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
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- encoder
- phase
- sampling
- mode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/489—Digital circuits therefor
-
- 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
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/246—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains by varying the duration of individual pulses
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/90—Specific system operational feature
- Y10S388/901—Sample and hold
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/907—Specific control circuit element or device
- Y10S388/912—Pulse or frequency counter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/907—Specific control circuit element or device
- Y10S388/915—Sawtooth or ramp waveform generator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- 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 |
US4939675A (en) * | 1988-12-22 | 1990-07-03 | Chrysler Corporation | Digital system for controlling mechanical instrument gauges |
US4879754A (en) * | 1989-03-14 | 1989-11-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Speed controller |
DE3932214A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zur nachbildung der geschwindigkeit bei inkrementalen messsystemen |
US5160886A (en) * | 1991-02-14 | 1992-11-03 | Carlen Controls, Inc. | Permanent magnet resolver for producing a resolver-to-digital converter compatible output |
GB9115709D0 (en) * | 1991-07-20 | 1991-09-04 | Westland Aerostructures Ltd | Vehicle wheel speed sensors,and method of converting a sine wave signal in a counting or measuring device |
JP2833401B2 (ja) * | 1993-03-23 | 1998-12-09 | 三菱電機株式会社 | 駆動制御装置 |
US5517099A (en) * | 1993-06-15 | 1996-05-14 | International Modern Technologies, Inc. | Method and apparatus for robust integral-pulse control of a servodrive of unknown dynamics |
US5630008A (en) * | 1993-12-28 | 1997-05-13 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Control circuit for driving motor with reduced power consumption and disk unit having the control circuit |
DE19624194A1 (de) * | 1996-06-18 | 1998-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Drehzahlsignalausgabe |
JP3700325B2 (ja) * | 1997-05-21 | 2005-09-28 | 松下電器産業株式会社 | 駆動源制御方法 |
DE19937155A1 (de) * | 1999-08-06 | 2001-03-15 | Bosch Gmbh Robert | System zur Erzeugung eines Signals zur Überlagerung von Informationen |
US7496481B2 (en) * | 2006-05-19 | 2009-02-24 | Watlow Electric Manufacturing Company | Sensor adaptors and methods |
US7496469B2 (en) | 2006-05-19 | 2009-02-24 | Watlow Electric Manufacturing Company | Temperature sensor adaptors and methods |
US7722362B2 (en) | 2006-06-22 | 2010-05-25 | Watlow Electric Manufacturing Company | Sensor adaptor circuit housing incapsulating connection of an input connector with a wire |
CN101893457B (zh) * | 2010-06-22 | 2011-07-27 | 南京航空航天大学 | 连续运动高精度全参数检测方法 |
US8932143B2 (en) | 2012-10-12 | 2015-01-13 | Mattel, Inc. | Control system for a child swing |
DE102014216295A1 (de) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Auflösungserhöhung im Drehzahlsignal zwischen Drehzahlpulsen |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3582924A (en) * | 1968-05-17 | 1971-06-01 | Sony Corp | Displacement measuring instrument |
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 |
US3714538A (en) * | 1971-09-13 | 1973-01-30 | Cincinnati Milacron Inc | Velocimeter |
JPS5129416A (en) * | 1974-09-03 | 1976-03-12 | Mitsubishi Gas Chemical Co | Hidorajin karubonirukagobutsuno seizohoho |
US4038588A (en) * | 1976-02-03 | 1977-07-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Precision amplitude control system for a high q torsion pendulum |
US4019145A (en) * | 1976-06-24 | 1977-04-19 | Rockwell International Corporation | Synchro rate generator |
SU702478A1 (ru) * | 1977-09-30 | 1979-12-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Кинофотоинститут (Никфи) | Частотно-регулируемый электропривод с широтно-импульсной модул цией |
US4228396A (en) * | 1978-05-26 | 1980-10-14 | Dataproducts Corporation | Electronic tachometer and combined brushless motor commutation and tachometer system |
JPS5541581A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-24 | Canon Inc | Servo control system |
US4288730A (en) * | 1978-09-25 | 1981-09-08 | General Motors Corporation | Proportional and integral solenoid armature positioning control system |
JPS618378Y2 (ja) * | 1980-01-21 | 1986-03-14 | ||
US4323829A (en) * | 1980-07-28 | 1982-04-06 | Barry M. Fish | Capacitive sensor control system |
JPS57144465A (en) * | 1981-02-28 | 1982-09-07 | Hitachi Ltd | Speed detecting method |
DE3107938A1 (de) * | 1981-03-02 | 1982-09-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur drehzahlerfassung |
US4481468A (en) * | 1981-05-14 | 1984-11-06 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Velocity detecting apparatus having a two-phase resolver |
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 |
US4468617A (en) * | 1982-02-11 | 1984-08-28 | General Electric Company | Velocity sensor and method of producing a velocity signal |
-
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0627653B2 (ja) | 位置、速度検出方法及び装置 | |
JPS62162968A (ja) | 速度検出装置 | |
JPS60216262A (ja) | 位置,速度検出装置 | |
JPS5913957A (ja) | 速度検出回路 | |
KR20180114743A (ko) | 앱솔루트 엔코더, 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성 방법 및 이를 이용한 절대각도 검출방법 | |
KR100384173B1 (ko) | 모터 제어용 고분해능 인코더 신호 처리장치 및 그 방법 | |
JP2002311040A (ja) | 速度検出装置 | |
JPS61182579A (ja) | レゾルバ速度検出方式 | |
JPH0368869A (ja) | 速度検出装置 | |
JPS62864A (ja) | 速度検出装置 | |
JPS5923196B2 (ja) | デイジタルサ−ボ方式 | |
JP2002531834A (ja) | 混合した速度の推定 | |
JPH0351764A (ja) | 速度・加速度検出装置 | |
JPS6346648B2 (ja) | ||
JP2523207Y2 (ja) | 回転数検出装置 | |
JP3499845B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JPH05322909A (ja) | 回転速度検出装置 | |
JPH02129552A (ja) | 速度検出装置 | |
RU2055366C1 (ru) | Измеритель параметров перемещения | |
JPS6156950B2 (ja) | ||
JPH02201269A (ja) | 速度検出回路 | |
JPS62239059A (ja) | 速度検出装置 | |
JPH041868B2 (ja) | ||
JPS5963992A (ja) | 直流モ−タの位置決め制御装置 | |
JPH0740052B2 (ja) | 周波数検出装置 |