JPS62233766A - 速度検出方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動体、回転体の速度検出方法に係）籍にディ
ジタル式速度制御装置の速度検出に用いて好適な速度検
出方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は上記資料「センサ技術」の「マイクロプロ
セッサによるモータ速度検出と制御」に記載のように１
回転方回が変化しない場合は極めて高精度の速度検出が
出来るとなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の速度検出方法にあっては。

回転方向が変化するときの検出値が十分な精度を得るこ
とができず、この点について全く配慮がなされていなか
った。それは、非常に低速においても速度検出分解能を
上げるためにＰＬＯパルスの周期を上げる必要があるに
も拘らず、従来方法では移動方向が変化した付近の制御
応丼は改善されないことによる。これは、移動方向が変
化したサンプリング区間の速度検出に於て従来方式がも
ともと検出誤差を有しているためである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、＄動体の速度を精度よく検出すること
のできる速度検出方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

従来方式が移動方向変化時点の速度検出に良好な制御応
答を得られない理由は、ＰＬＯパルス比の計数と方向の
検出が分離されていた為と考えられる。例えば、あるサ
ンプリング区間の大部分電動機は正転しているが、サン
プリング期間終了の直前で逆転し速度が負になった場合
を考えると、このサンプリング区間の平均速度としては
正の速度が期待されるが、サンプリング終点時点で負で
めった為、速度は負の値が検出されてしまう。

このようＫして、本発明は、リバーシブルカウンタを使
用することにより計数するＰＬＧパルスそのものに符号
をつける。例えば、正転時は従来通りパルス数を加数し
てゆくが、逆転時は負の計数値を加算する（結局は減Ｓ
）ことにより前述の問題を解決するものである。

又は、従来の様に一方向カウンタを使用しながら、方向
変化時点を検出し、該サンプリング期間のみノットウェ
ア忙より速度検出の修正を行ない移動体の速度を精度よ
く検出しようとｈうものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には１本発明を適用したｌ！＃機速変速度制御装
置実施例が示されている。

図において、マイクロコンピュータ２は、速度指令回路
ｌから速度指令を堰９込むとともに、速度検出回路６か
ら得られた情報により、速度検出値を得て、その両値に
より駆動回路３を動作させるための信号を出力する。駆
動回路３は、パワー半導体により構成される１力変換器
、及び、その制御回路から成シ、マイクロコンピュータ
２からの信号に応じて電動機４を回転させる。その結果
、パルス発生器５は、電動機の回転数に比例した周波数
のパルス列を発生し、ｉｆ１度検出回路６の六方トナル
。速度検出回路６は、このパルス列’＆−ｆイク口コン
ピュータ２が速度検出値を計算するためのｆ＃報に変換
する。本発明は特に速度検出回路６にｖｔＶ、その具体
的実施例をｓ２．３図に示す。

第２図には、速度検出装置の具体的構成が示されている
。

図において、ＰＬＯよりミ動機の回転に応じて互いに９
０’ずれたパルスφＡ、φＢは常時供給されてお９回転
方向検出器８は前記２相パルスより正転逆転を瞬時に検
出する。この時、正転ならばＦＷＤ信号を逆転ならばＰ
Ｖｓ信号をハイレベルで出力する。又、計数パルス発生
器には２相のハ／ｌ／スのＥＯ几をとったものであシ、
２相パルスを１相のパルス列に変換したＰＰＬＧを供給
する。

又１発振器１３はクロツクパルスＰｃ　ＬＫ　ヲ’Ａ給
する。まず＋Ｐｐｔ、。、及びＰＣＬＫの計数方法につ
ぃて以ドに説明する。計数の開始はマイクロプロセッサ
からの計数開始信号５ＴＡＲＴとＰｐＬａにより決定さ
れる。ｓ＋ｔａｒｔ１ｇ号が立上るとＡＮＤ回路１４は
５ｔａｒｔが立上った直後のＰｐＬａパルスに同期して
５ｔａｒｔｅｄ号を出力し、この信号により、ＴＤタイ
マー１７が起動される。起動中はＴＤタイマーの出力は
“ＨＩＧＨ”となシ、ＯＲＩ！！回路１９の出力ＴＣＯ
ＮＴも起動と同時にアクティブ”ＨＩＧＨ＃となる。Ｎ
カウンタ及びＴカウンタ１６は前記ＴＣＯＮＴ信号に同
期して各々Ｐｅｔ−ａｓＰａム（パルスのＩｔ奴を開始
する。この時、Ｎカウンタはリバーシブルカウンタの機
能を有しておシ、Ｆ　Ｗ　Ｄ　ｉｉ号がハイレベルであ
るとＰｐｔ、ａをカウントアンプしてゆくが、ＲＶＳ信
号がロウレベルの時はカウントダウンする。計数の終了
はＴＤカウンタ１７の出力とＰｐＬａパルスにより決定
される。

すなわち、ＴＤカウンタ１７が一定時間Ｔａｔ−計該終
了すると、出力は＠ＬＯＷ″とする。この時。

７リツプ７０ツブ１８の出力は’ＨＩＧＨ“でＭす、０
几回路１９は末だ’ＨＩＧＨ”のままである。しかし、
ＴＤカウ／り出力が＠″ＬＯＷ”となった直後のＰｐｔ
、ａパルスによりフリップ７０ツブ１８はトリガされ出
力は＠）（ＩＧ）Ｉ”となる。従ってＯＲ回路１９の出
力ＴＣＯＮＴも”ＬＯＷ”レベルとな９、Ｎカラ／り１
５及びＴカウンタ１６は計数を停止する。以上がＰｐＬ
ａｓ　ＰＣＬＫ　計数動作であるが、この計数した結果
はレジスタ１５゜１６より読みとられ、レジスタ１５の
値をレジスタ１６の値で除し、速度検出値が求められる
。

第３図は時許請求のａ囲の第２項目記載の速度検出装置
の一実施例の構成を示す。Ｐｐｃａ＋ＰｃＬ＜計数の動
作はＮカウンタが単一方向（カウントアツプのみ又はカ
ウントダウンのみ）の動作であることを除けば同じであ
る。只し、本装置では、更に電動機の回転方向の変化を
検出し、検出と同時にパルスを発生するワンショット回
路２２．２３を有し、これらのワンショットパルスの反
転論理和をとるＮＯＲ回路２４の出力は、マイクロプロ
セッサへの割込信号となる。速度検出は１割込がない場
合には、サンプリング区間内で計数したＰｐ　ｔ、　ａ
数をＰｃＬｔ数で除し、その時の回転方向が正転ならば
そのｔま、逆転ならば負の数として速度を求めることが
出来る。

しかし、サンプリング期間内に前述の割込が発生した場
合には、割込発生時点でＮカウンタの計数値をレジスタ
２０より読み出す。該サンプリング区間に於いて、割込
発生時点、すなわち回転方向の変化した時点以前にＮカ
ウンタか計数した値から、変化以降に計数した値を減じ
、Ｔカウンタの計数値で割夛、更に回転方向の変化が正
転から逆転からは、そのまま、逆転から正転ならば符号
を反転して速度検出が行なえる。

Ｎ４，５図はこの速度検出の手順会フローチャートにて
示したもので、サンプリング期間【＊　＋−１〜ｔｔ於
いて刷込が発生し＋　　１．、　１．や、及び割込が発
生した時点のパルス計ａ値がそれぞれＮ１．。

Ｎｓ＊ｔｅＮｓ’の場合について、示した図でおる。

第４図は割込処理のフローで、割込発生時点すなわち回
転速度が０となった時点におけるＰｐ　Ｌ　ａ計数値を
リードし、割込が有ったことを示すフラグＩＮＴＦＦを
セットする。次に、この時点での回転方向をリードする
ことにより１割込が正転から逆転だ変化した為に生じた
のか、逆転から正転に変化した為に生じたのかを調べ、
前者ならば、方向７５ｆＤＩｋＬＦＦ　Ｉ／ｃｌを、後
者ならばＤＩＲＦ”Ｆを−１にセントして、メインルー
チンにリターンする。

第５図は速度検出のフローを示したもので、サンプリン
グ期間終了時のＰｐｔ、ａパルス計数値Ｎ、や１をリー
ドし、割込が有ったかどうかを判別する。

割込がなければｉ　　（Ｎ＋＋　＊　Ｉ　　Ｌ　）をサ
ンプリング期間Ｔで割り、回転方向に応じて符号をつけ
る。

割込が有った場合は、ＩＮＴＦＦ　　をクリアし。

このサンプリング期間内で速度が０となる以前に計数し
た値（Ｎｍ　’　−Ｎｍ　）から速度がＯとなった以降
に計数した値（Ｎ、やＩＮ、′）を減じ、それをＴで割
シ、さらに方向を示すＤＩＲＦＰ　を掛けて速度を検出
する。

第２図及びに３図の方法に於いても、速度検出は同様の
値が得られる。その速度検出値の例が第８．９図であり
、従来方式の例が第６．７図である。第６図は回転速度
が０となった周辺の実際の速度と検出値の図である。速
度がＯとなったサンプリング期間の速度検出値が急激に
負の値となり。

実際の速度の変化に則していないことがわかる。

第７図はこの理由をＰ　ｐｔ、ａパルス計算値Ｎとその
傾きから説明した図である０図中の太い実線の頌きは検
出速度を示すつ又、破線は速度がＯの時を横縦にとりこ
の軸に関してパルス計数曲線の対称曲線を示している。

サンプリング区間Ｓ、に於いて太い実線が不連続となっ
ているが、これは（Ｎ　、　−Ｎ　ｍ−＋）は正である
が１ｆｌ直前に回軸方向為である。この図からも明らか
にＳ、に於ける速度検出が異常であることがわかる。

第８，９図は本発明による場合の速度検出結果の例であ
る。第８図において、１ｌｃ６，７図と同じ条件であり
ながら、検出値が実際の速度と同様に滑らかに検出され
ていることがわかる。

又、第９図は本発明に於いてリバージブルカウンタを使
用した場合のＰｐｂａパルス計数曲線と折線の傾きによ
り検出速度との関係を示した図である。傾きが速度検出
値を示す太い実線は連続しておシ明らかに従来方式が改
善されていることがわかる。更に、速度が正から負に変
化する【、′を境にして、Ｐｐｔ、ａパルスの計算値が
減少していることがわかる。これは１Ｌ−１〜ｔ、１に
計数した結果から＊　　”ｍ′〜ｔ、に発生したパルス
数が減じられている為でろる。

第１０図は極低速運転又は電動機停止時、従来方式で発
生していた速反振動の例でるる。システムによっては、
電動機の応答と制御系の応答とが共振する場合がイシ、
第１０図のように極低速運転時又は電動機停止時に速度
が振動する場合が有る。

第１１図は第１０図と同じ条件で本発明を実施した結果
の例である。従来と同様のアングーシュートは生じるも
ののその後の応答は著しく向上し、速度振動も抑制され
ている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、中間速に於いて
は従来のＭ／Ｔ方式と同様高！ｆ１度の速度検出を行な
い、更に低速に於いても、リバーシブルカウンタや、　
ｔｇＩ４ｉ方向変化の割込により、従来にない萬精度の
好適な速度検出が出来、極低速運転時又は電動機停止時
の振動を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動機ディジタル速度制御装置のブロ
ック図、４２．３図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第４．５図は第３図の動作を説明する７０−チャー
ト、第６，７図は従来方式による実際の速度及びパルス
計数値と速度検出値との関係を示した図、Ｊ８．９図は
本発明の実際の速度及びパルス計数値と速度検出値との
関係を示した図、第１０図は従来方式の速度振動例の図
。 ｆｉｌ１図は本発明の速度振動抑制例の図である。 １・・・速度指令回路、２・・・マイクロコンピュータ
。 ３・・・駆動回路、４・・・電動機、５・・・パルス発
生器、６・・・速度検出回路、８・・・回転方向検出回
路、１２・・・ＥＯ回路、１３・・・発振器、１４・・
・ＡＮＤ回路。 １５・・・ＰＰＬ（Ｉ計数カウンタ、１６・・・ＰＣＬ
ア計数カウンタ、１７・・・一定時間計測タイマ、１８
・・・フリフプフロップ、１９・・・０Ｌ回路、２０・
・・レジスタ、２１・・・レジスタ、２２・・・ワンシ
ョット回Ｍ、２３・・・ワンショット回路、ｚ４・・・
ＮＯ凡回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　移動体が所定距離だけ移動する毎にパルスを発生
   するパルス発生器と、該パルス発生器の出力パルスより
   高い周波数のクロツクパルスを発生する発振器と、前記
   パルス発生器の出力パルスを計数する第１のカウンタと
   、前記発振器のクロツクパルスを計数する第２のカウン
   タと、前記第１，第２の各カウンタからの出力を記憶す
   るレジスタと、一定時間計測の機能を有するタイマとを
   具備すると共に、前記第１のカウンタはリバーリプルカ
   ウンタ機能を有し移動体の移動方向によりカウントアツ
   プもしくはカウントダウンするものであり，前記タイマ
   ーが前記パルス発生器から出力されるパルスに同期して
   計測を開始し一定時間で計測終了しその後前記パルス発
   生器から次のパルスが出力されるまでの期間に、前記第
   １および第２のカウンタは各各の入力パルスを計数し、
   該第１のカウンタの計数値を該第２のカウンタの計数値
   によつて除することによつて速度を検出することを特徴
   とする速度検出方法。