JP2579970B2 - Rotation control device - Google Patents
Rotation control deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,回転制御装置,特に原動機の回転数が決定
されるスロットルの開閉駆動制御をエンコーダ付モータ
で行うようにしたアクチェータに関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rotation control device, and more particularly to an actuator having a motor with an encoder for controlling opening / closing of a throttle for determining a rotation speed of a prime mover. .
(従来の技術) 従来,発動発電機装置において,原動機の回転数を一
定に保つためガバナ制御装置を設け,発電機負荷が変動
しても該ガバナ制御装置により,原動機の回転数を一定
に保持し,発電機の周波数を一定に維持する自動制御系
が用いられている。(Prior art) Conventionally, in a generator system, a governor control device is provided to keep the rotation speed of the prime mover constant, and the governor control device keeps the rotation speed of the prime mover constant even when the generator load fluctuates. However, an automatic control system that keeps the frequency of the generator constant is used.
このガバナ制御装置として従来から機械式のものが用
いられて来たが,最近では電子式のものが用いられて来
るようになった。Conventionally, a mechanical type governor control device has been used, but recently, an electronic type governor control device has been used.
従来の発動発電機装置で採用されている電子式ガバナ
制御装置は,原動機のスロットルの開閉制御及びその駆
動をロータリ・ソレノイド等を用い,該ロータリ・ソレ
ノイドによるスロットルの駆動力とスロットル部に設け
られたスプリングの弾性力との力の釣り合いによるスロ
ットルの開閉位置の制御を行っていた。The electronic governor control device employed in the conventional power generator uses a rotary solenoid for controlling the opening and closing of the throttle of the prime mover and drives the throttle, and the throttle driving force by the rotary solenoid is provided in the throttle section. The opening / closing position of the throttle is controlled by balancing the force with the elastic force of the spring.
(発明が解決しようとする問題点) 従来の様に,ロータリ・ソレノイドとスプリングとの
力の釣り合いによる機械的なスロットル開閉位置の制御
では,スロットルが或る開閉位置で安定するまでに時間
を要し,その応答性が悪い欠点があった。このために、
上記のスプリングの弾性力によって上記駆動力と釣り合
わせる構成をやめて、スプリングをなくすることが望ま
れる。即ち、スロットルの開閉釣り合い位置から+αだ
け開にすることを指示する+α信号が到来して当該+α
だけ開かれた際に、当該+αだけ開いたことを保証する
信号、例えば+α′信号を電気的手段で用意させ、 +α−(α′)=0 となるようにして、+αだけ開いた位置で釣り合いが生
じるようにすることが望まれる。(Problems to be Solved by the Invention) As in the past, in mechanically controlling the throttle opening / closing position by balancing the force between a rotary solenoid and a spring, it takes time for the throttle to stabilize at a certain opening / closing position. However, there was a drawback that the response was poor. For this,
It is desired to stop the configuration that balances the driving force with the elastic force of the spring and eliminate the spring. That is, a + α signal instructing to open by + α from the opening / closing balance position of the throttle arrives and the + α signal is received.
When it is only opened, a signal for assuring that it is opened by + α, for example, a + α ′ signal is prepared by an electrical means, so that + α− (α ′) = 0, and It is desirable to have a balance.
従来の場合のようにスプリングの弾性力との力の釣り
合いを利用している場合には、アクチュエータの応答性
が劣っている。このために、フェール・セーフ回路やPI
D調整器などを用いての電子的な制御を行い、全体とし
ての応答性を向上せしめつつ非所望なハンチングなどの
発生を防止するようにし非所望な事態の発生に対応して
高速に安定制御を行わせたりしようとしても、系全体の
応答性の限界が上記スプリングを用いたアクチュエータ
によって与えられ、上記フェール・セーフやPID調整な
どのもつ利点を有効に発揮させることができなかった。In the case where the balance between the elastic force of the spring and the force is used as in the conventional case, the response of the actuator is poor. Because of this, fail-safe circuits and PI
Performs electronic control using a D adjuster, etc., to improve overall responsiveness while preventing undesired hunting, etc., and stably control at high speed in response to the occurrence of undesired situations However, the limit of the responsiveness of the entire system is given by the actuator using the spring, and the advantages such as the fail safe and the PID adjustment cannot be effectively exhibited.
本発明は、上記の欠点を解決することを目的としてお
り,上記のロータリ・ソレノイドとスプリングとによる
スロットルの開閉制御に替え,スロットルの開閉位置を
電子式のロータリ・エンコーダとカウンタとで検出し,
該カウンタの内容を基にモータでスロットルの開閉制御
を行うアクチェータを提供してガバナ制御装置に組み入
れることを目的としている。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks. Instead of the above-mentioned throttle opening / closing control using a rotary solenoid and a spring, the throttle opening / closing position is detected by an electronic rotary encoder and a counter.
An object of the present invention is to provide an actuator that controls opening and closing of a throttle by a motor based on the contents of the counter, and incorporate the actuator into a governor control device.
(問題点を解決するための手段) そのため本発明の回転制御装置はガバナ制御装置を備
え,原動機の定速回転制御が行われる発動発電機装置に
おいて,ガバナ制御装置に,原動機の回転数を電圧と回
転数とでそれぞれ検出する電圧検出回路及び回転数検出
回路と,該電圧検出回路又は回転数検出回路のいずれか
一方の検出信号を優先させ回転数検出信号とするフェー
ル・セーフ回路と,原動機の負荷の重さを検出し,その
重さに応じて制御系のゲインを変えさせるゲイン自動調
整回路と,該ゲイン自動調整回路から得られた出力を基
にPID制御の制御信号を作成するPID調整器と,該PID調
整器の出力をパルス幅の制御信号に変換するPWM回路部
と,該PWM回路部が出力するPWM信号に応じて原動機の回
転制御を行うアクチェータと,上記各回路部へ正負の2
極性電源を供給する電源装置とを備え,さらに上記アク
チェータには,電源投入前にスロットルを開状態に固定
保持する初期スロットル位置保持手段と,スロットルの
開閉動作を検出するエンコーダと,該エンコーダの出力
を受けスロットルの開閉状態を指示するカウンタと,電
源投入時該カウンタの内容とスロットルの開閉位置とを
関連付けるためカウンタを初期値化する初期値化手段
と,該カウンタの内容を基にスロットルを駆動制御する
モータとを備えたことを特徴としている。以下図面を参
照しながら本発明の一実施例を説明する。(Means for Solving the Problems) Therefore, the rotation control device of the present invention is provided with a governor control device, and in an engine generator device in which a constant-speed rotation control of the prime mover is performed, the governor control device supplies the rotation speed of the prime mover to a voltage. A voltage detection circuit and a rotation speed detection circuit for detecting a rotation speed and a rotation speed detection circuit, respectively, a fail-safe circuit for giving priority to one of the detection signals of the voltage detection circuit and the rotation speed detection circuit and using the detection signal as a rotation speed detection signal; A gain automatic adjustment circuit that detects the weight of the load on the load and changes the gain of the control system according to the weight, and a PID that creates a control signal for PID control based on the output obtained from the automatic gain adjustment circuit A regulator, a PWM circuit for converting the output of the PID regulator into a pulse width control signal, an actuator for controlling the rotation of the prime mover according to the PWM signal output by the PWM circuit, and positive and negative 2
A power supply unit for supplying a polar power supply; and the actuator further includes an initial throttle position holding means for fixedly holding the throttle in an open state before turning on the power, an encoder for detecting opening / closing operation of the throttle, and an output of the encoder. And a counter for instructing the opening / closing state of the throttle, initializing means for initializing the counter for associating the contents of the counter with the opening / closing position of the throttle when the power is turned on, and driving the throttle based on the contents of the counter. And a controlling motor. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例) 第1図は本発明に係る回転制御装置のアクチェータの
一実施例構成,第2図はスプリングが取付けられたモー
タ部の斜視図,第3図(I),(II)はカウンタを初期
値化させる信号出力の関係位置説明図,第4図(I),
(II)はロータリ・エンコーダの構成とその出力波形
図,第5図は正の数だけをカウントするカウンタで構成
されたアクチェータの他の実施例構成,第6図は本発明
に係る回転制御装置のアクチェータが使用されている発
動発電機装置の一実施例構成を示している。(Embodiment) FIG. 1 is a configuration of an embodiment of an actuator of a rotation control device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a motor unit to which a spring is mounted, and FIGS. 3 (I) and (II) are counters. FIG. 4 (I) is an explanatory diagram showing the relationship between signal outputs for initializing
(II) is a configuration of a rotary encoder and its output waveform diagram, FIG. 5 is another embodiment of an actuator configured by a counter that counts only a positive number, and FIG. 6 is a rotation control device according to the present invention. 1 shows a configuration of an embodiment of an engine generator apparatus using the above actuator.
第1図ないし第5図の本発明に係る回転制御装置のア
クチェータを説明する前に,第6図を用いて発動発電機
における原動機が,ガバナ制御装置により自動制御され
る概略を先に説明しておく。Before explaining the actuator of the rotation control device according to the present invention shown in FIGS. 1 to 5, an outline in which a prime mover in an engine generator is automatically controlled by a governor control device will be described with reference to FIG. Keep it.
第6図において,符号1は発動発電機,2は回転数検出
回路,3は電圧検出回路,4はフェール・セーフ回路,5はゲ
イン自動調整回路,6はPID調整器,7は増幅器,8はPWM回路
部,9はアクチェータ,10は電源装置を表わしている。In FIG. 6, reference numeral 1 denotes an engine generator, 2 denotes a rotation speed detection circuit, 3 denotes a voltage detection circuit, 4 denotes a fail-safe circuit, 5 denotes an automatic gain adjustment circuit, 6 denotes a PID adjuster, 7 denotes an amplifier, 8 Denotes a PWM circuit unit, 9 denotes an actuator, and 10 denotes a power supply device.
発動発電機1の原動機又は発電機側から,負荷変動又
は何んらかの原因に基づく該発動発電機1の回転変動
が,回転数検出回路2と電圧検出回路3とによって,そ
れぞれ個別に検出される。回転数検出回路2によって検
出された回転数検出信号,及び電圧検出回路3によって
検出された電圧検出信号は,フェール・セーフ回路4で
いずれか一方の検出信号,例えば電圧検出信号が優先的
に上記発動発電機1の回転数検出信号として選出され
る。他方の回転数検出信号は,上記電圧検出回路3系に
異常が発生したとき,該電圧検出回路3から得られた電
圧検出信号に替え,回転数検出回路2から得られる回転
数検出信号が回転数検出信号としてフェール・セーフ回
路4で選出され,原動機の暴走等その異常回転の発生を
防止するようになっている。即ち、電圧検出信号にもと
づいて発動発電機1の出力電圧を一定化しようとする制
御に頼っている場合に、何らかの理由によって原動機の
回転数が異常上昇することが生じるようになったとき回
転数検出回路2から信号が発せられてフェール・セーフ
回路4を切り替え、回転数検出回路2からの信号にした
がう制御が行われるようにされる。ゲイン自動調整回路
5は発動発電機1の出力から現負荷の軽重,すなわち重
さを検出し,該負荷の重さに応じて制御系のゲインを決
定する。そして系のゲインがこの決定された値となされ
るべく,上記フェール・セーフ回路4から選出された検
出信号,すなわち電圧検出信号を増幅する。続いてPID
調整器6で目標値と最終値との間の残留偏差,すなわち
定常誤差が最小となり,応答性も回転変動に素早く追従
されるべき制御信号に変えられる。該制御信号は増幅器
7で増幅され,さらにPWM回路部8で該制御信号はPWM信
号に変換される。該PWM信号でロータリ・エンコーダの
アクチェータ9を制御し,アクチェータが出力する角度
によって発動発電機1における原動機の回転数が一定に
なるように制御される。電源装置10から各回路部へ正負
の2極性電源電圧が供給されている。この電源装置10か
ら供給される正負の電圧でアクチェータ9のロータリ・
エンコーダの回転を上記PWM信号のパルス幅に応じて正
又は逆回転させ,原動機の回転数を一定にする正逆の制
御角信号を得ている。Rotational fluctuations of the power generator 1 based on load fluctuations or any cause are individually detected by the motor or the generator side of the power generator 1 by the rotation speed detection circuit 2 and the voltage detection circuit 3, respectively. Is done. As for the rotation speed detection signal detected by the rotation speed detection circuit 2 and the voltage detection signal detected by the voltage detection circuit 3, one of the detection signals, for example, the voltage detection signal, is preferentially given by the fail-safe circuit 4. It is selected as a rotation speed detection signal of the power generator 1. When an abnormality occurs in the voltage detection circuit 3 system, the other rotation speed detection signal is replaced with the voltage detection signal obtained from the voltage detection circuit 3 and the rotation speed detection signal obtained from the rotation speed detection circuit 2 is used as the rotation speed detection signal. The number is detected by the fail safe circuit 4 as a number detection signal to prevent the occurrence of abnormal rotation such as runaway of the prime mover. In other words, when the control is performed to stabilize the output voltage of the power generator 1 based on the voltage detection signal, the rotation speed of the prime mover may be abnormally increased for some reason. A signal is issued from the detection circuit 2 to switch the fail-safe circuit 4, and control is performed in accordance with the signal from the rotation speed detection circuit 2. The automatic gain adjusting circuit 5 detects the light weight of the current load, that is, the weight from the output of the power generator 1 and determines the gain of the control system according to the weight of the load. Then, the detection signal selected from the fail-safe circuit 4, that is, the voltage detection signal is amplified so that the gain of the system becomes the determined value. Then PID
In the regulator 6, the residual deviation between the target value and the final value, that is, the steady error is minimized, and the response is also changed to a control signal to be quickly followed by the rotation fluctuation. The control signal is amplified by the amplifier 7 and further converted by the PWM circuit 8 into a PWM signal. The PWM signal controls the actuator 9 of the rotary encoder so that the rotation speed of the prime mover in the motor generator 1 is controlled by the angle output by the actuator. A positive / negative bipolar power supply voltage is supplied from the power supply device 10 to each circuit unit. With the positive and negative voltages supplied from the power supply device 10, the rotary
The rotation of the encoder is rotated forward or backward according to the pulse width of the PWM signal to obtain a forward or reverse control angle signal for keeping the rotation speed of the prime mover constant.
次に本発明に係る回転制御装置のアクチェータを第1
図と共に説明する。Next, the actuator of the rotation control device according to the present invention is set to the first position.
It will be described with reference to the drawings.
第1図において,符号11はモータ,12はスプリング,13
はシャフト,14はロータリ・エンコーダ,15はスロット
ル,16は管,17は方向弁別器,18はアップ・ダウン・カウ
ンタを表わしている。In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a motor, 12 denotes a spring, 13
Is a shaft, 14 is a rotary encoder, 15 is a throttle, 16 is a tube, 17 is a direction discriminator, and 18 is an up / down counter.
モータ11のシャフト13と同軸上にロータリ・エンコー
ダ14が設けられており,またモータ11のシャフト13に
は,原動機のスロットル15が直接又は間接的に取り付け
られている。従ってモータ11の回転によってスロットル
15の開閉角,すなわち開閉位置が制御される。モータ11
には,第2図図示の如くベース19に固定されたアンカ20
とモータ11のシャフト13とに固着されている弾性部材,
例えばスプリング12が設けられており,モータ11がフリ
ー状態のとき,該スプリング12の弾性力によってもスロ
ットル15の開閉位置が変えられるようになっている。該
モータ11のシャフト13は上記ロータリ・エンコーダ14を
介して直接スロットル15に直結,或いはホーン21を介し
てスロットル15に連結されている。A rotary encoder 14 is provided coaxially with a shaft 13 of the motor 11, and a throttle 15 of a motor is directly or indirectly attached to the shaft 13 of the motor 11. Therefore, the rotation of the motor 11
The opening / closing angle of 15, that is, the opening / closing position is controlled. Motor 11
An anchor 20 fixed to the base 19 as shown in FIG.
And an elastic member fixed to the shaft 13 of the motor 11,
For example, a spring 12 is provided, and when the motor 11 is in a free state, the opening / closing position of the throttle 15 can be changed also by the elastic force of the spring 12. The shaft 13 of the motor 11 is directly connected to the throttle 15 via the rotary encoder 14, or is connected to the throttle 15 via the horn 21.
ロータリ・エンコーダ14はスロットル15の開閉動作を
検出し,その回転移動量を表わすパルスを出力する。従
って,該ロータリ・エンコーダ14が出力するパルスをア
ップ・ダウン・カウンタ18でカウントすることにより,
スロットル15の回転移動量が計測される。そして該アッ
プ・ダウン・カウンタ18とスロットル15の位置とを関連
付けておけば,アップ・ダウン・カウンタ18の内容,す
なわちカウント値からスロットル15の開閉位置を知るこ
とができる。ただこの場合、原動機を始動する際,電源
投入時に該アップ・ダウン・カウンタ18を初期値化する
ことが必要となる。The rotary encoder 14 detects the opening / closing operation of the throttle 15 and outputs a pulse representing the rotational movement amount. Therefore, by counting the pulses output from the rotary encoder 14 with the up / down counter 18,
The rotational movement amount of the throttle 15 is measured. By associating the up / down counter 18 with the position of the throttle 15, the open / close position of the throttle 15 can be known from the contents of the up / down counter 18, that is, the count value. However, in this case, when starting the prime mover, it is necessary to initialize the up / down counter 18 when the power is turned on.
このアップ・ダウン・カウンタ18を初期値化するに当
って,電源投入前に上記スプリング12により,スロット
ル15が或る開閉位置に回転静止される。また,スロット
ル15の移動する範囲,すなわち回転する動作範囲内に,
ロータリ・エンコーダ14のZ相信号が出力するように,
ロータリ・エンコーダ14が前もって設定されている。When the up / down counter 18 is initialized, the throttle 15 is rotated and stopped at a certain open / close position by the spring 12 before the power is turned on. Also, within the range in which the throttle 15 moves, that is, within the range of rotation,
To output the Z-phase signal of the rotary encoder 14,
The rotary encoder 14 is set in advance.
ここで,ロータリ・エンコーダ14のZ相信号とは,ロ
ータリ・エンコーダ14の1回転に付き1回出力する信号
を言い,該Z相信号を出力するロータリ・エンコーダ14
は,例えば第4図(I)の様になっている。すなわち回
転スリット板22及び固定スリット板23をはさんで,発光
ダイオード24と受光素子のフォト・センサ25−1,25−2,
25−3とが相対して設けられ,回転スリット板22が回転
することにより,該回転スリット板22に穿設された穴が
固定スリット板23に穿設された穴と一致し,その時に発
光ダイオード24からの光がフォト・センサ25−1ないし
25−3で検出される。該フォト・センサ25−1ないし25
−3で検出された信号は,対応して設けられている波形
整形回路26−1ないし26−3で波形整形された後,それ
ぞれの増幅器27−1ないし27−3で適宜増幅され,A相,B
相,Z相の各信号のパルスが出力される。第4図(II)図
示の如く,A相とB相の信号は90゜の位相差をもつパルス
が出力されるようになっており、またZ相信号は回転ス
リット板22が1回転したとき1回パルスが出力されるよ
うになっている。この互に90゜の位相差をもつA相,B相
の信号の出力の仕方から,回転スリット板22の正回転又
は逆回転を検出することができる。第1図の方向弁別器
17はモータ11の回転方向を弁別する回路で,例えばA相
の信号のエッジ検出とB相の信号とのアンドをとること
によって,その回転方向が得られる。またモータ11の回
転移動量はロータリ・エンコーダ14から出力されるA相
又はB相の出力パルスをカウンタで読み取ることにより
検出することができるので,第1図の構成ではアップ・
ダウン・カウンタ18が用いられている。ロータリ・エン
コーダ14から該アップ・ダウン・カウンタ18に,方向弁
別器17で検出された回転方向信号を伴ったアップ信号又
はダウン信号のA相又はB相いずれかのパルス信号を出
力するようになっている。Here, the Z-phase signal of the rotary encoder 14 refers to a signal that is output once per rotation of the rotary encoder 14, and the rotary encoder 14 that outputs the Z-phase signal.
Is, for example, as shown in FIG. 4 (I). That is, the light emitting diode 24 and the photosensors 25-1, 25-2, 25-2,
25-3 are provided opposite to each other, and when the rotary slit plate 22 rotates, the holes formed in the rotary slit plate 22 match the holes formed in the fixed slit plate 23, and at that time, the light is emitted. The light from the diode 24 is applied to the photo sensor 25-1 or
It is detected at 25-3. The photo sensor 25-1 to 25
The signal detected by the A-3 is shaped by the corresponding waveform shaping circuits 26-1 to 26-3, and is then appropriately amplified by the amplifiers 27-1 to 27-3. , B
A pulse of each signal of the phase and the Z phase is output. As shown in FIG. 4 (II), the A-phase signal and the B-phase signal are such that a pulse having a phase difference of 90 ° is output, and the Z-phase signal is output when the rotary slit plate 22 makes one rotation. One pulse is output. From the way of outputting the A-phase and B-phase signals having a phase difference of 90 ° from each other, the normal rotation or the reverse rotation of the rotary slit plate 22 can be detected. The direction discriminator of FIG.
Reference numeral 17 denotes a circuit for discriminating the rotation direction of the motor 11. The rotation direction can be obtained by, for example, detecting the edge of the A-phase signal and ANDing the B-phase signal. In addition, the amount of rotation of the motor 11 can be detected by reading the output pulse of the A-phase or the B-phase output from the rotary encoder 14 with a counter.
A down counter 18 is used. The rotary encoder 14 outputs to the up / down counter 18 a pulse signal of either an A phase or a B phase of an up signal or a down signal accompanied by the rotation direction signal detected by the direction discriminator 17. ing.
次に第1図のアップ・ダウン・カウンタ18の初期値化
を説明する。Next, the initialization of the up / down counter 18 in FIG. 1 will be described.
前述した如く,電源投入前にスプリング12によりスロ
ットル15が駆動され,ある開閉位置で停止している状態
になっている。この様な状態の下でロータリ・エンコー
ダ14から出力されるZ相信号の出力位置,すなわちZ相
ポイントが,第3図(I)図示の如く,電源投入前にス
ロットル15が停止している位置より,スロットルの開側
にあるように調整されているときには,電源投入時,ア
ップ・ダウン・カウンタ18にはスロットル15が閉じてい
るときのプリセット値Ncがプリセットされる。電源が投
入されると,該プリセット値Ncがアップ・ダウン・カウ
ンタ18にプリセットされるので,モータ11はアップ・ダ
ウン・カウンタ18の内容からスロットル15が閉じている
ものと判断し,スロットル15を開かせようとする。従っ
てスロットル15はZ相ポイントを通過し,その通過時点
でロータリ・エンコーダ14からZ相信号が出力されるの
で,アップ・ダウン・カウンタ18はリセットされ初期値
化される。つまり,ロータリ・エンコーダ14からZ相信
号が出力され,アップ・ダウン・カウンタ18がリセット
された時点でスロットル15の開閉位置とアップ・ダウン
・カウンタ18の内容とが関連付けられる。As described above, the throttle 15 is driven by the spring 12 before the power is turned on, and is stopped at a certain open / close position. Under such a state, the output position of the Z-phase signal output from the rotary encoder 14, that is, the Z-phase point is the position where the throttle 15 is stopped before the power is turned on as shown in FIG. Therefore, when the throttle is adjusted to be on the open side, the preset value Nc when the throttle 15 is closed is preset in the up / down counter 18 when the power is turned on. When the power is turned on, the preset value Nc is preset in the up / down counter 18, so that the motor 11 determines from the contents of the up / down counter 18 that the throttle 15 is closed, and turns the throttle 15 on. Try to open it. Therefore, the throttle 15 passes through the Z-phase point, and at that point, the Z-phase signal is output from the rotary encoder 14, so that the up / down counter 18 is reset and initialized. That is, when the Z-phase signal is output from the rotary encoder 14 and the up / down counter 18 is reset, the open / close position of the throttle 15 is associated with the contents of the up / down counter 18.
一方,ロータリ・エンコーダ14から出力されるZ相信
号の出力位置,すなわちZ相ポイントが,第3図(II)
図示の如く,電源投入前にスロットル15が停止している
位置より,スロットルの閉側にあるように調整されてい
るときには,電源投入時,アップ・ダウン・カウンタ18
にはスロットル15が開いているときのプリセット値Noが
プリセットされる。電源が投入されると,該プリセット
値Noがアップ・ダウン・カウンタ18にプリセットされる
ので,モータ11はアップ・ダウン・カウンタ18の内容か
らスロットル15が開いているものと判断し,スロットル
15を閉じさせようとする。従ってスロットル15はZ相ポ
イントを通過し,その通過時点でロータリ・エンコーダ
14からZ相信号が出力されるので,アップ・ダウン・カ
ウンタ18はリセットされ初期値化される。上記と同様
に,スロットル15の開閉位置とアップ・ダウン・カウン
タ18の内容とが関連付けられる。On the other hand, the output position of the Z-phase signal output from the rotary encoder 14, that is, the Z-phase point is shown in FIG.
As shown in the figure, when the throttle 15 is adjusted so as to be on the closed side of the throttle from the position where the throttle 15 is stopped before turning on the power, the up / down counter 18 is turned on when the power is turned on.
The preset value No. when the throttle 15 is open is preset in the. When the power is turned on, the preset value No is preset in the up / down counter 18, so that the motor 11 determines from the contents of the up / down counter 18 that the throttle 15 is open,
Try to close 15. Therefore, the throttle 15 passes through the Z-phase point, at which point the rotary encoder
Since the Z-phase signal is output from 14, the up / down counter 18 is reset and initialized. Similarly to the above, the open / close position of the throttle 15 is associated with the contents of the up / down counter 18.
この様に電源投入時,Z相ポイントを通過させるべき方
向にモータ11を回転させ,Z相ポイントを通過させて,そ
の際出力されるZ相信号によりアップ・ダウン・カウン
タ18を初期値化している。このアップ・ダウン・カウン
タ18の初期値化,すなわちスロットル15とアップ・ダウ
ン・カウンタ18との関連付けがなされた後,一定時間経
過後には,第6図で説明した自動制御系のPWM回路部8
からのPWM信号と該アップ・ダウン・カウンタ18の内
容,すなわちカウント値とがモータ11にそれぞれ入力さ
れる。そしてPWM信号とアップ・ダウン・カウンタ18の
カウント値との誤差分が算出され,該誤差分が零となる
までモータ11を回転させ,該誤差分が丁度零となるスロ
ットル15の開閉位置でモータ11の回転が停止する。この
様にして原動機の回転数が一定になるようにスロットル
15の開閉位置が制御される。In this way, when the power is turned on, the motor 11 is rotated in the direction in which the Z-phase point should pass, the Z-phase point passes, and the up / down counter 18 is initialized by the Z-phase signal output at that time. I have. After the initialization of the up / down counter 18, that is, the association between the throttle 15 and the up / down counter 18, after a certain period of time, the PWM circuit unit 8 of the automatic control system described in FIG.
And the contents of the up / down counter 18, that is, the count value, are input to the motor 11, respectively. Then, an error between the PWM signal and the count value of the up / down counter 18 is calculated, the motor 11 is rotated until the error becomes zero, and the motor is opened and closed at the opening / closing position of the throttle 15 where the error becomes just zero. The rotation of 11 stops. In this manner, the throttle is adjusted so that the rotation speed of the prime mover is constant.
15 open / close positions are controlled.
第5図は正の数だけをカウントするカウンタで構成さ
れたアクチェータの他の実施例構成を示している。符号
11ないし17は第1図のものに対応し,28はカウンタ,29は
オア回路を表わしている。FIG. 5 shows another embodiment of an actuator constituted by a counter for counting only a positive number. Sign
11 to 17 correspond to those in FIG. 1, 28 indicates a counter, and 29 indicates an OR circuit.
該カウンタ28は正の数だけをカウントすることができ
るが,負の数をカウントすることができないカウンタで
ある。The counter 28 is a counter that can count only positive numbers but cannot count negative numbers.
この様な正の数だけをカウントすることができるカウ
ンタ28を用いる場合には,ロータリ・エンコーダ14から
出力されるZ相信号の出力位置,すなわちZ相ポイント
が,第3図(II)図示の如く,電源投入前にスロットル
15が停止している位置より,スロットルの閉側にあるよ
うに予め調整しておかれる。In the case where such a counter 28 capable of counting only a positive number is used, the output position of the Z-phase signal output from the rotary encoder 14, that is, the Z-phase point is determined as shown in FIG. Before turning on the power, throttle
It is adjusted in advance so that the throttle 15 is on the closed side of the throttle from the stopped position.
従って,原動機の始動前においては,電源投入前にス
プリング12によりスロットル15が駆動され,第3図(I
I)図示のスロットル位置で停止している。このときカ
ウンタ28の内容は不定である。電源が投入されると,オ
ア回路29からカウンタ28をリセットする信号が出力さ
れ,カウンタ28は零にリセットされる。図示されていな
い手段でスロットル15を閉じる方向に回転させると,ロ
ータリ・エンコーダ14から該スロットル15が回転してい
ることを指示するA相,B相の各信号が方向弁別器17へ向
けて出力される。該方向弁別器17は,スロットル15が閉
じる方向に回転している信号,すなわちカウンタ28のカ
ウント値を減らすパルスをカウンタ28へ出力する。従っ
てカウンタ28はアンダ・フローを生じる。このとき該カ
ウンタ28からオア回路29へアンダ・フロー信号が直に出
力され,該アンダ・フロー信号でカウンタ28自身が再び
零にリセットされる。それ故,カウンタ28のアンダ・フ
ローに基づいてスロットル15の開側への制御動作が抑制
される。さらに図示されていない手段で,スロットル15
を閉じる方向に回転させることを繰り返すと,第3図
(II)に示された一点鎖線のスロットル15の最小の動作
限界に到達するが,この一点鎖線で示されるスロットル
15の最小の動作限界よりさらに少し下ったスロットル位
置で,上記のスロットル15を閉じる方向の回転を中止す
る。Therefore, before the start of the prime mover, the throttle 15 is driven by the spring 12 before the power is turned on.
I) Stopped at the throttle position shown. At this time, the contents of the counter 28 are undefined. When the power is turned on, a signal for resetting the counter 28 is output from the OR circuit 29, and the counter 28 is reset to zero. When the throttle 15 is rotated in the closing direction by means not shown, the A and B signals indicating that the throttle 15 is rotating are output from the rotary encoder 14 to the direction discriminator 17. Is done. The direction discriminator 17 outputs to the counter 28 a signal that rotates the throttle 15 in the closing direction, that is, a pulse that decreases the count value of the counter 28. Therefore, the counter 28 generates an underflow. At this time, an underflow signal is directly output from the counter 28 to the OR circuit 29, and the counter 28 itself is reset to zero again by the underflow signal. Therefore, the control operation for opening the throttle 15 based on the underflow of the counter 28 is suppressed. Further, by means not shown, the throttle 15
By repeatedly rotating the throttle in the closing direction, the minimum operation limit of the throttle 15 shown by the dashed line in FIG. 3 (II) is reached.
At the throttle position slightly lower than the minimum operation limit of 15, the rotation in the direction to close the throttle 15 is stopped.
このスロットル15を閉じる方向の回転を中止した時点
でのカウンタ28の内容は,オア回路29からのリセット信
号により零にリセットされているので,モータ11は該カ
ウンタ28の内容からスロットル15が閉じているものと判
断し,スロットル15を開かせようとする。従ってスロッ
トル15はZ相ポイントを通過し,その通過時点でロータ
リ・エンコーダ14からZ相信号が出力される。ロータリ
・エンコーダ14から該Z相信号が出力されたとき,カウ
ンタ28はプリセット値Nがプリセットされるようになっ
ており、カウンタ28は初期値化される。従ってスロット
ル15の開閉位置とカウンタ28の内容とが関連付けられ
る。When the rotation of the throttle 15 in the direction to close the throttle 15 is stopped, the content of the counter 28 has been reset to zero by the reset signal from the OR circuit 29. And tries to open the throttle 15. Therefore, the throttle 15 passes through the Z-phase point, at which point the rotary encoder 14 outputs a Z-phase signal. When the Z-phase signal is output from the rotary encoder 14, the preset value N of the counter 28 is preset, and the counter 28 is initialized. Therefore, the open / close position of the throttle 15 is associated with the contents of the counter 28.
このようにして,スロットル15の開閉位置とカウンタ
28の内容とが関連付けられた後,一定時間経過後は,第
1図の場合と同様に,第6図で説明した自動制御系のPW
M信号と該カウンタ28の内容とから,原動機の回転数が
一定となるように自動制御される。Thus, the opening / closing position of the throttle 15 and the counter
After a certain period of time has elapsed after the contents of FIG. 28 have been correlated, the PW of the automatic control system described in FIG.
Based on the M signal and the contents of the counter 28, automatic control is performed so that the rotation speed of the prime mover becomes constant.
言うまでもなく,定常回転においては,スロットル15
の最小動作位置は第3図(II)の一点鎖線で示された所
までであるので,カウンタ28がアンダ・フローを生じる
ことはない。また,カウンタ28のカウント数の大きなも
のを使用しておけばオーバ・フローについても,何んら
考慮する必要性はない。Needless to say, in steady rotation, the throttle 15
Since the minimum operation position of the counter 28 is up to the position indicated by the dashed line in FIG. 3 (II), the counter 28 does not cause underflow. If a counter having a large count is used, there is no need to consider the overflow at all.
(発明の効果) 以上説明した如く,本発明によれば,ロータリ・エン
コーダとカウンタとでスロットルの開閉位置の制御がで
き,従って応答性の良いスロットル制御を行うことがで
きる。そして原動機は定速回転の回転制御がなされる。
即ち、従来の場合のようにスプリングの弾性力との力の
釣り合いを利用している場合には、アクチュエータの応
答性が本発明の場合のアクチュエータにくらべて劣って
いる。このために、第5図に示す如く折角フェール・セ
ーフ回路やPID調整器などを用いての電子的な制御を行
い、全体としての応答性を向上せしめつつ非所望なハン
チングなどの発生を防止するようにしているにも拘ら
ず、非所望な事態の発生に対応して上記フェール・セー
フを直ちに働かせたり、あるいは上記PID調整によって
高速に安定制御を行わせたりしようとしても十分でなか
った。即ち系全体の応答性の限界が上記スプリングを用
いたアクチュエータによって与えられていた。本発明に
おいては、この点が解決されており、上記フェール・セ
ーフやPID調整などのもつ利点を有効に発揮させること
ができた。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the opening / closing position of the throttle can be controlled by the rotary encoder and the counter, and therefore, the throttle control with good responsiveness can be performed. Then, the rotation of the prime mover is controlled at a constant speed.
That is, when utilizing the balance of the force with the elastic force of the spring as in the conventional case, the response of the actuator is inferior to that of the actuator of the present invention. To this end, as shown in FIG. 5, electronic control is performed by using an angle-failure-safe circuit, a PID adjuster, and the like to prevent the occurrence of undesired hunting while improving the overall responsiveness. Despite this, it is not sufficient to immediately activate the fail safe in response to the occurrence of an undesired situation, or to perform high-speed stable control by adjusting the PID. That is, the limit of the responsiveness of the entire system is given by the actuator using the spring. In the present invention, this point has been solved, and the advantages such as the fail safe and the PID adjustment described above can be effectively exhibited.
第1図は本発明に係る回転制御装置のアクチェータの一
実施例構成,第2図はスプリングが取付けられたモータ
部分の斜視図,第3図(I),(II)はカウンタを初期
値化させる信号出力の関係位置説明図,第4図(I),
(II)はロータリ・エンコーダの構成とその出力波形
図,第5図は正の数だけをカウントするカウンタで構成
されたアクチェータの他の実施例構成,第6図は本発明
に係る回転制御装置のアクチェータが使用されている発
動発電機装置の一実施例構成を示している。 図中,1は発動発電機,2は回転数検出回路,3は電圧検出回
路,4はフェール・セーフ回路,5はゲイン自動調整回路,6
はPID調整器,7は増幅器,8はPWM回路部,9はアクチェー
タ,10は電源装置,11はモータ,12はスプリング,13はシャ
フト,14はロータリ・エンコーダ,15はスロットル,16は
管,17は方向弁別器,18はアップ・ダウン・カウンタ,22
は回転スリット板,23は固定スリット板,24は発光ダイオ
ード,25−1ないし25−3はフォト・センサ,26−1ない
し26−3は波形整形回路,27−1ないし27−3は増幅器,
28はカウンタ,29はオア回路を表わしている。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of an actuator of a rotation control device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a motor portion to which a spring is mounted, and FIGS. 3 (I) and (II) show initialization of a counter. FIG. 4 (I) is an explanatory view of the relative position of the signal output to be caused.
(II) is a configuration of a rotary encoder and its output waveform diagram, FIG. 5 is another embodiment of an actuator configured by a counter that counts only a positive number, and FIG. 6 is a rotation control device according to the present invention. 1 shows a configuration of an embodiment of an engine generator apparatus using the above actuator. In the figure, 1 is an engine generator, 2 is a rotation speed detection circuit, 3 is a voltage detection circuit, 4 is a fail-safe circuit, 5 is an automatic gain adjustment circuit, 6
Is a PID regulator, 7 is an amplifier, 8 is a PWM circuit, 9 is an actuator, 10 is a power supply, 11 is a motor, 12 is a spring, 13 is a shaft, 14 is a rotary encoder, 15 is a throttle, 16 is a tube, 17 is a direction discriminator, 18 is an up / down counter, 22
Is a rotating slit plate, 23 is a fixed slit plate, 24 is a light emitting diode, 25-1 to 25-3 are photo sensors, 26-1 to 26-3 are waveform shaping circuits, 27-1 to 27-3 are amplifiers,
28 indicates a counter, and 29 indicates an OR circuit.
Claims (1)
制御が行われる発動発電機装置において,ガバナ制御装
置に,原動機の回転数を電圧と回転数とでそれぞれ検出
する電圧検出回路及び回転数検出回路と,該電圧検出回
路又は回転数検出回路のいずれか一方の検出信号を優先
させ回転数検出信号とするフェール・セーフ回路と,原
動機の負荷の重さを検出し,その重さに応じて制御系の
ゲインを変えさせるゲイン自動調整回路と,該ゲイン自
動調整回路から得られた出力を基にPID制御の制御信号
を作成するPID調整器と,該PID調整器の出力をパルス幅
の制御信号に変換するPWM回路部と,該PWM回路部が出力
するPWM信号に応じて原動機の回転制御を行うアクチェ
ータと,上記各回路部へ正負の2極性電源を供給する電
源装置とを備え,さらに上記アクチェータには,電源投
入前にスロットルを開状態に固定保持する初期スロット
ル位置保持手段と,スロットルの開閉動作を検出するエ
ンコーダと,該エンコーダの出力を受けスロットルの開
閉状態を指示するカウンタと,電源投入時該カウンタの
内容とスロットルの開閉位置とを関連付けるためカウン
タを初期値化する初期値化手段と,該カウンタの内容を
基にスロットルを駆動制御するモータとを備えたことを
特徴とする回転制御装置。An engine generator comprising a governor control device, wherein a constant-speed rotation control of a prime mover is performed. In the governor control device, a voltage detection circuit for detecting the rotational speed of the prime mover by using a voltage and a rotational speed, respectively. A number detection circuit, a fail-safe circuit for giving priority to the detection signal of either the voltage detection circuit or the rotation number detection circuit and providing a rotation number detection signal, and detecting the weight of the load of the prime mover, An automatic gain adjustment circuit for changing the gain of the control system in accordance with the above, a PID adjuster for creating a control signal for PID control based on an output obtained from the automatic gain adjustment circuit, and a pulse width for the output of the PID adjuster A PWM circuit unit for converting the control signal into a control signal, an actuator for controlling the rotation of the prime mover in accordance with the PWM signal output from the PWM circuit unit, and a power supply device for supplying positive and negative bipolar power to each of the circuit units. , And above The actuator includes an initial throttle position holding means for fixedly holding the throttle in an open state before turning on the power, an encoder for detecting the opening and closing operation of the throttle, a counter for receiving the output of the encoder and instructing the opening and closing state of the throttle, and a power supply. A rotating means provided with initializing means for initializing the counter for associating the content of the counter with the opening / closing position of the throttle at the time of closing, and a motor for driving and controlling the throttle based on the content of the counter; Control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62286609A JP2579970B2 (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | Rotation control device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP62286609A JP2579970B2 (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | Rotation control device |
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---|---|
JPH01130022A JPH01130022A (en) | 1989-05-23 |
JP2579970B2 true JP2579970B2 (en) | 1997-02-12 |
Family
ID=17706629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP62286609A Expired - Lifetime JP2579970B2 (en) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | Rotation control device |
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JP (1) | JP2579970B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2604704Y2 (en) * | 1991-05-02 | 2000-06-05 | 三菱重工業株式会社 | Speed controller |
CN109511700A (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-26 | 湖北珍肴食品股份有限公司 | A kind of novel noodle cutting mechanism |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62286609A patent/JP2579970B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH01130022A (en) | 1989-05-23 |
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