[发明专利]旋转设备控制系统及编码器

说明书

本发明提供一种旋转设备控制系统及编码器。旋转设备控制系统具备：旋转角度传感器(120)，输出表示旋转设备的旋转角度的角度信息θ；编码器(130)，根据角度信息θ生成角度数据和角速度数据ω；以及驱动器(140)，根据角度数据和角速度数据ω生成驱动信号D，控制旋转设备的旋转，编码器(130)具有：减法部(131)，生成角度信息θ与所反馈的角度数据的差分Δθ；角速度计算部(132)，基于差分Δθ生成角速度数据ω；以及积分器(133)，对由角速度计算部(132)生成的角速度数据ω进行积分，生成角度数据输出由角速度计算部(132)生成的角速度数据ω和由积分器(133)生成的角度数据

技术领域

本发明涉及一种旋转设备控制系统及用于旋转设备控制系统的编码器，特别涉及一种使用旋转设备的旋转轴的旋转角度来高精度地控制旋转设备的旋转的旋转设备控制系统及用于旋转设备控制系统的编码器。

背景技术

旋转设备中存在将用于角度感测的第一传感装置和用于角速度感测的第二传感装置装配于旋转设备的驱动轴并由驾驶员参照角度信息和角速度信息来控制旋转设备的旋转的方法。

另一方面，存在下述方法：不像上述那样将两个传感装置装配于旋转设备的驱动轴而仅装配一个旋转变压器或旋转编码器这样的用于角度感测的传感装置，并通过参照了角度信息的驱动器内部的运算来计算角度数据和角速度数据，控制旋转设备的旋转。专利文献1中提出了这样的控制旋转设备的方法。

通过图3来说明驱动器根据获取自一个传感装置的角度信息来生成角度数据和角速度数据的以往的旋转设备控制系统的结构。图3是表示旋转设备控制系统的以往的结构的配置图。

在图3中，旋转设备控制系统1主要具备：旋转设备10、旋转角度传感器20、编码器30以及驱动器40。旋转设备10是作为对未图示的驱动对象物进行旋转驱动的驱动源的旋转设备。旋转角度传感器20是旋转变压器或旋转编码器这样的用于角度感测的传感装置，输出表示旋转设备10的旋转角度的角度信息θ。编码器30具备角度数据生成部31和通信部32。角度数据生成部31根据获取自旋转角度传感器20的角度信息θ来生成角度数据通信部32按每个固定的通信间隔Δt将由角度数据生成部31生成的角度数据发送给驱动器40。

驱动器40具备：通信部41、延迟部42、角速度计算部43以及驱动信号生成部44。通信部41接收来自编码器30的角度数据并提供给延迟部42、角速度计算部43和驱动信号生成部44。延迟部42对角度数据施加相当于通信间隔Δt的延迟，将施加了延迟的角度数据提供给角速度计算部43。角速度计算部43根据由通信部41提供的最新的角度数据与由延迟部42提供的过去的角度数据的差分，计算出角速度数据ω并提供给驱动信号生成部44。驱动信号生成部44根据由通信部41提供的角度数据和由角速度计算部43提供的角速度数据ω来生成驱动信号D并提供给旋转设备10。

通过图4对上述的旋转设备控制系统1中根据角度数据生成角速度数据ω的处理定时进行说明。图4是表示旋转设备控制系统1的以往的处理定时的说明图。

在编码器30中，角度数据生成部31基于来自驱动器40的请求，按每个固定的通信间隔Δt，在时刻t1、t2、t3和t4基于角度信息θ(t1)～角度信息θ(t4)生成角度数据～角度数据并发送给驱动器40。

另一方面，在驱动器40中，在时刻t2，角速度计算部43根据由通信部41提供的时刻t2的角度数据与被延迟部42施加了延迟的时刻t1的角度数据的差分，生成角速度数据ω(t12)。同样地，在驱动器40中，角速度计算部43在时刻t3生成角速度数据ω(t23)，在时刻t4生成角速度数据ω(t34)。