Устройство для управления шаговым двигателем Советский патент 1985 года по МПК H02P8/00 H02P8/26 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управлению шаговыми двигателями, и может быть испоЛьзовано в автоматических регистрирующих приборах. ;

Известно устройство для управления шаговым двигателем,, содержащее сумматор, генератор импульсов, коммутатор фаз шагового двигателя l

Недостатком этого устройства является отсутствие обратной связи, что снижает надежность обработки заданной информации.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления таговым двигателем, содержащее компаратор, соединенный первым входом с информационным входом устройства, вторым входом - с выходом реверсивного счетчика, связанного с тактовым входом коммутатора, снабженного входом направления вращения и,подключенного выходами к фазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенный входом с выходом равенства компаратора, и общую шину 2 .

Недостатком такого устройства является возможность, накапливания ошибки из-за ложных срабатываний счетчика и потерь шагов двигателя, что снижает надежность работы.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управле ния шаговым двигателем, содержащее компаратор, соединенньй первым входом с информационным входом устройства, а вторым - с выходом реверсивного счетчика, связанного счетным входом с тактовым входом устройства, также связанного с тактовьв входом коммутатора, снабженного входом направления вращения и подключенного выходами к фазам двигателя, четыре

Элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенный входом с выходом равенства Компаратора, и общую тину, введены связанный с валом двигателя датчик начала отсчета (ДНО), дополнительный элемент ИЛИ-НЕ, шины Тест и Начальная установка и триггер, соединенный инверсным выходом с уста новоЧным входом реверсивного счетчика и первыми входами третьего и четвертого элементс в ИЛИ-НЕ, второй вхо последнего из которых соединен с выходом неравенства компаратора, а

выход - с входами направления счета реверсивно о. счетчика- и напрзв.чеиия вращения коммутатора, второй пход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом инвертора, подключенного своим входом также к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, соединенного вторым своим входом с тактовым входом устройства и первым входом дополнительного элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к выходу третьего элемента ИЛИ-КЕ, а выходомк тактовому входу коммутатора, выход второго элемента ИЛИ-НЕ.соединен со счетным входом реверсивного счетчика, вход установки в О триггера подключен К limHe Начальная установка и к первому входу первого злемента.ИЛИ-HEj соединенного вторым входом с датчиком начала отсчета, а выходом с входом установки в 1 триггера, подключенного счетным входом к шине Тест, а информационным входом - к общей шине.

На фиг,1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы сигналов на основных элементах устройства.

Устройство (фиг,1) состоит из пяти двухаходовых элементов РШИ-НЕ 1-5, инвертора 6, реверсивного счетчика 7 триггера 8, инверсный выход которого соединен с установочньтм входом счетчика 7, компаратора 9, первый вход которого соединен с информационным входом устройства, а второй - с выходом счетчика 7, коммутатора 10, тактовьй) вход которого соединен с выходом пятого элемента Ш1И-НЕ 5, а вход направления вра- щениЯ соединен с выходом четвартого эпементя ИЛИ-НЕ 4, шагового двигатепя 11, фазы которого соединены с выходами коммутатора 10, ДНО 12, связанного с ротором двигателя, выход которого соединен с вторым входом

первого элемента ИЛИ-НЕ 1.

Устройство работает следующим образом

В период времени to - i{ (фиг.2) напряжение рмтания отсутствует и состояние элементов схемы неопределенное,. В момент времени tj на вход начальной установки поступает команда в виде прямоугольного импульса единичного (высокого)уровня, которая формируется устройством (не показано при включении питания. При этом триг3

г€.р 8 устанавливается и }улевое положение, и единичный уровень с его инверсного выхода поступает на установочный вход счетчика, сбрасывая его в О, на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 3, разрешая прохождение тактовых импульсов, подаваемых на тактовый вход устройства, на одноименный вход коммутатора 10 и на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 4. задавая направление вращения ротора шаговогодвигателя 1t и переключая счетчик 7 на режим вычитания.

В период времени ij - i2 ротор двигателя 11 вращается в сторону начала отсчета (начала шкалы). В момент времени i ДНО 12 устанавливается в положение, соответствующее началу отсчета, и на его выходе вырабатьюается сигнал нулевого уровня который через элемент ИЛИ-НЕ 1 переводят триггер 8 в единичное состояние (сигнал нулевого уровня на инверсном выходе). При этом счетчик 7 переводится в режим сложения, а коммутатор 10 обеспечивает вращениедвигателя 11 от начала отсчета.

Рассмотрим случай, когда число

A,подаваемое на информационный вход устройства (фиг.1), рлвно нулю Этому случаю соответствует момент времени t-j. (Фиг .2) . Так как число

B,вырабатываемое на выходе счетч1 -:ка 7, также равно нулю, то на выходе равенства (равно) компаратора 9 формируется сигнал единичного уровня, а на выходе нераБёнства (меиь-ше) - сигнал нулевого уровня. Сигнал единичного уровня с выхода равества компаратора 9 подается на элемент ИЛИ-НЕ 2 и инвертор 6, г апрещая прохождение тактовых импульсов на счетный вход счетчика 7 и тактовый вход коммутатора 10, В результате рабочий орган, связанный с двигателем 11, находится в исходиом п-оложении (в начале шкалы).

При поступлении на кнформзциониьй вход числа (момент времени tj, фиг.2) на в лходе равенства компаратора 9 вырабатывается сигнап нулевгго уровняо При этом разрешается

562334 прохождение тактовых импуЛьсов на входы счетчика 7 и коммутатора 10. В .период времени Ц - 1 4 шаговый двигатель перемещает рабочий орган (не J доказан) и ДНО 12 от начала шкалы в положение, соответствующее заданному числом А, Счетчик 7 считает число импульсов, поступивших на вход коммутатора 10, каждому из которых 10 соответствует поворот ротора двигатепя 11 на один шаг«

В момент времени 4.ц (фиг.2) входное число Л становится меньше, чем число В, записанное в счетчике 7. }5 При этом на выходе неравенства компаратора 9 (меньше) вырабатывается сигнал единичного уровня, который, проходя через элемент ILTIH-HE 4, изменяет направление счета счетчика 7 20 и направление переключения фаз двиг.теля коммутатором 10 на обратное, В период времени i обеспечивается, движение к началу шкалы, а счетчик 7 работает в режиъ{е вычита5 пия« Когда (момент tg Фиг.2) на выходе равенства компаратора 9 вырлбатывается сигнал единичного уровня, что приводит к запрещению прохождения тактовых импульсов на д нкоды счетчика 7 и коммутатора 10 (период ,фиг.2),

В момент времени tg от внешнего устройства (не показано) на вход Тест подается команда в виде прямоугольного единичного импульса, который своим передним фронтом устанавливает триггер 8 в нулевое положение. При этом работа устройства происходит аналогично периоду времени ti- ta В момент времени tj, устройство устанавливается в положение, соответствующее началу отсчета (началу шкалы),

В дальнейшем описанный цикл работы повторяется с периодичностью подачи входного числа Аи команды на вход тест.

Периодический контроль работы устройства с установкой его в исходное .положение по сигналу датчика начала отсчета повышает надежность устройства и точность обработки заданного пepe eщeния.

Ин(р.

бХ;

Тест

Т

/vav. уст.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, содержащее компаратор, соединенный первым входом с информационным входом устройства, а вторым - с выходом реверсивного счетчика, связанного счетным входом с тактовым входом устройства, также связанного с тактовым входом коммутатора, снабженного входом направления вращения и подключенного выходами к фазам двигателя, четыре элемента ИЛИ-НЕ, инвертор, соединенный входом с выходом равенства компаратора, и общую шину, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены связанннй с валом двигателя датчик начала отсчета, дополнительный элемент ИЛИ-НЕ, шины Тест и Начальная установка и триггер, соединенный инверсным вькодом с установочным входом реверсивного счётчика и первы- ми рходами третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, второй вход последнего их которых соединен с выходом неравенства компаратора, а выход с входами направления счета реверсивного счетчика и направления вращения коммутатора, второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом инвертора, подключенного своим входом также к первому входу второго элемента.ИЛИ-НЕ, соединенного вторьм своим входом с тактовым вхо(Л дом устройства и первым входом дополс нительного элемента ИЛИ-НЕ, подключенного вторым входом к выходу третьего элемента ИЛИ-НЕ, а выходом к тактовому входу коммутатора, выходвторого элемента ИЛИ-НЕ соединен со счетным входом реверсивного счетчика, вход установки в О триггера :л подключен к шине Начальная установ3 ка и к первому входу первого элеменю.,,та ИЛИ-НЕ, соединенного вторым вхо:о :о дом с датчиком начала отсчета, а выГ ходом - с входом установки в триггера, подключенного счетным входом к ошне Тест, а информацион ным входом - к общей шиие.

Такт..

Фиг.1