JPH0728542B2 - アクチュエーター制御装置 - Google Patents
アクチュエーター制御装置Info
- Publication number
- JPH0728542B2 JPH0728542B2 JP62269629A JP26962987A JPH0728542B2 JP H0728542 B2 JPH0728542 B2 JP H0728542B2 JP 62269629 A JP62269629 A JP 62269629A JP 26962987 A JP26962987 A JP 26962987A JP H0728542 B2 JPH0728542 B2 JP H0728542B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- signal
- signals
- frequency
- output
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- Expired - Lifetime
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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や角度検出器として使用されるリニ
アスケールやロータリーエンコーダーなどのエンコーダ
ーの２相の出力パルスを検出信号とし、この検出信号に
よりモーターなどのアクチュエーターの位置決め、ある
いは速度制御を行うためモーターの回転あるいは直進運
動をコントロールする制御装置に関するものである。
アスケールやロータリーエンコーダーなどのエンコーダ
ーの２相の出力パルスを検出信号とし、この検出信号に
よりモーターなどのアクチュエーターの位置決め、ある
いは速度制御を行うためモーターの回転あるいは直進運
動をコントロールする制御装置に関するものである。
従来の技術 従来のエンコーダーを使用したアクチュエーター（以後
モーターと呼ぶ）制御装置では第４図に示す様に、エン
コーダー出力の２相信号の物理的配置の位相差によりモ
ーターの回転方向によって２相信号の位相の進み遅れの
関係が変ることを利用し、回転方向の検出ができるエン
コーダーを用いてエンコーダー２の２相信号ＡとＢとモ
ーターの速度設定用の外部入力信号の入力パルス数が制
御回路13で比較され、両者のパルス数差がゼロになる様
に制御回路13でモーターが制御されている。モーターの
速度を変える場合、外部入力信号の周波数を変えれば良
いが、時として周波数の範囲が制限されている場合があ
る。このためモーターの速度制御のみを行う場合第５図
の様にエンコーダー２の２相信号ＡとＢの立上り立下り
エッジを検出し４てい倍する４てい倍回路15の出力信号
をPLL回路16に入力し、分周回路17により周波数をM1／M
2倍とし、エンコーダー２の分解能を凝似的にM1／M2倍
にすることによりモーターの速度をM2／M1倍にしてい
る。
モーターと呼ぶ）制御装置では第４図に示す様に、エン
コーダー出力の２相信号の物理的配置の位相差によりモ
ーターの回転方向によって２相信号の位相の進み遅れの
関係が変ることを利用し、回転方向の検出ができるエン
コーダーを用いてエンコーダー２の２相信号ＡとＢとモ
ーターの速度設定用の外部入力信号の入力パルス数が制
御回路13で比較され、両者のパルス数差がゼロになる様
に制御回路13でモーターが制御されている。モーターの
速度を変える場合、外部入力信号の周波数を変えれば良
いが、時として周波数の範囲が制限されている場合があ
る。このためモーターの速度制御のみを行う場合第５図
の様にエンコーダー２の２相信号ＡとＢの立上り立下り
エッジを検出し４てい倍する４てい倍回路15の出力信号
をPLL回路16に入力し、分周回路17により周波数をM1／M
2倍とし、エンコーダー２の分解能を凝似的にM1／M2倍
にすることによりモーターの速度をM2／M1倍にしてい
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の構成によればエンコーダーか
ら出力される２相信号ＡとＢの位相差は理想的には90°
であるが、実際には90°に対して多少のばらつきができ
る。このためPLL回路に入力される４てい倍後の検出信
号のパルス間隔にばらつきが生じる。このためPLL回路
出力は不安定となり、モーターを精度よく制御できな
い。また、この方法では検出信号が１相だけになり、位
置情報が得られず位置決め制御できない。本発明はかか
る点に鑑みてなされたもので、精度よく、また広範囲に
渡ってモーターの速度制御と位置決め制御を行う制御装
置を提供することを目的としている。
ら出力される２相信号ＡとＢの位相差は理想的には90°
であるが、実際には90°に対して多少のばらつきができ
る。このためPLL回路に入力される４てい倍後の検出信
号のパルス間隔にばらつきが生じる。このためPLL回路
出力は不安定となり、モーターを精度よく制御できな
い。また、この方法では検出信号が１相だけになり、位
置情報が得られず位置決め制御できない。本発明はかか
る点に鑑みてなされたもので、精度よく、また広範囲に
渡ってモーターの速度制御と位置決め制御を行う制御装
置を提供することを目的としている。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、エンコーダー出
力の２相信号A1またはB1を分周して分周出力A2を出力す
る分周器と、分周信号A2から90°位相をシフトさせた分
周信号B2を出力する位相器と、前記２相信号A1とB1の位
相関係からモーター運動方向を検出する方向検出器と、
入力されたA2とB2を前記方向検出器の出力で切替えるこ
とにより、前記２相信号A1とB1の位相関係と同じ位相関
係になる２相信号A3とB3を出力する切替器と、前記２相
信号A3とB3によりアクチュエーターを設定速度に制御す
るものである。
力の２相信号A1またはB1を分周して分周出力A2を出力す
る分周器と、分周信号A2から90°位相をシフトさせた分
周信号B2を出力する位相器と、前記２相信号A1とB1の位
相関係からモーター運動方向を検出する方向検出器と、
入力されたA2とB2を前記方向検出器の出力で切替えるこ
とにより、前記２相信号A1とB1の位相関係と同じ位相関
係になる２相信号A3とB3を出力する切替器と、前記２相
信号A3とB3によりアクチュエーターを設定速度に制御す
るものである。
作用 本発明は上記した構成により、エンコーダーの２相信号
A1またはB1を分周して得られた分周信号A2とA2の位相を
90°シフトして得られた分周信号B2とを切替器に入力
し、方向検出器の出力により切替器を切替えることによ
り２相信号A1とB1の位相関係と同じ位相関係を保つ２相
分周信号A3とB3が得られ、このA3とB3が制御回路の制御
入力となるため、エンコーダーの分解能は分周器の分周
比Ｎによって決まりエンコーダー２の分解能の1/N倍と
なり、外部入力信号の周波数を変えなければモーターの
速度はＮ倍となり、モーターは外部入力信号の周波数の
範囲が制限されていても広範囲に渡って制御可能とな
る。
A1またはB1を分周して得られた分周信号A2とA2の位相を
90°シフトして得られた分周信号B2とを切替器に入力
し、方向検出器の出力により切替器を切替えることによ
り２相信号A1とB1の位相関係と同じ位相関係を保つ２相
分周信号A3とB3が得られ、このA3とB3が制御回路の制御
入力となるため、エンコーダーの分解能は分周器の分周
比Ｎによって決まりエンコーダー２の分解能の1/N倍と
なり、外部入力信号の周波数を変えなければモーターの
速度はＮ倍となり、モーターは外部入力信号の周波数の
範囲が制限されていても広範囲に渡って制御可能とな
る。
実施例 以下本発明の一実施例のモーター制御装置について、図
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の第１の実
施例におけるモーター制御装置のブロック図である。第
１図において１はモーター、２はエンコーダー、A1はエ
ンコーダー２の２相出力A1、B1は２相出力B1、３は分周
比Ｋの分周器、４は1/2分周器、５はシフトレジスタ
ー、６は切替器、７は立上り検出器Ｉ、８は立上り検出
器II、９は立下り検出器、10はラッチ回路、11は方向検
出器、12は外部入力信号、13は制御回路である。
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の第１の実
施例におけるモーター制御装置のブロック図である。第
１図において１はモーター、２はエンコーダー、A1はエ
ンコーダー２の２相出力A1、B1は２相出力B1、３は分周
比Ｋの分周器、４は1/2分周器、５はシフトレジスタ
ー、６は切替器、７は立上り検出器Ｉ、８は立上り検出
器II、９は立下り検出器、10はラッチ回路、11は方向検
出器、12は外部入力信号、13は制御回路である。
２相信号A1は分周器３、1/2分周器４により1/2Kに分周
された信号A2になる。A2はシフトレジスター５により90
°位相が遅れ信号B2になる。第２図は分周比Ｋ＝４（即
ち、分周比Ｎ＝８）の時の２相信号の波形図である。ａ
はA1、ｂはB1、ｃはA2、ｄはB2であり、A2とB2の位相差
が90°になっている。ラッチ回路10の入力は、２相信号
A1の立上りエッジを検出する検出器I7の出力をＳ入力、
２相信号B1の立上りエッジを検出する検出器II8の出力
をＲ入力としている。ラッチ回路10の出力は方向検出器
11のＤ入力に入力され、２相信号A1の立下りエッジ毎に
方向検出器11でラッチされる。T1時を境にモーター１の
運動方向が切替わるとA1とB1の位相関係が逆転し、B1が
A1に対し進みとなる。T2時にA1の信号が立下ると方向検
出器11はラッチされ出力（第２図ｅ）はＬからＨにな
る。方向検出器11の出力により切替器６の出力A3（第２
図ｆ）とB3（第２図ｇ）は切替わる。これによりA1とB1
の位相関係とA3とB3の位相関係はモーター１の運動方向
に関わらず同じになり、A3，B3の周波数はA1，B1に対し
1/2K倍となる。制御回路13で比較される外部入力信号12
の周波数を一定にしておけば、エンコーダーの２相信号
A1とB1を直接A3，B3の代わりに制御回路13に入力した時
と比べてモーター１の速度は2K倍になる。また、２相信
号A1，B1と同相関係にある分周信号A3，B3と分周比Ｎに
より位置情報が得られるため、基準信号12との比較によ
り位置決め制御が行える。
された信号A2になる。A2はシフトレジスター５により90
°位相が遅れ信号B2になる。第２図は分周比Ｋ＝４（即
ち、分周比Ｎ＝８）の時の２相信号の波形図である。ａ
はA1、ｂはB1、ｃはA2、ｄはB2であり、A2とB2の位相差
が90°になっている。ラッチ回路10の入力は、２相信号
A1の立上りエッジを検出する検出器I7の出力をＳ入力、
２相信号B1の立上りエッジを検出する検出器II8の出力
をＲ入力としている。ラッチ回路10の出力は方向検出器
11のＤ入力に入力され、２相信号A1の立下りエッジ毎に
方向検出器11でラッチされる。T1時を境にモーター１の
運動方向が切替わるとA1とB1の位相関係が逆転し、B1が
A1に対し進みとなる。T2時にA1の信号が立下ると方向検
出器11はラッチされ出力（第２図ｅ）はＬからＨにな
る。方向検出器11の出力により切替器６の出力A3（第２
図ｆ）とB3（第２図ｇ）は切替わる。これによりA1とB1
の位相関係とA3とB3の位相関係はモーター１の運動方向
に関わらず同じになり、A3，B3の周波数はA1，B1に対し
1/2K倍となる。制御回路13で比較される外部入力信号12
の周波数を一定にしておけば、エンコーダーの２相信号
A1とB1を直接A3，B3の代わりに制御回路13に入力した時
と比べてモーター１の速度は2K倍になる。また、２相信
号A1，B1と同相関係にある分周信号A3，B3と分周比Ｎに
より位置情報が得られるため、基準信号12との比較によ
り位置決め制御が行える。
第３図は本発明の他の実施例であって、分周器３の分周
比Ｋを分周設定器14により設定できる様になっている。
分周比Ｋによりシフトレジスター５の出力が常に入力信
号A2に対し90°の位相遅れになる。したがってモーター
の動作モードに応じて分周比Ｋの値を変えることにより
凝似的にエンコーダー２の分解能を変えることができ、
モーター１の性能限界を越えない限り、低速から高速ま
で広範囲に渡りモーター１の運動を制御できる。
比Ｋを分周設定器14により設定できる様になっている。
分周比Ｋによりシフトレジスター５の出力が常に入力信
号A2に対し90°の位相遅れになる。したがってモーター
の動作モードに応じて分周比Ｋの値を変えることにより
凝似的にエンコーダー２の分解能を変えることができ、
モーター１の性能限界を越えない限り、低速から高速ま
で広範囲に渡りモーター１の運動を制御できる。
発明の効果 以上述べてきた様に、本発明によればモーターの運動範
囲が自由に選べ、しかも制御回路での外部入力信号と検
出信号との位相比較周波数の範囲を広くとらずにすむた
め、外部入力信号が作り易い。また外部入力信号を単一
周波数のクロック（水晶など）を分周して作る場合、高
周波では設定が粗くなるが、本発明ではエンコーダーの
分解能と分周比の選び方により精度の良い設定ができ
る。また、エンコーダーの分周された２相信号がエンコ
ーダーの検出信号と同相であるため分周後の２相信号で
もモーターの回転方向の検出が可能となり、位置決め制
御においても基準信号との比較を周波数信号で行える利
点がある。
囲が自由に選べ、しかも制御回路での外部入力信号と検
出信号との位相比較周波数の範囲を広くとらずにすむた
め、外部入力信号が作り易い。また外部入力信号を単一
周波数のクロック（水晶など）を分周して作る場合、高
周波では設定が粗くなるが、本発明ではエンコーダーの
分解能と分周比の選び方により精度の良い設定ができ
る。また、エンコーダーの分周された２相信号がエンコ
ーダーの検出信号と同相であるため分周後の２相信号で
もモーターの回転方向の検出が可能となり、位置決め制
御においても基準信号との比較を周波数信号で行える利
点がある。
第１図は本発明のモーター制御装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は本発明のモーター制御装置の要波形
図、第３図は本発明のモーター制御装置の第２の実施例
を示すブロック図、第４図，第５図は従来例のモーター
制御装置のブロック図である。 １……モーター、２……エンコーダー、３……分周器、
４……1/2分周器、５……シフトレジスター、６……切
替器、７……立上り検出器Ｉ、８……立上り検出器II、
９……立下り検出器、10……ラッチ回路、11……方向検
出器、12……外部入力信号、13……制御回路。
ロック図、第２図は本発明のモーター制御装置の要波形
図、第３図は本発明のモーター制御装置の第２の実施例
を示すブロック図、第４図，第５図は従来例のモーター
制御装置のブロック図である。 １……モーター、２……エンコーダー、３……分周器、
４……1/2分周器、５……シフトレジスター、６……切
替器、７……立上り検出器Ｉ、８……立上り検出器II、
９……立下り検出器、10……ラッチ回路、11……方向検
出器、12……外部入力信号、13……制御回路。
Claims (2)
- 【請求項１】アクチュエーターの速度に比例した周波数
を有し、相互の位相差略π/2を保ち、前記アクチュエー
ターの運動方向により位相の遅れ進みの関係が変わる２
相信号A1とB1を出力するエンコーダと、前記２相信号A1
またはB1を分周して分周信号A2を出力する分周器と、分
周信号A2から位相をπ/2シフトさせた分周信号B2を出力
する位相器と、前記２相信号A1とB1の位相関係から前記
アクチュエーターの運動方向を検出する方向検出器と、
入力された分周信号A2とB2を前記方向検出器の出力で切
替えることにより、前記２相信号A1とB1の位相関係と同
じ位相関係になる２相信号A3とB3を出力する切替器と、
前記２相信号A3とB3を基準周波数信号と比較して誤差出
力を生じさせ、誤差出力に応じてアクチュエーターを基
準周波数信号で設定される速度に制御する制御手段を備
えたことを特徴とするアクチュエーター制御装置。 - 【請求項２】分周器の分周比を自由に設定する分周設定
器を備えた特許請求の範囲第１項に記載のアクチュエー
ター制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269629A JPH0728542B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | アクチュエーター制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62269629A JPH0728542B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | アクチュエーター制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01114388A JPH01114388A (ja) | 1989-05-08 |
| JPH0728542B2 true JPH0728542B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17475013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62269629A Expired - Lifetime JPH0728542B2 (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | アクチュエーター制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728542B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2561147B2 (ja) * | 1989-05-17 | 1996-12-04 | 株式会社船井電機研究所 | 高速サーチサーボ回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57170085A (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-20 | Ricoh Co Ltd | Specified speed control unit for motor |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP62269629A patent/JPH0728542B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01114388A (ja) | 1989-05-08 |
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