JPH0344506B2 - - Google Patents

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JPH0344506B2
JPH0344506B2 JP56070826A JP7082681A JPH0344506B2 JP H0344506 B2 JPH0344506 B2 JP H0344506B2 JP 56070826 A JP56070826 A JP 56070826A JP 7082681 A JP7082681 A JP 7082681A JP H0344506 B2 JPH0344506 B2 JP H0344506B2
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JP
Japan
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pulse
speed
time
interrupt
interrupt pulse
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56070826A
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English (en)
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JPS57187717A (en
Inventor
Tsutomu Oomae
Toshihiko Matsuda
Makoto Tachikawa
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS57187717A publication Critical patent/JPS57187717A/ja
Publication of JPH0344506B2 publication Critical patent/JPH0344506B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/22Controlling the speed digitally using a reference oscillator, a speed proportional pulse rate feedback and a digital comparator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は移動体、回転体の速度制御装置に係
り、特にマイクロコンピユータで制御する好適な
デイジタル式速度制御装置に関する。
電動機のデイジタル式速度制御装置では速度検
出器として1回転をP等分した回転位置でパルス
を発生するパルス発生器(インクリメンタルエン
コーダ)とも呼ばれている)が、よく用いられて
いる。ところで、このパルス発生器は位置が1/
P回転変化する毎にパルスを発生するものであ
り、速度を検出するためには基準となる時間間隔
が必要となる。即ち、パルス発生器の出力パルス
を処理した速度検出値は時間間隔での平均値を示
し、検出値を得た時点の瞬時値でない。又、ある
周期毎にしか検出値が得られない。
一方、マイクロコンピユータで制御する場合に
は各種の処理を時分割で行うので速度制御演算に
対しては、ある周期をもつて制御することにな
る。このように、速度検出値の周期性と速度制御
演算における周期性が悪い方向に作用すると、例
えば、新しい速度検出値を得る直前に速度制御演
算処理を行つた場合にはむだ時間が大きくなり制
御系の安定性が著しく悪くなる。
本発明の目的は、上記した遅れ時間を小さく
し、制御の安定性を向上させることのできるデイ
ジタル式速度制御装置を提供することにある。
本発明は速度検出周期に同期してマイクロコン
ピユータなどの制御演算手段での速度制御演算を
行うようにしたものである。このようにすると、
速度制御演算では最新の速度検出値が得られ、制
御系のむだ時間が少なくなるので安定性を向上さ
せることができる。
以下、実施例により本発明を説明する。
第1図は本発明になるデイジタル式速度制御装
置の一実施例の構成図である。1はデジイタルス
イツチ等からなる速度指令回路であり、その出力
Ncはマイクロコンピユータ2に取り込まれるよ
う接続されている。3はサイリスタ又はトランジ
スタ等の半導体スイツチング素子から成る電動機
4の駆動回路であり、マイクロコンピユータ2に
よつて与えられた操作信号αに応じた電圧を電動
機4へ印加する。5は電動機4の速度に応じた周
波数のパルス列を発生するパルス発生器であり、
その出力パルスPLGは第1のカウンタ9及び単
安定回路10の入力となる。6はタイマであり、
マイクロコンピユータ2によつて設定された時間
後に時間割込パルスTINTPを発生する。又、こ
のタイマ6は割込パルスが発生する前に、再度新
しい時間が設定された場合には、後に設定した時
間にもとづいて割込パルスTINTPを発生する。
7は第2のカウンタであり、一定周波数のクロツ
クパルスを発生するパルス発振器8のクロツクパ
ルスを計数する。第2のカウンタ7の出力MBは
マイクロコンピユータ2に取り込まれる。第2の
カウンタ7にはマイクロコンピユータ2からリセ
ツト信号REが加えられ、信号REを加えられてい
る間は第2のカウンタ7はリセツトされている。
9は第1のカウンタでありパルス発生器5の出力
パルスPLGを計数する。第1のカウンタ9の出
力MAはマイクロコンピユータ2に取り込まれる
よう接続されている。10は単安定回路であり、
マイクロコンピユータ2からの割込禁止信号
NINTが“1”レベルの時のみに、パルス発生器
5の出力パルスPLGの立ち上りに同期して一定
幅の割込パルスINTPを発生する。
第2図〜第4図は第1図のマイクロコンピユー
タ2の処理内容の一例を示すフローチヤート、第
5図〜第7図は第1図の動作を説明するためのタ
イムチヤートである。
今、マイクロコンピユータ2が起動されると第
2図のメイン処理MAINが実行される。最初に、
ステツプ20でカウンタ7,9をリセツトするた
めに出力REが発生される。そして、電動機4の
速度制御を開始してよいかをステツプ22で判断
し待機している。起動してよい場合にはステツプ
24に移り、タイマ6を2Tdに設定し起動する。
次に、起動直後であることを示すフラグをセツト
し、速度指令Ncを速度指令回路1より取り込む。
ステツプ30で制御演算を行う。この場合の制御
演算の一例としてゲイン補償の場合には、その比
例ゲインをKPとすると、次式のような演算を行
う。
α=KP(Nc−Nf) ……(1) ただし、Nfは電動機の速度検出値であるが、
ステツプ30では電動機がまだ回転していない状
態であるからNf=0となつている。
このようにして得られた操作信号αを駆動回路
3に与え、電動機4を回転させる。そして、制御
回数Xを1に設定する。この制御回路Xは、後述
する異常の判定に用いる。このステツプ36の処
理終了後に、ステツプ38に移り、停止状態を指
示されるまで、このステツプ38にとどまつてい
る。
ステツプ38にとどまつている状態で、電動機
4が回転し、パルス発生器5から第5図示の如き
パルスPLGが発生したとすると、出力パルス
PLGの立ち上りに同期して単安定回路10より
割込パルスINTPが発生する。この結果、マイク
ロコンピユータ2は第3図に示した割込処理を実
行する。なお、第5図〜7図でMAIN,INT,
TINTの太線で示した部分はマイクロコンピユー
タ2が処理中を意味している。最初に、タイマ6
に一定時間Tdを設定して起動させる。次に、ス
テツプ52でINTP用割込を禁止させるために割
込禁止信号NINTを“0”レベルにする。そし
て、後述する処理で用いる低速フラグをリセツト
する。ステツプ56で起動直後かどうかを判定す
る。第5図のように起動後最初の割込パルス
INTPの場合には、このフラグが設定されている
ので、ステツプ58の処理に移る。最初に、カウ
ンタ7,9のリセツトを解除する。この結果、カ
ウンタ7,9の出力MB,MAは第5図のように
変化する。なお、MBは非常に高い周波数のクロ
ツクパルスを計数しているので階段状の図でなく
直線で示している。
次に、ステツプ60でカウンタの検出値MB,
MAを“0”におき、以下のステツプで起動直後
のフラグをリセツトするとともに、速度検出値
Nf=0とする。これらの処理後に、第2図の
MAIN処理(主処理)に移る。MAIN処理では
ステツプ38を実行し、停止の判定のみを行なつ
ている。
このような状態で、割込パルスINTPの発生か
ら一定時間Td後にタイマ6から時間割込パルス
TINTPが発生し、第4図のTINT処理を実行す
る。今、前述したように第5図の例では起動直後
のフラグが第3図のステツプ62でリセツトされ
ているので、第4図のステツプ80の処理結果か
らステツプ82の処理を実行する。この結果、割
込禁止信号NINTが“1”レベルとなり、割込パ
ルスINTPの割込禁止を解除する。更に、低速フ
ラグが第3図のステツプ54でリセツトされてい
るので、ステツプ84から86,88の処理に移
り、低速フラグをセツトし、タイマを一定時間
Tdに設定し起動する。このようにして、MAIN
処理に戻る。
次に、出力パルスPLGに同期して割込パルス
INTPが発生すると再度第3図のINT処理が実行
される。ステツプ50〜54の処理は前述した内
容であるが、ステツプ56では既に起動直後のフ
ラグがリセツトされているのでステツプ66の処
理に移る。そして、ステツプ66でカウンタ7,
9の値を取り込む。ここで、その値をMB(i),
MA(i)とする。ただし、iはi番目の値を意味す
る。
そして、ステツプ68で前回のカウンタ値との
差M3,M4を求めるために次式の演算を行う。
M3=MA(i)−MA(i−1) M4=MB(i)−MB(i−1) ……(2) (2)式から得られたM3は第5図でTd+△Td間の
出力パルス数、即ちTd+△Tdの間に電動機4が
回転した角度を、M4はTd+△Tdに比例した数値
で時間間隔を示している。
そこで、この両者を用いてステツプ70で速度
検出値Nfを演算する。次に、ステツプ72で速
度指令Ncを取り込み、両者から(1)式の制御演算
を行い、その結果の操作信号αを駆動回路3に設
定し、この処理を終了する。
以上の動作、即ち割込処理INTと一定時間Td
後の時間割込処理TINTを繰り返すことにより速
度検出及び速度制御を行なう。特に、第5図に示
したようにINTPの割込でINT処理が起動され、
その処理中に速度検出を行なうとともに、その速
度検出値でただちに速度制御を行うので、検出と
制御の間に時間遅れなく制御系の応答を安定性よ
く高めることができる。
次に、起動指令を与えても電動機4がなかなか
回転しない場合の動作を第6図を参照して説明す
る。最初に、第2図のMAIN処理が実行される
のは前述した場合と同様であり、最初の操作信号
αを駆動回路3に設定してから、ステツプ38の
処理を繰り返している。このような状態で、電動
機4が回転しないとすれば割込パルスINTPが発
生せず、その結果INT処理は実行されない。そ
して、第2図のステツプ24で設定した2Td
に、タイマ6から割込パルスがマイクロコンピユ
ータ2に発生され、第4図のTINT処理が実行さ
れる。INT処理が1回も行なわれていないので、
起動直後のフラグが設定されたままであり、ステ
ツプ80の処理を経由してステツプ104の処理
に移る。ステツプ104では制御回数Xの判定を
行う。Xが一定値以下の場合はステツプ106か
ら104の処理を実行する。最初に、タイマを
2Tdに設定し起動する。次に、速度指令Ncを取り
込み、速度検出値Nfは零であるので、これらを
用いステツプ110で制御演算を行ない操作信号
αを求める。この操作信号αを駆動回路3に設定
し、制御回数Xを1だけ増加させる。このよう
に、出力パルスPLGが発生するまでは第6図に
示すように2Td毎にステツプ80,104,10
6〜114までの処理を繰り返す。このような動
作中、もしXがある値(例えば5とする)になる
と、ステツプ104の処理からステツプ116の
処理に移り、異常表示を行うとともにステツプ1
18で停止指示を行う。この結果、第2図の
MAIN処理に戻つた時に、ステツプ40の処理
を行ない電動機駆動電源をしや断する等の停止処
理を行なう。
このように、第4図の時間割込処理TINTによ
れば第6図のように何らかの異常がありパルス発
生器5から出力パルスが発生しない場合等の異常
時にもすばやく対処できる効果がある。なお、途
中から出力パルスが発生した場合には、その時点
から第5図のタイムチヤートで示した処理を繰り
返し実行する。
更に、電動機回転数が低くなつた場合の本発明
の適用例について第7図のタイムチヤート及び第
2〜4図のフローチヤートで説明する。
電動機4の回転数が極端に低くなると、パルス
発生器5の出力パルスPLGの周期が非常に長く
なる。その場合に、出力パルスPLGの周期に同
期して速度制御を行つたのでは制御周期が極めて
長くなり応答性が悪くなる。この点に対処できる
ようにしたので第4図のステツプ90〜ステツプ
102の処理である。
今、第7図のようにパルス発生器5の出力パル
スPLGの立ち上りに同期して、INT処理を実行
し、Td後にTINT処理を実行する通常の動作を
行つた後とする。そして、TINT処理が実行され
てからTd内に割込パルスINTPが発生しない場合
を考える。この場合にはタイマ割込が発生されス
テツプ80,82,84を介して90の処理に移
る。ここで、最初にタイマ6を再度2Tdに設定す
る。そして、カウンタ7の値MB(ik)を取り込
む。そして、ステツプ94で、INT処理で検出
されたカウンタ7の値MB(i)との差M4kを次式で
求める。
M4k=MB(ik)−MB(i) ……(3) その後、ステツプ96で速度検出値Nfを求め
る。この場合の速度検出値Nfは時間間隔計数値
MBを用いた速度推定値となる。以下、速度指令
Ncを取り込み、制御演算結果αを求め、そのα
を駆動回路3に設定する。この操作を第7図のよ
うに割込パルスINTPが発生するまで続ける。こ
の結果、電動機回転数が非常に低くなつてINTP
がなかなか発生しないような場合にも、ほぼ2Td
毎に操作信号αを変更し設定することが可能とな
り、応答性を向上させることができる効果を有す
る。
以上、本発明によると速度検出周期に同期させ
て速度制御演算を行い、最新の検出値で制御する
ので高速応答を安定に達成させることができると
共に、電動機の回転数が極端に低い場合には時間
間隔計数値によつて速度を推定して速度検出値と
して用いているので極低速時でも応答性を損わず
安定に制御できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になるデイジタル式速度制御装
置の一実施例を示すブロツク構成図、第2図〜第
4図は第1図の動作説明用フローチヤートの一実
施例、第5図〜7図は第1図の動作説明用タイム
チヤートである。 1…速度指令回路、2…マイクロコンピユー
タ、3…駆動回路、4…電動機、5…パルス発生
器、6…タイマ、7,9…カウンタ、8…パルス
発振器、10…単安定回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 移動体を駆動する駆動手段と、前記移動体の
    速度指令を出力する速度指令手段と、前記移動体
    が所定距離だけ移動する毎に速度パルスを発生す
    るパルス発生器と、前記速度パルスを計数する第
    1のカウンタ手段と、前記速度パルスより周波数
    の高い一定周波数のクロツクパルスを発生するパ
    ルス発振器と、前記クロツクパルスを計数する第
    2のカウンタ手段と、前記速度パルスの発生時に
    同期して割込みパルスを発生する割込みパルス発
    生手段と、前記第1と第2の両カウンタ手段の計
    数値によつて前記移動体の速度検出演算を行い、
    この求めた速度検出値と前記速度指令の偏差に基
    づいて速度制御演算を行い前記駆動手段に操作信
    号を加える制御演算手段と、前記制御演算手段に
    よつて第1時間とこの第1時間より長い第2時間
    を設定され、前記第1設定時間の経過後に時間割
    込みパルスを発生するタイマ手段とを具備し、前
    記制御演算手段は、前記タイマ手段が時間割込み
    パルスを発生した後の最初に発生する前記速度パ
    ルスに同期した前記割込みパルスのみを前記割込
    みパルス発生手段が発生するのを許容し、前記割
    込みパルスを与えられた時点における前記両カウ
    ンタの計数値を取込み前記速度検出演算を行つた
    後に前記速度制御演算を行い前記操作信号を求め
    ると共に、前記タイマ手段に設定した第2設定時
    間内に前記割込みパルス発生手段が前記割込みパ
    ルスを発生しないときは前記第2設定時間の経過
    毎に前記第2のカウンタの計数値のみを取込み速
    度検出演算を行つた後に前記速度制御演算を行い
    前記操作信号を求めるようにしたことを特徴とす
    るデイジタル式速度制御装置。
JP56070826A 1981-05-13 1981-05-13 Digital speed controller Granted JPS57187717A (en)

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JP56070826A JPS57187717A (en) 1981-05-13 1981-05-13 Digital speed controller

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JP56070826A JPS57187717A (en) 1981-05-13 1981-05-13 Digital speed controller

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JPS57187717A JPS57187717A (en) 1982-11-18
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ID=13442769

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6035978A (ja) * 1983-08-04 1985-02-23 Canon Inc モ−タの制御装置
US4673297A (en) * 1984-07-19 1987-06-16 Cymatics, Inc. Orbital shaker
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5428605A (en) * 1977-08-05 1979-03-03 Fujitsu Ltd Speed control system of magnetic tape feed motor

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