JPH01124769A - 速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、速度検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

移動量に比例してパルス信号を出力するパルス発生器の
出力をカウンタでπ１数し、このカウンタの瞬時値を一
定周期でナンプリングし、今回の計数値と前回のご１数
値との差を求めることでこれから速度を演痺する手段が
゛ある。

第２図は従来の速度検出装置を示す図である。

図示していないモータのロータが１０転する間に、光エ
ンコーグ１は、例えば５００パルスの２相信号φＡ、φ
Ｂを出力する。そして、ロータが時に１回りに回転した
ｆ！合と、反時計回りで回転した場合とで、この２相の
パルス信号φ＾、φＢの位相関係が異なるようになって
いる。このよ）な２相の信号φ＾、φＢを出力する光エ
ンコーダ１は、特願昭６２−２０７６１７号「ブラシレ
ス：ｔ−ボモータ駆動装置」に詳し之記載されている。

回転方向識別器２は信号φ＾、φＢを導入して、この信
号φＡ。

φＢのエツジを検出するとともに、信すφＡ、φＢの位
相関係からロータの回転方向も検出する。

そして例えばロータが時計ロリに回転している時は、パ
ルス信号Ｓｕを出力し、反時計回りに回転している時は
、パルス信号Ｓｏを出力する。即ち、光エンコーダ１と
回転方向識別器２は、移動ｍ〈例えばロータの回転角度
、もし七〜りが例えば記録計の記録ペンを駆動している
場合は記録ペンの移動量）に比例してパルス信号を出力
するパルス発生器を構成している。

アップ・ダウンカウンタ３（以下Ｕ／Ｄカウンタ３と省
略づる）は、この信８８ｕ　ｒ　Ｓｏを計数しているの
で、Ｕ／Ｄカウンタ３の内容は、モータのロータの回転
角度や記録ペンの位置に対応した値（即ち、位置情報）
である。以上の詳しい説明も特願昭６２−２０７６１７
号に記載されている。

ｔＪ／Ｄカウンタ３の内容はロータの回転とともに逐次
変化しているが、図示していないコントローラの制御の
下に、一定周期下■でその内容はサンプリングされ、レ
ジスタ２１に格納される。第２図では３つのレジスタ２
１〜２３を備えており、コントローラは、今回昏ナンブ
リシグした値ＰＴＬ＋１をレジスタ２１に格納し、前回
リンブリングした値ＰＴＬをレジスタ２２へ格納するよ
うに制御する。

ここで、ナンブリングは一定周期Ｔｏで行なわれるので
、減痺器２４の出力ω−ＰＴＬ　＋Ｉ　−ＰＴＬは速度
（ロータの回転角度や記録ペンの移動速度）を表わし、
その値はレジスタ２３に保持される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし以上のような従来の速度検出手段は第３図で説明
りる問題点を有している。

第３図はＵ　／　Ｉ）カウンタの時間的変化状態を示し
た図であり今回サンプリング時点をＴＴＬ＋１、前回リ
ンプリング時刻をＴＴＬとすると、従来手段で算出した
速度ω−ＰＴ１＋Ｉ　　Ｐｎ　は、時刻ＴＴＬ＋Ｉ　と
ＴＴＬの間の平均速度を示したものである。一方、第３
図の曲線の接線の傾きがイの時刻における速度を表わす
ので、従来手段でｑ出した２！１度ω＝Ｐ７Ｌ　＋Ｉ　
−Ｐｎ　　は、現時点Ｔ７Ｌ＋ｌの速度ではなく、現時
点Ｔ’ｆｉ＋１よりＴｏ／２だけ遅れた時点（ＴＴ１＋
Ｉ　どＴＴｌの中間点△）の速度である。

サーボ系などでは、現時点での可動部または可動部駆動
モータの速度を検出し、これを制御するのが好ましい（
現時点よりかなり以前のデータを導入しても適切なｔｉ
ｌｌ　ａｌｌを行うことはできない）ので、このＴ０／
２の遅れは最適制御に有害である。

本発明の目的」よ、このＴｏ／２の遅れを補正した速度
検出装置を提供することである。

（問題点を解決づるための手段） 本発明は、上記問題点を解決するためにモータの回転に
応じて発生するパルス信号を導入しこれを計数するアッ
プ・ダウンカウンタと、このアップ・ダウンカウンタの
出力を一定の周期Ｔｏでナンプリングするバッファレジ
スタと、前記バッフ７レジスタの出力を導入し、今回ナ
ンプル１ｆｌ（Ｐｕ＋１）を第１のレジスタ（１１）に
格納し、前回サンプル値（ＰＴＬ）を第２のレジス９　
（１２）　ニ格納り、、前々回”ｔンフ）Ｌｔ’ｍ　（
ＰＴＬ　−＋　）を第３のレジスタ（１３）に格納する
コントローラ（１７）と、　下記（１）式の演停機能を
持も今回と前回のサンプリング時点の中間の時刻からδ
・丁。

後のモータ回転速度に応じた値Ｗの算出を行う演算部（
１８）と、よりなるプロセッサ（５）と、を協えるよう
にしたちのである。

（作用） 今回、舶回、前々回の３つのナンブル値（位置情報）を
レジスタに格納してこの３値から加速度を算出する。イ
してこの加速度を基にして今回サンプリング時点（ＴＴ
Ｌ＋１）と前回のサンプリング時点（ＴＴＬ　）の中ｌ
Ｘ０（Ａ）の時刻からδ・Ｔ０後（例えばδ・Ｔｏ＝Ｔ
ｏ／２）の速度を算出する（１）式を得て（１）式から
１！？られるＷ１山を湧望の速１α値としている。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る速度検出装置の一実施例を示した
図である。本発明は記録計に適用できるので、以下、必
要に応じて記録計を具体例に上げて説明する。

同図において、１は光エンコーダ、２は回転方向識別器
、３はＵ／Ｄカウンタであり、これらは第２図で既述し
たものと同様である。即ち、光エンコーダ１と回転方向
識別器２はモータの回転に応じて発生するパルス発生器
を構成している。

第１図装置では電源をオンとした時に初期リセット信号
ＳＲ＠−発生させ、Ｕ／Ｄカウンタ３の内容をリセット
する。記録組の記録ペンの移動スパンは有限であるため
Ｕ／Ｄカウンタ３ヘエンドレスに一方向のパルス信号が
加えられることはなく、また、電源オンでその内容がク
リアされ１口から計数を開始し、カウンタ容量を充分に
大きくとっているのでカウンタ内容が飽和する恐れはな
い。

そしてモータの一定回転角度ごとに発生するパルス信号
を１１数しているので、この計数値はモータの回転角度
（もしくはモータに駆動される可動部の位置）を表わし
ている。

４はＬＪ／Ｄカウンタ３の出力を一定の周期Ｔｏのタイ
ミング信＠Ｓｃでサンプリングするバッファレジスタで
ある。Ｕ／Ｄカウンタ３の内容は逐次変化しているので
、安定な状態でこの計数値を取込むためのものである。

５はブロセツリであり、本発明の要部である。

このブロセツリ５は、レジスタ１１〜１３と、演算部１
８と、コントローラ１７とで構成される。

なお、図示していないがコントローラ１７にはメモリが
内蔵されており、第１図ｖＡＩの制御動作を適切に行う
ための各種プログラムが格納されており、コントローラ
１１により適宜読み出され動作に供される。また、以下
に説明する演算中で生じたデータの一時保存を行なうこ
とができる。

ブロセッナ５はパンフルレジスタ４の出力を導入し、コ
ントローラ１７の働きにより、今回ナンブルｌｉｆｆ（
Ｐｍ＋、）を第１のレジスタ１１に格納し、前回ナンブ
ル値（ＰＴＬ）を第２のレジスタ１２に格納し、前々回
リンプルＩＩＩＩ（ＰＴＬ−１）を第３のレジスタ１３
へ格納する。

演ｎ部１８は（コントローラ１７で制御してもよい）レ
ジスタ１１．１２．１３の内容を導入し下記（２）式の
演算を行ってモータ回転速ｒｘ、Ｗの算出を行う。

この（２）式で得られるモータ回転速度Ｗは今回と前回
のサンプリング時点の中間の時刻からδ・Ｔ０後のモー
タ回転速度であり、δ・Ｔｏ　−Ｔｏ　／　２とすれば
、丁度今回サンプリング時刻下ｎ＋＋の時の３１！度で
ある。

演算部１８から得られる出力Ｗは、モータの回転速度に
比例した信号であり、その後、この信号ＷはＤＡ変換器
（図示せず）でアノ−ログ信号へ変換され、更にこの信
号をモータ駆動信号へ変換して図示しないモータの駆動
コイルに加える。モータはこの信号に応じて回転して図
示していない可動部（記録］では記録ペン）を移動し、
モータの回転角度は、パルス信号Ｓｕ、Ｓｏに変換され
てＵＺＤカウンタ３へ帰遠される。

以下、上記（２）式が時開遅れδ・Ｔｏ（−Ｔｏ／２＞
を補正したちのである理由を説明する。

第１図装置は、第３図に示す如く一定すンプリング周期
Ｔｏごとにバッファレジスタ４がＵ／Ｄカウンタ３の内
容をサンプリングする。第３図に示す如く、時刻ＴＴＬ
＋１における今回ナンブル値をＰｕ＋＋、時刻Ｔ１にお
ける前回サンプル値をＰＴｌ、時刻ＴＴＬ−＋における
前々回ザンブル値をＰπ−１とする。

これら３つのナンプル値は、新しいナンブル値が１９ら
れるごとに、コントローラ１７の働きにより、常に、レ
ジスタ１１．１２．１３に格納される。

ここで時刻Ｔ１−１から時刻ＴＴＬの間における平均速
度Ｗ、は、（３）式で表わされる。

Ｗ＋　＝　（ＰＴＬ　　Ｐ′ｎ−＋　）／’Ｔｏ　　　
　　　（３）また時刻ＴＴＬから時刻ＴＴＬヤ！の間に
お【プる平均速ａ　Ｗ　２は、（４）式で表わされる。

Ｗ２＝（Ｐｖ＋＋＋　　Ｐｕ）／Ｔｏ　　　　　　（４
）従って、時刻ＴＴＬ−＋から時刻ＴＴ１＋１の間にお
番ノる平均加速度ａは、（５）式で表わされる。

ａ＝＜Ｗ２　Ｗ１）／Ｔｏ ＝（Ｐｕ＋＋　　２ＰＴＬ＋ＰＴＬ−１）／Ｔｏ２・・
・（５） 従って、時刻ＴＴＬ（ｙ１回サンプリング時点）と時哀
！ＩＴｕ＋＋（今回サンプリング時点）の中間の時刻か
らδ・Ｔｏ後のモータ回転速度Ｗは（６）式で表わされ
る。

Ｗ−Ｗ２＋ａ−δ・Ｔｏ ここで、δ・Ｔｏ　−Ｔｏ　／２とすれば、今回サンプ
リング時刻Ｔ−ｎ＋＋における速ｆｆＷを求めることが
できる。

Ｗ−（３Ｐｎ＋＋　　４ＰｖＬ＋ＰＴＬ−＋　）／２Ｔ
ｏ第１図に示した演算部１８は、δ・Ｔｏ　＝　Ｔｏ　
／　２とした場合の速度Ｗを鐸出する構成例を描いたも
めである。即も、レジスタ１１の内容Ｐ−ヤ１は、倍率
器１４で３倍され、レジスタ１２の内容Ｐｎは倍率器１
５で４倍され、レジスタ１３の内容ＰＴＬ−１は、その
まま加減［ｉｌＧに加えられる。加減４３１６は、倍率
器１５からの信号４ＰＴ１の極性を反転し、レジスタ１
１．１２．１３から導入した３つの信号を８１算すると
ともに、２「。で除ｔ１１＃′る。ｂらろん演算部１８
の構成を第１図に例示した構成に限定するものではない
。

なお、δ・Ｔｏが任意の値である（１）式（（６）式で
もある）の具体的な１ｊｉｌ碑方法は、公知技術により
容易に行うことでできるのでその説明を省略する。

なお、遅延時間を補正する量として第１図装置を用いた
制御系の状態によっては δ・Ｔｏ　＝Ｔｏ　／２としない方がよい場合もある。

従って本発明をδ・Ｔｏ　”Ｔｏ　／２に限定づるもの
ではない。

Ｃ本発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、加速曵からδ・Ｔ０
後の速度値を推定することで時間遅れを持つ速度値を補
正し、適切な速度値を得ることができる。従って、本発
明に係る速度検出装置を使用した１ＩＩＪ御系は従来に
増して安定に動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る速度検出＠置の構成例を示す図、
第２図は従来例を示す図、第３図は本発明及び従来装慮
におけるサンプリング時刻とＵＺＤカウンタの関係を示
す図である。 ３・・・Ｕ／Ｄカウンタ、４・・・バッファレジスタ、
５・・・プロセッサ、１１へ１３・・・レジスタ、１７
・・・コントローラ、１Ｂ・・・演算部。 第　Ｚ　図 第３図 −」三−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータの回転に応じて発生するパルス信号を導入しこれ
   を計数するアップ・ダウンカウンタと、このアップ・ダ
   ウンカウンタの出力を一定の周期Ｔ＿ｏでサンプリング
   するバッファレジスタと、前記バッファレジスタの出力
   を導入し、今回サンプル値（Ｐ＿ｎ＿＋＿１）を第１の
   レジスタ（１１）に格納し、前回サンプル値（Ｐ＿ｎ）
   を第２のレジスタ（１２）に格納し、前々同サンプル値
   （Ｐ＿ｎ＿−＿１）を第３のレジスタ（１３）に格納す
   るコントローラ（１７）と、下記（１）式の演算機能を
   持ち今回と前回のサンプリング時点の中間の時刻からδ
   ・Ｔ＿ｏ後のモータ回転速度に応じた値Ｗの算出を行う
   演算部（１８）と、よりなるプロセッサ（５）と、を備
   えたことを特徴とする速度検出装置。 Ｗ＝（１＋８）Ｐ＿ｎ＿＋＿１−（１＋２δ）Ｐ＿ｎ＋
   δＰ＿ｎ＿−＿１／Ｔ＿ｏ…（１）