CN102270959B - 电机位置控制器 - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

Abstract

本发明提供了一种电机位置控制器(1),该电机位置控制器(1)基于从外部源输入的命令脉冲信号以及所需脉冲形式设置来驱动电机(6),并且该电机位置控制器(1)包括:计数器(2),所述计数器(2)根据所述所需脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成位置命令信号;电机控制部(3),所述电机控制部(3)基于所述位置命令信号向所述电机(6)供应电力;以及一致性确定部(4),所述一致性确定部(4)确定所述所需脉冲形式设置与所述命令脉冲信号的一致性。

Description

电机位置控制器
技术领域
本发明涉及一种配置为输入用作位置控制命令的命令脉冲信号的电机位置控制器。
背景技术
配置为控制伺服电机的驱动的电机位置控制器例如基于从上级控制器输入的命令信号来控制电机的旋转方向、旋转速度和旋转位置。用于输入到此电机位置控制器的命令信号的脉冲形式通常为包含两个命令脉冲信号的“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”或“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式。
在上述“符号+脉冲序列”脉冲形式中,一个命令脉冲信号用作确定电机的旋转方向的符号信号(高电平或低电平信号),另一个命令脉冲信号用作确定电机的旋转值和旋转速度的脉冲序列信号。在上述“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式中,一个命令脉冲信号用作确定电机在正方向上的旋转值和旋转速度的CCW信号,另一个命令脉冲信号用作确定电机在反方向上的旋转值和旋转速度的CW信号。在上述“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式中,两个命令脉冲信号是波形相同并且具有预定相位差的脉冲信号,相位差形式确定电机的旋转方向,脉冲数确定电机的旋转值和旋转速度。
尽管电机位置控制器本身可支持上述三种类型的脉冲形式中的每一种,但上述三种类型的脉冲形式基本上互不兼容。结果,需要在电机位置控制器内部明确设定将要利用的脉冲形式,并且需要输入与该脉冲形式的命令脉冲信号相同的命令脉冲信号。例如,可使用电机位置控制器的参数人为设定脉冲形式设置。然而,由于电机位置控制器外部某些类型的原因(例如脉冲形式设置错误、上级控制器命令错误、连接断开或接线错误),可能出现与脉冲形式相关的不一致,即,实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式可能不同于上述脉冲形式设置,或者两个命令脉冲信号可能不能正确发送而导致发送失败。在这种情况下,可能出现缺陷而导致难以实现正常的电机运行或导致不可运行状态等。出现这种情况时,难以确定电机未正常运行的原因是脉冲形式设置错误还是输入信号中断,有时需要使用诸如示波器的仪器来测量命令脉冲信号的波形以查明原因。
作为响应,已知如下现有技术:向逆变器装置提供配置为连续监控运行命令、运行过程命令以及不可运行状况的程序,并利用该程序简单快速地调查造成不可运行状态的原因(例如参见JP2008-154414A)。此外,已知如下技术作为检测命令脉冲信号中断的手段:计算速度命令的单位时间变化率,将大于预定值的结果确定为故障,然后相应地校正速度命令(例如参见JP06-261574A)。
发明内容
本发明所要解决的问题
然而,上述现有技术均不能具体识别与脉冲形式相关的不一致,例如脉冲形式设置与实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式之间不匹配,或两个命令脉冲信号发送失败。这种不足导致不能明确解决上述电机运行缺陷,并难以可靠地实现正常的电机运行。
因此,本发明的目的是提供一种能够避免由于脉冲形式不一致而造成的电机运行缺陷、并且能够可靠地实现正常的电机运行的电机位置控制器。
解决问题的手段
为了实现上述目的,根据本发明的第一方面,提供了一种电机位置控制器,所述电机位置控制器输入命令脉冲信号和所需脉冲形式设置,并且基于所述命令脉冲信号来驱动电机,所述电机位置控制器包括:位置命令生成装置,所述位置命令生成装置被配置为根据输入的所需脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成位置命令信号;电机控制部,所述电机控制部被配置为基于所述位置命令信号向所述电机供应电力;以及第一一致性确定装置,所述第一一致性确定装置被配置为确定所述所需脉冲形式设置与所述命令脉冲信号的一致性。
根据本发明的第一方面,从外部源输入到位置命令生成装置以命令电机运行的命令脉冲信号的变化行程(即命令脉冲信号的任意脉冲形式的设置)由上级控制器或用户输入到位置命令生成装置。这种脉冲形式以多种类型存在。多种类型的脉冲形式基本上互不兼容,并且实际输入的命令脉冲信号的脉冲形式的类型通过脉冲形式设置来指示。位置命令生成装置根据此时输入的所需脉冲形式设置来生成位置命令信号。
此时,由于电机位置控制器外部某些类型的原因,可能出现与脉冲形式相关的不一致,即实际输入的命令脉冲信号的脉冲形式可能不同于脉冲形式设置,或两个命令脉冲信号可能未正确发送。这样会导致难以实现正常的电机运行或导致不可运行状态。
作为响应,根据本发明的第一方面,第一一致性确定装置确定命令脉冲信号与脉冲形式设置的一致性。利用这种配置,能够具体地识别不一致,例如脉冲形式设置与实际输入的命令脉冲信号的脉冲形式不匹配,或者命令脉冲信号发送失败,从而能够根据不一致的内容采取适当措施。
结果,能够避免由于脉冲形式不一致而造成的电机运行缺陷,并能够实现可靠正常的电机运行。
根据第二方面,在第一方面中,所述电机位置控制器还包括报警装置,在所述第一一致性确定装置确定所述所需脉冲形式设置与所述命令脉冲信号不一致的情况下,所述报警装置输出警报信号。
利用这种配置,能够向用户警告与脉冲形式相关的不一致的出现。
根据第三方面,在根据第二方面的电机位置控制器中,所述位置命令生成装置输入的所述命令脉冲信号包括互不相同的第一脉冲信号和第二脉冲信号,其中所述第一脉冲信号和第二脉冲信号为以下(A)-(C)信号形式中的任意一种:(A)所述第一脉冲信号是确定所述电机的旋转方向的符号信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机的旋转值和旋转速度的脉冲序列信号;(B)所述第一脉冲信号是确定所述电机在正方向上的旋转值和旋转速度的CCW信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机在反方向上的旋转值和旋转速度的CW信号;或(C)所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号是波形相同并且具有预定相位差的脉冲信号,相位差形式确定所述电机的旋转方向,脉冲数确定所述电机的旋转值和旋转速度;以及所述位置命令生成装置输入的所述脉冲形式设置是与(A)形式对应的“符号+脉冲序列”设置、与(B)形式对应的“CW+CCW脉冲序列”设置以及与(C)形式对应的“相位差为90°的两相脉冲序列”设置中的任意一种。
利用这种配置,能够支持常用的三种脉冲形式,即“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”以及“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式。
根据第四方面,在根据第三方面的电机位置控制器中,在所述脉冲形式设置被设定为“符号+脉冲序列”的情况下,当满足以下条件中的任一个时,所述第一一致性确定装置确定所述第一脉冲信号和第二脉冲信号与所述脉冲形式设置不一致:当仅有所述符号信号的电平发生变化而所述脉冲序列信号的电平未发生变化时;当所述符号信号的电平的变化周期小于所述脉冲序列信号的电平的变化周期时;当所述符号信号的电平的变化周期小于或等于预定阈值时;或当在所述符号信号的电平或所述脉冲序列信号的电平发生变化时所述位置命令生成装置的计数总值的变化小于或等于正/负1时。
利用这种配置,第一一致性确定装置能够明确确定与脉冲形式相关的不一致,例如脉冲形式设置是“符号+脉冲序列”而实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式是另外的“CW+CCW脉冲序列”和“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式之一的差异状态,或者例如由符号信号和脉冲序列信号的反向接线错误而导致的发送失败。
根据第五方面,在根据第三方面的电机位置控制器中,在所述脉冲形式设置被设定为“CW+CCW脉冲序列”的情况下,当满足以下条件中的一个时,所述第一一致性确定装置确定所述第一脉冲信号和第二脉冲信号与所述脉冲形式设置不一致:当所述CW信号和所述CCW信号均基于相同的变化周期而变化时;或当在所述CW信号的电平或所述CCW信号的电平发生变化时所述位置命令生成装置的计数总值的变化小于或等于正/负1时。
利用这种配置,第一一致性确定装置能够明确确定与脉冲形式相关的不一致,例如脉冲形式设置是“CW+CCW脉冲序列”而实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式是另外的“相位差为90°的两相脉冲序列”的差异状态,或者“CW+CCW脉冲序列”形式的逻辑差异状态。
根据第六方面,在根据第三方面的电机位置控制器中,在所述脉冲形式设置被设定为“相位差为90°的两相脉冲序列”的情况下,当满足以下条件中的一个时,所述第一一致性确定装置确定所述第一脉冲信号和第二脉冲信号与所述脉冲形式设置不一致:当仅有一个脉冲信号的电平发生变化而另一脉冲信号的电平未发生变化时;或当在两个脉冲信号中的任意一个的电平发生变化时所述位置命令生成装置的计数总值的变化小于或等于正/负1时。
利用这种配置,第一一致性确定装置能够明确确定与脉冲形式相关的不一致,例如脉冲形式设置是“相位差为90°的两相脉冲序列”而实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式是另外的“符号+脉冲序列”和“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式之一的差异状态。
为了实现上述目的,根据本发明的第七方面,提供一种电机位置控制器,所述电机位置控制器基于命令脉冲信号和所需脉冲形式设置的输入而驱动电机,所述电机位置控制器包括:临时设定装置,所述临时设定装置被配置为按照预定顺序连续地临时设定多个所述脉冲形式设置;位置命令生成装置,所述位置命令生成装置被配置为根据所述所需脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成位置命令信号;电机控制部,所述电机控制部被配置为基于所述位置命令信号向所述电机供应电力;以及第二一致性确定装置,所述第二一致性确定装置被配置为输入所述命令脉冲信号,输入由所述临时设定装置临时设定的所述脉冲形式设置,并且确定所述命令脉冲信号与临时设定的所述脉冲形式设置的一致性。
根据本发明的第七方面,临时设定装置连续切换并临时设定多个脉冲形式。位置命令生成装置根据此时临时设定的脉冲形式设置生成位置命令信号。也就是说,电机位置控制器自身能利用多个脉冲形式自动地进行试运行而不依赖于外部输入。接着,此时,第二一致性确定装置连续地确定临时设定的多个脉冲形式与实际输入的命令脉冲信号的一致性。利用这种配置,能够根据确定结果来估计实际输入的命令脉冲信号的脉冲形式。结果,能够避免由于脉冲形式不一致而造成的电机运行缺陷,并能够实现可靠正常的电机运行。
根据第八方面,在根据第七方面的电机位置控制器中,所述位置命令生成装置根据所述临时设定脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成临时位置命令信号并输出该临时位置命令信号;以及所述第二一致性确定装置根据从所述位置命令生成装置输出的所述临时位置命令信号或基于所述临时位置命令信号的所述电机的运行形式来确定所述命令脉冲信号与所述临时设定脉冲形式设置的一致性。
根据本发明的第八方面,当第二一致性确定装置确定临时设定的多个脉冲形式与实际输入的命令脉冲信号一致时,第二一致性确定装置在应用临时设定的脉冲形式时参照临时位置命令信号或由临时位置命令信号造成的电机运行状态。利用这种配置,可以更精确地估计实际输入的命令脉冲信号的脉冲形式。
根据第九方面,在根据第八方面的电机位置控制器中,所述第二一致性确定装置包括确定装置,所述确定装置被配置为在所述命令脉冲信号与所述临时设定脉冲形式设置一致的情况下,将所述临时设定的脉冲形式设置确定为用于最终驱动所述电机的脉冲形式设置;以及所述位置命令生成装置根据由所述确定装置确定的所述脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成所述位置命令信号并输出所述位置命令信号。
根据本发明的第九方面,一旦确定此时临时设定的脉冲形式设置与实际输入的命令脉冲信号一致,确定装置就将该脉冲形式确定为用于最终驱动电机的脉冲形式,并将该脉冲形式应用到位置命令生成装置。利用这种配置,电机位置控制器自身能够自动地推断正确的脉冲形式设置而不依赖于来自外部源的输入。
根据第十方面,在根据第七方面的电机位置控制器中,所述位置命令生成装置输入的所述命令脉冲信号包括互不相同的第一脉冲信号和第二脉冲信号,其中所述第一脉冲信号和第二脉冲信号为以下(A)-(C)信号形式的任意一种:(A)所述第一脉冲信号是确定所述电机的旋转方向的符号信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机的旋转值和旋转速度的脉冲序列信号;(B)所述第一脉冲信号是确定所述电机在正方向上的旋转值和旋转速度的CCW信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机在反方向上的旋转值和旋转速度的CW信号;或(C)所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号是波形相同并且具有预定相位差的脉冲信号,相位差形式确定所述电机的旋转方向,脉冲数确定所述电机的旋转值和旋转速度;以及所述临时设定装置按照预定顺序连续地临时设定三种形式:与(A)形式对应的“符号+脉冲序列”设置、与(B)形式对应的“CW+CCW脉冲序列”设置以及与(C)形式对应的“相位差为90°的两相脉冲序列”设置。
利用这种配置,能够支持常用的三种脉冲形式,即“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”、“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式。
发明效果
根据本发明,能够避免由于脉冲形式不一致而造成的电机运行缺陷,并能实现可靠正常的电机运行。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的实施方式的电机位置控制器及其外围设备的系统构造的系统框图。
图2是说明三种类型的脉冲形式“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”、“相位差为90°的两相脉冲序列”的表格。
图3是考虑三种类型的脉冲形式的各个特征而总结可能出现的不一致的表格。
图4是示出一致性确定部的控制过程的流程图。
图5是示意性地示出电机位置控制器自动估计脉冲形式的示例性变型例中的电机位置控制器及其外围设备的系统构造的系统框图。
图6是总结在实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式相对于临时设定的脉冲形式发生变化时运行现象的区别的表格。
图7是示出电机位置控制器自动估计脉冲形式的示例性变型例的一致性确定部的控制过程的流程图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施方式。
图1是示意性地示出根据本发明的实施方式的电机位置控制器及其外围设备的系统构造的系统框图。在该实施方式中,描述了驱动和控制旋转电机的示例。在图1中,电机位置控制器1包括计数器2、电机控制部3以及一致性确定部4。
上级控制器5设置在电机位置控制器1外部,并且例如包括个人计算机、控制器等。
计数器2接收来自上级控制器5的命令脉冲信号输入,生成与命令脉冲信号中包括的脉冲数相对应的位置命令信号,并将该位置命令信号输出到电机控制部3。注意:计数器2的该位置命令信号生成功能构成了权利要求中所描述的位置命令生成装置。输入的命令脉冲信号的脉冲形式以不同变化行程的多个格式存在,即多种形式(参见后文描述的图2)中。具体地,脉冲形式以三种类型的脉冲形式存在:“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”、“相位差为90°的两相脉冲序列”,并且各脉冲形式包括两个命令脉冲信号(第一脉冲信号和第二脉冲信号)。计数器2能够支持全部三种类型的脉冲形式。
此外,根据本实施方式,在电机6实际运行之前,基于用户的手动设置并且例如经由参数设定装置8(不同于上级控制器5)向计数器2输入明确指示输入到计数器2的命令脉冲信号的脉冲形式的脉冲形式设定信号。计数器2基于输入的脉冲形式设定信号在内部设定脉冲形式,通过该脉冲形式来将命令脉冲信号解释为脉冲形式设置。结果,计数器2通过将上述在内部设定的脉冲形式设置应用到上述输入的命令脉冲信号并解释其结果,来对命令脉冲信号中包括的脉冲数进行计数,然后生成与计数内容相对应的上述位置命令信号,并将该位置命令信号输出到电机控制部3。注意:该计数器2具体地通常由硬件电路构成,但也可由CPU(未具体示出)等运行的软件构成。
电机控制部3基于从上述计数器2输入的位置命令信号中包括的信息(包括旋转方向、旋转速度和旋转位置(旋转值))来驱动和控制本示例的设置在电机位置控制器1外部的旋转电机6。此时,电机控制部3还从例如机械连接到电机6的旋转编码器7获取诸如电机旋转量和电机旋转方向的信息,并执行电机6的反馈控制。
一致性确定部4接收上述命令脉冲信号、位置命令信号和脉冲形式设定信号作为输入,并且确定脉冲形式设定信号的内容(即,计数器2内部的脉冲形式设置和命令脉冲信号)之间的一致性。具体地,一致性确定部4参照位置命令信号确定是否存在与脉冲形式相关的不一致,例如计数器2的脉冲形式设置与实际输入的命令脉冲信号的脉冲形式之间不匹配,或者由于连接断开、接线错误等导致命令脉冲信号发送失败等(这种确定方法将在后文详述)。接着,一旦确定出现了诸如上述的与脉冲形式相关的不一致,一致性确定部4就向上级控制器5输出警报。利用这种配置,上级控制器5向合适的报警装置(未示出)输出控制信号,使得报警装置相应地警告用户。注意:一致性确定部4可向设置在电机位置控制器1内部的报警装置输出警报,并且报警装置可相应地警告用户。该一致性确定部4例如由CPU所运行的软件等形成。接着,该一致性确定部4用作权利要求中所描述的第一一致性确定装置。
如上所述,上述计数器2能够支持包括“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”、“相位差为90°的两相脉冲序列”在内的全部三种类型的脉冲形式。下文将依次描述这三种类型的脉冲形式。
图2是说明三种类型的脉冲形式“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”、“相位差为90°的两相脉冲序列”的表格。
首先,根据“符号+脉冲序列”脉冲形式,预先规定的两个命令脉冲信号之一(图中位于下边的信号)用作确定电机6的旋转方向的符号信号,而另一命令脉冲信号(图中位于上边的信号)用作确定电机6的旋转值和旋转速度的脉冲序列信号。在如图所示的示例中,脉冲形式在脉冲被输出到脉冲序列信号并且符号信号处于高电平(=正向命令脉冲信号)时命令电机6在正方向上旋转,在脉冲被输出到脉冲序列信号并且符号信号处于低电平(=反向命令脉冲信号)时命令电机6在反方向上旋转。接着,在脉冲序列信号中有效计数的脉冲数(以下称为“计数总值”)用作用于命令电机6在各旋转方向上的转数的信息,而脉冲频率(或周期)用作用于命令电机6的旋转速度的信息。
此外,根据“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式,预先规定的两个命令脉冲信号之一(图中位于下边的信号)用作确定电机6在正方向上的旋转值和旋转速度的CCW信号,而另一命令脉冲信号(图中位于上边的信号)用作确定电机6在反方向上的旋转值和旋转速度的CW信号。在如图所示的示例中,脉冲形式在脉冲被输出到CCW信号并且CW信号持续处于低电平(=正向命令脉冲信号)时命令电机6在正方向上旋转,在脉冲被输出到CW信号并且CCW信号持续处于低电平(=反向命令脉冲信号)时命令电机6在反方向上旋转。接着,正转期间在CCW信号中或反转期间在CW信号中有效计数的计数总值用作用于指定电机6在各旋转方向上的转数的信息,而脉冲频率(或周期)用作用于指定电机6的旋转速度的信息。
此外,根据上述“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式,预先分别规定为A相信号(图中位于上边的信号)和B相信号(图中位于下边的信号)的两个命令脉冲信号是波形相同而相位差为90°的脉冲信号,相位差形式确定电机6的旋转方向,脉冲数确定电机6的旋转值和旋转速度。在如图所示的示例中,脉冲形式在B相信号比A相信号在相位上超前90°时命令电机6在正方向上旋转,反之在A相信号比B相信号在相位上超前90°时命令电机6在反方向上旋转。接着,在A相信号和B相信号中有效计数的计数总值(两相的计数总值相同)用作用于指定电机6在各旋转方向上的转数的信息,而脉冲频率(或周期)用作用于指定电机6的旋转速度的信息。
此外,基于旋转方向的规范格式的不同,上述两种脉冲形式“符号+脉冲序列”和“CW+CCW脉冲序列”均可分为两类:正逻辑类型和负逻辑类型。图2示出了两种脉冲形式“符号+脉冲序列”和“CW+CCW脉冲序列”作为正逻辑类型的示例。根据“符号+脉冲序列”脉冲形式的负逻辑类型(尽管表中未示出),脉冲形式在脉冲被输出到脉冲序列信号并且符号信号处于低电平时命令电机6在正方向上旋转,在脉冲被输出到脉冲序列信号并且符号信号处于高电平时命令电机6在反方向上旋转。此外,根据“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式的负逻辑类型,脉冲形式在脉冲被输出到CCW信号并且CW信号持续处于高电平时命令电机6在正方向上旋转,反之在脉冲被输出到CW信号并且CCW信号持续处于高电平时命令电机6在反方向上旋转。
本实施方式的电机位置控制器1的上述计数器2对应于上述三种类型的脉冲形式以及上述正逻辑类型和负逻辑类型分别解释命令脉冲信号。接着,计数器2采集在预定时间宽度内对脉冲计数时获取的命令信息(包括旋转方向、转数和旋转速度),生成上述位置命令信号并将该位置命令信号输出到电机控制部3。
上述三种类型的脉冲形式基本上互不兼容。结果,能够支持全部三种类型的脉冲形式的计数器2需要指定脉冲形式,运行期间应当按照该脉冲形式来执行操作。作为响应,根据本实施方式,在电机6的实际运行之前,基于用户例如经由参数设定装置8(不同于上级控制器5)所作的手动设置,通过脉冲形式设定信号向计数器2指定脉冲形式。计数器2使用基于脉冲形式设定信号而在内部设定的脉冲形式设置来解释输入的两个命令脉冲信号,并生成位置命令信号。
然而,由于电机位置控制器1外部的某种原因,有时会出现与脉冲形式相关的不一致,例如计数器2内部的脉冲形式设置与实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式之间不符,或者上述两个命令脉冲信号未被正确发送而导致发送失败。
图3是考虑三种类型的脉冲形式的各个特征而总结上述可能出现的不一致的表格。尽管由于空间有限而在图中省略了描述,但此处将对不一致进行连续描述。
在图3中,首先,当计数器2内部的脉冲形式设置被设定为“符号+脉冲序列”时,“符号+脉冲序列”设置的一个特征是符号信号从不单独发生变化。因此,当在实际输入到计数器2的两个命令脉冲信号中检测到偏离上述特征的状态时(例如仅有符号信号的电平发生变化,而脉冲序列信号的电平未发生变化),则上述两个命令脉冲信号至少不是“符号+脉冲序列”的形式。结果,将检测到仅有符号信号的电平发生变化而脉冲序列信号的电平未发生变化的状态作为不一致检测条件。于是,在满足该不一致检测条件的情况下,估计的不一致状态推测为或者是与脉冲形式设置不一致的“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式的命令脉冲信号输入到计数器2,或者是符号信号和脉冲序列信号反接的接线错误。
此外,“符号+脉冲序列”设置的另一特征是每当脉冲序列信号变化一个脉冲时,符号信号从不发生变化。因此,与上述情况类似,将检测到偏离该特征的状态,即检测到符号信号电平的变化周期小于脉冲序列信号电平的变化周期的状态(换言之,符号信号的变化频率大于或等于脉冲序列信号的变化频率)作为不一致检测条件。于是,在满足该不一致检测条件的情况下,估计的不一致状态推测为“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式(在表中简称为“A相+B相”,以下同)的命令脉冲信号的输入(不同于脉冲形式设置)。
此外,“符号+脉冲序列”设置的另一特征是符号信号的变化周期不太快。因此,与上述情况类似,将检测到偏离该特征的状态,即检测到小于或等于预定阈值的符号信号电平的变化周期作为不一致检测条件。于是,在满足该不一致检测条件的情况下,估计的不一致状态推测为或者是“CW+CCW脉冲序列”或“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式的命令脉冲信号的输入(不同于脉冲形式设置),或者是符号信号和脉冲序列信号反接的接线错误。
此外,“符号+脉冲序列”设置的另一特征是当脉冲输入到脉冲序列信号时,计数总值总是发生变化。因此,与上述情况类似,将检测到偏离该特征的状态,即在符号信号电平或脉冲序列信号电平发生变化时检测到计数总值的变化小于或等于正/负1(检测变化是在正方向上为1、在反方向上为1还是根本不发生变化;在表中简称为“计数器0”,以下同)作为不一致检测条件。于是,在满足该检测条件的情况下,估计的不一致状态推测为“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式的命令脉冲信号的输入(不同于脉冲形式设置)。
接着,当计数器2内部的脉冲形式设置被设定为“CW+CCW脉冲序列”时,“CW+CCW脉冲序列”设置的一个特征是CW信号和CCW信号从不同时发生变化。因此,将在实际输入到计数器2的两个命令脉冲信号中检测到偏离该特征的状态(例如检测到CW信号和CCW信号均基于相同的变化周期变化)作为不一致检测条件。于是,在满足该检测条件的情况下,估计的不一致状态可推测为“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式的命令脉冲信号的输入(不同于脉冲形式设置)。
此外,“CW+CCW脉冲序列”设置的另一特征是当CW信号和CCW信号脉冲输入时,计数总值总是发生变化。因此,与上述情况类似,将检测到偏离该特征的状态,即在CW信号电平或CCW信号电平发生变化时检测到计数总值的变化小于或等于正/负1的状态作为不一致检测条件。于是,在满足该检测条件的情况下,估计的不一致状态推测为如下状态:计时器2的脉冲形式设置和实际输入的命令脉冲信号的脉冲形式为相同的“CW+CCW脉冲序列”,但其逻辑相反。
接着,当计数器2内部的脉冲形式设置被设定为“相位差为90°的两相脉冲序列”时,“相位差为90°的两相脉冲序列”的一个特征是A相信号和B相信号均发生变化。因此,将在实际输入到计数器2的两个命令脉冲信号中检测到偏离该特征的状态(例如检测到一个命令脉冲信号电平发生变化而另一命令脉冲信号电平未发生变化)作为不一致检测条件。于是,在满足该检测条件的情况下,估计的不一致状态推测为“符号+脉冲序列”或“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式的命令脉冲信号的输入(不同于脉冲形式设置)。
此外,“相位差为90°的两相脉冲序列”设置的另一特征是当A相信号和B相信号以90°相位差输入时,计数总值总是发生变化。因此,与上述情况类似,将检测到偏离该特征的状态,即在两个命令脉冲信号电平之一发生变化时检测到计数总值的变化小于或等于正/负1的状态作为不一致检测条件。于是,在满足该检测条件的情况下,估计的不一致状态推测为“符号+脉冲序列”或“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式的命令脉冲信号的输入(不同于脉冲形式设置)。
本实施方式的电机位置控制器1的上述一致性确定部4使用图3中的“不一致检测条件”来确定与各个脉冲形式设置相对应的与脉冲形式相关的不一致。图4是示出由一致性确定部执行以进行该确定的控制过程的流程图。注意:在从上级控制器5向电机位置控制器1输入命令脉冲信号以驱动和控制电机6的正常运行状态下,一致性确定部4反复地并行执行基于此流程的控制过程。
首先,在步骤S5中,一致性确定部4经由参数设定装置8基于脉冲形式设定信号获取脉冲形式设置。该脉冲形式设置与计数器2内部的脉冲形式设置相同。
随后,流程转到步骤S10,一致性确定部4确定在上述步骤S5中读出的脉冲形式设置的脉冲形式,即确定设置是“符号+脉冲序列”设置、“CW+CCW脉冲序列”设置、还是“相位差为90°的两相脉冲序列”设置。
在步骤S10中,当设置为“符号+脉冲序列”设置时,流程转到步骤S15。在步骤S15中,从上级控制器5输入上述两个命令脉冲信号,然后流程转到步骤S100。
在步骤S100中,一致性确定部4确定“符号+脉冲序列”脉冲形式设置的一致性。也就是说,一致性确定部4确定是否满足上述图3的“符号+脉冲序列”脉冲形式设置的四个不一致检测条件之一,即,仅有符号信号电平发生变化而脉冲序列信号电平未发生变化的状态、符号信号电平的变化周期小于脉冲序列信号电平的变化周期的状态、符号信号电平的变化周期小于或等于预定阈值的状态、或在符号信号电平或脉冲序列信号电平发生变化时计数总值的变化小于或等于正/负1的状态。如果满足其中一个条件,则确定满足步骤S100的条件,并且流程转到步骤S30以输出上述警报,然后流程结束。如果上述四个条件均不满足,则确定不满足步骤S100的条件,然后流程结束。
另一方面,在步骤S10中,当脉冲形式设置是“CW+CCW脉冲序列”设置时,流程转到步骤S20。在步骤S20中,从上级控制器5输入上述两个命令脉冲信号,然后流程转到步骤S200。
在步骤S200中,一致性确定部4确定“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式设置的一致性。也就是说,一致性确定部4确定是否满足上述图3的“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式设置的两个不一致检测条件之一,即,CW信号和CCW信号均基于相同变化周期变化的状态;或在CW信号电平或CCW信号电平发生变化时计数总值的变化小于或等于正/负1的状态。如果满足其中一个条件,则确定满足步骤S200的条件,并且流程转到步骤S35以输出上述警报,然后流程结束。如果上述两个条件均不满足,则确定不满足步骤S200的条件,然后流程结束。
另一方面,在步骤S10中,当脉冲形式设置是“相位差为90°的两相脉冲序列”设置时,流程转到步骤S25。在步骤S25中,从上级控制器5输入上述两个命令脉冲信号,然后流程转到步骤S300。
在步骤S300中,一致性确定部4确定“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式设置的一致性。也就是说,一致性确定部4确定是否满足上述图3的“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式设置的两个不一致检测条件之一,即,一个命令脉冲信号电平发生变化而另一命令脉冲信号电平未发生变化的状态;或在两个命令脉冲信号电平之一发生变化时计数总值的变化小于或等于正/负1的状态。如果满足其中一个条件,则确定满足步骤S300的条件,并且流程转到步骤S40以输出上述警报,然后流程结束。如果上述两个条件均不满足,则确定不满足步骤S300的条件,然后流程结束。
在上面的描述中,步骤S30、步骤S35和步骤S40的过程用作权利要求中所描述的报警装置。
如上所述,在本实施方式中,一致性确定部4确定两个命令脉冲信号以及脉冲形式设置的一致性,使得能够将不一致具体确定为脉冲形式设置与实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式不匹配、两个命令脉冲信号发送失败等,从而能够响应于不一致的具体情况采取适当措施。结果,能够避免由于脉冲形式不一致而导致的电机6的运行缺陷,并能实现电机6可靠的正常运行。
此外,具体地在本实施方式中,两个命令脉冲信号的脉冲形式设置是“符号+脉冲序列”设置、“CW+CCW脉冲序列”设置以及“相位差为90°的两相脉冲序列”设置之一,因此支持三种常用脉冲形式。
此外,具体地在本实施方式中,一旦在图4的步骤S100、步骤S200或步骤S300中确定两个命令脉冲信号与脉冲形式设置不匹配(即一旦确定满足不一致条件),一致性确定部4就输出警报。利用这种配置,可以向用户警告与脉冲形式相关的不一致的发生。
具体地,在脉冲形式设置是“符号+脉冲序列”的情况下,当满足下列条件之一时,一致性确定部4在步骤S100中确定两个命令脉冲信号与脉冲形式设置不匹配,并在步骤S30中输出警报:当仅有符号信号电平发生变化而脉冲序列信号电平未发生变化时,当符号信号电平的变化周期小于脉冲序列信号电平的变化周期时,当符号信号电平的变化周期小于或等于预定阈值时,或当在符号信号电平或脉冲序列信号电平发生变化时计数总值的变化小于或等于正/负1时。利用这种配置,一致性确定部4能够明确确定与脉冲形式相关的不一致,例如脉冲形式设置是“符号+脉冲序列”、而实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式是另外的“CW+CCW脉冲序列”和“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式之一的不符状态,或者例如由符号信号和脉冲序列信号的反向接线错误而导致的发送失败。
或者,在脉冲形式设置是“CW+CCW脉冲序列”的情况下,当满足下列条件之一时,一致性确定部4在步骤S200中确定两个命令脉冲信号与脉冲形式设置不匹配,并在步骤S35中输出警报:当CW信号和CCW信号均基于相同的变化周期变化时,或当在CW信号电平或CCW信号电平发生变化时计数总值的变化小于或等于正/负1时。利用这种配置,一致性确定部4能够明确确定与脉冲形式相关的不一致,例如脉冲形式设置是“CW+CCW脉冲序列”而实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式是另外的“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式的不符状态,或者“CW+CCW脉冲序列”形式的逻辑的不符状态。
或者,在脉冲形式设置是“相位差为90°的两相脉冲序列”的情况下,当满足下列条件之一时,一致性确定部4在步骤S300中确定两个命令脉冲信号与脉冲形式设置不匹配,并在步骤S40中输出警报:当一个命令脉冲信号电平发生变化而另一命令脉冲信号电平未发生变化时,或当在两个命令脉冲信号电平之一发生变化时计数总值的变化小于或等于正/负1时。利用这种配置,一致性确定部4能够明确确定与脉冲形式相关的不一致,例如脉冲形式设置是“相位差为90°的两相脉冲序列”而实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式是另外的“符号+脉冲序列”和“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式之一的不符状态。
注意,本发明并不限于上述实施方式,在不偏离本发明的精神和范围的前提下可作出各种变型例。下面逐一描述这些变型例。
也就是说,尽管在上述实施方式中,一致性确定部4确定根据从外部源输入的脉冲形式设定信号在计数器2内部设定的脉冲形式设置以及实际输入的两个命令脉冲信号的一致性,但本发明并不限于此。例如,电机位置控制器本身可以通过连续切换和临时设定多个脉冲形式并确定其一致性来自动估计实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式。
图5是示意性地示出根据这种变型例的电机位置控制器及其外围设备的系统构造的系统框图,并且对应于上述图1。注意:用相同的附图标记来表示与图1中的部件相同的部件,并且将适当地省略其描述。
在图5中,电机位置控制器1A设置有一致性控制部14来代替电机位置控制器1A的一致性确定部4。将来自上级控制器5的两个命令脉冲信号、以及来自一致性控制部14的脉冲形式临时设定信号和实际设定信号(后文详述)输入到计数器2。接着,将来自计数器2的位置命令信号或旋转编码器7检测到的电机位置信息(换言之,指示电机运行状态的信息)中的至少一个输入到一致性控制部14。此外,该一致性控制部14除了输出与上述实施方式的一致性确定部4相同的警报之外,还向上级控制器5输出控制请求信号(后文详述)。注意在本变型例中,计数器2同样支持上述三种类型的脉冲形式“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”、“相位差为90°的两相脉冲序列”,以及“符号+脉冲序列”和“CW+CCW脉冲序列”的正逻辑类型和负逻辑类型。
在本变型例中,如上所述,在计数器2中连续切换并临时设定上述三种类型的脉冲形式,并且基于根据该临时设置从计数器2输出的位置命令信号,根据位置命令信号的正/负状态来确定一致性。或者,通过使用根据该临时设置从计数器2输出的位置命令信号来实际操作电机6、并确定该操作是否是正确的操作来确定一致性。下面描述实际操作电机6的实施方式。图6是当上述三种类型的脉冲形式均如上所述地临时设定时,根据两个输入的命令脉冲信号的脉冲形式总结电机6的实际运行的表格。注意,在本示例中,脉冲形式设置的临时设置具体为正逻辑类型。此外,在本示例中,不考虑两个命令脉冲信号的反接。也就是说,本示例基于如下前提:符号信号和脉冲序列信号、CW信号和CCW信号以及A相信号和B相信号均正确连接。
在图6中,首先,在将计数器2内部的脉冲形式设置临时设定为“符号+脉冲序列”(正逻辑)并且输入相同正逻辑的“符号+脉冲序列”命令脉冲信号的情况下,脉冲形式(和逻辑类型)处于一致状态,使得电机6正常地正转和反转。另一方面,在输入负逻辑的“符号+脉冲序列”命令脉冲信号时,符号信号电平指示反转,并且计数总值反向变化。结果,电机6的正转和反转被切换,使得电机6在被指示正转时却反转,在被指示反转时却正转。
此外,在将计数器2内部的脉冲形式设置临时设定为“符号+脉冲序列”并且输入正逻辑或负逻辑的“CW+CCW脉冲序列”命令脉冲信号的情况下,脉冲形式仅在脉冲序列被输入到临时设定的脉冲序列信号侧的时间段内处于一致状态。因此,计数总值仅在正方向或反方向上增大或减小。利用这种配置,电机6仅在一个方向上部分地运行。
此外,在将计数器2内部的脉冲形式设置临时设定为“符号+脉冲序列”并且输入“相位差为90°的两相脉冲序列”命令脉冲信号的情况下,电机6进行正常的正转和反转。
接着,在将计数器2内部的脉冲形式设置临时设定为“CW+CCW脉冲序列”(正逻辑)并且输入正逻辑或负逻辑的“符号+脉冲序列”命令脉冲信号的情况下,仅当在临时设定中利用正转命令将脉冲序列信号的脉冲序列输入到CCW信号侧或利用反转命令输入到CW信号侧时,脉冲形式才处于一致状态。因此,与上述情况相似,计数总值仅在正方向或反方向上增大或减小。
此外,在将计数器2内部的脉冲形式设置临时设定为“CW+CCW脉冲序列”并且输入相同正逻辑的“CW+CCW脉冲序列”命令脉冲信号情况下,脉冲形式(和逻辑类型)处于一致状态,导致电机6正常的正转和反转。另一方面,在输入负逻辑的“CW+CCW脉冲序列”命令脉冲信号的情况下,计数总值的变化小于或等于正/负1。因此,针对所有实际用途,电机6基本上都不能运行。
此外,在将计数器2内部的脉冲形式设置临时设定为“CW+CCW脉冲序列”并且输入“相位差为90°的两相脉冲序列”命令脉冲信号的情况下,电机6进行正常的正转和反转。
接着,在将计数器2内部的脉冲形式设置临时设定为“相位差为90°的两相脉冲序列”并且输入正逻辑或负逻辑的“符号+脉冲序列”或“CW+CCW脉冲序列”命令脉冲信号的情况下,计数总值的变化小于或等于正/负1。因此,针对所有实际用途,电机6基本上都不能运行。另一方面,在输入“相位差为90°的两相脉冲序列”命令脉冲信号情况下,脉冲形式处于一致状态,使得电机6正常地正转和反转,与上述情况类似。
本变型例的电机位置控制器1A的上述一致性控制部14以预定顺序切换在计数器2的脉冲形式设置中临时设定的脉冲形式,实际激活电机6,并且基于上述不一致的现象、根据此时来自旋转编码器7的电机运行状态信息是否反映正确行为来确定与脉冲形式相关的不一致。接着,随着检测到电机运行状态信息的正确行为,一致性控制部14正确地估计实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式。图7是示出由一致性控制部14执行以实现这种功能的控制过程的流程图。注意:在电机位置控制器1开始正常运行之前,基于此流程的控制过程仅由一致性控制部14执行一次。
在图7中,首先,在步骤S405中,一致性控制部14设定在一致性确定试运行期间使用的电机6的旋转方向和旋转值。注意:旋转方向设定在后面描述的步骤S420的往复运行中首先在正方向还是反方向上实现旋转。
随后,流程转到步骤S410,一致性控制部14生成用于将计数器2的脉冲形式设置首先临时设定为“相位差为90°的两相脉冲序列”的指令信号,并将该指令信号输出到计数器2。计数器2在内部设定临时设置(对设置进行临时设定),使得基于输入的此临时设置指令信号并根据“相位差为90°的两相脉冲序列”脉冲形式来解释命令脉冲信号。
接着,流程转到步骤S415,一致性控制部14向上级控制器5输出控制请求信号,使得基于在上述步骤S405中设定的旋转方向和旋转值从上级控制器5输出命令脉冲信号。利用这种配置,将从上级控制器5输出的脉冲形式未知的两个命令脉冲信号输入到计数器2。计数器2通过向输入的命令脉冲信号施加上述在内部临时设定的脉冲形式设置并解释结果来对命令脉冲信号中包括的脉冲数进行计数,然后生成与计数内容相对应的位置命令信号(即临时位置命令信号),并将该位置命令信号输出到电机控制部3。利用这种配置,电机控制部3控制电机6的驱动,使得电机6根据上述位置命令信号而运行(或如前所述并不运行)。结果,来自计数器2的上述临时位置命令信号被输出到一致性控制部14,而与电机6的运行相对应的电机运行状态信息则从上述旋转编码器7输出到一致性控制部14。
接着,流程转到步骤S420,一致性控制部14基于上述步骤S415中来自旋转编码器7的电机运行状态信息来确定电机6是否正确运行。此处采用的示例是电机6通过正转和反转而往复运行的情况,因此在此步骤S420中确定电机6是否往复运行。在电机6往复运行的情况下,确定满足步骤S420的条件,并且流程转到步骤S425。
在步骤S425中,确定电机6是否按照正确顺序往复运行。也就是说,如上参照图6所述的,电机6的正向和反向运行有时是通过颠倒的正转和反转而进行的。在此步骤S425中,确定电机6的往复运行中旋转方向的顺序是否正确。
在按照正确顺序进行了往复运行的情况下,确定满足步骤S425的条件。在这种情况下,基于上述控制请求信号将从上级控制器5输入到计数器2的两个命令脉冲信号的脉冲形式估计为“相位差为90°的两相脉冲序列”(即脉冲形式处于一致状态)。接着,流程转到步骤S430。
在步骤S430中,一致性控制部14生成用于将计数器2的脉冲形式设置固定设定(实际设定)为“相位差为90°的两相脉冲序列”的指令信号,并将该指令信号输出到计数器2。接着,计数器2对设置进行最终设定,从而基于输入的此实际设定指令信号并根据“相位差为90°的两相脉冲序列”来解释命令脉冲信号。然后,流程结束。
另一方面,在按照不正确顺序进行了往复运行的情况下,在上述步骤S425的确定过程中确定不满足步骤S425的条件。在这种情况下,估计两个命令脉冲信号的脉冲形式是“相位差为90°的两相脉冲序列”,但是出现由于反接而导致的接线错误。作为响应,在步骤S435中,一致性控制部14向上级控制器5输出相应警报。利用这种配置,与上述实施方式类似,上级控制器5向合适的报警装置(未示出)输出控制信号,并且报警装置相应地警告用户。注意:一致性控制部14可向设置在电机位置控制器1内部的报警装置输出警报,而报警装置可相应地警告用户。随后,流程结束。
此外,在没有进行往复运行的情况下,在上述步骤S420的确定过程中确定不满足条件。在这种情况下,估计两个命令脉冲信号的脉冲形式不是“相位差为90°的两相脉冲序列”,并且流程转到步骤S440。
在步骤S440中,一致性控制部14生成用于将计数器2的脉冲形式设置临时设定为下一脉冲形式(正逻辑的“符号+脉冲序列”)的指令信号,并将该指令信号输出到计数器2。计数器2在内部对设置进行临时设定,使得基于输入的此临时设定指令信号并根据“符号+脉冲序列”脉冲形式来解释命令脉冲信号。
接着,流程转到步骤S455,与上述步骤S415类似,一致性控制部14输出控制请求信号。利用这种配置,从上级控制器5向计数器2输入脉冲形式未知的两个命令脉冲信号。
随后,流程转到步骤S450,与上述步骤S420类似,一致性控制部14确定电机6是否往复运行。在电机6往复运行的情况下,确定满足步骤S450的条件,并且流程转到步骤S455。
在步骤S455中,与上述步骤S425类似,一致性控制部14确定电机6是否按照正确顺序往复运行。在按照正确顺序进行了往复运行的情况下,确定满足步骤S455的条件,并估计两个命令脉冲信号的脉冲形式是正逻辑的“符号+脉冲序列”。
接着,在步骤S460中,与上述步骤S430类似,一致性控制部14向计数器2输出用于将脉冲形式设置实际设定为正逻辑的“符号+脉冲序列”的指令信号。接着,计数器2对设置进行最终设定,使得基于此实际设定指令信号并根据正逻辑的“符号+脉冲序列”来解释命令脉冲信号。然后,流程结束。
另一方面,在按照正确顺序进行往复运行的情况下,在上述步骤S455的确定过程中确定不满足步骤S455的条件。在这种情况下,估计两个命令脉冲信号的脉冲形式是逻辑相反的“符号+脉冲序列”。作为响应,在步骤S465中,一致性控制部14向计数器2输出用于将脉冲形式设置实际设定为负逻辑的“符号+脉冲序列”的指令信号。接着,计数器2对设置进行最终设定,使得基于此实际设定指令信号并根据负逻辑的“符号+脉冲序列”来解释命令脉冲信号。然后,流程结束。
此外,在没有进行往复运行的情况下,在上述步骤S450的确定过程中确定不满足条件。在这种情况下,估计两个命令脉冲信号的脉冲形式是“相位差为90°的两相脉冲序列”和“符号+脉冲序列”以外的形式,并且流程转到步骤S470。
在步骤S470中,在上述步骤S450的确定过程中确定电机6是否只在一个旋转方向上运行。如上所述,采用的示例为电机6在正方向和反方向上往复运行的情况,因此,在此步骤S470中确定电机6是否只在一个方向上旋转(并不往复)。在电机6只在一个方向上旋转的情况下,确定满足步骤S470的条件,并且估计两个命令脉冲信号的脉冲形式是“CW+CCW脉冲序列”。注意这种估计基于如下事实:当脉冲形式设置是上述图6中的“符号+脉冲序列”时,无论用于输入“CW+CCW脉冲序列”命令脉冲信号的逻辑为何,都只在一个方向上进行计数。随后,流程转到步骤S475。
在步骤S475中,一致性控制部14生成用于将计数器2的脉冲形式设置临时设定为下一脉冲形式(正逻辑的“CW+CCW脉冲序列”)的指令信号,并将该指令信号输出到计数器2。计数器2在内部对设置进行临时设定,使得基于输入的此临时设定指令信号并根据“CW+CCW脉冲序列”脉冲形式来解释命令脉冲信号。
接着,流程转到步骤S480,与上述步骤S415、S455类似,一致性控制部14输出控制请求信号。利用这种配置,从上级控制器5向计数器2输出脉冲形式未知的两个命令脉冲信号。
随后,流程转到步骤S485,与上述步骤S420、S450类似,一致性控制部14确定电机6是否往复运行。在电机6往复运行的情况下,确定满足步骤S485的条件,并且流程转到步骤S490。
在步骤S490中,与上述步骤S425、S455类似,一致性控制部14确定电机6是否按照正确顺序往复运行。在按照正确顺序进行了往复运行的情况下,确定满足步骤S490的条件,并估计两个命令脉冲信号的脉冲形式是正逻辑的“CW+CCW脉冲序列”。
接着,在步骤S495中,与上述步骤S430、S460类似,一致性控制部14向计数器2输出用于将脉冲形式设置实际设定为正逻辑的“CW+CCW脉冲序列”的指令信号。接着,计数器2对设置进行最终设定,使得基于此实际设定指令信号并根据正逻辑的“CW+CCW脉冲序列”来解释命令脉冲信号。然后,流程结束。
另一方面,在上述步骤S490的确定过程中按照不正确顺序进行往复运行的情况下,确定不满足步骤S490的条件。在这种情况下,估计出现了接线错误(例如干扰)。作为响应,在步骤S500中,一致性控制部14向上级控制器5输出相应警报。结果,与上述情况类似,报警装置基于上级控制器5的控制相应地警告用户,或设置在电机位置控制器1内部的报警装置相应地警告用户。随后,流程结束。
此外,在上述步骤S485的确定过程中没有进行往复运行的情况下,确定不满足条件。在这种情况下,估计两个命令脉冲信号的脉冲形式是逻辑相反的“CW+CCW脉冲序列”。作为响应,在步骤S505中,一致性控制部14向计数器2输出用于将脉冲形式设置实际设定为负逻辑的“CW+CCW脉冲序列”的指令信号。接着,计数器2对设置进行最终设定,使得基于此实际设定指令信号并根据负逻辑的“CW+CCW脉冲序列”来解释命令脉冲信号。然后,流程结束。
此外,在上述步骤S470的确定过程中电机6没有在任一旋转方向上运行的情况下,确定不满足步骤S470的条件。在这种情况下,估计出现了接线错误(例如连接断开或干扰),或者输入的命令脉冲信号的脉冲形式是“符号+脉冲序列”、“CW+CCW脉冲序列”和“相位差为90°的两相脉冲序列”以外的形式。在这种情况下,在步骤S510中,一致性控制部14向上级控制器5输出相应警报。结果,与上述情况类似,报警装置基于上级控制器5的控制相应地警告用户,或设置在电机位置控制器1内部的报警装置相应地警告用户。然后,流程结束。
在上面的描述中,上述图7的流程中的步骤S410、步骤S440和步骤S475的过程用作权利要求中所描述的临时设定装置。此外,步骤S420、步骤S425、步骤S450、步骤S455、步骤S470、步骤S485和步骤S490的过程用作第二一致性确定装置。此外,步骤S430、步骤S460、步骤S465、步骤S495和步骤S505的过程用作确定装置。
如上所述,在此变型例中,一致性控制部14在图7的步骤S410、步骤S440和步骤S475的过程中连续切换和临时设定多个脉冲形式,使得电机位置控制器1A自身能利用多个脉冲形式自动地进行试运行而不依赖于外部输入。于是,此时,在步骤S420、步骤S425、步骤S450、步骤S455、步骤S470、步骤S485和步骤S490的过程中,经由电机6的运行行为来确定临时设定的脉冲形式与实际输入的两个命令脉冲信号的一致性。
具体地,在应用此时临时设定的脉冲形式时,一致性控制部14基于来自旋转编码器7的电机运行状态信息来查阅电机6的运行形式。利用这种配置,采用更高的精度来估计实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式。结果,与上述实施方式类似,可以具体确定不一致(例如,脉冲形式设置与实际输入的两个命令脉冲信号的脉冲形式之间不匹配,或两个命令脉冲信号发送失败),从而能够根据该不一致的内容采取适当措施。也就是说,在此时临时设定的脉冲形式设置与实际输入的两个命令脉冲信号之间存在不一致的情况下,将该脉冲形式确定为用于最终驱动电机6的脉冲形式,并且应用到计数器2。利用这种配置,电机位置控制器1A自身能够自动推断正确的脉冲形式设置,而不依赖于来自外部源的输入。结果,能够避免由于脉冲形式不一致而引起的电机6的运行缺陷,并能实现电机6可靠的正常运行。
此外,具体地在本变型例中,与上述实施方式类似,两个命令脉冲信号的脉冲形式设置是“符号+脉冲序列”设置、“CW+CCW脉冲序列”设置或“相位差为90°的两相脉冲序列”设置之一,因此支持三种常用脉冲形式。
注意:尽管上面针对经受驱动和控制的电机为旋转电机的示例性场景进行了相关描述,但本发明并不限于此。也就是说,虽然没有具体示出,但本发明能够应用于驱动和控制直接作用型电机(所谓的直线电机)的情况。在这种情况下,尽管不能使用上述旋转编码器7,但可以通过使用能够检测相同的电机运行状态信息的检测器来实现与上述优点相同的优点。此时,分别用运动元件的运动方向、运动量(运动位置)和运动速度来代替上述的旋转方向、旋转值和旋转速度。此外,尽管上面针对使用由两个命令脉冲信号构成的脉冲形式的示例性场景进行了相关描述,但本发明并不限于此。也就是说,虽然没有具体示出,但本发明能够应用于使用由一个命令脉冲信号或三个或更多命令脉冲信号构成的脉冲形式的情况。在这种情况下,可以通过使用与每种脉冲形式对应的一致性确定技术实现与上述优点相同的优点。此外,当电机位置控制器1A的一致性控制部14输出警报时,可将警报直接输出到专用显示装置而不必经过上级控制器5。
此外,除了上述示例之外,也可适当地组合上述实施方式和示例性变型例的技术。
尽管此处没有单独描述其它示例,但在不偏离本发明的精神和范围的前提下,可以进行各种更改和修改。

Claims (10)

1.一种电机位置控制器(1),所述电机位置控制器(1)输入命令脉冲信号和所需脉冲形式设置,并且基于所述命令脉冲信号来驱动电机(6),所述电机位置控制器(1)包括:
位置命令生成装置(2),所述位置命令生成装置(2)被配置为根据输入的所需脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成位置命令信号;
电机控制部(3),所述电机控制部(3)被配置为基于所述位置命令信号向所述电机(6)供应电力;以及
第一一致性确定装置(4),所述第一一致性确定装置(4)被配置为确定所述所需脉冲形式设置与所述命令脉冲信号的脉冲形式的一致性。
2.根据权利要求1所述的电机位置控制器(1),所述电机位置控制器(1)还包括报警装置,在所述第一一致性确定装置(4)确定所述命令脉冲信号的脉冲形式与所述脉冲形式设置不一致的情况下,所述报警装置输出警报信号。
3.根据权利要求2所述的电机位置控制器(1),其特征在于:
所述位置命令生成装置(2)输入的所述命令脉冲信号包括互不相同的第一脉冲信号和第二脉冲信号,其中所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的脉冲形式是以下(A)、(B)、(C)形式中的任意一种:
(A)所述第一脉冲信号是确定所述电机(6)的旋转方向的符号信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机(6)的旋转值和旋转速度的脉冲序列信号;
(B)所述第一脉冲信号是确定所述电机(6)在正方向上的旋转值和旋转速度的CCW信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机(6)在反方向上的旋转值和旋转速度的CW信号;或
(C)所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号是波形相同并且具有预定相位差的脉冲信号,相位差形式确定所述电机(6)的旋转方向,脉冲数确定所述电机(6)的旋转值和旋转速度;以及
所述位置命令生成装置(2)输入的所述脉冲形式设置是与(A)形式对应的“符号+脉冲序列”设置、与(B)形式对应的“CW+CCW脉冲序列”设置以及与(C)形式对应的“相位差为90°的两相脉冲序列”设置中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的电机位置控制器(1),其特征在于:
在所述脉冲形式设置被设定为“符号+脉冲序列”的情况下,当满足以下条件中的任一个时,所述第一一致性确定装置(4)确定所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的脉冲形式与所述脉冲形式设置不一致:当仅有所述符号信号的电平发生变化而所述脉冲序列信号的电平未发生变化时;当所述符号信号的电平的变化周期小于所述脉冲序列信号的电平的变化周期时;当所述符号信号的电平的变化周期小于或等于预定阈值时;或者当在所述符号信号的电平或所述脉冲序列信号的电平发生变化时所述位置命令生成装置(2)的计数总值的变化在正转时小于或等于正方向上的1、或者在反转时小于或等于反方向上的1时。
5.根据权利要求3所述的电机位置控制器(1),其特征在于:
在所述脉冲形式设置被设定为“CW+CCW脉冲序列”的情况下,当满足以下条件中的一个时,所述第一一致性确定装置(4)确定所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的脉冲形式与所述脉冲形式设置不一致:当所述CW信号和所述CCW信号均基于相同的变化周期而变化时;或者当在所述CW信号的电平或所述CCW信号的电平发生变化时所述位置命令生成装置(2)的计数总值的变化在正转时小于或等于正方向上的1、或者在反转时小于或等于反方向上的1时。
6.根据权利要求3所述的电机位置控制器(1),其特征在于:
在所述脉冲形式设置被设定为“相位差为90°的两相脉冲序列”的情况下,当满足以下条件中的一个时,所述第一一致性确定装置(4)确定所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号的脉冲形式与所述脉冲形式设置不一致:当仅有一个脉冲信号的电平发生变化而另一脉冲信号的电平未发生变化时;或者当在两个脉冲信号中的任一个的电平发生变化时所述位置命令生成装置(2)的计数总值的变化在正转时小于或等于正方向上的1、或者在反转时小于或等于反方向上的1时。
7.一种电机位置控制器(1A),所述电机位置控制器(1A)基于命令脉冲信号和所需脉冲形式设置的输入而驱动电机(6),所述电机位置控制器(1A)包括:
临时设定装置,所述临时设定装置被配置为按照预定顺序连续地临时设定多个所述脉冲形式设置;
位置命令生成装置(2),所述位置命令生成装置(2)被配置为根据所述所需脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成位置命令信号;
电机控制部(3),所述电机控制部(3)被配置为基于所述位置命令信号向所述电机(6)供应电力;以及
第二一致性确定装置,所述第二一致性确定装置被配置为输入所述命令脉冲信号,输入由所述临时设定装置临时设定的所述脉冲形式设置,并且确定所述命令脉冲信号的脉冲形式与临时设定的所述脉冲形式设置的一致性。
8.根据权利要求7所述的电机位置控制器(1A),其特征在于:
所述位置命令生成装置(2)根据所述临时设定的脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成临时位置命令信号并输出该临时位置命令信号;以及
所述第二一致性确定装置根据从所述位置命令生成装置(2)输出的所述临时位置命令信号或基于所述临时位置命令信号的所述电机(6)的运行形式来确定所述命令脉冲信号的脉冲形式与所述临时设定的脉冲形式设置的一致性。
9.根据权利要求8所述的电机位置控制器(1A),其特征在于:
所述第二一致性确定装置包括确定装置,所述确定装置被配置为在所述命令脉冲信号的脉冲形式与所述临时设定的脉冲形式设置一致的情况下,将所述临时设定的脉冲形式设置确定为用于最终驱动所述电机(6)的脉冲形式设置;以及
所述位置命令生成装置(2)根据由所述确定装置确定的所述脉冲形式设置从所述命令脉冲信号生成所述位置命令信号并输出所述位置命令信号。
10.根据权利要求7所述的电机位置控制器(1A),其特征在于:
所述位置命令生成装置(2)输入的所述命令脉冲信号包括互不相同的第一脉冲信号和第二脉冲信号,其中所述第一脉冲信号和第二脉冲信号的脉冲形式为以下(A)、(B)、(C)形式中的任意一种:
(A)所述第一脉冲信号是确定所述电机(6)的旋转方向的符号信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机(6)的旋转值和旋转速度的脉冲序列信号;
(B)所述第一脉冲信号是确定所述电机(6)在正方向上的旋转值和旋转速度的CCW信号,并且所述第二脉冲信号是确定所述电机(6)在反方向上的旋转值和旋转速度的CW信号;或
(C)所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号是波形相同并且具有预定相位差的脉冲信号,相位差形式确定所述电机(6)的旋转方向,脉冲数确定所述电机(6)的旋转值和旋转速度;以及
所述临时设定装置按照预定顺序连续地临时设定三种形式:与(A)形式对应的“符号+脉冲序列”设置、与(B)形式对应的“CW+CCW脉冲序列”设置以及与(C)形式对应的“相位差为90°的两相脉冲序列”设置。
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