JPH0627653B2 - 位置、速度検出方法及び装置 - Google Patents
位置、速度検出方法及び装置Info
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- JPH0627653B2 JPH0627653B2 JP58208221A JP20822183A JPH0627653B2 JP H0627653 B2 JPH0627653 B2 JP H0627653B2 JP 58208221 A JP58208221 A JP 58208221A JP 20822183 A JP20822183 A JP 20822183A JP H0627653 B2 JPH0627653 B2 JP H0627653B2
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- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
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- G—PHYSICS
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- 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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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、位置，速度検出方法及び装置に係り、特に、
エンコーダの原信号をパルス幅変調することにより、そ
の低速回転を精度よく検出するのに好適な、位置，速度
検出方法及び装置に関するものである。
エンコーダの原信号をパルス幅変調することにより、そ
の低速回転を精度よく検出するのに好適な、位置，速度
検出方法及び装置に関するものである。
最近、ＮＣ装置，ロボツト等などにはサーボモータが多
く使用されている。一方、半導体の進歩により、制御回
路はマイクロコンピユータ（マイクロコンという。）化
及びテイジタル化の方向にある。
く使用されている。一方、半導体の進歩により、制御回
路はマイクロコンピユータ（マイクロコンという。）化
及びテイジタル化の方向にある。
この場合、速度の検出方法が問題となる。
その速度検出方法について、さきに開発した、エンコー
タ・パルスによる速度検出方法に係るものの速度検出回
路ブロツク図である第１図と、その速度検出のタイムチ
ヤート図である第２図および、その低速検出タイムチヤ
ート図である第３図により説明する。
タ・パルスによる速度検出方法に係るものの速度検出回
路ブロツク図である第１図と、その速度検出のタイムチ
ヤート図である第２図および、その低速検出タイムチヤ
ート図である第３図により説明する。
すなわち、図示のごとく、マイクロコンはＣＰＵ１０
１，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３により構成され、速度
検出のための制御及び演算を行うものである。
１，ＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３により構成され、速度
検出のための制御及び演算を行うものである。
そして、速度検出としては、一定時間内のパルス個数Ｐ
Ｎと、その時間幅Ｔｄによつて、次式(1)により、速度
ＶＦを求めることができる。
Ｎと、その時間幅Ｔｄによつて、次式(1)により、速度
ＶＦを求めることができる。
ただし、Ｋ１は、１回転あたりのエンコーダ・パルス数
によつて定まる定数である。
によつて定まる定数である。
エンコーダは、一般に、サーボモータの軸に取付けてあ
り、出力信号としては、第２図に示すごとく、エンコー
ダ・パルスに係る位相が９０度ずれているＡ相及びＢ相
の２相信号を発生する。
り、出力信号としては、第２図に示すごとく、エンコー
ダ・パルスに係る位相が９０度ずれているＡ相及びＢ相
の２相信号を発生する。
また、１０８は、２相のエンコーダ・パルス信号の立上
り及び立下りのエツジを検出し、第２図のＴ１信号を発
生するエンコーダ・パルス整形回路である。
り及び立下りのエツジを検出し、第２図のＴ１信号を発
生するエンコーダ・パルス整形回路である。
一方、１０４は、マイクロコンのデータ・バス１１０に
接続されたサンプリングタイマであり、速度を検出する
ためのサンプリング時間ＴＳである第２図のＴ２信号を
発生するものである。
接続されたサンプリングタイマであり、速度を検出する
ためのサンプリング時間ＴＳである第２図のＴ２信号を
発生するものである。
１０５は、マイクロコンのデータ・バス１１０に接続さ
れたパルスカウンタであり、第２図のごとく、サンプリ
ング時間ＴＳ内のエンコーダ・パルスＴ１信号の個数Ｐ
Ｎを計数するものである。
れたパルスカウンタであり、第２図のごとく、サンプリ
ング時間ＴＳ内のエンコーダ・パルスＴ１信号の個数Ｐ
Ｎを計数するものである。
そして計数されたパルス個数ＰＮのデータはデータ・バ
ス１１０を介して、マイクロコンに取込まれる。
ス１１０を介して、マイクロコンに取込まれる。
１０７は、サンプリングのためのＴ２信号をエンコーダ
・パルスＴ１信号でラツチする同期化回路である。同期
化回路１０７の出力は、第２図のＴ３信号となる。
・パルスＴ１信号でラツチする同期化回路である。同期
化回路１０７の出力は、第２図のＴ３信号となる。
１０６は、サンプリングタイマ１０４，パルスカウンタ
１０５と同様に、マイクロコンのデータ・バス１１０に
接続された時間幅タイマであり、第２図のごとく、同期
化回路１０７の出力Ｔ３信号の時間幅Ｔｄを測定するも
のである。
１０５と同様に、マイクロコンのデータ・バス１１０に
接続された時間幅タイマであり、第２図のごとく、同期
化回路１０７の出力Ｔ３信号の時間幅Ｔｄを測定するも
のである。
その測定された時間幅Ｔｄのデータはデータ・バス１１
０を介して、マイクロコンに取込まれる。
０を介して、マイクロコンに取込まれる。
以上のようにマイクロコンに取込まれたエンコーダ・パ
ルス個数ＰＮのデータと時間幅Ｔｄのデータとによつ
て、さきの(1)式の演算をマイクロコンで行うことによ
り、速度ＶＦを検出するものである。
ルス個数ＰＮのデータと時間幅Ｔｄのデータとによつ
て、さきの(1)式の演算をマイクロコンで行うことによ
り、速度ＶＦを検出するものである。
しかし、このような方法では、モータの速度が低速にな
つた場合、サンプリング時間毎に検出を行うことができ
ない点が問題となる。
つた場合、サンプリング時間毎に検出を行うことができ
ない点が問題となる。
第３図は、低速の場合のタイムチヤートである。
低速の場合、サンプリング時間ＴＳをエンコーダ・パル
スＴ１信号により同期化できない場合（領域）や、同
期化できた場合でも、時間幅Ｔｄが非常に長くなる場合
（領域）がある。
スＴ１信号により同期化できない場合（領域）や、同
期化できた場合でも、時間幅Ｔｄが非常に長くなる場合
（領域）がある。
これらの場合は、制御系においては、サンプリング時間
が延びたと同等になり、応答を劣化させる要因となる欠
点を有する。
が延びたと同等になり、応答を劣化させる要因となる欠
点を有する。
また、モータが停止している場合、上記の速度検出方法
では速度を検出することができない。
では速度を検出することができない。
しかし、モータが高速回転の場合、上記の方法では精度
良く検出できるものである。
良く検出できるものである。
本発明は、さきに開発した方法の不十分な点である、低
速検出に長い時間を必要とし、制御系の応答を劣化させ
ることに鑑み、低速検出において、安定し、さらにサン
プリング時間内に検出できる位置，速度検出方法及びそ
の実施に直接使用される位置，速度検出装置の提供を、
その目的とするものである。
速検出に長い時間を必要とし、制御系の応答を劣化させ
ることに鑑み、低速検出において、安定し、さらにサン
プリング時間内に検出できる位置，速度検出方法及びそ
の実施に直接使用される位置，速度検出装置の提供を、
その目的とするものである。
本発明に係る位置，速度検出方法は、移動体に直結され
たエンコーダによる位置，速度検出方法において、エン
コーダの原信号を、サンプリングに係る搬送波によりパ
ルス幅変調し、その変調されたパルス幅の信号を測定す
ることにより位置を検出するようにしたものである。
たエンコーダによる位置，速度検出方法において、エン
コーダの原信号を、サンプリングに係る搬送波によりパ
ルス幅変調し、その変調されたパルス幅の信号を測定す
ることにより位置を検出するようにしたものである。
また、本発明に係る位置，速度検出装置の構成は、移動
体に直結されたエンコーダによる位置，速度検出装置に
おいて、搬送波の発生回路と、その搬送波によりエンコ
ーダの原信号をパルス幅変調するパルス幅変調回路と、
その変調されたパルス幅の時間を測定するパルス幅タイ
マと、このパルス幅タイマに接続されるマイクロコンピ
ユータとから構成したものである。
体に直結されたエンコーダによる位置，速度検出装置に
おいて、搬送波の発生回路と、その搬送波によりエンコ
ーダの原信号をパルス幅変調するパルス幅変調回路と、
その変調されたパルス幅の時間を測定するパルス幅タイ
マと、このパルス幅タイマに接続されるマイクロコンピ
ユータとから構成したものである。
なお詳述すると、次のとおりである。
一般に、エンコーダは、正弦波状に変化する原信号を有
し、そのエンコーダ原信号を波形整形することにより、
エンコーダ・パルスを発生している。
し、そのエンコーダ原信号を波形整形することにより、
エンコーダ・パルスを発生している。
本発明では、正弦波状に変化するエンコーダ原信号に着
目して、速度を検出するようにしたものであり、その方
法としては、パルス幅変調技術によりエンコーダ原信号
を変調し、ここで得られたサンプリングパルス幅の時間
を測定し、このサンプリングパルス幅時間よりエンコー
ダ原信号の位置を検出して、位置の変化により速度を検
出するようにしたものである。
目して、速度を検出するようにしたものであり、その方
法としては、パルス幅変調技術によりエンコーダ原信号
を変調し、ここで得られたサンプリングパルス幅の時間
を測定し、このサンプリングパルス幅時間よりエンコー
ダ原信号の位置を検出して、位置の変化により速度を検
出するようにしたものである。
本発明に係る位置，速度検出方法の一実施例を、その実
施に供せられる位置，速度検出方法の一実施例をあわ
せ、第４図ないし第６図を参照して説明する。
施に供せられる位置，速度検出方法の一実施例をあわ
せ、第４図ないし第６図を参照して説明する。
ここで、第４図は、本発明の一実施例に係る位置，速度
検出方法の実施に供される、その一実施例に係る位置，
速度検出装置の位置，速度検出回路のブロツク図、第５
図は、その低速検出タイムチヤート図、第６図は、その
位相データの計算に係る各モード位置図、第７図は、そ
の位置検出フローチヤート図である。
検出方法の実施に供される、その一実施例に係る位置，
速度検出装置の位置，速度検出回路のブロツク図、第５
図は、その低速検出タイムチヤート図、第６図は、その
位相データの計算に係る各モード位置図、第７図は、そ
の位置検出フローチヤート図である。
まず、第４図において、さきの第１図と同一符号は、同
等部分を示すものである。
等部分を示すものである。
そして、４０１は、エンコーダ原信号によりエンコーダ
・パルスを発生するエンコーダ・パルス発生回路であ
る。
・パルスを発生するエンコーダ・パルス発生回路であ
る。
４０４は、内部において周期がＴＳの搬送波パルス発生
し、これによりエンコーダ原信号とピーク間振幅（ｐ−
ｐ値）が等しく周期がＴＳの鋸歯状波のサンプリング搬
送波を形成する搬送波回路であり、４０３は、エンコー
ダ原Ａ相信号と前記のサンプリング搬送波とを比較し、
パルス幅変調のＳ１信号を発生する変調回路である。
し、これによりエンコーダ原信号とピーク間振幅（ｐ−
ｐ値）が等しく周期がＴＳの鋸歯状波のサンプリング搬
送波を形成する搬送波回路であり、４０３は、エンコー
ダ原Ａ相信号と前記のサンプリング搬送波とを比較し、
パルス幅変調のＳ１信号を発生する変調回路である。
４０２は、マイクロコンのデータ・バス１１０と接続さ
れたパルス幅タイマであり、上記変調回路４０３の出力
であるパルス幅変調Ｓ１信号の時間幅に係るパルス幅Ｔ
Ｅを測定するものであり、その測定されたパルス幅ＴＥ
の測定データは、ＣＰＵ１０１に取込まれる。
れたパルス幅タイマであり、上記変調回路４０３の出力
であるパルス幅変調Ｓ１信号の時間幅に係るパルス幅Ｔ
Ｅを測定するものであり、その測定されたパルス幅ＴＥ
の測定データは、ＣＰＵ１０１に取込まれる。
第５図の上側に示すように、エンコーダ原Ａ相信号と同
Ｂ相信号はほぼ正弦波状であるので、例えばエンコーダ
原Ａ相信号を上記サンプリング搬送波によりサンプリン
グすると、第５図の下側に示したパルス幅ＴＢがエンコ
ーダ原Ａ相信号の大きさに応じて変化するパルス幅変調
信号Ｓ１が得られる。
Ｂ相信号はほぼ正弦波状であるので、例えばエンコーダ
原Ａ相信号を上記サンプリング搬送波によりサンプリン
グすると、第５図の下側に示したパルス幅ＴＢがエンコ
ーダ原Ａ相信号の大きさに応じて変化するパルス幅変調
信号Ｓ１が得られる。
次に、このパルス幅ＴＥとエンコーダ原Ａ相信号の位相
値Ａ（ｋ）との関係を第８図を用いて説明する。
値Ａ（ｋ）との関係を第８図を用いて説明する。
第８図において，エンコーダ原Ａ相信号の１周期の位相
を（０〜π／２）ラジアン、（π／２〜π）ラジアン、
（π〜３π／２）ラジアン、（３π／２〜２π）ラジア
ンの範囲に４区分し、各区分モードＩ，II,III,IVと呼
ぶことにする。また、エンコーダ原Ａ相信号の振幅を
Ｐ、鋸歯状波であるサンプリング搬送波の傾斜部がエン
コーダ原Ａ相信号と交わる点におけるエンコーダ原Ａ相
信号の大きさをｐとすると、モードＩおよび同II内では ｐ／Ｐ＝（ＴＥ−ＴＳ／２）／（ＴＳ／２） となり、モードIIIおよび同IV内では ｐ／Ｐ＝（ＴＳ／２−ＴＥ）／（ＴＳ／２） なる関係が得られる。
を（０〜π／２）ラジアン、（π／２〜π）ラジアン、
（π〜３π／２）ラジアン、（３π／２〜２π）ラジア
ンの範囲に４区分し、各区分モードＩ，II,III,IVと呼
ぶことにする。また、エンコーダ原Ａ相信号の振幅を
Ｐ、鋸歯状波であるサンプリング搬送波の傾斜部がエン
コーダ原Ａ相信号と交わる点におけるエンコーダ原Ａ相
信号の大きさをｐとすると、モードＩおよび同II内では ｐ／Ｐ＝（ＴＥ−ＴＳ／２）／（ＴＳ／２） となり、モードIIIおよび同IV内では ｐ／Ｐ＝（ＴＳ／２−ＴＥ）／（ＴＳ／２） なる関係が得られる。
上記二つのｐ／Ｐは各モード内のエンコーダ原Ａ相信号
の位相値に関係する。そこで本発明では、まず、ｐ／Ｐ
の絶対値より Ａ（ｋ）＝sin-1｜ＴＥ（ｋ）−ＴS／２｜／（ＴS／
２） （２） なるＡ（ｋ）を求め、これを用いてエンコーダ原Ａ相信
号の位相値を表すようにする。ただし、ｋはサンプリン
グ搬送波の順番を表す整数である。
の位相値に関係する。そこで本発明では、まず、ｐ／Ｐ
の絶対値より Ａ（ｋ）＝sin-1｜ＴＥ（ｋ）−ＴS／２｜／（ＴS／
２） （２） なるＡ（ｋ）を求め、これを用いてエンコーダ原Ａ相信
号の位相値を表すようにする。ただし、ｋはサンプリン
グ搬送波の順番を表す整数である。
また、上記式（２）の演算は、第４図のバス１１０を介
してＣＰＵ１０１に送付されるパルス幅タイマ４０２の
ＴＥ（ｋ）信号を用いて行なわれる。
してＣＰＵ１０１に送付されるパルス幅タイマ４０２の
ＴＥ（ｋ）信号を用いて行なわれる。
さらに、各ＣＰＵ１０１は式（２）のＡ（ｋ）を用いて
各モード内の位相値を算出する。すなわち、モードＩ内
の位相値は上記（２）に示したＡ（ｋ）で与えられる。
また、モードII内の位相値は｛π−Ａ（ｋ）｝で与えら
れ、モードIII内の位相値は｛π＋Ａ（ｋ）｝で与えら
れ，モードIV内の位相値は｛２π−Ａ（ｋ）｝で与えら
れる。
各モード内の位相値を算出する。すなわち、モードＩ内
の位相値は上記（２）に示したＡ（ｋ）で与えられる。
また、モードII内の位相値は｛π−Ａ（ｋ）｝で与えら
れ、モードIII内の位相値は｛π＋Ａ（ｋ）｝で与えら
れ，モードIV内の位相値は｛２π−Ａ（ｋ）｝で与えら
れる。
なお、上記各モードは第５図に示したエンコーダ原Ａ相
信号と同Ｂ相信号を波形整形して得られる二つのエンコ
ーダパルス（矩形波）信号のレベル比較より識別するこ
とができるので、このモード識別結果と上記Ａ（ｋ）を
用いて各モード内における位相値を求めることができ
る。すなわち、モードＩではＡ相信号がハイレベル、同
Ｂ相信号がローレベルであり、モードIIではＡ相信号と
同Ｂ相信号がともにハイレベルであり、モードIIIはモ
ードＩとは逆の関係、モードIVではＡ相信号と同Ｂ相信
号がともにローレベルとなるから、これより各モードを
識別することができる。なお、上記Ａ相信号と同Ｂ相信
号の各エンコーダパルスはバス１１０を介してＣＰＵ１
０１に送付され、ＣＰＵ１０１はこれらを用いて上記各
モード内の位相値を区分して算出する。
信号と同Ｂ相信号を波形整形して得られる二つのエンコ
ーダパルス（矩形波）信号のレベル比較より識別するこ
とができるので、このモード識別結果と上記Ａ（ｋ）を
用いて各モード内における位相値を求めることができ
る。すなわち、モードＩではＡ相信号がハイレベル、同
Ｂ相信号がローレベルであり、モードIIではＡ相信号と
同Ｂ相信号がともにハイレベルであり、モードIIIはモ
ードＩとは逆の関係、モードIVではＡ相信号と同Ｂ相信
号がともにローレベルとなるから、これより各モードを
識別することができる。なお、上記Ａ相信号と同Ｂ相信
号の各エンコーダパルスはバス１１０を介してＣＰＵ１
０１に送付され、ＣＰＵ１０１はこれらを用いて上記各
モード内の位相値を区分して算出する。
移動体の位置は上記エンコーダ原Ａ相信号の位相値に比
例して変化する。この位相値はラジアンを単位とするの
で、移動体の位置データを無単位の値に数値化し、さら
に、この位相値の１周期分を整数化して判り易くするた
めに、上記位相値をπ／２ラジアンで除して移動体の位
置データθ（ｋ）とする。この結果、位相値の１周期分
が位置データθ（ｋ）の４に対応する。第６図の正回転
方向欄は上記各モードに対応する位置データθ（ｋ）を
示している。なお、逆回転方向ではこのθ（ｋ）の順が
正回転の場合と逆になる。
例して変化する。この位相値はラジアンを単位とするの
で、移動体の位置データを無単位の値に数値化し、さら
に、この位相値の１周期分を整数化して判り易くするた
めに、上記位相値をπ／２ラジアンで除して移動体の位
置データθ（ｋ）とする。この結果、位相値の１周期分
が位置データθ（ｋ）の４に対応する。第６図の正回転
方向欄は上記各モードに対応する位置データθ（ｋ）を
示している。なお、逆回転方向ではこのθ（ｋ）の順が
正回転の場合と逆になる。
上記位置データθ（ｋ）は移動体の位置に対応する。し
たがって、移動体の速度ＶFは上記位置データθ（ｋ）
の時間変化率に比例するので、移動体の速度ＶFを式
（３）より求めることができる。ただし、θ（ｋ−１）
はθ（ｋ）の前の位置データ、Ｋ2は比例係数である。
たがって、移動体の速度ＶFは上記位置データθ（ｋ）
の時間変化率に比例するので、移動体の速度ＶFを式
（３）より求めることができる。ただし、θ（ｋ−１）
はθ（ｋ）の前の位置データ、Ｋ2は比例係数である。
ＶF＝Ｋ2｛θ（ｋ）−θ（ｋ−１）｝／ＴS （３） 第７図は、位置データθ計算のフローチヤート図であ
る。このフローチヤートは、第６図に従つて行えばよ
い。なお、第７図で、さきの(2)式のＡ(k)を、単にＡと
略示している。
る。このフローチヤートは、第６図に従つて行えばよ
い。なお、第７図で、さきの(2)式のＡ(k)を、単にＡと
略示している。
すなわち、まず、パルス幅タイマ４０２から搬送波の１
周期毎にＣＰＵ１０１に割込み要求を行い、その割込み
要求により、第７図のフローチヤートは実行される。
周期毎にＣＰＵ１０１に割込み要求を行い、その割込み
要求により、第７図のフローチヤートは実行される。
パルス幅ＴＥのデータを取込み、さきの(2)式により、
値Ａ(k)を求め、正転／逆転方向の判別を行つたのち、
各モードにおける位置データθ(k)を算出するものであ
る。
値Ａ(k)を求め、正転／逆転方向の判別を行つたのち、
各モードにおける位置データθ(k)を算出するものであ
る。
しかして、位置データθ(k)が前回のデータθ（ｋ−
１）と等しい演算結果によつて、停止の検出（零速度検
出）もできるものである。
１）と等しい演算結果によつて、停止の検出（零速度検
出）もできるものである。
また、エンコーダ・パルス間の位置を検出することがで
きるため、その詳細位置検出により、位置制御の精度を
向上させることができるものである。
きるため、その詳細位置検出により、位置制御の精度を
向上させることができるものである。
上記の場合、sin-1は、演算によつて算出することで求
めることができるが、ＣＰＵ１０１の演算速度を考慮す
ると、このsin-1をテーブル化しての実施も可能なもの
である。
めることができるが、ＣＰＵ１０１の演算速度を考慮す
ると、このsin-1をテーブル化しての実施も可能なもの
である。
さらに、図示していないが、速度の計算は、メイン・ル
ーチンによつて、(3)式に従つて求めることができる。
ーチンによつて、(3)式に従つて求めることができる。
以上のごとく、モータ速度が低い場合、各サンプリング
毎に速度を精度よく求めることができるものである。
毎に速度を精度よく求めることができるものである。
しかし、モータの速度が高い場合は、この方法ではサン
プリング搬送波の周波数が、エンコーダ原信号の周波数
よりも低くなるため、精度よく求めることができない。
プリング搬送波の周波数が、エンコーダ原信号の周波数
よりも低くなるため、精度よく求めることができない。
そこで、低速の場合は、本発明に係るエンコーダ原信号
による方法を使用し、高速の場合は、さきの(1)式によ
る方法を使用するようにすれば、十全のものが得られる
ものであり、このように二つの方法を併用することによ
り、広範囲の速度を検出することが可能となるものであ
る。
による方法を使用し、高速の場合は、さきの(1)式によ
る方法を使用するようにすれば、十全のものが得られる
ものであり、このように二つの方法を併用することによ
り、広範囲の速度を検出することが可能となるものであ
る。
本発明によれば、広範囲の速度検出を各サンプリング毎
に行うことができ、特に低速において、速度制御の応答
性を向上させることができる効果があり、また既開発の
ものでは不可能であつた停止の検出（零速度検出）も可
能となり、制御性向上に大きく寄与できるものであり、
さらに、サーボモータの位置制御において、詳細な位置
を検出できるため、位置制御の精度向上も可能となる顕
著な効果を奏するものである。
に行うことができ、特に低速において、速度制御の応答
性を向上させることができる効果があり、また既開発の
ものでは不可能であつた停止の検出（零速度検出）も可
能となり、制御性向上に大きく寄与できるものであり、
さらに、サーボモータの位置制御において、詳細な位置
を検出できるため、位置制御の精度向上も可能となる顕
著な効果を奏するものである。
第１図は、さきに開発したエンコーダ・パルスによる速
度検出方法に係るものの速度検出回路ブロツク図、第２
図は、その速度検出のタイムチヤート図、第３図は、そ
の低速検出タイムチヤート図、第４図は、本発明の一実
施例に係る位置，速度検出方法の実施に供される、その
一実施例に係る位置，速度検出装置の位置，速度検出回
路のブロツク図、第５図は、その低速検出タイムチヤー
ト図、第６図は、その位相データの計算に係る各モード
位置図、第７図は、その位置検出フローチャート図、第
８図は、本発明によるエンコーダ原信号のサンプリング
に関わる波形図である。 １０１……ＣＰＵ、１０２……ＲＯＭ、１０３……ＲＡ
Ｍ、１０４……サンプリングタイマ、１０５……パルス
カウンタ、１０６……パルス幅タイマ、１０７……同期
化回路、１０８……エンコーダ・パルス整形回路、１１
０……データ・バス、１１１……クロツク信号、４０１
……パルス発生回路、４０２……パルス幅タイマ、４０
３……変調回路、４０４……搬送波回路。
度検出方法に係るものの速度検出回路ブロツク図、第２
図は、その速度検出のタイムチヤート図、第３図は、そ
の低速検出タイムチヤート図、第４図は、本発明の一実
施例に係る位置，速度検出方法の実施に供される、その
一実施例に係る位置，速度検出装置の位置，速度検出回
路のブロツク図、第５図は、その低速検出タイムチヤー
ト図、第６図は、その位相データの計算に係る各モード
位置図、第７図は、その位置検出フローチャート図、第
８図は、本発明によるエンコーダ原信号のサンプリング
に関わる波形図である。 １０１……ＣＰＵ、１０２……ＲＯＭ、１０３……ＲＡ
Ｍ、１０４……サンプリングタイマ、１０５……パルス
カウンタ、１０６……パルス幅タイマ、１０７……同期
化回路、１０８……エンコーダ・パルス整形回路、１１
０……データ・バス、１１１……クロツク信号、４０１
……パルス発生回路、４０２……パルス幅タイマ、４０
３……変調回路、４０４……搬送波回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 邦夫 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高橋 正 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−41581（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−55054（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−29416（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭40−17693（ＪＰ，Ｂ１) 実願 昭55−4503号（実開 昭56− 107565号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】移動体に接続されたエンコーダによる位
置、および速度の検出方法において、上記エンコーダの
正弦波出力信号の１周期に対する２πの位相範囲を４等
分して得られる（０〜π／２）ラジアンの範囲をモード
Ｉ、（π／２〜π）ラジアンの範囲モード、II、（π〜
３π／２）ラジアンの範囲をモードIII、（３π／２〜
２π）ラジアンの範囲をモードIVのように区分し、上記
エンコーダの正弦波出力信号を、これとピーク間振幅が
等しい鋸歯状波のサンプリング搬送波によりサンプリン
グして得られる時間幅の上記サンプリング搬送波周期に
対する比率Ａ（ｋ）を、ｋを上記サンプリング搬送波の
順番を表す整数として算出し、モードＩ内の上記エンコ
ーダの正弦波出力信号の位相値を上記Ａ（ｋ）より算出
し、モードII内の位相値を｛π−Ａ（ｋ）｝より算出
し、モードIII内の位相値を｛π＋Ａ（ｋ）｝より算出
し、モードIV内の位相値を｛２π−Ａ（ｋ）｝より算出
し、上記各位相値を上記移動体の位置信号とし、また、
上記位相値の時間変化率を上記移動体の速度信号とする
ようにしたことを特徴とする位置、速度検出方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、上記エン
コーダの正弦波出力信号をサンプリング搬送波によりサ
ンプリングして得られる上記時間幅、または上記Ａ
（ｋ）、または、上記Ａ（ｋ）より算出した位相値が連
続して等しいことを検出し、上記移動体の停止状態を検
知するようにしたことを特徴とする位置、速度検出方
法。 - 【請求項３】移動体に接続されたエンコーダによる位
置、および速度の検出装置において、ピーク間振幅が上
記エンコーダの正弦波出力信号と等しい鋸歯状波のサン
プリング信号を発生するサンプリング搬送波回路と、上
記サンプリング信号によりエンコーダの正弦波のＡ相信
号またはＢ相信号をサンプリングして時間幅変調信号Ｓ
1を出力する変調回路と、上記時間幅変調信号Ｓ1の時間
幅を計測するパルス幅タイマと、エンコーダの上記Ａ相
信号およびＢ相信号を矩形波に整形するエンコーダ・パ
ルス発生回路と、 上記エンコーダ・パルス発生回路の出力と上記パルス幅
タイマの出力よりエンコーダの正弦波信号の位相値を算
出する演算手段とを備え、上記エンコーダの正弦波信号
の位相値より上記移動体の位置信号を算出し、また、上
記位相値の時間変化率より上記移動体の速度信号を算出
するようにしたことを特徴とする位置、速度検出装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項において、上記パル
ス幅タイマの出力、または上記エンコーダの正弦波信号
の位相値を連続して比較し、その比較結果が等しい場合
に出力を発生する停止状態検出手段を備えたことを特徴
とする位置、速度の検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208221A JPH0627653B2 (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 位置、速度検出方法及び装置 |
| DE8484113427T DE3469458D1 (en) | 1983-11-08 | 1984-11-07 | Method and apparatus for detecting position and velocity of moving body |
| EP84113427A EP0145935B1 (en) | 1983-11-08 | 1984-11-07 | Method and apparatus for detecting position and velocity of moving body |
| US06/668,893 US4628314A (en) | 1983-11-08 | 1984-11-07 | Method and apparatus for detecting position and velocity of moving body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208221A JPH0627653B2 (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 位置、速度検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100718A JPS60100718A (ja) | 1985-06-04 |
| JPH0627653B2 true JPH0627653B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16552672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208221A Expired - Lifetime JPH0627653B2 (ja) | 1983-11-08 | 1983-11-08 | 位置、速度検出方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4628314A (ja) |
| EP (1) | EP0145935B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0627653B2 (ja) |
| DE (1) | DE3469458D1 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60216262A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-29 | Hitachi Ltd | 位置，速度検出装置 |
| DE3618891A1 (de) * | 1986-06-05 | 1987-12-10 | Siemens Ag | Verfahren zur ermittlung von lageistwerten einer sich drehenden vorrichtung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| FR2601764B1 (fr) * | 1986-07-21 | 1992-08-07 | Eimco Secoma | Capteur de position du piston pour perforatrice, et dispositif de controle comportant application de ce capteur |
| EP0274841A3 (en) * | 1986-12-09 | 1990-04-11 | Renishaw plc | Processing quadrature signals |
| JPS63263418A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Kayaba Ind Co Ltd | 位置検出信号処理方式 |
| JP2637158B2 (ja) * | 1988-04-21 | 1997-08-06 | カヤバ工業株式会社 | 位置検出信号の処理方式 |
| JPH0239208A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-08 | Fanuc Ltd | 原点復帰方法 |
| JP2574873B2 (ja) * | 1988-08-24 | 1997-01-22 | 株式会社日立製作所 | 位置あるいは速度検出装置 |
| WO1990004754A1 (en) * | 1988-10-20 | 1990-05-03 | Kayaba Kogyo Kabushiki Kaisha | System for processing position signals |
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| US7496469B2 (en) | 2006-05-19 | 2009-02-24 | Watlow Electric Manufacturing Company | Temperature sensor adaptors and methods |
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| DE102014216295A1 (de) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Auflösungserhöhung im Drehzahlsignal zwischen Drehzahlpulsen |
Family Cites Families (19)
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| US3616692A (en) * | 1969-09-08 | 1971-11-02 | Leach Corp | Data acquisition system |
| US3670324A (en) * | 1970-03-27 | 1972-06-13 | John B Trevor | Analog-digital shaft position encoder |
| GB1363373A (en) * | 1971-03-30 | 1974-08-14 | Fiat Spa | Device for providing a digital signal representative of anular velocity or acceleration |
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| JPS5129416A (en) * | 1974-09-03 | 1976-03-12 | Mitsubishi Gas Chemical Co | Hidorajin karubonirukagobutsuno seizohoho |
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| SU702478A1 (ru) * | 1977-09-30 | 1979-12-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Кинофотоинститут (Никфи) | Частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной модул цией |
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| US4323829A (en) * | 1980-07-28 | 1982-04-06 | Barry M. Fish | Capacitive sensor control system |
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| DE3123002A1 (de) * | 1981-06-10 | 1983-01-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren und einrichtung zur drehzahlmessung einer mit einem rotierenden impulsgeber gekuppelten welle |
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-
1983
- 1983-11-08 JP JP58208221A patent/JPH0627653B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-11-07 US US06/668,893 patent/US4628314A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-07 DE DE8484113427T patent/DE3469458D1/de not_active Expired
- 1984-11-07 EP EP84113427A patent/EP0145935B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4628314A (en) | 1986-12-09 |
| DE3469458D1 (en) | 1988-03-31 |
| JPS60100718A (ja) | 1985-06-04 |
| EP0145935B1 (en) | 1988-02-24 |
| EP0145935A1 (en) | 1985-06-26 |
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