Single-bit digital signal processing for mechanical servo

用于机械伺服的单位数字信号处理

• 批准号: 06452191
• 负责人: HIGUCHI Toshiro
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: UNIVERSITY OF TOKYO
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 1995
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06452191/
• 关键词: single-bit digital signal; delta-sigma modulation; digital servo; digital signal processing; noise shaping; servo system; pulse density modulation; motion control; 1ビットディジタル変調; ロ-ビットレートコーディング

We have proposed the application of a single-bit digital signal processing to mechanical control systems.With a high sampling frequency and the scheme of the noise shaping with a delta-sigma modulator, an increase in operating accuracy will be expected.In this project, algorithms of operations for adding, amplifying, differential and integral required for mechanical control are proposed.The new operation methods are simulated and examined with actual electrical circuit.As a result, we demonstrate that the proposed calculating algorithms are simple, high speed, accurate and quite effective.The single-bit digital signal processing is applied to a gimbal magnetic bearing Servo system.Sensor output analogue signals are modulated into the single-bit digital signals.The single-bit signals are processed.The electromagnets of the magnetic bearing are driven with the single-bit signal directly.It is demonstrated that the single-bit digital signal processing is effective for servo system.

本文提出了一种单比特数字信号处理在机械控制系统中的应用。采用高采样频率和用Δ-Σ调制器进行噪声整形的方案，可望提高运算精度。在本项目中，提出了加法、放大、提出了机械控制所需的微分和积分运算方法，并对新的运算方法进行了仿真和实际电路的验证，结果表明，我们证明了所提出的计算算法简单，速度快，将单比特数字信号处理技术应用于万向磁轴承伺服系统中，将传感器输出的模拟信号调制成单比特数字信号，并对单比特信号进行处理，直接驱动磁轴承的电磁铁。结果表明，单比特数字信号处理技术在万向磁轴承伺服系统中具有良好的应用前景。位数字信号处理对伺服系统是有效的。

项目成果

黒澤実,福井隆之,岡宏一,樋口俊郎: "1bitディジタル信号の増幅/減衰回路" 日音講論集. (1996)

Minoru Kurosawa、Takayuki Fukui、Koichi Oka、Toshiro Higuchi：“1 位数字信号的放大/衰减电路”尼康讲座集（1996 年）。

瀬川将宣,樋口俊郎,黒澤実,岡宏一: "1ビットディジタル信号処理を用いた制御システム" SICE'94,July26-28. 237-238 (1994)

Masanobu Sekawa、Toshiro Higuchi、Minoru Kurosawa、Koichi Oka：“使用 1 位数字信号处理的控制系统”SICE94，7 月 26-238（1994 年）。

Masanobu SEGAWA,Minoru KUROSAWA,Koichi OKA and Toshiro HIGUCHI: "Control System with Single-Bit Digital Signal Processing" Prepr.Jpn.Soc.Prec.Eng.(Japanese). 851-852 (1994)

Masanobu SEGAWA、Minoru KUROSAWA、Koichi OKA 和 Toshiro HIGUCHI：“具有单位数字信号处理的控制系统”Prepr.Jpn.Soc.Prec.Eng.（日语）。

福井隆之,黒澤実,岡宏一,樋口俊郎: "1ビットディジタル増幅器の試作" 自動制御連合講演会. 107-108 (1995)

Takayuki Fukui、Minoru Kurosawa、Koichi Oka、Toshiro Higuchi：“1 位数字放大器的原型”自动控制协会会议 107-108 (1995)。

黒澤実,瀬川将宣,岡宏一,樋口俊郎: "1ビットディジタル信号処理によるジンバル磁気軸受の制御" 自動制御連合講演会. 109-110 (1995)

Minoru Kurosawa、Masanobu Sekawa、Koichi Oka、Toshiro Higuchi：“使用 1 位数字信号处理控制万向磁轴承”自动控制协会会议 109-110 (1995)。