FR2471077A1 - REAL-TIME DETECTION WITH DYNAMIC ROTATION DETECTION FOR STEP-BY-STEP MOTOR - Google Patents

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FR2471077A1 FR7930174A FR7930174A FR2471077A1 FR 2471077 A1 FR2471077 A1 FR 2471077A1 FR 7930174 A FR7930174 A FR 7930174A FR 7930174 A FR7930174 A FR 7930174A FR 2471077 A1 FR2471077 A1 FR 2471077A1
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Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN MOTEUR PAS-A-PAS. CE DISPOSITIF EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND DES MOYENS POUR DETECTER LE PASSAGE DU COURANT PAR UN MAXIMUM RELATIF ET DES MOYENS POUR AUGMENTER LA DUREE MINIMALE T DE L'IMPULSION DE COMMANDE D'UNE VALEUR T. LA DETECTION DU PASSAGE PAR UN MAXIMUM SE FAIT PAR UN DISPOSITIF QUI ENGENDRE UNE IMPULSION DE DETECTION INTERROMPUE, PAR EXEMPLE, SIMULTANEMENT AVEC L'IMPULSION DE COMMANDE MINIMALE T.THE PRESENT INVENTION RELATES TO A CONTROL DEVICE FOR A STEP-BY-STEP MOTOR. THIS DEVICE IS CHARACTERIZED IN THAT IT INCLUDES MEANS TO DETECT THE PASSAGE OF CURRENT BY A RELATIVE MAXIMUM AND MEANS TO INCREASE THE MINIMUM DURATION T OF THE CONTROL PULSE BY A VALUE T. DETECTION OF THE PASSAGE BY A MAXIMUM IS DONE BY A DEVICE WHICH GENERATES AN INTERRUPTED DETECTION PULSE, FOR EXAMPLE, SIMULTANEOUSLY WITH THE MINIMUM CONTROL PULSE T.

Description

24 710 7724,710 77

La présente invention concerne un dispositif de commande d'un  The present invention relates to a control device of a

moteur pas-à-pas, fournissant des impulsions de commande électriques au bobi-  step motor, supplying electrical control pulses to the bobbin

nage du moteur, et comportant un dispositif de détection de la variation du courant passant dans le bobinage du moteur lors de chaque impulsion de commande, et un dispositif pour adapter la durée de chaque impulsion de commande, en fonc-  motor, and comprising a device for detecting the variation of the current flowing in the motor winding during each control pulse, and a device for adapting the duration of each control pulse, as a function of

tion du couple résistant exercé sur ce moteur.  resistance torque exerted on this motor.

Dans de multiples applications des micromoteurs, en particulier dans le domaine de l'horlogerie, la source d'énergie utilisée pour l'entraînement des  In multiple applications of micromotors, particularly in the field of watchmaking, the energy source used for the training of

moteurs est constituée par une pile électrique.  motors consists of an electric battery.

La présente invention se propose dediminuer la consommation d'énergie électrique du moteur et, par conséquent, de rendre possible l'utilisation de piles de très faible encombrement et/ou de prolonger la durée de vie de la source. En outre, elle se propose d'accroître la fiabilité du fonctionnement  The present invention proposes to reduce the electrical energy consumption of the engine and, consequently, to make possible the use of batteries of very small size and / or to extend the life of the source. In addition, it proposes to increase the reliability of

du moteur, en réalisant un asservissement en temps réel avec une détection dy-  of the motor, real-time servo-control with a dy-

namique de sa rotation.of its rotation.

Les impulsions de commande, pour les moteurs du type susmentionné, doi-  Control pulses for motors of the type mentioned above must be

vent avoir une durée suffisante pour que le rotor puisse vaincre le couple ré-  enough time for the rotor to overcome the torque

sistant et passer un pas. Cette condition est remplie lorsque le courant tra-  standing and taking a step. This condition is fulfilled when the current

versant le bobinage du moteur passe par un maximum relatif.  pouring the motor winding passes through a relative maximum.

En conséquence, le dispositif de commande selon l'invention est carac-  Consequently, the control device according to the invention is

térisé en ce que le dispositif de détection comprend des moyens pour détecter  characterized in that the detection device comprises means for detecting

le passage du courant moteur par un maximum relatif, et des moyens pour augmen-  the passage of the motor current by a relative maximum, and means for increasing

ter la durée minimale T0 de l'impulsion d'une valeur A T prédéterminée.  ter the minimum duration T0 of the pulse of a predetermined value AT.

Selon une variante de réalisation de la présente invention, le dis-  According to an alternative embodiment of the present invention, the

positif de commande est caractérisé en ce que le dispositif de détection com-  positive control is characterized in that the detection device com-

prend des moyens pour détecter le passage du courant moteur par un maximum rela-  takes means to detect the passage of the motor current by a maximum relative to

tif, et des moyens pour interrompre l'impulsion de commande au bout d'un inter-  tif, and means for interrupting the control pulse at the end of an inter-

valle de temps AS T, après le passage du courant par ledit maximum relatif.  time interval AS T, after the passage of the current by said relative maximum.

- Selon une forme de mise en oeuvre préférentielle, le dispositif de détection comporte un comparateur qui change d'état lorsque le courant décroît après avoir passé par ledit maximum relatif. Il comprend également une unité de  According to a preferred embodiment, the detection device comprises a comparator which changes state when the current decreases after passing through said relative maximum. It also includes a unit of

mémorisation pour mémoriser la valeur crête du courant, et des moyens pour compa-  memory for storing the peak value of the current, and means for comparing

rer en permanence la valeur instantanée du courant à cette valeur crête.  continuously adjust the instantaneous value of the current to this peak value.

Pour assurer la détection du passage du courant par un maximum rela-  To ensure the detection of current flow by a maximum relative to

tif, le dispositif de détection comprend de préférence des moyens pour engendrer  tif, the detection device preferably comprises means for generating

une impulsion de détection et des moyens pour interrompre l'impulsion de détec--  a detection pulse and means for interrupting the pulse of detec--

tion, soit en même temps que l'impulsion minimale TO de commande du moteur, soit après le passage du courant au maximum relatif. Il comporte également des moyens pour retarder l'impulsion de détection par rapport à l'impulsion de commande du  at the same time as the minimum motor control pulse TO, or after the current has been passed to the relative maximum. It also comprises means for delaying the detection pulse with respect to the control pulse of the

moteur, et des moyens pour interrompre l'impulsion de détection lorsqu'un maxi-  motor, and means for interrupting the detection pulse when a maximum

il 2. mum relatif n'est pas détecté dans un intervalle de temps déterminé. Selon une réalisation particulière, la valeur AT, qui prolonge l'impulsion de commande  it 2. relative mum is not detected within a specified time interval. According to a particular embodiment, the value AT, which prolongs the control pulse

du moteur après le passage du courant par ledit maximum relatif, peut se compo-  of the motor after the passage of the current by said relative maximum, may be

ser de plusieurs intervalles a Ti, par exemple égaux, de sorte que AT soit un multiple entier de ATi.  be of several intervals at Ti, for example equal, so that AT is an integer multiple of ATi.

La présente invention sera mieux comprise en référence à la descrip-  The present invention will be better understood with reference to the description

tion d'exemples de réalisation et des dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une représentation graphique de la forme du courant, lorsque le moteur tourne d'un pas, La figure 2 est une représentation graphique de la forme du courant lorsque le moteur n'a pas tourné complètement ou est bloqué, La figure 3 représente partiellement un schéma bloc du dispositif de commande selon l'invention,  FIG. 1 is a graphic representation of the shape of the current, when the motor is rotating by one step, FIG. 2 is a graphical representation of the shape of the current when the motor has not rotated completely or is blocked, FIG. 3 partially represents a block diagram of the control device according to the invention,

La figure 4 représente graphiquement la forme de l'impulsion de com-  Figure 4 graphically represents the shape of the compression pulse.

mande et de l'impulsion de détection correspondante, pour une première forme de réalisation de l'invention,  mande and the corresponding detection pulse, for a first embodiment of the invention,

La figure 5 représente graphiquement la forme de l'impulsion de com-  Figure 5 graphically represents the shape of the compression pulse.

mande et celle de l'impulsion de détection correspondante, pour une seconde forme de réalisation de l'invention, La figure 6 est une vue graphique représentant le courant, l'impulsion de détection et l'impulsion de commande pour ladite seconde réalisation, dans le cas o le moteur tourne normalement d'un pas (T:représente par la suite la durée effective  and the corresponding detection pulse, for a second embodiment of the invention. FIG. 6 is a graphical view showing the current, the sense pulse, and the control pulse for said second embodiment, in FIG. the case where the engine normally rotates by one step (T: represents subsequently the effective duration

de l'impulsion de détection).the detection pulse).

*La figure 7 représente successivement la forme du courant, celle de  * Figure 7 represents successively the shape of the current, that of

l'impulsion de détection et celle de l'impulsion de commande pour ladite secon-  the detection pulse and that of the control pulse for said second

de réalisation, dans le cas o le moteur tourne difficilement, La figure 8 représente la forme du courant, celle de l'impulsion de détection et celle de l'impulsion de commande, lorsque le moteur est bloqué,et La figure 9 représente, successivement et à titre de comparaison,la forme des impulsions decommande du moteurdans le cas de lapremière variante, celle des  in the case where the motor rotates with difficulty, FIG. 8 represents the shape of the current, that of the detection pulse and that of the control pulse, when the motor is blocked, and FIG. 9 represents, successively and by way of comparison, the shape of the motor control pulses in the case of the first variant, that of the

impulsions de commande du moteur dans le cas de la seconde variante, celle de 1 ' im-  motor control pulses in the case of the second variant, that of the

pulsion decommande dans le casd'un asservissement à impulsions multiples, et celle  control pulse in the case of a multiple pulse servo, and that

de l'impulsion de commande en l'absence de l'asservissement selon l'invention.  of the control pulse in the absence of the servo according to the invention.

La détection de la rotation d'un moteur pas-à-pas, telle qu'elle est  The detection of the rotation of a stepper motor, as it is

obtenue par le dispositif de commande de la présente invention, est effective-  obtained by the control device of the present invention, is effectively

ment une détection dynamique, car elle a lieu pendant la rotation du moteur.  dynamic detection as it occurs during motor rotation.

Les fig. 1 et 2 représentent graphiquement l'intensité du courant dans le bobi-  Figs. 1 and 2 graphically represent the intensity of the current in the bobbin

nage du moteur en fonction du temps. Lorsque le moteur tourne normalement, cette intensité passe par un maximum relatif, appelé Imax ou I crête, pour diminuer et passer par un minimum. Dans le cas o le moteur est bloqué, l'intensité croit  stroke of the motor as a function of time. When the motor is running normally, this intensity passes through a relative maximum, called Imax or I peak, to decrease and go through a minimum. In the case where the motor is blocked, the intensity

-2 47 10 7 7-2 47 10 7 7

de façon continuelle en se rapprochant asymptotiquement de la valeur I crête.  continually approaching the peak value asymptotically.

Le schéma bloc de la fig. 3 représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation du dispositif de commande selon l'invention. Un bloc 10 assure la commande et la détection du courant moteur. En particulier, l'alimentation du moteur se fait de préférence par un pont de transistoisconnu en soi. La sor- tie du bloc 10 est reliée à un convertisseur courant-tension 11, dont la sortie est reliée directement à l'une des entrées d'un comparateur 12, et indirectement par l'intermédiaire d'un bloc de mémorisation de la tension crête 13 à l'autre entrée du comparateur 12. Le bloc de mémorisation 13 comporte un condensateur 14 connecté en série à une diode 15, de telle manière que ce condensateur se  The block diagram of FIG. 3 represents, by way of example, an embodiment of the control device according to the invention. A block 10 provides control and detection of the motor current. In particular, the power supply of the motor is preferably by a transistor bridge known per se. The output of the block 10 is connected to a current-voltage converter 11 whose output is connected directly to one of the inputs of a comparator 12 and indirectly via a voltage storage block. peak 13 at the other input of the comparator 12. The storage block 13 comprises a capacitor 14 connected in series with a diode 15, so that this capacitor

charge jusqu'au moment o le courant atteint son maximum, c'est-à-dire sa va-  charge until the current reaches its maximum, that is to say its

leur crête, ce qui permet de mettre en mémoire cette valeur. La remise à zéro du dispositif de mémorisation est prévue par un dispositif 16 connu en soi. La  their peak, which allows to put in memory this value. The reset of the storage device is provided by a device 16 known per se. The

sortie du comparateur est reliée à un générateur d'impulsions qui, dans 1'exem-  comparator output is connected to a pulse generator which, in the example

ple représenté, permet de fournir deux impulsions de durée différente. Le com-  represented, allows to provide two pulses of different duration. Com-

parateur 12 est connecté à l'une des entrées d'une porte NON-ET 17, dont l'autre entrée est reliée à un diviseur de-fréquences 18, connecté à un oscillateur, par  paratrix 12 is connected to one of the inputs of a NAND gate 17, whose other input is connected to a frequency divider 18, connected to an oscillator, by

exemple un oscillateur à quartz 19. Le diviseur de fréquences 18 peut par e-  example, a crystal oscillator 19. The frequency divider 18 can, for example,

xemple fournir des signaux à la fréquence de cent vingt-huit Hz amenés à l'au-  xample provide signals at the frequency of one hundred and twenty-eight Hz brought to the

tre entrée de la porte NON-ET17 et des signaux de soixante-quatre Hz à l'une des entrées d'une porte NON-OU 19. L'autre entrée de la-porte NONOU est reliée à la sortie de la porte NON-ET par l'intermédiaire d'un inverseur 20. De cette manière, on retrouve, à la sortie de la porte NONOU, des impulsions de 3,9 ms  The input of the NAND gate 17 and the sixty-four Hz signals to one of the inputs of a NAND gate 19. The other input of the NAND gate is connected to the output of the NAND gate. AND via an inverter 20. In this way, we find, at the output of the NONOU gate, pulses of 3.9 ms

ou de 7,8 ms.or 7.8 ms.

La fig. 4 représente la forme de l'impulsion de commande du moteur et  Fig. 4 represents the shape of the motor control pulse and

celle de l'impulsion de détection qui correspondent au dispositif décrit en ré-  that of the detection pulse which correspond to the device described in

férence à la fig. 3. L'impulsion de commande,représentée graphiquement par une tension en fonction du temps, a une durée minimale T0 qui peut être prolongée  FIG. 3. The control pulse, represented graphically by a voltage as a function of time, has a minimum duration T0 which can be extended

une fois d'une durée A\T, par exemple égale à TO si un maximum relatif du cou-  once with a duration A \ T, for example equal to TO if a relative maximum of the cou-

rant n'est pas détecté pendant l'intervalle TO. L'impulsion de détection est de préférence retardée d'une durée TA par rapport à l'impulsion de commande, et se  rant is not detected during the TO interval. The detection pulse is preferably delayed by a duration TA with respect to the control pulse, and

termine simultanément avec l'impulsion de commande TO-  terminates simultaneously with the command pulse TO-

Cette adaptation de la durée de l'impulsion de commande, en fonction du couple résistant exercé sur le moteur, s'obtient grâce au comparateur de la fig. 3 qui change d'état lorsque le courant décroît après avoir passé par un  This adaptation of the duration of the control pulse, as a function of the resisting torque exerted on the motor, is obtained by means of the comparator of FIG. 3 that changes state when the current decreases after going through a

maximum relatif.relative maximum.

Le programme de fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus se dé-  The operating program of the device described above is

38 roule de la façon suivante: 4. Début de l'impulsion de commande I,, Temporisation TA avant l'impulsion de détection Début de l'impulsion de détection Le comparateur oui + oui a-t-il changé d'é l'impulsion de Impulsion T de commande empusion de commande prolongée de T | rêtée après T J  38 rolls as follows: 4. Beginning of the control pulse I. ,, Time delay TA before the detection pulse Start of the detection pulse The comparator yes + yes has it changed? control impulse T impulse T prolonged control control | after T J

Selon une autre forme de réalisation du dispositif décrit, liimpul-  According to another embodiment of the device described, liimpul-

sion peut présenter une variation incrémentale de sa durée. En référence à la fig. 5, qui représente graphiquement l'impulsion de commande et l'impulsion de détection correspondante, on constate que l'impulsion de commande du moteur peut avoir unge durée minimale To, qui s'arrête au moment o le courant dépasse son  sion can have an incremental variation in its duration. With reference to FIG. 5, which graphically represents the control pulse and the corresponding detection pulse, it can be seen that the motor control pulse can have a minimum duration T 0 which stops at the moment when the current exceeds its current.

maximum relatif, c'est-à-dire au moment du changement d'état du comparateur.  relative maximum, that is to say at the moment of the change of state of the comparator.

Toutefois, selon le couple résistant-appliqué, cette impulsion minimale peut être prolongée par un ou Plusieurs intervalles de temps & Ti, par exemple AT1, T1 + ZT2,;T1 + AT2 + AT3, S Tl + /T2 + 4T3+iT4 ou /TT1 + T2 + AT3 + AT4 + /T5. Les intervalles A Ti peuvent avoir une  However, depending on the resistor-applied torque, this minimum pulse can be extended by one or more time intervals & Ti, for example AT1, T1 + ZT2, T1 + AT2 + AT3, S T1 + / T2 + 4T3 + iT4 or / TT1 + T2 + AT3 + AT4 + / T5. The intervals A Ti may have a

durée quelconque, mais sont de préférence égaux, de sorte que l'impulsion mini-  any duration, but are preferably equal, so that the minimum pulse

male T0, qui correspond à la durée de l'impulsion minimale pour un moteur tour-  T0, which corresponds to the duration of the minimum pulse for a motor

nant normalement, peut être prolongée d'un multiple entier d'intervalles /Ti  normally, can be extended by an integer multiple of intervals / Ti

élémentaires.elementary.

Le programme de fonctionnement du dispositif décrit se déroule de la 37 façon suivante: 5. Lorsque le moteur tourne normalement, les courbes du courant dans le bobinage et la forme des impulsions de commande et de détection correspondent  The operating program of the device described proceeds as follows: 5. When the motor is running normally, the curves of the current in the winding and the shape of the control and detection pulses correspond

respectivement aux graphiques de la fig. 6. Une temporisation TA définit le dé-  respectively to the graphs in fig. 6. A TA timer defines the

but de l'impulsion de détection. Cette impulsion se prolonge jusqu'à ce que le  purpose of the detection pulse. This impulse is prolonged until the

courant i commence à décroître après avoir passé par son maximum relatif ou va-  current i begins to decrease after passing through its relative or va-

leur crête. A ce moment, le comparateur change d'état. La durée minimale T0 de l'impulsion de commande du moteur est prolongée d'un incrément,c T1, de sorte  their crest. At this time, the comparator changes state. The minimum duration T0 of the motor control pulse is extended by one increment, c T1, so

que l'impulsion totale a une durée T0 + d Tl.  that the total pulse has a duration T0 + d Tl.

Dans le cas o le moteur tourne difficilement, les courbes précitées ont l'allure représentée par les graphiques de la fig. 7. Comme précédemment,  In the case where the motor rotates with difficulty, the aforementioned curves have the appearance represented by the graphs of FIG. 7. As before,

une temporisation TA définit le début de l'impulsion de détection. Cette impul-  a delay TA defines the start of the detection pulse. This impulse

sion sera plus longue, parce que le passage au maximum du courant, qui déclen-  will be longer, because the transition to the maximum current, which

39 che le changement d'état du comparateur, est retardé par un couple résistant.  39 the change of state of the comparator, is delayed by a resisting torque.

Dans l'exemple représenté, l'impulsion de commande a une durée To + 4 t Ti ou To + ^Tl + A T2 + tnT3 + T4, o To représente l'impulsion minimale, dans  In the example shown, the control pulse has a duration T.sub.t + 4.sub.Ti or T.sub.t + T.sub.t + T.sub.t + TnT.sub.3 + T.sub.4, o.sub.T represents the minimum pulse, in

le cas o le moteur tourne normalement.  the case where the engine is running normally.

En fait, la durée de l'impulsion de détection est TM = TA + TB. Cette durée correspond à une impulsion s'arrêtant à l'intérieur du troisième incré-  In fact, the duration of the detection pulse is TM = TA + TB. This duration corresponds to a pulse stopping within the third increment.

ment C Ti. On prolonge l'impulsion de commande jusqu'à la fin du troisième in-  C Ti. The control pulse is prolonged until the end of the third

crément et on rajoute, par sécurité, un quatrième incrément T4.  crement and we add, for safety, a fourth increment T4.

Dans le cas de la fig. 8, le moteur est bloqué. L'impulsion de détec-  In the case of FIG. 8, the motor is blocked. The pulse of detection

tion est temporisée de telle manière que son déclenchement se fait après une du-  tion is timed in such a way that it is triggered after a

rée TA, et sa fin après une durée TA + TB max. L'impulsion de commande est arrê-  TA, and its end after a time TA + TB max. The control pulse is stopped

tée en même temps que cette impulsion de détection et a une durée totale  at the same time as this detection pulse and has a total duration

T0 + 5 Ti.T0 + 5 Ti.

A titre d'exemple TA = 2 s; TO = i3 s; Ti - I s.  By way of example, TA = 2 s; TO = i3 s; Ti - I s.

128 128 128128 128 128

De sorte que l'impulsion de commande puisse prendre les valeurs sui-  So that the control pulse can take the following values:

vantes: TO + Ti = s. TO + 2 LSTi= 1-2a'  vantes: TO + Ti = s. TO + 2 LSTi = 1-2a '

TO +3 Ti = 6-8-s.TO + 4 itsTi = 7 s.  TO +3 Ti = 6-8-s.TO + 4 itsTi = 7 s.

128 128128 128

T0 +3.t4.Ti 67Ws T0 + T' 7T0 + 3.t4.Ti 67Ws T0 + T '7

T0 + 5 È Ti =8 s.T0 + 5 È Ti = 8 s.

La figure 9 représente, à titre d'exemple, la forme des impulsions de commande du moteur, dans le cas o celui-ci tourne normalement difficilement,  FIG. 9 represents, by way of example, the shape of the control pulses of the motor, in the case where it normally turns with difficulty,

dans le cas d'un asservissement à impulsions multiples et dans le cas d'une com-  in the case of multi-pulse servoing and in the case of a

mande sans asservissement. TS correspond à la durée de la stabilisation du ro-  without servo. TS is the duration of the stabilization of the

tor, qui est ici de l'ordre de 15,6 ms.  tor, which is here of the order of 15.6 ms.

Le tableau ci-dessous permet de comparer les résultats expérimentaux  The table below compares the experimental results

obtenus, correspondant aux graphiques de la fig. 9.  obtained, corresponding to the graphs in fig. 9.

Cas I:correspond au graphique de la fig. 4.  Case I: corresponds to the graph of fig. 4.

Cas II:correspond au graphique de la fig. 5.  Case II: corresponds to the graph of fig. 5.

Cas III: correspond à un asservissement à impulsions multiples.  Case III: corresponds to a multiple pulse servo.

Cas IV:correspond à une commande sans-asservissement.  Case IV: corresponds to a command without-servo.

Ce tableau permet de comprendre que la consommation effective est é- -  This table makes it possible to understand that the actual consumption is

gale à la moitié de celle d'un dispositif sans asservissement quand le moteur Moteur Cas I Cas II Cas III Cas IV tourne normalement 3,9 ms 3,9 ms 3,9 ms 7,8 ms difficilement 7,8 ms 4,9/5,9/6,8/7,8 ms >11,7 ms 7,8 ms pas du tout 7,8 ms 7,8 ms >11,7 ms 7,8 ms Durée des impulsions de commande 7.  equal to half that of a device without servocontrol when the engine Engine Case I Case II Case III Case IV runs normally 3.9 ms 3.9 ms 3.9 ms 7.8 ms hardly 7.8 ms 4.9 / 5.9 / 6.8 / 7.8 ms> 11.7 ms 7.8 ms not at all 7.8 ms 7.8 ms> 11.7 ms 7.8 ms Duration of control pulses 7.

tourne normalement. Elle est nettement inférieure à celle d'un système à asser-  turns normally. It is much lower than that of a system to assert

vissement à impulsions multiples dans les cas difficiles. Le cas II, qui illus-  multi-pulse operation in difficult cases. Case II, which illustrates

tre la seconde forme de réalisation décrite en détail en référence à la fig. 5, est plus souple grâce à ses cinq durées d'impulsions possibles et économise davantage d'énergie dans les cas difficiles. -  the second embodiment described in detail with reference to FIG. 5, is more flexible thanks to its five possible pulse durations and saves more energy in difficult cases. -

Dans les deux versions décrites, l'économie d'énergie obtenue n'affec-  In the two versions described, the energy saving obtained does not affect

te en rien la fiabilité du fonctionnement du système, qui est sensiblement la  in no way the reliability of the operation of the system, which is essentially the

même que celle des systèmes connus.  same as that of known systems.

D'autres expériences ont été réalisées sur le dispositif de l'inven-  Other experiments have been carried out on the device of the invention.

tion. En particulier, la marche avant accélérée avec asservissement.  tion. In particular, the accelerated forward drive with servo.

Le tableau ci-dessous résume les résultats numériques obtenus.  The table below summarizes the numerical results obtained.

Comme dans l'asservissement en temps réel, il n'y a qu'une impulsion par pas du moteur. La marche avant accélérée peut être aussi rapide que dans  As in the real-time servo, there is only one pulse per engine step. Fast forward can be as fast as in

les systèmes non asservis, ce qui n'est pas le cas pour les systèmes à impul-  non-controlled systems, which is not the case for pulse systems.

sions multiples.multiple sions.

En outre, on bénéficie également de l'économie d'énergie pendant la  In addition, there is also energy saving during the

marche avant accélérée, déjà enregistrée pour la marche normale.  accelerated forward movement, already registered for normal walking.

Cas I Cas II Cas III Cas I V Durée totale minimale 23,4 23,4 > 42,9 23,4 pour un pas (en ms) Fréquence maximale du 42 42 < 23 42 moteur (pas/seconde)  Case I Case II Case III Case I V Minimum total time 23.4 23.4> 42.9 23.4 for one step (in ms) Maximum frequency 42 42 <23 42 motor (step / second)

REVJENDICATIONSREVJENDICATIONS

l. Dispositif de commande d'un moteur pas-à-pas, fournissant des  l. Device for controlling a stepper motor, providing

impulsions de commande électriques au bobinage du moteur, comportant un dis-  electrical control pulses to the motor winding, comprising a

positif de détection de la variation du courant passant dans le bobinage du mo-  detection of the variation of the current flowing in the winding of the motor.

teur lors de chaque impulsion de commande, et un dispositif pour adapter la du-  each control pulse, and a device for adapting the

rée de chaque impulsion de commande du moteur, en fonction du couple résistant exercé sur ce moteur, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend des moyens pour détecter le passage du courant moteur par un maximum relatif, et des moyens pour augmenter la durée minimale To de l'impulsion de commande,  each of the control pulses of the motor, as a function of the resistive torque exerted on the motor, characterized in that the detection device comprises means for detecting the passage of the motor current by a relative maximum, and means for increasing the minimum duration To the command pulse,

d'une valeur AT prédéterminée.of a predetermined AT value.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispo-  2. Device according to claim 1, characterized in that the arrangement

sitif de détection comprend des moyens pour engendrer une impulsion de détec-  detection system comprises means for generating a detection pulse.

tion et des moyens pour interrompre l'impulsion de détection simultanément avec  and means for interrupting the detection pulse simultaneously with

l'impulsion de commande minimale TO.  the minimum command pulse TO.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispo-  3. Device according to claim 2, characterized in that the arrangement

sitif de détection comprend des moyens pour retarder l'impulsion de détection  detection system comprises means for delaying the detection pulse

par rapport à l'impulsion de commande du moteur.  relative to the motor control pulse.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour interrompre l'impulsion de commande T( + A T, lorsqu'un maximum  4. Device according to claim 2, characterized in that it comprises means for interrupting the control pulse T (+ AT, when a maximum

relatif du courant n'est pas détecté pendant l'impulsion de détection.  relative current is not detected during the detection pulse.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé-en ce que le dispo-  5. Device according to claim 1, characterized in that the arrangement

sitif de détection comporte un comparateur qui change d'état lorsque le courant  detection system includes a comparator which changes state when the current

décroît après avoir passé par un maximum.  decreases after passing through a maximum.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispo-  6. Device according to claim 1, characterized in that the arrangement

sitif de détection comporte une unité de mémorisation pour mémoriser la valeur crête du courant et des moyens pour comparer la valeur instantanée du courant à la valeur crête, pendant au moins une fraction de chaque impulsion de commande  detection system comprises a storage unit for storing the peak value of the current and means for comparing the instantaneous value of the current with the peak value, for at least a fraction of each control pulse

du moteur.of the motor.

7. Dispositif de commande d'un moteur pas-à-pas, fournissant des  7. Device for controlling a stepper motor, providing

- impulsions de commande électriques au bobinage du moteur, comportant un dispo-  - electrical control pulses to the motor winding, comprising a

sitif de détection de la variation du courant passant dans le bobinage du mo-  detection of the variation of the current passing through the winding of the

teur lors de chaque impulsion de commande, et un dispositif pour adapter la du-  each control pulse, and a device for adapting the

rée de chaque impulsion de commande du moteur, en fonction du couple résistant exercé sur ce moteur, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend des moyens pour détecter le passage du courant moteur par un maximum relatif, et des moyens pour interrompre l'impulsion de commande au bout d'un intervalle  each of the control pulses of the motor, as a function of the resistive torque exerted on the motor, characterized in that the detection device comprises means for detecting the passage of the motor current by a relative maximum, and means for interrupting the pulse after an interval

de temps A T, après le passage du courant par ledit maximum relatif.  time T, after the passage of the current by said relative maximum.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispo-  8. Device according to claim 7, characterized in that the arrangement

sitif de détection comprend des moyens pour engendrer une impulsion de détec-  detection system comprises means for generating a detection pulse.

39 tion et des moyens pour interrompre l'impulsion de détection après le passage 9.  39 and means for interrupting the detection pulse after the passage 9.

24710 7724710 77

du courant par ledit maximum relatif.  current by said relative maximum.

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispo-  9. Device according to claim 7, characterized in that the arrangement

sitif de détection comprend des moyens pour retarder l'impulsion de détection  detection system comprises means for delaying the detection pulse

par rapport à l'impulsion de commande du moteur.  relative to the motor control pulse.

10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour interrompre l'impulsion de détection, lorsqu'un maximum relatif du courant n'est par détecté pendant un temps TB; déterminé à partir du début  10. Device according to claim 7, characterized in that it comprises means for interrupting the detection pulse, when a relative maximum current is not detected for a time TB; determined from the beginning

de cette impulsion.of this impulse.

il. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour interrompre l'impulsion de commande, lorsqu'un maximum relatif  he. Device according to claim 7, characterized in that it comprises means for interrupting the control pulse, when a relative maximum

de courant n'est pas détecté pendant la durée de l'impulsion de détection.  current is not detected during the duration of the detection pulse.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour prolonger l'impulsion de commande d'au moins un incrément A Ti  12. Device according to claim 11, characterized in that it comprises means for extending the control pulse of at least one increment A Ti

de durée prédéterminée, après la durée de l'impulsion de détection.  of predetermined duration, after the duration of the detection pulse.

13. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispo-  13. Device according to claim 7, characterized in that the arrangement

sitif de détection comporte un comparateur qui change d'état lorsque le courant  detection system includes a comparator which changes state when the current

décroît, après avoir passé par un maximum relatif.  decreases after passing through a relative maximum.

14. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispo-  14. Device according to claim 7, characterized in that the arrangement

sitif de détection comporte une unité de mémorisation pour mémoriser la valeur crête du courant, et des moyens pour comparer la valeur instantanée du courant à la valeur crête, pendant au moins une fraction de chaque impulsion de commande  detection system comprises a storage unit for storing the peak value of the current, and means for comparing the instantaneous value of the current with the peak value, for at least a fraction of each control pulse

22 du moteur.22 of the engine.

FR7930174A 1979-12-06 1979-12-06 REAL-TIME DETECTION WITH DYNAMIC ROTATION DETECTION FOR STEP-BY-STEP MOTOR Granted FR2471077A1 (en)

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