JPH09128055A - 位置決め装置 - Google Patents
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- JPH09128055A JPH09128055A JP7280407A JP28040795A JPH09128055A JP H09128055 A JPH09128055 A JP H09128055A JP 7280407 A JP7280407 A JP 7280407A JP 28040795 A JP28040795 A JP 28040795A JP H09128055 A JPH09128055 A JP H09128055A
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Abstract
おいて位置決め精度を向上しかつ価格の低減を可能にす
る構成を提供する。 【解決の手段】制御目標値の上限値及び下限値をクロッ
クに同期して交互に単一のD/Aコンバータ105に供
給し、このアナログ出力を位置検出器である制御対象
(例えばPBR110)と比較し、この差電圧で駆動手
段(モータ109)を駆動し位置決めを行う。この場
合、上・下限値設定の状態と上記差電圧の極性との組合
せで駆動手段(モータ109)の進行方向と駆動/停止
の制御を行い制御動作中は上記セレクタの切替動作を停
止することにより制御の高速化円滑化が可能となる。ま
た位置検出をエンコーダで行うことにより制御系全体の
デジタル化が可能となり、システムのIC化が促進さ
れ、小型高安定な制御システムが実現される。
Description
置に停止させるような、例えばモータ等の駆動装置のフ
ィードバック制御に関する。
例えば一点を中心に回転するレバー等の制御対象を目標
位置まで回転させるような制御を行う際は、図10のよ
うな構成で、目標位置をデジタル値で与え、モータによ
り制御対象をその近傍まで移動させるような位置決め装
置を用いるのが一般的であった。
与えられる目標値に予め定められた所定の値を加え上限
値とする加算回路401、目標値から予め定められた所
定の値を減じて下限値とする減算回路402、上限値お
よび下限値の各々をアナログ値に変換する2つのD/A
(ディジタル/アナログ)コンバータ403および40
4、各々のD/Aコンバータ403および404の出力
を2つのしきい値とするウィンドゥコンパレータ40
5、ウィンドゥコンパレータ405の2つの出力を受け
てモータ409の回転(角)制御を行う駆動回路408
とで構成されている。ウィンドゥコンパレータ405に
は、制御対象の位置を移動せしめる駆動手段となるモー
タ409の現在位置検出用としてPBR(Potent
io Balance Resistor:平衡型可変
抵抗器)410の出力が入力されているため、駆動回路
408はウィンドゥコンパレータ405の2つの出力か
ら、現在位置と上限値および下限値との大小関係を判定
し、モータ409の正転/逆転/停止を決定する。すな
わち、PBR410の出力が上限値を上回っていれば、
PBR410の出力値を下げるような方向へモータ40
9を回転させ、PBR410の出力が下限値を下回って
いれば、PBR409の出力値を上げるような方向へモ
ータ409を回転させて、PBR410の出力値を上限
値と下限値の間で停止させるように制御を行う。
範囲は、モータ409の駆動を停止してから実際にモー
タ409の回転が停止するまでの、制御対象のオーバー
ラン量より大きくし、ハンチングを防止する必要があ
る。
置決め装置においては、上限値と下限値を各々アナログ
値に変換するために、D/Aコンバータが2つ必要であ
った。また、このような構成においては、2つのD/A
コンバータの出力は各々が単独でばらつくため、アナロ
グ変換された後の上限値と下限値の間隔は、装置間での
ばらつきが大きくなるという問題点もあった。
つきと、上限値と下限値の間隔すなわち停止範囲の関係
を示す。上限値をアナログ量に変換するD/Aコンバー
タの出力が目標とする上限値より小さい値を出力し、か
つその誤差が最大となり、さらに下限値をアナログ量に
変換するD/Aコンバータの出力が目標とする下限値よ
り大きな値を出力し、かつその誤差が最大となる場合に
は、停止範囲は最小値となる(図中の範囲F)。逆に、
上限値をアナログ量に変換するD/Aコンバータが目標
とする上限値より大きな値を出力しかつその誤差が最大
となり、さらに下限値をアナログ量に変換するD/Aコ
ンバータが目標とする下限値より小さな値を出力しかつ
その誤差が最大となる場合には、停止範囲は最大値とな
る(図中の範囲G)。
御対象であるモータ409のオーバーラン量より大きく
する必要があるため、目標値に対する加減算値は、各D
/Aコンバータのばらつきを考慮して、停止範囲が最小
値(図11における範囲F)となったときでも設定停止
範囲(図中の範囲E)が制御対象であるモータ409の
オーバーラン量を下回らないように設定しなくてはなら
ない。
して制御対象をどれだけ正確な位置に停止させられるか
という停止精度を決定づける要因である。すなわち、位
置決め装置として保証できる停止精度は、D/Aコンバ
ータのばらつきを考慮した停止範囲の最大値(図中の範
囲G)であり、この値が本位置決め装置を用いたシステ
ムの要求精度を満足していなければならない。したがっ
て、制御対象のオーバーラン量とシステムの要求する停
止精度が接近している場合には、ハンチングの防止と停
止精度の確保を両立できない可能性が生じる。また、2
つのD/Aコンバータの存在は、目標位置として与える
デジタル値のビット数増大に伴って、回路規模の飛躍的
な肥大化の原因となり、コストアップや、集積化を困難
にするといった問題を招く。
し、精度を損なうことなく安価な位置決め装置を実現す
ることを目的としたものである。
的を達成するために、請求項1においては設定すべき目
標値の入力に対し所定の値を加算または減算した後、ク
ロックパルスにより駆動されるセレクタ回路によりこれ
ら加減算処理により得られた上下両限界値は切り換えら
れて比較手段であるコンパレータに供給され、制御対象
の現在位置に対応した電圧と比較され、目標値の上限値
または下限値に対する大小関係と差分を検出し、この検
出結果と切換回路の状態とにより駆動手段(例えばモー
タ)を前進(正転)・後進(逆転)・停止等を行わせて
制御対象の位置を制御する方法としている。
制御を行う他の手段として、前記位置検出手段の出力が
目標値の上限値及び下限値の間の範囲外の場合には制御
対象の進行(回転)方向を前記比較手段(例えばコンパ
レータ)出力が小さくなる方向に決定し、上記範囲内に
入るように制御対象を移動(回転)させ、上記範囲内の
場合には制御対象を停止させる方法としている。
め、切替回路の出力の論理レベルと比較手段例えば上記
コンパレータ出力とで前記制御対象の位置を移動せしめ
る駆動手段となるモータ409のON/OFFを決定
し、ONの状態であれば切替動作を停止し、上記コンパ
レータ出力の極性が変化するまでこの状態を保持する構
成としている。
において上記コンパレータ出力が前記上限値以上または
下限値以下の場合にのみ前記駆動手段となるモ−タ40
9の駆動回路をON状態とし、上限値と下限値との間に
ある場合には前モータ409の動作を禁止状態としてい
る。
めに、請求項5においては、入力された目標値に対して
予め定められた一定値を加算して上限値を発生させる加
算回路と、同じ一定値を引き算することにより下限値を
発生させる減算回路とを有している。
る加算回路のみを有し、下限値としては入力目標値をそ
のまま使用する構成であり、請求項7においては、上限
値として入力目標値をそのまま使用し、減算回路を用い
て下限値を発生させるものである。
設定であるが、請求項8においては、目標値をDIPス
イッチ等によりデジタル量で入力し、上限値、下限値を
設定する加算減算をデジタル演算により実行し、上下限
値切替までをデジタル的に処理した後にD/Aコンバー
タによりアナログ値に変換する方法としている。
してPBRを用いてアナログ量で位置を検出する方法と
しており、請求項10においては、制御対象の位置をエ
ンコーダによりデジタル量で検出し目標値との比較をデ
ジタル的に行うことにより制御系全体をデジタル回路で
構成する方法とすることにより前記問題点の解決を図っ
たものである。
標値の上限値及び下限値をクロックパルスの周期に同期
しかつ論理レベルに対応してセレクタの切替を実施し、
さらに目標値に対する制御対象の位置に関する誤差信号
の検出及び制御動作も同じクロックパルスに同期して行
わせているためにセレクタ以後の比較手段を含む駆動手
段までの信号系は単一系で構成することが可能となって
いる。請求項2の構成では、制御対象の位置が目標値の
上限値下限値の範囲外にあるときはネガティブフィード
バックの構成となっているため上記誤差信号を低減し制
御対象が上記上限値及び下限値の範囲内に入る方向に駆
動手段が動作される。
る上限値下限値の切り替え動作を伴っており、従って制
御動作もこれに同期し間歇的に行われる。
ては、上記上限値下限値の範囲外からの復帰動作を行っ
ている期間中は上記切り切換動作を中断し、これに伴い
制御動作は連続的に行われる、上記範囲内に復帰した場
合にはこれら復帰動作は停止し、切り替え比較動作が再
開される。
クタに接続し、切り替え動作により交互に誤差信号検出
動作を行わせている。
いては、入力の目標値を上限値または下限値として使用
し、他の一方の限界値の発生用としては加算回路または
減算回路の一方のみを搭載する構成となっている。
デジタル的に行い、上限値下限値を発生させる加算回路
減算回路をデジタル加算およびデジタル減算としこれら
の演算結果をセレクタで切り換えた後にD/Aコンバー
タによりアナログ量に変換して制御対象からの位置情報
との比較処理を行い誤差信号を検出している。
に回転型の可変抵抗器であるポテンシオバランスレジス
タを用いており、回転角が直接電圧に変換される。
コーダを用いており制御対象の位置情報は直接デジタル
符号として発生される。従って、目標値の上限値及び下
限値はD/Aコンバータでアナログ値に変換する必要は
なく、デジタルコンパレータによりデジタル量で直接電
圧比較を行い、デジタルコンパレータ出力の極性(正
負)或いは0をチェックすることにより駆動手段となる
モータ409の前進、後進、停止を決定しシステム制御
を行う。
明する。 (実施の形態1)図1に本発明における第1の実施の形
態を示す。図1において位置決め装置は、制御対象の現
在位置を電圧で示すPBR110の出力をモニタしなが
らモータ109を駆動し、レバー等の制御対象を回転さ
せて目標位置に近づけるよう構成されている。
値に予め所定の値を加え上限値とする加算回路101
と、目標値から予め定められた所定の値を減じて下限値
とする減算回路102と、クロックに同期して出力をH
i/Lo交互に切り替える切替回路104と、上限値お
よび下限値を入力とし切替回路104の出力に応じて上
限値か下限値のいずれか一方を出力するセレクタ103
と、セレクタ103の出力をアナログ値に変換するD/
Aコンバータ105と、PBR110の出力を非反転入
力とし、D/Aコンバータ105の出力を反転入力とし
て電圧比較を行いその差分を出力するコンパレータ10
6と、コンパレータ106の出力と切替回路104の出
力によりモータ109の正転、逆転、及び停止を決定す
る制御決定回路107と、制御決定回路107の出力に
基づいてモータ109を駆動する駆動回路108とを備
えている。
イミングチャートを示す。ここでは一例として、PBR
110およびD/Aコンバータ105の出力範囲が0〜
5V、目標値が7bit(0〜5Vを128分割)で与
えられ、加算回路101および減算回路102でデジタ
ルに加減算される値がデジタル量の1である場合を示
す。また、切替回路104はクロックの立ち上がり毎に
出力の反転を繰り返す構成であるとし、セレクタ103
は切替回路104の出力がHiのときに上限値、Loの
ときに下限値を出力するものとしている。
出力がHiのとき、すなわち上限値が選択されていると
きに、コンパレータ106の出力がHiであれば、現在
位置が上限値を上回っていると判定し、現在位置を表す
PBR110の出力が低下する方向にモータ109を回
転させるよう駆動回路108へ指示を出す。逆に、切替
回路104の出力がLoのとき、すなわち下限値が選択
されているときに、コンパレータ106の出力がLoで
あれば、現在位置が下限値を下回っていると判定し、P
BR110の出力が上昇する方向にモータ109を回転
させるよう駆動回路108へ指示を出す。これ以外の場
合については停止の指示を出す。なお、本実施の形態で
はPBR110出力が上昇する方向を正転、低下する方
向を逆転と定義しており、切替回路104の出力および
コンパレータ106の出力と、制御決定回路107の出
力の関係をまとめたものが図3である。例えば、図2に
おいてPBR110の出力すなわち制御対象の現在位置
を示す電圧が2.00Vであるときに、目標値をデジタ
ル値で77(10進数)とした場合、以下のような動作
となる。
加算され10進数で78が上限値として出力され、減算
回路102では目標値からデジタル1が減算され10進
数で76が下限値として出力される。これら上限値およ
び下限値を入力とするセレクタ103は、クロックの立
ち上がり毎にその論理が反転する切替回路104の出力
に応じて、上限値・下限値のいずれかを選択し出力す
る。切替回路104の出力がHiのとき、D/Aコンバ
ータ105には上限値78が入力されるため、デジタル
入力は7ビット(128ステップ)であるからD/Aコ
ンバータ105の出力は5[V]×(78/128)=
3.05[V]となり、切替回路104の出力がLoの
とき、D/Aコンバータ105には下限値76が入力さ
れるため、D/Aコンバータ105の出力は5[V]×
(76/128)=2.97[V]となる。
(t10)、コンパレータ106では上限値3.05V
と現在値を示すPBR110の出力2.00Vとを電圧
比較するため、その出力はLoとなる。制御決定回路1
07は図3の規則に従って駆動回路108へ停止の指示
を出す。停止の指示を受けた駆動回路108はモータ1
09を停止させる。
き、コンパレータ106では下限値2.97Vと現在値
を示すPBR110の出力2.00Vとを比較するた
め、その出力はやはりLoとなる。制御決定回路107
は図3の規則にしたがって駆動回路108へ正転の指示
を出す。正転の指示を受けた駆動回路108はモータ1
09を正転させて、制御対象をPBR110の出力値が
上昇する方向に回転させる。
を上回るまでは、切替回路104の出力をHi/Lo交
互に切替ながら以上の動作を繰り返すことになる。この
繰り返しにより、切替回路104の出力がLoのとき、
コンパレータ106の出力がHiになったことを検知す
ると(t11)、図3の規則に従って制御決定回路10
7は、モータ109の回転を停止させる。モータ109
はある程度のオーバーランの後停止し、PBR110の
出力値は上限値と下限値の間すなわち停止範囲内に収ま
ることになる。この後は、切替回路104の出力がHi
/Loいずれの場合も、制御決定回路107は駆動回路
108に停止の指示を行うため、制御対象に外力が加わ
ったり、設定されている目標値が変更されてPBR11
0の出力値が停止範囲外にならない限り、モータ109
は回転しない。
0進数で38(1.48V)に変更している。加算回路
101では目標値にデジタル1が加算され10進数で3
9が上限値として出力され、減算回路102では目標値
からデジタル1が減算され10進数で37が下限値とし
て出力される。切替回路104の出力がHiのとき、D
/Aコンバータ105には上限値39が入力されるた
め、D/Aコンバータ105の出力は前記と同様にして
7ビットは10進数で128であるから5[V]×(3
9/128)=1.52[V]となり、切替回路104
の出力がLoのとき、D/Aコンバータ105には下限
値37が入力されるため、D/Aコンバータ105の出
力は5[V]×(37/128)=1.45[V]とな
る。
き、コンパレータ106では上限値1.52Vと現在値
を示すPBR110の出力約3Vを比較するため、その
出力はHiとなる。制御決定回路107は図3の規則に
従って駆動回路108へ逆転の指示を出す。逆転の指示
を受けた駆動回路108は駆動手段となるモータ109
を逆転させて、制御対象をPBR110の出力値が低下
する方向に回転させる。次に、切替回路104の出力が
Loのとき、コンパレータ106では下限値1.45V
と現在値を示すPBR110の出力を比較するため、そ
の出力もHiとなる。制御決定回路107は図3の規則
にしたがって駆動回路108へ停止の指示を出す。停止
の指示を受けた駆動回路108は駆動手段となるモータ
109を停止させる。
を下回るまでは、切替回路104の出力をHi/Lo交
互に切替ながら以上の動作を繰り返すことになる。この
繰り返しにより、切替回路104の出力がHiのとき、
コンパレータ106の出力がLoになったことを検知す
ると(t13)、図3の規則に従って制御決定回路10
7は、駆動回路108へモータ109の停止を指示す
る。モータ109はある程度のオーバーランの後停止
し、PBR109の出力値は上限値と下限値の間すなわ
ち停止範囲内に収まることになる。この後は、切替回路
104の出力がHi/Loいずれの場合も、制御決定回
路107は駆動回路108に停止の指示を行うため、制
御対象に外力が加わったり、設定されている目標値が変
更されてPBR110の出力値が停止範囲外にならない
限り、モータ109は回転しない。
ナログ値で比較する場合について述べたが、基準電圧電
源、アナログ加減算回路及びアナログスイッチを適用す
ることにより制御系全体をアナログ系で構成することも
可能であることは言うまでもない。
を示す。加算回路201、減算回路202、切替回路2
04、セレクタ203、D/Aコンバータ205、コン
パレータ206といった構成は、第1実施の形態と同様
であるが、コンパレータ206の出力と切替回路204
の出力はON/OFF決定回路207に入力されてい
る。ON/OFF決定回路207の出力は、モータ20
9の動作のON/OFFを指示する信号として駆動回路
208に入力され、さらにONが指示されているときに
は、切替回路204に対して出力切替を禁止するよう構
成されている。駆動回路208には上記ON/OFF決
定回路207の出力と同時に、コンパレータ206の出
力が入力されている。
イミングチャートを示す。ここでは第1の実施の形態で
の図2同様、PBR210およびD/Aコンバータ20
5の出力範囲は0〜5Vで、デジタルで設定する目標値
は7bit(10進数で128ステップ)、加算回路2
01および減算回路202での加減算値はデジタル1で
あるとし、切替回路204はクロックの立ち上がり毎に
出力の反転を行うとする。また、セレクタ203は、切
替回路204の出力がHiのときに上限値、Loのとき
に下限値を出力するものとする。
ータ206の出力で決まる、ON/OFF決定回路20
7の駆動回路208に対する指示を示す。切替回路20
4の出力がHiのとき、すなわち上限値が選択されてい
るときに、コンパレータ206の出力がHiであれば、
現在位置が上限値を上回っていると判定し、駆動手段と
なるモータ209を回転させるようONの指示を出す。
さらに、切替回路204の出力がLoのとき、すなわち
下限値が選択されているときに、コンパレータ206の
出力がLoであれば、現在位置が下限値を下回っている
と判定し、やはりモータ209を回転させるようONの
指示を出す。これ以外の場合については停止させるよう
OFFの指示を出す。ON/OFF決定回路207は駆
動回路208に対してON(回転)かOFF(停止)の
指示を行うだけで、回転時の方向については指示を行わ
ず、駆動回路208はコンパレータ206の出力のHi
/Loに対応して回転方向すなわち正転/逆転を決定す
る。ただし、ON/OFF決定回路207がOFFの指
示を出しているときは、コンパレータ206の出力に関
係なくモータ209を停止させるものとする。
対象の現在位置を示す電圧が2.00Vであるときに、
目標値をデジタル値で77(10進数)とした場合、以
下のような動作となる。加算回路201では目標値にデ
ジタル1が加算され10進数で78が上限値として出力
され、減算回路202では目標値からデジタル1が減算
され10進数で76が下限値として出力される。これら
上限値および下限値を入力とするセレクタ203は、ク
ロックの立ち上がり毎にその論理を反転する切替回路2
04の出力に応じて、上限値・下限値のいずれかを出力
する。切替回路204の出力がHiのとき、D/Aコン
バータ205には上限値78が入力されるためD/Aコ
ンバータ205の出力は5[V]×(78/128)=
3.05[V]となり、切替回路204の出力がLoの
とき、D/Aコンバータ205には下限値76が入力さ
れるため、D/Aコンバータ205の出力は5[V]×
(76/128)=2.97[V]となる。
(t20)、コンパレータ206では上限値3.05V
と現在値を示すPBR210の出力2.00Vを比較す
るため、その出力はLoとなる。ON/OFF決定回路
207は図6の規則に従って駆動回路208へ停止の指
示を出す。停止の指示を受けた駆動回路208はモータ
209を停止させる。
き、コンパレータ206では下限値2.97Vと現在値
を示すPBR210の出力2.00Vを比較するため、
その出力はやはりLoとなる。ON/OFF決定回路2
07は図6の規則にしたがって駆動回路208へONの
指示を出すと同時に、切替回路204はこの信号を受け
て出力の反転動作を停止する。ONの指示を受けた駆動
回路208はコンパレータ206の出力によって決まる
方向(この場合は正転=PBR210出力が上昇する方
向)にモータ209を回転させる。上記動作によりモー
タ209の回転が開始されると、切替回路204の出力
反転動作は停止しセレクタ203の出力が固定されるた
め、制御対象の現在位置を示すPBR210の出力が下
限値2.97Vを上回るまでは継続して駆動手段となる
モータ209が正転する。
PBR210の出力が下限値を上回ったことを検知する
と(t21)、図6の規則に従ってON/OFF決定回
路207は、モータ209の回転を停止させる。モータ
209はある程度のオーバーランの後停止し、PBR2
10の出力値は上限値と下限値の間すなわち停止範囲内
に収まることになる。切替回路204は再びクロックに
同期して動作を再開するが、切替回路204の出力がH
i/Loいずれの場合も、ON/OFF決定回路207
は駆動回路208にOFF(停止)の指示を行うため、
制御対象に外力が加わったり、設定されている目標値が
変更されてPBR210の出力値が停止範囲外にならな
い限り、モータ209は回転しない。
8(10進数)に変更している。加算回路201では目
標値に1が加算され39が上限値として出力され、減算
回路202では目標値からデジタル1が減算され37
(10進数)が下限値として出力される。切替回路20
4の出力がHiのとき、D/Aコンバータ205には上
限値39(10進数)が入力されるため、D/Aコンバ
ータ205の出力は5[V]×(39/128)=1.
52[V]となり、切替回路204の出力がLoのと
き、D/Aコンバータ205には下限値37が入力され
るため、D/Aコンバータ205の出力は同様にして5
[V]×(37/128)=1.45[V]となる。
パレータ206では上限値1.52Vと現在値を示すP
BR210の出力約3Vを比較するため、その出力はH
iとなる。ON/OFF決定回路207は図6の規則に
従って駆動回路208へON(回転)の指示を出す。O
Nの指示を受けた駆動回路208はモータ209をコン
パレータ206の出力によって決まる方向(この場合は
逆転=PBR210出力が低下する方向)に回転させ
る。
回路204の出力反転動作は停止しセレクタ203の出
力が固定されるため、制御対象の現在位置を示すPBR
210の出力が上限値1.52Vを下回るまでは継続し
てモータ209が逆転する。コンパレータ206の出力
がLoとなり、PBR210の出力が上限値1.52V
を下回ったことを検知すると(t23)、図6の規則に
従ってON/OFF決定回路207は、モータ209の
回転を停止させる。モータ209はある程度のオーバー
ランの後停止し、PBR210の出力値は上限値と下限
値の間すなわち停止範囲内に収まることになる。切替回
路204は再びクロックに同期して動作を再開するが、
切替回路204の出力がHi/Loいずれの場合も、O
N/OFF決定回路207は駆動回路208にOFF
(停止)の指示を行うため、制御対象に外力が加わった
り、設定されている目標値が変更されてPBR210の
出力値が停止範囲外にならない限り、モータ209は回
転しない。
に、制御対象を目標位置に到達させるまでに回転と停止
が繰り返されるため、目標到達までの時間が比較的長か
ったり、制御対象の動作が断続的で滑らかさに欠けてい
たが、本第2の実施の形態では、モータ209の回転時
は切替回路204の出力反転動作を停止しているため、
目標到達までモータ209が連続的に回転し、制御対象
は比較的短時間で滑らかに目標位置に到達することがで
きる。
の他の構成を示すものである。第1および第2の実施の
形態では、目標位置に対してデジタル1を加算する加算
回路とデジタル1を減算する減算回路により、上限値・
下限値を決定していたが、図7では目標値そのものを下
限値とし、目標値に2(即ち2進数で10)を加算する
加算回路301の出力を上限値としている。第1および
第2の実施の形態では加算回路と減算回路が必要であっ
たが、図7のような構成を用いれば、加算回路のみとな
り回路規模が小さくなる。ただし、第1および第2の実
施の形態の場合、与えれた目標値と、上限値・下限値の
中間値が一致するが、図7のような構成では、上限値と
下限値の中間値は与えられた目標値にデジタル1を加え
た値となり、これが実質的な目標値となる。また、図8
のように目標値から2を減算する減算回路302の出力
を下限値とし、目標値そのものを上限値としても、図7
と同様、第1および第2実施の形態より回路規模が小さ
くなる。以上の説明においても実施の形態1の場合と同
様にアナログ信号のままで全処理を行うことは可能であ
ることは勿論である。
BR110及び210の代わりにエンコーダを適用する
ことにより制御対象の位置を直接デジタル値として出力
することが出来る。これにより前記上限値及び下限値は
D/Aコンバータによるアナログ量への変換を行うこと
なく直接デジタルコンパレータにより制御対象の位置情
報と比較し誤差検出を行うことが出来る。例えば、制御
対象の位置信号のレベルが目標値の上限値よりも大きい
ときには後進方向に駆動し、前記目標値の範囲内に達し
たときに駆動を停止し、逆に下限値よりも小さいときに
は前進方向に駆動し、同様に目標値の範囲内に達したと
きには駆動を停止する。この場合、目標値の範囲内に達
したことの検出レベルにヒステリシスを持たせておけば
システム動作上のマージンを確保することが出来、より
安定な制御を行うことが出来るようになる。
の出力ばらつきと、上限値と下限値の間隔すなわち停止
範囲の関係を示す。本発明の場合、1つのD/Aコンバ
ータで上限値および下限値を出力するため、図11に示
した従来技術のように上限値・下限値が単独でばらつく
ことはなく、上限値・下限値の相対的なばらつきは極め
て小さい。即ち、上限値と下限値はその間隔が一定に保
たれたまま、同じような誤差を生じることになる(図中
の範囲B及びC)。これは、停止範囲のばらつきが極め
て小さいということを意味し、従来よりも小さい加減算
値すなわち狭い停止範囲(図中の範囲A)でハンチング
の防止が実現できる。その結果、位置決め装置として保
証できる停止精度も従来より向上する(図中の範囲
D)。また、目標位置のビット数増大に伴う回路規模増
大の度合は、D/Aコンバータ1つ分のため従来よりも
小さく、コストアップや集積化の困難化といった問題は
生じない。
請求項1乃至請求項3においては、D/Aコンバータを
単一構成とし、クロックに同期して目標値のデジタル入
力を上限値・下限値交互に切り替えて、制御対象の現在
位置と上限値および下限値の大小関係を判定し、駆動手
段の前進(正転)・後進(逆転)・停止を決定する構成
とすることにより、複数のD/Aコンバータの特性変動
による停止範囲のばらつきを小さくすることが出来、制
御精度を向上するという効果が得られるのみならず価格
低減も同時に実現出来る。
べたように制御動作を実施中はセレクタの切替を停止す
るような構成としたことにより、第1の実施の形態に比
べ制御対象が速やかにかつ滑らかに動作するという効果
が得られる。
ば、加算回路または減算回路のいずれか一方の回路を削
除することになり、第1および第2の実施の形態よりも
回路規模を縮小することが出来る。
形態で述べたように、回路全体がデジタル化されるため
D/Aコンバータの出力バラツキの問題は完全に解決さ
れ、動作も安定化される。また全デジタル化は制御回路
のIC化を容易とし、最終的には制御回路を1チップで
構成することも可能となる。
ャート。
切替信号レベルとの関係を示す組み合わせ図表。
ブロック図。
ャート。
切替信号レベルとの関係を示す組み合わせ図表。
ロック図。
示すブロック図。
つきと停止範囲の関係を示すレベルダイアグラム。
図。
らつきと停止範囲の関係を示すレベルダイアグラム。
/OFF決定回路 102 減算回路 208 駆動
回路 103 セレクタ 209 モー
タ 104 切換回路 210 PB
R 105 D/Aコンバータ 301 加算
回路 106 コンパレータ 302 減算
回路 107 制御決定回路 401 加算
回路 108 駆動回路 402 減算
回路 109 モータ 403 D/
Aコンバータ 110 PBR 404 D/
Aコンバータ 201 加算回路 405 ウイ
ンドゥコンパレータ 202 減算回路 406 D/
Aコンバータ 203 セレクタ 407 D/
Aコンバータ 204 切換回路 408 駆動
回路 205 D/Aコンバータ 409 モー
タ 206 コンパレータ 410 PB
R
Claims (10)
- 【請求項1】制御対象の位置を移動せしめる駆動手段
と、 該制御対象の現在位置を電圧として出力する位置検出手
段とを有する位置決め装置において、 クロックパルスに同期して出力レベルをハイレベルまた
はローレベル交互に切り替える切替回路と、 制御範囲の上限値を表わす電圧レベルを発生する加算回
路と下限値を発生する減算回路との少なくとも一方の回
路を含み、入力された位置決め目標値の上限値と下限値
を表わす2種類の電圧レベルを発生させる回路と、 前記切替回路の出力レベルに応じて前記上限値または前
記下限値のいずれか一方を選択し出力するセレクタと、 前記セレクタの出力を目標値として前記位置検出手段の
出力と比較する比較手段と、 前記比較手段の出力により前記駆動手段の駆動内容を決
定する制御決定手段と、 を備えて成ることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項2】請求項1における制御決定手段は、 前記位置検出手段の出力が前記比較手段により前記上限
値以上であると判断されたときに、制御対象を前記位置
検出手段の出力が小さくなる方向に移動または回転させ
るよう前記駆動手段に指示し、 前記位置検出手段の出力が前記比較手段により前記下限
値以下であると判断されたときに、前記制御対象を前記
位置検出手段の出力が大きくなる方向に移動または回転
させるよう前記駆動手段に指示し、 前記位置検出手段の出力が前記上限値以下、あるいは前
記下限値以上であると判断したときに、前記制御対象の
移動を停止させるよう前記駆動手段に指示するようにし
た、 ことを特徴とする請求項1に記載の位置決め装置。 - 【請求項3】請求項1に記載の位置決め装置において、 前記セレクタの出力と前記位置検出手段の出力とを比較
する比較手段と、 前記セレクタを制御する切替回路の論理出力と前記比較
手段の出力により前記駆動手段のON/OFFを決定
し、ONの判定中は前記切替回路の出力切り替え動作を
禁止するON/OFF決定回路と、 前記ON/OFF決定回路と前記比較手段の出力に応じ
て前記駆動手段を前進・後進および停止させるように駆
動する駆動回路と、 を備えて成ることを特徴とする位置決め装置。 - 【請求項4】請求項3におけるON/OFF決定手段に
おいて、 前記位置検出手段の出力が前記上限値以上、あるいは前
記下限値以下であると判断したときに、前記駆動回路に
よる駆動を許可し、 前記位置検出手段の出力が前記上限値以下、あるいは前
記下限値以上であると判断したときに、前記駆動回路に
よる駆動を禁止するようにした、 ことを特徴とする請求項3に記載の位置決め装置。 - 【請求項5】請求項1乃至請求項4の位置決め装置にお
ける上限値は、入力された設定値に予め定められた所定
の値を加える加算回路の出力であり、 前記下限値は、前記設定値から予め定められた所定の値
を減じる減算回路の出力である、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つに
記載の位置決め装置。 - 【請求項6】請求項1乃至請求項4の位置決め装置にお
ける上限値は、入力された設定値に予め定められた所定
値を加える加算回路の出力であり、 前記下限値としては、前記設定値自体を使用する、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つに
記載の位置決め装置。 - 【請求項7】請求項1乃至請求項4の位置決め装置にお
ける上限値としては、入力された設定値自体を使用し、 前記下限値は、前記設定値から予め定められた所定の値
を減じる減算回路の出力である、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一つに
記載の位置決め装置。 - 【請求項8】請求項1乃至請求項7の位置決め装置にお
いて、前記目標値をデジタル的に設定する入力装置と、
デジタル加算回路および減算回路の何れか少なくとも一
方を有し、前記比較手段に至る前にアナログ値に変換す
るD/Aコンバータとを有する、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一つに
記載の位置決め装置。 - 【請求項9】請求項1乃至請求項7の位置決め装置にお
ける位置検出手段はポテンシオバランスレジスタで構成
される、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一つに
記載の位置決め装置。 - 【請求項10】請求項1乃至請求項7の位置決め装置に
おける位置検出手段としてエンコーダを有し、該エンコ
ーダのデジタル出力と前記デジタル的に入力された設定
値とを比較するデジタルコンパレータとを有する、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一つに
記載の位置決め装置。
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