JP3075324B2 - Servo type recorder - Google Patents

Servo type recorder

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JP3075324B2
JP3075324B2 JP05299405A JP29940593A JP3075324B2 JP 3075324 B2 JP3075324 B2 JP 3075324B2 JP 05299405 A JP05299405 A JP 05299405A JP 29940593 A JP29940593 A JP 29940593A JP 3075324 B2 JP3075324 B2 JP 3075324B2
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哲也 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はサーボ形記録計に関し、
詳しくは、記録ペンの応答特性の制御に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo type recorder,
More specifically, the present invention relates to control of response characteristics of a recording pen.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーボ系により測定信号の大きさに応じ
て記録ペンを移動させて記録紙に測定信号の大きさを記
録するように構成されたサーボ形記録計は、各種の分野
で広く用いられている。ところで、このようなサーボ形
記録計において、記録ペンが測定信号の変化に対して高
速で応答するように設定されていると、測定信号が例え
ばフルスケール値から零に大きく変化した場合には記録
ペンは目標値である零位置を中心にして振動しながら零
位置に収束することになる。そして、このように記録ペ
ンが振動する結果、記録紙にも測定信号自体は振動して
いないにもかかわらず振動波形が記録されてしまう。
2. Description of the Related Art Servo recorders configured to record the magnitude of a measurement signal on recording paper by moving a recording pen in accordance with the magnitude of a measurement signal by a servo system are widely used in various fields. Have been. By the way, in such a servo type recorder, if the recording pen is set to respond at high speed to the change of the measurement signal, if the measurement signal greatly changes from a full scale value to zero, for example, the recording is performed. The pen converges to the zero position while vibrating around the zero position which is the target value. As a result of the vibration of the recording pen, a vibration waveform is recorded on the recording paper even though the measurement signal itself does not vibrate.

【0003】そこで、このような不都合を解決するもの
として、例えば入力部にフィルタを設けたり、サーボ系
を構成する機械要素を変更したり、ソフトウェア処理で
記録ペンの応答特性を変えることが行われている。
To solve such inconveniences, for example, a filter is provided in the input section, mechanical elements constituting the servo system are changed, or the response characteristics of the recording pen are changed by software processing. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、入力部にフィ
ルタを設ける場合には、測定信号そのものにフィルタ処
理が施されることになり、測定信号に基づいて行われる
アラームの設定やモニタリング機能にも影響を及ぼすこ
とになる。また、サーボ系を構成する機械要素を変更す
る場合には、変更のための部品点数が多くなり、高価な
ものになってしまうという問題がある。そして、定数の
切り換えによる変更になることから、変更可能な範囲は
ある程度限られてしまう。
However, when a filter is provided in the input section, the measurement signal itself is subjected to a filtering process, and the setting and monitoring functions of an alarm performed based on the measurement signal are also performed. Will have an effect. Further, when changing the mechanical elements constituting the servo system, there is a problem that the number of components for the change increases and the cost increases. Since the change is made by switching the constant, the changeable range is limited to some extent.

【0005】さらに、ソフトウェア処理で記録ペンの応
答特性を変える場合には、高速応答性は得られない。本
発明は、このような従来の問題点を解決するものであっ
て、その目的は、測定信号に影響を与えることなく記録
ペンの応答特性を任意に設定できるサーボ形記録計を実
現することにある。
Further, when the response characteristics of the recording pen are changed by software processing, high-speed response cannot be obtained. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to realize a servo-type recorder that can arbitrarily set a response characteristic of a recording pen without affecting a measurement signal. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のサーボ形記録計
は、サーボ系により測定信号の大きさに応じて記録ペン
を移動させて記録紙に測定信号の大きさを記録するよう
に構成されたサーボ形記録計において、アナログ測定信
号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/
D変換器から変換出力されるデジタル信号に対して物理
量に変換するための演算処理を施す演算処理部と、この
演算処理部から出力されるデジタル信号に対して所望の
時定数を与えるためのフィルタ演算を施すフィルタ演算
部と、このフィルタ演算部の出力をアナログ信号に変換
してサーボ系に入力するD/A変換器、を設けたことを
特徴とする。
The servo type recorder according to the present invention is configured such that a recording pen is moved by a servo system according to the magnitude of a measurement signal to record the magnitude of the measurement signal on recording paper. An A / D converter for converting an analog measurement signal into a digital signal,
An arithmetic processing unit for performing arithmetic processing for converting a digital signal converted and output from the D converter into a physical quantity, and a filter for giving a desired time constant to the digital signal output from the arithmetic processing unit A filter operation unit for performing an operation and a D / A converter for converting an output of the filter operation unit into an analog signal and inputting the analog signal to a servo system are provided.

【0007】[0007]

【作用】サーボ系に入力される測定信号に関連した信号
に対して、サーボ系に入力される直前で所望の時定数を
与えるためのフィルタ演算が施される。このように測定
信号に関連した信号に与える時定数を変化量の大きさに
応じて適切に選定することによって、記録ペンの移動に
伴うオーバーシュートを防止でき、測定信号の変化の状
態に応じた安定した記録が得られる。
The signal relating to the measurement signal input to the servo system is subjected to a filter operation for giving a desired time constant immediately before the signal is input to the servo system. By appropriately selecting the time constant given to the signal related to the measurement signal in accordance with the magnitude of the change amount, it is possible to prevent overshoot due to the movement of the recording pen and to respond to the state of change of the measurement signal. Stable recording is obtained.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す要部のブロック図で
ある。図において、1はCPUであり、装置全体の各部
の動作を制御するとともに、A/D変換器3から変換出
力されるデジタル信号に対して物理量に変換するための
演算処理を施す。2は測定信号の入力端子で、A/D変
換器3に接続されている。4はROMで、プログラムな
どの固定データが格納されている。5はRAMで、測定
条件や測定データなどの可変データが格納されている。
6は記録紙で、モータ7により任意に設定される所定の
速度で繰り出される。8はモータ7を駆動するためのア
ンプである。9は記録ペンであり、サーボモータ10を
含むサーボ系により測定信号の大きさに応じて変位駆動
される。11はサーボモータ10を駆動するためのアン
プ、12はサーボアンプである。サーボアンプ12の一
方の入力端子には記録ペン9の現在位置を帰還するため
の信号を生成する帰還演算ブロック13の出力信号が入
力され、他方の入力端子にはD/A変換器14の出力信
号が入力されている。D/A変換器14の入力端子には
可変フィルタブロック15の出力信号が入力されてい
る。なお、これら各構成要素であるA/D変換器3,R
OM4,RAM5,アンプ8および可変フィルタブロッ
ク15は、バス16を介してCPU1に接続されてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a main part showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a CPU, which controls the operation of each unit of the entire apparatus and performs arithmetic processing for converting a digital signal converted and output from the A / D converter 3 into a physical quantity. Reference numeral 2 denotes a measurement signal input terminal, which is connected to the A / D converter 3. A ROM 4 stores fixed data such as programs. A RAM 5 stores variable data such as measurement conditions and measurement data.
Reference numeral 6 denotes a recording sheet which is fed at a predetermined speed arbitrarily set by a motor 7. Reference numeral 8 denotes an amplifier for driving the motor 7. Reference numeral 9 denotes a recording pen, which is driven to be displaced by a servo system including a servomotor 10 in accordance with the magnitude of a measurement signal. Reference numeral 11 denotes an amplifier for driving the servo motor 10, and reference numeral 12 denotes a servo amplifier. An output signal of a feedback operation block 13 for generating a signal for feeding back the current position of the recording pen 9 is input to one input terminal of the servo amplifier 12, and an output of the D / A converter 14 is input to the other input terminal. Signal is input. The output signal of the variable filter block 15 is input to the input terminal of the D / A converter 14. The A / D converters 3 and R
The OM 4, the RAM 5, the amplifier 8, and the variable filter block 15 are connected to the CPU 1 via the bus 16.

【0009】このような構成において、可変フィルタブ
ロック15はローパスフィルタとして機能するものであ
り、そのフィルタ特性が外部事象に関連した図示しない
外部接点入力信号や記録すべき測定信号の大きさ(記録
位置)などに応じて適宜変更できるように例えばデジタ
ルフィルタとして構成されている。この可変フィルタブ
ロック15はサーボ系を構成するサーボアンプ12の一
方の入力端子に入力されるD/A変換器14の前段に接
続されているので、必要に応じてサーボ系に測定信号の
変化状態が反映された適切なフィルタ特性を与えること
ができる。
In such a configuration, the variable filter block 15 functions as a low-pass filter, and the filter characteristics of the variable filter block 15 correspond to an external contact input signal (not shown) related to an external event or the magnitude of a measurement signal to be recorded (recording position). For example, it is configured as a digital filter so that it can be appropriately changed according to the above. Since the variable filter block 15 is connected to a stage preceding the D / A converter 14 which is input to one input terminal of the servo amplifier 12 constituting the servo system, the servo system may change the state of the measurement signal if necessary. Can be given an appropriate filter characteristic.

【0010】そして、このような構成によれば、CPU
1で演算処理された後の測定信号に関連した物理量変換
信号に対してフィルタ処理が施されるので、アラーム機
能やモニタリング機能にフィルタ処理に起因する悪影響
を及ぼすこともない。図2は可変フィルタブロック15
の動作の流れを示すフローチャートである。なお、以下
の説明で、 X=サーボ出力値 Y=前回のサーボ出力値 α=フィルタ定数 とする。
According to such a configuration, the CPU
Since the filtering process is performed on the physical quantity conversion signal related to the measurement signal that has been subjected to the arithmetic processing in step 1, there is no adverse effect due to the filtering process on the alarm function and the monitoring function. FIG. 2 shows the variable filter block 15.
5 is a flowchart showing a flow of the operation of FIG. In the following description, X = servo output value Y = previous servo output value α = filter constant.

【0011】始めにフィルタ処理を行うか否かが判断さ
れる(ステップ)。フィルタ処理を行うと判断される
と、 Y=α・Y+(1−α)・X のフィルタ演算処理が実行され(ステップ)、このス
テップで演算された結果Yをサーボ系に出力する(ス
テップ)。これに対し、フィルタ処理を行わないと判
断されると、 Y=X のフィルタ演算処理が実行され(ステップ)、このス
テップで演算された結果Yをサーボ系に出力する(ス
テップ)。
First, it is determined whether or not to perform a filtering process (step). If it is determined that the filter processing is to be performed, a filter calculation processing of Y = α · Y + (1−α) · X is executed (step), and the result Y calculated in this step is output to the servo system (step). . On the other hand, if it is determined that the filter processing is not to be performed, the filter calculation processing of Y = X is executed (step), and the result Y calculated in this step is output to the servo system (step).

【0012】具体例を説明する。前述のように、応答性
の速いサーボ系では、測定信号の変化量が大きくて記録
ペン9の移動量が大きいと、記録ペン9の移動速度も速
くなることから目標位置に到達して静止するまでにオー
バーシュートが発生してしまう。このようなオーバーシ
ュートの防止にあたっては、測定信号の変化量の大きさ
を監視するようにし、変化量がある一定値より大きい場
合に限ってある一定時間または変化量がある一定値に低
下するまでの間フィルタ処理を施すようにすればよい。
例えば、測定信号をオフにする操作を行う場合、記録ペ
ン9は理論的には0を記録するはずであるが、応答性の
速いサーボ系では記録ペン9がオーバーシュートにより
−側に振れてそれが記録紙に記録されてしまうことがあ
る。記録結果だけを見ると、その記録結果がこのような
オーバーシュートに起因するものなのか測定信号自体の
変化を表しているのか識別できない。そこで、CPU1
で記録オフを検出して可変フィルタブロック15をオン
にする。これにより、記録ペン9のオーバーシュートの
発生を防止でき、記録ペン9はオーバーシュートのない
記録を行うことができる。
A specific example will be described. As described above, in the servo system having a fast response, when the amount of change of the measurement signal is large and the amount of movement of the recording pen 9 is large, the moving speed of the recording pen 9 also increases, so that the recording system reaches the target position and stops. Overshoot occurs by then. In preventing such an overshoot, the magnitude of the change amount of the measurement signal is monitored, and only when the change amount is larger than a certain value, a certain time or until the change amount decreases to a certain value. During this time, the filter processing may be performed.
For example, when the operation of turning off the measurement signal is performed, the recording pen 9 should theoretically record 0. However, in the servo system having a fast response, the recording pen 9 swings to the minus side due to overshoot, and the recording pen 9 may not record. May be recorded on recording paper. Looking at only the recording result, it cannot be determined whether the recording result is due to such an overshoot or represents a change in the measurement signal itself. Therefore, CPU1
To detect the recording off and turn on the variable filter block 15. Thus, the occurrence of overshoot of the recording pen 9 can be prevented, and the recording pen 9 can perform recording without overshoot.

【0013】また、例えば測定信号が図3に示すような
対数入力の非線形特性を示す場合、測定信号の大きさ
(記録位置)に応じてフィルタ係数を変えることにより
安定した記録結果が得られる。図3の場合、記録位置が
0%側に近くなるのに従って入力信号の変化に対する記
録位置の変化が大きくなる。そこで、安定した記録動作
を行わせるために、例えば50%の記録位置を境にして
フィルタ係数を変えるようにし、50%以下では時定数
が大きくなり、50%を超えると時定数が小さくなるよ
うにフィルタ係数を調整する。これにより、0%近傍の
記録位置での測定信号の変化に対する記録ペン9の移動
の応答性は低くなり、安定した記録動作が得られる。
Further, for example, when the measurement signal shows a non-linear characteristic of logarithmic input as shown in FIG. 3, a stable recording result can be obtained by changing the filter coefficient according to the magnitude (recording position) of the measurement signal. In the case of FIG. 3, the change of the recording position with respect to the change of the input signal increases as the recording position approaches the 0% side. Therefore, in order to perform a stable recording operation, the filter coefficient is changed at, for example, a recording position of 50%, so that the time constant is increased below 50%, and the time constant is decreased above 50%. Adjust the filter coefficient to. Thereby, the response of the movement of the recording pen 9 to the change of the measurement signal at the recording position near 0% becomes low, and a stable recording operation can be obtained.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測定信号に影響を与えることなく記録ペンの応答特性を
任意に設定できるサーボ形記録計が実現できる。
As described above, according to the present invention,
A servo type recorder capable of arbitrarily setting the response characteristics of the recording pen without affecting the measurement signal can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の要部を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作の流れを説明するフローチャートで
ある。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a flow of the operation in FIG. 1;

【図3】測定信号の具体例図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of a measurement signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU 2 入力端子 3 A/D変換器 4 ROM 5 RAM 6 記録紙 7 モータ 8 モータ駆動アンプ 9 記録ペン 10 サーボモータ 11 モータ駆動アンプ 12 サーボアンプ 13 帰還演算ブロック 14 D/A変換器 15 可変フィルタブロック 16 バス 1 CPU 2 Input terminal 3 A / D converter 4 ROM 5 RAM 6 Recording paper 7 Motor 8 Motor drive amplifier 9 Recording pen 10 Servo motor 11 Motor drive amplifier 12 Servo amplifier 13 Feedback calculation block 14 D / A converter 15 Variable filter Block 16 bus

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】サーボ系により測定信号の大きさに応じて
記録ペンを移動させて記録紙に測定信号の大きさを記録
するように構成されたサーボ形記録計において、 アナログ測定信号をデジタル信号に変換するA/D変換
器と、 このA/D変換器から変換出力されるデジタル信号に対
して物理量に変換するための演算処理を施す演算処理部
と、 この演算処理部から出力されるデジタル信号に対して所
望の時定数を与えるためのフィルタ演算を施すフィルタ
演算部と、 このフィルタ演算部の出力をアナログ信号に変換してサ
ーボ系に入力するD/A変換器、を設けたことを特徴と
するサーボ形記録計。
1. A servo type recorder configured to move a recording pen according to the magnitude of a measurement signal by a servo system and record the magnitude of the measurement signal on recording paper. An A / D converter for converting the digital signal into a digital signal; an arithmetic processing unit for performing arithmetic processing for converting a digital signal converted and output from the A / D converter into a physical quantity; and a digital signal output from the arithmetic processing unit. A filter operation unit for performing a filter operation for giving a desired time constant to a signal; and a D / A converter for converting an output of the filter operation unit into an analog signal and inputting the analog signal to a servo system. Features a servo type recorder.
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