(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅に制御情報を持たせて遠隔的にサーボモータの回転方向と回転角度を制御するプロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御信号生成方式において、
サーボモータ制御用の幅変調された所定周波数のフレーム時間信号で繰り返されるパルス列を入力して当該パルス幅に対応した電圧信号に変換するパルス幅−電圧変換回路と、
前記所定周波数のフレーム時間信号とは独立し、かつ繰り返し周波数が前記所定周波数のフレーム時間信号より高い別個のフレーム時間信号を発振するフレーム時間信号発振回路と、
前記変換された電圧信号に前記フレーム時間信号発振回路から出力されるフレーム時間信号でパルス幅変調を施すパルス幅変調回路とから構成し、
前記入力したパルス幅変調のパルス列のフレーム時間信号の周波数を前記フレーム時間信号発振回路から出力される前記所定周波数のフレーム時間信号より高い別個のフレーム時間信号に変換することを特徴とするプロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御信号生成方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス幅に制御情報を持たせて遠隔的にサーボモータの回転方向と回転角度を制御するプロポーショナル方式のラジオコントロール装置用サーボモータの制御信号生成方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地上あるいは水上走行体、あるいは空中飛翔体、その他の被制御対象を遠隔的にコントロールする方式の典型例として、個々のパルス幅に制御情報を持たせた複数のパルス列を送信し、これを上記被制御対象で受信して、上記パルス幅の情報を当該被制御対象に搭載したサーボモータの回転方向および／または回転角度の制御信号とする、所謂プロポーショナル方式のラジオコントロール装置が知られている。
【０００３】
この種のラジオコントロール装置においては、被制御対象の複数の動作制御を行う複数チャンネル（以下、多チャンネルとも言う）のサーボモータを狭帯域の電波を使用して時分割で行うようにしている。
すなわち、上記動作制御用の複数の情報を狭帯域の信号にシリアルに配置して上記チャンネル数分のパルス列を送信し、受信側で各チャンネルに分離することにより複数チャンネルのサーボモータを制御している。
【０００４】
図５はプロポーショナル方式のサーボモータコントロール装置において送信される信号のフォーマットの一例の説明図であって、Ｔ10，Ｔ11・・・・、Ｔ20，Ｔ21・・・・、Ｔ30，Ｔ31・・・・、Ｔ40，Ｔ41・・・・、Ｔ50，Ｔ51・・・・・・・は５チャンネル分の時間の情報をそれぞれのパルス幅に対応させたサーボモータ制御データであり、これを一定の時間毎（１フレーム時間）Ｔf で時分割的に繰り返して、Ｔ10，Ｔ20，Ｔ30，Ｔ40，Ｔ50、Ｔ11，Ｔ21，Ｔ31，Ｔ41，Ｔ51、Ｔ12，Ｔ22，Ｔ32，Ｔ42，Ｔ52、Ｔ13，Ｔ23，Ｔ33，Ｔ43，Ｔ53、・・・のように配列する。
【０００５】
この連続する二値のパルス信号でＦＭ等の電波（キャリア）を変調して送信し、受信側で復調して変調前のパルス信号に戻すことで上記のパルス列を再生し、デコード処理を施すことによって各チャンネルの信号を分離し、元の各チャンネルの制御信号Ｔ10，Ｔ11・・・・、Ｔ20，Ｔ21・・・・、Ｔ30，Ｔ31・・・・、Ｔ40，Ｔ41・・・・、Ｔ50，Ｔ51・・・・・・・として、それぞれのチャンネルのサーボモータの制御データとする。
【０００６】
図６は受信されたシリアルのデータを各チャンネルに分離される様子の説明図であって、７はシリアルのパルス列をパラレルのパルス列に分離するデコーダである。
同図において、デコーダ７に入力した図５に示したシリアルのパルス列Ｔ10，Ｔ20，Ｔ30，Ｔ40，Ｔ50、Ｔ11，Ｔ21，Ｔ31，Ｔ41，Ｔ51、Ｔ12，Ｔ22，Ｔ32，Ｔ42，Ｔ52、Ｔ13，Ｔ23，Ｔ33，Ｔ43，Ｔ53、・・・は、デコード処理を施すことにより、各チャンネルＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４、ＣＨ５毎にそれぞれフレーム時間Ｔf で繰り返すサーボモータの制御データを示すパルス列Ｔ10，Ｔ11・・・・、Ｔ20，Ｔ21・・・・、Ｔ30，Ｔ31・・・・、Ｔ40，Ｔ41・・・・、Ｔ50，Ｔ51・・・・・・・が得られる。
【０００７】
こうして分離された各チャンネルのパルス列はパルス幅−電圧変換回路によってサーボモータの回転方向および／または回転角度を制御する出力軸位置制御信号として各サーボモータに印加される。
なお、この種の従来技術を開示したものとしては、特開平７−２９３２５５号公報を挙げることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、各チャンネルのサーボモータを制御する制御信号はフレーム時間Ｔf 毎の繰り返しとなっている。この形式の信号をコントロール信号として高い応答性をもつサーボシステムを構築するためには、フレーム時間Ｔf を小さくして高いフレーム周波数で制御すればよいが、フレーム周波数を高くすると被変調波の帯域が広くなり、ラジオコントロールの分野に割当てられた使用可能な電波帯域では対応できなくなるという問題がある。
【０００９】
また、フレーム時間Ｔf を簡単に変えることも容易ではなかった。
本発明の目的は、上記の問題を解消して制約された周波数帯域内で高速の応答性を与えることを可能とし、またフレーム時間を任意に可変とすることのできるプロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御信号生成方式を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、制御情報を所定のフレーム時間で配列したパルス幅で示す入力パルス列を当該パルス幅に相当した電圧信号に変換し、変換した電圧信号で、上記フレーム時間とは独立した別個のフレーム時間信号をパルス幅変調することにより、上記制御情報を保持したままフレーム時間が短縮されたパルス列を生成することにある。
【００１１】
すなわち、本発明の特徴を実施例の符号と共に説明すると、請求項１に記載の第１の発明は、サーボモータ制御用の幅変調された所定周波数のフレーム時間信号で繰り返されるパルス列を入力して当該パルス幅に対応した電圧信号に変換するパルス幅−電圧変換回路１と、前記所定周波数のフレーム時間信号とは独立し、かつ繰り返し周波数の異なる別個のフレーム時間信号を発振するフレーム時間信号発振回路２と、前記変換された電圧信号に前記フレーム時間信号発振回路２から出力されるフレーム時間信号でパルス幅変調を施すパルス幅変調回路３とから構成したことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、入力したパルス幅変調のパルス列のフレーム時間信号の周波数を前記フレーム時間信号発振回路２から出力される任意のフレーム時間信号に容易に乗せ変えることができる。
また、請求項２に記載の第２の発明は、前記フレーム時間信号発振回路２の発振周波数を前記所定周波数のフレーム時間信号より高く設定したことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、キャリア周波数の帯域を広げることなく、入力したパルス幅変調のパルス列のフレーム時間信号の周波数を前記フレーム時間信号発振回路２から出力される上記入力したパルス列のフレーム時間信号の周波数より高いものに変換して送信することにより、狭帯域のキャリア周波数を用いて高速応答性をもつサーボモータの制御信号として送信することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示した実施例を参照して詳細に説明する。
図１は本発明によるプロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御信号生成方式の一実施例の構成を示すブロック図であって、１はパルス幅−電圧変換回路、２はフレーム時間信号発振回路、３はパルス幅変調回路である。
【００１５】
同図において、パルス幅−電圧変換回路１はサーボモータ制御用の幅変調された所定周波数のフレーム時間信号で繰り返されるパルス列を入力して当該パルス幅に対応した電圧信号に変換する。
また、フレーム時間信号発振回路２は入力したパルス列の所定周波数のフレーム時間信号とは独立し、かつ繰り返し周波数の異なる別個のフレーム時間信号を発振する。
【００１６】
そして、パルス幅変調回路３はパルス幅−電圧変換回路１で変換された電圧信号に前記フレーム時間信号発振回路２から出力されるフレーム時間信号でパルス幅変調を施す。
すなわち、所定のフレーム時間信号Ｔｆで繰り返されて入力したサーボ制御用のパルス列Ｖｉは、積分器、サンプルホールド回路等から構成されるパルス幅−電圧変換回路１において当該パルス列Ｖｉの各パルス幅に応じた電圧信号Ｖｐに変換される。
【００１７】
この電圧信号Ｖｐはパルス幅変調回路３に入力し、フレーム時間信号発振回路２から供給されるフレーム時間信号Ｔｈｆでパルス幅変調される。
図２は図１に示した実施例の動作を説明する信号波形図である。
本実施例では、入力パルス列Ｖｉのフレーム時間信号Ｔｆ＜フレーム時間信号発振回路２から供給されるフレーム時間信号Ｔｈｆの周波数に設定されており、このフレーム時間信号発振回路２から供給されるフレーム時間信号Ｔｈｆでパルス幅変調されたサーボ制御用出力パルスＶｏは、入力したパルス列Ｖｉのフレーム時間信号Ｔｆよりも短い周期のフレーム時間信号Ｔｈｆで繰り返されるパルス列Ｖｏに変換される。そして、このパルス列Ｖｏで所定のキャリアを変調して被制御対象に送信される。
【００１８】
なお、上記の実施例では、フレーム時間信号Ｔｆの周波数＜フレーム時間信号Ｔｈｆの周波数としたが、Ｔｆに対するＴｈｆの周波数は任意であり、Ｔｆ＞Ｔｈｆとすれば上記と逆に入力したパルス列Ｖｉのフレーム時間信号Ｔｆよりも長い周期のフレーム時間信号Ｔｈｆで繰り返されるパルス列に変換される。
図３はプロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御回路の一例を説明する概略構成図であって、４は復調器、５はパルス幅−電圧変換器、６は電圧比較器、７は出力軸回転角検出器、８はサーボモータである。
【００１９】
また、図４は図３の動作を説明する波形図である。
図３の動作を図４の波形図を参照して説明する。
先ず、図３において、受信した変調波は復調器４で復調され、各チャンネル毎にそのフレーム時間信号Ｔｈｆに同期して分離され、例えばＣＨ１の制御信号が前記図２のＶｉに相当するパルス列Ｐｉｎ（Ｔ10，Ｔ11・・・・）となってパルス幅−電圧変換器５に入力される。
【００２０】
パルス幅−電圧変換器５では、各パルスＴ10，Ｔ11・・・・を積分し、そのピーク電圧Ｖａ１，Ｖａ２をホールドし、このホールド電圧信号ａを電圧比較器６に与える。
電圧比較器６は、入力したホールド電圧信号ａと出力軸回転角検出器７からノサーボモータ８の出力軸の回転角の状態に対応した電圧信号ｂとを比較し、そのひかく出力でサーボモータ８を制御する。
【００２１】
例えば、ａ＞ｂのときは右回転、ａ＜ｂのときは左回転としてサーボモータ８を制御する。
図４ではパルスＴ10について、電圧信号ａの電圧Ｖａ１＞電圧信号ｂの電圧Ｖｂ１で右回転に、パルスＴ11について、電圧信号ａの電圧Ｖａ２＞電圧信号ｂの電圧Ｖｂ２でときは左回転になる。そして、各回転の大きさは電圧信号の差分に対応し、サーボモータ８の出力軸を所要の角度だけ回転させる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御信号のフレーム時間を任意に変更することが容易となり、特にこのフレーム時間を小さくすることで高速応答のサーボシステムに対応できる。
【００２３】
また、上記フレーム時間信号は制御信号の性能に影響を及ぼすことがないことから、用途に応じてフレーム時間信号の周期を変えることにより、最適なシステム設計を行うことができる。
なお、本発明をＰＣＭを用いたディジタル方式に適用することもできる。その場合は一まとめのデータの１ブロック分を送信する時間が１フレーム時間（Ｔｆ）に相当するので、このフレーム時間信号を変更して高速応答化を図ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御信号生成方式の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した実施例の動作を説明する信号波形図である。
【図３】プロポーショナル方式ラジオコントロール装置用サーボモータの制御回路の一例を説明する概略構成図である。
【図４】図３の動作を説明する波形図である。
【図５】プロポーショナル方式のサーボモータコントロール装置において送信される信号のフォーマットの一例の説明図である。
【図６】受信されたシリアルのデータを各チャンネルに分離される様子の説明図である。
【符号の説明】
１・・・・パルス幅−電圧変換回路
２・・・・フレーム時間信号発振回路
３・・・・パルス幅変調回路
４・・・・復調器
５・・・・パルス幅−電圧変換器
６・・・・電圧比較器
７・・・・出力軸回転角検出器
８・・・・サーボモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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