Устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала

 

Изобретение относится к технике регулирования незлектрических велис сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и откРытий (6 I ) 1146633 (21) 4053502/24-24 (22)11,04.86 (46) 15.01.88. Бюл. В 2 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) С.А.Кудряков, А.И.Таранчук,,. В.В.Зуев и М.В.Козлов (53) 62-50(088.8) (56) gillian Н. Ohm. Reel-toreel

drive design for à cassete recorder,Computer Эез дп, 1973, v 12, р.67"70.

Навицкас А.И. Некоторые вопросы динамики тракта магнитных головок и точности передачи информации. — В кн.:

Вибротехника: Труды вузов Лат.ССР.—

Каунас, 1969, вып.2(7), с.143-147.

Справочник по интегрально микросхемам / Под ред. Б.В.Тарабрина.—

М.:.Радио и связь,,1983.

„„SU„„1366996 А 2 (51) 4 G 05 D 13/62

Богатин Л.Б., Таранчук А.И., Полянский Ю.В. О возможных способах управления пьезоэлектрическими двигателями в устройствах магнитной sanucu. — В кн.: Вопросы синтеза динамических систем: Межвузовский сборник, ЛИАП, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 559141, кл. G ll В 27/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 88!850, кл. G 11 В 15/46, 1980, Авторское свидетельство СССР

У 995118, кл. G II В 15/46, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1146633, кл. С 05 D 13/62, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ ЛЕНТОЧНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к технике регулирования неэлектрических вели1366 чин, 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.свид.N- 1146633.

Цель изобретения — повьппение точности регулирования. линейной скорости ленточного материала эа счет совместного регулирования скорости движения и величины натяжения ленточного материала. Для этого устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала содержит приемный l

996 и подающий 2 барабаны с ленточным материалом 3, генератор 4 импульсов опорной частоты, эадатчик 5 опорного сигнала, датчик 6 угловой скорости, счетчики 7, 10, квадраторы 9, ll, сумматор 12, цифроаналоговый преобразователь 13, блок )4 сравнения, блоки 15, 21 управления, электродвигатели 16, 22, амплитудный детектор

l7 аналого-цифровой преобразователь

18, выделители 19, 24 приращения, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 20, датчик 23 натяжения, а каждый выделитель приращения содержит сумматор 25 (27 ) и элемент 26(281задержки. Изобретение позволяет повысить точность регулирования скорости ленточного материала до 0 1-0,27.2ил.

Изобретение относится к устройствам для регулирования неэлектрических величин, в частности к средствам стабилизации линейной скорости ленточного материала при его перемотке . 5 с подающего на приемный барабан, и может быть использовано при записи и воспроизведении информации на ленточном носителе в технологических процессах изготовления и обработки лен- 1 точного материала и т.д.

Цель изобретения — повьнпение точности регулирования линейной скорос1 ти ленточного материала эа счет совместного регулирования скорости движения и величины натяжения ленточного материала.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — график зависимости коэффициента колебаний ско- .2О рости от величины натяжения.

Устройство содержит приемный 1 и подающий 2 барабаны с ленточным материалом 3, генератор 4 импульсов

25 опорной частоты, задатчик 5 опорного сигнала, последовательно соединенные первый датчик 6 угловой скорости приемного барабана 1, первый счетчик 7 и первый квадратор 8, последовательно соединенные второй датчик 9 угло30 вой скорости подающего барабана, второй счетчик !0, второй квадратор

11, сумматор 12, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, блок 14 сравнения, первый блок 15 управления и первый электродвигатель 16; кинематически связанный с валом приемного барабана,l. Устройство также включает последовательно соединенные амплитудный детектор 17, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 18, первый выделитель 19 приращения, перемножающий

ЦАП 20, второй блок 21 управления и второй электродвигатель 22, кинематически связанный с валом подающего барабана, а также последовательно соединенные датчик 23 натяжения, механически контактирующий с ленточным материалом 3 и второй выделитель 24 приращения.При этом выход, генератора 4 соединен с вторыми входами счетчиков 7 и 10, выход первого квадратора 8 — с вторым входом блока сравнения 14, вход амплитудного детекто« ра 17 — с выходом ЦАП 13, выход второго выделителя 24 — с вторым входом перемножающего ЦАП 20. При этом первый выделитель 19 состоит из цифрового сумматора 25 и элемента 26 задержки, соединенных так, что первый вход сумматора 25 и вход элемента 26 являются входом выделителя 19, выход сумматора 25 — выходом выделителя 19, а выход элемента 26 соединен с вто1366996 рым входом цифрового сумматора 23.

Второй (аналоговый) выделитель 24 состоит из аналогового сумматора 27 и элемента 28 задержки, соединенных так, что первый вход сумматора 27 и элемента 28. являются входом блока 24, выход сумматора 27 — выходом блока

24, а выход элемента 28 соединен с вторым входом сумматора 27.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 6 и 9 преобразуют угловые скорости приемного l и подающего 2 барабанов с ленточным материалом 3 в последовательность импульсов, частота которых пропорциональна скоростям приемного 1 и подающего 2 барабанов. Счетчики 7 и 10 суммируют количество имупльсов, вырабатываемых генератором 4 импульсов опорной частоты, успевающих поступить на них за период между импульсами, приходящими с датчиков 6 и 9 соответственно.

Таким образом,,на выходах счетчиков 7 и 10 устанавливаются коды чисел, пропорциональные мгновенным значениям периодов вращения приемного 1 и подающего 2 барабанов. С учетом связи, между мгновенными значениями угловых скоростей и мгновенными периодами вращения (T=2II u) на выходах счетчиков устанавливаются числовые значения 1/ы„ и 1/ы, величины которых обратно пропорциональны величинам угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов соответственно.

Оигналы, полученные с выходов счетчиков 7 и 10, возводятся в квадрат в блоках 8 и 11, на выходах которых таким 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 12

1 1

= К(— + — ) (1)

1 1 где К = const;

ы, и ы — мгновенные значения угловых скоростей приемного 1 и подающего 2 барабанов с ленточным материалом.

1 1 и

+ «Л (3) р где 0 = const, определяемая параметрами механизма перемещения ленточного материала.

Таким образом, из (1) — „(3) видно, что если скорость ленточного материала V не равна номинальной

7 (Ч V,), то на выходе блока 14 сравнения возникает сигнал рассогласова30 ния, который через первый блок 15 управления воздействует на первый электроцвигатель 16, меняя скорость его вращения до исчезновения сигнала рассогласования на выходе блока 14, при этом линейная скорость V ленточного

З5 материала 3 становится равной номинальной скорости V

Но при использовании вязкоупругих ленточных материалов изменение величины натяжения вызывает изменение величины линейной скорости, и наоборот.

Исследования (2) показали, что зависимость коэффициента колебания скорости

45 Kñ

8V (4) о где dV — амплитуда отклонения скорости V от номинального значения 1,, от величины натяжения имеет вид, приведенный на фиг.2. Из фиг.2 видно, 50 что на характеристике имеется точка с наименьшим значением К= К, „„„, .в которой колебания скорости происходят с минимальной амплитудой.

Предлагаемое устройство осущест55 вляет автоматическое поддержание

К „„ . Это происходит следующим образом.

Аналоговый, сигнал с выхода ЦАП 13 подаетгя на амплитудный детектор 17, Код с выхода сумматора 12 подает— ся на ЦАП 13, где преобразуется в аналоговый сигнал. Этот сигнал пос5 тупает на первый вход блока 14 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с эадатчика 5 с

11 Ь " ° 5 1 2 (2) о где V — номинальное значение линейс ной скорости ленточного материала; с = const.

Между мгновенными угловыми ско15 ростями ы, и ы и мгновенным значением линейной скорости ленточного материала V существует известная зависимость (1):

6996 6 устройство работало в режиме с наименьшим коэффициентом колебаний линейной скорости материала. Этот про5 цесс можно пояснить следующим образом. Пусть в начальный момент времени устройство регулирования скорости имеет состояние, определяемое точкой

1 (F„ К,), расположенной правее " точки О (К,=К „„ ).Пусть через некоторый промежуток времени at устройство .переходит из точки 1 в точку 2 (Р2, K 2). В этом случае на выходе блока

24 имеется сигнал, приращения (F

15 F2) О, а на выходе блока 19 (К „К с,) > О. Перемножая эти сигналы в

ЦАП 20, получают 2К . Г„ О, этот сигнал через блок управления 21 уменьшает подтормаживание двигателя 22, 20 что приводит к уменьшению величины натяжения. Устройство переходит в ,другое состояние (F < F2) и так до тех пор, пока режиму системы не будет соответствовать точка K „„. Если

25 после этого устройство принимает состояние, определяемое точкой 3, то получают оР = (F -F ) < 0 и 1К, = (Ксь R ca) ) 0, Ha BY HFDF 2К о О, т.е. изменяется его состояние, уве30 личивая величину натяжения. Устройство переводится в точку- О (F.,К, „„„) .

5 136 который предназначен для вьщеления амплитуды сигнала, который затем поступает в АЦП 18. Цифровой код с выхода АЦП 18 подается на выделитель

19 приращения, который формирует значение приращения пришедшего сигнала эа интервал времени следующим образом: цифровой сумматор 25 осуществляет вычитание из текущего значения

И оы„„„ (Г) его задержанное в элементе

26 задержки значение П 8, „ „ (t-г.).

В момент времени t имеется состояние U (t ) =ч о + и Ч „в момент й- о. имеем V (t С)=Ч + gчг

Согласно формулам (1), (3) и (4) на выходе блока 19 имеется. сигнал

/Vo г

Я 1. (1+ )

Vo (6) еы»лэ = $ V2 U2J )(U + V )2 (V .Ч )2

1,J 0" о 2

Раскладывая данное выражение в ряд и ограничиваясь членами первого порядка и - к (< -г — -(1-г -->)=

aV. Я 1 выем. го v ч а о о

О 1 dV2 dV1

-21 " — — — 1 - К К

Ч V V о о где K Ä = 2К 0/V, =const.

2 !

Этот цифровой сигнал поступает на первый цифрОвой вход перемножающего

ЦАП 20, на второй {аналоговый) вход которого поступает сигнал, пропорциональный о Р Ä (ñ ), с выхода второго вьщелителя 74 приращения, равный приращению сигнала на выходе датчика натяжения 23 за интервал . Значение

aF „(",) формируется блоком 24 анало-. гично формированию U Ных г = блоком 19, но только в аналоговом виде, а интервал времени выбирается иэ услов ия макс (7) где f„„, — максимальное значение частоты спектра детонаций механизма транспортирования ленточного материала.

На выходе перемножающего ЦАП 20 таким образом формируется аналоговый сигнал, пропорциональный йК 0 F„.

Этот сигнал через второй блок 21 управления воздействует на второй электродвигатель 22 и изменяет его скорость вращения таким образом, чтобы

Таким. образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять регу35 лирование линейной скорости вязкоупругого ленточного материала с наименьшей величиной коэффициента колебания скорости и, следовательно, уменьшает погрешность регулирования и значи40 .тельно повышает точность регулирования.

Формула изобретения

Устройство для регулирования линейной скорости ленточного материала по авт.св. Ф 1146633, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены последовательно соединенные амплитудный детектор, подключенный входом к выходу цифроаналогового преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, первый выделитель прира55 щения, перемножающий цифроаналоговый преобразователь, второй блок управления и второй электродвигатель, кинематически связанный с валом подающего барабана, и последовательно соедиСоставитель В.Пряницын

Техред S1. Олийнык Корректор А. Тяско

Редактор Л. Пчелинская

Заказ 6838/47 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

1—

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

7 1366996 ненные датчик натяжения, механически ченный выходом к второму входу перемсвязанный с ленточным материалом, и ножающего цифроаналогового преобразовторой выделитель приращения, подклв-: вателя.