JPH061279B2 - デイジタル式速度検出装置 - Google Patents

デイジタル式速度検出装置

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JPH061279B2
JPH061279B2 JP20935682A JP20935682A JPH061279B2 JP H061279 B2 JPH061279 B2 JP H061279B2 JP 20935682 A JP20935682 A JP 20935682A JP 20935682 A JP20935682 A JP 20935682A JP H061279 B2 JPH061279 B2 JP H061279B2
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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、移動体、回転体などの速度検出装置に係り、
特に、デイジタル式電動機速度制御装置に使用するに好
適な速度検出装置に関する。
〔従来技術〕
移動体である例えば電動機の回転子の回転速度を検出す
るには、1回転に対して複数個のパルス信号を出力する
パルス発生器が良く用いられる。このパルス発生器を用
いて速度検出する装置として、例えば実開昭53−53
376号公報がある。第6図にこの公報における速度検
出装置の構成を示す。電動機の回転子側にはパルス発生
器5を設けられ、回転数に比例したパルス数の信号を出
力しこれをカウンタ7に入力する。一方、発振器10か
らは高周波のパルス信号を発振し、このパルス信号をカ
ウンタ11に入力し、このカウンタ11からの出力信号
をゲート回路20入力する。ここでゲート回路はパルス
発生器5からのパルス信号に同期してゲートを開き、カ
ウンタ22からの出力信号はこのゲートを通過してレジ
スタ24に記憶する。25のリセット回路はカウンタ
7,11をパルス発生器5からのパルス信号によりリセ
ットする。
速度の演算は、所定のサンプリング時間T毎にカウンタ
7及びレジスタ24のデータを取り出し、両者のデータ
に基づいて次のようにして行う。
カウンタ7からはパルス発生器5からのパルスのカウン
ト値mが、レジスタ24からは周期τのパルスカウント
値pが得られる。これより、回転速度Nを次式より演
算する。
ここに、kはパルス発生器においてパルスを作成する歯
と歯の長さである。
この速度検出装置によれば、カウント値pを大きくする
(高周波パルス発振器10の周波数を大きくする)こと
で回転数検出の分解能の向上が図れるというものであ
る。
しかし、上記従来技術では、カウンタ5および7は計測
開始後最初にパルス発生器3からのパルス信号を受信し
てリセットするため、到来するパルス数より1パルス少
ないカウント値となる。回転速度の演算は、両者カウン
ト値の比でもって速度を演算するため、サンプル期間内
でカウンタ5へのパルスの到来が1以下になるとリセッ
トによって、カウンタ値は零になり測定不能になるとい
う問題がある。
これに対処するには、サンプル期間を長くすればよい
が、この検出値を用いて速度制御を行なつた場合には著
しく応答性能が劣化する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、回転速度の検出精度が高く、さらに、
低速度領域でも速度検出が可能なデイジタル式速度検出
装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明のデイジタル式速度検出装置は、移動体がある定
まった距離を移動する毎にパルスを出力するパルス発生
器と、パルス発生器からのパルスの数を外部からリセッ
トをかけることなく連続して計数する第1のカウンタ
と、パルス発生器から出力するパルスの周波数より高く
一定周波数のクロックパルスを出力するクロックパルス
発生器と、クロックパルスを外部からリセットをかける
ことなく連続して計数する第2のカウンタと、パルス発
生器からのパルスに同期して前記第2のカウンタの出力
値を保持するラッチ回路と、任意時間毎に前記第1のカ
ウンタの出力値M(i)及び前記ラッチ回路からの出力
値M(i)を取り込み記憶する手段と、前記任意時間に
取り込んだ第1のカウンタの出力値M(i)及びラッチ
回路からの出力値M(i)と、前回の任意時間の取り込
んだそれぞれの出力値M(i-1),M(i-1)との偏差M
,Mをそれぞれについて演算する偏差演算手段と、
偏差演算手段からの各偏差であるMとMとの比より
移動体の速度を演算する速度演算手段とを備えたことを
特徴とする。
また、低速度領域では、任意時間毎に上記第1のカウン
タの出力値M(i)を取り込み記憶する手段と、前記任
意時間に取り込んだ第1のカウンタの出力値M(i)
と、前回の任意時間で取り込んだ出力値M(i)との偏
差Mを演算する偏差演算手段と、前記偏差手段におけ
る前記偏差の零を判別する判別手段と、前記判別手段で
の偏差が零と判別されたときに、前回の任意時間で演算
した第1のカウンタの出力値の偏差を保持する偏差値保
持手段と、前記判別手段での偏差が零と判別されたとき
に、上記第2のカウンタの出力値を保持するように上記
ラッチ回路を動作させる手段と、前記任意時間毎にラッ
チ回路からの出力値M(i)を取り込み記憶する手段
と、ラッチ回路からの出力値M(i)と前回任意時間に
取込んだM(i-1)との偏差M40を演算し、前記判別
手段での偏差が零でなくなるまで前記偏差M40を累積
加算し、該加算値Mを記憶する手段と、前記偏差値保
持手段の前記偏差値Mと前記加算値Mとの比より前
記移動体の速度を演算する速度演算手段とを備えたこと
を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明による実施例を説明する。第1図は、本発
明を使用した電動機速度制御装置の一実施例である。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
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、速度検出値Nを得て、その両値により駆
動回路3を動作させるための信号を出力する。駆動回路
3は、パワー半導体により構成される電力変換器、及
び、その制御回路から成り、マイクロコンピュータ2か
らの信号に応じて電動機4を回転させる。その結果、パ
ルス発生器5は、電動機の回転数に比例した周波数のパ
ルス列を発生し、速度検出回路6の入力となる。速度検
出回路6は、このパルス列をマイクロコンピュータ2が
速度検出値を計算するための情報に変換する。この速度
検出回路6の構成図を第2図に示す。カウンタ7は、パ
ルス発生器5の出力パスを計数する。又、カウンタ11
は、クロルクパルス発生器10より出力される一定周波
数のクロツクパルスを計数する。ワンシヨツト回路8
は、パルス発生器5の出力パルスPLGの立上りに同期
したパルスGPを発生し、このパルスGP信号と、マイ
クロコンピュータ2から出力される所定の一定周期のパ
ルスRD信号とをオア回路9に入力し、このオア回路の
出力信号をラツチ回路12のラツチ信号として、オア回
路9に出力が生じた時点のカウンタ11の計数値をラツ
チ回路12にラツチする。このような構成にすることに
よりラツチ回路12は、パルス発生器5の出力パルスに
同期したカウンタ11の計数値、あるいはマイクロコン
ピュータ2が必要とする時点のカウンタ11の計数値を
ラツチすることができる。第3図、第4図に速度検出回
路6の動作波形を、第5図にフローチヤートを示す。第
3図のようにパルス発生器5からパルスが出力されるた
びに、カウンタ7の計数値Mはインクリメントされ、
同時にワンシヨツト回路8の出力であるGPパルスによ
りその時点のカウンタ11の計数値がラツチ回路12に
ラツチされ、その値はMのような動作をする。(な
お、同図中の波線はカウンタ11の出力値を示す)そこ
で、マイクロコンピュータ2に対する割込み信号である
INTパルスが入ると、マイクロコンピュータ2は第5
図の処理を行なう。まず、ステツプ20でM(i)の値
を取り込み、ステツプ21で前回の取込み値M(i-1)
より、M=M(i)−M(i-1)の計算を行う。次に、
ステツプ22で、M=0かどうかを判別し、M≠0
であれば、ステツプ23に進み、ラツチされているM
(i)の値を取り込み、前回の取込み値M(i-1)よりM
=M(i)−M(i-1)M(i)を計算する(ステツプ2
4)。ステツプ25では次回の速度検出処理のために、
今回の値M(i-1)を前回の値として記憶させる。その
後、ステツプ26において(4)式に示す計算を行ない速
度検出値Nを得る。
但し、Kは定数である、こうして得られた速度検出値
は、ステツプ27で所定のメモリに記憶され、速度
検出処理を終了する。
これにより、第1のカウンタで計数した値と、第2のカ
ウンタ11の値をラツチした保持値の両者を任意の時間
間隔で取り込んでも連続性があるため、移動体の移動し
た距離とその移動距離に要した時間は正確に対応する。
したがって、上記両者の値から演算した速度は良好な検
出精度が得られる。
また、ラッチ回路により自動的に時間情報が保持される
ためにマイクロコンピュータの処理とパルス発生器の出
力パルスのタイミングは無関係にマイクロコンピュータ
からの割込信号INTより任意に設定できるため検出時
間の一定化が図れ速度制御系の応答を一定にすることが
できる。
次に、第4図に示すように、速度が非常に低速となつた
場合、つまり、マイクロコンピュータ2に対する割込信
号INTが入つてくるまでの間パルス発生器5の出力パ
ルスが入つてこなかつた場合の処理を説明する。この場
合には、ステツプ21で求められるM=M(i)−M
(i-1)が0となるため、ステツプ22の判定により、
ステツプ28に移り、Mの値を前回の処理で得たM
の値とする。次に、クロツクパルスの計数値M(i)の
値を取り込むが、この場合、パルス発生器5の出力パル
スが変化していないため、ラツチ回路12には、前回の
処理で使用した値M(i-1)がラツチされている。そこ
で、ステツプ29では、割込み時点のカウンタ11の計
数値を得るために、マイクロコンピュータ2がRD信号
を出力して、その時点の計数値をラツチさせている。こ
のラツされた値M(i)は、ステツプ30において、取
り込まれ、ステツプ31で前回との差M40=M(i)
−M(i-1)を求め、ステツプ32で、このM40と前
回の処理で得たMを加え合わせて今回のMとする。
以後は、前述したようにステツプ25〜27を実行して
速度検出処理を終了する。以上、述べたような処理は、
パルス発生器5の出力パルスが出るまで続けられ、その
間は、INTパルスが出力される毎にMの値は、約T
,2T,3T……となるので、第2のカウンタ1
1のオーバーフローの影響を受けずにその時点での速度
検出ができる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、第1のカウンタで計数した値と、第2
のカウンタの値をラツチした保持値の両者を任意の時間
間隔で取り込んでも連続性があるため、移動体の移動し
た距離とその移動距離に要した時間は正確に対応する。
したがって、上記両者の値から演算した速度は良好な検
出精度が得られる。
また、ラッチ回路により自動的に時間情報が保持される
ためにマイクロコンピュータの処理とパルス発生器の出
力パルスのタイミングは無関係にマイクロコンピュータ
からの割込信号INTより任意に設定できるため検出時
間の一定化が図れ速度制御系の応答を一定にすることが
できる。
さらに、割込信号INT毎に第1のカウンタ7のパルス
計数値の変化がない低速度領域でも、第2カウンター1
1のオーバーフローの影響を受けずに速度検出が可能と
なるため、低速度領域での検出範囲が拡大できるという
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電動機デイジタル速度制御装置のブロ
ツク図、第2図は、本発明の速度検出回路の一実施例を
表すブロツク図、第3図、第4図は、第2図の動作を説
明するためのタイムチヤート、第5図は、第3図、第4
図の動作を説明するためのフローチャート、第6図は従
来のデイジタル速度検出装置のブロツク図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動体がある定まった距離を移動する毎に
    パルスを出力するパルス発生器と、 前記パルス発生器からのパルスの数を外部からリセット
    をかけることなく連続して計数する第1のカウンタと、 前記パルス発生器から出力するパルスの周波数より高く
    一定周波数のクロックパルスを出力するクロックパルス
    発生器と、 前記クロックパルスを外部からリセットをかけることな
    く連続して計数する第2のカウンタと、 前記パルス発生器からのパルスに同期して前記第2のカ
    ウンタの出力値を保持するラッチ回路と、 任意時間毎に前記第1のカウンタの出力値M(i)及び
    前記ラッチ回路からの出力値M(i)を取り込み記憶す
    る手段と、 前記任意時間に取り込んだ第1のカウンタの出力値M
    (i)及び前記ラッチ回路からの出力値M(i)と、前回の
    任意時間で取り込んだそれぞれの出力値M(i-1),M
    (i-1)との偏差M,Mをそれぞれについて演算す
    る偏差演算手段と、 前記偏差演算手段からの前記各偏差であるMとM
    の比より前記移動体の速度を演算する速度演算手段とを
    備えたことを特徴とするデイジタル式速度検出装置。
  2. 【請求項2】移動体がある定まった距離を移動する毎に
    パルスを出力するパルス発生器と、 前記パルス発生器からのパルスの数を外部からリセット
    をかけることなく連続して計数する第1のカウンタと、 前記パルス発生器から出力するパルスの周波数より高く
    一定周波数のクロックパルスを出力するクロックパルス
    発生器と、 前記クロックパルスを外部からリセットをかけることな
    く連続して計数する第2のカウンタと、 前記パルス発生器からのパルスに同期して前記第2のカ
    ウンタの出力値を保持するラッチ路と、 任意時間毎に前記第1のカウンタの出力値M(i)を取
    り込み記憶手段と、 前記任意時間に取り込んだ第1のカウンタの出力値M
    (i)と、前回の任意時間で取り込んだ出力値M(i-1)と
    の偏差Mを演算する偏差演算手段と、 前記偏差演算手段における前記偏差が零か否かを判別す
    る判別手段と、 前記判別手段の前記偏差Mが零でないと判別されたと
    きに、前記ラッチ回路からの出力値M(i)を取り込み
    記憶する手段と、前記任意時間に取り込んだラッチ回路
    からの出力値M(i-1)と、前回の任意時間で取り込ん
    だ出力値M(i-1)との偏差Mを演算する手段と、 前記判別手段での前記偏差が零と判別されたときに、前
    回の任意時間で演算した第1のカウンタの出力値の前記
    偏差を保持する偏差値保持手段と、 前記判別手段での前記偏差が零と判別されたときに、前
    記第2のカウンタの出力値を保持するように前記ラッチ
    回路を動作させる手段と、 前記任意時間毎に前記ラッチ回路からの出力値M(i)
    を取り込み記憶する手段と、 前記ラツチ回路からの出力値M(i)と前回任意時間に
    取込んだM(i-1)との偏差M40を演算し、前記判別
    手段での偏差が零でなくなるまで前記偏差M40を累積
    加算し、該加算値Mを記憶する手段と、 前記判別手段での前記偏差Mが零でないと判別された
    ときには、前記偏差演算手段の偏差Mと前記ラッチ回
    路からの出力値の偏差Mとの比より前記移動体の速度
    を演算し、前記判別手段での前記偏差Mが零と判別さ
    れたときには、前記偏差値保持手段の前記偏差Mと前
    記加算値Mとの比より前記移動体の速度を演算する速
    度演算手段とを備えたことを特徴とするデイジタル式速
    度検出装置。
JP20935682A 1982-12-01 1982-12-01 デイジタル式速度検出装置 Expired - Lifetime JPH061279B2 (ja)

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