數字比較式伺服系統

1.?數字比較系統的構成

一個數字比較系統最多可由6個主要環節組成(見圖5-38)：

(1) 由數控裝置提供的指令信號。它可以是數碼信號，也可以是脈沖數字信號。

(2) 由測量元件提供的機床工作臺位置信號 。它可以是數碼信號 ，也可以是數字脈沖信號。

(3) 完成指令信號與測量反饋信號比較的比較器。

(4) 數字脈沖信號與數碼的相互轉換部件。它依據比較器的功能以及指令信號和反饋信號的性質而決定取舍。

(5) 驅動執行元件。它根據比較器的輸出帶動機床工作臺移動。

在數字比較系統中，常用的位置測量反饋元件有光柵和編碼盤。前者提供的是數字脈沖序列，后者是數碼信號。雖然在此類系統中也可以采用能產生模擬反饋信號的測量元件，如旋轉變壓器、感應同步器等，但要通過模數(A／D)轉換，將模擬量變為數字量以后才能提供給系統，這樣會增加系統的復雜程度，故在典型的數字比較系統中很少采用。

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圖5-38?? 數字比較系統的組成

常用的數字比較器大致有三類：數碼比較器、數字脈沖比較器、數碼與數字脈沖比較器。

由于指令和反饋信號不一定能適合比較的需要，因此，在指令和比較器之間以及反饋和比較器之間有時須增加“數字脈沖—數碼轉換”的線路。

比較器的輸出反映了指令信號和反饋信號的差值，以及差值的方向。將這一輸出信號放大后，控制執行元件。執行元件可以是伺服電機、液壓伺服馬達等。

一個具體的數字比較系統，根據指令信號和測量反饋信號的形式，以及選擇的比較器的形式，可以是一個包括上述6個部分的系統，也可以僅由其中的某幾部分組成。

2．?數字比較系統的主要功能部件

1) 數字脈沖—數碼轉換器

(1) 數字脈沖轉換為數碼。對于數字脈沖轉化為數碼，其簡單的實現就是一個可逆計數器，它將輸入的脈沖進行計數，以數碼值輸出。根據對數碼形式的要求不同，可逆計數器可以是二進制的、二—十進制的或其他類型的計數器，圖5--39是由兩個二—十進制計數器組成的數字脈沖—數碼轉換器。

圖5-39 數字脈沖轉化為數碼的線路
(2) 數碼轉換為數字脈沖。對于數碼轉化為數字脈沖，常用的有兩種方法。第一種方法是采用減法計數器組成的線路，如圖5--40所示，先將要轉換的數碼置入減法計數器，當時鐘脈沖CP到來之后，一方面使減法計數器作減法計數，另一方面進入與門。若減法計數器的內容不為“0”，該CP脈沖通過與門輸出，若減法計數器的內容變為“0”，則與門被關閉，CP脈沖不能通過。計數器從開始計數到減為“0”。剛好與置入計數器中數碼等值的數字脈沖從與門輸出，從而實現了數碼—數字脈沖的轉換。第二種方法是用一個脈沖乘法器，在討論插補原理時曾介紹過，數字脈沖乘法器實質上就是將輸入的二進制數碼轉化為等值的脈沖個數輸出。其示意圖如圖5--41所示。?

在數字比較系統中，使用的比較器有多種結構，根據其功能可分為兩類：一是數碼比較器；二是數字脈沖比較器。在數碼比較器中，比較的是兩個數碼信號，而輸出可以是定性的，即只指出參加比較的數誰大誰小，也可以是定量的，指出參加比較的數誰大,大多少。在數字脈沖比較器中，常用的方法是帶有可逆回路的可逆計數器。