[其他]速度和相位控制系统

说明书

本发明涉及到的系统是为了保证一个运动系统，譬如，一个旋转机构或一个移动机构以预定的速度并且在相位上和预定的参考相位同步的方式运行。

把相位控制加到速度系统中，例如，控制录像头的旋转系统，要求实现录像头转动精确，而且纵轴同步信号均匀地同步运行。在这样的系统中，速度由测得的实际值和参考值间的误差来确定，根据误差量来校正初始设定值。由于实现了速度误差的自动校正，所以速度总是稳定在参考值或目标值上。

为了实现相位控制，一个相位控制系统加到上述的速度系统中，这种为实现速度误差校正的系统，往往并不可取。因为，如果在速度误差校正控制的过程中引入相位控制，由于相位控制电路输出，将使被控对象的速度有所偏离。速度误差对偏离速度进行调节，这种状态重复进行，从而使相位同步需要花费很长时间，此外，用这种控制方式，在速度还没有足够接近目标值的情况下，使系统牵入相位同步，运动体的速度相对目的速度保持一个偏离量，由于速度偏差不可能测量，速度误差校正就不能实现。其结果，速度控制系统误差测量输出一个错误的数值，相位控制系统要产生一个输出来抵消这个错误的误差输出量，去实现相位同步。因此，在相位从正确的位置上偏离的情况下即使相位已被拉入同步，同步也要受到影响。如果这样的相移出现，在信号幅值的正负方向，相位控制的动态范围变得不平衡。这种条件不是最佳控制状态。

为了克服这种缺点，有一种方法，当速度误差正在进行校正时，停止相位同步控制，例如：美国专利（U.S.patent）NO.4，301，395发明了一种方法，在这个方法里，当电机转速超过预定值时，相位控制系统开始投入运行，然而，在此方法中由于相位同步是在存在着由错误的速度设定值所引起的速度偏差的条件下进行的，所以使相位偏差增大，而所要求的从相位牵入开始到完成相位同步的时间则可能缩短。

本发明的目的是为了解决上面所说的各种问题，同时对于一个运动机构提供了一种在最佳时刻停止速度误差校正，与此同时启动相位控制系统，为的是使被控对象在没有速度和相位偏差的情况下，尽可能快地稳定到目标值。

为了达到这个目的，按照本发明的方式（第一种方式）所提供的控制系统有一个速度控制装置，这个装置检测运动机构的实际速度，从而去控制运动机构，使其实际速度达到初始设定值;有一个相位控制装置，这个装置检测运动机构的实际相位位置，从而使运动机构的相位与参考信号同步;有一个寄存了速度目标值的误差校正装置，为的是检测实际速度与目标值之间的误差，从而根据这个误差去校正初始设定值，还有一个转换装置，这个装置用来停止速度误差校正（当误差变成预定值时）并启动相位控制系统。

按照本发明的另一种方式，是在上述方案中（即第一种方式）增加一个测量相位控制相移的装置，这个装置的输出，提供给误差校正装置。

本发明将参照后面附图加以详细的说明：图1是为解释本发明工作情况的速度控制电路方框图;图2表示本发明更具体的方框图;

图3到图6是为了解释图2电路运行的各种波形图;

图7和图8各自表示图2中误差检测器的一个例子的方框图;

图9是一个电路图，它作为图8的整形电路的一个例子;

图10表示图9整形电路主要部分的波形图;

图11是误差检测比较器功能流程图。

观看图1，在本发明具体化描述之前，叙述一下速度控制系统的工作情况：（以举例方式）。在图1中示出了带动运动机构的旋转电机，在图中提供了速度控制电路1，频率发生器2，脉冲发生器3，预置电路4，速度测量计数器5，锁存电路6，数模变换器（D/A）7，驱动放大器8，电机9，速度误差检测电路11，速度检测计数器12，锁存电路13，比较器14，低通滤波器（LPF）15，可逆计数器16，和速度参考信号源17。

下面将叙述这些电路的工作情况，随着电机9的转动，与电机转速成正比的频率信号f由频率发生器2产生，这个信号提供给脉冲发生器3。在收到此信号f时，脉冲发生器3产生一个锁存脉冲L和一个清零脉冲R，前一脉冲被用于两个速度计数器5和12，而后一脉冲则被用于两个锁存电路6和13。

随着脉冲L产生，检测计数器5和12中的数据分别寄存到锁存电路6和13中。紧接着这个操作之后，检测计数器5被预置到由预置电路4确定的初始值，检测计数器12被预置到预定的数值，例如：零。清零脉冲R产生瞬间之后，检测计数器5和12开始对时钟脉冲进行计数（图中未表示）。