FR2513382A1 - Dispositif de commande d'un moteur lineaire et dispositif pour distinguer des impulsions valides d'impulsions parasites - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN MOTEUR LINEAIRE EXECUTANT UN MOUVEMENT ALTERNATIF. LE DISPOSITIF COMPORTE UN SELECTEUR D'ASSERVISSEMENT 94, UN ASSERVISSEMENT LINEAIRE 96, UN ASSERVISSEMENT GAUCHE 98 DE CHANGEMENT DE SENS ET UN ASSERVISSEMENT DROIT 100 DE CHANGEMENT DE SENS AU MOYEN DESQUELS UN ENSEMBLE A NAVETTE 14 EST ANIME D'UN MOUVEMENT LONGITUDINAL ALTERNATIF SOUS L'ACTION D'UN MOTEUR LINEAIRE 16. LES ASSERVISSEMENTS SONT COMMANDES DE MANIERE A DONNER A L'ENSEMBLE 14 UNE VITESSE DETERMINEE ET SOUHAITEE LE PLUS RAPIDEMENT POSSIBLE APRES CHAQUE REBONDISSEMENT CONTRE DES BUTEES 104, 106. DOMAINE D'APPLICATION: IMPRIMANTES PAR POINTS LIGNE PAR LIGNE, ETC.

Description

L'invention concerne des dispositifs destinés à la commande de moteurs

linéaires qui suivent un trajet de mouvement linéaire, et elle a trait plus particulièrement à des servocommandes de moteurs linéaires qui se déplacent le long d'un trajet de mouvement linéaire et rebondissent

sur des butées opposées en élastomère.

La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 96 025, déposée par Gordon B Barrus et Jerry Matula,

le 20 novembre 1979 sous le titre "COUNTERBALANCED BI-

DIRECTIONAL SHUTTLE DRIVE HAVING LINEAR MOTOR", décrit un dispositif de commande d'un ensemble à navette à rangée de marteaux exécutant un mouvement alternatif dans une

imprimante par points travaillant ligne par ligne L'ensem-

ble à navette fait partie d'une commande de navette équili-

brée possédant un bâti de montage qui est disposé en contact

avec deux poulies rotatives espacées Une barre d'équili-

brage est disposée en contact avec les poulies, sur les côtés de cette dernière opposés à ceux en contact avec l'ensemble à navette Le bâti de montage de l'ensemble à navette et la barre d'équilibrage sont maintenus en contact avec les poulies par une bande flexible qui contourne les poulies et qui est fixée au bâti de montage de l'ensemble à navette et à la barre d'équilibrage, et par l'attraction magnétique produite par un ou plusieurs aimants permanents

qui sont montés, de même que des pièces polaires, à proxi-

mité immédiate du bâti de montage de l'ensemble à navette et de la barre d'équilibrage L'aimant permanent produit un flux magnétique qui traverse la barre d'équilibrage ou le bâti de montage de l'ensemble à navette ou les deux afin d'interagir avec une ou plusieurs bobines montées sur la barre d'équilibrage de façon à se trouver dans le flux magnétique L'excitation des bobines entraîne l'ensemble à navette dans l'un ou l'autre de deux sens opposés, le long d'une course linéaire Deux butées à ressorts ou à éléments en élastomère sont disposées de manière à être frappées par le bâti de montage de l'ensemble à navette ou par la barre d'équilibrage ou par les deux lorsque l'ensemble à navette atteint les limites opposées de son mouvement le long du trajet linéaire A chaque fois que le dispositif rebondit contre l'une des butées, les bobines sont excitées afin d'entraîner l'ensemble à navette le long de la course ou du trajet de mouvement linéaire, à une vitesse nominale souhaitée. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 239 403

décrit une autre forme de réalisation d'un dispositif équi-

libré de commande bidirectionnelle d'une navette Ce dispo-

atif utilise également une barre d'équilibrage disposée

contre deux poulies, sur les côtés de ces dernièresoppo-

sés à ceux contre lesquels porte l'ensemble à navette, et des butées opposées en élastomère Le dispositif est entraîné par un moteur qui est monté de manière à faire tourner l'une

des poulies.

Comme décrit dans la demande N O 96 025 précitée, les bobines du dispositif à moteur électromagnétique sont

excitées par une servocommande analogique qui réagit cons-

tamment à la vitesse de l'ensemble à navette Un codeur est disposé de manière à générer des impulsions en réponse au

passage de marques d'identification devant un capteur lors-

que l'ensemble à navette est en mouvement Les impulsions

sont utilisées pour déterminer la vitesse réelle de l'ensem-

ble à navette et cette vitesse est elle-même comparée à une référence, et la différence est utilisée pour faire varier le courant de commande appliqué aux bobines Le courant de commande ainsi modifié maintient l'ensemble à navette à une vitesse nominale souhaitée lorsque cet ensemble exécute

un mouvement de balayage dans des sens opposés, sur le tra-

jet de mouvement linéaire Lorsque l'ensemble à navette

atteint l'extrémité de sa course dans un sens ou dans l'au-

tre et qu'il frappe contre une butée en élastomère, il ralentit rapidement jusqu'à l'arrêt La servocommande détecte la décélération rapide et réagit en produisant une impulsion qui tend à entraîner plus fortement l'ensemble contre la butée en élastomère Lorsque l'ensemble s'est arrêté et qu'il commence ensuite à accélérer en sens opposé

après avoir rebondi contre la butée en élastomère, la servo-

commande détecte de nouveau le fait que l'ensemble à navette se déplace à une vitesse nettement inférieure à la vitesse nominale souhaitée, et elleréagit en générant une impulsion dans un sens tendant à provoquer une accélération rapide de l'ensemble à navette jusqu'à la vitesse nominale, dans

le nouveau sens.

Pendant la commande de l'ensemble à navette dans

la plage linéaire du trajet de mouvement linéaire, la servo-

commande analogique décrite dans la demande N O 95 025 préci-

tée reste pratiquement insaturée et réagit aux mesures

constantes de vitesse en comparant ces mesures à la réfé-

rence et en produisant le courant relativement faible habituellement nécessaire au maintien de l'ensemble à navette à la vitesse nominale souhaitée Cependant, aux changements de sens, lorsque la servocommande détecte des vitesses nettement inférieures à la vitesse nominale, elle se sature d'une manière générale pendant que de fortes impulsions de correction, d'abord d'une polarité puis de

l'autre polarité, sont générées de la manière décrite ci-

dessus Cette tendance de la servocommande à se saturer,

en particulier à des vitesses de travail élevées pour les-

quelles la brusque décélération et l'accélération qui la suit de l'ensemble à navette constituent un écart encore plus grand par rapport à la vitesse nominale souhaitée, a pour résultat une tendance à un entraînement excessif

de l'ensemble à navette lors des changements de sens.

Pour le moins, l'effet produit lors des changements de sens tend à être inefficace Dans des cas plus graves, il se produit en fait une perte de commande de l'ensemble à navette sur une partie ou, parfois, sur la totalité de

l'intervalle de mouvement de cet ensemble à navette.

Il est donc souhaitable de disposer d'une servo-

commande perfectionnée destinée à la commande d'un moteur linéaire, par exemple un moteur qui rebondit constamment

aux extrémités opposées d'une course linéaire ou d'un tra-

jet linéaire de mouvement Une telle servocommande doit pouvoir entraîner le moteur linéaire de façon efficace et efficiente lors des changements de sens par rebondissement,

ainsi que durant les plages linéaires de fonctionnement.

La servocommande selon l'invention utilise un asservissement numérique pour la commande du moteur linéaire dans des dispositifs tels que ceux décrits précédemment pour faire exécuter un mouvement alternatif à un ensemble à navette L'asservissement numérique réagit à des impulsions générées en chacune d'une suite de positions différentes de

l'ensemble à navette le long du trajet linéaire de mouve-

ment afin que la vitesse réelle de l'ensemble à navette soit calculée en continu et comparée à une référence La différence est utilisée pour générer un signal d'erreur qui est appliqué de façon à moduler la durée d'une suite

d'impulsions transmises au moteur linéaire afin de mainte-

nir une vitesse nominale souhaitée.

Dans la servocommande selon l'invention, l'asser-

vissement numérique se comporte comme trois asservissements

différents suivant la position de l'ensemble à navette -

Lorsque cet ensemble à navette est compris entre des posi-

tions extrêmes opposées le long du trajet linéaire, l'asser-

vissement se comporte comme un asservissement linéaire.

Lorsque l'ensemble à navette atteint l'une ou l'autre des

positions extrêmes opposées, l'asservissement cesse cepen-

dant de réagir à la vitesse réelle de l'ensemble à navette et il transmet un signal de changement de sens, de valeur prédéterminée, au moteur linéaire Le signal est appliqué au moteur linéaire quelle que soit la vitesse réelle de l'ensemble à navette et il est calculé pour compenser les pertes par frottement apparaissant lorsque le dispositif à moteur linéaire, qui comprend l'ensemble à navette, approche des butées opposées en élastomère, puis rebondit sur ces butées D'une façon idéale, l'asservissement permet au dispositif à moteur linéaire d'effectuer le changement de sens d'une manière très rapide et efficace, de façon que la vitesse nominale souhaitée soit atteinte et maintenue aussi rapidement et aussi efficacement que possible Ainsi, lorsque l'ensemble à navette se trouve au-delà de l'une ou l'autre des positions extrêmes opposées, la servocommande se comporte comme un asservissement de changement de sens

vers la gauche ou de changement de sens vers la droite.

Conformément à l'invention, la vitesse réelle de l'ensemble à navette est échantillonnée après chaque rebond, et la valeur échantillonnée est mémorisée La fois suivante que l'ensemble à navette se prépare à frapper contre la même butée en élastomère, la valeur mémorisée est utilisée pour régler la valeur du signal de changement de sens afin que le changement de sens soit exécuté et que la vitesse nominale soit ensuite atteinte avec un rendement optimal. Dans une forme préférée de réalisation d'un moteur

linéaire équipé de la servocommande numérique selon l'inven-

tion, un codeur est utilisé pour générer une impulsion en chacune de plusieurs positions successives de l'ensemble à

navette le long du trajet linéaire de mouvement La servo-

commande mesure l'intervalle de temps compris entre deux impulsions successives et il le compare à une valeur de référence La différence, sous la forme d'un signal d'erreur, est modifiée conformément à un algorithme prédéterminé afin de tenir compte de divers paramètres du système, avant d'être

utilisée pour moduler la durée de chacune de plusieurs impul-

sions succeessives appliquées pour la commande du moteur linéaire.

Les impulsions générées par le codeur sont comp-

tées pour déterminer le moment o l'ensemble à navette a

atteint une position extrême, à l'une ou l'autre des extré-

mités de la course linéaire de mouvement En ce point, l'asservissement cesse la commande sous le pilotage des impulsions du codeur et génère, à la place, un signal de

changement de sens ayant une valeur prédéterminée et indé-

pendante de la vitesse de la navette Le signal prédéter-

miné de changement de sens est constitué de deux impulsions de polarité opposée, situées dans le temps afin d'être appliquées au moteur linéaire avant et pendant un choc contre la butée en élastomère Les impulsions ont une durée

et une amplitude qui sont choisies à partir des caractéris-

tiques connues de rebondissement du moteur linéaire à cha-

que extrémité, afin que le processus de ralentissement de l'ensemble à navette jusqu'à l'arrêt, puis d'accélération

de cet ensemble pour revenir à la vitesse nominale souhai-

tée soit optimisé L'efficacité du signal prédéterminé de changement de sens est contrôlée en continu par mesure de

la vitesse réelle de l'ensemble à navette à la fin de cha-

que changement de sens Ceci est effectué par mesure de l'intervalle séparant deux impulsions successives du codeur à la fin de l'intervalle de changement de sens L'intervalle de temps mesuré est mémorisé et utilisé pour modifier le

signal prédéterminé de changement de sens, si cela est néces-

saire, la fois suivante que le moteur linéaire se prépare à

frapper contre la même butée en élastomère Le signal prédé-

terminé de changement de sens est modifié, dans le présent exemple, par variation de la position du flanc avant de la seconde des deux impulsions de polarité opposée en utilisant

l'intervalle de temps mesuré et mémorisé précédemment, con-

formément à un algorithme choisi.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective et un schéma simplifié d'un moteur linéaire portant un ensemble à navette et commandé par la servocommande numérique selon l'invention; la figure 2 est une vue de dessus du moteur linéaire de la figure 1 dont le bâti supérieur est retiré pour plus de clarté; la figure 3 est une vue en perspective du codeur de la servocommande représentée sur les figures 1 et 2; la figure 4 est un schéma simplifié d'une forme préférée de réalisation du sélecteur asservi et des divers asservissements de la figure 1; les figures 5 A et 5 B sont des diagrammes des

temps facilitant l'explication du fonctionnement du disposi-

tif représenté sur la figure 4; la figure 6 est un schéma simplifié d'un circuit pouvant être utilisé pour le dispositif représenté sur la figure 4; la figure 7 est un schéma d'un circuit pouvant être utilisé comme compteur/horloge dans le dispositif représenté sur la figure 6; la figure 8 est un schéma d'un circuit pouvant être utilisé comme unité centrale de traitement dans le dispositif de la figure 6; la figure 9 est un schéma d'un circuit pouvant être utilisé comme mémoire de programme et comme mémoire vive dans le dispositif de la figure 6; la figure 10 est un schéma d'un circuit pouvant être utilisé comme modulateur de durée d'impulsions dans le dispositif de la figure 6; et

la figure 11 est un diagramme des temps permet-

tant de mieux comprendre comment les impulsions valides de traits de réglette sont distinguées des impulsions parasites

conformément à l'invention.

La figure 1 représente un mécanisme 12 d'entraînement de navette qui comprend un ensemble 14 à navette et un moteur linéaire 16 Le mécanisme 12 de commande et le groupe constitué par l'ensemble 14 à navette et le moteur linéaire 16 sont décrits plus en détail dans la demande N O 96 025 précitée. Un bus câblé 18 est relié à l'ensemble 14 à

navette afin de réaliser une connexion électrique avec lui.

Comme décrit dans la demande précitée, l'ensemble 14 à navette frappe sélectivement sur un papier d'impression et y effectue donc une impression par l'intermédiaire d'un ruban encreur Il est donc nécessaire à l'ensemble à navette 14 d'exécuter un mouvement alternatif le long d'un trajet

linéaire de mouvement -

Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 2, le mécanisme 12 de commande de navette comprend deux poulies 24 et 26 montées de manière à pouvoir tourner sur deux axes verticaux, sensiblement parallèles et espacés La poulie 24 est montée de façon à être mise en rotation sur un axe 28 et la poulie 26 est montée de façon à être mise en rotation sur un axe 30 Les axes 28 et 30 tourillonnent dans les extrémités opposées d'un bâti supérieur 32 (non représenté sur la figure 2) et d'un bâti inférieur 34 s'étendant le long du mécanisme 12 de commande Le bâti supérieur 32 est monté sur le dessus de trois éléments intermédiaires 36

qui s'élèvent verticalement du bâti inférieur 34.

Un ruban tendu 40, de largeur uniforme, forme une boucle qui entoure partiellement les poulies 24 et 26 et qui s'étend entre ces poulies 24 et 26, sur un premier côté de ces dernières, comme montré sur la figure 2 Le ruban 40, qui se déplace sous l'effet de la rotation des poulies 24 et

26, est relié à ces dernières par des vis 42 et 44, respec-

tivement Les vis 42 et 44 assurent l'alignement vertical du ruban 40 avec les poulies 24 et 26 tout en permettant, en même temps, le mouvement limité du ruban 40 nécessaire

pour que l'ensemble 14 à navette puisse exécuter son mouve-

ment alternatif.

L'ensemble 14 à navette, qui n'est pas représenté sur la figure 2 pour plus de clarté, est relié à un tronçon du ruban 40 situé entre les poulies 24 et 26, sur le premier côté de ces dernières, par une cornière 46-de montage de forme sensiblement en L La cornière 46 de montage de la

navette, dont la longueur est supérieure à la distance com-

prise entre les axes 28 et 30 des poulies afin que cette cornière 46 porte contre les poulies 24 et 26 à travers le

ruban 40 au cours du mouvement limité exécuté par l'ensem-

ble à navette 14, est reliée au ruban 40 par tous moyens appropriés Dans l'exemple décrit et comme montré sur la figure 2, deux vis 48 traversent la cornière 46 et le ruban 40 et pénètrent dans une plaque 50 relativement mince située de l'autre côté du ruban 40 par rapport à la

cornière 46 afin de fixer cette dernière au ruban 40.

Une barre allongée 54 d'équilibrage est placée en

contact avec les poulies 24 et 26, sur le côté de ces der-

nières opposé à celui de la cornière 46, et les extrémités opposées 56 et 58 du ruban 40 sont fixées à cette barre par

des vis 60 et 62, respectivement De même que pour la cor-

nière 46 de montage de l'ensemble à navette, la barre 54

d'équilibrage présente une longueur supérieure à la dis-

tance comprise entre les axes 28 et 30 des poulies afin de rester en contact avec ces dernières à travers des tronçons adjacents du ruban 40 pendant le mouvement alternatif limité de l'ensemble à navette 14 La barre 54 d'équilibrage, dont les dimensions et la forme sont analogues à celles de

l'ensemble 14 à navette et la cornière associée 46 de mon-

tage, est choisie de manière à avoir une masse sensiblement égale à celle de l'ensemble 14 à navette et de la cornière

46 de montage.

La cornière 46 de montage de la navette est main-

tenue en contact, par ses extrémités opposées, avec les pou-

lies 24 et 26 à travers des tronçons adjacents du ruban 40, au moyen d'un ensemble magnétique 66 Ce dernier maintient

également les extrémités opposées de la barre 54 d'équili-

brage en contact avec les poulies 24 et 26 à travers des tronçons adjacents du ruban 40 L'ensemble magnétique 66 comprend des première et seconde pièces polaires 68 et 70 disposées entre des éléments intermédiaires adjacents 36 du bâti et formant des entrefers 72 et 74, respectivement, avec la cornière 46 La pièce polaire 68 est plus longue que la pièce polaire 70 Un aimant permanent 76 est accouplé

à la pièce polaire 70, à l'extrémité de cette dernière oppo-

sée à celle proche de la cornière 46 de montage Le pôle nord de l'aimant permanent 76 est en contact avec la pièce polaire 70 et son pôle sud opposé est adjacent à la barre

54 d'équilibrage avec laquelle il forme un entrefer 78.

L'extrémité de la pièce polaire 68 opposée à celle proche de la cornière 46 de montage forme un entrefer 80 avec la

barre d'équilibrage 54.

L'ensemble magnétique 66 produit un flux magnéti-

que parcourant un circuit qui comprend des parties de la cornière 46 et de la barre d'équilibrage 54, réalisées en matière magnétique Le circuit du flux magnétique est

représenté en traits pointillés sur la figure 2 La pola-

rité de l'aimant permanent 74 est telle ue le flux circule de l'aimant permanent 76 à travers l'entrefer 78 et vers l'intérieur de la barre 54 A partir de ce point, le flux

s'écoule le long de la barre 54 jusqu'à la zone de l'entre-

fer 80 qu'il franchit pour pénétrer dans la pièce polaire 68 et pour pénétrer ensuite dans la cornière 46 à travers

l'entrefer 72 Le flux s'écoule ensuite le long de la cor-

nière 46 jusqu'à la zone d'entrefer 74 qu'il traverse pour passer dans la pièce polaire 70 jusqu'à l'aimant permanent 74, fermant ainsi le circuit du flux Le flux magnétique produit par l'ensemble magnétique 66 exerce des forces

d'attraction sur la cornière 46 et sur la barre 54 d'équi-

librage, ces forces tendant à tirer la cornière 46 vers les pièces polaires 68 et 70 et la barre 54 vers l'aimant

76 et la pièce polaire 68 Ces forces maintiennent la cor-

nière 46 et la barre 54 en contact avec les poulies oppo-

sées 24 et 26.

Les pièces polaires 68 et 70 et l'aimant 76

forment un moteur linéaire avec deux bobines 86 et 88.

La bobine 86 est enroulée sur la barre 54 d'équilibrage afin d'être placée dans l'entrefer 80 La bobine 88 est enroulée sur la barre 54 d'équilibrage afin d'être placée dans l'entrefer 78 Les bobines 86 et 88 sont enroulées sur la barre 54 afin d'avoir des polarités opposées, et elles sont reliées l'une à l'autre par un conducteur pour former un couplage série des bobines 86 et 88 L'autre conducteur de chacune des bobines 86 et 88 est relié à une borne 90 et à une borne 92, respectivement Les bornes et 92 sont connectées par un servosélecteur 94 à un asservissement linéaire 96, à un asservissement gauche 98 de changement de sens ou à un asservissement droit 100 de changement de sens, comme montré sur la figure 1 Les asservissements 96, 98 ou 100 appliquent un signal aux bornes 90 et 92 pour entraîner la barre 54 d'équilibrage dans un sens ou dans l'autre suivant la polarité du signal appliqué Lorsque le signal appliqué aux bornes 90 et 92 fait circuler le courant vers le haut dans la partie de la bobine 88 située dans l'entrefer 78 et vers le bas dans la partie de la bobine 86 située dans l'entrefer 80, ces cou- rants interagissent avec le flux présent dans les entrefers 78 et 80 pour déplacer à force la barre 54 vers la droite comme montré sur les figures 1 et 2 Inversement, lorsque le signal appliqué aux bornes 90 et 92 change de polarité de manière que le courant passant dans la partie de la bobine 88 située dans l'entrefer 78 circule vers le bas et que le courant passant dans la partie de la bobine 86 située dans l'entrefer 80 circule vers le haut, ces courants interagissent avec le flux présent dans les entrefers 78 et 80 pour exercer sur la barre 54 une force la déplaçant vers

la gauche, comme montré sur les figures 1 et 2.

Les limites opposées du mouvement du mécanisme 12 d'entraînement de la navette sur son trajet linéaire de mouvement sont définies par deux butées 104 et 106 montées à proximité immédiate des extrémités opposées de la barre d'équilibrage 54 La butée 104 comporte un bâti 108 de

forme sensiblement en L, portant un élément d'arrêt en élas-

tomère sous la forme d'un ressort 110 monté sur ce bâti et

disposé sur le trajet linéaire de mouvement de la barre 54.

De la même manière, la butée 106 comprend un bâti 112 de forme en L et un élément d'arrêt en élastomère sous la forme d'un ressort 114 monté sur ce bâti et disposé sur le trajet linéaire du mouvement de la barre 54 Les ressorts et 114 sont frappés alternativement par les extrémités opposées de la barre 54 d'équilibrage lorsque cette dernière

effectue un mouvement alternatif sous l'effet de l'excita-

tion des bobines 86 et 88.

Les butées 104 et 106 sont représentées aux extré-

mités opposées de la barre 54 d'équilibrage uniquement à titre d'exemple, et il est évident que les butées peuvent, en variante, être disposées aux extrémités opposées du bâti 112 ou à proximité d'une extrémité de la barre 54 et

du bâti 112.

Conformément à l'invention, l'un des trois asser-

vissements différents 96, 98 et 100 est sollicité par le servosélecteur 94 de manière à commander le mécanisme 12 d'entraînement de la navette suivant la position de l'ensem- ble 14 à navette sur son trajet linéaire de mouvement Dans la partie linéaire dans laquelle les extrémités opposées de la barre 54 d'équilibrage ne sont pas en contact avec les ressorts 110 et 114, le servosélecteur 94 connecte l'asservissement linéaire 96 pour la commande du mécanisme 12 d'entraînement de la navette Comme décrit ci-après,

l'asservissement 96 contrôle en continu la vitesse de l'en-

semble 14 à navette au moyen d'un codeur (non représenté sur la figure 1) relié à cet asservissement linéaire 96 par deux fils conducteurs 118 et 120 L'asservissement linéaire 96 compare chaque mesure de vitesse à une référence et il utilise la différence sous la forme d'un signal d'erreur pour moduler la durée d'impulsions appliquées périodiquement aux bobines 86 et 88 Lorsque l'ensemble à navette 14 atteint

l'une ou l'autre de deux positions extrêmes opposées, pro-

ches des extrémités opposées du trajet linéaire de mouvement, la commande du mécanisme 12 d'entraînement de la navette passe de l'asservissement linéaire 96 à l'asservissement gauche 98 de changement de sens ou à l'asservissement droit 100 de changement de sens -Les positions extrêmes opposées de l'ensemble 14 à navette sont définies par des positions prises par la barre 54 d'équilibrage immédiatement avant l'entrée en contact des extrémités de cette barre 54 avec

les ressorts 110 et 114 Ces positions extrêmes sont déter-

minées par le servosélecteur 94 qui compte des impulsions produites par le codeur 116 lorsque l'ensemble à navette 14 et la cornière 46 se déplacent devant la partie sensible

du codeur 116.

Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 3 et sur la figure 2, le codeur 116 comprend un élément sensible 122 monté en position fixe par rapport à la cornière 46 et

comportant une diode électroluminescente et un phototransistor.

Une bande 124, montée le long d'une partie de la longueur

de la cornière 46, à proximité de l'élément 122 de détec-

tion, porte plusieurs repères 126 pouvant être détectés, espacés sur sa longueur Dans l'exemple décrit, les repères 126 comprennent des marques ou "traits de réglette" 128 gravées dans la surface de finition de la bande 124 Lorsque l'ensemble à navette 14 effectue un mouvement le long du trajet de mouvement linéaire, les divers traits de réglette 128 de la bande 124 s'étendant le long de la cornière 46 passent devant l'unité 122 de détection de manière à être éclairés par la diode électroluminescente de cette unité

122 et détectés par le phototransistor de la même unité 122.

Chaque détection d'un trait de réglette 128 par le photo-

transistor entraîne la génération d'une impulsion sur les

conducteurs 118 et 120.

La figure 4 représente plus en détail le servo-

sélecteur 94 et les asservissements 96, 98 et 100 Le servosélecteur 94 comprend un détecteur 134 d'intervalles et un compteur 136 montés chacun de manière à recevoir les

impulsions de traits de réglette du codeur 116 Comme mon-

tré sur la figure 5 A qui représente les impulsions de traits de réglette provenant du codeur 116 au cours de plusieurs

mouvements alternatifs de l'ensemble 14 à navette, la géné-

ration d'impulsions de traits de réglette se termine peu de temps après l'entrée en contact de la barre 54 d'équilibrage avec l'un des ressorts 110 et 114 et elle ne reprend que peu de temps avant que la barre 54 se sépare du ressort 110 ou 114 Le codeur 116 produit 84 impulsions de traits de réglette lors de chaque mouvement de balayage de l'ensemble 14 à navette sur le trajet linéaire Les impulsions de traits de réglette sont comptées par le compteur 136 pour qu'il

reste un enregistrement de la position o se trouve l'ensem-

ble 14 à navette et pour permettre une commutation entre les divers asservissements 96, 98 et 100 lorsque l'ensemble 14

à navette atteint diverses positions. Le détecteur 134 d'intervalles assure une synchro-

nisation convenable du compteur 136 lors de la mise en marche

initiale du mécanisme 12 d'entraînement de la navette.

L'ensemble 14 à navette est généralement positionné en un point quelconque entre le premier trait de réglette et le 84 e trait de réglette du codeur 116 lors du démarrage Par conséquent, le compteur 136 compte moins de 84 impulsions de traits de réglette avant la cessation de la génération de ces impulsions Le détecteur 134 d'intervalles détecte ceci et assure le commencement du comptage, par le compteur 136, au premier trait de réglette à la fin du changement de sens Ensuite, tant que le compteur 136 reste synchronisé, il compte du premier trait de réglette au 84 e trait de réglette lors de chaque course de l'ensemble 14 à navette, et le détecteur 134 d'intervalles n'intervient plus à moins d'une perte de synchronisation ou jusqu'à un nouveau départ

du mécanisme 12 d'entraînement de la navette.

Le compteur 136 détermine l'asservissement 96, 98 ou 100 devant être utilisé pour commander le mécanisme 12

en fonction de la position des traits de réglette de l'ensem-

ble 14 à navette En commençant par le premier trait de réglette, le compteur 136 met en circuit l'asservissement linéaire 96 pour commander le mécanisme 12 d'entraînement de la navette Lorsque l'ensemble à navette 14 atteint le 81 e trait de réglette, définissant l'une des positions

extrêmes opposées, le compteur 136 met en circuit l'asser-

vissement gauche 98 de changement de sens ou l'asservisse-

ment droit 100 de changement de sens pour qu'il commande le mécanisme 12 d'entraînement de la navette selon que ce dernier doit effectuer un changement de sens vers la gauche ou un changement de sens vers la droite Lorsque le compteur

136 rencontre le premier trait de réglette suivant le change-

ment de sens, l'asservissement linéaire 96 est de nouveau

mis en circuit pour commander le mécanisme 12 d'entraînement.

Cette action est représentée sur la figure 5 A A

l'extrémité gauche de la figure 5 A, on suppose que l'ensem-

ble 14 à navette se déplace de la droite vers la gauche.

Lorsque le compteur 136 a progressé jusqu'à un compte de 81, indiquant l'arrivée du 81 e trait de réglette, l'asservissement linéaire 96 est déconnecté du mécanisme 12 d'entraînement de la navette en faveur de l'asservissement 98 de changement de sens vers la gauche Entre les 82 e et 83 e traitsde réglette, la barre 54 d'équilibrage entre en contact avec le ressort 114 Lors du comptage du 83 e, puis du 84 e trait de réglette, le ressort 114 est comprimé, ce qui provoque un ralentissement de la barre 54 d'équilibrage jusqu'à l'arrêt La barre 54 rebondit ensuite sur le ressort 114, en sens opposé, et elle atteint un point o le compteur

136 reçoit une première impulsion de trait de réglette.

En ce point, la commande-du mécanisme 12 d'entraînement de la navette est commuté de l'asservissement 98 de changement

de sens vers la gauche à l'asservissement linéaire 96.

Entre les deuxième et troisième traitsde réglette, le con-

tact entre la barre 54 et le ressort 114 disparaît.

Après que la barre 54 d'équilibrage s'est séparée du ressort 114, le compteur 136 continue de compter les impulsions de traits de réglette produites par le codeur

116 Lorsque le 81 e trait de réglette est atteint, définis-

sant la première des deux positions extrêmes opposées, la commande du mécanisme 12 d'entraînement de la navette est commutée de l'asservissement linéaire 96 à l'asservissement de changement de sens vers la droite Entre les 82 e et 83 e traitsde réglette, la barre 54 d'équilibrage entre en contact avec le ressort 110 Ce dernier est ensuite comprimé tandis que la barre 54 ralentit jusqu'à l'arrêt, et cette

barre rebondit ensuite de la droite vers la gauche Le comp-

teur 136 reçoit ensuite la première impulsion de trait de

réglette et réagit en faisant passer la commande du méca-

nisme 12 d'entraînement de la navette de l'asservissement de changement de sens vers la droite à l'asservissement linéaire 96 Entre les deuxième et troisième traitsde

réglette, la barre 54 d'équilibrage se sépare du ressort 110.

Le compteur 136 continue de compter les impulsions de traits de réglette jusqu'à ce que la 81 e impulsion soit comptée, point auquel la commande du mécanisme 12 d'entraînement de la navette est commutée de l'asservissement linéaire 96 à

l'asservissement 98 de changement de sens vers la gauche.

Le procédé se répète de lui-même de la manière décrite ci-

dessus. Dans l'exemple décrit, les trois asservissements différents 96, 98 et 100 sont constitués de composants communs comme montré sur la, figure 4 La commutation entre les trois asservissements différents est commandée par un signal provenant du compteur 136 et appliqué à un circuit

de modification de signal d'erreur Comme décrit ci-

après, le circuit 140 de modification détermine la nature du signal appliqué au moteur linéaire 16, ainsi que la manière suivant laquelle toute erreur entre les vitesses

réelle et souhaitée de l'ensemble 14 à navette est modi-

fiée dans son application à la commande du moteur linéaire

16.

Comme montré sur la figure 4, les impulsions de traits de réglette apparaissant àlasortie du codeur 116 sont appliquées à une horloge 142 ainsi qu'au détecteur 134 d'intervalles et au compteur 136 L'horloge 142 mesure l'intervalle de temps entre deux impulsions successives de traits de réglette provenant du codeur 116 L'intervalle de temps mesuré, qui représente la période réelle entre les traits de réglette, est comparé par un comparateur 144 à

une période de référence PR représentant une vitesse nomi-

nale souhaitée pour l'ensemble 14 à navette Toute diffé-

rence entre les périodes réelle et de référence apparaît sous la forme d'un signal d'erreur SE transmis au circuit

de modification du signal d'erreur.

Lorsque le compteur 136 détermine que le codeur 116 se trouve entre le premier trait de réglette et le 81 e trait de réglette pendant le mouvement de l'ensemble 14 à navette dans un sens ou dans l'autre, le circuit 140 de

modification du signal d'erreur agit de manière que le dis-

positif de la figure 4 constitue l'asservissement linéaire

96 Le circuit 140 de modification du signal d'erreur modi-

fie chaque signal d'erreur provenant du comparateur 144 en fonction d'un algorithme prédéterminé avant l'application

de ce signal d'erreur à un modulateur 146 de durée d'impul-

sion Le modulateur 146 relie un générateur 148 d'impulsions à un amplificateur 150 La sortie de l'amplificateur 150 est reliée aux bobines 86 et 88 faisant partie du moteur linéaire 16 du mécanisme 12 d'entraînement de la navette Le modula- teur 146 de durée d'impulsion applique un signal PDM à modulation de durée d'impulsion à une première entrée de l'amplificateur 150 Une partie du signal PDM est illustrée sur la figure 4 Le modulateur 146 applique également un signal de sens SS à une seconde entrée de l'amplificateur 150. Le signal PDM possède une période fixe P qui est

déterminée par la fréquence du générateur 148 d'impulsions.

* Dans l'exemple présent, P est de 132 microsecondes A inter-

valles de 32 microsecondes, le générateur 148 produit une

mince impulsion, analogue à une pointe, appliquée au modu-

lateur 146 Ce dernier comprend un registre de mémorisation à huit bits dont sept bits représentent l'amplitude du

signal d'erreur provenant du comparateur 144 et tel que modi-

fié par le circuit 140 de modification, et un bit repré-

sente le sens ou la polarité de l'erreur Le modulateur 146 de durée d'impulsion comprend également un compteur dont le chargement est déclenché à l'apparition de chaque impulsion provenant du générateur 148 Le compteur effectue donc un comptage conformément à l'amplitude du signal d'erreur modifié afin de produire une impulsion de durée souhaitée D A la fin de chaque impulsion, le compteur est

remis à zéro lorsqu'il reçoit l'impulsion suivante du géné-

rateur 148.

Le signal PDM est appliqué à une première entrée de l'amplificateur 150 Le bit contenu dans le registre de mémorisation du modulateur 146 de durée d'impulsion et représentant le sens de l'erreur est appliqué sous la

forme d'un signal de sens SS à l'autre entrée de l'ampli-

ficateur 150 Ce dernier se comporte comme un amplificateur de commutation en appliquant le signal PDM au moteur linéaire 16 sous une polarité qui est déterminée par le

signal de sens.

Lorsque le signal de sortie du compteur 136 situé

dans le servosélecteur 94 agit sur le circuit 140 de modifi-

cation du signal d'erreur pour qu'il fasse assumer au dis-

positif de la figure 4 la fonction de l'asservissement linéaire 96, le circuit 140 de modification du signal

d'erreur modifie chaque signal d'erreur provenant du compa-

rateur 144 conformément à l'algorithme: PDM = A(E + a E B PDM 0) dans lequel PDM est le nouveau signal d'erreur modifié (taux d'utilisation) appliqué au modulateur 146 de durée d'impulsion, A est un facteur de gain, E est le nouveau signal d'erreur provenant du comparateur 144, a est un

coefficient, E O est le signal d'erreur immédiatement précé-

dent provenant du comparateur 144, B est un coefficient et

PDM O est le signal PDM précédent immédiatement ou ancien.

Le gain A et les coefficients c et e sont choisis sur la base d'une analyse précise du système asservi de la figure

4 pour optimiser la minimisation et la correction des erreurs.

La figure 5 B montre le signal de sortie de l'ampli-

ficateur 150 Il apparaît que, lorsque le dispositif de la figure 4 assume la fonction de l'asservissement linéaire 96, le signal de sortie de l'amplificateur 150 comprend le signal PDM provenant du modulateur 146 de durée d'impulsion et ayant une polarité déterminée par le signal de sens provenant

également du modulateur 146 Pour plus de commodité de repré-

sentation, quelques impulsions du signal PDM sont montrées comme étant générées dans chaque intervalle de traits de réglette En réalité, un nombre de douze impulsions ou plus du signal PDM apparaît dans chaque intervalle entre des traits de réglette adjacents, car la période des impulsions sur la figure 5 B est de 32 microsecondes et l'intervalle de

temps entre des traits de réglette adjacents est générale-

ment de 400-800 microsecondes.

Lorsque le compteur 136 a compté la 81 e impulsion de trait de réglette provenant du codeur 116, le circuit 140

13382

de modification du signal d'erreur réagit en faisant passer

le fonctionnement du dispositif de la figure 4 de l'asservis-

sement linéaire 96 soit à l'asservissement 98 de changement

de sens vers la gauche soitàl'asservissement 100 de change-

ment de sens vers la droite, suivant le sens dans lequel l'ensemble à navette 14 se déplace Sur la partie gauche de la figure 5 B, l'ensemble à navette 14 se déplace de la droite vers la gauche au moment de la détection du 81 e

trait de réglette A ce point, le circuit 140 de modifica-

tion du signal d'erreur réagit sur le dispositif de la figure 4 pour qu'il assume la fonction de l'asservissement

gauche 98 de changement de sens Le circuit 140 de modifica-

tion ignore tous les signaux d'erreur ultérieurs provenant du comparateur 144 en réponse au 82 e trait de réglette et aux suivants Simultanément, le circuit 140 de modification applique au moteur linéaire 16 un signal de changement de sens de forme prédéterminée et dont la valeur est totalement

indépendante de la vitesse réelle de l'ensemble à navette 14.

Le signal de changement de sens comprend deux impulsions de polarité opposée, telles que la première impulsion aide la barre 54 d'équilibrage à s'appliquer contre le ressort 114 lorsque cette barre 54 ralentit rapidement jusqu'à l'arrêt, et que la seconde impulsion aide la barre 54 d'équilibrage à accélérer en sens opposé en rebondissant sur le ressort

114.

Les impulsions constituant le signal de changement de sens sont choisies avec soin en fonction des changements de sens précédents effectués sur le même ressort, afin de compenser les pertes par frottement se produisant lors du changement de sens de manière que l'ensemble à navette 14 revienne en accélérant à la-vitesse nominale souhaitée de

la façon la plus rapide possible Le circuit 140 de modifi-

cation du signal d'erreur produit une première des impul-

sions 152 de changement de sens, de polarité négative, en agissant sur le modulateur 146 de durée d'impulsion pour qu'il produise une impulsion de 32 microsecondes en réponse à chaque impulsion provenant du générateur 148 jusqu'à ce que le circuit 140 de modification détermine que la grande impulsion continue 152 doit s'arrêter Simultanément, le circuit 140 de modification du signal d'erreur agit sur le modulateur 146 de durée d'impulsion pour qu'il produise un signal de sens indiquant la polarité négative de l'impulsion

152 Ensuite, la seconde impulsion 154 du signal de change-

ment de sens est produite De nouveau, le circuit 140 de modification du signal d'erreur agit sur le modulateur 146

de durée d'impulsion pour qu'il produise unesuccessioa d 'im-

pulsions dos à dos de 32 microsecondes, le signal de sens appliqué à l'amplificateur 150 déterminant la polarité

positive de la grande impulsion unique 154.

Chaque signal de changement de sens est modifié conformément à un échantillon de la vitesse de l'ensemble à navette mesurée à la fin du changement de sens ayant été effectué immédiatement avant à la même extrémité du trajet

linéaire de mouvement de l'ensemble à navette 14 En parti-

culier, le flanc avant de la seconde de chaque paire d'im-

pulsions constituant un signal de changement de sens est

réglé conformément à la mesure des vitesses effectuée pen-

dant le changement de sens précédent, à l'aide de l'algo-

rithme:

W = W 0 + AE

o W est la largeur de la seconde impulsion d'un signal de changement de sens généré, W O est la largeur de la seconde impulsion utilisée pendant le changement de sens précédent de l'ensemble 14 à navette à la même extrémité, A est un facteur de gain et E O est le signal d'erreur généré en

réponse à la mesure de vitesse effectuée à la fin du chan-

gement de sens précédent, à la même extrémité.

Ainsi, après la génération des impulsions 152 et 154 pendant le changement de sens à gauche, le circuit de la figure 4 revient au fonctionnement de l'asservissement linéaire 96 Le signal d'erreur apparaissant à la sortie du comparateur 144 et produit en réponse à une mesure de l'intervalle de temps entre les troisième et quatrième traits de réglette est mémorisé par le circuit 140 de modification du signal d'erreur et il est utilisé comme

valeur E O au cours du changement de sens gauche suivant.

Dans le cas de l'impulsion 154 montrée sur la figure 5 B, la position de son flanc avant 156 a été déterminée par l'algorithme W = W 0 + AE O o E O est obtenu par mesure de l'intervalle de temps entre les troisième et quatrième traits de réglette suivant le changement de sens gauche

immédiatement précédent.

Après la génération de l'impulsion 154, le circuit 140 de modification du signal d'erreur réagit à la détection du premier trait de réglette par le compteur 136 en faisant passer le dispositif de la figure 4 du mode de fonctionnement de l'asservissement 98 de changement de sens gauche à celui de l'asservissement linéaire 96 Le dispositif de la figure

4 commence alors à produire des impulsions de polarité posi-

tive appliquées au moteur linéaire 16 pour entraîner ilenseii-

ble à navette 14 à la vitesse nominale souhaitée De même que précédemment, le signal d'erreur généré en réponse à

l'intervalle de temps mesuré entre les troisième et qua-

trième traits de réglette est conservé par le circuit 140 de modification pour être utilisé lors de la détermination de la largeur de la seconde impulsion du signal suivant de

changement de sens gauche.

Le dispositif de la figure 4 assume la fonction d'asservissement linéaire 96 jusqu'à ce que le compteur 136 détermine l'apparition du 81 e trait de réglette A ce stade, le circuit 140 de modification du signal d'erreur réagit en faisant fonctionner le dispositif de la figure 4 comme asservissement 100 de changement de sens droit Le circuit 140 de modification génère un signal de changement

de sens droit de forme et de valeur prédéterminées, cons-

titué d'une impulsion positive 160 suivie d'une impulsion négative 162, comme montré sur la figure 5 B De même que dans le cas des impulsions 152 et 154, les impulsions 160 et 162 sont produites indépendamment de la vitesse réelle

de l'ensemble 14 à navette et elles sont destinées à com-

penser les pertes par frottement se produisant pendant le changement de sens droit, afin que l'ensemble 14 à navette accélère rapidement après avoir changé de sens, jusqu'à la vitesse nominale souhaitée Le flanc avant 164 de la seconde impulsion 162 est positionné conformément à l'algorithme W = W 0 + AE O dans lequel E O est le signal d'erreur généré

en réponse à l'intervalle de temps mesuré entre les troi-

sième et quatrième traits de réglette après le changement de sens droit précédant immédiatement Après la génération

de l'impulsion 162, le premier trait de réglette est rencon-

tré par le compteur 136 et le dispositif-de la figure 4

recommence de nouveau à assumer la fonction de l'asservis-

sement linéaire 96, l'amplificateur 150 produisant ensuite une série d'impulsions négatives du signal PDM,corne montré

pour entraîner l'ensemble 14 à navette àala vitesse nomi-

nale souhaitée, de la droite vers la gauche.

Une forme de réalisation du circuit de la figure 4 est représentée de façon simplifiée sur la figure 6, en

association avec le modulateur 146 de durée d'impulsion.

Cette forme de réalisation comprend un compteur/horloge 170, une unité centrale de traitement 172, une mémoire de programme 174 et une mémoire vive 176 Le compteur/horloge

est supposé être constitué d'une puce à circuits inté-

grés de compteur/horloge à quatre canaux, du type décrit et représenté ciaprès Ainsi, le compteur/horloge 170

coopère avec l'unité centrale de traitement 172 pour cons-

tituer le détecteur d'intervalle 134, le compteur 136, l'horloge 142 et le comparateur 144 Deux des quatre canaux du compteur/horloge 170 sont utilisés, avec l'unité centrale de traitement 172, pour mesurer la période comprise entre les impulsions de traits de réglette provenant du codeur

116, tandis qu'un troisième canal est utilisé pour déter-

miner le moment o une impulsion de trait de réglette appa-

raît et pour compter ces impulsions Les canaux assument la fonction, avec l'unité centrale de traitement 172, d'une horloge qui mesure le temps écoulé entre l'apparition d'une impulsion de trait de réglette et l'apparition de l'impulsion de trait de réglette la suivant immédiatement, afin de déterminer la période réelle Les canaux assument également la fonction, avec l'unité centrale de traitement 172, d'un compteur qui détermine le trait de réglette ayant

apparu et, ainsi, la position de l'ensemble à navette 14.

La période réelle est comparée à la période de référence par l'unité 172 de traitement et par le compteur/horloge 170 à l'aide d'une technique soustractive, de façon à constituer le comparateur 144 et à produire le signal d'erreur à la sortie de ce dernier Le quatrième canal du compteur/

horloge 170 constitue le générateur d'impulsion 148.

Le circuit 140 de modification du signal d'erreur est constitué par l'unité centrale de traitement 172, la mémoire de programme 174 et la mémoire vive 176 La mémoire

de programme 174 identifie diverses séquences de fonctionne-

ment qui doivent être effectuées, par exemple pour l'appli-

cation de l'algorithme A(E + a 4 E B PDM 0) Des valeurs telles que A,^a, B, E O et PDM O sont mémorisées par la mémoire vive 176 De façon similaire, dans le cas de l'algorithme de changement de sens W 0 + AEO, les valeurs de W 0, A et Eo sont mémorisées dans la mémoire vive 176 tandis

que les instructions d'exécution de l'algorithme sont mémo-

risées dans la mémoire de programme 174.

Un exemple réel du circuit de la figure 6 a été construit et essayé avec succès conformément à l'invention,

comme montré sur les figures 7 à 10.

La figure 7 représente le compteur/horloge 170.

Ce dernier est constitué de deux puces identiques 180 et 182 de compteur/horloge Chacune de ces puces 180 et 182 est une puce à circuits intégrés vendue sous la désignation

"Z 80 A CTC" par la firme Zilog Corporation La puce 180 cons-

titue deux des canaux du compteur/horloge 170 tandis que la puce 182 constitue les deux autres canaux Les impulsions de traitsde réglette provenant du codeur 116 sont appliquées

aux bornes 21 et 23 de la puce 180 11 ormis les sources d'ali-

mentation, les signaux d'horloge CLK, les signaux de repo-

sitionnement SR et les masses GND, les bornes restantes des puces 180 et 182 sont connectées à l'unité centrale de

traitement 172.

La figure 8 représente l'unité centrale de traite-

ment 172 Cette unité 172 est constituée d'une puce 184 d'unité centrale de traitement, commercialisée sous la désignation "Z 80 A CPU" par la firme Zilog Corporation. L'unité centrale de traitement 172 comprend également une puce 186 commercialisée sous la désignation " 74 LS 245 " par la firme Texas Instruments Corporation Les diverses bornes

D des puces 180 et 182 du compteur/horloge 170 sont connec-

tées aux bornes D de la puce 186 ainsi qu'aux diverses bor-

nes D de la puce 184 de l'unité centrale de traitement.

Diverses autres bornes des puces 180 et 182 sont connectées à diverses bornes de la puce 184 de l'unité centrale de traitement Les diverses bornes MA de la puce 184 sont reliées aux bornes MA de la mémoire de programme 174 et de

la mémoire vive 176 Les bornes MD de la puce 186 consti-

tuent un bus 190 de données et sont connectées aux diverses bornes MD de la mémoire 174-de programme et de la mémoire

vive 176.

La figure 9 représente la mémoire de programme 174 et la mémoire vive 176 La mémoire de programme 174

est constituée d'une puce 192 à circuits intégrés commer-

cialisée sous la désignation " 2732 " ou " 2764 " par la firme Intel Corporation La mémoire vive 176 est constituée de deux puces différentes 194 et 196 à circuits intégrés Les

puces 194 et 196 sont du type commercialisé sous la dési-

gnation " 2114 " par la firme Intel Corporation Comme indiqué précédemment, le bus 190 de données relié à l'unité centrale de traitement 172 interconnecte les diverses bornes MD des puces 192, 194 et 196 Les diverses bornes MA de la puce

184 de l'unité centrale de traitement sont reliées aux bor-

nes MA des puces 192, 194 et 196 La puce 192 constitue une mémoire de programme de 4 K ou 8 K selon la puce particulière utilisée Les deux puces différentes 194 et 196 constituent ensemble une mémoire vive de 1 K. La figure 10 représente le modulateur 146 de durée d'impulsion qui produit les signaux PDM et SS appliqués au moteur linéaire 16 par l'intermédiaire de l'amplificateur 150 Le modulateur 146 de durée d'impulsion

est constitué d'un registre 198 à huit bits et d'un comp-

teur 200 Le registre 198 à huit bits, qui mémorise sept bits indiquant l'amplitude du signal d'erreur modifié et un bit indiquant son sens, est constitué d'une puce 202 à circuits intégrés commercialisée sous la désignation '" 74 LS 273 " par la firme Texas Instruments Corporation Le registre 198 est connecté au bus 190 de données provenant de l'unité centrale de traitement 172 Une borne ? 04 de la puce 202 produit le signal de sens SS Sept des bornes de la puce 202 sont connectées à l'une ou l'autre de deux puces 206

et 208 à circuits intégrés qui constituent ensemble le comp-

teur 200 Les puces 206 et 208 sont chacune du type commer-

cialisé sous la désignation " 74 L 5163 " par la firme Texas Instruments Corporation Le compteur 200 est remis à zéro au début de chaque impulsion provenant du générateur 148, puis il effectue un comptage conformément aux septs bits mémorisés dans le registre la PS représentant l'amplitude du signal d'erreur Une borne 210 de la puce 208 produit

le signal PDM.

La figure 11 représente comment les impulsions

valides de traits de réglette sont distinguées des impul-

sions parasites conformément à l'invention Il est relative-

ment courant que des impulsions parasites de fréquence élevée et d'une amplitude proche de celle ou même supérieure à celle des impulsions valides de traits de réglette soient appliquées au compteur/horloge 170 par le codeur 116 Il est nécessaire de distinguer les impulsions valides de traits de réglette des impulsions parasites afin que le

compteur/horloge 170 ne réagisse pas à une impulsion para-

site comme s'il s'agissait d'une impulsion valide de trait

de réglette.

La figure 11 représente une impulsion valide 220 de trait de réglette dont la durée est généralement de 180 à 400 microsecondes Un flanc avant 222 de l'impulsion valide 220 de trait de réglette provoque la génération, par

le compteur/horloge 170, d'une demande d'interruption appli-

quée à l'unité centrale de traitement 172, la génération de cette demande d'interruption étant indiquée par la flèche A La figure 11 montre également une impulsion parasite 224 qui est supposée comporter le flanc avant 222 et un flanc arrière 226 représenté en traits pointillés L'impulsion parasite 224 est représentée comme ayant une amplitude égale à celle de l'impulsion valide 220 de trait de

réglette et elle présente une largeur typique de 1 microse-

conde Le flanc avant 222 de l'impulsion parasite 224 pour-

rait également provoquer la génération, par le compteur/ horloge 170, d'une demande d'interruption transmise à

l'unité centrale de traitement 172.

Au cours des 5 à 100 microsecondes, environ, de la génération de la demande d'interruption appliquée à l'unité centrale de traitement 172, cette dernière réagit sur ladite demande au moyen d'instructions mémorisées dans la mémoire

174 de programme Conformément à l'invention, ces instruc-

tions sont telles que l'unité centrale de traitement 172

échantillonne l'impulsion ayant généré la demande d'inter-

ruption en comparant l'amplitude de cette impulsion à un seuil numérique Dans le cas de l'impulsion valide 220 de

trait de réglette, son amplitude, à un instant d'échantil-

lonnage suivant de 5 à microsecondes le flanc avant 222, est nettement supérieure au seuil numérique, et l'unité

centrale de traitement 172 et le compteur/horloge 170 réa-

gissent en poursuivant le traitement de l'impulsion 220 considérée comme une impulsion valide de trait de réglette.

Cependant, dans le cas d'une impulsion parasite typique telle que l'impulsion 224, son amplitude est habituellement nulle ou, dans tous les cas, nettement inférieure au seuil

numérique lorsqu'elle est échantillonnée 5 à 100 microse-

condes après la demande d'interruption Lorsqu'il est déterminé que l'amplitude de l'impulsion est inférieure au seuil numérique, l'unité centrale de traitement 172 et le compteur/horloge 170 rejettent l'impulsion et ne continuent

13382

pas le traitement comme ce serait le cas d'une impulsion valide de trait de réglette Sur la figure 11, l'accolade

B indique la période pendant laquelle l'amplitude de l'im-

pulsion d'interruption et d'échantillonnage est traitée.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de commande d'un moteur linéaire ( 16) qui exécute un mouvement le long d'un trajet linéaire puis rebondit sur une butée ( 104) située à l'extrémité du trajet linéaire du mouvement, le dispositif étant caracté- risé en ce qu'il comporte des premiers moyens qui, en réponse à des échantillonnages périodiques de la vitesse du moteur linéaire en des emplacements prédéterminés le long du trajet linéaire de mouvement, excitent le moteur linéaire afin de tenter de l'entraîner à une vitesse prédéterminée, ces premiers moyens étant rendus inopérants lorsque le moteur linéaire atteint une position prédéterminée adjacente à l'extrémité du trajet linéaire de mouvement, et des seconds moyens qui, lorsque le moteur linéaire atteint la position prédéterminée adjacente à l'extrémité du trajet linéaire, appliquent un signal d'excitation de forme prédéterminée au moteur linéaire, indépendamment de la position de ce

dernier, afin de l'entraîner lorsqu'il rebondit sur la butée.

2 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le moteur linéaire rebondit également contre une seconde butée ( 106) placée à une seconde extrémité du

trajet linéaire de mouvement, opposée à la première extré-

mité citée, et en ce que les premiers moyens sont également rendus inopérants lorsque le moteur linéaire atteint une

seconde position prédéterminée adjacente à la seconde extré-

mité du trajet linéaire de mouvement, le dispositif compre-

nant en outre des troisièmes moyens qui, lorsque le moteur

linéaire atteint la seconde position prédéterminée adja-

cente à la seconde extrémité du trajet linéaire,-appliquent un signal d'excitation de forme prédéterminée au moteur linéaire, indépendamment de la position de ce dernier, afin

de l'entraîner lorsqu'il rebondit contre la seconde butée.

3 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le moteur linéaire est entraîné de manière à exécuter un mouvement alternatif le long du trajet linéaire

entre des éléments opposés ( 110, 114) en élastomère sur les-

quels le moteur linéaire rebondit aux extrémités opposées du

trajet linéaire, l'un des éléments en élastomère consti-

tuant ladite butée, les premiers moyens comprenant un pre-

mier système d'asservissement ( 98, 100) destiné à entraîner

le moteur linéaire entre des positions extrêmes prédétermi-

nées situées aux extrémités opposées du trajet linéaire, le

premier système d'asservissement comprenant un élément des-

tiné à déterminer la vitesse du moteur linéaire aux posi-

tions prédéterminées le long du trajet linéaire et un élé-

ment qui, en réponse à chaque détermination de la vitesse du moteur linéaire, entraîne ce dernier conformément à la différence entre la vitesse déterminée et une vitesse souhaitée, les seconds moyens comprenant un second système ( 96) d'asservissement destiné à entraîner le moteur linéaire lorsque ce dernier se trouve au-delà de l'une ou l'autre des positions extrêmes prédéterminées situées aux extrémités

opposées du trajet linéaire, le second système d'asservisse-

ment appliquant un signal de forme prédétermin&eau moteur

linéaire, indépendamment de la vitesse réelle de ce moteur.

4 Dispositif selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que les premier et second systèmes d'asservisse-

ment comprennent ensemble un codeur ( 116) qui comporte plu-

sieurs repères espacés ( 126) pouvant être détectés et dispo-

sés le long d'une partie de la longueur du moteur linéaire, et un élément ( 122) de détection qui est monté en position

fixe par rapport au moteur linéaire afin de détecter le pas-

sage des repères par rapport à cet élément, le premier sys-

tème d'asservissement déterminant la vitesse du moteur linéaire en fonction de l'intervalle de temps compris entre

les passages de deux repères adjacents par rapport à l'élé-

ment de détection.

Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que le second système d'asservissement mesure l'intervalle de temps entre deux repères adjacents après

chaque rebondissement du moteur linéaire sur l'un des élé-

ments en élastomère, et utilise l'intervalle de temps mesuré pour régler le signal de forme prédéterminée, appliqué au moteur linéaire, pendant le rebondissement suivant du moteur

linéaire sur le même élément en élastomère.

6 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le moteur linéaire comprend un élément allongé ( 14) et en ce que les premiers moyens comprennent un élément ( 142) destiné à mesurer l'intervalle de temps entre les

passages par chacune des paires adjacentes d'une suite des-

dites positions prédéterminées lorsque l'élément allongé

est entraîné sur le trajet linéaire, un élément ( 144) des-

tiné à comparer chaque intervalle de temps mesuré à une valeur de référence pour déterminer un signal d'erreur (SE) et un élément destiné à appliquer le signal d'erreur au moteur lorsque l'élément linéaire est compris entre deux positions extrêmes opposées, les seconds moyens comprenant un élément ( 136) qui, lorsque l'élément allongé atteint l'une ou l'autre des deux positions extrêmes opposées,

applique un signal de changement de sens, de valeur prédé-

terminée, au moteur pour entraîner ce dernier pendant qu'il

rebondit contre l'une, adjacente, desdeux butées opposées.

7 Dispositif selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que l'élément destiné à appliquer un signal de changement de sens de valeur prédéterminée comprend un organe destiné à mémoriser un intervalle de temps mesure, représentant la vitesse de l'élément allongé après chaque rebondissement du moteur contre l'une des butées opposées, et un organe destiné à utiliser l'intervalle de temps mesuré et mémorisé pour régler la valeur prédéterminée du signal de changement de sens appliqué au moteur la fois suivante que ce dernier rebondit contre la même desdites

butées opposées.

8 Dispositif selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que chaque signal de changement de sens comprend deux impulsions ( 152, 154) de polarité opposée et en ce que l'organe destiné à utiliser l'intervalle de temps mesuré et mémorisé pour régler la valeur prédéterminée agit de manière à régler le flanc avant de la seconde des deux impulsions en fonction de la valeur de l'intervalle de temps mesuré et mémorisé.

9 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le moteur linéaire comprend un ensemble

allongé ( 14) monté de manière à exécuter un mouvement alter-

natif le long du trajet linéaire entre des positions limites opposées définies par deux butées opposées, et en ce que les premiers et seconds moyens constituent ensemble un moteur électromagnétique monté de manière à entraîner l'ensemble

allongé dans l'un ou l'autre de deux sens opposés, un élé-

ment ( 122) étant destiné à générer une impulsion de posi-

tion à chaque fois que l'ensemble allongé passe par chacune de plusieurs positions successives, un élément ( 142) étant destiné à mesurer l'intervalle de temps compris entre chaque impulsion de position et l'impulsion de position qui suit immédiatement, un élément ( 144) étant destiné à comparer chaque intervalle de temps mesuré à un intervalle de temps de référence pour produire un signal d'erreur correspondant à la différence entre ces intervalles, un élément ( 148) étant destiné à transmettre des impulsions de commande au moteur électromagnétique, un élément ( 146) réagissant au signal d'erreur en faisant varier les durées des impulsions d'entraînement du moteur conformément au signal d'erreur, un élément ( 136) étant destiné à compter les impulsions de position suivant chaque inversion de sens de l'ensemble allongé, et un élément ( 140) étant destiné, en réponse au comptage d'un nombre prédéterminé d'impulsionsde position, à remplacer les impulsions d'entraînement du moteur par une onde d'impulsions, de valeur prédéterminée afin d'inverser

le sens de déplacement de l'ensemble allongé.

Dispositif selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que les butées comprennent deux ressorts opposés ( 110,114) disposés de manière à être frappés par l'ensemble allongé pour en inverser le sens du déplacement, et en ce que l'onde d'impulsions prédéterminée est choisie de manière à remplacer l'énergie perdue lorsque l'ensemble allongé

frappe contre l'un ou l'autre des deux ressorts.

11 Dispositif selon la revendication 9, carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un élément ( 140) destiné à modifier chaque signal d'erreur en fonction d'un algorithme prédéterminé qui comprend le signal d'erreur

précédant immédiatement.

12 Dispositif selon la revendication 9, caracté-

risé en ce qu'il comporte en outre un élément destiné à mémoriser le signal d'erreur provenant de l'élément destiné à produire un signal d'erreur à'la fin de chaque inversion du sens de

déplacement de l'ensemble allongé, et un élément ( 140) des-

tiné à modifier l'onde d'impulsions prédéterminée en fonc-

tion d'un algorithme prédéterminé qui comprend le signal d'erreur mémorisé après l'inversion précédente de sens de l'ensemble allongé à la même desdites positions limites opposées. 13 Dispositif pour distinguer des impulsions valides ( 220) d'impulsions parasites ( 224) dans un système dans lequel des impulsions déclenchent l'exécution d'une séquence d'opérations par une unité centrale de traitement ( 172), caractérisé en ce qu'il comporte un élément ( 170) qui, en réponse au flanc avant d'une impulsion, génère une demande d'interruption transmise à l'unité centrale de traitement, un élément qui établit une valeur de seuil, un élément qui, en réponse à la génération d'une demande d'interruption transmise à l'unité centrale de traitement, compare l'amplitude de l'impulsion à la valeur de seuil après un intervalle de temps minimal prédéterminé partant

de la génération de la demande d'interruption, et un élé-

ment destiné à déterminer que l'impulsion est valide et à agir sur l'unité centrale de traitement pour qu'elle

exécute une séquence d'opérations si l'amplitude de l'im-

pulsion est supérieure à la valeur de seuil lorsque la

comparaison est réalisée.