KR100187760B1 - 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크로(Synchro)신호에 의해 제어되는 함상 모터를 인터폴레이션(Interpolation)기법을 이용하여 제어하기 위한 모터 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 ACM 프로젝트의 기만기 발사대가 요동이나 오동작없이 원활하고 정확하게 고각, 선회각을 찾아 움직일 수 있도록 하고, 이에 따른 모터의 로드(Load)를 줄여 운동의 정교함과 시스템의 수명을 향상시킬 수 있도록 한 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템에 관한 것으로, 함센서로부터 출력되는 싱크로 시그널을 디지털 데이터로 변환하는 S/D 컨버터와, 상기 S/D 컨버터에서 변환된 디지털 데이터를 래치하는 래취부와, 상기 래취부에서 출력되는 디지털 데이터를 제어하는 마이크로 프로세서와, 상기 래취부에서 출력되는 디지털 데이터의 현재값과 바로 이전의 카운터의 출력 데이터 값을 비교하여 해당 디지털 데이터 값을 출력하는 인터폴레이션부와, 상기 인터폴레이션부에서 출력된 디지털 데이터를 래취하는 래취부와, 상기 래취부에서 출력된 디지털 데이터를 싱크로 신호로 변환하는 D/S 컨버터와, 상기 D/S 컨버터에서 출력되는 싱크로 신호에 따라 발사대 구동 모터를 제어하는 모터 제어부로 구성된다.

Description

인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템

제1도는 종래의 함상 모터 제어 회로 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 인터폴레이션 기법을 이용한 함상 모터 제어 시스템의 블록도.

제3도는 상기 제2도의 인터폴레이션부의 상세 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 함센서 20 : S/D 컨버터

30,60 : 래취부 40 : 마이크로 프로세서

50 : 인터폴레이션부 60 : D 플립플롭

52 : 비교기 53 : 업/다운 카운터

70 : D/S 컨버터 80 : 모터 제어부

90 : 발사대

본 발명은 싱크로(Synchro)신호에 의해 제어되는 함상 모터를 인터폴레이션(Interpolation)기법을 이용하여 제어하기 위한 모터 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 ACM 프로젝트의 기만기 발사대가 요동이나 오동작없이 원활하고 정확하게 고각, 선회각을 찾아 움직일 수 있도록 하고, 이에 따른 모터의 로드(Load)를 줄여 운동의 정교함과 시스템의 수명을 향상시킬 수 있도록 한 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템에 관한 것이다.

종래의 함상 모터 제어회로는 제1도에 도시된 바와 같이, 함센서(1)로부터 수중 상황에 대한 신호가 싱크로 시그널로 S/D 컨버터(Converter)(2)에 입력되면, 디지탈 신호처리를 위해 상기 S/D 컨버터(2)는 상기 싱크로 시그널을 아래와 같이 16비트로 양자화(Quartizing)한다.

D0→0.005498。

D1→0.010986。

D2→0.021972。

D3→0.043945。

D4→0.087890。

D5→0.175781。

D6→0.351562。

D7→0.703125。

D8→l.40625。

D9→2.8125。

D10→5.625。

D11→11.25。

D12→22.5。

D13→45。

D14→90。

D15→180。

이어, 상기 양자화된 디지털 신호를 74ACT574 IC의 래취부(3)에서 래취한 후, D/S 컨버터(5)를 통해 고각 및 선회각에 대한 신호가 모터 제어부(6)에 출력되어 발사대(7)로 전달된다.

그러나, 상기와 같이 종래에는 함센서의 함신호로부터 전달되는 싱크로, 즉 아날로그 신호를 주장비 및 기타 다른 장비와의 유기적인 신호 전달을 위해 S/D-컨버터(2)를 사용하여 디지털화함에 따라 다시 디지털 신호를 발사대를 구동시키는 싱크로 신호로 변환시켜 출력해야 한다.

따라서, 수시로 변하는 입력 함신호가 단순히 S/D→D/S 변환되어 발사대로 전달되는 결과로 인하여 상기 발사대가 선회각, 고각 모두 요동을 치며 덜컹거리고 그 결과 발사대 구동 모터에도 큰 무리를 주게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 그 목적은 함센서로부터 수시 입력되는 아날로그 싱크로 신호를 디지털화한 후, 바로 이전의 값과 현재 입력값을 비교하여 그 비교 결과를 데이터화함으로써 발사대가 요동없이 원활하게 정확한 발사각도를 찾도록 발사대의 구동 모터를 제어할 수 있도록 한 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템은 함센서로부터 출력되는 싱크로 시그널을 디지털 데이터로 변환하는 S/D 컨버터와, 상기 S/D 컨버터에서 변환된 디지털 데이터를 래치하는 래취부와, 상기 래취부에서 출력되는 디지털 데이터를 제어하는 마이크로 프로세서와, 상기 래취부에서 출력되는 디지털 데이터의 현재값과 바로 이전의 카운터의 출력 데이터 값을 비교하여 해당 디지털 데이터 값을 출력하는 인터폴레이션부와, 상기 인터폴레이션부에서 출력된 디지털 데이터를 래취하는 래취부와, 상기 래취부에서 출력된 디지털 데이터를 싱크로 신호로 변환하는 D/S 컨버터와, 상기 D/S 컨버터에서 출력되는 싱크로 신호에 따라 발사대 구동 모터를 제어하는 모터 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템의 구성 및 동작 그리고 작용효과를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 인터폴레이션 기법을 이용한 함상 모터 제어 시스템의 블록도로서, 함센서(10)로부터 출력되는 싱크로 시그널을 디지털 데이터로 변환하는 S/D 컨버터(20)와, 상기 S/D 컨버터(20)에서 변환된 디지털 데이터를 래치하는 래취부(30)와, 상기 래취부(30)에서 출력되는 디지털 데이터를 제어하는 마이크로 프로세서(40)와, 상기 래취부(30)에서 출력되는 디지털 데이터의 현재값과 바로 이전의 카운터의 출력 데이터 값을 비교하여 해당 디지털 데이터 값을 출력하는 인터폴레이션부(50)와, 상기 인터폴레이션부(50)에서 출력된 디지털 데이터를 래취하는 래취부(60)와, 상기 래취부(60)에서 출력된 디지털 데이터를 싱크로 신호로 변환하는 D/S 컨버터(70)와, 상기 D/S 컨버터(70)에서 출력되는 싱크로 신호에 따라 발사대(90)의 구동 모터를 제어하는 모터 제어부(80)로 구성된다.

상기 인터폴레이션부(50)는 제3도에 도시된 바와 같이, 상기 래취부(30)에서 출력되는 디지털 데이터를 다시 한번 래취하는 D 플립플롭(51)과, 상기 D 플립플롭(51)에서 출력되는 디지털 데이터의 현재값과 바로 이전의 카운터의 출력 데이터 값을 비교하여 현재값의 대소에 따른 해당 디지털 데이터를 출력하기 위한 제어 신호를 출력하는 비교기(52)와, 상기 비교기(52)로부터 현재값이 큰 경우의 제어신호에 따라 출력값을 증가시켜 출력하고, 현재값이 작은 경우의 제어신호에 따라 상기 출력값을 그대로 출력하는 업/다운 카운터 (Up/Down Counter)(53)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템은, 먼저 S/D 컨버터(20)는 함센서(10)로부터 출력되는 싱크로 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환한다.

그리고 나서, 래취부(30)를 통해 상기 변환된 디지털 데이터를 래취하고 다시 인터폴레이션부(50)의 D 플립플롭(51)에 의해 16 비트 데이터를 래취한다.

이어, 현재의 입력값과 바로 이전의 상기 업/다운 카운터(53)의 데이터 출력값을 비교하여 상기 현재의 입력값이 업/다운 카운터(53)의 데이터 출력 값보다 크면 상기 업/다운 카운터(53) 값을 증가시켜 출력하도록 하고, 상기 현재의 입력값이 업/다운 카운터(53)의 데이터 출력 값보다 작으면 업/다운 카운터(53)의 출력값을 그대로 출력하도록 한다.

계속해서, 상기와 같이 출력되는 인터폴레이션부(50)의 출력값을 래취부(60)를 통해 래취한 후 D/S 컨버터(70)를 통해 디지털 데이터 값을 싱크로 신호로 변환한다.

이에 따라, 상기 변환된 싱크로 신호는 모터 제어부(80)에 입력되어 발사대(90)의 구동 모터를 제어하게 된다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 인터폴레이션 회로를 채용함에 따라 요동치면서 덜컹거리고 움직이던 발사대를 부드럽고 세밀하게 움직일 수 있도록 하고, 또한 정확한 비교를 통해 정밀한 발사각도를 찾아 고정시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 16비트 데이터를 세밀히 비교하여 대소를 구분해 출력할 필요가 있는 어떠한 디지털 회로에도 적용할 수 있으며, EPLD를 사용했기 때문에 회로가 PCB를 차지하는 면적도 크게 주는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 함센서(10)로부터 출력되는 싱크로 시그널을 디지털 데이터로 변환하는 S/D 컨버터(20)와, 상기 S/D 컨버터(20)에서 변환된 디지털 데이터를 래치하는 래취부(30)와, 상기 래취부(30)에서 출력되는 디지털 데이터를 제어하는 마이크로 프로세서(40)와, 상기 래취부(30)에서 출력되는 디지털 데이터의 현재값과 바로 이전의 카운터의 출력 데이터 값을 비교하여 해당 디지털 데이터 값을 출력하는 인터폴레이션부(50)와, 상기 인터폴레이션부(50)에서 출력된 디지털 데이터를 래취하는 래취부(60)와, 상기 래취부(60)에서 출력된 디지털 데이터를 싱크로 신호로 변환하는 D/S 컨버터(70)와, 상기 D/S 컨버터(70)에서 출력되는 싱크로 신호에 따라 구동 모터를 제어하는 모터 제어부(80)로 구성됨을 특징으로 하는 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 래취부(30)에서 출력되는 디지털 데이터를 다시 한번 래취하는 D 플릴플롭(51)과, 상기 D 플립플롭(51)에서 출력되는 디지털 데이터의 현재값과 바로 이전의 카운터의 출력 데이터 값을 비교하여 현재값의 대소에 따른 해당 디지털 데이터를 출력하기 위한 제어신호를 출력하는 비교기(52)와, 상기 비교기(52)로부터 현재값이 큰 경우의 제어신호에 따라 출력값을 증가시켜 출력하고, 현재값이 작은 경우의 제어신호에 따라 상기 출력값을 그대로 출력하는 업/다운 카운터(53)로 구성됨을 특징으로 하는 인터폴레이션 기법을 이용한 모터 제어 시스템.