KR100260492B1 - 서보 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서보 제어 시스템을 공개한다. 그 시스템은 서보의 이동에 필요한 관련 지령 값들을 연산하여 소정비트의 병렬 데이타로 출력하고 상기 서보의 현재의 관련 값들을 입력하는 제 1 중앙 처리장치와 상기 제 1 중앙 처리장치로 부터 출력되는 소정비트의 병렬 데이타를 직렬로 출력하고 직렬로 입력되는 상기 서보의 현재의 관련 값을 병렬 데이타로 변환하기 위한 병-직렬 및 직-병렬 변환회로를 구비한 상위 제어기; 및 상기 병-직렬 및 직-병렬 변환회로로 부터의 직렬 데이타를 병렬 데이타로 변환하고 병렬로 입력되는 상기 서보의 현재의 관련 값을 직렬 데이타로 변환하여 상기 병-직렬 및 직-병렬 변환회로로 출력하기 위한 직-병렬 및 병-직렬 변환회로와 상기 직-병렬 및 병-직렬 변환회로로 부터의 병렬 데이타를 입력하여 상기 서보를 제어하고 상기 서보로 부터 현재의 관련 값을 입력하여 병렬 데이타로 출력하는 제 2 중앙 처리장치를 구비한 서보 드라이브로 구성되어 있다. 따라서, 회로 구성이 간단하고 서보 드라이브로 부터 상위 제어기로의 직접적인 데이타 전송이 가능하다.
Description
본 발명은 서보 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 직렬 데이타 송, 수신에 의한 서보 제어 시스템에 관한 것이다.
서보 제어 시스템은 서보 제어신호들(위치, 속도, 토오크 지령신호)을 발생하는 상위 제어기와 상위 제어기로 부터의 지령신호에 따라 서보를 구동하는 서보 드라이브로 구성되어 있다. 그리고, 서보 드라이브는 지령신호 발생장치인 상위 제어기와의 통신 방식에 따라 크게 토오크 제어모드, 속도 제어모드, 및 위치 제어모드의 세가지 모드로 구성된다. 이중 위치 제어모드에서는 디지탈 펄스 신호를 입력하여 계수하는 방식으로 지령을 받아들이거나 디지탈 접점으로 직접 숫자 코드를 입력받는 형태를 취하고 있다. 토오크, 속도 제어모드는 아날로그 신호를 받아들여 서보 드라이브에서 디지탈 신호로 변환하여 사용한다.
도 1은 종래의 서보 제어 시스템의 블럭도로서, 중앙 처리장치(CPU; central processing unit)(10), 펄스 발생기(12), 및 디지탈-아날로그 변환기(DAC; digital analog converter)(14)로 구성된 상위 제어기(100), 및 펄스 카운터(20), 아날로그-디지탈 변환기(ADC; analog-digital converter)(22), 및 중앙 처리장치(24)로 구성된 서보 드라이브로 구성되어 있다.
중앙 처리장치(10)는 위치, 속도, 토오크 값을 계산한다. 위치 제어모드의 경우에는 중앙 처리장치(10)에서 계산된 위치 값을 펄스 발생기(12)로 출력한다. 펄스 발생기(12)는 필요한 위치 값을 서보 드라이브(200)의 펄스 카운터(20)로 전송한다. 중앙 처리장치(24)는 펄스 카운터(20)에 의해서 계수된 위치 값을 입력하여 서보를 이 값만큼 이동한다. 속도 및 토오크 모드에서는 상위 제어기(100)가 계산한 디지탈 토오크, 속도 값을 디지탈-아날로그 변환기(14)에 의해서 아날로그 신호 변환하여 서보 드라이브(200)의 아날로그-디지탈 변환기(22)로 전송한다. 아날로그-디지탈 변환기(22)는 아날로그 토오크, 속도 값을 디지탈 신호로 변환하여 중앙 처리장치(24)로 전송한다. 중앙 처리장치(24)는 입력되는 토오크, 속도 값에 따라 동작하도록 서보를 구동한다.
그런데, 상술한 바와 같은 종래의 서보 제어 시스템은 위치 제어모드의 경우에 상위 제어기의 펄스 발생기와 서보 드라이브의 카운터가 추가됨으로 회로 구성이 복잡하고 위치 지령 신호가 그 주파수의 가변으로 인해 카운터의 속도면에서나 노이즈의 감소를 위해 부가적으로 많은 회로가 요구된다는 단점이 있다.
그리고, 속도, 및 토오크 제어모드의 경우에는 디지탈-아날로그 변환기 및 아날로그-디지탈 변환기가 요구됨으로 회로 구성이 복잡하고 아날로그 신호가 가지는 오프셋(offset)과 드리프트(drift) 현상을 가지게 되는 단점이 있다.
뿐만 아니라, 위치, 속도, 및 토오크 제어모드의 신호 전송이 모두 상위 제어기에서 서보 드라이브로 전송되는 일방적인 신호 전송 방식이므로 서보 드라이브로 부터 서보의 현재의 위치, 속도, 및 토오크 신호를 상위 제어기로 전송할 방법이 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 회로 구성이 간단하고 직렬로 데이타를 송, 수신할 수 있는 서보 제어 시스템을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 서보 제어 시스템은 서보의 이동에 필요한 관련 지령 값들을 연산하여 소정비트의 병렬 데이타로 출력하고 상기 서보의 현재의 관련 값들을 입력하는 제 1 중앙 처리장치와 상기 제 1 중앙 처리장치로 부터 출력되는 소정비트의 병렬 데이타를 직렬로 출력하고 직렬로 입력되는 상기 서보의 현재의 관련 값을 병렬 데이타로 변환하기 위한 병-직렬 및 직-병렬 변환수단을 구비한 상위 제어수단, 및 상기 병-직렬 및 직-병렬 변환수단으로 부터의 직렬 데이타를 병렬 데이타로 변환하고 병렬로 입력되는 상기 서보의 현재의 관련 값을 직렬 데이타로 변환하여 상기 병-직렬 및 직-병렬 변환수단으로 출력하기 위한 직-병렬 및 병-직렬 변환수단과 상기 직-병렬 및 병-직렬 변환수단으로 부터의 병렬 데이타를 입력하여 상기 서보를 제어하고 상기 서보로 부터 현재의 관련 값을 입력하여 병렬 데이타로 출력하는 제 2 중앙 처리장치를 구비한 서보 드라이브를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1 은 종래의 서보 제어 시스템의 블럭도이다.
도 2 는 본 발명의 서보 제어 시스템의 블럭도이다.
도 3 은 도 2 에 나타낸 블럭도의 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 서보 제어 시스템을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 서보 제어 시스템의 블럭도로서, 중앙 처리장치(30)와 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)로 구성된 상위 제어기(300), 및 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)와 중앙 처리장치(42)로 구성된 서보 드라이브(400)로 구성되어 있다.
본 발명의 서보 제어 시스템은 종래의 서보 제어 시스템과는 달리 위치 제어모드와 속도 및 토오크 제어모드에 따른 별도의 신호선이 필요없고 하나의 신호선을 통하여 위치, 속도, 토오크 값을 전송하고 현재의 서보의 위치, 속도, 및 토오크 값을 상위 제어기로 전송하기 위한 신호선을 가지고 있다.
도 2에 나타낸 블럭도의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상위 제어기(300)의 중앙 처리장치(30)에서 연산된 위치, 속도, 및 토오크 값이 병렬로 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)로 전송된다. 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)는 병렬로 전송되는 값을 직렬로 변환하여 서보 드라이브로 전송한다. 서보 드라이브(400)의 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)는 전송되는 직렬 신호를 병렬로 변환한다. 그리고, 중앙 처리장치(42)는 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)에 의해서 변환된 위치, 속도, 및 토오크 값에 따라 서보를 제어하도록 한다. 그리고, 중앙 처리장치(42)는 서보로 부터 현재의 위치, 속도, 토오크 값을 입력하여 출력한다. 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)는 중앙 처리 장치(42)로 부터 병렬로 입력되는 위치, 속도, 및 토오크 값을 직렬로 변환하여 출력한다. 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)는 직렬로 입력되는 현재의 서보의 위치, 속도, 및 토오크 값을 병렬로 변환한다. 중앙 처리장치(30)는 병렬로 입력되는 서보의 위치, 속도, 및 토오크 값을 입력하여 서보를 제어하기 위한 위치, 속도, 및 토오크 값을 발생하는데 이용한다.
즉, 본 발명의 서보 제어 시스템의 상위 제어기는 서보 드라이브로 위치, 속도, 및 토오크 값을 제공하고, 서보 드라이브는 서보의 현재의 위치, 속도, 및 토오크 값을 상위 제어기로 전송한다. 직-병렬 변환회로나 병-직렬 변환회로는 쉬프트 레지스터를 이용하여 쉽게 구현할 수 있다. 즉, 직-병렬 변환회로는 직렬로 입력되는 소정비트의 데이타를 쉬프트 레지스터에 순차적으로 저장하고 한개의 데이타의 입력이 완료되면 한꺼번에 출력한다. 병-직렬 변환회로는 병렬로 입력되는 소정비트의 데이타를 쉬프트 레지스터에 저장하고 1비트씩 출력하면 된다.
그리고, 상위 제어기로 부터 서보 드라이브로 데이타가 전송될 때는 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)는 병-직렬 변환회로로 동작하고 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)는 직-병렬 변환회로로 동작한다. 이와는 달리, 서보 드라이브로 부터 상위 제어기로 데이타가 전송될 때는 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)는 직-병렬 변환회로로 동작하고 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)는 병-직렬 변환회로로 동작한다.
도 3은 도 2에 나타낸 블럭도의 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도로서, 중앙 처리장치(30)는 서보가 이동해야할 위치, 속도, 및 토오크 값을 계산한다(제500단계). 제어주기의 8배 또는 16배마다 위치, 속도, 및 토오크 값을 샘플링한다(제510단계). 제어주기마다 데이타를 전송하게 되면 데이타의 량이 너무 많아 신호 유실 등의 문제가 발생할 수 있다. 중앙 처리장치(30)에 의해서 샘플링된 값들은 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)로 입력되어 직렬 데이타로 변환되고 이 값이 서보 드라이브의 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)로 출력된다(제520단계). 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)는 입력되는 값은 병렬로 변환한다. 중앙 처리장치(42)는 샘플링된 병렬 지령 값들을 입력하여 보간한다(제530단계). 그리고, 중앙 처리장치(42)는 보간에 의해서 제어주기마다 위치, 속도, 및 토오크 지령 값을 발생한다(제540단계). 중앙 처리장치(42)는 이 값들을 이용하여 서보를 제어한다(제550단계).
도 3에 나타낸 동작 흐름도는 상위 제어기로 부터 서보 드라이브로의 동작 흐름을 나타낸 것이고, 서보 드라이브로 부터의 상위 제어기로의 동작 흐름은 중앙 처리장치(42)로 서보의 위치, 속도, 및 토오크 값이 입력되고 이 값을 제어주기의 8배 또는 16배마다 샘플링하여 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)로 입력한다. 직-병렬 및 병-직렬 변환회로(40)는 입력된 병렬 데이타 값을 직렬 데이타로 변환한다. 병-직렬 및 직-병렬 변환회로(32)는 입력된 직렬 데이타 값을 병렬 데이타로 변환한다. 중앙 처리장치(30)는 입력되는 샘플링된 병렬 위치, 속도, 및 토오크 값을 보간하여 제어주기마다의 신호를 발생하고 이 값들을 이용하여 서보를 제어하기 위한 지령 값들을 발생한다.
따라서, 본 발명의 서보 제어 시스템은 상위 제어기와 서보 드라이브사이의 데이타 전송이 디지탈 방식으로 이루어짐으로써 회로 구성이 간단해지고 데이타 전송에 따른 문제점이 해결될 수 있다.
본 발명의 서보 제어 시스템은 회로 구성이 간단하고 서보 드라이브로 부터 상위 제어기로의 직접적인 데이타 전송이 가능하다.
Claims (4)
- 서보의 이동에 필요한 관련 지령 값들을 연산하여 소정비트의 병렬 데이타로 출력하고 상기 서보의 현재의 관련 값들을 입력하는 제 1 중앙 처리장치와상기 제 1 중앙 처리장치로 부터 출력되는 소정비트의 병렬 데이타를 직렬로 출력하고 직렬로 입력되는 상기 서보의 현재의 관련 값을 병렬 데이타로 변환하기 위한 병-직렬 및 직-병렬 변환수단을 구비한 상위 제어수단; 및상기 병-직렬 및 직-병렬 변환수단으로 부터의 직렬 데이타를 병렬 데이타로 변환하고 병렬로 입력되는 상기 서보의 현재의 관련 값을 직렬 데이타로 변환하여 상기 병-직렬 및 직-병렬 변환수단으로 출력하기 위한 직-병렬 및 병-직렬 변환수단과,상기 직-병렬 및 병-직렬 변환수단으로 부터의 병렬 데이타를 입력하여 상기 서보를 제어하고 상기 서보로 부터 현재의 관련 값을 입력하여 병렬 데이타로 출력하는 제 2 중앙 처리장치를 구비한 서보 드라이브를 구비한 것을 특징으로 하는 서보 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 관련 값들은 위치, 속도, 및 토오크 값들인 것을 특징으로 하는 서보 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 중앙 처리장치는 상기 서보의 이동에 필요한 관련 값들을 소정주기마다 샘플링하여 출력하는 것을 특징으로 하는 서보 제어 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 중앙 처리장치는 상기 서보로 부터 입력되는 현재의 관련 값들을 소정주기마다 샘플링하여 출력하는 것을 특징으로 하는 서보 제어 시스템.
Priority Applications (1)
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| KR1019970041427A KR100260492B1 (ko) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 서보 제어 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970041427A KR100260492B1 (ko) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 서보 제어 시스템 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR19990018277A KR19990018277A (ko) | 1999-03-15 |
| KR100260492B1 true KR100260492B1 (ko) | 2000-07-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970041427A KR100260492B1 (ko) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 서보 제어 시스템 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR100260492B1 (ko) |
-
1997
- 1997-08-27 KR KR1019970041427A patent/KR100260492B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
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| KR19990018277A (ko) | 1999-03-15 |
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