Устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала Советский патент 1991 года по МПК G05D13/62 

Изобретение относится к регулированию неэлектрических величин, в частности к средствам стабилизации линейной скорости ленточного материала при его перемотке с подающего на приемный барабан, может быть использовано при записи и воспроизведении информации на ленточном носителе, в технологических процессах изготовления и обработки ленточного материала и является усовершенствованием устройства по авт. св. 1146633.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На чертеже представлена функциональна ч схема устройства для регулирования линейной скорости ленточного материала.

Устройство содержит приемный 1 и подающий 2 барабаны с ленточным материалом 3, генератор 4 импульсов опорной частоты, задатчик 5 опорного сигнала по скорости, последовательно соединенные первый датчик 6 угловой скорости приемного барабана 1, первый счетчик 7 и первый квадратор 8, последовательно соединенные второй датчик 9 угловой скорости подающего барабана 2, второй счетчик 1), второй квадратор 11, первый сумматор 12, цифро- аналоговый преобразователь 13, первый блок 14 сравнения, третий сумматор 15, первый блок 16 управления, первый электродвигатель 17, кинематически связанный с валом приемного барабана 1, задатчик 18 опорного сигнала по нао

5

ОЭ

со

ю

тяжениш, последовательно соединенные делитель 19 частоты и третий счетчик 209 последовательно соединенные датчик 21 момента на валу работающего барабана, перемножающий цифроанало- говый преобразователь 22, второй блок 23 сравнения, второй сумматор 24, второй блок 25 управления, второй электродвигатель 26, кинематически связанный с валом подающего барабана 2.

Устройство работает следующим образ ом.

Датчики 6 и 9 угловых скоростей преобразуют угловые скорости соответ- ственно приемного 1 и подающего 2 барабанов с ленточным материалом 3 в последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости приемного 1 и подающего 2 барабана.

Счетчики 7 и 10 суммируют количество импульсов, вырабатываемых генератором 4 импульсов опорной частоты, успевающих поступить на них за период между импульсами, приходящими с датчиков 6 и 9 угловых скоростей соответственно.

Таким образом, на выходах счетчиков 7 и 10 устанавливаются коды чисел пропорциональные мгновенным значениям периодов вращения приемного 1 и подающего 2 барабанов. Учитывая связь между мгновенными значениями угловых скоростей и мгновенным периодом вращения (), можно считать, что на выходах счетчиков 7 и 10 устанавливаются числовые значения 1/00. и 1/С0Ј , величины которых обратно пропорциональны величинам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно,

Сигналы, полученные с выходов счетчиков 7 и 10 возводятся в квадрат в блоках 8 и 11s на выходах которых та- ким образом устанавливаются коды чисел, величины которых обратно пропорциональны квадратам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно. Эти коды суммируются в сумматоре 12, на выходе которого : формируется код, пропорциональный сумме величин, обратных квадратам мгновенных значений угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов, т.е. выходной сигнал сумматора равен

ие,ЫУ,г К((Д2+Й|)

(О

5 гд

0

где К. - коэффициент передачи первого сумматора 12;

03,и 00а - мгновенные значения угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов с ленточным материалом 3.

Код с выхода сумматора 12 подается на цифроаналоговый преобразователь ТЗ, где преобразуется в аналоговый, сигнал. Этот сигнал поступает на первый вход блока 14 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с задатчи- ка 5 опорного сигнала по скорости,

равный

С

)

о

где V. - номинальное значение скорости ленточного материала С const.

Между мгновенными угловыми скоростями Q и со„ и мгновенным значением линейной скорости ленточного материала существует зависимость:

0

СО Ј0| V2

(3)

где Q const, определяемая параметрами механизма перемещения ленточного материала.

Таким образом, из уравнений (1) - (3) видно, что в случае, если скорость ленточного материала V не равна номинальной V0(), на выходе блока 14 сравнения возникает сигнал рассогласования, который через сумматор 15 и блок 16 управления воздействует на электродвигатель 17, меняя его скорость вращения и соответственно скорость вращения приемного барабана 1 до тех пор, пока не исчезает сигнал рассогласования на выходе блока 14 сравнения, при этом линейная скорость ленточного материала 3 становится равна номинальной V9.

Для обеспечения постоянства плотности намотки ленточного материала 3 в устройство вводится дополнительный контур стабилизации натяжения, действующий в соответствии с формулой

F JL

F« к„

(4)

гд

е Fu R- сила натяжения ленточного материала;

радиус намотки ленточного материала на подающем барабане 2;

М - крутящий момент на валу подающего барабана 2.

516

Величина момента М определяется датчиком 21 момента, который преобраН зует его в электрический сигнал:

(5)

где К - коэффициент передачи датчика 21 момента,

На вход счетчика 20 с датчика 9 угловой скорости поступает последовательность импульсов, частота следования которых пропорциональна угловой скорости подающего барабана 2. На второй вход счетчика 20 с делителя 19 частоты поступают импульсы, частота следования которых меньше, чем частота импульсов, поступивших на делитель 19 частоты с генератора 4 импульсов опорной частоты. Счетчик 20 суммирует количество импульсов, успевающих поступить на него с датчика 9 за период между импульсами, приходящими с делителя 19 частоты.

С учетом , где L - длина дуги окружности, а Ц) - угол, который опирается на эту дугу, и , можно записать

1

R2 Vt

(6)

где (О - значение угла поворота подаю

щего барабана 2 за время t. Таким образом, можно считать, что при V V0 const и t const, на выходе счетчика 20 устанавливается код, пропорциональный , а значит и R2:

иJЈ:2(-/

ивыхг0

где R..J - коэффициент п ередачи счетчика 20.

С выхода перемножающего цифроана- логового преобразователя 22 снимается аналоговый сигнал, который равен

U6My22 KHFH,(8)

где К - коэффициент передачи перемножающего цифроаналогового преобразователя 22. В блоке 23 сравнения происходит сравнение сигнала с выхода перемножаю щего цифроаналогового преобразователя 22 и6Ь|Х и сигнала с выхода задатчика 18 опорного сигнала по натяжению U gblj , величина которого пропорциональна заданному значению силы натяжения F.o. Таким образом, на выходе

|92396

блока 23 сравнения Формируется сигнал UF, пропорциональный отклонению силы натяжения от заданного значения:

5и.вых23 иБых1г-и6ЫХ18 VF (9)

где К - коэффициент передачи блока

23 сравнения. Этот сигнал поступает через сумма тор 24 и блок 25 управления на второй электродвигатель 26, который, меняя скорость вращения подающего барабана 2, устанавливает силу натяжения F,. ленточного материала 3, равную задан15 ной. Но, так как изменение F,K приводит к изменению скорости, то для учета взаимного влияния F на V и наоборот, на вторые входы третьего 15 и второго 24 сумматоров с соответст20 вующими весовыми коэффициентами подаются сигналы, пропорциональные соответственно ДРц и &V, что, в свою . очередь, приводит к установлению в устройстве заданной величины скорос25 ти VQ и натяжения FHO .

Формула изобретения

Устройство для регулирования ли- 30 нейной скорости ленточного материала по авт. св. Р 1146633, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные делитель

,, частоты и третий счетчик, последовательно соединенные датчик момента на валу подающего барабана, перемножающий цифроаналоговый преобразователь, второй блок сравнения, второй сумма40 тор, второй блок управления и электродвигатель, кинематически связанный с валом подающего барабана, а также третий сумматор и задатчик опорного сигнала по натяжению, подключенный

45 выходом к второму входу второго блока сравнения, первый вход третьего сумматора соединен с выходом первого блока сравнения и с вторым входом второго сумматора, второй вход - с 50 выходом второго блока сравнения, а

выход - с входом первого блока управления, выход генератора импульсов опорной частоты подключен к входу делителя частоты, а выход датчика утлоcj вой скорости подающего барабана соединен со счетным входом третьего счетчика.

Изобретение относится к регулированию неэлектрических величин, а именно - к средствам стабилизации линейной скорости ленточного материала при его перемотке с подающего на приемный барабан, и может быть использовано при записи и воспроизведении информации на ленточном носителе, в технологических процессах изготовления и обработки ленточного материала и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1146633. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены делитель частоты, третий счетчик, датчик момента на валу подающего барабана, перемножающий цифроаналого- вый преобразователь, второй блок сравнения, второй сумматор, второй блок управления, электродвигатель, кинема- а тически связанный с валом подающего ® барабана, третий сумматор и задатчик опорного сигнала по натяжению. 1 ил. (Л