JPH02193204A - ディジタルサーボ制御装置 - Google Patents

ディジタルサーボ制御装置

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JPH02193204A
JPH02193204A JP1243286A JP24328689A JPH02193204A JP H02193204 A JPH02193204 A JP H02193204A JP 1243286 A JP1243286 A JP 1243286A JP 24328689 A JP24328689 A JP 24328689A JP H02193204 A JPH02193204 A JP H02193204A
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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】 feedback 1oop)を利用する制御装置に関
するものであり、−層詳細には低速(低レート)もしく
は低速度(低ベロシティ)の状態のもとて速度量子化誤
差を実質上少くし、これによりノイズを減らし、動作を
一層確実にし、サーボ制御装置を動的に再構成する必要
性を除く手段を備えているディジタル・サーボ制御装置
に関する。
(従来技術およびその問題点〕 従来から、制御装置の性能を改善する手段として制御装
置に速さ(レート)フィードバック・ループまたは速さ
フィードバック補償を備えることは当業者には周知であ
る。速さフィードバック補償の模範的説明は1975年
にマグロ−ヒル社から発行されたJohn J、 D’
AzzoおよびCon5tantineH,Houpi
s共著の[線形制御システムの解析と設計(Linea
r Control System Analysts
 and Design)  Jの10−14以降にな
されている。第2図は被制御プラント25に対する従来
の制御装置の典型的なブロック図であり、この装置は典
型的にサーボモータを備えている。この場合、基準信号
が加算要素20に供給され、そこで基準信号と位置(ポ
ジション)フィードバック・ループ30および速さフィ
ードバック・ループ35からの反転帰還量とを混合する
位置フィードバック・ループ30は被制御プラント25
の位置により、ループ・ポジション常数に、だけ増幅さ
れた帰還量を発生する。速さフィードバック・ループ3
5は、ラプラス変換のS平面で解析されるが、プラント
25からの位置データを3倍することにより速さデータ
または速度データに変換し、次に速さデータをループ・
レート常数に2だけ増幅する。合成混合信号は次に駆動
信号として被制御プラント25に供給される。速さ補償
を行うことにより位置フィードバック補償だけしか行わ
ない制御装置より性能がかなり改善される。
第2図の従来の速さ補償制御装置をディジタル化するこ
とも既知である。典型的には、サーボモータ制御装置の
用途において、位置データおよび速さデータはモータ軸
エンコーダにより供給される。エンコーダは軸か所定の
角度を回転するごとにパルスを発生する。たとえば、光
学式エンコーダはディスクの周辺に配設された複数の、
半径(ラジアル)方向に整列したスロットを備えたディ
スクを使用している。光源はディスクの一方の面の周辺
に設置され光検出器がディスクの他の面に配設されてい
る。ディスクが軸と共に回転するにつれて、エンコーダ
のディスクが光ビームを中断するので、一連のパルスが
検出器により発生される。したがって、エンコーダには
ディスク周囲のスロットの間隔により所定の角分解能が
ある。
この角分解能は、モータで駆動される特定の機構により
、トランスレーショナル分解能に変換される。ディジタ
ル制御装置の場合には、各ループは伝統的に特定のサン
プルレートで動作する。すなれる。
速さ補償のあるサーボ制御装置の典型的な用途の一つは
、X−Y位置決め器具を使用してプロッター・ペンおよ
びプロッター用紙を位置決めするX−Yプロッターとし
てである。これら装置は、各軸に一つづつ、二つのサー
ボモータを使用しており、各モータの制御装置は速さ補
償を行うことができる。特定のモータすなわち軸に対し
て、高速度状態のもとでは、すなわち、速さが大きいと
きは、従来の制御装置は満足に働く。サンプル間のモー
タ軸の角移動がエンコーダの最小分解能の何倍にもなる
ので、エンコーダの分解能はきびしい問題ではなく、し
たがって起り得る測定誤差は全移動量の比較的わずかな
割合である。しかし、低速度状態のもとでは、エンコー
ダの動作から生ずる量子化誤差が重大な問題となる。そ
れというのは高速度状態ばかりでなく低速度にも同じサ
ンプルレートが伝統的に採用されているからである。
したがって、モータ軸はサンプル間を非常にわずかしか
動かないことがあり、位置および速さの推定値または計
算値が、エンコーダが新しいパルスまたは増分(inc
remented)出力を発生するときの量子化誤差の
ため、不正確になる。このような誤差により静止状態に
あるプロッター器具に可聴ノイズまたはジッタを生じ、
動作の確実さが減り、満足な性能を得るのに実質上大き
な経費を費して動的再構成の機能を備えたサーボまたは
分解能のもっと大きいエンコーダを使用する必要を生ず
ることがある。
とにより、または両ループを不変ではあるが異なるサン
プル速さで、たとえば、位置ループをI KHzのサン
プル速さ、速度ループを5 KHzで、動作させること
により速さ補償制御装置の性能を改善する方法を探し出
したと信じている。このような方法は、しかしながら、
問題に対する満足な解法を提供するものではなかった。
〔解決しようとする問題点および解決手段〕速さ補償を
行うが、低速度状態のもとで速さ量子化娯差を実質上無
くし、しかも高価な高分解能エンコーダまたは複雑な動
的再構成可能な制御装置を必要としないサーボ制御装置
を提供するのが本発明の目的である。
本発明は、低速度または低速状態のもとで量子化誤差が
実質上無いディジタル速さ補償サーボ制御装置を開示す
る。この制御装置は、所定の分解能を有しエンコーダ分
解能の整数倍の位置データ・サンプルを発生するモータ
位置インジケータを備えている。高速度状態のもとで、
速さフィードバック・ループは一定サンプルレートに基
き速度または速さの推定値を用いて動作し、速度は走行
した推定距離をサンプルレートで割v署により従来どお
りの方法で決められる。低速度状態のもとでは、本発明
によれば、速さフィードバック・ルプル間で発生する他
の計算値に対してゼロにセットされる。
〔実施例〕
本発明を利用するディジタル・サーボモータ制御装置の
模範的実施例を第1図に示す。高速度状態のもとで、速
さ補償ループは位置補償ループと同じ位置インジケータ
・サンプルレートで動作する。しかし、低速度状態のも
とでは、速さ補償ループは特別な可変サンプルレートで
動作する。
第1図において、混合器50は基準モータ駆動信号を位
置および速さフィードバック・ループの帰還量の反転値
(inverted versions)と混合して、
第2図の従来の制御装置の場合のように、モータ55に
複合モータ駆動信号を供給する。この実施例ではモータ
付きエンコーダ55のエンコーダ出力は単一軸に沿う動
きの速さを表わすデータ、すなわち、エンコーダ出力が
サンプルされる、たとえば、600マイクロ秒ごとに1
サンプル、という一定の速さであるため速さを表わすデ
ータである。したがって、速さはサンプル期間中の軸の
増分(incre−mental)変位をサンプル期間
の継続時間で割ることにより決まる。
速さデータは速さ補償ループ65に送られる。ループ6
5の動作はモータが高速で駆動されるか低速で駆動され
るかによって決まる。したがって、高速状態のもとで、
速さループは、速度を推定するのに一定のサンプルレー
トで、従来どおりの仕方で動作する。速さはサンプル期
間中発生されたエンコーダ・パルスの数をサンプル帰還
の継続時間で割ったものに比例する。したがって、高速
状態のもとでは、混合器50に帰還される速さデータは
モータ付きエンコーダ55のエンコーダ出力にシステム
速さ常数Kz(ブロック75で示しである)を掛けたも
のである。低速状態のもとでは、ループ65はエンコー
ダ出力で決まる可変サンプルレートで動作する。
対して選択され、要素85および90は低速動作に対し
て選択される。この概要図は、例示目的専用であり、両
速さ補償動作が実施例において適切にプログラムされた
マイクロプロセッサで好適に行われるものとして表現し
たものである。速さ常数に2は用途により、従来どおり
の仕方で選定され、要素75がエンコーダ付きモータ5
5からの速さデータを速さ常数に2だけ増幅する。した
がって、高速または高速度状態の期間中、マイクロプロ
セッサが現在の速さまたは速度の推定値に速さフィード
バック常数を定期的に掛けて速さフィードバック・ルー
プの帰還量を求める。これは従来どおりの速さ補償動作
である。
しかし、低速動作のもとでは、速さ補償ループ65は要
素75ではなく要素85および90により動作する。そ
れで、この場合には、スイッチ67は要素85および9
0を有するループ分枝を選択するように「投入」される
。実施例においては、「スイッチ」は制御装置のマイク
ロプロセッサに存在するコードにより実現される単なる
決定(decision)である。
要素85は速さ常数に2を備えているが、この常数をサ
ンプル周期Tsで分割もする。本発明によれば、ループ
の動作はエンコーダが新しい速さまたは位置の情報を発
生したときに限り、すなわち、新しいパルスまたはカウ
ントをエンコーダから受取ったときに、行われる。事実
上、低速度動作中、各可変サンプル期間中のロータ軸の
変位は、サンプル周期Tsが変化する状態で、一定、す
なわち、エンコーダの分解能に等しい。高速度動作中、
サンプル周期Tsは一定に(たとえば、600マイクロ
秒に)保たれ、変位が速度に応じて変化する。
以下に説明するように、実施例の制御装置はマイクロプ
ロセッサまたは他の計算装置を備えて低速度状態で連続
的に更新される位置または速度のサンプルの間での経過
時間を計算し、要素85により指示された動作を行う。
低速度の場合の速さ補償ループ65も第2の動作を行う
ことができるが、この動作は速さフィードバック信号を
可変サンプル周期の測定値1/Tsに等しい等価因数だ
け更に少くする。
再び第1図を参照すると、位置フィードバック・ループ
60は、要素70として示しである積分動作を行うが、
これはモータ付きエンコーダ55からの速さデータを積
分して合成位置データを発生し、このデータは動作72
で示しであるように常数K。
たけ増幅される。このループは高速度および低速度の両
状態で同じ速さで動作する。
モータ付きエンコーダ装置を位置情報の代りに速さ情報
を発生するものとして示しであるのは実施例で採用した
実行例を単に示しただけである。
エンコーダは代りに位置データを発生すると考えること
ができ、このデータを微分して速さ補償ループ用の速さ
データを発生することができる。
高速度または高速状態のもとで、制御装置は方程式1に
より計算した速さまたは速度を利用する。
V=(Δx)/T            (1)ここ
でV=速度または速さ、 ΔX=サンプル期間中の位置の変化、 T=(不変の)サンプル周期、 低速度状態のもとでは、速度は方程式2により計算され
る。
U=X/Ts             (2)ここで
X=エンコーダの分解能、 Ts −(可変の)サンプル期間の持続時間。
第1図のブロック85は第を図の計算の実行を示す。方
程式2を用いて低速度状態下の速度を計算すれば量子化
誤差は減るが、完全には無くならない。この手法からは
(可変)サンプル周期全体にわたる平均速さまたは平均
速度を示す平均速さ推定価が生ずる。したがって所定の
瞬間での瞬時速度の正確な目安は得られない。したがっ
て速度を計算する途中にこの修正案を使用してもやはり
幾らかの量子化誤差が存在し、速度が低くなる程、速度
成分中にかなりなノイズ信号として出現することがあり
、サーボ内に可聴ノイズと不安定とを生ずる可能性があ
る。多数の用途について、残留ノイズは受容できない。
このノイズ信号を更に減らすためには、速度推定値をこ
の実施例における低速度状態のもとで、第2図に動作9
0で示したように、連続する増分(increment
al)′エンコーダ・カウント間の時間で再び割ること
により減らす。
これは低速度状態のもとで速度常数に2を減らすという
効果がある。これにより最悪の場合(低速度)のノイズ
源(量子化誤差)が更に減る。速度が小さくなる程、信
号内に残る量子化誤差が多くなり、速度常数に2を減ら
すことにより量子化誤差が−N減衰する。
実施例においては、連続するエンコーダ・カウント増分
(increments)間の時間Tsによる第2の分
割を行うのに使用する方法は、信号の振幅ではなく信号
が継続する時間を制御することである。
たとえば、Ts=2単位時間ならば、速度成分フィード
バック信号は第1単位時間の終りに遮断されるので、速
度成分フィードバック信号はサンプル時間t=2単位の
最後の時間単位に対してゼロになる。したがって、フィ
ードバック信号の平均値は第1単位時間中のそのレベル
の1/2になる。
この方法は、実質上プロセッサ時間を必要とし可能なら
ば避けるべき別の明白な割算(division)動作
を必要としない。誤差の速度成分の振幅が減ってもこの
成分の持続時間が減っても正味の結果は同じである。
1/Ts以外の量子化ノイズを更に減らす機能をも採用
することを考えている。−船釣な意味での第2の動作の
機能はフィードバック信号の速度成分を低速度状態に対
してもっと多く減衰することである。
本発明の結果、エンコーダ・ノイズは低速度状態のもと
て実質上減少していると認められる。
第3図は本発明を具体化する2軸サーボモータ制御装置
システムの実施例を示している。この実施例は、たとえ
ば、X軸モータがブロック−、ペンをY軸に沿って駆動
し、Y軸モータがプロッター用紙をY軸に沿って、推し
進める用紙トランスポートを駆動する、X−Yプロジタ
ーに有利に利用することができる。本発明を適用するこ
とができる一般的に市販されているブロック−は、本願
出願人カリフォルニヤ州バロアルトのヒユーレット・パ
ラカードから市販されている7575型および7576
型のようなプロッターである。このシステムは8ビツト
母線107によりサーボ論理回路105に結合されてい
るマイクロプロセッサ100の制御下にある。サーボ論
理105はXおよびYのモータ駆動部110および11
5に結合されており、これら駆動部はそれぞれのXおよ
びYのモータ120および125に結合されている。モ
ータ120および125はサーボ論理回路105を備え
ているパルス幅変調器からのa、c、信号により駆動さ
れるd、c、モータである。パルス幅変調器は各モータ
の動作を独立に制御するマイクロプロセッサ100から
受取るディジタル制御語に応答する。モータ軸の角位置
はそれぞれの光学式軸エンコーダ130.135で監視
され力はサーボ論理回路105にフィードバックされる
モータ駆動部110.115 、モータ120.125
 、および軸エンコーダ130および135は当業者に
は周知である。
サーボ論理105の簡略ブロック図を第4図に示す。論
理105はマスター・クロック周波数(たとえば、図示
しない水晶発振器のようなりロック源により発生する)
をサーボ論理105の動作に必要は幾つかのクロック周
波数に分割するクロック駆動回路302を備えている。
モータ保護回路304はモータ信号の誤差状態を検出し
てハードウェアのはプロ;ター・ペンのソレノイドをZ
方向に駆動するZ軸駆動信号を発生する。ペン駆動回路
は本発明の部分を構成するものではないから、ここでは
これ以上説明しない。
サーボ論理105はそれぞれの駆動信号をY軸およびY
軸のモータに供給するY軸およびY軸パルス幅変調器(
PWM)308および310を更に備えている。別にデ
コーダ回路312.314が設けられていてそれぞれの
Y軸およびY軸光学エンコーダ130および135から
の入力を対応するエンコーダX軸パルス幅変調器のブロ
ック図を第5図に示し、Y軸およびY軸の両パルス幅変
調器308および310を例示する。パルス幅変調器そ
れ自体は当業者に周知である。回路308はその状態が
所定のPWM期間に対してモータの「オン」時間を決め
る8ビツト・デエーティ・サイクル・ラッチ/カウンタ
330を備えている。この実施例では、8ビツト・ラッ
チ/カウンタ330は第5図に示すように互いに縦続に
接続された一対の4ビツト・カウンタ332および33
4を備えている。この実施例のPWMの周期は一定(た
とえば、43マイクロ秒)であり、23、5kHzのク
ロックを発生するクロック回路のワンショット装置(図
示せず)により制御される。
ワンショット装置からの入力の立上り縁ごとに1回、信
号パルスLDが8ビツト・カウンタ330の負荷入力に
送られる。パルス信号LDはラッチ/カウンタ330の
動作の他の周期の始まりを合図する。
PWM308のプログラム可能デユーティ・サイクルは
同期負荷アップ/ダウン・ラッチ/カランg タ330から供給される。ラッチ/カウンタはサーボ論
理105のアドレス・デコード回路316のデータ母線
DO〜D7に対して読み書きされる。ラッチ/カウンタ
308の負荷は信号LDにより制御される。
ラッチ/カウンタ330にラッチされた入力の内容は2
の補整数と解釈される。入力DO〜D7の最上位ビット
はカウンタの方向を制御する。負の数に対しては、ラッ
チ/カウンタ330はOまで数え上げる。正の数に対し
ては、ラッチ/カウンタ330は0まで数え下げる。カ
ウンタが0になると、それ以上の計数は不可能となる。
それぞれの4ビツト・カウンタ332および334の出
力Q1〜Q4は論理回路336により更に処理されてP
WM出力XAおよびXCを発生する。回路336はAN
Dゲート338および348、NORゲート340.3
42.350、および352、増幅器344およびイン
バータ346、およびフリップフロップ354および3
56から構成されている。XA信号およびXC信号はそ
れぞれカウンタ出力Q1〜Q4から発生したアクチブ高
出力である。正のカウンタ値に対しては、XAは有効で
ありXCは無効である。負のカウンタ値に対してはその
逆が真である。カウンタ状態により他のサイクルを開始
し、PWMの「オン」時間を確定する。入力数は符号ビ
ットにより信号XAまたはXCの「オン」時間を決定す
る。信号NR3Tはデユーデイ・サイクル・カウンタ3
30をクリアし、PWM出力を無効にする。
信号XAおよびXCはX軸dcモータのモータ駆動回路
を制御する。駆動回路の簡略概要図を第6A図に示す。
この図においてモータ360の巻線1および2は、(X
AおよびXCが共に不活性のととき反対の極性で接続さ
れる。このようにして、スイッチ362.364は信号
XAにより制御され、スイッチ366.368は信号X
Cにより制御される。
このような仕方で、モータを遮断しくXAおよびXCが
共に不活性のとき)、第1の方向に駆動し(XAが活性
、XCが不活性)、反対方向に駆動(XA不活性、XC
が活性)することができる。
第6A図の簡略概要図を実現する典型的なX軸モータ駆
動回路を第6B図に示す。回路の動作は当業者にはこれ
以上説明しなくても明らかである。
サーボ論理105は上述のように二つのデコーダ312
および314を備えている。これらの回路を更に説明す
るため、デコーダ312の簡略ブロック図を第7図に示
す。(デコーダ314は回路312と同じである。)回
路312はデコード回路382.8ビツト位置カウンタ
384、および8ビツトのラッチ386を備えている。
デコーダ312の目的は光学式エンコーダ130からの
入力信号をエンコーダのカウント状態に変換することで
ある。光学式エンコーダの出力はこの実施例では位相が
90″離れた二つのTTLレベル信号AおよびBの形を
している。デコード回路382か歩滅するかが決まる。
A入力がB入力より遅れていれば、いずれかの線上の遷
移によりカウンタがインクリメントする。A入力がB入
力より進ん信号からカウンタの入力信号を発生する。位
置カウンタ384の八つのビットすべてが8ビツト・ラ
ッチに入力される。符号化禁止信号がデータをラッチさ
れないようにするので、ラッチ内のデータはマイクロプ
ロセッサ100により読出されている間は変化しない。
マイクロプロセッサ100はサーボ論理105にモータ
を所望の方向に所望の位置まで回転させるのに必要なデ
ィジタル制御語を発生する。マイクロプロセッサ100
はまたサーボ105を備えている各デコーダの8ビツト
位置カウンタ・ラッチ386の状態を継続的に、典型的
には600マイクロ秒おきに、周期的に読取る。位置カ
ウンタのカウント状態はモータ軸の角位置を反映する位
置データを、したがって、X軸およびY軸に沿うをれぞ
れの位置を表わしている。マイクロプロセッサ100は
、各期間後カウント状態を読取ると、位置データを微分
して速度または速さのデータを発生する。微分は効果的
には現在のカウントを前に読出したカウントから差引く
ことにより行われる。この速さデータは第1図のモータ
付きエンコーダ55の出力に発生する速さデータに対応
する。速さデータは次に積分される、すなわち、前の位
置データに加算されて第1図の積分器70の出力に現在
の位置データを発生する。微分動作および積分動作はマ
イクロプロセッサ100により行われる。
今後は第8図を参照すると、速さ補償を実行するマイク
ロプロセッサ100の動作を表わす簡略流れ図が示され
ている。速さ補償は正常のマイクロプロセッサの動作を
中断して定期的に行われる中断駆動サブルーチンに含ま
れている。開示した実施例においては、中断の割合は6
00マイクロ秒おきに1回の中断の割合である。したが
って、速度は高速度状態のもとでは600マイクロ秒お
きに計算される。
サブルーチンに入り、ステップ200で、現在のデコー
ダ位置カウンタのカウント、すなわち、[エンコーダ・
カウント]が読出され、格納される。ステップ202で
、変数CNTRが1だけインクリメントする。この変数
は最後にエンコーダのカウントが変ってから経過した中
断サイクルの数のトラックを確保するのに使用される8
ビツトの変数■、が現在のエンコーダ・カウントと前の
中断中に読出された最後のエンコーダ・カウントとの差
として計算される。速度計算に固有なのは一定の中断期
間(ここでは600マイクロ秒)である。
ステップ206で、変数CNTRの状態がチエツクされ
る。CNTRが0であれば、これはカウンタがカウント
256をカウントし書してそれ自身リセットしたことを
示している。リセット状態を訂トする。
ステップ210で、現在の速度変数■をチエツクし、も
し0であれば、ステップ212で常数Kvと速度■との
積(第1図の常数に+ とに2との積に等しい)を0に
セットしてサブルーチンが終了する。ステップ210.
212 、および214は速さフィードバック・ループ
が行う速さ補償が、インクリメントしたエンコーダ・カ
ウントが検出される中断サイクル直後の計算を除き、各
低速度速さ補償の計算について0であるように動作し、
第2図の関係を利用する速度計算を発生する。エンコー
ダ・カウントがインクリメントしたサイクルに続く各中
断サイクルから後の速さ補償は、エンコーダの新しいイ
ンクリメントが検出されるまで、再び0にセットされる
。これは新しくインクリメントしたエンコーダ・カウン
トを検出して終了する先行の可変サンプル期間に対して
非ゼロ速さ補償帰還量を平均化するという効果を及ぼす
。この平均化は事実パルス幅変調およびTsで割る動作
の形を成しており、第1図のブロック図の要素90を実
行するものである。
ステップ210で変数Vが0でなければ、その大きさを
ステップ216でチエツクする。大きさが1より大きけ
れば、これはモータが前の中断期間内に非常に急速に動
いたので1カウントより多(進んだことを示している。
この実施例では、これを高速度状態が存在していること
の指示と捕え、その結果、変数CNTRを0にセットし
くステップ218)、従来どうりの計算を行って速度を
求め、速度常数と速度との積を得る。(ステップ220
)。これでサブルーチンは戻る(ステップ222)。そ
れ故判断216は第1図のスイッチ67の動作を実行す
る。
速度変数■の大きさが1より大きくなければ(ステップ
216)、これを低速度状態が存在していることの指示
と捕える。ステップ224で、低速状態速度変数Vsを
カウンタ状態の逆数(1/CNTR)に等しくセットす
る。この計算は低速状態速度が、エンコーダ・カウント
が最後に変化してからの中断期間の数の逆数に比例して
いることを示している。ステップ226で、位置および
速度常数および速度の積がKvと低速速度変数Vsとの
積に等しくセットされる。ステップ228で、カウンタ
状態CNTRがOに等しくセットされ、プログラム動作
が戻る。ステップ226で計算した速さフィードバック
補償値は1中断期間しか持続しない。というのは、次回
エンコーダ・カウントが変化しなければ、それが次の中
断サイクル中に読出され、速さ補償値がOにセットされ
るからである(ステップ212)。これにより、上述の
ように、明白なマイクロプロセッサの割り算動作を必要
とせずに第2の1/Ts動作が実行される(第1図のブ
ロック90)。
常数Kvの大きさは特定のアプリケーション・パラメー
タによって決まり、エンコーダの分解能の値を含んでい
る。代りに、低速度状態のもとでの速度の計算(スエッ
プ224)を、速度常数がエンコーダの分解能の値を取
込んでいない場合、(エンコーダの分解能の値/CNT
R)に修正することができる。
第も図の流れ図を実行する典型的なプログラムのりスト
を第10図に示す。リストはインテル社が市販している
マイクロプロセッサの805Xフアミリ一用アセンブリ
言語によっている。
第1O図のコード・リストは第9図のブロック図に示す
機能を実行するもので、これは第1図のブロック図の一
般的等価機能として示すことができる。(図を説明する
にあたり、「行×××」とは第10図のコードの行数を
指す。)第9図に示すとおり、被制御プラント装置26
2の所要位相目標を示す位置基準信号が設けられている
。この基準データを微分して(ブロック250)速度基
準信号を発生する。速度基準信号はプラント262から
の伝統的な速さまたは速度の推定値の逆数と加算される
(ブロック252) (行20〜31および54〜58
)。合成信号を積分しくブロック252)、位置誤差デ
ータを作る。このデータは速さ補償信号の逆数と加算さ
れる(ブロック256) (行132〜134)。合成
信号に常数に1掛け(ブロック258、行139〜15
6)、低域3波して(ブロック260、行162〜28
2)一つの信号を得、この信号はプラント駆動制御信号
を発生するように処理される(行284〜310)。プ
ラント262は従来の速度または速さの推定値を表わす
データを発生する光学式軸エンコーダのような変位イン
ジケータを備えている。スイッチ268り行64)はス
チッチ67(第2図)と類似のものである。高速度状態
において、スイッチは閉じてブロック264.266を
バイパスする。低速状態において、スイッチは開く。行
66〜96は低速度状態のもとでブロック264.26
6 、および270で示される機能を実行する。行10
3〜125は高速度状態のもとてブロック270で示さ
れる機能を実行する。
上述の実施例は本発明の原理を表わすことができる可能
な特定の実施例を単に説明するものであることが理解さ
れる。当業者はこれらの原理にしたがって本発明の範囲
から逸脱することなく他の構成を容易に案出することが
できる。
〔効 果〕
本発明は、以上のように構成され、作用するものである
から、上記した課題を解決することができるディジタル
サーボ制御装置を提供し得るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る速さ(レート)補償を
具備するディジタルサーボ制御装置のブロック図である
。 第2図は、従来例に係るディジタルサーボ制御装置のブ
ロック図である。 第3図は、本発明装置を適用した2軸速さ補償サーボ制
御装置のブロック図である。 第4図は、第3図の実施例に係るサーボ論理回路を簡略
化して示した回路図である。 第5図は、第4図のサーボ論理回路のパルス幅変調回路
の一例を簡略化して示した回路図である。 第6A図は、モータ駆動回路の一例の簡略化された回路
図である。 第6B図は、第3図の実施例に使用されている2? モータ駆動回路をより詳細に示した回路図である。 第7図は、光学式軸エンコーダからのエンコーダ・カウ
ントを発生するためのデコードロジック部を示すブロッ
ク図である。 第8図は、第3図のサーボ制御装置の動作を簡単に示す
流れ図である。 第9図は、第1図のブロック図の一般的な等価ブロック
図である。 第10図は、第9図に示すブロック図の機能を実行する
ためのソースコードプログラムリストを示す図である。 出願人 ヒユーレット・パラカード・カンパニ代理人 
 弁理士  長 谷 川  次 男OV OV NC OV S VEL D工R,C OV S賢AP OV NL λDDC OV OV JMP JMP A、B X5ERVO321 ;C0NT工NυE  N0RKALLY  NOW$ A、S KXGA工N AB ♀ A、B S工GNED) RESULT OF Kg☆(Error−Kv☆Ve
l)$ SF工LTERON、XF工LTER4;  NOW 
A:B = E −LASTE IN 16.0R1:
RO=  E  工N  16.0XCH A、B E −LASTE。 入ND E HAS  BEEN  5AVED  I
NTOLASTELC XCH LC XCH A、B LC NL XCH LC OV OV DD OV LR NB PL FO,XFILTER9 $ A、RO S−TEMPB工TF、XF工LTER5A XFI:LTER5 $ B、S PSCOMP B− FI C2,(○ OV B、#0 $ S X5HUTCNT、S 5HIJT THRESH
A、B $ S TEMPBITF、XCLO5E @MIJ、A $ s vEcT、@。 RO @RO,Ji。 $ s REF PNTR,A A、S  TEMP ACC

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機械装置を制御するディジタルサーボ制御装置であって
    、所定の分解能を有する変位インジケータと、前記分解
    能を積分した該分解能の倍数である前記機械装置の変位
    を示す変位信号を供給する手段と、前記変位信号に対し
    て独立した前記機械装置の速度推定値の関数として変化
    する速さ補償信号の大きさと基準制御信号とを組み合せ
    て速さ補償信号を供給するための速さ補償フィードバッ
    クループとを具備するディジタルサーボ制御装置におい
    て、低速度状態においては、前記変位信号が前記所定の
    分解能によってインクリメントされた後にのみ更新され
    た速度推定値が供給されるように、非ゼロ速度推定値が
    供給される速さを変化させ、実質的に前記変位インジケ
    ータによる量子化誤差を減少させることを特徴とするデ
    ィジタルサーボ制御装置。
JP1243286A 1988-09-19 1989-09-19 ディジタルサーボ制御装置 Expired - Lifetime JP2807710B2 (ja)

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US246,240 1988-09-19

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DE (1) DE68919782T2 (ja)
ES (1) ES2064452T3 (ja)

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EP0360490A3 (en) 1990-09-26
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EP0360490A2 (en) 1990-03-28
US4893066A (en) 1990-01-09
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