JP2969675B2 - 位置決め制御装置 - Google Patents
位置決め制御装置Info
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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、エンコーダよりの二相パルス列を位置フィ
ードバックおよび速度フィードバックとして使用する位
置決め制御装置に関する。
ードバックおよび速度フィードバックとして使用する位
置決め制御装置に関する。
エンコーダよりの二相パルス列を位置フィードバック
および速度フィードバックとして使用するディジタル位
置決め制御装置では、二相パルス列より作り出される位
置検出パルスのパルスとパルスの間は不感帯になる、速
度フィードバックを得るためのF/V変換器の出力リップ
ルが大きい等の理由により、停止時に微振動（サーボク
ランプ時のリミットサイクル）が発生し、位置ループゲ
インを高くとれないという問題点があった。
および速度フィードバックとして使用するディジタル位
置決め制御装置では、二相パルス列より作り出される位
置検出パルスのパルスとパルスの間は不感帯になる、速
度フィードバックを得るためのF/V変換器の出力リップ
ルが大きい等の理由により、停止時に微振動（サーボク
ランプ時のリミットサイクル）が発生し、位置ループゲ
インを高くとれないという問題点があった。
これを解決するために、目標位置の１パルス以内まで
は、エンコーダよりの二相パルス列を使用した位置制御
ループ（ディジタル位置制御ループ）で移動し、目標位
置の１パルス以内では、D/A変換器出力を速度アンプよ
り切離し、エンコーダよりの、二値化して二相パルス列
を作る前の擬似sin波信号または擬似cos波信号のいずれ
か一方を位置フィードバックとして速度アンプに加える
方法（アナログ位置制御ループ）がとられている。
は、エンコーダよりの二相パルス列を使用した位置制御
ループ（ディジタル位置制御ループ）で移動し、目標位
置の１パルス以内では、D/A変換器出力を速度アンプよ
り切離し、エンコーダよりの、二値化して二相パルス列
を作る前の擬似sin波信号または擬似cos波信号のいずれ
か一方を位置フィードバックとして速度アンプに加える
方法（アナログ位置制御ループ）がとられている。
第８図は上述した従来方式の位置決め制御装置のプロ
ック図、第９図は第８図中の切替スイッチ５と速度アン
プ６′の回路図、第10図はその動作波形図である。
ック図、第９図は第８図中の切替スイッチ５と速度アン
プ６′の回路図、第10図はその動作波形図である。
この位置決め制御装置は、位置偏差カウンタ１と、D/
A変換器２と、補正回路３と、ループ切替信号発生回路
４と、切替スイッチ５と、速度アンプ６′と、パワーア
ンプ７と、方向判別回路８と、F/V変換器９と、二値化
回路10で構成されている。
A変換器２と、補正回路３と、ループ切替信号発生回路
４と、切替スイッチ５と、速度アンプ６′と、パワーア
ンプ７と、方向判別回路８と、F/V変換器９と、二値化
回路10で構成されている。
ここで、二値化回路10はモータ11に取付けられたエン
コーダ12からの擬似sin波信号、擬似cos波信号を二値化
して二相パルス列（Ａφ,Bφ）を作る。方向判別回路８
はこの二相パルス列を入力して位置検パルスを出力し、
位置偏差カウンタ１にフィードバックする。F/V変換器
９は、二値化回路10からの二相パルスを入力して、これ
をF/V変換し、速度アンプ６′に出力する。補正回路３
は位置偏差カウンタ１の内容が零になると、D/A変換器
２の最下位ビットをオンする。ループ切替信号発生回路
４は偏差カウンタ１の内容が零になると、切替スイッチ
５を制御してD/A変換器２側からエンコーダ12側に切替
える。
コーダ12からの擬似sin波信号、擬似cos波信号を二値化
して二相パルス列（Ａφ,Bφ）を作る。方向判別回路８
はこの二相パルス列を入力して位置検パルスを出力し、
位置偏差カウンタ１にフィードバックする。F/V変換器
９は、二値化回路10からの二相パルスを入力して、これ
をF/V変換し、速度アンプ６′に出力する。補正回路３
は位置偏差カウンタ１の内容が零になると、D/A変換器
２の最下位ビットをオンする。ループ切替信号発生回路
４は偏差カウンタ１の内容が零になると、切替スイッチ
５を制御してD/A変換器２側からエンコーダ12側に切替
える。
位置決め点プラスマイナス0.5パルスの範囲内になる
と、位置偏差カウンタ１の内容は零となり、D/A変換器
２の出力も零となる。ここで、補正回路３によりD/A変
換器２の最下位ビットをオンする。（第10図（４）斜線
部）。そして目標位置のプラスマイナス0.25パルスの範
囲内になったら切替スイッチ５をオンしてディジタル位
置制御ループよりアナログ位置制御ループに切替える。
切替スイッチ５がオンされると、擬似sin波信号が速度
アンプ６′に加算され、擬似sin波信号の零クロス点に
てモータ11は停止する。
と、位置偏差カウンタ１の内容は零となり、D/A変換器
２の出力も零となる。ここで、補正回路３によりD/A変
換器２の最下位ビットをオンする。（第10図（４）斜線
部）。そして目標位置のプラスマイナス0.25パルスの範
囲内になったら切替スイッチ５をオンしてディジタル位
置制御ループよりアナログ位置制御ループに切替える。
切替スイッチ５がオンされると、擬似sin波信号が速度
アンプ６′に加算され、擬似sin波信号の零クロス点に
てモータ11は停止する。
上述した従来の位置決め制御装置は次のような欠点が
ある。
ある。
（１）速度アンプ６′のインピーダンスを、第９図に示
すように、Z1,Z2,Z3とする（F/V変換器９との間のイン
ピーダンスZ5は無視する）と、速度アンプゲインは、デ
ィジタル位置制御ループ時はZ3/Z1、アナログ位置制御
ループ時はZ3/Z2となり、どちらもZ3の影響を受ける。
一般にディジタル位置制御ループ時、速度アンプは比例
−積分動作をするため、インピーダンスZ3はコンデンサ
と抵抗で構成される。この積分要素がアナログ位置制御
ループに切替後の振動収束に影響を与える。このよう
に、速度アンプは一般に比例−積分動作となっており、
ディジタル位置制御ループからアナログ位置制御ループ
に切替直後の１パルス以内の振動収束時間が長い。
すように、Z1,Z2,Z3とする（F/V変換器９との間のイン
ピーダンスZ5は無視する）と、速度アンプゲインは、デ
ィジタル位置制御ループ時はZ3/Z1、アナログ位置制御
ループ時はZ3/Z2となり、どちらもZ3の影響を受ける。
一般にディジタル位置制御ループ時、速度アンプは比例
−積分動作をするため、インピーダンスZ3はコンデンサ
と抵抗で構成される。この積分要素がアナログ位置制御
ループに切替後の振動収束に影響を与える。このよう
に、速度アンプは一般に比例−積分動作となっており、
ディジタル位置制御ループからアナログ位置制御ループ
に切替直後の１パルス以内の振動収束時間が長い。
（２）位置検出パルスは、エンコーダ12よりの二相パル
ス基本周期の１逓倍モード、２逓倍モード、４逓倍モー
ドのいずれかに選択できるようになっているが、擬似si
n波信号または擬似cos波信号のいずれか一方を速度アン
プに加える方法では、モード切替に対応できない。
ス基本周期の１逓倍モード、２逓倍モード、４逓倍モー
ドのいずれかに選択できるようになっているが、擬似si
n波信号または擬似cos波信号のいずれか一方を速度アン
プに加える方法では、モード切替に対応できない。
（３）アナログ位置制御ループは目標位置の１パルス以
内で制御されるため、F/V変換用のパルスが出ず、速度
フィードバックがなくなり、制御ループが不安定とな
る。
内で制御されるため、F/V変換用のパルスが出ず、速度
フィードバックがなくなり、制御ループが不安定とな
る。
本発明の目的は、アナログ位置制御ループ切替直後の
１パルス以内の振動収束時間が短かく、アナログ位置制
御ループに切替ってもモード切替に対応で、制御ループ
が安定な位置決め制御装置を提供することである。
１パルス以内の振動収束時間が短かく、アナログ位置制
御ループに切替ってもモード切替に対応で、制御ループ
が安定な位置決め制御装置を提供することである。
本発明の位置決め制御装置は、 二相パルス列を作り出す前の、エンコーダの擬似sin
波信号と、擬似sin波信号を微分した信号を加算・反転
増幅する第１の微分補償回路と、二相パルス列を作り出
す前の、エンコーダの擬似cos波信号と、擬似cos波信号
を微分した信号を加算・反転増幅する第２の微分補償回
路と、第１の微分補償回路の出力信号を、擬似cos波信
号を二値化した第１相のパルスがハイレベルのとき非反
転増幅、ロウレベルのとき反転増幅する、ゲインが１の
第１のオペアンプと、第２の微分補償回路の出力信号
を、擬似sin波信号を二値化した第２相のパルスがパイ
レベルのとき反転増幅、ロウレベルのとき非反転増幅す
る、ゲインが１の第２のオペアンプと、１逓倍モードお
よび２逓倍モードでは第１のオペアンプの出力信号を増
幅し、４逓倍モードでは第１のオペアンプの出力信号と
第２のオペアンプの出力信号を加算し、いずれもアナロ
グ位置フィードバック信号として出力する第３のオペア
ンプとを含むアナログ位置フィードバック信号合成回路
と、 位置偏差カウンタの内容が零になったとき、１逓倍モ
ードであればD/A変換器の最下位ビットをオンする補正
回路と、位置偏差カウンタの内容が零になったとき、ル
ープ切替信号を出力するループ切替信号発生回路と、ル
ープ切替信号が出力されるまでは、D/A変換器の出力と
速度フィードバック信号と速度アンプの第１のフィード
バックインピーダンスを速度アンプの反転入力端子に接
続し、ループ切替信号が出力されると、アナログ位置フ
ィードバック信号と速度アンプの第２のフィードバック
インピーダンスを速度アンプの反転入力端子に接続する
切替スイッチとを有している。
波信号と、擬似sin波信号を微分した信号を加算・反転
増幅する第１の微分補償回路と、二相パルス列を作り出
す前の、エンコーダの擬似cos波信号と、擬似cos波信号
を微分した信号を加算・反転増幅する第２の微分補償回
路と、第１の微分補償回路の出力信号を、擬似cos波信
号を二値化した第１相のパルスがハイレベルのとき非反
転増幅、ロウレベルのとき反転増幅する、ゲインが１の
第１のオペアンプと、第２の微分補償回路の出力信号
を、擬似sin波信号を二値化した第２相のパルスがパイ
レベルのとき反転増幅、ロウレベルのとき非反転増幅す
る、ゲインが１の第２のオペアンプと、１逓倍モードお
よび２逓倍モードでは第１のオペアンプの出力信号を増
幅し、４逓倍モードでは第１のオペアンプの出力信号と
第２のオペアンプの出力信号を加算し、いずれもアナロ
グ位置フィードバック信号として出力する第３のオペア
ンプとを含むアナログ位置フィードバック信号合成回路
と、 位置偏差カウンタの内容が零になったとき、１逓倍モ
ードであればD/A変換器の最下位ビットをオンする補正
回路と、位置偏差カウンタの内容が零になったとき、ル
ープ切替信号を出力するループ切替信号発生回路と、ル
ープ切替信号が出力されるまでは、D/A変換器の出力と
速度フィードバック信号と速度アンプの第１のフィード
バックインピーダンスを速度アンプの反転入力端子に接
続し、ループ切替信号が出力されると、アナログ位置フ
ィードバック信号と速度アンプの第２のフィードバック
インピーダンスを速度アンプの反転入力端子に接続する
切替スイッチとを有している。
本発明では、速度アンゲインは、ディジタル位置制御
ループ時はZ3/Z1となり、従来どおりであるが、アナロ
グ位置ループ時はZ4/Z2となる。（Z4は速度アンプの第
２のフィードバックインピーダンス）。したがって、デ
ィジタル位置制御ループの特性はそのままにして、イン
ピーダンスZ2,Z4を調整することにより、アナログ位置
制御ループに切替後の１パルス以内の振動収束時間を速
くすることができる。
ループ時はZ3/Z1となり、従来どおりであるが、アナロ
グ位置ループ時はZ4/Z2となる。（Z4は速度アンプの第
２のフィードバックインピーダンス）。したがって、デ
ィジタル位置制御ループの特性はそのままにして、イン
ピーダンスZ2,Z4を調整することにより、アナログ位置
制御ループに切替後の１パルス以内の振動収束時間を速
くすることができる。
１逓倍モード、２逓倍モード、４逓倍モードの切替
は、従来より行なわれてきたが、ディジタル−アナログ
切替方式でのモード切替は無い。位置決め完了後、アナ
ログ位置制御ループに切替る場合は、ディジタル位置制
御ループ時のD/A変換器出力電圧とアナログ位置制御ル
ープ時のアナログ位置フィードバック信号がスムーズに
接続されなければならない。そのためには、エンコーダ
よりのパルスのどの位置で位置検出パルスを作るが、ア
ナログ位置フィードバック信号をどのように作るかが問
題となる。
は、従来より行なわれてきたが、ディジタル−アナログ
切替方式でのモード切替は無い。位置決め完了後、アナ
ログ位置制御ループに切替る場合は、ディジタル位置制
御ループ時のD/A変換器出力電圧とアナログ位置制御ル
ープ時のアナログ位置フィードバック信号がスムーズに
接続されなければならない。そのためには、エンコーダ
よりのパルスのどの位置で位置検出パルスを作るが、ア
ナログ位置フィードバック信号をどのように作るかが問
題となる。
本発明では、アナログ位置フィードバック信号によ
り、位置検出パルスをエンコーダよりの二相パルスの１
逓倍モード、２逓倍モード、４逓倍モードのいずれに選
択した時でも位置検出パルスの中間に零クロス点が発生
し、かつ極性がアナログ位置制御ループに切替る直前の
ディジタル位置制御ループのD/A変換器出力に一致する
ので、いずれのモードが選択された時でも、ディジタル
位置制御ループからアナログ位置制御ループに切替るこ
とが可能となる。
り、位置検出パルスをエンコーダよりの二相パルスの１
逓倍モード、２逓倍モード、４逓倍モードのいずれに選
択した時でも位置検出パルスの中間に零クロス点が発生
し、かつ極性がアナログ位置制御ループに切替る直前の
ディジタル位置制御ループのD/A変換器出力に一致する
ので、いずれのモードが選択された時でも、ディジタル
位置制御ループからアナログ位置制御ループに切替るこ
とが可能となる。
サーボ制御系は、速度フィードバックが無いと、不安
定で、ゲインを上げると発振する。速度フィードバック
には、タコゼネレータを使用する方式と、エンコーダパ
ルスをF/V変換する方式があり、最近は、ほとんどF/V方
式となっている。F/V方式の場合、F/V変換器への入力パ
ルスは、エンコーダよりのパルスの各エッジを検出して
作成したもので、アナログ位置制御ループに切替後は、
F/Dが機能せず、速度フィードバックとして使用できな
い。そこで、本発明ではエンコーダよりの擬似sin波信
号および擬似cos波信号に微分補償を加え、その信号か
らアナログ位置フィードバック信号を合成するようにし
たので、アナログ位置制御ループの安定性が向上し、ル
ープゲインが高くとれる。
定で、ゲインを上げると発振する。速度フィードバック
には、タコゼネレータを使用する方式と、エンコーダパ
ルスをF/V変換する方式があり、最近は、ほとんどF/V方
式となっている。F/V方式の場合、F/V変換器への入力パ
ルスは、エンコーダよりのパルスの各エッジを検出して
作成したもので、アナログ位置制御ループに切替後は、
F/Dが機能せず、速度フィードバックとして使用できな
い。そこで、本発明ではエンコーダよりの擬似sin波信
号および擬似cos波信号に微分補償を加え、その信号か
らアナログ位置フィードバック信号を合成するようにし
たので、アナログ位置制御ループの安定性が向上し、ル
ープゲインが高くとれる。
上記作用により位置決め後はモータを停止させること
ができ、また停止時の振動を気にすることなくディジタ
ル位置制御ループのゲインを高くすることができ、Poin
t to Pointの位置決めを高速で行なうことができる。
ができ、また停止時の振動を気にすることなくディジタ
ル位置制御ループのゲインを高くすることができ、Poin
t to Pointの位置決めを高速で行なうことができる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の位置決め制御装置のプロ
ック図、第２図は第１図中の切替スイッチ・速度アンプ
６の回路図、第３図は第１図中のアナログ位置フィード
バック信号合成回路13の回路図、第４図は各モードにお
ける位置検出パルスとアナログ位置フィードバック信号
の波形図、第６図、第７図、第８図はそれぞれ１逓倍モ
ード、２逓倍モード、４逓倍モード時の速度アンプ入力
と位置偏差カウンタ１の内容を示す図である。
ック図、第２図は第１図中の切替スイッチ・速度アンプ
６の回路図、第３図は第１図中のアナログ位置フィード
バック信号合成回路13の回路図、第４図は各モードにお
ける位置検出パルスとアナログ位置フィードバック信号
の波形図、第６図、第７図、第８図はそれぞれ１逓倍モ
ード、２逓倍モード、４逓倍モード時の速度アンプ入力
と位置偏差カウンタ１の内容を示す図である。
本実施例の位置決め制御装置では、第１図に示すよう
に、第８図の従来例の切替スイッチ５と速度アンプ６′
が切替スイッチ・速度アンプ６となり、F/V変換器９の
出力がD/A変換器２とともに切替スイッチ・速度アンプ
６に入力され、アナログ位置フィードバック信号合成回
路13が新たに設けられている。
に、第８図の従来例の切替スイッチ５と速度アンプ６′
が切替スイッチ・速度アンプ６となり、F/V変換器９の
出力がD/A変換器２とともに切替スイッチ・速度アンプ
６に入力され、アナログ位置フィードバック信号合成回
路13が新たに設けられている。
切替スイッチ・速度アンプ６は、第２図に示すよう
に、オペアンプ21と、オペアンプ21の反転入力端子とD/
A変換器２、F/V変換器９、アナログ位置フィードバック
信号合成回路13との間の抵抗22,23,24と、フィードバッ
ク抵抗26,28と、コンデンサ27と、可変抵抗29と、切替
スイッチ30で構成されており、切替スイッチ30はループ
切替信号がループ切替信号発生回路から出力されるまで
はオフして抵抗22,23,26の接続点をオペアンプ21の反転
入力端子に接続しているが、ループ切替信号が出力され
るとオンして抵抗24,28の接続点をオペアンプ21の反転
入力端子に接続する。補正回路３は位置偏差カウンタ１
の内容が零になったとき、１逓倍モードであればD/A変
換器２の最下位ビットをオンする。アナログ位置フィー
ドバック信号発生回路13は、第３図に示すように、微分
補償回路31,34と、オペアンプ32,33,35と、アナログス
イッチ36,37で構成されている。微分補償回路31,34はそ
れぞれエンコーダ12からの擬似sin波信号、擬似cos波信
号と、擬似sin波信号を微分した信号、擬似cos波信号を
微分した信号を加算・反転増幅し、オペアンプ32,35に
出力する。オペアンプ32は非反転入力側にアナログスイ
ッチ36が接続されており、二相パルスのＢφ信号のハイ
レベル時はゲイン１（非反転増幅）のアンプ、Ｂφ信号
のローレベル時はゲイン−１（反転増幅）のアンプとな
る。オペアンプ35は非反転入力側にアナログスイッチ37
が接続されており、二相パルスのＡφ信号のハイレベル
時はゲイン−１（反転増幅）のアンプ、Ａφ信号のロー
レベル時はゲイン１（非反転増幅）のアンプになる。オ
ペアンプ33は、微分補償回路31とオペアンプ32によって
擬似sin波信号を処理したものと、微分補償回路34とオ
ペアンプ35によって擬似cos波信号を処理したものを加
算・反転するとともに、出力レベルを調整する。ただ
し、擬似cos波信号は、アナログスイッチ38により、４
逓倍モード時のみ加算され、１逓倍モード、２逓倍モー
ドでは擬似sin波信号のみとなる。なお、ここでは、原
点パルスがＢφ信号と同期し、モータ正転時にＡφ信号
がＢφ信号より進み位相になるものとしている。
に、オペアンプ21と、オペアンプ21の反転入力端子とD/
A変換器２、F/V変換器９、アナログ位置フィードバック
信号合成回路13との間の抵抗22,23,24と、フィードバッ
ク抵抗26,28と、コンデンサ27と、可変抵抗29と、切替
スイッチ30で構成されており、切替スイッチ30はループ
切替信号がループ切替信号発生回路から出力されるまで
はオフして抵抗22,23,26の接続点をオペアンプ21の反転
入力端子に接続しているが、ループ切替信号が出力され
るとオンして抵抗24,28の接続点をオペアンプ21の反転
入力端子に接続する。補正回路３は位置偏差カウンタ１
の内容が零になったとき、１逓倍モードであればD/A変
換器２の最下位ビットをオンする。アナログ位置フィー
ドバック信号発生回路13は、第３図に示すように、微分
補償回路31,34と、オペアンプ32,33,35と、アナログス
イッチ36,37で構成されている。微分補償回路31,34はそ
れぞれエンコーダ12からの擬似sin波信号、擬似cos波信
号と、擬似sin波信号を微分した信号、擬似cos波信号を
微分した信号を加算・反転増幅し、オペアンプ32,35に
出力する。オペアンプ32は非反転入力側にアナログスイ
ッチ36が接続されており、二相パルスのＢφ信号のハイ
レベル時はゲイン１（非反転増幅）のアンプ、Ｂφ信号
のローレベル時はゲイン−１（反転増幅）のアンプとな
る。オペアンプ35は非反転入力側にアナログスイッチ37
が接続されており、二相パルスのＡφ信号のハイレベル
時はゲイン−１（反転増幅）のアンプ、Ａφ信号のロー
レベル時はゲイン１（非反転増幅）のアンプになる。オ
ペアンプ33は、微分補償回路31とオペアンプ32によって
擬似sin波信号を処理したものと、微分補償回路34とオ
ペアンプ35によって擬似cos波信号を処理したものを加
算・反転するとともに、出力レベルを調整する。ただ
し、擬似cos波信号は、アナログスイッチ38により、４
逓倍モード時のみ加算され、１逓倍モード、２逓倍モー
ドでは擬似sin波信号のみとなる。なお、ここでは、原
点パルスがＢφ信号と同期し、モータ正転時にＡφ信号
がＢφ信号より進み位相になるものとしている。
通常のディジタル位置決め方式の位置決め点とは、位
置偏差カウンタ１＝０パルスの領域であり、１パルスの
幅を有している。位置偏差カウンタ１＝０パルス領域で
は、D/A変換器２出力がOVとなるため、ドリフト等の影
響により、＋１パルスと０パルスあるいは０パルスと−
１パルスの境界上で振動するのが普通である。アナログ
位置フィードバック信号合成回路13は、位置偏差カウン
タ１＝０パルスの領域の中点でOVラインを横切り、＋パ
ルスと０パルスおよび０パルスと−１パルスの境界で
は、＋１パルスまたは−１パルス時のD/A変換器２出力
に電圧がほぼ等しく、同極性で、なおかつ位置制御ルー
プの安定性をもたせるため、微分補償を加えたアナログ
位置フィードバック信号を出力する回路である。したが
って、境界面上でのディジタル的な振動を防止できる。
１逓倍モード、２逓倍モード、４逓倍まモードにおける
位置検出パルスとアナログ位置フィーバック信号の関係
はそれぞれ第４図（３），（４），（５）に示すものと
なる。
置偏差カウンタ１＝０パルスの領域であり、１パルスの
幅を有している。位置偏差カウンタ１＝０パルス領域で
は、D/A変換器２出力がOVとなるため、ドリフト等の影
響により、＋１パルスと０パルスあるいは０パルスと−
１パルスの境界上で振動するのが普通である。アナログ
位置フィードバック信号合成回路13は、位置偏差カウン
タ１＝０パルスの領域の中点でOVラインを横切り、＋パ
ルスと０パルスおよび０パルスと−１パルスの境界で
は、＋１パルスまたは−１パルス時のD/A変換器２出力
に電圧がほぼ等しく、同極性で、なおかつ位置制御ルー
プの安定性をもたせるため、微分補償を加えたアナログ
位置フィードバック信号を出力する回路である。したが
って、境界面上でのディジタル的な振動を防止できる。
１逓倍モード、２逓倍モード、４逓倍まモードにおける
位置検出パルスとアナログ位置フィーバック信号の関係
はそれぞれ第４図（３），（４），（５）に示すものと
なる。
ここで、各モードにおけるアナログ位置フィードバッ
ク信号について第５図、第６図、第７図を参照して説明
する。
ク信号について第５図、第６図、第７図を参照して説明
する。
（１）１逓倍モード（第５図） この場合、位置カウントをＡφ信号の立上りエッジ
（モータ正転時）にて行ない、停止位置は、Ｂφ信号が
ハイレベルの領域で擬似sin波信号がOVラインを横切る
点とする。速度アンプ入力の斜線部が補正回路３による
最下位ビットオンを示し、曲線部分にはアナログ位置フ
ィードバック信号（sin波）を使用している。
（モータ正転時）にて行ない、停止位置は、Ｂφ信号が
ハイレベルの領域で擬似sin波信号がOVラインを横切る
点とする。速度アンプ入力の斜線部が補正回路３による
最下位ビットオンを示し、曲線部分にはアナログ位置フ
ィードバック信号（sin波）を使用している。
（２）２逓倍モード（第６図） この場合、位置カウントをＢφ信号の立上りと立下り
エッジにて行ない、停止位置は、擬似sin波信号がOVラ
インを横切る点とする。停止位置が、Ｂφ信号のハイレ
ベルの時（第６図（３））とロウレベルの時（第６図
（４））があり、Ｂφ信号のロウレベル位置で停止時
は、極性が逆になるので、擬似sin波信号を反転（第３
図、オペアンプ32による）する。この場合も、速度アン
プ入力の曲線部分にはアナログ位置フィードバック信号
（sin波）を使用している。
エッジにて行ない、停止位置は、擬似sin波信号がOVラ
インを横切る点とする。停止位置が、Ｂφ信号のハイレ
ベルの時（第６図（３））とロウレベルの時（第６図
（４））があり、Ｂφ信号のロウレベル位置で停止時
は、極性が逆になるので、擬似sin波信号を反転（第３
図、オペアンプ32による）する。この場合も、速度アン
プ入力の曲線部分にはアナログ位置フィードバック信号
（sin波）を使用している。
（３）４逓倍モード（第７図） この場合、位置カウントをＡφ信号、Ｂφ信号を立上
りと立下りエッジにて行なう。停止位置は、第７図
（３），（４），（５），（６）の４つの領域であり、
それぞれ下記のように処理する。
りと立下りエッジにて行なう。停止位置は、第７図
（３），（４），（５），（６）の４つの領域であり、
それぞれ下記のように処理する。
１）Ａφ信号がハイレベル、Ｂφ信号がローレベルの領
域に停止する時（第７図（３））。
域に停止する時（第７図（３））。
擬似sin波信号に微分補償した信号を反転したもの
と、擬似cos波信号に微分補償した信号を反転したもの
を加算して得られた信号をアナログ位置フィードバック
信号とする。
と、擬似cos波信号に微分補償した信号を反転したもの
を加算して得られた信号をアナログ位置フィードバック
信号とする。
２）Ａφ信号がハイレベル、Ｂφ信号ハイレベルの領域
に停止する時（第７図（４））。
に停止する時（第７図（４））。
擬似sin波信号に微分補償した信号と、擬似cos波信号
に微分補償した信号を反転したものを加算して得られた
信号をアナログ位置フィードバック信号とする。
に微分補償した信号を反転したものを加算して得られた
信号をアナログ位置フィードバック信号とする。
３）Ａφ信号がロウレベル、Ｂφ信号がハイレベルの領
域に停止する時（第７図（５））。
域に停止する時（第７図（５））。
擬似sin波信号に微分補償した信号と、擬似cos波信号
に微分補償した信号を加算して得られた信号をアナログ
位置フィードバック信号とする。
に微分補償した信号を加算して得られた信号をアナログ
位置フィードバック信号とする。
４）Ａφ信号がロウレベル、Ｂφ信号がロウレベルの領
域に停止する時（第７図（６））。
域に停止する時（第７図（６））。
擬似sin波信号に微分補償した信号を反転したもの
と、擬似cos波信号に微分補償した信号を加算して得ら
れた信号をアナログ位置フィードバック信号とする。
と、擬似cos波信号に微分補償した信号を加算して得ら
れた信号をアナログ位置フィードバック信号とする。
次に、本実施例の動作を説明する。
位置決め点近傍までは、速度ループは切替スイッチ30
がオフして、F/V変換器９出力を速度フィードバックと
する比例−積分動作となっている。位置決め点プラスマ
イナス0.5パルスの範囲内になると、位置偏差カウンタ
１の内容は零となり、D/A変換器２出力も零となる。こ
こで、１逓倍モードとした時は、補正回路３よりD/A変
換器２の最下位ビットをオンして、目標位置のプラスマ
イナス0.25パルスの範囲内になった時、２逓倍モード、
４逓倍モードにおいては、位置偏差カウンタ１の内容が
零となった時、切替スイッチ30をオンする。これによ
り、速度アンプ６にアナログ位置フィードバック信号が
加算されるとともに、速度アンプ６のゲインが変化し、
モータ11はアナログ信号の零クロス点にすみやかに停止
する。
がオフして、F/V変換器９出力を速度フィードバックと
する比例−積分動作となっている。位置決め点プラスマ
イナス0.5パルスの範囲内になると、位置偏差カウンタ
１の内容は零となり、D/A変換器２出力も零となる。こ
こで、１逓倍モードとした時は、補正回路３よりD/A変
換器２の最下位ビットをオンして、目標位置のプラスマ
イナス0.25パルスの範囲内になった時、２逓倍モード、
４逓倍モードにおいては、位置偏差カウンタ１の内容が
零となった時、切替スイッチ30をオンする。これによ
り、速度アンプ６にアナログ位置フィードバック信号が
加算されるとともに、速度アンプ６のゲインが変化し、
モータ11はアナログ信号の零クロス点にすみやかに停止
する。
なお、第１図において、F/V変換器９は速度フィード
バックのために使用され、速度フィードバック信号はD/
A変換器２出力に対して逆極性で加算される。速度フィ
ードバック信号は、前述したように、タコゼネレータ出
力を使用する場合と、PGパルスをF/V変換して得られた
信号を使用する場合とがあるが、最近は、モータの小形
化から、タコゼネレータを付けないことが多くなってい
る。しかし、低速域、特にサーボクランプ時の振動は、
PGパルスをF/V変換する方式の方が、タコゼネレータ方
式に比べて格段に大きくなり（F/V変換器の出力リップ
ルの影響）、F/V方式では、位置ループゲインが上げら
れないと言われている。本発明の効果は、F/V方式にお
いて大きな効果が得られるため、本実施例では、第１図
に示すように、F/V変換器９を用いた例を示した。
バックのために使用され、速度フィードバック信号はD/
A変換器２出力に対して逆極性で加算される。速度フィ
ードバック信号は、前述したように、タコゼネレータ出
力を使用する場合と、PGパルスをF/V変換して得られた
信号を使用する場合とがあるが、最近は、モータの小形
化から、タコゼネレータを付けないことが多くなってい
る。しかし、低速域、特にサーボクランプ時の振動は、
PGパルスをF/V変換する方式の方が、タコゼネレータ方
式に比べて格段に大きくなり（F/V変換器の出力リップ
ルの影響）、F/V方式では、位置ループゲインが上げら
れないと言われている。本発明の効果は、F/V方式にお
いて大きな効果が得られるため、本実施例では、第１図
に示すように、F/V変換器９を用いた例を示した。
また、図２において、抵抗26とコンデンサ27の合成イ
ンピーダンスは特許請求範囲中の第１のフィードバック
インピーダンスを指し、抵抗28は特許請求範囲中の第２
のフィードバックインピーダンスを指す。
ンピーダンスは特許請求範囲中の第１のフィードバック
インピーダンスを指し、抵抗28は特許請求範囲中の第２
のフィードバックインピーダンスを指す。
以上説明したように本発明は、エンコーダよりの擬似
sin波信号および擬似cos波信号を微分補償してアナログ
位置フィードバック信号を合成し、位置決め完了後はこ
のアナログ位置フィードバック信号をフィードバック信
号とするアナログ位置制御ループに切替えることによ
り、アナログ位置制御ループ切替直後の１パルス以内の
振動の収束時間が短かくなり、１逓倍、２逓倍、４逓倍
のモード切替に対応でき、かつ制御ループが安定する効
果がある。
sin波信号および擬似cos波信号を微分補償してアナログ
位置フィードバック信号を合成し、位置決め完了後はこ
のアナログ位置フィードバック信号をフィードバック信
号とするアナログ位置制御ループに切替えることによ
り、アナログ位置制御ループ切替直後の１パルス以内の
振動の収束時間が短かくなり、１逓倍、２逓倍、４逓倍
のモード切替に対応でき、かつ制御ループが安定する効
果がある。
第１図は本発明の一実施例の位置決め制御装置のブロッ
ク図、第２図は第１図中の切替スイッチ・速度アンプ６
の回路図、第３図は第１図中のアナログ位置フィードバ
ック信号合成回路13の回路図、第４図は各モードにおけ
る位置検出パルスとアナログ位置フィードバック信号の
波形図、第５図、第６図、第７図はそれぞれ１逓倍モー
ド、２逓倍モード、４逓倍モード時の速度アンプ入力と
位置偏差カウンタ１の内容を示す図、第８図は従来方式
の位置決め制御装置のブロック図、第９図は第８図中の
切替スイッチ５と速度アンプ６′の回路図、第10図はそ
の動作波形図である。 １……位置偏差カウンタ、 ２……D/A変換器、 ３……補正回路、 ４……ループ切替信号発生回路、 ６……切替スイッチ・速度アンプ、 ７……パワーアンプ、 ８……方向判別回路、 ９……F/V変換器、 10……二値化回路、 11……モータ、 12……エンコーダ、 13……アナログ位置フィードバック信号合成回路 21,32,33,35……オペアンプ、 22.23,24,26,28,29……抵抗、 27……コンデンサ、 31,34……微分補償回路、 30……切替スイッチ、 36,37……アナログスイッチ。
ク図、第２図は第１図中の切替スイッチ・速度アンプ６
の回路図、第３図は第１図中のアナログ位置フィードバ
ック信号合成回路13の回路図、第４図は各モードにおけ
る位置検出パルスとアナログ位置フィードバック信号の
波形図、第５図、第６図、第７図はそれぞれ１逓倍モー
ド、２逓倍モード、４逓倍モード時の速度アンプ入力と
位置偏差カウンタ１の内容を示す図、第８図は従来方式
の位置決め制御装置のブロック図、第９図は第８図中の
切替スイッチ５と速度アンプ６′の回路図、第10図はそ
の動作波形図である。 １……位置偏差カウンタ、 ２……D/A変換器、 ３……補正回路、 ４……ループ切替信号発生回路、 ６……切替スイッチ・速度アンプ、 ７……パワーアンプ、 ８……方向判別回路、 ９……F/V変換器、 10……二値化回路、 11……モータ、 12……エンコーダ、 13……アナログ位置フィードバック信号合成回路 21,32,33,35……オペアンプ、 22.23,24,26,28,29……抵抗、 27……コンデンサ、 31,34……微分補償回路、 30……切替スイッチ、 36,37……アナログスイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/12
Claims (1)
- 【請求項１】モータに取付けられたエンコーダからの擬
似sin波信号、擬似cos波信号を二値化して２相パルス列
を作る二値化回路と、前記二相パルス列を入力して位置
検出パルスを出力する方向判別回路と、指令パルスと前
記位置検出パルスの差分をカウントする位置偏差カウン
タと、前記２相パルス列を入力して、これをF/V変換
し、速度アンプに出力するF/V変換器を有する位置決め
制御装置において、 前記擬似sin波信号と前記擬似sin信号を微分した信号を
加算・反転増幅する第１の微分補償回路と、前記擬似co
s波信号と前記擬似cos波信号を微分した信号を加算・反
転増幅する第２の微分補償回路と、第１の微分補償回路
の出力信号を、前記擬似cos波信号を二値化した第２相
のパルスがハイレベルのとき非反転増幅、ロウレベルの
とき反転増幅する、ゲインが１の第１のオペアンプと、
第２の微分補償回路の出力信号を、前記擬似sin波信号
を二値化した第１相のパルスがハイレベルのとき反転増
幅、ロウレベルのとき非反転増幅する、ゲインが１の第
２のオペアンプと、１逓倍モードおよび２逓倍モードで
は第１のオペアンプの出力信号を増幅し、４逓モードで
は第１のオペアンプの出力信号と第２のオペアンプの出
力信号を加算し、いずれもアナログ位置フィードバック
信号として出力する第３のオペアンプとを含むアナログ
位置フィードバック信号合成回路と、 前記位置偏差カウンタの内容が零になったとき、１逓倍
モードであればD/A変換器の最下位ビットをオンにする
補正回路と、 前記位置偏差カウンタの内容が零になったとき、ループ
切替信号を出力すループ切替信号発生回路と、 前記ループ切替信号が出力されるまでは、前記D/A変換
器の出力と速度フィードバック信号と速度アンプの第１
フィードバックインピーダンスを前記速度アンプの反転
入力端子に接続し、前記ループ切替信号が出力される
と、前記アナログ位置フィードバック信号と前記速度ア
ンプの第２フィードバックインピーダンスを前記速度ア
ンプの反転入力端子に接続する切替スイッチとを有する
ことを特徴とする位置決め制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24058489A JP2969675B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 位置決め制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24058489A JP2969675B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 位置決め制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03103907A JPH03103907A (ja) | 1991-04-30 |
| JP2969675B2 true JP2969675B2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=17061689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24058489A Expired - Fee Related JP2969675B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 位置決め制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2969675B2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP24058489A patent/JP2969675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03103907A (ja) | 1991-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |