JPS62259101A - 速度演算方式 - 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】 〔産業上の利用分計〕 本発明は、例えば産業機械や工作機械などのモータ制御
装置に好適な速度演算方式に関するものである。

［従来の技術］ 第２図には、産業機械等で使用されるモータ制御装置の
一例が示されている。この図において、（１）は制御対
象であるモータ、（２）は該モータ（１）の回転角を検
知するエンコーダ、（３）は外部から入力されるクロッ
ク信号ＣＬＫとエンコーダ（２）から入力される信号Ａ
、Ｂとに基いて移動量信号ＰＬＳ、ＭＮ’Ｓを各々出力
するパルス回路、（４）は移動量信号ＰＬＳ、ＭＮＳに
基いてカウントアツプ又はカウントダウンを行うアップ
ダウンカウンタ、（５）　はデータバス、（８）はマイ
クロコンピュータ（以下、−「マイコン」という）であ
る。

第３図には、パルス回路（３）の−構成例が示されてい
る。この図において、信号Ａ、Ｂはフリップフロップ（
３Ａ）、（３Ｂ）の入力端子（Ｄ）に各々人力されてお
り、フリップフ口ップ（３Ａ）、（３Ｂ）の出力端子（
ＱＡ）は各々フリップフロップ（３Ｃ）、（３Ｄ）の入
力端子（Ｄ）に各々入力されている。フリップフロップ
（３Ａ）ないしく３Ｄ）には、各々クロック信号ＣＬＫ
が入力端子（Ｔ）に入力されている。

また、フリップフロップ（３Ａ）の出力端子（ＱＡ）は
、アンド回路（３Ｇ）、（３Ｉ）に各々入力されており
、出力端子（ＱＢ）は、アンド回路（３Ｅ）、（３Ｋ）
に各々入力されている。

フリップフロップ（３Ｂ）の出力端子（ＱＡ）は、アン
ド回路（３Ｈ）、（３Ｊ）に各々入力されており、出力
端子（ＱＢ）は、アンド回路（３Ｆ）、（３Ｌ）に各々
入力されている。

フリップフロップ（３Ｃ）の出力端子（ＱＡ）は、アン
ド回路（３Ｅ）、（３Ｈ）、（３Ｋ）、（３Ｌ）に各々
入力されており、出力端子（ＱＢ）は、アンド回路（３
Ｆ）、（３Ｇ）、（３■）、（３Ｊ）に各々入力されて
いる。

フリップフロップ（３Ｄ）の出力端子（ＱＡ）は、アン
ド回路（３Ｅ）、（３Ｆ）、（３■）、（３Ｌ）に各々
入力されており、出力端子（ＱＢ）は、アンド回路（３
Ｇ）、（３Ｈ）、（３Ｊ）、（３Ｋ）に各々入力されて
いる。

アンド回路（３Ｅ）、（３Ｆ）、（３Ｇ）、（３Ｈ）の
出力側は、各々オア回路（３Ｍ）に接続されており、ア
ンド回路（３■）、（３Ｊ）、（３Ｋ）、（３Ｌ）の出
力側は、各々オア回路（３Ｎ）に接続されている。

これらオア回路（３Ｍ）、（３Ｎ）の出力が各々移動量
信号ＰＬＳ、ＭＮＳとなる。

これらのうち、エンコーダ（２）から出力される信号Ａ
、Ｂは、第４図（Ａ）、（Ｂ）に各々示すように、９０
度位相のずれた信号であり、何れの信号の位相が進んで
いるかによってモータ（１）の回転方向が把握できるよ
うになっている。

次に、移動量信号ＰＬＳは、上記信号Ａ、Ｂによりエン
コーダ（２）が正回転していると判断されたときに出力
されるもので、第４図（Ｃ）に示すように、該エンコー
ダ（２）が１回転当りに出力するパルスを４倍にてい倍
した信号である。また２、、移動量信号ＭＮＳは、上記
信号Ａ、Ｂによりエンコーダ（２）が逆回転していると
判断されたときに出力されるもので、第４図（Ｄ）に示
すように、該エンコーダ（２）が１回転当りに出力する
パルスを４倍にてい倍した信号である。これらの信号の
処理は、上述したパルス回路（３）　によって行われる
。

次に、上記装置の動作について説明する。まず、モータ
（１）が回転すると、これに接続されたエンコーダ（２
）も回転し、信号Ａ、Ｂが出力される（纂４図（Ａ）、
（Ｂ）参照）、これらの信号Ａ％Ｂがパルス回路（３）
に入力されると、上述したように９ｉｉＩＪ量信号ＰＬ
Ｓ、ＭＮＳが、アップダウンカウンタ（４）のアップ入
力側、およびダウン入力側に各々人力される（第４図（
Ｃ）、（Ｄ）参照）。すなわち、モータ（１）が正回転
すると、カウンタ（４）がカウントアツプし、逆回転す
ると、カウントダウンする（第４図（Ｅ）参照）。

エンコーダ（２）から出力される信号Ａ、Ｂには、モー
タ（１）の回転角情報が含まれている。速度は、一定時
間内の角度変化であるから、カウンタ（４）のカウント
値を読み取ることで速度情報を得ることができる。

該カウンタ（４）のカウント値は、データバス（５）を
介してマイコン（６）　に入力され、第５図又は第６図
に示すようなフローチャートに従って、速度演算の処理
が行われる。

まず第５図に示す速度演算方式について説明する。最初
に、時刻ｎでのカウント値を読みこみ、この値から、前
回の時刻ｎ　−１でのカウント値を差引き、これをａｎ
とする（ステップＳ１参照）。このａ、は、時刻ｎ　−
１からｎまでの平均速度である。

次に、該ａｎをＮ倍したものをフィードバック用の速度
信号として、速度補償処理が行われる（ステップＳ２、
Ｓ３参照）。

次に、第６図に示す速度演算方式について説明する。ま
ず、第４図の方式と同様にしてａｎが求められる（ステ
ップＳ１０参照）。次に、Ｎ回前の平均速度ａ　１１＋
１−Ｎから今回のａ。までの和すが求められ（ステップ
Ｓｌｌ参照）、このｂをフィードバック用の速度信号と
して速度補償処理が行われる（ステップＳ１２、Ｓ１３
参照）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、第５図に示すような方式では、サンプリ
ング時間を短くすると、カウンタ（４）の増減量ａｎが
減少し、速度検出の分解能が低下するという不都合があ
る。また、第６図に示すような方式では、速度演算を行
うのに、Ｎ回のサンプリングを必要とするので、速度情
報を得るのに時間を要し、遅れが増大することとなって
速度変化が大きい場合には適用できないという不都合が
ある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、演算
対象である速度が変化しないときには、速度分解能が高
く、速度が変化する゛ときには演算遅れが増大しない速
度演算方式を提供することを、その目的とするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、第一の演算手段によって、制御対象の変化の
所定時間中における平均速度を得るとともに、その所定
数倍の第一の制御値を得、次に、第二の演算手段によっ
て、該第一の演算手段で得られた平均速度のうち、時間
の連続するものの複数個の和を第二の制御値として得、
次に、制御信号決定手段によって、前記第二の制御値が
、第一の制御値の量子化誤差範囲内にないときは、該第
一の制御値を前記フィードバック制御信号として用い、
量子化誤差範囲内にあるときは、前記第二の制御値をフ
ィードバック制御信号として用いるようにしたことを特
徴とするものである。

［作□用］ 本発明によれば、フィードバック制御信号は、第一の制
御値または第二の制御値のいずれかから選択される。こ
の選択においては、第二の制御値の量子化誤差が考慮さ
れる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。なお、上述した従来技術と同様の部分には
、同一の符号を用いることとする。

第１図には、本発明にかかる速度演算方式の一実施例が
示されている。この図に示す動作は、上述した第２図に
示すマイコン（６）　と同様に接続される第７図のマイ
コン（ｌＯ）によって行われる。

第７図において、マイコン（１０）は、第一の演算手段
（１２）と、第二の゛演算手段（１４）と、制御信号決
定手段（１６）とを備えている。

これらのうち、演算手段（１２）では、上述した第５図
のステップＳ１およびＳ２の平均速度を求める演算が行
われる。演算手段（１４）では、上述した第６図のステ
ップＳｉｔの平均速度の和を求める演算が行われる。ま
た、制御信号決定手段（１６）では、第１図のステップ
ＳＤ％ＳＥ％ＳＦに示す演算処理が行われる。

まず、カウンタ（４）のカウント値が、データバス（５
）を介してマイコン（ｌＯ）に読み込まれる。次に、上
述した第５図又は第６図の方式と同様に、時刻ｎにおけ
るカウンタ（４）のカウント値が読み込まれる。そして
、このカウント値から、前回の時刻ｎ　−１におけるカ
ウント値を差引き、時刻ｎ　−１からｎまでの平均速度
ａ７が演算手段（１２）によって求められる（ステップ
ＳＣ参照）。

次に、演算手段（１２）によって該ａｎをＮ倍したａが
求められ（ステップＳＣ参照）、Ｎ回前の平均速度ａｎ
＋＋−Ｎから今回のａｎまでの和すが演算手段（１４）
によって求められる（ステップＳＣ参照）。

これらのうち、ａには±Ｎ／２の量子化誤差が含まれて
いるので、ｂが量子化誤差の範囲内に入っているかどう
かが調べられる。すなわち、ａ−Ｎ／’２≦ｂ≦ａ　＋
　Ｎ　／　２　”・（１）をｂが満足するか否かが調べ
られる（ステップＳＣ参照）。

ｂが（１）式　を満足する場合−には、このｂをフィー
ドバック用の速度信号とじ、て速度補償処理が行われる
（ステップＳＥ、ＳＧ参照）。

また、ｂが（１）式　を満足しない場合には、ａをフィ
ードバック用の速度信号として速度補償処理が行われる
（ステップＳＦ、ＳＧ参照）。

なお、本発明は何ら上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、（１）式では等呼付き不等号を用いたが、
不等号のみを用いてもよい。また、本実施例では、モー
タ（１）に設けたエンコーダ（２）から出力される信号
から速度演算をおこなうこととしたが、パルスを積算す
るような回路構成で、単位時間当りの変化量より、速度
を検出するものであれば同様の効果を得ることができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、従来の速度演算
方式の利点を巧みに利用し、速度信号の遅れが増大する
ことなく、良好に高分解能の速度信号を得られるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

Ｎ１図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第２
図はモータ制御装置の一例を示すブロック図、第３図は
第２図のパルス回路の構成例を示すブロック図、第４図
は第２図の装置の動作を示すタイムチャート、第５図お
よび第６図は従来の速度演算方式を示すフローチャート
、第７図は演算処理手段の一構成例を示すブロック図で
ある。 図において、（１）はモータ、（２）はエンコーダ、（
４）　はカウンタ、（１０）はマイコン、（１２）、（
１４）演算手段、（１６）は制御信号決定手段である。 なお、各図中同一符号は、同−又は相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御対象の変化を検出し、これに基いてフィードバック
   制御信号を得る速度演算方式において、前記制御対象の
   変化の所定時間中における平均速度を得るとともに、そ
   の所定数倍の第一の制御値を得る第一の演算手段と、 該第一の演算手段で得られた平均速度のうち、時間の連
   続するものの複数個の和を第二の制御値として得る第二
   の演算手段と、 該第二の制御値が、第一の制御値の量子化誤差範囲内に
   ないときは、該第一の制御値を前記フィードバック制御
   信号として用い、量子化誤差範囲内にあるときは、前記
   第二の制御値をフィードバック制御信号として用いる制
   御信号決定手段とを具備したことを特徴とする速度演算
   方式。