JPS63298163A - 回転速度検出装置 - 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、回転速度検出装置に関するものである。

従来の技術 一般に、モータに回転速度制御を施す場合、制御系の安
定性を確保するために回転速度検出装置の位相遅れは、
制御周波数領域に於て３０度以下となる様に設計される
のが通常である。

従来の回転速度検出装置の構成図の一例を第４図に示す
。図中、１はモータである。２は回転速度に比例した周
波数のパルス列を発生ずるパルス発生手段であり、モー
タ１の回転軸と一体に回転するエンコーダ９と、光セン
サ１０とで構成される。３はパルス発生手段２の出力で
あるパルスの到来毎にパルス周期を計測する周期計測手
段である。４は周期計測手段３の計測結果を次のパルス
が到来するまで保持するラッチ手段である。パルス発生
手段２の出力するパルスの周期はモータ１の回転速度が
ほぼ一定に制御される場合はその動作意近傍で回転速度
に比例すると考えられる（厳密には反比例する）ことか
ら周期計測手段３　（ラッチ手段４）の出力を以て回転
速度の検出結果としている。すなわち、モータ１の回転
速度はパルス発生手段２の出力するパルス列の周波数で
サンプリングされ、その検出結果はパルス周期だけホー
ルドされることになる。なお、検出結果はサンプリング
時の瞬時の値ではなく、パルス周期時間での平均の値で
ある。

この従来の回転速度検出装置の実際の回転速度ｎから検
出結果Ｎまでの伝達特性をブロック図で表すと第５図の
ようになる。図中、Ｓはラプラス演算子であり、Ｔはパ
ルス発生手段２の出力パルスの周期である。２１は移動
平均の伝達特性を表し、２２はサンプリングとホールド
の伝達特性を表すものである。

この従来の回転速度検出装置のブロック図の周波数特性
を第６図のボード線図に示す。（ａ）は振幅特性であり
、（ｂｌは位相特性である。なお、第６図に於て、横軸
はサンプリング周波数ｆｓを基準に正規化している。第
６図から、この回転速度検出装置の位相遅れが３０度以
下となるのはサンプリング周波数ｆｓの１／１２以下の
周波数領域であることが解る。

（たとえば、「サーボ系の構成法とディジタル化手法」
工業技術センター版、３６０年）発明が解決しようとす
る問題点 しかしながら、上記のような従来の構成の回転速度検出
装置を用いて回転速度を制御する場合、前述した様に回
転速度検出装置の位相遅れを３０度以内とし、制御系の
安定性を確保するためには、その周波数特性、特に位相
特性から回転制御系の制御周波数領域をパルス発生手段
２のパルス周波数（サンプリング周波数ｆｓ）の１／１
２程度までしか取れず、応答性を上げれない問題があっ
た。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の回転速度検出装置
は、回転速度に比例した周波数のパルス列を発生するパ
ルス発生手段と、前記パルス発生手段の出力であるパル
スの到来毎にパルス周期を計測する周期計測手段と、前
記周期計測手段のパルス周期計測結果を次のパルスが到
来するまでの間保持する第１のラッチ手段と、前記第１
のラッチ手段の保持する値に所定の演算を施す演算手段
と、前記演算手段の演算結果を次のパルスが到来し新し
い演算結果が出力されるまで保持する第２のラッチ手段
と、前記演算手段の演算結果をパルスに同期して１パル
ス周期だけ遅延する遅延手段とを具備するものであり、
特に前記演算手段は前記第１のラッチ手段の出力から前
記遅延手段の出力に１未満の所定値を乗算した結果を減
算する様に構成するものである。

作用 本発明は上記した構成によって、演算手段が一種の微分
特性を有するように構成されるため従来の回転速度検出
装置の持つ周波数特性、特に位相特性を改善し位相遅れ
を緩和する。

実施例 以下本発明の一実施例の回転速度検出装置について、図
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施例
における回転速度検出装置の構成図である。第１図に於
て、１〜４は第４図の従来の回転速度検出装置に於ける
構成要素と同一であり、ここでは説明を略する。５は演
算手段であって、乗算器５０２と減算器５０１で構成さ
れる。

すなわち、ラッチ手段４の保持する値は前回のパルス到
来時の演算結果を保持する遅延手段６の出力を乗算器５
０２によってｂ倍（ｂは１未満の実数）した値で減算器
５０１によって減算される。

７はラッチ手段であって、演算器５の出力を次のパルス
が到来するまで保持する。８はラッチ手段７の出力をａ
倍（ａは実数）する乗算器であって検出利得を調整する
ために設けられる。そして、乗算器８の結果を以て回転
速度の検出結果としている。

演算手段５は現在のサンプリング時の回転速度情報（周
期計測手段３の計測結果でありラッチ手段４によって保
持される）から１サンプリング前（前回のパルス到来時
）の回転速度情報を含む遅延手段６の結果を減すること
から、現在のサンプリング時の回転速度情報を前回のサ
ンプリング時点からの変化率を強調し補正するように動
作する。

すなわち、従来の回転速度検出装置自体が有していた位
相遅れに対して一種の微分補償を施すことになる。

第２図に第１図に於ける回転速度検出装置の実際の回転
速度ｎから本発明の回転速度検出装置の検出結果である
ｈまでの伝達特性を表すブロック図を示す。図中、２１
．２２は、第５図の従来の回転速度検出装置のブロック
図に於けるものと同一であり、それぞれ移動平均の伝達
特性、サンプリングとホールドの伝達特性を表す。２３
は減算器５０１を表し、２４ば乗算器５０１と遅延手段
６の伝達特性を表す。２５は乗算器８の伝達特性を表す
。

乗算器８．５０１の係数ａ、ｂをａ＝１．６、ｂ＝０．
６とした時の実際の回転速度ｎから本発明の回転速度検
出装置の検出結果である９までの伝達特性のボード線図
を第３図に示す。（ａｌは振幅特性を示し、（ト））は
位相特性を示す。なお、第３図に於て、第６図同様、横
軸はサンプリング周波数ｆｓを基準に正規化している。

第３図から、この回転速度検出装置の位相遅れが３０度
以下となるのはサンプリング周波数ｆｓの１７８以下の
周波数領域であることが解る。すなわち、本発明の回転
速度検出装置を用いて回転制御系を構成する場合、制御
周波数領域をサンプリング周波数の１／８まで取ること
ができ、高い応答性が得られる。

発明の効果 以上、述べた様に本発明の回転速度検出装置によれば、
演算手段が一種の微分特性を有するように構成されるた
め従来の回転速度検出装置に比べて周波数特性、特に位
相特性を改善し位相遅れを緩和するので、本発明の回転
速度検出装置を用いて回転制御系を構成するならば位相
余裕を従来と同じくして、制御領域をより広く取ること
ができ、高い応答性を得ることができるので有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に於ける回転速度検出装置の
構成図、第２図は第１図の構成図の伝達特性を表すブロ
ック図、第３図は第２図のブロック図の周波数特性を表
すボード線図、第４図は従来の回転速度検出装置に於け
る回転速度検出装置の構成図、第５図は第４図の構成図
の伝達特性を表すブロック図、第６図は第５図のブロッ
ク図の周波数特性を表すボード線図である。 ２・・・・・・パルス発生手段、３・・・・・・周期計
測手段、４．７・・・・・・ラッチ手段、５・・・・・
・演算手段、６・・・・・・遅延手段。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第４図 １８開日：Ｇ３−２９８１６３　　（５）第６図 Ｏ，Ｑｌ　　　　　　　　　　　　Ｏ，＋　　　　　　
　　　　　　　１　　　　　　　　　　　　　ＩＯ′ｆ
／ｆｓ ５１０叫１ 第５図 ？ｆ２？ ；二団耳■１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転速度に比例した周波数のパルス列を発生するパル
   ス発生手段と、前記パルス発生手段の出力であるパルス
   の到来毎にパルス周期を計測する周期計測手段と、前記
   周期計測手段のパルス周期計測結果を次のパルスが到来
   するまでの間保持する第１のラッチ手段と、前記第１の
   ラッチ手段の保持する値に所定の演算を施す演算手段と
   、前記演算手段の演算結果を次のパルスが到来し新しい
   演算結果が出力されるまで保持する第２のラッチ手段と
   、前記演算手段の演算結果をパルスに同期して１パルス
   周期だけ遅延する遅延手段とを具備して成り、前記演算
   手段は前記第１のラッチ手段の出力から前記遅延手段の
   出力に１未満の所定値を乗算した結果を減算することを
   特徴とし、前記第２のラッチ手段の出力を以て回転速度
   の検出結果となす回転速度検出装置。