JPS5923196B2 - Digital servo system - Google Patents
Digital servo systemInfo
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- JPS5923196B2 JPS5923196B2 JP51090242A JP9024276A JPS5923196B2 JP S5923196 B2 JPS5923196 B2 JP S5923196B2 JP 51090242 A JP51090242 A JP 51090242A JP 9024276 A JP9024276 A JP 9024276A JP S5923196 B2 JPS5923196 B2 JP S5923196B2
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- period
- pulse
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電動機の回転速度が遅い領域でもその5 速度
を十分な精度と高速の繰返し周期で検出でき、非常に安
定に速度負帰還をかけられるディジタルサーボ方式に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a digital servo system that can detect speed with sufficient accuracy and a high repetition rate even in a region where the rotational speed of an electric motor is low, and that can apply negative speed feedback very stably. be.
一般に、サーボ系の定常偏差を少なくしモータを目的の
速度で回転させるために、全体のゲイン10あるいは速
度制御ループのゲインを変えるのが普通である。Generally, in order to reduce the steady-state deviation of the servo system and rotate the motor at a target speed, it is common to change the overall gain of 10 or the gain of the speed control loop.
パルス幅変調方式に於て全体のゲインを変えることはパ
ルス幅を変えるかパルス波高値を変えることによつて実
現できる。速度制御の方法としては従来直流速度計発電
機等を用いたサー15ポ系がよく知られているが、モー
タ回転数が低い領域では発電電圧が低くて信号/雑音比
が悪くなる等の問題があつた。又、位置検出器からの位
置検出用フィードバックパルスを一定の時間計数するこ
とによつて速度を演算する方式等が知られて20いるが
、速度を高精度に演算するためには計数時間を長くする
か位置検出用フィードバックパルスを多数発生させる必
要がある。前者は速度の演算時間が長くなり、後者は位
置検出器の分解能をあげ応答速度を速めなければならな
いという制約が25あり、実用上高速高精度に速度を演
算することは’難かしかつた。本発明はこの欠点を解決
し、低速回転時も任意の精度繰返し周波数で速度を計測
し、十分安定な速度負帰還をかけられるように、電動機
の回転位30置を検出して回転速度に比例した周波数の
パルス信号を出力する検出器の出力パルス周期を計数す
る回路と、一定のクロック周波数をこの出力周波数分の
1に分周する回路とによつて、電動機の回転速度に対応
した高周波信号を作り、短時間に高35精度の速度検出
を可能にしたもので、以下図面について詳細に説明する
。In the pulse width modulation method, changing the overall gain can be achieved by changing the pulse width or pulse height value. As a speed control method, a 15-pole system using a DC speedometer generator is well known, but in the region where the motor rotation speed is low, the generated voltage is low and the signal/noise ratio becomes poor, etc. It was hot. In addition, there are known methods of calculating speed by counting feedback pulses for position detection from a position detector for a certain period of time, but in order to calculate speed with high precision, the counting time must be lengthened. Otherwise, it is necessary to generate a large number of feedback pulses for position detection. The former requires a long time to calculate the speed, and the latter requires increasing the resolution of the position detector and increasing the response speed25, making it difficult to calculate the speed at high speed and with high accuracy in practice. . The present invention solves this drawback and detects the rotational position of the motor in proportion to the rotational speed so that the speed can be measured with any precision repetition frequency even during low-speed rotation, and sufficiently stable negative speed feedback can be applied. A high-frequency signal corresponding to the rotational speed of the motor is generated by a circuit that counts the output pulse period of a detector that outputs a pulse signal with a certain frequency, and a circuit that divides a constant clock frequency into one part of this output frequency. The system is designed to enable speed detection with high accuracy of 35 degrees in a short period of time.The drawings will be explained in detail below.
第1図で、1は誤差レジスタで符号ビットを持oハクー
つた可逆カウンタである。In FIG. 1, 1 is an error register and is a reversible counter with a sign bit.
入力信号の+Fは正回転方向のパルス列、−Fは負回転
方向のパルス列である。+FB,−FBは正回転、負回
転に対応する位置検出器2からのフイードバツク信号で
あつて、回転速度に比例した周波数のパルス列である。
ただし士F,±FBは時間的に同時に来ることはない。
誤差レジスタ1は+F,−FBのときカウントアツプし
、−F,+FBのときカウントダウンする。よつて誤差
レジスタ1は入力信号Fとフイードバツク信号FBとの
偏差を計数記憶することにより、誤差レジスタ1の内容
は常に位置偏差に対応することになる。次に、この位置
偏差値を速度負帰還レジスタ3に一定周期T1で移動し
、周期一周波数変換回路4によつて作られたモータ5の
回転速度に対応する周波数のパルス列φ(v)をゲート
6を一定時間T2(くT1)制御すると同時に回転方向
が正の時にカウントダウン、回転方向が負の時カウント
アツプするように制御すると、位置偏差値に速度負帰還
をかけた値が演算される。そこでこの演算結果を駆動レ
ジスタ7に入れ、その値に従つてパルス幅変調回路8に
よつて制御されたパルスを、増幅器9を通してモータ5
の制御信号としている。次に周期一周波数変換回路4の
一具体例を示す第2図について説明する。+F of the input signal is a pulse train in the positive rotation direction, and -F is a pulse train in the negative rotation direction. +FB and -FB are feedback signals from the position detector 2 corresponding to positive rotation and negative rotation, and are pulse trains with a frequency proportional to the rotation speed.
However, F and ±FB do not arrive at the same time.
Error register 1 counts up when +F and -FB, and counts down when -F and +FB. Therefore, the error register 1 counts and stores the deviation between the input signal F and the feedback signal FB, so that the contents of the error register 1 always correspond to the positional deviation. Next, this position deviation value is transferred to the speed negative feedback register 3 at a constant period T1, and the pulse train φ(v) of the frequency corresponding to the rotational speed of the motor 5 produced by the period-frequency conversion circuit 4 is gated. 6 for a certain period of time T2 (T1) and at the same time is controlled to count down when the rotation direction is positive and count up when the rotation direction is negative, a value obtained by multiplying the position deviation value by speed negative feedback is calculated. Therefore, this calculation result is input into the drive register 7, and according to the value, pulses controlled by the pulse width modulation circuit 8 are passed through the amplifier 9 to the motor 5.
It is used as a control signal. Next, FIG. 2 showing a specific example of the period-to-frequency conversion circuit 4 will be described.
まず、位置検出器2から位置検出用フイードバツク信号
士FBのパルスがくると、周期計数カウンタ102の内
容を周期レジスタ103に移してから、周期計数カウン
タ102をりセツトし周期計数クロツク104を計数し
始める。次に位置検出用フイードバツク信号±FBのパ
ルスがくるとその瞬間の周期計数カウンタ102の内容
を周期レジスタ103に移してから、周期計数カウンタ
102をりセツトし周期計数クロツク104を再び計数
し始める。又、位置検出用フイードバツク信号士FBの
パルスがくる前に周期計数カウンタ102の内容が最大
値となつた場合はその内容を周期レジスタ103に移し
てから、次に位置検出用フイードバツク信号±FBのパ
ルスがくるまで周期計数カウンタ103を計数すること
を中止する。従つて、周期レジスタ103には常に位置
検出器101からのフイードバツクパルス間の周期がホ
ールドされている。このホールドされた周期レジスタ1
03の内容をデイジタルコンパレータ105の一方の入
力に入れ、他方の入力に分周計数器106の内容を入れ
、両者の内容が等しくなるとデイジタルコンパレータ1
05から出る出力信号によつて分周計数器1、06をり
セツトする。このような機能をもつた分周計数器106
に適当な高い周波数のクロツクφを入力すると、分周さ
れた出力パルス列φ(v)はクロツクφが計数された周
期分の1に分周された周波数であるからモータ5の回転
速度に対応したものとなる。従つて、本発明に於ては位
置検出器2からの位置検出用フイードバツク信号士FB
パルスの周期を任意の精度で計数でき、又、クロツクφ
を変えることにより任意の周波数に変換できるため、こ
のような機能をもつた周期一周波数変換回路4を付加す
ることによつて常に目的のモータ回転数に於て安定に最
適な速度帰還をかけることを実現している。First, when a pulse from the position detection feedback signalman FB comes from the position detector 2, the contents of the period counter 102 are transferred to the period register 103, and then the period counter 102 is reset and the period counter clock 104 is counted. start. Next, when the pulse of the position detection feedback signal ±FB comes, the contents of the period counter 102 at that moment are transferred to the period register 103, and then the period counter 102 is reset and the period counter clock 104 starts counting again. In addition, if the contents of the period counter 102 reach the maximum value before the pulse of the position detection feedback signal operator FB arrives, the contents are transferred to the period register 103, and then the position detection feedback signal ±FB is input. The period counter 103 stops counting until a pulse arrives. Therefore, the period between the feedback pulses from the position detector 101 is always held in the period register 103. This held period register 1
The contents of 03 are input to one input of the digital comparator 105, and the contents of the frequency division counter 106 are input to the other input. When the contents of the two are equal, the digital comparator 1
The output signal from 05 resets the frequency division counters 1 and 06. Frequency division counter 106 with such a function
When a clock φ with a suitable high frequency is input to the , the frequency-divided output pulse train φ(v) corresponds to the rotational speed of the motor 5 because the frequency is divided by one of the counted periods of the clock φ. Become something. Therefore, in the present invention, the position detection signal operator FB from the position detector 2 is
The period of the pulse can be counted with any precision, and the clock φ
Since the frequency can be converted to any desired frequency by changing the frequency, by adding the period-to-frequency conversion circuit 4 having such a function, it is possible to always apply stable and optimal speed feedback at the target motor rotation speed. has been realized.
以上のように、デイジタルサーボ装置に於て、位置検出
器2からのフイードバツク信号士FBパルスの周期を任
意の精度で計数することによつてその瞬時速度を演算で
きる方式であるから、高精度高速応答で速度帰還をかけ
られる利点があり、デイジタルサーポ装置全体の安定化
に役立ち、定常偏差の少ない動作を可能ならしめる利点
がある。As described above, in the digital servo device, the instantaneous speed can be calculated by counting the period of the feedback signalman FB pulse from the position detector 2 with arbitrary accuracy, so it is possible to calculate the instantaneous speed with high precision and high speed. It has the advantage of being able to apply velocity feedback in response, which helps stabilize the entire digital servo device, and enables operation with less steady-state deviation.
第1図は本発明の一集施例のプロツク図、第2図は第1
図の周期一周波数変換回路4の部分の詳細なプロツク図
である。
1・・・・・・誤差レジスタ、2・・・・・・位置検出
器、3・・・・・・速度負帰還レジスタ、4・・・・・
・周期一周波数変換回路、5・・・・・・モータ、6・
・・・・・ゲート、7・・・・・・駆動レジスタ、8・
・・・・・パルス幅変調回路、9・・・・・・増幅器、
102・・・・・・周期計数カウンタ、103・・・・
・・周期レジスタ、104・・・・・・周期計数クロツ
ク、105・・・・・・デイジタルコンパレータ、10
6・・・・・・分周計数器。FIG. 1 is a block diagram of a set of embodiments of the present invention, and FIG.
3 is a detailed block diagram of the period-to-frequency conversion circuit 4 shown in the figure. FIG. 1...Error register, 2...Position detector, 3...Velocity negative feedback register, 4...
・Period-frequency conversion circuit, 5...Motor, 6.
...Gate, 7...Drive register, 8.
...Pulse width modulation circuit, 9...Amplifier,
102... Period counting counter, 103...
... Period register, 104 ... Period counting clock, 105 ... Digital comparator, 10
6...Divide counter.
Claims (1)
信号で検出する検出器と、前記検出器の出力パルスとの
差を計数する可逆カウンタからなる誤差レジスタと、こ
の誤差レジスタの内容を一定周期T_1毎に記憶しこの
記憶値に電動機の回転速度に対応する周波数のパルス列
を一定時間T_2(T_1>T_2)だけ加減算できる
可逆カウンタとシフトレジスタの2つの機能を持つた演
算回路と、この演算結果をホールドしてその内容に応じ
た幅のパルスを送出して前記直流電動機の入力を制御す
る回路を具備したサーボ装置に於いて、電動機の回転位
置を検出しディジタル信号を出力する検出器の出力周期
を計数する回路と、一定のクロック周波数を前記検出器
の出力周期計数値分の一に分周する回路とによつて電動
機の回転速度に対応する周波数のパルス列を作ることを
特徴とするディジタルサーボ方式。1. An error register consisting of a DC motor, a detector that detects the rotational position of the motor using a digital signal, and a reversible counter that counts the difference between the output pulses of the detector, and the contents of this error register are stored every fixed period T_1. An arithmetic circuit that has the dual functions of a reversible counter and a shift register that can add or subtract a pulse train of a frequency corresponding to the rotational speed of the motor for a fixed time T_2 (T_1>T_2) to this stored value, and hold this arithmetic result. In a servo device equipped with a circuit that controls the input of the DC motor by sending out a pulse with a width corresponding to the content of the pulse, the output period of a detector that detects the rotational position of the motor and outputs a digital signal is determined. A digital servo system characterized in that a pulse train of a frequency corresponding to the rotational speed of the electric motor is created by a counting circuit and a circuit that divides a constant clock frequency by a fraction of the output cycle count value of the detector. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51090242A JPS5923196B2 (en) | 1976-07-30 | 1976-07-30 | Digital servo system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51090242A JPS5923196B2 (en) | 1976-07-30 | 1976-07-30 | Digital servo system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5316816A JPS5316816A (en) | 1978-02-16 |
JPS5923196B2 true JPS5923196B2 (en) | 1984-05-31 |
Family
ID=13993018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51090242A Expired JPS5923196B2 (en) | 1976-07-30 | 1976-07-30 | Digital servo system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5923196B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57177394U (en) * | 1981-05-01 | 1982-11-10 | ||
JPS6161818A (en) * | 1984-09-04 | 1986-03-29 | Fanuc Ltd | Control system of rotation of screw in injection molding machine |
FR2575345B1 (en) * | 1984-12-26 | 1987-03-20 | Cibie Projecteurs | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A DIRECT CURRENT MOTOR FOR POSITION CONTROLLING, LINEAR DISPLACEMENT CONTROL SYSTEM ACCORDING TO THE METHOD |
JPS6382724A (en) * | 1986-09-26 | 1988-04-13 | Nissei Plastics Ind Co | Control of injection molding machine |
-
1976
- 1976-07-30 JP JP51090242A patent/JPS5923196B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5316816A (en) | 1978-02-16 |
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