JPH082733Y2 - アクチュエ−タ駆動制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、スキャナ、モータ等のアクチュエータを駆
動制御する駆動制御系に用いられるアクチュエータ駆動
制御装置に関する。

［従来の技術］ スキャナ等の位置指令型アクチュエータを駆動する場
合、スキャナが希望する姿勢角を取るように入力電圧を
与える必要がある。即ち、スキャナは入力された電圧に
応じた姿勢角を取る。

しかしながら、一般にアクチュエータはその回転軸に
取付けられた被回転物の慣性や、その他の外乱要因によ
り、回転が妨げられ、希望の姿勢角になりえないことが
ある。

このため、回転軸にポテンショメータ等の位置検出器
を取付け、実際の回転角度を検出し、このポテンショメ
ータの出力と、入力した電圧の差を基に、アクチュエー
タの姿勢角を補正する必要がある。

第３図に従来技術によるスキャナ駆動回路の一例を示
す。

演算回路７の出力は記憶素子４と比較補正回路３に入
力される。比較補正回路３には記憶素子４の出力もまた
入力される。

比較補正回路３の出力はD/Aコンバータ２に入力され
て、アナログ値になり、スキャナ１に入力される。

スキャナ１の回転軸には、ポテンショメータ５が取付
けられており、その出力はA/Dコンバータ６を介してデ
ィジタル値に変換され、演算回路７に入力される。

記憶素子４には、予め、スキャナ１を駆動させたい姿
勢角θに相当する電圧レベルとなる駆動データを順次記
憶させておく。

比較補正回路３は、２つのレジスタと、ディジタル差
分器により構成され、２つのレジスタは初期状態におい
て０にセットされる。記憶素子４から入力されたデータ
は、一方のレジスタに一時記憶され、演算回路７から入
力されたデータが他方のレジスタに一時記憶される。両
方のレジスタにデータが入力されると、その値の差を取
りD/Aコンバータに出力する。

演算回路７は全体の制御を行う。

以下に第３図に示す一例についてその動作を説明す
る。

まず、演算回路７は記憶素子４から、１つデータを読
み出す。読み出されたデータは、比較補正回路３に入力
され内部の１つ目のレジスタに一時記憶される。

比較補正回路３内のレジスタは初期状態において０に
セットされているため、内部の差分器は記憶素子４から
読み出されたデータをそのままD/Aコンバータ２に出力
することになる。

D/Aコンバータ２は入力されたディジタル値に相当す
るアナログ電圧を出力し、スキャナ１に入力する。

スキャナ１は入力された電圧に相当する姿勢角θにな
るように駆動される。

ここで、スキャナ１は回転軸に取付けられた被回転物
の慣性や、その他の外乱要因により、回転が妨げられ、
希望の姿勢角θになりえないことがある。

そこで、スキャナ１の回転軸にポテンショメータ５が
取付けられており、スキャナ１の実際の姿勢角θ′に相
当する電圧を出力する。この電圧をA/Dコンバータ６を
介して演算回路７に取り込む。

演算回路７では、A/Dコンバータ６から入力されたス
キャナ１の実際の姿勢角θ′データから、その実際の姿
勢角θ′になるために必要な電圧に相当する駆動データ
を逆計算する。計算された駆動データは比較補正回路３
の２つ目のレジスタに一時記憶される。

この結果、比較補正回路３からは、１つ目のレジスタ
に一時記憶されている目標姿勢角θに相当する駆動デー
タと、現在の姿勢角θ′に相当する駆動データの差が出
力される。

この差のデータは再びD/Aコンバータ２を介してスキ
ャナ１に入力され、スキャナ１は差のデータに相当する
分だけ姿勢角が駆動される。

この差が０になったときに、スキャナ１の実際の姿勢
角θ′が、目標の姿勢角θになったとして、スキャナ１
は静止する。

次に新たな姿勢角θにスキャナ１を駆動するために
は、演算回路７は記憶素子４から新たな駆動データを読
み出し、比較補正回路３の１つ目のレジスタに一時記憶
させ、以降同様の動作を繰り返し、新たな姿勢角θにす
ることができる。

［考案が解決しようとする課題］ 上記した従来の技術では、演算回路でポテンショメー
タの出力からスキャナ駆動データに変換するための計算
過程が必要となり、そのための処理時間を要する。この
ため、応答性が悪くなり、装置も複雑なものとなる。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記した従来技術の課題を解決するため
に、アクチュエータの駆動制御系において、スキャナの
整定させたい姿勢角を記憶した第１の記憶素子と、第１
の記憶素子から順次出力される２つのデータの差を取り
出力する比較補正回路と、比較補正回路の出力をアナロ
グ値に変換しアクチュエータに供給するD/Aコンバータ
と、スキャナにとりつけられたポテンショメータの出力
をディジタル値に変換するA/Dコンバータと、A/Dコンバ
ータの出力をアドレスとし第１の記憶素子の内容を読み
出すためのアドレスが記憶された第２の記憶素子とを有
する構成とした。

［作用］ 第１の記憶素子には、予め、スキャナを整定させたい
姿勢角にするための電圧レベルに相当する駆動データが
記憶されている。

比較補正回路では、第１の記憶素子から入力される２
つのデータをそれぞれ内部の２つのレジスタに一時記憶
させ、その差のデータをD/Aコンバータに出力する。

D/Aコンバータは、入力されるディジタル値のデータ
をアナログ値に変換し、スキャナを駆動する。

ポテンショメータはスキャナの回転軸に取付けられ、
実際に駆動された姿勢角に相当する電圧を出力する。

ポテンショメータが出力した姿勢角に相当する電圧
は、A/Dコンバータによりディジタル値に変換される。

第２の記憶素子は、このA/Dコンバータの出力するデ
ィジタル値をアドレスとし、その内容には、ポテンショ
メータが出力した姿勢角にスキャナを整定させるために
必要な電圧レベルの駆動データが格納されている第１の
記憶素子のアドレスが記憶されている。

従って、A/Dコンバータの出力するディジタル値をア
ドレスとして第２の記憶素子の内容を読み出し、その値
をアドレスとして第１の記憶素子の内容を読み出す。

これにより、第１の記憶素子からは、現時点のスキャ
ナの姿勢角に相当する駆動データが出力されるので、こ
のデータを比較補正回路の２つ目のレジスタに一時記憶
させる。

比較補正回路では、目標値として１つ目のレジスタに
一時記憶させた１つ目の第１の記憶素子のデータと、２
つ目のレジスタに一時記憶させた現状の姿勢角に相当す
る駆動データの差を取り、これを出力する。

この差のデータがD/Aコンバータを介してスキャナに
入力され、スキャナは目標の姿勢角になるように更に駆
動される。

比較補正回路の出力する差のデータが０になった時点
で、スキャナは目標とする姿勢角になったとして、静止
する。

［実施例］ 以下第１図、及び第２図を参照して本考案の一実施例
を説明する。

第１図は本考案をスキャナ駆動回路に適用した際の本
考案の一実施例を示すブロック図であり、上述した第３
図の構成と同一の部分は同一の符号を付してその説明を
省略する。

第２図は上記実施例の処理フローを示すフローチャー
トである。

第１図において、発振器９から出力されるパルスはカ
ウンタ８により計数され、この出力をアドレスとして第
１の記憶素子４の内容が順次読み出される（第２図S₁〜
S₃）。この読み出された第１の記憶素子４の内容は、ス
キャナ１の目標となる姿勢角θを示す電圧レベルに相当
する駆動データであり、比較補正回路３に入力され、比
較補正回路の内部にある１つ目のレジスタにセットされ
る。

比較補正回路３の内部には、２つのレジスタと、それ
ぞれのレジスタの差を求める差分器とを有し、各レジス
タは初期状態において０にリセットされる。

第１の記憶素子４から読み出したデータが１つ目のレ
ジスタに一時記憶されると、２つ目のレジスタとの差、
即ち、２つ目のレジスタは初期状態で０であるため、１
つ目のレジスタの値がそのまま比較補正回路３から出力
され、D/Aコンバータ２を介してスキャナ１に入力さ
れ、スキャナ１を駆動する（第２図S₄〜S₆）。

スキャナ１の駆動により、ポテンショメータ５も同時
に駆動され、その出力電圧も変化し、A/Dコンバータ６
によりディジタル化される（第２図S₇，S₈）。

このディジタル化されたデータをアドレスとして第２
の記憶素子14の内容を読み出す（第２図S₉）。

第２の記憶素子14には、ポテンショメータ５が検出し
た姿勢角θ′になるための電圧レベルに相当する駆動デ
ータが記憶されている第１の記憶素子４のアドレスが記
憶されている。

従って、第２の記憶素子14の内容をアドレスとして第
１の記憶素子４の内容を読み出すと、それは、現時点の
スキャナ１が成している姿勢角θ′とするための電圧レ
ベルに相当する駆動データであるため、これを比較補正
回路３の２つ目のレジスタに一時記憶する（第２図
S₁₀）。

比較補正回路３では、１つ目のレジスタに一時記憶さ
れている目標となる姿勢角θに相当する駆動データと、
２つ目のレジスタに一時記憶されている現時点のスキャ
ナ１の姿勢角θ′に相当する駆動データの差を出力する
（第２図S₁₁）。

出力される差のデータは、現時点の姿勢角θ′から、
目標の姿勢角θまでの偏差を示しており、この偏差分を
D/Aコンバータ２を介してスキャナ１に入力し、スキャ
ナを偏差分に相当する角度だけ更に駆動させる（第２図
S₁₂，S₁₃，S₁〜S₁₁）。

第２図S₇からS₁₃の処理を１回から数回繰り返すと、
比較補正回路３の出力は０になり、目標姿勢角θに整定
する。

以降同様にして、発振器９のパルスを計数し、新たな
回転姿勢角に駆動する。

［考案の効果］ 以上詳記した本考案のアクチュエータ駆動制御装置に
よれば、ポテンショメータの出力から対応するスキャナ
駆動データを計算する必要がないので、処理を極めて高
速に行える。この結果、応答性が向上する。また、実施
例からも明らかなように必ずしも演算回路を必要とせず
回路構成を簡単にできる等、産業上の利用効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロック図。 第２図は上記実施例の処理フローを示すフローチャー
ト。 第３図は従来の構成を示すブロック図。 １……スキャナ、２……D/Aコンバータ、３……比較補
正回路、4,14……記憶素子、５……ポテンショメータ、
６……A/Dコンバータ、７……演算回路、８……カウン
タ、９……発振器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−290512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−112368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−32119（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】アクチュエータの駆動制御系において、ア
   クチュエータの整定させたい姿勢角を記憶した第１の記
   憶素子と、第１の記憶素子から出力される２つのデータ
   の差を取り出力する比較補正回路と、比較補正回路の出
   力をアナログ値に変換しアクチュエータに供給するD/A
   コンバータと、アクチュエータにとりつけられた位置検
   出器の出力をディジタル値に変換するA/Dコンバータ
   と、A/Dコンバータの出力をアドレスとし第１の記憶素
   子の内容を読み出すためのアドレスが記憶された第２の
   記憶素子とを有し、目標となる姿勢角を第１の記憶素子
   から得ると共に、実際に移動した姿勢角を第２の記憶素
   子により、第１の記憶素子のアドレスとし、第１の記憶
   素子の内容として検出することにより、高速に位置決め
   を行うことを特徴とするアクチュエータ駆動制御装置。