JPH0351764A - 速度・加速度検出装置 - Google Patents

速度・加速度検出装置

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JPH0351764A
JPH0351764A JP1186395A JP18639589A JPH0351764A JP H0351764 A JPH0351764 A JP H0351764A JP 1186395 A JP1186395 A JP 1186395A JP 18639589 A JP18639589 A JP 18639589A JP H0351764 A JPH0351764 A JP H0351764A
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JP
Japan
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speed
encoder
pulse
signal
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP1186395A
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English (en)
Inventor
Koichi Nakazawa
中沢 弘一
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0351764A publication Critical patent/JPH0351764A/ja
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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】 産業上の利用分野 本発明は位置検出器としてエンコーダを用いた装置の速
度および加速度をディジタル的に検出する装置に関する
ものである。
従来の技術 近年、マイクロコンピュータの演算速度が高速化され、
高性能化されるにしたがい、モータなどのアクチュエー
タの制御に従来のアナログ回路に変わってマイクロコン
ピュータが多用されるようになってきており、位置、速
度、加速度の制御ループを全てマイクロコンピュータで
演算処理することも行われてきている。モータの速度お
よび加速度を検出する方法としては第6図に示すような
回路構成でモータの回転位置を検出して速度と加速度を
求める方法がある。第6図において1はモータ、2はモ
ータ1に接続されA相、B相の2相のパルス信号を出力
するエンコーダ、3は速度および加速度の計算を行う演
算手段、31はCPU、32はプログラムメモリ、33
はデータメモリ、4はサンプリングタイマ、7はエンコ
ーダ2からのパルスをカウントするカウンタである。
以上のように構成されたモータの速度および加速度検出
装置について以下その動作を説明する。
まず、第6図においてモータ1が回転している場合には
モータ1に接続されたエンコーダ2から連続的にパルス
が発生しており、このエンコーダ2のパルスの立ち上が
りの時点で位置カウンタ7がカウントアツプまたはカウ
ントダウンする。いま、サンプリングタイマ4から一定
の時間間隔TSでサンプリングパルスを発生させCPU
31に割り込み信号INTを入れる。CPU31は割り
込み信号INTを受けとるとあらがしめ記憶されている
処理手順をプログラムメモリ32から読み取り実行する
。まず、位置カウンタ7の値を読み取り、速度の計算を
以下の計算式で行う。
今回サンプリング時の位置カウンタの値をPn、前回サ
ンプリング時の位置カウンタの値をPm、比例定数をに
1とすると今回サンプリング時の速度Vnは V n =K 1 (P n−Pm)÷Tsさ、らに加
速度の計算を以下の計算式で行う。
前回サンプリング時に計算した速度をVm、比例定数を
に2とすると加速度Anは An=に2 (Vn−Vm)+Ts そしてこの速度と加速度の情報を用いてモータ1の制御
装置は速度、加速度を制御する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような速度検出方法を用いた装置で
は検出した速度はサンプリング時間内の平均速度であり
サンプリング時の速度となっていない。したがって検出
した速度の情報を用いて速度制御をおこなうと速度の、
IIJa性が悪くなるという問題点を有していた。また
上記のような加速度検出方法を用いた装置では高速応答
が要求される加速度制御の加速度検出が位置の2階差分
を行うため前前回のサンプリング時の位置の情報をもと
にしており、得られた加速度の情報の誤差が太き(加速
度制御を行う場合には制御性が悪くなるという問題点を
有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、速度および加速度の検出を
速く行い速度および加速度制御の性能を高めようとする
ものである。
課題を解決するための手段 本発明の速度検出装置は上記問題点を解決するためにモ
ータの回転量に比例して多相信号のパルスを発生するエ
ンコーダと、エンコーダからの多相信号と多相信号を反
転したすべてのパルスの周期を測定する周期測定手段と
、エンコーダからの多相信号と多相信号を反転したパル
スの発生する順序からモータの回転方向を検出しエンコ
ーダの1パルスあたりのモータの回転量を周期測定手段
により測定された最も時間遅れの少ないエンコーダから
のパルスの周期で除算した値とにより速度を計算する演
算手段とから速度を検出しており、サンプリングした時
点での速度が時間遅れが少なくて求められ、速度の情報
として誤差が少な(なり、速度制御性能を高めることが
できる。
また、本発明の加速度検出方法は上記問題点を解決する
ためにモータの回転量に比例して多相信号のパルスを発
生するエンコーダと、エンコーダからの多相信号と多相
信号を反転したすべてのパルスの周期を測定する周期測
定手段と、エンコーダからの多相信号と多相信号を反転
したパルスの発生する順序からモータの回転方向を検出
しエンコーダの1パルスあたりのモータの回転量を周期
測定手段により測定された最も時間遅れの少ない複数の
エンコーダからのパルスの周期で除算した値とにより複
数の速度を計算しその速度差を時間差で除算して加速度
を計算する演算手段とから加速度を検出しており、サン
プリングした時点での加速度が時間遅れが少な(求めら
れ加速度の情報として誤差が少なくなり、加速度制御性
能を高めることができる。
作   用 本発明の速度検出方法の作用はエンコーダからの多相の
信号とその信号を反転した信号のパルスの発生順序から
モータの回転方向を検出し、さらにすべてのパルスの周
期を測定し速度の計算を行うときに1パルス当りのモー
タの回転量を最も時間遅れの少ない信号のパルスの周期
で除算することにより速度の大きさを計算して速度を求
めているので、サンプリングした時点での速度が時間遅
れが少な(て求められ速度の情報として誤差が少なくな
り、速度制御性能を高めることができる。
また、本発明の加速度検出方法の作用はエンコーダから
の多相の信号とその信号を反転した信号のパルスの発生
順序からモータの回転方向を検出し、さらにすべてのパ
ルスの周期を測定し速度の計算を行うときに1パルス当
りのモータの回転量を最も時間遅れの少ない複数の信号
のパルスの周期で除算して複数の速度の大きさを計算し
、さらにその複数の速度の速度差を時間差で除算して加
速度を求めているので、サンプリングした時点での加速
度が時間遅れが少なく求められ加速度の情報として誤差
が少なくなり、加速度制御性能を高めることができる。
実施例 以下、本発明の速度および加速度の検出装置の一実施例
について、図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の速度および加速度検出装置の構成図、
第2図は第1図の周期測定手段の回路構成図である。第
1図において1はモータ、2はモータ1に接続されA相
、B相の2相のパルス信号を出力するエンコーダ、3は
速度および加速度の計算を行う演算手段、31はCPU
、32はプログラムメモリ、33はデータメモリ、4は
サンプリングタイマ、5はパルスの周期測定手段である
また、第2図において50は発振回路、51は時間カウ
ンタ、52.53.54.55.56.57.58.5
9はエンコーダのパルス信号でラッチされるラッチ回路
、60.61.62.63.64.65.66.67は
CPU31によりラッチされるラッチ回路である。
まず第2図の周期測定手段から説明を行う。第2図にお
いて発振回路50は時間を測定するため一定の周波数の
パルスを発生している。たとえば発信周波数が10MH
zであるとすれば1パルスは100nsecとなる。時
間カウンタ51は発振回路50より出力されるパルスを
常にカウントしている。モータ1が回転している場合に
はモータ1に接続されたエンコーダ2から連続的にA相
、B相の2相のパルスが発生しており、A相パルスの立
ち上がりの時点でラッチ回路52は時間カウンタ51の
データを、ラッチ回路53はラッチ回路52のデータを
それぞれラッチする。同様にA相信号を反転したパルス
の立ち上がりの時点でラッチ回路54は時間カウンタ5
1のデータを、ラッチ回路55はラッチ回路54のデー
タをそれぞれラッチする。B相信号およびB相信号を反
転した信号の立ち上がりの時点でラッチする場合も同様
である。したがってこれらのラッチ回路はA相、B相信
号が変化するごとにデータは更新される。A相信号のパ
ルスの周期はラッチ回路52のデータからラッチ回路5
3のデータを減算すれば求められる。A相反転信号のパ
ルスの周期は同様にラッチ回路54のデータからラッチ
回路55のデータを減算すれば求められる。B相および
B相反転信号の場合も同様である。ラッチ回路60.6
1.62.63.64.65.66.67はCPU31
がデータを読み取るときにデータをラッチするためのも
のでありラッチ信号はCPU31で制御している。セレ
クト信号S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、
S8はCPU31がラッチ回路60.61.62.63
.64.65.66.67のデータを読み取るときに1
つずつ選択するための信号である。次に第1図と第2図
と第4図のフローチャートを用いて動作を説明する。
第1図でサンプリングタイマ5から任意のあるいは一定
時間でCPU31に割り込みをいれて速度加速度を検出
する。CPU31ではあらかじめブログラムメモリに記
憶している割り込み処理プログラムを実行して速度の計
算をする。まず、ラッチ信号を送りラッチ回路52.5
3.54.55.56.57.58.59のデータをラ
ッチ回路61.60.63.62.65.64.67.
66にラッチする。そしてセレクト信号を送り順番にラ
ッチ回路60.61.62.63.64.65.66.
67のデータを読み取りデータメモIJ 33に格納す
る。そして回転方向と速度の大きさを演算処理する。デ
ータメモリに格納したラッチ回路60.61,62.6
3.64.65.66.67のデータをD60、D61
.D62、D63、D64、D65、D66、D67と
する。
まずどの信号が最も遅く入力されたかを判断するためD
61、D63、D65、D67のうちの最も大きなデー
タを選択する。たとえばいま、D65が最も大きな値で
あったとするとA相信号がB相信号よりも進相である場
合を正転とするならばD63<D67<D61<D65 の場合には正転であり、 D65>D63>D87>D61 の場合には反転していることになる。そして速度Vnの
大きさはエンコーダの1パルス当りの回転量をPとする
と、 Vn=P+ (D65−D64) で求めることができる。いま説明のためにD65が最も
大きなデータであるとしたがD61、D63、D67の
いずれかが最も大きなデータであっても同様の手順で速
度を計算することができる。以上のように本実施例によ
ればモータに接続されたエンコーダからのA相、B相の
2相の信号とその信号を反転した信号のパルスの発生順
序から回転方向を検出し、さらに1パルス当りの回転量
を最も遅れて入力されたパルスの周期で除算することに
より速度の大きさを計算して速度を求めているので、サ
ンプリングした時点での速度が時間遅れが少な(て求め
られ速度の情報として誤差が少なくなり、速度制御性能
を高めることができる。
また本発明の加速度の検出装置は上記の速度の検出装置
と同じようにして速度を求めるわけであるが、D61、
D63、D65、D67のうちの最も大きなデータだけ
ではなく2番目に大きなデータも求める。第5図に加速
度検出のフローチャートを示す。エンコーダの多相信号
の位相関係とサンプリングタイマからの割り込みのタイ
ミングを第3図に示す。a点がサンプリングタイマ4か
ら割り込みが入っていると最も大きなデータはD65で
、2番目に大きなデータはD63であるので、最も遅れ
て入力されたパルスの周期から求められる速度Vnは Vn=P÷(D65−D64) またそれよりも1つ前に入力されたパルスの周期から求
められる速度Vmは Vm=P+ (D63−D62) 平均速度Vmから平均速度Vnに達するまでの時間Tn
は Tn= (D65+D64)=2 − (D63+D62)÷2 したがって加速度はAn An=  (Vn−Vm)  ÷Tn で求めることができる。
いま、説明のために最も大きなデータが065で、2番
目に大きなデータがD63としたが、他の場合でも同様
である。
以上のように本実施例によればモータに接続されたエン
コーダからのA相、B相の2相の信号とその信号を反転
した信号のパルスの発生順序から回転方向を検出し、さ
らに1パルス当りの回転量を最も遅れて入力されたパル
スの周期、および1つ前に入力されたパルスの周期で除
算することにより速度の大きさを計算して2つの速度を
求め、この2つの速度差を時間差で除算して加速度を求
めているので、サンプリングした時点での加速度が時間
遅れが少なくて求められ加速度の情報として誤差が少な
くなり、加速度制御性能を高めることができる。
本実施例においてはエンコーダ2は2相信号のパルスを
出力しているがこれは3相であっても構わない。
発明の効果 以上のように本発明の速度検出方法はエンコーダからの
多相の信号とその信号を反転した信号のパルスの発生順
序からモータの回転方向を検出し、1パルス当りのモー
タの回転量を最も時間遅れの少ない信号のパルスの周期
で除算することにより速度の大きさを計算して速度を求
めているので、サンプリングした時点での速度が時間遅
れが少なく求められ速度の情報として誤差が少な(なり
、速度制御性能を高めることができる。
また、本発明の加速度検出方法の作用はエンコーダから
の多相の信号とその信号を反転した信号のパルスの発生
順序からモータの回転方向を検出し、1パルス当りのモ
ータの回転量を最も時間遅れの少ない複数の信号のパル
スの周期で除算して複数の速度の大きさを計算し、さら
にその複数の速度の速度差を時間差で除算して加速度を
求めているので、サンプリングした時点での加速度が時
間遅れが少なくて求められ加速度の情報として誤差が少
なくなり、加速度制御性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の速度および加速度検出装置の構成図、
第2図は第1図の周期測定手段の回路構成図、第3図は
エンコーダの多相信号の位相関係とサンプリングタイマ
からの割り込みのタイミング図、第4図は速度制御のフ
ローチャート、第5図は加速度制御のフローチャート、
第6図は従来の速度及び加速度を検出する装置の構成図
である。 2・・・・・・エンコーダ、3・・・・・・演算手段、
5・旧・・周期測定手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モータの回転量に比例して多相信号のパルスを発
    生するエンコーダと、前記エンコーダからの多相信号と
    多相信号を反転したすべてのパルスの周期を測定する周
    期測定手段と、前記エンコーダからの多相信号と多相信
    号を反転したパルスの発生する順序から前記モータの回
    転方向を検出し前記エンコーダの1パルスあたりの前記
    モータの回転量を前記周期測定手段により測定された最
    も時間遅れの少ない前記エンコーダからのパルスの周期
    で除算した値とにより速度を計算する演算手段とから構
    成されることを特徴とする速度検出装置。
  2. (2)モータの回転量に比例して多相信号のパルスを発
    生するエンコーダと、前記エンコーダからの多相信号と
    多相信号を反転したすべてのパルスの周期を測定する周
    期測定手段と、前記エンコーダからの多相信号と多相信
    号を反転したパルスの発生する順序から前記モータの回
    転方向を検出し前記エンコーダの1パルスあたりの前記
    モータの回転量を前記周期測定手段により測定された最
    も時間遅れの少ない複数の前記エンコーダからのパルス
    の周期で除算した値とにより複数の速度を計算しその速
    度差を時間差で除算して加速度を計算する演算手段とか
    ら構成されることを特徴とする加速度検出装置。
JP1186395A 1989-07-19 1989-07-19 速度・加速度検出装置 Pending JPH0351764A (ja)

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JPH0351764A true JPH0351764A (ja) 1991-03-06

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JP1186395A Pending JPH0351764A (ja) 1989-07-19 1989-07-19 速度・加速度検出装置

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JP (1) JPH0351764A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04340469A (ja) * 1991-05-17 1992-11-26 Juki Corp モータ速度検出装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04340469A (ja) * 1991-05-17 1992-11-26 Juki Corp モータ速度検出装置

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