JPH06337719A - Servo type position controller - Google Patents
Servo type position controllerInfo
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- JPH06337719A JPH06337719A JP12665893A JP12665893A JPH06337719A JP H06337719 A JPH06337719 A JP H06337719A JP 12665893 A JP12665893 A JP 12665893A JP 12665893 A JP12665893 A JP 12665893A JP H06337719 A JPH06337719 A JP H06337719A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はサーボ式位置制御装置に
係り、特に、回転駆動源によって駆動される被動部材と
連動して動かされ被動部材の位置を検出する位置検出器
が発生する位置検出信号と、回転駆動源によって動かす
べき被動部材の目標位置を示すアナログ目標信号との偏
差を取り、この偏差が０になるように回転駆動源を正転
・逆転方向に回転制御するサーボ式位置制御装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo type position control device, and more particularly to position detection generated by a position detector that is moved in conjunction with a driven member driven by a rotary drive source to detect the position of the driven member. Servo position control that takes the deviation between the signal and the analog target signal that indicates the target position of the driven member to be moved by the rotary drive source, and controls the rotation of the rotary drive source in the forward and reverse directions so that this deviation becomes zero. It relates to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の装置として、図９に示す
ようなものが一般に使用されていた。同図において、１
は例えば１〜５Ｖ、４〜２０ｍＡの目標信号が入力され
る入力端子であり、該入力端子１に入力された目標信号
は差動増幅器２の一方の入力に印加される。差動増幅器
２の他方の入力には、信号変換器３の出力信号が印加さ
れている。信号変換器３はポテンショメータ４の抵抗値
を電圧信号に変換する。ポテンショメータ４は、回転駆
動源としての誘導電動機５により図示しない燃料調節弁
のような被動部材と連動して駆動され、被動部材の位置
に応じて抵抗値が変化する位置検出用のものである。よ
って、信号変換器３の出力信号は被動部材の位置を反映
したものとなっている。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of device, a device as shown in FIG. 9 has been generally used. In the figure, 1
Is an input terminal to which a target signal of, for example, 1 to 5 V and 4 to 20 mA is input, and the target signal input to the input terminal 1 is applied to one input of the differential amplifier 2. The output signal of the signal converter 3 is applied to the other input of the differential amplifier 2. The signal converter 3 converts the resistance value of the potentiometer 4 into a voltage signal. The potentiometer 4 is driven by an induction motor 5 as a rotary drive source in association with a driven member such as a fuel control valve (not shown), and is for position detection in which the resistance value changes according to the position of the driven member. Therefore, the output signal of the signal converter 3 reflects the position of the driven member.
【０００３】差動増幅器２は、目標信号と信号変換器３
の出力信号との差、すなわち、目標信号によって指示さ
れた位置と実際の被動部材の位置との差に応じ、任意の
電圧Ｖ0 を中心にしてその大きさが増減する偏差信号を
出力する。この偏差信号は正転コンパレータ６ａ及び逆
転コンパレータ６ｂの一方の入力に印加されて他方の入
力に印加されている基準電圧ＶREFa（＞Ｖ0 ）及び基準
電圧ＶREFb（＜Ｖ0 ）とそれぞれ比較され、偏差信号が
基準電圧ＶREFaより大きくなると正転コンパレータ６ａ
の出力に正転信号を、偏差信号が基準電圧ＶREFbより小
さくなると逆転コンパレータ６ｂの出力に逆転信号をそ
れぞれ出力する。The differential amplifier 2 includes a target signal and a signal converter 3
Of the output signal, that is, the difference between the position indicated by the target signal and the actual position of the driven member, a deviation signal whose magnitude increases or decreases around an arbitrary voltage V 0 is output. This deviation signal is applied to one input of the forward rotation comparator 6a and the reverse rotation comparator 6b and compared with the reference voltage V REFa (> V 0 ) and reference voltage V REFb (<V 0 ) applied to the other input, respectively. When the deviation signal becomes larger than the reference voltage V REFa, the normal rotation comparator 6a
When the deviation signal becomes smaller than the reference voltage V REFb , the reverse rotation signal is output to the output of the reverse rotation signal and the reverse rotation signal is output to the output of the reverse rotation comparator 6b.
【０００４】正転コンパレータ６ａ及び逆転コンパレー
タ６ｂがそれぞれ出力する正転信号及び逆転信号は、通
常ニュートラル位置にあるバランスシングリレー７の可
動接点７ｃを正転側及び逆転側にそれぞれ切り換える正
転コイル７ａ及び逆転コイル７ｂを付勢するために使用
される。正転コンパレータ６ａが正転信号を出力し、こ
れによりバランシングリレー７の可動接点７ｃが正転側
に切り換えられると、この可動接点７ｃを通じて商用電
源から誘導電動機５の正転駆動コイル５ａに電流が流れ
て誘導電動機５が正転して被動部材を一方向に駆動す
る。逆転コンパレータ６ｂが逆転信号を出力し、これに
よりバランシングリレー７の可動接点７ｃが逆転側に切
り換えられると、この可動接点７ｃを通じて商用電源８
から誘導電動機５の逆転駆動コイル５ｂに電流が流れて
誘導電動機５が逆転して被動部材を他方向に駆動する。
なお、９は移相コンデンサである。The normal rotation signal and the reverse rotation signal output by the normal rotation comparator 6a and the reverse rotation comparator 6b are used as a normal rotation coil 7a for switching the movable contact 7c of the balancing relay 7 which is normally in the neutral position to the normal rotation side and the reverse rotation side. And used to energize the reversing coil 7b. When the normal rotation comparator 6a outputs a normal rotation signal, and the movable contact 7c of the balancing relay 7 is switched to the normal rotation side, a current is supplied from the commercial power source to the normal rotation drive coil 5a of the induction motor 5 through the movable contact 7c. As a result, the induction motor 5 rotates in the forward direction to drive the driven member in one direction. When the movable contact 7c of the balancing relay 7 is switched to the reverse rotation side by the reverse rotation comparator 6b outputting a reverse rotation signal, the commercial power supply 8 is supplied through the movable contact 7c.
Causes a current to flow in the reverse rotation drive coil 5b of the induction motor 5 to reversely rotate the induction motor 5 to drive the driven member in the other direction.
In addition, 9 is a phase shift capacitor.
【０００５】以上の構成により、目標信号の変更によっ
て被動部材の位置が目標信号によって指示された位置と
一致しなくなり、差動増幅器２に入力される目標信号と
信号変換器３の出力信号との間に差が生じて、差動増幅
器２の出力に電圧Ｖ0 より例えば大きな偏差信号が出力
されると、正転コンパレータ６ａから正転信号が出力さ
れ、これによってバランシングリレー７の可動接点７ｃ
が正転側に切り換えられることによって、誘導電動機５
の正転駆動コイル５ａに電流が流されて誘導電動機５が
正転され、これによって被動部材が駆動されるようにな
る。この動作状態が、被動部材と連動して動かされるポ
テンショメータ４の抵抗値による信号変換器３の出力信
号が目標信号に略等しくなるまで継続することによっ
て、被動部材が目標信号によって指示された位置に位置
決めされるようになる。詳細な説明は省略するが、差動
増幅器２の出力に電圧Ｖ0 より小さな偏差信号が出力さ
れるときには誘導電動機５が逆転されて、最終的には、
被動部材が目標信号によって指示された位置に位置決め
されるようになる。With the above configuration, the position of the driven member does not match the position indicated by the target signal due to the change of the target signal, and the target signal input to the differential amplifier 2 and the output signal of the signal converter 3 are combined. When a difference occurs between them and a deviation signal larger than the voltage V 0 is output to the output of the differential amplifier 2, a normal rotation signal is output from the normal rotation comparator 6a, whereby the movable contact 7c of the balancing relay 7 is output.
Is switched to the forward rotation side, the induction motor 5
A current is passed through the normal rotation drive coil 5a to rotate the induction motor 5 in the normal direction, whereby the driven member is driven. This operating state continues until the output signal of the signal converter 3 due to the resistance value of the potentiometer 4 which is moved in conjunction with the driven member becomes substantially equal to the target signal, so that the driven member is moved to the position indicated by the target signal. Be positioned. Although detailed description is omitted, when a deviation signal smaller than the voltage V 0 is output to the output of the differential amplifier 2, the induction motor 5 is reversed, and finally,
The driven member comes to be positioned at the position indicated by the target signal.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の装置で
は、目標信号により指示された目標位置とポテンショメ
ータ４により検出された現在位置とのずれの大きさと方
向に応じた偏差信号に基づいて誘導電動機５を正逆転さ
せているだけであるので、誘導電動機５と被動部材との
間の回転伝達機構におけるギャ比を大きくし、誘導電動
機５の回転を大きく減速して被動部材に伝達するように
しなければ、ハンチング現象が起こってしまう。しか
し、このようにギャ比を大きくすると、それだけ応答性
が悪くなり、大きな偏差のときには制御性に問題を生じ
るようになる。In the above-mentioned conventional apparatus, the induction motor is based on the deviation signal corresponding to the magnitude and direction of the deviation between the target position indicated by the target signal and the current position detected by the potentiometer 4. Since 5 is only rotated normally and reversely, the gear ratio in the rotation transmission mechanism between the induction motor 5 and the driven member must be increased so that the rotation of the induction motor 5 is greatly reduced and transmitted to the driven member. If so, a hunting phenomenon will occur. However, if the gear ratio is increased in this way, the response becomes worse and the controllability becomes a problem when the deviation is large.
【０００７】また、上述した従来の装置では、被動部材
の位置を検出するために、スライド抵抗器からなるポテ
ンショメータを使用していたが、このスライド抵抗器は
機械的な摺動子が抵抗体上を摺動する機械的なもので寿
命が短く、摺動摩耗などによって時間と共に抵抗値が変
化するなどするため、定期的な保全作業が必要であると
いう問題があった。Further, in the above-mentioned conventional apparatus, a potentiometer consisting of a slide resistor is used to detect the position of the driven member. In this slide resistor, a mechanical slider is mounted on the resistor. There is a problem that a periodical maintenance work is necessary because the mechanical value of sliding is short and the resistance value changes with time due to sliding wear.
【０００８】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、応答性を損なうことなくハンチング現象の発生を
防げるようにしたサーボ式位置制御装置を提供すること
を目的としている。Therefore, in view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a servo-type position control device capable of preventing the occurrence of a hunting phenomenon without impairing the responsiveness.
【０００９】本発明はまた、被動部材の位置検出を機械
的摺動動作を伴わない手段により行うことによって、定
期的な保全作業を必要なくしたサーボ式位置制御装置を
提供することを目的としている。Another object of the present invention is to provide a servo type position control device which does not require periodic maintenance work by detecting the position of a driven member by means which does not involve mechanical sliding operation. .
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明により成されたサーボ式位置制御装置は、回転駆
動源によって駆動される被動部材と連動して動かされ被
動部材の位置を検出する位置検出器が発生する位置検出
信号と、回転駆動源によって動かすべき被動部材の目標
位置を示すアナログ目標信号との偏差を取り、該偏差が
０になるように回転駆動源を正転・逆転方向に回転制御
するサーボ式位置制御装置において、前記偏差の方向に
より前記回転駆動源を正転・逆転すべき制御方向を検出
する制御方向検出手段と、前記偏差の大きさの絶対値に
応じた周波数の一定幅のパルス信号を発生する信号変換
手段と、前記回転駆動源を正転・逆転させるように電源
をそれぞれ供給するスイッチング手段とを備え、前記制
御方向検出手段により検出した制御方向に前記回転駆動
源を回転するように前記スイッチング手段を前記信号変
換手段が発生するパルス信号によりオン・オフさせるよ
うにしたことを特徴としている。In order to achieve the above object, a servo type position control device according to the present invention is moved in association with a driven member driven by a rotary drive source to detect the position of the driven member. The deviation between the position detection signal generated by the position detector and the analog target signal indicating the target position of the driven member to be moved by the rotation driving source is calculated, and the rotation driving source is rotated in the forward and reverse directions so that the deviation becomes zero. In the servo-type position control device for controlling rotation, the control direction detecting means for detecting the control direction in which the rotational drive source should be rotated in the normal direction or the reverse direction according to the direction of the deviation, and the frequency corresponding to the absolute value of the magnitude of the deviation. A signal converting means for generating a pulse signal having a constant width, and a switching means for supplying a power source so as to rotate the rotary drive source in the normal direction and the reverse direction, respectively. Is characterized in the switching means so as to rotate the rotary driving source to the detected control direction to said signal converting means is so as to turn on and off by the pulse signal generation caused.
【００１１】前記位置検出器が、幅が漸増するスリット
が同心円上に形成され前記回転駆動源により回転駆動さ
れる回転板と、前記スリットを通じて光結合するように
回転板を挟んで対向された発光素子及び受光素子とを有
し、前記発光素子からの光を前記スリットを通じて受光
する前記受光素子が発生する前記回転板の回転角度位置
に応じた大きさの電圧信号を前記位置検出信号として出
力するようにしたことを特徴としている。In the position detector, a slit is formed concentrically with a width gradually increasing, and a rotary plate driven to rotate by the rotary drive source is opposed to the rotary plate so as to optically couple with the rotary plate through the slit. An element and a light receiving element, and receives the light from the light emitting element through the slit, and outputs, as the position detection signal, a voltage signal having a magnitude corresponding to the rotation angle position of the rotating plate generated by the light receiving element. It is characterized by doing so.
【００１２】前記位置検出器が、前記発光素子からの光
を受光し受光した光に応じた大きさの信号を出力する第
２の受光素子と、該第２の受光素子からの信号により前
記発光素子が発生する光を一定に保持するように前記発
光素子の電源電圧を制御する電源制御手段とを更に有す
ることを特徴としている。The position detector receives the light from the light emitting element and outputs a signal of a magnitude corresponding to the received light, and the signal from the second light receiving element causes the light emission. It further comprises a power supply control means for controlling the power supply voltage of the light emitting element so as to keep the light generated by the element constant.
【００１３】[0013]
【作用】上記構成により、制御方向検出手段により検出
した制御方向に回転駆動源を回転するようにスイッチン
グ手段を信号変換手段が発生する偏差の大きさの絶対値
に応じた周波数の一定幅のパルス信号によりオン・オフ
させるようにしているので、偏差が大きなときには高速
で、偏差の小さなときには低速で回転駆動源を回転させ
ることができるようになる。With the above structure, the pulse having a constant width of the frequency corresponding to the absolute value of the deviation generated by the signal converting means and the switching means so as to rotate the rotary drive source in the control direction detected by the control direction detecting means. Since the signal is turned on / off by the signal, the rotary drive source can be rotated at high speed when the deviation is large and at low speed when the deviation is small.
【００１４】また、被動部材の位置を検出する位置検出
器が回転板と発光素子及び受光素子とを有し、被動部材
を回転駆動する回転駆動源により回転駆動される回転板
に幅が漸増するスリットを同心円上に形成し、このスリ
ットを通じて発光素子からの光を受光素子が受光して発
生する回転板の回転角度位置に応じた大きさの電圧信号
を被動部材の位置を示す位置検出信号として利用し、被
動部材をサーボ制御により目標位置に駆動するようにな
る。従って、位置検出器に機械的な摺動部材が存在しな
い。Further, the position detector for detecting the position of the driven member has a rotary plate, a light emitting element and a light receiving element, and the width of the rotary plate is gradually increased by the rotary drive source for rotationally driving the driven member. A slit is formed on a concentric circle, and a voltage signal of a magnitude corresponding to the rotation angle position of the rotating plate generated by the light receiving element receiving light from the light emitting element through this slit is used as a position detection signal indicating the position of the driven member. Utilizing this, the driven member is driven to the target position by servo control. Therefore, there is no mechanical sliding member in the position detector.
【００１５】更に、発光素子からの光を受光してその光
に応じた大きさの信号を第２の受光素子が出力し、この
信号により発光素子が発生する光を一定に保持するよう
に電源制御手段が発光素子の電源電圧を制御するので、
発光素子が発生する光が変化して被動部材の位置検出が
不正確になることはない。Furthermore, the light from the light emitting element is received and a signal having a magnitude corresponding to the light is output from the second light receiving element, and the power source is used to keep the light generated by the light emitting element constant by this signal. Since the control means controls the power supply voltage of the light emitting element,
The position of the driven member will not be inaccurate due to changes in the light generated by the light emitting element.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明によるサーボ式位置制御装置の一実
施例を示す回路図であり、同図において、１１は目標信
号が入力される入力端子であり、該入力端子１に入力さ
れた目標信号は差動増幅器１２の一方の入力に印加され
る。差動増幅器１２の他方の入力には、信号変換器３の
出力信号が印加されている。信号変換器１３は位置検出
器１４の出力信号を変換する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a servo-type position control device according to the present invention. In FIG. 1, 11 is an input terminal to which a target signal is input, and the target signal input to the input terminal 1 is It is applied to one input of the differential amplifier 12. The output signal of the signal converter 3 is applied to the other input of the differential amplifier 12. The signal converter 13 converts the output signal of the position detector 14.
【００１７】位置検出器１４は、回転駆動源としての誘
導電動機１５により図示しない燃料調節弁のような被動
部材と連動して駆動され、被動部材の位置に応じた回転
角度位置をとる円板状の回転板１４ａを有する。回転板
１４ａには、その回転中心を中心とした同心円上に、そ
の回転方向に沿って幅が漸増するスリット１４ｂが形成
されている。回転板１４ａの両側には、これを挟んで互
いに対向し、スリット１４ｂを通じて光結合するように
発光ダイオードのような第１の発光素子１４ｃ及びフォ
トダイオードのような受光素子１４ｄが配置されてお
り、発光素子１４ｃからの光をスリット１４ｂを通じて
受光素子１４ｄが受光し、受光した光量に応じた大きさ
の信号を出力する。The position detector 14 is driven by an induction motor 15 serving as a rotary drive source in association with a driven member such as a fuel control valve (not shown), and has a disc-like shape which takes a rotation angle position corresponding to the position of the driven member. It has a rotary plate 14a. The rotary plate 14a is provided with a slit 14b whose width gradually increases along the direction of rotation on a concentric circle centered on the center of rotation. On both sides of the rotary plate 14a, a first light emitting element 14c such as a light emitting diode and a light receiving element 14d such as a photodiode are arranged so as to face each other with the rotary plate 14a interposed therebetween and optically couple through a slit 14b. The light from the light emitting element 14c is received by the light receiving element 14d through the slit 14b, and a signal having a magnitude corresponding to the received light amount is output.
【００１８】受光素子１４ｄがスリット１４ｂを通じて
発光素子１４ｃからの光を受光する光量はスリット１４
ｂの幅に応じて変化する。また、受光素子１４ｄが発光
素子１４ｃからの光を受光するスリット１４ｂの幅は燃
料調節弁に連動して回転する回転板１４ａの回転角度位
置に応じて変化する。従って、受光素子１４ｃが出力す
る信号の大きさは回転板１４ａの回転角度位置、すなわ
ち、被動部材の位置である燃料調節弁の開度に応じたも
のとなる。入力端子１１に入力される電圧信号と燃料調
節弁の開度との関係を示すと図２のようになり、入力端
子１１に入力する電圧信号が１Ｖから５Ｖに順次増大す
るに従って、開度が０％から１００％に順次増大するよ
うになる。The amount of light received by the light receiving element 14d from the light emitting element 14c through the slit 14b is determined by the slit 14b.
It changes according to the width of b. Further, the width of the slit 14b in which the light receiving element 14d receives the light from the light emitting element 14c changes according to the rotation angle position of the rotating plate 14a which rotates in conjunction with the fuel control valve. Therefore, the magnitude of the signal output from the light receiving element 14c depends on the rotational angle position of the rotary plate 14a, that is, the opening of the fuel control valve which is the position of the driven member. The relationship between the voltage signal input to the input terminal 11 and the opening of the fuel control valve is shown in FIG. 2. As the voltage signal input to the input terminal 11 gradually increases from 1V to 5V, the opening increases. It gradually increases from 0% to 100%.
【００１９】上述した位置検出器１４では、被動部材と
連動して回転板１４ａが回転され、この回転板１４ａの
回転によって受光素子１４ｄが発光素子１４ｃからの光
を受光するスリット１４ｂの幅が変わり、これによって
大きさが変化する受光素子１４ｄからの信号によって被
動部材の位置を検出するようになっていて、機械的な手
動部材が存在しないので、摺動摩耗などによって時間と
共に信号が変化するようなことがなく、定期的な保全作
業を必要としなくなっている。In the position detector 14 described above, the rotary plate 14a is rotated in association with the driven member, and the rotation of the rotary plate 14a changes the width of the slit 14b for the light receiving element 14d to receive the light from the light emitting element 14c. The position of the driven member is detected by the signal from the light receiving element 14d whose size is changed by this, and since there is no mechanical manual member, the signal may change with time due to sliding wear or the like. No need for regular maintenance work.
【００２０】位置検出器１４は、発光素子１４ｃが発生
する光をスリット１４ｂを通じず直接受光するように配
置され、受光した光量に応じた大きさの信号を出力する
発光ダイオードのような第２の受光素子１４ｅと、第２
の発光素子１４ｅが出力する信号の電圧と基準電圧源１
４ｆからの基準電圧ＶREF1とが入力され、これらの偏差
をとってその大きさと極性に応じて任意の電圧を中心に
して増減する電圧を出力する差動増幅器１４ｇとからな
る電源制御部を有する。電源制御部は差動増幅器１４ｇ
の出力電圧を第１の発光素子１４ｃに印加し、基準電圧
ＶREF1に応じた一定の光量を常に発光させるように制御
する。The position detector 14 is arranged so as to directly receive the light generated by the light emitting element 14c without passing through the slit 14b, and a second light emitting diode such as a light emitting diode that outputs a signal having a magnitude corresponding to the received light amount. The light receiving element 14e and the second
Of the signal output from the light emitting element 14e of the reference voltage source and the reference voltage source 1
A reference voltage V REF1 from 4f is input, and a power supply control unit is provided which includes a differential amplifier 14g that takes a deviation between these and outputs a voltage that increases or decreases centered on an arbitrary voltage according to its magnitude and polarity. . The power control unit is a differential amplifier 14g
Is applied to the first light emitting element 14c to control so as to always emit a constant amount of light according to the reference voltage V REF1 .
【００２１】位置検出器１４は、入力端子１１への１Ｖ
〜５Ｖの目標信号の入力に応じて燃料調節弁の開度が０
％から１００％に増大するに従って任意の範囲で増大す
る電圧信号を出力し、これを信号変換回路１３に入力す
る。信号変換回路１３は位置検出器１４からの任意の範
囲で増大する電圧信号を１Ｖ〜５Ｖの範囲で増大する電
圧信号に変換するためのもので、動作電源として±Ｅの
正負電源が供給されると共に、一方の入力に位置検出器
１４からの電圧信号が、他方の入力に基準電圧源１３ｂ
からの基準電圧ＶREF2がそれぞれ印加される信号変換用
差動増幅器１３ａにより構成されている。The position detector 14 applies 1V to the input terminal 11.
The opening of the fuel control valve is 0 according to the input of the target signal of ~ 5V.
A voltage signal that increases in an arbitrary range as it increases from 100% to 100% is output, and this is input to the signal conversion circuit 13. The signal conversion circuit 13 is for converting a voltage signal that increases in an arbitrary range from the position detector 14 into a voltage signal that increases in a range of 1V to 5V, and a positive / negative power supply of ± E is supplied as an operating power supply. At the same time, the voltage signal from the position detector 14 is input to one input, and the reference voltage source 13b is input to the other input.
The reference voltage V REF2 is applied to each of the signal conversion differential amplifiers 13a.
【００２２】差動増幅器１２は動作電源として図示しな
いが±Ｅの正負電源が供給され、入力端子１１に入力さ
れた目標信号と信号変換器１３から出力される電圧信号
との差、すなわち、目標信号によって指示された位置と
実際の被動部材の位置と大小関係とその差の大きさに応
じ、図３に示すように、０Ｖを中心にして極性と大きさ
が±Ｅの範囲で変化する偏差信号を出力する。The differential amplifier 12 is supplied with ± E power supplies (not shown) as an operating power supply, and the difference between the target signal input to the input terminal 11 and the voltage signal output from the signal converter 13, that is, the target. As shown in FIG. 3, the deviation in which the polarity and the magnitude change within the range of ± E around 0 V, depending on the magnitude relationship between the position indicated by the signal and the actual position of the driven member and the difference between them. Output a signal.
【００２３】この偏差信号は正転コンパレータ１６ａ及
び逆転コンパレータ１６ｂの一方の入力に印加されて他
方の入力に印加されている正の基準電圧ＶREFa（＋Ｘ
Ｖ）及び負の基準電圧ＶREFb（−ＸＶ）とそれぞれ比較
され、図４に示すように、偏差信号が基準電圧ＶREFaよ
り大きくなると正転コンパレータ１６ａが、偏差信号が
基準電圧ＶREFbより大きくなると逆転コンパレータ１６
ｂがＨレベルである正転信号及び逆転信号をそれぞれ出
力する。正転コンパレータ１６ａ及び逆転コンパレータ
１６ｂがそれぞれ出力する正転信号及び逆転信号は、ア
ンドゲート１７ａ及び１７ｂの一方の入力に印加されて
これらのアンドゲートを開にする。コンパレータ１６
ａ，１６ｂは、偏差の方向により誘導電動機１５を正転
・逆転すべき制御方向を検出する制御方向検出手段１６
を構成している。This deviation signal is applied to one input of the forward rotation comparator 16a and the reverse rotation comparator 16b, and the positive reference voltage V REFa (+ X) applied to the other input.
V) and the negative reference voltage V REFb (−XV), respectively, and as shown in FIG. 4, when the deviation signal becomes larger than the reference voltage V REFa, the normal rotation comparator 16a makes the deviation signal become larger than the reference voltage V REFb. Reverse rotation comparator 16
It outputs a normal rotation signal and a reverse rotation signal in which b is at H level. The normal rotation signal and the reverse rotation signal output from the normal rotation comparator 16a and the reverse rotation comparator 16b are applied to one input of the AND gates 17a and 17b to open these AND gates. Comparator 16
Reference numerals a and 16b are control direction detecting means 16 for detecting the control direction in which the induction motor 15 should be rotated in the normal or reverse direction according to the direction of deviation.
Are configured.
【００２４】差動増幅器１２の出力の偏差信号は、ダイ
オードブリッジ１８ａと直流増幅回路１８ｂからなる全
波整流回路１８によって全波整流され、図３に示した偏
差信号は図５に示すような絶対値信号に変換される。こ
の絶対値信号は電圧−周波数（Ｖ−Ｆ）変換器１９に入
力され、この絶対値信号の入力に応じてＶ−Ｆ変換器１
９は、図６に示すような関係で入力された絶対値信号の
大きさに応じて周波数が増大する図７に示すような矩形
波信号を出力する。この矩形波信号はワンショットマル
チバイブレータ（ワンショット）２０に入力され、その
立ち上がりによってトリガしてワンショット２０に図８
に示すように一定時間持続する矩形波を出力させる。上
記全波整流回路１８、電圧−周波数（Ｖ−Ｆ）変換器１
９及びワンショットマルチバイブレータ（ワンショッ
ト）２０は、偏差の大きさの絶対値に応じた周波数の一
定幅のパルス信号を発生する信号変換手段２５を構成し
ている。The deviation signal of the output of the differential amplifier 12 is full-wave rectified by the full-wave rectification circuit 18 including the diode bridge 18a and the DC amplification circuit 18b, and the deviation signal shown in FIG. 3 is absolute as shown in FIG. Converted to a value signal. This absolute value signal is input to the voltage-frequency (VF) converter 19, and the VF converter 1 is input according to the input of this absolute value signal.
9 outputs a rectangular wave signal as shown in FIG. 7 whose frequency increases in accordance with the magnitude of the absolute value signal input in the relationship as shown in FIG. This rectangular wave signal is input to the one-shot multivibrator (one-shot) 20 and triggered by its rising edge to generate a one-shot 20 in FIG.
As shown in, a rectangular wave that lasts for a certain time is output. The full-wave rectifier circuit 18, the voltage-frequency (VF) converter 1
9 and the one-shot multivibrator (one-shot) 20 constitute a signal conversion means 25 for generating a pulse signal having a constant width of a frequency according to the absolute value of the magnitude of the deviation.
【００２５】なお、図８（ａ）は、偏差信号の絶対値が
大きくＶ−Ｆ変換器１９の出力の周波数信号の周波数が
図７（ａ）に示すように高く、ワンショット２０の出力
の矩形波が立ち下がる前に矩形波信号が立ち上がるよう
な場合のワンショット２０の出力を示し、ワンショット
２０の出力は連続してＨレベルに保持されている。図８
（ｂ）及び（ｃ）は、偏差信号の絶対値が小さく図７
（ｂ）及び（ｃ）に示すように周波数が低い場合のワン
ショット２０の出力をそれぞれ示し、偏差信号の絶対値
が小さくなるに従って、ワンショット２０の出力がＨレ
ベルになっている時間が短くなることが判る。In FIG. 8A, the absolute value of the deviation signal is large and the frequency of the frequency signal output from the VF converter 19 is high as shown in FIG. The output of the one-shot 20 when the rectangular-wave signal rises before the rectangular-wave falls is shown, and the output of the one-shot 20 is continuously held at the H level. Figure 8
7B and 7C, the absolute value of the deviation signal is small and FIG.
As shown in (b) and (c), the output of the one-shot 20 when the frequency is low is shown, respectively, and as the absolute value of the deviation signal becomes smaller, the time during which the output of the one-shot 20 becomes H level becomes shorter. I see.
【００２６】ワンショット２０の出力は、上記アンドゲ
ート１７ａ及び１７ｂの他方の入力に印加され、一方の
入力が正転信号及び逆転信号の印加によって開にされて
いるアンドゲート１７ａ及び１７ｂをそれぞれ介してス
イッチングトランジスタ２１ａ及び２１ｂのベースに印
加される。スイッチングトランジスタ２１ａ及び２１ｂ
はそのベースにＨレベルの信号が印加されることによっ
てその間オンし、スイッチングトランジスタ２１ａ及び
２１ｂを介して電源ＶCCとアース間に接続したリレー２
２ａ及び２２ｂのリレーコイル２２ａ1 及び２２ｂ1 に
通電させる。リレー２２ａ1 及び２２ｂ1 がそれぞれ通
電されるとその常開接点２２ａ2 及び２２ｂ2 がそれぞ
れ閉じる。トランジスタ２１ａ，２１ｂは、誘導電動機
１５を正転・逆転させるように電源をそれぞれ供給する
スイッチング手段２１を構成している。The output of the one-shot 20 is applied to the other input of the AND gates 17a and 17b, and one input is passed through the AND gates 17a and 17b which are opened by the application of the normal rotation signal and the reverse rotation signal, respectively. Is applied to the bases of the switching transistors 21a and 21b. Switching transistors 21a and 21b
Is turned on during the time when an H level signal is applied to its base, and the relay 2 connected between the power supply V CC and the ground via the switching transistors 21a and 21b.
The relay coils 22a 1 and 22b 1 of 2a and 22b are energized. When the relays 22a 1 and 22b 1 are energized, their normally open contacts 22a 2 and 22b 2 are closed. The transistors 21a and 21b constitute a switching unit 21 that supplies power so as to rotate the induction motor 15 in the forward and reverse directions.
【００２７】常開接点２２ａ2 が閉じると、この接点２
２ａ2 を通じて商用電源２３から誘導電動機１５の正転
駆動コイル１５ａに電流が流れて誘導電動機５が正転し
て被動部材を一方向に駆動する。常開接点２２ｂ2 が閉
じると、この接点２２ａ2 を通じて商用電源２３から誘
導電動機１５の逆転駆動コイル１５ｂに電流が流れて誘
導電動機１５が逆転して被動部材を他方向に駆動する。
なお、２４は移相コンデンサである。When the normally open contact 22a 2 is closed, this contact 2
Induction motor 5 is current in the forward driving coil 15a flows of the induction motor 15 from the commercial power source 23 to drive the driven member by normal rotation in one direction through 2a 2. When the normally open contact 22b 2 is closed, a current flows from the commercial power source 23 to the reverse rotation drive coil 15b of the induction motor 15 through the contact 22a 2 so that the induction motor 15 rotates in the reverse direction to drive the driven member in the other direction.
Reference numeral 24 is a phase shift capacitor.
【００２８】上述した説明から明らかなように、正転駆
動コイル１５ａ及び逆転駆動コイル１５ｂに電流が流さ
れ誘導電動機１５が正転及び逆転させられる時間は、常
開接点２２ａ2 及び２２ｂ2 がそれぞれ閉じる時間に比
例し、常開接点２２ａ2 及び２２ｂ2 の閉時間は偏差信
号の絶対値の大きさに比例している。従って、被動部材
である燃料調節弁の位置が目標信号によって指示された
位置から大きくずれているときには誘導電動機１５が早
く回転され、ずれが小さいときには遅く回転されるよう
になる。よって、誘導電動機１５の慣性動作により被動
部材が目標位置を大きく越えて駆動されることがなくな
り、ハンチング動作を防ぐために大きな不感帯域を設け
る必要がなくなるので、それだけ被動部材を目標位置に
対して正確に位置決めすることが可能になる。As is clear from the above description, the normally open contacts 22a 2 and 22b 2 are in contact with the forward rotation driving coil 15a and the reverse rotation driving coil 15b, respectively, during the time when the electric current is passed through the induction motor 15 to rotate in the forward direction and the reverse direction. The closing time of the normally open contacts 22a 2 and 22b 2 is proportional to the closing time, and is proportional to the magnitude of the absolute value of the deviation signal. Therefore, when the position of the fuel control valve, which is a driven member, is largely deviated from the position indicated by the target signal, the induction motor 15 is rotated quickly, and when the displacement is small, it is rotated slowly. Therefore, the driven member is prevented from being driven far beyond the target position due to the inertial motion of the induction motor 15, and it is not necessary to provide a large dead zone to prevent the hunting motion. Can be positioned.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
出した制御方向に回転するように偏差の大きさの絶対値
に応じた周波数の一定幅のパルス信号により回転駆動源
を回転させるようにしているので、偏差が大きなときに
は高速で、偏差の小さなときには低速で回転駆動源を回
転させることができるようになり、応答性を損なうこと
なくハンチング現象の発生を防ぐことができる。As described above, according to the present invention, the rotary drive source is rotated by the pulse signal having the constant width of the frequency corresponding to the absolute value of the magnitude of the deviation so as to rotate in the detected control direction. Therefore, the rotation drive source can be rotated at high speed when the deviation is large and at low speed when the deviation is small, and the occurrence of the hunting phenomenon can be prevented without impairing the responsiveness.
【００３０】また、被動部材と連動して回転駆動される
回転板に同心円上に幅が漸増するスリットを形成し、こ
のスリットを通じて発光素子からの光を受光素子が受光
して回転板の回転角度位置に応じた大きさの電圧信号を
発生させ、この電圧信号を被動部材の位置を示す位置検
出信号として利用し、被動部材をサーボ制御により目標
位置に駆動するようにし、位置検出器に機械的な摺動部
材が存在せず機械的な摩耗によって位置検出が不正確と
なることがないので、定期的な保全作業がほとんど必要
なくなる。Further, a slit having a gradually increasing width is formed concentrically on the rotary plate which is rotationally driven in conjunction with the driven member, and the light from the light emitting element is received by the light receiving element through the slit so that the rotation angle of the rotary plate is increased. A voltage signal of a magnitude corresponding to the position is generated, this voltage signal is used as a position detection signal indicating the position of the driven member, and the driven member is driven to the target position by servo control, and the position detector is mechanically operated. Since there is no such sliding member and the position detection does not become inaccurate due to mechanical wear, regular maintenance work is almost unnecessary.
【００３１】更に、発光素子が発生する光を一定に保持
するようにしているので、発光素子が発生する光が経時
変化して被動部材の位置検出が不正確になることもな
い。Further, since the light generated by the light emitting element is kept constant, the light detected by the light emitting element does not change with time and the position detection of the driven member does not become inaccurate.
【図１】本発明によるサーボ式位置制御装置の一実施例
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a servo-type position control device according to the present invention.
【図２】目標信号と開度との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a target signal and an opening degree.
【図３】偏差と偏差信号との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a deviation and a deviation signal.
【図４】偏差信号と正転及び逆転との関係を示すグラフ
である。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a deviation signal and normal rotation and reverse rotation.
【図５】図３の偏差信号を絶対値変換したものを示すグ
ラフである。FIG. 5 is a graph showing the deviation signal of FIG. 3 converted into an absolute value.
【図６】Ｖ−Ｆ変換器による電圧と周波数の関係を示す
グラフである。FIG. 6 is a graph showing a relationship between voltage and frequency by a VF converter.
【図７】Ｖ−Ｆ変換器の各種の矩形波信号を示す波形図
である。FIG. 7 is a waveform diagram showing various rectangular wave signals of the VF converter.
【図８】図７の矩形波信号の各々に対するワンショット
の出力波形を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a one-shot output waveform for each of the rectangular wave signals of FIG. 7.
【図９】従来のサーボ式位置制御装置の一例を示す回路
図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a conventional servo-type position control device.
１４ 位置検出器 １４ａ 回転板 １４ｂ スリット １４ｃ 発光素子 １４ｄ 受光素子 １４ｅ 第２の受光素子 １４ｇ 電源制御手段（差動増幅器） １５ 回転駆動源 １６ 制御方向検出手段 ２１ スイッチング手段 ２５ 信号変換手段 14 position detector 14a rotating plate 14b slit 14c light emitting element 14d light receiving element 14e second light receiving element 14g power supply control means (differential amplifier) 15 rotational drive source 16 control direction detection means 21 switching means 25 signal conversion means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 孝行 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takayuki Yamada 1126-1 Nono-machi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture 1 Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
Claims (3)
と連動して動かされ被動部材の位置を検出する位置検出
器が発生する位置検出信号と、回転駆動源によって動か
すべき被動部材の目標位置を示すアナログ目標信号との
偏差を取り、該偏差が０になるように回転駆動源を正転
・逆転方向に回転制御するサーボ式位置制御装置におい
て、 前記偏差の方向により前記回転駆動源を正転・逆転すべ
き制御方向を検出する制御方向検出手段と、 前記偏差の大きさの絶対値に応じた周波数の一定幅のパ
ルス信号を発生する信号変換手段と、 前記回転駆動源を正転・逆転させるように電源をそれぞ
れ供給するスイッチング手段とを備え、 前記制御方向検出手段により検出した制御方向に前記回
転駆動源を回転するように前記スイッチング手段を前記
信号変換手段が発生するパルス信号によりオン・オフさ
せるようにしたことを特徴とするサーボ式位置制御装
置。1. A position detection signal generated by a position detector that is moved in conjunction with a driven member driven by a rotary drive source to detect the position of the driven member, and a target position of the driven member to be moved by the rotary drive source. A servo-type position control device that takes a deviation from the indicated analog target signal and controls the rotation drive source to rotate in the forward / reverse direction so that the deviation becomes 0. Control direction detecting means for detecting a control direction to be reversed, signal converting means for generating a pulse signal having a constant width of a frequency according to the absolute value of the magnitude of the deviation, and the normal / reverse rotation of the rotary drive source. Switching means for respectively supplying power so that the rotation drive source is rotated in the control direction detected by the control direction detection means. Servo position control device being characterized in that so as to turn on and off by the pulse signal is No. converting means for generating.
トが同心円上に形成され前記回転駆動源により回転駆動
される回転板と、前記スリットを通じて光結合するよう
に回転板を挟んで対向された発光素子及び受光素子とを
有し、前記発光素子からの光を前記スリットを通じて受
光する前記受光素子が発生する前記回転板の回転角度位
置に応じた大きさの電圧信号を前記位置検出信号として
出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載のサ
ーボ式位置制御装置。2. The position detector is opposed to a rotary plate that is concentrically formed with a slit having a gradually increasing width and is rotationally driven by the rotary drive source, with the rotary plate interposed therebetween so as to optically couple through the slit. A light emitting element and a light receiving element, and a voltage signal having a magnitude corresponding to a rotation angle position of the rotating plate generated by the light receiving element that receives light from the light emitting element through the slit is used as the position detection signal. The servo-type position control device according to claim 1, wherein the servo-type position control device is configured to output.
光を受光し受光した光に応じた大きさの信号を出力する
第２の受光素子と、該第２の受光素子からの信号により
前記発光素子が発生する光を一定に保持するように前記
発光素子の電源電圧を制御する電源制御手段とを更に有
することを特徴とする請求項２記載のサーボ式位置制御
装置。3. The second light receiving element, wherein the position detector receives the light from the light emitting element and outputs a signal having a magnitude corresponding to the received light, and a signal from the second light receiving element. 3. The servo-type position control device according to claim 2, further comprising a power supply control unit that controls a power supply voltage of the light emitting element so as to keep the light generated by the light emitting element constant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5126658A JP2918767B2 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Servo type position controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5126658A JP2918767B2 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Servo type position controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337719A true JPH06337719A (en) | 1994-12-06 |
| JP2918767B2 JP2918767B2 (en) | 1999-07-12 |
Family
ID=14940673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5126658A Expired - Lifetime JP2918767B2 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Servo type position controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918767B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS59125413A (en) * | 1982-12-30 | 1984-07-19 | M Syst Giken:Kk | Servomechanism using alternating-current induction motor |
| JPS6228174U (en) * | 1985-08-06 | 1987-02-20 | ||
| JPH0354611A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Shimadzu Corp | Micro displacement driving device |
| JPH04321103A (en) * | 1991-04-22 | 1992-11-11 | Kokusan Denki Co Ltd | Actuator drving device |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5126658A patent/JP2918767B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125413A (en) * | 1982-12-30 | 1984-07-19 | M Syst Giken:Kk | Servomechanism using alternating-current induction motor |
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| JPH04321103A (en) * | 1991-04-22 | 1992-11-11 | Kokusan Denki Co Ltd | Actuator drving device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2918767B2 (en) | 1999-07-12 |
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