JPS58120167A - 速度検出方法 - Google Patents
速度検出方法Info
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- JPS58120167A JPS58120167A JP273282A JP273282A JPS58120167A JP S58120167 A JPS58120167 A JP S58120167A JP 273282 A JP273282 A JP 273282A JP 273282 A JP273282 A JP 273282A JP S58120167 A JPS58120167 A JP S58120167A
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/489—Digital circuits therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は移動体、回転体の速度検出方法に係り特にディ
ジタル式速度制御装置の速度検出に用いて好適な速度検
出方法に関する。
ジタル式速度制御装置の速度検出に用いて好適な速度検
出方法に関する。
電動機のディジタル式速度制ａ装置には、１回転を２等
分した同転位置でパルスを発生するパルス発生器（通常
インクリメンタルエンコーダと呼ばれている）がよく用
いられている。このパルス発生器は位置がｌ／Ｐ回転変
化する毎にパルスを発生するものであり、ディジタル量
としての速度検出値Ｎｔを得るためには何らかの信号処
理回路を必要とする。信号処理には次の２方法が用いら
れている。
分した同転位置でパルスを発生するパルス発生器（通常
インクリメンタルエンコーダと呼ばれている）がよく用
いられている。このパルス発生器は位置がｌ／Ｐ回転変
化する毎にパルスを発生するものであり、ディジタル量
としての速度検出値Ｎｔを得るためには何らかの信号処
理回路を必要とする。信号処理には次の２方法が用いら
れている。
第１の方法は一足時間経過の間に発生するパルス発生器
の出力パルスを計数し、その計数１１ＮＭ１より次式で
速度検出値Ｎｔを得る方法（パルス数計数法）である。
の出力パルスを計数し、その計数１１ＮＭ１より次式で
速度検出値Ｎｔを得る方法（パルス数計数法）である。
Ｋ、は定数
第２の方法はパルス発生器の出力パルス間隔Ｔｐ（１／
Ｐ回転移動した時間）を−宇部波数のクロックパルスで
計数し、その計数値Ｍ２を用いて次式により速度検出値
Ｎ−を得る方法（）くルス間隔計数法１である。
Ｐ回転移動した時間）を−宇部波数のクロックパルスで
計数し、その計数値Ｍ２を用いて次式により速度検出値
Ｎ−を得る方法（）くルス間隔計数法１である。
Ｋ２ ：定数
しかしながら両方法には次のような欠点がある。
前者のパルス計数法は低速になると計数値Ｍ１が小さく
なり分解能が悪くなる。低速での計数値Ｍ１を大きくす
るには一定時間Ｔｄを長くするか、パルス発生器の１回
転あたりの発生ノ（ルス数Ｐを多くすればよい。しかし
、時間Ｔｄを長くすると速度検出値Ｎ＋を得るのに時間
がかかり応答を良くすることができなくなる。また、パ
ルス数Ｐを多くすることはパルス検出器の構造上困難で
ある。
なり分解能が悪くなる。低速での計数値Ｍ１を大きくす
るには一定時間Ｔｄを長くするか、パルス発生器の１回
転あたりの発生ノ（ルス数Ｐを多くすればよい。しかし
、時間Ｔｄを長くすると速度検出値Ｎ＋を得るのに時間
がかかり応答を良くすることができなくなる。また、パ
ルス数Ｐを多くすることはパルス検出器の構造上困難で
ある。
一方、後者のパルス間隔計数法は（２）式から明らかな
ように、計数値Ｍ２が小さくなったとき、つまりパルス
間隔Ｔｐが狭くなる高速時において分解能が者しく悪く
々る。 ゛ このよう表両方法の不都合を解決するため、両方法を併
用し、検出遅れが少々く、分解能を良くすることが知ら
れている。
ように、計数値Ｍ２が小さくなったとき、つまりパルス
間隔Ｔｐが狭くなる高速時において分解能が者しく悪く
々る。 ゛ このよう表両方法の不都合を解決するため、両方法を併
用し、検出遅れが少々く、分解能を良くすることが知ら
れている。
この方法は一定時間Ｔｄの間に発生する・々ルス発生器
のパルス計数値Ｍ、と、パルス発生器の出力パルス間隔
を一定周波数のクロックパルスで１数した計数値Ｍ２を
用いて、次式により速度検出値Ｎ、を得るものである。
のパルス計数値Ｍ、と、パルス発生器の出力パルス間隔
を一定周波数のクロックパルスで１数した計数値Ｍ２を
用いて、次式により速度検出値Ｎ、を得るものである。
Ｍ。
この方法によれば計数値Ｍ＋ 、Ｍ２の２つの量を計数
するので、その組み合わせは多くなり速度検出値Ｎｔの
分解能が良くなり、また、検出時間Ｔｄは一定であり、
検出遅れを小さくできる。
するので、その組み合わせは多くなり速度検出値Ｎｔの
分解能が良くなり、また、検出時間Ｔｄは一定であり、
検出遅れを小さくできる。
しかし、この方法においても次のような欠点がある。
すなわち、計数値Ｍ、は一定時間Ｔｄ内のパルス数であ
り、回転角度と比例した値を示しているが、本質的に１
パルス分の誤差を含んでいる。具体的に、計数値Ｍ、は
（Ｍ、＋１）に近い値か（Ｍ、＋Ｏ）に近い値かがわか
らない。特に、低速においては計数値Ｍ、も小さくなる
ので、その誤差は数十光にも達する。このようなことか
ら、％に低速時にｎ度良い速度検出を行うことができな
い。
り、回転角度と比例した値を示しているが、本質的に１
パルス分の誤差を含んでいる。具体的に、計数値Ｍ、は
（Ｍ、＋１）に近い値か（Ｍ、＋Ｏ）に近い値かがわか
らない。特に、低速においては計数値Ｍ、も小さくなる
ので、その誤差は数十光にも達する。このようなことか
ら、％に低速時にｎ度良い速度検出を行うことができな
い。
更に、計数値Ｍ、はパルス間隔を意味しているが、検出
時間Ｔ４のうちの一個所のパルス間隔であり、加減速の
ように速度が変化している時には正確な値を示さない。
時間Ｔ４のうちの一個所のパルス間隔であり、加減速の
ように速度が変化している時には正確な値を示さない。
以上のように、従来の方法では低速から高速までの広い
速度範囲にわたって検出遅れが少なく、かつ分解能、精
度をともに向上できる速度検出方法がなく、ディジタル
式速度制御装置の実用化を阻害しているのが実情である
。
速度範囲にわたって検出遅れが少なく、かつ分解能、精
度をともに向上できる速度検出方法がなく、ディジタル
式速度制御装置の実用化を阻害しているのが実情である
。
本発明の目的は広い速度範囲にわたって速度検出の遅れ
が少なく、かつ分解能、精度をともに向上させた速度検
出方法を提供するにある。
が少なく、かつ分解能、精度をともに向上させた速度検
出方法を提供するにある。
本発明はパルス計数法とパルス間隔計数法を巧みに組合
せ、検出遅れがなく、高精度で速度を検出するもので、
その基本理念を説明する。
せ、検出遅れがなく、高精度で速度を検出するもので、
その基本理念を説明する。
本発明はパルス発生器の出力パルスの計数を、パルスに
同期して開始し一定時間Ｔｄ後まで計数する第１のカウ
ンタと、第１のカウンタの計数時間中の出力パルス間隔
を計数し一定時間Ｔｄ後に停止する第２のカウンタと、
パルス間隔の計数値を記憶しておくレジスタを設け、次
式により速度検出値Ｎｇを求めるものである。
同期して開始し一定時間Ｔｄ後まで計数する第１のカウ
ンタと、第１のカウンタの計数時間中の出力パルス間隔
を計数し一定時間Ｔｄ後に停止する第２のカウンタと、
パルス間隔の計数値を記憶しておくレジスタを設け、次
式により速度検出値Ｎｇを求めるものである。
ただし、Ｋ、は定数、Ｍ３は第１のカウンタの計数値、
Ｍ４はレジスタ値２Ｍ、は第２のカウンタの計数値であ
る。
Ｍ４はレジスタ値２Ｍ、は第２のカウンタの計数値であ
る。
このようにすると、Ｔｄの時間内に入ってくるＭ１個の
パルス数に対し、Ｍｅ／Ｍ４の補正をすることになり、
精度が良くなっている。
パルス数に対し、Ｍｅ／Ｍ４の補正をすることになり、
精度が良くなっている。
速度検出時間はＴｄであり、制御性能を保証する最低回
転数であっても、Ｍｓ／Ｍ４の補正があるだめ、検出遅
れは特にない。
転数であっても、Ｍｓ／Ｍ４の補正があるだめ、検出遅
れは特にない。
第１図は本発明による速度検出方式を採用した電動機デ
ィジタル式速度制御装置の一実施例である。１は速度指
令回路、２はマイクロコンピュータ、３は駆動回路、４
は電動機、５はパルス発生器、６は速度検出回路である
。
ィジタル式速度制御装置の一実施例である。１は速度指
令回路、２はマイクロコンピュータ、３は駆動回路、４
は電動機、５はパルス発生器、６は速度検出回路である
。
マイクロコンピュータ２は速度指令回路１から速度指令
値Ｎ、を取り込むとともに、速度検出回路６から得られ
た情報により後述するような処理で計算して得た速度検
出値Ｎ１とを用い、駆動回路３はサイリスタ、トランジ
スタ等のパワー半導体から成る電力変換器及びその制御
回路から構成されており、その動作によって電動機４が
回転する。その結果、パルス発生器５は電動機回転数に
比例した周波数のパルス列を発生する。このパルス列は
速度検出回路６の入力となり、速度検出値Ｎ、をマイク
ロコンピュータ２が計算する情報へ変換される。
値Ｎ、を取り込むとともに、速度検出回路６から得られ
た情報により後述するような処理で計算して得た速度検
出値Ｎ１とを用い、駆動回路３はサイリスタ、トランジ
スタ等のパワー半導体から成る電力変換器及びその制御
回路から構成されており、その動作によって電動機４が
回転する。その結果、パルス発生器５は電動機回転数に
比例した周波数のパルス列を発生する。このパルス列は
速度検出回路６の入力となり、速度検出値Ｎ、をマイク
ロコンピュータ２が計算する情報へ変換される。
このような速度制御動作を実行するための速度検出回路
６の詳細な回路図を第２図に示す。又、その動作波形を
第３図に、マイクロコンピュータ２が速度検出のために
行う処理を第４図のフローチャートに示す。
６の詳細な回路図を第２図に示す。又、その動作波形を
第３図に、マイクロコンピュータ２が速度検出のために
行う処理を第４図のフローチャートに示す。
速度検出回路６はフリップフロップ回路９゜１０、ＯＲ
回路１２．ＡＮＤ回路１３，１４゜１５、カウンタ１６
，１７．１８、−だ周波数のクロックパルスを発生する
パルス発振器１９．単安定回路２０，２１、遅延回路２
２、レジスタ２３から成る。
回路１２．ＡＮＤ回路１３，１４゜１５、カウンタ１６
，１７．１８、−だ周波数のクロックパルスを発生する
パルス発振器１９．単安定回路２０，２１、遅延回路２
２、レジスタ２３から成る。
ＲＥ Ｓはマイクロコンピュータ２から速度検出回路動
作を始める前に発生されるパルスで、ＯＲ回路１２を介
してフリップフロップ回路９，１゜のリセット信号（ク
リヤ一端子ＣＲに接続）として用いられる。この結果、
初期状態ではフリップフロップ回路９．１０の出力端子
Ｑの出力Ｆ１゜Ｆ２はいずれも”０″レベルとなってい
る。この状態から、マイクロコンピュータ２が速度検出
回路６の動作を開始させる信号ＤＢＴを“１″レベルに
する。そして、速度検出を開始するだめのパルスＰＴを
発生すると、フリップフ１ツブ回路９の出力Ｆ１は第３
図のように”ｌ″レベルなる。
作を始める前に発生されるパルスで、ＯＲ回路１２を介
してフリップフロップ回路９，１゜のリセット信号（ク
リヤ一端子ＣＲに接続）として用いられる。この結果、
初期状態ではフリップフロップ回路９．１０の出力端子
Ｑの出力Ｆ１゜Ｆ２はいずれも”０″レベルとなってい
る。この状態から、マイクロコンピュータ２が速度検出
回路６の動作を開始させる信号ＤＢＴを“１″レベルに
する。そして、速度検出を開始するだめのパルスＰＴを
発生すると、フリップフ１ツブ回路９の出力Ｆ１は第３
図のように”ｌ″レベルなる。
一方、パルス発生器５の出力パルスＰＬＯが第３図のよ
うに変化したとすると、その立上りに同期してフリップ
フロップ回路１０の出力Ｆ２はそのデータ端子りの入力
が”１″レベルとなっているので“１″レベルとなるこ
の結果、アンド回路１３を介してパルス発振器１９がら
のクロックパルスがカウンタ１６に加えられる。ところ
で、パルス発振器１９から発生されたクロックパルスは
一定周波数であるのでカウンタ１６のビット数によって
決まる一定時間Ｔｄ後にオーバフローパルスＯｌ” Ｐ
が発生する。このパルスが発生すると、フリップフロッ
プ回路９，１ｏはリセットされ、それぞれの出力Ｆｌ、
Ｆ２は１０″レベルとなる。
うに変化したとすると、その立上りに同期してフリップ
フロップ回路１０の出力Ｆ２はそのデータ端子りの入力
が”１″レベルとなっているので“１″レベルとなるこ
の結果、アンド回路１３を介してパルス発振器１９がら
のクロックパルスがカウンタ１６に加えられる。ところ
で、パルス発振器１９から発生されたクロックパルスは
一定周波数であるのでカウンタ１６のビット数によって
決まる一定時間Ｔｄ後にオーバフローパルスＯｌ” Ｐ
が発生する。このパルスが発生すると、フリップフロッ
プ回路９，１ｏはリセットされ、それぞれの出力Ｆｌ、
Ｆ２は１０″レベルとなる。
一方、フリップフロップ回路１ｏの出力信号Ｆ２が“１
″の間、すなわち時間Ｔｄの間、カウンタ１７は出力パ
ルスＰＬＧのパルス数を計数し、カウンタ１８はパルス
発生器１９の出力パルス数を計数する。出力パルスＰＬ
Ｏは単安定回路２１および遅延回路２２を介してカウン
タ１８にクリヤ信号として入力される。したがってカウ
ンタ１８はＰＬＧの周期毎に計数をくり返す。そしてク
リヤされる前にその計数値はレジスタ２３に転送される
。すなわち信号Ｆ２が“１″レベルにある間はカウンタ
１７，１８、レジスタ２３の出力（９） Ｍａ、Ｍ５．Ｍ４は第３図のように変化していく。
″の間、すなわち時間Ｔｄの間、カウンタ１７は出力パ
ルスＰＬＧのパルス数を計数し、カウンタ１８はパルス
発生器１９の出力パルス数を計数する。出力パルスＰＬ
Ｏは単安定回路２１および遅延回路２２を介してカウン
タ１８にクリヤ信号として入力される。したがってカウ
ンタ１８はＰＬＧの周期毎に計数をくり返す。そしてク
リヤされる前にその計数値はレジスタ２３に転送される
。すなわち信号Ｆ２が“１″レベルにある間はカウンタ
１７，１８、レジスタ２３の出力（９） Ｍａ、Ｍ５．Ｍ４は第３図のように変化していく。
一方、カウンタ１６のＯＦ Ｐ （ｇ号はマイクロコン
ピュータ２に割込用パルス信号ＩＮＴとして出力される
。
ピュータ２に割込用パルス信号ＩＮＴとして出力される
。
マイクロコンピュータ２は割込パルスＩＮＴを受取ると
第４図の処理を実行する。最初に、ステップ３０でカウ
ンタ１７，１８の出力ＭＡ、ＭＢ及びＭＣを取シ込む。
第４図の処理を実行する。最初に、ステップ３０でカウ
ンタ１７，１８の出力ＭＡ、ＭＢ及びＭＣを取シ込む。
それぞれの計数値をＭａ。
Ｍ５ 、Ｍ４ とする。次に、ステップ３１で計数値Ｍ
ｓ 、 Ｍａ １Ｍ４ を用いて（４）式の演算を行な
う。マイクロコンピュータ２は処理時間短縮のため、整
数演算を行なうので、実際には図５で示す１唄序で処理
される。その結果、得られた速度検出値Ｎｔを所定の記
憶装置に記憶する。この記憶値はマイクロコンピュータ
２が速度制御を行なう時に使用される。そして最後に次
の速度検出を開始させるためのパルスＰＴを発生する。
ｓ 、 Ｍａ １Ｍ４ を用いて（４）式の演算を行な
う。マイクロコンピュータ２は処理時間短縮のため、整
数演算を行なうので、実際には図５で示す１唄序で処理
される。その結果、得られた速度検出値Ｎｔを所定の記
憶装置に記憶する。この記憶値はマイクロコンピュータ
２が速度制御を行なう時に使用される。そして最後に次
の速度検出を開始させるためのパルスＰＴを発生する。
この結果、カウンタ１７はリセットされるとともに前述
したフリップフロップ回路９の出力Ｆ１が°１″レベル
となり以下前述した動作を繰り返す。
したフリップフロップ回路９の出力Ｆ１が°１″レベル
となり以下前述した動作を繰り返す。
（１０）
以上、説明した実施例によるとカウンタ１７゜１８、レ
ジスタ２３によりＴ一時間内のパルス発生器５の出力パ
ルス数を正確に計測しているのでこれらの値を用いて計
算した速度検出値の分解能が向上できる。さらにマイク
ロコンピュータの速度検出用処理は第４図の内容であり
、時間Ｔｄ毎で良いので、マイクロコンピュータ２の負
担は少ない。又、カウンタ１７，１８のデータが確立し
た時点でマイクロコンピュータ２に割込をかけるので速
度検出値を即座に演算できる。
ジスタ２３によりＴ一時間内のパルス発生器５の出力パ
ルス数を正確に計測しているのでこれらの値を用いて計
算した速度検出値の分解能が向上できる。さらにマイク
ロコンピュータの速度検出用処理は第４図の内容であり
、時間Ｔｄ毎で良いので、マイクロコンピュータ２の負
担は少ない。又、カウンタ１７，１８のデータが確立し
た時点でマイクロコンピュータ２に割込をかけるので速
度検出値を即座に演算できる。
本発明によれば検出遅れがなく、かつ分解能、及び精度
の良いディジタル速度検出が可能である。
の良いディジタル速度検出が可能である。
従って、高速、高応答の速度制御に適用できる効果があ
る。
る。
第１図は本発明を採用した′電動機のディジタル式速厩
制御装置のブロック構成図、第２図は本発明の一実施例
を示す回路図、第３図、第４図は第２図の動作説明用タ
イムチャートおよびフローチャート第５図は第４図の実
際の処理フローチャー（１１） （１２） 男 ２ 図
制御装置のブロック構成図、第２図は本発明の一実施例
を示す回路図、第３図、第４図は第２図の動作説明用タ
イムチャートおよびフローチャート第５図は第４図の実
際の処理フローチャー（１１） （１２） 男 ２ 図
Claims (1)
- １、移動体が所定距離だけ移動する毎にパルスを発生す
るパルス発生器と、該パルス発生器の出力パルスより尚
い一足周波数のクロックパルス’に発生する発振器と、
前記パルス発生器の出力パルスを計数する第１のカウン
タ手段と、前記発振器のクロックパルスを計数する第２
のカウンタ手段と、第２のカウンタの出力１直を記憶す
るレジスタとを具備し、前記第１のカウンタ手段により
前記パルス発生器の出力パルスに同期した時点から一足
時間までのパルス数および一足時間経過した時点での第
２カウンタ計数値とレジスタ値を得、第２カウンタ計数
値をレジスタ値で割った値を第１カウンタ計数値に加え
た値により前記移動体の速度を検出することを％値とす
る速度検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP273282A JPS58120167A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 速度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP273282A JPS58120167A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 速度検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120167A true JPS58120167A (ja) | 1983-07-16 |
Family
ID=11537488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP273282A Pending JPS58120167A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 速度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120167A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5925697A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-02-09 | スタブラ・アクチエンゲゼルシャフト | グルコ−ス異性化法 |
| JPS61293496A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-24 | 松下電器産業株式会社 | ミシン制御装置 |
| JP2008100799A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータの戸装置 |
-
1982
- 1982-01-13 JP JP273282A patent/JPS58120167A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5925697A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-02-09 | スタブラ・アクチエンゲゼルシャフト | グルコ−ス異性化法 |
| JPS61293496A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-24 | 松下電器産業株式会社 | ミシン制御装置 |
| JP2008100799A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータの戸装置 |
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