DE112011103358T5

DE112011103358T5 - Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor

Info

Publication number: DE112011103358T5
Application number: DE112011103358T
Authority: DE
Inventors: Munetaka Kashiwa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2013-07-04
Also published as: JP5586701B2; WO2012046693A1; US20130162191A1; CN103155404A; CN103155404B; US8963475B2; JPWO2012046693A1

Abstract

Um eine Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor zu erhalten, bei welcher Drehmomentschwankungen vermindert werden können, die von dem Einfluss eines Rastmoments verursacht werden, ohne einen Vorab-Antrieb auszuführen, weist die Vorrichtung folgendes auf: einen Phasendifferenz-Schätzer zum Berechnen einer geschätzten Phasendifferenz, basierend auf einem detektierten Strom des Motors und einem Sollwert zwischen dem Sollwert und dem Strom; einen Motordrehwinkelschätzer bei niedriger Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θMEL, basierend auf dem detektierten Strom und dem Mikroschritt-Antriebssignal während einer Rotation mit niedriger Geschwindigkeit; einen Motordrehwinkelschätzer bei hoher Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θMEH, basierend auf der geschätzten Phasendifferenz und dem Sollwert während einer Umdrehung mit hoher Geschwindigkeit; einer Summiereinheit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θME, basierend auf dem Sollwert, indem die geschätzten Motordrehwinkel θMEL und θMEH in einem geeigneten Verhältnis zueinander gemischt werden; einen Rastmomentschätzer zum Berechnen eines geschätzten Rastmoments, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel θME; und einen Ausgleichssignal-Erzeuger zum Erzeugen eines Ausgleichssignals, das auf dem geschätzten Rastmoment und dem geschätzten Motordrehwinkel θME beruht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtungen für Schrittmotoren.
Stand der Technik
Bei einem Mikroschrittantrieb für einen Schrittmotor handelt es sich um ein Antriebssteuerungsverfahren zum Vermindern von Drehmomentschwankung während der Rotation des Motors, indem die Stromwerte, mit denen die jeweiligen Phasen des Schrittmotors gespeist werden, schrittweise verändert werden, so dass sich die Strom-Wellenform einer Sinuswelle annähert. Wenn die Drehmomentschwankungen vermindert werden, kann ein Schrittmotor derart angetrieben werden, dass er gleichmäßig mit niedrigen Vibrationen rotieren kann. Wenn jedoch ein Schrittmotor einen Dauermagneten, können dann, wenn der Motor zur Rotation angetrieben wird, Drehmomentschwankungen mitunter nicht vermindert werden, und zwar sogar dann nicht, wenn der Mikroschrittantrieb verwendet wird. Dies ist dem Einfluss des Haltemoments (im folgenden: ”Rastmoment”) geschuldet, das erzeugt wird, wenn der Schrittmotor nicht erregt wird.
In einer herkömmlichen Mikroschritt-Antriebsvorrichtung für einen Schrittmotor wird ein Verfahren angewendet, das nachstehend beschrieben ist, um den Einfluss des Rastmoments zu unterbinden. Hierbei wird der Schrittmotor vor dessen Verwendung vorläufig angetrieben, und während dieses Vorab-Antriebs werden die Differenzen zwischen Zieldrehwinkeln und tatsächlichen Ansprech-Drehwinkeln mittels eines Lagesensors, beispielsweise mittels eines Inkrementgebers, gemessen. Zum Unterbinden der Differenzen während des Zeitverlaufs erforderliche Regulierungs-Stromwerte werden berechnet, und die berechneten Regulierungs-Stromwerte werden vorab in einem Speichermedium gespeichert.
Wenn der Schrittmotor im Betrieb benutzt wird, werden die in dem Speichermedium gespeicherten Regulierungs-Stromwerte ausgelesen, während die Zeit von dem Startpunkt des Antreibens des Schrittmotors verstreicht, und der Schrittmotor wird zur Rotation angetrieben, indem die ausgelesenen Regulierungs-Stromwerte zu den Stromgrundwerten für den Mikroschrittantrieb addiert werden (siehe z. B. Patentdokument 1).
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Ungeprüfte Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 01-107 700 A .

Zusammenfassung der Erfindung
Problem, das mit der Erfindung gelöst werden soll
Da es notwendig ist, die Regulierungs-Stromwerte durch einen Vorab-Antrieb vorab für jeden zu verwendenden Schrittmotor zu messen, ergibt sich bei herkömmlichen Mikroschritt-Antriebsvorrichtungen für Schrittmotoren ein Problem dahingehend, dass es eine gewisse Zeit braucht, um ein Antriebssystem für diese Schrittmotoren zu entwickeln.
Außerdem werden die Regulierungs-Stromwerte ausgelesen, während die Zeit von dem Startpunkt des Antreibens des Schrittmotors verstreicht. Falls die kleinste Veränderung auftritt, die sich beispielsweise infolge einer Langzeitänderung usw. des Reibmoments einer Antriebswelle des Schrittmotors ergibt, und zwar zwischen einer zeitabhängigen Änderung eines Motordrehwinkels zu einem Zeitpunkt, wenn der Vorab-Antrieb durchgeführt wird, und einer zeitabhängigen Änderung des Motordrehwinkels zu einem Zeitpunkt, wenn der Schrittmotor tatsächlich benutzt wird, tritt demzufolge eine Zeitdifferenz auf, und zwar zwischen den Regulierungs-Stromwerten, die von dem Speichermedium ausgelesen werden, und den Regulierungs-Stromwerten, die tatsächlich zum Korrigieren des Rastmoments benötigt werden.
Dies wirkt sich als Phasenfehler aus. Wenn der Schrittmotor unter Verwendung der Regulierungs-Stromwerte, die den Phasenfehler beinhalten, zur Rotation angetrieben wird, so ergibt sich ein Problem dahingehend, dass der Schrittmotor nicht nur außerstande ist, die Drehmomentschwankungen zu vermindern, sondern dass im schlimmsten Fall die Drehmomentschwankungen sogar weiter verstärkt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor anzugeben, bei welcher keine Vorarbeiten, wie ein Messen von Regulierungs-Stromwerten mittels Vorab-Antrieb notwendig ist, um Drehmomentschwankungen zu vermindern, die durch den Einfluss des Rastmoments hervorgerufen werden, und bei der auch die Drehmomentschwankungen vermindert werden können, und zwar sogar dann, wenn sich die Motor-Antriebsbedingungen infolge einer Langzeitänderung usw. des Reibmoments ändern.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Mikroschritt-Antriebsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: einen Treiber zum Antreiben des Schrittmotors; eine Steuerschaltung zum Zuführen eines Mikroschritt-Antriebssignals an den Treiber; einen Sollwert-Erzeuger zum Zuführen eines Sollwerts an die Steuerschaltung; einen Stromdetektor zum Detektieren des tatsächlichen Stroms, der durch den Schrittmotor fließt; einen Phasendifferenz-Schätzer zum Berechnen einer geschätzten Phasendifferenz zwischen dem Sollwert und dem detektierten Strom, und zwar beruhend auf dem Sollwert und dem detektiertem Strom, der von dem Stromdetektor detektiert wird; einen Motordrehwinkelschätzer bei niedriger Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θ_MEL, basierend auf dem detektierten Strom und dem Mikroschritt-Antriebssignal, wenn der Schrittmotor mit einer Geschwindigkeit rotiert, die zu klein dafür ist, dass die geschätzte Phasendifferenz mit hinreichender Genauigkeit berechnet wird; einen Motordrehwinkelschätzer bei hoher Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θ_MEH, basierend auf der geschätzten Phasendifferenz und dem Sollwert, wenn der Schrittmotor mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert; eine Summiereinheit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θ_ME, basierend auf einer Schätzwinkel-Verstärkung bei niedriger Geschwindigkeit und einer Schätzwinkel-Verstärkung bei hoher Geschwindigkeit, von denen sich der jeweilige Verstärkungswert gemäß dem Sollwert verändert, und zwar indem sie den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEL und den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEH in einem geeigneten Verhältnis zueinander mischt; einen Rastmomentschätzer zum Berechnen eines geschätzten Rastmoments, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel θ_ME; und einen Ausgleichssignal-Erzeuger zum Erzeugen eines Ausgleichssignals, das auf dem geschätzten Rastmoment und dem geschätzten Motordrehwinkel θ_ME beruht.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor anzugeben, bei welcher keine Vorarbeiten, wie etwa das Messen von Regulierungs-Stromwerten mittels Vorab-Antriebs notwendig sind, um Drehmomentschwankungen zu vermindern, die durch den Einfluss eines Rastmoments verursacht werden, und bei der auch die Drehmomentschwankungen vermindert werden können, sogar wenn sich die Motor-Antriebsbedingungen infolge einer Langzeitänderung usw. des Reibmoments ändern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten eines Motordrehwinkelschätzers der Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für den Schrittmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Arbeitsablauf der Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für den Schrittmotor gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beste Ausführungsformen der Erfindung
Ausführungsform 1
1 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für einen Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist ein Blockschaltbild, das Einzelheiten eines Motordrehwinkelschätzers 8 der Vorrichtung zeigt.
Zunächst wird der Aufbau der Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für den Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf 1 und 2 erläutert.
In 1 ist die Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für den Schrittmotor 1 aufgebaut aus einem Treiber 3, der dazu dient, den Schrittmotor 1 zum Rotieren anzutreiben, indem er einen Erregerstrom der jeweiligen Phasen des Schrittmotors 1 zuführt; einer Steuerschaltung 4 zum Erzeugen eines Mikroschritt-Antriebssignals und zum Ausgeben des Signals an den Treiber 3; einem Sollwert-Erzeuger 5 zum Erzeugen eines Sollwerts aus Drehwinkel/Drehwinkelgeschwindigkeit für den Schrittmotor 1 und zum Ausgeben des Wertes an die Steuerschaltung 4; einen Stromdetektor 6 zum Detektieren eines tatsächlichen Stroms, der dem Schrittmotor 1 durch den Treiber 3 aufgegeben wird, und zum Ausgeben des detektierten Stroms; und einem Schätzwert-Rechner 7 zum Ausgeben von Ausgleichssignalen an die Steuerschaltung 4, basierend auf dem detektierten Strom, dem Sollwert und dem Mikroschritt-Antriebssignal.
Der Schätzwert-Rechner 7 ist genauer gesagt mit einer Arithmetik-Verarbeitungseinheit, wie beispielsweise einem Mikrocomputer, ausgestattet, und weist den Motordrehwinkelschätzer 8 auf, der einen Motordrehwinkel, basierend auf dem detektierten Strom, dem Sollwert und dem Mikroschritt-Antriebssignal schätzt; und er weist einen Rastmomentschätzer 9 auf, der ein aktuelles Rastmoment, basierend auf dem vorher geschätzten Motordrehwinkel (nachstehend: „geschätzter Motordrehwinkel θ_ME”) schätzt; und er weist einen Ausgleichssignal-Erzeuger 10 auf, der die Ausgleichssignale erzeugt, die zum Ausgleichen des Rastmoments dienen, und zwar beruhend auf dem Rastmoment, das geschätzt worden ist (nachstehend: „geschätztes Rastmoment”), und dem geschätzten Motordrehwinkel θ_ME; und er gibt das Signal an die Steuerschaltung 4 aus.
Gemäß 2 weist der Drehwinkelschätzer 8 folgendes auf: einen Phasendifferenz-Schätzer 11, der zum Schätzen einer Phasendifferenz zwischen dem Sollwert und dem detektierten Strom, basierend auf dem Sollwert und dem detektierten Strom dient; einen Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit zum Schätzen eines Motordrehwinkels, wenn der Schrittmotor mit einer niedrigen Geschwindigkeit rotiert, und zwar beruhend auf dem Mikroschritt-Antriebssignal und dem detektierten Strom; einen Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit zum Schätzen eines Motordrehwinkels, wenn der Schrittmotor mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, und zwar beruhend auf der Phasendifferenz, die von dem Phasendifferenz-Schätzer 11 geschätzt wird (nachstehend: „geschätzte Phasendifferenz”) und dem Sollwert; und eine Summiereinheit 14, die dazu dient, den geschätzten Motordrehwinkel θ_ME auszugeben, und zwar beruhend auf dem geschätzten Motordrehwinkel, wenn der Schrittmotor mit einer niedrigen Geschwindigkeit rotiert (nachstehend: „geschätzter Motordrehwinkel θ_MEL”), dem geschätzten Motordrehwinkel, wenn der Schrittmotor mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert (nachstehend: „geschätzter Motordrehwinkel θ_MEH”), und dem Sollwert.
Die Summiereinheit 14 ist mit folgendem ausgestattet:
einem Schätzdrehwinkel-Verstärker 15 bei geringer Geschwindigkeit, in welchen der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEL und der Sollwert eingegeben werden und welcher einen Wert ausgibt, der erhalten wird, indem der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEL mit einer Schätzwinkel-Verstärkung bei niedriger Geschwindigkeit K_L multipliziert wird, deren Verstärkungswert sich gemäß dem Sollwert ändert;
einem Schätzdrehwinkel-Verstärker 16 bei hoher Geschwindigkeit, in welchen der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEH und der Sollwert eingegeben werden und welcher einen Wert ausgibt, der erhalten wird, indem der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEH mit einer Schätzwinkel-Verstärkung bei hoher Geschwindigkeit K_H multipliziert wird, deren Verstärkungswert sich gemäß dem Sollwert ändert; und
einem Addierer 17, der den geschätzten Motordrehwinkel θ_ME berechnet, indem ein Ausgangssignal des Schätzdrehwinkel-Verstärkers 15 bei geringer Geschwindigkeit zu einem Ausgangssignal des Schätzdrehwinkel-Verstärkers 16 bei hoher Geschwindigkeit addiert wird.
Im folgenden wird die Funktionsweise der jeweiligen Blöcke unter Bezugnahme auf 1 und 2 erläutert.
Hierbei wird die Erläuterung der Funktionsweise des Schrittmotors 1, des Treibers 3 und des Sollwert-Erzeugers 5 weggelassen, da deren Funktionsweise ähnlich zu denjenigen in einer gewöhnlichen Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor ist. Während zur Erleichterung des Verständnisses die Erläuterungen nachfolgend für einen Zweiphasen-Schrittmotor als eine Version für den Schrittmotor 1 gemacht werden, so ist die Erfindung nicht auf diese Bauform beschränkt, und es kann sich auch um Schrittmotoren mit einer Phasenanzahl von z. B. Eins oder nicht weniger als Drei handeln. Die nachfolgenden Erläuterungen, bei welchen auf den Zweiphasen-Schrittmotor abgezielt wird, können auf einfache Weise auf Schrittmotoren erweitert werden, welche eine Phasenanzahl von z. B. Eins oder nicht weniger als Drei haben.
Der Stromdetektor 6 ist ein Detektor zum Detektieren eines tatsächlichen Stroms, der den jeweiligen Phasen des Schrittmotors 1 zugeführt wird, und es kann eine Stromdetektionstechnik für den Stromdetektor 6 verwendet werden, wie beispielsweise ein Stromsensor, der den Hall-Effekt ausnutzt und der gewöhnlich zur Stromdetektion verwendet wird, sowie ein Widerstand, dessen Widerstands-Temperaturkoeffizient zur Stromdetektion eingestellt wird.
Der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit schätzt einen Motordrehwinkel, basierend auf der Formel 1 und der Formel 2, welche grundlegende Spannungsgleichungen für den Zweiphasen-Schrittmotor 1 sind. L·I ._A + R·I_A = V_A + V_Aω (Formel 1) L·I ._B + R·I_B = V_B + V_Bω (Formel 2)
Hierbei gilt: I_A: Strom, der durch die A-Phasenwicklung fließt, I_B: Strom, der durch die B-Phasenwicklung fließt, V_A: Mikroschrittantriebs-Spannungssignal für die A-Phasenwicklung und V_B: Mikroschrittantriebs-Spannungssignal für die B-Phasenwicklung, wobei alle hiervon von dem Treiber 3 an den Schrittmotor 1 ausgegeben werden, V_Aω: geschwindigkeitsinduzierte Spannung, die in der A-Phasenwicklung induziert wird, V_Bω: geschwindigkeitsinduzierte Spannung, die in der B-Phasenwicklung induziert wird, L: Induktivität des Schrittmotors 1, und R: Wicklungswiderstand des Schrittmotors 1.
Die geschwindigkeitsinduzierte Spannung V_Aω in der A-Phasenwicklung und die geschwindigkeitsinduzierte Spannung V_Bω in der B-Phasenwicklung werden durch die Formel 3 bzw. Formel 4 ausgedrückt.
Hierbei gilt: K_E: Konstante der induzierten Spannung des Schrittmotors 1, θ_M: Drehwinkel des Schrittmotors 1, und λ: Basisschrittwinkel des Schrittmotors 1. Eine Relation, wie sie in Formel 5 gezeigt ist, wird erhalten, indem ein Verhältnis der geschwindigkeitsinduzierten Spannung V_Aω in der A-Phasenwicklung zu der geschwindigkeitsinduzierten Spannung V_Bω in der B-Phasenwicklung unter Verwendung des Laplace-Operators s aus den Formeln 1 und 2 berechnet wird.
Wenn der Zähler und der Nenner auf der rechten Seite durch (L·s + R) geteilt werden, so kann die Formel 5 in die Formel 6 überführt werden.
Dabei wird eine Relation, wie sie in Formel 7 gezeigt ist, dadurch erhalten, indem auf ähnliche Weise das Verhältnis der geschwindigkeitsinduzierten Spannung V_Aω in der A-Phasenwicklung zu der geschwindigkeitsinduzierten Spannung V_Bω in der B-Phasenwicklung aus Formeln 3 und 4 berechnet wird.
Formel 8 wird als eine Formel zum Berechnen des geschätzten Wertes θ_MEL aus dem Motordrehwinkel θ_M aus den Formeln 6 und 7 erhalten.
Hierbei werden I_A0 und I_B0 durch die folgende Formel 9 bzw. die folgende Formel 10 ausgedrückt.
Wenn ein tatsächlicher Stromwert (detektierter Stromwert) in der A-Phase und ein tatsächlicher Stromwert (detektierter Stromwert) in der B-Phase, die durch den Stromdetektor 6 detektiert werden, in I_A bzw. I_B substituiert werden, und wenn ein Mikroschritt-Antriebssignal für die A-Phase und ein Mikroschritt-Antriebssignal für die B-Phase, die von dem Treiber 3 ausgegeben werden, in V_A bzw. V_B substituiert werden, kann ein geschätzter Motordrehwinkel θ_MEL, der ein geschätzter Wert eines Momentan-Drehwinkels θ_M des Schrittmotors 1 ist, unter Verwendung der Vergleichsausdrücke berechnet werden, die in den Formeln 8, 9 und 10 angegeben sind.
Der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEL hat jedoch eine geringfügige Phasenverzögerung relativ zu dem Motordrehwinkel θ_M, und zwar aufgrund des Einflusses eines Tiefpassfilters, der zusammen mit dem Stromdetektor 6 benutzt wird, um Hochfrequenzstörungen zu unterdrücken, und aufgrund einer Windungsinduktivität L und eines Wicklungswiderstands R des Schrittmotors 1.
Während die Phasenverzögerung den Ausgleich des Rastmoments dann nicht beeinflusst, wenn die Drehzahl des Schrittmotors 1 niedrig ist, so wird der Einfluss der Phasenverzögerung groß, wenn sich die Drehzahl erhöht.
Der Phasendifferenz-Schätzer 11 schätzt eine Phasendifferenz zwischen einem Sollwert des Stroms und dem detektierten Strom. Zunächst wird, beruhend auf Formel 11, ein beaufschlagter Stromwert I₀ berechnet, und zwar aus dem Strom I_A, der durch die A-Phasenwicklung fließt, und dem Strom I_B, der durch die B-Phasenwicklung fließt, die von dem Stromdetektor 6 detektiert werden.
Hierbei sind eine ideale Stromwellenform I_A* für die A-Phase und eine ideale Stromwellenform I_B* für die B-Phase, die keine Phasenverzögerung haben, in Formel 12 bzw. Formel 13 angegeben, und zwar beruhend auf einem Sollwert 0* für den Motordrehwinkel. I*_A = cos( πθ* / 2λ + π / 4) (Formel 12) I*_B = sin( πθ* / 2λ + π / 4) ((Formel 13)
Hierbei sind der Strom I_A, der durch die A-Phasenwicklung fließt, und der Strom I_B, der durch die B-Phasenwicklung fließt, in Formel 14 bzw. Formel 15 angegeben. I_A = I₀·cos( πθ* / 2λ + π / 4 + γ) (Formel 14) I_B = I₀·sin( πθ* / 2λ + π / 4 + γ) (Formel 15)
Hier ist γ eine Phasendifferenz zwischen dem Sollwert des Stroms und dem detektierten Strom.
Wenn Formel 16 unter Verwendung von Vergleichsausdrücken berechnet wird, wie sie in den Formeln 12, 13, 14 und 15 angegeben sind, kann ein geschätzter Wert der Phasendifferenz (geschätzte Phasendifferenz γ) zwischen dem Sollwert des Stroms und dem detektierten Strom berechnet werden.
Der Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit schätzt einen Motordrehwinkel, der auf der durch den Phasendifferenz-Schätzer 11 berechneten geschätzten Phasendifferenz γ beruht.
Der Strom I_A, der durch die A-Phasenwicklung fließt, und der Strom I_B, der durch die B-Phasenwicklung fließt, werden durch die Formeln 17 bzw. 18 ausgedrückt, wenn sie unter Verwendung einer Abweichung Δθ zwischen dem Sollwert θ* des Motordrehwinkels und dem tatsächlichen Motordrehwinkel θ_M angegeben werden. I_A = I₀·cos( π / 2λ(θ* + Δθ) + π / 4) (Formel 17) I_B = I₀·sin( π / 2λ(θ* + Δθ) + π / 4 (Formel 18)
Hierbei wird Formel 19 aus Relationsausdrücken berechnet, die in den Formeln 14, 15, 17, und 18 angegeben sind. Die Abweichung Δ_θ des Motordrehwinkels, die der geschätzten Phasendifferenz γ entspricht, kann aus Formel 19 berechnet werden. Δθ = 2λ / πγ (Formel 19).
Wenn die Abweichung Δθ des in der Formel 19 berechneten Motordrehwinkels auf den in der Formel 20 angegebenen Vergleichsausdruck angewendet wird, kann der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEH berechnet werden, der ein geschätzter Wert des momentanen Motordrehwinkels θ_M ist. θ_MEH = θ* – Δθ (Formel 20).
Wenn der Schrittmotor mit niedriger Geschwindigkeit rotiert, ist es schwierig, die Schätzgenauigkeit zu erhöhen, da die geschätzte Phasendifferenz γ, die zum Berechnen des geschätzten Wertes θ_ME des Motor-Drehwinkels verwendet werden soll, ein sehr kleiner Wert ist, der leicht durch Rauschen usw. beeinflusst wird.
Daher ist dann, wenn der Schrittmotor 1 mit einer niedrigen Geschwindigkeit rotiert, bei welcher die geschätzte Phasendifferenz γ nicht mit hinreichender Genauigkeit berechnet werden kann, die Genauigkeit des geschätzten Motordrehwinkels θ_MEH, der unter Verwendung der geschätzten Phasendifferenz γ berechnet wird, kleiner im Vergleich zu der Genauigkeit des geschätzten Motordrehwinkels θ_MEL, der ohne Verwendung der geschätzten Phasendifferenz γ berechnet wird.
Dabei kann dann, wenn der Schrittmotor mit hoher Geschwindigkeit rotiert, der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEH mit hoher Genauigkeit für eine hohe Drehgeschwindigkeit berechnet werden, da die Phasendifferenz ausreichend groß genug wird, um den geschätzten Wert θ_ME zu berechnen.
Der Schätzdrehwinkel-Verstärker 15 bei geringer Geschwindigkeit verstärkt den geschätzten Motordrehwinkel bei niedriger Geschwindigkeit θ_MEL um eine geeignete Verstärkung gemäß dem Sollwert. Zudem verstärkt der Schätzdrehwinkel-Verstärker 16 bei hoher Geschwindigkeit den geschätzten Motordrehwinkel bei hoher Geschwindigkeit θ_MEH um eine geeignete Verstärkung gemäß dem Sollwert.
Die Verstärkung um eine geeignete Verstärkung bedeutet eine Verstärkung, welche die Relation erfüllt, die in Formel 21 angegeben ist, und der geschätzte Motordrehwinkel θ_ME, der ein Ausgang aus dem Motordrehwinkelschätzer 8 ist, wird aus dem geschätzten Wert des geschätzten Motordrehwinkels θ_MEL und dem geschätzten Wert des geschätzten Motordrehwinkels θ_MEH berechnet. θ_ME = (1 – ρ(θ .*))·θ_MEL + ρ(θ ·*)·θ_MEH (Formel 21)
Hierbei gilt folgendes: ein Koeffizient (1 – ρ(dθ/dt*)) für θ_MEL in dem ersten Term auf der rechten Seite von Formel 21 ist die Schätzwinkel-Verstärkung bei niedriger Geschwindigkeit K_L, und ein Koeffizient ρ(dθ/dt*) für θ_MEH in dem zweiten Term auf der rechten Seite in Formel 21 ist die Schätzwinkel-Verstärkung bei hoher Geschwindigkeit K_H. Des weiteren ist der Koeffizient ρ(dθ/dt*) eine Funktion eines Motor-Winkelgeschwindigkeitssollwerts dθ/dt* und wird derart gewählt, dass er Formel 22 erfüllt.
Hierbei ist ω eine Winkelgeschwindigkeit, bei welcher ein Fehler im geschätzten Wert für den Motordrehwinkel θ_MEL relevant wird, und die Winkelgeschwindigkeit wird beispielsweise als eine Winkelgeschwindigkeit ω_c = R/L eingestellt, die aus der Induktivität L und dem Wicklungswiderstand R des Schrittmotors 1 oder dergleichen berechnet wird.
Als Funktion für den Koeffizienten ρ(dθ/dt*), der Formel 22 erfüllt, können verschiedene Arten angenommen werden, und die Funktion kann gemäß den Antriebsbedingungen und -eigenschaften des zu verwendenden Motors entworfen werden.
Wie in den Formeln 21 und 22 gezeigt ist, kann mittels Berechnung des geschätzten Motordrehwinkels θ_ME unter Verwendung der Schätzwinkel-Verstärkung bei niedriger Geschwindigkeit K_L und der Schätzwinkel-Verstärkung bei hoher Geschwindigkeit K_H ein geschätzter Wert ausgegeben werden, der asymptotisch zu einem Wert des geschätzten Motordrehwinkels θ_MEL ist, und zwar dann, wenn die Motor-Winkelgeschwindigkeit ausreichend niedrig ist, und ein geschätzter Wert, der asymptotisch zu einem Wert des geschätzten Motordrehwinkels θ_MEH ist, kann dann ausgegeben werden, wenn die Motor-Winkelgeschwindigkeit hoch ist.
Daher ist es stets möglich, den Motordrehwinkel mit hoher Genauigkeit zu schätzen, und zwar unabhängig von der Größe der Motor-Winkelgeschwindigkeit. Außerdem ist die Vorrichtung nicht derart ausgebildet, dass sie entweder den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEL oder den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEH gemäß der Motor-Winkelgeschwindigkeit auswählt und ausgibt, sondern sie ist derart ausgebildet, dass sie einen Winkel ausgibt, indem sie diese beiden Winkel in einem geeigneten Verhältnis zueinander mischt, so dass der geschätzte Motordrehwinkel θ_ME sich nicht unstetig ändert, wenn sich die Motor-Winkelgeschwindigkeit verändert.
Der Rastmomentschätzer 9 berechnet unter Verwendung des geschätzten Motordrehwinkels θ_ME, der von dem Motordrehwinkelschätzer berechnet worden ist, ein geschätztes Rastmoment T_ME(θ_M), das ein geschätzter Wert für das Rastmoment bei einem Drehwinkel θ_M des Schrittmotors 1 ist, und zwar aus Formel 23, die eine Komponente erster Ordnung des Rastmoments angibt.
Hier ist T_M0 der Maximalwert des Rastmoments, der in einem Motorkatalog usw. angegeben ist.
Der Ausgleichssignal-Erzeuger 10 erzeugt Ausgleichssignale, um den Einfluss des geschätzten Rastmoments T_ME auszuschließen, das von dem Rastmomentschätzer 9 berechnet worden ist, und um Drehmomentschwankungen zu vermindern, die von dem Einfluss des Rastmoments verursacht werden.
Die Ausgleichssignale, die von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 erzeugt werden, sind ein Ausgleichssignal ΔV_A für die A-Phasenwicklung und ein Ausgleichssignal ΔV_B für die B-Phasenwicklung, die beruhend auf Formel 24 bzw. Formel 25 berechnet werden, und zwar unter Verwendung des geschätzten Rastmoments T_ME, das durch den Rastmomentschätzer 9 berechnet wird, und unter Verwendung des geschätzten Motordrehwinkels θ_ME, das von dem Motordrehwinkelschätzer 8 berechnet wird.
Hierbei gilt: K_T ist eine Drehmomentkonstante des Schrittmotors 1, und eine Variable α und eine Variable β werden durch Formel 26 bzw. Formel 27 ausgedrückt.
Wie in Formel 28 und in Formel 29 gezeigt ist, erzeugt die Steuerschaltung 4 das Mikroschritt-Antriebssignal V_A für die A-Phase und das Mikroschritt-Antriebssignal V_B für die B-Phase, indem sie ein Antriebssignal V_A0 für die A-Phase und ein Antriebssignal V_B0 für die B-Phase, die elementare Sinussignale sind, zu einem Ausgleichssignal ΔV_A für die A-Phase bzw. einem Ausgleichssignal ΔV_B für die B-Phase addiert, die durch den Ausgleichssignal-Erzeuger 10 erzeugt werden. Anschließend werden das erzeugte Antriebssignal V_A für die A-Phase und das erzeugte Antriebssignal V_B für die B-Phase an den Treiber 3 übertragen. V_A = V_A0 + ΔV_A (Formel 28) V_B = V_B0 + ΔV_B (Formel 29).
Wenn das Ausgleichssignal ΔV_A für die A-Phasenwicklung und das Ausgleichssignal ΔV_B für die B-Phasenwicklung, die in dem an den Treiber 3 übertragenen Antriebssignal V_A für die A-Phase bzw. Antriebssignal V_B für die B-Phase enthalten sind, mittels des Treibers 3 an den Schrittmotor 1 angelegt werden, so fließen ein Ausgleichstrom ΔI_A für die A-Phasenwicklung und ein Ausgleichstrom ΔI_B für die B-Phasenwicklung durch die jeweiligen Phasenwicklungen des Schrittmotors 1, wobei die Ausgleichsströme durch die Formel 30 und die Formel 31 ausgedrückt werden.
Wenn der Ausgleichstrom ΔI_A für die A-Phasenwicklung und der Ausgleichstrom ΔI_B für die B-Phasenwicklung an den Schrittmotor 1 angelegt werden, wird ein Ausgleichsmoment Δτ in dem Schrittmotor 1 erzeugt. Das Ausgleichsmoment Δτ, das dann erzeugt wird, kann mittels der Formel 32 berechnet werden, die eine Relation zwischen dem beaufschlagten Strom und dem Ausgangsdrehmoment τ in einem Zweiphasen-Schrittmotor angibt.
Genauer gesagt: Formel 33 kann zum Berechnen des Ausgleichsmoments Δτ erhalten werden, indem der Ausgleichstrom ΔI_A für die A-Phasenwicklung und der Ausgleichstrom ΔI_B für die B-Phasenwicklung, die jeweils mittels der Formel 30 bzw. der Formel 31 berechnet werden, in den Strom I_A für die A-Phasenwicklung bzw. den Strom I_B für die B-Phasenwicklung in Formel 32 eingesetzt werden. Δτ = T_ME·sinα (Formel 33)
Das Ausgleichsmoment Δτ, das mittels der Formel 33 berechnet wird, steht mit dem durch Formel 23 ausgedrückten geschätzten Rastmoment T_ME im Einklang, das mittels des Rastmomentschätzers 9 berechnet wird. Wenn der Schrittmotor 1 zur Rotation angetrieben wird, und zwar beruhend auf dem Ausgleichssignal ΔV_A für die A-Phasenwicklung und dem Ausgleichssignal ΔV_B für die B-Phasenwicklung, die durch den Ausgleichssignal-Erzeuger 10 erzeugt werden, wird daher das Ausgleichsmoment Δτ in dem Motor 1 erzeugt, das zum Aufheben des Rastmoments T_ME dient, das von dem Rastmomentschätzer 9 berechnet wird, so dass ein schwankendes Drehmoment vermindert wird, das durch den Einfluss des Rastmoments verursacht wird.
Wie bei der Ausführungsform 1 beschrieben, weist die Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für den Schrittmotor 1 folgendes auf: einen Treiber 3 für den Schrittmotor 1; eine Steuerschaltung 4 zum Zuführen eines Mikroschritt-Antriebssignals an den Treiber 3; einen Sollwert-Erzeuger 5 zum Zuführen eines Sollwerts an die Steuerschaltung 4; einen Stromdetektor 6 zum Detektieren des tatsächlichen Stroms, der durch den Schrittmotor 1 fließt; einen Phasendifferenz-Schätzer 11 zum Berechnen einer geschätzten Phasendifferenz zwischen dem Sollwert und dem detektierten Strom, und zwar beruhend auf dem Sollwert und dem detektiertem Strom, der von dem Stromdetektor 6 detektiert wird; einen Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θ_MEL, basierend auf dem detektierten Strom und dem Mikroschritt-Antriebssignal, wenn der Schrittmotor 1 mit einer Geschwindigkeit rotiert, die zu klein dafür ist, dass die geschätzte Phasendifferenz mit hinreichender Genauigkeit berechnet wird; einen Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θ_MEH, basierend auf der geschätzten Phasendifferenz und dem Sollwert, wenn der Schrittmotor 1 mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert; eine Summiereinheit 14 zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels θ_ME, basierend auf einer Schätzwinkel-Verstärkung K_L bei niedriger Geschwindigkeit und einer Schätzwinkel-Verstärkung K_H bei hoher Geschwindigkeit, bei beiden sich der jeweilige Verstärkungswert sich gemäß dem Sollwert verändert, und zwar indem sie den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEL und den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEH in einem geeigneten Verhältnis zueinander mischt; einen Rastmomentschätzer 9 zum Berechnen eines geschätzten Rastmoments, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel θ_ME; und einen Ausgleichssignal-Erzeuger 10 zum Erzeugen eines Ausgleichssignals, das auf dem geschätzten Rastmoment und dem geschätzten Motordrehwinkel θ_ME beruht.
Da keine Vorarbeiten, wie das Messen von Regulierungs-Stromwerten mittels Vorab-Antriebs notwendig sind, um Drehmomentschwankungen zu vermindern, die durch den Einfluss eines Rastmoments verursacht werden, kann durch Verwenden des oben beschriebenen Aufbaus eine Tätigkeit zum Messen von Regulierungs-Stromwerten vor der Verwendung von Motoren übersprungen werden, so dass die Zeit zum Entwickeln eines Antriebssystems für Motoren verringert werden kann.
Da außerdem – wie es in der Vergangenheit gemacht wurde – Regulierungs-Stromwerte, die in einem Speichermedium vorab gespeichert werden, nicht verwendet werden, um den Ausgleichsstrom zu regeln, indem die Werte ausgelesen werden, während die Zeit von dem Startpunkt des Antreibens des Schrittmotors verstreicht, sondern da vielmehr ein Ausgleichsstrom an den Schrittmotor 1 angelegt wird, der auf Ausgleichssignalen beruht, die berechnet werden, während der Schrittmotor 1 zur Rotation angetrieben wird, ist es stets möglich, Drehmomentschwankungen zu vermindern, die durch den Einfluss des Rastmoments verursacht werden, sogar wenn sich die Antriebsbedingungen für den Schrittmotor infolge von Langzeitänderungen usw. des Reibmoments ändern. Daher kann die Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 gemäß dem Aufbau in Ausführungsform 1 in einem weiten Bereich von Antriebsbedingungen für den Schrittmotor 1 verwendet werden.
Da die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass Ausgleichssignale stets erzeugt werden, wenn der Schrittmotor 1 zur Rotation angetrieben ist, und da zum Ausgleich des Rastmoments ein notwendiger Ausgleichsstrom, basierend auf den Ausgleichssignalen, zum Einsatz kommt, können außerdem sogar dann, wenn sich die Antriebsbedingungen für den Schrittmotor 1, wie das Reibmoment verändern, wenn der Schrittmotor 1 zur Rotation angetrieben wird, die Ausgleichssignale in Echtzeit in Antwort auf die Veränderung der Antriebsbedingungen erzeugt werden.
Daher ist es stets möglich, die Drehmomentschwankungen zu vermindern, die durch den Einfluss des Rastmoments verursacht werden, und zwar sogar dann, wenn die Antriebsbedingungen für den Schrittmotor 1 rasch verändert werden.
Da der Motordrehwinkelschätzer 8 nicht derart ausgebildet ist, dass er entweder den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEL oder den geschätzten Motordrehwinkel θ_MEH auswählt, die jeweils von getrennten Schätzern berechnet werden, sondern da er vielmehr derart ausgebildet ist, dass er einen geschätzten Motordrehwinkel θ_ME ausgibt, indem er diese beiden Winkel in einem geeigneten Verhältnis zueinander mischt, sind darüber hinaus die geschätzten Werte kontinuierlich und ohne Unstetigkeit von einem Bereich einer Umdrehung mit niedriger Geschwindigkeit bis in einen Bereich einer Umdrehung mit hoher Geschwindigkeit, so dass der Motordrehwinkelschätzer dazu in der Lage ist, einen Motordrehwinkel θ_M mit hoher Genauigkeit zu schätzen.
Daher kann das Rastmoment mit hoher Genauigkeit über einen Bereich einer Umdrehung mit niedriger Geschwindigkeit bis in einen Bereich einer Umdrehung mit hoher Geschwindigkeit des Schrittmotors ausgeglichen werden, ohne von der Umdrehungsgeschwindigkeit abzuhängen. Folglich kann die Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 gemäß dem Aufbau in Ausführungsform 1 in einem weiten Bereich von Antriebsbedingungen für den Schrittmotor 1 verwendet werden.
Ausführungsform 2
Im Zusammenhang mit der Ausführungsform 1 ist ein Aufbau beschrieben, bei welchem Formel 23 zum Berechnen des geschätzten Rastmoments mittels des Rastmomentschätzers 9 verwendet wird, wobei die Formel 23 eine Komponente erster Ordnung des Rastmoments angibt. Der Aufbau ist darauf jedoch nicht beschränkt, und es kann ein Aufbau Verwendung finden, bei welchem eine Schätzformel verwendet wird, die Rastmoment-Komponenten höherer Ordnung hat.
Für die Ausführungsform 2 wird ein Aufbau als repräsentativer Fall beschrieben, bei welcher, eine Schätzformel verwendet wird, die zusätzlich zur Komponente erster Ordnung auch Komponenten bis zur n-ten Ordnung (n > 2) des Rastmoments aufweist. Da ein Aufbau verwendet wird, der mit Ausnahme der Verwendung der Schätzformel mit Rastmoment-Komponenten höherer Ordnung ähnlich zu dem in Ausführungsform 1 ist, wird dessen Beschreibung hier übersprungen.
Die Schätzformel, die zusätzlich zu der Komponente erster Ordnung auch Rastmoment-Komponenten bis zur n-ten Ordnung hat, kann durch Formel 34 ausgedrückt werden.
Hierbei ist T_Mk die Amplitude einer Komponente k-ter Ordnung des Rastmoments.
Falls die Komponente erster Ordnung bis zur Komponente m-ter Ordnung der Rastmoment-Amplitudeneigenschaften des Schrittmotors 1 als Spezifikationswerte des Motors definiert werden, können Drehmomentschwankungen, die durch den Einfluss der Komponente erster Ordnung bis zu den Komponenten m-ter Ordnung des Rastmoments verursacht werden, vermindert werden, indem die Komponente erster Ordnung bis zu den Komponenten m-ter Ordnung der Spezifikationswerte auf Formel 34 angewendet werden.
Das bedeutet, dass das Rastmoment mit höherer Genauigkeit ausgeglichen werden kann, da Drehmomentschwankungen reduziert werden können, die durch den Einfluss von Komponenten höherer Ordnung hervorgerufen werden und die im Bereich der Rastmomentkenndaten liegen, die als Motor-Spezifikationswerte angegeben sind.
Des weiteren bedarf es keiner Erwähnung, dass Vorgehensweisen und Wirkungen, die ähnlich zu denen in Ausführungsform 1 sind, erzielt werden können, und zwar zusätzlich dazu, dass es folglich möglich ist, Drehmomentschwankungen zu vermindern, die durch den Einfluss des Rastmoments der Komponenten höherer Ordnung hervorgerufen werden.
Außerdem kann sogar dann, wenn die Amplitudeneigenschaften des Rastmoments der Komponenten zweiter oder höherer Ordnung nicht als Spezifikationswerte des Motors angegeben sind, die Amplitude jeder der Rotationskomponenten berechnet werden, indem ein Vorab-Antrieb vor der Benutzung des Schrittmotors 1 durchgeführt wird, so dass Drehmomentschwankungs-Daten während der Umdrehung des Motors erhalten werden, und indem eine Frequenzanalyse der Daten durchgeführt wird.
Obwohl in diesem Fall der Vorab-Antrieb vor der Benutzung des Motors notwendig ist, ist die Zeit, die zum Vorab-Antrieb und zur Amplitudenmessung der Komponenten höherer Ordnung benötigt wird, sehr kurz, da ausführliche Messungen der Eigenschaften des Rastmoments für jeden der Drehwinkel, wie es in der Vergangenheit gemacht wurde, nicht notwendig sind.
Ausführungsform 3
Bei dem Aufbau, der in den Ausführungsformen 1 und 2 verwendet wird, werden Ausgleichssignale stets von dem Schätzwert-Rechner 7 an die Steuerschaltung 4 ausgegeben; der Aufbau ist darauf jedoch nicht beschränkt, und es kann auch ein Aufbau verwendet werden, bei welchem entweder Ausgleichssignale, die von dem Schätzwert-Rechner 7 ausgegeben werden, oder Ausgleichssignale, die vorab in dem Speichermedium gespeichert sind, willkürlich ausgesucht und verwendet werden, wie es in 3 gezeigt ist.
Zunächst wird ein Aufbau der Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für einen Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 3 zeigt. Ein Speichermedium 18, ein erster Schalter 19 und ein zweiter Schalter 20 sind dem Aufbau aus 1 hinzugefügt. Das Speichermedium 18 speichert in sich selbst – über den zweiten Schalter 20 – Ausgleichssignale, die von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 erzeugt werden, und gibt die gespeicherten Ausgleichssignale – über den ersten Schalter 19 – an die Steuerschaltung 4 aus.
Der erste Schalter 19 wählt Ausgleichssignale, die an die Steuerschaltung 4 ausgegeben werden sollen, aus den Ausgleichssignalen von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 und den gespeicherten Ausgleichssignalen von den Speichermedium 18 aus. Der zweite Schalter 20 steuert die Taktung zum Ausgeben der Ausgleichssignale, die von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 an das Speichermedium 18 ausgegeben werden. Da die anderen Teile des Aufbaus ähnlich zu denen in Ausführungsform 1 oder 2 sind, wird deren Beschreibung hier weggelassen.
Als nächstes wird die Funktionsweise der Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für den Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Arbeitsablauf des ersten Schalters 19 und des zweiten Schalters 20 zeigt.
Wie in 4 gezeigt, wird in einem ersten Schritt 100 der erste Schalter 19 umgelegt, so dass die Ausgleichssignale von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 an die Steuerschaltung 4 ausgegeben werden, und gleichzeitig wird der zweite Schalter 20 umgelegt, so dass die Ausgleichssignale von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 an das Speichermedium 18 ausgegeben und darin gespeichert werden.
Hier sind die Ausgleichssignale, die an die Steuerschaltung 4 ausgegeben werden, Signale, die von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 in Echtzeit ausgegeben werden, und die gleichen Signale werden im Zeitverlauf auch in dem Speichermedium 14 gespeichert.
Als nächstes wird in einem zweiten Schritt 101 bestimmt, ob oder ob nicht das Speichern der Ausgleichssignale in dem Speichermedium 18 für eine volle Rotation des Motordrehwinkels abgeschlossen ist. Wenn während des Bestimmens festgestellt wird, dass das Abspeichern nicht abgeschlossen ist, wird die Speicherungsverarbeitung fortgesetzt. Wenn festgestellt wird, dass das Speichern abgeschlossen ist, wird mit Schritt 102 fortgefahren.
Im dritten Schritt 102 wird das Schreiben auf das Speichermedium 18 angehalten, indem der erste Schalter 19 umgelegt wird, so dass die gespeicherten Ausgleichssignale in dem Speichermedium 18 an die Steuerschaltung 4 ausgegeben werden, und gleichzeitig wird der zweite Schalter 20 umgelegt, so dass die Echtzeit-Ausgleichssignale von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 nicht an das Speichermedium 18 ausgegeben werden.
Nachdem diese Schalter umgelegt worden sind, wird die Berechnungsverarbeitung in dem Schätzwert-Rechner 7 angehalten, und die Ausgleichssignale, die von dem Speichermedium 18 ausgelesen wurden, werden an die Steuerschaltung 4 ausgegeben.
Danach wird in einem vierten Schritt 103 festgestellt, ob oder ob nicht eine bestimmte Zeit T (Sek.) vergangen ist, nachdem der dritte Schritt 102 ausgeführt wurde, und wenn festgestellt wird, dass die bestimmte Zeit T vergangen ist, wird zum ersten Schritt 100 zurückgesprungen. Dann wird mit der Berechnungsverarbeitung in dem Schätzwert-Rechner 7 von neuem begonnen, und die Ausgleichssignale werden erneut von dem Ausgleichssignal-Erzeuger 10 ausgegeben.
Da die Funktionsweise der anderen Bestandteile, wie dem Treiber 3, dem Sollwert-Erzeuger 5 und dem Stromdetektor 6 ähnlich zu denen in Ausführungsform 1 sind, wird deren nähere Beschreibung weggelassen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform 3 ist es möglich, die Berechnung in dem Schätzwert-Rechner 7 während derjenigen Zeitspanne der zum Antreiben des Schrittmotors 1 zur Rotation benötigten Zeit ruhen zu lassen, zu welcher der vierte Schritt 103 ausgeführt wird. Daher können Berechnungslasten vermindert werden, die die Arithmetik-Verarbeitungseinheit, wie beispielsweise einen Mikrocomputer, die die Berechnungsverarbeitung in dem Schätzwert-Rechner 7 tatsächlich ausführt, belasten.
Insbesondere in einem Fall, in welchem sich die Berechnungslasten der Arithmetik-Verarbeitungseinheit erhöhen, d. h. wenn der Schrittmotor 1 zur Rotation bei einer hohen Geschwindigkeit angetrieben wird, kann ein Vorteil dahingehend erlangt werden, dass es nicht mehr notwendig ist, eine Arithmetik-Verarbeitungseinheit zu verwenden, die eine große Verarbeitungsleistung hat, was der Wirkung geschuldet ist, dass die Berechnungslasten vermindert werden.
Außer dass das zeitliche Ansprechverhalten der „Wirkung eines Reduzierens der Drehmomentschwankungen, die durch eine Veränderung der Antriebsbedingungen für den Schrittmotor 1 bedingt sind, der einer raschen zeitlichen Veränderung unterliegt”, die in Ausführungsform 1 beschrieben wird, sich um einen Betrag vermindert, der mit der bestimmten Zeit T zusammenhängt, bedarf es keiner Erwähnung, dass Funktionsweisen und Wirkungen ähnlich zu denen in Ausführungsform 1 erzielt werden können, und zwar zusätzlich zu einer solchen Wirkung, dass die Berechnungslasten vermindert werden.
Ausführungsform 4
Bei dem Aufbau, der in Ausführungsformen 1 bis 3 verwendet wird, wird ein geschätzter Motordrehwinkel θ_ME berechnet, indem gleichzeitig sowohl der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit als auch der Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit als Motor-Drehwinkelschätzer 8 verwendet werden; der Aufbau ist darauf jedoch nicht beschränkt, und ein Aufbau kann vorgesehen werden, bei welchem nur der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit verwendet wird, wie es in 5 gezeigt ist.
Zunächst wird ein Aufbau der Ausführungsform 4 unter Bezugnahme auf 5. beschrieben. 5 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für einen Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 4 zeigt. In dem Aufbau in Ausführungsform 4 ist der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit anstelle des Drehwinkelschätzers 8 des in 1 gezeigten Aufbaus vorgesehen. Hierbei werden ein Mikroschritt-Antriebssignal, das von der Steuerschaltung 4 erzeugt wird, und ein detektierter Strom, der von dem Stromdetektor 6 detektiert wird, in den Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit eingegeben.
Die Vorrichtung ist derart aufgebaut, dass ein geschätzter Motordrehwinkel θ_MEL, der von dem Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit berechnet wird, an den Rastmomentschätzer 9 und den Ausgleichssignal-Erzeuger 10 ausgegeben wird. Da die anderen Teile des Aufbaus ähnlich zu denen in den Ausführungsformen 1 bis 3 sind, wird deren Beschreibung hier weggelassen.
Als nächstes wird die Funktionsweise der Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für den Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 4 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Wie in 5 gezeigt ist, berechnet der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit unter Verwendung der Vergleichsausdrücke aus den Formeln 8, 9 und 10, die in Ausführungsform 1 gezeigt sind, einen geschätzten Motordrehwinkel θ_MEL, der ein geschätzter Wert eines Momentan-Drehwinkels θ_M des Schrittmotors 1 ist, aus dem detektierten Strom, der von dem Stromdetektor 6 detektiert wird, und dem Mikroschritt-Antriebssignal, das von der Steuerschaltung 4 erzeugt wird.
Der geschätzte Motordrehwinkel θ_MEL, der von dem Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit berechnet wird, steht mit einem Motordrehwinkel θ_M mit hoher Genauigkeit und ohne Phasenverzögerung zu dem Motordrehwinkel θ_M im Einklang, wenn eine Drehgeschwindigkeit des Motors klein genug dafür ist, den Einfluss der Verzögerung nicht zu berücksichtigen, die von einem Tiefpassfilter verursacht wird, der zusammen mit dem Stromdetektor 6 zum Sperren von hochfrequenten Störungen verwendet wird, und die von einer Windungsinduktivität L und einem Wicklungswiderstand R des Schrittmotors 1 verursacht wird.
Ähnlich zur Ausführungsform 1 schätzt der Rastmomentschätzer 9 das Rastmoment, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel θ_MEL, der von dem Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit berechnet wird, und der Ausgleichssignal-Erzeuger 10 erzeugt Ausgleichssignale zum Aufheben des geschätzten Rastmoments.
In der oben beschriebenen Ausführungsform 4 wird ein Aufbau verwenden, bei welchem nur der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit als Motordrehwinkelschätzer 8 verwendet wird. Da es daher möglich ist, die Berechnung zu vermindern, die von einer Arithmetik-Verarbeitungseinheit durchgeführt werden soll, ohne den Phasendifferenz-Schätzer 11, den Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit und die Summiereinheit 14 vorzusehen, kann ein Vorteil dahingehend erzielt werden, dass es nicht mehr nötig ist, eine Arithmetik-Verarbeitungseinheit zu verwenden, die eine große Verarbeitungsleistung hat.
Wenn eine Drehgeschwindigkeit des Motors klein genug dafür ist, den Einfluss der Verzögerung nicht zu berücksichtigen, die von einem Tiefpassfilter verursacht wird, der zusammen mit dem Stromdetektor 6 zum Sperren von hochfrequenten Störungen verwendet wird, und die von einer Windungsinduktivität L und einem Wicklungswiderstand R des Schrittmotors 1 verursacht wird, ist es möglich, Drehmomentschwankungen zu vermindern, die durch den Einfluss des Rastmoments hervorgerufen werden, ohne das Vorarbeiten vonnöten sind, wie beispielsweise das Messen von Regulierungs-Stromwerten durch die Durchführung eines Vorab-Antriebs, wie es in der Vergangenheit gemacht wurde, zusätzlich zu der Wirkung, dass die Berechnungslasten vermindert werden, wie es oben beschrieben ist. Daher kann die Zeit zum Entwickeln eines Antriebssystems für Motoren verkürzt werden, da Arbeiten zum Messen von Regulierungs-Stromwerten vor der Verwendung des Motors übersprungen werden können.
Ausführungsform 5
Bei dem Aufbau, der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 verwendet wird, wird ein geschätzter Motordrehwinkel θ_ME berechnet, und zwar indem gleichzeitig sowohl der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit als auch der Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit als der Motordrehwinkelschätzer 8 verwendet werden; der Aufbau ist darauf jedoch nicht beschränkt, und ein Aufbau kann vorgesehen werden, bei welchem nur der Phasendifferenz-Schätzer 11 und nur der Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit verwendet werden, wie es in 6 gezeigt ist.
Zunächst wird ein Aufbau der Ausführungsform 5 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau einer Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für einen Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 5 zeigt. Bei dem Aufbau in Ausführungsform 5 sind der Phasendifferenz-Schätzer 11 und der Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit anstelle des Drehwinkelschätzers 8 des in 1 gezeigten Aufbaus vorgesehen.
Hier ist der folgende Vorgang vorgesehen: ein Sollwert eines Stroms, der von dem Sollwert-Erzeuger 5 ausgegeben wird, und ein detektierter Strom, der von dem Stromdetektor 6 detektiert wird, werden an den Phasendifferenz-Schätzer 11 ausgegeben; der Phasendifferenz-Schätzer 11 gibt eine geschätzte Phasendifferenz an den Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit aus, wobei die Phasendifferenz, basierend auf dem Sollwert und dem detektierten Strom berechnet wird; der Sollwert, der von dem Sollwert-Erzeuger 5 ausgegeben wird, und die geschätzte Phasendifferenz, die von dem Phasendifferenz-Schätzer 11 ausgegeben wird, werden in den Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit eingegeben; und ein Motordrehwinkel θ_MEH, der von dem Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit geschätzt wird, wird an den Rastmomentschätzer 9 und den Ausgleichssignal-Erzeuger 10 ausgegeben. Da die anderen Teile des Aufbaus ähnlich zu denen in den Ausführungsformen 1 bis 3 sind, wird deren Beschreibung hier weggelassen.
Als nächstes wird die Funktionsweise der Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung 2 für den Schrittmotor 1 gemäß Ausführungsform 5 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Wie in 6 gezeigt ist, schätzt der Phasendifferenz-Schätzer 11 unter Verwendung des Vergleichsausdrucks der in Ausführungsform 1 gezeigten Formel 16 eine Phasendifferenz zwischen dem Sollwert des Stroms und dem detektierten Strom, und zwar aus dem Sollwert des Stroms, der von dem Sollwert-Erzeuger 5 ausgegeben wird, und dem detektierten Strom, der von dem Stromdetektor 6 detektiert wird.
Der Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit berechnet unter Verwendung der in Ausführungsform 1 gezeigten Formeln 19 und 20 einen geschätzten Motordrehwinkel θ_MEH, der ein geschätzter Wert eines Momentan-Drehwinkels θ_M des Schrittmotors 1 ist, und zwar aus der geschätzten Phasendifferenz, die von dem Phasendifferenz-Schätzer 11 berechnet wird, und dem Soll-wert, der von dem Sollwert-Erzeuger 5 ausgegeben wird.
Der geschätzte Motordrehwinkel O_MEH, der von dem Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit berechnet wird, steht mit dem Motordrehwinkel θ_M mit hoher Genauigkeit im Einklang, wenn der Motor mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, bei welcher der geschätzte Phasendifferenzwert, der von dem Phasendifferenz-Schätzer 11 berechnet wird, groß genug ist, um nicht von Rauschen usw. beeinflusst zu werden.
Ähnlich zur Ausführungsform 1 schätzt der Rastmomentschätzer 9 das Rastmoment, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel θ_MEH, der von dem Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit berechnet wird, und der Ausgleichssignal-Erzeuger 10 erzeugt Ausgleichssignale zum Aufheben des geschätzten Rastmoments.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform 5 wird ein Aufbau verwendet, bei dem der Phasendifferenz-Schätzer 11 und der Motordrehwinkelschätzer 13 bei hoher Geschwindigkeit anstelle des Motordrehwinkelschätzers 8 verwendet werden. Da es daher möglich ist, die Berechnung zu vermindern, die von einer Arithmetik-Verarbeitungseinheit durchgeführt werden soll, indem der Motordrehwinkelschätzer 12 bei niedriger Geschwindigkeit und die Summiereinheit 14 beseitigt werden, kann ein Vorteil dahingehend erzielt werden, dass es nicht mehr nötig ist, eine Arithmetik-Verarbeitungseinheit zu verwenden, die eine große Verarbeitungsleistung hat.
Wenn der Motor mit einer großen Geschwindigkeit rotiert, bei der der geschätzte Phasendifferenzwert, der von dem Phasendifferenz-Schätzer 11 berechnet wird, groß genug dafür ist, dass er nicht von Rauschen usw. beeinflusst wird, ist es auch möglich, Drehmomentschwankungen zu reduzieren, die von dem Einfluss des Rastmoments hervorgerufen werden, ohne Vorarbeiten wie beispielsweise das Messen von Regulierungs-Stromwerten unter Durchführung eines Vorab-Antriebs, wie es in der Vergangenheit gemacht wurde, durchzuführen, zusätzlich zu der Wirkung, dass die Berechnungslasten vermindert werden, wie es oben beschrieben ist. Daher kann die Zeit zum Entwickeln eines Antriebssystems für Motoren verkürzt werden, da Arbeiten zum Messen von Regulierungs-Stromwerten vor der Verwendung des Motors übersprungen werden können.
Zu den obigen Ausführungsformen werden Aufbauten beschrieben, in welchen Formel 23 oder 34 zum Berechnen des geschätzten Rastmoments durch den Rastmomentschätzer 9 berechnet werden; der Aufbau ist darauf jedoch nicht beschränkt, und es kann ein Aufbau Verwendung finden, bei welchem ein Beobachter wie beispielsweise ein Störgrößenbeobachter Verwendung findet.
Bezugszeichenliste

1: Schrittmotor
2: Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung
3: Treiber
4: Steuerschaltung
5: Sollwert-Erzeuger
6: Stromdetektor
7: Schätzwert-Rechner
8: Motordrehwinkelschätzer
9: Rastmomentschätzer
10: Ausgleichssignal-Erzeuger
11: Phasendifferenz-Schätzer
12: Motordrehwinkelschätzer bei niedriger Geschwindigkeit
13: Motordrehwinkelschätzer bei hoher Geschwindigkeit
14: Summiereinheit
15: Schätzwinkel-Verstärker bei niedriger Geschwindigkeit
16: Schätzwinkel-Verstärker bei hoher Geschwindigkeit
17: Addierer
18: Speichermedium
19: erster Schalter
20: zweiter Schalter
100: erster Schritt
101: zweiter Schritt
102: dritter Schritt
103: vierter Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 01-107700 A [0005]

Claims

Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor, die folgendes aufweist: – einen Treiber für den Schrittmotor; – eine Steuerschaltung zum Zuführen eines Mikroschritt-Antriebssignals an den Treiber; – einen Sollwert-Erzeuger zum Zuführen eines Sollwerts an die Steuerschaltung; – einen Stromdetektor zum Detektieren des tatsächlichen Stroms, der durch den Schrittmotor fließt; – einen Phasendifferenz-Schätzer zum Berechnen einer geschätzten Phasendifferenz zwischen dem Sollwert und dem detektierten Strom, und zwar beruhend auf dem Sollwert und dem detektiertem Strom, der von dem Stromdetektor detektiert wird; – einen Motordrehwinkelschätzer bei niedriger Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels (θ_MEL), basierend auf dem detektierten Strom und dem Mikroschritt-Antriebssignal, wenn der Schrittmotor mit einer niedrigen Geschwindigkeit rotiert, bei welcher eine vorab festgelegte Genauigkeit für die geschätzte Phasendifferenz nicht sichergestellt werden kann; – einen Motordrehwinkelschätzer bei hoher Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels (θ_MEH), basierend auf der geschätzten Phasendifferenz und dem Sollwert, wenn der Schrittmotor mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, bei welcher die vorab festgelegte Genauigkeit für die geschätzte Phasendifferenz sichergestellt werden kann; – eine Summiereinheit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels (θ_ME), basierend auf einer Schätzwinkel-Verstärkung bei niedriger Geschwindigkeit und einer Schätzwinkel-Verstärkung bei hoher Geschwindigkeit, deren beider jeweiliger Verstärkungswert sich gemäß dem Sollwert verändert, und zwar indem sie den geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEL) und den geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEH) in einem geeigneten Verhältnis zueinander mischt; – einen Rastmomentschätzer zum Berechnen eines geschätzten Rastmoments, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel (θ_ME); und – einen Ausgleichssignal-Erzeuger zum Erzeugen eines Ausgleichssignals, das auf dem geschätzten Rastmoment und dem geschätzten Motordrehwinkel (θ_ME) beruht.
Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor, die folgendes aufweist: – einen Treiber für den Schrittmotor; – eine Steuerschaltung zum Zuführen eines Mikroschritt-Antriebssignals an den Treiber; – einen Sollwert-Erzeuger zum Zuführen eines Sollwerts an die Steuerschaltung; – einen Stromdetektor zum Detektieren des tatsächlichen Stroms, der durch den Schrittmotor fließt; – einen Motordrehwinkelschätzer bei niedriger Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels (θ_MEL), basierend auf dem detektierten Strom und dem Mikroschritt-Antriebssignal, wenn der Schrittmotor mit einer niedrigen Geschwindigkeit rotiert, bei welcher eine vorab festgelegte Genauigkeit für die geschätzte Phasendifferenz nicht sichergestellt werden kann; – einen Rastmomentschätzer zum Berechnen eines geschätzten Rastmoments, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEL); und – einen Ausgleichssignal-Erzeuger zum Erzeugen eines Ausgleichssignals, das auf dem geschätzten Rastmoment und dem geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEL) beruht.
Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor, die folgendes aufweist: – einen Treiber für den Schrittmotor; – eine Steuerschaltung zum Zuführen eines Mikroschritt-Antriebssignals an den Treiber; – einen Sollwert-Erzeuger zum Zuführen eines Sollwerts an die Steuerschaltung; – einen Stromdetektor zum Detektieren des tatsächlichen Stroms, der durch den Schrittmotor fließt; – einen Phasendifferenz-Schätzer zum Berechnen einer geschätzten Phasendifferenz zwischen dem Sollwert und dem detektierten Strom, und zwar beruhend auf dem Sollwert und dem detektiertem Strom, der von dem Stromdetektor detektiert wird; – einen Motordrehwinkelschätzer bei hoher Geschwindigkeit zum Berechnen eines geschätzten Motordrehwinkels (θ_MEH), basierend auf der geschätzten Phasendifferenz und dem Sollwert, wenn der Schrittmotor mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, bei welcher die vorab festgelegte Genauigkeit für die geschätzte Phasendifferenz sichergestellt werden kann; – einen Rastmomentschätzer zum Berechnen eines geschätzten Rastmoments, basierend auf dem geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEH); und – einen Ausgleichssignal-Erzeuger zum Erzeugen eines Ausgleichssignals, das auf dem geschätzten Rastmoment und dem geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEH) beruht.
Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Motordrehwinkelschätzer bei niedriger Geschwindigkeit, basierend auf dem detektierten Strom und dem Mikroschritt-Antriebssignal einen geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEL) unter Verwendung einer grundlegenden Spannungsgleichung und einer geschwindigkeitsinduzierten Spannungsgleichung berechnet.
Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß Anspruch 1 oder 3, wobei der Motordrehwinkelschätzer bei hoher Geschwindigkeit, basierend auf dem Sollwert und der geschätzten Phasendifferenz, einen geschätzten Motordrehwinkel (θ_MEH) unter Verwendung einer Relation einer Abweichung zwischen einer Strom-Phasendifferenz und einem Motordrehwinkel berechnet.
Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Rastmomentschätzer, basierend auf einem geschätzten Motordrehwinkel (θ_ME), ein geschätztes Rastmoment unter Verwendung einer Schätzformel berechnet, die Komponenten des Rastmoments bis zur n-ten Ordnung aufweist.
Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Ausgleichssignal-Erzeuger aus einem geschätzten Motordrehwinkel (θ_ME) und einem geschätztem Rastmoment ein Ausgleichssignal zum Ausgeben eines Ausgleichsmoments erzeugt, das die gleiche Amplitude und Phase wie das geschätzte Rastmoment aufweist.
Mikroschritt-Antriebssteuerungsvorrichtung für einen Schrittmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Ausgleichssignal, das in eine Steuerschaltung eingegeben wird, ausgewählt werden kann aus einem Ausgleichssignal, das von dem Ausgleichssignal-Erzeuger erzeugt wird, oder einem Ausgleichssignal, das vorab in einem Speichermedium gespeichert wird.