JP3412730B2 - サーボモータ制御装置 - Google Patents
サーボモータ制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はラジオコントロール
により遠隔操縦される被操縦装置において用いられ、操
作部材を動作させるサーボモータを駆動するためのサー
ボモータ制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来ラジオコントロール用の被操縦装置
には、送信機から送信された操縦信号を受信する受信機
と、操作部材を動作させる複数のサーボモータが搭載さ
れている。サーボモータは受信機によって受信された操
縦信号によって駆動される。被操縦装置が飛行機やヘリ
コプターの場合には、多数の操作舵（チャンネル）を同
時に送信する必要があるため、時分割により一定の周期
で複数チャンネルの信号を順に送信している。この送信
周期には通常１４〜２４msが用いられている。受信機は
この信号を受信し、位置信号を各チャンネル毎に分解し
て送信周期に同期した１．５±０．６ms程度の幅のパル
スの操作信号として、各チャンネルのサーボモータに出
力する。図７（ａ）は第１の従来例によるサーボモータ
制御装置であり、図示のように操作信号Ｐinによって動
作する単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）２１とパルス
幅比較器２２を有している。パルス幅比較器２２は操作
信号Ｐinのパルス幅と単安定マルチバイブレータ２１の
出力パルスの幅とを比較し、モータ２３を駆動する。モ
ータ２３の回転軸には図示しない減速機構を介して回動
アーム及びポテンショメータ２４が連結されている。ポ
テンショメータ２４はモータの回転によって抵抗値を変
化させるものである。ポテンショメータ２４は単安定マ
ルチバイブレータ２１の発生パルス幅を規定するための
抵抗となっており、パルス幅比較器２２は２つのパルス
の幅が一致するようにモータ２３を回転駆動する。こう
すれば操作信号Ｐinのパルス幅に応じた回転角度を得る
ように制御される。このようにサーボモータの制御回路
も又送信周期に同期して動作している。尚単安定マルチ
バイブレータ２１で発生するパルスの幅は、ポテンショ
メータ２４の値に加えてその時点のモータ２３の速度と
回転方向に応じてわずかに変化させるように、速度補償
が行われている。 【０００３】しかるに近年サーボモータの高速化の要求
が強くなり、回動アームの回転速度で０．１sec ／６０
°以上の速度を持つサーボモータも製造されている。こ
の場合、送信周期、例えば２０msの間に回動アームは１
２°進むこととなる。 【０００４】さてこのようなサーボモータにより舵を微
動させる際には、２０msの間のオーバシュートを防止す
るためにモータ２３を駆動する電圧又は駆動パルスのデ
ューティを小さくし、速度を抑える必要がある。これは
本来の高速化の要求に合わないだけでなく、制限された
電圧ではモータは十分なトルクを発生できないため、外
乱に対して必要な保持力が得られなくなる。例えば回動
アームの回転角を１°動かすためには、通常モータの時
定数（約１０ms）の１／１０程度の間駆動するだけで、
最大回転速度の１／１０程度まで加速させ、２０ms後に
は１°分移動させることができる。このときデューティ
比は１／２０となるため、もし外乱によって回動アーム
が回動し１°ずれればデューティ比１／２０に相当する
反力しか生じない。又このときサーボモータに負荷がか
かっていると、トルクが不足し微動することもできなく
なるという欠点がある。 【０００５】このような問題を解決するために、デュー
ティ比を大きくする方法が特公平５−７２８３６号公報
に示されている。これは図７（ｂ）に示すように、操作
信号Ｐinを入力としパルス幅自体はそのままで送信周期
の整数分の１に変更する周期変更部２５を設けて、デュ
ーティ比を大きくするようにしたサーボモータ制御装置
であり、これを第２の従来例とする。以下、この送信周
期より短いサーボモータを制御する周期を操作周期とす
る。又この送信機の送信周期とは無関係の短い操作周期
によりモータ制御するモータ制御装置も考えられてい
る。こうすればデューティ比が大きくなり、駆動トルク
も増すため、外乱に対する保持力を大きくすることがで
きる。操作信号のパルス幅を送信周期とは無関係の直流
に変換して制御する方式も提案されている。この場合も
保持力を大きくすることができる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】このような従来のサー
ボモータへの操作周期が短くなるように変更する方式で
は、以下のような問題点があった。例えば第２の従来例
において、操縦者がサーボモータの最大速度より遅い動
作でコントロールスティックを動かし、例えばスティッ
クが１．２sec ／６０°に相当する速さで操作されてい
るものとする。図８（ａ）は受信機から操作信号Ｐinと
して加わる信号を示しており、そのパルス幅をここでは
例えば１．５１ms，１．５２ms，１．５３msとする。こ
のように送信機からの位置情報は送信周期、ここでは２
０ms毎にしか送信されないので、各送信周期毎に１°づ
つ進んだ位置情報が順次入力される。ここで操作周期を
送信周期の１／２とする場合には、図８（ｂ）に示すよ
うに操作周期は短くなるが、パルス幅は同一のものが周
期変更部２５より出力される。即ち各送信周期の中では
Ｐin′のパルス幅は夫々等しくなる。そして単安定マル
チバイブレータ２１の出力が前述の速度補償を加えて図
８（ｃ）に示すものとすると、パルス幅の比較によりパ
ルス幅比較器２２より図８（ｄ）に示すような誤差信号
が得られる。図８（ｅ）はこの誤差信号を例えば１００
倍程度にパルス幅を拡張（ストレッチ）して実際にモー
タに加える駆動電圧であって、正を右方向、負を左方向
の回転とする。ここで微小舵角にも十分なトルク及び速
度が得られるよう設計されているために、２０ms以内で
１°の舵角分の動作が完了する。即ち図８（ｆ），
（ｇ），（ｈ）に示すように、１送信周期の２０ms内で
サーボモータを加速し、その後慣性で動作し、次の誤差
算出で１°分を越えてやや回転したことが検出される
と、逆電圧を印加して停止する。このような一連の動作
を送信周期毎に繰り返しながら、全体にスティックに比
例して１．２sec ／６０°で動作する。 【０００７】しかし操作周期を短く変更していると、各
送信周期の中間にサーボモータを停止させるという動作
が含まれてしまう。そしてモータ自身の慣性のために回
転開始時や逆転電圧の印加による停止時に大電流が流れ
るため、表面的には遅い動作に見えても大電流を消費し
てしまうという欠点がある。このようにサーボモータで
大電流が消費されると、電池の消耗が早まるだけでなく
モータの寿命にも悪影響を及ぼすという問題点があっ
た。 【０００８】これに対して操作周期を送信周期と一致さ
せている第１の従来例のサーボモータ制御装置では、実
際に送信機のスティックを操作すると、その操作始めと
終わりのみでモータが回転を開始し停止するため、各送
信周期の間にモータの回転と停止を繰り返すことがな
く、消費電力はそれほど大きくはならない。但しこの場
合には前述のように舵を微動させる際に送信周期毎に１
度しかモータを駆動又は停止させないため、駆動時間が
わずかであり、デューティ比は小さくなる。そのためサ
ーボに負荷がかかっているとトルクが不足し起動できな
いこともあるという問題が生じていた。 【０００９】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、送信周期より操作周期を短くし
て高速でサーボモータを駆動しても消費電力が少なく、
しかも微小舵角にも素早く応動し、外乱に対して必要な
保持力が得られるトルクを有するサーボモータ制御装置
を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は一定の周期を有
しパルスの時間幅を制御情報とする操作信号に基づいて
サーボモータを駆動するラジオコントロール用のサーボ
モータ制御装置であって、前記操作信号のパルス幅を計
測するパルス幅計測手段と、前記操作信号の周期を計測
する周期計測手段と、前記パルス幅計測手段によって計
測されたパルス幅の変化量を算出する変化量算出手段
と、一定時間毎に操作量出力を要求する要求信号を出力
する発振器と、前記変化量算出手段によって算出された
変化量と前記周期計測手段による周期が入力され、各周
期内で経過時間に応じて変化量を案分することにより徐
々に変化が生じるように変化量を調整する変化量調整手
段と、前記発振器より要求信号が出力される毎に前記変
化量調整手段により調整された変化量をパルス幅計測手
段で計測されたパルス幅より減じて新たな操作信号とし
て出力する操作量出力手段と、前記操作量出力手段によ
り出力される新たな操作量に対応した回転角度となるよ
うに前記サーボモータを制御するサーボモータ制御部
と、を有することを特徴とするものである。 【００１１】このような特徴を有する本発明によれば、
受信機より得られる操作信号のパルス幅をまずパルス幅
計測手段によって各周期毎に計測する。そして操作信号
の２周期のパルス幅の変化量を変化量算出手段によって
算出する。又各周期の時間を周期計測手段によって計測
し、各周期内を細分割して変化量調整手段により各分割
された時間毎に操作信号が徐々に変化するように変化量
を調整する。この変化量の調整は１周期内に算出された
変化量となるように１周期の中での経過時間で案分する
ことにより行う。そして調整された変化量を発振器より
要求信号が出力される毎にその周期のパルス幅より減じ
て操作量出力手段により出力する。こうして１送信周期
間に複数の又は連続的な修正された操作信号を出力する
ことによって、サーボモータを制御するようにしてい
る。 【００１２】 【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態による
サーボモータ制御装置及びその周辺部の全体構成を示す
ブロック図である。本図において受信機１は図示しない
送信機からの信号を受信し、各チャンネル毎にサーボモ
ータ制御装置２にそのチャンネル分の操作信号Ｐinを出
力するものである。ここで操作信号Ｐinはほぼ一定の周
期を有し、パルス幅が制御情報となっている。操作信号
Ｐinはサーボモータ制御回路２のパルス幅計測手段３及
び周期計測手段４に入力される。パルス幅計測手段３は
操作信号Ｐinのパルス幅をクロック発振部５からのクロ
ック信号φを計数することによって計測し、変化量算出
手段６に出力するものである。このクロック信号φの周
期は、操作信号Ｐinのパルス幅や周期よりも十分短いも
のとする。変化量算出手段６は２周期のパルス幅の変化
を算出するものである。又周期計測手段４は操作信号Ｐ
inの周期をクロック発振部５のクロック信号φにより計
測するものであって、計測した１周期を細分割、ここで
は１６分割してタイミング信号を変化量調整手段７に与
える。変化量調整手段７は変化量算出手段６で算出され
た変化量を、タイミング信号毎に段階的に経過時間によ
って案分するように調整するものであって、その出力は
操作量出力手段８に入力される。操作量出力手段８は現
在のパルス幅より変化量調整手段７によって加えられた
変化量を減じ、要求に応じて変更されたパルス幅を示す
基準値Ｒefを修正された操作信号として出力するもので
ある。 【００１３】操作量出力手段８には発振器９より要求信
号ＲＱが入力され、この基準値Ｒefはパルス発生器１０
に入力される。パルス発生器１０は例えば発振器９の出
力によって基準値Ｒefをプリセットするダウンカウンタ
と、そのカウント出力の論理和をとるオア回路によって
構成され、基準値Ｒefに応じたパルス幅の信号を出力す
るものである。パルス発生器１０の出力はパルス幅比較
器１１に入力される。パルス幅比較器１１はパルス発生
器１０のパルス幅と単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）
１４のパルス幅とを比較するものであって、従来例のパ
ルス幅比較器２２と同様にモータ１２を駆動する。ポテ
ンショメータ１３はモータ１２の回転軸に連動して変化
する抵抗値を有し、単安定マルチバイブレータ１４はそ
の抵抗値に応じたパルス幅の信号をトリガ入力毎に発生
するパルス発生回路であって、その出力はパルス幅比較
器１１に入力される。 【００１４】次にこのサーボモータ制御装置の主要部の
詳細な構成について図２，図３を参照しつつ説明する。
図２において、パルス幅計測手段３は、操作信号Ｐinが
入力されるＤ型フリップフロップＦ１と、そのＱ出力を
入力とするＤ型フリップフロップＦ２を有している。フ
リップフロップＦ１はＰinのエッジをクロック信号φに
同期させるものであり、フリップフロップＦ１のＱ出力
とフリップフロップＦ２のＱバー出力はアンドゲートＧ
１，ノアゲートＧ３（以下、単にゲートという）に入力
される。ゲートＧ１はこれらの論理積出力によって操作
信号Ｐinの立上りを検出して、カウンタＣＮＴ１をリセ
ットするものである。又アンドゲートＧ２は、フリップ
フロップＦ１のＱ出力によりクロック信号φを断続する
ものであり、その出力はカウンタＣＮＴ１に入力され
る。カウンタＣＮＴ１はＦ１の出力がＨレベルのときに
クロック信号φを計数することにより、操作信号Ｐinの
パルス幅を計測するものである。ここでカウンタＣＮＴ
１を１４ビットで出力Ｑ0 〜Ｑ13（Ｑ0 ：ＬＳＢ，
Ｑ13：ＭＳＢ）のバイナリカウンタとする。ゲートＧ３
は操作信号Ｐinの立下りを検出するものであって、その
出力はレジスタＲ１，Ｒ２等に出力される。レジスタＲ
１は操作信号Ｐinの立下り毎にカウンタＣＮＴ１に計測
されたパルス幅の計数値を保持するものであり、レジス
タＲ２はそれまでレジスタＲ１に保持されていた前周期
の計数値を保持するものである。 【００１５】さて変化量算出手段６はレジスタＲ１，Ｒ
２の差を算出する減算器Ｓ１を有している。減算器Ｓ１
はこれらの差を変化量として算出するものであるが、差
の正負を考えれば最上位ビットＱ13は符号を示し、２０
００Ｈ〜３ＦＦＦＨ（Ｈは１６進数を示す）は負の値で
ある。減算器Ｓ１の出力は図３に示す変化量調整手段７
の加算器Ｓ２に入力される。そしてこの変化量の１／１
６を得るためには２進数の性質から考えて４ビット分だ
けＬＳＢ側にシフトすることによって算出できる。この
場合、負のときにその絶対値で考えて余剰を切り捨てた
結果を得るために、即ち−１〜−１５を０とするため
に、あらかじめ１５（０ＦＨ）を加えておく必要があ
る。従って加算器Ｓ２は減算器Ｓ１の最上位のＱ13の出
力をＢ0 〜Ｂ3 に加えて変化量自身に加算するものであ
る。そして加算器Ｓ２の出力としてＱ4 〜Ｑ13の上位１
０ビットを出力すれば、変化量の１／１６を示す出力が
得られることとなる。 【００１６】一方クロック信号φは図３の周期計測手段
４のカウンタＣＮＴ２にも入力される。カウンタＣＮＴ
２は１０ビットのフリーカウンタであって、クロック信
号φを分周し、φ／６４をＱ5 に、φ／１０２４をＱ9
に出力するものである。カウンタＣＮＴ３はゲートＧ３
の操作信号の立下りを示すパルスによってリセットさ
れ、その後カウンタＣＮＴ２のＱ9 出力を計数すること
によって操作信号Ｐinのパルスの周期を計測するもので
あり、その出力端はレジスタＲ４に接続されている。レ
ジスタＲ４はゲートＧ３のパルスでカウンタＣＮＴ３の
計数値を保持するものである。又カウンタＣＮＴ４はレ
ジスタＲ４の出力がプリセットされるプリセット型の８
ビットダウンカウンタであって、クロック信号φの分周
出力Ｑ5 をダウンカウントする。フリップフロップＦ３
はゲートＧ３の出力を１クロック遅延させるもので、そ
の出力はオア回路から成るゲートＧ６に入力される。又
カウンタＣＮＴ４の各出力はノアゲートＧ７を介してゲ
ートＧ６とゲートＧ５に出力される。ゲートＧ６はフリ
ップフロップＦ３のＱ出力とゲートＧ７の論理和をとる
オア回路であって、その出力はカウンタＣＮＴ４にプリ
セット信号として入力される。こうして１操作信号の周
期内にゲートＧ７よりその間をほぼ等分割する１５のパ
ルスを等間隔で出力できるようにしている。この出力は
変化量調整手段７のアンド回路から成るゲートＧ５に出
力される。 【００１７】さて変化量調整手段７は前述した加算器Ｓ
２に加えて減算器Ｓ３とレジスタＲ３、ゲートＧ４，Ｇ
５から成り立っている。レジスタＲ３には加算器Ｓ２の
出力である変化量の１／１６がプリセット入力端Ｐ4 〜
Ｐ13に入力される。レジスタＲ３の下位４ビットＰ3 〜
Ｐ0 は入力されず０となっているため、加算器Ｓ２の出
力である変化量の１／１６の１６倍が保持されることと
なる。そしてこの値を出力端子Ｑ0 〜Ｑ13より減算器Ｓ
３のＡ0 〜Ａ13に出力するものである。減算器Ｓ３は加
算器Ｓ２の１０ビットの出力Ｑ4 〜Ｑ13がＢ0 〜Ｂ9 に
入力される。又減算器Ｓ３のＢ10〜Ｂ13の上位４ビット
には、負の値のままでビット数を１０ビットから１４ビ
ットに拡張するために、Ｂ9 に入力されるＱ13の値がそ
のまま入力される。減算器Ｓ３はレジスタＲ３の出力で
あるＱ0 〜Ｑ13のＡ入力から加算器Ｓ２の出力である変
化量の１／１６（１４ビット）を減算して、Ｑ0 〜Ｑ13
に出力するものである。この減算値はレジスタＲ３のＤ
0 〜Ｄ13に入力され、同時に図２に示す操作量出力手段
８の減算器Ｓ４に出力される。そしてゲートＧ５からタ
イミング信号が加えられる毎に、新たに入力されたＤ0
〜Ｄ13がレジスタＲ３の出力端Ｑ0 〜Ｑ13より減算器Ｓ
３に出力される。こうして減算器Ｓ３により１周期の１
／１６毎に細分割したタイミングで変化量が更新される
こととなる。 【００１８】一方操作量出力手段８は図２に示すように
減算器Ｓ４とレジスタＲ５を有している。減算器Ｓ４は
レジスタＲ１に保持されているパルス幅から減算器Ｓ３
より得られた値を減算するものであって、その出力はレ
ジスタＲ５に与えられる。レジスタＲ５は発振器９から
の要求信号ＲＱが入力される毎に、保持されているパル
ス幅の基準値Ｒefをパルス発生器１０に出力するもので
ある。 【００１９】次に本実施形態の動作について、図４，図
５のタイムチャートを参照しつつ説明する。図４におい
て（ａ）は受信機１よりサーボモータ制御回路２に入力
される操作信号Ｐinを示している。ここでは操作信号Ｐ
inの周期を約２２msとし、図示しない送信機からの操作
に応じてこのチャンネルの操作信号Ｐinのパルス幅が
１．５ms、１．４ms、１．６msと順次変化していく状態
を示している。前述したように操作信号Ｐinの立上りに
応じてカウンタＣＮＴ１がリセットされ、以後クロック
信号φを計数するため、カウンタＣＮＴ１の計数値はア
ナログ的に表示すると、図４（ｂ）に示すように変化す
る。ここで１．５msのパルス幅を計数した計数値を「１
ＣＣ５Ｈ」、１．４msを計数した計数値を「１ＡＤＡ
Ｈ」、１．６msを計数した計数値を「１ＥＢ０Ｈ」とす
る。各操作信号の立下り毎の時刻t1，t2・・・にゲート
Ｇ３から図４（ｃ）に示す信号が出力されており、この
信号に応じて図４（ｄ），（ｅ）に示すようにカウンタ
ＣＮＴ１の計数値がレジスタＲ１に、レジスタＲ１の計
数値がレジスタＲ２に転送される。減算器Ｓ１はレジス
タＲ１からＲ２の出力を減算する。こうすれば時刻t2に
「３Ｅ１５Ｈ」が減算値として得られる。そして図４
（ｆ）に示すように加算器Ｓ２によりこの減算値の最上
位ビットＱ13である「１」をＢ0 〜Ｂ3 より加え、「３
Ｅ２４Ｈ」が得られ、その上位１０ビットを出力するこ
とによって変位の１／１６の出力、この場合には「３Ｅ
２Ｈ」が得られる。 【００２０】一方カウンタＣＮＴ２はクロック信号φを
計数することによりそのＱ9 出力にクロックの１／１０
２４の数のパルスが出力される。このパルスはカウンタ
ＣＮＴ３により計数され、操作信号Ｐinの立下り毎にリ
セットされる。従ってカウンタＣＮＴ３の計数値はアナ
ログ的に表示すると図４（ｇ）に示すように変化し、２
２msの周期の終了時点ではその周期に対応した計数値、
この場合には１０５又は１０６が計数され、レジスタＲ
４に図４（ｈ）に示すように保持される。そして図５
（ｉ）に示すようにカウンタＣＮＴ４はこの値からダウ
ンカウントを開始し、０に達すればゲートＧ７の出力が
立上るため、図５（ｊ）に示すように１周期の間に１６
回のタイミング信号がゲートＧ５に加えられることとな
る。レジスタＲ３は図４（ｃ）に示すゲートＧ３の出力
時に加算器Ｓ２の出力がＰ4 〜Ｐ13端子にプリセットさ
れ、出力Ｑ13〜Ｑ0 を通して減算器Ｓ３のＡ0 〜Ａ13に
入力される。これは変化量の１６倍であるため、１／１
６の１６倍の信号が減算器Ｓ３のＡ端子に入力される。
減算器Ｓ３のＢ入力端には変化量の１／１６が入力され
ているため、減算器Ｓ３より変化量の１５／１６が出力
される。即ち図５（ｌ）に示すように「３Ｅ２０Ｈ」の
１５／１６に相当する値として「３Ｅ３ＥＨ」が出力さ
れ、タイミング信号が加わる毎に図示のように１４／１
６，１３／１６・・・に相当する値として、「３Ｅ５Ｃ
Ｈ」，「３Ｅ７ＡＨ」・・・が順次出力される。尚図５
（ｌ）では１６進数を示す「Ｈ」を省略している。そし
てこの減算値が０となれば、図５（ｋ）に示すようにゲ
ートＧ４，Ｇ５によってレジスタＲ３へのＤ0 〜Ｄ13の
入力の取込みが禁止される。 【００２１】一方図５（ｍ）に示すように操作周期とは
無関係のタイミングで、例えば３．３ms毎に発振器９か
らの要求信号ＲＱが入力されるものとすると、このタイ
ミング毎にレジスタＲ１の出力より減算器Ｓ３の減算値
が減算器Ｓ４によって減算されて、図５（ｎ）に示すよ
うに基準値Ｒefとして「１Ｃ９ＣＨ」，「１Ｃ６０Ｈ」
・・・の値がパルス発生器１０に加わる。パルス発生器
１０は基準値Ｒefの数値に対応したパルス幅のパルスを
生成してパルス幅比較器１１に出力する。図５（ｎ）の
上段は１６進数を示す「Ｈ」を省略しており、下段の数
字はこの基準値をパルス幅に換算した時間（μｓ）を示
している。又このパルスの立上りのタイミングで単安定
マルチバイブレータ１４がトリガされるため、単安定マ
ルチバイブレータ１４の出力もパルス幅比較器１１に加
わる。このためパルス幅比較器１１によってパルス発生
器１０と単安定マルチバイブレータ１４とのパルス幅が
比較される。この比較信号に応じてモータ１２が駆動さ
れてサーボホーンが回転すると共に、ポテンショメータ
１３が回動する。そしてポテンショメータ１３の回動に
より２つのパルス幅が同一となるようにモータ１２が制
御されて動作を停止する。 【００２２】尚本実施形態では変化量を調整するために
送信周期を１／１６に細分割して案分しているが、１６
分割に限らず他の分割数で分割してもよいことはいうま
でもない。又本実施形態では変化量の１５／１６，１４
／１６・・・を順次減算するようにしているが、変化量
の１／１６，２／１６を順次その直前の周期のパルス幅
に加算するように変更してもよいことはいうまでもな
い。 【００２３】図６は本実施形態において図８と対比する
ために、操作周期を送信周期の１／２となるように変化
させた場合のタイムチャートである。図６（ａ）は受信
機から得られるサーボへの操作信号Ｐinを示しており、
図６（ｂ）はパルス発生器１０で出力される修正された
操作信号Ｐin′である。この場合にはＰin′のパルス幅
は、図示のようにその最後のパルス幅がその送信周期の
操作信号Ｐinと同一となるように変化する。ここで操作
信号Ｐinのパルス幅が順次増加（又は減少）する場合に
は、誤差信号も例えば正方向の１方向であり、操作周期
毎にモータも一定方向にのみ駆動される。このため図８
の場合と異なり各送信周期でモータの回転開始，停止を
繰り返すことなく、モータの駆動と慣性での回転が繰り
返されるため、モータ電流は図６（ｈ）に示すように小
さくなり、第２の従来例に比べて消費電流を大幅に低減
することができる。 【００２４】又本実施形態では操作量出力手段より操作
信号として出力される基準値をパルス幅に一旦変換して
パルス幅を比較するようにしているが、パルス幅の値を
直接比較するようにしてもよい。この場合にはポテンシ
ョメータ１３の値に応じたパルス幅を示す数値を出力す
る手段、例えばＡ／Ｄ変換器を設けて、このパルス幅の
値と基準値Ｒefの数値とを比較することが必要となる。 【００２５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、１送信周期を細分割し変化量をその経過時間で案分
するようにしているため、修正された操作信号のパルス
幅は小さい変化量で徐々に変化し、モータの回転，停止
を繰り返すことがない。そして順次変化する基準値に応
じてそのときの誤差が算出され必要なだけモータが回転
するため、少ない消費電力で所定の速度で動作するサー
ボモータとすることができる。又基準値の変化量は操作
信号Ｐinの送信周期に依存し、次の操作信号の入力まで
には追従し終えるため、サーボモータの動作遅れはほと
んど問題にならない。又将来、送信周期自体が現状のも
のよりも短くなるように変更された場合にも、本発明で
は送信周期を周期計測手段によって計測して変化量を調
整しているため、本発明をそのまま適用することができ
る。更にポテンショメータによって検出される外乱に対
する特性には影響を与えることはない。
により遠隔操縦される被操縦装置において用いられ、操
作部材を動作させるサーボモータを駆動するためのサー
ボモータ制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来ラジオコントロール用の被操縦装置
には、送信機から送信された操縦信号を受信する受信機
と、操作部材を動作させる複数のサーボモータが搭載さ
れている。サーボモータは受信機によって受信された操
縦信号によって駆動される。被操縦装置が飛行機やヘリ
コプターの場合には、多数の操作舵（チャンネル）を同
時に送信する必要があるため、時分割により一定の周期
で複数チャンネルの信号を順に送信している。この送信
周期には通常１４〜２４msが用いられている。受信機は
この信号を受信し、位置信号を各チャンネル毎に分解し
て送信周期に同期した１．５±０．６ms程度の幅のパル
スの操作信号として、各チャンネルのサーボモータに出
力する。図７（ａ）は第１の従来例によるサーボモータ
制御装置であり、図示のように操作信号Ｐinによって動
作する単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）２１とパルス
幅比較器２２を有している。パルス幅比較器２２は操作
信号Ｐinのパルス幅と単安定マルチバイブレータ２１の
出力パルスの幅とを比較し、モータ２３を駆動する。モ
ータ２３の回転軸には図示しない減速機構を介して回動
アーム及びポテンショメータ２４が連結されている。ポ
テンショメータ２４はモータの回転によって抵抗値を変
化させるものである。ポテンショメータ２４は単安定マ
ルチバイブレータ２１の発生パルス幅を規定するための
抵抗となっており、パルス幅比較器２２は２つのパルス
の幅が一致するようにモータ２３を回転駆動する。こう
すれば操作信号Ｐinのパルス幅に応じた回転角度を得る
ように制御される。このようにサーボモータの制御回路
も又送信周期に同期して動作している。尚単安定マルチ
バイブレータ２１で発生するパルスの幅は、ポテンショ
メータ２４の値に加えてその時点のモータ２３の速度と
回転方向に応じてわずかに変化させるように、速度補償
が行われている。 【０００３】しかるに近年サーボモータの高速化の要求
が強くなり、回動アームの回転速度で０．１sec ／６０
°以上の速度を持つサーボモータも製造されている。こ
の場合、送信周期、例えば２０msの間に回動アームは１
２°進むこととなる。 【０００４】さてこのようなサーボモータにより舵を微
動させる際には、２０msの間のオーバシュートを防止す
るためにモータ２３を駆動する電圧又は駆動パルスのデ
ューティを小さくし、速度を抑える必要がある。これは
本来の高速化の要求に合わないだけでなく、制限された
電圧ではモータは十分なトルクを発生できないため、外
乱に対して必要な保持力が得られなくなる。例えば回動
アームの回転角を１°動かすためには、通常モータの時
定数（約１０ms）の１／１０程度の間駆動するだけで、
最大回転速度の１／１０程度まで加速させ、２０ms後に
は１°分移動させることができる。このときデューティ
比は１／２０となるため、もし外乱によって回動アーム
が回動し１°ずれればデューティ比１／２０に相当する
反力しか生じない。又このときサーボモータに負荷がか
かっていると、トルクが不足し微動することもできなく
なるという欠点がある。 【０００５】このような問題を解決するために、デュー
ティ比を大きくする方法が特公平５−７２８３６号公報
に示されている。これは図７（ｂ）に示すように、操作
信号Ｐinを入力としパルス幅自体はそのままで送信周期
の整数分の１に変更する周期変更部２５を設けて、デュ
ーティ比を大きくするようにしたサーボモータ制御装置
であり、これを第２の従来例とする。以下、この送信周
期より短いサーボモータを制御する周期を操作周期とす
る。又この送信機の送信周期とは無関係の短い操作周期
によりモータ制御するモータ制御装置も考えられてい
る。こうすればデューティ比が大きくなり、駆動トルク
も増すため、外乱に対する保持力を大きくすることがで
きる。操作信号のパルス幅を送信周期とは無関係の直流
に変換して制御する方式も提案されている。この場合も
保持力を大きくすることができる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】このような従来のサー
ボモータへの操作周期が短くなるように変更する方式で
は、以下のような問題点があった。例えば第２の従来例
において、操縦者がサーボモータの最大速度より遅い動
作でコントロールスティックを動かし、例えばスティッ
クが１．２sec ／６０°に相当する速さで操作されてい
るものとする。図８（ａ）は受信機から操作信号Ｐinと
して加わる信号を示しており、そのパルス幅をここでは
例えば１．５１ms，１．５２ms，１．５３msとする。こ
のように送信機からの位置情報は送信周期、ここでは２
０ms毎にしか送信されないので、各送信周期毎に１°づ
つ進んだ位置情報が順次入力される。ここで操作周期を
送信周期の１／２とする場合には、図８（ｂ）に示すよ
うに操作周期は短くなるが、パルス幅は同一のものが周
期変更部２５より出力される。即ち各送信周期の中では
Ｐin′のパルス幅は夫々等しくなる。そして単安定マル
チバイブレータ２１の出力が前述の速度補償を加えて図
８（ｃ）に示すものとすると、パルス幅の比較によりパ
ルス幅比較器２２より図８（ｄ）に示すような誤差信号
が得られる。図８（ｅ）はこの誤差信号を例えば１００
倍程度にパルス幅を拡張（ストレッチ）して実際にモー
タに加える駆動電圧であって、正を右方向、負を左方向
の回転とする。ここで微小舵角にも十分なトルク及び速
度が得られるよう設計されているために、２０ms以内で
１°の舵角分の動作が完了する。即ち図８（ｆ），
（ｇ），（ｈ）に示すように、１送信周期の２０ms内で
サーボモータを加速し、その後慣性で動作し、次の誤差
算出で１°分を越えてやや回転したことが検出される
と、逆電圧を印加して停止する。このような一連の動作
を送信周期毎に繰り返しながら、全体にスティックに比
例して１．２sec ／６０°で動作する。 【０００７】しかし操作周期を短く変更していると、各
送信周期の中間にサーボモータを停止させるという動作
が含まれてしまう。そしてモータ自身の慣性のために回
転開始時や逆転電圧の印加による停止時に大電流が流れ
るため、表面的には遅い動作に見えても大電流を消費し
てしまうという欠点がある。このようにサーボモータで
大電流が消費されると、電池の消耗が早まるだけでなく
モータの寿命にも悪影響を及ぼすという問題点があっ
た。 【０００８】これに対して操作周期を送信周期と一致さ
せている第１の従来例のサーボモータ制御装置では、実
際に送信機のスティックを操作すると、その操作始めと
終わりのみでモータが回転を開始し停止するため、各送
信周期の間にモータの回転と停止を繰り返すことがな
く、消費電力はそれほど大きくはならない。但しこの場
合には前述のように舵を微動させる際に送信周期毎に１
度しかモータを駆動又は停止させないため、駆動時間が
わずかであり、デューティ比は小さくなる。そのためサ
ーボに負荷がかかっているとトルクが不足し起動できな
いこともあるという問題が生じていた。 【０００９】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、送信周期より操作周期を短くし
て高速でサーボモータを駆動しても消費電力が少なく、
しかも微小舵角にも素早く応動し、外乱に対して必要な
保持力が得られるトルクを有するサーボモータ制御装置
を提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は一定の周期を有
しパルスの時間幅を制御情報とする操作信号に基づいて
サーボモータを駆動するラジオコントロール用のサーボ
モータ制御装置であって、前記操作信号のパルス幅を計
測するパルス幅計測手段と、前記操作信号の周期を計測
する周期計測手段と、前記パルス幅計測手段によって計
測されたパルス幅の変化量を算出する変化量算出手段
と、一定時間毎に操作量出力を要求する要求信号を出力
する発振器と、前記変化量算出手段によって算出された
変化量と前記周期計測手段による周期が入力され、各周
期内で経過時間に応じて変化量を案分することにより徐
々に変化が生じるように変化量を調整する変化量調整手
段と、前記発振器より要求信号が出力される毎に前記変
化量調整手段により調整された変化量をパルス幅計測手
段で計測されたパルス幅より減じて新たな操作信号とし
て出力する操作量出力手段と、前記操作量出力手段によ
り出力される新たな操作量に対応した回転角度となるよ
うに前記サーボモータを制御するサーボモータ制御部
と、を有することを特徴とするものである。 【００１１】このような特徴を有する本発明によれば、
受信機より得られる操作信号のパルス幅をまずパルス幅
計測手段によって各周期毎に計測する。そして操作信号
の２周期のパルス幅の変化量を変化量算出手段によって
算出する。又各周期の時間を周期計測手段によって計測
し、各周期内を細分割して変化量調整手段により各分割
された時間毎に操作信号が徐々に変化するように変化量
を調整する。この変化量の調整は１周期内に算出された
変化量となるように１周期の中での経過時間で案分する
ことにより行う。そして調整された変化量を発振器より
要求信号が出力される毎にその周期のパルス幅より減じ
て操作量出力手段により出力する。こうして１送信周期
間に複数の又は連続的な修正された操作信号を出力する
ことによって、サーボモータを制御するようにしてい
る。 【００１２】 【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態による
サーボモータ制御装置及びその周辺部の全体構成を示す
ブロック図である。本図において受信機１は図示しない
送信機からの信号を受信し、各チャンネル毎にサーボモ
ータ制御装置２にそのチャンネル分の操作信号Ｐinを出
力するものである。ここで操作信号Ｐinはほぼ一定の周
期を有し、パルス幅が制御情報となっている。操作信号
Ｐinはサーボモータ制御回路２のパルス幅計測手段３及
び周期計測手段４に入力される。パルス幅計測手段３は
操作信号Ｐinのパルス幅をクロック発振部５からのクロ
ック信号φを計数することによって計測し、変化量算出
手段６に出力するものである。このクロック信号φの周
期は、操作信号Ｐinのパルス幅や周期よりも十分短いも
のとする。変化量算出手段６は２周期のパルス幅の変化
を算出するものである。又周期計測手段４は操作信号Ｐ
inの周期をクロック発振部５のクロック信号φにより計
測するものであって、計測した１周期を細分割、ここで
は１６分割してタイミング信号を変化量調整手段７に与
える。変化量調整手段７は変化量算出手段６で算出され
た変化量を、タイミング信号毎に段階的に経過時間によ
って案分するように調整するものであって、その出力は
操作量出力手段８に入力される。操作量出力手段８は現
在のパルス幅より変化量調整手段７によって加えられた
変化量を減じ、要求に応じて変更されたパルス幅を示す
基準値Ｒefを修正された操作信号として出力するもので
ある。 【００１３】操作量出力手段８には発振器９より要求信
号ＲＱが入力され、この基準値Ｒefはパルス発生器１０
に入力される。パルス発生器１０は例えば発振器９の出
力によって基準値Ｒefをプリセットするダウンカウンタ
と、そのカウント出力の論理和をとるオア回路によって
構成され、基準値Ｒefに応じたパルス幅の信号を出力す
るものである。パルス発生器１０の出力はパルス幅比較
器１１に入力される。パルス幅比較器１１はパルス発生
器１０のパルス幅と単安定マルチバイブレータ（ＭＭ）
１４のパルス幅とを比較するものであって、従来例のパ
ルス幅比較器２２と同様にモータ１２を駆動する。ポテ
ンショメータ１３はモータ１２の回転軸に連動して変化
する抵抗値を有し、単安定マルチバイブレータ１４はそ
の抵抗値に応じたパルス幅の信号をトリガ入力毎に発生
するパルス発生回路であって、その出力はパルス幅比較
器１１に入力される。 【００１４】次にこのサーボモータ制御装置の主要部の
詳細な構成について図２，図３を参照しつつ説明する。
図２において、パルス幅計測手段３は、操作信号Ｐinが
入力されるＤ型フリップフロップＦ１と、そのＱ出力を
入力とするＤ型フリップフロップＦ２を有している。フ
リップフロップＦ１はＰinのエッジをクロック信号φに
同期させるものであり、フリップフロップＦ１のＱ出力
とフリップフロップＦ２のＱバー出力はアンドゲートＧ
１，ノアゲートＧ３（以下、単にゲートという）に入力
される。ゲートＧ１はこれらの論理積出力によって操作
信号Ｐinの立上りを検出して、カウンタＣＮＴ１をリセ
ットするものである。又アンドゲートＧ２は、フリップ
フロップＦ１のＱ出力によりクロック信号φを断続する
ものであり、その出力はカウンタＣＮＴ１に入力され
る。カウンタＣＮＴ１はＦ１の出力がＨレベルのときに
クロック信号φを計数することにより、操作信号Ｐinの
パルス幅を計測するものである。ここでカウンタＣＮＴ
１を１４ビットで出力Ｑ0 〜Ｑ13（Ｑ0 ：ＬＳＢ，
Ｑ13：ＭＳＢ）のバイナリカウンタとする。ゲートＧ３
は操作信号Ｐinの立下りを検出するものであって、その
出力はレジスタＲ１，Ｒ２等に出力される。レジスタＲ
１は操作信号Ｐinの立下り毎にカウンタＣＮＴ１に計測
されたパルス幅の計数値を保持するものであり、レジス
タＲ２はそれまでレジスタＲ１に保持されていた前周期
の計数値を保持するものである。 【００１５】さて変化量算出手段６はレジスタＲ１，Ｒ
２の差を算出する減算器Ｓ１を有している。減算器Ｓ１
はこれらの差を変化量として算出するものであるが、差
の正負を考えれば最上位ビットＱ13は符号を示し、２０
００Ｈ〜３ＦＦＦＨ（Ｈは１６進数を示す）は負の値で
ある。減算器Ｓ１の出力は図３に示す変化量調整手段７
の加算器Ｓ２に入力される。そしてこの変化量の１／１
６を得るためには２進数の性質から考えて４ビット分だ
けＬＳＢ側にシフトすることによって算出できる。この
場合、負のときにその絶対値で考えて余剰を切り捨てた
結果を得るために、即ち−１〜−１５を０とするため
に、あらかじめ１５（０ＦＨ）を加えておく必要があ
る。従って加算器Ｓ２は減算器Ｓ１の最上位のＱ13の出
力をＢ0 〜Ｂ3 に加えて変化量自身に加算するものであ
る。そして加算器Ｓ２の出力としてＱ4 〜Ｑ13の上位１
０ビットを出力すれば、変化量の１／１６を示す出力が
得られることとなる。 【００１６】一方クロック信号φは図３の周期計測手段
４のカウンタＣＮＴ２にも入力される。カウンタＣＮＴ
２は１０ビットのフリーカウンタであって、クロック信
号φを分周し、φ／６４をＱ5 に、φ／１０２４をＱ9
に出力するものである。カウンタＣＮＴ３はゲートＧ３
の操作信号の立下りを示すパルスによってリセットさ
れ、その後カウンタＣＮＴ２のＱ9 出力を計数すること
によって操作信号Ｐinのパルスの周期を計測するもので
あり、その出力端はレジスタＲ４に接続されている。レ
ジスタＲ４はゲートＧ３のパルスでカウンタＣＮＴ３の
計数値を保持するものである。又カウンタＣＮＴ４はレ
ジスタＲ４の出力がプリセットされるプリセット型の８
ビットダウンカウンタであって、クロック信号φの分周
出力Ｑ5 をダウンカウントする。フリップフロップＦ３
はゲートＧ３の出力を１クロック遅延させるもので、そ
の出力はオア回路から成るゲートＧ６に入力される。又
カウンタＣＮＴ４の各出力はノアゲートＧ７を介してゲ
ートＧ６とゲートＧ５に出力される。ゲートＧ６はフリ
ップフロップＦ３のＱ出力とゲートＧ７の論理和をとる
オア回路であって、その出力はカウンタＣＮＴ４にプリ
セット信号として入力される。こうして１操作信号の周
期内にゲートＧ７よりその間をほぼ等分割する１５のパ
ルスを等間隔で出力できるようにしている。この出力は
変化量調整手段７のアンド回路から成るゲートＧ５に出
力される。 【００１７】さて変化量調整手段７は前述した加算器Ｓ
２に加えて減算器Ｓ３とレジスタＲ３、ゲートＧ４，Ｇ
５から成り立っている。レジスタＲ３には加算器Ｓ２の
出力である変化量の１／１６がプリセット入力端Ｐ4 〜
Ｐ13に入力される。レジスタＲ３の下位４ビットＰ3 〜
Ｐ0 は入力されず０となっているため、加算器Ｓ２の出
力である変化量の１／１６の１６倍が保持されることと
なる。そしてこの値を出力端子Ｑ0 〜Ｑ13より減算器Ｓ
３のＡ0 〜Ａ13に出力するものである。減算器Ｓ３は加
算器Ｓ２の１０ビットの出力Ｑ4 〜Ｑ13がＢ0 〜Ｂ9 に
入力される。又減算器Ｓ３のＢ10〜Ｂ13の上位４ビット
には、負の値のままでビット数を１０ビットから１４ビ
ットに拡張するために、Ｂ9 に入力されるＱ13の値がそ
のまま入力される。減算器Ｓ３はレジスタＲ３の出力で
あるＱ0 〜Ｑ13のＡ入力から加算器Ｓ２の出力である変
化量の１／１６（１４ビット）を減算して、Ｑ0 〜Ｑ13
に出力するものである。この減算値はレジスタＲ３のＤ
0 〜Ｄ13に入力され、同時に図２に示す操作量出力手段
８の減算器Ｓ４に出力される。そしてゲートＧ５からタ
イミング信号が加えられる毎に、新たに入力されたＤ0
〜Ｄ13がレジスタＲ３の出力端Ｑ0 〜Ｑ13より減算器Ｓ
３に出力される。こうして減算器Ｓ３により１周期の１
／１６毎に細分割したタイミングで変化量が更新される
こととなる。 【００１８】一方操作量出力手段８は図２に示すように
減算器Ｓ４とレジスタＲ５を有している。減算器Ｓ４は
レジスタＲ１に保持されているパルス幅から減算器Ｓ３
より得られた値を減算するものであって、その出力はレ
ジスタＲ５に与えられる。レジスタＲ５は発振器９から
の要求信号ＲＱが入力される毎に、保持されているパル
ス幅の基準値Ｒefをパルス発生器１０に出力するもので
ある。 【００１９】次に本実施形態の動作について、図４，図
５のタイムチャートを参照しつつ説明する。図４におい
て（ａ）は受信機１よりサーボモータ制御回路２に入力
される操作信号Ｐinを示している。ここでは操作信号Ｐ
inの周期を約２２msとし、図示しない送信機からの操作
に応じてこのチャンネルの操作信号Ｐinのパルス幅が
１．５ms、１．４ms、１．６msと順次変化していく状態
を示している。前述したように操作信号Ｐinの立上りに
応じてカウンタＣＮＴ１がリセットされ、以後クロック
信号φを計数するため、カウンタＣＮＴ１の計数値はア
ナログ的に表示すると、図４（ｂ）に示すように変化す
る。ここで１．５msのパルス幅を計数した計数値を「１
ＣＣ５Ｈ」、１．４msを計数した計数値を「１ＡＤＡ
Ｈ」、１．６msを計数した計数値を「１ＥＢ０Ｈ」とす
る。各操作信号の立下り毎の時刻t1，t2・・・にゲート
Ｇ３から図４（ｃ）に示す信号が出力されており、この
信号に応じて図４（ｄ），（ｅ）に示すようにカウンタ
ＣＮＴ１の計数値がレジスタＲ１に、レジスタＲ１の計
数値がレジスタＲ２に転送される。減算器Ｓ１はレジス
タＲ１からＲ２の出力を減算する。こうすれば時刻t2に
「３Ｅ１５Ｈ」が減算値として得られる。そして図４
（ｆ）に示すように加算器Ｓ２によりこの減算値の最上
位ビットＱ13である「１」をＢ0 〜Ｂ3 より加え、「３
Ｅ２４Ｈ」が得られ、その上位１０ビットを出力するこ
とによって変位の１／１６の出力、この場合には「３Ｅ
２Ｈ」が得られる。 【００２０】一方カウンタＣＮＴ２はクロック信号φを
計数することによりそのＱ9 出力にクロックの１／１０
２４の数のパルスが出力される。このパルスはカウンタ
ＣＮＴ３により計数され、操作信号Ｐinの立下り毎にリ
セットされる。従ってカウンタＣＮＴ３の計数値はアナ
ログ的に表示すると図４（ｇ）に示すように変化し、２
２msの周期の終了時点ではその周期に対応した計数値、
この場合には１０５又は１０６が計数され、レジスタＲ
４に図４（ｈ）に示すように保持される。そして図５
（ｉ）に示すようにカウンタＣＮＴ４はこの値からダウ
ンカウントを開始し、０に達すればゲートＧ７の出力が
立上るため、図５（ｊ）に示すように１周期の間に１６
回のタイミング信号がゲートＧ５に加えられることとな
る。レジスタＲ３は図４（ｃ）に示すゲートＧ３の出力
時に加算器Ｓ２の出力がＰ4 〜Ｐ13端子にプリセットさ
れ、出力Ｑ13〜Ｑ0 を通して減算器Ｓ３のＡ0 〜Ａ13に
入力される。これは変化量の１６倍であるため、１／１
６の１６倍の信号が減算器Ｓ３のＡ端子に入力される。
減算器Ｓ３のＢ入力端には変化量の１／１６が入力され
ているため、減算器Ｓ３より変化量の１５／１６が出力
される。即ち図５（ｌ）に示すように「３Ｅ２０Ｈ」の
１５／１６に相当する値として「３Ｅ３ＥＨ」が出力さ
れ、タイミング信号が加わる毎に図示のように１４／１
６，１３／１６・・・に相当する値として、「３Ｅ５Ｃ
Ｈ」，「３Ｅ７ＡＨ」・・・が順次出力される。尚図５
（ｌ）では１６進数を示す「Ｈ」を省略している。そし
てこの減算値が０となれば、図５（ｋ）に示すようにゲ
ートＧ４，Ｇ５によってレジスタＲ３へのＤ0 〜Ｄ13の
入力の取込みが禁止される。 【００２１】一方図５（ｍ）に示すように操作周期とは
無関係のタイミングで、例えば３．３ms毎に発振器９か
らの要求信号ＲＱが入力されるものとすると、このタイ
ミング毎にレジスタＲ１の出力より減算器Ｓ３の減算値
が減算器Ｓ４によって減算されて、図５（ｎ）に示すよ
うに基準値Ｒefとして「１Ｃ９ＣＨ」，「１Ｃ６０Ｈ」
・・・の値がパルス発生器１０に加わる。パルス発生器
１０は基準値Ｒefの数値に対応したパルス幅のパルスを
生成してパルス幅比較器１１に出力する。図５（ｎ）の
上段は１６進数を示す「Ｈ」を省略しており、下段の数
字はこの基準値をパルス幅に換算した時間（μｓ）を示
している。又このパルスの立上りのタイミングで単安定
マルチバイブレータ１４がトリガされるため、単安定マ
ルチバイブレータ１４の出力もパルス幅比較器１１に加
わる。このためパルス幅比較器１１によってパルス発生
器１０と単安定マルチバイブレータ１４とのパルス幅が
比較される。この比較信号に応じてモータ１２が駆動さ
れてサーボホーンが回転すると共に、ポテンショメータ
１３が回動する。そしてポテンショメータ１３の回動に
より２つのパルス幅が同一となるようにモータ１２が制
御されて動作を停止する。 【００２２】尚本実施形態では変化量を調整するために
送信周期を１／１６に細分割して案分しているが、１６
分割に限らず他の分割数で分割してもよいことはいうま
でもない。又本実施形態では変化量の１５／１６，１４
／１６・・・を順次減算するようにしているが、変化量
の１／１６，２／１６を順次その直前の周期のパルス幅
に加算するように変更してもよいことはいうまでもな
い。 【００２３】図６は本実施形態において図８と対比する
ために、操作周期を送信周期の１／２となるように変化
させた場合のタイムチャートである。図６（ａ）は受信
機から得られるサーボへの操作信号Ｐinを示しており、
図６（ｂ）はパルス発生器１０で出力される修正された
操作信号Ｐin′である。この場合にはＰin′のパルス幅
は、図示のようにその最後のパルス幅がその送信周期の
操作信号Ｐinと同一となるように変化する。ここで操作
信号Ｐinのパルス幅が順次増加（又は減少）する場合に
は、誤差信号も例えば正方向の１方向であり、操作周期
毎にモータも一定方向にのみ駆動される。このため図８
の場合と異なり各送信周期でモータの回転開始，停止を
繰り返すことなく、モータの駆動と慣性での回転が繰り
返されるため、モータ電流は図６（ｈ）に示すように小
さくなり、第２の従来例に比べて消費電流を大幅に低減
することができる。 【００２４】又本実施形態では操作量出力手段より操作
信号として出力される基準値をパルス幅に一旦変換して
パルス幅を比較するようにしているが、パルス幅の値を
直接比較するようにしてもよい。この場合にはポテンシ
ョメータ１３の値に応じたパルス幅を示す数値を出力す
る手段、例えばＡ／Ｄ変換器を設けて、このパルス幅の
値と基準値Ｒefの数値とを比較することが必要となる。 【００２５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、１送信周期を細分割し変化量をその経過時間で案分
するようにしているため、修正された操作信号のパルス
幅は小さい変化量で徐々に変化し、モータの回転，停止
を繰り返すことがない。そして順次変化する基準値に応
じてそのときの誤差が算出され必要なだけモータが回転
するため、少ない消費電力で所定の速度で動作するサー
ボモータとすることができる。又基準値の変化量は操作
信号Ｐinの送信周期に依存し、次の操作信号の入力まで
には追従し終えるため、サーボモータの動作遅れはほと
んど問題にならない。又将来、送信周期自体が現状のも
のよりも短くなるように変更された場合にも、本発明で
は送信周期を周期計測手段によって計測して変化量を調
整しているため、本発明をそのまま適用することができ
る。更にポテンショメータによって検出される外乱に対
する特性には影響を与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるサーボモータ制御装
置の構成を示すブロック図である。 【図２】本実施形態によるサーボモータ制御装置の主要
部の構成を示すブロック図（その１）である。 【図３】本実施形態によるサーボモータ制御装置の主要
部の構成を示すブロック図（その２）である。 【図４】本実施形態の動作を示すタイムチャート（その
１）である。 【図５】本実施形態の動作を示すタイムチャート（その
２）である。 【図６】本実施形態において操作周期を送信周期の１／
２としたときの各部の動作を示すタイムチャートであ
る。 【図７】（ａ）は第１の従来例、（ｂ）は第２の従来例
によるサーボモータ制御装置の一般的な構成を示すブロ
ック図である。 【図８】第２の従来例によるサーボモータ制御装置の動
作を示すタイムチャートである。 【符号の説明】 １ 受信機 ２ サーボモータ制御装置 ３ パルス幅計測手段 ４ 周期計測手段 ５ クロック発振部 ６ 変化量算出手段 ７ 変化量調整手段 ８ 操作量出力手段 ９ 発振器 １０ パルス発生器 １１ パルス幅比較器 １２ モータ １３ ポテンショメータ １４ 単安定マルチバイブレータ Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ フリップフロップ Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４ 減算器 Ｓ２ 加算器 ＣＮＴ１，ＣＮＴ２，ＣＮＴ３，ＣＮＴ４ カウンタ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ レジスタ Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７ ゲート
置の構成を示すブロック図である。 【図２】本実施形態によるサーボモータ制御装置の主要
部の構成を示すブロック図（その１）である。 【図３】本実施形態によるサーボモータ制御装置の主要
部の構成を示すブロック図（その２）である。 【図４】本実施形態の動作を示すタイムチャート（その
１）である。 【図５】本実施形態の動作を示すタイムチャート（その
２）である。 【図６】本実施形態において操作周期を送信周期の１／
２としたときの各部の動作を示すタイムチャートであ
る。 【図７】（ａ）は第１の従来例、（ｂ）は第２の従来例
によるサーボモータ制御装置の一般的な構成を示すブロ
ック図である。 【図８】第２の従来例によるサーボモータ制御装置の動
作を示すタイムチャートである。 【符号の説明】 １ 受信機 ２ サーボモータ制御装置 ３ パルス幅計測手段 ４ 周期計測手段 ５ クロック発振部 ６ 変化量算出手段 ７ 変化量調整手段 ８ 操作量出力手段 ９ 発振器 １０ パルス発生器 １１ パルス幅比較器 １２ モータ １３ ポテンショメータ １４ 単安定マルチバイブレータ Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ フリップフロップ Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４ 減算器 Ｓ２ 加算器 ＣＮＴ１，ＣＮＴ２，ＣＮＴ３，ＣＮＴ４ カウンタ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ レジスタ Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７ ゲート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−46885（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−46189（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−55698（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−91094（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−94099（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05D 3/00 - 3/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一定の周期を有しパルスの時間幅を制御
情報とする操作信号に基づいてサーボモータを駆動する
ラジオコントロール用のサーボモータ制御装置であっ
て、 前記操作信号のパルス幅を計測するパルス幅計測手段
と、 前記操作信号の周期を計測する周期計測手段と、 前記パルス幅計測手段によって計測されたパルス幅の変
化量を算出する変化量算出手段と、 一定時間毎に操作量出力を要求する要求信号を出力する
発振器と、 前記変化量算出手段によって算出された変化量と前記周
期計測手段による周期が入力され、各周期内で経過時間
に応じて変化量を案分することにより徐々に変化が生じ
るように変化量を調整する変化量調整手段と、 前記発振器より要求信号が出力される毎に前記変化量調
整手段により調整された変化量をパルス幅計測手段で計
測されたパルス幅より減じて新たな操作信号として出力
する操作量出力手段と、前記操作量出力手段により出力される新たな操作量に対
応した回転角度となるように前記サーボモータを制御す
るサーボモータ制御部と、 を有することを特徴とするラ
ジオコントロール用のサーボモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01935396A JP3412730B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | サーボモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01935396A JP3412730B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | サーボモータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09187578A JPH09187578A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3412730B2 true JP3412730B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=11997025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01935396A Expired - Fee Related JP3412730B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | サーボモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412730B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5774952B2 (ja) | 2011-09-22 | 2015-09-09 | 双葉電子工業株式会社 | モータ制御回路及び該回路を実装したサーボ装置 |
| CN110142965B (zh) | 2019-05-17 | 2021-07-27 | 珠海赛纳三维科技有限公司 | 伺服电机驱动电路及3d打印装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0572836A (ja) * | 1991-09-12 | 1993-03-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置 |
| JP3182542B2 (ja) * | 1993-03-27 | 2001-07-03 | 豊田工機株式会社 | ロボット制御装置 |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP01935396A patent/JP3412730B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09187578A (ja) | 1997-07-22 |
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