(57)【要約】【課題】本発明は、トラッキング方式変換回路の暴走を抑えつつ応答性を向上できるエンコーダ用トラッキング方式変換回路を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明によるエンコーダ用トラッキング方式変換回路は、エンコーダから出力される位相が互いに９０°ずれた２つの正弦波状信号から制御偏差εを得るとともに、制御偏差εにゲインを乗算した上で制御偏差εからデジタル位置信号φを得る。増幅器５は、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していないと暴走判定部１０が判定しているときに制御偏差εに第１ゲインを乗算し、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していると暴走判定部１０が判定しているときに第１ゲインよりも小さな第２ゲインを制御偏差εに乗算する。【選択図】図１
2016031583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダから出力される位相が互いに９０°ずれた２つの正弦波状信号から制御偏差εを得るとともに、前記制御偏差εにゲインを乗算した上で前記制御偏差εからデジタル位置信号φを得るエンコーダ用トラッキング方式変換回路であって、
前記制御偏差εにゲインを乗算する増幅器と、
前記デジタル位置信号φから得られる回転速度が設定速度よりも速い状態が所定時間維持されるか否かに基づいて、前記エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走しているか否かを判定する暴走判定部と
を備え、
前記増幅器は、前記エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していないと前記暴走判定部が判定しているときに前記制御偏差εに第１ゲインを乗算し、前記エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していると前記暴走判定部が判定しているときに前記第１ゲインよりも小さな第２ゲインを前記制御偏差εに乗算する
ことを特徴とするエンコーダ用トラッキング方式変換回路。
【請求項２】
前記第１ゲイン及び前記第２ゲインの値は、記憶手段に予め記憶されていることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ用トラッキング方式変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダから出力される位相が互いに９０°ずれた２つの正弦波状信号から制御偏差εを得るとともに、制御偏差εにゲインを乗算した上で制御偏差εからデジタル位置信号φを得るエンコーダ用トラッキング方式変換回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記の非特許文献１等に示されているように、トラッキング方式変換回路を用いてレゾルバからのアナログ位置信号をデジタル位置信号に変換することが行われている。このようにレゾルバからの信号をデジタル信号に変換する変換回路は、Ｒ／Ｄ変換器と呼ばれる。図２は、従来のＲ／Ｄ変換器を示すブロック図である。図において、Ｒ／Ｄ変換器は、第１乗算器１、第２乗算器２、減算器３、同期検波器４、増幅器５、位置算出部６、ｃｏｓテーブル７及びｓｉｎテーブル８を有するトラッキング方式変換回路であり、全体として制御偏差εを零とするフィードバックループを形成している。Ｒ／Ｄ変換器における制御偏差εは、レゾルバからのアナログ位置信号ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔ，ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔと、後述するデジタル位置信号φとから得られるｓｉｎ（θ−φ）である。
【０００３】
第１乗算器１は、レゾルバからのアナログ位置信号ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔとｃｏｓテーブル７からのｃｏｓφとを入力として、ｓｉｎθ・ｃｏｓφ・ｓｉｎωｔを出力する。第２乗算器２は、レゾルバからのアナログ位置信号ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔとｓｉｎテーブル８からのｓｉｎφとを入力として、ｃｏｓθ・ｓｉｎφ・ｓｉｎωｔを出力する。減算器３は、第１及び第２乗算器１，２の出力を入力として、処理信号ｓｉｎ（θ−φ）・ｓｉｎωｔを出力する。処理信号ｓｉｎ（θ−φ）・ｓｉｎωｔは、同期検波器４において励磁信号成分ｓｉｎωｔが除去されて制御偏差εとされる。
【０００４】
制御偏差εは、増幅器５で所定のゲインが乗算されることで増幅された上で位置算出部６に入力される。位置算出部６は、電圧制御発信器及びカウンタにより構成されており、制御偏差εに基づいてデジタル位置信号φを出力する。ｃｏｓテーブル７はデジタル位置信号φに基づきｃｏｓφを第１乗算器１に入力し、ｓｉｎテーブル８はデジタル位置信号φに基づきｓｉｎφを第２乗算器２に入力する。
【０００５】
また、下記の特許文献１に示すように、エンコーダから出力される信号を正弦波状信号とすることも行われている。エンコーダからの出力は、位相を９０°ずらした２つの正弦波状信号とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３５１９１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本電機工業会技術資料ＪＥＭ−１８７（平成５年１２月２０日  社団法人  日本電機工業会  発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
レゾルバから出力される信号は１回転当り数サイクルという低い周波数の信号であるが、エンコーダから出力される正弦波状信号は１回転当り数百サイクルから数千サイクルという高い周波数の信号となる。従って、エンコーダから出力される信号をトラッキング方式変換回路で処理するには、応答性を良くするために制御偏差εに乗算するゲインを高く設定する必要がある。しかしながら、ゲインを高く設定すると、発振が生じやすくなるとともに、発振が止まらずにトラッキング方式変換回路が暴走してしまうことがある。すなわち、エンコーダの出力を処理するために従来のトラッキング方式変換回路を用いようとしても、トラッキング方式変換回路の暴走を抑えることと高い応答性とを両立することが難しい。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、トラッキング方式変換回路の暴走を抑えつつ応答性を向上できるエンコーダ用トラッキング方式変換回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るエンコーダ用トラッキング方式変換回路は、エンコーダから出力される位相が互いに９０°ずれた２つの正弦波状信号から制御偏差εを得るとともに、制御偏差εにゲインを乗算した上で制御偏差εからデジタル位置信号φを得るエンコーダ用トラッキング方式変換回路であって、制御偏差εにゲインを乗算する増幅器と、デジタル位置信号φから得られる回転速度が設定速度よりも速い状態が所定時間維持されるか否かに基づいて、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走しているか否かを判定する暴走判定部とを備え、増幅器は、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していないと暴走判定部が判定しているときに制御偏差εに第１ゲインを乗算し、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していると暴走判定部が判定しているときに第１ゲインよりも小さな第２ゲインを制御偏差εに乗算する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエンコーダ用トラッキング方式変換回路によれば、増幅器は、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していないと暴走判定部が判定しているときに制御偏差εに第１ゲインを乗算し、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していると暴走判定部が判定しているときに第１ゲインよりも小さな第２ゲインを制御偏差εに乗算するので、トラッキング方式変換回路の暴走を抑えつつ応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態によるエンコーダ用トラッキング方式変換回路を示すブロック図である。
【図２】従来のＲ／Ｄ変換器を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態によるエンコーダ用トラッキング方式変換回路を示すブロック図である。図において、エンコーダ用トラッキング方式変換回路は、第１乗算器１、第２乗算器２、減算器３、増幅器５、位置算出部６、ｃｏｓテーブル７、ｓｉｎテーブル８、積算器９、暴走判定部１０及び記憶手段１１を有する回路であり、全体として制御偏差εを零とするフィードバックループを形成している。本実施の形態のエンコーダ用トラッキング方式変換回路における制御偏差εは、エンコーダからのアナログ位置信号ｓｉｎθ，ｃｏｓθ（エンコーダから出力される位相が互いに９０°ずれた２つの正弦波状信号）と、後述するデジタル位置信号φとから得られるｓｉｎ（θ−φ）である。なお、θは、エンコーダ出力の１サイクル分の角度範囲におけるエンコーダの符号板の角度位置を示している。
【００１４】
第１乗算器１は、エンコーダからのアナログ位置信号ｓｉｎθとｃｏｓテーブル７からのｃｏｓφとを入力として、ｓｉｎθ・ｃｏｓφを出力する。第２乗算器２は、エンコーダからのアナログ位置信号ｃｏｓθとｓｉｎテーブル８からのｓｉｎφとを入力として、ｃｏｓθ・ｓｉｎφを出力する。減算器３は、第１及び第２乗算器１，２の出力を入力として、処理信号ｓｉｎ（θ−φ）を出力する。この処理信号ｓｉｎ（θ−φ）が制御偏差εである。
【００１５】
制御偏差εは、増幅器５で所定のゲインが乗算されることで増幅された上で位置算出部６に入力される。位置算出部６は、電圧制御発信器及びカウンタにより構成されており、制御偏差εに基づいてデジタル位置信号φを出力する。ｃｏｓテーブル７はデジタル位置信号φに基づきｃｏｓφを第１乗算器１に入力し、ｓｉｎテーブル８はデジタル位置信号φに基づきｓｉｎφを第２乗算器２に入力する。
【００１６】
積算器９は、位置算出部６からのデジタル位置信号φを積算することで、回転速度９ａを出力する。暴走判定部１０は、積算器９によって得られた回転速度９ａが設定速度よりも速い状態が所定時間維持されるか否かに基づいて、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走しているか否かを判定する。なお、暴走判定部１０が判定に用いる設定速度は、エンコーダの通常使用時に想定される最高速度であり、エンコーダの適用対象に応じて予め設定される。また、エンコーダ用トラッキング方式変換回路の暴走とは、エンコーダ用トラッキング方式変換回路のフィードバックループが発振するとともに、その発振が止まらない状況である。
【００１７】
記憶手段１１は、例えばＲＯＭ等により構成されるものであり、増幅器５が制御偏差εに乗算するゲインの値を予め記憶している。本実施の形態の記憶手段１１が記憶するゲインには、第１ゲインと、第１ゲインよりも小さな第２ゲインとが含まれている。増幅器５には、暴走判定部１０からの判定結果１０ａが入力される。増幅器５は、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していないと暴走判定部１０が判定しているときに制御偏差εに第１ゲインを乗算する。また、増幅器５は、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していると暴走判定部１０が判定しているときに、その暴走を抑えるために第１ゲインよりも小さな第２ゲインを制御偏差εに乗算する。
【００１８】
このようなエンコーダ用トラッキング方式変換回路では、増幅器５は、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していないと暴走判定部１０が判定しているときに制御偏差εに第１ゲインを乗算し、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走していると暴走判定部１０が判定しているときに第１ゲインよりも小さな第２ゲインを制御偏差εに乗算するので、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走する限界値近くまで第１ゲインを大きく設定しても、エンコーダ用トラッキング方式変換回路が暴走した際にエンコーダ用トラッキング方式変換回路の暴走を抑えることができる。これにより、トラッキング方式変換回路の暴走を抑えつつ応答性を向上できる。
【００１９】
また、第１ゲイン及び第２ゲインの値が記憶手段１１に予め記憶されているので、制御を簡易にすることができ、製造コストを低減できる。
【符号の説明】
【００２０】
５  増幅器
１０  暴走判定部
【図１】
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【図２】
2016031583.tif 000004