KR19990001541A - Speed detection method and device - Google Patents

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KR19990001541A
KR19990001541A KR1019970024912A KR19970024912A KR19990001541A KR 19990001541 A KR19990001541 A KR 19990001541A KR 1019970024912 A KR1019970024912 A KR 1019970024912A KR 19970024912 A KR19970024912 A KR 19970024912A KR 19990001541 A KR19990001541 A KR 19990001541A
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KR1019970024912A
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Inventor
백상기
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윤종용
삼성전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 속도검출방법은 증분형 엔코더에서 출력되는 임의의 두 상의 펄스열의 각 에지가 발생할 때마다 그 시점에 대응하는 시간 데이터를 저장하는 단계; 소정의 속도검출주기 내에 발생하는 에지의 개수를 계수하는 단계; 상기 속도검출주기마다 최종 에지의 시간 데이터 및 그 에지와 대응되는 이전의 시간 데이터로부터 시간차를 구하는 단계; 및 상기 속도검출주기 내에 발생된 에지의 개수로부터 각도차를 구하여 속도를 구하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.According to an aspect of the present invention, a speed detection method includes storing time data corresponding to a point in time at each edge of a pulse train of two phases output from an incremental encoder; Counting the number of edges occurring within a predetermined speed detection period; Obtaining a time difference from time data of a final edge and previous time data corresponding to the edge for each speed detection period; And obtaining a speed by obtaining an angle difference from the number of edges generated in the speed detection period.

이와 같은 본 발명에 의하면, 속도검출주기 내에 엔코더 펄스가 한 에지만 발생하더라도 속도검출이 가능하여 저속영역까지도 속도를 정확히 검출할 수 있고, 최소의 하드웨어로 엔코더에서 출력되는 정보를 100% 이용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, even if only one encoder pulse occurs within the speed detection period, the speed can be detected so that the speed can be accurately detected even in the low speed region, and 100% of the information output from the encoder can be used with minimum hardware. There is an advantage.

Description

속도검출방법 및 장치Speed detection method and device

본 발명은 전동기 등과 같은 회전기의 속도검출방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 증분형 엔코더(incremental encoder)의 속도정보를 이용하여 저속에서도 속도를 정확히 검출할 수 있는 속도검출방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for detecting a speed of a rotor such as an electric motor, and more particularly, to a speed detecting method and apparatus capable of accurately detecting a speed even at a low speed by using speed information of an incremental encoder.

현재 전동기의 회전속도 검출에 널리 사용되고 있는 증분형 엔코더는 도 1에 도시된 바와 같이 상호 90°의 위상차를 갖는 A,B 두상의 펄스열 및 360°주기마다 1개의 Z상 펄스를 출력하며, 이중에서 통상 A,B 두상만이 속도검출을 위해 이용되고 있다. 속도검출은 일정 시간(dt) 동안 변화한 각도(dθ)를 이용하여 ω=dθ/dt에 의해 구해지며, 이때dθ는 엔코더의 펄스 개수로 알 수 있다. 그러므로, 속도검출이 계속 수행되기 위해서는 dt 시간동안 엔코더 펄스가 1개 이상 발생되어야 하며, 저속영역에서도 이를 만족하기 위해서는 펄스의 출력개수가 많은 엔코더가 사용되어야 한다.As shown in FIG. 1, an incremental encoder widely used for detecting a rotational speed of an electric motor outputs pulse trains of A and B phases having a phase difference of 90 ° to each other, and one Z-phase pulse every 360 ° period. Normally, only A and B heads are used for speed detection. Velocity detection is obtained by ω = dθ / dt using the angle dθ changed for a certain time dt, where dθ may be determined by the number of pulses of the encoder. Therefore, one or more encoder pulses must be generated during the dt time for the speed detection to continue, and an encoder with a large number of pulse outputs must be used to satisfy this in the low speed region.

한편, 종래에는 회전속도 검출을 위해 도 2에 도시된 바와 같은 방법을 사용하였다. 즉, 엔코더 펄스의 주기오차에 비해 반주기오차가 크기 때문에 A,B 상을 4체배하지 않고, A,B 상중 어느 한 상의 신호만을 이용하며, 엔코더 펄스 수로 dθ를 계산하고 기준 클락(clock)을 계수함으로써 dt를 계산하였다. 그리고, 그와 같은 dθ와 dt에 의해 각속도 ω(ω=dθ/dt=2πftm1/(ppr·m2)[rad/s]를 구함으로써 전동기의 속도를 검출하였다.On the other hand, the conventional method as shown in Figure 2 for the rotational speed detection was used. That is, because the half-cycle error is larger than the cycle error of the encoder pulse, it does not multiply A and B phases and uses only the signal of either phase of A and B phases, calculates dθ by the number of encoder pulses and counts the reference clock. Dt was calculated by. Then, the speed of the motor was detected by obtaining the angular velocity ω (ω = dθ / dt = 2πf t m 1 / (ppr · m 2 ) [rad / s] by such dθ and dt.

그런데, 이와 같은 종래 방법은 dθ와 dt의 데이터를 읽고 속도를 계산하는 시간(Tc) 동안 계수는 정지되며, dt의 시간을 정확히 엔코더의 에지(edge)와 맞추어야 하는 과정이 필요하므로 저속의 경우 정확한 속도검출이 불가능하다. 또한, 엔코더에서 출력되는 두 상의 정보중 한 상의 정보만을 사용하므로 엔코더의 펄스정보를 100% 이용하지 못하는 문제점이 있다. 이에 대한 대응책으로 종래에는 도 3에 도시된 바와 같이 각도계수 카운트 및 시간계수 카운트 값을 계속 저장해 나가는 방법을 사용하기도 했다. 즉, 제1래치(latch)군은 엔코더 펄스의 각 에지때마다의 각도계수값 및 시간계수값을 저장하며, 속도검출주기(Ts)에서 제1래치군의 데이터들은 제2래치군으로 저장된다. 그리고, 현재의 속도검출 시점을 기준으로 할 때, 제2래치군에는 최신의 4개의 각 에지에 해당하는 각도 및 시간 데이터가 저장되며 이전의 데이터들은 연산처리장치(미도시)에 저장된다. 제2래치군에 저장된 데이터들은 연산처리장치에 의해 읽혀져 이전의 데이터와 함께 속도계산에 사용된다. 이상과 같은 방법은 데이터를 저장하는 하드웨어(hardware)가 이중으로 되어 있어 엔코더 정보를 100% 이용할 수 있고, 속도검출주기 동안 에지가 한 개만 발생되어도 이전의 데이터를 이용하여 속도검출이 가능하나, 너무 많은 하드웨어를 필요로 하여 하드웨어에 대한 부담이 크고 비용이 많이 드는 문제점이 있다.However, in the conventional method, the count is stopped during the time Tc of reading the data of dθ and dt and calculating the speed, and it is necessary to precisely match the time of dt with the edge of the encoder. Speed detection is impossible. In addition, since only one phase of information of two phases output from the encoder is used, there is a problem in that pulse information of the encoder cannot be used 100%. As a countermeasure, conventionally, a method of continuously storing the angle count and time count count values has been used as shown in FIG. 3. That is, the first latch group stores the angle coefficient value and the time coefficient value at each edge of the encoder pulse, and the data of the first latch group are stored as the second latch group in the speed detection period Ts. . In addition, based on the current speed detection time point, the second latch group stores angle and time data corresponding to each of the latest four edges, and previous data are stored in an operation processing device (not shown). The data stored in the second latch group are read by the processing unit and used for speed calculation together with the previous data. In the above method, since hardware that stores data is doubled, encoder information can be used 100% and speed detection is possible using previous data even if only one edge is generated during the speed detection cycle. Since a lot of hardware is required, there is a problem that the burden on the hardware is large and expensive.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 펄스 출력 개수가 적은 저가의 엔코더를 이용하여 저속영역까지 속도를 정확히 검출할 수 있는 속도검출방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a speed detecting method and apparatus capable of accurately detecting a speed to a low speed region by using a low cost encoder having a small number of pulse outputs.

도 1은 증분형 엔코더의 출력펄스 파형도.1 is an output pulse waveform diagram of an incremental encoder.

도 2는 종래 속도검출방법을 설명하는 개요도.2 is a schematic diagram illustrating a conventional speed detection method.

도 3은 종래 다른 속도검출방법을 설명하는 개요도.3 is a schematic diagram illustrating another conventional speed detection method.

도 4는 본 발명에 따른 속도검출장치의 개략적인 시스템 구성도.4 is a schematic system configuration diagram of a speed detection apparatus according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 속도검출장치가 채용된 전동기 제어 시스템의 개략적인 블록구성도.Figure 5 is a schematic block diagram of a motor control system employing a speed detection apparatus according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 속도검출방법에 따른 통상의 속도계산방법을 설명하는 개요도.Figure 6 is a schematic diagram illustrating a conventional speed calculation method according to the speed detection method according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 속도검출방법에 따라 속도검출주기중 에지가 한 개 발생한 경우의 속도계산방법을 설명하는 개요도.7 is a schematic diagram illustrating a speed calculation method when one edge occurs during a speed detection cycle according to the speed detection method according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 속도검출방법에 따라 속도검출주기중 에지가 발생하지 않은 경우의 속도계산방법을 설명하는 개요도.8 is a schematic diagram illustrating a speed calculation method when no edge is generated during a speed detection cycle according to the speed detection method according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

40...(본 발명의)속도검출장치 41...4체배 회로40 ... (detection) speed detection device 41 ... 4 multiplication circuit

42...A상 및 -A상 시간 래치 43...B상 및 -B상 시간 래치42 ... A phase and -A phase time latch 43 ... B phase and -B phase time latch

44...△t 시간 래치 45...각도계측 카운터44 ... △ t time latch 45 ... Angle measurement counter

46...각도 래치 47...시간계측 카운터46 ... Angle latch 47 ... Time measurement counter

48...D 플립-플롭 51...콘트롤러48 ... D flip-flop 51 ... controller

52...리액터 53...컨버터52 ... Reactor 53 ... Converter

54...인버터 56...엔코더54 Inverter 56 Encoder

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 속도검출방법은, 증분형 엔코더에서 출력되는 임의의 두 상의 펄스열의 각 에지가 발생할 때마다 그 시점에 대응하는 시간 데이터를 저장하는 단계;소정의 속도검출주기 내에 발생하는 에지의 개수를 계수하는 단계;상기 속도검출주기마다 최종 에지의 시간 데이터 및 그 에지와 대응되는 이전의 시간 데이터로부터 시간차를 구하는 단계; 및 상기 속도검출주기 내에 발생된 에지의 개수로부터 각도차를 구하여 속도를 구하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the speed detection method according to the present invention comprises the steps of: storing time data corresponding to each time point of each edge of a pulse train of two phases output from an incremental encoder; Counting the number of edges occurring within a period; obtaining a time difference from time data of a final edge and previous time data corresponding to the edge for each speed detection period; And obtaining a speed by obtaining an angle difference from the number of edges generated in the speed detection period.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 속도검출장치는, 엔코더의 출력펄스에서 A상 및 B상의 펄스를 입력받아 각각의 에지신호를 검출하는 n체배 회로와; 상기 A상의 라이징 및 폴링 에지 발생 시의 시간 데이터를 저장하는 A상 및 -A상 시간 래치와; 상기 B상의 라이징 및 폴링 에지 발생 시의 시간 데이터를 저장하는 B상 및 -B상 시간 래치와; 연산처리장치가 데이터를 읽는 동안 발생되는 펄스 에지의 시간 데이터를 저장하는 △t 시간 래치와; 상기 n체배 회로로부터 출력된 n체배된 펄스 에지 신호를 카운팅하는 각도계측 카운터와; 상기 각도계측 카운터의 값을 소정의 주기로 저장하는 각도 래치와; 기준 클락을 입력받아 업 카운트하며 소정 주기로 인터럽트 신호를 발생시키는 시간계측 카운터; 및 상기 시간 래치 및 각도 래치의 인에이블/디스에이블을 제어하는 플립-플롭을 포함하는 점에 그 특징이 있다.In addition, in order to achieve the above object, the speed detecting device according to the present invention comprises: an n-multiplier circuit which receives pulses of A and B phases from an output pulse of an encoder and detects each edge signal; Phase A and phase A latches for storing time data of the rising and falling edges of the phase A; Phase B and -B phase latches for storing time data of the rising and falling edges of phase B; A [Delta] t time latch for storing time data of a pulse edge generated while the arithmetic processing device reads data; An angle measuring counter for counting n-multiplied pulse edge signals output from the n-multiplier circuit; An angle latch for storing the value of the angle measuring counter at a predetermined cycle; A time measurement counter that receives the reference clock, counts up, and generates an interrupt signal at a predetermined period; And a flip-flop for controlling the enable / disable of the time latch and the angle latch.

이와 같은 본 발명에 의하면, 속도검출주기 내에 엔코더 펄스가 한 에지만 발생하더라도 속도검출이 가능하여 저속영역까지도 속도를 정확히 검출할 수 있고, 최소의 하드웨어로 엔코더에서 출력되는 정보를 100% 이용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, even if only one encoder pulse occurs within the speed detection period, the speed can be detected so that the speed can be accurately detected even in the low speed region, and 100% of the information output from the encoder can be used with minimum hardware. There is an advantage.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 속도검출장치의 시스템 구성을 개략적으로 나타내 보인 블록구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 속도검출장치가 채용된 전동기 제어시스템을 개략적으로 나타내 보인 블록구성도이다.4 is a block diagram schematically showing the system configuration of the speed detection apparatus according to the present invention, Figure 5 is a block diagram schematically showing an electric motor control system employing the speed detection device according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 속도검출장치(40)는 전동기의 회전에 따라 엔코더(56:도 5 참조)에서 출력되는 펄스중에서 A상 및 B상의 펄스(도 1 참조)를 입력받아 각각의 에지 신호를 검출하는 4체배 회로(41)와, 상기 A상의 라이징(rising) 및 폴링(falling) 에지 발생 시의 시간 데이터를 저장하는 A상 및 -A상 시간 래치(42)와, 상기 B상의 라이징 및 폴링 에지 발생 시의 시간 데이터를 저장하는 B상 및 -B상 시간 래치(43)와, 연산처리장치(미도시)가 데이터를 읽는 동안 발생되는 에지의 시간 데이터를 저장하는 △t시간래치(44)와, 상기 4체배 회로(41)로부터 출력된 4체배된 엔코더 펄스의 에지 신호를 카운팅하는 각도계측 카운터(45)와, 그 각도계측 카운터(45)의 값을 속도검출주기로 저장하는 각도 래치(46)와, 기준 클락을 입력받아 업(up) 카운트하며 속도검출주기로 인터럽트(interrupt) 신호를 발생시키는 시간계측 카운터(47) 및 상기 시간 래치들(42)(43)(44) 및 각도 래치(46)의 인에이블/디스에이블(enable/disenable)을 제어하는 D플립-플롭(flip- flop)(48)을 구비한다.Referring to FIG. 4, the speed detecting device 40 according to the present invention receives pulses of phase A and phase B (see FIG. 1) from among pulses output from an encoder 56 (see FIG. 5) according to rotation of an electric motor. A multiplication circuit 41 for detecting an edge signal of the A phase and a phase A-time latch 42 for storing time data at the time of rising and falling edges of the A phase, and the B Phase B and -B phase latches 43 for storing time data at the time of rising and falling edges of the phase and? T time for storing the time data of the edges generated while the processing unit (not shown) reads data. An angle measurement counter 45 for counting an edge signal of the quadrupled encoder pulse output from the latch 44, the multiplication circuit 41, and the value of the angle measurement counter 45 in a speed detection cycle. Velocity detection by counting up with the angle latch 46 and the reference clock D controlling the time measurement counter 47 for generating a low interrupt signal and enabling / dissenable of the time latches 42, 43, 44 and the angle latch 46. A flip-flop 48 is provided.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 속도검출장치(40)는 도 5에 도시된 바와 같이 전동기(55)의 엔코더(56)와 전동기 제어 시스템을 전체적으로 제어하는 콘트롤러(51) 사이에 설치되어 전동기(55)의 속도를 검출하게 된다. 도 5에서 참조 번호 52는 이상전류를 제한하기 위한 리액터, 53은 교류를 직류로 변환하는 컨버터, 그리고 54는 직류를 다시 교류로 변환하는 인버터를 각각 나타낸다.The speed detecting device 40 according to the present invention having the configuration as described above is installed between the encoder 56 of the electric motor 55 and the controller 51 for controlling the motor control system as a whole as shown in FIG. 5. The speed of 55 is detected. In Fig. 5, reference numeral 52 denotes a reactor for limiting abnormal current, 53 denotes a converter for converting alternating current into direct current, and 54 denotes an inverter for converting direct current into alternating current.

그러면, 본 발명에 따른 속도검출장치(40)에 의해 전동기의 속도를 검출하는 과정에 대해 도 4 내지 도 8을 참조하면서 더 상세히 설명해 보기로 한다.Then, the process of detecting the speed of the motor by the speed detecting device 40 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 8.

속도검출 동작전에 먼저 D플립-플롭(48)에 스타트(start) 신호를 주어 래치 인에이블을 시킨다. 그런 후, 전동기(55)가 회전하면서 엔코더(56)로부터 펄스가 발생함에 따라 펄스의 각 에지에 해당하는 시간 데이터는 시간 래치(42)(43)에 저장되고, 엔코더 펄스의 개수가 증가됨에 따라 엔코더 카운터의 값도 증가된다. 이와 같은 상황이 진행되면서 속도검출주기가 되면 시간계측 카운터(47)는 인터럽트를 발생시킨다. 그러면, 시간 래치(42)(43)는 동작을 멈추고 최종값을 유지하며, 엔코더(56)의 펄스의 개수는 각도 래치(46)로 저장된다. 이때, △t시간래치(44)는 인에이블되어 연산처리장치가 데이터를 읽는 동안 발생할 수 있는 엔코더 펄스 에지의 시간 데이터를 저장하게 된다. 연산처리장치가 데이터를 모두 읽은 후, △t시간래치(44)의 데이터값의 변화를 판단하여 만약 엔코더 에지가 발생하여 데이터가 변했다면 그 에지에 해당하는 시간 데이터를 갱신하여 다음 속도검출에 사용할 수 있도록 처리하게 된다. 이때, 연산처리장치에서의 속도 계산방법은 도 6에 도시된 바와 같다. 도 6을 참조하면, 현재의 샘플링 시점 T0에서 A상 시간 래치에는 t1', -A상 시간 래치에는 t3', B상 시간 래치에는 t2', -B상 시간 래치에는 t4'가 저장되어 있으며, t1,t2,t3,t4의 값은 연산처리장치에 저장되어 있다. 이와 같은 상태에서 데이터 독출후, 샘플링 직전 에지의 종류를 판단하여 그 에지에 해당하는 이전 에지의 시간 데이터로부터 dt를 계산할 수 있다. 즉, 도 6에서 샘플링 직전 에지가 B상 폴링 에지이므로, 이전의 B상 폴링 에지의 시간 데이터 t4를 이용하여 dt = t4'+(Ts-t4)로 구할 수 있다. 그리고, dθ는 현재 샘플링 시점의 각도 래치값과 이전 샘플링 시점의 각도 래치값과의 차에 2π/ppr를 곱하여 구할 수 있다. 이때, 각도계측 카운터(45)에서 래치된 값은 4체배된 엔코더 펄스 개수의 값이므로, 1/4배가 되며, 이전에 발생한 에지를 고려하기 위하여 실(ceil)함수를 이용하여 정수값으로 만든다. 그 결과 dθ=ceil{(n0-n-1)/4}·2π/ppr로 표현된다. 따라서, 각속도 ω는 다음과 같이 구해진다.Prior to the speed detection operation, a latch is enabled by first giving a start signal to the D-flop 48. Then, as the motor 55 rotates and pulses are generated from the encoder 56, time data corresponding to each edge of the pulse is stored in the time latches 42 and 43, and as the number of encoder pulses is increased. The value of the encoder counter is also increased. When the speed is detected as the above situation progresses, the time measurement counter 47 generates an interrupt. The time latches 42 and 43 then stop operation and maintain their final value, and the number of pulses of the encoder 56 is stored in the angle latch 46. At this time, the Δt time latch 44 is enabled to store the time data of the encoder pulse edge which may occur while the processing unit reads the data. After all the data is read, the processing unit judges the change in the data value of the Δt time latch 44. If the encoder edge occurs and the data changes, the time data corresponding to the edge is updated and used for the next speed detection. So that it can be processed. At this time, the speed calculation method in the arithmetic processing apparatus is as shown in FIG. Referring to Figure 6, A the time latched in the current sampling time is T 0 is t1 ', -A-phase latch, the time t3', the time the latch B is t2 ', -B-phase latch, the time t4', and it is a storage , t1, t2, t3, and t4 are stored in the processing unit. In this state, after reading the data, it is possible to determine the type of the edge just before sampling and calculate dt from the time data of the previous edge corresponding to the edge. That is, since the edge immediately before sampling in FIG. 6 is the B phase falling edge, it can be obtained by using dt = t4 '+ (Ts-t4) using the time data t4 of the previous B phase falling edge. Dθ may be obtained by multiplying the difference between the angle latch value at the current sampling time point and the angle latch value at the previous sampling time point by 2π / ppr. At this time, since the latched value in the angle measuring counter 45 is the value of the number of encoder pulses multiplied by 4, the value is 1/4 times, and is made into an integer value using a seal function in order to consider a previously generated edge. As a result, it is expressed as dθ = ceil {(n 0 −n −1 ) / 4} · 2π / ppr. Therefore, the angular velocity ω is obtained as follows.

여기서, 실 함수, 즉 ceil(x)는 +∞쪽으로 가장 가까운 x값보다 크거나 같은 정수값을 취하는 함수 특성을 갖는다.Here, the real function, ie ceil (x), has a function characteristic that takes an integer value greater than or equal to the nearest x value toward + ∞.

이와 같은 속도계산 후, 에지 발생으로 값이 변한 시간 데이터들은 새로운 값으로 갱신된다. 즉, t1,t2,t3,t4의 값은 t1',t2',t3',t4'의 값으로 갱신되는 것이다. 또한, 데이터 독출 시 에지가 발생하여 △t 래치 데이터가 변했다면 그 데이터는 연산처리장치에 저장되었다가 다음 속도 검출 시 엔코더 펄스에지가 한 개도 발생되지 않는 경우, 즉 시간 래치 데이터가 한 개도 갱신되지 않는 경우에 사용된다.After this speed calculation, time data whose value has changed due to edge generation are updated with a new value. That is, the values of t1, t2, t3 and t4 are updated to the values of t1 ', t2', t3 'and t4'. In addition, if Δt latch data is changed due to an edge when data is read, the data is stored in the processing unit and no encoder pulse edge is generated at the next speed detection, that is, no time latch data is updated. It is used when it is not.

한편, 도 7에는 속도검출주기 중에 에지가 한 개 발생한 경우의 속도계산방법이 도시되어 있다.7 illustrates a speed calculation method when one edge occurs during the speed detection cycle.

도 7을 참조하면, 샘플링 주기내에 시간 래치의 값이 변한 것이 있는 경우, 즉 t1'가 존재하는 경우는 이전의 에지 t1의 데이터를 이용하여 속도계산을 할 수 있고, 샘플링 주기내에 시간 래치의 값이 변한 것이 없는 경우는, △t 래치 데이터를 이용하여 속도계산이 가능하다. 이와 같이 4개의 에지가 모두 발생하지 않는 경우는 속도계산 후 발생된 에지의 시간 데이터만이 갱신된다. 도 7에서는 t1만이 t1' 또는 t1''로 갱신된다. 따라서, 이때의 각속도 ω는 다음과 같이 구해진다.Referring to FIG. 7, when there is a change in the value of the time latch in the sampling period, that is, when t1 'is present, the speed can be calculated using the data of the previous edge t1. If there is no change, the speed can be calculated using the? T latch data. When all four edges do not occur in this manner, only the time data of the edge generated after the speed calculation is updated. In FIG. 7, only t1 is updated to t1 'or t1' '. Therefore, the angular velocity ω at this time is obtained as follows.

한편, 샘플링 주기내에 에지가 한 개도 발생하지 않는 경우는 도 8에서와 같이 속도 추정을 통해 속도를 구한다. 즉, T-1샘플링 시점에서는 최초로 에지가 발생하지 않았으며, 이때는 T-1샘플링 시점에서 에지가 한 개 발생했다고 가정하고, 이 에지와 대응되는 이전의 에지 데이터를 이용하여 속도를 추정하게 된다. 이와 같은 추정방법은 T0샘플링 시점에서도 마찬가지로 적용된다. 그리고, 이와 같이 에지 발생이 계속하여 없는 경우는 dt항이 Ts만큼 계속 커지게 되어, 속도는 점차 0으로 수렴하게 된다. 여기서, 각 샘플링 시점의 각속도를 구해보면 각각 다음과 같다.On the other hand, when no edge occurs within the sampling period, the speed is obtained through speed estimation as shown in FIG. That is, T -1 was sampled in the first edge is not incurred, T -1 At this time, it assumes that an edge occurs at one sampling time, and is to estimate the speed by using the previous data of the edge corresponding to the edge. This estimation method is similarly applied to the T 0 sampling point. And if there is no edge generation in this way, the dt term continues to increase by Ts, and the speed gradually converges to zero. Here, the angular velocity at each sampling point is as follows.

(샘플링 시점:T-1) (Sampling time: T -1 )

(샘플링 시점:T0) (Sampling time: T 0 )

(샘플링 시점:T+1) (Sampling time: T +1 )

여기서, N은 t1에서 에지 샘플링 시점전까지의 샘플링 주기 횟수를 나타낸다.Here, N represents the number of sampling periods from t1 to before the edge sampling time point.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 속도검출방법 및 장치는 속도검출주기 내에 엔코더 펄스가 한 에지만 발생하더라도 속도검출이 가능하여 저속영역까지도 속도를 정확히 검출할 수 있어 전동기의 속도를 저속영역에서도 안정적으로 제어할 수 있다. 또한, 최소의 하드웨어로 엔코더에서 출력되는 정보를 100% 이용할 수 있는 장점이 있다.As described above, the speed detection method and apparatus according to the present invention can detect the speed even if only one encoder pulse occurs within the speed detection cycle, so that the speed can be accurately detected even in the low speed region, thereby making the speed of the motor stable even in the low speed region. Can be controlled by In addition, there is an advantage that 100% of the information output from the encoder can be used with the minimum hardware.

Claims (8)

증분형 엔코더에서 출력되는 임의의 두 상의 펄스열의 각 에지가 발생할 때마다 그 시점에 대응하는 시간 데이터를 저장하는 단계;Storing time data corresponding to that time point as each edge of the pulse train of any two phases output from the incremental encoder occurs; 소정의 속도검출주기 내에 발생하는 에지의 개수를 계수하는 단계;Counting the number of edges occurring within a predetermined speed detection period; 상기 속도검출주기마다 최종 에지의 시간 데이터 및 그 에지와 대응되는 이전의 시간 데이터로부터 시간차를 구하는 단계; 및Obtaining a time difference from time data of a final edge and previous time data corresponding to the edge for each speed detection period; And 상기 속도검출주기 내에 발생된 에지의 개수로부터 각도차를 구하여 속도를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도검출방법.And obtaining a speed by obtaining an angle difference from the number of edges generated in the speed detection period. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시간 데이터의 저장은 연산처리장치가 저장된 데이터를 독출하는 동안 발생하는 펄스 에지의 시간 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 속도검출방법.And storing the time data comprises storing time data of a pulse edge generated while the arithmetic processing device reads out the stored data. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각도차는 실(ceil) 함수를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 속도검출방법.The angle difference is a speed detection method characterized in that it is obtained by using a seal (ceil) function. 엔코더의 출력펄스에서 A상 및 B상의 펄스를 입력받아 각각의 에지신호를 검출하는 n체배 회로와;An n-multiplication circuit that receives pulses of phase A and phase B from the output pulses of the encoder and detects each edge signal; 상기 A상의 라이징 및 폴링 에지 발생 시의 시간 데이터를 저장하는 A상 및 -A상 시간 래치와;Phase A and phase A latches for storing time data of the rising and falling edges of the phase A; 상기 B상의 라이징 및 폴링 에지 발생 시의 시간 데이터를 저장하는 B상 및 -B상 시간 래치와;Phase B and -B phase latches for storing time data of the rising and falling edges of phase B; 연산처리장치가 데이터를 읽는 동안 발생되는 펄스 에지의 시간 데이터를 저장하는 △t 시간 래치와;A [Delta] t time latch for storing time data of a pulse edge generated while the arithmetic processing device reads data; 상기 n체배 회로로부터 출력된 n체배된 펄스 에지 신호를 카운팅하는 각도계측 카운터와;An angle measuring counter for counting n-multiplied pulse edge signals output from the n-multiplier circuit; 상기 각도계측 카운터의 값을 소정의 주기로 저장하는 각도 래치와;An angle latch for storing the value of the angle measuring counter at a predetermined cycle; 기준 클락을 입력받아 업 카운트하며 소정 주기로 인터럽트 신호를 발생시키는 시간계측 카운터; 및A time measurement counter that receives the reference clock, counts up, and generates an interrupt signal at a predetermined period; And 상기 시간 래치 및 각도 래치의 인에이블/디스에이블을 제어하는 플립-플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 속도검출장치.And a flip-flop for controlling the enable / disable of the time latch and the angle latch. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 n체배 회로는 4체배 회로인 것을 특징으로 하는 속도검출장치.And said n multiplier circuit is a four multiplier circuit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 각도 래치는 각도계측 카운터의 값을 속도검출주기로 저장하는것을 특징으로 하는 속도검출장치.And the angle latch stores the value of the angle measuring counter as a speed detection period. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시간계측 카운터는 속도검출주기로 인터럽트 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 속도검출장치.And the time measurement counter generates an interrupt signal at a speed detection period. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 플립-플롭은 D 플립-플롭인 것을 특징으로 하는 속도검출장치.And the flip-flop is a D flip-flop.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040009439A (en) * 2002-07-23 2004-01-31 현대모비스 주식회사 Method of detecting vehicle speed using speed sensor
KR100609730B1 (en) * 2004-07-13 2006-08-08 엘에스산전 주식회사 Apparatus and method for detecting a velocity utilizing interrupt
CN114518782A (en) * 2022-01-02 2022-05-20 深圳市禾望电气股份有限公司 Micro control unit, motor rotating speed measuring method and system and storage medium

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