JPH0565827B2 - - Google Patents

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JPH0565827B2
JPH0565827B2 JP57178713A JP17871382A JPH0565827B2 JP H0565827 B2 JPH0565827 B2 JP H0565827B2 JP 57178713 A JP57178713 A JP 57178713A JP 17871382 A JP17871382 A JP 17871382A JP H0565827 B2 JPH0565827 B2 JP H0565827B2
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JP
Japan
Prior art keywords
rotation angle
rotating body
angle data
digital signals
sine wave
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57178713A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5967458A (ja
Inventor
Kimimoto Mizuno
Shoichi Sakazaki
Takahiro Hayashida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP17871382A priority Critical patent/JPS5967458A/ja
Publication of JPS5967458A publication Critical patent/JPS5967458A/ja
Publication of JPH0565827B2 publication Critical patent/JPH0565827B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489Digital circuits therefor

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はサーボモータ等の回転体の回転速度
を検出する回転速度検出方法及びその装置に関す
るものである。
[従来の技術] 従来モートル等の回転速度をデジタル的に検出
するには第1図に示したPHA,PHBの如く90°位
相のずれた出力を利用して、 正転時 CWP=δ(PHA)・ +δ(PHB)・PHA+δ()・PHB +δ()・ 逆転時 CCWP=δ()・ +δ()・PHA+δ(PHA)・PHB+δ (PHB)・ (但し、δ(PHA)、δ(PHB)はパルスPHA,
PHBの立上り微分、δ()、δ()はパ
ルスPHA,PHBの立下り微分を示す) の論理演算を行ない正、逆転の判別し、一定時間
内にカウンターに入力するパルス数をカウント
し、それにより速度を検出するか、又はPHA,
PHB又はCWP,CCWPのパルス周期を計測する
かの2つの方法があつた。前者の場合、Δt時間
にカウンタに入力されるパルス数をΔNパルス、
モートル1回転のパルス数をN0とすれば回転速
度は(ΔN/Δt)/N0 rpsとなる。
後者の場合、パルス間隔を1MHzのクロツクパ
ルスにて計測したところ、t1μsとなつたとき、周
波数は1000000/t1、回転数は、(1000000/t1)/N0 rpsとなる。このような原理にもとづきモート
ルの回転数を検出した閉ループ制御の一方式の構
成を第4図に示す。以下、第4図の動作を説明す
る。
モートル1に取りつけられた速度検出用エンコ
ーダ10の出力は入力インターフエース回路2、
波形整形回路兼方向弁別回路11を介して可逆カ
ウンタ3に入力される。カウンタ3の内容はサン
プリング周期発信器5よりのCPU6への割込に
よりカウンタ3の内容をCPU6を経由してRAM
7に格納すると共にカウンタ3をリセツトする。
この計測されたカウンタ値を用いてROM8に格
納されているデータに基づいて演算された速度
と、入力カウンターインターフエース8Aを通じ
て入力されるモートル1の回転速度指令Vrefとを
比較し、偏差が零になるようにモートル駆動制御
部4に指令を出力しモートル1を制御するのであ
る。
[発明が解決しようとする課題] 従来の回転速度検出装置は以上のように構成さ
れているので、モートル等の低速域では速度の検
出精度が不十分であると共に、回転角(位置)の
検出の演算に比較的時間を要し、回転速度を高速
に検出できないなどの問題点があつた。
この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、モートル等の回転角(位
置)及び回転速度を高速に検出できる回転速度検
出方法及びその装置を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 第1の発明の係わる回転速度検出方法は、回転
体の回転角度に対応する正弦波又は三角波の第1
のアナログ信号及び上記正弦波又は三角波と所定
の位相差を有する第2のアナログ信号を出力する
段階と、上記第1及び第2のアナログ信号を所定
時間ごとにサンプリングする段階と、サンプリン
グされた上記第1及び第2のアナログ信号を第1
及び第2のデジタル信号に変換する段階と、上記
第1及び第2のデジタル信号をアドレス入力とし
て対応する回転角度データを予め格納したROM
テーブルに、上記第1及び第2のデジタル信号を
入力して対応する上記回転角度データを出力する
段階と、上記ROMテーブルから前回及び今回出
力された回転角度データとサンプリング周期とを
入力して上記回転体の回転速度を演算する段階と
からなる。
又、第2の発明に係わる回転速度検出装置は、
回転体の回転角度に対応する正弦波又は三角波の
第1のアナログ信号及び上記正弦波又は三角波と
所定の位相差を有する第2のアナログ信号を出力
する回転角度信号出力部と、上記第1及び第2の
アナログ信号を所定時間ごとにサンプリングする
サンプルホールド手段と、サンプリングされた上
記第1及び第2のアナログ信号を第1及び第2の
デジタル信号に変換するA/D変換手段と、上記
第1及び第2のデジタル信号の入力により対応す
る回転角度データを出力するテーブルと、上記テ
ーブルから前回及び今回出力された回転角度デー
タと上記サンプルホールド手段のサンプリング周
期とから、上記回転体の回転速度を演算する演算
手段とを備え、上記テーブルは、上記第1及び第
2のデジタル信号をアドレス入力として対応する
回転角度データが出力可能に格納されたROMテ
ーブルであるものである。
[作用] 第1の発明においては、回転体の回転角度に対
応する正弦波又は三角波の第1のアナログ信号、
及び上記正弦波又は三角波と所定の位相差を有す
る第2のアナログ信号を出力し、上記第1及び第
2のアナログ信号を所定時間ごとにサンプリング
し、サンプリングされた上記第1及び第2のアナ
ログ信号を第1及び第2のデジタル信号に変換
し、上記第1及び第2のデジタル信号をアドレス
入力として対応する回転角度データを予め格納し
たROMテーブルに、上記第1及び第2のデジタ
ル信号を入力して対応する上記回転角度データを
出力し、上記ROMテーブルから前回及び今回出
力された回転角度データとサンプリング周期とを
入力して上記回転体の回転速度を演算する。
又、第2の発明におけるサンプルホールド手段
は、回転角度信号出力部から出力される回転体の
回転角度に対応する正弦波又は三角波の第1のア
ナログ信号、及び上記正弦波又は三角波と所定の
位相差を有する第2のアナログ信号を所定時間ご
とにサンプリングし、A/D変換手段はサンプリ
ングされた上記第1及び第2のアナログ信号を第
1及び第2のデジタル信号に変換し、ROMテー
ブルは上記第1及び第2のデジタル信号をアドレ
ス入力として対応する回転角度データが出力可能
に予め格納され、上記第1及び第2のデジタル信
号の入力により対応する回転角度データを出力
し、演算手段は上記テーブルから前回及び今回出
力された回転角度データと上記サンプルホールド
手段のサンプリング周期とを入力して上記回転体
の回転速度を演算する。
[実施例] 第1及び第2の発明の一実施例を第2図、第3
図及び第5図により説明する。図中、従来例と同
じ符号で示されたものは従来例のそれと同一もし
くは同等なものを示す。
本発明は回転角度信号出力部たるエンコーダか
らの2相の正弦波又は三角波出力を分解し、その
アナログ値により低速時の速度を検出しようとす
るもので、第5図にその一構成例を示す。磁気又
は光学式エンコーダ10は第2図のsin A、sin
Bの如き位相の90°ずれた正弦波信号を発生する。
sin A、sin Bは入力インターフエース2を通り
波形整形回路兼方向弁別回路11により、PHA,
PHBの矩形波に変換され、更に、方向をもつた
パルスCWP,CCWP(論理は前述済)によりカウ
ンタ3へ入力される。又正弦波sin A、sin Bの
アナログ値はサンプリング周期発信器5により周
期的にサンプルホールド回路12にセツトされ
る。この値はアナログマルチプレクサー13、
ADコンバータ14を通してデジタル値に変換さ
れ、CPU6を経由してRAM7に格納される。高
速時は所定サンプリング周期中のフイードバツク
パルスが多い為従来通りカウンタ3の内容から速
度を判定すれば良いが、低速時にはカウンタ3の
内容が小さくなつたり又は0となつたりする為、
正弦波のアナログ値から速度を計算する必要があ
る。その原理を第3図に示した。エンコーダ出力
の正弦波の振幅を±Vmaxとし、その値を8bitの
ADコンバータ14で内挿し、ROM8にθ=
sin-1Vのデータテーブルを用意すれば、正弦波
180°分が256分解される。前回のサンプリング時
の値がV1、次回のサンプリング値の値がV2とす
れば、その時間内に動作した角度はθ=sin-1V
テーブルより、θ=θ1−θ2となり、パルス数換算
では(256×θ/180°)となる。この場合、1回転の 正弦波数をNとすれば、本方式によるパルス数換
算は2N×256となる。Nは通常100〜1000程度使
用される為、例えばN=256とすれば1回転
131072パルス相当のパルス発信機を利用した事と
等価になり、停止近くの低速時にも高精度な速度
検出が可能となる。当然1サンプリング期間中に
正弦波1周期以上の変化をする事もあるがその場
合にもカウンタ3は動作している為、パルスと併
用して制御すれば良い事は明確である。又、回転
体たるモートル1の制御の簡単な原理は第4図と
全く同一である。
上記実施例では、アドレス入力に対応させて回
転角度データを予め格納したROMテーブル8を
備え、上記回転体の回転角度(位置)検出のため
の演算を不要としたので、上記回転体の回転角度
(位置)の検出はROMテーブル8のアクセス時
間で決り、数百ナノ秒〜数マイクロ秒の(素子
の)応答時間で可能となつた。即ち、回転角度
(位置)の検出のための乗算、除算等を多数回、
繰り返し実行する演算時間が不要となり、この結
果、サンプリング周期を短縮でき、上記モートル
1から成る回転体の回転速度を高速に検出できる
ようになつた。
又、通常のROM8の使用により8ビツトの分
解能の回転角度が得られるが、ROM8の容量ア
ツプによりROMテーブル8に格納する回転角度
データを増加することにより、高分解能の回転角
度(位置)の検出が可能となつた。
さらに、ROMテーブル8を備え、上記回転体
の回転角度(位置)検出のための演算を不要とし
たので、従来のごとき、演算のためのH/Wが不
要となり、装置が簡略化でき、装置をきわめて安
価に実現できた。
[発明の効果] 以上のように、第1及び第2の発明によれば、
アドレス入力に対応させて回転角度データを予め
格納したROMテーブルを備え、回転体の回転角
度に対応する正弦波又は三角波の第1のアナログ
信号、及び上記正弦波又は三角波と所定の位相差
を有する第2のアナログ信号を所定時間ごとにサ
ンプリングして第1及び第2のデジタル信号に変
換後、上記第1及び第2のデジタル信号をアドレ
ス入力として上記ROMテーブルに入力し、対応
する上記回転角度データを出力するようにしたの
で、上記回転体の回転角度(位置)検出のための
演算を不要とし、上記回転体の回転角を、ひいて
は回転速度を高速に検出できるものが得られる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は2相矩形波パルスPHA,PHBによる
方向弁別パルスCWP,CCWP発生のタイムチヤ
ート、第2図は2相正弦波パルスの矩形波への変
換タイムチヤート、第3図は正弦波から角度(パ
ルス数)変換の原理図、第4図は従来のデジタル
速度検出付マイコン制御可変速装置の一構成例を
示す図、第5図は本発明の2相正弦波パルス発振
器利用、マイコン制御可変速装置の一構成例を示
す図である。 1……モートル(回転体)、3……カウンタ、
8……ROM、10……エンコーダ(回転角度信
号出力部)、12……サンプルホールド回路、1
4……A/Dコンバータ。図中、同一または相当
部分には同一符号を付してある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転体の回転角度に対応する正弦波又は三角
    波の第1のアナログ信号及び上記正弦波又は三角
    波と所定の位相差を有する第2のアナログ信号を
    出力する段階と、上記第1及び第2のアナログ信
    号を所定時間ごとにサンプリングする段階と、サ
    ンプリングされた上記第1及び第2のアナログ信
    号を第1及び第2のデジタル信号に変換する段階
    と、上記第1及び第2のデジタル信号をアドレス
    入力として対応する回転角度データを予め格納し
    たROMテーブルに、上記第1及び第2のデジタ
    ル信号を入力して対応する上記回転角度データを
    出力する段階と、上記ROMテーブルから前回及
    び今回出力された回転角度データとサンプリング
    周期とを入力して上記回転体の回転速度を演算す
    る段階とからなる回転速度検出方法。 2 回転体の回転角度に対応する正弦波又は三角
    波の第1のアナログ信号及び上記正弦波又は三角
    波と所定の位相差を有する第2のアナログ信号を
    出力する回転角度信号出力部と、上記第1及び第
    2のアナログ信号を所定時間ごとにサンプリング
    するサンプルホールド手段と、サンプリングされ
    た上記第1及び第2のアナログ信号を第1及び第
    2のデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
    上記第1及び第2のデジタル信号の入力により対
    応する回転角度データを出力するテーブルと、上
    記テーブルから前回及び今回出力された回転角度
    データと上記サンプルホールド手段のサンプリン
    グ周期とから、上記回転体の回転速度を演算する
    演算手段とを備え、上記テーブルは、上記第1及
    び第2のデジタル信号をアドレス入力として対応
    する回転角度データが出力可能に格納された
    ROMテーブルであることを特徴とする回転速度
    検出装置。
JP17871382A 1982-10-12 1982-10-12 デジタル速度検出方式 Granted JPS5967458A (ja)

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JP17871382A JPS5967458A (ja) 1982-10-12 1982-10-12 デジタル速度検出方式

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JP17871382A JPS5967458A (ja) 1982-10-12 1982-10-12 デジタル速度検出方式

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Publication Number Publication Date
JPS5967458A JPS5967458A (ja) 1984-04-17
JPH0565827B2 true JPH0565827B2 (ja) 1993-09-20

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ID=16053257

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