JPH0148512B2 - - Google Patents
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- JPH0148512B2 JPH0148512B2 JP9164182A JP9164182A JPH0148512B2 JP H0148512 B2 JPH0148512 B2 JP H0148512B2 JP 9164182 A JP9164182 A JP 9164182A JP 9164182 A JP9164182 A JP 9164182A JP H0148512 B2 JPH0148512 B2 JP H0148512B2
- Authority
- JP
- Japan
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- speed
- calculation means
- sampling
- change amount
- output
- Prior art date
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-
- 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
- G01P3/488—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 delivered by variable reluctance detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は２種類のサンプリング時間で測定した
移動物体の走行速度に加速、定速、減速等、走行
状態別に所定の制限値を設け、片方のサンプリン
グ時間で演算した値をもつて他方のサンプリング
時間に随時補正を施す方式のデイジタル速度演算
装置に関する。
移動物体の走行速度に加速、定速、減速等、走行
状態別に所定の制限値を設け、片方のサンプリン
グ時間で演算した値をもつて他方のサンプリング
時間に随時補正を施す方式のデイジタル速度演算
装置に関する。
移動する物体の速度計測法として、移動距離を
パルスに変換し、一定のサンプリング周期で速度
を演算するデイジタル速度演算方式において、応
答時間の短い演算結果を得ようとした場合にはサ
ンプリング周期を短くする必要がある。しかし、
サンプリング周期が短くなると、当然１パルス当
りの走行速度の重みが大きくなり距離パルス上に
発生したノイズ等によりパルス計数に誤動作等が
発生すると高速度での速度演算は不可能となる。
パルスに変換し、一定のサンプリング周期で速度
を演算するデイジタル速度演算方式において、応
答時間の短い演算結果を得ようとした場合にはサ
ンプリング周期を短くする必要がある。しかし、
サンプリング周期が短くなると、当然１パルス当
りの走行速度の重みが大きくなり距離パルス上に
発生したノイズ等によりパルス計数に誤動作等が
発生すると高速度での速度演算は不可能となる。
また、従来のデイジタル速度演算方式では、主
に速度発電機からの距離パルスを用いていたた
め、そのパルス間距離は非常に小さく１パルス当
りの速度の重み、すなわち、１パルスの計算誤差
が発生したとしても速度精度への影響は非常に小
さかつた。そのためパルス計数演算回路は１回路
の構成で充分であつた。
に速度発電機からの距離パルスを用いていたた
め、そのパルス間距離は非常に小さく１パルス当
りの速度の重み、すなわち、１パルスの計算誤差
が発生したとしても速度精度への影響は非常に小
さかつた。そのためパルス計数演算回路は１回路
の構成で充分であつた。
しかし、最近の磁気浮上式高速鉄道に見られる
如く等間隔で設置されている地上の構築物を車上
で検知し、パルス変換する、いわゆる地点信号式
の速度演算方式の場合には１パルスに対応する距
離は大きく、従つて１パルス当りの速度の重みも
大きくなる。この様な場合、演算回路を１回路分
しか持たない速度演算装置では電気的環境条件の
変化等によつてパルス計数に誤動作が生ずると極
めて大きな計数速度変動が生ずる。一例として、
距離パルスの値が0.7ｍ、サンプリング周期が0.2
秒とすると、その速度演算の結果は(1)式で表わさ
れる。
如く等間隔で設置されている地上の構築物を車上
で検知し、パルス変換する、いわゆる地点信号式
の速度演算方式の場合には１パルスに対応する距
離は大きく、従つて１パルス当りの速度の重みも
大きくなる。この様な場合、演算回路を１回路分
しか持たない速度演算装置では電気的環境条件の
変化等によつてパルス計数に誤動作が生ずると極
めて大きな計数速度変動が生ずる。一例として、
距離パルスの値が0.7ｍ、サンプリング周期が0.2
秒とすると、その速度演算の結果は(1)式で表わさ
れる。
Ｖ＝0.7×3.6×１／0.2×ｎ
＝12.6×ｎ（Km／Hr） …(1)
但し、ｎ：0.2秒間に計数した距離パルス数、
従つて、１パルス当りの速度重みは(2)式の如くな
る。
従つて、１パルス当りの速度重みは(2)式の如くな
る。
V0＝12.6（Km／Hr） …(2)
すなわち、ノイズ等によつて１パルスの計数を
誤ると正常な値より12.6Km／Hrの演算誤差が発
生する欠点があつた。
誤ると正常な値より12.6Km／Hrの演算誤差が発
生する欠点があつた。
本発明は上記の様な従来のものの欠点を除去す
るためになされたもので、ノイズ等によりパルス
の計数誤差が発生した場合の速度バラツキを最小
に抑えるためにサンプリング時間の異なる２つの
演算回路を設けサンプリング時間の長い方の演算
回路結果で短い方のサンプリングで得た演算速度
値に補正を施し高精度、高応答性の速度演算が可
能なデイジタル速度演算方式を提供することを目
的とする。
るためになされたもので、ノイズ等によりパルス
の計数誤差が発生した場合の速度バラツキを最小
に抑えるためにサンプリング時間の異なる２つの
演算回路を設けサンプリング時間の長い方の演算
回路結果で短い方のサンプリングで得た演算速度
値に補正を施し高精度、高応答性の速度演算が可
能なデイジタル速度演算方式を提供することを目
的とする。
以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。第１図はデイジタル速度演算の基本的な方式
を示したもので、Ａに示した位置パルスをＢ図の
ある時間間隔Ｔのタイミングで計数し、その時の
パルス計数値がNiであれば速度ViはＣ図のV1、
又はV2の如く速度演算結果として表わされる。
すなわち Vi＝Ni×V0（Km／Hr） …(3) 但し、N1は時間Ｔ秒間にカウントされる位置
パルス数でV0は１パルス当りの速度の重みで(4)
式の如く与えられる。
る。第１図はデイジタル速度演算の基本的な方式
を示したもので、Ａに示した位置パルスをＢ図の
ある時間間隔Ｔのタイミングで計数し、その時の
パルス計数値がNiであれば速度ViはＣ図のV1、
又はV2の如く速度演算結果として表わされる。
すなわち Vi＝Ni×V0（Km／Hr） …(3) 但し、N1は時間Ｔ秒間にカウントされる位置
パルス数でV0は１パルス当りの速度の重みで(4)
式の如く与えられる。
V6＝3.6×ｌ／Ｔ（Km／Hr） …(4)
ここに、ｌは位置パルス間の距離、Ｔはサンプ
リング周期である。(4)式で示した様に１パルス当
りの重みV0はサンプリング周期Ｔが大きくなる
程小さくなり、速度の精度は向上する。そこで、
第２図に示す如く異るサンプリング周期TAとTB
で演算した場合には速度変化が一様な領域におい
ては(5)式が成立する。但し、第２図の例はTA＝
１／５・TBの場合である。
リング周期である。(4)式で示した様に１パルス当
りの重みV0はサンプリング周期Ｔが大きくなる
程小さくなり、速度の精度は向上する。そこで、
第２図に示す如く異るサンプリング周期TAとTB
で演算した場合には速度変化が一様な領域におい
ては(5)式が成立する。但し、第２図の例はTA＝
１／５・TBの場合である。
ΔVA＝（TA／TB）・ΔVB …(5)
(5)式を運転領域Ｉとする。また、実速度変化率
が一様でない領域においてはΔVBの結果が出るの
は必ずΔVAより遅れるため(5)式は成立しない。
すなわち、実速度変化率が小さくなる領域におい
ては ΔVA＜（TA／TB）・ΔVB …(6) が成立し、これを運転領域とする。また、実速
度変化率が大きくなる領域においては TA・α＞ΔVA＞（TA／TB）・ΔVB …(7) の条件が成立し、これを運転領域とする。但
し、αは車両性能として考えられる最大の加速度
である。
が一様でない領域においてはΔVBの結果が出るの
は必ずΔVAより遅れるため(5)式は成立しない。
すなわち、実速度変化率が小さくなる領域におい
ては ΔVA＜（TA／TB）・ΔVB …(6) が成立し、これを運転領域とする。また、実速
度変化率が大きくなる領域においては TA・α＞ΔVA＞（TA／TB）・ΔVB …(7) の条件が成立し、これを運転領域とする。但
し、αは車両性能として考えられる最大の加速度
である。
上記(5)、(6)、(7)式にて示された各式の運転領域
〜が実際の運転状態とどの様に対応するかを
第３図に示した。但し、第２図においてＰは実速
度、Ｖは速度、ｔは時間、TAVはサンプリング周
期TAにおけるサンプリング速度、TBVはサンプリ
ング周期TBにおけるサンプリング速度、ΔVAは
TAサンプリング速度の変化量、ΔVBはTBサンプ
リング速度の変化量、TA，TBはサンプリングタ
イムである。そこで第３図の運転特性図でV1＝
起動状態、V2＝定加速状態、V3＝定加速から定
速過渡状態、V4＝定速状態、V5＝定速から定減
速過渡状態、V6＝定減速状態、V7＝停止状態と
すると、各運転領域は下記で示される。
〜が実際の運転状態とどの様に対応するかを
第３図に示した。但し、第２図においてＰは実速
度、Ｖは速度、ｔは時間、TAVはサンプリング周
期TAにおけるサンプリング速度、TBVはサンプリ
ング周期TBにおけるサンプリング速度、ΔVAは
TAサンプリング速度の変化量、ΔVBはTBサンプ
リング速度の変化量、TA，TBはサンプリングタ
イムである。そこで第３図の運転特性図でV1＝
起動状態、V2＝定加速状態、V3＝定加速から定
速過渡状態、V4＝定速状態、V5＝定速から定減
速過渡状態、V6＝定減速状態、V7＝停止状態と
すると、各運転領域は下記で示される。
運転領域；第３図のV2，V4，V6
運転領域；第３図のV3，V7
運転領域；第３図のV1，V5
運転領域は走行指令速度が変化したとき、つ
まりV1は起動、V5は停止（又は、減速）の指令
が出された直後の走行状態である。運転領域は
走行指令速度に列車が近づく時である。従つて、
各運転状態に応じて、ΔVAとΔVBの間に(8)式の制
限条件を設けΔVAのバラツキを減ずることがで
きる。
まりV1は起動、V5は停止（又は、減速）の指令
が出された直後の走行状態である。運転領域は
走行指令速度に列車が近づく時である。従つて、
各運転状態に応じて、ΔVAとΔVBの間に(8)式の制
限条件を設けΔVAのバラツキを減ずることがで
きる。
ΔVA＝≦Δ …(8)
但し、Δは(9)、及び(10)式で与えられる。
(i) 運転領域，では
Δ＝（TA／TB）・ΔVB …(9)
(ii) 運転領域では
Δ＝TA・α …(10)
すなわち、第４図に示した如くΔVA≦Δのとき、
ΔVAはそのままΔVA＞Δのとき、ΔVA＝Δと定
め最終の演算速度は VA＝（前回演算のVA）＋ΔVA …(11) となる。
ΔVAはそのままΔVA＞Δのとき、ΔVA＝Δと定
め最終の演算速度は VA＝（前回演算のVA）＋ΔVA …(11) となる。
第５図は上述の速度演算方式を電気回路で構成
した本発明のデイジタル速度演算装置のブロツク
構成例である。図においては、１は外部入力位置
パルスに対するレベル変換とノイズ除去を施すレ
ベル変換、及びノイズフイルタ回路、２，３はサ
ンプリング周期TA、及びTBでの位置パルスカウ
ンタ、４，５はサンプリング周期TAとTBでの速
度演算回路、６ＢはサンプリングタイムTBでの
前回速度演算結果の記憶回路で演算結果２３を出
力するシフトレジスターで構成され、６Ａはサン
プリングタイムTAに対する同様のシフトレジス
ター、７Ｂは速度変化量ΔVBを演算する速度変化
量演算回路、７Ａは同様に速度変化量ΔVAの演
算回路、８は運転領域，，に応じて設定さ
れる速度変化許容値ΔVを演算する変化量演算回
路、９は速度変化許容値Δを用いて速度VAを修
正する速度修正回路、１０はサンプリング周期
TAの速度演算回路、１１はサンプリング周期TB
の速度演算回路、１２はサンプリング時間を与え
る発振回路、１３，１４は前記発振回路１２のク
ロツクパルスを受けてサンプリング周期TA，TB
を発生するカウンタである。
した本発明のデイジタル速度演算装置のブロツク
構成例である。図においては、１は外部入力位置
パルスに対するレベル変換とノイズ除去を施すレ
ベル変換、及びノイズフイルタ回路、２，３はサ
ンプリング周期TA、及びTBでの位置パルスカウ
ンタ、４，５はサンプリング周期TAとTBでの速
度演算回路、６ＢはサンプリングタイムTBでの
前回速度演算結果の記憶回路で演算結果２３を出
力するシフトレジスターで構成され、６Ａはサン
プリングタイムTAに対する同様のシフトレジス
ター、７Ｂは速度変化量ΔVBを演算する速度変化
量演算回路、７Ａは同様に速度変化量ΔVAの演
算回路、８は運転領域，，に応じて設定さ
れる速度変化許容値ΔVを演算する変化量演算回
路、９は速度変化許容値Δを用いて速度VAを修
正する速度修正回路、１０はサンプリング周期
TAの速度演算回路、１１はサンプリング周期TB
の速度演算回路、１２はサンプリング時間を与え
る発振回路、１３，１４は前記発振回路１２のク
ロツクパルスを受けてサンプリング周期TA，TB
を発生するカウンタである。
この様に構成された本発明のデイジタル速度演
算装置の動作について以下に述べる。先づ外部入
力位置パルス１８が入力されるとレベル変換、及
びノイズフイルタ回路１によつて所定の電圧レベ
ルに変換され位置パルス１９となつて２組の位置
カウンタ２及び３に入力される。そこで夫々の位
置カウンタ２及び３は夫々のサンプリング周期
TA及びTBで与えられた所定時間内の前記位置パ
ルス１９を自動計数する。その計数された結果は
後段の速度演算回路４及び５に入力され、ここで
上述の(3)式及び(4)式の演算が実行される。演算さ
れた結果はTAサンプリング速度演算回路１０の
場合にはTAサンプリング速度出力信号２５とし
て、１つは記憶回路６Ａに、又変化量演算回路７
Ａ及び速度修正回路９に夫々入力され前記記憶回
路６Ａに入力された信号は現在進行中のタイミン
グでのサンプリングデータより以前の前回TAサ
ンプリング速度２９を出力し変化量演算回路７Ａ
に入力する。そして変化量演算回路７Ａで演算さ
れた結果は速度変化量３０となつて速度修正回路
９に入力される。そこで(11)式で示される最終の演
算速度が決められるわけであるが、この演算内容
に速度誤差修正を施すための修正範囲設定値２６
を与えるために、後述のTBサンプリング速度演
算回路１１が演算を行う。前記の速度演算回路５
からの演算結果出力信号はTBサンプリング速度
２２として記憶回路６Ｂ、及び変化量演算回路７
Ｂに入力される。それら一連の信号の流れはその
動作以前の記憶データである前回TBサンプリン
グ速度２３を前記の変化量演算回路７Ｂに与え速
度変化量２４を出力する。かくしてTAに対する
変化量演算回路８に入力された信号は移動物体の
運転領域がかか、若しくはかの走行速度指
令２８の指示に従つて上述の(8)、(9)、(10)式の演算
をTAに対する変化量演算回路８によつて行い、
前記速度修正回路９に与えて最終のTAサンプリ
ング最終値２７を得る。
算装置の動作について以下に述べる。先づ外部入
力位置パルス１８が入力されるとレベル変換、及
びノイズフイルタ回路１によつて所定の電圧レベ
ルに変換され位置パルス１９となつて２組の位置
カウンタ２及び３に入力される。そこで夫々の位
置カウンタ２及び３は夫々のサンプリング周期
TA及びTBで与えられた所定時間内の前記位置パ
ルス１９を自動計数する。その計数された結果は
後段の速度演算回路４及び５に入力され、ここで
上述の(3)式及び(4)式の演算が実行される。演算さ
れた結果はTAサンプリング速度演算回路１０の
場合にはTAサンプリング速度出力信号２５とし
て、１つは記憶回路６Ａに、又変化量演算回路７
Ａ及び速度修正回路９に夫々入力され前記記憶回
路６Ａに入力された信号は現在進行中のタイミン
グでのサンプリングデータより以前の前回TAサ
ンプリング速度２９を出力し変化量演算回路７Ａ
に入力する。そして変化量演算回路７Ａで演算さ
れた結果は速度変化量３０となつて速度修正回路
９に入力される。そこで(11)式で示される最終の演
算速度が決められるわけであるが、この演算内容
に速度誤差修正を施すための修正範囲設定値２６
を与えるために、後述のTBサンプリング速度演
算回路１１が演算を行う。前記の速度演算回路５
からの演算結果出力信号はTBサンプリング速度
２２として記憶回路６Ｂ、及び変化量演算回路７
Ｂに入力される。それら一連の信号の流れはその
動作以前の記憶データである前回TBサンプリン
グ速度２３を前記の変化量演算回路７Ｂに与え速
度変化量２４を出力する。かくしてTAに対する
変化量演算回路８に入力された信号は移動物体の
運転領域がかか、若しくはかの走行速度指
令２８の指示に従つて上述の(8)、(9)、(10)式の演算
をTAに対する変化量演算回路８によつて行い、
前記速度修正回路９に与えて最終のTAサンプリ
ング最終値２７を得る。
従つて、本発明はサンプリング周期の異る２組
のTA，TBの速度演算回路をもつて構成し、サン
プリング周期の短い方TAを制御出力用とし他方
サンプリング周期の長い方TBを上記サンプリン
グ周期の短い方TAの制御出力での補正用とし、
短い方のサンプリングで得られた速度VAを前記
サンプリング周期TBで得た速度VBで補正して前
記速度VAのバラツキを抑え、更に走行速度指令
を用い加速、定速減速等の走行状態別に制限値を
外部から設定できるようにしたので高速の移動物
体の高精度速度検出が可能となり、かつ応答性の
優れた速度演算装置を確実、容易に得られる効果
がある。
のTA，TBの速度演算回路をもつて構成し、サン
プリング周期の短い方TAを制御出力用とし他方
サンプリング周期の長い方TBを上記サンプリン
グ周期の短い方TAの制御出力での補正用とし、
短い方のサンプリングで得られた速度VAを前記
サンプリング周期TBで得た速度VBで補正して前
記速度VAのバラツキを抑え、更に走行速度指令
を用い加速、定速減速等の走行状態別に制限値を
外部から設定できるようにしたので高速の移動物
体の高精度速度検出が可能となり、かつ応答性の
優れた速度演算装置を確実、容易に得られる効果
がある。
第１図はデイジタル速度演算方式の基本を示す
タイムチヤート図、第２図はサンプリング周期が
異る場合のデイジタル速度演算の結果を示す図、
第３図は運転の基本状態図、第４図は速度バラツ
キの速度修正図、第５図は本発明の一実施例を示
すデイジタル速度演算装置のブロツク構成図であ
る。 １…レベル変換とノイズフイルタ回路、２，３
…位置パルスカウント回路Ａ及びＢ、４，５…速
度演算回路Ａ及びＢ、６Ａ，６Ｂ…記憶回路、７
Ａ，７Ｂ…変化量演算回路、８…TAに対応する
変化量の演算回路、９…速度修正回路、１０…
TAサンプリング速度演算回路、１１…TBサンプ
リング速度演算回路、１２…発振回路、１３，１
４…TA及びTBカウンタ、１５…クロツクパルス。
タイムチヤート図、第２図はサンプリング周期が
異る場合のデイジタル速度演算の結果を示す図、
第３図は運転の基本状態図、第４図は速度バラツ
キの速度修正図、第５図は本発明の一実施例を示
すデイジタル速度演算装置のブロツク構成図であ
る。 １…レベル変換とノイズフイルタ回路、２，３
…位置パルスカウント回路Ａ及びＢ、４，５…速
度演算回路Ａ及びＢ、６Ａ，６Ｂ…記憶回路、７
Ａ，７Ｂ…変化量演算回路、８…TAに対応する
変化量の演算回路、９…速度修正回路、１０…
TAサンプリング速度演算回路、１１…TBサンプ
リング速度演算回路、１２…発振回路、１３，１
４…TA及びTBカウンタ、１５…クロツクパルス。
Claims (1)
- １ 地上点に固定された被検出体を移動物体によ
り検出した外部入力信号を用いて速度制限信号を
演算し、該速度制限信号に基いて上記移動物体の
走行速度指令を行うデイジタル速度演算装置にお
いて、上記外部入力信号を取り込む位置パルス入
力手段、上記位置パルス入力手段の出力を一定の
サンプリング周期でサンプリングして速度を演算
する第１速度演算手段、該第１速度演算手段より
長いサンプリング周期でサンプリングして速度を
演算する第２速度演算手段、上記第１速度演算手
段及び第２速度演算手段で得られたそれぞれのサ
ンプリング速度の変化量を算出する第１、第２速
度変化量演算手段、定速変化が一様な領域及び実
速度変化率が小さくなる領域においては上記第１
速度演算手段及び第２速度演算手段のそれぞれの
サンプリング周期の比に第２速度変化量演算手段
の出力を乗じた値を上限として上記第１速度変化
量演算手段の出力を制限し、実速度変化率が大き
くなる領域においてはその領域内で発生すると考
えられる加速度に上記第１速度演算手段のサンプ
リング周期を乗じた値を上限として上記第１速度
変化量演算手段の出力を制限する速度制限手段を
備え、上記制限された第１速度変化量演算手段の
出力と前回演算済の速度制限信号とを加算して新
たな速度制限信号を設定、更新することを特徴と
するデイジタル速度演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164182A JPS58206969A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | デイジタル速度演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164182A JPS58206969A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | デイジタル速度演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58206969A JPS58206969A (ja) | 1983-12-02 |
| JPH0148512B2 true JPH0148512B2 (ja) | 1989-10-19 |
Family
ID=14032147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9164182A Granted JPS58206969A (ja) | 1982-05-27 | 1982-05-27 | デイジタル速度演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58206969A (ja) |
-
1982
- 1982-05-27 JP JP9164182A patent/JPS58206969A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58206969A (ja) | 1983-12-02 |
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