JPH0568389A - 指令入力フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーボ制御装置の制御応答を鈍らせることな
く、制御入力信号にのったノイズを実質的に除去する指
令入力フィルタを提供することである。 【構成】 制御入力信号と制御出力信号との差を積算
し、積分値が予め定められた設定値に達する都度、制御
出力信号をその時の入力信号に切替え、切替えた後はそ
の積分値をクリアし新たに積算を再開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボ制御装置の指令
入力部に用いるフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】モータを制御するときなど、アナログ指
令入力により動作するサーボ制御装置では、指令信号に
ノイズがのり、ノイズによってモータの動作が害される
ことがある。図４はモータ制御装置に入力する指令信号
にノイズがのり、モータの動きがノイズによって乱れる
ことを示している。例えば、ステッピングモータを用い
る位置決めにおいて、位置指令アナログ電圧にのったノ
イズによってモータが動いてしまうことがあり、特に、
位置決め後モータを完全に停止させておきたい場合で
も、ノイズによって微小にモータが動いてしまうような
ことがある。従来、これを防ぐために装置の指令入力部
に１次フィルタや２次フィルタを入れてノイズを取除い
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した１次フィルタ
や２次フィルタによりノイズを取除く場合は、フィルタ
の時定数をかなり大きくする必要があるが、このため指
令信号に遅れが生じ、その結果、制御の応答が悪くなる
という欠点がある。図５は、フィルタ挿入によりノイズ
によるモーターの微動はなくなるが、モータの応答が鈍
くなり指令よりかなり遅れることを示している。前述の
ステッピングモータによる位置決めのような場合にはで
きるだけ短時間に位置決めをする必要があるので、時定
数の大きなフィルタの使用には問題がある。

【０００４】本発明の目的は、サーボ制御装置における
制御の応答を鈍らせることなく、入力指令にのっている
ノイズによる悪影響を実質的に除去する入力指令用のフ
ィルタを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の指令入力フィル
タは、入力されたアナログ指令信号をディジタル変換す
るＡ／Ｄ変換器と、ディジタル化された入力信号と前記
フィルタの出力信号との差を求める減算手段と、減算手
段の出力を積算し、別途入力された切替信号により積算
値をクリアされる積分手段と、前記積算値の絶対値と予
め定められた設定値とを比較して、絶対値が設定値に達
したとき前記切替信号を出力する比較手段と、前記入力
信号を保持するとともに前記出力信号として出力し、前
記切替信号により前記出力信号が更新される切替保持手
段とを有する。

【０００６】

【作用】本発明のフィルタに一定レベルの入力信号が継
続して入力されているものとすると、この入力信号は切
替保持手段を介してそのまま一定レベルの出力信号とし
て出力される。このとき減算手段および積分手段の出力
はいずれも０を継続する。いま、この入力信号にノイズ
がのって到来した場合、このノイズ分が減算手段を介し
て積分手段の積算値として出力される。しかし、ノイズ
は通常、レベルが低く短時間で終り、比較手段の設定値
は実際のノイズ発生状況を考慮してノイズレベル以上に
設定してあるため、切替信号は出力されず、出力信号に
対するノイズの影響を阻止することができる。次に、入
力信号のレベルが増加または減少されるときは減算手段
による差が積算手段により積算され、その積分値の絶対
値は短時間のうちに設定値のレベルを超えるので、切替
保持手段により出力信号は短時間の遅れのみで入力信号
に追従することができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の指令入力フィルタの一実施例
の機能構成を示すブロック図、図２は同実施例における
ディジタル入出力信号と積分器出力値との関係例を示す
タイミング図、図３は本実施例を有するモータ制御装置
のアナログ指令信号とモータの動きを示す説明図であ
る。

【０００８】図１において、モータ制御装置に入力され
たアナログ指令信号はＡ／Ｄ変換器１によりディジタル
変換されて切替保持器２に向うとともに減算器３に入
る。減算器３はディジタル変換された入力信号Ｉとその
時点における出力信号Ｏとの差を求め、積分器４はこれ
を積算する。積分器４の出力Ｓは絶対値生成器５により
絶対値｜Ｓ｜がとられ、比較器６は絶対値｜Ｓ｜を予め
定められた設定値Ｃと比較して、｜Ｓ｜がＣに達すれば
切替保持器２と積分器４に切替信号を出力する。切替保
持器２は切替信号が入力されると出力信号０をその時の
入力信号Ｉに切替え出力信号０を保持する。またこの切
替信号により積分器４の積分値がクリアされる。

【０００９】次に、本実施例の動作例を図２を参照して
説明する。

【００１０】いま、時刻ｔ₀ に入力信号Ｉのレベルが０
ボルトから３ボルトに立上がると、次の動作タイミング
の時刻ｔ₁ でその時点での減算器３における出力信号Ｏ
（レベルは０ボルト）との差３ボルトが入力されて積分
器４の積分値Ｓは３ボルトとなる。このレベルは設定値
Ｃのレベル（１ボルトとする）を超えるので、比較器６
から切替信号が出力され、出力信号Ｏのレベルは切替保
持器２により０ボルトからそのときの入力信号Ｉの３ボ
ルトに切替えられ、同時に積分値Ｓは０ボルトにクリア
される。以後、入力信号が３ボルトで継続する間は入力
信号Ｉと出力信号Ｏの差Ｉ−Ｏは０ボルトであって積分
値Ｓは０ボルトのまま、したがって出力信号Ｏも３ボル
トのまま継続する。次に、時刻ｔ₂ で入力信号Ｉが、ノ
イズｎが重なったため短時間３．３ボルトに変化する
と、時刻ｔ₃ で出力信号Ｏのレベルとの差０．３Ｖが積
算される。この場合は積算値が設定値Ｃに達しないので
出力信号Ｏは３ボルトのまま継続し、また、ノイズは短
時間で解消するので積分値Ｓも０．３ボルトを継続す
る。次に、時刻ｔ₄ で入力信号Ｉが３．３ボルトに変化
し、継続した場合には、積分値Ｓは０．３ボルトづつ積
算されるので、時刻ｔ₅で設定値Ｃのレベルを超えたと
き、出力レベルは３．３Ｖに切替わり、積分値Ｓはクリ
ヤされる。この場合出力信号Ｏのレベルの切替が入力信
号Ｉのレベルの変化より短時間遅れ、図２の場合サンプ
リング時間の２倍程度の遅れが生じている。このように
設定値をノイズのレベルに合わせて適宜に設定すること
により、サンプリング時間の数倍程度の遅れが生じるの
みで、入力信号Ｉにのったノイズの出力信号Ｏへの影響
を阻止することができる。

【００１１】図３は、上述のフィルタをモータ制御装置
の入力部に設けた場合の入力アナログ指令信号とモータ
の動きが画かれ、制御信号にのったノイズはモータの動
きを鈍らせることなく、応答が実質的に遅れず、かつノ
イズによるモータの微動が生じない状況を示している。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ディジタ
ル化された入力信号と出力信号の差を積分し、これが適
宜に選定されたある設定値を超える都度、そのときの入
力信号に出力信号を切替えることにより、入力信号に比
してレベルが低く、また安定に継続しないノイズの混入
を実質的に遅滞なく抑制することができるので、ノイズ
が及ぼす悪影響を解消することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の指令入力フィルタの一実施例の機能構
成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例におけるディジタル入出力信号と
積分器出力との関係例を示すタイミング図である。

【図３】本実施例を有するモータ制御装置の入力アナロ
グ指令信号とモータの動きを示す説明図である。

【図４】モータ制御装置に入力するアナログ指令信号に
ノイズがのりモータの動きにノイズによる乱れが生じる
ことを示す説明図である。

【図５】モータ制御装置に時定数の大きなフィルタをつ
けてノイズを除去すると、モータ制御の応答が鈍り、遅
れを生ずることを示す説明図である。

【符号の説明】

１ Ａ／Ｄ変換器 ２ 切替保持器 ３ 減算器 ４ 積分器 ５ 絶対値生成器 ６ 比較器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボ制御装置におけるアナログ指令入
   力部に設置するための指令入力フィルタであって、 入力されたアナログ指令信号をディジタル変換するＡ／
   Ｄ変換器と、 ディジタル化された入力信号と前記フィルタの出力信号
   との差を求める減算手段と、 減算手段の出力を積算し、別途入力された切替信号によ
   り積算値をクリアされる積分手段と、 前記積算値の絶対値と予め定められた設定値とを比較し
   て、絶対値が設定値に達したとき前記切替信号を出力す
   る比較手段と、 前記入力信号を保持するとともに前記出力信号として出
   力し、前記切替信号により前記出力信号が更新される切
   替保持手段とからなる指令入力フィルタ。