JPS63170701A - Quick response servo-balacing type speed voltage generating circuit - Google Patents

Quick response servo-balacing type speed voltage generating circuit

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Publication number
JPS63170701A
JPS63170701A JP178387A JP178387A JPS63170701A JP S63170701 A JPS63170701 A JP S63170701A JP 178387 A JP178387 A JP 178387A JP 178387 A JP178387 A JP 178387A JP S63170701 A JPS63170701 A JP S63170701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reversible counter
output
counted value
pulses
counted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP178387A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hara
憲二 原
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP178387A priority Critical patent/JPS63170701A/en
Publication of JPS63170701A publication Critical patent/JPS63170701A/en
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Abstract

PURPOSE:To quickly respond with a high precision and a high stability by counting pulses outputted from a pulse encoder and a carry signal outputted from an integrating means and loading the operation result of an operating circuit at interval of a certain time. CONSTITUTION:A reversible counter 1 counts positive pulses +P or negative pulses -P outputted form a pulse encoder (PG) and pulses of the carry signal outputted from an ALU 7 and is cleared at every certain period T. A D flip-flop 2 latches the counted value each time to output it as a counted value N1. That is, the counted value N1 is zero when the PG is rotated at a certain speed, and it is outputted as the error to be corrected corresponding to the acceleration when the rotation number of the PG is changed. The counted value N1 is added to a counted value N, which indicates the pulse rate of the PG, outputted from a reversible counter 6 by an ALU 3, and the result is loaded as a counted value N2 to the reversible counter 6 at intervals of the unit time T. Thus, the counted value N outputted from the reversible counter 6 is substituted with the counted value N2 at intervals of the unit time T to resolve the error.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、サーボシステム等においてパルスエンコーダ
(以下、PGと称する)の出力周波数Fをアナログ電圧
■に変換するF/Vコンバータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an F/V converter that converts an output frequency F of a pulse encoder (hereinafter referred to as PG) into an analog voltage (2) in a servo system or the like.

(従来の技術) 従来、モータ等の回転速度を検出するには、速度検出用
小梨直流発電機(タコジェネレータ)を用いていたが、
装置の小型化、fI量化のためタコジェネレータに代え
1位置検出に用いるPGの出カバルスをF/Vコンバー
タで電圧に変換するようになった。ところが、F/Vコ
ンバータを用いたサーボシステムは低速時の出力電圧の
リップル成分が大きいのでNC等に用いるには不可能と
されていた。
(Prior art) Conventionally, a speed detection Konashi DC generator (tacho generator) was used to detect the rotational speed of a motor, etc.
In order to downsize the device and increase fI quantification, the output voltage of the PG used for single-position detection is now converted into voltage using an F/V converter instead of the tacho generator. However, since the servo system using the F/V converter has a large ripple component in the output voltage at low speeds, it has been considered impossible to use it for NC or the like.

そこでPGから出力されるパルスを可逆カウンタで計数
して、その計数値に比例するキャリー信号レートを積分
手段により生成してそのパルスを前記可逆カウンタの二
つの入力端子のうち計数値の絶対値を減する側の入力端
子に入力させることにより可逆カウンタから出力される
計数値を追従平衡させ、その平衡した計数値をD/Aコ
ンバータによりアナログ電圧に変換する回路が特願昭5
9−270791号「追従比較型速度電圧発生回路」に
示されている。
Therefore, the pulses output from the PG are counted by a reversible counter, a carry signal rate proportional to the counted value is generated by an integrating means, and the absolute value of the counted value is calculated between the two input terminals of the reversible counter. A patent application published in 1973 provides a circuit that tracks and balances the count value output from a reversible counter by inputting it to the input terminal on the decrementing side, and converts the balanced count value into an analog voltage using a D/A converter.
No. 9-270791 "Following comparison type speed voltage generation circuit".

(発明が解決しようとする問題点) 上述した従来の回路は、PGからのパルスをデジタル処
理して最後にD/Aコンバータによってアナログ電圧に
変換しているので、低速時におけるパルスのリップルが
全く問題とならず、速度に対する出力は完全な直線性を
得ることが可能となり、温度ドリフト等の精度はD/A
コンバータのみの特性によるものとなっている。しかし
ながらこの回路は一次遅れの回路構成となっているので
、精度を上げるためビット数を上げると応答性が恋くな
るという欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional circuit described above, the pulse from the PG is digitally processed and finally converted into an analog voltage by the D/A converter, so there is no pulse ripple at low speeds. There is no problem, and it is possible to obtain complete linearity of the output with respect to speed, and the accuracy of temperature drift etc. is better than that of D/A.
This is due to the characteristics of the converter only. However, since this circuit has a first-order lag circuit configuration, it has the disadvantage that increasing the number of bits to improve accuracy results in a loss of responsiveness.

(問題点を解決するための手段) 本発明の高速応答追従比較型速度電圧発生回路は1人力
されたクロック信号を分周する分周手段と、パルスエン
コーダから出力された正方向、負方向のパルス、および
前記積分手段から出力されたキャリー信号をそれぞれア
ップカウントまたはダウンカウントして計数値を出力し
、入力された分周手段の周期毎にクリアされる第2の可
逆カウンタと、第2の可逆カウンタより計数値を入力し
て前記周期毎にそのときの計数値を出力するDフリップ
フロップと、Dフリップフロップから入力された計数値
と、第1の可逆カウンタの出力とを加算する演算回路を
有し、パルスエンコーダから出力されたパルスおよび積
分手段から出力されたキャリー信号を計数するとともに
、前記周期毎に演算回路の演算結果をロードされる第1
の可逆カウンタを有している。
(Means for Solving the Problems) The high-speed response follow-up comparison type speed voltage generating circuit of the present invention includes a frequency dividing means for dividing the frequency of a manually inputted clock signal, and a frequency dividing means for dividing the frequency of a manually inputted clock signal, and a frequency dividing means for dividing the frequency of a manually inputted clock signal, and a second reversible counter that outputs a counted value by up-counting or down-counting the pulse and the carry signal output from the integrating means, and is cleared every cycle of the input frequency dividing means; A D flip-flop that inputs a count value from a reversible counter and outputs the current count value for each cycle, and an arithmetic circuit that adds the count value input from the D flip-flop and the output of the first reversible counter. and counts the pulses output from the pulse encoder and the carry signal output from the integrating means, and is loaded with the calculation results of the calculation circuit every cycle.
It has a reversible counter.

(作用) したがって、PGの運転中は、第2の可逆カウンタはP
Gのパルス数と積分手段から出力されたキャリー信号の
パルス数の差、すなわち追従誤差を出力し、該追従誤差
をDフリップフロップが分周手段の周期毎にラッチして
出力し、演算回路が該追従誤差を7J1の可逆カウンタ
の出力した計数値に加ヰして出力し、第1の可逆カウン
タはその演算結果を分周手段の周期毎にロードされるの
で、PGの速度が急激に変化したときでも第1の可逆カ
ウンタの出力する計数値は高速でPGの変化する速度に
追従することができて、D/Aコンバータを介してアナ
ログ出力として出力され(実施例) 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
(Function) Therefore, while the PG is operating, the second reversible counter is
The difference between the number of pulses of G and the number of pulses of the carry signal output from the integrating means, that is, the tracking error, is output, and the D flip-flop latches and outputs the tracking error every cycle of the frequency dividing means, and the arithmetic circuit The tracking error is added to the count value output by the reversible counter of 7J1 and output, and the first reversible counter is loaded with the calculation result every cycle of the frequency dividing means, so the speed of the PG changes rapidly. Even when this occurs, the count value output by the first reversible counter can follow the changing speed of the PG at high speed, and is output as an analog output via the D/A converter (Embodiment).Embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.

′dS1図は本発明の高速応答追従比較型速度電圧発生
回路の−・実施例を示すブロック図である。
Figure 'dS1 is a block diagram showing an embodiment of the high-speed response follow-up comparison type speed voltage generation circuit of the present invention.

本実施例は、前述した特願昭59−270791号「追
従比較型速度電圧発生回路」の第1図に示す回路に−・
点鎖線内に示した可逆カウンタ1と、Dフリップフロッ
プ2と、AlO2と、分周器4と、インバータ5を追加
して構成させたものである。
This embodiment is based on the circuit shown in FIG. 1 of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 59-270791 "Following comparison type speed voltage generation circuit".
This circuit is constructed by adding a reversible counter 1, a D flip-flop 2, AlO2, a frequency divider 4, and an inverter 5 shown within the dotted line.

分周器4は人力されたクロック信号CPを1/nに分周
する(nは任意の正整数)、インバータ5は入力された
分周器4の出力を反転する。可逆カウンタ1は不図示の
PGから出力された正方向または負方向のパルス十P、
−PとAlO7から出力されたキャリー信号を、オアー
回路8.9を介してカウンタ6と並列に、それぞれアッ
プ端子UP、ダウン端子DOWNに入力してカウントし
、インバータ5から人力された分周信号の一定周期T毎
にカウントした計数値をクリ入力された分周信号の周期
T毎に、可逆カウンタ1から入力されたそのときの計数
値N0をラッチして出力する。ALU3はDフリップフ
ロップ2の出力と可逆カウンタ6の出力した計数値N1
どの加算を行ない、演算結果の計数値N2を出力する。
The frequency divider 4 divides the frequency of the manually inputted clock signal CP by 1/n (n is any positive integer), and the inverter 5 inverts the inputted output of the frequency divider 4. The reversible counter 1 receives ten pulses in the positive or negative direction output from a PG (not shown),
-P and the carry signal output from AlO7 are input in parallel with the counter 6 via the OR circuit 8.9 to the up terminal UP and the down terminal DOWN, respectively, and counted, and the frequency-divided signal manually inputted from the inverter 5 For each cycle T of the input frequency-divided signal, the current count value N0 input from the reversible counter 1 is latched and output. The ALU 3 receives the output of the D flip-flop 2 and the count value N1 output from the reversible counter 6.
Which addition is performed and the count value N2 of the calculation result is output.

可逆カウンタ6は可逆カウンタ1と同様に、正方向また
は負方向のパルス+p、−pとALU7からのキャリー
信号をオアー回路8.9を介してそれぞれアップ端子U
P、ダウン端子DOWNに入力してカウントし、インバ
ータ5から入力された信号の一定周期T毎にALU3か
ら計数値N2をロードされる。その他の回路構成は前記
特願昭59−270791号に示されているので省略す
る。
Similar to the reversible counter 1, the reversible counter 6 receives positive or negative pulses +p, -p and a carry signal from the ALU 7 via an OR circuit 8.9 to an up terminal U.
P, is input to the down terminal DOWN and counted, and the count value N2 is loaded from the ALU 3 every fixed cycle T of the signal input from the inverter 5. Other circuit configurations are shown in the aforementioned Japanese Patent Application No. 59-270791, and will therefore be omitted.

次に、本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

可逆カウンタ1は、特願昭59−270791号で説明
した可逆カウンタ6のカウント動作と同様に、PGから
出力された正方向パルス+Pまたは負方向パルス−Pの
パルスとALU7から出力されたキャリー信号のパルス
をカウントし、一定周期T毎にクリアされる。Dフリッ
プフロップ2は可逆カウンタ1がクリアされるときのカ
ウント値をその都度ラッチし、計数値N、として出力す
る。すなわち、計数値N、は単位時間T毎のPGから出
力されたパルスレートとALU7から出力されたキャリ
ー信号レートの間の追従誤差をあられしており、PGが
一定速度で回転中のときは計数値N、は0で、PGの回
転数が変化するときはその加減速度に対応する修正すべ
き誤差として出力される。
Similar to the counting operation of the reversible counter 6 explained in Japanese Patent Application No. 59-270791, the reversible counter 1 receives the positive pulse +P or negative pulse -P output from the PG and the carry signal output from the ALU 7. The pulses are counted and cleared every fixed period T. The D flip-flop 2 latches the count value each time the reversible counter 1 is cleared and outputs it as a count value N. In other words, the count value N is the tracking error between the pulse rate output from the PG per unit time T and the carry signal rate output from the ALU 7, and when the PG is rotating at a constant speed, the count value N is calculated. The numerical value N is 0, and when the rotational speed of the PG changes, it is output as an error to be corrected corresponding to the acceleration/deceleration.

計数値N、は、ALU3により可逆カウンタ6の出力し
たPGのパルスレートをあられす計数値Nに加算され、
計数値N2として筆位時間T毎に可逆カウンタ6にロー
ドされる。したがって、可逆カウンタ6の出力する計数
値Nは単位時間T毎に計数値N2で置換されて誤差が解
消されることとなり、PGの速度の変化が急激なときで
も可逆カウンタ6の人カバルスの単なるカウント動作で
は得られない高速で、可逆カウンタ6の出力NをPGの
速度変化に追従させることができる。もちろん、PGの
速度が一定のときはDフリップフロップ2の出力計数値
N、はOであるから、可逆カウンタ6はPGの定常速度
に対応する計数値Nを安定して出力する。
The count value N is calculated by adding the PG pulse rate output from the reversible counter 6 to the hail count value N by the ALU 3,
The count value N2 is loaded into the reversible counter 6 every writing time T. Therefore, the count value N output by the reversible counter 6 is replaced by the count value N2 every unit time T, and the error is eliminated. The output N of the reversible counter 6 can be made to follow changes in the speed of the PG at a high speed that cannot be obtained by counting operations. Of course, when the speed of the PG is constant, the output count value N of the D flip-flop 2 is O, so the reversible counter 6 stably outputs the count value N corresponding to the steady speed of the PG.

可逆カウンタ6の出力計数値Nは、D/Aコンバータ1
0を介してPGの速度に対応するアナログ出力として外
部に出力される。
The output count value N of the reversible counter 6 is the output count value N of the reversible counter 6.
0 to the outside as an analog output corresponding to the speed of the PG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以り説明したように本発明は、PGから入力されたパル
スと積分手段から入力されたパルスを第2の可逆カウン
タでカウントし、Dフリップフロップを用いて一定周期
毎にPGの速度に対する追従誤差として取り出して第1
の可逆カウンタの出力に演算回路を用いて加算し、その
加算値で第1の可逆カウンタの出力を置換することによ
り、一定周期毎にその期間中の誤差分だけ第1の可逆カ
ウンタの出力が修正されることとなり、PGの速度が急
激に変化した場合、また処理信号のビット数が多い場合
でも高速応答できる高精度かつ高安定性のF/Vコンバ
ータを得ることできる効果がある。
As explained above, in the present invention, the pulses input from the PG and the pulses input from the integrating means are counted by the second reversible counter, and the tracking error with respect to the speed of the PG is calculated at regular intervals using a D flip-flop. Take it out as the first
By adding the output of the reversible counter using an arithmetic circuit and replacing the output of the first reversible counter with the added value, the output of the first reversible counter is changed every fixed period by the error during that period. This modification has the effect of providing a highly accurate and highly stable F/V converter that can respond quickly even when the speed of the PG changes rapidly or when the number of bits of the processed signal is large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の高速応答追従比較型速度電圧発生回路
の一実施例の構成を示すブロック図である。 1・・・・・・・・・・・・・・・可逆カウンタ、2−
−−−−−−−−−−−−− Dフリップフロップ、3
・・・・・・…・・・・・−ALU。 4・・・・・・・・・・・・・・・分周器、5−−−−
−−・・・・・・・・・インバータ、6−−−−−−−
−−・・・・・・可逆カウンタ、7−−−−−・−−−
−−−−−−A L U、8 、9−−−−−−−−−
オアー回路、10−−−−−−−−−−−−−−− D
 / Aコンバータ、+p、−p・・・エンコーダ出力
パルス、CP−・・・・・・・・・・・クロック信号。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a high-speed response follow-up comparison type speed voltage generation circuit of the present invention. 1・・・・・・・・・・・・Reversible counter, 2-
−−−−−−−−−−−−− D flip-flop, 3
・・・・・・・・・・・・・-ALU. 4・・・・・・・・・・・・・・・ Frequency divider, 5---
−−・・・・・・・Inverter, 6−−−−−−−
−−・・・・・・Reversible counter, 7−−−−−・−−−
--------A L U, 8, 9---------
OR circuit, 10----------------------D
/ A converter, +p, -p...Encoder output pulse, CP-...Clock signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 パルスエンコーダから出力されたパルスを第1の可逆カ
ウンタで計数し、かつその計数値に比例するキャリー信
号レートを積分手段により生成してそのパルスを前記可
逆カウンタの二つの入力端子のうち計数値の絶対値を減
する側の入力端子に入力させることにより可逆カウンタ
から出力される計数値を追従平衡させ、平衡した計数値
をD/Aコンバータによりアナログ電圧に変換する追従
比較型速度電圧発生回路において、 入力されたクロック信号を分周する分周手段と、パルス
エンコーダから出力された正方向、負方向のパルス、お
よび前記積分手段から出力されたキャリー信号をそれぞ
れアップカウントまたはダウンカウントして計数値を出
力し、入力された分周手段の周期毎にクリアされる第2
の可逆カウンタと、 第2の可逆カウンタより計数値を入力して前記周期毎に
そのときの計数値を出力するDフリップフロップと、 Dフリップフロップから入力された計数値と、前記第1
の可逆カウンタの出力とを加算する演算回路を有し、 前記第1の可逆カウンタはパルスエンコーダから出力さ
れたパルスおよび前記積分手段から出力されたキャリー
信号を計数するとともに、前記周期毎に前記演算回路の
演算結果をロードされることを特徴とする高速応答追従
比較型速度電圧発生回路。
[Claims] Pulses output from a pulse encoder are counted by a first reversible counter, and a carry signal rate proportional to the counted value is generated by an integrating means, and the pulses are applied to two inputs of the reversible counter. Tracking comparison in which the counted value output from the reversible counter is tracked and balanced by inputting it to the input terminal on the side that reduces the absolute value of the counted value, and the balanced counted value is converted into an analog voltage by the D/A converter. In the type speed voltage generation circuit, a frequency dividing means divides the input clock signal, positive direction pulses output from the pulse encoder, negative direction pulses output from the pulse encoder, and a carry signal output from the integrating means are respectively up-counted or The second counter counts down and outputs the counted value, and is cleared every cycle of the input frequency dividing means.
a reversible counter, a D flip-flop that inputs the count value from the second reversible counter and outputs the count value at that time for each cycle; a count value input from the D flip-flop;
the first reversible counter counts the pulses output from the pulse encoder and the carry signal output from the integrating means, and adds the output of the reversible counter at each cycle. A high-speed response follow-up comparison type speed voltage generation circuit characterized by being loaded with the calculation results of the circuit.
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