JP4987269B2 - 速度検出装置およびサーボモータ - Google Patents
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Description
ω=(θ2−θ1)/t=(tan−1(y2/x2)−tan−1(y1/x1))/t (式1)
ここで、θ1(rad)およびθ2(rad)は、2回のサンプリングの時刻における絶対角度(偏角)である。式1に示すように、角速度ωを得るためには、座標から偏角を算出しなければならない。
杉本 英彦等"ACサーボシステムの理論と設計の実際"総合電子出版社 (P142〜P149)
予め設定された複数の仮の角度、および、該複数の仮の角度のそれぞれに対する三角関数の値を記憶するメモリと、第1のサンプリングで得られた運動体の第1の座標を格納する第1のレジスタと、前記第1のサンプリングの次の第2のサンプリングで得られた運動体の現実の第2の座標を格納する第2のレジスタと、前記第1の座標と前記三角関数の値との乗算、加算または減算によって表された計算上の第2の座標を前記現実の第2の座標に接近させるように演算し、この計算上の第2の座標に用いられた前記三角関数の値に対応する前記仮の角度に基づいて前記運動体の速度を演算する演算部と、前記第1の座標、前記現実の第2の座標および前記計算上の第2の座標が座標面のいずれの領域に属するかを判別する判別部と、前記第1の座標、前記現実の第2の座標および前記計算上の第2の座標のそれぞれが属する領域に基づいて、前記演算部が実行する演算式を選択する比較部とを備えている。
予め設定された複数の仮の角度、および、該複数の仮の角度のそれぞれに対する三角関数の値を記憶するメモリと、第1のサンプリングで得られた運動体の第1の座標を格納する第1のレジスタと、前記第1のサンプリングの次の第2のサンプリングで得られた運動体の現実の第2の座標を格納する第2のレジスタと、前記第1の座標と前記三角関数の値との乗算、加算または減算によって表現された計算上の第2の座標を前記現実の第2の座標へ接近させるように演算し、この計算上の第2の座標に用いられた前記三角関数の値に対応する前記仮の角度を積算することにより前記運動体の速度を検出する演算部と、前記第1の座標、前記現実の第2の座標および前記計算上の第2の座標が座標面のいずれの領域に属するかを判別する判別部と、前記第1の座標、前記現実の第2の座標および前記計算上の第2の座標のそれぞれが属する領域に基づいて、前記演算部が実行する演算式を選択する比較部とを備えている。
x1=cosθ (式3)
y1=sinθ (式4)
x2=cos(θ+Φ) (式5)
y2=sin(θ+Φ) (式6)
式5および式6を三角関数の加法定理を用いて変形すると、式7および式8となる。
x2=cosθ・cosΦ−sinθ・sinΦ (式7)
y2=sinθ・cosΦ+cosθ・sinΦ (式8)
式7および式8に式3および式4を代入し、変形すると、式9および式10が得られる。
x2=cosΦ(x1−y1・tanΦ) (式9)
y2=cosΦ(y1+x1・tanΦ) (式10)
tanΦi=±2−i=±1,±2−1,±2−2,・・・ (i=0、1、2、・・・n) (式11)
Φi=tan−1(±2−i)=±0.78rad,±0.46rad,±0.25rad,±0.12rad・・・ (式12)
cosΦi=cos(tan−1(±2−i))=0.71,0.89,0.97,0.99・・・ (式13)
51 CORDICローテーション
52 メモリ
53 比較器
54、55 判別部
56 選択部
R11 第1のレジスタ
R21 第2のレジスタ
R31 第3のレジスタ
Claims (1)
- 回転運動または往復運動を行う運動体の位置を示す座標を周期的にサンプリングし、前記座標に基づいて前記運動体の速度を検出する速度検出装置であって、
予め設定された複数の仮の角度、および、該複数の仮の角度のそれぞれに対する三角関数の値を記憶するメモリと、
第1のサンプリングで得られた運動体の第1の座標を格納する第1のレジスタと、
前記第1のサンプリングの次の第2のサンプリングで得られた運動体の現実の第2の座標を格納する第2のレジスタと、
前記第1の座標と前記三角関数の値との乗算、加算または減算によって表された計算上の第2の座標を前記現実の第2の座標に接近させるように演算し、この計算上の第2の座標に用いられた前記三角関数の値に対応する前記仮の角度に基づいて前記運動体の速度を演算する演算部と、
前記第1の座標、前記現実の第2の座標および前記計算上の第2の座標が座標面のいずれの領域に属するかを判別する判別部と、
前記第1の座標、前記現実の第2の座標および前記計算上の第2の座標のそれぞれが属する領域に基づいて、前記演算部が実行する演算式を選択する比較部と、
前記計算上の第2の座標を逐次保持する第3のレジスタと、
前記仮の角度を積算するための第4のレジスタとを備え、
前記メモリは、前記仮の角度としてΦ 0 〜Φ n (Φ 0 >Φ 1 >Φ 2 >・・・Φ n )(nは自然数)、前記三角算数の値としてcosΦ 0 〜cosΦ n 、および、tanΦ 0 〜tanΦ n を記憶し、
前記演算部は、前記第1の座標を(x1,y1)、前記現実の第2の座標を(x2,y2)、および、前記計算上の第2の座標を(xc i ,yc i )とすると、
を各iに関してi=0、1、2・・・の順番で演算し、
前記演算部が演算するときに、前記比較部は、各iに関して前記現実の第2の座標(x2,y2)と前記計算上の第2の座標(xc,yc)とを比較して、前記演算部が演算すべき式として式1または式2のいずれかを選択し、
前記第3のレジスタは、各iに関して前記演算部で演算された前記計算上の第2の座標を積算し、
前記第4のレジスタは、各iに関して前記計算上の第2の座標に用いられた前記仮の角度を積算し、
前記演算部は、前記計算上の第2の座標が前記現実の第2の座標に最も近いときに、前記第4のレジスタに格納された前記仮の角度の積算値に基づいて前記運動体の速度を演算することを特徴とする速度検出装置。
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