JPS62178183A - サ−ボ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は回転体の起動時に回転速度が速やかに所望値に
なるよう制御するサーボ装置に関するものである。

従来の技術 モータなどの回転体の回転速度に応じた周波数を有する
信号を発生する速度発電機の出力とあらかじめ設定され
た出力電圧を発生する電圧源の出力を比較して得られた
信号をもとにして、速度発電機の出力信号の周波数で制
御した場合より高精度な制御を行わせる方法が、本願と
同一出願人により特願昭５９−２１４５４４号明細書に
おいて詳述されている。

先願では、起動時に最大の誤差信号を出力してモータが
フル加速された後、回転速度が次第に上昇していき、設
定速度近傍で高精度な制御へ移行するように説明した。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、モータの負荷が軽
かったりあるいは設定速度が低かったときなどは高精度
な制御へ移行する準備ができる前に設定速度を越えてし
まい、高精度な制御へスムーズに移行できなかったり、
また設定速度に整定するのに時間がかかったりするとい
う問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、起動時にモータの回転速度
を速やかに設定速度に近づけ、高精度な制御へスムーズ
に移行するサーボ装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のサーボ装置は、あ
らかじめ゛設定された少なくとも２通りの出力電圧を発
生する電圧源と、前記電圧源の出力と回転体の速度情報
を有する交流信号の電位を比較して前記交流信号の半周
期の間に２回以上の出力信号を発生する比較器と、前記
比較器の出力信号の周期と基準値より誤差出力を算出す
る演算器と、前記誤差出力に基づいて前記回転体に駆動
電力を供給する駆動手段と、前記交流信号の振幅が前記
電圧源の大きいほうの出力電位に到達し少なくとも１周
期にわたって前記比較器の出力信号が正常に出力された
とき検出信号を発生するステータス検出手段と、前記検
出信号により前記交流信号が零クロスを通過するごとに
前記交流信号の１周期と前記基準値より前記演算器に誤
差出力を算出させるサーボループと前記比較器の出力信
号の周期と前記基準値より前記演算器に誤差出力を算出
させるサーボループとを切り換えるスイッチ手段を具備
したことを特徴とするものである。

作用 本発明は上記した構成によって、起動時にモータの速度
発電機の出力信号が零クロスを通過するごとに前記交流
信号の１周期と前記速度発″Ｑｔ機の出力信号の１周期
の基準値より演算器が誤差出力を算出し、その誤差信号
をもとにモータを駆動するので、モータの負荷が軽かっ
たりあるいは設定速度が低かったときなどでも回転速度
を速やかに設定速度近傍にすることができるので、高精
度なｆｉｌｌ　？［Ｉへの移行がスムーズに行える。

実施例 以下本発明の一実施例のサーボ装置について、図面を参
照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるサーボ装置を示
すものである。第１図において、モータｌに連結された
速度発電ａ（−１ａに周波数発電機あるいは単にＦＣと
呼ばれる。）２の出力は増幅器３によりある電圧レベル
まで増幅された後に波形整形器４によって矩形波になる
まで増幅される。

前記波形整形器４の出力はチャンネルセレクタ５に供給
され、前記チャンネルセレクタ５はプログラマブル電圧
Ｉ１６のチャンネルを選択する信号とプロセッサ７にチ
ャンネルセレクタ５のステータスを示すステータス信号
を発生し、これらのステータス信号はコントロールバス
８を介して前記プログラマブル電圧源６と前記プロセッ
サ７に供給される。

また、前記増幅器３の出力信号は第１の比較器（図中に
おいてはコンパレータｌと示されている。）９の非反転
入力端子９ａと、第２の比較器（図中においてはコンパ
レータ２と示されている。）ＩＯの反転入力端子１０ｂ
に供給されている。

さらに、前記比較器９の反転入力端子９ｂには前記プロ
グラマブル電圧源６の上側出力端子６ａからの出力信号
が供給されるとともに前記比較器ｌＯの非反転入力端子
１０ａには前記プログラマブル電圧源６の下側出力端子
６ｂからの出力信号が供給され、それぞれの比較器にお
いて前記増幅器３の出力信号との電圧比較が行われ、比
較出力信号は前記チャンネルセレクタ５にチャンネル更
新信号として供給されている。

また、前記波形整形器４と前記比較器９，１０がそれぞ
れ出力信号を出力した時前記チャンネルセレクタ５のタ
イミング信号出力端子５ａからタイミング信号が出力さ
れ周期検出器１１に供給される。前記周期検出器１１は
前記タイミング信号出力端子５ａから出力されるタイミ
ング信号の周期、すなわち、前記波形整形器４と前記比
較器９゜１０がそれぞれ出力する出力信号の周期を測定
しデータバス１２を介して前記プロセッサ７のメモリ７
Ｃに供給する。前記メモリ７Ｃはステータス（３号に依
存したアドレスに周期データを格納する。

つぎに、前記プロセッサ７では前記チャンネルセレクタ
５よりコントロールバス８を介して送られてくるステー
タス信号と、周期検出手段１１よりデータバス１２を介
して前記プロセ・７す７のメモリ７Ｃに記憶されている
周期データより前記演算器７ｂがモータｌの速度誤差信
号を算出し、その算出出力をサーボループ切り換え器７
ｄとデータバス１３を介してディジタル−アナログ変換
器１４に供給している。前記ディジタル−アナログ変換
器１４の出力は電力増幅器（図中においてはパワーアン
プと表示されている。）１・５によって増幅されて前記
モータｌに駆動電力として供給されている。

第２図はモータ１の速度が設定速度になったときの第１
図の各ブロックの波形図を示したものである。第２図（
ａｌは増幅器３の出力信号波形図であり、第２図［ｂｌ
は波形整形器４の出力信号波形図であり、第２図ｆＣ１
，（ｄｉはプログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、６
ｂに現れる信号波形であり、第２図［ｅｌ、　（ｆ）は
それぞれコンパレータ９．１０の出力端子に現れる信号
のうちチャンネルセレクタ５で有効な１３号として動作
する信号波形であり、第２図（ｇｌはチャンネルセレク
タ５のタイミング信号出力端子５ａに現れる信号波形で
ある。

さて、第１図と第２図をもとにしてモータ１が設定速度
で回転している時のシステムの動作の概要を説明する。

まず、モータ１に取り付けられている速度発電機２の出
力信号が増幅２ｉｉ３により増幅される。前記増幅器３
の出力信号の信号レベルは時刻ｔ１に零クロスを通過し
て負電位から正電位に変わると波形整形器４の出力はロ
ーレベルからハイレベルへ変化するが、コンパレータ９
．ＩＯの出力端子のレベルは変化しない。つぎに、時刻
ｔ２に増幅器３の出力信号の振幅が大きくなり、プログ
ラマブル電圧源６の出力端子６ａの信号レベルＬ３を越
えるとコンパレータ９の出力信号のレベルがローレベル
からハイレベルへと変化し、その（ｉ　号ニよりチャン
ネルセレクタ５はステータス信号をコントロールバス８
に出力し、プログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、６
ｂの出力レベルをそれぞれＬ２．Ｌ３にする。その結果
コンパレータ９の出力は再びローレベルになる。

プログラマブル電圧［６の出力レベルは増幅器３の出力
信号の１サイクルを８等分するような電圧レベルであり
、次式に基づいている。

Ｖｎ−Ｖｐ−３ｉ　ｎ　（ｎ　・ｉ／４−θ）（１）た
だし、ｎ＝１．　２ ［１）式において、Ｖｐはモータ１が設定速度で回転し
ているときの増幅器３の出力信号の振幅である。

θの値は実施例においてはπ／８に設定されている。第
２図ｔｅ１．　ｆｄｌに示されているプログラマブル電
圧源６の出力レベルし１〜Ｌ６とＶｎの関係は次のよう
になる。

Ｌ１＝Ｖｍ ２−　ｖ２ Ｌ３＝Ｖ。

Ｌ　　＝−Ｖ。

Ｌ　　＝−Ｖ２ Ｌ　ａ　＝Ｖ　ｒｎ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（２１ここで、ＶｍはＶｐより少し大きい値である
。

時刻ｔ３に増幅器３の出力信号の振幅がさらに大きくな
り、レベルＬ２を越えるとコンパレータ９、チャンネル
セレクタ５．プログラマブル電圧源６は時刻ｔ２のとき
と同様の動作をし、コンパレータ９の出力信号のレベル
はローレベルからハイレベルになす再びローレベルにな
る。そして、プログラマブル電圧′ａ６の出力端子６ａ
、６ｂの出力レベルはそれぞれり、、Ｌ２になる。

増幅器３の出力信号の振幅がピークをすぎ、下降しはじ
め、時刻ｔ４において増幅器３の出力信号の振幅が小さ
くなりレベルＬ２より小さくなると、コンパレータｌＯ
の出力レベルがローレベルからハイレベルになり、チャ
ンネルセレクタ５はステータス信号をコントロールバス
８に出力し、プログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、
６ｂの信号レベルはＬ２．Ｌ３になる。その結果コンパ
レータｌＯの出力は再びローレベルになる。時刻ｔ５．
ｔ７．ｔ８についても同じ動作が操り返される。

さらに増幅器３の出力信号の振幅が小さくなり、時刻ｔ
６に増幅器３の出力が零クロスを通過し振幅レベルが正
電位から負電位に変わると、波形整形器４の出力信号の
レベルはハイレベルからローレベルに変化するがコンパ
レータ９．ＩＯの出力端子のレベルは時刻１１のときと
同様に変化しない。

時刻ｔ８においてプログラマブル電圧ｔＡ６の出力端子
６ａ、６ｂの信号レベルはそれぞれＬ５゜Ｌ、になって
いる。

増幅器３の出力１３号のピーク点が過ぎて、時刻ｔ９に
おいて振幅レベルがプログラマブル電圧源６の出力端子
６ａの出力レベルＬ５より大きくなるとコンパレータ９
の出力はローレベルからハイレベルに変化し、チャンネ
ルセレクタ５はプログラマブル電圧源６の出力端子６ａ
、６ｂの出力レベルがそれぞれＬ４．Ｌ５になるように
ステータス信号をコントロールバス８に出力する。時刻
ｔｌＯについても同様の動作を行う。

すなわち、コンパレータ９が有効なのは第２図（ｅｌに
示すように増幅器３の出力が増加している区間であり、
コンパレータ１０が有効なのは第２図＋ｆｌに示すよう
に増幅器３の出力が減少している区間である。そして、
コンパレータ９，１０の有効な出力信号の和は第２図（
幻のようになり、タイミング信号としてチャンネルセレ
クタ５のタイミング出力端子５ａから周期検出器１１に
出力される。

したがって、増幅器３の出力信号とチャンネルセレクタ
５によって出力信号のレベルが決定されるプログラマブ
ル電圧源６の出力信号の関係が正常に動作していればプ
ログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、６ｂの信号波形
は第２図（Ｃ１，ｆｄ＋に示すような波形となる。また
、増幅器３の出力信号とチャン矛ルセレクタ５によって
出力信号のレベルが決定されるプログラマブル電圧源６
の出力信号の関係が正常に動作しているかどうかは、チ
ャンネルセレクタ６のステータス信号を監視することに
より判断できる。

しかしながら起動時にはモータ１の回転速度が低いため
速度発電機２の出力信号のレベルも小さく、増幅器３で
増幅した後でも信号のレベルはプログラマブル電圧源６
の出力端子６ａの出力するレベルト２．出力端子６ｂの
出力するレベルＬ５に達しない、したがって、プログラ
マブル電圧源６の出力と増幅器３の出力の関係は第２図
ｔｅｌ、　（ｄｌに示すような正常なものとはならない
。

さて、第３図はモータｌが起動するときの第１図のシス
テムの主要部の信号波形を示したものであり、第３図（
ａｌは増幅器３の出力信号波形図であり、第３図ｔｂｌ
は波形整形器４の出力信号波形図であり、第３図（ｃｌ
、　（ｄｌはプログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、
６ｂに現れる信号波形であり、第３図ｔｅ１．　（ｆｌ
はそれぞれコンパレータ９．ＩＯの出力端子に現れる信
号のうちチャンネルセレクタ５で有効な信号として動作
する信号波形であり、第３図（ｇｌはチャンネルセレク
タ５のタイミング信号出力端子５ａに現れる信号波形で
あり、第３図＋ｈｌはステータス検出器７ａの信号波形
である。

さて、第１ＵｆＪと第３図をもとにして起動時のシステ
ムの動作の概要を説明する。

まず、時刻ｔ１にモータ１に起動電力が供給され回転し
はじめる。その時チャンネルセレクタ５はプログラマブ
ル電圧源６を初期値に設定する信号をコントロールス８
に出力し、プログラマブル電圧’ｔＸ６の出力端子６ａ
、６ｂの出力信号のレベルは第３図［Ｃ１，（ｄｌに示
すようにＬ３．Ｌ４となる。

つぎに、モータ１が徐々に回転し始めると、モータ１に
取り付けられた速度発電機２の出力は回転速度に比例し
て大きくなり、したがって増幅器３の出力も第３図ｆａ
＋に示すように大きくなり時刻ｃ２には零クロスを通過
して負の極性の方へと大きくなって行く、ここで、零ク
ロスを通過した時刻ｔ２に波形整形器４の出力信号のレ
ベルはハイレベルからローレベルになり、チャンネルセ
レクタ５はタイミング信号を発生し周期検出器１１は時
刻ｔｌと時刻ｔ２の周期を検出しプロセッサ７のメモリ
７ｃに周期データをデータバス１２を介して送出する。

時刻ｔ２では速度発電機２の出力信号はまだ半サイクル
しか出力されていないので、プロセッサ７の演算器７ｂ
ば周期データの値と１サイクルの基準値の１／２の値よ
り誤差出〕Ｊを算出し、その算出結果をディジタル−ア
ナログ変換器１４に出力し、パワーアンプ１５によりモ
ータ】を駆動する。

時刻ｔ３において増幅器３の出力がプログラマ　　゛プ
ル電圧源６の出力端子６ｂの出力レベルＬ４より小さく
なると、コンパレータｌＯの出力レベルはローレベルか
らハイレベルに変化する。その結果チャンネルセレクタ
５はステータス信号をコントロールバス８に出力し、プ
ログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、６ｂの出力信号
のレベルはそれぞれり、、Ｌ５となり、コンパレータ１
０の出力レベルはハイレベルからローレベルとなる。

モータ１の回転速度が低いため、増幅器３の出力信号レ
ベルはり、より小さくならないのでコンパレータｌＯの
出力レベルは変化しない。したがって、増幅器３の出力
信号とプログラマブル電圧源６の出力信号の関係は第２
図で説明したような正常な関係とはならない。

時刻ｔ４において、増幅器３の出力信号は再び零クロス
を通過する。そのとき、波形整形器４の出力信号により
チャンネルセレクタ５は初期化され、プログラマブル電
圧ａ１６の出力端子５ａ。

６ｂの出力信号のレベルは、それぞれり、、Ｌ。

となる。ここで、零クロスを通過した時刻ｔ４にチャン
ネルセレクタ５はタイミング信号を発生し。

周期検出器１１は時刻ｔ２と時刻Ｌ４の周期を検出しプ
ロセッサ７のメモリ７Ｃに周期データをデータバス１２
を介して送出する。すなわちメモリ７Ｃには波形整形器
４の立ち上がりエツジから立ち下がりエツジまでの周期
データが格納されている。プロセンサ７の演算器７ｂは
時刻ｔ２での増幅器３の半サイクルの周期データと時刻
【４での増幅器３の半サイクルの周期データを加算する
ことによりｌサイクルの周期を計算し、その周期と１サ
イクルの基準値より誤差出力を算出し、その算出結果を
ディジタル−アナログ変換器１４に出力し、パワーアン
プ１５によりモータｌを駆動する。

増幅器３の出力信号のレベルが大きくなり時刻ｔ５にお
いてプログラマブル電圧源６の出力端子６ａの出力レベ
ルＬ３より太き（なると、コンパレータ９の出力信号は
ハイレベルになりチャンネルセレクタ６はコンパレータ
９の出力がハイレベルになったことによりステータス信
号をコントロールバス８に出力し、プログラマブル電圧
ａ６の出力端子５ａ、５ｂの出力レベルをＬ２．Ｌ３に
設定する。プログラマブル電圧源６の出力レベルが１，
２．Ｌ３になると、コンパレータ９の出力レベルはハイ
レベルからローレベルになる。

増幅器３の出力信号はさらに大きくなりピーク点に達す
るが、プログラマブル電圧′ａ６の出力端子６ａの電圧
レベルＬ２を越えないのでコンパレータ９の出力信号は
再びハイレベルになることはなく、時刻ｔ６に零クロス
１１１ｉＩＡシてチャンネルセレクタ５がリセットされ
、プログラマブル電圧源６の出力端子５ａ、５ｂの出力
レベルはそれぞれＬ３．Ｌ、となる。ここで、零クロス
を通過した時刻ｔ６にチャンネルセレクタ５はタイミン
グ信号を発生し周期検出器１１は時刻ｔ４と時刻ｔ６の
周期を検出しプロセッサ７のメモリ７Ｃに周期データを
データバス１２を介して送出する。すなわちメモリ７Ｃ
には波形整形器４の立ち上がりエツジから立ち下がりエ
ツジまでの周期データが格納されている。プロセッサ７
の演算器７ｂは時刻ｔ４での増幅器３の立ち下がりエツ
ジから立ち上がりエツジまでの半サイクルの周期データ
と時刻ｔ６での増幅器３の立ち上がりエツジから立ち下
がりエツジまでの半サイクルの周期データを加算するこ
とにより１サイクルの周期を計算し、その周期と１サイ
クルの基準値より誤差出力を算出し、その算出結果をデ
ィジタル−アナログ変換器１４に出力し、パワーアンプ
１５によりモータ１を駆動する。

ここで、半サイクルの周期データを加算して１サイクル
の周期を計算し誤差出力を求めているのは、半サイクル
の周期データをもとに誤差出力を算出すれば波形整形器
４のオフセットなどによるデユーティのずれが誤差出力
に現れ正確な誤差出力を出力することができないのを避
けるためであり、増幅器３の１サイクルを測定しその周
期をもとに算出した誤差出力をつぎの半サイクルの期間
出力している。出力期間をつぎの半サイクルの期間にし
ているのは、出力でのホールドによる遅れを少なくする
ためである。

第４図は、増幅器３の出力信号の測定期間と誤差出力の
出力されている期間の関係を示す図である。第４図（ａ
ｌは増幅器３の出力信号波形であり、第４図（ｂｌは波
形整形器４の出力信号波形であり、第４図（Ｃ１は測定
期間を示す図であり、第４図ｆｄ＋は出力期間を示す図
である。

第４図において、増幅器３の出力信号が零クロスを通過
するごとに通過時点より前の１サイクルの期間（第４図
ｆｃｌではα１．α２．α３・・・・・・で示されてい
る。）を測定し、つぎの半サイクルの期間（第４図（ｄ
ｌではβ１．β２．β３．・・・・・・で示されている
。）誤差信号を出力している。時刻ｔｌｏ１．ｔ１０２
．ｔ１０３での零クロスにおいて波形整形器４の出力が
少しずれているは波形整形器４のオフセットなどによる
。測定期間（α１．α２．α３・・・・・・）は半サイ
クルづつ重なり合っていて、出力期間（β１．β２．β
３・・・・・・）は半サイクルごとに出力値を変更して
いる。そうすることにより、増幅器３の出力信号の１サ
イクルの期間を測定しつぎの１サイクルの期間出力する
ようにしているのに比べ、ホールドによる遅れが少なく
なる。

つぎに、時刻ｔ７において増幅器３の出力信号が負極性
側に太き（なりプログラマブル電圧源６の出力端子６ｂ
の出力レベルより小さくなると、コンパレークｌＯの出
力信号はローレベルからハイレベルに変化し、チャンネ
ルセレクタ５はステータス（ｉ　号ヲコントロールバス
８に出力し、プログラマブル電圧５６の出力端子５ａ、
５ｂの出力レベルはそれぞれＬ４．Ｌ５になり、コンパ
レータｌＯの出力信号レベルはハイレベルからローレベ
ルに変化する。

増幅器３の出力信号は負極性側にさらに大きくなりピー
ク点に達するが、プログラマブル電圧源６の出力端子６
ｂの電圧レベルＬ５より小さくならないのでコンパレー
タ１０の出力信号は再びハイレベルになることはなく、
時刻ｔ８に零クロスを通過するとチャンネルセレクタ５
がリセットされ、プログラマブル電圧源６の出力端子６
ａ。

６ｂの出力レベルはそれぞれＬ３．Ｌ、となる。

ここで、零クロスを通過した時刻ｔ８にチャンネルセレ
クタ５はタイミング信号を発生し周期検出器１１は時刻
ｔ６と時刻ｔ８の周期を検出しプロセッサ７のメモリ７
Ｃに周期データをデータバス１２を介して送出する。す
なわちメモリ７ｃには波形整形器４の立ち下がりエツジ
から立ち上がりエツジまでの周期データが格納されてい
る。プロセッサ７の演算器７ｂは時刻ｔ６での増幅器３
の立ち上がりエツジから立ち下がりエツジまでの半サイ
クルの周期データと時刻ｔ８での増幅器３の立ち下がり
エツジから立ち上がりエツジまでの半サイクルの周期デ
ータを加算することにより１すイクルの周期を計算し、
その周期と１サイクルの基準値より誤差出力を算出し、
その算出結果をディジクルーアナログ変換器１４に出力
し、パワーアンプ１５によりモータ１を駆動する。この
ときの誤差出力の値は１サイクルの周期の値が基準値に
近付いているのでｔ６での誤差出力の値より小さくなっ
ている。

増幅器３の出力信号のレベルが大きくなり時刻【９にお
いてプログラマブル電圧源６の出力端子６ａの出力レベ
ルＬ８より大きくなると、コンパレータ９の出力信号は
ハイレベルになり、チャンネルセレクタ６はコンパレー
タ９の出力がハイレベルになったことによりステータス
信号をコントロールバス８に出力し、プログラマブル電
圧源６の出力端子６ａ、６ｂの出力レベルをＬ２．Ｌ３
に設定する。プログラマブル電圧源６の出力レベルがＬ
２．Ｌ、になると、コンパレータ９の出力レベルはハイ
レベルからローレベルになる。

増幅器３の出力信号はさらに大きくなりピーク点に達す
るが、プログラマブル電圧源６の出力端子６ａの電圧レ
ベルＬ２を越えないのでコンパレータ９の出力信号は再
びハイレベルになることはな（、時刻ｔｌＯに零クロス
通過してチャンネルセレクタ５がリセットされ、プログ
ラマブル電圧源６の出力端子６ａ、６ｂの出力レベルは
それぞれＬ３．Ｌ４となる。ここでも時刻ｔ６．ｔ８の
ときと同様の動作を行い１サイクルの同期をもとに誤差
出力の値が計算されるが、周期の値が基準値にさらに近
付いているので誤差出力の値はより小さくなる。

時刻ｔｌｌにおいて増幅器３の出力信号レベルがプログ
ラマブル電圧源６の出力端子６ｂの出力レベルより小さ
くなると時刻ｔ７のときと同様の動作を行いプログラマ
ブル電圧ｆｉ６の出力端子６ａ、６ｂの出力レベルはそ
れぞれＬ４．Ｌ５となる。

時刻１１２において増幅器３の出力信号レベルがプログ
ラマブル電圧源６の出力端子６ｂの出力レベルＬ５より
小さくなり、コンパのレータ１０の出力はローレベルか
らハイレベルになり、その結果チャンネルセレクタ５は
プログラマブル電圧ｉ１！５ａ、６ｂの出力レベルをそ
れぞれＬ５．Ｌ６に設定するステータス信号をコントロ
ールバス８に出力する。プログラマブル電圧１１１Ｘ６
の出力端子６ｂの出力レベルがＬ６になるのでコンパレ
ータ１０の出力レベルはハイレベルからローレベルにな
る。

増幅器３の出力信号はピーク点を経過して、時刻ｔｔ３
においてプログラブル電圧源６の出力端。

子６ａの出力レベルＬ５より大きくなり、コンパレータ
９の出カバローレベルからハイレベルになり、その結果
、チャンネルセレクタ５はステータス信号をコントロー
ルバス８に出力し、プログラマブル電圧源６の出力端子
６ａ、６ｂの出力レベルはＬ４．Ｌ５となり、コンパレ
ータ９の出力レベルはハイレベルからローレベルになる
。

さらに時刻ｔ１４において増幅器３の出力信号がプログ
ラマブル電圧源６の出力端子６ａの出力レベルＬ、より
太き（なるとコンパレータ９の出力はローレベルからハ
イレベルになり、その結果チャンネルセレクタ５はステ
ータス（３号をコントロールバス８に出力し、プログラ
マブル電圧源６の出力端子６ａ、６ｂの出力レベルはＬ
８．Ｌ。

となり、コンパレータ９の出力レベルはハイレベルから
ローレベルになる。

つぎに、時刻ｔ１５において増幅器３の出力信号が零ク
ロスを通過すると、波形整形器４の出力信号によりチャ
ンネルセレクタ５はリセットされプログラマブル電圧ａ
ａ６の出力端子６ａ、６ｂの出力レベルをＬ３．Ｌ４に
しようとするが、時刻ｔ１４においてすでに設定されて
いるのでプログラマブル電圧Ｒ６の出力端子５ａ、５ｂ
は何ら変化しない。時刻ｔ１５においても、時刻１１０
での半サイクルの周期の値との加算により１周期の値を
求め、その周期を基に誤差出力の値が計算されるが、周
期の値が基準値にさらに近付いているので誤差出力の値
は時刻ｔｌＯのときの値より小さくなる。

時刻ｔ１０から時刻ｔ１５まで増幅器３の出力信号とプ
ログラマブル電圧源６の出力信号の関係が正常に動作し
ているが、１サイクルに達していないのでステータス検
出器７ａの出力信号はローレベルのままである。

さらに時刻ｔ１６において増幅器３の出力信号のレベル
が大きくなりプログラマブル電圧源６の出力端子６ａの
出力レベルＬ３より大きくなると、時刻ｔ９で説明した
のと同様の動作を行いプログラマブル電圧源６の出力端
子６ａ、６ｂの出力レベルをＬ２．Ｌ３に設定する。

時刻ｔ１７において増幅器３の出力信号のレベルがプロ
グラマブル電圧源６の出力端子６ａの出力レベルＬ２を
越えるとコンパレータ９の出力はローレベルからハイレ
ベルになり、チャンネルセレクタ５はステータス信号を
出力してプログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、６ｂ
の出力レベルをそれぞれり、、Ｌ２にする。その結果コ
ンパレータ９の出力信号はハイレベルからローレベルに
なる。

さらに増幅器３の出力がピークを過ぎ、時刻ｔ１８にプ
ログラマブル電圧源６の出力端子６ｂノ出力レヘルＬ２
より小さくなるとコンパレータｌＯの出力レベルがロー
レベルからハイレベルになり、その結果チャンネルセレ
クタ５はステータス信号をコントロールハス８に出力し
、プログラマブル電圧ａａ６の出力端子６ａ、６ｂの出
力レベルはＬ２．Ｌ、となり、コンパレーク９の出力レ
ベルはハイレベルからローレベルになる。

時刻ｔ１９において増幅器３の出力信号のレベルがプロ
グラマブル電圧源６出力端子６ｂの出力レベルＬ３より
小さくなるとコンパレータ１０（７）出力はローレベル
からハイレベルになり、チャンネルセレクタ５はステー
タス信号を出力してプログラマブル電圧ｒＡ６の出力端
子６ａ、６ｂの出力レベルをそれぞれＬ３．Ｌ４にする
。その結果コンパレータ９の出力信号はハイレベルカラ
ローレベルになる。

つぎに、時刻ｔ２０において増幅器３の出力信号が零ク
ロスを通過すると、波形整形器４の出カイ言号によりチ
ャンネルセレクタ５はリセフトされプログラマブル電圧
源６の出力端子６ａ、６ｂの出力レベルをＬ３．Ｌ４に
しようとするが、時刻１１９においてすでに設定されて
いるのでプログラマブル電圧源６の出力端子６ａ、６ｂ
は何ら変化しない０時刻ｔ２０においても、時刻ｔ１５
での半サイクルの周期の値との加算により１周期の値を
求め、その周期を基に誤差出力の値が計算されるが、周
期の値が基準値にさらに近付いているので誤差出力の値
は時刻ｔ１５のときの値より小さくなる。

時刻ｔ２１において、増幅器３の出力信号のレベルがプ
ログラマブル電圧源６の出力端子６ｂの出力レベルより
小さくなると時刻ｔ７のときと同様の動作を行い、プロ
グラマブル電圧源６の出力端子５ａ、５ｂの出力レベル
はそれぞれＬ４゜Ｌ５となる。

ここで、時刻ｔｌｌから時刻ｔ２１において増幅器３の
出力信号とプログラマブル電圧源６の出力信号の関係は
第２図に示すように正常な関係となる。すなわち、増幅
器３の出力信号の１サイクルにわたって正常な関係とな
るので、時刻ｔ２１においてステータス検出器７ａの出
力信号はハイレベルとなる。ステータス検出器７ａの出
力信号がハイレベルになるとループ切り換え器７ｄはこ
れまでの零クロスごとに増幅器３の出力信号の１サイク
ルの周期を測定しその周期をもとに算出した誤差出力を
つぎの半サイクルの期間出力してモータｌを駆動してい
たのを、時刻Ｌ１１からｔ２１の各比較ポイントでの計
測値をもとに高精度な制御によるモータ１の駆動に切り
換える。ここで、ステータス検出器７ａはプロセッサ７
のソフトウェアで構成するとすると、第５図のようなフ
ローチャートによって実現される。

第５図においてブロック５０１は入力信号がステータス
信号かどうかを判定し、ステータス信号でなければブロ
ック５０１の前にもどる。ステータス信号であれば、プ
ロ、り５０２において前回ステータス信号が人力された
ときに予想したステータス信号と今回のステータス信号
が等しいがどうかを判断し、等しくなければブロック５
０３にジャンプし、カウンタの値をゼロにセットしてブ
ロック５０１の前にもどる。ステータス信号が等しけれ
ば、ブロック５０４に移行し、カウンタの値をインクリ
メントし、ブロック５０５に移行する。ブロック５０５
ではカウンタの値が９になったかどうかを判断し、否で
あればブロック５０１の前に戻り、是であればステータ
ス検出信号をノ＼イレベルにして本冬了する。

以上のようにしてステータス検出信号が／％イレレベに
なれば、システムは高精度な制御へ移行する。

ループ切り換え器７ｄはステータス検出器７ａの出力信
号により、制御のループを零クロスごとの１周期の値を
もとに行うか各比較ポイントでの計測値をもとに行うか
の切り換えをおこなう、したがって、プロセッサ７のソ
フトウェアでも容易に実現できる。

高精度な制御についての詳細な説明は特願昭５９−２１
４５４４号明細書において詳述されているのでここでは
省略する。

以上のように本実施例によれば、モータの起動時に速度
発電機の出力信号の周期をもとに制御することにより、
モータの回転速度を速やかに設定速度近傍に近付は高精
度な制御−・の移行がスムーズに行えるようにしている
。

発明の効果 以上のように本発明はあらかじめ設定された少なくとも
２通りの出力電圧を発生する電圧源と、前記電圧源の出
力と回転体の速度情報を有する交流信号の電位を比較し
て前記交流信号の半周期の間に２回以上の出力信号を発
生する比較器と、前記比較器の出力信号の周期と基準値
より誤差出力を算出する演算器と、前記誤差出力に基づ
いて前記回転体に駆動電力を供給する駆動手段と、前記
交流信号の振幅が前記電圧源の大きいほうの出力電位に
到達し少なくとも１周期にわたって前記比較器の出力信
号が正常に出力されたとき検出信号を発生するステータ
ス検出手段と、前記検出信号により前記交流信号が零ク
ロスを通過するごとに前記交流信号の１周期と前記基準
値より前記演算器に誤差出力を算出させるサーボループ
と前記比較器の出力信号の周期と前記基準値より前記演
算器に誤差出力を算出させるサーボループとを切り換え
るスイッチ手段を具備したことを特徴とするもので、起
動時にモータの回転速度を速やかに設定速度に近づけ、
高精度な制御へスムーズに移行することができ、きわめ
て大なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるサーボ装置のブロッ
ク図、第２図はシステムが正常に動作しているときの動
作を説明するための信号波形図、第３図はモータが起動
するときのシステムの動作を説明するための信号波形図
、第４図は起動時の測定期間と出力期間の関係を説明す
るための信号波形図、第５図はプロセッサによるステー
タス検出動作を説明するためのフローチャートである。 １・・・・・・モータ、２・・・・・・速度発電機、５
・・・・・・チャンネルセレクタ、６・・・・・・プロ
グラマブル電圧源、７・・・・・・プロセッサ、９・・
・・・・コンパレータ、１０・・・・・・コンパレータ
、１１・・・・・・周期検出器、１４・・・・・・ディ
ジタル−アナログ変換器、１５・・・・・・パワーアン
プ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　Ｇより・１名第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）あらかじめ設定された少なくとも２通りの出力電
   圧を発生する電圧源と、前記電圧源の出力と回転体の速
   度情報を有する交流信号の電位を比較して前記交流信号
   の半周期の間に２回以上の出力信号を発生する比較器と
   、前記比較器の出力信号の周期と基準値より誤差出力を
   算出する演算器と、前記誤差出力に基づいて前記回転体
   に駆動電力を供給する駆動手段と、前記交流信号の振幅
   が前記電圧源の大きいほうの出力電位に到達し少なくと
   も１周期にわたって前記比較器の出力信号が正常に出力
   されたとき検出信号を発生するステータス検出手段と、
   前記検出信号により前記交流信号が零クロスを通過する
   ごとに前記交流信号の１周期と前記基準値より前記演算
   器に誤差出力を算出させるサーボループと前記比較器の
   出力信号の周期と前記基準値より前記演算器に誤差出力
   を算出させるサーボループとを切り換えるスイッチ手段
   を具備してなるサーボ装置。
2. （２）回転体の速度情報を有する交流信号の少なくとも
   半周期にわたって比較器が出力信号を発生するごとに周
   期検出器の検出値を格納するメモリ手段のアドレスを更
   新するとともに演算器に前記メモリ手段の該当アドレス
   に格納された周期データと基準値を比較してその大小に
   応じた誤差出力を駆動手段に送出せしめるチャンネルセ
   レクタを具備してなる特許請求の範囲第１項記載のサー
   ボ装置。
3. （３）ステータス検出手段の検出信号が出力されるまで
   交流信号が零クロスを通過するごとに前記交流信号の１
   周期と基準値より前記演算器に誤差出力を算出させるサ
   ーボループを選択し、前記検出信号が出力された後は比
   較器の出力信号の周期と前記基準値より前記演算器に誤
   差出力を算出させるサーボループとを選択するスイッチ
   手段を具備してなる特許請求の範囲第１項記載のサーボ
   装置。