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JPS5913957A - 速度検出回路 - Google Patents

速度検出回路

Info

Publication number
JPS5913957A
JPS5913957A JP57123284A JP12328482A JPS5913957A JP S5913957 A JPS5913957 A JP S5913957A JP 57123284 A JP57123284 A JP 57123284A JP 12328482 A JP12328482 A JP 12328482A JP S5913957 A JPS5913957 A JP S5913957A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
pulse
register
circuit
position detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57123284A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuro Sakano
哲朗 坂野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Fujitsu Fanuc Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp, Fujitsu Fanuc Ltd filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP57123284A priority Critical patent/JPS5913957A/ja
Priority to EP83304100A priority patent/EP0102165A1/en
Priority to US06/514,315 priority patent/US4503374A/en
Publication of JPS5913957A publication Critical patent/JPS5913957A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489Digital circuits therefor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G05B19/232Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、位置検出器から得られた位置検出パルスから
速度情報を検出する速度検出回路に関し、特に広範囲に
高精度の速度検出が行いつる速度検出回路に関する。
直流モータや交流モータを速度制御するには、モータの
実速度を検出して、指令速度と比較してモータを制御す
る必要がある。第1図は、一般的なサーボ制御のブロッ
ク図であり、サーボモータ1の回転軸に直結されたロー
タリエンコーダ(位置検出器)2から所定回転量毎に発
生する位置検出パルスPPと、外部から構成される装置
指令パルスP CMDとの差が演算回路3でとられ、エ
ラーレジスタ4にセットされる。エラーレジスタ4の内
容は、デジタルアナログ変換器5でアナログ電圧に変換
され速度指令電圧として速度制御回路7に入力される。
一方、位置検出パルスPPから速度検出回路6によって
実速度が検出され、速度制(財)回路7へ入力され、速
度制(財)回路7は速度指令電圧と実速度の差に基いて
サーボモータ1を速度制御する。この様に、速度帰還制
御を行うサーボ制御においては、速度検出回路6の速度
検出精度によって係る速度帰還制御の旧確さが左右され
、係る検出のN関が重要な開発課題となっている。
係る速度検出回路としては、従来次の様なものが用いら
れていた。即ち、互いにπ/2位相がずれ、しかもモー
タの回転速度に比例した周波数fの2相信号を位置検出
器から発生せしめ、ついでこの2相信号を4倍回路を通
して周波数4fの信号に変換し、最後に周波数4fに比
例した電圧を発生する周波数電圧変換器から回転速度に
比例した電圧(実速度電圧)を出力するものであった。
しかしながら、かかる従来の構成においては、モータ速
度が低速になると、周波数電圧変換器の出力電圧値が回
転速度に比例しなくなり、急速に低下して、精度が悪く
なるという問題がある他に、周波数電圧変換を行なうよ
りも、マイクロプロセッサによりデジタル的に処理させ
て速度検出を行うほうが、回路のLSI化にとって好ま
しG\という問題もあった。
このため、速度をデジタル的に検出するものが種々提案
されている。
第1の検出法は、一定周期内に入力した位置検出パルス
を計数し、これに比例した値を速度情報とするものであ
る。しかし、係る検出法では、一定周期を短くすると、
1周期内の入力パルス数が減少し速度の検出精度が悪化
するので、一定周期を長くする必要があるが、これでは
検出時間が長くなり、速度制御系の安定性が悪くなると
いう欠点がある。
第2の検出法は、位置検出パルスの入力時間間隔(即ち
、周期)を観測し、その逆数に比例した値を速度情報と
するものである。しかし、係る方法では、高速回転時位
置検出パルスの周期が短くなり、その周期を精度良く測
定することが困難となるという欠点があった。
従って、本発明の目的は、短時間でしかも精度の高い速
度検出が可能な速度検出回路を提供するにある。
以下、本発明を実施例に従い詳細に税、明する。
第2図は本発明の原理説明図であり、 TPは一定周期
To (例えば、0.5m5)の基準パルスであり、P
Pは位置検出パルスである。
先ず本発明では、一定周期間Toに入力した位置検出パ
ルスPPのパルス数Nを計数する。又、その周期の直前
の位置検出パルスS1とその周期の開始点(基準パルス
発生時点)との間隔T、を計測する。
更に、その周期の最後の位置検出パルスS4 とその周
期の終点との間隔T1を計測する。
そして、これらの計測値から位置検出パルスNKが入力
するのに要した時間Tを以下の式で求める。
T=To十T1− T2        (i)尚、T
oは一定周期で既知のものである。
この時間Tをパルス数Nで割れば1位置検出パルス当り
の周期となり、その周期の逆数が位置検出パルスの周波
数、即ち速度情報となる。従って、速度をVとすれば、
速度Vは、 V=に−N/T            (2)(但し
、Kは比例定数である。) により求まる。
この様に1本発明では、一定周期における位置検出パル
スの周期の平均値を求めているので、前述の従来の第2
の検出法の様に高速度域でも精度が劣化することがない
第6図は本発明の一実施例ブロック図であり、図中、6
0はアップダウンカウンタであり、エンコーダ2からの
正方向回転位置パルスPPをアップカウントし、逆方向
回転位置パルスPP’をダウンカウントし、基準パルス
TPによってカウント値がクリアされるもの、61はA
レジスタであり、基準パルスTPによってアップダウン
カウンタ60のカウント値がセットされるもの、62は
タイマカウンタであり、タロツクパルスCPを計数する
七ともに位置パルスPP 、 PP’によってカウント
値がクリアされるもの、65はBレジスタであり、基準
パルスTPによって タイマカウンタ62のカウント値
がセットされるものである。64はマイクロプロセッサ
からなる演算回路であり、Aレジスタ61の内容やBレ
ジスタ65の内容から前述の第(1)式、第(2)式の
演算を実行して速度情報を出力するもの、65はCレジ
スタであり、演算回路64の出力速度情報を一時記憶す
るもの、66はデジタル・アナログ(DA)変換器であ
り、Cレジスタ65の内容をアナログ値に変換するもの
である。67はオアゲートである。
次に、第5図実施例構成の動作を第2図原理説明図を用
いて説明する。
説明の都合上、モータが正回転しているものとし、位置
パルスは正方向回転パルスPPであるとする。タイマカ
ウンタ62はクロックパルスCPヲ計数し、オアゲート
67を介し与えられる位置パルス PPによってクリア
される。一方、タイマカウンタ62のカウント値は基準
パルスTPによってBレジスタ63にセットされるから
、基準パルスR1の入力時には、Bレジスタ65には位
置パルスS1  と基準パルスR1との間隔に相当する
カウント値T1がセットされることになる。演算回路6
4はこのカウント値T1を読み込み、内蔵するメモリに
記憶しておく。次に、アップダウンカウンタ60は位置
パルスPPを計数し、カウント値が基準パルスTPによ
ってクリアされるから、基準パルスTPの周期10間の
位置パルス PPの数を計数していることになり、この
カウント値は基準パルスTPによってAレジスタ61に
セットされる。一方、前述のタイマカウンタ62はクロ
ックパルスCPを計数し、位置パルスPPによってクリ
アされるが、そのカウント値は基準パルスTPが発生ず
るまでBレジスタ65にセットされない。しかし基準パ
ルスTPが発生するとタイマカウンタ62のカウント値
がBレジスタ65にセットされ、このカウント値T2は
位置パルスS4と基準パルスR2の間隔に相当するもの
である。
演算回路64はこのカウント値T2をBレジスタ63か
ら読込み、内蔵メモリに記憶した前回のカウント値T1
と、既知の周期T0とを用いて第(1)式を実行し、入
力所要時間Tを演算する。更に、演算回路64はAレジ
スタ61から基準パルスR1ト基準パルスR2との間の
周期における位置パルスPPの数Nを読込み、第(2)
式を実行して、速度情報Vを得る。この速度情報Vは、
Cレジスタ65に送られ、DA変換器66でアナログ値
に変換され、第1図の速度制御回路7へ送られる。速度
制御回路7がデジクル速度情報を受入れるものであれば
、DA変換器66は必要としない。モータが逆回転して
いる場合でも同様であり、アップダウンカウンタ60は
位置パルスPP’をダウンカウントし、負のカウント値
を演算回路64へ送るので、そのまま逆方向回転速度情
報を作り出すことができる。
以上説明した様に、本発明によれば、速度検出回路とし
て、一定周期内に入力された位置検出パルスの数を計数
するカウンタと、該数の位置検出パルスの入力所要時間
を計測し、該位置検出パルス数を該入力所要時間で除算
した値に基いて速度情報を出力する計測回路とを有する
ので、短時間でしかも精度の高い速度検出が可能となり
、特に高回転域での精度向上を計ることができるという
効果がある。又、本発明によれば、カウンタと、レジス
タ、演算回路という回路のLSI化に適した構成によっ
て達成できるので、回路構成が容易であるという効果も
生じる。更に、本発明によれば、最低2つのカウンタで
済むため、回路構成が簡単であり安価な構成も可能とな
るという実用上優れた効果も生じる。
尚、本発明を一実施例により説明したが、本発明は上述
の実施例に限定されることなく、本発明の主旨に従い種
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、一般的なサーボ制御システムのブロック図、
第2図は本発明の原理説明図、第3図は本発明の一実施
例ブロック図である。 図中、6・・・速度検出回路、60・・・アップダウン
カウンタ% 62・・・タイマカウンタ、64・・・演
算回路、61,63.65 ・・・レジスタ。 特許出願人  ファナソク株式会社 代理人 弁理士  辻     實 外1名

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単位移動量毎に発生する位置検出パルスから速度
    情報を検出する速度検出回路において、一定周期内に入
    力された位置検出パルスの数を計数するカウンタと、該
    数の位置検出パルスの入力所要時間を計測し、該位置検
    出パルス数を該入力所要時間で除算した値に基いて速度
    情報を出力する計測回路とを有することを特徴とする速
    度検出回路。
  2. (2)前記計測回路は、前記一定周期毎に発生する基準
    パルスと該基準パルスの直前の位置検出パルスとの間隔
    を計測するタイマカウンタと、前記一定周期の直前の周
    期における該タイマカウンタの値と、前記一定周期にお
    ける該タイマカウンタの値と、前記一定周期の間隔とか
    ら前記入力所要時間を計測する演算回路を含み、該演算
    回路が前記位置検出パルス数を該入力所要時間で除算し
    、速度情報を出力することを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項記載の速度検出回路。
JP57123284A 1982-07-15 1982-07-15 速度検出回路 Pending JPS5913957A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57123284A JPS5913957A (ja) 1982-07-15 1982-07-15 速度検出回路
EP83304100A EP0102165A1 (en) 1982-07-15 1983-07-14 Speed detection apparatus and method
US06/514,315 US4503374A (en) 1982-07-15 1983-07-15 Speed detection apparatus and method

Applications Claiming Priority (1)

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JP57123284A JPS5913957A (ja) 1982-07-15 1982-07-15 速度検出回路

Publications (1)

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JPS5913957A true JPS5913957A (ja) 1984-01-24

Family

ID=14856753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57123284A Pending JPS5913957A (ja) 1982-07-15 1982-07-15 速度検出回路

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EP (1) EP0102165A1 (ja)
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