JPS60223490A - 回転駆動装置 - Google Patents
回転駆動装置Info
- Publication number
- JPS60223490A JPS60223490A JP59079953A JP7995384A JPS60223490A JP S60223490 A JPS60223490 A JP S60223490A JP 59079953 A JP59079953 A JP 59079953A JP 7995384 A JP7995384 A JP 7995384A JP S60223490 A JPS60223490 A JP S60223490A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive device
- rotary drive
- encoder
- timing
- output signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技４分裏
この発明は、モータの回転に伴って発生されるエンコー
ダの出力信号が一定レベル値を横切るタイミングと、基
準クロック信号の発生タイミングとを位相比較器により
位相比較し、その比較結果によって制御するｐ Ｌ Ｌ
（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ ）制御によ
る回転駆動装置に係り、特に、簡単な構成によって、エ
ンコーダのアナログ出力のレベル変動によって生じる、
ＰＬＬ制御の回転サーボ装置のワウフラッタを完全に取
り除くことにより、高精度の制御を可能にした回転駆動
装置に関する。
ダの出力信号が一定レベル値を横切るタイミングと、基
準クロック信号の発生タイミングとを位相比較器により
位相比較し、その比較結果によって制御するｐ Ｌ Ｌ
（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ ）制御によ
る回転駆動装置に係り、特に、簡単な構成によって、エ
ンコーダのアナログ出力のレベル変動によって生じる、
ＰＬＬ制御の回転サーボ装置のワウフラッタを完全に取
り除くことにより、高精度の制御を可能にした回転駆動
装置に関する。
従来荻亙
一般に、ＰＬＬ制御等による回転駆動装置の回転角検出
器としては、エンコーダが用いられている。
器としては、エンコーダが用いられている。
このエンコーダは、回転軸の一定回転角を周期とする連
続信号が出力されるように構成されており、回転角に対
して周期的に変化する信号を出力する。このエンコーダ
の出力信号は、一般に三角波状または正弦波状である。
続信号が出力されるように構成されており、回転角に対
して周期的に変化する信号を出力する。このエンコーダ
の出力信号は、一般に三角波状または正弦波状である。
また、ＰＬＬ制御による回転サーボ装置においては、位
相比較器等の比較手段により、基準クロック信号の発生
タイミングと、回転軸の回転角が一定角度変化するごと
に発生されるエンコーダからの出力信号の発生タイミン
グとを比較し、その位相差から回転角の誤差を検出して
制御を行うようにしている。
相比較器等の比較手段により、基準クロック信号の発生
タイミングと、回転軸の回転角が一定角度変化するごと
に発生されるエンコーダからの出力信号の発生タイミン
グとを比較し、その位相差から回転角の誤差を検出して
制御を行うようにしている。
この場合に、モータの回転軸の一定角度ごとに発生され
る信号は、エンコーダの出力信号がある一定の比較レベ
ル値を一定方向に横切ったことを検出して作られる。
る信号は、エンコーダの出力信号がある一定の比較レベ
ル値を一定方向に横切ったことを検出して作られる。
しかしながら、通常多く使用されている光学式エンコー
ダの場合、その遮光板の面ブレ等によって、エンコーダ
の出力信号の出力バイアスレベルが軸の回転角とともに
変動することがしばしばある。
ダの場合、その遮光板の面ブレ等によって、エンコーダ
の出力信号の出力バイアスレベルが軸の回転角とともに
変動することがしばしばある。
第１図は、ＰＬＬ制御の回転駆動装置におけるエンコー
ダの出力信号と、検出される位相差との関係を示すタイ
ムチャートである。図面のａとＣは一定レベルを低レベ
ル側から高レベル側に横切るタイミングの検出信号、ｂ
とｄは高レベル側から低レベル側に横切るタイミングの
検出信号、ｅとｆはこの発明の回転駆動装置で使用され
る基準クロック信号、ＰｌとＰ２は検出される位相差、
Ｐは真の位相差を示す。
ダの出力信号と、検出される位相差との関係を示すタイ
ムチャートである。図面のａとＣは一定レベルを低レベ
ル側から高レベル側に横切るタイミングの検出信号、ｂ
とｄは高レベル側から低レベル側に横切るタイミングの
検出信号、ｅとｆはこの発明の回転駆動装置で使用され
る基準クロック信号、ＰｌとＰ２は検出される位相差、
Ｐは真の位相差を示す。
第２図は、従来の回転駆動装置の一例を示すブロック図
である。図面において、１は基準クロック信号を発生す
るパルスジェネレータ、２は位相比較器、３は加算器、
４は周波数→電圧変換器、５はサーボアンプ、６はモー
タ、７はエンコーダ、８は比較レベル通過検出器を示す
。
である。図面において、１は基準クロック信号を発生す
るパルスジェネレータ、２は位相比較器、３は加算器、
４は周波数→電圧変換器、５はサーボアンプ、６はモー
タ、７はエンコーダ、８は比較レベル通過検出器を示す
。
この第１図に示すように、従来の回転駆動装置の場合に
は、ある一定の比較レベル値を横切るごとに発生される
検出信号ａは、バイアスレベルの変動がないときに発生
される信号、すなわち真の軸の回転角を表現している検
出信号すとは異った角度で発生される。
は、ある一定の比較レベル値を横切るごとに発生される
検出信号ａは、バイアスレベルの変動がないときに発生
される信号、すなわち真の軸の回転角を表現している検
出信号すとは異った角度で発生される。
そのため、検出信号ａを基準クロックｅと比較してＰＬ
Ｌ制御を行っても、正しい制御は行われず、ワウフラッ
タは減少しない、という不都合があった。
Ｌ制御を行っても、正しい制御は行われず、ワウフラッ
タは減少しない、という不都合があった。
目 的
そこで、この発明の回転駆動装置では、従来のＰＬＬ制
御の回転駆動装置におけるこのような不３− 都合を解決し、簡単な構成の回路を使用するだけで、エ
ンコーダの出力信号のバイアスレベルの変動によって生
じるＰＬＬ制御のワウフラッタを大幅に改善し、高精度
の制御を可能にすることを目的とする。
御の回転駆動装置におけるこのような不３− 都合を解決し、簡単な構成の回路を使用するだけで、エ
ンコーダの出力信号のバイアスレベルの変動によって生
じるＰＬＬ制御のワウフラッタを大幅に改善し、高精度
の制御を可能にすることを目的とする。
ｌ−一双
そのために、この発明の回転駆動装置では、エンコーダ
の出力信号が一定レベル値を横切るタイミングと、基準
クロック信号の発生タイミングとを位相比較器によって
位相比較し、その比較結果によって制御するＰＬＬ制御
による回転駆動装置において、エンコーダの出力信号の
位相比較を、一定レベル値を低レベル側から高レベル側
に横切るタイミングと、高レベル側から低レベル側に横
切るタイミングとの双方について行うようにしている。
の出力信号が一定レベル値を横切るタイミングと、基準
クロック信号の発生タイミングとを位相比較器によって
位相比較し、その比較結果によって制御するＰＬＬ制御
による回転駆動装置において、エンコーダの出力信号の
位相比較を、一定レベル値を低レベル側から高レベル側
に横切るタイミングと、高レベル側から低レベル側に横
切るタイミングとの双方について行うようにしている。
次に、この発明の回転駆動装置について、図面を参照し
ながら、その実施例を詳細に説明する。
ながら、その実施例を詳細に説明する。
まず、先の第１図のタイムチャートについて考察すると
、検出信号ａは、エンコーダの出力信号４− が比較レベルを下から上、すなわち低レベル側から高レ
ベル側に横切ったときに発生される信号である。
、検出信号ａは、エンコーダの出力信号４− が比較レベルを下から上、すなわち低レベル側から高レ
ベル側に横切ったときに発生される信号である。
ここで、同様に、比較レベルを上から下、すなわち高レ
ベル側から低レベル側に横切ったときに発生される検出
信号Ｃについて考える。
ベル側から低レベル側に横切ったときに発生される検出
信号Ｃについて考える。
この検出信号Ｃも、検出信号ａの場合と同様に、バイア
スレベルの変動がないときに発生される検出信号ｄとは
異った回転角で発生される。
スレベルの変動がないときに発生される検出信号ｄとは
異った回転角で発生される。
そこで、この発明の回転駆動装置では、位相比較の基準
となる信号として、第１図に示すように、互いにπ（１
８０°）だけ位相の異なる基準クロック信号ｅ、ｆを設
定する。
となる信号として、第１図に示すように、互いにπ（１
８０°）だけ位相の異なる基準クロック信号ｅ、ｆを設
定する。
第３図は、この発明の回転駆動装置の一実施例を示すブ
ロック図である。図面における符号は第１図および第２
図と同様であり、また、９はパルス分配器、１０は第２
の位相比較器、１１は第２の加算器、１２は第２の周波
数→電圧変換器、１３は第３の加算器を示す。
ロック図である。図面における符号は第１図および第２
図と同様であり、また、９はパルス分配器、１０は第２
の位相比較器、１１は第２の加算器、１２は第２の周波
数→電圧変換器、１３は第３の加算器を示す。
この第３図のパルス分配器９は、パルスジエネレータ１
から発生される基準クロック信号ｅ、ｆを、位相比較器
２と第２の位相比較器１０とへ、交互に振り分けるよう
に作用する。
から発生される基準クロック信号ｅ、ｆを、位相比較器
２と第２の位相比較器１０とへ、交互に振り分けるよう
に作用する。
第４図は、第３図で使用されるパルス分配器９の詳細な
一構成例を示すブロック図である。図面における符号は
第３図と同様であり、また、１４はフリップフロップ回
路を示す。
一構成例を示すブロック図である。図面における符号は
第３図と同様であり、また、１４はフリップフロップ回
路を示す。
次の第５図（１）〜（３）は、同じく第３図で使用され
る比較レベル通過検出器８の詳細な構成例を示すブロッ
ク図である。図面における符号は第３図と同様であり、
また、１５は比較器を示す。
る比較レベル通過検出器８の詳細な構成例を示すブロッ
ク図である。図面における符号は第３図と同様であり、
また、１５は比較器を示す。
ところで、ＰＬＬ制御による回転サーボ装置においては
、基準クロック信号の発生タイミングと、軸の回転角が
一定角度変化するごとに発生される信号の発生タイミン
グとを比較し、その位相差から回転角の誤差を検出して
制御を行う。
、基準クロック信号の発生タイミングと、軸の回転角が
一定角度変化するごとに発生される信号の発生タイミン
グとを比較し、その位相差から回転角の誤差を検出して
制御を行う。
この場合に、エンコーダ７の出力信号が、第１図に示す
ように、例えば三角波であり、その振幅レベルに対する
バイアスレベルの割合をｋとすれば、検出信号ａと基準
クロック信号ｅとを比較したときに検出される見かけ上
の位相差Ｐ！は、ｐ１＝ｐ−−Ｘｋ ・・・・・・（１
）となる。ここで、Ｐは真の位相差である。
ように、例えば三角波であり、その振幅レベルに対する
バイアスレベルの割合をｋとすれば、検出信号ａと基準
クロック信号ｅとを比較したときに検出される見かけ上
の位相差Ｐ！は、ｐ１＝ｐ−−Ｘｋ ・・・・・・（１
）となる。ここで、Ｐは真の位相差である。
また、検出信号Ｃと基準クロックｆとを比較したときに
検出される見かけ上の位相差Ｐ２は、Ｐ ２ ＝ Ｐ
＋ Ｘ ｋ ・・・・・・（２）要するに、第２図のよ
うな従来の回転駆動装置では、検出信号ａと基準クロッ
ク信号ｅ、または、検出信号Ｃと基準クロック信号ｆの
どちらか一方の組合せで、位相差を検出しているが、こ
のような検出方法では、バイアスレベルの変動ｋによる
制御誤差を取り除くことはできない。
検出される見かけ上の位相差Ｐ２は、Ｐ ２ ＝ Ｐ
＋ Ｘ ｋ ・・・・・・（２）要するに、第２図のよ
うな従来の回転駆動装置では、検出信号ａと基準クロッ
ク信号ｅ、または、検出信号Ｃと基準クロック信号ｆの
どちらか一方の組合せで、位相差を検出しているが、こ
のような検出方法では、バイアスレベルの変動ｋによる
制御誤差を取り除くことはできない。
これに対して、第３図に示したこの発明の回転駆動装置
では、信号ａとｅ、および信号Ｃとｆとの両方を比較す
るようにしている。
では、信号ａとｅ、および信号Ｃとｆとの両方を比較す
るようにしている。
そのため、バイアスレベルの変動ｋによる制御誤差を、
完了に取り除くことができる。
完了に取り除くことができる。
すなわち、式（１）と（２）から明らかなように、ＰＩ
十Ｐ２ ＝２ Ｐ ・・・・・・（３）７− となり、２つの位相比較器２，１０の出力を第２の加算
器１１により加算することによって、変動にの影響が取
り除かれる。
十Ｐ２ ＝２ Ｐ ・・・・・・（３）７− となり、２つの位相比較器２，１０の出力を第２の加算
器１１により加算することによって、変動にの影響が取
り除かれる。
したがって、バイアスレベルの変動に関係なく、常に真
の位相差Ｐが検出され、正しい制御が行われることにな
る。
の位相差Ｐが検出され、正しい制御が行われることにな
る。
次の第６図は、この発明の回転駆動装置の他の実施例を
示すブロック図である。図面における符号は、第２図お
よび第３図と同様である。
示すブロック図である。図面における符号は、第２図お
よび第３図と同様である。
この第６図の実施例に示される回転駆動装置の構成は、
見かけ上、従来例を示す第２図と同様である。
見かけ上、従来例を示す第２図と同様である。
しかし、この第６図の比較レベル通過検出器８は、第２
図の場合のように一方向、すなわち検出信号ａまたはＣ
の一方を出力するものではなく、両方向、すなわち検出
信号ａとＣの両方を出力するように構成されている。
図の場合のように一方向、すなわち検出信号ａまたはＣ
の一方を出力するものではなく、両方向、すなわち検出
信号ａとＣの両方を出力するように構成されている。
また、先の第３図に示した実施例の場合には、２つの位
相比較器２，１０によって位相差Ｐ１とＰ２とを別々に
検出していた。
相比較器２，１０によって位相差Ｐ１とＰ２とを別々に
検出していた。
８−
しかし、ＰＬＬのロック状態においては、検出信号ａと
ｅの位相比較と、検出信号Ｃとｆどの位相比較とのタイ
ミングは、時系列的に交錯することがなく、交互に発生
する。
ｅの位相比較と、検出信号Ｃとｆどの位相比較とのタイ
ミングは、時系列的に交錯することがなく、交互に発生
する。
したがって、１つの位相比較器２だけで処理することが
可能であり、この第６図のような構成によっても、第３
図の場合と同様の効果が得られる。
可能であり、この第６図のような構成によっても、第３
図の場合と同様の効果が得られる。
なお、先の式（１）と（２）では、この発明の回転駆動
装置による効果が簡明であるように、エンコーダの出力
信号が三角波の場合について説明した。
装置による効果が簡明であるように、エンコーダの出力
信号が三角波の場合について説明した。
しかし、このような三角波に限らず、正弦波等のような
対称性を有する波形であれば、式（３）においてｋの項
が打消され、エンコーダの出力信号のバイアスレベルの
変動に関係なく、正しい制御が行われて、ＰＬＬによる
回転サーボ装置のワウフラッタを大幅に改善することが
できる。
対称性を有する波形であれば、式（３）においてｋの項
が打消され、エンコーダの出力信号のバイアスレベルの
変動に関係なく、正しい制御が行われて、ＰＬＬによる
回転サーボ装置のワウフラッタを大幅に改善することが
できる。
また、第３図と第６図の実施例では、周波数→電圧変換
器４や１２を使用する場合について述べたが、これは制
御系の安定性を向上させるために挿入したものであり、
タコジェネレータその他の公知のものを用いても、同様
な効果が得られることはいうまでもない。
器４や１２を使用する場合について述べたが、これは制
御系の安定性を向上させるために挿入したものであり、
タコジェネレータその他の公知のものを用いても、同様
な効果が得られることはいうまでもない。
以上に詳細に説明したとおり、この発明の回転駆動装置
では、エンコーダの出力信号が一定レベル値を横切るタ
イミングと、基準クロック信号の発生タイミングとを位
相比較器によって位相比較し、その比較結果によって制
御するＰＬＬ制御による回転駆動装置において、エンコ
ーダの出力信号の位相比較を、一定レベル値を低レベル
側から高レベル側に横切るタイミングと、高レベル側か
ら低レベル側に横切るタイミングとの双方について行う
ようにしている。
では、エンコーダの出力信号が一定レベル値を横切るタ
イミングと、基準クロック信号の発生タイミングとを位
相比較器によって位相比較し、その比較結果によって制
御するＰＬＬ制御による回転駆動装置において、エンコ
ーダの出力信号の位相比較を、一定レベル値を低レベル
側から高レベル側に横切るタイミングと、高レベル側か
ら低レベル側に横切るタイミングとの双方について行う
ようにしている。
羞−一末
したがって、この発明の回転駆動装置によれば、極めて
簡単な構成によって、エンコーダの出力信号のバイアス
レベルの変動によって生じるＰＬＬ制御のワウフラッタ
が大幅に改善され、高精度の制御が行えるという優れた
効果が得られる。
簡単な構成によって、エンコーダの出力信号のバイアス
レベルの変動によって生じるＰＬＬ制御のワウフラッタ
が大幅に改善され、高精度の制御が行えるという優れた
効果が得られる。
第１図はＰＬＬ制御の回転駆動装置におけるエンコーダ
の出力信号と、検出される位相差との関係を示すタイム
チャート、第２図は従来の回転駆動装置の一例を示すブ
ロック図、第３図はこの発明の回転駆動装置の一実施例
を示すブロック図、第４図は第３図で使用されるパルス
分配器９の詳細な一構成例を示すブロック図、第５図（
１）〜（３）は同じく第３図で使用される比較レベル通
過検出器８の詳細な構成例を示すブロック図、第６図は
この発明の回転駆動装置の他の実施例を示すブロック図
である。 図面において、■はパルスジェネレータ、２は位相比較
器、３は加算器、４は周波数→電圧変換器、５はサーボ
アンプ、６はモータ、７はエンコーダ、８は比較レベル
通過検出器、９はパルス分配器、１０は第２の位相比較
器、１１は第２の加算器、１２は第２の周波数→電圧変
換器、１３は第３の加算器を示す。 ＱＱ
の出力信号と、検出される位相差との関係を示すタイム
チャート、第２図は従来の回転駆動装置の一例を示すブ
ロック図、第３図はこの発明の回転駆動装置の一実施例
を示すブロック図、第４図は第３図で使用されるパルス
分配器９の詳細な一構成例を示すブロック図、第５図（
１）〜（３）は同じく第３図で使用される比較レベル通
過検出器８の詳細な構成例を示すブロック図、第６図は
この発明の回転駆動装置の他の実施例を示すブロック図
である。 図面において、■はパルスジェネレータ、２は位相比較
器、３は加算器、４は周波数→電圧変換器、５はサーボ
アンプ、６はモータ、７はエンコーダ、８は比較レベル
通過検出器、９はパルス分配器、１０は第２の位相比較
器、１１は第２の加算器、１２は第２の周波数→電圧変
換器、１３は第３の加算器を示す。 ＱＱ
Claims (1)
- モータの回転軸の回転により出方信号を発生するエンコ
ーダと、このエンコーダの出方信号が一定レベル値を横
切るタイミングと、基準クロック信号の発生タイミング
とを位相比較器によって位相比較し、その比較結果によ
って制御するＰＬＬ制御による回転駆動装置において、
前記エンコーダの出力信号の位相比較を、前記一定レベ
ル値を低レベル側から高レベル側に横切るタイミングと
、高レベル側から低レベル側に横切るタイミングとの双
方について行うようにしたことを特徴とする回転駆動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079953A JPS60223490A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 回転駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079953A JPS60223490A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 回転駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60223490A true JPS60223490A (ja) | 1985-11-07 |
Family
ID=13704670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079953A Pending JPS60223490A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 回転駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60223490A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576582A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Olympus Optical Co Ltd | Controller for speed of motor |
| JPS58114356A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | 速度制御装置 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59079953A patent/JPS60223490A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576582A (en) * | 1980-06-11 | 1982-01-13 | Olympus Optical Co Ltd | Controller for speed of motor |
| JPS58114356A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | 速度制御装置 |
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