JP6245808B2 - Position control device and position control method - Google Patents
Position control device and position control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6245808B2 JP6245808B2 JP2013013105A JP2013013105A JP6245808B2 JP 6245808 B2 JP6245808 B2 JP 6245808B2 JP 2013013105 A JP2013013105 A JP 2013013105A JP 2013013105 A JP2013013105 A JP 2013013105A JP 6245808 B2 JP6245808 B2 JP 6245808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- position information
- pitch
- cpu
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
本発明は、位置制御装置に関する。 The present invention relates to a position control device.
従来、3つのインクリメンタル信号を3つのサンプルホールド回路で同時保持するアブソリュートエンコーダがある(特許文献1参照)。 Conventionally, there is an absolute encoder that simultaneously holds three incremental signals by three sample and hold circuits (see Patent Document 1).
特許文献1に開示の技術では、3つのインクリメンタル信号を3つのサンプルホールド回路へそれぞれ接続する必要があり、このようなアブソリュートエンコーダを使う位置制御装置においては、信号線の本数が多くなってしまう。これを回避するためには、ピッチ切替え制御により、ピッチの異なる複数のインクリメンタル信号を同一の信号線に出力する構成とすることで、信号線の本数を削減することができる。ここで、ピッチの異なる複数のインクリメンタル信号を組み合わせて制御対象物の絶対位置の演算を行う場合、制御対象物が安定して静止した状態で前記複数のインクリメンタル信号を取得しなくてはならない。なぜなら、制御対象物の位置が異なる状態でそれぞれのインクリメンタル信号を取得してしまうと、制御対象物の絶対位置の演算を正しく行えないためである。
In the technique disclosed in
制御対象物を静止させるためには、まず開始ピッチのインクリメンタル信号で暫定的に相対位置制御を行う。次にピッチ切替え制御により、ピッチの異なるインクリメンタル信号を取得し、再びピッチ切替え制御により開始ピッチへ戻し、位置制御を引続き行いながら絶対位置の演算を行い、相対位置情報を絶対位置情報に差し替えれば良い。しかし、ピッチの異なるインクリメンタル信号が同一の信号線へ出力されると、受け手の位置エンコード処理側には、制御対象物が動いていないにもかかわらず、動いたような信号変化が起きたように見えることがある。つまり、静止させる位置制御用に開始ピッチのインクリメンタル信号で位置エンコード処理を行っているところへ、ピッチの異なるインクリメンタル信号が出力されると、位置エンコード処理部から、動いたような位置情報が出力される。その位置情報をフィードバックして位置制御を行う場合、動いていないにもかかわらず、動いたものとして逆に誤って位置制御をかけてしまい、静止状態が不安定になるということがある。 In order to make the controlled object stand still, first, the relative position control is temporarily performed with the incremental signal of the start pitch. Next, acquire incremental signals with different pitches by pitch switching control, return to the starting pitch again by pitch switching control, calculate absolute position while continuing position control, and replace relative position information with absolute position information. good. However, when incremental signals with different pitches are output to the same signal line, the receiver's position encoding processing side seems to have changed the signal as if it moved, even though the control object did not move. May be visible. In other words, when an incremental signal with a different pitch is output to the place where the position encoding process is performed with the incremental signal of the starting pitch for the position control to be stopped, the position information as if it moved is output from the position encoding processing unit. The When the position control is performed by feeding back the position information, the stationary state may be unstable because the position control is erroneously performed even though the position information is not moved.
そこで、本発明の目的は、異なるピッチの位置検出信号へ切り替えている間に位置制御が不安定にならないようにできる位置制御装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a position control device capable of preventing position control from becoming unstable while switching to position detection signals having different pitches.
本発明の位置制御装置は、外部からの複数種のピッチ間の切替え制御により、複数種のピッチの数より少ない数の信号線への周期波形の出力が、ピッチの異なる複数種のピッチの周期波形の間で切り替わるエンコーダと、前記エンコーダの各周期波形の出力から位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記位置情報生成手段の出力により制御対象物の位置制御を行う位置制御手段と、を備える。そして、前記位置制御手段により制御対象物をほぼ静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記位置情報生成手段による位置情報の生成を停止し、さらに、前記エンコーダのピッチ切替え制御が完了してから、前記位置情報生成手段の動作状態を切替えることを特徴とする。 According to the position control device of the present invention, the output of the periodic waveform to the number of signal lines smaller than the number of the plurality of types of pitches is controlled by the switching control between the plurality of types of pitches from the outside. An encoder for switching between waveforms, position information generating means for generating position information from the output of each periodic waveform of the encoder, and position control means for performing position control of a controlled object by the output of the position information generating means. Prepare. After the position control unit enters a position control state in which the controlled object is controlled to be almost stationary, the position information generation unit stops generating position information, and the encoder pitch switching control is completed. from to, and switches the operating state of the position information generating means.
本発明によれば、異なるピッチの位置検出信号へ切り替えようとする時は、位置エンコード演算を止め、その後にピッチを切り替えるので、異なるピッチの位置検出信号へ切り替えている間に位置制御が不安定にならないという効果がある。 According to the present invention, when switching to a position detection signal with a different pitch, the position encoding calculation is stopped and then the pitch is switched. Therefore, position control is unstable while switching to a position detection signal with a different pitch. There is an effect of not becoming.
本発明では、前記位置制御手段により制御対象物を静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記エンコーダのピッチ切替え制御が完了してから、位置情報生成手段の動作状態を切替える。本発明によれば、複数の位置検出信号を、信号発生手段の数より少ない数の信号線(例えば、同一の信号線)に出力する構成においても、位置検出信号で位置エンコード処理を行っているところへ、ピッチの異なる位置検出信号が出力されることはない。また、複数の位置検出信号を、制御対象物が安定してほぼ静止した状態で取得できる。したがって、制御対象物の絶対位置の演算を正しく行うことができる。 According to the present invention, after the position control state in which the control object is controlled to be stationary by the position control unit, the operation state of the position information generation unit is switched after the pitch switching control of the encoder is completed. According to the present invention, position encoding processing is performed with position detection signals even in a configuration in which a plurality of position detection signals are output to a smaller number of signal lines (for example, the same signal line) than the number of signal generation means. However, position detection signals with different pitches are not output. In addition, a plurality of position detection signals can be acquired in a state where the controlled object is stable and almost stationary. Accordingly, the absolute position of the control object can be correctly calculated.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
(実施例1)
実施例1では、最小ピッチから、異なるピッチのインクリメンタル信号へ切り替えようとする時は、位置エンコード演算を止め、それから、ピッチを切り替える例を述べる。
Embodiments of the present invention will be described below.
Example 1
In the first embodiment, when switching from the minimum pitch to an incremental signal of a different pitch, an example in which the position encoding calculation is stopped and then the pitch is switched will be described.
以下、図面を参照しながら本実施例を説明する。図1は、本発明の各実施形態を適用可能な位置制御装置100の一例の構成を示す。図1において、内部バス109に対してCPU101、ROM102、RAM103、制御信号出力部104、AD(アナログ・デジタル)入力部108が接続される。内部バス109に接続される各部は、内部バス109を介して互いにデータのやりとりを行うことができる。ROM102には、CPU101が動作するための各種プログラムなどが格納される。制御手段や計測手段としてのCPU101は、例えばROM102に格納されるプログラムに従い、RAM103をワークメモリとして用いて、この位置制御装置100の各部を制御する。信号選択手段である制御信号出力部104は、モータードライバ105に対して、駆動手段をなすリニアモーター106を駆動させるためのCPU101から命令された制御信号を出力する。また、位置信号発生手段であるリニアエンコーダ107に対して、異なるピッチのインクリメンタル信号を出力させるためのCPU101から命令された制御信号を出力する。リニアモーター106はレンズ等の制御対象(不図示)の位置を移動させ、リニアエンコーダ107が制御対象の移動に応じてインクリメンタル信号を出力する。信号出力手段であるAD入力部108は、リニアエンコーダ107が出力するインクリメンタル信号をAD変換して、AD変換データ信号をCPU101に供給する。CPU101は、AD入力部108で変換されたインクリメンタル信号から、インクリメンタル位置エンコード処理およびアブソリュート位置エンコード処理により制御対象の現在位置を算出する。
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an exemplary configuration of a
図2は、インクリメンタル信号の処理の概念図である。図3はCPU101のインクリメンタル位置エンコード処理のフローチャートである。図2と図3を用いてインクリメンタル位置エンコードを説明する。図2(A)では、縦軸は10bitのAD変換値、横軸は制御対象の位置であり、201と202は、それぞれ、サイン波およびコサイン波として、制御対象の移動に応じて出力される2相のインクリメンタル信号のイメージである。図2(B)では、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置である。203は、制御対象の移動に応じて信号201と信号202間の逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される逆正接関数結果のイメージである。図2(C)では、縦軸はインクリメンタル位置エンコード値、横軸は位置であり、逆正接関数結果203が0を跨いだ時、LSBが2πに相当する上位桁を増減させるインクリメンタル位置エンコード値のイメージである。
FIG. 2 is a conceptual diagram of incremental signal processing. FIG. 3 is a flowchart of the incremental position encoding process of the
図3のフローチャートのs301において、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグがセット状態であるかどうかを判断し、許可フラグセット状態でなければ処理を終了、許可フラグセット状態ならs302へ処理を移す。s302において、CPU101は図2(A)の201、202のような2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図2(B)の203のような逆正接関数を演算した結果をRAM103へ保存して、s303へ処理を移す。s303において、CPU101は前回の逆正接関数演算結果と今回の逆正接関数演算結果の差が3π/8以下であるかどうかを判断し、以下であればs304へ処理を移し、以下でなければs310へ処理を移す。この差の値は、変化が正常か否かを決める観点から決定されるもので、3π/8に限定されるものではない。
In s301 of the flowchart of FIG. 3, the
s304において、CPU101は前回の逆正接関数演算結果と今回の逆正接関数演算結果の移動で0を跨いだかどうかを判断し、跨いでいればs305へ処理を移し、いなければs308へ処理を移す。s305において、CPU101は今回の逆正接関数演算結果が前回の逆正接関数演算結果以下であるかどうかを判断し、以下であればs306へ処理を移し、以下でなければs307へ処理を移す。s306において、移動方向が増加方向であると考えられるので、CPU101は2π単位である上位桁へ1を加算して、s308へ処理を移す。上位桁とは、インクリメンタル位置エンコード値の2π以上の桁である。一方、s307においては、移動方向が減少方向であると考えられるので、CPU101は2π単位である上位桁から1を減算して、s308へ処理を移す。
In s304, the
s308において、CPU101は2π単位である上位桁と今回結果を加算して、図2(C)の204のような新しいインクリメンタル位置エンコード値として求め、s309へ処理を移す。s309において、CPU101は、今回と前回の移動が3π/8以下であり移動方向が正しく判別されていることから、移動方向判別エラー警告無しとして処理を終了する。一方、s310において、CPU101は、今回と前回で3π/8以上となった移動量の移動方向が、増加により3π/8以上の移動となったのか、減少により3π/8以上の移動となったのかを判別しにくい。よって、移動方向判別エラー警告有りとして処理を終了する。これにより、インクリメンタル信号からインクリメンタル位置エンコード値を生成して位置制御に用いることができる。以上のように常用位置検出ピッチで相対的な位置制御を行い、後述する如く絶対位置を求めるときのみ絶対位置検出用ピッチに切り替える。
In s308, the
図4は、ピッチの異なる3種類のインクリメンタル信号と合成信号の概念図である。図5はCPU101のアブソリュート位置エンコード処理のフローチャートである。図4と図5を用いてアブソリュート位置エンコードを説明する。図4(A) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、401は、制御対象の移動に応じて逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される最小ピッチの逆正接関数結果のイメージである。全ストロークで21周期出現する。図4(B) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、402は、移動に応じて逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される中間ピッチの逆正接関数結果のイメージである。全ストロークで10周期出現する。図4(C) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、403は、移動に応じて逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される最大ピッチの逆正接関数結果のイメージである。全ストロークで4周期出現する。
FIG. 4 is a conceptual diagram of three types of incremental signals and synthesized signals having different pitches. FIG. 5 is a flowchart of the absolute position encoding process of the
図4(D) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、404は、移動に応じて図5のs504の下記の式(1)の結果として、0から2πまでに正規化され演算される結果のイメージである。前記したように全ストロークでp1は21周期、p2は10周期出現するので、p2を2倍したものとp1とは全ストロークで1周期分の差分を持つので、ph1は全ストロークで1周期出現する。図4(E) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、405は、移動に応じて図5のs504の下記の式(2)の結果として、0から2πまでに正規化され演算される結果のイメージである。10周期と4周期の差分であるので、全ストロークで6周期出現する。図4(F) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、406は、移動に応じて図5のs504の下記の式(3)の結果として、0から2πまでに正規化され演算される結果のイメージである。21周期と4周期の2倍との差分であるので、全ストロークで13周期出現する。 In FIG. 4D, the vertical axis is angle radians, the horizontal axis is the position, and 404 is normalized from 0 to 2π as a result of the following expression (1) of s504 in FIG. 5 according to the movement. Is the resulting image. As described above, p1 appears in 21 cycles and p2 appears in all cycles as described above, so doubling p2 and p1 have a difference of one cycle in all strokes, so ph1 appears in one cycle in all strokes To do. In FIG. 4E, the vertical axis is angle radians, the horizontal axis is position, and 405 is normalized from 0 to 2π as a result of the following expression (2) of s504 in FIG. 5 according to the movement. Is the resulting image. Since it is the difference between 10 cycles and 4 cycles, 6 cycles appear in all strokes. In FIG. 4F, the vertical axis is angle radians, the horizontal axis is position, and 406 is normalized from 0 to 2π as a result of the following expression (3) of s504 in FIG. 5 according to the movement. Is the resulting image. Since it is the difference between 21 cycles and twice the 4 cycles, 13 cycles appear in all strokes.
式(1) ph1=p1−2*p2
式(2) ph6=p2−p3
式(3) ph13=p1−2*p3
Formula (1) ph1 = p1-2 * p2
Formula (2) ph6 = p2-p3
Formula (3) ph13 = p1-2 * p3
CPU101のアブソリュート位置エンコード処理のフローチャートである図5のフローチャートのs501において、CPU101はRAM103へ保存してある最小ピッチの2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図4(A)の401のような逆正接関数演算した結果をp1としてRAM103へ保存して、s502へ処理を移す。s502において、CPU101はRAM103へ保存してある中間ピッチの2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図4(B)の402のような逆正接関数演算した結果をp2としてRAM103へ保存して、s503へ処理を移す。s503において、CPU101はRAM103へ保存してある最大ピッチの2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図4(C)の403のような逆正接関数演算した結果をp3としてRAM103へ保存して、s504へ処理を移す。
In s <b> 501 of the flowchart of FIG. 5, which is a flowchart of the absolute position encoding process of the
s504において、CPU101はRAM103へ保存してあるp1とp2を用いて式(1)で演算し、ph1を求め、RAM103へ保存する。ph1は全ストロークで1周期出現する。また、CPU101はRAM103へ保存してあるp2とp3を用いて式(2)で演算し、ph6を求め、RAM103へ保存する。ph6は全ストロークで6周期出現する。CPU101はRAM103へ保存してあるp1とp3を用いて式(3)で演算し、ph13を求め、RAM103へ保存する。ph13は全ストロークで13周期出現する。CPU101は、RAM103へ保存してあるp1をph21としてRAM103へ保存し、s505へ処理を移す。ph21は全ストロークで21周期出現する。
In s <b> 504, the
s505において、CPU101は、RAM103へ保存してあるph1を用いて下記の式(4)で演算し、全ストロークで6周期出現する中のどの周期に制御対象があるかを演算し、abs6としてRAM103へ保存する。またCPU101は、RAM103へ保存してあるabs6とph6を用いて下記の式(5)で演算し、全ストロークで13周期出現する中のどの周期に制御対象があるかを演算し、abs13としてRAM103へ保存する。またCPU101は、RAM103へ保存してあるabs13とph13を用いて下記の式(6)で演算し、全ストロークで21周期出現する中のどの周期に制御対象があるかを演算し、abs21としてRAM103へ保存する。またCPU101は、RAM103へ保存してあるabs21とph21を用いて下記の式(7)で演算し、最小ピッチの分解能でどの周期に制御対象があるかを演算し、FullABSとしてRAM103へ保存して処理を終える。
In s505, the
式(4) abs6=ph1/(2π/6)
式(5) abs13=(2π*abs6+ph6)/(2π*6/13)
式(6) abs21=(2π*abs13+ph13)/(2π*13/21)
式(7) FullABS=(2π*abs21+ph21)
Formula (4) abs6 = ph1 / (2π / 6)
Formula (5) abs13 = (2π * abs6 + ph6) / (2π * 6/13)
Formula (6) abs21 = (2π * abs13 + ph13) / (2π * 13/21)
Formula (7) Full ABS = (2π * abs21 + ph21)
以上のように、ピッチの異なる3種類のインクリメンタル信号を合成して更にピッチの異なるインクリメンタル信号を合成することができる。制御対象が静止した状態で取得したピッチの異なるインクリメンタル信号を合成して、アブソリュート位置エンコード処理を行うことで、最小ピッチの分解能で制御対象のアブソリュート位置を求められる。 As described above, it is possible to synthesize incremental signals having different pitches by synthesizing three types of incremental signals having different pitches. The absolute position encoding process is performed by synthesizing incremental signals with different pitches acquired while the control object is stationary, and the absolute position of the control object can be obtained with the minimum pitch resolution.
図6はCPU101のピッチ切替え制御とエンコード処理切替えのフローチャートである。図7はCPU101の位置制御処理のフローチャートである。図4と図6と図7を用いて、ピッチ切替え制御と同期したエンコード処理切替え(すなわち、ピッチを切り替えようとする時は、位置エンコード演算を止めてから、所定のタイミングでピッチを切り替える制御)の説明をする。図6のs601において、CPU101は制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(A)のような最小ピッチとする制御信号を出力するように命令し、インクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットする。その後、CPU101はインクリメンタル位置エンコードの上位桁を初期化し、サーボ目標位置をインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs602へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従ってインクリメンタル位置エンコード処理を行う。またCPU101は、後述する図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。
FIG. 6 is a flowchart of the
s602において、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs603へ処理を移し、セットされていなければs602へ処理を移す。s603において、CPU101は最小ピッチの2相AD変換値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(B)のような中間ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs604へ処理を移す。切替タイマーカウントとは、例えばCPU101が処理クロックをカウントするものである。これにより、リニアエンコーダ107からは中間ピッチのインクリメンタル信号が出力されるが、CPU101によるインクリメンタル位置エンコード処理は行われないので、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報は出力されない。
In s602, the
s604において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs605へ処理を移し、経過していなければs604へ処理を移す。s605において、CPU101は、中間ピッチの2相AD変換値をRAM103へ保存し、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最小ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs606へ処理を移す。s606において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs607へ処理を移し、経過していなければs606へ処理を移す。s607において、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボONフラグをセットしてs608へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは再び最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従ってインクリメンタル位置エンコード処理を行う。制御対象が動いていなければ、動いていないとする位置情報、制御対象が動いていれば、動いているとする位置情報で出力されるので、CPU101は後述の図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。
In s604, the
s608において、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs609へ処理を移し、セットされていなければs608へ処理を移す。s609において、CPU101はサーボONフラグをクリアし、インクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアする。それから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(C)のような最大ピッチとする制御信号を出力するように命令する。その後、CPU101は切替タイマーカウント開始してs610へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最大ピッチのインクリメンタル信号が出力されるが、CPU101によるインクリメンタル位置エンコード処理は行われないので、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報は出力されない。s610において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs611へ処理を移し、経過していなければs610へ処理を移す。s611において、CPU101は最大ピッチの2相AD変換値をRAM103へ保存し、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最小ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs612へ処理を移す。
In s608, the
s612において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs613へ処理を移し、経過していなければs612へ処理を移す。s613において、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボONフラグをセットしてs614へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは再び最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従ってインクリメンタル位置エンコード処理を行う。制御対象が動いていなければ、動いていないとする位置情報、制御対象が動いていれば、動いているとする位置情報で出力されるので、CPU101は後述の図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。
In s612, the
s614において、CPU101は図5のフローチャートに従ってアブソリュート位置エンコード処理を行い、s615へ処理を移す。以上のように、リニアモーター106が最小ピッチの分解能で位置制御をかけられ静止した状態で、前記ピッチの異なるインクリメンタル信号を取得できるので、絶対位置を正しく検出することができる。
In s614, the
s615において、CPU101はサーボONフラグをクリアし、インクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、インクリメンタル位置エンコード上位桁へs614で求められたアブソリュート位置エンコード結果を上書きする。その後、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置をインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットして処理を終える。これにより、アブソリュート位置エンコード結果を引き継ぎつつ、その後は、最小ピッチのインクリメンタル位置エンコード処理のみで位置情報を得ることができる。
In s615, the
目標位置に留まろうとする位置制御をかけるフローチャートの図7を説明する。s701において、CPU101はサーボONフラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs702へ処理を移し、セットされていなければs709へ処理を移す。s702において、CPU101はサーボ目標位置を取得し、インクリメンタル位置エンコードの現在値を取得してs703へ処理を移す。s703において、CPU101はサーボ目標位置とインクリメンタル位置エンコードの現在値から制御エラーを算出してs704へ処理を移す。
FIG. 7 of a flowchart for applying the position control to stay at the target position will be described. In s701, the
s704において、CPU101は、制御エラーは所定範囲内かどうかを判断し、範囲内であればs705へ処理を移し、範囲内でなければs706へ処理を移す。s705において、CPU101はサーボ安定フラグをセットしてs707へ処理を移す。s706において、CPU101はサーボ安定フラグをクリアしてs707へ処理を移す。s707において、CPU101は、制御エラーから、補償に必要な制御信号を算出してs708へ処理を移す。s708において、CPU101は、制御信号出力部104がモータードライバ105に対してリニアモーター106を駆動させるために出力させたい制御信号を更新して処理を終える。s709において、CPU101は、制御信号出力部104がモータードライバ105に対してリニアモーター106を駆動させるために出力させたい制御信号を非更新として処理を終える。
In s704, the
以上のように、最小ピッチのインクリメンタル信号を用いて位置制御をかけ、サーボが安定になった後、ピッチの異なるインクリメンタル信号に切り替える前に、インクリメンタル位置エンコード処理を一旦止める構成とした。それにより、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報が出力されることで、逆に誤って位置制御をかけてしまい静止状態が不安定になることが防止できる効果がある。 As described above, the position control is performed using the incremental signal with the minimum pitch, and after the servo becomes stable, the incremental position encoding process is temporarily stopped before switching to the incremental signal with a different pitch. As a result, the positional information that appears to have moved despite the fact that the control target is not moving is output, which can prevent the stationary state from becoming unstable due to erroneous position control. is there.
(実施例2)
次に実施例2を説明する。ここでは、最小ピッチから、異なるピッチのインクリメンタル信号へ切り替えている間は、個別のピッチ用の位置エンコード演算に切り替えてから、ピッチを切り替える例を述べる。例えば、レンズ鏡筒において、フォーカスレンズ位置制御、ズームレンズ位置制御、防振レンズ位置制御など、複数の位置制御を行う必要があるので、インクリメンタル位置エンコード処理も複数系統の並行処理が可能な構成とされることがある。そこで、リニアモーターが1個しか搭載されない場合は、余剰の2番、3番系統のインクリメンタル位置エンコード処理を組み合わせることができる。すなわち、実施例2では、複数の位置情報生成手段を備え、エンコーダのピッチ切替え制御と同期して、ピッチごとに決められた個別の位置情報生成手段へ切り替える。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described. Here, an example will be described in which the pitch is switched after switching to the position encoding calculation for individual pitches while switching from the minimum pitch to the incremental signals of different pitches. For example, in a lens barrel, since it is necessary to perform a plurality of position controls such as a focus lens position control, a zoom lens position control, an anti-vibration lens position control, etc., the incremental position encoding process can also be performed in parallel with a plurality of systems. May be. Therefore, when only one linear motor is mounted, the redundant second and third incremental position encoding processes can be combined. That is, in the second embodiment, a plurality of position information generating means are provided, and switching to individual position information generating means determined for each pitch is performed in synchronization with encoder pitch switching control.
図8はCPU101のピッチ切替え制御とエンコード処理切替えのフローチャートである。図8、及び実施例1の説明と同じ図1、図3、図4、図5、図7を用いて説明する。図8のs801において、CPU101は、図1の制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(A)のような最小ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、インクリメンタル位置エンコード処理の1番の許可フラグをセット、2番と3番の許可フラグをクリアする。インクリメンタル位置エンコード処理の1番、2番、3番とは、図3のフローチャートが独立で3個処理されているイメージである。その後、CPU101は1番のインクリメンタル位置エンコードの上位桁を初期化し、サーボ目標位置を1番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs802へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って1番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。また、CPU101は図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。
FIG. 8 is a flowchart of the
s802において、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs803へ処理を移し、セットされていなければs802へ処理を移す。s803において、CPU101は図4(A)の401のような最小ピッチの逆正接関数値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101は1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を中間ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs804へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは中間ピッチのインクリメンタル信号が出力されるが、CPU101による1番のインクリメンタル位置エンコード処理は行われない。したがって、1番のインクリメンタル位置エンコード処理からは、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報は出力されない。
In s802, the
s804において、CPU101は切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs805へ処理を移し、経過していなければs804へ処理を移す。s805において、2番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を2番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs806へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは中間ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って2番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。CPU101は、ここでサーボ目標値を2番のインクリメンタル位置エンコード処理の現在値としているので、静止した状態で最小ピッチから中間ピッチに乗り換えて、図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかけ続けられる。
In s804, the
s806おいて、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs807へ処理を移し、セットされていなければs806へ処理を移す。s807において、CPU101は図4(B)の402のような中間ピッチの逆正接関数値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101は2番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最大ピッチとする制御信号を出力するように命令し、切替タイマーカウントを開始してs808へ処理を移す。
In s806, the
s808において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs809へ処理を移し、経過していなければs808へ処理を移す。s809において、3番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を3番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs810へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最大ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って3番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。
In s808, the
CPU101は、ここでサーボ目標値を3番のインクリメンタル位置エンコード処理の現在値としているので、静止した状態で中間ピッチから最大ピッチに乗り換えて、図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかけ続けられる。s810おいて、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs811へ処理を移し、セットされていなければs810へ処理を移す。s811において、CPU101は図4(C)の403のような最大ピッチの逆正接関数値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101は3番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最小ピッチとする制御信号を出力するように命令し、切替タイマーカウントを開始してs812へ処理を移す。
Since the
s812において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs813へ処理を移し、経過していなければs812へ処理を移す。s813において、1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を前回の最小ピッチ切換え時と同じ値に設定し、サーボONフラグをセットしてs814へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは再び最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って1番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。
In s812, the
前回の最小ピッチでも1番のインクリメンタル位置エンコード処理を行っているため、制御対象が動いていなければ、動いていないとする位置情報、制御対象が動いていれば、動いているとする位置情報で出力される。引き続きCPU101は図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。s814において、CPU101は図5のフローチャートに従ってアブソリュート位置エンコード処理を行い、s815へ処理を移す。
Since the first incremental position encoding process is performed even at the previous minimum pitch, if the control object is not moving, position information indicating that it is not moving, and if the control object is moving, position information indicating that it is moving Is output. Subsequently, the
以上のように、リニアモーター106が各ピッチの分解能で位置制御をかけられ静止した状態で前記ピッチの異なるインクリメンタル信号を取得できるので、絶対位置を正しく検出することができる。s815において、CPU101はサーボONフラグをクリアし、1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアする。それから、1番のインクリメンタル位置エンコード上位桁へs814で求められたアブソリュート位置エンコード結果を上書きする。その後、CPU101は再び1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を1番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットして処理を終える。これにより、アブソリュート位置エンコード結果を引き継ぎつつ、その後は1番のインクリメンタル位置エンコード処理のみで位置情報を得ることができる。
As described above, the incremental signals having different pitches can be acquired while the linear motor 106 is stationary and subjected to position control with the resolution of each pitch, so that the absolute position can be correctly detected. In s815, the
以上のように、各ピッチのインクリメンタル信号を用いて位置制御をかけ、サーボが安定になった後、ピッチの異なるインクリメンタル信号に切り替える前に、予め決められた系統のインクリメンタル位置エンコード処理に切り替える構成とした。それにより、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報が出力されることで、逆に誤って位置制御をかけてしまい静止状態が不安定になることが防止できる効果がある。 As described above, after the position is controlled using the incremental signal of each pitch, and after the servo becomes stable, before switching to the incremental signal having a different pitch, the system is switched to the incremental position encoding process of a predetermined system. did. As a result, the positional information that appears to have moved despite the fact that the control target is not moving is output, which can prevent the stationary state from becoming unstable due to erroneous position control. is there.
100・・位置制御装置、101・・CPU(位置情報生成手段、位置制御手段)、102・・ROM、103・・RAM、104・・制御信号出力部、107・・リニアエンコーダ(エンコーダ)、108・・AD入力部 100..Position control device, 101..CPU (position information generating means, position control means), 102..ROM, 103..RAM, 104..Control signal output unit, 107..Linear encoder (encoder), 108 ..AD input section
Claims (10)
前記エンコーダの各周期波形の出力から位置情報を生成する位置情報生成手段と、
前記位置情報生成手段の出力により制御対象物の位置制御を行う位置制御手段と、
を備え、
前記位置制御手段により制御対象物をほぼ静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記位置情報生成手段による位置情報の生成を停止し、さらに、前記エンコーダのピッチ切替え制御が完了してから、前記位置情報生成手段の動作状態を切替えることを特徴とする位置制御装置。 By switching control between multiple types of pitches from the outside, an encoder that switches the output of periodic waveforms to a number of signal lines less than the number of multiple types of pitches between cyclic waveforms of multiple types of pitches with different pitches, and
Position information generating means for generating position information from the output of each periodic waveform of the encoder;
Position control means for controlling the position of the control object by the output of the position information generating means;
With
After the position control unit enters a position control state in which the controlled object is controlled to be substantially stationary, the position information generation unit stops generating position information, and the encoder pitch switching control is completed. To switch the operating state of the position information generating means.
前記エンコーダのピッチ切替え制御と同期して、ピッチごとに決められた個別の位置情報生成手段へ切り替えることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の位置制御装置。 A plurality of position information generating means;
4. The position control device according to claim 1, wherein the position control device switches to individual position information generating means determined for each pitch in synchronization with the pitch switching control of the encoder. 5.
前記エンコーダの各周期波形の出力から位置情報を生成する位置情報生成工程と、
前記位置情報生成工程における出力により制御対象物の位置制御を行う位置制御工程と、を有し、
前記位置制御工程において制御対象物をほぼ静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記位置情報生成工程における位置情報の生成を停止し、さらに、前記切り替え制御工程における複数種のピッチの周期波形の間での切り替えが完了してから、前記位置情報生成工程における動作状態を切替えることを特徴とする位置制御方法。 By switching control between multiple types of pitches from the outside, the output of periodic waveforms to a number of signal lines less than the number of multiple types of pitches is switched between the periodic waveforms of multiple types of pitches of encoders with different pitches . Switching control process;
A position information generation step of generating position information from the output of each periodic waveform of the encoder;
A position control step for controlling the position of the control object by the output in the position information generation step,
After entering the position control state in which the control object is controlled to be substantially stationary in the position control step, the generation of the position information in the position information generation step is stopped, and further, the plurality of pitches in the switching control step are A position control method characterized by switching an operation state in the position information generating step after switching between periodic waveforms is completed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013013105A JP6245808B2 (en) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Position control device and position control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013013105A JP6245808B2 (en) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Position control device and position control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014146101A JP2014146101A (en) | 2014-08-14 |
JP6245808B2 true JP6245808B2 (en) | 2017-12-13 |
Family
ID=51426336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013013105A Expired - Fee Related JP6245808B2 (en) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | Position control device and position control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6245808B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7300983B2 (en) | 2019-12-27 | 2023-06-30 | ダイヤゼブラ電機株式会社 | ignition device |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05272988A (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-22 | Nikon Corp | Absolute encoder |
-
2013
- 2013-01-28 JP JP2013013105A patent/JP6245808B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7300983B2 (en) | 2019-12-27 | 2023-06-30 | ダイヤゼブラ電機株式会社 | ignition device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014146101A (en) | 2014-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6361589B2 (en) | Communications system | |
JP2014126492A (en) | Position detector, driving control device, and lens device | |
JP6168776B2 (en) | Position control device and position control method | |
JP6245808B2 (en) | Position control device and position control method | |
JP4953589B2 (en) | Method and apparatus for generating origin signal of encoder | |
JP6150462B2 (en) | Position detection encoder and apparatus using the same | |
JP2009081931A (en) | Synchronous control system and synchronous starting method in synchronous control system | |
US11621615B2 (en) | Motor drive device | |
JP2015197714A (en) | Position control device, position control method, optical apparatus, and image-capturing device | |
JP4661365B2 (en) | Linear motor control method and linear motor control device | |
CN101491802A (en) | Piezoelectric actuator control circuit, image stabilization control circuit, and imaging device | |
JP4162008B2 (en) | Magnetic pole position detection method for linear servo system | |
JP2010032965A (en) | Vibration correction control circuit and imaging apparatus equipped therewith | |
JP2013079915A (en) | Absolute length measurement type encoder | |
JP5946359B2 (en) | Motor control device and motor control method | |
JP6126392B2 (en) | Position control device | |
JP5756267B2 (en) | Encoder signal processing circuit | |
JPH10127078A (en) | Linear servo system and method for detecting pole position | |
JP6385394B2 (en) | Motor control device, system including the motor control device, and motor control method | |
JP2015148635A (en) | Signal processing circuit for encoder | |
CN112088485B (en) | Driving device and driving system | |
JP6472166B2 (en) | Position control apparatus and method | |
JP5038176B2 (en) | Optical equipment | |
KR101361241B1 (en) | Diminishing Method for Torque Riffle Of MDPS System | |
JP2018194578A (en) | Lens control device and lens system including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161206 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170803 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171002 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171017 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171114 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6245808 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D13 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |