[發(fā)明專利]速度檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710196856.0
• 申請日: 2007-12-05
• 公開（公告）號: CN101196532A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 青野龍二
• 申請（專利權(quán)）人: 東芝機(jī)械株式會社
• 主分類號: G01P3/64
• 分類號: G01P3/64;G06F1/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;劉宗杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及速度檢測裝置。

背景技術(shù)

在伺服馬達(dá)的運動控制中，在位置檢測器內(nèi)部生成基于機(jī)械的移動距離或軸的移動角度的SIN信號和COS信號。位置檢測器的運算電路將SIN信號和COS信號按每單位時間進(jìn)行采樣，從2個采樣間的距離差或角度差和2次采樣的時間間隔算出移動速度或角速度。

例如，如果將2次采樣中得到的座標(biāo)設(shè)為(x1、y1)和(x2、y2)，將采樣的時間間隔設(shè)為t(sec)，則角速度ω(rad/sec)可以如式0表示。

ω＝(θ2-θ1)/t＝(tan^-1(y2/x2)-tan^-1(y1/x1))/t??(式0)

式中，θ1(rad)和θ2(rad)是2次采樣時刻的絕對角度(偏轉(zhuǎn)角)。如式1所示，為了得到角速度ω，須根據(jù)座標(biāo)算出偏轉(zhuǎn)角。

[非專利文獻(xiàn)1]杉本英彥等“ACサ-ボシステムの理論と設(shè)計の實際(AC伺服系統(tǒng)的理論與設(shè)計實踐)”綜合電子出版社(P142～149)

發(fā)明內(nèi)容

為了對上述問題進(jìn)行處理，作為運算電路，使用CPU或定制的LSI(Large-Scale?Integrated?Circuit：大規(guī)模集成電路)，考慮用數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)式1的運算。

但是，反正切(tan^-1)需要進(jìn)行sin/cos這樣的除法。在反正切的計算中，存在以下兩個問題。一個問題是，如果單位圓上的COS信號接近于0，則正切(sin÷cos)值的絕對值變得非常大。其結(jié)果，反正切的結(jié)果的誤差會很大。

另一問題是，為了求出反正切和正切，必需進(jìn)行除法(sin÷cos)運算。除法器是難以用數(shù)字電路實現(xiàn)的電路，需采用比起加減法來規(guī)模大得多的數(shù)字電路才能實現(xiàn)。

還有，為了用數(shù)字電路來實現(xiàn)，乘法器也需使用比起加減法來規(guī)模大得多的數(shù)字電路。

為此，本發(fā)明提供可用小規(guī)模運算電路高精度地檢測運動體速度的速度檢測電路。

本發(fā)明實施例的速度檢測裝置周期地采樣表示進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動或往復(fù)運動的運動體位置，并根據(jù)上述座標(biāo)檢測上述運動體的角速度，其特征在于設(shè)有：

存儲預(yù)設(shè)的多個暫設(shè)角度，以及分別對應(yīng)于該多個暫設(shè)角度的三角函數(shù)值的存儲器；存儲由第1采樣得到的運動體的第1實際座標(biāo)的第1寄存器；存儲由接著上述第1采樣的第2采樣得到的運動體的第2實際座標(biāo)的第2寄存器；算出第1計算座標(biāo)的第1運算部，該第1計算座標(biāo)通過上述第1實際座標(biāo)(x1、y1)的x1和按照上述三角函數(shù)值移動y1的數(shù)位后的結(jié)果值之間的相加或相減來表達(dá)；算出第2計算座標(biāo)的第2運算部，該第2計算座標(biāo)通過上述第2實際座標(biāo)(x2、y2)的y2和按照上述三角函數(shù)值移動x2的數(shù)位后的結(jié)果值之間的相加或相減來表達(dá)；以及累計在上述第1或上述第2運算部的演算中所用的上述暫設(shè)角度的第3運算部；上述第1和上述第2運算部的演算使上述第1和上述第2實際座標(biāo)相互接近。

上述第1和上述第2運算部一邊減小上述暫設(shè)角度，一邊使上述第1和上述第2計算座標(biāo)收斂地重復(fù)運算，上述第3運算部累計上述第1或上述第2運算部的演算中收斂的上述暫設(shè)角度，根據(jù)上述第1和上述第2計算座標(biāo)收斂時的該暫設(shè)角度，生成上述運動體的角速度。

上述存儲器，存儲Φ_i(Φ₀＞Φ₁＞Φ₂＞…＞Φ_i＞…Φ_n)(n為自然數(shù))作為上述暫設(shè)角度，存儲tanΦ_i作為上述三角函數(shù)值，

如果將上述第1或上述第2計算座標(biāo)設(shè)為(xxc_i，yyc_i)，則有，