JPS59102166A - 速度検出回路 - Google Patents

速度検出回路

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Publication number
JPS59102166A
JPS59102166A JP21363382A JP21363382A JPS59102166A JP S59102166 A JPS59102166 A JP S59102166A JP 21363382 A JP21363382 A JP 21363382A JP 21363382 A JP21363382 A JP 21363382A JP S59102166 A JPS59102166 A JP S59102166A
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JP
Japan
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speed
pulse
position detection
counter
circuit
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Pending
Application number
JP21363382A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ishida
宏 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Publication of JPS59102166A publication Critical patent/JPS59102166A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489Digital circuits therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モータ等の移動体の速度を単位移動量毎に発
生する位置検出パルスから検出する速度検出回路に関し
、IP!jK精度が高くしかも回路構成の簡単な速度検
出回路に関する。
直流モータや交流モータを速度制御するには、モータの
実速度を検出して、指令速度と比較してモータを制御す
る必要がある。第1図は、一般的なサーボ制御のプロッ
°り図であり、サーボモータ1の回転軸に@結されたロ
ータリエンコーダ(位置検出器)2から所定回転量毎に
発生する位置検出パルスPPと、外部から構成される装
置指令パルスPCMDとの差が演算回路3でとられ、エ
ラーレジスタ4にセットされる。エラーレジスタ4の内
容は、デジタルアナログ変換器5でアナログ電圧に変換
され、速度指令電圧として速度制御回路7に入力さrる
。一方、位置検出パルスPPから速度検出口u6によっ
て実速度が検出され、速度制御回路7へ入力され、速度
刊御回wj7は速度指令電圧と実速度の速度誤差に基い
て電流制御回路8がサーボモータ1を速度制御する。こ
の様に、速度帰還制御を行うサーボ制御においては、速
度検出精度乙の速度検出精度によって係る速度帰還制御
の正確さが左右され、係る検出の精度が重要な開発課題
となっている。
係る速度検出回路としては、従来法の様なものが用いら
れてい穴。即ち、互いにπ/2位相がずれ、しかもモー
タの回転速度に比例した周波数fの2相信号を位置検出
器から発生せしめ、ついでこの2相信号を4倍回路を通
して周波数4fの信号に変換し、最後に周波数4fK比
例した電圧を発生する周波数電圧変換器から回転速度に
比例した電圧(実速度電圧)を出力するものであった。
しかしながら、かかる従来の構成においては、モータ速
度が低速になると、周波数電圧変換器の出力電圧値が回
転速度に比例しなくなし、急速に低下して、精度が悪く
なるという問題がある他に1周波数電圧変換を行なうよ
りも、マイクロプロセッサによシデジタル的に処理させ
て速度検出を行うほうが、回路のLSI化にとって好ま
しい、という問題もあった。
このため、速度をデジタル的に検出するものが穐々提案
されている。
第1の検出法は、一定周期内に入力した位置検出パルス
を計数し、これに比例した値を速度情報とするものであ
る。しかし、係る検出法では、一定周期を短くすると、
1周期内の入力パルス数が減少し速度の検出精度が悪化
するので、一定周期を長くする必要があるが、これでは
検出時間が長くなシ、速度制御系の安定性が悪くなると
いう欠点がある。
第2の検出法は、位置検出パルスの入力時間間隔(即ち
、周期)を観測し、その逆数に比例した値を速度情報と
するものである。しかし、係る方法では、高速回転時位
置検出パルスの周期が短くなり、その周期を精度良く測
定することが困難となるという欠点があった。
従って、本発明の目的は、高精度の速度検出が可能とな
るとともに構成の容易な速度検出回路を提供するKある
以下、本発明を実施例によシ詳細に説明する。
第2区は本発明の原理説明図であシ、図中、鵠は一定周
期%毎に発生されるブンブリングノくルスであp、PP
は位置検出パルスである。
先づ、本発明では、−周期間に発生される位置検出パル
スPPの数nを計数する。同時に一周期内の第1番目の
ノくルス■から最後のノくルス■までの所要時間(間隔
)TをクロックツくルスCLによ!ll計数する。
次に、−周期内の位置検出ノくルスPPの間隔の個数令
を求ある。即ち、第1番目のパルス■からifのパルス
■までのパルスの間隔の個数は(n−1)である。しか
しこのままでは、位置検出パルスの所要時間T内の位置
検出パルスPPの間隔の個数であシ、所要時間Tは検出
パルスの発生状態によって異1Jるため一定でない。こ
のため、本発明では周期T0から所要時間Tを除いた残
シの時間(T、 + T2 )を間隔の個数に換算して
いる。この間隔の個数mは次式より求める。
(n−1) /m=’I’/T、+% 、°、m= (TI +T2 ) ・(n  ’ )/
 T     (1)従って、速度Fは、 F=(n−1)+m = (n −1)+ (T、十’rz)−(n  1)
/T  (2)となJ、’r、+’r、=T−’roで
あるから、これを(2)式に代入して整理すると、 F = To・(n−1)/ T       (3)
となる。
実際には比例定数Kを掛け、(3)式を変形して、F 
= K oTo ・(n  1 ) / T     
 (4)より速度を求める。
第3のは、本発明の一実施例ブロック図であり、図中、
60は演算回路であシ、マイクロプロセッサで構成され
、前述の(4)式の演算を行なうとともに更に速度ルー
プをデジタル制御する場合には、第1図の演算回u 3
 、エラーレジスタ4、速度制御回路7の動作も行なう
もの、61はフリップフロップであり、サンプリングパ
ルスSPによってリセットされ、位置検出パルスPPに
よってセットされるもの、62はアンドゲートでおり、
フリップフロップ61のQ出力がセット状9にある時、
ゲートを開いてクロックパルスCLKを出力するもの、
65は第2のカウンタでち9、アンドゲート62からク
ロックパルスCLKを計数するとともに、サンプリング
パルスSPによって計数値がリセットされるもの、64
は第1のカウンタであシ、位置検出パルス圧を引数する
とともにサンプリングパルスSP Kよってその計数値
がリセットされるもの、65は第2のアンドゲートでお
9、位置検出パルスPPの出力毎にゲートが開き、第2
のカウンタ63の計数値を出力するもの、66は第1の
アンドゲートであり、サンプリングパルスSPの発生毎
にゲートを開き、第1のカウンタ64の!′を数値を出
力するものである。67は第2のバッファであり、第2
のアンドゲート65の出力である計数値がセットされる
もの、68は第1のバッファであシ、第1のアンドゲー
ト66の出力である計数値がセットされるもの、69は
アドレス・データバスであシ、演算回路60と第1、第
2のバッファ67.68−及びその他の入出力ボートと
を接続するものである。
次に第6図実施例構成の動作について説明すると、サン
プリングパルスが到来すると、第1.第2のカウンタ6
3,64はりセントされ、フリップフロップ61もリセ
ットされるので、アンドゲート62は閉じ、クロックパ
ルスCLKは第2のカウンタ65に入力しない。一方、
第1のカウンタ64は常時位置検出パルスPPの入力を
受けている。
第1番目の位置検出パルス■が到来すると、フリップフ
ロップ61はセットされるから、アンドゲート62が開
き、第2のカウンタ63はクロックパルスCLKの引数
を開始する。又、第1のカウンタ64もこの位置検出パ
ルス■をカウントし、以降人力される位置検出パJメロ
〜@を引数する。第2のカウンタ65はクロックパルス
CLKの計数を継続し、その計数値を位置検出パルスP
Pの到来の都度アンドゲート65を介し第2のバッファ
67ヘセツトする。従ってn番目の位置検出パルス■の
到来時には第2のカウンタ63の引数値はTであシ、こ
れが第2のバッファ67にセットされる。
以降第2のカウンタ66はクロックパルスCLKヲ引数
するが、サンプリングパルスSPが到iすると第2のカ
ウンタ63はリセットされ、この時の第2のカウンタ6
3の引数値はアンドゲート65が開かないので、第2の
バッファ67にセットされない。即ち、第2のカウンタ
63は第1番目のパルス■から次のサンプリングパルス
までの間クロックパルスCLKを計数するが、位置検出
パルスPPKよって第2のバッファ67への計数値のセ
ットが行なわれるため、第2のバッファ67ヘセツトさ
れる引数値は、第1番目のパルス■から最後のパルス■
までの間隔に相当するTである。一方、第1のカウンタ
64は位置検出パルスPPヲ引数し恍け、サンプリング
パルスSPによυ第1のゲート66が開き、第1のカウ
ンタ64の計数値が第1のバッファ68にセットされる
から、第1のバッファ68には1周期内の位置検出パル
スPPの数nがセットされることになる。これと共に第
1のカウンタ64はサンプリングパルスSPによってリ
セットされ、次の周期の位置検出パルスの計数に備える
演算回路60はサンプリングパルスSPト同期して、バ
ス69を介し、第2のバッファ67の内容T1第1のバ
ッファ68の内容nを読俄シ、前述の第(4)式を実行
し、実速度Fを求める。更に演算回路60は速度制御ル
ープ演算のため、指令速度と実速度Fとの速度誤差BR
を演具し、トルク指令を発生し、図示しない電流制御回
路へバス69を介して出力する。
以上説明し人様に、本発明によれば、単位移動量毎に発
生する位置検出パルスから速度情報を検出する速度検出
回路において、一定周期内に入力された位置検出パルス
の数nを割数する第1の計測回路と、超一定周期内の第
1番目の位置検出パルスから最観の位置検出パルスまで
の所要時間Tを11測する第2の引測回路と、該g1測
された数n及び所要時間Tよシ速度Fを、F=T、)X
(n−1)/T  (但し、Toは1周期の間隔)Kよ
り演算する演算回路とを有しているので、一定周期内の
速度を正確に検出出来しかも低速から高速まで速度検出
が可能となるという効果を奏する他に一定周期内で速度
検出が可能となるので短時間で速度検出ができるという
効果を奏する。更に、本発明によれば、最低2つのカウ
ンタで済むため、回路構成が簡単であり安価な構成も可
能となるという実用上優れた効果も生じる。
尚、本発明な一実施例によシ説明したが、本発明は上述
の実施例に限定されることなく、本発明の主旨に従い糧
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、一般的なサーボ制御システムのフ゛ロック図
、第2図は本発明の原理説明図、第3図を言本発明の一
実施例ブロック図である。 図中、6・・・速度検出回路、60・・・演算回路、6
4・・・第1のカウンタ(計測手段)、63・・・第2
0カウンタ(計測手段)。 特許出願人 ファナック株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単位移動量毎に発生する位置検出パルスから速度
    情報を検出する速度検出回路において、一定周期内に入
    力された位置検出パルスの数nを計数する第1の1を副
    回路と、該一定周期内の第1番目の位置検出パルスから
    最後の位置検出パルスまでの所要時間Tを計測する第2
    の計測回路と、該計測された数n及び所要時間Tよ多速
    度Fを、F−T、 x (n−1)/ T (但し、T
    oは1周期の間隔)Kより演算する演算回路とを有する
    ことを特徴とする速度検出回路。
  2. (2)前記第1の計測回路が、前記位置検出パルスを計
    数するとともに一定周期毎に発生されるサンプリングパ
    ルスによってリセットされる第1のカウンタと、該サン
    プリングパルス毎に該第1のカウンタの内容がセットさ
    れる第1のバッファとを有することを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の速度検出回路。
  3. (3)前f第2の計測回路が、前記第1番目の位置検出
    パルスから最後の位置検出パルスまでの間入力されるク
    ロックパルスを計数するとともに一定周期毎に発生され
    るサンプリングパルスによってリセットされる第2のカ
    ウンタと、該第2のカウンタの内容が該位置検出パルス
    の入力毎にセットされる第2のバッファとを有すること
    を特徴とする特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項
    記載の速度検出回路。
JP21363382A 1982-12-06 1982-12-06 速度検出回路 Pending JPS59102166A (ja)

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JP21363382A JPS59102166A (ja) 1982-12-06 1982-12-06 速度検出回路

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JPS59102166A true JPS59102166A (ja) 1984-06-13

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ID=16642381

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JP21363382A Pending JPS59102166A (ja) 1982-12-06 1982-12-06 速度検出回路

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JP (1) JPS59102166A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61245063A (ja) * 1985-04-23 1986-10-31 Nippon Air Brake Co Ltd 車輪速度検出方法
US6694412B2 (en) 1987-12-22 2004-02-17 Sun Microsystems, Inc. Multiprocessor digital data processing system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61245063A (ja) * 1985-04-23 1986-10-31 Nippon Air Brake Co Ltd 車輪速度検出方法
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