KR910008820Y1 - 기억소자를 이용한 궤환루우프 실시간 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

기억소자를 이용한 궤환루우프 실시간 제어회로

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 본 고안에 따른 블록도.

제3도는 본 고안에 따른 모터의 위치 상한도.

제4도는 본 고안에 따른 제2도의 메모리부(20)의 구체회로도.

제5도는 본 고안에 따른 다른 실시예 회로도.

본 고안은 로보트나 모터를 사용하는 장치의 위치 및 속도 제어회로에 관한 것으로 특히 기억소자에 제어를 위한 기준 데이터를 저장시켜 두고, 검출되어지는 제어 에러값에 따라 상기 기준데이터를 출력시켜 상기 에러발생에 대해 신속히 보상할 수 있는 기억소자를 이용한 궤환루우프 실시간 제어회로에 관한 것이다.

종래의 위치와 속도를 제어하게 위해서는 제1도와 같이 구성되어 사용하였다.

마이콤(100)으로 위치제어를 위한 명령어가 입력되며 마이콤(100)은 위치명령 데이타를 모터(16)의 구동에 따라 발생되는 위치센서(18)의 검출값에 따라 승산하고, 소프트웨어적으로 소정처리하여 속도명령 데이터를 발생한다. 상기 발생된 속도명령 데이터를 D/A변환기(12)에서 아나로그 신호를 변환 출력시킨다.

상기 아나로그신호로 변환된 신호를 상기 모터(16)의 구동에 따라 발생되는 속도센서(17)의 검출값과 승산기(13)에서 승산한다.

상시 승산기(13)의 출력신호는 아나로그 콘트롤러(14)에서 처리되어 드라이버(15)에서 드라이빙되어 통해 모터(16)를 구동한다.

따라서 상기 속도센서(17) 및 위치센서(18)의 검출값에 따라 승산기(10, 13)승산으로 위치 및 속도 제어값을 보상하여 시스템을 제어하여 왔었다.

그러나 상기와 같이 회로를 사용하여 위치 및 속도를 제어하기 위한 시스템에 적용할 경우 구성회로가 복잡해지는 등의 문제점이 있으며, 속도제어를 아나로그 방식으로 할 경우 타임지연이 없지만 일반적으로 시텝모터는 디지털 구동이므로 스테핑 모터를 구동시킬 수 없는 문제점이 있었다.

위치제어의 경우 타임지연이 발생되고, 샘플링 타임안에 있는 신호에 대해서는 구동이 불가능하여 실시간 제어가 불가능한 문제점이 있었다.

그리고 디지털 콘트롤러의 프로그램에 의해 수행되므로 계속적인 실시간 제어가 불가능 하였다.

따라서 본 고안의 목적은 위치명령과 위치센서에 의한 위치값 및 속도명령과 속도센서에 의한 속도값을 제어데이터를 내장하고 있는 메모리의 어드레스단에 연결하여 에러값에 따라 상기 메모리부의 제어데이터를 발생하여 위치상태에 따라 순간적으로 반응하고, 속도명령 및 속도값에 따라 직접 제어데이터를 발생하여 실시간 제어를 가능토록 하는 회로를 제공함에 있다.

이하 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 안안에 따른 회로도로서,

위치제어 및 속도제어용 데이터를 내장하고 있는 메모리(20)와, 상기 메모리(20)의 출력데이터를 아나로그 신호를 변환하는 D/A변환기(12)와, 상기 D/A변환기(12)의 출력신호를 드라이빙 하는 드라이버(15)와, 상기 드라이버(15)의 출력에 구동되는 모터(16)와, 상기 모터(16)의 구동에 따라 모터구동 위치를 감지하는 위치센서(18)로 구성된다.

제3도는 본 고안에 따른 모터(16)의 구동위치를 4상환으로 도시한 예시도이다.

제4도는 본 고안에 따른 다른 실시예 회로도로서, 정밀도를 높이기 위해 제3도의 메모리(20)를 구성하는데 있어서 8비트 메모리(41, 42)를 상, 하위로 구분하여 구성하고, 상기 8비트 메모리(41, 42)의 출력은 16비트의 데이터가 되어 D/A변환기(12)에서 아나로그 신호로 변환시킨다.

제5도는 본 고안에 따른 또다른 실시예 회로도로서, 제5a도는 기능 달리한 메모리를 복수로 두워서 실시한 예시도로서, 위치명령과 위치센서로 부터의 위치값이 차이만 출력할 수 있는 제1메모리(51), 상기 제1메모리(51)의 출력값으로 제어데이터를 발생할 수 있는 제2메모리(52)로 구성되며 그외의 구성부분은 상기 제2도, 제4도와 기능이 동일하며, 동일 첨부 부호를 사용하였다.

제5b도는 비교기(53)를 사용한 다른 예시도로서, 위치센서(18)로부터 검출한 값과 위치명령 값을 비교하는 비교기(53)와, 상기 비교기(53)로부터 출력된 에러값에 따라 제어데이터를 발생하는 메모리(54)로 구성되며, 그외의 구성부분은 상기 제2도, 제4도와 기능이 동일하고 동일 첨부 부호를 사용하였다. 제5c도는 메모리(55)만을 사용한 속도제어 예시도로서, 속도센서(17)로부터의 모터(17)의 속도 검출값과 속도명령 값에 따라 속도제어 데이터를 출력하는 메모리(55)와, 상기 메모리(55)의 속도제어 데이터가 D/A변환기(12)와 드라이버(15)를 통해 모터(16)의 속도를 제어한다.

제5d도는 메모리(56)만을 사용한 위치제어 예시도로서,

위치센서(18)로부터 모터(16)의 위치 검출값과 위치명령 값에 따라 위치제어 데이터를 출력하는 메모리(56)와,

상기 메모리(56)의 위치제어 데이터가 드라이버(15)를 통해 스템모터(16)를 구동하도록 구성되어 있다.

따라서 본 고안의 구체적 실시예를 제2도-제5도를 참조하여 상세히 설명하면,

모터(16)의 위치를 제3도와 같이 4상한으로 나눈다. 제3도의 도시와 같이 1상한을 00, 2상한을 01, 3상한을 10, 4상한이 11되도록 모터(16)에 위치센서(18)를 설치한다. 그리고 모터(16)가 회전시 위치센서(18)로부터 센싱된 상기 설정한 값으로 출력되어 메모리(20)의 어드레스라인(A0, A1)으로 입력된다.

그리고 위치명령 값이 메모리(20)의 어드레스라인(A2, A1)으로 입력되어 상기 어드레스라인(A0, A1)로 입력된 값과 조합되어 방향, 속도 제어를 위한 제어데이터를 발생한다.

상기 메모리(20)는 하기 표 1의 테이블과 같이 구성되어 있는 것으로

[표]

상기 표1에서 모터(16)의 회전방향이 역시계 방향인 경우 CCW(80H)시계방향인 경우 CW(OOH)로 하였으며, 고속인 경우 7FH, 중속인 경우 OFH, 저속적인경우 O7H이고, 정지일 때 OOH가 된다.

따라서 상기 모터(16)의 구동에 따라 위치센서(18)에서 모터(16)의 현재 위치값을 센싱한다. 상기 센싱된 모터(16)의 현재 위치값이 메모리(20)의 어드레스라인(A0, A1)으로 입력되고, 메모리(20)의 어드레스라인(A2, A3)으로 위치 명령값이 입력될 때 상기 표 1과 같이 메모리(20)의 어드레스가 결정된다.

현재 모터(16)의 위치가 00 즉, 1상한에 있고, 위치명령이 10즉 3상한이라면, 메모리(20)의 어드레스는 1000이 된다. 상기 어드레스 1000의 데이터는 7FH이고, 이 신호는 CW방향으로 최대 속도로 이동된다. 처음 1상한에서 CW방향이면 4상한으로 가고, 4상한으로 오면 어드레스로 1011이 되며, 이때의 데이터는 07H 이다. 이는 CW방향으로 적은 속도로 움직이라는 의미이고, 모터(16)의 위치가 3상한에 오면 어드레스 1010이 되고, 데이터는 00H이 되어 모터(16)의 구동은 멈춘다.

따라서 1상한에 있던 모터(16)가 명령에 따라 3상한에 이동하였다.

상기한 예에서는 설명을 쉽게하기 위하여 4비트 어드레스 8비트 데이터를 예를 들었으나, 필요로 하는 정밀도에 따라 기억소자(memory)의 용량을 늘릴수 있다. 예를들어 8비트 어드레스에 8비트 데이터 기억소자의 경우 정밀도는 제4도와 같이 늘릴수 있다.

제4도는 위치를 16등분한 정밀도를 유지한다.

즉 360''°/16=22.5°의 정밀도를 가지며, 메모리를 4개 사용하는 16비트일 경우 360°/65535=0.0255°의 정밀도를 가진다.

상기한 본 고안의 실시는 단자 메모리 소자만을 이용한 것이지만, 메모리상에 데이터가 중복되는 경우가 있을 수 있으므로 이를 배제하기 위해 제5a도와 같이 제1메모리(51)에서 위치명령과 위치센서로 부터의 위치값의 차이만을 얻어내고, 상기 제1메모리(51)의 출력을 받은 제2메모리(52)에서 제어데이터가 발생된다.

상기 제2메모리(52)의 출력을 D/A변환기(12)에서 아나로그 신호로 변환하여 드라이버(15)를 통해 모터(16)를 제어하도록 구성되어 있다.

또다른 방법으로 모터(16)의 구동에 따라 위치센서(18)에서 위치값을 센싱하여 위치 명령값과 비교기(53)에서 비교한다.

상기 비교기(53)의 출력된 에러값이 메모리(54)의 어드레스 신호로 공급되어 메모리(54)에서 제어데이터가 출력된다. 상기 메모리(54)의 출력 제어데이터가 D/A변환기(12)에서 아나로그 신호로 변환되어 드라이버(15)를 통해 모터(16)를 구동한다.

그리고 제5c도 및 제5d도와 같이 위치센서(18) 및 속도센서(17)의 검출값에 따라 위치 및 속도 명령값과 조합되어 메모리(55)는 (56)의 어드레스 신호를 발생하므로 에러값이 보상된 모터(16)를 제어할 수 있다.

상술한 바와같이 콘트롤러를 통하지 않고도 거의 실시간 동작이 이루어지므로 제어의 안정화를 이룰수 있으며, 기억소자만 거의 사용하게 되므로 하드웨어 구성 요소가 적어지고, 수정이 편리하며 소프트웨어(기억소자의 데이터)만 바꾸면 되므로 모든 다른 제어 시스템에도 적용이 가능하고, 소프트웨어로 처리하므로 제어가 용이하며, 속도 센서에 의한 속도 제어 루우프에도 적용이 가능하지만 데이터 값에 따라 속도제어, 위치제어를 동시에 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 위치 및 속도 제어회로에 있어서, 상기 위치제어 및 속도제어용 데이터를 내장하고 있는 메모리(20)와 상기 메모리(2)의 출력데이터를 아나로그 신호로 변환하는 D/A변환기(12)와, 상기 D/A변환기(12)의 출력신호를 드라이빙 하는 드라이버(15)와, 상기 드라이버(15)의 출력에 구동되는 모터(16)와, 상기 모터(16)의 구동에 따라 모터구동 위치를 감지하는 위치센서(18)로 구성됨을 특징으로 하는 회로.
2. 제1항에 있어서, 메모리(20)가 정밀도를 높이기 위해 8비트 메모리(41, 42)를 상, 하위 비트로 구분하여 구성하고, 상기 8비트 메모리(41, 42)의 출력은 16비트의 데이터가 되어 D/A변환기(12)에 입력 되도록 신호로 구성됨을 특징으로 하는 회로.