[发明专利]速度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及速度检测装置。

背景技术

在伺服马达的运动控制中，在位置检测器内部生成基于机械的移动距离或轴的移动角度的SIN信号和COS信号。位置检测器的运算电路将SIN信号和COS信号按每单位时间进行采样，从2个采样间的距离差或角度差和2次采样的时间间隔算出移动速度或角速度。

例如，如果将2次采样中得到的座标设为(x1、y1)和(x2、y2)，将采样的时间间隔设为t(sec)，则角速度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次采样时刻的绝对角度(偏转角)。如式1所示，为了得到角速度ω，须根据座标算出偏转角。

[非专利文献1]杉本英彦等“ACサ-ボシステムの理論と設計の實際(AC伺服系统的理论与设计实践)”綜合電子出版社(P142～149)

发明内容

为了对上述问题进行处理，作为运算电路，使用CPU或定制的LSI(Large-Scale Integrated Circuit：大规模集成电路)，考虑用数字逻辑电路实现式1的运算。

但是，反正切(tan^-1)需要进行sin/cos这样的除法。在反正切的计算中，存在以下两个问题。一个问题是，如果单位圆上的COS信号接近于0，则正切(sin÷cos)值的绝对值变得非常大。其结果，反正切的结果的误差会很大。

另一问题是，为了求出反正切和正切，必需进行除法(sin÷cos)运算。除法器是难以用数字电路实现的电路，需采用比起加减法来规模大得多的数字电路才能实现。

还有，为了用数字电路来实现，乘法器也需使用比起加减法来规模大得多的数字电路。

为此，本发明提供可用小规模运算电路高精度地检测运动体速度的速度检测电路。

本发明实施例的速度检测装置周期地采样表示进行旋转运动或往复运动的运动体位置，并根据上述座标检测上述运动体的角速度，其特征在于设有：

存储预设的多个暂设角度，以及分别对应于该多个暂设角度的三角函数值的存储器；存储由第1采样得到的运动体的第1实际座标的第1寄存器；存储由接着上述第1采样的第2采样得到的运动体的第2实际座标的第2寄存器；算出第1计算座标的第1运算部，该第1计算座标通过上述第1实际座标(x1、y1)的x1和按照上述三角函数值移动y1的数位后的结果值之间的相加或相减来表达；算出第2计算座标的第2运算部，该第2计算座标通过上述第2实际座标(x2、y2)的y2和按照上述三角函数值移动x2的数位后的结果值之间的相加或相减来表达；以及累计在上述第1或上述第2运算部的演算中所用的上述暂设角度的第3运算部；上述第1和上述第2运算部的演算使上述第1和上述第2实际座标相互接近。

上述第1和上述第2运算部一边减小上述暂设角度，一边使上述第1和上述第2计算座标收敛地重复运算，上述第3运算部累计上述第1或上述第2运算部的演算中收敛的上述暂设角度，根据上述第1和上述第2计算座标收敛时的该暂设角度，生成上述运动体的角速度。

上述存储器，存储Φ_i(Φ₀＞Φ₁＞Φ₂＞…＞Φ_i＞…Φ_n)(n为自然数)作为上述暂设角度，存储tanΦ_i作为上述三角函数值，

如果将上述第1或上述第2计算座标设为(xxc_i，yyc_i)，则有，