JPH01320467A - 機械の回転数の測定方法 - 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、駆動装置と回転数センサを存し、駆動装置に
は回転数の設定値が予め与えられており、回転数センサ
から実際値が得られるようになっている機械の回転数を
測定する方法に関する。

［従来の技術］ 機械の回転数を測定するために、特に機械の制御のため
に、回転数センサが公知である。その際エラーが生ずれ
ば機械の誤った制御が行われつる。回転数センサとして
インクリメント型発信器がしばしば用いられ、インクリ
メント型発信器で発生されたタコメータパルスがカウン
トされる。

この際、妨害パルスが、例えばインクリメント型発信器
と制御機器との間での漂遊（Ｅｉｎｓ　ｊｒｅｎｎｎｇ
ｅｎ）によって起りつる。さらに、妨害パルスの原因は
インクリメント型発信器自体にもありうる。それは例え
ば、光学的インクリメント型の発信器に光を透過しない
小片が侵入した場合である。この妨害パルスは、それが
起れば必ず実際値の測定エラーを結果として生ずる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、機械の回転数測定における確実性を高
めることにある。

［課題を解決するための手段コ 本発明の機械の回転数の測定方法は、設定値が、駆動装
置と機械とで構成され出力端に計算された実際値が生ず
る制御系の数学モデルに導入され、測定された実際値と
計算された実際値の差が求められ、その差の絶対値か設
定値を超えたときには計算された実際値が、そうでない
ときには測定された実際値か次段以降に送られることを
特徴とする。

本発明の方法によれば、回転数センサの出力信号が乱さ
れた場合、機械の回転数の偏差は、数学モデルの精度に
よって与えられる偏差に限定される。

従属項に記載しである方策によれば、請求項１に記載の
本発明の有利な発展や改善が可能になる。

すなわち、少くとも２つのタコメータ信号が導出され、
それらタコメータ信号の１つか故障の場合には自動的に
他方のタコメータ信号に切換えられるならば、特に確実
性をさらに高めることが可能になる。さらに本発明によ
る方法を発展させたものには、実際値または回転方向の
信号を回転数センサと無関係に得られた信号と比較する
ことが含まれている。この場合は、所定の偏差を超えた
場合にはいつでも、エラー信月が発生される。

［実施例］ 本発明の実施例を添付の幾つかの図面に示しており、そ
れらを以降においてさらに詳しく説明する。

第１図から第３図までにおいては、そこで示されている
機能の大部分は対応するプログラミングをされた計算機
で実現されつるが、見てわかりやすくするために、ブロ
ック図の形を用いている。

個個の機能を回路で実現するか計算機機能で実現するか
の有利な区分については、本願と同時に出願の［機械の
回転数を測定する方法および装置」に記載してあり、第
１図と第２図の実施例において部分的に適用される。

例えば印刷機であってよい機械１は、駆動モータ２を含
んでいて、この駆動モータ２は、４で導入される回転数
の設定値Ｎ−５ＯＬＬに関係して制御出力段３によって
制御されている。部分５で機械１の回転部が総括されて
おり、これの回転数がインクリメント型発信器６によっ
て測定される。ここにおいては２つの光学的走査器８．
９で走査される光学的スリット板７が設けられていて、
２つの互に９０°位相のずれたタコメータ信号ＡとＢと
が作られるようにそれら走査器８．９が配置され、それ
が有利である。それらタコメータ信号Ａ、Ｂは、どちら
か一方だけがカウンタ１１に到達するようにスイッチ１
０に送られる。

カウンタ１１は、タコメータ信号の１周期または何周間
かの間、１２から入力される高周波数のカウントパルス
ＺＩをカウントするので、カウンタ１１の出力端１３に
生ずるカウント値はタコメータ信号の周期の尺度となる
。この値は１４において１つの回転数の値Ｎ−ｌ５Ｔに
換算され、スイッチ１５を経て出力端１６へと導かれ、
Ｎ−ｌ５Ｔ本＊として制御のために用いられる。なお、
設定値　Ｎ−５ＯＬ　Ｌが遅延回路１７を経て、走査周
期Ｔａだけ遅れ、機械１の数学モデル１８に送られる。

この数学モデル！８はさらに、１９においてやはりＴａ
だけ遅れた値Ｎ〜ＩＳＴ本＊を入力する。

数学モデル１８は、入力された値から１つの値Ｎ−ＴＳ
Ｔ＊を出力する。この際次の関数が適用される。

Ｎ−ｌ５Ｔ本（ｋ＋−Ｖ−Ｎ−ｒｓＴ＊＊　（ｋ−１）
＋　（１−Ｖ）・Ｎ−５ＯＬＬ（ｋ−１）ここに、ｙ＝
ｅ−Ｔａ／Ｔであり、Ｔａは走査周期、Ｔはこの制御系
の時定数である。これにより計算された実際値Ｎ−ｌ５
Ｔ本は実際値Ｎ−ｌ５Ｔと次のようにして比較される。

先ず、減算器２０で減算が行われ、そのうえで２１にお
いて差の絶対値が作られる。

２２においてこの絶対値から定数０１が引かれる。２３
において２進信号が、２２において作られた差か０より
小さいが、０より太きいかに応じて発生される。そこで
、スイッチ１５が、偏差が０１より小さいときに値Ｎ〜
ＴＳＴが出力＠１６に出力されるように制御され、この
偏差か設定値を超えるかまたは等しい場合にはスイッチ
１５は図左側の位置に切り換わる。

つまり、偏差が大きいときには、値Ｎ−ｌ５Ｔは乱され
ており、数学モデル１８によフて作られた計算された値
Ｎ−ｌ５Ｔ＊が回転数Ｎの真値にもっと近いとみなされ
る。

スイッチ１０は、タコメータ信号Ａ、Ｂのうちの１つが
故障したとき他方に切換えられるように、制御装置２４
によって制御される。こわについての詳細は、第３図と
の関連において後述する。

第２図は第１図において現れる回転数の値を一目でわか
る形で示している。ここで、Ｎ−ｌ５Ｔ＊の許容範囲は
ハツチングで示されている。実際値Ｎ−ｒｓＴ本＊　（
ｋ−１）は先行した走査時点に−１を示しており、一方
、その他の値は走査時点ｋに関係している。

第３図は制御装置２４（第１図）に適した回路を示す。

ここで、値Ｎ−ｌ５Ｔ＋（ｋ）は、逆数を作るための回
路３２の入力端３１を通って回路３２に入力される。回
路３２の出力信号は、カウンタ１１が周波数分割された
タコメータ信号で制御されているときに、タコメータパ
ルスの１周期またはその何倍かに相当する時間Ｚ　（ｋ
）を表わす、３３において時間Ｚ　（ｋ）に許容時間幅
△Ｚが付加される。そこで生じた値２本（ｋ）が、３４
から人力されるカウンタ１１の出力信号から差引かれる
。その差に応じて、３６において２進信号が発生される
。この２進信号によりスイッチ１０が作動する。しかし
この信号は、本実施例においてはプログラム割込み信号
（ＩＲ）として計算機に送られ、計算機がスイッチ１０
を制御する。このことは、計算機はもっと別の状態判定
をも行いうるし、また、スイッチングのほかにアラーム
を出すことも行いつるので有利である。さらに計算機に
おいては、両方のタコメータ信号Ａ、Ｂが乱されている
という場合に対しての算段も設けられつる。

さらに別の監視のために、直流モータの場合には、起電
力が計算され、さらに別の計算された実際値Ｎ−ｌ５Ｔ
＊本本として、回転数センサから出力された実際値Ｎ−
［ＳＴと比較されるということが行われつる。このこと
は、第１図の実施例の場合、電機子電圧と電機子電流が
人力されている回路４１によって行われる。ところで、
このさらに別の計算された実際値は、Ｎ−ｌ５Ｔネ＊傘
・（：２　（Ｕ−Ｒ−１）で算出される。ここに、Ｃ２
は定数、Ｕは電機子電圧、Ｒは電機子抵抗、■は電機子
電流である。回路４１の出力信号は、回路２０から２３
までと類似の方式で構成されている比較器４２に送られ
る。所定の値を超える偏差があったときには、比較器４
２の出力端４３にエラー信号が発生する。

タコメータ信号ＡとＢからは、それらタコメータ信号の
１つを他方の信号のエツジにおいて走査することによっ
て、回転方向信号が得られる。そのために回路４４が設
けられている。回路４４の出力端４５からは、制御のた
めの回転数信号ＤＲか取出されつる。インクリメント型
発信器の領域においての外乱をこの場合にも検知するた
めに、回路４１の出力信号から、４６において起電力の
符号（正負）を表わす信号ＤＲ＊が導出される。

この符号は、比較器４７において、タコメータ信号Ａ、
Ｂから得られた回転方向信号ＤＲと比較される。偏差が
あった場合には、出力＠４８にエラー信号が発生される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
、生じた実際値または計算された実際値を説明するため
のグラフ、第３図は、第１図の実り’６例中の制御装置
ブロック図である。 １・・・機械、２・・・駆動モータ、６・・・インクリ
メント型発信器、７・・・光学的スリット板、８．９・
・・回転数センサ、１０．１５・・・スイッチ、１１・
・・カウンタ、１７・・・遅延回路、１８・・・数学モ
デル、２０・・・減算器、２４・・・制御装置、３２，
４１．４４・・・回路、４２．４７・・・比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動装置と回転数センサを有し、駆動装置には回転
   数の設定値が予め与えられており、回転数センサから実
   際値が得られるようになっている機械の回転数を測定す
   る方法において、 その設定値が、駆動装置と機械とで構成され、出力端に
   計算された実際値が生ずる制御系の数学モデルに導入さ
   れ、測定された実際値と計算された実際値の差が求めら
   れ、その差の絶対値が設定値を超えたときには計算され
   た実際値が、そうでないときには測定された実際値が次
   段以降に送られることを特徴とする、機械の回転数の測
   定方法。 ２、さらに、次段以降に送られる実際値が前記制御系の
   数学モデルに導入される、請求項１に記載の方法。 ３、設定値と実際値が量子化された際、設定値と、次段
   以降に送られる実際値が各々、走査の１周期だけ遅れて
   制御系の数学モデルに送られる、請求項１または２に記
   載の方法。 ４、インクリメント型発信器から少なくとも２つのタコ
   メータ信号が発生され、回転数の計算された実際値は時
   間に換算され、タコメータ信号のパルスの発生がその計
   算された時間よりも許容偏差を超えて遅れたときには、
   他方のタコメータ信号に切換えられる、請求項１に記載
   の方法。 ５、インクリメント型発信器から少くとも２つのタコメ
   ータ信号が発生され、回転数の計算された実際値は時間
   に換算され、タコメータ信号のパルスの発生がその計算
   された時間よりも許容偏差を超えて進んだときには、妨
   害パルスが表示される、請求項１に記載の方法。 ６、インクリメント型発信器から少くとも２つの互いに
   位相のずれたタコメータ信号が発生され、一方のタコメ
   ータ信号を他方のタコメータ信号のエッジにおいて走査
   することにより回転方向信号が発生する、請求項１に記
   載の方法。 ７、回転方向信号が、入力されている機械制御命令と比
   較され、偏差があったときエラー信号が発生される、請
   求項６に記載の方法。 ８、回転方向信号が、機械の駆動モータの電機子電圧と
   電機子電流から計算された起電力（ＥＭＫ）の値の符号
   と比較される、請求項６に記載の方法。 ９、実際値がさらに、機械の駆動モータの電機子電圧と
   電機子電流から計算される別の計算された実際値と比較
   され、所定の大きさを超える偏差があった場合にはエラ
   ー信号が発生される、請求項１に記載の方法。