JPH049767A - 電動機の速度検出方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は電動機速度制御遅れが生じないように演算時点
の速度を予測検出する電動機の速度検出方法に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は、速度演算に相当する周期の一定周期信号の入
力後４逓倍パルスピックアップ信号をカラントするカウ
ント値が設定された第１のカウンタと、第１のカウンタ
のカウント中基準クロックをカウントする第２のカウン
タと、前記一定周期信号の入力時から第２のカウンタの
カウント開始まで基準クロックをカウントする第３のカ
ウンタを用いて、第１のカウンタのカウント完了と同時
にｌＮＴＲ割込を発生させ、各カウンタのカウントデー
タと各カウンタの前回データを使用して速度演算を実行
し、今回の速度予測値を得るようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 パルスピックアップ等で電動機速度に比例する周波数の
パルス列を得て、速度設定パルス列と比較して電動機の
可変速度制御を行う場合、例えば、可変速範囲か１　ｎ
であれば、ノくルス列のｌ　ｔ＜ルス間隔はＩ＝ｎまで
変化し、高速時の精度を出すために基準クロックパルス
列の周波数を高くすると、低速時にはカウンタがオーバ
ーフローしてしまうという不都合が生じ、これを避ける
ためには高速時の精度を犠牲にせざるを得なかった。

このため、従来は第３図に示す回路を用いた電動機の速
度検出方法により精度、応答時間共可変速範囲全域に亘
り常に一定となるようにしている。

第３図の回路について説明する。３．４はデータバスに
接続されたプログラマブルカウンタで、第１のカウンタ
３は電動機の速度を検出するパルスピックアップＰ、Ｐ
（図示せず）よりの位相差を有するパルスピックアップ
信号Ａ、Ｂを４逓倍回路１で４逓倍した４逓倍パルスピ
ックアップ信号４ｆｐｐを設定カウント値ＣＮカウント
し、また第２のカウンタ４は第１カウンタ３のカウント
中基準クロックＴｃいをカウントしカウントデータＣに
を得るようになっている（以下第１．第２カウンタ３４
を＃０．＃１カウンタという）。

次にこの回路による速度検出方法を第４図に示すフロー
チャートを参照して説明する。

（ｉ）ＩＮＴＲ割込処理の終わりの■で次の計測開始指
令を出力する。

（１１）計測開始指令立ち上がりの次にくる４逓倍パル
スピックアップ信号４ｆ、ｐ■から＃０カウンタは信号
４ｆｐ、のカウントを開始する。

この＃０カウンタの設定カウント値Ｃ９は速度制御イン
ターバル周期より短くなるように設定されている。

＃０カウンタのカウント中＃Ｉカウンタは基準クロック
ＴＣ［、Ｋをカウントする。

（ｉｉｉ　）カウント開始直後の■で前回の速度検出値
を使って速度制御処理（ＡＳＲ処理）を行う。

（ｉｖ）＃０又は＃１カウンタのカウント完了■により
ｌＮＴＲ割込が入る。

＃０．＃１よりのカウントデータＣＮ、ＣＭを０Ｍ コンピュータに読み速度検出演算Ｎ＝ＫＸ　−を行い速
度Ｎを算出する。（Ｋは係数）（ｖ）速度検出処理の終
わり■にて次の計測開始指令を出力する。

Ｄ５発明が解決しようとする課題 第５図に速度制御サンプリングに同期して速度検出サン
プリングが開始できると考えた場合の例を示す。

この場合、速度検出値は検出サンプル時間における平均
値と近似できるので、速度制御サンプリング時（ＡＳＲ
処理）の実速度との間に第５図に示すような検出遅れが
発生する。これを補償するためには次のような予測演算
が必要となる。

ただし、Ｎｏ　：　今回の速度検出値 Ｎｎ−＋：前回の速度検出値 Ｎｏ　：　今回の速度予測値 しかし、前記従来の速度検出方法では速度制御と速度検
出サンプリングとの同期がとれていないので、このよう
な予測演算を行うことかできなかった。

そのため速度制御処理で使用する速度検出値は最新のデ
ータであるが、速度アンプ（Ｎアンプ）演算地点のデー
タではないので、速度制御に遅れが発生し、高応答化や
オーバーシュートレスの制御が困難となっている。

本発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、速度検出値Ｎ。の
予想が可能となり、高応答の速度制御が可能となる電動
機の速度検出方法を提供することにある。

８３課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明における電動機の速
度検出方法は、電動機の速度演算に相当する周期の一定
周期信号入力から電動機に設けたパルスピックアップの
信号を４逓倍した４逓倍パルスピックアップ信号をカウ
ントするカウント値が設定された第１のカウンタと、前
記一定周期信号入力後最初の４逓倍パルスピックアップ
信号が第１のカウンタに入力すると同時に基準クロック
のカウントを開始し第１のカウンタのカウント完了と同
時にカウントを停止する第２のカウンタと、前記一定周
期信号が入力すると同時に基準クロックのカウントを開
始し、第２のカウンタのカウント開始するまでのカウン
ト値をホールドする第３のカウンタを用いて、第１のカ
ウンタのカウント完了と同時に速度演算装置にＴＮＴＲ
割込を発生させ、各カウンタのカウントデータと各カウ
ンタの前回データを使用して速度演算を実行し、今回の
速度予測値を得るようにしたものである。

Ｆ　作用 第３のカウンタは一定周期信号が入力すると基準クロッ
クをカウントし、第２のカウンタかカウント開始すると
カウントを停止して第２のカウンタがカウントを始める
までの４逓倍パルスピックアップ信号の１クロック分誤
差を計測する。

第１のカウンタは一定周期信号が入力すると４逓倍パル
スピックアップ信号を設定されているカウント値カウン
トし速度検出サンプル時間を決定する。

第２のカウンタは第１のカウンタが４逓倍パルス信号の
最初の信号をカウントしてからカウント完了までの期間
基準クロックをカウントする。

第１のカウンタのカウント完了と同時にｌＮＴＲ割込を
発生させ速度検出処理を行う。速度制御と速度検出サン
プリングとは同期がとれており、上記一定周期の一周期
間は既知であるので、各カウンタのカウントデータ及び
前回カウントデータを用いて今回の速度予測値を演算に
より求めることができる。

Ｇ、実施例 本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図において、ＩはパルスピックアップＰＰ（図示せ
ず）よりの位相を異にする信号Ａ、Ｂが入力され４逓倍
パルスピックアップ信号４ｆｐｐを出力する４逓倍回路
、２はデータバス、３はデータバスよりのデータにより
カウントデータＣ９値が設定され速度演算に相当する周
期の一定周期信号Ｔｓｓの入力により４逓倍パルスピッ
クアップ信号４ｆ、ｐをカウントする第１のカウンタ（
以下＃０カウンタという）、４は第１のカウンタ３の０
端子出力が“Ｌ“レベルの期間基準クロックＴＣＬＫを
カウントしてカウントデータＣｎを得る第２のカウンタ
（以下＃１カウンタという）、５は一定周期信号ＴＳＮ
の入力により基準クロックＴ　ＣＬＲをカウントしてパ
ルスピックアップ信号４ｆｐ、ｌクロック誤差分のカウ
ント値ＣＥをボールドする第３のカウンタ（以下＃２カ
ウンタという）である。

６は第１のカウンタ３のＯ端子出力が入力され第２のカ
ウンタ４のＧ端子に出力する否定回路、７は一定周期信
号ＴＳＮ及び＃０カウンタのＯ端子出力が入力され第１
のカウンタ３のＧ端子に出力するＮＡＮＤ回路、８は＃
１カウンタのＯ端子に接続され計測オーバーフローステ
ータスを出力するフリップフロップ、９はＮＡＮＤ回路
７に接続され＃２カウンタのＧ端子に出力するフリップ
フロップ回路、ＩＯはフリップフロップ８のＱ端子及び
＃０カウンタのＯ端子に接続されｌＮＴＲ割込を出力す
るＯＲ回路、１１は一定周期信号ＴｓＮ及び＃０カウン
タの０端子に接続されＣＮカウント中ステータスを出力
するＤフリップフロップ回路である。

次にこの回路の予測動作ｊ二ついて第２図を参照して説
明する。

第２図は、速度検出サンプリング時間（例えばΔＴｓｏ
ｔ＃０．７５ｍ５）における信号４ｆ□のカウント値ｃ
ｙ＝４とした場合のタイムチャートである。

このタイムチャートから明らかなように、予測値は次式
（１）で求めることができる。

ＣＮ なお、Ｎｎ−に、□で、ΔＴＳＤＴ、ΔＴＥｎは０．４ Ｃに、ＣＥで求まる。Ｋは演算用の係数である。

速度の予測は次のようにして行う。

（１）速度検出サンプル時間（例えばΔＴ　５ＤＴ＝０
．７５ｍ５）を決定するための４逓倍パルスピックアッ
プ信号４ｆｐｐのカウント値ＣＮ＝４に＃０カウンタの
カウントデータが設定される。また、速度検出サンプル
時間は速度制御インターバル時間より小さくなるように
ＣＮ＝に、、ｘＮ。で設定される。たたし、Ｋ、は演算
用の係数である。

（１１）一定周期信号ＴＳＮ（速度演算に相当する周期
−］　ｍ　ｓ　）が入力されると、信号４　ｆ　ｐｐ０
′）］ただし、 クロック分誤差を計測する＃２カウンタがカランＣＥと
カウンタ前回データを使用して速度演算をトを開始して
基準クロックＴＣＬＥの計測を開始する。

（ｉｉｉ　）一定周期信号ＴＳＮ入力後、最初に入る信
号４ｆｐｐの入力で＃０カウンタ出力が“Ｌ”レベルと
なり、速度検出用＃１カウンタがカウントを開始して基
準クロックＴ。１．にの計測を開始する。

（１〜・）同時に＃２カウンタは計測を停止し、信号４
ｆｐｐ］クロック誤差分でデータのカウント値をホール
ドする。

（Ｖ）＃０カウンタが信号４ｆ、ｐをカウント値ＣＮ−
４をカウント完了すると、＃０カウンタ出力が“Ｈ″し
ベルとなり。速度検出用＃１カウンタはカウントを停止
する。同時にＩ　ＮＴＲ割込が発生して、各カウンタの
カウントデータＣＮ、　ＣＭ実行する。これにより今回
の速度検出値ＮｎがＮ１が前記（１）式により求まる。

（■１）次の一定周期Ｔｓｓが入力されると速度制御処
理を開始し、今回の速度予測値Ｎｎを使って速度アンプ
演算等を実行する。

Ｈ９発明の効果 本発明は、速度制御処理に同期した一定周期により速度
検出を開始するようにすると共に、速度検出の４逓倍パ
ルスピックアップ信号の検出開始時の１クロック分誤差
も計測しているので、速度制御処理（ＡＳＲ）と速度検
出処理の同期がとれ、速度検出データの平均値Ｎｎと速
度制御処理との時間関係か明確になり、第１〜第３のカ
ウントデータにより速度制御処理で用いる速度検出値Ｎ
ｎの予測か可能となる。しかして、この速度予測値Ｎ、
を用いて電動機の速度制御を行うことにより、従来不可
能であった高応答の速度制御か可能となると共に検出遅
れによるオーバーシュートが発生することがなくなとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる速度検出回路のブロッ
ク回路図、第２図は同回路における速度検出方法を説明
するためのタイムチャート、第３図は従来速度検出回路
を示すブロック回路図、第４図は同回路における速度検
出方法を説明するにめのタイムチャート、第５図は速度
予測を説明する曲線図である。 Ｉ・・・４逓倍回路、２　データバス、３，４．５・・
カウンタ。 第２図 第５図 ン一つ速度制御サンプリング ーーー速度検出サンプリング Ｘ　−−→　間の平均速度 ＡＴｓＮ＝１ｍ５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動機の速度演算に相当する周期の一定周期信号
   入力から電動機に設けたパルスピックアップの信号を４
   逓倍した４逓倍パルスピックアップ信号をカウントする
   カウント値が設定された第１のカウンタと、前記一定周
   期信号入力後最初の４逓倍パルスピックアップ信号が第
   １のカウンタに入力すると同時に基準クロックのカウン
   トを開始し第１のカウンタのカウント完了と同時にカウ
   ントを停止する第２のカウンタと、前記一定周期信号が
   入力すると同時に基準クロックのカウントを開始し、第
   ２のカウンタのカウント開始するまでのカウント値をホ
   ールドする第３のカウンタを用いて、第１のカウンタの
   カウント完了と同時に速度演算装置にＩＮＴＲ割込を発
   生させ、各カウンタのカウントデータと各カウンタの前
   回データを使用して速度演算を実行し、今回の速度予測
   値を得るようにしたことを特徴とした電動機の速度検出
   方法。