JPH01251112A - アブソリュートサーボ制御方式 - Google Patents
アブソリュートサーボ制御方式Info
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- JPH01251112A JPH01251112A JP7646088A JP7646088A JPH01251112A JP H01251112 A JPH01251112 A JP H01251112A JP 7646088 A JP7646088 A JP 7646088A JP 7646088 A JP7646088 A JP 7646088A JP H01251112 A JPH01251112 A JP H01251112A
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Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Numerical Control (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、アブソリュート位置検出器を用いたアブソ
リュートサーボ制御方式に関する。
リュートサーボ制御方式に関する。
従来のサーボ制御方式におけるサーボモータの位置検出
要素としては、インクリメンタルパルス発生型の位置検
出器が用いられており、サーボモータの変位に応じてイ
ンクリメンタルなパルス列を発生するようになっている
。一方、目標位置を指令するデータもインクリメンタル
なパルス列(指令パルス)によって与えられるようにな
っており、偏差カウンタにより指令パルスと位置フィー
ドバックパルスとの偏差をカウントし、指令位置と現在
位置との偏差が求められる。この位置偏差に応じて速度
指令データを発生し、この速度指令データとサーボモー
タの速度フィードバック信号との速度偏差に応じてサー
ボモータを駆動する。
要素としては、インクリメンタルパルス発生型の位置検
出器が用いられており、サーボモータの変位に応じてイ
ンクリメンタルなパルス列を発生するようになっている
。一方、目標位置を指令するデータもインクリメンタル
なパルス列(指令パルス)によって与えられるようにな
っており、偏差カウンタにより指令パルスと位置フィー
ドバックパルスとの偏差をカウントし、指令位置と現在
位置との偏差が求められる。この位置偏差に応じて速度
指令データを発生し、この速度指令データとサーボモー
タの速度フィードバック信号との速度偏差に応じてサー
ボモータを駆動する。
一般に、サーボモータの位置決め目標位置はディジタル
数値データによって設定される。サーボモータの所望の
速度特性も定常速度(最高速度)、加速点、減速点等を
設定することにより設定される。ディジタル数値データ
によって設定された目標位置データと速度設定データに
基づき、インクリメンタルな上記指令パルスを発生する
ために、シーケンス演算回路が設けられる。このシーケ
ンス演算回路は、速度設定データに応じて発振周波数が
可変制御される可変パルス発振器や、この発生パルスを
カウントする。パルスカウンタ、このパルスカウンタの
カウント値と目標位置設定データとを比較する比較器、
この比較器の出力に応じて上記可変パルス発振器の発生
パルスをゲートするゲート回路などを含む複雑な構成と
なっている。
数値データによって設定される。サーボモータの所望の
速度特性も定常速度(最高速度)、加速点、減速点等を
設定することにより設定される。ディジタル数値データ
によって設定された目標位置データと速度設定データに
基づき、インクリメンタルな上記指令パルスを発生する
ために、シーケンス演算回路が設けられる。このシーケ
ンス演算回路は、速度設定データに応じて発振周波数が
可変制御される可変パルス発振器や、この発生パルスを
カウントする。パルスカウンタ、このパルスカウンタの
カウント値と目標位置設定データとを比較する比較器、
この比較器の出力に応じて上記可変パルス発振器の発生
パルスをゲートするゲート回路などを含む複雑な構成と
なっている。
ゲート回路から出力されたパルスが上記指令パルスとし
て与えられる。
て与えられる。
上記のような従来のサーボ制御方式は1位置検出手段と
してインクリメンタル型の位置検出器を用いているため
、制御の途中で停電があった場合、現在位置の把握がで
きなくなり、原点まで戻して制御を再開しなければなら
ない、という問題点があった。
してインクリメンタル型の位置検出器を用いているため
、制御の途中で停電があった場合、現在位置の把握がで
きなくなり、原点まで戻して制御を再開しなければなら
ない、という問題点があった。
また、位置偏差を求めるための上記偏差カウンタは、ア
ップカウント入力に指令パルス列を入力し、ダウンカウ
ント入力に位置フィードバックパルス列を入力するアッ
プ/ダウンカウンタからなる。この偏差カウンタは、一
般に、アップカウント入力とダウンカウント入力に同時
にパルスが入力されると、動作せず、ミスカウントとな
る。これにより応答遅れが生じる、という問題点があっ
た。
ップカウント入力に指令パルス列を入力し、ダウンカウ
ント入力に位置フィードバックパルス列を入力するアッ
プ/ダウンカウンタからなる。この偏差カウンタは、一
般に、アップカウント入力とダウンカウント入力に同時
にパルスが入力されると、動作せず、ミスカウントとな
る。これにより応答遅れが生じる、という問題点があっ
た。
一方、偏差カウンタのアップカウント入力とダウンカウ
ント入力に同時にパルスが入力されることがないように
、偏差カウンタの入力回路を構成することも可能である
が、そうすると1回路構成が複雑となる。という問題点
があった。
ント入力に同時にパルスが入力されることがないように
、偏差カウンタの入力回路を構成することも可能である
が、そうすると1回路構成が複雑となる。という問題点
があった。
また、インクリメンタルの指令パルス列を発生するため
に上記シーケンス演算回路を設けなければならないため
、回路構成が複雑となる、という問題点があった。
に上記シーケンス演算回路を設けなければならないため
、回路構成が複雑となる、という問題点があった。
更に、サーボモータとしてブラシレスモータを使用する
場合には、相切換え用のコミュッテータ信号を発生する
ための手段を設ける必要があるが、インクリメンタル型
位置検出器を用いた場合は、絶対位置を検出していない
ため、そのインクリメンタル型位置検出器の出力に基づ
きコミュッテータ信号を発生することはできず、ホール
素子ユニット等を用いた格別のコミュッテータ信号発生
手段をサーボモータ軸に更に取付けなければならない、
という問題点があった。
場合には、相切換え用のコミュッテータ信号を発生する
ための手段を設ける必要があるが、インクリメンタル型
位置検出器を用いた場合は、絶対位置を検出していない
ため、そのインクリメンタル型位置検出器の出力に基づ
きコミュッテータ信号を発生することはできず、ホール
素子ユニット等を用いた格別のコミュッテータ信号発生
手段をサーボモータ軸に更に取付けなければならない、
という問題点があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、インクリ
メンタル型の位置検出器を用いた従来のサーボ制御方式
の欠点を除去したアブソリュートサーボ制御方式を提供
しようとするものである。
メンタル型の位置検出器を用いた従来のサーボ制御方式
の欠点を除去したアブソリュートサーボ制御方式を提供
しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るアブソリュートサーボ制御方式は、サー
ボモータと、該サーボモータの位置をアブソリュートで
検出するアブソリュート位置検出器と、該サーボモータ
の速度を検出する速度検出手段と、目標位置をアブソリ
ュートで設定する目標位置設定手段と、速度特性を設定
する速度設定手段と、該速度設定手段で設定された速度
特性に従い、スタート位置から前記目標位置設定手段で
設定された目標位置までの前記モータのアブソリュート
指令位置の時間関数パターンを作成する演算手段と、こ
の演算手段により作成した前記アブソリュート指令位置
の時間関数パターンを記憶する記憶手段と、この記憶手
段から前記アブソリュート指令位置のデータを時間経過
に従って読み出す読み出し手段と、読み出された前記ア
ブソリュート指令位置データと前記アブソリュート位置
検出器で検出された前記モータの現在位置との偏差に基
づき前記モータの速度指令データを発生する速度指令手
段と、この速度指令手段から与えられる速度指令データ
と前記速度検出手段で検出された前記モータの現在速度
との偏差に基づき前記モータを制御する制御回路とを具
えたものである。
ボモータと、該サーボモータの位置をアブソリュートで
検出するアブソリュート位置検出器と、該サーボモータ
の速度を検出する速度検出手段と、目標位置をアブソリ
ュートで設定する目標位置設定手段と、速度特性を設定
する速度設定手段と、該速度設定手段で設定された速度
特性に従い、スタート位置から前記目標位置設定手段で
設定された目標位置までの前記モータのアブソリュート
指令位置の時間関数パターンを作成する演算手段と、こ
の演算手段により作成した前記アブソリュート指令位置
の時間関数パターンを記憶する記憶手段と、この記憶手
段から前記アブソリュート指令位置のデータを時間経過
に従って読み出す読み出し手段と、読み出された前記ア
ブソリュート指令位置データと前記アブソリュート位置
検出器で検出された前記モータの現在位置との偏差に基
づき前記モータの速度指令データを発生する速度指令手
段と、この速度指令手段から与えられる速度指令データ
と前記速度検出手段で検出された前記モータの現在速度
との偏差に基づき前記モータを制御する制御回路とを具
えたものである。
目標位置設定手段により目標位置がアブソリュート値で
設定され、速度設定手段により速度特性が設定される。
設定され、速度設定手段により速度特性が設定される。
演算手段では、設定された速度特性に従い、スタート位
置から前記目標位置設定手段で設定された目標位置まで
のサーボモータのアブソリュート指令位置の時間関数パ
ターンを作成する。この時間関数パターンは記憶手段に
記憶される。読み出し手段は、記憶手段からアブソリュ
ート指令位置のデータを時間経過に従って読み出す。読
み出されたアブソリュート指令位置データとアブソリュ
ート位置検出器で検出されたモータの現在位置との偏差
に基づきモータの速度指令データが発生され、この速度
指令データと速度検出手段で検出されたモータの現在速
度との偏差に基づきモータがサーボ制御される。
置から前記目標位置設定手段で設定された目標位置まで
のサーボモータのアブソリュート指令位置の時間関数パ
ターンを作成する。この時間関数パターンは記憶手段に
記憶される。読み出し手段は、記憶手段からアブソリュ
ート指令位置のデータを時間経過に従って読み出す。読
み出されたアブソリュート指令位置データとアブソリュ
ート位置検出器で検出されたモータの現在位置との偏差
に基づきモータの速度指令データが発生され、この速度
指令データと速度検出手段で検出されたモータの現在速
度との偏差に基づきモータがサーボ制御される。
サーボモータの現在位置はアブソリュート位置検出器に
より検出されるので、制御の途中で停電があった場合で
も、停電復帰時には現在位置の把握を即座に行うことが
でき、原点まで戻して制御を再開しなければならないと
いう問題点は生じなX11 また、指令位置データとモータの現在位置データとの偏
差はアブソリュート値の演算で行うため。
より検出されるので、制御の途中で停電があった場合で
も、停電復帰時には現在位置の把握を即座に行うことが
でき、原点まで戻して制御を再開しなければならないと
いう問題点は生じなX11 また、指令位置データとモータの現在位置データとの偏
差はアブソリュート値の演算で行うため。
偏差カウンタは不要であり、それにより従来生じていた
不都合は除去される。
不都合は除去される。
また、アブソリュート値で設定された目標位置データに
基づきインクリメンタルパルス列からなる指令パルスを
発生する必要もないので、インクリメンタル指令パルス
を発生するための複雑なシーケンス演算回路も不要であ
る。
基づきインクリメンタルパルス列からなる指令パルスを
発生する必要もないので、インクリメンタル指令パルス
を発生するための複雑なシーケンス演算回路も不要であ
る。
また、アブソリュート位置検出器により常にサーボモー
タの現在回転角を把握することができるので、サーボモ
ータとしてブラシレスモータを使用する場合でも、この
アブソリュート位置検出器の出力に基づいて相切換え用
のコミュッテータ信号を容易に発生することができるの
で、ホール素子ユニット等を用いた格別のコミュツテー
タ信号発生手段をサーボモータ軸に更に取付ける必要は
ない。
タの現在回転角を把握することができるので、サーボモ
ータとしてブラシレスモータを使用する場合でも、この
アブソリュート位置検出器の出力に基づいて相切換え用
のコミュッテータ信号を容易に発生することができるの
で、ホール素子ユニット等を用いた格別のコミュツテー
タ信号発生手段をサーボモータ軸に更に取付ける必要は
ない。
また、スタート位置から目標位置までのアブソリュート
指令位置の時間関数パターンを作成し、これを時間経過
にともなって発生し、指令位置データとしてサーボ制御
を行うようにしたので、スタート位置から目標位置に至
るまでのモータの移動軌跡を正確に把握することができ
、軌跡管理を行うことができる。特に1機械系の複数軸
を同時的に制御する場合各軸のサーボモータ制御を本発
明ニ従って行うことができ、その場合、各軸モータの移
動軌跡を管理できるので、例えば、各軸相互の正確な同
期をとって各軸の動きを制御することができるようにな
るので有利である。
指令位置の時間関数パターンを作成し、これを時間経過
にともなって発生し、指令位置データとしてサーボ制御
を行うようにしたので、スタート位置から目標位置に至
るまでのモータの移動軌跡を正確に把握することができ
、軌跡管理を行うことができる。特に1機械系の複数軸
を同時的に制御する場合各軸のサーボモータ制御を本発
明ニ従って行うことができ、その場合、各軸モータの移
動軌跡を管理できるので、例えば、各軸相互の正確な同
期をとって各軸の動きを制御することができるようにな
るので有利である。
[実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説
明する。
明する。
第1図において、目標位置設定部21は、制御対象たる
サーボモータ42(例えばDCサーボモータであるとす
る)の所望の目標位置XPをアブソリュート値にて設定
するものであり1例えば、周知のように、ディジ・スイ
ッチ等によって該目標位置XPに応じたディジタル値を
手動設定するものであってよい。目標位置設定部21に
おいて設定された目標位置XPを示すディジタルデータ
は、指令位置パターン作成部23に与えられる。
サーボモータ42(例えばDCサーボモータであるとす
る)の所望の目標位置XPをアブソリュート値にて設定
するものであり1例えば、周知のように、ディジ・スイ
ッチ等によって該目標位置XPに応じたディジタル値を
手動設定するものであってよい。目標位置設定部21に
おいて設定された目標位置XPを示すディジタルデータ
は、指令位置パターン作成部23に与えられる。
速度設定部20は、サーボモータ42の所望の速度特性
を設定するためのものであり、例えば、周知のように、
定常速度(最高速度)と加速区間及び減速区間を設定す
ることにより該速度特性を設定するものである。設定さ
れる速度特性の典型例を示すと第2図のようである。す
なわち、一般的に、サーボ制御における速度特性は、定
常速度(最高速度)vrsaxと、スタートから定常速
度Vmaxに至るまでの加速区間(加速時間)taと、
減速開始点から停止に至るまでの減速区間(減速時間)
tdとにより設定されるのは、よく知られているところ
であり、本実施例でもこれに従うものとする。
を設定するためのものであり、例えば、周知のように、
定常速度(最高速度)と加速区間及び減速区間を設定す
ることにより該速度特性を設定するものである。設定さ
れる速度特性の典型例を示すと第2図のようである。す
なわち、一般的に、サーボ制御における速度特性は、定
常速度(最高速度)vrsaxと、スタートから定常速
度Vmaxに至るまでの加速区間(加速時間)taと、
減速開始点から停止に至るまでの減速区間(減速時間)
tdとにより設定されるのは、よく知られているところ
であり、本実施例でもこれに従うものとする。
しかし、他のファクタにより所望の速度特性を設定する
ようにしてもよいのは勿論である。設定された定常速度
(最高速度)Vmaxのデータ、加速区間(加速時間)
taのデータ、及び減速区間(減速時間)tdのデータ
は指令位置パターン作成部23に与えられる。
ようにしてもよいのは勿論である。設定された定常速度
(最高速度)Vmaxのデータ、加速区間(加速時間)
taのデータ、及び減速区間(減速時間)tdのデータ
は指令位置パターン作成部23に与えられる。
指令位置パターン作成部23は、速度設定部20で設定
された速度特性に従い、スタート位置XOから目標位置
設定部21で設定された目標位置Xpまでの時々刻々の
サーボモータ回転軸のアブソリュート指令位置の時間関
数パターンを作成する演算を行う。ここで作成されるア
ブソリュート指令位置の時間関数パターンの一例を示す
と、第3図のようである。横軸は時間、縦軸はスタート
位置Xoからのモータ42の移動量つまり距離であり、
スタート位置Xoから目標位置Xpまでの時々刻々のサ
ーボモータ回転軸のアブソリュート指令位置に対応する
。なお、容易に理解できるように、目標位置Xpがアブ
ソリュート値で設定されるので、スタート位置Xoは所
定の原点であってよいのは勿論のこと、所定の原点に限
らず任意の位置をスタート位[X oとしてアブソリュ
ート値で設定できるようにしてもよい。
された速度特性に従い、スタート位置XOから目標位置
設定部21で設定された目標位置Xpまでの時々刻々の
サーボモータ回転軸のアブソリュート指令位置の時間関
数パターンを作成する演算を行う。ここで作成されるア
ブソリュート指令位置の時間関数パターンの一例を示す
と、第3図のようである。横軸は時間、縦軸はスタート
位置Xoからのモータ42の移動量つまり距離であり、
スタート位置Xoから目標位置Xpまでの時々刻々のサ
ーボモータ回転軸のアブソリュート指令位置に対応する
。なお、容易に理解できるように、目標位置Xpがアブ
ソリュート値で設定されるので、スタート位置Xoは所
定の原点であってよいのは勿論のこと、所定の原点に限
らず任意の位置をスタート位[X oとしてアブソリュ
ート値で設定できるようにしてもよい。
第2図の例のように、加速区間(加速時間)taで1次
関数で速度を増加し、減速区間(減速時間)tdで1次
関数で速度を減少する場合、加速区間(加速時間)ta
及び減速区間(減速時間)tdにおける時間対位置の関
数は第3図のように2次関数となる。また、加速区間(
加速時間)taと減速区間(減速時間)tdとの間の定
常速度(最高速度)Vmaxを維持する区間では、時間
対位置の関数は第3図のように1次関数となる。なお、
この関数の形は、第2図、第3図に示したものに限らな
いのは勿論である。
関数で速度を増加し、減速区間(減速時間)tdで1次
関数で速度を減少する場合、加速区間(加速時間)ta
及び減速区間(減速時間)tdにおける時間対位置の関
数は第3図のように2次関数となる。また、加速区間(
加速時間)taと減速区間(減速時間)tdとの間の定
常速度(最高速度)Vmaxを維持する区間では、時間
対位置の関数は第3図のように1次関数となる。なお、
この関数の形は、第2図、第3図に示したものに限らな
いのは勿論である。
このように、スタート位置XOと目標位置XPがアブソ
リュートで特定され、かつ、加速区間(加速時間)ta
と減速区間(減速時間)tdとその間の定常速度(最高
速度)V+*axとからなる速度特性が特定されれば、
特定された速度特性に従い、スタート位置XOから目標
位置Xpまでの時々刻々のサーボモータ回転軸のアブソ
リュート指令位置の時間関数パターンを作成することが
できる。すなわち、第3図のような時々刻々のアブソリ
ュート指令位置の時間関数パターンは、基本的には、第
2図のような速度対時間の関数の定積分演算により求め
ることができる。
リュートで特定され、かつ、加速区間(加速時間)ta
と減速区間(減速時間)tdとその間の定常速度(最高
速度)V+*axとからなる速度特性が特定されれば、
特定された速度特性に従い、スタート位置XOから目標
位置Xpまでの時々刻々のサーボモータ回転軸のアブソ
リュート指令位置の時間関数パターンを作成することが
できる。すなわち、第3図のような時々刻々のアブソリ
ュート指令位置の時間関数パターンは、基本的には、第
2図のような速度対時間の関数の定積分演算により求め
ることができる。
作成されたスタート位置XOから目標位置Xpに至るま
での時々刻々のアブソリュート指令位置の時間関数デー
タは、時間に対応するデータをアドレスとして読み書き
可能なメモリ24に記憶される。メモリ24への書込み
までの処理は、モータ42の始動に先立って行われる。
での時々刻々のアブソリュート指令位置の時間関数デー
タは、時間に対応するデータをアドレスとして読み書き
可能なメモリ24に記憶される。メモリ24への書込み
までの処理は、モータ42の始動に先立って行われる。
読出し回路22は、モータ42の始動指令をトリガとし
て、メモリ24からアブソリュート指令位置のデータを
時間経過に従って読み出すためのアドレス信号を発生す
るためのものである。ここでは、時々刻々の読出し速度
を設定するクロックの周波数を可変設定できるようにし
てもよいし、また、その読出しクロック周波数を加速区
間及び減速区間において(更には必要とあらば定速区間
でも)時間的に変化するようにしてもよい。
て、メモリ24からアブソリュート指令位置のデータを
時間経過に従って読み出すためのアドレス信号を発生す
るためのものである。ここでは、時々刻々の読出し速度
を設定するクロックの周波数を可変設定できるようにし
てもよいし、また、その読出しクロック周波数を加速区
間及び減速区間において(更には必要とあらば定速区間
でも)時間的に変化するようにしてもよい。
メモリ24から読み出された時々刻々のアブソリュート
指令位置データは、偏差演算器25の正入力に与えられ
る。偏差演算器25の負入力にはサーボモータ42の回
転軸のアブソリュート位置を検出するアブソリュート位
置検出器60の出力データDθが与えられる。
指令位置データは、偏差演算器25の正入力に与えられ
る。偏差演算器25の負入力にはサーボモータ42の回
転軸のアブソリュート位置を検出するアブソリュート位
置検出器60の出力データDθが与えられる。
アブソリュート位置検出器60は、サーボモータ42の
回転軸の現在位置を所定の原点からのアブソリュート値
にて検出するものであり、多回転にわたるアブソリュー
ト位置検出が可能なものを用いると好都合である。しか
し、1回転内のアブソリュート位置検出が可能であり、
原点からの回転数はカウンタによってカウントするもの
を用いてもよい。
回転軸の現在位置を所定の原点からのアブソリュート値
にて検出するものであり、多回転にわたるアブソリュー
ト位置検出が可能なものを用いると好都合である。しか
し、1回転内のアブソリュート位置検出が可能であり、
原点からの回転数はカウンタによってカウントするもの
を用いてもよい。
偏差演算器25は、正入力に与えられるアブソリュート
指令位置データから負入力に与えられるモータ42のア
ブソリュート現在位置データDθを減算し、指令位置と
現在位置の偏差を求める。
指令位置データから負入力に与えられるモータ42のア
ブソリュート現在位置データDθを減算し、指令位置と
現在位置の偏差を求める。
この演算器25から構成される装置偏差データは、速度
指令変換テーブル26に与えられる。
指令変換テーブル26に与えられる。
速度指令変換テーブル26は、入力される位置偏差デー
タに応じて速度指令データを発生する。
タに応じて速度指令データを発生する。
この速度指令データはD/A変換器27でアナログの速
度指令信号に変換され、サーボアンプ30に与えられる
。
度指令信号に変換され、サーボアンプ30に与えられる
。
一方、サーボモータ42の速度を検出するために速度検
出器29が設けられている。この実施例の場合、速度検
出器29は、アブソリュート位置検出器60から現在位
置データDθを入力し、所定の単位時間当りのこの現在
位置データDθの変化量に基づき、ディジタル演算によ
り速度を検出する速度演算回路からなるものとしている
。しかし、これに限らず、タコメータ等の専用の速度検
出器をモータ42の回転軸に取付けることも従来同様可
能である。
出器29が設けられている。この実施例の場合、速度検
出器29は、アブソリュート位置検出器60から現在位
置データDθを入力し、所定の単位時間当りのこの現在
位置データDθの変化量に基づき、ディジタル演算によ
り速度を検出する速度演算回路からなるものとしている
。しかし、これに限らず、タコメータ等の専用の速度検
出器をモータ42の回転軸に取付けることも従来同様可
能である。
速度検出器29で検出した現在速度データはD/A変換
器28でアナログ信号に変換され、現在速度フィードバ
ック信号としてサーボアンプ30に入力される。サーボ
アンプ3oでは、D/A変換器27から入力される速度
指令信号とD/A変換器28から入力される現在速度フ
ィードバック信号との偏差を求め、この速度偏差に応じ
てサーボモータ42に与える駆動電流を制御する。この
サーボアンプ30の出力がパワーアンプ41を介してサ
ーボモータ42に与えられる。
器28でアナログ信号に変換され、現在速度フィードバ
ック信号としてサーボアンプ30に入力される。サーボ
アンプ3oでは、D/A変換器27から入力される速度
指令信号とD/A変換器28から入力される現在速度フ
ィードバック信号との偏差を求め、この速度偏差に応じ
てサーボモータ42に与える駆動電流を制御する。この
サーボアンプ30の出力がパワーアンプ41を介してサ
ーボモータ42に与えられる。
以上の構成により、メモリ24から与えられる時々刻々
のアブソリュート指令位置に追従するようにモータ42
の現在位置がサーボ制御される。
のアブソリュート指令位置に追従するようにモータ42
の現在位置がサーボ制御される。
こうして、指令位置パターン作成部23で作成され、メ
モリ24に記憶されたスタート位置Xoから目標位置X
Pまでの指令位置の時間関数パターンに従って、モータ
42が制御される。その結果、該サーボモータ42によ
り駆動される軸が該パターンの通りに軌跡管理されつつ
目標位置Xpに位置決めされる。
モリ24に記憶されたスタート位置Xoから目標位置X
Pまでの指令位置の時間関数パターンに従って、モータ
42が制御される。その結果、該サーボモータ42によ
り駆動される軸が該パターンの通りに軌跡管理されつつ
目標位置Xpに位置決めされる。
アブソリュート位置検出器60としては、例えば、誘導
型の位相シフト型位置センサを使用するとよい、そのよ
うな誘導型の位相シフト型位置センサを採用したアブソ
リュート位置検出器60の一例を第4図に示す。このよ
うなアブソリュート位置検出器は、特開昭57−704
06号等において公知であるため、以下簡単に説明する
。
型の位相シフト型位置センサを使用するとよい、そのよ
うな誘導型の位相シフト型位置センサを採用したアブソ
リュート位置検出器60の一例を第4図に示す。このよ
うなアブソリュート位置検出器は、特開昭57−704
06号等において公知であるため、以下簡単に説明する
。
第4図において、アブソリュート位置検出器60は、セ
ンサ部61と信号変換部62とを含んでいる。センサ部
61は、複数の極A−Dが円周方向に所定間隔(−例と
して90度)で設けられたステータ13と、各種A−D
によって囲まれたステータ空間内に挿入されたロータ1
4とを含んでいる。該ロータ14は、モータ42の回転
軸に接続されて該モータ42の回転に連動して回転する
ものである。ロータ14は、回転角度に応じて各種A−
Dのりラフタンスを変化させる形状及び材質からなり、
−例として偏心円筒形である。ステータ13の各種A−
Dには1次コイルIA〜ID及び2次コイル2A〜2D
が夫々巻回されている。
ンサ部61と信号変換部62とを含んでいる。センサ部
61は、複数の極A−Dが円周方向に所定間隔(−例と
して90度)で設けられたステータ13と、各種A−D
によって囲まれたステータ空間内に挿入されたロータ1
4とを含んでいる。該ロータ14は、モータ42の回転
軸に接続されて該モータ42の回転に連動して回転する
ものである。ロータ14は、回転角度に応じて各種A−
Dのりラフタンスを変化させる形状及び材質からなり、
−例として偏心円筒形である。ステータ13の各種A−
Dには1次コイルIA〜ID及び2次コイル2A〜2D
が夫々巻回されている。
半径方向で対向する2つの極AとCは差動的に動作する
ようにコイルが巻かれ、かつ差動的なりラフタンス変化
が生じるようになっている。もう−方の極B、Dの対も
同様である。一方の極対A。
ようにコイルが巻かれ、かつ差動的なりラフタンス変化
が生じるようになっている。もう−方の極B、Dの対も
同様である。一方の極対A。
Cの1次コイルIA、ICは正弦信号sinωtで励磁
され、他方の極対B、Dの1次コイルIB、IDは余弦
信号cosωtによって励磁される。その結果、2次コ
イル2A〜2Dの合成出力Yとして、基準の1次交流信
号sinωt(またはcosωt)をロータ14の回転
角度θに応じた電気的位相角度だけ位相シフトした信号
Y=sin(ωt−θ)が得られるようにすることがで
きる。
され、他方の極対B、Dの1次コイルIB、IDは余弦
信号cosωtによって励磁される。その結果、2次コ
イル2A〜2Dの合成出力Yとして、基準の1次交流信
号sinωt(またはcosωt)をロータ14の回転
角度θに応じた電気的位相角度だけ位相シフトした信号
Y=sin(ωt−θ)が得られるようにすることがで
きる。
信号変換部62は、センサ部61の1次コイルIA〜I
Dに1次交流信号sinωt、 cosωtを供給する
と共に、センサ部61の2次出力信号Yにおける1次交
流信号sinωtに対する位相差θを測定するためのも
のである。所定の高速クロックパルスCPをカウンタ1
6でカウントし、このカウンタ16の出力にもとづきサ
イン・コサイン発生回路17で正弦信号sinωtと余
弦信号cosωtを夫々発生し、これらを前述の1次コ
イルLA、IB。
Dに1次交流信号sinωt、 cosωtを供給する
と共に、センサ部61の2次出力信号Yにおける1次交
流信号sinωtに対する位相差θを測定するためのも
のである。所定の高速クロックパルスCPをカウンタ1
6でカウントし、このカウンタ16の出力にもとづきサ
イン・コサイン発生回路17で正弦信号sinωtと余
弦信号cosωtを夫々発生し、これらを前述の1次コ
イルLA、IB。
IC,LDに夫々印加する。一方、2次コイル2A〜2
Dの出力信号Y=sin(ωを一θ)はゼロクロス検出
回路18に与えられ、この信号Yの電気位相角ゼロのタ
イミングに同期してサンプリングパルスLが出力される
。この回路18の出力パルスLはラッチ回路19のラッ
チパルスとして使用される。ラッチ回路19は回路18
から与えられたパルスLの立上りに応じてカウンタ16
のカウント出力をラッチする。カウンタ16のカウント
値が1巡する期間と正弦信号sinωtの1周期とを同
期させることができ、そうすると、ラッチ回路19には
基準交流信号sinωtとセンサ出力信号Y=sin
(ωを一θ)との位相差θに対応するカウント値がラッ
チされることになり、これがモータ42の回転軸の現在
位置を示すディジタルアブソリュート位置データDθと
して出力される。尚、サンプリングパルスLはアブソリ
ュート現在位置データDθの変化タイミングを示すパル
スとして適宜利用することができる。
Dの出力信号Y=sin(ωを一θ)はゼロクロス検出
回路18に与えられ、この信号Yの電気位相角ゼロのタ
イミングに同期してサンプリングパルスLが出力される
。この回路18の出力パルスLはラッチ回路19のラッ
チパルスとして使用される。ラッチ回路19は回路18
から与えられたパルスLの立上りに応じてカウンタ16
のカウント出力をラッチする。カウンタ16のカウント
値が1巡する期間と正弦信号sinωtの1周期とを同
期させることができ、そうすると、ラッチ回路19には
基準交流信号sinωtとセンサ出力信号Y=sin
(ωを一θ)との位相差θに対応するカウント値がラッ
チされることになり、これがモータ42の回転軸の現在
位置を示すディジタルアブソリュート位置データDθと
して出力される。尚、サンプリングパルスLはアブソリ
ュート現在位置データDθの変化タイミングを示すパル
スとして適宜利用することができる。
例えば、速度検出器29における速度検出演算において
、演算タイミングを設定するタイミングパルスとして上
記サンプリングパルスLを使用すれば好都合である。そ
うすれば、アブソリュート現在位置データDθの変化タ
イミングに同期して速度検出演算が行われることになり
、正確な速度検出演算を行うことができる。もし、そう
せずに。
、演算タイミングを設定するタイミングパルスとして上
記サンプリングパルスLを使用すれば好都合である。そ
うすれば、アブソリュート現在位置データDθの変化タ
イミングに同期して速度検出演算が行われることになり
、正確な速度検出演算を行うことができる。もし、そう
せずに。
固定のシステムクロックパルスにより設定した演算タイ
ミングで速度検出演算を行ったとすると、アブソリュー
ト現在位置データDθの変化タイミングと速度検出演算
タイミングがずれることにより、速度検出演算が不正確
になることがある。従って、この点を考慮すると、速度
検出器29を、指令位置パターン作成部23を含む演算
システムユニットから離し、むしろ、アブソリュート位
置検出器60の回路ユニットに付属して設けると便利で
ある。
ミングで速度検出演算を行ったとすると、アブソリュー
ト現在位置データDθの変化タイミングと速度検出演算
タイミングがずれることにより、速度検出演算が不正確
になることがある。従って、この点を考慮すると、速度
検出器29を、指令位置パターン作成部23を含む演算
システムユニットから離し、むしろ、アブソリュート位
置検出器60の回路ユニットに付属して設けると便利で
ある。
なお、サーボモータ42としてブラシレス型モータを用
いた場合は、コミュッテータ信号発生回路50を設け、
アブソリュート位置検出器60で検出したアブソリュー
ト位置データDθを該コミュッテータ信号発生回路50
に入力し、モータ42の回転角に応じて相切換え用のコ
ミュツテータ信号を発生するようにする。このコミュツ
テータ信号によりパワーアンプ41を制御し、駆動電流
を供給すべきモータ42の相を切り換える。
いた場合は、コミュッテータ信号発生回路50を設け、
アブソリュート位置検出器60で検出したアブソリュー
ト位置データDθを該コミュッテータ信号発生回路50
に入力し、モータ42の回転角に応じて相切換え用のコ
ミュツテータ信号を発生するようにする。このコミュツ
テータ信号によりパワーアンプ41を制御し、駆動電流
を供給すべきモータ42の相を切り換える。
なお、第4図の例では、アブソリュート位置検出器60
では、1回転内のアブソリュート位置の検出が可能であ
るが、変速ギヤ等を介して同様の原理のセンサ部を複数
個設け、それらの出力を演算若しくは組合せることによ
り多回転にわたるアブソリュート位置の検出が可能であ
る。ことも公知であり、その点については詳細例の図示
を省略する。
では、1回転内のアブソリュート位置の検出が可能であ
るが、変速ギヤ等を介して同様の原理のセンサ部を複数
個設け、それらの出力を演算若しくは組合せることによ
り多回転にわたるアブソリュート位置の検出が可能であ
る。ことも公知であり、その点については詳細例の図示
を省略する。
勿論、アブソリュート位置検出器60としては、上述し
たタイプ以外のタイプのもの(例えばレゾルバやその他
のロータリエンコーダ)を用いることも可能である。ま
た、ディジタルアブソリュート型の位置検出器に限らず
、アナログアブソリュート型の位置検出器を用いること
も可能である。
たタイプ以外のタイプのもの(例えばレゾルバやその他
のロータリエンコーダ)を用いることも可能である。ま
た、ディジタルアブソリュート型の位置検出器に限らず
、アナログアブソリュート型の位置検出器を用いること
も可能である。
また、制御対象たるサーボモータは電気モータに限らず
、油圧やその他のモータであってもよい。
、油圧やその他のモータであってもよい。
また、回転型モータに限らず、リニア駆動型モータであ
ってもよい。その場合、アブソリュート位置検出器60
としては、リニア型センサであってもよい。
ってもよい。その場合、アブソリュート位置検出器60
としては、リニア型センサであってもよい。
なお、第1図の例では、指令速度とフイードバツク速度
との速度偏差を求めるための演算をサーボアンプ30に
おいてアナログで行なうようにしているが、この部分を
第5図に示すように変更することもできる。第5図にお
いては、速度指令変換テーブル26から出力されたディ
ジタルの速度指令データと速度検出器29から出力され
たディジタルの現在速度データとをディジタルの偏差演
算器31に入力し、両者の速度偏差をディジタル値で求
め、このディジタル速度偏差データをD/A変換器27
でアナログ信号に変換する。D/A変換器27から出力
されるアナログの速度偏差信号に応じて、サーボアンプ
30.メインアンプ41を介してモータ42に駆動電流
が与えられる。
との速度偏差を求めるための演算をサーボアンプ30に
おいてアナログで行なうようにしているが、この部分を
第5図に示すように変更することもできる。第5図にお
いては、速度指令変換テーブル26から出力されたディ
ジタルの速度指令データと速度検出器29から出力され
たディジタルの現在速度データとをディジタルの偏差演
算器31に入力し、両者の速度偏差をディジタル値で求
め、このディジタル速度偏差データをD/A変換器27
でアナログ信号に変換する。D/A変換器27から出力
されるアナログの速度偏差信号に応じて、サーボアンプ
30.メインアンプ41を介してモータ42に駆動電流
が与えられる。
このようにすると、D/A変換器を1個にすることがで
き1回路が簡単になる。この場合、D/A変換器27で
所望の変換特性でアナログの速度偏差信号を出力するよ
うにすることができるので、サーボアンプ30を省略し
、D/A変換器27から出力されるアナログの速度偏差
信号をメインアンプ41に直接入力するようにしてもよ
い。
き1回路が簡単になる。この場合、D/A変換器27で
所望の変換特性でアナログの速度偏差信号を出力するよ
うにすることができるので、サーボアンプ30を省略し
、D/A変換器27から出力されるアナログの速度偏差
信号をメインアンプ41に直接入力するようにしてもよ
い。
以上の通りこの発明によれば、サーボモータの現在位置
はアブソリュート位置検出器により検出されるので、制
御の途中で停電があった場合でも、停電復帰時には現在
位置の把握を即座に行うことができ、原点まで戻して制
御を再開しなければならないという問題点は生じない。
はアブソリュート位置検出器により検出されるので、制
御の途中で停電があった場合でも、停電復帰時には現在
位置の把握を即座に行うことができ、原点まで戻して制
御を再開しなければならないという問題点は生じない。
また、指令位置データとモータの現在位置データとの偏
差はアブソリュート値の演算で行うため、偏差カウンタ
は不要であり、それにより従来生じていた不都合は除去
される。また、アブソリュート値で設定された目標位置
データに基づきインクリメンタルパルス列からなる指令
パルスを発生する必要もないので、インクリメンタル指
令パルスを発生するための複雑なシーケンス演算回路も
不要である。また。
差はアブソリュート値の演算で行うため、偏差カウンタ
は不要であり、それにより従来生じていた不都合は除去
される。また、アブソリュート値で設定された目標位置
データに基づきインクリメンタルパルス列からなる指令
パルスを発生する必要もないので、インクリメンタル指
令パルスを発生するための複雑なシーケンス演算回路も
不要である。また。
アブソリュート位置検出器により常にサーボモータの現
在回転角を把握することができるので、サーボモータと
してブラシレスモータを使用する場合でも、このアブソ
リュート位置検出器の出力に基づいて相切換え用のコミ
ュッテータ信号を容易に発生することができるので、ホ
ール素子ユニット等を用いた格別のコミュッテータ信号
発生手段をサーボモータ軸に更に取付ける必要はない、
また、スタート位置から目標位置までのアブソリュート
指令位置の時間関数パターンを作成し、これを時間経過
にともなって発生し、指令位置データとしてサーボ制御
を行うようにしたので、スタート位置から目標位置に至
るまでのモータの移動軌跡を正確に把握することができ
、軌跡管理を行うことができる。特に、機械系の複数軸
を同時的に制御する場合各軸のサーボモータ制御を本発
明に従って行うことができ、その場合、各軸モータの移
動軌跡を管理できるので、例えば、各軸相互の正確な同
期をとって各軸の動きを制御することができるようにな
るので有利である、等の種々の優れた効果を奏する。
在回転角を把握することができるので、サーボモータと
してブラシレスモータを使用する場合でも、このアブソ
リュート位置検出器の出力に基づいて相切換え用のコミ
ュッテータ信号を容易に発生することができるので、ホ
ール素子ユニット等を用いた格別のコミュッテータ信号
発生手段をサーボモータ軸に更に取付ける必要はない、
また、スタート位置から目標位置までのアブソリュート
指令位置の時間関数パターンを作成し、これを時間経過
にともなって発生し、指令位置データとしてサーボ制御
を行うようにしたので、スタート位置から目標位置に至
るまでのモータの移動軌跡を正確に把握することができ
、軌跡管理を行うことができる。特に、機械系の複数軸
を同時的に制御する場合各軸のサーボモータ制御を本発
明に従って行うことができ、その場合、各軸モータの移
動軌跡を管理できるので、例えば、各軸相互の正確な同
期をとって各軸の動きを制御することができるようにな
るので有利である、等の種々の優れた効果を奏する。
第1図はこの発明に係るサーボモータ制御方式の一実施
例を示すブロック図、 第2図はスタートから停止に至るまでの速度特性の一般
定例を示すグラフ、 第3図は第2図の速度特性に対応して第1図の指令位置
パターン作成部で作成される指令位置パターンの一例を
示すグラフ、 第4図は同実施例におけるアブソリュート位置検出器の
一例を示すブロック図、 第5図は第1図における速度データD/A変換用回路部
分及び速度偏差演算用回路部分の変更例を示すブロック
図、である。 20・・・速度特性設定部、21・・・目標位置設定部
、22・・・読出し回路、23°・・・位置指令パター
ン作成部、24・・・メモリ、25・・・偏差演算器、
26・・・速度指令変換テーブル、27.28・・・デ
ジタル/アナログ(D/A)変換器、29・・・速度検
出器、30・・・サーボアンプ、41・・・パワーアン
プ、42・・・サーボモータ、60・・・アブソリュー
ト位置検出器。
例を示すブロック図、 第2図はスタートから停止に至るまでの速度特性の一般
定例を示すグラフ、 第3図は第2図の速度特性に対応して第1図の指令位置
パターン作成部で作成される指令位置パターンの一例を
示すグラフ、 第4図は同実施例におけるアブソリュート位置検出器の
一例を示すブロック図、 第5図は第1図における速度データD/A変換用回路部
分及び速度偏差演算用回路部分の変更例を示すブロック
図、である。 20・・・速度特性設定部、21・・・目標位置設定部
、22・・・読出し回路、23°・・・位置指令パター
ン作成部、24・・・メモリ、25・・・偏差演算器、
26・・・速度指令変換テーブル、27.28・・・デ
ジタル/アナログ(D/A)変換器、29・・・速度検
出器、30・・・サーボアンプ、41・・・パワーアン
プ、42・・・サーボモータ、60・・・アブソリュー
ト位置検出器。
Claims (2)
- (1)サーボモータと、 該サーボモータの位置をアブソリュートで検出するアブ
ソリュート位置検出器と、 該サーボモータの速度を検出する速度検出手段と、 目標位置をアブソリュートで設定する目標位置設定手段
と、 速度特性を設定する速度設定手段と、 該速度設定手段で設定された速度特性に従い、スタート
位置から前記目標位置設定手段で設定された目標位置ま
での前記モータのアブソリュート指令位置の時間関数パ
ターンを作成する演算手段と、 この演算手段により作成した前記アブソリュート指令位
置の時間関数パターンを記憶する記憶手段と、 この記憶手段から前記アブソリュート指令位置のデータ
を時間経過に従って読み出す読み出し手段と、 読み出された前記アブソリュート指令位置データと前記
アブソリュート位置検出器で検出された前記モータの現
在位置との偏差に基づき前記モータの速度指令データを
発生する速度指令手段と、この速度指令手段から与えら
れる速度指令データと前記速度検出手段で検出された前
記モータの現在速度との偏差に基づき前記モータを制御
する制御回路と を具えたアブソリュートサーボ制御方式。 - (2)前記速度設定手段は、定常速度と加速区間及び減
速区間を設定することにより速度特性を設定するもので
ある特許請求の範囲第1項記載のアブソリュートサーボ
制御方式。(3)前記速度検出手段は、前記アブソリュ
ート位置検出器で検出した位置データに基づき速度を演
算するものである特許請求の範囲第1項記載のアブソリ
ュートサーボ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076460A JPH0782381B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | アブソリュートサーボ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076460A JPH0782381B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | アブソリュートサーボ制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01251112A true JPH01251112A (ja) | 1989-10-06 |
| JPH0782381B2 JPH0782381B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=13605772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63076460A Expired - Lifetime JPH0782381B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | アブソリュートサーボ制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782381B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086904A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Brother Ind Ltd | 加速度軌跡生成装置 |
| JP2012175768A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | モータ制御装置およびモータ制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6174013A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | Toyoda Mach Works Ltd | 位置決め装置 |
| JPS61128705U (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-12 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63076460A patent/JPH0782381B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6174013A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | Toyoda Mach Works Ltd | 位置決め装置 |
| JPS61128705U (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-12 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086904A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Brother Ind Ltd | 加速度軌跡生成装置 |
| JP2012175768A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd | モータ制御装置およびモータ制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0782381B2 (ja) | 1995-09-06 |
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