DE102007043930A1 - Control device for stepping motor, has computing unit for computing deviation between position instruction and rotor position, and another computing unit for computing rotor speed instruction on basis of position instruction - Google Patents

Control device for stepping motor, has computing unit for computing deviation between position instruction and rotor position, and another computing unit for computing rotor speed instruction on basis of position instruction Download PDF

Info

Publication number
DE102007043930A1
DE102007043930A1 DE102007043930A DE102007043930A DE102007043930A1 DE 102007043930 A1 DE102007043930 A1 DE 102007043930A1 DE 102007043930 A DE102007043930 A DE 102007043930A DE 102007043930 A DE102007043930 A DE 102007043930A DE 102007043930 A1 DE102007043930 A1 DE 102007043930A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
value
deviation
speed
rotor speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102007043930A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007043930B4 (en
Inventor
Akihiko Kashiwa Hoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oriental Motor Co Ltd
Original Assignee
Oriental Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oriental Motor Co Ltd filed Critical Oriental Motor Co Ltd
Priority to DE102007043930.1A priority Critical patent/DE102007043930B4/en
Publication of DE102007043930A1 publication Critical patent/DE102007043930A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007043930B4 publication Critical patent/DE102007043930B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02P8/00Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/14Arrangements for controlling speed or speed and torque
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02P23/18Controlling the angular speed together with angular position or phase

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

The control device has a computing unit for computing a deviation between the position instruction (10) and the rotor position, and another computing unit for computing a rotor speed instruction on the basis of the position instruction. An evaluation unit is provided for evaluating whether the position deviation is within a specified range. A phase adjustment unit is provided for adjusting the phase of the coil current instruction on the basis of the rotor position instruction, if the position deviation is within the specified range.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Fachgebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Schrittmotor und spezieller ein Verfahren zur Steuerung des Voreilwinkels.The The present invention relates to a control device for a stepper motor and more particularly a method of controlling the Lead angle.

2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the state of the technique

Im Allgemeinen verwendet eine Steuervorrichtung für einen Schrittmotor ein Impulssignal als Befehlssignal. Mit anderen Worten, die Steuervorrichtung steuert eine Position mit einer Impulsanzahl und die Geschwindigkeit mit einer Impulsfrequenz. Frühere Beispiele für Verfahren zum Einstellen des Wertes eines Voreilwinkels, der mit dem Drehmoment des Schrittmotors korrespondiert, in so einer Steuervorrichtung sind im Japanischen Patent Nr. 3715276 und der Japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 11-113289 offenbart. In einem Verfahren 1, offenbart im Japanischen Patent Nr. 3715276 , und einem Verfahren 2, offenbart in der Japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 11-113289 , wird eine Stromphase θi jeder Phasenwicklung wie unten beschrieben bestimmt.In general, a control apparatus for a stepping motor uses a pulse signal as a command signal. In other words, the controller controls a position with a number of pulses and the speed with a pulse frequency. Previous examples of methods for setting the value of a lead angle corresponding to the torque of the stepping motor in such a control device are shown in FIG Japanese Patent No. 3715276 and the Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-113289 disclosed. In a method 1, disclosed in Japanese Patent No. 3715276 , and a method 2, disclosed in US 5,156,237 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-113289 , a current phase θ i of each phase winding is determined as described below.

Verfahren 1Method 1

Wenn δθ < 90° θi = θcom When δ θ <90 ° θ i = θ com

Wenn δθ > 90° θi = θfb + 90° + Kv·ω + Ke·ω·δθ wobei θcom ein Positionsbefehl ist, θfb eine Rotorposition ist, δθ eine Positionsabweichung ist, θi eine Stromphase ist, Kv eine proportionale Konstante ist, Ke eine proportionale Konstante ist und ω die Rotorgeschwindigkeit ist.If δ θ > 90 ° θ i = θ fb + 90 ° + K v · Ω + K e · Ω · δ θ where θ com is a position command , θ fb is a rotor position, δ θ is a position deviation, θ i is a current phase, K v is a proportional constant, K e is a proportional constant, and ω is the rotor speed.

Verfahren 2Method 2

Wenn δθ < 90° + Kv·ωfb θi = θcom If δ θ <90 ° + K v · ω fb θ i = θ com

Wenn δθ > 90° θi = θfb + 90° + Kv·ωfb wobei ωfb die Rotorgeschwindigkeit ist.If δ θ > 90 ° θ i = θ fb + 90 ° + K v · ω fb where ω fb is the rotor speed.

Entsprechend den Verfahren der Vergangenheit werden der Befehl für die Rotorposition und die Rotorposition verglichen. Wenn die Positionsabweichung innerhalb eines vorher bestimmten Bereiches liegt, wird eine Erregungsphase mit dem Positionsbefehl als stabiler Punkt eingestellt. Wenn die Positionsabweichung den vorher bestimmtem Bereich überschreitet, wird ein Vorlaufwinkelwert auf einen optimalen Wert eingestellt. Der optimale Vorlaufwinkelwert meint in den Verfahren der Vergangenheit einen Vorlaufwinkelwert, mit dem ein maximales Drehmoment bezogen auf die Geschwindigkeit ωfb generiert werden kann.According to the methods of the past, the command for the rotor position and the rotor position are compared. If the positional deviation is within a predetermined range, an energizing phase is set with the position command as a stable point. When the positional deviation exceeds the predetermined range, a lead angle value is set to an optimum value. The optimum forward angle value means in the methods of the past a forward angle value with which a maximum torque relative to the speed ω fb can be generated.

Jedoch wird bei den Verfahren der Vergangenheit ein Motor, wenn die Positionsabweichung den vorher bestimmten Bereich überschreitet, mit dem maximalen Drehmoment beschleunigt, das generiert werden kann. Daher kann die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors, der in eine Position des Positionsbefehls (Zielposition) dreht, substantiell die Geschwindigkeit eines Geschwindigkeitsbefehls (Zielgeschwindigkeit) überschreiten und eine unten beschriebene Unzulänglichkeit verursachen.however becomes in the past methods a motor, if the position deviation the previously exceeds certain range, with the maximum Accelerates torque that can be generated. Therefore, the Rotational speed of the rotor, which is in a position of the position command (Target position) turns, substantially exceeding the speed of a speed command (target speed) and cause an inadequacy described below.

Zum Beispiel, wenn eine Rotorwelle durch eine externe Kraft gedreht wird, dreht sich der Rotor, wenn die Rotorwelle offen ist, mit dem maximalen Drehmoment, um in eine Ausgangsposition zurückzukehren. Beim Zurückkehren in die Ausgangsposition ist es wahrscheinlich, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors eine abnorme Geschwindigkeit erreicht. Da der Rotor nicht verlangsamt wird, bis der Rotor in die Nähe der Ausgangsposition gelangt, kann der Rotor durch die Trägheit des Rotors und einen Betriebszustand eine Position überschreiten, in der der Rotor anhalten sollte. Wenn die Trägheit groß ist, kann der Rotor unfähig sein zu stoppen, während er wiederholt die Position überschreitet und sich zurück bewegt. Ein ähnliches Phänomen kann durch ein unzureichendes Beschleunigungsmoment während des Betriebes, Schwankungen in einem Betriebszustand und dergleichen auftreten.To the Example, when a rotor shaft is rotated by an external force When the rotor shaft is open, the rotor rotates with the rotor maximum torque to return to a home position. When returning to the starting position it is likely that the rotational speed of the rotor is an abnormal speed reached. Since the rotor is not slowed down until the rotor is in reaches the vicinity of the starting position, the rotor can through the inertia of the rotor and an operating condition one Exceed position in which the rotor should stop. If the inertia is large, the rotor may become unable to stop as he repeatedly passes the position and moves back. A similar phenomenon may be due to insufficient acceleration torque during operation, fluctuations in an operating condition and the like occur.

ZIEL UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGAIM AND SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Probleme in der Vergangenheit gemacht und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für einen Schrittmotor zur Verfügung zu stellen, die das Drehmoment, das von einem Motor erzeugt wird, reduzieren kann und die Expansion einer Geschwindigkeitsabweichung steuern kann, wenn die Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors einen Geschwindigkeitsbefehl überschreitet.The The present invention has been made in view of the problems in the past and it is an object of the present invention to provide a control device for a stepper motor, reduce the torque generated by a motor can and control the expansion of a speed deviation can when the rotational speed of a rotor exceeds a speed command.

Um das Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Schrittmotor zur Verfügung, die auf der Basis eines Rotorpositionsbefehls (θcom) zur Steuerung einer Position eines Rotors und einer Rotorposition (θfb) als einer aktuellen Position des Rotors eine Phase (θi) eines Wicklungsstrombefehls determiniert, der einen elektrischen Strom steuert, der in eine Wicklung eingespeist wird, und erzeugt Strombefehle (Iacom und Ibcom) für entsprechende Phasen auf der Basis des Wicklungsstrombefehls (θi). Die Steuervorrichtung beinhaltet Mittel zur Berechnung von Positionsabweichungen (30) zur Berechnung einer Abweichung (δθ) zwischen dem Positionsbefehl und der Rotorposition, Mittel zur Berechnung von Rotorgeschwindigkeitsbefehlen (21) zur Berechnung eines Rotorgeschwindigkeitsbefehls (ωcom) auf der Basis des Positionsbefehls, Mittel zur Berechnung der Rotorgeschwindigkeit (22) zur Berechnung der Rotorgeschwindigkeit (ωfb) auf der Basis der Rotorposition, Mittel zur Berechnung der Geschwindigkeitsabweichung (31) zur Berechnung einer Abweichung (δω) zwischen dem Rotorgeschwindigkeitsbefehl und der Rotorgeschwindigkeit, Mittel zur Generierung von Festwerten (24) zur Generierung eines positiven Festwertes (+K) und eines negativen Festwertes (–K), wenn die Positionsabweichung jeweils positiv oder negativ ist, erste Beurteilungsmittel (27) zur Beurteilung, ob die Positionsabweichung innerhalb eines vorher festgelegten Bereiches ist, zweite Beurteilungsmittel (28) zur Beurteilung, ob ein Vorzeichen der Positionsabweichung und ein Vorzeichen der Geschwindigkeitsabweichung miteinander übereinstimmen, und Mittel zur Phaseneinstellung (34 bis 35) zur Einstellung der Phase des Wicklungsstrombefehls auf der Basis des Rotorpositionsbefehls, wenn die Positionsabweichung innerhalb des vorher festgelegten Bereiches ist, zur Einstellung der Phase des Wicklungsstrombefehls auf der Basis eines Wertes, der durch Summierung der Rotorposition, des Festwertes und eines Korrekturwertes des Voreilwinkels, der mit der Rotorgeschwindigkeit korrespondiert, wenn die Positionsabweichung den vorher festgelegten Bereich überschreitet und ein Vorzeichen der Positionsabweichung und ein Vorzeichen der Geschwindigkeitsabweichung miteinander übereinstimmen, erhalten wird, und zur Einstellung der Phase des Wicklungsstrombefehls auf der Basis eines Wertes, der durch Summierung der Rotorposition, des Festwertes, eines Korrekturwertes des Voreilwinkels, der mit der Rotorgeschwindigkeit korrespondiert, und der Geschwindigkeitsabweichung multipliziert mit einer vorher festgelegten Konstante (Kdo), wenn die Positionsabweichung den vorher festgelegten Bereich überschreitet und ein Vorzeichen der Positionsabweichung und ein Vorzeichen der Geschwindigkeitsabweichung nicht miteinander übereinstimmen, erhalten wird.In order to achieve the object, the present invention provides a control apparatus for a stepping motor based on a rotor position command (θ com ) for controlling a position of a rotor and a rotor position (θ fb ) as one Current position of the rotor determines a phase (θ i ) of a Wicklungstrombefehls that controls an electric current that is fed into a winding, and generates current commands (I acom and I bcom ) for respective phases based on the Wicklungsstrombefehlsi ). The control device contains means for calculating position deviations ( 30 ) for calculating a deviation (δ θ ) between the position command and the rotor position, means for calculating rotor speed commands ( 21 ) for calculating a rotor speed command (ω com ) on the basis of the position command, means for calculating the rotor speed ( 22 ) for calculating the rotor speed (ω fb ) on the basis of the rotor position, means for calculating the speed deviation ( 31 ) for calculating a deviation (δ ω ) between the rotor speed command and the rotor speed, means for generating fixed values ( 24 ) for generating a positive fixed value (+ K) and a negative fixed value (-K), if the position deviation is respectively positive or negative, first assessment means ( 27 ) for judging whether the positional deviation is within a predetermined range, second judging means ( 28 ) for judging whether a sign of the positional deviation and a sign of the speed deviation agree with each other, and means for phase adjustment ( 34 to 35 ) for adjusting the phase of the winding current command based on the rotor position command when the position deviation is within the predetermined range for adjusting the phase of the winding current command based on a value obtained by summing the rotor position, the fixed value and a correction value of the lead angle corresponds to the rotor speed when the positional deviation exceeds the predetermined range and a sign of the positional deviation and a sign of the speed deviation coincide with each other, and for adjusting the phase of the winding current command based on a value obtained by summing the rotor position of the fixed value , a correction value of the lead angle corresponding to the rotor speed, and the speed deviation multiplied by a predetermined constant (K do ), when the position deviation exceeds the preset value I exceed and a sign of the position deviation and a sign of the speed deviation do not match, is obtained.

Es ist wünschenswert, dass der Festwert ein Wert ist, der äquivalent einem elektrischen Winkel von 90° ist.It it is desirable that the fixed value be a value that is equivalent an electrical angle of 90 °.

Zum Beispiel, der vorher festgelegte Bereich ist so eingestellt, dass er einen unteren Grenzwert aufweist, der durch Summierung des negativen Festwertes und eines Wertes, der durch eine Funktion (f(ωfb)) der Rotorgeschwindigkeit definiert ist, erhalten wird, und einen oberen Grenzwert aufweist, der durch Summierung des positiven Festwertes und eines Wertes, der durch die Funktion der Rotorgeschwindigkeit definiert ist, erhalten wird.For example, the predetermined range is set to have a lower limit value obtained by summing the negative fixed value and a value defined by a function (f (ω fb )) of the rotor speed, and an upper one Limit, which is obtained by summation of the positive fixed value and a value which is defined by the function of the rotor speed.

Zum Beispiel, der vorher festgelegte Bereich ist so eingestellt, dass er einen unteren Grenzwert aufweist, der durch Summierung des negativen Festwertes und eines Wertes erhalten wird, der durch Multiplikation der Rotorgeschwindigkeit mit einem vorher festgelegten Koeffizienten (Kv) erhalten wird, und einen oberen Grenzwert aufweist, der durch Summierung des positiven Festwertes und eines Wertes erhalten wird, der durch Multiplikation der Rotorgeschwindigkeit mit dem vorher festgelegten Koeffizienten erhalten wird. In diesem Fall kann der vorher festgelegte Koeffizient (Kv) 0 sein.For example, the predetermined range is set to have a lower limit value obtained by summing the negative fixed value and a value obtained by multiplying the rotor speed by a predetermined coefficient (K v ) and an upper one Limit value obtained by summing the positive fixed value and a value obtained by multiplying the rotor speed by the predetermined coefficient. In this case, the predetermined coefficient (K v ) may be 0.

Der Korrekturwert des Voreilwinkels ist auf einen Wert eingestellt, der durch die Funktion (f(ωfb)) der Rotorgeschwindigkeit definiert ist. Der Korrekturwert des Voreilwinkels kann ein Wert sein, der durch Summierung eines Wertes, der ein Produkt des vorher festgelegten Koeffizienten (Kv) und der Rotorgeschwindigkeit ist, oder eines Wertes, der ein Produkt des vorher festgelegten Koeffizienten (Kv) und der Rotorgeschwindigkeit ist, und eines Wertes, der ein Produkt des vorher festgelegten Koeffizienten (Ke), der Rotorgeschwindigkeit und der Positionsabweichung ist, erhalten wird.The correction value of the lead angle is set to a value defined by the function (f (ω fb )) of the rotor speed. The correction value of the lead angle may be a value obtained by summing a value that is a product of the predetermined coefficient (K v ) and the rotor speed, or a value that is a product of the predetermined coefficient (K v ) and the rotor speed , and a value which is a product of the predetermined coefficient (K e ), the rotor speed and the position deviation is obtained.

Die Phase des Wicklungsstrombefehls, die auf der Basis des Rotorpositionsbefehls eingestellt ist, kann die Geschwindigkeitsabweichung beinhalten.The Phase of the winding current command based on the rotor position command is set, may include the speed deviation.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Erregungsphase zur Generierung eines maximalen Drehmomentes eingestellt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors geringer als ein Geschwindigkeitsbefehl ist. Die Erregungsphase wird zur Reduzierung des von einem Motor generierten Drehmomentes und zur Steuerung der Expansion einer Geschwindigkeitsabweichung eingestellt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors den Geschwindigkeitsbefehl überschreitet. Dadurch ist es möglich, eine übermäßige Rotationsgeschwindigkeit des Rotors und ein Einfangen zu dem Zeitpunkt zu vermeiden, wenn die Positionsabweichung einen vorher festgelegten Bereich überschreitet, und den Rotor stabil und schnell in Position zu bringen.Corresponding The present invention provides an excitation phase for generation set a maximum torque when the rotational speed of the rotor is less than a speed command. The excitation phase is for reducing the torque generated by a motor and set to control the expansion of a speed deviation when the rotational speed of the rotor exceeds the speed command. This makes it possible an excessive Rotation speed of the rotor and trapping at the time to avoid if the position deviation is a predetermined Range exceeds, and the rotor stable and fast to position.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist ein Blockschaltbild, das den Gesamtaufbau einer Steuervorrichtung für einen Schrittmotor entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegende Erfindung zeigt; 1 is a block diagram showing the overall structure of a control device for a stepping motor according to a first embodiment game of the present invention shows;

2 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau einer arithmetischen Einheit zeigt; 2 Fig. 12 is a block diagram showing an example of the construction of an arithmetic unit;

3 ist eine Darstellung, die ein Modell der Ausbildung einer Strombefehlphase zeigt, die mit einer Kombination der Polaritäten einer Positionsabweichung und einer Geschwindigkeitsabweichung korrespondiert; und 3 Fig. 12 is a diagram showing a model of the formation of a current command phase corresponding to a combination of the polarities of a position deviation and a velocity deviation; and

4 ist ein Blockschaltbild, das ein weiteres Beispiel für den Aufbau der arithmetischen Einheit zeigt. 4 Fig. 16 is a block diagram showing another example of the construction of the arithmetic unit.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS

1 ist ein Blockschaltbild, das den Gesamtaufbau einer Steuervorrichtung für einen Schrittmotor entsprechend eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 Fig. 10 is a block diagram showing the overall structure of a control apparatus for a stepping motor according to an embodiment of the present invention.

In 1 wird ein Positionsbefehl θcom für einen Rotor eines Schrittmotors 50 in Form eines Impulssignals über ein Eingangsterminal 10 des Positionsbefehls in eine arithmetische Einheit 20 eingespeist. Ein Positionsdetektor 60 steht zur Verfügung, um eine aktuelle Position des Rotors (hier im Weiteren als Rotorposition bezeichnet) θfb zu erfassen. Ein Ausgangssignal des Positionsdetektors 60 wird in die arithmetische Einheit 20 eingespeist. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Zweiphasen-Hybridmotor als Schrittmotor 50 verwendet.In 1 becomes a position command θ com for a rotor of a stepping motor 50 in the form of a pulse signal via an input terminal 10 of the position command into an arithmetic unit 20 fed. A position detector 60 is available to detect a current position of the rotor (hereinafter referred to as rotor position) θ fb . An output signal of the position detector 60 becomes the arithmetic unit 20 fed. In this embodiment, a two-phase hybrid motor becomes a stepping motor 50 used.

Die arithmetische Einheit 20 berechnet einen Strombefehl Iacom für die A-Phase und einen Strombefehl Ibcom für die B-Phase auf der Basis des Positionsbefehls θcom und der Rotorposition θfb, wie später beschrieben wird. Eine Stromverstärkereinheit 40 beinhaltet einen allseits bekannten PWM-Inverter und gibt elektrische Stromsignale an entsprechende Phasenwicklungen von Schrittmotor 50 ab, die mit den Strombefehlen Iacom und Ibcom korrespondieren.The arithmetic unit 20 calculates a current command I acom for the A phase and a current command I bcom for the B phase on the basis of the position command θ com and the rotor position θ fb , as described later. A current amplifier unit 40 includes a well-known PWM inverter and outputs electrical current signals to respective phase windings of stepper motor 50 which correspond to the current commands I acom and I bcom .

2 ist ein Blockschaltbild, das Details der arithmetischen Einheit 20 zeigt. 2 is a block diagram, the details of the arithmetic unit 20 shows.

In 2 berechnet ein erstes Subtrahierglied 30 eine Abweichung δθ zwischen dem Positionsbefehl θcom und der Rotorposition θfb bezüglich des Rotors. Eine erste Differenzierschaltung 21 differenziert den Positionsbefehl θcom zur Erzeugung eines Geschwindigkeitsbefehls ωcom. Eine zweite Differenzierschaltung 22 differenziert die Rotorposition θfb zur Erzeugung einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ωfb. Ein Geschwindigkeitskompensator 23 multipliziert die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ωfb mit einer proportionalen Konstante Kv zur Geschwindigkeitskompensation. Ein Festwertgenerator 24 generiert einen Festwert +K, wenn die Positionsabweichung δθ positiv ist, und generiert einen Festwert –K, wenn die Positionsabweichung δθ negativ ist. Als Wert K ist ein Wert wünschenswert, der äquivalent einem elektrischen Winkel von 90° ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Wert K auf so einen Wert eingestellt.In 2 calculates a first subtractor 30 a deviation δ θ between the position command θ com and the rotor position θ fb with respect to the rotor. A first differentiating circuit 21 differentiates the position command θ com to generate a speed command ω com . A second differentiating circuit 22 differentiates the rotor position θ fb for generating a rotational speed of the rotor ω fb . A speed compensator 23 multiplies the rotational speed of the rotor ω fb by a proportional constant K v for speed compensation. A fixed value generator 24 generates a fixed value + K when the position deviation δ θ is positive, and generates a fixed value -K when the position deviation δ θ is negative. As the value K, a value equivalent to an electrical angle of 90 ° is desirable. In this embodiment, the value K is set to such a value.

Ein zweites Subtrahierglied 31 subtrahiert die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ωfb vom Geschwindigkeitsbefehl ωcom und gibt die Geschwindigkeitsabweichung δω ab. Ein erstes Addierglied 32 summiert den Festwert K oder –K, der im Festwertgenerator 24 erzeugt wird, und einen Ausgangswert Kv·ωfb des Geschwindigkeitskompensators 23.A second subtractor 31 subtracts the rotational speed of the rotor ω fb from the velocity command ω com and outputs the velocity deviation δ ω . A first adder 32 sums the fixed value K or -K in the fixed value generator 24 is generated, and an output value K v · ω fb of the speed compensator 23 ,

Ein erster Geschwindigkeitsdifferenzkompensator 25 und ein zweiter Geschwindigkeitsdifferenzkompensator 26 multiplizieren die Geschwindigkeitsabweichung δω, die vom Subtrahierglied 31 abgegebene wird, jeweils mit den proportionalen Konstanten Kdi und Kdo zur Kompensation der Geschwindigkeit.A first speed difference compensator 25 and a second speed difference compensator 26 multiply the velocity deviation δ ω , that of the subtractor 31 is delivered, each with the proportional constant K di and K do to compensate for the speed.

Ein erstes Beurteilungselement 27 führt eine vergleichende Beurteilung der Positionsabweichung δθ und eines Ausgangswertes K + Kv·ωfb bzw. –K + Kv·ωfb des ersten Addiergliedes 32 durch. Wenn –K + Kv·ωfb < δθ < K + Kv·ωfb ist, verbindet das erste Beurteilungselement 27 ein erstes Schalterelement 35 mit einer Anschlussseite "a". Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, verbindet das erste Beurteilungselement 27 das Schalterelement 35 mit einer Anschlussseite "b". Ein zweites Beurteilungselement 28 trennt ein zweites Schalterelement 36 nur, wenn die Vorzeichen (positiv oder negativ) der Positionsabweichung δθ und der Geschwindigkeitsabweichung δω miteinander übereinstimmen.A first assessment element 27 performs a comparative assessment of the position deviation δ θ and an output value K + K v · ω fb and -K + K v · ω fb of the first adder 32 by. If -K + K v * ω fbθ <K + K v * ω fb , the first judgment element connects 27 a first switch element 35 with a connection side "a". If this condition is not met, the first appraisal element connects 27 the switch element 35 with a connection side "b". A second appraisal element 28 disconnects a second switch element 36 only if the signs (positive or negative) of the position deviation δ θ and the speed deviation δ ω coincide with one another.

Ein zweites Addierglied 33 summiert den Positionsbefehl θcom und ein Ausgangssignal Kdi·δω des ersten Geschwindigkeitsdifferenzkompensators 25 und leitet ein Ergebnis der Addition zum Anschlusspunkt "a" des ersten Schalterelementes 35. Ein drittes Addierglied 34 summiert ein Ausgangssignal Kdo·δω des zweiten Geschwindigkeitsdifferenzkompensators 26, das über das zweite Schalterelement 36 anliegt, den Ausgangswert K + Kv·ωfb bzw. –K + Kv·ωfb des ersten Addiergliedes 32 und die Rotorposition θfb und leitet ein Ergebnis der Addition zum Anschlusspunkt "b" des ersten Schalterelementes 35. Ein Koordinatenkonverter 29 gibt die resultierenden Strombefehle Iacom = Ki·sinθi und Ibcom = Ki·cosθi auf der Basis einer Strombefehlphase θi, die später beschrieben wird, über das erste Schalterelement 35 ab.A second adder 33 sums the position command θ com and an output signal K di δ ω of the first speed difference compensator 25 and derives a result of the addition to the terminal point "a" of the first switch element 35 , A third adder 34 sums an output signal K do · δ ω of the second speed difference compensator 26 that via the second switch element 36 is present, the output value K + K v · ω fb and -K + K v · ω fb of the first adder 32 and the rotor position θ fb, and supplies a result of the addition to the terminal point "b" of the first switch element 35 , A coordinate converter 29 gives the resulting current commands I acom = K i * sinθ i and I bcom = K i * cosθ i on the basis of a current command phase θ i , which will be described later, about the first switch element 35 from.

Spezifische Funktionsweisen der Steuervorrichtung entsprechend dieses Ausführungsbeispiels werden unten erläutert.specific Operations of the control device according to this embodiment will be explained below.

Wie unten beschrieben, berechnet die Steuervorrichtung entsprechend dieses Ausführungsbeispiels die Strombefehlphase θi auf der Basis des Rotorpositionsbefehls θcom und der Rotorposition θfb und erzeugt den Strombefehl der A-Phase Iacom und der B-Phase Ibcom aus der Strombefehlsphase θi. Die Verwendung der Strombefehlphase θi, berechnet auf der Basis des Positionsbefehls θcom, ist grundsätzlich die gleiche wie die Verwendung der Strombefehlphase θi im Falle eines gewöhnlichen Steuersystems für einen Schrittmotor mit offenem Regelkreis.As described below, the control apparatus according to this embodiment calculates the current command phase θ i on the basis of the rotor position command θ com and the rotor position θ fb, and generates the current command of the A phase I acom and the B phase I bcom from the current command phase θ i . The use of the current command phase θ i calculated on the basis of the position command θ com is basically the same as the use of the current command phase θ i in the case of a conventional control system for an open-loop stepping motor.

Es wird auf der Basis eines Bereiches der Positionsabweichung δθ beurteilt, ob die Phase des Strombefehls θi auf der Basis des Rotorpositionsbefehls θcom oder der Rotorposition θfb berechnet wird.It is judged based on a range of the position deviation δ θ whether the phase of the current command θ i is calculated on the basis of the rotor position command θ com or the rotor position θ fb .

In der arithmetischen Einheit 20, die in 2 dargestellt ist, verbindet das Beurteilungselement 27 das Schalterelement 35 mit der Anschlussseite "a", wenn der Bereich der Positionsabweichung δθ die folgende Formel erfüllt (1). –K + Kv·ωfb < δθ < K + Kv·ωfb (1). In the arithmetic unit 20 , in the 2 is shown, connects the appraisal element 27 the switch element 35 with the terminal side "a" when the range of the positional deviation δ θ satisfies the following formula (1). -K + K v · ω fb θ <K + K v · ω fb (1).

In der Folge wird, wie durch die folgende Formel (2) angezeigt, ein Ergebnis der Addition durch das Addierglied 33 vom Schalterelement 35 als Phase des Strombefehls θi abgegeben. Auf diese Weise wird, wenn die Positionsabweichung δθ im Bereich der angezeigten Formel (1) liegt, die Phase des Strombefehls θi auf der Basis des Positionsbefehls θcom berechnet (siehe Fläche E in 3). θi = θcom + Kdi·δω (2). As a result, as indicated by the following formula (2), a result of addition by the adder becomes 33 from the switch element 35 delivered as the phase of the current command θ i . In this way, when the positional deviation δ θ is within the range of the displayed formula (1), the phase of the current command θ i is calculated on the basis of the position command θ com (see area E in FIG 3 ). θ i = θ com + K di · δ ω (2).

Als Festwert K in Formel (1) ist es wünschenswert, einen Wert zu verwenden, der äquivalent einem elektrischen Winkel von 90° ist. Jedoch ist der Festwert K nicht darauf limitiert. Die Phase des Strombefehls θi kann auf θi = θcom eingestellt werden. Wenn jedoch ein Ausdruck Kdi·δω auf der Basis der Stromabweichung δω, wie in Formel (2), addiert wird, wirkt das auf die Steuerung der Vibration während der Rotation.As the fixed value K in the formula (1), it is desirable to use a value equivalent to an electrical angle of 90 °. However, the fixed value K is not limited to this. The phase of the current command θ i can be set to θ i = θ com . However, when an expression K di · δ ω is added on the basis of the current deviation δ ω as in the formula (2), it acts on the control of the vibration during the rotation.

Die Phase des Strombefehls θi die auf der Basis der Rotorposition θfb berechnet wird, wird unten beschrieben.The phase of the current command θ i calculated on the basis of the rotor position θ fb will be described below.

Das erste Beurteilungselement 27 verbindet das Schalterelement 35 mit der Anschlussseite "b", wenn ein Bereich der Positionsabweichung θδ den Bereich der Formel (1) überschreitet, d. h., wenn δθ > K + Kv·ωfb oder δθ < –K + Kv·ωfb ist. In diesem Fall trennt das zweite Beurteilungselement 28 das Schalterelement 36 nur, wenn die Vorzeichen (positiv oder negativ) der Positionsabweichung δθ und der Geschwindigkeitsabweichung δω miteinander übereinstimmen. So werden schließlich vier Strombefehlphasen θi (siehe Flächen A bis D in 3) entsprechend der folgenden Bedingungen "a" bis "d" berechnet. Diese Strombefehlphasen θi werden entsprechend den Bedingungen "a" bis "d" vom Schalterelement 35 abgegeben.

  • Bedingung "a": δθ > +K + Kv·ωfb, δθ > 0, δω > 0 (das Schalterelement 36 ist getrennt) θi = θfb + K + Kv·ωfb (3)
  • Bedingung "b": δθ > +K + Kv·ωfb, δθ > 0, δω < 0 (das Schalterelement 36 ist geschlossen) θi = θfb + K + Kv·ωfb + Kd0·δω (4)
  • Bedingung "c": δθ < –K + Kv·ωfb, δθ < 0, δω < 0 (das Schalterelement 36 ist getrennt) θi = θfb – K + Kv·ωfb (5)
  • Bedingung "d": δθ < –K + Kv·ωfb, δθ < 0, δω > 0 (das Schalterelement 36 ist geschlossen) θi = θfb – K + Kv·ωfb + Kd0·δω (6)
The first appraisal element 27 connects the switch element 35 to the terminal side "b" when a range of the positional deviation θ δ exceeds the range of the formula (1), that is, when δ θ > K + K v · ω fb or δ θ <-K + K v · ω fb . In this case, the second appraisal element separates 28 the switch element 36 only if the signs (positive or negative) of the position deviation δ θ and the speed deviation δ ω coincide with one another. Thus, four current command phases θ i (see areas A to D in FIG 3 ) is calculated according to the following conditions "a" to "d". These current command phases θ i become the switching element according to the conditions "a" to "d" 35 issued.
  • Condition "a": δ θ > + K + K v · ω fb , δ θ > 0, δ ω > 0 (the switch element 36 is disconnected) θ i = θ fb + K + K v · ω fb (3)
  • Condition "b": δ θ > + K + K v · ω fb , δ θ > 0, δ ω <0 (the switching element 36 is closed) θ i = θ fb + K + K v · ω fb + K d0 · δ ω (4)
  • Condition "c": δ θ <-K + K v · ω fb , δ θ <0, δ ω <0 (the switch element 36 is disconnected) θ i = θ fb - K + K v · ω fb (5)
  • Condition "d": δ θ <-K + K v · ω fb , δ θ <0, δ ω > 0 (the switch element 36 is closed) θ i = θ fb - K + K v · ω fb + K d0 · δ ω (6)

Die Strombefehlphasen θi, die nach der Formel (2) und den Formeln (3) bis (6) berechnet werden, werden in den Koordinatenkonverter 29 eingegeben und in Strombefehle Iacom und Ibcom für die entsprechenden Phasen konvertiert. Der Motor 50 ist nicht auf einen Zweiphasen-Motor limitiert und kann zum Beispiel ein Dreiphasen- oder Fünfphasen-Motor sein. In diesem Fall konvertiert der Koordinatenkonverter 29 die Strombefehlphase θi in Strombefehle in einer Anzahl, die der Anzahl der Phasen des Motors 50 entspricht.The current command phases θ i calculated by the formula (2) and the formulas (3) to (6) become the coordinate converter 29 and converted into current commands I acom and I bcom for the corresponding phases. The motor 50 is not limited to a two-phase motor and may be, for example, a three-phase or five-phase motor. In this case, the coordinate converter converts 29 the current command phase θ i into current commands in a number equal to the number of phases of the motor 50 equivalent.

Gemäß der Strombefehlphase θi, die nach Formel (2) berechnet wird, wird der Motor 50 auf eine befohlene Geschwindigkeit bei maximalem Drehmoment beschleunigt. In diesem Fall, da der Ausdruck Kv·ωfb der Geschwindigkeitskompensation in die Beurteilungsformel (1) integriert ist, ist das Schalten bei Generierung eines maximalen Drehmomentes, das eine Verzögerung in einem elektrischen Strom und eine Verzögerung in der Berechnung auf Grund der Induktivität der Wicklung kompensiert, möglich.According to the current command phase θ i , which is calculated according to formula (2), the motor becomes 50 accelerated to a commanded speed at maximum torque. In this case, since the expression K v · ω fb of the speed compensation is integrated into the judging formula (1), the switching when generating a maximum torque which is a delay in an electric current and a delay in the calculation due to the inductance of the Winding compensated, possible.

Andererseits, entsprechend der Strombefehlphasen θi, die auf der Basis der Rotorposition θfb bestimmt werden, d. h. der Strombefehlphasen θi, die nach den Formeln (3) bis (6) berechnet werden, ist folgender Effekt vorhanden.On the other hand, according to the current command phases θ i determined on the basis of the rotor position θ fb , ie, the current command phases θ i calculated by the formulas (3) to (6), the following effect is present.

Zum Beispiel, wenn der Motor 50 übermäßig in eine CW-Richtung dreht, ist die Geschwindigkeitsabweichung δω negativ und die Positionsabweichung δθ ist positiv. Somit wird die Strombefehlphase δω auf der Basis von Formel (4) bestimmt. In diesem Fall, da ein dritter Ausdruck Kd0·δω von Formel (4) ein negativer Wert ist, wird ein Voreilwinkel bezüglich der Rotorposition θfb reduziert. Im Ergebnis verringert sich das Drehmoment.For example, if the engine 50 rotates excessively in a CW direction, the velocity deviation δ ω is negative and the position deviation δ θ is positive. Thus, the current command phase δω is determined on the basis of formula (4). In this case, since a third expression K d0 · δ ω of formula (4) is a negative ver value is a lead angle with respect to the rotor position θ fb is reduced. As a result, the torque decreases.

Auf diese Weise wird in dem oben beschriebenen Beispiel eine Erregungsphase eingestellt, um das generierte Drehmoment zu reduzieren und die Geschwindigkeitsabweichung zu steuern. Somit ist es möglich, eine übermäßige Rotation des Rotors und ein Einfangen (Überschreiten und Unterschreiten) auf Grund der Expansion der Geschwindigkeitsabweichung zu vermeiden und den Rotor stabil und schnell in Position zu bringen. Die stabile und schnelle Positionierung des Rotors ist ebenfalls mit der Strombefehlphase θi möglich, die durch Formel (6) bestimmt wird.In this way, in the example described above, an energization phase is set to reduce the generated torque and to control the speed deviation. Thus, it is possible to avoid excessive rotation of the rotor and trapping (crossing and undershooting) due to expansion of the speed deviation and to stably and quickly position the rotor. The stable and fast positioning of the rotor is also possible with the current command phase θ i , which is determined by formula (6).

Wenn der Ausdruck Kd0·δω in Formel (4) größer ist als der Festwert K, wird ein Drehmoment in die entgegengesetzte Richtung generiert. Somit wird ein Wert des Koeffizienten Kd0 eingestellt, um einen angemessenen Steuerungseffekt der Geschwindigkeitsabweichung zu erzielen.If the expression K d0 · δ ω in formula (4) is larger than the fixed value K, torque is generated in the opposite direction. Thus, a value of the coefficient K d0 is set to obtain an appropriate control effect of the speed deviation .

Entsprechend den Strombefehlphasen θi, die nach den Formeln (3) und (5) bestimmt werden, wird ein Voreilwinkelwert, bei dem der Motor ein maximales Drehmoment generiert, eingestellt.In accordance with the current command phases θ i determined by the formulas (3) and (5), a lead angle value at which the motor generates a maximum torque is set.

Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wert eines Voreilwinkels für die Generierung eines maximalen Drehmomentes auf der Basis eines Ergebnisses der Beurteilung der Polaritäten der Positionsabweichung δθ und der Geschwindigkeitsabweichung δω zu dem Zeitpunkt zu nutzen, in dem die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ωfb nicht den Geschwindigkeitsbefehl ωcom erreicht, und einen Wert, der durch Multiplikation der Geschwindigkeitsabweichung δω mit einem Koeffizienten erhalten wird, zum Voreilwinkelwert zu addieren, um das maximale Drehmoment (da die Polarität von δω entgegengesetzt der von δθ ist, wird der Voreilwinkelwert durch diese Addition reduziert) auf der Basis eines Ergebnisses der Beurteilung der Polaritäten zu dem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ωfb den Geschwindigkeitsbefehl ωcom überschreitet, zu generieren. Damit gibt es keine Einschränkung für ein Verfahren, um annähernd den Voreilwinkelwert für die Generierung des maximalen Drehmomentes zu erzielen. Daher können als Korrekturwert des Voreilwinkels (im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, Kv·ωfb) nicht nur eine proportionale Funktion der Rotorgeschwindigkeit ωfb, sondern auch eine Funktion zweiten Grades und eine Funktion dritten Grades f(ωfb) und dergleichen genutzt werden.The gist of the present invention is to use a value of a lead angle for generating a maximum torque on the basis of a result of judging the polarities of the position deviation δ θ and the velocity deviation δ ω at the time when the rotational speed of the rotor ω fb does not reach the speed command ω com , and adds a value obtained by multiplying the speed deviation δ ω by a coefficient to the advance angle value by the maximum torque (since the polarity of δ ω is opposite to that of δ θ becomes the advance angle value reduced by this addition) on the basis of a result of judgment of the polarities at the time when the rotational speed of the rotor ω fb exceeds the speed command ω com . Thus, there is no limitation on a method to approximately reach the lead angle value for the generation of the maximum torque. Therefore, as the correction value of the lead angle (in the above-described embodiment, K v · ω fb ), not only a proportional function of the rotor speed ω fb but also a second-degree function and a third-degree function f (ω fb ) and the like can be utilized.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Rotorgeschwindigkeit ωfb als Korrekturwert für den Voreilwinkel genutzt. Jedoch kann auch die Positionsabweichung δθ zusätzlich zur Rotorgeschwindigkeit ωfb genutzt werden. 4 zeigt eine arithmetische Einheit 20', die sowohl die Rotorgeschwindigkeit ωfb als auch die Positionsabweichung δθ als Korrekturwert des Voreilwinkels nutzt.In the embodiment described above, the rotor speed ω fb is used as the correction value for the lead angle. However, the positional deviation δ θ may be used in addition to the rotor speed ω fb . 4 shows an arithmetic unit 20 ' which utilizes both the rotor speed ω fb and the position deviation δ θ as the correction value of the lead angle.

Die arithmetische Einheit 20' unterscheidet sich dadurch von der arithmetischen Einheit 20 des ersten Ausführungsbeispiels, dass ein Geschwindigkeits-/Positions-Abweichungskompensator 37 zur Verfügung steht und ein Ausgangswert des Festwertgenerators 24 in die zweite Beurteilungseinheit 8 eingespeist wird.The arithmetic unit 20 ' differs from the arithmetic unit 20 of the first embodiment, that a velocity / position deviation compensator 37 is available and an output value of the fixed value generator 24 in the second assessment unit 8th is fed.

In der arithmetischen Einheit 20' verbindet die erste Beurteilungseinheit 27 das Schalterelement 35 mit der Anschlussseite "a", wenn ein Bereich der Positionsabweichung δθ die folgende Formel (7) erfüllt. In diesem Fall wird die Strombefehlphase θi = θcom + Kdi·δω von Formel (2) über das Schalterelement 35 abgegeben, wie im ersten Ausführungsbeispiel. Wie im ersten Ausführungsbeispiel kann die Strombefehlphase θi auf θi = θcom eingestellt werden. –K < δθ < +K (7) In the arithmetic unit 20 ' connects the first appraisal unit 27 the switch element 35 with the terminal side "a" when a range of the positional deviation δ θ satisfies the following formula (7). In this case, the current command phase θ i = θ com + K di δ ω of formula (2) via the switch element 35 delivered as in the first embodiment. As in the first embodiment, the current command phase θ i can be set to θ i = θ com . -K <δ θ <+ K (7)

Wenn ein Bereich der Positionsabweichung δθ den Bereich von Formel (7) überschreitet, wird, da das Schalterelement 35 mit der Anschlussseite "b" verbunden ist, die Strombefehlphase θi auf der Basis der Rotorposition θfb eingestellt. Der Geschwindigkeits-/Positions-Abweichungskompensator 37 empfängt die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ωfb und die Positionsabweichung des Rotors δθ, führt eine arithmetische Operation zur Multiplikation der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ωfb und der Positionsabweichung des Rotors δe mit einem vorher festgelegten Koeffizienten Ke durch und speist ein Ergebnis der arithmetischen Operation Ke·ωfb·δθ in das Addierglied 32 ein. Dadurch werden in der arithmetischen Einheit 20' vier Strombefehlphasen θi gemäß den folgenden Bedingungen "a" bis "d" berechnet und durch das Schalterelement 35 gemäß den Bedingungen "a" bis "d" abgegeben.

  • Bedingung "a": δθ > K, δθ > 0, δω > 0 (das Schalterelement 36 ist getrennt) θi= θfb + K + Kv·ωfb + Ke·ωfb·δθ (8)
  • Bedingung "b": δθ > K, δθ > 0, δω < 0 (das Schalterelement 36 ist geschlossen) θi = θfb + K + Kv·ωfb + Ke·ωfb·δθ + Kd0·δω (9)
  • Bedingung "c": δθ < –K, δθ < 0, δω < 0 (das Schalterelement 36 ist getrennt) θi = θfb – K + Kv·ωfb + Ke·ωfb·δθ (10)
  • Bedingung "d": δθ < –K + Kv·ωfb, δθ < 0, δω > 0 (das Schalterelement 36 ist geschlossen) θi = θfb – K + Kv·ωfb + Ke·ωfb·δθ + Kd0·δω (11)
When a range of the positional deviation δ θ exceeds the range of formula (7), since the switch element becomes 35 is connected to the terminal side "b", the current command phase θ i is set on the basis of the rotor position θ fb . The speed / position deviation compensator 37 receives the rotational speed of the rotor ω fb and the positional deviation of the rotor δ θ , performs an arithmetic operation for multiplying the rotational speed of the rotor ω fb and the positional deviation of the rotor δ e by a predetermined coefficient K e , and feeds a result of the arithmetic operation K e · ω fb · δ θ into the adder 32 one. This will be in the arithmetic unit 20 ' four current command phases θ i calculated according to the following conditions "a" to "d" and through the switch element 35 according to conditions "a" to "d".
  • Condition "a": δ θ > K, δ θ > 0, δ ω > 0 (the switch element 36 is disconnected) θ i = θ fb + K + K v · ω fb + K e · ω fb · δ θ (8th)
  • Condition "b": δ θ > K, δ θ > 0, δ ω <0 (the switch element 36 is closed) θ i = θ fb + K + K v · ω fb + K e · ω fb · δ θ + K d0 · δ ω (9)
  • Condition "c": δ θ <-K, δ θ <0, δ ω <0 (the switch element 36 is disconnected) θ i = θ fb - K + K v · ω fb + K e · ω fb · δ θ (10)
  • Condition "d": δ θ <-K + K v · ω fb , δ θ <0, δ ω > 0 (the switch element 36 is closed) θ i = θ fb - K + K v · ω fb + K e · ω fb · δ θ + K d0 · δ ω (11)

Ein Betriebseffekt, der durch Nutzung der arithmetischen Einheit 20' erzielt wird, ist derselbe wie der Betriebseffekt, der erzielt wird, wenn die arithmetische Einheit 20 genutzt wird. Daher wird die Erläuterung des Betriebseffektes weggelassen.An operating effect by using the arithmetic unit 20 ' is the same as the operation effect obtained when the arithmetic unit 20 is being used. Therefore, the explanation of the operation effect is omitted.

1010
POSITIONSBEFEHLPOSITION COMMAND
2020
ARITHMETISCHE EINHEITARITHMETIC UNIT
2121
ERSTE DIFFERENZIERSCHALTUNGFIRST DIFFERENTIAL CIRCUIT
2222
ZWEITE DIFFERENZIERSCHALTUNGSECOND DIFFERENTIAL CIRCUIT
2323
GESCHWINDIGKEITSKOMPENSATORvelocity compensator
2424
FESTWERTGENERATORFIXED VALUE GENERATOR
2525
ERSTER GESCHWINDIGKEITSDIFFERENZKOMPENSATORFIRST GESCHWINDIGKEITSDIFFERENZKOMPENSATOR
2626
ZWEITER GESCHWINDIGKEITSDIFFERENZKOMPENSATORSECOND GESCHWINDIGKEITSDIFFERENZKOMPENSATOR
2727
ERSTE BEURTEILUNGSEINHEITFIRST EVALUATION UNIT
2828
ZWEITE BEURTEILUNGSEINHEITSECOND EVALUATION UNIT
2929
KOORDINATENKONVERTERCOORDINATE CONVERTERS
3030
ERSTES SUBTRAHIERGLIEDFIRST subtractor
3131
ZWEITES SUBTRAHIERGLIEDSECOND subtractor
3232
ERSTES ADDIERGLIEDFIRST ADDER
3333
ZWEITES ADDIERGLIEDSECOND ADDER
3434
DRITTES ADDIERGLIEDTHIRD ADDER
3535
ERSTES SCHALTERELEMENTFIRST SWITCH ELEMENT
3636
ZWEITES SCHALTERELEMENTSECOND SWITCH ELEMENT
3737
GESCHWINDIGKEITS-/POSITIONS-ABWEICHUNGSKOMPENSATORSPEED / POSITION deviation compensator
4040
STROMVERSTÄRKEREINHEITPOWER AMPLIFIER UNIT
5050
SCHRITTMOTORSTEP MOTOR
6060
POSITIONSDETEKTORPOSITION DETECTOR

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - JP 3715276 [0002, 0002] - JP 3715276 [0002, 0002]
  • - JP 11-113289 [0002, 0002] - JP 11-113289 [0002, 0002]

Claims (9)

Steuervorrichtung für einen Schrittmotor, die auf der Basis eines Rotorpositionsbefehls (θcom) zur Steuerung einer Position eines Rotors und einer Rotorposition (θfb) als einer aktuellen Position des Rotors eine Phase (θi) eines Wicklungsstrombefehls determiniert, der einen elektrischen Strom steuert, der in eine Wicklung eingespeist wird, und Strombefehle (Iacom und Ibcom) für entsprechende Phasen auf der Basis der Phase des Wicklungsstrombefehls (θi) erzeugt, die Steuervorrichtung umfassend: Mittel zur Berechnung von Positionsabweichungen (30) zur Berechnung einer Abweichung (δθ) zwischen dem Positionsbefehl und der Rotorposition: Mittel zur Berechnung von Rotorgeschwindigkeitsbefehlen (21) zur Berechnung eines Rotorgeschwindigkeitsbefehls (ωcom) auf der Basis des Positionsbefehls; Mittel zur Berechnung der Rotorgeschwindigkeit (22) zur Berechnung der Rotorgeschwindigkeit (ωfb) auf der Basis der Rotorposition; Mittel zur Berechnung der Geschwindigkeitsabweichung (31) zur Berechnung einer Abweichung (δω) zwischen dem Rotorgeschwindigkeitsbefehl und der Rotorgeschwindigkeit; Mittel zur Generierung von Festwerten (24) zur Generierung eines positiven Festwertes (+K) und eines negativen Festwertes (–K), wenn die Positionsabweichung jeweils positiv oder negativ ist; erste Beurteilungsmittel (27) zur Beurteilung, ob die Positionsabweichung innerhalb eines vorher festgelegten Bereiches ist; zweite Beurteilungsmittel (28) zur Beurteilung, ob ein Vorzeichen der Positionsabweichung und ein Vorzeichen der Geschwindigkeitsabweichung miteinander übereinstimmen; und Mittel zur Phaseneinstellung (34 bis 35) zur Einstellung der Phase des Wicklungsstrombefehls auf der Basis des Rotorpositionsbefehls, wenn die Positionsabweichung innerhalb des vorher festgelegten Bereiches ist, zur Einstellung der Phase des Wicklungsstrombefehls auf der Basis eines Wertes, der durch Summierung der Rotorposition, des Festwertes und eines Korrekturwertes des Voreilwinkels, der mit der Rotorgeschwindigkeit korrespondiert, wenn die Positionsabweichung den vorher festgelegten Bereich überschreitet und ein Vorzeichen der Positionsabweichung und ein Vorzeichen der Geschwindigkeitsabweichung miteinander übereinstimmen, erhalten wird, und zur Einstellung der Phase des Wicklungsstrombefehls auf der Basis eines Wertes, der durch Summierung der Rotorposition, des Festwertes, eines Korrekturwertes des Voreilwinkels, der mit der Rotorgeschwindigkeit korrespondiert, und der Geschwindigkeitsabweichung multipliziert mit einer vorher festgelegten Konstante (Kdo), wenn die Positionsabweichung den vorher festgelegten Bereich überschreitet und ein Vorzeichen der Positionsabweichung und ein Vorzeichen der Geschwindigkeitsabweichung nicht miteinander übereinstimmen, erhalten wird.A stepping motor control apparatus that determines a phase (θ i ) of a winding current command that controls an electric current based on a rotor position command (θ com ) for controlling a position of a rotor and a rotor position (θ fb ) as a current position of the rotor; which is fed into a winding and generates current commands (I acom and I bcom ) for respective phases on the basis of the phase of the winding current command (θ i ), the control device comprising: means for calculating position deviations ( 30 ) for calculating a deviation (δ θ ) between the position command and the rotor position: means for calculating rotor speed commands ( 21 ) for calculating a rotor speed command (ω com ) based on the position command; Means for calculating the rotor speed ( 22 ) for calculating the rotor speed (ω fb ) based on the rotor position; Means for calculating the speed deviation ( 31 ) for calculating a deviation (δ ω ) between the rotor speed command and the rotor speed; Means for generating fixed values ( 24 ) for generating a positive fixed value (+ K) and a negative fixed value (-K) when the position deviation is positive or negative; first assessment means ( 27 ) for judging whether the positional deviation is within a predetermined range; second assessment means ( 28 ) for judging whether a sign of the positional deviation and a sign of the speed deviation coincide with each other; and phase adjustment means ( 34 to 35 ) for adjusting the phase of the winding current command based on the rotor position command when the position deviation is within the predetermined range for adjusting the phase of the winding current command based on a value obtained by summing the rotor position, the fixed value and a correction value of the lead angle corresponds to the rotor speed when the positional deviation exceeds the predetermined range and a sign of the positional deviation and a sign of the speed deviation coincide with each other, and for adjusting the phase of the winding current command based on a value obtained by summing the rotor position of the fixed value , a correction value of the lead angle corresponding to the rotor speed, and the speed deviation multiplied by a predetermined constant (K do ), when the position deviation exceeds the preset value I exceed and a sign of the position deviation and a sign of the speed deviation do not match, is obtained. Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei der Festwert ein Wert ist, der äquivalent einem elektrischen Winkel von 90° ist.Control device for a stepping motor according to claim 1, wherein the fixed value is a value that is equivalent an electrical angle of 90 °. Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei der vorher festgelegte Bereich einen unteren Grenzwert aufweist, der durch Summierung des negativen Festwertes und eines Wertes, der durch eine Funktion (f(ωfb)) der Rotorgeschwindigkeit definiert ist, erhalten wird, und einen oberen Grenzwert aufweist, der durch Summierung des positiven Festwertes und eines Wertes, der durch die Funktion der Rotorgeschwindigkeit definiert ist, erhalten wird.A stepping motor control apparatus according to claims 1 and 2, wherein the predetermined range has a lower limit value obtained by summing the negative fixed value and a value defined by a function (f (ω fb )) of the rotor speed, and an upper limit obtained by summing the positive fixed value and a value defined by the function of the rotor speed. Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei der vorher festgelegte Bereich einen unteren Grenzwert aufweist, der durch Summierung des negativen Festwertes und eines Wertes erhalten wird, der durch Multiplikation der Rotorgeschwindigkeit mit einem vorher festgelegten Koeffizienten (Kv) erhalten wird, und einen oberen Grenzwert aufweist, der durch Summierung des positiven Festwertes und eines Wertes erhalten wird, der durch Multiplikation der Rotorgeschwindigkeit mit dem vorher festgelegten Koeffizienten erhalten wird.A stepping motor control apparatus according to claims 1 and 2, wherein the predetermined range has a lower limit value obtained by summing the negative fixed value and a value obtained by multiplying the rotor speed by a predetermined coefficient (K v ). and an upper limit obtained by summing the positive fixed value and a value obtained by multiplying the rotor speed by the predetermined coefficient. Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach Anspruch 4, wobei der vorher festgelegte Koeffizient (Kv) 0 ist.A stepping motor control apparatus according to claim 4, wherein said predetermined coefficient (K v ) is 0. Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei der Korrekturwert des Voreilwinkels ein Wert ist, der durch eine Funktion der Rotorgeschwindigkeit (f(ωfb)) definiert ist.A control apparatus for a stepping motor according to claim 1, wherein the correction value of the lead angle is a value defined by a function of the rotor speed (f (ω fb )). Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei der Korrekturwert des Voreilwinkels ein Wert ist, der ein Produkt aus einem vorher festgelegten Koeffizienten (Kv) und der Rotorgeschwindigkeit ist.The control apparatus for a stepping motor according to claim 1, wherein the correction value of the lead angle is a value that is a product of a predetermined coefficient (K v ) and the rotor speed. Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei der Korrekturwert des Voreilwinkels ein Wert ist, der erhalten wird durch Summierung eines Wertes, der ein Produkt aus einem vorher festgelegten Koeffizienten (Kv) und der Rotorgeschwindigkeit ist, und eines Wertes, der ein Produkt aus einem vorher festgelegten Koeffizienten (Ke), der Rotorgeschwindigkeit und der Positionsabweichung ist.The stepping motor control apparatus according to claim 1, wherein the correction value of the lead angle is a value obtained by summing a value that is a product of a predetermined coefficient (K v ) and the rotor speed and a value representing a product a predetermined coefficient (K e ), the rotor speed and the position deviation. Steuervorrichtung für einen Schrittmotor nach Anspruch 1, wobei die Phase des Wicklungsstrombefehls, eingestellt auf der Basis des Rotorpositionsbefehls, die Geschwindigkeitsabweichung beinhaltet.Control device for a stepping motor according to claim 1, wherein the phase of the winding current command, set based on the rotor position command, the speed deviation includes.
DE102007043930.1A 2007-09-12 2007-09-12 Control device for a stepping motor Active DE102007043930B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007043930.1A DE102007043930B4 (en) 2007-09-12 2007-09-12 Control device for a stepping motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007043930.1A DE102007043930B4 (en) 2007-09-12 2007-09-12 Control device for a stepping motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007043930A1 true DE102007043930A1 (en) 2009-03-26
DE102007043930B4 DE102007043930B4 (en) 2017-07-06

Family

ID=40365486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007043930.1A Active DE102007043930B4 (en) 2007-09-12 2007-09-12 Control device for a stepping motor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007043930B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112994544A (en) * 2019-12-16 2021-06-18 北京大豪科技股份有限公司 Motor control method and device, storage medium and electronic equipment
EP4032503A1 (en) 2010-07-09 2022-07-27 Highlife SAS Transcatheter atrio-ventricular valve prosthesis

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113289A (en) 1997-10-06 1999-04-23 Oriental Motor Co Ltd Controller for position control motor
JP3715276B2 (en) 2002-03-15 2005-11-09 日本サーボ株式会社 Stepping motor drive device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08116691A (en) * 1994-10-17 1996-05-07 Mitsubishi Electric Corp Method and apparatus for controlling stepping motor
EP1345316B1 (en) * 2002-03-15 2006-05-24 Japan Servo Co. Ltd. Stepping motor driver

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113289A (en) 1997-10-06 1999-04-23 Oriental Motor Co Ltd Controller for position control motor
JP3715276B2 (en) 2002-03-15 2005-11-09 日本サーボ株式会社 Stepping motor drive device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4032503A1 (en) 2010-07-09 2022-07-27 Highlife SAS Transcatheter atrio-ventricular valve prosthesis
CN112994544A (en) * 2019-12-16 2021-06-18 北京大豪科技股份有限公司 Motor control method and device, storage medium and electronic equipment

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007043930B4 (en) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007061905B4 (en) Highly responsive permanent magnet motor control
DE102008013799B4 (en) Method and system for controlling permanent magnet AC machines
DE10060368B4 (en) Method for controlling an asynchronous motor and device for carrying out the same
EP1985007B1 (en) Method and device for operating a synchronous machine
DE102005052015B4 (en) Engine control and steering device
DE102011000949A1 (en) Control device for a rotating electrical machine
DE102007028635A1 (en) Control device for an AC rotary machine
DE60305363T2 (en) Stepper motor drive
DE102007028914B4 (en) Device for controlling and / or regulating the speed of an electric motor
DE19913941A1 (en) Control unit for variable control of rpm of asynchronous motor
DE102017205328A1 (en) Control unit of a rotary electric machine
DE102016205994A1 (en) Method for controlling an engine
EP0690556B1 (en) Stop recognizing of inverter controlled motor without speed sensor by restarting
DE112014007197T5 (en) DRIVE CONTROL DEVICE FOR A MULTILINGER MOTOR
DE112021000397T5 (en) engine control device
DE102010043297A1 (en) Electric power steering apparatus
DE102007043930B4 (en) Control device for a stepping motor
DE102010021488A1 (en) Method for copper loss-optimal control and/or regulation of asynchronous machine, involves computing and defining control value of regulator and adapting voltage vector to regulator over control value
DE102010021865A1 (en) Method for controlling synchronous machine e.g. three-phase motor, involves regulating flux-forming current component of motor current such that regenerative energy generated in motor is transformed into heat
EP2037568B1 (en) Method for operating a motorised positioning device and corresponding positioning device
DE102019116339A1 (en) motor drive
DE10204110B4 (en) Motor driver circuit and method of controlling the motor driver circuit
DE102015118949A1 (en) Generator excitation control using pulse width modulation
DE102008045622A1 (en) Method for adaptation of estimated polar wheel angle of converter fed, operated in polar wheel oriented, encoder less, non-linear, permanently excited synchronous machine, involves generating polar wheel oriented stator current components
EP3593449B1 (en) Method for controlling an electric machine, control device for an electric machine and electric drive system

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final