speed.
Es ist auch bereits beim Fahrbetrieb von Fernbahnen bekanntgeworden, die Geschwindigkeit eines Zuges zum Zwecke der Positionierung unter Benutzung eines Digitalrechners zu ermitteln. Auch isl dabei auf die Möglichkeit der Geschwindigkeitsregelung unter Benutzung der so ermittelten Sollwerte hingewiesen, wobei der Geschwindigkeitssollwerteines Zuges einer Fahrkurve entspricht, welche die vorgegebenen Werte von Geschwindigkeit und Verzögerung einhält, wobei der mögliche Haltepunkt dadurch bestimmt wird, daß sich der richtige Bremseinsatz als Schnittpunkt einer nachgebildeten Bremsparabel milThe speed of a train has already become known when it comes to the operation of long-distance trains To determine train for the purpose of positioning using a digital computer. Also isl the possibility of speed control using the setpoint values determined in this way where the speed setpoint is a Train corresponds to a travel curve which corresponds to the specified values of speed and deceleration complies, the possible breakpoint is determined by the fact that the correct brake application as Intersection of a simulated braking parabola mil
der Lastgeschwindigkeit des Zuges ergibt. Hierbei werden jedoch Lochstreifen zur Nachbildung eingesetzt,
und es findet keine ständige und unabhängige Berechnung der Fahrkurve statt.
Es ist weiter eine digitale Steuereinrichtung eineithe load speed of the train results. Here, however, punched tape can be used to simulate, and there is no permanent, independent Calculating r travel curve instead.
It is also a digital control device
Schachtfördermaschine bekanntgeworden, bei dei unabhängig von dem Stand eines Sollwertzählers ein Digital-Analog-Wandler einen analogen Sollweri für die Geschwindigkeitsregelung der Fördermaschine vorgibt.Shaft hoisting machine became known at dei regardless of the status of a target value counter, a digital-to-analog converter generates an analog target value for the speed control of the hoisting machine.
Im Gegensatz zu dem Bekannten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe der Schaffung einei Einrichtung zur Regelung eines Antriebes eines bewegten Gegenstandes, insbesondere die Regelung dei Strecke des von diesem Gegenstand zurückgelegterContrary to what is known, the object of the present invention is to provide a Device for regulating a drive of a moving object, in particular the regulation of the dei Distance traveled by this object
Weges, zugrunde, wobei die Regelung, gleichgültig ob es sich um lange Strecken oder um kurze Strecker handelt, mit einer maximalen und optimalen Geschwindigkeit ausgeführt wird, ohne daß regelungstechnische Schaltvorgänge durch z. B. InitiatorenWay, underlying, being the scheme, indifferent whether it is long stretches or short stretches, at a maximum and optimal speed is carried out without control-related switching operations by z. B. Initiators
welche bisher an der vom bewegten Gegenstand zurückgelegten Wegstrecke vorgesehen sind, ausgelösl werden müssen. Das heißt, beim Gegenstand der voiliegenden Erfindung wird unter Wegfall aller außerhalb der eigentlichen Regelungseinrichtung liegendenwhich so far on the covered by the moved object Distance are provided, must be triggered. That is, with the subject of the enclosed Invention is eliminated with the omission of all outside of the actual control device
Hilfseinrichtungen, wie Initiatoren, Steuerkontakte u. dgl., eine genaue Einregelung einer vorgegebenen Wegstrecke erreicht.Auxiliary devices such as initiators, control contacts and the like, a precise adjustment of a given Distance reached.
Ausgehend von einer Einrichtung zur Ermittlung und Regelung der Geschwindigkeit eines bewegtenBased on a device for determining and regulating the speed of a moving
Gegenstandes zum Zwecke der Positionierung unter Benutzung eines Digitalrechners mit Digital-Analog-Umwandlung der Regelgrößen mit ziffermäßiger Zielvorgabe, wobei der GeschwindigkeitssoHwert des bewegten Gegenstandes einer Fahrkurve entspricht.Object for the purpose of positioning using a digital computer with digital-to-analog conversion of the controlled variables with numerical target specification, whereby the speed value of the moved object corresponds to a travel curve.
welche die digital vorgegebenen Werte von Beschleunigungsänderung (Ruck), Beschleunigung und Geschwindigkeit einhält und wo bei Übereinstimmung des möglichen Haltepunktes mit dem Zielpunkt die Verzögerung eingeleitet wird, besteht die Erfindung darin,which the digitally specified values of acceleration change (jerk), acceleration and speed complies with and where the delay if the possible breakpoint coincides with the target point is initiated, the invention consists in
daß der mögliche Haltepunkt des bewegten Gegenstandes ständig und unabhängig von der Berechnung
der Fahrkurve ermittelt wird und eine Wcgregelung dafür sorgt, daß der Antrieb der Sollfahrkurve folgt,
auf der die Berechnung des Haltepunktes beruht.
Vorzugsweise erfolgt die Berechnung des möglichen Haltepunktes des bewegten Gegenstandes untei
Anwendung von zwei Integratoren. Es ist dabei voreesehen. daß der Übereanc von der Beschleunigungthat the possible stopping point of the moving object is determined continuously and independently of the calculation of the travel curve and a Wcgregulation ensures that the drive follows the target travel curve on which the calculation of the stopping point is based.
The possible stopping point of the moving object is preferably calculated using two integrators. It is foreseen. that the overeanc from the acceleration
des bewegten Gegenstandes auf die Höchstgeschwindigkeit, der Übergang von der Höchstgeschwindigkeit des bewegten Gegenstandes auf die Verzögerung bzw. der Übergang von der Beschleunigung des bewegten Gegenstandes unmittelbar auf die Verzögerung in einer verschliffenen Weise erfolgt.of the moving object to the maximum speed, the transition from the maximum speed of the moving object on the deceleration or the transition from the acceleration of the moving Subject immediately to the delay in a smoothed way.
Durch die Wegerfassung auf digitalem Wege ist eine äußerst hohe Genauigkeit erzielbar, welche nur von der Impulsfolge in der Zeiteinheit abhängig ist. Der Impulsfolge sind aber praktisch keine Grenzen gesetzt, so daß die Genauigkeit ohne erheblichen Aufwand sehr hoch getrieben werden kann.Due to the digital path recording, an extremely high level of accuracy can be achieved, which only depends on the pulse sequence in the unit of time. There are practically no limits to the pulse sequence set so that the accuracy can be driven very high without significant effort.
Die so erhaltenen, digitalen Ergebnisse werden zur Ausführung der Regelung in Analogwerte umgewandelt. Es wird also die hohe Genauigkeit der Ziffernintegration auf der Grundlage der digitalen Wegerfassung in der Kombination mit den Vorteilen der Analogregelung erzielt.The digital results obtained in this way are converted into analog values in order to carry out the control. So it will be the high accuracy of digit integration based on digital path recording achieved in combination with the advantages of analog control.
Der Einsatzpunkt des Bremsvorganges wird bei einer vorgegebenen zurückzulegenden Wegstrecke mit vorbestimmtem Beschleunigungs- und Bremsverlauf laufend berechnet. Die Bremsung kommt dabei an dem Zeitpunkt zum Einsatz, von welchem an bei vorgegebenem Fahrkurvenverlauf (Beschleunigung, Höchstgeschwindigkeit, Verzögerungen und deren Ableitungen nach der Zeit) der Bremsweg und der bis zu diesem Zeitpunkt des Bremseinsatzes zurückgelegte Weg der vorgegebenen Wegstrecke entspricht. Der mögliche Haltepunkt ist dabei die Summe von bisher zurückgelegtem Weg und dem Bremsweg, der dem augenblicklichen Fahrzustand entspricht.The starting point of the braking process is included with a specified distance to be covered predetermined acceleration and braking process continuously calculated. The braking comes here the point in time from which on, given the course of the travel curve (acceleration, Maximum speed, delays and their derivatives according to time) the braking distance and the up to The distance covered at this point in time of the use of the brake corresponds to the specified distance. the possible stopping point is the sum of the distance covered so far and the braking distance of the current one Driving condition.
Es wird also ein genaues Positionieren in minimaler Zeit bei freier Wegvorgabe ohne Schleichgang und bei Einhalten eines bestimmten definierten Verlaufes der Fahrkurve Vf (t) erreicht. Die Ausbildung der35 Einrichtung ist derart, daß die Beschleunigungsänderung sowie die Grenzwerte für die Beschleunigung (Verzögerung) und die Geschwindigkeit bei der Anwendung eines Digitalrechners zahlenmäßig eingestellt werden.Precise positioning is therefore achieved in a minimum of time with a free path specification without creep speed and when a certain defined course of the travel curve Vf (t) is adhered to. The formation of the device 35 is such that the change in acceleration and the limit values for the acceleration (deceleration) and the speed be set numerically with the application of a digital computer.
Es ist hierbei auch möglich, unsymmetrische Fahrkurven durch getrennte Einstellung von Beschleunigung und Verzögerung zu erhalten.It is also possible here to set asymmetrical travel curves by setting separately To get acceleration and deceleration.
Die Wirkungsweise ist derart, daß durch Integration die Sollwerte für die Lageregelung unter Einbeziehung des unterlagerten analogen Drehzahlregelkreises des Antriebes berechnet wird.The mode of operation is such that, through integration, the setpoints for the position control are included of the subordinate analog speed control loop of the drive is calculated.
Im Betrieb wird also der Antrieb so lange beschleunigt, bis die Summe von zurückgelegtem Weg und vorausberechnetem Bremsweg gleich der vorgegebenen Fahrstrecke ist oder bis die Maschine ihre Höchstgeschwindigkeit erreicht hat. Das Rechengerät arbeitet demgemäß fortlaufend. Hierbei muß der vorgegebene Sollwert der Verzögerung während des Bremsvorganges mit dem Verzögerungswert übereinstimmen, der für die Vorausberechnung des Bremsweges eingesetzt wurde. Dies ist bei digitalen Sollwertgebern im Gegensatz zu analogen Sollwertgebern unabhängig von äußeren Einflüssen der Fall. Es ist damit also möglich, den angetriebenen Gegenstand, wie eine ^0 Haspel, die Walzen von Bremsgerüsten, die Kabine von Aufzügen u.dgl. an einer bestimmten vorgegebenen Stelle dadurch anzuhalten, daß eine fortlaufende Überwachung des Fahrkurvenverlaufes mittels des Rechners stattfindet, wobei zu jeder beliebigen *5 Wegstrecke bei gegebener Beschleunigung und Verzögerung (die auch voneinander unterschiedlich sein können) die kürzeste Verstell- oder Fahrzeit erreicht wird. Dies ist unter Einhaltung bestimmter Beschleunigungs- und Bremsverhältnisse möglich bei Personenaufzügen, ζ. Β. unter Einhaltung eines bestimmten Fahrkomforts.During operation, the drive is accelerated until the sum of the distance covered and the pre-calculated braking distance equals the specified distance or until the machine has reached its maximum speed. The computing device works accordingly continuously. In this case, the specified target value for the deceleration during the braking process must match the deceleration value that was used for the precalculation of the braking distance. In contrast to analogue setpoint generators, this is the case with digital setpoint generators regardless of external influences. It is thus possible to stop the driven object, such as a ^ 0 reel, the rollers of braking frames, the cabin of elevators and the like at a certain predetermined point by continuously monitoring the course of the travel curve by means of the computer, whereby to Any * 5 distance with a given acceleration and deceleration (which can also be different from each other) the shortest adjustment or travel time is achieved. This is possible in the case of passenger elevators, provided certain acceleration and braking conditions are observed, ζ. Β. while maintaining a certain driving comfort.
Eine Variante zu dieser Lösungsmöglichkeit geht von dem gewünschten Zielpunkt aus und subtrahiert den Bremsweg von der Zielposition. Hierbei wird der Bremsvorgang durch den Rechner eingeleitet, wenn diese Differenz mit der augenblicklichen Stellung der Anlage übereinstimmt.A variant of this possible solution is based on the desired target point and subtracts the braking distance from the target position. The braking process is initiated by the computer when this difference corresponds to the current position of the system.
Die Erfindung ist in den F i g. 1 bis 5 beispielsweise an einer Lageregelung dargestellt. Hierbei zeigt F i g. 1 das Schema einer digitalen Wegregelung mit Ziffernintegratoren. The invention is shown in FIGS. 1 to 5 shown for example on a position control. Here, FIG. 1 the scheme of a digital path control with digit integrators.
Der über den Stellverstärker 14 sowohl in seiner Drehzahl als auch in seiner Drehrichtung geregelte Motor 16 für den Antrieb, z. B. einer Walze eines Walzengerüstes treibt den Tachometergenerator 18 sowie einen Impulsgeber 20 an.The speed and direction of rotation controlled by the servo amplifier 14 Motor 16 for the drive, e.g. B. a roll of a roll stand drives the tachometer generator 18 and a pulse generator 20.
Die von dem Impulsgeber 20 erzeugten Signale werden der Zähleinrichtung 22 zugeführt, während der Kombinationseinrichtung 24 der Istwert der Drehzahl V15, als negatives Signal und ais positive Signale über den Digital-Analog-Wandler 28 der Wert der Wegregelabweichung 1 s zugeführt wird. Dieser Wert Is entspricht dem Unterschied zwischen der vorgegebenen Wegstrecke sso„ und der von der Anstellwalze zurückgelegten Wegstrecke sisl. Dieser Wert wird dem Digital-Analog-Wandler 28 als digitales Signal von der Subtrahiereinrichtung 30 zugeführt. Die vorgegebene, beispielsweise von der Anstellwalze zurückzulegende Wegstrecke 57i(,; wird durch den Zielpositionsgeber 32 vorgegeben bzw. an diesem eingestellt.The signals generated by the pulse generator 20 are fed to the counter 22, while the combination device 24 is fed the actual value of the speed V 15 , as a negative signal and as positive signals via the digital-to-analog converter 28 the value of the path control deviation 1 s. This value Is corresponds to the difference between the predetermined distance s so "and the distance covered by the positioning roller s isl . This value is fed to the digital-to-analog converter 28 as a digital signal from the subtracter 30. The predetermined, zurückzulegende for example, the distance Anstellwalze 5 7i (; is set by the target position encoder 32 and set on this.
Der eingestellte Wert siI>( wird einer Vergleichseinrichtung 34 zugeführt. Dieser wird auch ein Signal sha„ zugeführt, welches von der Integriereinrichtung 36 abgegeben wirdThe set value s iI> ( is fed to a comparison device 34. A signal s ha " , which is output by the integrating device 36, is also fed to this comparison device
Das vom Vergleichsgerät 34 abgegebene Signal wird dem Steuerwerk 38 für die Grenzwerte, wie Anfahrbeschleunigung, Verzögerung beim Abbremsen, zugeführt. Die vom Steuerwerk 3i8 abgegebenen Signale sind Vh0 = Anfangswert der Geschwindigkeit für die Berechnung des möglichen Haltepunktes der Anstellwalze, bh = Beschleunigungswert für die Berechnung des möglichen Haltepunktes und b' = Beschleunigungsänderung. Sie werden dem Integrator 40 zugeführt, während der Ausgang dieses Integrators 40 während des Beschleunigungsvorganges dem Eingang des Integrators 36 zugeführt wird.The signal emitted by the comparator 34 is fed to the control unit 38 for the limit values, such as starting acceleration and deceleration when braking. The signals emitted by the control unit 3i8 are V h0 = initial value of the speed for calculating the possible stopping point of the positioning roller, b h = acceleration value for calculating the possible stopping point and b ' = change in acceleration. They are fed to the integrator 40, while the output of this integrator 40 is fed to the input of the integrator 36 during the acceleration process.
Der Wert b'des Steuerwerkes 38 wird dem Integrator 42 und von diesem dem Integrator 44 zugeführt. Dessen Ausgang wird dem Integrator 36 zur Bildung des Signals shalt bei Verstellung mit konstanter Geschwindigkeit eingegeben und auch dem Digital-Analog-Wandler 26 zur Bildung des Solldrehzahlsignals vmtl zugeführt. Dasselbe Signal erhält aber auch der Integrator 46, dessen Ausgang der Subtrahiereinrichtung 30 eingegeben wird.The value b ′ of the control unit 38 is fed to the integrator 42 and from there to the integrator 44. Its output is input to the integrator 36 to form the signal s halt during adjustment at constant speed and is also fed to the digital-to-analog converter 26 to form the setpoint speed signal v mtl. The integrator 46, the output of which is input to the subtracting device 30, also receives the same signal.
Wie aus der F i g. 1 ersichtlich, werden alle Werte bzw. Signale mit Ausnahme des Signals für die Drehzahl Vjx, des Tachometergenerators 18 als digitale Werte eingesetzt, welche für die Regelung des Motors 16 über die Digital-Analogwandler 26, 28 wieder in Analogwerte umgewandelt werden.As shown in FIG. 1, all values or signals with the exception of the signal for the speed Vj x of the tachometer generator 18 are used as digital values, which are converted back into analog values for the control of the motor 16 via the digital-to-analog converters 26, 28.
Das Prinzip der Ziffernintegration ist, wie sich aus der F i g. 1 und den Darlegungen zu dieser entnehmen läßt, für die Steuerung mechanischer Bewegungen be-The principle of digit integration is how out the F i g. 1 and the explanations relating to it can be used for the control of mechanical movements
sonders vorteilhaft. Solche Bewegungen sind beispiels- vereinfacht zu der konstanten Fläche 2' und 4' zuweise durch folgende Gleichungen beschrieben: sammengefaßt werden. Die Fläche 1 wird als flächen-especially advantageous. Such movements are, for example in a simplified manner, assigned to the constant surface 2 'and 4' described by the following equations: be summarized. Area 1 is used as an area-
/ gleiches Rechteck 1' übernommen, dessen eine Seiten-/ same rectangle 1 'adopted, one side of which
i· · d; länge gleich der Beschleunigungszeit th ist. Die Drei-i · · d; length is equal to the acceleration time t h . The three-
- 5 ecksfläche 3 wird in ein flächengleiches rechtwink-- 5 corner surface 3 is converted into a rectangular
c = !>„ + Ib ■ d ( Iiges Dreieck umgewandelt, dessen eine Seitenlängec =!>"+ Ib ■ d (Iige triangle converted, one side of which
J der Beschleunigungszeit tv entspricht. Die IntegrationJ corresponds to the acceleration time t v. The integration
/,_/,+ Γ ^b _ j erfolgt dann über der Zeit mit s = Jt'df, wodurch man/, _ /, + Γ ^ b _ j then takes place over time with s = Jt'df, whereby one
" J dr ' den Weg während des Verzögerungsganges erhält."J dr 'receives the path during the deceleration walk.
... 10In dem Diagramm nach F i g. 4 erfolgt die Integra-... 10 In the diagram according to FIG. 4 the integration takes place
Es werden deshalb vorteilhaft Ziffernintegratoren tjon über „ nach der Beziehung s = frd». GesuchtIt is therefore advantageous to use digit integrators tjon over " according to the relationship s = frd". Searched
angewendet, weil analoge elektronische Integratoren ist wiederum die Fläche unterhalb des Kurvenzugs 5,used because analog electronic integrators are again the area below curve 5,
zur Lösung solcher Gleichungen nicht die Genauig- 6 7 Auch hier werden die Flächen 2 und 4 zu einerTo solve such equations, the accuracy 6 7 Here, too, surfaces 2 and 4 become one
keil ergeben, welches für den Betneb von Stellanlagen, konstanten Fläche 2', 4 zusammengefaßt. Diewedge result, which summarized for the operation of control systems, constant area 2 ', 4. the
wie Haspcl, Förderanlagen, mit den an diese gestellten 15 F,äche , ergibt sich aus dem Ausdruck c . |dl,? wo_like Haspcl, conveyor systems, with the 15 F , area attached to them , results from the expression c . | dl ,? where _
hohen Anforderungen an Schnelligkeit und Genauig- bej c dje Djmension einer Zeit hat. Das Dreieck 6, 9,high demands on speed and accuracy bej c dje dj men sion of a time. The triangle 6, 9,
keil verlangt werden. Die Grenze der relativen Oe- 10 ist dem Dreieck 6 8 ]0 flächengleich. Diese Drei-wedge are required. The limit of the relative Oe 10 is equal in area to the triangle 6 8] 0. These three-
nauigkcil von Analogrechnern bei wirtschaftlichem lv. υ nauigkcil of analog computers with economical lv . υ
Aufwand liegt bei etwa 0.5% des Endwertes, das sind eckfläche 6, 8, !0 ist F = -γ~, wobeiEffort is about 0.5% of the final value, that is corner area 6, 8,! 0 is F = -γ ~, where
im Falle eines Aufzuges bei einem Fahrweg von z. B. 20in the case of an elevator with a travel path of z. B. 20
100 m bereits 50 cm. Außerdem läßt sich bei solchen _ j r 100 m already 50 cm. In addition, with such _ j r
Rechnern das Ergebnis einer Integration nicht über ft" - ^ " J dr
längere Zeilräume speichern.Do not calculate the result of an integration over ft "- ^" J dr
save longer line spaces.
Digitalrechner oder spezielle ZiffeminlegratorenDigital computers or special digit inserters
können die vorstehend genannten Gleichungen lösen. 25 jsl oje gesamte Fläche 3 ergibt sich dann zu
wenn man die Integrale durch Summen ersetzt Dann
ergeben sich folgende Gleichungen:can solve the above equations. 25 sl j oj e g esa mte surface 3 is then obtained to
if one replaces the integrals with sums Then
the following equations result:
..:., v = V0 +z — Diese Werte werden in an sich bekannter Weise..:., v = V 0 + z - These values are known per se
·-"'■ dj, Rechenwerken eingegeben, wobei diese die Länge der· - "'■ d j, arithmetic units entered, these being the length of the
b - h0 + ^ ,[Τ"' " · Strecke des Verzögerungsweges bei der augenblick- b - h 0 + ^, [Τ "'" · Distance of the deceleration path for the instantaneous
35 liehen Geschwindigkeit fortlaufend ermitteln. Kommt35 continuously determine borrowed speed. Comes
!a Djc Zeitschritte/ bezogen auf die Änderungs- nun ein Befehl von einem Haltepunkt, z. B. aus einem geschwindigkeit der'mechanischen Größen, können Stockwerk, so wird die bis dahin zur Verfügung steaußerordentlich klein gewählt werden. Damit wird hende Weglänge S mit der durch das Rechenwerk erdas Integral sehr gut angenähert. Da die Genauigkeit mittelten Länge des der augenblicklichen Fahrgedigitaler Rechenwerke durch Erhöhen der Stellenzahl 40 schwindigkeit zugeordneten Verzögerungsweges s verbeliebig gesteigert werden kann, hängt die Positio- glichen. Ist S^s, so wird der Befehl ausgeführt. : ··■ niergenauigkeit eines Antriebes mit digitaler Soll- Ist 5 <s, dann ist die Ausführung des Befehls nicht '"' ! wertvorgabe und Lageregelung nur vom Aufiösungs- mehr möglich. ! a Dj c time steps / based on the change - now a command from a breakpoint, e.g. B. from a speed of the'mechanischen variables, floors can be chosen to be extremely small, so the available up to then will be extremely small. This approximates the existing path length S very well with that of the integral through the arithmetic unit erd. Since the accuracy of the mean length of the deceleration path s assigned to the speed of the instantaneous digital travel arithmetic units can be increased at will by increasing the number of digits 40, the position depends on the situation. If S ^ s, the command is executed. : ·· ■ nier accuracy of a drive with digital setpoint actual 5 <s, then the execution of the command is not '"' ! Value specification and position control only possible with the resolution.
vermögen des Positionsgebers, welches beliebig hoch Die Fahrkurven in den F1 ^ 3 bis 5 gelten fur denThe travel curves in F1 ^ 3 to 5 apply to the
' ' getrieben werden kann, und den dynamischen Eigen- 45 Fall, daß die Maschine ihre Höchstgeschwindigkeit'' can be driven, and the dynamic characteristic 45 case that the machine is at its maximum speed
:' !; schäften des Regelkreises ab n'cnt erreicnt nal·: '!; Shafts of the control loop from n ' cnt reached nal
11!! ·:"' ' Ziffernintegratoren weisen außer dem wesentlichen Im Ausgang des Integrators 44 U2) erscheint die 11 !! ·: "'' Digit integrators show, in addition to the essentials, in the output of the integrator 44 U 2 ) appears the
■ 'L Vorteil. Ergebnisse beliebig lang speichern zu können. Geschwindigkeit t-(i) in Form der Fahrkurven.■ ' l advantage. To be able to save results as long as you like. Speed t- (i) in the form of the driving curves.
noch den Vorteil auf. daß über jede durch Impulse Der Fahrweg ist gleich dem Ze.tintegral der Gedarstellbare
Größe integriert werden kann. Beispiels- 50 schwindigkeit und entspricht damit der Flache unter
weise lassen sich Ziffernintegratoren zur Berechnung der Kurve:v(t) Diese ist gemäß Fig. 5 gleich der
von Flächen oder Volumen einsetzen, wenn über eine Trapezflache BEHL etal die Abschnitte A B, C und
Lange oder über einen Durchmesser integriert wird. DEF sowie GHJ und1 KLM jeweils gleich and. Das
Es lassen sich aber leicht Wege durch Impulse dar- Trapez kann m em Parallelogramm BEHO mit der
stellen. Dies wird beim Gegenstand der vorliegenden 55 Grundlinie
Erfindung vorteilhaft ausgenutzt. b + b
Zur näheren Erläuterung wird auf die F 1 g. 2 bis 5 ~ ^TiTstill have the advantage. that the travel distance is equal to the time integral of the representable variable can be integrated through each pulse. Beispiels- 50 speed and therefore corresponds to the area under way digits integrators can be used to calculate the curve. V (t) This is according to FIG 5 is to use the areas or volumes, if a trapezoidal surface BEHL et al sections AB, C and Lange or integrated over a diameter. DEF as well as GHJ and 1 KLM are each the same. The paths can easily be represented by impulses. Trapezoid can represent a parallelogram BEHO with the. This becomes the subject of the present 55 baseline
Invention advantageously exploited. b + b
For a more detailed explanation, reference is made to F 1 g. 2 to 5 ~ ^ TiT
verwiesen. 2 j referenced. 2 j
Fig.2 stellt den Fahrkurvenverlauf bei Erreichen di2 shows the course of the travel curve when di is reached
der Maximalgeschwindigkeit dar. ^0 the maximum speed. ^ 0
In F i g. 3 ist das Diagramm r = f(t) für einen Fahr- der Grundlinie In Fig. 3 is the diagram r = f (t) for driving the baseline
verlauf aufgetragen. Die Beschleunigung beim Anfah- und em urci^ v applied course. The acceleration when starting and em urci ^ v
ren in der Zeit ί,, ist hier dem Betrag nach höher alsren in the time ί ,, is here in terms of amount higher than
die Verzögerung beim Abbremsen in der Zeit ir / h,\the deceleration when braking in the time i r / h, \
Im Diagramm stellen nun die Flächen 1. 2. 3 und 4 65 ii ^ hJ In the diagram, the areas 1. 2. 3 and 4 65 ii ^ h J
den gesuchten Bremsweg nach dem Ausdruck s =/rd t the desired braking distance according to the expression s = / rd t
dar. Die Ermittlung dieser den Bremsweg darstellen- wprHPn The determination of these represent the braking distance - wpr H Pn
den Hache geschieht so. daß die Flächen 2 und 4 zerlegt werden.This is how it happens. that the surfaces 2 and 4 are broken down.
Die gemeinsame Höhe beträgt fr, · f,. Die Gesamtfläche ist damitThe common height is fr, · f ,. The total area is with it
Fn = λ = ί, F n = λ = ί,
= Absolutwert der Beschleunigungsänderung,= Absolute value of the change in acceleration,
ft, = Absolutwert der Beschleunigung, b2 = Absolutwert der Verzögerung.ft, = absolute value of the acceleration, b 2 = absolute value of the deceleration.
Dieser Ausdruck kann durch das flächengleiche Trapez APRN mit der Breite f, dargestellt werden, bestehend aus einem Rechteck APSN mit der Höhe Der Wert entsteht durch Ziffernintegration der Konstanten b„. This expression can be represented by the trapezoid APRN of the same area with the width f, consisting of a rectangle APSN with the height .
Der Ziffernintegrator 40 wird zu Beginn einer Fahrt im Zeitpunkt / = 0 auf den Anfangswerl V11,, gesetzt und gibt am Ausgang die Summe The digit integrator 40 is set to the initial value V 11 ,, at the beginning of a journey at time / = 0 and gives the sum at the output
Vu = v„„ + ft, Vu = v "" + ft,
ίο ab.ίο off.
Die Trapezfläche und damit die Summe von zurückgelegtem Weg und den Bremsweg, der sich ergibt, wenn in diesem Augenblick mit dem Abbau der Beschleunigung begonnen wird, erhält man am Ausgang des folgenden Ziffernintegrators 36 gemäß der Gleichung The trapezoidal area and thus the sum of the distance covered and the braking distance that results if at this moment the acceleration is started to decrease, you get at the exit of the following digit integrator 36 according to the equation
Shalt = ''«·'■ Shalt = '' «· '■
didi
und einem Dreieck PRS, dessen Höheand a triangle PRS, its height
K)K)
Beide Höhenmaße haben die Dimension einer Geschwindigkeit. Der An fangs wertBoth height measures have the dimension of a speed. Worth the start
ft, +ft2 ft, + ft 2
2™ di 2 ™ di
zur Zeit t = 0 wird mit VHo, der konstante Faktorat time t = 0, V becomes the constant factor with Ho
mit bH bezeichnet.marked with bH .
Die Höhe des Dreiecks istThe height of the triangle is
I+*I + *
Die Berechnung gilt für jeden beliebigen Punkt zwischen C und D der allgemeinen Fahrkurve in F i g. 2. Wenn bei größeren Fahrstrecken die Maximalgeschwindigkeit des Antriebes erreicht wird, muß bei dem Beschleunigungswert Null, also bei Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, der geschwindigkeitsproportionale Wegzuwachs zum Ergebnis der bisherigen Berechnung addiert werden. In F i g. 2 ist das die Fläche unter dem Kurvenabschnitt FG. The calculation applies to any point between C and D of the general travel curve in FIG. 2. If the maximum speed of the drive is reached over longer distances, the increase in distance proportional to the speed must be added to the result of the previous calculation at the acceleration value zero, i.e. when driving at constant speed. In Fig. 2 this is the area under the curve section FG.
Der Lageregelkreis bildet die Sollwert/Istwert-Differenz s digital. Der Wegsollwert entsteht im Ziffernintegrator 46 der Fig. 1. Der Istwert wird mit einem inkrementalen Meßverfahren ermittelt. Ein Impulsgeber mit Drehrichtungsinformation ist mit dem Antriebsmotor 16 gekuppelt. Ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler summiert die abgegebenen Impulse vorzeichenrichtig. An Stelle des inkrementalen Meßverfahrens kann ein kodiertes System, beispielsweise mil einem Winkelkodierer, eingesetzt werden.The position control loop forms the setpoint / actual value difference s digital. The nominal path value arises in the digit integrator 46 of FIG. 1. The actual value is with determined by an incremental measuring process. A pulse generator with direction of rotation information is included the drive motor 16 is coupled. An up-down counter sums the output pulses with the correct sign. Instead of the incremental measuring method a coded system, for example with an angle encoder, can be used.
Der Ziffernwert der Weg-Regelabweichung Δ s wird, wie aus F i g. 1 ersichtlich, in eine analoge Größf umgeformt und als Zusatzgröße in den unterlagertenThe numerical value of the path control deviation Δ s is, as shown in FIG. 1 can be seen, transformed into an analogous size and as an additional size in the subordinate
• Drehzahlregelkreis eingeführt. Der Drehzahlsollwert wird dem Ziffeniintegrator entnommen und ebenfalls in eine analoge Spannung umgesetzt. Die Tachodynamomaschine 18 liefert den Drehzahl-Istwert.• Speed control loop introduced. The speed setpoint is taken from the digit integrator and also converted into an analog voltage. The speedometer machine 18 supplies the actual speed value.
Die Zielposition wird vorteilhaft über das Drucktastentableau 32 eingegeben. Diese Einrichtung läßl sich auch durch andere Digitalgeräte, z. B. Lochstreifenleser, ersetzen. Die Ziffernintegrieranalge zur Vorgäbe der Sollwerte und zur Berechnung des Bremsweges kann mit jeder Art von stufenlos regelbaren Antrieb zusammenarbeiten.The target position is advantageously entered via the push-button panel 32. This facility läßl also through other digital devices, e.g. B. Replace tape reader. The digit integration system to the default the setpoints and the calculation of the braking distance can be infinitely variable with any type of Drive work together.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL0052018 | 1965-10-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE1302194C2 true DE1302194C2 (en) | 1974-11-14 |
Family
ID=7274423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651302194D Expired DE1302194C2 (en) | 1965-10-23 | 1965-10-23 | DEVICE FOR DETERMINING AND REGULATING THE SPEED OF A MOVING OBJECT |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE1302194C2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3034795A1 (en) * | 1980-09-16 | 1982-04-29 | Deilmann-Haniel GmbH, 4600 Dortmund | Hoisting mechanism for material and men in shaft - measures speed and distance travelled for sinking with automatic control of speed and direction |
CH669289A5 (en) * | 1982-12-20 | 1989-02-28 | Inventio Ag | DRIVE CONTROL DEVICE OPERATED BY DIGITAL COMPUTER. |
DE3513773A1 (en) * | 1985-04-17 | 1986-10-30 | Arnold Müller GmbH & Co KG, 7312 Kirchheim | THREE-PHASE CONTROL DRIVE, IN PARTICULAR LIFT DRIVE |
-
1965
- 1965-10-23 DE DE19651302194D patent/DE1302194C2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1302194B (en) | 1972-12-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |