JPH07318575A - 回転速度検出方法および装置ならびに回転速度制御方法 および装置 - Google Patents
回転速度検出方法および装置ならびに回転速度制御方法 および装置Info
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- JPH07318575A JPH07318575A JP11063394A JP11063394A JPH07318575A JP H07318575 A JPH07318575 A JP H07318575A JP 11063394 A JP11063394 A JP 11063394A JP 11063394 A JP11063394 A JP 11063394A JP H07318575 A JPH07318575 A JP H07318575A
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電動機の回転速度検出において、間欠的な測
定法にかかわらず精度のよい連続した検出量を得る方法
および装置を提供する。 【構成】 電動機１に直結された回転パルス発生機９
と、回転パルスのパルス間隔を計測するパルス間隔計測
回路１０と、計測されたパルス間隔の逆数に比例した量
を計算する平均速度計算回路１１と、計算された前記量
を用いて回転体の予測速度を計算する予測速度計算回路
１２とを備えている。
定法にかかわらず精度のよい連続した検出量を得る方法
および装置を提供する。 【構成】 電動機１に直結された回転パルス発生機９
と、回転パルスのパルス間隔を計測するパルス間隔計測
回路１０と、計測されたパルス間隔の逆数に比例した量
を計算する平均速度計算回路１１と、計算された前記量
を用いて回転体の予測速度を計算する予測速度計算回路
１２とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機等の回転体の回
転速度を精度よく検出する回転速度検出方法および装置
に関し、さらには回転体の回転速度を精度よく制御する
回転速度制御方法および装置に関する。
転速度を精度よく検出する回転速度検出方法および装置
に関し、さらには回転体の回転速度を精度よく制御する
回転速度制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来の回転速度検出方法および
それを用いて構成した速度帰還制御系で、図中１は電動
機、２は電動機１に直結された回転パルス発生機、３は
パルス間隔計測回路、４は平均速度計算回路、５は速度
基準値、６は速度調整回路、７は電動機駆動回路であ
る。
それを用いて構成した速度帰還制御系で、図中１は電動
機、２は電動機１に直結された回転パルス発生機、３は
パルス間隔計測回路、４は平均速度計算回路、５は速度
基準値、６は速度調整回路、７は電動機駆動回路であ
る。
【０００３】この速度帰還制御系の回転速度の検出原理
を説明するための動作波形を図２に示す。
を説明するための動作波形を図２に示す。
【０００４】従来の回転速度検出方法を用いて構成した
速度帰還制御系での動作を、図２を用いて説明する。
速度帰還制御系での動作を、図２を用いて説明する。
【０００５】電動機１が駆動されると、電動機１に直結
された回転パルス発生機２から時刻・・・ｔi-1 ，
ｔi ，ｔi+1 ，ｔi+2 ・・・に、図２の最上段に示す回
転パルス列・・・ｐi-1 ，ｐi ，ｐi+1 ，ｐi+2 ・・・
が出力され、これがパルス間隔計測回路３に与えられ
る。パルス間隔計測回路３では、図２に示す計測用クロ
ックパルスを用いて、回転パルスの間隔を計測する。具
体的には、回転パルスの発生時刻間の測定用クロックパ
ルスの数を計測する。計測されたクロックパルスのパル
ス数は電動機１の回転速度に反比例する。そこで、この
計測パルス数の逆数に比例した量を平均速度計算回路４
により計算する。
された回転パルス発生機２から時刻・・・ｔi-1 ，
ｔi ，ｔi+1 ，ｔi+2 ・・・に、図２の最上段に示す回
転パルス列・・・ｐi-1 ，ｐi ，ｐi+1 ，ｐi+2 ・・・
が出力され、これがパルス間隔計測回路３に与えられ
る。パルス間隔計測回路３では、図２に示す計測用クロ
ックパルスを用いて、回転パルスの間隔を計測する。具
体的には、回転パルスの発生時刻間の測定用クロックパ
ルスの数を計測する。計測されたクロックパルスのパル
ス数は電動機１の回転速度に反比例する。そこで、この
計測パルス数の逆数に比例した量を平均速度計算回路４
により計算する。
【０００６】いま、電動機１の回転速度ｎが、時間ｔに
対し図２に示すようにほぼ直線に増加する場合を例にと
り説明する。このとき時刻ｔi-1 の回転速度をｎi-1 、
時刻ｔi の回転速度をｎi とし、比例定数をｋ、時刻ｔ
i-1 とｔi の期間Ｔpiの計測クロックパルス数をＭciと
すると、電動機１の平均回転速度Ｎi は次式で与えられ
る。
対し図２に示すようにほぼ直線に増加する場合を例にと
り説明する。このとき時刻ｔi-1 の回転速度をｎi-1 、
時刻ｔi の回転速度をｎi とし、比例定数をｋ、時刻ｔ
i-1 とｔi の期間Ｔpiの計測クロックパルス数をＭciと
すると、電動機１の平均回転速度Ｎi は次式で与えられ
る。
【０００７】
【数１】
【０００８】この値が得られるのは、時刻ｔi の直後で
あるので、この検出値が使用できるのは、図２に示すよ
うに時刻ｔi とｔi+1 の期間Ｔpi+1となる。時刻ｔi-1
とｔi の期間では、１周期前の平均回転速度Ｎi-1 が得
られているので、この検出値が使用される。
あるので、この検出値が使用できるのは、図２に示すよ
うに時刻ｔi とｔi+1 の期間Ｔpi+1となる。時刻ｔi-1
とｔi の期間では、１周期前の平均回転速度Ｎi-1 が得
られているので、この検出値が使用される。
【０００９】このような平均回転速度は、速度調整回路
６に供給され、速度基準値との差が電動機駆動回路７に
供給される。
６に供給され、速度基準値との差が電動機駆動回路７に
供給される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の回転速度検出方
法を用いて構成した速度帰還制御系では、時刻ｔi-1 と
ｔi の間の期間Ｔpiに計測された平均回転速度Ｎi が、
次の期間Ｔpi+1で使用されるため、検出遅れが発生し、
電動機回転速度ｎと平均回転速度Ｎの差が速度誤差とな
る。これらを、図２の最下段に示す。
法を用いて構成した速度帰還制御系では、時刻ｔi-1 と
ｔi の間の期間Ｔpiに計測された平均回転速度Ｎi が、
次の期間Ｔpi+1で使用されるため、検出遅れが発生し、
電動機回転速度ｎと平均回転速度Ｎの差が速度誤差とな
る。これらを、図２の最下段に示す。
【００１１】速度誤差が過大になると、次のような問題
が生じる。すなわち、従来の速度帰還制御系では、速度
基準値に対する制御量偏差に、この速度誤差が帰還量と
して加算されるため、速度誤差が過大になると、精度が
悪くなり、応答の速い、安定な速度制御が困難となる。
特に、低速度では、回転パルス間隔が大となり、変化す
る速度に対し従来の方法では誤差が過大で応答上制御が
不能となる。
が生じる。すなわち、従来の速度帰還制御系では、速度
基準値に対する制御量偏差に、この速度誤差が帰還量と
して加算されるため、速度誤差が過大になると、精度が
悪くなり、応答の速い、安定な速度制御が困難となる。
特に、低速度では、回転パルス間隔が大となり、変化す
る速度に対し従来の方法では誤差が過大で応答上制御が
不能となる。
【００１２】本発明の目的は、このような問題点を解決
した回転速度検出方法および装置を提供することにあ
る。
した回転速度検出方法および装置を提供することにあ
る。
【００１３】本発明の他の目的は、従来の問題点を解決
した回転速度制御方法および装置を提供することにあ
る。
した回転速度制御方法および装置を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転体の回転
速度を検出する方法において、前記回転体に直結された
回転パルス発生手段から発生された回転パルスのパルス
間隔を計測し、計測されたパルス間隔の逆数に比例した
量を計算し、前記計算された量を用いて、前記回転体の
予測速度を計算する、ことを特徴とする。
速度を検出する方法において、前記回転体に直結された
回転パルス発生手段から発生された回転パルスのパルス
間隔を計測し、計測されたパルス間隔の逆数に比例した
量を計算し、前記計算された量を用いて、前記回転体の
予測速度を計算する、ことを特徴とする。
【００１５】また本発明は、回転体の回転速度を検出す
る装置において、前記回転体に直結され、回転パルスを
発生する手段と、発生された回転パルスのパルス間隔を
計測する手段と、計測されたパルス間隔の逆数に比例し
た量を計算する手段と、計算された前記量を用いて回転
体の予測速度を計算する手段と、を有することを特徴と
する。
る装置において、前記回転体に直結され、回転パルスを
発生する手段と、発生された回転パルスのパルス間隔を
計測する手段と、計測されたパルス間隔の逆数に比例し
た量を計算する手段と、計算された前記量を用いて回転
体の予測速度を計算する手段と、を有することを特徴と
する。
【００１６】また本発明は、回転体の回転速度を制御す
る方法において、前記回転体に直結された回転パルス発
生手段から発生された回転パルスのパルス間隔を計測
し、計測されたパルス間隔の逆数に比例した量を計算
し、前記計算された量を用いて、前記回転体の予測速度
を計算し、計算された予測速度と速度基準値との差を用
いて速度調整して、回転体を駆動する、ことを特徴とす
る。
る方法において、前記回転体に直結された回転パルス発
生手段から発生された回転パルスのパルス間隔を計測
し、計測されたパルス間隔の逆数に比例した量を計算
し、前記計算された量を用いて、前記回転体の予測速度
を計算し、計算された予測速度と速度基準値との差を用
いて速度調整して、回転体を駆動する、ことを特徴とす
る。
【００１７】また本発明は、回転体の回転速度を制御す
る装置において、前記回転体に直結され、回転パルスを
発生する手段と、発生された回転パルスのパルス間隔を
計測する手段と、計測されたパルス間隔の逆数に比例し
た量を計算する手段と、計算された前記量を用いて回転
体の予測速度を計算する手段と、計算された予測速度と
速度基準値との差を用いて速度調整する手段と、速度調
整手段の出力により回転体を駆動する手段と、を有する
ことを特徴とする。
る装置において、前記回転体に直結され、回転パルスを
発生する手段と、発生された回転パルスのパルス間隔を
計測する手段と、計測されたパルス間隔の逆数に比例し
た量を計算する手段と、計算された前記量を用いて回転
体の予測速度を計算する手段と、計算された予測速度と
速度基準値との差を用いて速度調整する手段と、速度調
整手段の出力により回転体を駆動する手段と、を有する
ことを特徴とする。
【００１８】
【実施例】図３は、本発明の回転速度制御装置の一実施
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【００１９】図３において、８は電動機、９は回転パル
ス発生機、１０は回転パルスのパルス間隔を計測するパ
ルス間隔計測回路、１１は平均速度計算回路、１２は予
測速度計算回路、１３は速度基準値、１４は速度調整回
路、１５は電動機駆動回路である。
ス発生機、１０は回転パルスのパルス間隔を計測するパ
ルス間隔計測回路、１１は平均速度計算回路、１２は予
測速度計算回路、１３は速度基準値、１４は速度調整回
路、１５は電動機駆動回路である。
【００２０】回転パルス発生機９は、通常は、電動機に
直結されたパルスエンコーダであり、電動機がブラシレ
スモータの場合には、回転磁極位置検出器を用い、この
回転磁極位置検出器の３相方形波信号を基にして、パル
ス発生回路等を組み合わせて、電気角３６０°当り６パ
ルスのパルス列を発生させることができる。
直結されたパルスエンコーダであり、電動機がブラシレ
スモータの場合には、回転磁極位置検出器を用い、この
回転磁極位置検出器の３相方形波信号を基にして、パル
ス発生回路等を組み合わせて、電気角３６０°当り６パ
ルスのパルス列を発生させることができる。
【００２１】図４は、速度検出の原理を示す図であり、
電動機８の回転速度ｎが、時間ｔに対しほぼ直線に増加
する場合を示している。
電動機８の回転速度ｎが、時間ｔに対しほぼ直線に増加
する場合を示している。
【００２２】図４をも参照して、本実施例の動作を説明
する。
する。
【００２３】電動機１が駆動されると、電動機８に直結
された回転パルス発生機９から回転パルス列がパルス間
隔計測回路１０に与えられる。パルス間隔計測回路１０
では、図２に示す計測用クロックパルスを用いて、回転
パルスの間隔を計測する。
された回転パルス発生機９から回転パルス列がパルス間
隔計測回路１０に与えられる。パルス間隔計測回路１０
では、図２に示す計測用クロックパルスを用いて、回転
パルスの間隔を計測する。
【００２４】図４に示すように、時刻ｔi-1 の電動機回
転速度をｎi-1 、時刻ｔi の回転速度をｎi とし、次式
で与えられるパルス間隔
転速度をｎi-1 、時刻ｔi の回転速度をｎi とし、次式
で与えられるパルス間隔
【００２５】
【数２】
【００２６】に計数される計測用クロックパルス数をＭ
ciとすると、電動機平均回転速度Ｎiは次式のようにな
る。
ciとすると、電動機平均回転速度Ｎiは次式のようにな
る。
【００２７】
【数３】
【００２８】これらの関係を図４に示す。図４および式
（２）から明らかなように、次の関係式が成り立つ。
（２）から明らかなように、次の関係式が成り立つ。
【００２９】
【数４】
【００３０】図４において、座標Ａ（ｔi-1 ，ｎi-1 ）
および座標Ｂ（ｔi ，ｎi ）の２点を通る直線の方程式
は次のようになる。
および座標Ｂ（ｔi ，ｎi ）の２点を通る直線の方程式
は次のようになる。
【００３１】
【数５】
【００３２】この式は回転数変化が時間に対し曲線の場
合でも直線近似できる。パルス間隔Ｔpiは、パルス間隔
計測回路１０により、また式（３）の平均速度Ｎi は平
均速度計算回路１２により計算される。予測速度計算回
路１２では、与えられた初期時刻ｔi-1 の回転速度ｎ
i-1 と、パルス間隔Ｔpiに計測された平均回転速度Ｎi
より、式（６）により回転速度ｎが時刻ｔの関数として
発生される。
合でも直線近似できる。パルス間隔Ｔpiは、パルス間隔
計測回路１０により、また式（３）の平均速度Ｎi は平
均速度計算回路１２により計算される。予測速度計算回
路１２では、与えられた初期時刻ｔi-1 の回転速度ｎ
i-1 と、パルス間隔Ｔpiに計測された平均回転速度Ｎi
より、式（６）により回転速度ｎが時刻ｔの関数として
発生される。
【００３３】式（６）は、時間ｔ≧ｔi においても成立
するので、図４に２重の直線で示す時刻ｔi 以降の回転
速度ｎを、計測期間Ｔpiの諸計測値を用いて、予測でき
ることになる。この機能を予測速度計算回路１２が実現
する。
するので、図４に２重の直線で示す時刻ｔi 以降の回転
速度ｎを、計測期間Ｔpiの諸計測値を用いて、予測でき
ることになる。この機能を予測速度計算回路１２が実現
する。
【００３４】図４からわかるように、予測速度計算回路
１２の出力からは電動機回転速度ｎに近似した連続量が
得られるので、この値を帰還値として用い、速度基準値
１３と共に速度調整回路１４に入力し、ここで両者の差
に比例、積分、微分等の伝達関数処理をすることによ
り、ＰＩＤ制御信号が得られ、これを電動機駆動回路１
５に与えて、電動機８を駆動する。
１２の出力からは電動機回転速度ｎに近似した連続量が
得られるので、この値を帰還値として用い、速度基準値
１３と共に速度調整回路１４に入力し、ここで両者の差
に比例、積分、微分等の伝達関数処理をすることによ
り、ＰＩＤ制御信号が得られ、これを電動機駆動回路１
５に与えて、電動機８を駆動する。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、加減速中でも時間に関
して連続した回転速度が検出できるので、間欠的な測定
法にかかわらず精度のよい連続した検出量が得られる効
果がある。また、この検出量を帰還量として用いること
により精度のよい安定性のある連続した回転速度制御が
できる効果がある。また、１回転当たりのパルス数が小
さくても、連続した検出量が得られる効果がある。
して連続した回転速度が検出できるので、間欠的な測定
法にかかわらず精度のよい連続した検出量が得られる効
果がある。また、この検出量を帰還量として用いること
により精度のよい安定性のある連続した回転速度制御が
できる効果がある。また、１回転当たりのパルス数が小
さくても、連続した検出量が得られる効果がある。
【００３６】特に、低速度では、回転パルス間隔が大と
なり、変化する速度に対し従来の方法では誤差が過大で
応答上制御が不能となるが、本発明の方法および装置で
は連続した回転速度が検出でき、それを帰還量として用
いるので連続制御に近くなり、低速においても精度のよ
い検出および安定性のよい制御ができる効果がある。
なり、変化する速度に対し従来の方法では誤差が過大で
応答上制御が不能となるが、本発明の方法および装置で
は連続した回転速度が検出でき、それを帰還量として用
いるので連続制御に近くなり、低速においても精度のよ
い検出および安定性のよい制御ができる効果がある。
【図１】図１は従来の速度検出帰還制御系の構成図であ
る。
る。
【図２】図１の動作波形を示す図である。
【図３】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図４】速度検出原理を説明するための図である。
１，８ 電動機 ２，９ 回転パルス発生機 ３，１０ パルス間隔計測回路 ４，１１ 平均速度計算回路 ５，１３ 速度基準値 ６，１４ 速度調整回路 ７，１５ 電動機駆動回路 １２ 予測速度計算回路
Claims (4)
- 【請求項１】回転体の回転速度を検出する方法におい
て、 前記回転体に直結された回転パルス発生手段から発生さ
れた回転パルスのパルス間隔を計測し、 計測されたパルス間隔の逆数に比例した量を計算し、 前記計算された量を用いて、前記回転体の予測速度を計
算する、ことを特徴とする回転速度検出方法。 - 【請求項２】回転体の回転速度を検出する装置におい
て、 前記回転体に直結され、回転パルスを発生する手段と、 発生された回転パルスのパルス間隔を計測する手段と、 計測されたパルス間隔の逆数に比例した量を計算する手
段と、 計算された前記量を用いて回転体の予測速度を計算する
手段と、を有することを特徴とする回転速度検出装置。 - 【請求項３】回転体の回転速度を制御する方法におい
て、 前記回転体に直結された回転パルス発生手段から発生さ
れた回転パルスのパルス間隔を計測し、 計測されたパルス間隔の逆数に比例した量を計算し、 前記計算された量を用いて、前記回転体の予測速度を計
算し、 計算された予測速度と速度基準値との差を用いて速度調
整して、回転体を駆動する、ことを特徴とする回転速度
制御方法。 - 【請求項４】回転体の回転速度を制御する装置におい
て、 前記回転体に直結され、回転パルスを発生する手段と、 発生された回転パルスのパルス間隔を計測する手段と、 計測されたパルス間隔の逆数に比例した量を計算する手
段と、 計算された前記量を用いて回転体の予測速度を計算する
手段と、 計算された予測速度と速度基準値との差を用いて速度調
整する手段と、 速度調整手段の出力により回転体を駆動する手段と、を
有することを特徴とする回転速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11063394A JPH07318575A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 回転速度検出方法および装置ならびに回転速度制御方法 および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11063394A JPH07318575A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 回転速度検出方法および装置ならびに回転速度制御方法 および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318575A true JPH07318575A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14540696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11063394A Pending JPH07318575A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 回転速度検出方法および装置ならびに回転速度制御方法 および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318575A (ja) |
-
1994
- 1994-05-25 JP JP11063394A patent/JPH07318575A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010529 |