JPWO2016079910A1 - 駆動制御装置およびそれを有する駆動制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
これにより、複数の制御信号を検知できる。
これにより、複数の制御信号が時分割で順繰りに検知される場合であっても、適切なタイミングで複数の被制御機器を制御できる。
これにより、駆動制御装置を低消費電力化できる。
これにより、磁界反応素子からの出力にノイズが含まれる場合であっても、その影響を低減できる。特に、検知電流が矩形波である場合、矩形波に含まれる高調波成分に起因するノイズを抑えることができるので、有効である。
パルス間隔を計測して周波数を検知することで、処理が高速化する。
これにより、互いに周波数が異なる複数の制御信号から、特定周波数の制御信号を抽出できる。
図1に第1の実施形態に係る駆動制御装置30を用いた駆動制御システム1の構成を示す。駆動制御システム1は電源10と、電線12と、電線12に制御情報を含む制御信号(以下、単に制御情報ともいう)を重畳する制御情報付加装置14を有する。電線12には、トランス16を介して被制御機器20と駆動制御装置30が1つ以上接続される。トランス16より被制御機器20側の電線は符号13で表した。
H=α*I1 ・・・(1)
ΔRmr=β*H ・・・(2)
ΔVmr=ΔRmr*I2 ・・・(3)
ΔVmr=α*β*I1*I2 ・・・(4)
つまり、電圧端子40vの両端に現れる電圧は、電線13に流れる電流I1と磁性素子40に流れる電流I2の積として現れる。
すなわち、増幅器46からはfd−f1、fd−f2、fd−f3の周波数を有する信号を得ることが出来る。指示器34はこの周波数に対応する指示信号Cdを駆動電流源36に送ることで、被制御機器20は制御される。
図3は、第2の実施形態に係る駆動制御システムの概略構成を示すブロック図である。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。駆動制御システムは、送信装置110と、複数(本例では2つ)の駆動制御装置120a,120bとを備え、駆動制御装置120a,120bによって被制御機器であるサーボモータ130a,130bがそれぞれ駆動制御される。このサーボモータ130a,130bは、PMW信号が制御信号として入力され、そのデューティ比に応じた角度だけ回転するものである。
加算器112は制御信号Vaと制御信号Vbとを周波数多重する。
図5は、駆動制御装置120aの内部構成の一例を示すブロック図である。
|fa−fa0| ・・・(10a)
|fa+fa0| ・・・(10b)
|fb−fa0| ・・・(10c)
|fb+fa0| ・・・(10d)
|fa−n*fa0| ・・・(10e)
|fa+n*fa0| ・・・(10f)
(10e),(10f)が検知電流Idにおける高調波成分に起因する成分である。ただし、nが大きくなるほど各周波数成分の振幅は小さくなる。また、周波数faは検知周波数fa0の近傍であることから、これらの周波数成分のうち(10a)に示す|fa−fa0|が最も低い周波数である。
上述した第2の実施形態は、1つの駆動制御装置が1つの制御信号を検知して1つの被制御機器を制御するものであった。これに対し、次に説明する第3の実施形態は、1つの駆動制御装置が複数の制御信号を検知して複数の被制御機器を制御するものである。以下、第2の実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態の特徴は検知電流生成部151の動作にある。
必要に応じて、制御信号生成部157は、全ての(あるいは必要な数の)制御信号の検知が完了した後に、被制御機器の制御を同時に行ってもよい。
図9に検証回路の構成を示す。図9の検証回路は、図2の駆動制御装置30における磁性素子66を電圧計70で測定するものであるが、図5の駆動制御装置120aにおける磁性素子152からの出力電圧を測定することにも相当する。
図11には本参考例の検証回路を示す。磁性素子66までは参考例1と同じである。本参考例では、磁性素子66の電圧端子66vに計装アンプ74および、コンパレータ76とPIC(Peripheral Interface Controller)78およびサーボモータ80を接続した。計装アンプ74は、フィルタと増幅器が一体となったものである。カットオフ周波数fcは50Hzである。増幅率は、磁性素子66の電圧端子66vの両端からの出力振幅が5V以上得られるように設定した。
上述した実施形態に基づいて、例えば以下のような態様が想到される。
電線に1つ以上の被制御機器が接続され、
電源側から前記電線で、電力と、前記被制御機器毎に異なる周波数に割り当てられ周波数多重された制御情報が供給され、前記制御情報によって、前記被制御機器を制御する駆動制御装置であって、
前記電線に周波数多重された前記制御情報を読み取る受信機と、
前記被制御機器に駆動電流を供給する駆動電流源と、
前記制御情報に応じた電流値を前記駆動電流源に指示する指示器と、
を含むことを特徴とする駆動制御装置。
前記受信機は、
前記電線に隣接配置される磁性素子と、
前記磁性素子に特性周波数の電流を流す検知電流源と、
前記磁性素子の出力電圧を測定する増幅器を含むことを特徴とする付記1に記載された駆動制御装置。
前記指示器は、
前記受信機の出力する周波数をカウントし、前記被制御機器に流す電流値の情報を前記駆動電流源に送ることを特徴とする付記1または2のいずれかに記載された駆動制御装置。
前記指示器は、
前記受信機の出力する信号の振幅値に応じた、前記被制御機器に流す電流値の情報を前記駆動電流源に送ることを特徴とする付記1または2のいずれかに記載された駆動制御装置。
前記駆動電流源は、
前記指示器から送られる制御情報に応じた駆動電流を前記被制御機器に流すことを特徴とする付記1乃至4の何れか1の請求項に記載された駆動制御装置。
特性周波数の電流を送信する電源と、
前記電源に接続された電線と、
前記電線に流れる電流に制御情報を重畳する制御情報付加装置と、
付記1から5の何れか1の請求項に記載された駆動制御装置と、
前記駆動制御装置に制御される被制御機器と、
を有することを特徴とする駆動制御システム。
10 電源
12、13 電線
14 制御情報付加装置
16 トランス
20 被制御機器
30 駆動制御装置
32 受信機
34 指示器
36 駆動電流源
40 磁性素子
40a 電流端子
40v 電圧端子
42 検知電流源
44 フィルタ
46 増幅器
60 電源
61 電源
62 負荷
64 受信機
66 磁性素子
66a 電流端子
66v 電圧端子
68 検知電流源
70 電圧計
74 計装アンプ
76 コンパレータ
78 PIC
80 サーボモータ
Cd 指示信号
110 送信装置
111a,111b 制御信号生成部
112 加算器
113 電源
114 制御情報付加装置
115 電線
116 抵抗
117 コンデンサ
120,120a,120b 駆動制御装置
121 駆動部
122 制御部
130a,130b サーボモータ
151 検知電流生成部
152 磁性素子
153 信号処理部
154 低域通過フィルタ
155 増幅器
156 コンパレータ
157 制御信号生成部
Claims (18)
- 電力と、周波数多重された複数の制御信号と、を電線を介して受信し、被制御機器を駆動制御する駆動制御装置であって、
前記被制御機器には検知周波数が設定され、
前記複数の制御信号の1つが、前記被制御機器に対応する制御信号であり、その周波数は前記検知周波数の近傍であり、
当該駆動制御装置は、
前記電力を用いて前記被制御機器を駆動する駆動部と、
周波数が前記検知周波数である矩形波の検知電流を生成する検知電流生成部と、
前記検知電流が流れ、前記電線の周囲に発生する磁界に反応してインピーダンスが変化する磁界反応素子と、
前記磁界反応素子からの出力から前記被制御機器に対応する制御信号を検知し、検知した制御信号に基づいて前記被制御機器を制御する信号処理部と、を備える駆動制御装置。 - 電力と、周波数多重された複数の制御信号と、を電線を介して受信し、第1〜第n(nは2以上の整数)の被制御機器を駆動制御する駆動制御装置であって、
前記第1〜第nの被制御機器のそれぞれには、互いに異なる第1〜第nの検知周波数がそれぞれ設定され、
前記複数の制御信号のうちの第1〜第nの制御信号は、前記第1〜第nの被制御機器とそれぞれ対応しており、
前記第k(kは1以上n以下の整数)の制御信号の周波数は、第kの検知周波数の近傍であり、
当該駆動制御装置は、
前記電力を用いて前記第1〜第nの被制御機器を駆動する駆動部と、
周波数が前記第1〜第nの検知周波数である検知電流を生成する検知電流生成部と、
前記検知電流が流れ、前記電線の周囲に発生する磁界に反応してインピーダンスが変化する磁界反応素子と、
前記磁界反応素子からの出力から前記第1〜第nの制御信号を検知し、検知した前記第1〜第nの制御信号に基づいて前記第1〜第nの被制御機器をそれぞれ制御する信号処理部と、を備える駆動制御装置。 - 前記検知電流生成部は、周波数が前記第1〜第nの検知周波数である検知電流を時分割で生成し、
前記信号処理部は、周波数が第kの検知周波数である検知電流が生成された場合に、第kの制御信号を検知する、請求項2に記載の駆動制御装置。 - 前記信号処理部は、前記第1〜第nの制御信号を時分割で検知するとともに、前記第1〜第nの被制御機器の制御タイミングを調整する、請求項3に記載の駆動制御装置。
- 前記検知電流生成部は、矩形波の前記検知電流を生成する、請求項2乃至4のいずれかに記載の駆動制御装置。
- 前記磁界反応素子は、前記電線に流れる電流と、前記検知電流との乗算結果に応じた出力を生成する、請求項1乃至5のいずれかに記載の駆動制御装置。
- 前記信号処理部は、デジタル信号処理を行って前記制御信号を検知する、請求項1乃至6のいずれかに記載の駆動制御装置。
- 前記信号処理部は、
前記磁界反応素子からの出力から低周波成分を取り出す低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタからの出力をデジタル信号に変換するAD変換部と、
を有する、請求項1乃至7のいずれかに記載の駆動制御装置。 - 前記被制御機器は、前記制御信号における周波数に応じて制御され、
前記信号処理部は、前記AD変換部からの出力のパルス間隔を計測して前記制御信号における周波数を検知する、請求項8に記載の駆動制御装置。 - 前記磁界反応素子からの出力は、
周波数が、前記磁界反応素子に流れる検知電流の検知周波数と前記複数の制御信号のそれぞれの周波数との和である成分と、
周波数が、前記磁界反応素子に流れる検知電流の検知周波数と前記複数の制御信号のそれぞれの周波数との差である成分と、
を含み、
前記信号処理部は、前記磁界反応素子からの出力から、周波数が最も低い成分を主に取り出す低域通過フィルタを有する、請求項1乃至7のいずれかに記載の駆動制御装置。 - 請求項1乃至10のいずれかに記載の駆動制御装置と、
前記複数の制御信号を周波数多重する制御情報付加装置、並びに、電力および前記複数の制御信号を前記駆動制御装置に供給する電線を有する送信装置と、を備える駆動制御システム。 - 送信装置と、複数の駆動制御装置と、を備え、複数の被制御機器を駆動制御する駆動制御システムであって、
前記送信装置は、
複数の制御信号を周波数多重する制御情報付加装置と、
電力および前記複数の制御信号を前記複数の駆動制御装置に供給する電線と、を有し、
前記複数の被制御機器のそれぞれには、互いに異なる検知周波数が設定され、
前記複数の制御信号は、前記複数の被制御機器のそれぞれと対応しており、
前記複数の制御信号のそれぞれの周波数は、対応する被制御機器に設定された検知周波数の近傍であり、
前記複数の駆動制御装置のそれぞれは、前記複数の被制御機器のうちの対象機器を駆動制御するものであって、
前記電力を用いて前記対象機器を駆動する駆動部と、
周波数が前記対象機器に設定された検知周波数である検知電流を生成する検知電流生成部と、
前記検知電流が流れ、前記電線の周囲に発生する磁界に反応してインピーダンスが変化する磁界反応素子と、
前記磁界反応素子からの出力に基づいて前記対象機器と対応する前記制御信号を検知し、検知した制御信号に基づいて前記対象機器を制御する信号処理部と、を備え、
前記複数の駆動制御装置のうちの1つの駆動制御装置における前記検知電流生成部が生成する検知電流の検知周波数は、前記複数の駆動制御装置のうちの別の駆動制御装置における前記検知電流生成部が生成する検知電流の検知周波数とは異なる、駆動制御システム。 - 前記検知電流生成部は、矩形波の前記検知電流を生成する、請求項12に記載の駆動制御システム。
- 前記検知電流との乗算結果に応じた出力を生成する、請求項12または13に記載の駆動制御システム。
- 前記信号処理部は、デジタル信号処理を行って前記制御信号を検知する、請求項12乃至14のいずれかに記載の駆動制御システム。
- 前記信号処理部は、
前記磁界反応素子からの出力から低周波成分を取り出す低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタからの出力をデジタル信号に変換するAD変換部と、
を有する、請求項12乃至15のいずれかに記載の駆動制御システム。 - 前記対象機器は、前記制御信号における周波数に応じて制御され、
前記信号処理部は、前記AD変換部からの出力のパルス間隔を計測して前記制御信号における周波数を検知する、請求項16に記載の駆動制御システム。 - 前記磁界反応素子からの出力は、
周波数が、前記磁界反応素子に流れる検知電流の検知周波数と前記複数の制御信号のそれぞれの周波数との和である成分と、
周波数が、前記磁界反応素子に流れる検知電流の検知周波数と前記複数の制御信号のそれぞれの周波数との差である成分と、
を含み、
前記信号処理部は、前記磁界反応素子からの出力から、周波数が最も低い成分を主に取り出す低域通過フィルタを有する、請求項12乃至15のいずれかに記載の駆動制御システム。
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