(57)【要約】【課題】  精密サーボモータ等のモータの駆動制御において、設定周波数がたとえ急激に変化しても、出力パルスの周波数を連続的な直線状又は曲線状に滑らかに変化させること。【解決手段】  所定の周波数特性をもつ入力制御信号に応じて、基準パルスの設定周波数を所定の変更期間だけ変更し、該変更期間中は前記基準パルスを分周率が異なる調整パルスとして生成し、基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定した固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数が減少又は増加して変化する可変出力パルスを生成する。【選択図】  図１
2004153813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準パルスの設定周波数を分周処理により変化させて、周波数が段階的に滑らかに変化する出力パルスを生成するパルス発生装置であって、
前記基準パルスの分周処理に際して、
所定の周波数特性をもつ入力制御信号に応じて、前記基準パルスの設定周波数を所定の変更期間だけ変更し、該変更期間中は前記基準パルスを分周率が異なる調整パルスとして生成する分周率変更手段と、
前記基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定した固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数が減少又は増加して変化する可変出力パルスを生成する出力パルス生成手段と
を具え、
前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に変化させて周波数変動量を抑えるようにしたことを特徴とするパルス発生装置。
【請求項２】
前記出力パルス生成手段は、
前記基準パルスおよび前記調整パルスの各パルスを、履歴情報として複数回分に渡って連続して記憶する記憶手段と、
前記連続して記憶された各パルスを用いて演算処理を行うことにより複数種の分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出する算出手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のパルス発生装置。
【請求項３】
前記所定の周波数特性をもつ入力制御信号は、経時変化に対して単一ステップ状に変化する周波数特性をもつパルスモータ制御信号であり、
該パルスモータ制御信号に応じて、前記基準パルスとは分周率が異なる調整パルスを生成し、
前記基準パルスおよび前記調整パルスを演算処理して分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出し、
前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをパルスモータに入力することにより、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に単一ステップ状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に直線状に変化させて周波数変動量を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のパルス発生装置。
【請求項４】
前記所定の周波数特性をもつ入力制御信号は、経時変化に対して段階的に変化する周波数特性をもつサーボモータ制御信号であり、
該サーボモータ制御信号に応じて、前記基準パルスとは分周率が異なる調整パルスを生成し、
前記基準パルスおよび前記調整パルスを演算処理して分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出し、
前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをサーボモータに入力することにより、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に段階状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に曲線状に変化させて周波数変動量を抑えるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のパルス発生装置。
【請求項５】
基準パルスの設定周波数を分周処理により変化させて、周波数が段階的に滑らかに変化する出力パルスを生成するパルス発生方法であって、
前記基準パルスの分周処理に際して、
所定の周波数特性をもつ入力制御信号に応じて、前記基準パルスの設定周波数を所定の変更期間だけ変更し、該変更期間中は前記基準パルスを分周率が異なる調整パルスとして生成する分周率変更工程と、
前記基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定した固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数が減少又は増加して変化する可変出力パルスを生成する出力パルス生成工程と
を具え、
前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に変化させて周波数変動量を抑えるようにしたことを特徴とするパルス発生方法。
【請求項６】
前記出力パルス生成工程は、
前記基準パルスおよび前記調整パルスの各パルスを、履歴情報として複数回分に渡って連続して記憶する工程と、
前記連続して記憶された各パルスを用いて演算処理を行うことにより複数種の分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出する工程と
を含むことを特徴とする請求項５記載のパルス発生方法。
【請求項７】
前記所定の周波数特性をもつ入力制御信号は、経時変化に対して単一ステップ状に変化する周波数特性をもつパルスモータ制御信号であり、
該パルスモータ制御信号に応じて、前記基準パルスとは分周率が異なる調整パルスを生成し、
前記基準パルスおよび前記調整パルスを演算処理して分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出し、
前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをパルスモータに入力することにより、前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをパルスモータに入力することにより、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に単一ステップ状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に直線状に変化させて周波数変動量を抑えるようにしたことを特徴とする請求項５又は６記載のパルス発生方法。
【請求項８】
前記所定の周波数特性をもつ入力制御信号は、経時変化に対して段階的に変化する周波数特性をもつサーボモータ制御信号であり、
該サーボモータ制御信号に応じて、前記基準パルスとは分周率が異なる調整パルスを生成し、
前記基準パルスおよび前記調整パルスを演算処理して分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出し、
前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをサーボモータに入力することにより、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に段階状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に曲線状に変化させて周波数変動量を抑えるようにしたことを特徴とする請求項５又は６記載のパルス発生方法。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれかに記載の各工程を、ＣＰＵに実行させる制御プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載した制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設定周波数の急激な変化にもかかわらず、滑らかな（不連続でない）周波数変化を行う出力パルスを発生することが可能な、パルス発生装置、パルス発生方法、制御プログラム、並びに、記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来のパルス発生装置の構成例を示す。  
パルス発生装置１は、所定の設定周波数をもつ発振回路定数切替部２を備えている。この発振回路定数切替部２は、入力制御信号３が入力されると、予め設定された設定周波数に対して周波数が変更された可変パルス４を発生する。この可変パルス４は、出力パルスとしてパルス入力装置５に出力される。
【０００３】
図１２は、発振回路定数切替部２の内部構成例を示す。  
発振回路定数切替部２は、抵抗６（Ｒ）、コンデンサ７（Ｃ）、バッファ８等からなるＣＲ発振器にて構成され、発振回路定数（Ｒ，Ｃ）を不連続に切換えることにより、予め設定された設定周波数の設定値を変更し、高又は低に周波数が変更された可変パルス４を出力する。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２０３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１３は、設定周波数に対応した出力パルス波形を示す。  
発振回路定数切替部２に入力制御信号３が入力されると、設定周波数ｆは、図１３（ａ）に示すように周波数の切換えが行われる。この周波数切替えに伴い、出力パルス（可変パルス４）の周波数は、図１３（ｂ）に示すようにステップ状に変化する。この”ステップ状”に変化するとは、出力パルス波形９の周波数が不連続で急激に変化することを意味する。
【０００６】
具体例を挙げて説明する。  
図１３（ａ）の設定周波数ｆが低周波数ｆａから高周波数ｆｂに変化、すなわち、パルスサンプリング値が１０ｐｐｓ（Ｐｌｕｓｅ  Ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ）から１００ｐｐｓに変化したとする。この周波数切替えに伴い、図１３（ｂ）の出力パルス波形９は、１０ｐｐｓに対応した周期Ｔａの波形から、１００ｐｐｓに対応した周期Ｔｂ（≪Ｔａ）の波形に変わる。
【０００７】
この場合、周波数切替え時の周波数の急激な変化に伴い、周波数切替え前後の領域Ｐ，Ｑにおける周期Ｔａ，周期Ｔｂの関係は、
Ｔａ≫Ｔｂ          …（１）
となる。
【０００８】
このように設定周波数の切替え時の領域Ｐ，Ｑにおいて、周波数の急激な変化すなわち長周期Ｔａから短周期Ｔｂへ極端に変化することになる。
【０００９】
また、任意のタイミングで設定周波数を変更したような場合、パルス一周期分を確保することができず、領域Ｐ，Ｑにおいて出力パルスの継ぎ目が不連続になる。  
【００１０】
以上説明したように、周波数切替え時の領域Ｐ，Ｑにおいて、周波数の急激な変化や継ぎ目が不連続な出力パルスが発生すると、その出力パルスのパルス列を入力する機器（例えば、パルスモータ制御器）によっては、その性能（応答）に悪影響を及ぼすことになる。
【００１１】
例えば、パルスモータ制御において、図１２に示すように、設定周波数をステップ状に急激に変化させると、出力パルスの時間的な変化（周期Ｔａ→周期Ｔｂ）が大きすぎるため、パルスモータ側におけるその周波数切替え前後の期間においては出力パルス数分通りに正確にパルス制御を行うことができない現象、いわゆる”脱調”現象が発生してしまい、ひいてはパルスモータ制御をスムーズに行うことができないという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、設定周波数がたとえ急激に変化しても、出力パルスの周波数を滑らかに変化させることが可能な、パルス発生装置、パルス発生方法、制御プログラム、並びに、記憶媒体を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、滑らかに変化する周波数を用いてパルスモータやサーボモータの駆動制御を行うことにより、いわゆる脱調現象を無くしたスムーズなモータ制御を行うことが可能な、パルス発生装置、パルス発生方法、制御プログラム、並びに、記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基準パルスの設定周波数を分周処理により変化させて、周波数が段階的に滑らかに変化する出力パルスを生成するパルス発生装置であって、前記基準パルスの分周処理に際して、所定の周波数特性をもつ入力制御信号に応じて、前記基準パルスの設定周波数を所定の変更期間だけ変更し、該変更期間中は前記基準パルスを分周率が異なる調整パルスとして生成する分周率変更手段と、前記基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定した固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数が減少又は増加して変化する可変出力パルスを生成する出力パルス生成手段とを具え、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に変化させて周波数変動量を抑えることによって、パルス発生装置を構成する。
【００１５】
本発明は、基準パルスの設定周波数を分周処理により変化させて、周波数が段階的に滑らかに変化する出力パルスを生成するパルス発生方法であって、前記基準パルスの分周処理に際して、所定の周波数特性をもつ入力制御信号に応じて、前記基準パルスの設定周波数を所定の変更期間だけ変更し、該変更期間中は前記基準パルスを分周率が異なる調整パルスとして生成する分周率変更工程と、前記基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定した固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数が減少又は増加して変化する可変出力パルスを生成する出力パルス生成工程とを具え、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に変化させて周波数変動量を抑えるようにしたことによって、パルス発生方法を提供する。
【００１６】
前記出力パルス生成工程は、前記基準パルスおよび前記調整パルスの各パルスを、履歴情報として複数回分に渡って連続して記憶する工程と、前記連続して記憶された各パルスを用いて演算処理を行うことにより複数種の分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出する工程とを含んでもよい。
【００１７】
前記所定の周波数特性をもつ入力制御信号は、経時変化に対して単一ステップ状に変化する周波数特性をもつパルスモータ制御信号であり、該パルスモータ制御信号に応じて、前記基準パルスとは分周率が異なる調整パルスを生成し、前記基準パルスおよび前記調整パルスを演算処理して分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出し、前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをパルスモータに入力することにより、前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをパルスモータに入力することにより、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に単一ステップ状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に直線状に変化させて周波数変動量を抑えるようにしてもよい。
【００１８】
前記所定の周波数特性をもつ入力制御信号は、経時変化に対して段階的に変化する周波数特性をもつサーボモータ制御信号であり、該サーボモータ制御信号に応じて、前記基準パルスとは分周率が異なる調整パルスを生成し、前記基準パルスおよび前記調整パルスを演算処理して分周信号を生成し、該各分周信号に基づいて前記固定出力パルス又は前記可変出力パルスを算出し、前記算出された固定出力パルスおよび可変出力パルスをサーボモータに入力することにより、前記経時変化に対して設定周波数が不連続的に段階状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に曲線状に変化させて周波数変動量を抑えるようにしてもよい。
【００１９】
本発明は、上記パルス発生方法の記載の各工程を、ＣＰＵに実行させる制御プログラムを提供する。
【００２０】
本発明は、上記記載した制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定したステップ状の固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数がステップ状ではなく段階的に滑らかに変化する可変出力パルスを生成するようにしたので、経時変化に対して設定周波数が単一ステップ状に変化する周波数領域に対応する周波数変化を、該経時変化に対して直線的に変化させて周波数変動量を抑え、滑らかな周波数変化にすることができる。
【００２２】
本発明によれば、基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定したステップ状の固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数がステップ状ではなく段階的に滑らかに変化する可変出力パルスを生成するようにしたので、経時変化に対して設定周波数が不連続的に段階状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に曲線状に変化させて周波数変動量を抑え、一段と滑らかな周波数変化にすることができる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、滑らかに変化する周波数を用いてパルスモータやサーボモータの駆動制御を行うことにより、いわゆる脱調現象を無くしたスムーズなモータ制御を行うことができる利点や、パルス特性を容易に入力できる簡易データ入力手段を付加させることができる等のシステムの適用範囲を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
[第１の例]
本発明の第１の実施の形態を、図１〜図６について説明する。
＜構成＞
図１は、パルス発生装置の構成例を示す。  
パルス発生装置１００は、ストローブ信号発生回路１０１と、分周回路１０２と、ラッチ回路１０３とに大別される。また、パルス発生装置１００には、入力側に外部装置２００（例えば、パーソナルコンピュータ）が接続され、出力側にパルス列入力装置３００（例えば、ステッピングモータ等のパルスモータ、精密サーボモータ）が接続されている。
【００２５】
以下、各部の構成について説明する。
（ストローブ信号発生回路）
ストローブ信号発生回路１０１には、外部装置２００から入力制御信号２０１が入力され、所定の周波数（すなわち、設定周波数）に設定された図４（ｂ）に示すような基準パルス１１０を生成する。この場合、基準パルス１１０は、図４（ａ）に示す入力制御信号２０１のもつ所定のパルス特性に従い、その２×ｎ倍の周波数（設定周波数）のストローブ信号として生成される。
【００２６】
なお、ここでいう所定のパルス特性とは、例えば、図４（ａ）中、区間Ａ〜Ｂで１００ｐｐｓ（Ｐｌｕｓｅ  Ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ）、区間Ｂ〜Ｄで１０００ｐｐｓを発生正するように設定されたパルス波形のことをいう。
【００２７】
また、このストローブ信号発生回路１０１には、基準パルス１１０以外に調整パルス１１１を生成するために、本発明に係る分周率変更部１０２ａが設けられている。
【００２８】
この分周率変更部１０２ａは、所定のパルス特性をもつ入力制御信号２０１に応じて、基準パルス１１０の設定周波数を所定の変更期間（図４の区間Ｂ〜Ｄ）だけ変更することにより、その変更期間の間はその基準パルス１１０を該基準パルス１１０の分周率とは異なる分周率をもつ調整パルス１１１（分周率変更信号）として生成する機能をもつ。
【００２９】
従って、ストローブ信号発生回路１０１からは、入力制御信号２０１のもつパルス特性に応じて、基準パルス１１０と、基準パルス１１０とは異なる分周率の調整パルス１１１（分周率変更信号）とが生成され、これら信号１１０，１１１が２×ｎ倍の設定周波数をもつストローブ信号として分周回路１０２へ出力されることになる。
【００３０】
（分周回路）
図２は、分周回路１０２の内部構成例を示す。  
分周回路１０２には、直列多段接続（ここでは、少なくとも１０段以上にカスケード接続）されたシフトレジスタ１３０と、出力パルス生成部１３１とが設けられている。
【００３１】
各シフトレジスタ１３０は、ストローブ信号発生部１０１から順次送られてくる、基準パルス１１０、又は、分周率の異なる調整パルス１１１としての分周率変更信号を時系列的に順次記憶していく。ここでは、少なくとも１０回分のデータ信号が一時的に記憶されるものとする。
【００３２】
出力パルス生成部１３１は、各シフトレジスタ１３０に記憶されている基準パルス１１０および調整パルス１１１（分周率変更信号）を演算処理し、分周された信号として図４（ｃ）に示すような、第１の分周信号１２０、第２の分周信号１２１、第３の分周信号１２２を生成する。
【００３３】
このようにストローブ信号発生回路１０１から送出された２×ｎ倍の周波数の各ストローブ信号（すなわち、基準パルス１１０、又は、基準パルス１１０とは異なる分周率をもつ調整パルス１１１としての分周率変更信号）を一時的に記憶し、分周処理としてその記憶された複数回分のデータを用いて平均化等の演算処理を行うことにより、１／ｎに分周された分周信号１２０，１２１，１２２を生成する。なお、ｎの値は整数値であり、パルス発生装置１００内で予め設定できるものとする。
【００３４】
（ラッチ回路）
ラッチ回路１０３は、Ｄ−フリップフロップ回路等の論理回路等によって構成される。この回路により、第１〜第３の分周信号１２０〜１２２をそれぞれ１／２に分周することにより、図４（ｄ）に示すように矩形波からなる出力パルス１４０〜１４２を外部のパルス列入力装置３００（例えば、パルスモータ、精密サーボモータ）に出力する。
【００３５】
＜動作＞
本装置の動作について説明する。  
本例では、モータ制御例として、パルスモータの制御について説明する。  
図３は、パルス列の生成処理を示すフローチャートである。図４は、各種のパルス波形を示すタイミングチャートである。図５は、分周処理における演算処理の１例を示す。なお、図３の各ステップは、パルス発生装置１００内のＣＰＵによって実行される制御プログラムとして構成されるものであり、この制御プログラムは、記憶媒体（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気記録媒体、ＲＯＭ等）として記憶させ、コンピュータによって読み取らせて実行させることも可能である。
【００３６】
図３において、ステップＳ１では、ユーザ等によって入力された、パルスモータ制御用信号として、不連続的に単一ステップ状に変化する（例えば、１００（ｐｐｓ）から１０００（ｐｐｓ）に急激に変化する形態を示す）入力制御信号２０１を検出し、該信号のパルス特性を解析する。
【００３７】
ステップＳ２では、その解析した入力制御信号２０１のパルス特性の内容に応じて、基準パルス１１０および調整パルス１１１を生成する。
【００３８】
例えば、図４（ａ）に示すように、入力制御信号２０１が１００（ｐｐｓ）のときは、これに対応して基準パルス１１０が生成され、１０００（ｐｐｓ）のときは、調整パルス１１１が生成される。
【００３９】
ステップＳ３では、生成した基準パルス１１０又は調整パルス１１１の各サンプリング毎のパルス数を、シフトレジスタ１３０に順次記憶していく。
【００４０】
例えば、図５に示すように、サンプリングを１０回行った場合、データとして”１００”が１０回連続して出力されたときは、その１０回分のデータが順次記憶される。
【００４１】
ステップＳ４では、シフトレジスタ１３０に記憶された全てのデータ（或いは選択したデータでもよい）を用いて、所定の演算処理を行い、分周信号１２０〜１２２を生成する。
【００４２】
ここで、演算処理の例を挙げる。  
各シフトレジスタ１３０に記憶されているデータが全て、基準パルス１１０のみからなる信号である場合には、これら記憶された全データの平均値を求めることにより、図４（ｃ）に示すような不連続でかつ周波数が一定したステップ状の第１の分周信号１２０（周期Ｔａ）を得る。
【００４３】
各シフトレジスタ１３０に記憶されているデータが、基準パルス１１０と調整パルス１１１（分周率変更信号）とからなる信号である場合には、記憶されたデータの平均値を求めることにより、図４（ｃ）に示すような不連続でかつ周波数が滑らかに変化するステップ状の第２の分周信号１２１（可変周期Ｔｏ）を得る。
【００４４】
各シフトレジスタ１３０に記憶されているデータが全て、調整パルス１１１のみからなる信号である場合には、記憶されたデータの平均値を求めることにより、図４（ｃ）に示すような不連続でかつ周波数が一定したステップ状の第３の分周信号１２２（周期Ｔｂ）を得る。
【００４５】
ただし、これら３種類の分周信号１２０〜１２２の周期は、
Ｔａ＞Ｔｏ＞Ｔｂ      …（２）
の関係がある。
【００４６】
なお、演算処理の例として、連続したデータ１０回分の平均値を求める処理をしたが、この平均化処理に限るものではなく、他の算出処理（例えば、１おきにサンプリングしたデータ群（ｐｐｓ）の曲線から傾きを計算し、その傾斜角に応じて予め設定しておいたリファレンス値を出力するような処理）によって求めてもよい。
【００４７】
図５は、分周処理に係る演算処理の具体例を示す。  
図５（ｂ）のパルス入力（ｐｐｓ）として、”１００”は基準パルス１１０を示し、”１０００”は調整パルス１１１を示す。
【００４８】
例として、図５（ａ）のパルスサンプリング回数が９回目のときのパルス出力値１００は、図５（ｃ）に示すように過去１０回分のデータの平均値から求めることができる。すなわち、ここでは、９回目以前の１０回分のデータが全て１００であるため、
（１００×１０）／１０＝１００    …（３）
として算出される。
【００４９】
また、パルスサンプリング回数が１０回目のときのパルス出力値１９０は、過去１０回分のデータの平均値として、
（１００×９＋１０００×１）／１０＝１９０    …（４）
として算出される。
【００５０】
さらに、パルスサンプリング回数が１９回目のときのパルス出力値１０００は、過去１０回分のデータの平均値として、
（１０００×１０）／１０＝１０００      …（５）
として算出される。
【００５１】
このようにして求めていくと、パルスサンプリング回数０回目のパルス出力１００〜９回目のパルス出力１００までの区間Ａ〜Ｂが、図４（ｃ）の分周信号１２０（固定の周期Ｔａ）に相当する。
【００５２】
同様に、パルスサンプリング回数１０回目のパルス出力１９０〜１８回目のパルス出力９１０までの区間Ｂ〜Ｃが、図４（ｃ）の周波数が滑らかに増加方向に変化する分周信号１２１（可変周期Ｔｏ）に相当する。
【００５３】
同様に、パルスサンプリング回数１９回目のパルス出力１０００〜２４回目のパルス出力１０００までの区間Ｃ〜Ｄが、図４（ｃ）の分周信号１２２（固定の周期Ｔｂ）に相当する。
【００５４】
同様に、パルスサンプリング回数２５回目のパルス出力１００〜３３回目のパルス出力１９０までの区間Ｄ〜Ｅが、図４（ｃ）の周波数が滑らかに減少方向に変化する分周信号１２１（可変周期Ｔｏ）に相当する。
【００５５】
同様に、パルスサンプリング回数３５回目のパルス出力１００以降の区間Ｅ〜Ｆが、図４（ｃ）の分周信号１２０（固定の周期Ｔａ）に相当する。
【００５６】
ステップＳ５では、図４（ｄ）に示すように、生成した分周信号１２０〜１２２にそれぞれ対応する出力パルス１４０〜１４２を生成し、外部のパルス列入力装置３００に出力する。
【００５７】
この場合、固定出力パルス１４０は、分周信号１２０に対応した固定の周期Ｔａをもつ信号である。可変出力パルス１４１は、分周信号１２１に対応した可変周期Ｔｏをもつ周波数が滑らかに増加又は減少する信号である。固定出力パルス１４２は、分周信号１２２に対応した固定の周期Ｔｂをもつ信号である。
【００５８】
なお、図５において、パルスサンプリング回数１０回目〜２４回目の１回当りのサンプリング時間を、例えば１０ｍｓとすると、区間Ｂ〜Ｄにおける総サンプリング時間は、１０（ｍｓ）×１５（回）＝１５０（ｍｓ）となる。
【００５９】
（周波数が滑らかに変化する信号）
図６は、設定周波数の変化に対応した周波数が滑らかに増加又は減少する可変出力パルス１４１（すなわち、入力制御信号２０１の不連続的に単一ステップ状に変化する波形に対応して変化する出力パルス）の信号波形を示す。
【００６０】
分周信号１２０に対応した周期Ｔａの固定出力パルス１４０は、図４（ｅ）に示すように数１０ｐｐｓに相当する。分周信号１２２に対応した周期Ｔｂの固定出力パルス１４２は、図４（ｅ）に示すように数１００Ｋｐｐｓに相当する。
【００６１】
これに対して、分周信号１２１に対応した可変周期Ｔｏの可変出力パルス１４１は、図４（ｅ）に示すように数１０ｐｐｓ〜数１００Ｋｐｐｓの範囲内で周波数が徐々に増加し、減少していく。換言すれば、図６に示すように、区間Ｂ〜Ｃの範囲内で可変周期Ｔｏが徐々に短くなる方向（Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４＞Ｔ５）に変化し、区間Ｄ〜Ｅの範囲内で可変周期Ｔｏが徐々に長くなる方向（Ｔ５＜Ｔ４＜Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ１）に変化する。
【００６２】
このような滑らかな周期変化すなわち滑らかな周波数変化は、前述した（２）式に対応するものであり、従来の（１）式に示したような急激な周波数変化がないため、より細やかなパルス出力制御を行うことができる。
【００６３】
従って、基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定したステップ状の固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数がステップ状ではなく段階的に滑らかに変化する可変出力パルスを生成するようにしたので、経時変化に対して設定周波数が不連続的に単一ステップ状に変化する周波数領域に対応する周波数変化を、該経時変化に対して連続的に直線的に変化させて周波数変動量を抑え、滑らかな周波数変化にすることができる。
【００６４】
（まとめ）
以上の例から、本装置の特徴について整理してみる。  
(1)周波数設定が不連続に変化する期間（領域Ｂ〜Ｃ、領域Ｄ〜Ｅ）でも滑らかに周波数が変化するため、周波数応答の悪いパルス入力機器へのパルス出力を改善することができる。  
(2)パルス特性をもつ入力制御信号２０１を容易に入力できるので、パルス出力の連続動作が可能となる。  
(3)任意タイミングで周波数設定を変更しても周波数変動を緩和することができ、従来のような脱調現象が生じることもない。  
(4)不連続な周波数特性入力でも、他の変換装置を使用せずに連続周波数特性が得られる。  
(5)パルス周波数倍率（分周率）：ｎを調整することにより、加減速特性の調整をスムーズに行うことが可能となる。  
(6)パルス周波数の総倍率（＝２×ｎ）と総分周率（＝１／２ｎ）とが同じなので、特性入力の時点で総パルス出力数の管理が可能となる。  
【００６５】
[第２の例]
本発明の第２の実施の形態を、図７〜図１０に基づいて説明する。
【００６６】
本例は、精密サーボモータの駆動制御を行う例について説明する。  
前述した図１の外部装置２００からは、精密サーボモータ制御用信号として、入力制御信号４０１が入力される。この入力制御信号４０１の波形は、前述した第１の例の入力制御信号２０１の波形のような不連続的に単一ステップ状に変化するのでなく、経時変化に対して連続的に段階状に変化する波形である。パルス列入力装置３００としては、加減速により一段と滑らかなパルス周波数の変化が要求される精密サーボモータによって構成される。なお、パルス発生装置１００の内部構成は第１の例と同じであり、そのパルス例の生成処理の方法が異なっている。
【００６７】
第１の例で説明したような、図４（ｅ）に示したような加速・減速時に直線的に変化するような出力パルスでは、より一段と滑らかなパルス列の周波数の変化を要求する機器（例えば、本例のような精密サーボモータ制御機器）によっては、その性能（応答）を満足させることはできない。また、設定周波数が不連続的な単一ステップ特性ではなく、経時変化に対して直線的特性の周波数変化をもつ従来のパルス発生器でも、周波数の始点や終点でのパルスの継ぎ目での不連続箇所が発生するおそれがある。そこで、本例のようなモータ制御が必要となる。
【００６８】
以下、本装置の動作について説明する。
本例では、モータ制御例として、精密サーボモータの制御を、前述した図３のフローチャートを用いて説明する。
【００６９】
図７は、各種のパルス波形を示すタイミングチャートである。図８は、分周処理における演算処理の１例を示す。図９は、パルス発生装置１００から出力され、パルス列入力装置３００に入力される出力パルスの波形を、図８のパルス出力値に対応させて示したものである。
【００７０】
図３において、ステップＳ１では、ユーザ等によって入力された、精密サーボモータ制御用信号として、不連続的に段階状に変化する（例えば、１００（ｐｐｓ）から１０００（ｐｐｓ）に急激に変化する形態を示す）入力制御信号４０１を検出し、該信号のパルス特性を解析する。
【００７１】
ステップＳ２では、その解析した入力制御信号４０１のパルス特性の内容に応じて、基準パルス１１０および調整パルス１１１を生成する。
【００７２】
この入力制御信号４０１は、例えば、図７（ａ）に示すように、１００（ｐｐｓ）のときは、これに対応して基準パルス１１０が生成され、また、不連続的に段階状に変化するときすなわち設定周波数が経時変化に対して直線的に増加又は減少するとき（例えば、１５０，２００，２５０，３００，……，９００，９５０，１０００（ｐｐｓ））は、調整パルス１１１が生成される。
【００７３】
ステップＳ３では、生成した基準パルス１１０又は調整パルス１１１の各サンプリング毎のパルス数を、シフトレジスタ１３０に順次記憶していく。
【００７４】
例えば、図８に示すように、サンプリングを１０回行った場合、データとして”１００”が１０回連続して出力されたときは、その１０回分のデータが順次記憶される。
【００７５】
ステップＳ４では、シフトレジスタ１３０に記憶された全てのデータ（或いは選択したデータでもよい）を用いて、所定の演算処理を行い、分周信号１２０〜１２２を生成する。
【００７６】
ここで、演算処理の例を挙げる。  
各シフトレジスタ１３０に記憶されているデータが全て、基準パルス１１０のみからなる信号である場合には、これら記憶された全データの平均値を求めることにより、図７（ｃ）に示すような不連続でかつ周波数が一定したステップ状の第１の分周信号１２０（固定の周期Ｔａ）を得る。
【００７７】
各シフトレジスタ１３０に記憶されているデータが、基準パルス１１０と調整パルス１１１（分周率変更信号）とからなる信号である場合には、記憶されたデータの平均値を求めることにより、図７（ｃ）に示すような不連続でかつ周波数が滑らかに変化するステップ状の第２の分周信号１２１（可変周期Ｔｏ）を得る。
【００７８】
各シフトレジスタ１３０に記憶されているデータが全て、調整パルス１１１のみからなる信号である場合には、記憶されたデータの平均値を求めることにより、図７（ｃ）に示すような不連続でかつ周波数が一定したステップ状の第３の分周信号１２２（固定の周期Ｔｂ）を得る。
【００７９】
ただし、これら３種類の分周信号１２０〜１２２の周期は、
Ｔａ＞Ｔｏ＞Ｔｂ      …（６）
の関係がある。
【００８０】
なお、演算処理の例として、連続したデータ１０回分の平均値を求める処理をしたが、この平均化処理に限るものではなく、他の算出処理（例えば、１おきにサンプリングしたデータ群（ｐｐｓ）の曲線から傾きを計算し、その傾斜角に応じて予め設定しておいたリファレンス値を出力するような処理）によって求めてもよい。
【００８１】
図８は、分周処理に係る演算処理の具体例を示す。  
図８（ｂ）のパルス入力（ｐｐｓ）として、”１００”は基準パルス１１０を示し、”１０００”は調整パルス１１１を示す。
【００８２】
例として、図８（ａ）のパルスサンプリング回数が９回目のときのパルス出力値１００は、図８（ｃ）に示すように過去１０回分のデータの平均値から求めることができる。すなわち、ここでは、９回目以前の１０回分のデータが全て１００であるため、
（１００×１０）／１０＝１００    …（７）
として算出される。
【００８３】
また、パルスサンプリング回数が１０回目のときのパルス出力値１９０は、過去１０回分のデータの平均値として、
（１００×９＋１５０×１）／１０＝１０５    …（８）
として算出される。
【００８４】
さらに、パルスサンプリング回数が２７回目のときのパルス出力値７７５は、過去１０回分のデータの平均値として、
（（５５０＋６００＋６５０＋７００＋７５０＋８００＋８５０＋９００＋９５０＋１０００））／１０＝７７５      …（９）
として算出される。
【００８５】
さらに、パルスサンプリング回数が３６回目のときのパルス出力値１０００は、過去１０回分のデータの平均値として、
（１０００×１０）／１０＝１０００      …（１０）
として算出される。
【００８６】
このようにして求めていくと、パルスサンプリング回数０回目のパルス出力１００〜９回目のパルス出力１００までの区間Ａ〜Ｂが、図７（ｃ）の分周信号１２０（固定の周期Ｔａ）に相当する。
【００８７】
同様に、パルスサンプリング回数１０回目のパルス出力１０５〜３５回目のパルス出力９９５までの区間Ｂ〜Ｃ´が、図７（ｃ）の周波数が滑らかに増加方向に変化する分周信号１２１（可変周期Ｔｏ）に相当する。
【００８８】
同様に、パルスサンプリング回数３６回目のパルス出力１０００〜３９回目のパルス出力１０００までの区間Ｃ´〜Ｄが、図７（ｃ）の分周信号１２２（固定の周期Ｔｂ）に相当する。
【００８９】
同様に、パルスサンプリング回数４０回目のパルス出力９９０〜５６回目のパルス出力１１０までの区間Ｄ〜Ｅ´が、図７（ｃ）の周波数が滑らかに減少方向に変化する分周信号１２１（可変周期Ｔｏ）に相当する。
【００９０】
同様に、パルスサンプリング回数５７回目のパルス出力１００以降の区間Ｅ´〜Ｆが、図７（ｃ）の分周信号１２０（固定の周期Ｔａ）に相当する。
【００９１】
ステップＳ５では、図７（ｄ）に示すように、生成した分周信号１２０〜１２２にそれぞれ対応する出力パルス１４０〜１４２を生成し、外部のパルス列入力装置３００に出力する。
【００９２】
この場合、固定出力パルス１４０は、分周信号１２０に対応した固定の周期Ｔａをもつ信号である。可変出力パルス１４１は、分周信号１２１に対応した可変周期Ｔｏをもつ周波数が滑らかに増加又は減少する信号である。固定出力パルス１４２は、分周信号１２２に対応した固定の周期Ｔｂをもつ信号である。
【００９３】
（周波数が滑らかに変化する信号）
図９は、設定周波数の変化に対応した周波数が滑らかに増加又は減少する可変出力パルス１４１（すなわち、入力制御信号４０１の不連続的に段階状に変化する波形に対応して変化する出力パルス）の信号波形を示す。
【００９４】
分周信号１２０に対応した周期Ｔａの固定出力パルス１４０は、図７（ｅ）に示すように数１０ｐｐｓに相当する。分周信号１２２に対応した周期Ｔｂの固定出力パルス１４２は、図７（ｅ）に示すように数１００Ｋｐｐｓに相当する。
【００９５】
これに対して、分周信号１２１に対応した可変周期Ｔｏの可変出力パルス１４１は、図７（ｅ）に示すように数１０ｐｐｓ〜数１００Ｋｐｐｓの範囲内で周波数が徐々に増加し、減少していく。換言すれば、図９に示すように、区間Ｂ〜Ｃ´の範囲（領域Ｐ´＞Ｐ）内で可変周期Ｔｏが徐々に短くなる方向（Ｔ１＞Ｔ２≫Ｔ３´＞Ｔ４´＞Ｔ５´)に変化し、区間Ｄ〜Ｅ´の範囲（領域Ｑ´＞Ｑ）内で可変周期Ｔｏが徐々に長くなる方向（Ｔ５´＜Ｔ４´＜Ｔ３´≪Ｔ２＜Ｔ１）に変化する。
【００９６】
このような滑らかな周期変化すなわち滑らかな周波数変化は、前述した（６）式に対応するものであり、従来の（１）式に示したような急激な周波数変化がないため、前述した第１の例より細やかなパルス出力制御を行うことができる。
【００９７】
従って、基準パルスおよび該基準パルスとは分周率が異なる調整パルスに基づいて、経時変化に対して周波数が一定したステップ状の固定出力パルス、および、経時変化に対して周波数がステップ状ではなく段階的に滑らかに変化する可変出力パルスを生成するようにしたので、経時変化に対して設定周波数が不連続的に段階状に変化する周波数領域に対応する出力パルスの周波数変化を、該経時変化に対して前記生成された可変出力パルスによって連続的に曲線状に変化させて周波数変動量を抑え、一段と滑らかな周波数変化にすることができる。
【００９８】
（まとめ）
以上の例から、本装置の特徴について整理してみる。  
(7)マイクロプロセッサ等を用いた複雑な演算技術を用いずに、単純なハードウェア機構としてパルス曲線の加減速を実行することができる。  
(8)パルス周波数倍率（分周率）を調整することにより、加減速特徴の調整が可能となる。  
(9)簡易的な直線近時特性をもつ入力信号の入力時に総パルス出力数の管理が可能であり、出力パルスの曲線特性でパルス出力を行っても、総パルス数は直線近時特性の入力時と同じ値となる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、パルスモータ、精密サーボモータ等のモータの駆動制御の分野において、設定周波数がたとえ急激に変化しても、出力パルスの周波数を連続的な直線状又は曲線状に滑らかに変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施の形態である、パルス発生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】分周回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】パルス列の発生処理を示すフローチャートである。
【図４】各種パルス波形のタイミングチャートである。
【図５】分周処理に係る演算処理の具体例を示す説明図である。
【図６】不連続的な単一ステップ状の設定周波数の変化に対して、周波数が直線的に変化するパルス波形を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態である、各種パルス波形のタイミングチャートである。
【図８】分周処理に係る演算処理の具体例を示す説明図である。
【図９】不連続的な段階状の設定周波数の変化に対して、周波数が曲線的に変化するパルス波形を示す説明図である。
【図１０】出力パルスの経時的変化を示す波形図である。
【図１１】従来のパルス発生装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】発振回路定数切替部の構成を示す回路図である。
【図１３】出力パルスの波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１  パルス発生器
２  発振回路定数切替部
３  入力制御信号
４  可変パルス
５  パルス列入力装置
１００  パルス発生装置
１０１  ストローブ信号発生部
１０１ａ  分周率変更部
１０２  分周回路
１０３  ラッチ回路
１１０  基準パルス
１１１  調整パルス
１２０〜１２２  分周信号
１３０  シフトレジスタ
１３１  出力パルス生成部
１４０〜１４２  出力パルス
２００  外部装置
２０１  入力制御信号
３００  パルス列入力装置
４０１  入力制御信号
【図１】
2004153813.tif 000003
【図２】
2004153813.tif 000004
【図３】
2004153813.tif 000005
【図４】
2004153813.tif 000006
【図５】
2004153813.tif 000007
【図６】
2004153813.tif 000008
【図７】
2004153813.tif 000009
【図８】
2004153813.tif 000010
【図９】
2004153813.tif 000011
【図１０】
2004153813.tif 000012
【図１１】
2004153813.tif 000013
【図１２】
2004153813.tif 000014
【図１３】
2004153813.tif 000015