JPH0328910B2 - - Google Patents

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JPH0328910B2
JPH0328910B2 JP59112478A JP11247884A JPH0328910B2 JP H0328910 B2 JPH0328910 B2 JP H0328910B2 JP 59112478 A JP59112478 A JP 59112478A JP 11247884 A JP11247884 A JP 11247884A JP H0328910 B2 JPH0328910 B2 JP H0328910B2
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JP
Japan
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signal
phase
speed
gate
output
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JP59112478A
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JPS60254210A (ja
Inventor
Keiji Kimura
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0328910B2 publication Critical patent/JPH0328910B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/18Controlling the angular speed together with angular position or phase
    • H02P23/186Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、位相同期引込み対策を施こしたデイ
ジタルサーボ装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、デイジタルサーボ装置として、第1図に
示すものがあつた。図において、1はタイミング
パルス発生回路、2は3入力NORゲート回路、
3はmビツト2進カウンタ、4は(n+1)入力
NORゲート回路、5は(m−n)入力ORゲート
回路、6はn段のゲート群、7はnビツトラツチ
回路、8はパルス幅変調(以下PWMと称す)回
路、9はNORゲート回路であり、以上の構成に
より回転体の回転速度の基準速度に対する誤差を
検出出力する速度制御装置31が構成されてい
る。また10はタイミングパルス発生回路、11
はkビツト2進カウンタ、12はゲート信号発生
回路、13と14はl段のゲート群、15はlビ
ツトラツチ回路、16はPWM回路路であり、以
上の構成により回転体の回転位相の基準位相に対
する位相差を検出する位相制御装置32が構成さ
れている。
また22は3入力NORゲート、23はn入力
NORゲート回路、24はDフリツプフロツプで
あり、以上の構成により速度制御範囲外情報であ
る位相同期引込信号の作成回路が構成され、また
17,18,19は2入力NORゲート回路、2
0はインバータ回路、21はパルス発生器であ
り、以上の構成により上記位相制御装置32から
の位相差信号をそのまま、あるいはPWM出力の
デユーテイ比50%の信号と全く等価な信号を出力
する位相差信号出力回路33が構成されている。
次に動作について説明する。
まず、回転体を基準信号に位相同期して回転駆
動せしめるデイジタルサーボ装置の動作原理につ
いて説明する。
第2図、第3図は第1図のデイジタルサーボ装
置の速度制御装置31及び位相制御装置32のあ
る時刻(t=0)において電源が投入された時、
即ち起動時及び速度制御範囲以外の高速時におけ
る各部の波形図である。
まず初めに速度制御装置31の動作原理につい
て、第2図を参照しながら説明する。なお第2図
のf1はカウンタ3の計数動作を、j1はn段のゲー
ト群6の出力を、k1はnビツトラツチ回路7の出
力をアナログ的に表示したものである。
タイミングパルス発生回路1はクロツクパルス
a1を用いてFG信号b1と同期した信号c1を発生す
る。また上記タイミング発生回路1は信号c1とす
る一定時間の位相差を有する信号d1,e1を発生す
る。上記信号c1はn段のゲート群6を介した上記
mビツト2進カウンタ3の下位nビツトの計数値
をnビツトラツチ回路7に記憶させるためのラツ
チパルスであり、上記信号d1は上記nビツトラツ
チ7が上記mビツト2進カウンタ3の下位nビツ
トの計数値を記憶する間、上記クロツクパルスを
禁止する速度誤差カウンタ停止信号であり、上記
信号e1は上記mビツト2進カウンタ3をプリセツ
トするためのプリセツトパルスである。
mビツト2進カウンタ3の計数動作にあたつて
は、第2図のf1に示す如くFG信号b1と同期した
プリセツトパルスe1によつてmビツト2進カウン
タ3はリセツトされ、その直後から計数を開始す
る。そしてmビツト2進カウンタ3の計数値f1
2m−22となれば、ORゲート5の出力i1によりn
段のゲーート群6は開き、mビツト2進カウンタ
3の下位nビツトの計数値を出力する。またmビ
ツト2進カウンタ3の計数値f1が最大値2m−1に
なれば、NNORゲート4の出力gによりNORゲ
ート2を閉じ、mビツト2進カウンタ3の計数動
作を停止させ、n段のゲート群6の出力j1は2n
1となる。そしてプリセツトパルスe1によりmビ
ツト2進カウンタ3がプリセツトされる直前のn
段ゲート段6の出力j1がラツチパルスc1によつて
nビツトラツチ7に記憶される。この場合、FG
信号b1が中心周波数のとき、即ちラツチパルスc1
及びプリセツトパルスe1が中心周波数のときにラ
ツチパルスc1によつてnビツトラツチ7に記憶さ
れる時点のn段ゲート群6の出力が2(n-1)、即ち
mビツト2進カウンタ3の計数値f1が2m−2(n-1)
なるように上記クロツクパルスa1の周期を決めて
おくものとする。そしてnビツトラツチ7に記憶
された値k1をパルス幅変調回路8によりPWM出
力Sとして取り出す。ここで、回転体により得ら
れるFG信号b1が中心周波数のとき、即ちnビツ
トラツチ7の出力k1が2(n-1)であるときPWM出力
Sのデユーテイ比が50%となるようにPWM回路
8が構成されているものとする。
さらに起動対策として、電源投入時のnビツト
ラツチ7の出力k1にかかわらずmビツト2進カウ
ンタ3が最大値2m−1になれば起動指令信号gが
検出され、該起動指令信号gをラツチパルスc1
よりDフリツプフロツプ24にラツチした信号A
と上記起動指令信号gによりPWM出力Sを回転
体の速度が速度制御範囲内になるまで強制的に
“L”にすることにより起動時の問題点を取り除
いている。
次に位相制御装置32の動作原理について、第
3図を参照しながら説明する。なお第3図のf2
kビツト2進カウンタ11の計数動作を、j2はl
段のゲート群14の出力を、k2はlビツトラツチ
回路15の出力をアナログ的に表示したものであ
る。タイミングパルス発生回路10はクロツクパ
ルスa2を用いて外部基準信号b2と同期した信号e2
を発生する。該信号e2はkビツト2進カウンタ1
1をプリセツトするためのプリセツトパルスであ
る。
kビツト2進カウンタ11の計数動作にあたつ
ては、第3図に示す如く、外部基準信号b2と同期
したプリセツトパルスe2によつてkビツト2進カ
ウンタ11はプリセツトされ、その直後から計数
を開始する。そしてkビツト2進カウンタ11の
計数値NLとNH(NL<NH)に同期したゲート
信号i2,i3をゲート信号発生回路12により発生
させ、該信号i2及びi3によりkビツト2進カウン
タ11の計数値f2が“0”から“NL”までl段
ゲート群14の出力を強制的に“L”にし、kビ
ツト2進カウンタ11の計数値f2が“NL”から
“NH”まではl段ゲート群13,14を開き、
kビツトカウンタ11の下位lビツトの計数出力
をそのままl段ゲート群14の出力j2として出力
させ、kビツト2進カウンタ11の計数値f2が
“NH”以上のときは、l段ゲート群14の出力
を強制的に“H”にする。以上により第3図のj2
に示すような台形波を形成し、PG信号c2により、
l段ゲート群14の出力j2をlビツトラツチ回路
15に記憶させる。こでPG信号c2が中心周波数
のときにlビツトラツチ回路15にラツチされる
値が2(l-1)となるようにクロツクパルスa2の周期及
びNL値,NH値を決めておくものとする。上記
lビツトラツチ回路15に記憶された内容を
PWM回路16により、PWM出力Pとして取り
出し、位相補償フイルタを介し、速度制御出力に
重畳することにより回転体の回転位相を制御する
ものである。
ここで第3図のk2に示す如く、回転体の起動時
あるいは速度が速度制御範囲外(高速時)になつ
た時にlビツトラツチ回路15に記憶される内容
が“0”と2−1を繰り返し、従つてPWM出
力Pが“L”と“H”を繰り返し、上記位相補償
フイルタのコンデンサの充放電速度の関係から応
答速度が極めて悪くなり、位相同期引込時間が長
くなる。そこで、回転体の速度が速度制御範囲以
下であること、即ち、k1が2n−1であることを検
出するために速度制御部の起動対策で用いている
起動指令信号gとAを用い、また回転体の速度が
速度制御範囲以上であること、即ち、k1が“0”
であることをn入力NORゲート23で検出し、
該n入力NORゲート23の出力を用い、NORゲ
ート22により、回転体の速度が速度制御範囲外
でれば、“L”となる位相同期引込指令信号D0
形成する。そして回転体の速度が速度制御範囲内
にあるとき、即ち位相同期引込指令信号D0
“H”のときはNORゲート19を閉じる一方、
NORゲート17を開き、PWM回路16の出力
PをそのままNORゲート18の出力として取り
出す。また回転体の速度が速度制御範囲外のと
き、即ち位相同期引込指令信号D0が“L”のと
きはNORゲート17を閉じる一方、NORゲート
19を開き、位相がPWM出力のデユーテイ比略
50%の信号と全く等価な信号FをNORゲート1
8の出力P0として出力させる。
従来の速度制御範囲外の位相同期引込み対策を
したデイジタルサーボ装置は以上のように構成さ
れており、速度制御範囲外情報を得るために、速
度制御装置31のnビツトラツチ出力k1を検出す
る多入力(n入力)ゲート23とn入力ゲート出
力と起動指令信号gと信号Aとを加算する3入力
NORゲート22とが必要であり、そのため部品
数が多い、配線数が多い等非常に構造が複雑とな
る問題があつた。
〔発明の概要〕
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、従来の起動指令信号
作成用Dフリツプフロツプにリセツト端子を追加
し、上記速度制御装置の既成信号のみをその入力
として位相同期引込信号作成手段を構成すること
により、位相同期引込み対策を行なうことがで
き、かつ部品点数を削減できるデイジタルサーボ
装置を提供することを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第4図は本発明の一実施例を示す。図において第
1図と同一符号は同一又は相当部分を示し、25
は位相同期引込指令信号作成用リセツト端子付D
フリツプフロツプ(以下DFFと記す)であり、
該DFF25は上記速度制御装置31の速度制御
カウンタ最大値信号である起動指令信号g,速度
誤差信号であるORゲート5の出力i1,速度誤差
カウンタ停止信号d1の各々をリセツト入力,D入
力,クロツク入力としている。
次に動作について説明する。
第5図は、ある時刻(t=0)において電源が
投入された起動時と、速度制御範囲外の高速時と
における本実施例装置の位相制御装置32の波形
図である。ここで図示されていない速度制御装置
31の動作波形は第2図と同じである。
第5図において、a2からPまでの波形は第3図
と全く同様であり、f2はkビツト2進カウンタ1
1の計数動作を、j2はl段ゲート群14の出力
を、k2はlビツトラツチ回路15の出力をアナロ
グ的に表示したものである。
本実施例装置では、速度が速度制御範囲以下、
即ちf1が2n−1である場合、このことは、速度制
御装置31において起動対策に用いられている起
動指令信号gを用いて検出され、この検出信号が
DFF25のリセツト端子Rに入力される。また、
速度が速度制御範囲以上、即ちf1が“0”である
場合、このことは、速度制御装置31のmビツト
2進カウンタ3の計数値f1が2m−2nになるまで
“L”になつているORゲート5の出力i1をDFF2
5のD入力に入力し、さらに速度誤差カウンタ停
止信号d1をDFF25のクロツクT入力に入力し、
ラツチさせることにより検出される。
そして上記DFF25により、回転体の速度が
速度制御範囲外あるいは制御範囲内であれば、
“L”あるいは“H”である位相同期引込指令信
号D1が形成出力される。
まず回転体の速度が速度制御範囲外のとき、即
ち位相同期引込信号D1が“L”のときは、NOR
ゲート17が閉じ、一方NORゲート19が開き、
これにより位相制御装置32のPWM回路16の
PWM出力のデユーテイ比略50%の信号と全く等
価な信号FがNORゲート18の出力P0として出
力される。また、回転体の速度が速度制御範囲内
にあるとき、即ち位相同期引込指令信号D1
“H”のときは、NORゲート19が閉じ、一方
NORゲート17が開き、これによりPWM回路
16の出力PがそのままNORゲート18の出力
P0として取り出される。
そして本実施例では、回転体の速度が速度制御
範囲内にある場合は、上記PWM回路16からの
そのままの出力、即ち位相制御装置2からの位相
差信号でもつて回転体を基準位相に位相同期して
回転駆動し、また、速度制御範囲外にある場合
は、速度制御装置31からの速度誤差信号でもつ
て回転体を速度制御する。
このように本実施例装置では、速度制御装置3
1の既成信号である起動指令信号g,ORゲート
5の出力i1,速度誤差カウンタ停止信号d1の各々
をリセツト入力,D入力,クロツク入力とする
DFF25でもつて位相同期引込指令信号D1を作
成出力するようにしたので、従来のような多入力
(n入力)ゲート23,3NORゲート22は不要
となつて部品点数、配線を削減でき、構造を簡略
化できる。
なお、上記実施例のデイジタルサーボ装置の速
度制御には、従来の速度制御装置31の2つの起
動指令信号のうち、信号Aにあたるものがない
が、上記起動指令信号gとPWM出力Sとで従来
の速度制御装置の起動特性と同等の起動信号を得
ている。
〔発明の効果〕
以上の説明の如く、本発明によれば、速度制御
装置の既成信号のみを入力としたDフリツプフロ
ツプを用いて、速度制御範囲外情報である位相同
期引込信号を得るようにしたので、部品数、配線
数の極めて少ない位相同期引込対策が施されたデ
イジタルサーボ装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の回転体のデイジタルサーボ装置
のブロツク図、第2図及び第3図はその動作波形
図、第4図は本発明の一実施例によるデイジタル
サーボ装置のブロツク図、第5図はその動作波形
図である。 25……位相同期引込信号作成手段(Dフリツ
プフロツプ)、31……速度制御手段、32……
位相制御手段、33……位相差信号出力手段。な
お図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 クロツクを用いて回転体の回転速度信号であ
    るFG信号とそれぞれ所定の位相差を有するプリ
    セツト信号および速度誤差カウンタ停止信号を発
    生するタイミングパルス発生回路、上記FG信号
    に同期したプリセツト信号によりリセツトされ上
    記クロツクを計数する速度制御カウンタ、該カウ
    ンタが最大値に達した時に速度制御カウンタ最大
    値信号を発生し上記クロツクを停止するゲート、
    上記カウンタの計数値がその最大値と下位ビツト
    の最大値との差以上になつた時に速度誤差信号を
    発生し該下位ビツトを出力するゲート、該ゲート
    の出力をパルス幅変調するPWM回路を有し、回
    転体の基準速度に対する誤差を2進数の変化とし
    て検出しその誤差信号をパルス幅変調して出力す
    るデイジタル速度制御手段と、 クロツクパルスを用いて外部基準信号に同期し
    たプリセツトパルスを発生するタイミングパルス
    発生回路、該プリセツトパルスによりリセツトさ
    れ上記タイミングパルス発生回路で用いたクロツ
    クパルスを計数する位相制御カウンタ、該位相制
    御カウンタの出力が第1の所定値に達するまでそ
    の出力をリセツトし第2の所定値に達するまでそ
    の下位ビツトの計数出力を通過させるゲート、該
    ゲートの出力を、回転体の回転位相信号である
    PG信号のタイミングでラツチするラツチ回路、
    該ラツチ回路の出力信号をパルス幅変調する
    PWM回路を有し、上記回転体の回転位相の基準
    位相に対する位相差を2進数の変化として検出し
    その検出信号をパルス幅変調して出力するデイジ
    タル位相制御手段と、 上記速度制御手段からの速度誤差信号が入力さ
    れ上記回転体の回転速度が速度制御範囲内のとき
    位相同期引込信号を、速度制御範囲外のとき位相
    同期非引込信号を各々出力する位相同期引込信号
    作成手段と、 上記位相制御手段からの位相差信号の所定のデ
    ユーテイ比の信号と等価な信号を発生するパルス
    発生器、上記位相同期引込信号が入力されたとき
    上記位相制御手段からの位相差信号をそのまま出
    力し上記位相同期非引込信号が入力されたとき上
    記パルス発生器からの信号を出力するゲートを有
    する位相差信号出力手段とを備え、 該位相差信号出力手段からの位相差信号を用い
    て回転体を上記基準位相に位相同期して回転駆動
    するデイジタルサーボ装置において、 上記位相同期引込信号作成手段は、上記速度制
    御手段の速度制御カウンタ最大値信号、速度誤差
    信号、速度誤差カウンタ停止信号の各々をそのリ
    セツト入力、D入力、クロツク入力とするDフリ
    ツプフロツプからなり、 速度が速度制御範囲以下のときその旨を上記速
    度誤差信号及び速度誤差カウンタ停止信号を用い
    て検出するものであることを特徴とするデイジタ
    ルサーボ装置。
JP59112478A 1984-05-30 1984-05-30 デイジタルサ−ボ装置 Granted JPS60254210A (ja)

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JPS60254210A JPS60254210A (ja) 1985-12-14
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