JPS6122805B2 - - Google Patents
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- JPS6122805B2 JPS6122805B2 JP3916879A JP3916879A JPS6122805B2 JP S6122805 B2 JPS6122805 B2 JP S6122805B2 JP 3916879 A JP3916879 A JP 3916879A JP 3916879 A JP3916879 A JP 3916879A JP S6122805 B2 JPS6122805 B2 JP S6122805B2
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- output
- motor
- speed
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可動部材の相対的な移動を行なう装置
の位置決め制御装置に関し、特に衝撃型シリアプ
リンタ装置等におけるキヤリツジ送り機構および
活字選択機構の位置決め制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a positioning control device for a device that moves movable members relative to each other, and more particularly to a positioning control device for a carriage feeding mechanism and type selection mechanism in an impact-type serial printer or the like.
そのような衝撃型シリアルプリンタ装置におい
ては、可動部材としてのキヤリツジには印字用回
転ホイールとホイール駆動用モータと印字用ハン
マーおよびリボンカートリツジとが搭載されてお
り、前記キヤリツジ駆動用モータにより前記キヤ
リツジが記録媒体と平行に移動させられ印字位置
に停止され位置決めされている。また、前記キヤ
リツジ上に取り付けられた印字用回転ホイールは
前記ホイール駆動用モータにより回転され、前記
印字用回転ホイール上に坦持された複数個の活字
のうちから選択された活字を記録媒体に近接した
印字位置に静止させるよう位置決めされる。 In such an impact type serial printer device, a carriage as a movable member is equipped with a rotary wheel for printing, a motor for driving the wheel, a hammer for printing, and a ribbon cartridge. is moved parallel to the recording medium and stopped and positioned at the printing position. Further, the rotary printing wheel mounted on the carriage is rotated by the wheel driving motor, and the printed characters selected from among the plurality of printed characters supported on the rotary printing wheel are brought close to the recording medium. The printer is positioned so that it remains stationary at the printed position.
前記シリアルプリンタのキヤリツジ等の可動部
材をモータ等によつて駆動し目標位置に移動させ
る装置においては、目標までの位置誤差に対応す
る信号をモータに印加し、位置誤差を0とするよ
うにモータを動かし部材を移動させている。この
種の制御には、米国特許明細書第3954163号に記
載されるように目標位置の一定距離手前まで位置
誤差対応の可変規準速度にモータの速度を従わせ
て速度制御モードと、前記目標位置の一定距離手
前からその目標位置まで位置誤差そのものによつ
て位置を制御する位置制御モードとの2つの制御
モードを併用してモータを目標位置まで移動させ
かつ位置決めする。この場合、速度制御モードに
おいては、アナログ規準速度信号に対してモータ
回転速度に対応したアナログ速度フイードバツク
信号を加減算してモータの速度制御を行い、位置
制御モードにおいては、アナログ位置誤差信号に
対してモータ回転速度に対応したアナログダンピ
ング信号を加減算してモータの位置制御を行つて
いる。 In a device that drives a movable member such as a carriage of a serial printer to a target position using a motor or the like, a signal corresponding to the positional error to the target is applied to the motor, and the motor is operated so that the positional error becomes zero. is moved to move the parts. This type of control includes a speed control mode in which the speed of the motor is made to follow a variable reference speed that accommodates position errors until a certain distance before the target position, as described in U.S. Patent No. 3,954,163, and a The motor is moved to the target position and positioned using a combination of two control modes: a position control mode in which the position is controlled from a certain distance before the position to the target position based on the position error itself. In this case, in the speed control mode, the motor speed is controlled by adding or subtracting the analog speed feedback signal corresponding to the motor rotation speed to the analog standard speed signal, and in the position control mode, the analog position error signal is Motor position control is performed by adding and subtracting analog damping signals corresponding to the motor rotation speed.
ところが、このようなアナログ制御系では、前
記位置検出用アナログ回路等のオフセツトに対す
るレベル調整の必要性から生産性が阻害され保守
に多大の工数を要するだけでなく、アナログ回路
依存に基づく装置の小型化が困難になり、部品数
の増加、ひいては装置の大型化によるコスト増大
を招来する。 However, in such an analog control system, productivity is hindered due to the need for level adjustment for the offset of the analog circuit for position detection, etc., and maintenance requires a large amount of man-hours. This results in an increase in the number of parts and, in turn, an increase in cost due to an increase in the size of the device.
このため、上記欠点を解決するために、本願と
同一出願人による特許願昭53年第17810号、同第
70074号および同第137495号明細書において前記
制御系デイジタル化した位置決め制御装置が提案
されている。しかしながら、これらのデイジタル
型制御装置では、必要な印字精度即ち位置決め精
度を確保するためには、位置検出器即ちインクリ
メンタルエンコーダの出力パルス数が非常に多く
なり、位置検出器の高精度化が必要となり、コス
トが高くなるという欠点が生じる。 For this reason, in order to solve the above-mentioned drawbacks, patent application no.
No. 70074 and No. 137495 propose positioning control devices in which the control system is digitalized. However, in these digital control devices, in order to ensure the necessary printing accuracy, that is, positioning accuracy, the number of output pulses of the position detector, that is, the incremental encoder, is extremely large, making it necessary to increase the precision of the position detector. , the disadvantage is that the cost is high.
本発明の目的は上記欠点を除去し、比較的少な
いインクリメンタルエンコーダの出力パルス数に
おいても高精度な位置決めが可能な新規なデイジ
タルサーボ系構成を有する位置決め制御装置を提
供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a positioning control device having a novel digital servo system configuration that allows highly accurate positioning even with a relatively small number of output pulses from an incremental encoder.
この発明の装置は、可動部材を目標位置に位置
決めする位置決め制御装置であり、前記可動部材
を駆動するためのモータと、前記モータに機械的
に接続され前記モータが一定角度回転する毎にそ
れぞれの極性が反転し互いに位相の異なる1対の
インクリメンタル位置信号を発生する位置信号発
生手段と、前記1対のインクリメンタル位置信号
を受けて前記モータの回転および回転方向を示す
デイジタル回転信号を発生する回転信号発生手段
と、前記可動部材の現在位置から目標位置までの
移動距離および移動方向を示す外部からの移動情
報信号に基づいて前記デイジタル回転信号を受け
て現在位置から目標位置の一定距離手前までは位
置誤差信号に応じて変化する規準速度信号を第1
の制御信号として出力するとともに前記目標位置
の一定距離手前から目標位置までは位置誤差信号
を第1の制御信号として出力し、かつ前記目標位
置の一定距離手前になつたことを示すモード信号
を出力する第1の制御手段と、前記第1の制御信
号と前記モード信号とを受けて前記可動部材が前
記目標位置の一定距離手前に達した後一定時間経
過してから前記位置誤差信号を積分し積分信号を
発生する積分手段と、前記第1の制御信号と前記
モード信号とを受けて前記可動部材が前記目標位
置の一定距離手前に達した後一定時間の間前記第
1の制御信号が0以上のとき前記第1の制御信号
に1を加算し第2の制御信号として出力し0末満
のときおよび前記可動部材が前記目標位置の一定
距離手前に達するまでは前記第1の制御信号をそ
のまま第2の制御信号として出力する第2の制御
手段と、前記第2の制御信号と前記積分信号およ
び前記デイジタル回転信号とを受けて現在位置か
ら前記目標位置までの移動距離に対応した第3の
制御信号を出力する第3の制御手段と、前記第3
の制御信号を受けて前記モータを駆動するための
駆動信号を出力する駆動手段とから構成され、前
記第2の制御手段によつて前記可動部材が前記目
標位置の一定距離手前に達した後一定時間の間前
記位置誤差信号が0以上のとき前記位置誤差信号
に1を加算し、0未満のときはそのまま出力し、
かつ、前記一定時間経過後前記積分手段によつて
前記位置誤差信号を積分し、前記位置誤差信号に
前記積分信号を加えることによつて前記可動部材
を前記目標位置に正確に位置決めすることを特徴
とする。 The device of the present invention is a positioning control device that positions a movable member at a target position, and includes a motor for driving the movable member, and a motor that is mechanically connected to the motor and that rotates each of the movable members each time the motor rotates by a certain angle. a position signal generating means for generating a pair of incremental position signals with reversed polarities and different phases; and a rotation signal for generating a digital rotation signal indicating the rotation and rotation direction of the motor in response to the pair of incremental position signals. a generating means, and a position from the current position to a certain distance before the target position in response to the digital rotation signal based on a movement information signal from the outside indicating the movement distance and movement direction of the movable member from the current position to the target position. The reference speed signal that changes according to the error signal is
A position error signal is output as a first control signal from a certain distance before the target position to the target position, and a mode signal indicating that the position is a certain distance before the target position is output. a first control means that receives the first control signal and the mode signal and integrates the position error signal after a predetermined time has elapsed after the movable member reaches a predetermined distance before the target position; an integrating means for generating an integral signal, and receiving the first control signal and the mode signal so that the first control signal is 0 for a predetermined period of time after the movable member reaches a predetermined distance before the target position. In this case, 1 is added to the first control signal and outputted as a second control signal. a second control means that outputs the second control signal as it is; and a third control means that receives the second control signal, the integral signal, and the digital rotation signal and outputs the signal as a second control signal; a third control means for outputting a control signal;
and a drive means for outputting a drive signal for driving the motor in response to a control signal, and after the movable member reaches a certain distance before the target position by the second control means, When the position error signal is greater than or equal to 0 for a time period, 1 is added to the position error signal, and when it is less than 0, it is output as is;
Further, after the certain period of time has elapsed, the position error signal is integrated by the integrating means, and the movable member is accurately positioned at the target position by adding the integrated signal to the position error signal. shall be.
次に図面を参照して本発明を詳しく説明する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
なお、以下の説明において信号線と信号とを区
別せず同一用語で表示することがある。 Note that in the following description, a signal line and a signal may be expressed using the same term without distinction.
第1図に示す本発明の一実施例において、コン
ピユータ等の外部制御機器1から移動距離信号1
0および方向指定信号9が位置決め制御回路2に
初期セツトされ、それらの信号9および10に応
じてモータ4が制御される。このときモータ4の
回転運動はインクリメンタルエンコーダ3によつ
て検出され、位置決め制御回路2に信号線11お
よび12を介してフイードバツクされる。そして
モータ4の回転運動は、ドライブプーリ5、ワイ
ヤー7およびプーリ8を介してキヤリツジ6に伝
えられ、キヤリツジ6を所望の位置まで駆動す
る。前記インクリメンタルエンコーダ3は、光学
的または磁気的な構成要素を利用して構成されて
おり、モータ4の一定回転角の回転ごとに極性が
反転し互いに位相の異なる2つのインクリメンタ
ル位置信号を出力するエンコーダである。その構
成の詳細は第13図を参照して後述する。 In one embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a moving distance signal 1 is transmitted from an external control device 1 such as a computer
0 and a direction designation signal 9 are initially set in the positioning control circuit 2, and the motor 4 is controlled according to these signals 9 and 10. At this time, the rotational movement of the motor 4 is detected by the incremental encoder 3 and fed back to the positioning control circuit 2 via signal lines 11 and 12. The rotational motion of the motor 4 is transmitted to the carriage 6 via the drive pulley 5, wire 7, and pulley 8, and drives the carriage 6 to a desired position. The incremental encoder 3 is configured using optical or magnetic components, and is an encoder that outputs two incremental position signals whose polarity is inverted every time the motor 4 rotates at a constant rotation angle and whose phase is different from each other. It is. Details of the configuration will be described later with reference to FIG.
第2図は第1図の位置決め制御回路2を詳しく
示す図である。前記速度制御モードにおいては、
外部制御機器1から目標位置対応の移動距離信号
10および方向指定信号9が制御回路20に入力
され、その中のカウンタに初期セツトされる。こ
こで、前記方向指定信号9が正であると、制御回
路20から位置誤差対応の正の規準速度信号が信
号線28に出力されるとともに速度制御モード表
示モード信号が信号線29に出力される。このと
き、積分回路22では、前記速度制御モード表示
モード信号によつて入力信号、すなわち、前記速
度規準信号28の積分動作を禁止すると同時に内
部の積分器をリセツトして0の積分信号を信号線
30に出力する。さらに、位置補正回路21にお
いても、前記速度制御モード表示モード信号によ
つて入力信号、すなわち、前記速度規準信号28
をそのまま信号線34に出力する。そこで、前記
規準速度信号は、加減算回路24を介して駆動回
路25に入力され、さらに信号線13および14
を介してモータ4を正方向に駆動する。モータ4
が正方向に動きだすと、モータ4に機械的に接続
されているインクリメンタルエンコーダ3から、
一定角度の回転毎に極性が反転し互いに位相の異
なる2つのインクリメンタル位置信号が信号線1
1および12にそれぞれ出力される。前記2つの
インクリメンタル位置信号の位相関係および極性
反転は方向パルス発生回路27において、クロツ
ク発生回路からの基準クロツク38および39に
よつて検出され、正方向パルスが信号線31に与
えられる。この正方向パルスおよび前記クロツク
発生回路26からのサンプルクロツク35を受け
て速度検出回路23では、モータの速度を検出し
て信号線33に速度信号を出力する。従つて、前
記加減算回路24において、前記速度規準信号か
ら前記速度信号を減算することによつて速度フイ
ードバツクを与えることができ、前記速度規準信
号に対応する規準速度にモータの速度を追従させ
ることができる。 FIG. 2 is a diagram showing the positioning control circuit 2 of FIG. 1 in detail. In the speed control mode,
A moving distance signal 10 corresponding to the target position and a direction designation signal 9 are input from the external control device 1 to the control circuit 20, and are initially set in a counter therein. Here, if the direction designation signal 9 is positive, a positive reference speed signal corresponding to the position error is output from the control circuit 20 to the signal line 28, and a speed control mode display mode signal is output to the signal line 29. . At this time, the integrating circuit 22 prohibits the integration operation of the input signal, that is, the speed reference signal 28, by the speed control mode display mode signal, and at the same time resets the internal integrator to transfer the zero integral signal to the signal line. Output to 30. Furthermore, the position correction circuit 21 also receives an input signal, that is, the speed reference signal 28, according to the speed control mode display mode signal.
is output as is to the signal line 34. Therefore, the reference speed signal is input to the drive circuit 25 via the addition/subtraction circuit 24, and is further input to the signal lines 13 and 14.
The motor 4 is driven in the forward direction via. motor 4
When starts moving in the positive direction, the incremental encoder 3 mechanically connected to the motor 4
Two incremental position signals whose polarity is reversed every rotation of a certain angle and whose phases are different from each other are sent to signal line 1.
1 and 12, respectively. The phase relationship and polarity reversal of the two incremental position signals are detected in the direction pulse generation circuit 27 by reference clocks 38 and 39 from the clock generation circuit, and a positive direction pulse is applied to the signal line 31. In response to this positive direction pulse and the sample clock 35 from the clock generation circuit 26, the speed detection circuit 23 detects the speed of the motor and outputs a speed signal to the signal line 33. Therefore, by subtracting the speed signal from the speed reference signal in the addition/subtraction circuit 24, speed feedback can be provided, and the speed of the motor can be made to follow the reference speed corresponding to the speed reference signal. can.
一方、前記正方向パルスは信号線31を介して
前記制御回路20に入力され初期セツトされた前
記移動距離信号10が減算されていき、この結
果、位置誤差信号対比の規準速度信号も予め設定
された曲線に沿つて減少していく。 On the other hand, the positive direction pulse is input to the control circuit 20 via the signal line 31, and the initially set moving distance signal 10 is subtracted, and as a result, the reference speed signal for comparison with the position error signal is also set in advance. decreases along the curve.
以上のように、速度検出回路23および加減算
回路24による速度フイードバツクによつて、位
置誤差に対応して予め設定された曲線に沿つて減
少していく規準速度にモータ4の速度が従うよう
に制御することができる。このようにして、モー
タが目標位置の一定距離手前まで達すると、制御
回路20は信号線28に目標位置までの位置誤差
信号を出力すると同時に、信号線29には位置制
御モードを示すモード信号が出力される。このと
き、前記位置補正回路21においては前記位置誤
差信号および前記位置制御モード表示モード信号
を受けて、位置制御モードに突入してから一定時
間の間前記位置誤差信号が0以上である場合、前
記位置誤差信号に1を加算し、位置補正信号とし
て信号線34に出力する。さらにこのとき前記積
分回路22は前記速度制御モードと同様に積分動
作は禁止されており、積分出力が0となつて信号
線30に出力される。このようにして、モータ4
は、前記位置補正信号によつて目標値まで駆動さ
れ、目標値すなわち位置補正信号における+1と
−1の境界線を中心にして、第4図を参照にして
後述する如く小振巾の安定な振動をしながら、前
記境界線近傍に位置決めされることになる。この
とき前記速度制御モードと同様に速度検出回路2
3と加減算回路24とによつて速度フイードバツ
クが行なわれるが、前記位置制御モードではダン
ピングとして働く。 As described above, the speed of the motor 4 is controlled by the speed feedback from the speed detection circuit 23 and the addition/subtraction circuit 24 so that it follows the reference speed that decreases along a preset curve corresponding to the position error. can do. In this way, when the motor reaches a certain distance before the target position, the control circuit 20 outputs a position error signal up to the target position to the signal line 28, and at the same time outputs a mode signal indicating the position control mode to the signal line 29. Output. At this time, the position correction circuit 21 receives the position error signal and the position control mode display mode signal, and if the position error signal is 0 or more for a certain period of time after entering the position control mode, the position correction circuit 21 receives the position error signal and the position control mode display mode signal. 1 is added to the position error signal and output to the signal line 34 as a position correction signal. Furthermore, at this time, the integration circuit 22 is prohibited from performing an integration operation as in the speed control mode, and the integration output becomes 0 and is output to the signal line 30. In this way, motor 4
is driven to the target value by the position correction signal, and is stable with a small amplitude as described later with reference to FIG. It is positioned near the boundary line while vibrating. At this time, similarly to the speed control mode, the speed detection circuit 2
3 and the addition/subtraction circuit 24 perform velocity feedback, which functions as damping in the position control mode.
このようにして、一定時間小振巾の安定な振動
が発生した後、前記位置補正回路21において0
以上の位置誤差信号に対して1の加算が禁止さ
れ、さらに前記積分回路22が作動すると、前記
位置補正回路21は不感帯(デツドゾーン)を含
む正常の位置誤差信号を出力し、かつ前記積分回
路22において入力信号、すなわち、位置誤差信
号28によつて前記クロツク発生回路26からの
積分クロツク36を積分する。すなわち、前記位
置誤差信号28が目標位置に対して正方向にずれ
ているときは正方向に積分し、負方向にずれてい
るときは負方向に積分を行い、その積分信号を信
号線30に出力する。加減算回路24は、前記積
分信号を受けて前記位置補正信号34、すなわ
ち、正常な位置誤差信号に加算し、さらにこの加
算結果から前記速度検出回路23からの速度信号
33を減算し、信号線37に出力する。こうして
駆動回路25を介してモータ4が駆動される。 In this way, after stable vibration with a small amplitude occurs for a certain period of time, the position correction circuit 21
When the addition of 1 to the above position error signal is prohibited and the integration circuit 22 is activated, the position correction circuit 21 outputs a normal position error signal including a dead zone, and the integration circuit 22 , the integral clock 36 from the clock generating circuit 26 is integrated with the input signal, ie, the position error signal 28. That is, when the position error signal 28 deviates from the target position in the positive direction, it is integrated in the positive direction, and when it deviates in the negative direction, it is integrated in the negative direction, and the integrated signal is sent to the signal line 30. Output. The adding/subtracting circuit 24 receives the integral signal and adds it to the position correction signal 34, that is, a normal position error signal, and further subtracts the speed signal 33 from the speed detection circuit 23 from the addition result, and the signal line 37 Output to. In this way, the motor 4 is driven via the drive circuit 25.
以上のように位置制御モードに入つてから一定
時間の間、不感帯なしの強制的な振動(いわゆる
リミツトサイクル)を起こすことによつて、第3
図および第5図を参照にして後述する如く、通常
の不感帯を含むサーボ系における過渡的な位置の
振動により位置決め精度より、より高い位置決め
精度が得られ、結局高速衝撃型シリアルプリンタ
における印字タイミング時(印字の高速化に判い
位置制御モードに突入してから比較的早く印字さ
れる)の位置決め精度、すなわち、活字選択精
度、および、キヤリツジ位置決め精度が向上し、
高印字品質のシリアルプリンタが実現できる。さ
らに、位置制御モードに入つてから一定時間の
後、すなわち、印字タイミング終了後通常の不感
帯を含むサーボ系にもどし、さらに前記積分回路
23を作動させることによつて、前掲特許願53年
第137495号に詳細に記されている如く、デイジタ
ル位置検出を含む位置決めサーボ系でしばしば問
題となるいわゆるリミツトサイクルを抑圧するこ
とができ目標位置への正確な位置決め制御が達成
できる。なお、前述の説明ではモータ4を正方向
に駆動する例を示したが、負方向に駆動する場合
には、方向指定信号9に負方向の信号が出力さ
れ、方向パルス発生回路27によつて負方向パル
スが信号線32に出力されることによつて前述の
正方向の場合と同様に目標位置への位置決めがな
される。 As described above, by causing forced vibration without a dead zone (so-called limit cycle) for a certain period of time after entering the position control mode, the third
As will be described later with reference to FIG. The positioning accuracy (printing is performed relatively quickly after entering position control mode due to high-speed printing), that is, type selection accuracy and carriage positioning accuracy, has been improved.
A serial printer with high print quality can be realized. Further, after a certain period of time after entering the position control mode, that is, after the end of the printing timing, the servo system including the normal dead zone is restored, and the integration circuit 23 is activated, thereby obtaining As described in detail in the above publication, it is possible to suppress so-called limit cycles, which are often a problem in positioning servo systems including digital position detection, and achieve accurate positioning control to the target position. In the above description, an example was shown in which the motor 4 is driven in the positive direction. However, when driving the motor 4 in the negative direction, a negative direction signal is output as the direction designation signal 9, and the direction pulse generation circuit 27 outputs a negative direction signal. By outputting a negative direction pulse to the signal line 32, positioning to the target position is performed as in the case of the positive direction described above.
第3図は不感帯を含む通常のサーボ系の位置制
御モード突入後の過渡的な位置の振動をわかりや
すく説明するための図である。すなわちモータが
ある目標位置500に位置決め制御されるとき、
モータの位置誤差501にほぼ比例したデイジタ
ル的な位置誤差信号504がフイードバツクされ
モータに印加される。ところが、デイジタル位置
検出のため目標位置500はある巾505(この
巾は前記インクリメンタルエンコーダからその1
回転当りに出力されるパルス数に反比例する)を
持つ不感帯を有する。そこで、モータが目標位置
500まで駆動されたとき、位置誤差信号504
は0となり、モータには制御系から何の力も加え
られなくなり、不感帯500の間を惰性走行し、
−1の領域に入り、位置誤差信号は負の信号を出
力し、モータ4は負方向に駆動される。そして再
び不感帯500の間を負方向へ惰性走行し+1の
領域に入り位置誤差信号は正の信号を出力し、モ
ータ4は正方向に駆動される。以上のようにし
て、位置制御モードに突入してからモータ4は過
渡的な振動を起こすが、その振巾502は前記イ
ンクリメンタルエンコーダのパルス数に換算して
およそ2パルス程度となる。さらにまた、印字タ
イミングは、印字速度の高速化により、位置制御
モードに突入してから比較的早い時期(参照数字
503)に行なわれ、印字精度が悪化する。逆に
印字精度を上げるために位置検出器の分解能を上
げると、コストが高くなるという欠点が生じる。 FIG. 3 is a diagram for explaining in an easy-to-understand manner the transient positional vibration after entering the position control mode of a normal servo system including a dead zone. That is, when the motor is controlled to be positioned at a certain target position 500,
A digital position error signal 504 approximately proportional to the motor position error 501 is fed back and applied to the motor. However, due to digital position detection, the target position 500 has a certain width 505 (this width is the same as that from the incremental encoder).
It has a dead zone with a value (inversely proportional to the number of pulses output per revolution). Therefore, when the motor is driven to the target position 500, the position error signal 504
becomes 0, no force is applied to the motor from the control system, and the motor coasts in the dead zone 500.
-1, the position error signal outputs a negative signal, and the motor 4 is driven in the negative direction. Then, the motor 4 coasts again in the negative direction between the dead zones 500 and enters the +1 region, outputting a positive position error signal and driving the motor 4 in the positive direction. As described above, the motor 4 causes transient vibrations after entering the position control mode, but the amplitude 502 of the vibrations is approximately 2 pulses when converted to the number of pulses of the incremental encoder. Furthermore, due to the increased printing speed, the printing timing is performed relatively early after entering the position control mode (reference numeral 503), which deteriorates printing accuracy. On the other hand, if the resolution of the position detector is increased in order to improve printing accuracy, there will be a drawback that the cost will increase.
第4図は本発明による位置決め制御系の位置制
御モード突入後の位置応答をわかりやすく説明す
るための図である。位置制御モード突入後タイミ
ング信号605による一定時間606の間、前記
位置補正回路21によつて位置誤差信号が0以上
の時、1が加算されるため、この系は目標値とし
て不感帯(第3図の505)を含まないサーボ系
となり、モータ4は位置補正信号の+1と−1と
の境界線を目標にして位置誤差600が減少して
いく。こうして、モータ4が前記境界線に近づく
と、位置誤差600にほぼ比例した位置補正信号
604がモータ4にフイードバツクされているた
め、モータ4は前記一定時間606の間前記境界
線の近傍で安定な振動(いわゆるリミツトサイク
ル)を起こす。このとき、振動の振巾601は前
記インクリメンタルエンコーダのパルス数に換算
しておよそ1パルス程度となり、第3図の場合と
比較すると、同一のインクリメンタルエンコーダ
を使用した場合約2倍の位置決め精度、すなわ
ち、印字精度が得られる。こうして、印字タイミ
ング607が終了して、タイミング信号605が
0となると、系は不感帯603を含む通常のサー
ボ系となり、さらに、前記積分回路22が作動
し、前掲特許願53年第137495号で詳細に記した如
く、モータ4は不感帯603の領域に静止位置決
めされる。 FIG. 4 is a diagram for clearly explaining the position response of the positioning control system according to the present invention after entering the position control mode. During a certain period of time 606 determined by the timing signal 605 after entering the position control mode, when the position error signal is 0 or more, the position correction circuit 21 adds 1, so this system uses a dead zone (see Fig. 3) as the target value. 505), and the motor 4 targets the boundary line between +1 and -1 of the position correction signal, and the position error 600 decreases. In this way, when the motor 4 approaches the boundary line, the position correction signal 604, which is approximately proportional to the position error 600, is fed back to the motor 4, so that the motor 4 remains stable near the boundary line for the certain period of time 606. Causes vibration (so-called limit cycle). At this time, the amplitude of vibration 601 is approximately 1 pulse when converted to the number of pulses of the incremental encoder, and compared to the case of FIG. 3, when the same incremental encoder is used, the positioning accuracy is approximately twice as high. , printing accuracy can be obtained. In this way, when the printing timing 607 ends and the timing signal 605 becomes 0, the system becomes a normal servo system including a dead zone 603, and the integration circuit 22 is activated, which is detailed in the above-mentioned patent application No. 53, No. 137495. As described above, the motor 4 is positioned at rest in the dead zone 603.
第5図は前記位置決め精度向上のための第2図
の位置補正回路21を詳細に示す図である。モー
ド信号29は単安定マルチバイブレータ(以下ワ
ンシヨツトと記す)213に入力され、位置制御
モード突入後一定時間巾のタイミング信号が出力
される。一方、規準速度信号あるいは位置誤差信
号が信号線28を介して加算器210に入力され
ると同時に、その最上位ビツト(MSB)がAND
ゲート212の一方の入力に入力され、他方の入
力には前記ワンシヨツト213のQ(非反転)出
力が入力される。速度制御モード時にはモード信
号29が0であるため前記タイミング信号は出力
されず、前記加算器210においては規準速度信
号28に加算は行なわれずそのまま信号線34に
出力される。位置制御モードに入ると、モード信
号29は1となりワンシヨツト213がトリガさ
れ、一定時間巾の前記タイミング信号が出力され
る。このとき、位置誤差信号28が0以上である
と、その最上位ビツト(MSB)は1であるため
(位置誤差信号が0を10……00とし、正の最大値
を11……11とし、負の最大値を00……00とする)
前記ANDゲート212を介して前記加算器21
0に桁上げ信号が入力され、前記位置誤差信号に
1が加算され信号線34に出力される。以上のよ
うにして、ワンシヨツト213によつてタイミン
グ信号が出力されている間、位置誤差信号が0以
上のときだけ加算器210によつて1の加算が行
なわれる。そして、ワンシヨツト213によつて
規定される一定時間が過ぎると、前記タイミング
信号はオフとなり、加算器210では加算は行な
われず、不感帯を含む通常の位置誤差信号が信号
線34に出力される。このようにして、位置制御
モード突入後の一定時間、すなわち、印字タイミ
ングの間だけ前述した如く位置決め精度が高めら
れる。なお、この方法では、前記一定時間の間モ
ータ4が振動を起こすが、時間としては数ミリ秒
のため装置としては全く影響はない。 FIG. 5 is a diagram showing in detail the position correction circuit 21 of FIG. 2 for improving the positioning accuracy. The mode signal 29 is input to a monostable multivibrator (hereinafter referred to as one shot) 213, and after entering the position control mode, a timing signal with a fixed time width is output. On the other hand, at the same time that the reference speed signal or position error signal is input to the adder 210 via the signal line 28, its most significant bit (MSB) is
The signal is input to one input of the gate 212, and the Q (non-inverted) output of the one shot 213 is input to the other input. In the speed control mode, since the mode signal 29 is 0, the timing signal is not output, and the adder 210 does not add it to the reference speed signal 28, but outputs it to the signal line 34 as it is. When the position control mode is entered, the mode signal 29 becomes 1, the one shot 213 is triggered, and the timing signal with a constant time width is output. At this time, if the position error signal 28 is 0 or more, its most significant bit (MSB) is 1 (the position error signal 0 is 10...00, the maximum positive value is 11...11, (maximum negative value is 00...00)
The adder 21 via the AND gate 212
A carry signal is input to 0, 1 is added to the position error signal, and the result is output to the signal line 34. As described above, while the one shot 213 outputs the timing signal, the adder 210 adds 1 only when the position error signal is 0 or more. Then, after a certain period of time defined by one shot 213 has passed, the timing signal is turned off, no addition is performed in adder 210, and a normal position error signal including a dead zone is output to signal line 34. In this way, the positioning accuracy is improved as described above only for a certain period of time after entering the position control mode, that is, during the printing timing. In this method, the motor 4 vibrates for the certain period of time, but since the period is several milliseconds, it does not affect the device at all.
第6図は第2図の位置補正回路21の第2の構
成例を詳細に示す図である。モード信号29はタ
イミング信号用の一定時間巾のパルスを出力する
ワンシヨツト214に入力され、そのQ(非反
転)出力はアドレスとしてROM(リード・オン
リー・メモリ)215に入力される。一方、規準
速度信号あるいは位置誤差信号は信号線28を介
してアドレスとして前記ROM215に入力され
る。ROM215には、前記ワンシヨツト214
のQ出力が1でかつ位置誤差信号が0以上のとき
前記位置誤差信号に1を加算した信号が、それ以
外のときには、アドレスとしての規準速度信号あ
るいは位置誤差信号がそのまま記憶されている。
ゆえに、速度制御モード時には規準速度信号が、
位置制御モード時で、ワンシヨツト214のQ出
力が1でかつ位置誤差信号が0以上のときは、前
記位置誤差信号に1を加算した信号が、それ以外
の時は位置誤差信号そのものがそれぞれ信号線3
4に出力される。この結果、第5図の場合と同様
に位置決め精度を高くすることができる。 FIG. 6 is a diagram showing in detail a second configuration example of the position correction circuit 21 of FIG. 2. In FIG. The mode signal 29 is input to a one shot 214 which outputs a pulse of a constant time width for a timing signal, and its Q (non-inverted) output is input to a ROM (read only memory) 215 as an address. On the other hand, the reference speed signal or position error signal is input to the ROM 215 as an address via the signal line 28. The one shot 214 is stored in the ROM 215.
When the Q output of is 1 and the position error signal is 0 or more, a signal obtained by adding 1 to the position error signal is stored. Otherwise, the standard speed signal or position error signal as an address is stored as is.
Therefore, in the speed control mode, the reference speed signal is
In the position control mode, when the Q output of the one shot 214 is 1 and the position error signal is 0 or more, the signal obtained by adding 1 to the position error signal is sent to the signal line, and at other times, the position error signal itself is sent to the signal line. 3
4 is output. As a result, positioning accuracy can be increased as in the case of FIG. 5.
第7図は第2図の制御回路20を詳細に示す図
である。速度制御モードでは移動距離信号および
方向指定信号がそれぞれ信号線10および9を介
してカウンタ201およびレジスタ200に初期
セツトされ、それらの出力信号がアドレスとして
与えられるメモリ204から規準速度信号が出力
される。さらに、カウンタ201の出力信号が与
えられるゼロ検出器205の出力信号であるモー
ド信号29は、カウンタ201が0でないため速
度制御モードを示す信号を出力しており、セレク
タ206は前記モード信号により前記規準速度信
号を選択し信号線28に出力する。一方、方向パ
ルス発生回路27の出力信号は、信号線32およ
び31を介してカウンタ203のカウントアツプ
入力およびカウントダウン入力にそれぞれ与えら
れる。すなわち、正方向パルスがカウントダウン
入力に、負方向パルスがカウントアツプ入力に与
えられる。また、カウンタ203の桁下げ出力信
号および桁上げ出力信号はORゲート202で論
理和(OR)がとられ、その出力信号はカウンタ
201のカウントダウン入力に与えられる。ここ
で、モータ4が正方向に動くと、正方向パルスは
信号線31を介してカウンタ203をカウントダ
ウンし、その桁下げ出力信号はORゲート202
を介してカウンタ201をカウントダウンする。
このようにして、位置誤差信号であるカウンタ2
01の出力信号は徐々に減少して行き、それに伴
つてメモリ204の出力信号、すなわち、規準速
度信号も減少して行く、さらにカウンタ201が
カウントダウンされ、その出力信号が0となると
ゼロ検出器205によつて位置制御モードを示す
モード信号が信号線29に出力され、セレクタ2
06によつてカウンタ203の出力が選択され、
信号線28に出力される。このとき、カウンタ2
03の出力信号は、目標位置の一定距離手前から
目標位置まで位置誤差信号を示す。逆に負方向に
移動する場合には、そのときの移動距離信号およ
び負方向を示す方向指定信号がそれぞれカウンタ
201およびレジスタ200に初期セツトされ、
それらの出力信号がアドレスとして与えられるメ
モリ204から負の規準速度信号が出力される。
こうして、モータが負方向に動くと、負方向パル
スが信号線32を介してカウンタ203をカウン
トアツプし、その桁上げ出力信号はORゲート2
02を介してカウンタ201をカウントダウンす
る。こうして、位置誤差信号であるカウンタ20
1の出力信号は徐々に減少して行き、出力信号が
Oとなるゼロ検出器205によつて位置制御モー
ドを示すモード信号が信号線29に出力され、セ
レクタ206によつてカウンタ203の出力が選
択され、信号線28に出力される。このとき、カ
ウンタ203の出力信号は、目標位置に対して前
記の場合とは逆に負方向に対して一定距離手前の
位置誤差信号を示すことになる。すなわち、カウ
ンタ203の最上位ビツトが1で、その他のビツ
トがすべてOの状態を位置誤差がゼロとすること
によつて、制御モードが切り換る瞬間には、カウ
ンタ203は、目標位置から正あるいは負の一定
距離手前の位置誤差信号を示すことになる。 FIG. 7 is a diagram showing the control circuit 20 of FIG. 2 in detail. In the speed control mode, a travel distance signal and a direction designation signal are initially set in a counter 201 and a register 200 via signal lines 10 and 9, respectively, and a reference speed signal is output from a memory 204 to which these output signals are given as an address. . Further, the mode signal 29, which is the output signal of the zero detector 205 to which the output signal of the counter 201 is given, outputs a signal indicating the speed control mode since the counter 201 is not 0, and the selector 206 is activated by the mode signal. The standard speed signal is selected and output to the signal line 28. On the other hand, the output signal of the directional pulse generation circuit 27 is applied to the count-up input and count-down input of the counter 203 via signal lines 32 and 31, respectively. That is, a positive direction pulse is applied to the countdown input, and a negative direction pulse is applied to the countup input. Further, the carry down output signal and the carry up output signal of the counter 203 are logically summed (OR)ed by an OR gate 202, and the output signal is given to the countdown input of the counter 201. Here, when the motor 4 moves in the positive direction, the positive direction pulse causes the counter 203 to count down via the signal line 31, and the down-down output signal is sent to the OR gate 202.
The counter 201 is counted down via the .
In this way, the position error signal of counter 2
The output signal of 01 gradually decreases, and the output signal of the memory 204, that is, the reference speed signal also decreases accordingly.Furthermore, the counter 201 counts down, and when the output signal reaches 0, the zero detector 205 A mode signal indicating the position control mode is output to the signal line 29 by the selector 2.
06 selects the output of the counter 203,
It is output to the signal line 28. At this time, counter 2
The output signal 03 indicates a position error signal from a certain distance before the target position to the target position. Conversely, when moving in the negative direction, the movement distance signal and the direction designation signal indicating the negative direction are initially set in the counter 201 and register 200, respectively.
Negative reference speed signals are output from the memory 204 to which these output signals are provided as addresses.
In this way, when the motor moves in the negative direction, the negative direction pulse counts up the counter 203 via the signal line 32, and the carry output signal is sent to the OR gate 2.
The counter 201 is counted down via 02. In this way, the counter 20 which is the position error signal
The output signal of 1 gradually decreases, and the output signal becomes O.The zero detector 205 outputs a mode signal indicating the position control mode to the signal line 29, and the selector 206 changes the output of the counter 203. It is selected and output to the signal line 28. At this time, the output signal of the counter 203 indicates a position error signal a certain distance before the target position in the negative direction, contrary to the above case. In other words, by setting the position error to zero when the most significant bit of the counter 203 is 1 and all other bits are O, the counter 203 can move from the target position to the correct position at the moment the control mode is switched. Alternatively, it indicates a negative position error signal a certain distance before.
以上の如く、目標位置の一定距離手前まではメ
モリ204の出力信号、すなわち、規準速度信号
が、目標位置の一定距離手前から目標位置までは
カウンタ203の出力信号、すなわち、位置誤差
信号が信号線28にそれぞれ出力される。 As described above, the output signal of the memory 204, that is, the reference speed signal, is used as the signal line from a certain distance before the target position, and the output signal of the counter 203, that is, the position error signal, is used as the signal line from the certain distance before the target position. 28 respectively.
第8図は第2図の積分回路22を詳細に示す図
である。モード信号29はワンシヨツト220に
入力されると同時にANDゲート221の一方の
入力に入力される。前記ANDゲート221の他
方の入力には前記ワンシヨツト220の(反
転)出力が入力され、前記ANDゲート221の
出力はインバータ223を介して積分カウンタ2
24のリセツト入力に入力されると同時に、
ANDゲート225および226のそれぞれの1
つの入力に入力される。一方、位置誤差信号また
は規準速度信号は信号線28を介して+1以上検
出器227および−1以下検出器228にそれぞ
れ入力され、前記2つの検出器の出力は前記
ANDゲート225および226のもう1つの入
力にそれぞれ入力される。また、積分クロツク3
6は前記ANDゲート225および226の3番
目の入力に入力され、前記2つのANDゲートの
出力は前記積分カウンタ224のカウントアツプ
入力およびカウントダウン入力にそれぞれ入力さ
れる。速度制御モードにおいてはモード信号29
はローレベルのため前記ANDゲート221の出
力もローレベルとなり、インバータ223を介し
て前記積分カウンタ224をリセツトすると同時
に、前記ANDゲート225および226の出力
を禁止し前記積分カウンタ224はカウントアツ
プまたはカウントダウン動作は行なわれず積分出
力として0を信号線30に出力する。位置制御モ
ードになると、モード信号29はハイレベルにな
るが、前記ワンシヨツト220が動作し、一定時
間の間、すなわち、前記第5図および第6図のワ
ンシヨツト213およびワンシヨツト214のQ
出力がローレベルになるまで、言い換えれば印字
タイミングが終了するまでは前記ワンシヨツト2
20の出力はローレベルとなり、前記速度制御
モードと同様に前記積分カウンタ224は積分動
作は行われない。位置制御モードになつてから一
定時間後、すなわち、前記ワンシヨツト220の
出力がハイレベルとなり、前記第5図および第
6図のワンシヨツト213およびワンシヨツト2
14のQ出力がローレベルになつたのちは、前記
ANDゲート221の出力はハイレベルとなり、
前記積分カウンタのリセツト動作は解除されると
同時に前記ANDゲート225および226もゲ
ートが開かれる。ここで、モータがいわゆるリミ
ツトサイクルによつて目標位置に対して正の方向
に位置ずれを起こしたとすると、その位置誤差信
号が前記+1以上検出器227によつて検出され
積分クロツク36は前記ANDゲート225を介
して前記積分クロツク224をカウントアツプす
る。逆に、モータが負の方向に位置ずれを起こし
たとすると、その位置誤差信号は前記−1以下検
出器228によつて検出され、積分クロツクは前
記ANDゲート226を介して前記積分カウンタ
224をカウントダウンする。 FIG. 8 is a diagram showing the integration circuit 22 of FIG. 2 in detail. Mode signal 29 is input to one shot 220 and simultaneously input to one input of AND gate 221. The (inverted) output of the one shot 220 is input to the other input of the AND gate 221, and the output of the AND gate 221 is sent to the integral counter 2 via an inverter 223.
At the same time as input to the reset input of 24,
1 of each of AND gates 225 and 226
input into two inputs. On the other hand, the position error signal or the reference speed signal is input to the +1 or more detector 227 and the -1 or less detector 228 via the signal line 28, respectively, and the outputs of the two detectors are
It is input to another input of AND gates 225 and 226, respectively. Also, the integral clock 3
6 is input to the third input of the AND gates 225 and 226, and the outputs of the two AND gates are input to the count-up and count-down inputs of the integral counter 224, respectively. In speed control mode mode signal 29
Since the output of the AND gate 221 becomes low level, the integral counter 224 is reset via the inverter 223, and at the same time, the outputs of the AND gates 225 and 226 are inhibited, and the integral counter 224 counts up or down. No operation is performed and 0 is output to the signal line 30 as an integral output. When the position control mode is entered, the mode signal 29 becomes high level, but the one shot 220 operates for a certain period of time, that is, the Q of one shot 213 and one shot 214 in FIGS.
Until the output becomes low level, in other words, until the print timing ends, the one shot 2
The output of 20 becomes low level, and the integration counter 224 does not perform an integration operation as in the speed control mode. After a certain period of time after entering the position control mode, that is, the output of the one shot 220 becomes high level, and the one shot 213 and one shot 2 in FIGS. 5 and 6
After the Q output of No. 14 becomes low level, the above
The output of AND gate 221 becomes high level,
At the same time as the reset operation of the integral counter is released, the AND gates 225 and 226 are also opened. Here, if the motor causes a positional shift in the positive direction with respect to the target position due to a so-called limit cycle, the position error signal is detected by the +1 or more detector 227, and the integrating clock 36 is output from the AND The integral clock 224 is counted up via the gate 225. Conversely, if the motor causes a positional shift in the negative direction, the position error signal is detected by the -1 or less detector 228, and the integral clock counts down the integral counter 224 via the AND gate 226. do.
以上のようにして、モータが目標位置に位置決
めされた後、位置誤差信号に応じて積分カウンタ
224により積分出力が信号線30に出力され
る。 After the motor is positioned at the target position as described above, the integral counter 224 outputs an integral output to the signal line 30 in accordance with the position error signal.
なお、前記+1以上検出器227による検出動
作は、第8図に示すように、位置誤差信号28の
最上位ビツト(MSB)がハイレベルのとき、そ
の最上位ビツトを徐く他のビツトの論理和をOR
ゲート227AによりとりこのORゲートの出力
信号と前記ハイレベルを示す最上位ビツトとの論
理積をANDゲート227Cによりとることによ
つて行なわれる。また、前記−1以下検出器22
8による検出動作は、前記位置誤差信号28の
MSBのローレベルをインバータ228Aを介し
て検出することによつて行なわれる。 As shown in FIG. 8, the detection operation by the +1 or higher detector 227 is such that when the most significant bit (MSB) of the position error signal 28 is at a high level, the logic of the other bits excluding the most significant bit is OR the sum
This is performed by using the AND gate 227C to AND the output signal of the OR gate taken by the gate 227A and the most significant bit indicating the high level. In addition, the -1 or less detector 22
8 detects the position error signal 28.
This is done by detecting the low level of the MSB via the inverter 228A.
さらに、また前記ワンシヨツト220の出力パ
ルスの時間巾は前記第5図および第6図のワンシ
ヨツト213および214の時間巾と等しいこと
が望ましいが、前記ワンシヨツト220の時間巾
の方が長くてもかまわない。また前記ワンシヨツ
ト220と前記ワンシヨツト213および214
の時間巾が等しい場合には1つのワンシヨツトを
用いて構成することも可能である。 Furthermore, the time width of the output pulse of the one shot 220 is preferably equal to the time width of the one shots 213 and 214 in FIGS. 5 and 6, but the time width of the one shot 220 may be longer. . Further, the one shot 220 and the one shot 213 and 214
If the time widths of the two are equal, it is also possible to use one shot.
第9図は第2図の加減算回路24を詳細に示す
図である。信号線34によつて速度制御モードお
よび位置制御モードにおいて、規準速度信号およ
び位置誤差信号がそれぞれ乗算器240に入力さ
れK1倍されて加算器241に入力される。位置
制御モードになつてから一定時間経過するまでは
積分回路22の出力は0であるから、加算器24
1では加算はされず、その出力は減算器243に
入力される。一方、速度検出回路23の出力であ
る速度信号は信号線33を介して乗算器243に
入力されK2倍されて減算器243に入力され、
前記加算器241の出力から減算され信号線37
に出力される。そして、位置制御モードになつて
から一定時間後に積分回路22の出力である積分
信号30は加算器241によつて位置誤差信号の
K1倍されたものに加算される。すなわち、積分
信号30は位置誤差信号の下位ビツトに加算され
るような形になる。 FIG. 9 is a diagram showing the addition/subtraction circuit 24 of FIG. 2 in detail. In the speed control mode and the position control mode, the reference speed signal and the position error signal are input to the multiplier 240 through the signal line 34, multiplied by K1, and input to the adder 241. Since the output of the integrating circuit 22 is 0 until a certain period of time has elapsed after entering the position control mode, the output of the adder 24 is
1, no addition is performed and the output is input to the subtracter 243. On the other hand, the speed signal that is the output of the speed detection circuit 23 is input to the multiplier 243 via the signal line 33, multiplied by K2, and input to the subtracter 243.
The signal line 37 is subtracted from the output of the adder 241.
is output to. Then, after a certain period of time after entering the position control mode, the integral signal 30, which is the output of the integrating circuit 22, is converted into a position error signal by an adder 241.
It is added to the value multiplied by K1. That is, the integral signal 30 is added to the lower bits of the position error signal.
以上の如く、速度制御モードでは規準速度信号
から速度信号が減算され、位置制御モードでは一
定時間の間位置誤差信号から速度信号が減算さ
れ、一定時間後からは位置誤差信号に積分信号が
加算され、さらに速度信号が減算され信号線37
に出力される。なお、第9図の説明では、乗算器
240および242を使用してK1倍およびK2倍
のゲインを設定しているが、ここは、乗算器を使
用する代わりに、入力のビツトをシフトして2の
ベキ乗倍のゲインを設定することも可能であり、
その場合は回路も簡単になる。 As described above, in the speed control mode, the speed signal is subtracted from the reference speed signal, and in the position control mode, the speed signal is subtracted from the position error signal for a certain period of time, and after a certain period of time, the integral signal is added to the position error signal. , the speed signal is further subtracted and the signal line 37
is output to. In the explanation of FIG. 9, the multipliers 240 and 242 are used to set the gains of K1 and K2, but here, instead of using the multipliers, the input bits are shifted. It is also possible to set a gain that is a power of 2,
In that case, the circuit will also be simpler.
第10図は第2図の速度検出回路23を詳細に
示す図である。方向パルス発生回路の出力である
正方向パルス31および負方向パルス32はカウ
ンタ230のカウントアツプ入力およびカウント
ダウン入力にそれぞれ入力される。カウンタ23
0の出力はレジスタ231に入力され、その出力
は速度信号として信号線33に出力される。一
方、クロツク発生回路26のサンプルクロツク3
5は前記レジスタのセツト入力に、さらに遅延回
路232に入力され、前記遅延回路232の出力
は前記カウンタ230のリセツト入力に入力され
る。今、モータが正方向に動いていると、正方向
パルス31が前記カウンタ230によつてカウン
トアツプされる。そして、前記サンプルクロツク
35が入力されると、まず、前記レジスタ231
に前記カウンタ230の現在の値がセツトされ、
遅延回路232によつて少し遅延させられた前記
サンプルクロツクによつて前記カウンタ230が
リセツトされる。こうして、前記サンプルクロツ
ク35によつて規定される一定時間巾に発生する
正方向パルスまたは負方向パルスの数、すなわち
モータの速度に比例した信号を速度信号として信
号線33に出力することができる。 FIG. 10 is a diagram showing the speed detection circuit 23 of FIG. 2 in detail. A positive direction pulse 31 and a negative direction pulse 32, which are the outputs of the direction pulse generation circuit, are input to the count up input and count down input of the counter 230, respectively. counter 23
The output of 0 is input to the register 231, and the output is output to the signal line 33 as a speed signal. On the other hand, the sample clock 3 of the clock generation circuit 26
5 is input to the set input of the register and further to the delay circuit 232, and the output of the delay circuit 232 is input to the reset input of the counter 230. If the motor is now moving in the forward direction, the forward direction pulse 31 is counted up by the counter 230. When the sample clock 35 is input, first, the register 231
the current value of the counter 230 is set to
The counter 230 is reset by the sample clock, which is slightly delayed by a delay circuit 232. In this way, a signal proportional to the number of positive-direction pulses or negative-direction pulses generated in a certain period of time defined by the sample clock 35, that is, the speed of the motor, can be output to the signal line 33 as a speed signal. .
第11図は第2図の駆動回路25を詳細に示す
図である。加減算回路24からのデイジタル出力
信号は信号線37を介してデイジタル−アナログ
変換器250に入力され、アナログ信号に変換さ
れる。そして、パワーアンプ251および電流検
出用抵抗252によつて構成される電流駆動型パ
ワーアンプ25Aを介してモータ4が駆動され
る。 FIG. 11 is a diagram showing the drive circuit 25 of FIG. 2 in detail. The digital output signal from the adder/subtractor circuit 24 is input to the digital-to-analog converter 250 via the signal line 37 and converted into an analog signal. The motor 4 is then driven via a current-driven power amplifier 25A composed of a power amplifier 251 and a current detection resistor 252.
第12図は第2図の駆動回路25の第2の構成
例を示す図である。第2図には図示していない
が、クロツク発生回路26からのPWM(パルス
巾変調)クロツク269はカウンタ254のカウ
ントアツプ入力され、前記カウンタ254を常に
カウントアツプしている。すなわち、前記カウン
タ254の出力は、マイナスの最大値とプラスの
最大値との間を鋸歯状波的に動作している。コン
パレータ253の基準入力bには前記カウンタ2
54の出力が入力され、信号入力aには第2図の
加減算回路24の出力37が入力されている。そ
して、前記コンパレータ253では前記カウンタ
254の出力と前記加減算回路24の出力との大
小比較が行なわれ、前記加減算回路24の出力が
前記カウンタ254の出力よりも大きいときはプ
ラス出力253Aがハイレベルになり、小さいと
きはマイナス出力253Bがハイレベルになる。
すなわち、カウンタ254の一周期の間でプラス
出力253Aとマイナス出力253Bとは交互に
ハイレベルになり、前記入力37が正の信号のと
きには、そのレベルに比例して、プラス出力25
3Aのハイレベルになる時間がマイナス出力25
3Bのハイレベルになる時間より長くなる。ま
た、逆に前記入力37が負の信号のときには、前
記とは逆になり、0のときには、プラス出力25
3Aとマイナス出力253Bのハイレベルになる
時間が等しくなる。今、プラス出力253Aがハ
イレベルのときマイナス出力253Bはローレベ
ルであり、このとき、前記プラス出力253Aは
ゲート256を介してトランジスタ257をオン
(導通)にし、これによりトランジスタ258を
オンとする。一方、マイナス出力253Bはゲー
ト258により反転されてトランジスタ259を
オフ(非導通)とすることによりトランジスタ2
55をオフとする。この結果、電源電圧+ESに
ほぼ等しい電圧の駆動信号が信号線13を介して
モータ4に印加される。 FIG. 12 is a diagram showing a second configuration example of the drive circuit 25 in FIG. 2. Although not shown in FIG. 2, a PWM (Pulse Width Modulation) clock 269 from the clock generation circuit 26 is input to the counter 254 to count up the counter 254 at all times. That is, the output of the counter 254 operates in a sawtooth waveform between the negative maximum value and the positive maximum value. The reference input b of the comparator 253 has the counter 2
54 is input, and the output 37 of the addition/subtraction circuit 24 shown in FIG. 2 is input to the signal input a. Then, the comparator 253 compares the output of the counter 254 and the output of the addition/subtraction circuit 24, and when the output of the addition/subtraction circuit 24 is greater than the output of the counter 254, the plus output 253A becomes high level. When it is small, the minus output 253B becomes high level.
That is, during one period of the counter 254, the positive output 253A and the negative output 253B alternately become high level, and when the input 37 is a positive signal, the positive output 253A becomes high level in proportion to the level.
3A high level time is minus output 25
It will be longer than the time it takes to reach the high level of 3B. Conversely, when the input 37 is a negative signal, the above is reversed, and when it is 0, the positive output 25
3A and the time when the negative output 253B reach the high level are equal. Now, when the positive output 253A is at a high level, the negative output 253B is at a low level, and at this time, the positive output 253A turns on (conducts) the transistor 257 via the gate 256, thereby turning on the transistor 258. On the other hand, the negative output 253B is inverted by the gate 258 to turn off the transistor 259 (non-conducting), thereby turning off the transistor 253B.
55 is turned off. As a result, a drive signal having a voltage approximately equal to the power supply voltage +ES is applied to the motor 4 via the signal line 13.
また、マイナス出力253Bがハイレベルのと
きはプラス出力253Aはローレベルであり、こ
のときは前述した動作とは逆にトランジスタ25
5がオンとなりトランジスタ258がオフとな
り、電源電圧−ESにほぼ等しい電圧の駆動信号
が信号線13を介してモータ4に印加される。 Further, when the minus output 253B is at a high level, the plus output 253A is at a low level, and in this case, contrary to the operation described above, the transistor 253A is at a low level.
5 is turned on, the transistor 258 is turned off, and a drive signal having a voltage approximately equal to the power supply voltage -ES is applied to the motor 4 via the signal line 13.
以上のようにして、入力信号37のレベルに比
例したパルス巾変調出力電圧がモータ4に印加さ
れる。このとき、前記カウンタ254のくり返し
周波数をモータ4の電気時定数より決まるカツト
オフ周波数より十分高く選べば、モータ4のロー
パス効果により、入力信号37に比例した電流が
モータ4に流れる。 As described above, a pulse width modulated output voltage proportional to the level of the input signal 37 is applied to the motor 4. At this time, if the repetition frequency of the counter 254 is selected to be sufficiently higher than the cutoff frequency determined by the electrical time constant of the motor 4, a current proportional to the input signal 37 flows through the motor 4 due to the low-pass effect of the motor 4.
第13図は第2図のインクリメンタルエンコー
ダ3を詳細に示す図である。モータ4の軸に機械
的に取付けられその回転に応動する不透明な円板
301に透明な位置情報パターン302が光源3
00により照射されスリツト板303を透過する
光の量の増減として光感知器304および305
により検出される。これらの検出信号は比較器3
07および308における基準電圧306との比
較を経て変換されデイジタルインクリメンタル位
置信号として信号線11および12に出力され
る。このとき、2つの光感知器304および30
5の間隔およびスリツト板303の2つのスリツ
トの間隔を位置情報パターン302の隣りどうし
の間隔に対して1/4だけずらしておくことによ
り、互いにスリツト間隔の1/4相当分だけ位相の
異つた2つのインクリメンタル位置信号が発生さ
れる。 FIG. 13 is a diagram showing the incremental encoder 3 of FIG. 2 in detail. A transparent position information pattern 302 is attached to the light source 3 on an opaque disk 301 that is mechanically attached to the shaft of the motor 4 and responds to its rotation.
As the amount of light irradiated by 00 and transmitted through the slit plate 303 increases or decreases, the photodetectors 304 and 305
Detected by These detection signals are sent to comparator 3.
After comparison with the reference voltage 306 at 07 and 308, the signal is converted and output to signal lines 11 and 12 as a digital incremental position signal. At this time, two photodetectors 304 and 30
5 and the interval between the two slits of the slit plate 303 by 1/4 with respect to the interval between adjacent position information patterns 302, the phases of the slits are different from each other by 1/4 of the slit interval. Two incremental position signals are generated.
第14図は第2図の方向パルス発生回路27を
詳細に示す図である。前記2つの位相の異なつた
インクリメンタル位置信号は信号線11および1
2を介してフリツプフロツプ270および271
のデータ入力にそれぞれ入力され、前記フリツプ
フロツプ270および271の出力はメモリ27
2のアドレス入力に入力される。また、前記メモ
リ272の2つの出力はフリツプフロツプ273
および274のデータ入力として与えられ、フリ
ツプフロツプ273および274の出力は前記モ
メリ272のアドレスとして与えられている。さ
らに、第2図のクロツク発生回路26の周波数の
十分に高い位相の異なつた2つの基準クロツクが
信号線38および39を介して、一方の基準クロ
ツクは前記フリツプフロツプ270および271
のクロツク入力に、他方の基準クロツクは前記フ
リツプフロツプ273および274のクロツク入
力にそれぞれ入力される。そして、前記基準クロ
ツク38によつて前記2つのインクリメンタル位
置信号を前記フリツプフロツプ270および27
1でサンプルし、前記基準クロツク39によつて
前記メモリの2つの出力を前記フリツプフロツプ
273および274でサンプルする。ここで、前
記フリツプフロツプ270および271の出力を
AおよびBとし、前記フリツプフロツプ273お
よび274の出力をそれぞれXおよびYとする。
さらに、前記フリツプフロツプ273および27
4の入力をそれぞれPおよびQとし、前記メモリ
272の出力である正方向パルスおよび負方向パ
ルスをそれぞれFおよびRとする。そこで、前記
メモリ272に論理式F=A・・+・X・
Y・+B・X+・・Y,R=A・・Y+
・X・+B・・+・X・Y,P=A,
Q=Bで示される状態を記憶しておけば、前記2
つのインクリメンタル位置信号の立上がりおよび
立下がりで前記モータ4の回転方向に応じて正方
向パルスまたは負方向パルスを信号線31または
32にそれぞれ出力することができる。なお、前
記の説明ではメモリ272を用いて構成している
が、前記の論理式をハードロジツクで構成するこ
とも可能である。 FIG. 14 is a diagram showing the directional pulse generating circuit 27 of FIG. 2 in detail. The two phased incremental position signals are transmitted through signal lines 11 and 1.
2 through flip-flops 270 and 271
The outputs of the flip-flops 270 and 271 are input to the data inputs of the memory 27.
It is input to the address input of 2. Furthermore, the two outputs of the memory 272 are connected to a flip-flop 273.
and 274 as data inputs, and the outputs of flip-flops 273 and 274 are provided as addresses of the memory 272. Further, two reference clocks having sufficiently high frequencies and different phases from the clock generating circuit 26 of FIG.
The other reference clock is input to the clock input of flip-flops 273 and 274, respectively. The reference clock 38 then transfers the two incremental position signals to the flip-flops 270 and 27.
The reference clock 39 samples the two outputs of the memory at the flip-flops 273 and 274. Here, the outputs of flip-flops 270 and 271 are assumed to be A and B, and the outputs of flip-flops 273 and 274 are assumed to be X and Y, respectively.
Furthermore, the flip-flops 273 and 27
Let the inputs of 4 be P and Q, respectively, and the positive direction pulse and negative direction pulse, which are the outputs of the memory 272, be F and R, respectively. Therefore, in the memory 272, the logical formula F=A..+.X.
Y・+B・X+・・Y、R=A・・Y+
・X・+B・・+・X・Y, P=A,
If you memorize the state shown by Q=B, the above 2
At the rising and falling edges of the two incremental position signals, a positive direction pulse or a negative direction pulse can be outputted to the signal line 31 or 32, respectively, depending on the rotational direction of the motor 4. In the above description, the memory 272 is used to construct the logic equation, but it is also possible to construct the logical formula using hard logic.
第15図は第2図のクロツク発生回路26を詳
細に示す図である。基準発振器260により周波
数の十分に高い正確なクロツクを発振し、それを
信号線38に与えるとともにインバータ263を
介して位相が180゜異なつた基準クロツクとして
信号線39に与える。また、前記基準発振器26
0のクロツク出力はカウンタ261のカウントア
ツプ入力として与えられる。これにより前記クロ
ツク出力は分周され、第2図の積分回路22に必
要な積分クロツクが信号線35に出力される。前
記積分クロツクは前記カウンタ261によりさら
に分周され、その結果前記基準発振器260の出
力より十分周波数の低いクロツクがインバータ、
抵抗、コンデンサおよびANDゲートにより成る
パルス化回路262に与えられる。これにより第
2図の速度検出回路23に必要なサンプルクロツ
クが信号線36に出力される。 FIG. 15 is a diagram showing the clock generation circuit 26 of FIG. 2 in detail. A reference oscillator 260 oscillates an accurate clock with a sufficiently high frequency, which is applied to a signal line 38, and is also applied via an inverter 263 to a signal line 39 as a reference clock with a phase difference of 180°. Further, the reference oscillator 26
A clock output of 0 is provided as the count up input of counter 261. As a result, the frequency of the clock output is divided, and an integrating clock necessary for the integrating circuit 22 in FIG. 2 is outputted to the signal line 35. The integrating clock is further frequency-divided by the counter 261, and as a result, a clock whose frequency is sufficiently lower than the output of the reference oscillator 260 is transmitted to the inverter.
It is applied to a pulsing circuit 262 consisting of a resistor, a capacitor and an AND gate. As a result, a sample clock necessary for the speed detection circuit 23 of FIG. 2 is outputted to the signal line 36.
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図の位置決め制御回路2を詳しく示
した図、第3図は不感帯を含む通常のサーボ系の
位置制御モード突入後の過渡的な位置の振動を説
明する図、第4図は本発明による位置決め制御系
の位置制御モード突入後の位置応答を説明する
図、第5図と第6図は第2図の位置補正回路の一
構成例を示す図、第7図は第2図の制御回路20
の一構成例を示す図、第8図は第2図の積分回路
22の一構成例を示す図、第9図は第2図の加減
算回路24の一構成例を示す図、第10図は第2
図の速度検出回路23の一構成例を示す図、第1
1図と第12図は第2図の駆動回路25の一構成
例を示す図、第13図は第2図のインクリメンタ
ルエンコーダの一構成例を示す図、第14図は第
2図の方向パルス発生回路27の一構成例を示す
図、第15図は第2図のクロツク発生回路26の
一構成例を示す図である。
第2図において、1……外部制御機器、20…
…制御回路、22……積分回路、21……位置補
正回路、23……速度検出回路、24……加減算
回路、26……クロツク発生回路、25……駆動
回路、27……方向パルス発生回路、3……イン
クリメンタルエンコーダ、4……モータをそれぞ
れ示す。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a diagram showing the positioning control circuit 2 of Fig. 1 in detail, Fig. 3 is a diagram illustrating the transient positional vibration after entering the position control mode of a normal servo system including a dead zone, and Fig. 4. is a diagram explaining the position response of the positioning control system after entering the position control mode according to the present invention, FIGS. 5 and 6 are diagrams showing an example of the configuration of the position correction circuit of FIG. Control circuit 20 in the figure
8 is a diagram showing an example of the configuration of the integrating circuit 22 in FIG. 2, FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the addition/subtraction circuit 24 in FIG. 2, and FIG. Second
A diagram showing an example of the configuration of the speed detection circuit 23 in FIG.
1 and 12 are diagrams showing an example of the configuration of the drive circuit 25 in FIG. 2, FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of the incremental encoder in FIG. FIG. 15 is a diagram showing an example of the configuration of the clock generation circuit 27 in FIG. 2. In FIG. In FIG. 2, 1...external control equipment, 20...
... Control circuit, 22 ... Integration circuit, 21 ... Position correction circuit, 23 ... Speed detection circuit, 24 ... Addition and subtraction circuit, 26 ... Clock generation circuit, 25 ... Drive circuit, 27 ... Direction pulse generation circuit , 3...incremental encoder, 4...motor, respectively.
Claims (1)
制御装置において、前記可動部材を駆動するため
のモータと、前記モータに機械的に接続され前記
モータが一定角度回転する毎にそれぞれの極性が
反転し互いに位相の異なる1対のインクリメンタ
ル位置信号を発生する位置信号発生手段と、前記
1対のインクリメンタル位置信号を受けて前記モ
ータの回転および回転方向を示すデイジタル回転
信号を発生する回転信号発生手段と、前記可動部
材の現在位置から目標位置までの移動距離および
移動方向を示す外部からの移動情報信号に基づい
て前記デイジタル回転信号を受けて現在位置から
目標位置の一定距離手前までは位置誤差信号に応
じて変化する規準速度信号を第1の制御信号とし
て出力するとともに前記目標位置の一定距離手前
から目標位置までは位置誤差信号を前記第1の制
御信号として出力しかつ前記目標位置の一定距離
手前になつたことを示すモード信号を出力する第
1の制御手段と、前記第1の制御信号と前記モー
ド信号とを受けて前記可動部材が前記目標位置の
一定距離手前に達した後一定時間経過してから前
記位置誤差信号を積分し積分信号を発生する積分
手段と、前記第1の制御信号と前記モード信号と
を受けて前記可動部材が前記目標位置の一定距離
手前に達した後一定時間の間前記第1の制御信号
が0以上のとき前記第1の制御信号に1を加算出
力し、0未満のときおよび前記可動部材が前記目
標位置の一定距離手前に達するまでは前記第1の
制御信号をそのまま出力し第2の制御信号とする
第2の制御手段と、前記デイジタル回転信号を受
けて前記モータの速度を示す速度信号を出力する
速度検出手段と、前記積分信号と前記第2の制御
信号および前記速度信号とを受けて前記第2の制
御信号に前記積分信号を加算すると同時に前記速
度信号を減算し、第3の制御信号を出力する第3
の制御手段と、前記第3の制御信号を受けて前記
モータを駆動するための駆動信号を出力する駆動
手段とから構成され、前記第2の制御手段によつ
て前記可動部材が前記目標位置の一定距離手前に
達した後一定時間の間前記位置誤差信号が0以上
のとき前記位置誤差信号に1を加算し、0未満の
ときはそのまま出力し、かつ、前記一定時間経過
後前記積分手段によつて前記位置誤差信号を積分
し、前記位置誤差信号に前記積分信号を加えるこ
とによつて前記可動部材を前記目標位置に正確に
位置決めすることを特徴とする位置決め制御装
置。1. A positioning control device that positions a movable member at a target position, which includes a motor for driving the movable member, and a motor that is mechanically connected to the motor and whose polarities are reversed every time the motor rotates by a certain angle and are out of phase with each other. position signal generating means for generating a pair of incremental position signals with different values; rotation signal generating means for generating a digital rotation signal indicating the rotation and rotation direction of the motor in response to the pair of incremental position signals; Based on an external movement information signal indicating the movement distance and movement direction of the member from the current position to the target position, the digital rotation signal is received and changes from the current position to a certain distance before the target position according to the position error signal. outputs a reference speed signal as a first control signal, and outputs a position error signal as the first control signal from a certain distance before the target position to the target position; a first control means for outputting a mode signal indicating that the movable member has reached the target position a certain distance after the movable member receives the first control signal and the mode signal; an integrating means for integrating the position error signal and generating an integral signal; and an integrating means for receiving the first control signal and the mode signal for a predetermined period of time after the movable member reaches a predetermined distance before the target position. When the first control signal is 0 or more, 1 is added to the first control signal and output, and when the first control signal is less than 0 and until the movable member reaches a certain distance before the target position, the first control signal is output. a second control means for outputting the digital rotation signal as it is as a second control signal; a speed detection means for receiving the digital rotation signal and outputting a speed signal indicating the speed of the motor; and a speed detection means for outputting the integral signal and the second control signal. and a third control signal that receives the speed signal, adds the integral signal to the second control signal, simultaneously subtracts the speed signal, and outputs a third control signal.
and a drive means that receives the third control signal and outputs a drive signal for driving the motor, and the movable member is moved to the target position by the second control means. When the position error signal is 0 or more for a certain period of time after reaching a certain distance, 1 is added to the position error signal, and when it is less than 0, it is output as is, and after the certain period of time has elapsed, the position error signal is added to the position error signal, and after the certain period of time has elapsed, Therefore, the positioning control device is characterized in that the movable member is accurately positioned at the target position by integrating the position error signal and adding the integral signal to the position error signal.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3916879A JPS55138113A (en) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | Positioning controller |
| GB7919694A GB2026205B (en) | 1978-06-09 | 1979-06-06 | Digital servo control system |
| US06/046,291 US4259626A (en) | 1978-06-09 | 1979-06-07 | Servo control system operable on digital basis with limit cycle suppressed |
| FR7914713A FR2428278A1 (en) | 1978-06-09 | 1979-06-08 | DIGITAL SERVO CONTROL DEVICE |
| NLAANVRAGE7904548,A NL188460C (en) | 1978-06-09 | 1979-06-08 | DIGITAL SETTING SYSTEM. |
| DE2923296A DE2923296C2 (en) | 1978-06-09 | 1979-06-08 | Digital servo control system |
| IT23411/79A IT1202934B (en) | 1978-06-09 | 1979-06-08 | SERVO CONTROL DEVICE SUITABLE FOR OPERATING ON A DIGITAL BASE WITH LIMIT CYCLE SUPPRESSION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3916879A JPS55138113A (en) | 1979-03-30 | 1979-03-30 | Positioning controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55138113A JPS55138113A (en) | 1980-10-28 |
| JPS6122805B2 true JPS6122805B2 (en) | 1986-06-03 |
Family
ID=12545580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3916879A Granted JPS55138113A (en) | 1978-06-09 | 1979-03-30 | Positioning controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55138113A (en) |
-
1979
- 1979-03-30 JP JP3916879A patent/JPS55138113A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55138113A (en) | 1980-10-28 |
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