JP2009095154A - モータ制御装置とその速度検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ある速度以上では位置検出とその位置の変化に要した時間と、により速度検出するとともに、ある速度以下ではあるサンプリング時間での位置の変化より速度検出し、速度制御全範囲において正確な速度を検出することができるモータ制御装置とその速度検出方法を提供する。
【解決手段】 エンコーダ3が、サンプリング時間内における位置データの変化に要した時間を計測した時間データを出力するものであって、速度算出部15が、前記位置データを第1位置データとし、前記第1位置データを予め決められた分間引いて第2位置データを生成し、前記第2位置データを更に予め決められた分間引いて第3位置データを生成し、前記第2および3位置データに基づいてモータ速度を算出する。
【選択図】 図1
【解決手段】 エンコーダ3が、サンプリング時間内における位置データの変化に要した時間を計測した時間データを出力するものであって、速度算出部15が、前記位置データを第1位置データとし、前記第1位置データを予め決められた分間引いて第2位置データを生成し、前記第2位置データを更に予め決められた分間引いて第3位置データを生成し、前記第2および3位置データに基づいてモータ速度を算出する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、サーボモータで機械等を駆動するモータ制御装置とその速度検出方法に関する。
第1の従来技術は、「エンコーダパルスより速度を検出するサーボドライブの速度検出方法に関する」ものであって、「モータの回転速度が低下してサンプリング中にパルス入力が無くなった場合でも、正確な速度の推定を行ってモータの回転速度をなめらかに制御できるサーボドライバの速度検出方法を提供することを目的」としており、「サンプリング中にエンコーダパルスPA,PBが無かった場合に、前記記憶する手段に記憶する複数回前からのサンプリング時の速度検出データを用いて、一定の演算式により今サンプリング時の速度を推定するようにしている」(例えば、特許文献1参照)。
また、第2の従来技術は、「デジタルサーボ制御装置などのサーボモータ制御装置に関する」ものであって、「エンコーダパルス間隔誤差があってもモータの速度を精度よく推定して低速時の速度制御を安定化できるとともに、推定速度を用いて速度制御する場合、指令速度が0でないのにモータが停止してしまうことのないサーボモータ制御装置を提供することを目的」としており、「速度算出部4によりエンコーダ2の出力パルスからサーボモータ1の検出速度を算出し、推定負荷トルク算出部6により電流検出器11で検出したモータ電流と前記検出速度とから推定負荷トルクを前記出力パルスの発生ごとに算出し、n回平均部12により前記推定負荷トルクを前記出力パルスの発生ごとにn回平均して平均推定負荷トルクを算出して更新し、速度制御部9が所定制御周期で前記検出速度が速度指令になるように速度制御して、前記速度制御周期区間で前記検出速度を算出できないとき、推定速度算出部7により前記平均推定負荷トルクと前記モータ電流とから推定速度を算出し、その推定速度が前記速度指令になるように速度制御」している(例えば、特許文献2参照)。
また、第3の従来技術は、「全速度領域で安定度の高い速度制御を行うことを可能としたサーボにおける速度特性改善方法および速度特性を改善したサーボ系に関するものであ」って、「全速度領域において高い精度の速度検知が可能であり、全速度領域で安定度の高い速度制御を実現することができる、サーボ系における速度特性改善方法および速度特性を改善したサーボ系を提供することを目的」としており、「インクリメンタル・エンコーダにより検出されたフィードバックパルスを、フィードバックパルスとは非同期な一定のサンプリングタイム毎に計測してサンプリングタイム間のフィードバックパルス数NF B Pを計数するとともに、所定の時間間隔TC L Kで発生する基準クロックを計数して、上記フィードバックパルス数NF B Pを計数するに要した期間における基準クロック数NC L Kを求め、上記、時間間隔TC L K、フィードバックパルス数NF B P、基準クロック数NC L Kおよび、フィードバックパルスの分解能ΔDから、次式により制御対象の速度Vを算出し、V=NF B P×ΔD/(NC L K×TC L K)算出した速度に基づき、制御対象の速度、もしくは、速度および位置を制御」している(例えば、特許文献3参照)。
このように、第1、2の従来技術では、速度を推定する際に、複数回前からのサンプリング時の速度検出データを用いること、平均推定負荷トルクとモータ電流とを用いること、をしており、また第3の従来技術では、サンプリングタイム間のフィードバックパルス数NF B P、所定の時間間隔TC L Kで発生する基準クロックNC L Kを計数して上記フィードバックパルス数NF B Pを計数するに要した期間における基準クロック数NC L K、フィードバックパルスの分解能ΔDに基づいて(V=NF B P×ΔD/(NC L K×TC L K))、速度Vを算出している。
特開平11−083884号公報(第3−4頁、図1)
特開平09−172793号公報(第6頁、図1)
特開平06−332541号公報(第4−6頁、図1)
第1の従来技術では、サンプリング中にエンコーダパルスPA,PBが無かった場合、すなわち極低速回転の場合、複数回前からのサンプリング時の速度検出データに重み付けをして速度を推定しているので、高精度な速度は検出できず、そのため速度応答性が悪くなるという問題があった。
また、第2の従来技術では、平均推定負荷トルクとモータ電流とに基づいて速度を推定しているので、平均化した速度しか得られずに高精度な速度は検出できず、そのため速度応答性が悪くなるという問題もあった。
また更に、第3の従来技術では、基準クロックNC L K、フィードバックパルスの分解能ΔDに基づいて速度を検出しているので、速度の分解能はフィードバックパルス数NF B P、基準クロック数NC L K、フィードバックパルスの分解能ΔDで決まってしまい、フィードバックパルスの分解能以上に分解能が得られないという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ある速度以上では位置検出とその位置の変化に要した時間と、により速度検出するとともに、ある速度以下ではあるサンプリング時間での位置の変化より速度検出し、速度制御全範囲において正確な速度を検出することができるモータ制御装置とその速度検出方法を提供することを目的とする。
また、第2の従来技術では、平均推定負荷トルクとモータ電流とに基づいて速度を推定しているので、平均化した速度しか得られずに高精度な速度は検出できず、そのため速度応答性が悪くなるという問題もあった。
また更に、第3の従来技術では、基準クロックNC L K、フィードバックパルスの分解能ΔDに基づいて速度を検出しているので、速度の分解能はフィードバックパルス数NF B P、基準クロック数NC L K、フィードバックパルスの分解能ΔDで決まってしまい、フィードバックパルスの分解能以上に分解能が得られないという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ある速度以上では位置検出とその位置の変化に要した時間と、により速度検出するとともに、ある速度以下ではあるサンプリング時間での位置の変化より速度検出し、速度制御全範囲において正確な速度を検出することができるモータ制御装置とその速度検出方法を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、モータに連結されたエンコーダが出力する位置データを一定のサンプリング時間で入力し、前記位置データとサンプリング時間とに基づいてモータ速度を算出する速度算出部を備え、位置または速度指令に基づいて前記モータを駆動するモータ制御装置において、前記エンコーダが、前記サンプリング時間内における前記位置データの変化に要した時間を計測した時間データを出力するものであって、前記速度算出部が、前記位置データを第1位置データとし、前記第1位置データを予め決められた分間引いて第2位置データを生成し、前記第2位置データを更に予め決められた分間引いて第3位置データを生成し、前記第1および2位置データに基づいて前記モータ速度を算出するものである。
請求項1に記載の発明は、モータに連結されたエンコーダが出力する位置データを一定のサンプリング時間で入力し、前記位置データとサンプリング時間とに基づいてモータ速度を算出する速度算出部を備え、位置または速度指令に基づいて前記モータを駆動するモータ制御装置において、前記エンコーダが、前記サンプリング時間内における前記位置データの変化に要した時間を計測した時間データを出力するものであって、前記速度算出部が、前記位置データを第1位置データとし、前記第1位置データを予め決められた分間引いて第2位置データを生成し、前記第2位置データを更に予め決められた分間引いて第3位置データを生成し、前記第1および2位置データに基づいて前記モータ速度を算出するものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明における前記速度算出部が、あるモータ速度以上の場合、前記第2位置データの変化量と前記第2位置データの変化に要した時間データと、に基づいて前記モータ速度を算出し、前記あるモータ速度未満の場合、前記第1位置データと前記サンプリング時間と、に基づいて前記モータ速度を算出するものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1記載の発明における前記時間データが、前記第2位置データの最小分解能以上の変化に要した時間であるものである。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1記載の発明における前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出するものである。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1記載の発明における前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出し、更に、あるモータ速度未満の場合、前記モータ速度を0とするものである。
請求項6に記載の発明は、モータに連結されたエンコーダが出力する位置データを一定のサンプリング時間で入力し、前記位置データとサンプリング時間とに基づいてモータ速度を算出する速度算出部を備え、位置または速度指令に基づいて前記モータを駆動するモータ制御装置の速度検出方法において、前記エンコーダが、前記サンプリング時間内における前記位置データの変化に要した時間を計測した時間データを出力するものであって、前記速度算出部が、前記位置データを第1位置データとし、前記第1位置データを予め決められた分間引いて第2位置データを生成し、前記第2位置データを更に予め決められた分間引いて第3位置データを生成し、前記第1および2位置データに基づいて前記モータ速度を算出するのである。
また、請求項7に記載の発明は、請求項6記載の発明における前記速度算出部が、あるモータ速度以上の場合、前記第2位置データの変化量と前記第2位置データの変化に要した時間データと、に基づいて前記モータ速度を算出し、前記あるモータ速度未満の場合、前記第1位置データと前記サンプリング時間と、に基づいて前記モータ速度を算出するのである。
また、請求項8に記載の発明は、請求項6記載の発明における前記時間データが、前記第1位置データの最小分解能以上の変化に要した時間である。
また、請求項9に記載の発明は、請求項6記載の発明における前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出するのである。
また、請求項10に記載の発明は、請求項6記載の発明における前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出し、更に、あるモータ速度未満の場合、前記モータ速度を0とするのである。
請求項1乃至10に記載の発明によると、ある速度以上では位置検出とその位置の変化に要した時間と、により速度検出するとともに、ある速度以下ではあるサンプリング時間での位置の変化より速度検出し、速度制御全範囲において正確な速度を検出することができる。また、第1位置データの最小分解能以上の変化での速度算出のため、ノイズ等の影響を少なくすることができ、安定した分解能(第2位置データ)で速度算出することができる。また、サンプリング時間内での第1位置データの変化がない場合でも正確な速度を検出することができる。
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例1におけるモータ制御装置の概略構成図である。図において、1はモータ制御装置、2は電動機(モータ)、3はエンコーダ等の位置検出器、11は位置または速度制御部、12は電流制御部、13はインバータ部、14は入力回路部、15は速度信号算出部である。なお、位置指令または速度指令を入力し、その指令と位置検出信号または速度検出信号に応じて電動機2を駆動する構成(電動機2、位置検出器3、位置または速度制御部11、電流制御部12、インバータ部13、入力回路部14)は、周知技術で得られる構成であるため詳細な説明は省略する。
本発明が従来技術と異なる部分は、後述する速度検出方法を実施する速度算出部15を備えた部分である。
速度算出部15は、ある速度以上では位置検出値の変化量とその変化に要した時間と、により速度検出する一方、ある速度以下ではサンプリング時間での位置検出値の変化量により速度検出する。
本発明が従来技術と異なる部分は、後述する速度検出方法を実施する速度算出部15を備えた部分である。
速度算出部15は、ある速度以上では位置検出値の変化量とその変化に要した時間と、により速度検出する一方、ある速度以下ではサンプリング時間での位置検出値の変化量により速度検出する。
図2は、エンコーダ3の概略構成ブロック図である。図において、31は発光体、32はスリットを有した回転ディスク、33は受光器、34は増幅器、35はA/D変換器、36は位置変換回路、37はカウンタである。
エンコーダ3は、速度算出部15における速度算出に必要な位置データおよび時間データを出力するものであり、エンコーダ3における位置データおよび時間データの出力方法について説明する。
エンコーダ3は、速度算出部15における速度算出に必要な位置データおよび時間データを出力するものであり、エンコーダ3における位置データおよび時間データの出力方法について説明する。
先ず、受光器33が、回転ディスク32の90度位相差のA、Bのスリットを介して、発光体31からの光を受け、相当の信号を出力する。
次に、この信号を増幅器34で増幅してAφ、Bφの出力波形を得る。ここで、Aφ、Bφの出力波形は、回転ディスク32のスリットの光の通過具合で正弦波状の信号となる。
次に、A/D変換器35が、この正弦波状信号Aφ、Bφを入力して細かい分解能のディジタル値にディジタル変換し、位置変換回路36へ出力する。
次に、この信号を増幅器34で増幅してAφ、Bφの出力波形を得る。ここで、Aφ、Bφの出力波形は、回転ディスク32のスリットの光の通過具合で正弦波状の信号となる。
次に、A/D変換器35が、この正弦波状信号Aφ、Bφを入力して細かい分解能のディジタル値にディジタル変換し、位置変換回路36へ出力する。
次に、位置変換回路36は、A/D変換器35の出力に基づいて、エンコーダ3の1パルス内の角度を求めて位置に変換し(例えば、正弦波信号Aφ、BφをA/D変換して電圧、振幅、位相関係よりパルスの位置に変換する)、分解能が細かい位置データを出力する。
次に、カウンタ37が、位置変換回路36の出力(分解能が細かい位置データ)を常にカウントすると共に、その出力が変化した場合、その変化をラッチして変化に要した時間を一定周期のクロックでカウントし、サンプリング時間毎に、エンコーダ信号の入力回路部14をへ変化に要した時間データを出力する。なお、位置変換回路36の出力(分解能が細かい位置データ)は、ノイズ等の影響で振られやすいので、位置データの最小分解能の2〜4倍の位置が変化した時の時間を変化に要した時間データとする。
このようにしてエンコーダ3の1パルス内の分解能の位置データと、位置が変化した際に要した時間データとを出力することができるのである。
次に、カウンタ37が、位置変換回路36の出力(分解能が細かい位置データ)を常にカウントすると共に、その出力が変化した場合、その変化をラッチして変化に要した時間を一定周期のクロックでカウントし、サンプリング時間毎に、エンコーダ信号の入力回路部14をへ変化に要した時間データを出力する。なお、位置変換回路36の出力(分解能が細かい位置データ)は、ノイズ等の影響で振られやすいので、位置データの最小分解能の2〜4倍の位置が変化した時の時間を変化に要した時間データとする。
このようにしてエンコーダ3の1パルス内の分解能の位置データと、位置が変化した際に要した時間データとを出力することができるのである。
図3は、位置変換回路36の出力である位置データを説明する図である。(a)は図2における増幅器34が出力するAφまたはBφの正弦波信号である。(b)および(b1)〜(b−3)は、(a)の正弦波信号の点線部分を拡大した正弦波信号と、図1における速度検出信号および位置検出信号を得るための位置データであり、(b−1)は位置検出信号に用いる位置データを、(b−2)はエンコーダ3の1回転全域で静止時に安定する分解能の位置データ(位置が固定されていれば振れることがない分解能)を、(b−3)は速度検出信号に用いる位置データ(エンコーダ3の1回転全域において、場所により数パルス揺れる分解能)を示している。なお、図2における位置変換回路36が出力する分解能が細かい位置データは、(b−3)に相当する。
図において、位置データを3通りの方法で検出し、位置分解能は、(b−1)≦(b−2)≦(b−3)の関係で(b−3)が最も高い(細かい)位置分解能となる。位置検出信号に用いる位置データ(b−1)の1/2〜1/4程度の分解能の位置データが、エンコーダ3の1回転全域で静止時に安定する分解能の位置データ(b−2)であり、更に、エンコーダ3の1回転全域で静止時に安定する分解能の位置データ(b−2)の1/2〜1/4程度の分解能の位置データが、速度検出信号に用いる位置データ(b−3)である(図3においては、位置検出信号に用いる位置データ(b−1)を各1/4とした位置データを示している)。なお、どの程度の位置分解能とするかは、予め測定して決めておけばよい(例えば、エンコーダ3の1回転全域で静止時に安定する分解能であればよい)。
これら3通りの位置データは、最も高い(細かい)位置分解能である(b−3)を予め決められていた分間引く、あるいは数ビットマスクして(b−2)とし、更に(b−2)を予め決められていた分間引く、あるいは数ビットマスクして(b−1)とすればよい。
これら3通りの位置データは、最も高い(細かい)位置分解能である(b−3)を予め決められていた分間引く、あるいは数ビットマスクして(b−2)とし、更に(b−2)を予め決められていた分間引く、あるいは数ビットマスクして(b−1)とすればよい。
このように3通りの位置データがあるのは、次のような理由である。
図2における位置変換回路36が出力する(b−3)は、ノイズやちょっとした振動等で振られやすいので、位置データが変化した時の時間データと位置データの変化量を得にくく、得ても振動的になりやすい。そのため、(b−3)は、ある一定のサンプリング時間内に変化した位置データの差から速度検出信号算出するための位置データとする。
また、(b−2)は、停止時はAφ、Bφの位相関係、スリットの誤差、ディスクのぶれ、A/D変換器の誤差等で不安定であるが、ある一定速度以上は安定している。そのため、(b−2)は、位置データが変化した時の時間データと位置データの変化量を算出するための位置データとする。
また、(b−1)は、3通りの位置データの中で分解能が低く、ノイズやちょっとした振動等の影響が低く安定しているため、位置検出信号として用いる位置データとする。
図2における位置変換回路36が出力する(b−3)は、ノイズやちょっとした振動等で振られやすいので、位置データが変化した時の時間データと位置データの変化量を得にくく、得ても振動的になりやすい。そのため、(b−3)は、ある一定のサンプリング時間内に変化した位置データの差から速度検出信号算出するための位置データとする。
また、(b−2)は、停止時はAφ、Bφの位相関係、スリットの誤差、ディスクのぶれ、A/D変換器の誤差等で不安定であるが、ある一定速度以上は安定している。そのため、(b−2)は、位置データが変化した時の時間データと位置データの変化量を算出するための位置データとする。
また、(b−1)は、3通りの位置データの中で分解能が低く、ノイズやちょっとした振動等の影響が低く安定しているため、位置検出信号として用いる位置データとする。
次に、図1における速度算出部15での第1の速度算出方法について、速度検出信号に用いる位置データ(b−3)と、エンコーダ3の1回転全域で静止時に安定する分解能の位置データ(b−2)とに基づく速度算出方法を説明する。なお、本速度算出方法は、一定のサンプリング時間毎に実施するものであり、最終的に算出した速度は図1における速度検出信号に用いるものである。
(ステップ1)図2におけるエンコーダ3の位置変換回路36が出力する分解能が細かい位置データ(図3における(b−3))と、カウンタ37が出力する位置データの変化に要した時間データが、図1における入力回路部14を介して速度算出部15に入力され、ステップ2に進む。
(ステップ2)図1における速度算出部15は、1サンプリング時間での位置データの変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをサンプリング時間で割り速度を算出(周知の速度算出方法)し、ステップ3に進む。
(ステップ2)図1における速度算出部15は、1サンプリング時間での位置データの変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをサンプリング時間で割り速度を算出(周知の速度算出方法)し、ステップ3に進む。
(ステップ3)ステップ2で算出した速度がある速度レベル以上かどうか判別し、ある速度レベル以上であればステップ4へ進み、ある速度レベル以下であれば速度算出は終了する。
位置検出のためのA/D変換器35の分解能が細かく、ノイズやちょっとした振動等で振られやすいので、位置データが変化した時の時間データと位置データの変化量を得にくく、得ても振動的になりやすいために、位置データ(図3における(b−3))の分解能の2〜4パルス程度/サンプリング時間で位置データ(図3における(b−2))を検出する。すなわち、速度レベルは上記のように振動的等にならない一定速度とするのである。
(ステップ4)ステップ1で得た位置データ(図3における(b−3))を数ビットマスクして求めた位置データ(図3における(b−2))の変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをその位置変化に要した時間データで割り速度を算出する。
位置検出のためのA/D変換器35の分解能が細かく、ノイズやちょっとした振動等で振られやすいので、位置データが変化した時の時間データと位置データの変化量を得にくく、得ても振動的になりやすいために、位置データ(図3における(b−3))の分解能の2〜4パルス程度/サンプリング時間で位置データ(図3における(b−2))を検出する。すなわち、速度レベルは上記のように振動的等にならない一定速度とするのである。
(ステップ4)ステップ1で得た位置データ(図3における(b−3))を数ビットマスクして求めた位置データ(図3における(b−2))の変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをその位置変化に要した時間データで割り速度を算出する。
図4は、位置データの検出のタイミングを表した図である。図において、T1は前回の位置(X2)が変化した時間からサンプリング時点での時間、T2は今回の位置(X4)が変化した時間からサンプリング時点での時間、Tsはサンプリング時間、Tは前回位置(X2)と今回位置(X4)の変化に要した時間データとすると、TはT=Ts+T1−T2で算出できる。
このように、ある速度レベル以上では、前述のステップ4のように、ステップ1で得た位置データ(図3における(b−3))を数ビットマスクして求めた位置データ(図3における(b−2))の変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをその位置変化に要した時間データにより、正確な速度を検出できるのである。
このように、ある速度レベル以上では、前述のステップ4のように、ステップ1で得た位置データ(図3における(b−3))を数ビットマスクして求めた位置データ(図3における(b−2))の変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをその位置変化に要した時間データにより、正確な速度を検出できるのである。
次に、図1における速度算出部15での第2の速度算出方法について、速度検出信号に用いる位置データ(b−3)のみに基づく速度算出方法を説明する。なお、本速度算出方法は、一定のサンプリング時間毎に実施するものであり、最終的に算出した速度は図1における速度検出信号に用いるものであって、前述の第1の速度算出方法に代わるものである。
(ステップ11)図2におけるエンコーダ3の位置変換回路36が出力する分解能が細かい位置データ(図3における(b−3))と、カウンタ37が出力する位置データの変化に要した時間データが、図1における入力回路部14を介して速度算出部15に入力され、ステップ12に進む(前述のステップ1と同じ)。
(ステップ12)図1における速度算出部15は、1サンプリング時間での位置データの変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをサンプリング時間で割り速度を算出(周知の速度算出方法)し、ステップ13に進む(前述のステップ2と同じ)。
(ステップ11)図2におけるエンコーダ3の位置変換回路36が出力する分解能が細かい位置データ(図3における(b−3))と、カウンタ37が出力する位置データの変化に要した時間データが、図1における入力回路部14を介して速度算出部15に入力され、ステップ12に進む(前述のステップ1と同じ)。
(ステップ12)図1における速度算出部15は、1サンプリング時間での位置データの変化量を今回と前回の位置データの差として演算し、それをサンプリング時間で割り速度を算出(周知の速度算出方法)し、ステップ13に進む(前述のステップ2と同じ)。
(ステップ13)ステップ12における位置データの差が0かどうか判別する。位置データの差が0のときはステップ14へ進み、位置の差が0でないときはステップ14での時間Tを0とし速度算出処理を終了する。
(ステップ14)位置データの差の時間データにサンプリング時間Tsを加算する(時間Tの算出)。
(ステップ15)ステップ12における位置データの差をステップ14で算出した時間Tで割り速度を算出する。なお、速度の方向は、前サンプリング時点での速度の方向とする。
また、位置データの差の時間差にサンプリング時間Tsの半分を加算すると、次のサンプリングの中間でステップ11における位置データが変化したとして、速度を算出することもできる。
(ステップ14)位置データの差の時間データにサンプリング時間Tsを加算する(時間Tの算出)。
(ステップ15)ステップ12における位置データの差をステップ14で算出した時間Tで割り速度を算出する。なお、速度の方向は、前サンプリング時点での速度の方向とする。
また、位置データの差の時間差にサンプリング時間Tsの半分を加算すると、次のサンプリングの中間でステップ11における位置データが変化したとして、速度を算出することもできる。
(ステップ16)ステップ15における算出した速度が、ある速度レベル以下か判断する。ある速度レベル以下ではステップ17に進む。一方、ある速度レベル以上ではステップ12で算出した速度を速度算出値とする。
速度レベルは、前述のように振動的等にならない一定速度とするのである。この速度レベルは、例えば、求める速度の分解能より少し大きい程度にする。すなわち、速度レベルは無限に小さくしすぎると0がなくなり、正でも負でもない安定する領域がないことになる。そこで、速度の分解能自体は数値計算の余裕を持たせるので、ある程度高くする必要があり、位置決めの分解能との関係により、求める速度の分解能より少し大きい程度にするのである。
(ステップ17)速度を0とし速度算出処理を終了する。
このように、位置データの差が0となるような速度算出が0になるようなときでも、サンプリング時間を加算して位置の差の時間を計測することにより、速度を検出することができる。
速度レベルは、前述のように振動的等にならない一定速度とするのである。この速度レベルは、例えば、求める速度の分解能より少し大きい程度にする。すなわち、速度レベルは無限に小さくしすぎると0がなくなり、正でも負でもない安定する領域がないことになる。そこで、速度の分解能自体は数値計算の余裕を持たせるので、ある程度高くする必要があり、位置決めの分解能との関係により、求める速度の分解能より少し大きい程度にするのである。
(ステップ17)速度を0とし速度算出処理を終了する。
このように、位置データの差が0となるような速度算出が0になるようなときでも、サンプリング時間を加算して位置の差の時間を計測することにより、速度を検出することができる。
1 モータ制御装置
2 モータ
3 エンコーダ
11 位置または速度制御部
12 電流制御部
13 インバータ部
14 入力回路部
15 速度算出部部
31 発光体
32 回転ディスク
33 受光器
34 増幅器
35 A/D変換器
36 位置変換回路
37 カウンタ
2 モータ
3 エンコーダ
11 位置または速度制御部
12 電流制御部
13 インバータ部
14 入力回路部
15 速度算出部部
31 発光体
32 回転ディスク
33 受光器
34 増幅器
35 A/D変換器
36 位置変換回路
37 カウンタ
Claims (10)
- モータに連結されたエンコーダが出力する位置データを一定のサンプリング時間で入力し、前記位置データとサンプリング時間とに基づいてモータ速度を算出する速度算出部を備え、位置または速度指令に基づいて前記モータを駆動するモータ制御装置において、
前記エンコーダが、前記サンプリング時間内における前記位置データの変化に要した時間を計測した時間データを出力するものであって、
前記速度算出部が、前記位置データを第1位置データとし、前記第1位置データを予め決められた分間引いて第2位置データを生成し、前記第2位置データを更に予め決められた分間引いて第3位置データを生成し、
前記第1および2位置データに基づいて前記モータ速度を算出することを特徴とするモータ制御装置。 - 前記速度算出部が、あるモータ速度以上の場合、前記第2位置データの変化量と前記第2位置データの変化に要した時間データと、に基づいて前記モータ速度を算出し、
前記あるモータ速度未満の場合、前記第1位置データと前記サンプリング時間と、に基づいて前記モータ速度を算出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記時間データが、前記第2位置データの最小分解能以上の変化に要した時間であることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出し、
更に、あるモータ速度未満の場合、前記モータ速度を0とすることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 - モータに連結されたエンコーダが出力する位置データを一定のサンプリング時間で入力し、前記位置データとサンプリング時間とに基づいてモータ速度を算出する速度算出部を備え、位置または速度指令に基づいて前記モータを駆動するモータ制御装置の速度検出方法において、
前記エンコーダが、前記サンプリング時間内における前記位置データの変化に要した時間を計測した時間データを出力するものであって、
前記速度算出部が、前記位置データを第1位置データとし、前記第1位置データを予め決められた分間引いて第2位置データを生成し、前記第2位置データを更に予め決められた分間引いて第3位置データを生成し、
前記第1および2位置データに基づいて前記モータ速度を算出することを特徴とするモータ制御装置の速度検出方法。 - 前記速度算出部が、あるモータ速度以上の場合、前記第2位置データの変化量と前記第2位置データの変化に要した時間データと、に基づいて前記モータ速度を算出し、
前記あるモータ速度未満の場合、前記第1位置データと前記サンプリング時間と、に基づいて前記モータ速度を算出することを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置の速度検出方法。 - 前記時間データが、前記第2位置データの最小分解能以上の変化に要した時間であることを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置の速度検出方法。
- 前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出することを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置の速度検出方法。
- 前記速度算出部が、前記第1位置データの変化がない場合、前記モータ速度の方向は前回サンプリング時点での前記モータ速度の方向とし、前記モータ速度の大きさは次回サンプリング時点の先頭あるいは中間において前記第1位置データの最小分解能が変化したものとして前記モータ速度を算出し、
更に、あるモータ速度未満の場合、前記モータ速度を0とすることを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置の速度検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007263933A JP2009095154A (ja) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | モータ制御装置とその速度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007263933A JP2009095154A (ja) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | モータ制御装置とその速度検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009095154A true JP2009095154A (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=40666575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007263933A Pending JP2009095154A (ja) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | モータ制御装置とその速度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009095154A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014080456A1 (ja) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | 株式会社安川電機 | モータ駆動システムおよびモータ制御装置 |
| JP2014527790A (ja) * | 2011-06-20 | 2014-10-16 | エスエーヴェー−オイロドライブ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コムパニー コマンディトゲゼルシャフト | 慣性質量を有する移動物体の位置値の周期的なデジタル伝送を行うための方法および装置 |
| WO2015019495A1 (ja) | 2013-08-09 | 2015-02-12 | 株式会社安川電機 | モータ駆動システムおよびモータ制御装置 |
| WO2015025356A1 (ja) | 2013-08-19 | 2015-02-26 | 株式会社安川電機 | モータ駆動システムおよびモータ制御装置 |
| CN114337404A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 海信(广东)空调有限公司 | 直流电机控制方法、空调器和计算机可读存储介质 |
-
2007
- 2007-10-10 JP JP2007263933A patent/JP2009095154A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10193483B2 (en) | 2011-06-20 | 2019-01-29 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Method and device for the cyclic digital transmission of a position value of a moving object with inertial mass |
| US11515820B2 (en) | 2011-06-20 | 2022-11-29 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Method and device for the cyclic digital transmission of a position value of a moving object with inertial mass |
| WO2014080456A1 (ja) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | 株式会社安川電機 | モータ駆動システムおよびモータ制御装置 |
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