JPH11202942A - Control circuit for servo motor using encoder feedback - Google Patents

Control circuit for servo motor using encoder feedback

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JPH11202942A
JPH11202942A JP10005254A JP525498A JPH11202942A JP H11202942 A JPH11202942 A JP H11202942A JP 10005254 A JP10005254 A JP 10005254A JP 525498 A JP525498 A JP 525498A JP H11202942 A JPH11202942 A JP H11202942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
servo motor
signal
encoder
circuit
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP10005254A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaya Itabashi
正也 板橋
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Oriental Motor Co Ltd
Original Assignee
Oriental Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce rounding errors in the control of a servo motor by providing a dither circuit on the following stage of an integration circuit in the middle circuit starting from a control circuit for servo motor using encoder feedback. SOLUTION: On the following stage of an integration amplifier in the middle circuit starting from the control circuit for a servo motor M, which is provided with a terminal for inputting a position command signal θi and an encoder E for outputting the position of the rotor of the servo motor M, using encoder feedback for digital control for the rotation of an analog motor by using these position command signal θi and output of encoder E, the contents of a low-order memory are delayed for one cycle and added to the next input signal by a dither circuit Dither and the contents of a high-order memory are outputted as a divided value. Thus, the rounding errors in the control of the servo motor M are reduced and the responsiveness of the servo motor M can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はエンコーダフィード
バックを使用したサーボモータの制御回路に関する。
The present invention relates to a servo motor control circuit using encoder feedback.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の技術によるこの種のサーボ
モータの制御回路のブロックダイアグラムである。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram of a control circuit for a servomotor of this type according to the prior art.

【0003】サーボモータMのロータに取り付けられた
エンコーダEの出力θ0と位置指令信号θiとの差(θ
i−θ0)が、位置ループ比例アンプでkp倍されて、
速度指令信号kp(θi−θ0)となる。
The difference (θ) between the output θ0 of the encoder E attached to the rotor of the servomotor M and the position command signal θi
i−θ0) is multiplied by kp with a position loop proportional amplifier,
It becomes the speed command signal kp (θi−θ0).

【0004】エンコーダEの出力θ0を微分器ω0と上
記速度指令信号kp(θi−θ0)との差kp(θi−
θ0)−ω0が偏位信号sとなる。偏位信号sは比例ア
ンプでKvp倍されるとともに、積分アンプで積分さ
れ、それらの出力は加算器で加算され、時定数Ttfを
有する一次遅れ要素であるトルクコマンドフィルタを通
ってモータ制御器CONTに送られる。モータ制御器C
ONTは、トルクコマンドフィルタの出力に応じて、サ
ーボモータMの回転を制御する。
[0004] The output θ0 of the encoder E is calculated as the difference kp (θi-θ0) between the differentiator ω0 and the speed command signal kp (θi-θ0)
θ0) -ω0 is the displacement signal s. The displacement signal s is multiplied by Kvp in a proportional amplifier and integrated by an integrating amplifier, and their outputs are added by an adder. Sent to Motor controller C
The ONT controls the rotation of the servo motor M according to the output of the torque command filter.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】エンコーダEの分解能
は有限であるので、微小区間における不感帯が発生す
る。また、場合によっては、量子化された制御の状態変
数によって正転または逆転のモータトルクが発生し、不
感帯を僅かに越えた領域で振動が発生することがある。
Since the resolution of the encoder E is finite, a dead zone occurs in a minute section. In some cases, forward or reverse rotation motor torque is generated by the quantized control state variables, and vibration may occur in a region slightly beyond the dead zone.

【0006】また、これらの処理はディジタル信号によ
って行われる。例えば、上記積分アンプにおいて、偏位
信号sはディジタル信号処理により、時々刻々の値が加
算されることにより積分される。しかしながら、ディジ
タル信号処理では処理できるビット数は一定であるの
で、積分された値Σの上位桁のみが後段の回路に送られ
る。
[0006] These processes are performed by digital signals. For example, in the integrating amplifier, the deviation signal s is integrated by adding a value every moment by digital signal processing. However, since the number of bits that can be processed in digital signal processing is constant, only the upper digit of the integrated value Σ is sent to the subsequent circuit.

【0007】例えば10ビットを使用するディジタル処
理系において、積分値Σが16ビットであるとき上位1
0ビットのみが後段に送られる。これは、積分値Σが6
ビットで、つまり64で除算される。すなわち下位6ビ
ットは丸められて後段に送られる。この時下位6ビット
は不感帯となり、サーボ特性が十分に得られない。
For example, in a digital processing system using 10 bits, when the integral value 積分 is 16 bits,
Only the 0 bit is sent to the subsequent stage. This is because the integral Σ is 6
Divide by bits, ie 64. That is, the lower 6 bits are rounded and sent to the subsequent stage. At this time, the lower 6 bits become a dead zone, and sufficient servo characteristics cannot be obtained.

【0008】本発明は、このようなエンコーダフィード
バックを使用したサーボモータの制御における丸め誤差
を少なくして、サーボモータの応答性を改善することを
課題とする。
It is an object of the present invention to improve the responsiveness of a servomotor by reducing a rounding error in servomotor control using such encoder feedback.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題は、従来技術に
よるエンコーダフィードバックを使用したサーボモータ
の制御回路から出発して、その中の積分回路の後段にデ
ィザ回路を設けることにより解決された。
This problem has been solved by starting from a servomotor control circuit using encoder feedback according to the prior art and providing a dither circuit after the integration circuit therein.

【0010】図2はディザ回路のブロックダイアグラム
である。
FIG. 2 is a block diagram of a dither circuit.

【0011】入力信号の上位桁は上位桁メモリMHに、
下位は下位メモリMLに格納される。そして上位桁メモ
リMHの内容が出力されることにより除算される。他
方、下位メモリMLの内容は1周期遅れて次の入力デー
タに加算される。この結果、従来切り捨てられていた下
位のデータが累積し、長期的には下位メモリの上限を超
えることにりキャリ信号を上位桁メモリMHに送り、そ
の内容に影響を与えることとなる。この結果、丸め誤差
が発生する単純な切り捨て処理より見かけ上の制度をあ
げることができる。
The upper digit of the input signal is stored in the upper digit memory MH.
The lower order is stored in the lower order memory ML. Then, division is performed by outputting the contents of the upper digit memory MH. On the other hand, the contents of the lower memory ML are added to the next input data one cycle later. As a result, the lower-order data which has conventionally been truncated accumulates, and in the long term, the carry signal is sent to the upper-order memory MH by exceeding the upper limit of the lower-order memory, thereby affecting its contents. As a result, an apparent precision can be improved over a simple truncation processing in which a rounding error occurs.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は本発明の好ましい実施の形
態である、エンコーダフィードバックを使用したサーボ
モータの制御回路のブロックダイグラムである。
FIG. 1 is a block diagram of a servo motor control circuit using encoder feedback according to a preferred embodiment of the present invention.

【0013】この回路は図4の回路とは積分アンプの内
容のみが異なり、他は同じである。これゆえ、対応する
部材には同一の参照番号・参照符号を付し、それらにつ
いての説明は省略する。
This circuit differs from the circuit of FIG. 4 only in the contents of the integrating amplifier, and is otherwise the same. Therefore, corresponding members are denoted by the same reference numerals and reference symbols, and description thereof will be omitted.

【0014】積分アンプの初段において速度誤差である
偏位sが累積され積分値Σとなる。この実施の形態では
下位メモリMLは6ビットで、原則として、下位6ビッ
トを除いた上位ビットが除算値として出力される。すな
わちΣ/64が出力される。
At the first stage of the integrating amplifier, the deviation s, which is a speed error, is accumulated to become an integrated value Σ. In this embodiment, the lower memory ML has 6 bits, and in principle, the upper bits excluding the lower 6 bits are output as a division value. That is, Σ / 64 is output.

【0015】しかしこの積分アンプはディザ回路Dit
herを用いているので、下位メモリのデータは1周期
遅れて次の入力信号に加算されている。
However, this integrating amplifier is a dither circuit Dit
Since her is used, the data in the lower memory is added to the next input signal one cycle later.

【0016】図3はディザ回路の下位メモリMLの内容
の変化の1例を示す。下位メモリの上限値で下位メモリ
のデータを割った値が示されている。理想的なモデルと
して、入力信号Σの下位のデータLが偶然に図のように
約0.3で一定であるとする。この時n=3まではML
の内容は増加し、n=4でキャリ信号Cを上位メモリM
Hに送り、下位メモリMLの内容は小さくなる。そして
n=6まで増加し、n=7で再びキャリ信号Cを上位メ
モリMHに送る。このようにキャリ信号Cをn=4、
7、10、14、17、20...に上位メモリMHに
おくる。このようにして、入力信号の下位ビットのデー
タも長期的には出力に反映されている。
FIG. 3 shows an example of a change in the contents of the lower memory ML of the dither circuit. The value obtained by dividing the data of the lower memory by the upper limit value of the lower memory is shown. As an ideal model, it is assumed that the lower data L of the input signal Σ happens to be constant at about 0.3 as shown in the figure. At this time, ML until n = 3
And the carry signal C is transferred to the upper memory M when n = 4.
H, the contents of the lower memory ML become smaller. Then, the number increases to n = 6, and when n = 7, the carry signal C is sent to the upper memory MH again. Thus, carry signal C is n = 4,
7, 10, 14, 17, 20. . . At the upper memory MH. In this way, the data of the lower bits of the input signal is also reflected in the output in the long term.

【0017】[0017]

【発明の効果】従来技術によるときは、除算の際の切り
捨てにより、位置指令信号θiに対する不感帯が生じた
り、速度指令信号が連続であってもそれに対する応答が
ステップ状になったりすることがあったが、ディザ回路
により、不感帯がなくなり、また速度も連続的に変化す
るようになった。
According to the prior art, the truncation at the time of division may cause a dead zone with respect to the position command signal θi, or the response to the speed command signal may be stepped even if it is continuous. However, the dither circuit eliminates the dead zone and the speed also changes continuously.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の好ましい実施の形態としての、エンコ
ーダフィードバックを使用したサーボモータの制御回路
のブロックダイアグラムである。
FIG. 1 is a block diagram of a servomotor control circuit using encoder feedback according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】ディザ回路のブロックダイアグラムである。FIG. 2 is a block diagram of a dither circuit.

【図3】ディザ回路の下位メモリMLの内容の変化の1
例を示す。
FIG. 3 shows a change 1 in the contents of the lower memory ML of the dither circuit.
Here is an example.

【図4】従来の技術によるこの種のサーボモータの制御
回路のブロックダイアグラムである。
FIG. 4 is a block diagram of a control circuit for such a servomotor according to the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

CONT モータ制御器 DIF 微分器 Dither ディザ回路 E エンコーダ M サーボモータ MH 上位メモリ ML 下位メモリ s 偏位 θi 位置指令信号 θo ロータの位置 ωo ロータ回転速度 Σ 積分値 CONT Motor controller DIF Differentiator Dither Dither circuit E Encoder M Servo motor MH Upper memory ML Lower memory s Deviation θi Position command signal θo Rotor position ωo Rotor rotation speed 積分 Integral value

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位置指令信号を入力する端子と、モータ
のロータの位置を出力するエンコーダを備え、位置指令
信号とエンコーダの出力によりアナログモータの回転を
ディジタル制御するエンコーダフィードバックを使用し
たサーボモータの制御回路において、その制御回路に含
まれる除算回路が、入力信号の上位ビット信号を格納す
る上位メモリMHと、入力信号の下位ビット信号を格納
する下位メモリMLとを備え、下位メモリの内容が1周
期遅れて次の入力信号に加算され、上位メモリMHの内
容が除算値として出力されることを特徴する、エンコー
ダフィードバックを使用したサーボモータの制御回路。
1. A servo motor comprising: a terminal for inputting a position command signal; and an encoder for outputting the position of a rotor of the motor. The servo motor uses an encoder feedback for digitally controlling the rotation of an analog motor based on the position command signal and the output of the encoder. In the control circuit, a division circuit included in the control circuit includes an upper memory MH for storing an upper bit signal of an input signal, and a lower memory ML for storing a lower bit signal of the input signal. A servo motor control circuit using encoder feedback, wherein the control signal is added to the next input signal with a period delay and the content of the upper memory MH is output as a divided value.
【請求項2】 位置指令信号を入力する端子と、モータ
のロータの位置を出力するエンコーダと、エンコーダの
出力を微分する微分回路DIFと、位置指令信号とロー
タの位置から速度指令信号を作る位置ループ比例アンプ
と、位置ループ比例アンプの出力と微分回路の出力の差
である偏位信号sを積分する積分アンプと、偏位信号s
と積分アンプの出力に基づいてサーボモータを制御する
モータ制御器を備える、エンコーダフィードバックを使
用したサーボモータの制御回路において、 上記積分アンプが除算回路を含み、その除算回路が、入
力信号の上位ビット信号を格納する上位メモリMHと、
入力信号の下位ビット信号を格納する下位メモリMLと
を備え、下位メモリの内容が1周期遅れて次の入力信号
に加算され、上位メモリMHの内容が除算値として出力
されることを特徴する、エンコーダフィードバックを使
用したサーボモータの制御回路。
2. A terminal for inputting a position command signal, an encoder for outputting the position of the rotor of the motor, a differentiating circuit DIF for differentiating the output of the encoder, and a position for generating a speed command signal from the position command signal and the position of the rotor. A loop proportional amplifier, an integrating amplifier for integrating a deviation signal s which is a difference between an output of the position loop proportional amplifier and an output of the differentiating circuit, and a deviation signal s
And a motor controller for controlling the servomotor based on the output of the integrating amplifier, wherein the integrating amplifier includes a dividing circuit, and the dividing circuit includes a higher-order bit of the input signal. An upper memory MH for storing signals,
A lower memory ML for storing a lower bit signal of the input signal, wherein the content of the lower memory is added to the next input signal one cycle later, and the content of the upper memory MH is output as a divided value. Control circuit of servo motor using encoder feedback.
JP10005254A 1998-01-14 1998-01-14 Control circuit for servo motor using encoder feedback Pending JPH11202942A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007513597A (en) * 2003-12-05 2007-05-24 プレー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Control unit for servo motor
CN100347946C (en) * 2005-02-08 2007-11-07 赵宝业 Servo driver of direct current motor

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