JPH05164767A - 角速度感知装置、速度制御系、角変位感知装置、変位制御系および角運動感知装置 - Google Patents
角速度感知装置、速度制御系、角変位感知装置、変位制御系および角運動感知装置Info
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- JPH05164767A JPH05164767A JP19447191A JP19447191A JPH05164767A JP H05164767 A JPH05164767 A JP H05164767A JP 19447191 A JP19447191 A JP 19447191A JP 19447191 A JP19447191 A JP 19447191A JP H05164767 A JPH05164767 A JP H05164767A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 角運動または線運動を制御するタコメータの
分解能および高周波と低周波の特性を良好にするため、
角速度、線速度、角変位または線変位を監視する角度感
知装置を提供する。 【構成】 角速度感知系が、別別のタコメータ感知位置
の間の運動によって軸１２の回転を測定する比較的低い
分解能のタコメータ１４と、別別のタコメータ感知位置
の間の角速度におけるいずれの変化をも監視するレート
ジャイロ１６と、誤差を除去しかつ角速度の連続測定を
与えるために２つの信号を組合せるための信号処理手段
１８とを有する。
分解能および高周波と低周波の特性を良好にするため、
角速度、線速度、角変位または線変位を監視する角度感
知装置を提供する。 【構成】 角速度感知系が、別別のタコメータ感知位置
の間の運動によって軸１２の回転を測定する比較的低い
分解能のタコメータ１４と、別別のタコメータ感知位置
の間の角速度におけるいずれの変化をも監視するレート
ジャイロ１６と、誤差を除去しかつ角速度の連続測定を
与えるために２つの信号を組合せるための信号処理手段
１８とを有する。
Description
【０００１】この発明は、角速度感知装置、角変位感知
装置、およびかかる装置を組入れた制御系に関する。
装置、およびかかる装置を組入れた制御系に関する。
【０００２】角運動または線運動を制御するにタコメー
タを使用する多くの応用が存する。多くのかかる応用に
おいて、タコメータが良好な高周波特性と低いずれ即ち
安定した低い周波数の特性とを示すことが、本質的であ
る。精密な回転レート測定が要求される典型的な事態
は、走査速度の変化が最終画像のラスター形式のゆがみ
を生じ得る画像走査装置においてである。同様に、カラ
ー印刷において、印刷ドラムの角度速さにおける変化
は、カラー画像の間の整合誤差を起し得る。十分に細か
い分解能を備え、良好な高周波および低周波の特性を提
供できる、現存のタコメーターは、存在するけれども高
価である。
タを使用する多くの応用が存する。多くのかかる応用に
おいて、タコメータが良好な高周波特性と低いずれ即ち
安定した低い周波数の特性とを示すことが、本質的であ
る。精密な回転レート測定が要求される典型的な事態
は、走査速度の変化が最終画像のラスター形式のゆがみ
を生じ得る画像走査装置においてである。同様に、カラ
ー印刷において、印刷ドラムの角度速さにおける変化
は、カラー画像の間の整合誤差を起し得る。十分に細か
い分解能を備え、良好な高周波および低周波の特性を提
供できる、現存のタコメーターは、存在するけれども高
価である。
【０００３】限られた分解能だけを与える光学エンコー
ダのような低コストのタコメータは存するけれども、こ
れは、別別のタコメータ位置の間で回転部材の平均角速
度を決定できるだけであり、多くの応用に対して十分で
はない。
ダのような低コストのタコメータは存するけれども、こ
れは、別別のタコメータ位置の間で回転部材の平均角速
度を決定できるだけであり、多くの応用に対して十分で
はない。
【０００４】この発明の目的は、上述した欠点の少くと
も或るもの緩和する、角速度、線速度、角変位または線
変位を監視するための角度感知装置を提供することにあ
る。
も或るもの緩和する、角速度、線速度、角変位または線
変位を監視するための角度感知装置を提供することにあ
る。
【０００５】一観点によれば、この発明は、回転部材の
角速度を感知するに使用され、前記部材の角速度の低い
分解能の測定を表わす信号を提供するための比較的低い
分解能の第１感知器と、前記第１感知器によって提供さ
れた測定を精密化するための比較的高い精度の第２感知
器とを包含する、角速度感知装置を提供する。
角速度を感知するに使用され、前記部材の角速度の低い
分解能の測定を表わす信号を提供するための比較的低い
分解能の第１感知器と、前記第１感知器によって提供さ
れた測定を精密化するための比較的高い精度の第２感知
器とを包含する、角速度感知装置を提供する。
【０００６】望ましい実施例によれば、この発明は、回
転部材の運動の高精度の連続監視を提供するために、タ
コメータにレート感知器を適用することにある。
転部材の運動の高精度の連続監視を提供するために、タ
コメータにレート感知器を適用することにある。
【０００７】第１感知器は、例えばパルス継列の形で前
記回転部材の別別の角位置を表わす出力を提供できる。
第１感知器は、回転位置エンコーダにできる。
記回転部材の別別の角位置を表わす出力を提供できる。
第１感知器は、回転位置エンコーダにできる。
【０００８】第２感知器は、望ましくは、角レート感知
器例えばジャイロスコープからなる。
器例えばジャイロスコープからなる。
【０００９】装置は、回転部材の角速度と共に或いはこ
れの代りに、その角変位を決定するように作動できる。
また装置は、適当な駆動継列によって回転部材に連結さ
れた部材の線速度または線変位を決定するに使用でき
る。
れの代りに、その角変位を決定するように作動できる。
また装置は、適当な駆動継列によって回転部材に連結さ
れた部材の線速度または線変位を決定するに使用でき
る。
【００１０】この発明はまた、上述したような装置を組
入れた制御系まで広がる。
入れた制御系まで広がる。
【００１１】この発明を上述したけれども、これは、上
述したまたは以下に記載した特色の発明性のある組合せ
のいずれも包含する。
述したまたは以下に記載した特色の発明性のある組合せ
のいずれも包含する。
【００１２】この発明は、種種の方法で遂行でき、その
一実施例が図面を参照しながら、例示としてだけ以下に
説明される。
一実施例が図面を参照しながら、例示としてだけ以下に
説明される。
【００１３】図示された系では、簡単な低コストのタコ
メータによって制御される角速度または線速度が、制御
系における低コストのレート感知器によって、各回転の
際に一定に維持できる。
メータによって制御される角速度または線速度が、制御
系における低コストのレート感知器によって、各回転の
際に一定に維持できる。
【００１４】図面において、モータ１０は軸１２を駆動
し、この軸１２の速さは、同じ軸線に位置している低分
解能で低コストのタコメータ１４およびレートジャイロ
１６によって監視される。これら双方を直接に軸１２に
連結させる代りに、軸と同軸線で、タコメータ１４およ
びジャイロ１６の一方または双方が、適当な機械的結合
手段例えばベルト駆動手段を介して、軸１２に結合でき
る。タコメータは、回転位置エンコーダの形をなし、こ
れは、軸が回転して、これが軸に対して等角度的に離れ
た一連の別別のタコメータ感知位置の１つを通る毎に、
１つのパルスを提供する。タコメータ１４およびレート
ジャイロ１６からの信号はプロセッサ１８に供給され、
ここで、これら信号は、調整すなわち制御され、２０で
組合わされて、モータ１０の角速度の正確な読取りを提
供する。プロセッサ１８の中での信号の組合せは、タコ
メータが目盛係数を除去しかつジャイロ信号からのずれ
回転レートが積分されるようなものである。速度読取り
値は、２２において、回転レート制御信号として供給さ
れる要求値と比較されて、誤差信号を発生し、これは、
モータ駆動回路２４に供給される。
し、この軸１２の速さは、同じ軸線に位置している低分
解能で低コストのタコメータ１４およびレートジャイロ
１６によって監視される。これら双方を直接に軸１２に
連結させる代りに、軸と同軸線で、タコメータ１４およ
びジャイロ１６の一方または双方が、適当な機械的結合
手段例えばベルト駆動手段を介して、軸１２に結合でき
る。タコメータは、回転位置エンコーダの形をなし、こ
れは、軸が回転して、これが軸に対して等角度的に離れ
た一連の別別のタコメータ感知位置の１つを通る毎に、
１つのパルスを提供する。タコメータ１４およびレート
ジャイロ１６からの信号はプロセッサ１８に供給され、
ここで、これら信号は、調整すなわち制御され、２０で
組合わされて、モータ１０の角速度の正確な読取りを提
供する。プロセッサ１８の中での信号の組合せは、タコ
メータが目盛係数を除去しかつジャイロ信号からのずれ
回転レートが積分されるようなものである。速度読取り
値は、２２において、回転レート制御信号として供給さ
れる要求値と比較されて、誤差信号を発生し、これは、
モータ駆動回路２４に供給される。
【００１５】タコメータ１４は、パルス継列出力を提供
し、これは、別別のタコメータ感知位置の間で、モータ
軸１２の平均回転レートだけを決定できるようにする。
レート感知器１６からの出力は、角速度の連続測定を与
える別別のタコメータ感知位置の間の角速度におけるど
のような変化も監視する。一般に、角速度信号は、目盛
係数の不確かさおよびずれによる誤差の項を含有する。
これら誤差は、高精度のタコメータのデータを使用して
除去できる。かくして生成されたレート感知器信号は、
誤差信号を発生するに使用できる。この誤差信号は、或
る簡単な処理技術を使用することによって、（図面に示
すように）モータの速さを制御するためにフィードバッ
クでき、或いは、モータの速さにおける変化に従って出
力運動を修正するに使用できる。これは、適当な処理技
術を使用することによって達成できる。必要な処理技術
は、当業者の能力の中に含まれると考えられる。
し、これは、別別のタコメータ感知位置の間で、モータ
軸１２の平均回転レートだけを決定できるようにする。
レート感知器１６からの出力は、角速度の連続測定を与
える別別のタコメータ感知位置の間の角速度におけるど
のような変化も監視する。一般に、角速度信号は、目盛
係数の不確かさおよびずれによる誤差の項を含有する。
これら誤差は、高精度のタコメータのデータを使用して
除去できる。かくして生成されたレート感知器信号は、
誤差信号を発生するに使用できる。この誤差信号は、或
る簡単な処理技術を使用することによって、（図面に示
すように）モータの速さを制御するためにフィードバッ
クでき、或いは、モータの速さにおける変化に従って出
力運動を修正するに使用できる。これは、適当な処理技
術を使用することによって達成できる。必要な処理技術
は、当業者の能力の中に含まれると考えられる。
【００１６】図示の実施例は、申し分のない高周波性能
を示すことができるけれどもずれおよび目盛係数の特性
のとぼしい低コストのレート感知器の使用を可能し、累
積したずれがタコメータで十分に制御されるから、レー
トジャイロの低周波測定特性は、重要でない。
を示すことができるけれどもずれおよび目盛係数の特性
のとぼしい低コストのレート感知器の使用を可能し、累
積したずれがタコメータで十分に制御されるから、レー
トジャイロの低周波測定特性は、重要でない。
【００１７】理解されるように、系は、角変位感知器と
しても作動でき、これにおいて、タコメータ１４からの
出力は、タコメータ感知位置の整数と同一に見なされ、
レートジャイロ１６からの出力は、相隣る感知位置の間
の増分を決定できるようにするため、可変の時間ベース
に渉って積分される。
しても作動でき、これにおいて、タコメータ１４からの
出力は、タコメータ感知位置の整数と同一に見なされ、
レートジャイロ１６からの出力は、相隣る感知位置の間
の増分を決定できるようにするため、可変の時間ベース
に渉って積分される。
【００１８】信号プロセッサ１８は、適当な論理要素と
共に、１つまたは多くの積分要素、アナログからディジ
タルへの変換器、またはディジタルからアナログへの変
換器を包含できる。例えばジャイロ１６からのレート信
号は、ディジタル的にタコメータ１４からの信号と組合
わされる以前に、回転大きさ信号を形成するために積分
でき、次いでディジタル化できる。別の例として、タコ
メータ１４からのパルス信号は、速度に依存した信号を
与えるために平均でき、次いで、ディジタル的にまたは
他の方法でジャイロ信号と組合せできる。プロセッサ１
８は、コンピュータ例えばマイクロプロセッサに基づく
コンピュータにできる。
共に、１つまたは多くの積分要素、アナログからディジ
タルへの変換器、またはディジタルからアナログへの変
換器を包含できる。例えばジャイロ１６からのレート信
号は、ディジタル的にタコメータ１４からの信号と組合
わされる以前に、回転大きさ信号を形成するために積分
でき、次いでディジタル化できる。別の例として、タコ
メータ１４からのパルス信号は、速度に依存した信号を
与えるために平均でき、次いで、ディジタル的にまたは
他の方法でジャイロ信号と組合せできる。プロセッサ１
８は、コンピュータ例えばマイクロプロセッサに基づく
コンピュータにできる。
【図１】この発明によるタコメータ増進系の図解的線
図。
図。
１０ モータ １４ タコメータ １６ レートジャイロ １８ プロセッサ ２４ モータ駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルコルム・ピイ．ヴアーナム イギリス国．エスジイ１・２デイエイ．ハ ートフオードシヤー．ステイブンエイジ. シツクス・ヒルズ・ウエイ．プレシジヨ ン・プロダクツ・グループ．ブリテイツシ ユ・エアロスペイス・システムズ・アン ド・エクイプメント・リミテツド内（番地 その他表示なし) (72)発明者 ダイアナ・ホジソンズ イギリス国．エスジイ１・２デイエイ．ハ ートフオードシヤー．ステイブンエイジ. シツクス・ヒルズ・ウエイ．プレシジヨ ン・プロダクツ・グループ．ブリテイツシ ユ・エアロスペイス・システムズ・アン ド・エクイプメント・リミテツド内（番地 その他表示なし) (72)発明者 テイモテイ・エス．ノリス イギリス国．エスジイ１・２デイエイ．ハ ートフオードシヤー．ステイブンエイジ. シツクス・ヒルズ・ウエイ．プレシジヨ ン・プロダクツ・グループ．ブリテイツシ ユ・エアロスペイス・システムズ・アン ド・エクイプメント・リミテツド内（番地 その他表示なし) (72)発明者 ヒユー・デイ．トーマス イギリス国．エスジイ１・２デイエイ．ハ ートフオードシヤー．ステイブンエイジ. シツクス・ヒルズ・ウエイ．プレシジヨ ン・プロダクツ・グループ．ブリテイツシ ユ・エアロスペイス・システムズ・アン ド・エクイプメント・リミテツド内（番地 その他表示なし)
Claims (11)
- 【請求項１】 回転部材の角速度を感知するに使用さ
れ、前記回転部材の角速度の低い分解能の測定を表わす
信号を提供するための比較的低い分解能の第１感知器
と、前記第１感知器によって提供された測定を精密化す
るための比較的高い感度の第２感知器とを包含する、角
速度感知装置。 - 【請求項２】 前記第１感知器が、前記回転部材の別別
の角度位置を表わす出力を提供する、請求項１に記載の
角速度感知装置。 - 【請求項３】 前記第１感知器が、各パルスで前記回転
部材の別別の角位置を示すパルス継列出力を提供する、
請求項２に記載の角速度感知装置。 - 【請求項４】 前記第１感知器が回転位置エンコーダで
ある、請求項２に記載の角速度感知装置。 - 【請求項５】 前記第２感知器が角レート感知器であ
る、請求項１に記載の角速度感知装置。 - 【請求項６】 前記角レート感知器がレートジャイロで
ある、請求項５に記載の角速度感知装置。 - 【請求項７】 前記第１感知器および第２感知器の出力
を受取るための、および前記回転部材の速度を表現する
出力を生成するための、制御手段を包含する、請求項１
に記載の角速度感知装置。 - 【請求項８】 回転部材の角速度を感知するに使用さ
れ、前記回転部材の角速度の低い分解能の測定を表わす
信号を提供するための比較的低い分解能の第１感知器
と、前記第１感知器によって提供された測定を精密化す
るための比較的高い感度の第２感知器とを有する、角速
度感知装置が包含され、さらに、角速度の精密化された
測定と入力された要求値信号とから引出される誤差信号
に依存して前記回転部材を駆動するための駆動手段が包
含される、速度制御系。 - 【請求項９】 回転部材の角変位を感知するに使用さ
れ、前記部材の角変位の概算を表わす信号を提供するた
めの比較的低い分解能の第１感知器と、前記第１感知器
によって提供された概算を精密化するための比較的高い
分解能の第２感知器とを包含する、角変位感知装置。 - 【請求項１０】 回転部材の角変位を感知するに使用さ
れ、前記回転部材の角変位の低い分解能の測定を表わす
信号を提供するための比較的低い分解能の第１感知器
と、前記第１感知器によって提供された測定を精密化す
るための比較的高い感度の第２感知器とを有する、角変
位感知装置が包含され、さらに、角変位速度の精密化さ
れた測定と入力された要求信号とから引出される誤差信
号に依存して前記回転部材を駆動するための駆動手段が
包含される、変位制御系。 - 【請求項１１】 回転部材の運動を感知するに使用さ
れ、回転部材の角変位に応答する第１感知器と、前記回
転部材の角速度に応答する第２感知器とを包含する、角
運動感知装置において、前記第１感知器が、回転部材の
平均回転レートの一連の概算を表わす出力を提供するよ
うに作動でき、第２感知器が、前記第１感知器によって
提供された概算の間の角速度におけるいずれの変化をも
監視するように作動できること、を特徴とする角運動感
知装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9017104:2 | 1990-08-03 | ||
| GB909017104A GB9017104D0 (en) | 1990-08-03 | 1990-08-03 | Tachometer enhancement technique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164767A true JPH05164767A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=10680155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19447191A Pending JPH05164767A (ja) | 1990-08-03 | 1991-08-02 | 角速度感知装置、速度制御系、角変位感知装置、変位制御系および角運動感知装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0474362B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05164767A (ja) |
| DE (1) | DE69104162T2 (ja) |
| GB (1) | GB9017104D0 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4344494C2 (de) * | 1993-12-24 | 1997-04-30 | Kodak Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung einer Achsdrehbewegung |
| DE19625058A1 (de) * | 1996-06-22 | 1998-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Ermittlung einer Drehrate |
| DE19703488A1 (de) * | 1997-01-31 | 1998-08-06 | Porsche Ag | Verfahren zur Messung der Relativbewegung von zumindest zwei Bauteilen |
| CN109211094B (zh) * | 2018-05-19 | 2019-05-31 | 重庆理工大学 | 一种基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1214892B (de) * | 1961-11-15 | 1966-04-21 | Licentia Gmbh | Anordnung zur digitalen Messung einer technisch-physikalischen Groesse |
| GB1402497A (en) * | 1972-09-13 | 1975-08-06 | Teldix Gmbh | Double sensor |
| CH669694A5 (en) * | 1986-08-27 | 1989-03-31 | Socapel S A | Digital measurement converter for servo system feedback resolvers - has sample-and-hold modules providing amplified difference signals which overcome problems of subsequent low resolution standard conversion |
| DE3726958A1 (de) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Traegerachsenfeste messeinheit fuer winkelgeschwindigkeiten |
-
1990
- 1990-08-03 GB GB909017104A patent/GB9017104D0/en active Pending
-
1991
- 1991-08-02 EP EP19910307147 patent/EP0474362B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-02 DE DE1991604162 patent/DE69104162T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-02 JP JP19447191A patent/JPH05164767A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0474362A3 (en) | 1992-04-22 |
| DE69104162D1 (de) | 1994-10-27 |
| EP0474362A2 (en) | 1992-03-11 |
| DE69104162T2 (de) | 1995-01-19 |
| EP0474362B1 (en) | 1994-09-21 |
| GB9017104D0 (en) | 1990-09-19 |
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