JP2000357013A - モータの位置制御方法及び制御装置 - Google Patents

モータの位置制御方法及び制御装置

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JP2000357013A
JP2000357013A JP11169300A JP16930099A JP2000357013A JP 2000357013 A JP2000357013 A JP 2000357013A JP 11169300 A JP11169300 A JP 11169300A JP 16930099 A JP16930099 A JP 16930099A JP 2000357013 A JP2000357013 A JP 2000357013A
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JP
Japan
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motor
signal
speed
control
speed command
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JP11169300A
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English (en)
Inventor
Yukio Saegusa
幸夫 三枝
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィードバック制御を追設したり劣悪な環
境での位置制御を容易にするモータの位置制御方法及び
制御装置を安価に供する。 【解決手段】 目標位置信号を入力した位置制御手段
2が信号処理して速度指令信号を出力し、前記速度指令
信号に基づき速度制御手段3が速度制御信号を出力して
モータ6を回転制御するモータの位置制御方法におい
て、前記速度制御信号を積分して推定位置を演算し、前
記目標位置信号の目標位置と前記推定位置との偏差を零
にするように位置制御手段2により速度指令信号が形成
されるモータの位置制御方法及び制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの位置制御
方法及び制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のモータの通常の位置制御方法を、
図4に示す制御系の概略構成図に基づき説明する。図4
はDCサーボモータ01の位置制御の構成を示しており、
位置制御器02の速度指令によりサーボアンプ等を含む速
度制御器03が速度制御信号をDCサーボモータ01に出力
してDCサーボモータ01が回転制御される。
【0003】DCサーボモータ01にはタコジェネレータ
TG05とパルスジェネレータPG06が備えられており、
タコジェネレータTG05により検出された速度が速度制
御器03にフィードバックして速度偏差が最小になるよう
速度制御閉ループが構成されるとともに、パルスジェネ
レータPG06により検出された位置が位置制御器02にフ
ィードバックして目標位置との位置偏差が最小になるよ
う位置制御閉ループが構成されている。
【0004】このようにDCサーボモータ01の位置制御
構成は、速度制御構成の上位に別個に設けられる。AC
サーボモータにおける位置制御構成もモータの回転角度
をレゾルバにより検出してフィードバック制御してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】いずれにしてもモータ
の駆動から位置検出を行うパルスジェネレータやレゾル
バ等のセンサーが必要とされる。また前記のようにモー
タに位置検出センサを有するほか、アクチュエータに位
置検出センサを設け、フィードバックする場合がある。
【0006】位置検出センサ及びその配線などコスト高
となる。既存システムにフィードバック制御を追加する
ような場合にモータやアクチュエータにセンサを追加し
てフィードバック制御を構成するのは容易ではない。モ
ータの使用環境が劣悪な場合、モータやアクチュエータ
に位置検出センサを取り付けが困難な場合がある。
【0007】本発明は、斯かる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、フィードバック制御を追設し
たり劣悪な環境での位置制御を容易にするモータの位置
制御方法及び制御装置を安価に供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、請求項1記載の発明は、目標位置信号
を入力した位置制御手段が信号処理して速度指令信号を
出力し、前記速度指令信号に基づき速度制御手段が速度
制御信号を出力してモータを回転制御するモータの位置
制御方法において、前記速度制御信号を積分して推定位
置を演算し、前記目標位置信号の目標位置と前記推定位
置との偏差を零にするように前記位置制御手段により速
度指令信号が形成されるモータの位置制御方法とした。
【0009】速度制御手段がモータに出力する速度制御
信号を積分することにより位置が推定され、同推定位置
をフィードバックして目標位置との偏差を零にするよう
に制御されるので、モータやアクチュエータに位置検出
センサを設ける必要がなく、フィードバック制御の追設
が容易であり、劣悪な使用環境で位置検出センサを取り
付けることが困難な場合でもフィードバックによる位置
制御が容易に行え、設備投資の削減が図れる。
【0010】請求項2記載の発明は、目標位置信号を入
力した位置制御手段が信号処理して速度指令信号を出力
し、前記速度指令信号に基づき速度制御手段が速度制御
信号を出力してモータを回転制御するモータの位置制御
方法において、前記速度指令信号を積分して推定位置を
演算し、前記目標位置信号の目標位置と前記推定位置と
の偏差を零にするように前記位置制御手段により速度指
令信号が形成されることを特徴とするモータの位置制御
方法である。
【0011】位置制御手段が速度制御手段に出力する速
度指令信号を積分することにより位置が推定され、同推
定位置をフィードバックして目標位置との偏差を零にす
るように制御されるので、モータやアクチュエータに位
置検出センサを設ける必要がなく、フィードバック制御
の追設が容易であり、劣悪な使用環境で位置検出センサ
を取り付けることが困難な場合でもフィードバックによ
る位置制御が容易に行え、設備投資の削減が図れる。
【0012】請求項3記載の発明は、目標速度を入力し
て速度指令信号を出力する位置制御手段と、前記速度指
令信号に基づき速度制御信号を出力してモータを回転制
御する速度制御手段とを備えたモータの位置制御装置に
おいて、前記速度制御信号を積分して推定位置を演算す
る積分手段を備え、前記位置制御手段が、前記目標位置
信号の目標位置と前記推定位置との偏差を零にするよう
に速度指令信号を出力するモータの位置制御装置であ
る。
【0013】積分手段が速度制御手段の速度制御信号を
積分して推定位置を演算し、この推定位置と目標位置と
の偏差を零にするように位置制御手段が速度指令信号を
出力するので、モータやアクチュエータに位置検出セン
サを設ける必要がなく、フィードバック制御の追設が容
易であり、劣悪な使用環境で位置検出センサを取り付け
ることが困難な場合でもフィードバックによる位置制御
が容易に行え、設備投資の削減が図れる。
【0014】請求項4記載の発明は、目標速度を入力し
て速度指令信号を出力する位置制御手段と、前記速度指
令信号に基づき速度制御信号を出力してモータを回転制
御する速度制御手段とを備えたモータの位置制御装置に
おいて、前記速度指令信号を積分して推定位置を演算す
る積分手段を備え、前記位置制御手段が、前記目標位置
信号の目標位置と前記推定位置との偏差を零にするよう
に速度指令信号を出力するモータの位置制御装置であ
る。
【0015】積分手段が位置制御手段の速度指令信号を
積分して推定位置を演算し、この推定位置と目標位置と
の偏差を零にするように位置制御手段が速度指令信号を
出力するので、モータやアクチュエータに位置検出セン
サを設ける必要がなく、フィードバック制御の追設が容
易であり、劣悪な使用環境で位置検出センサを取り付け
ることが困難な場合でもフィードバックによる位置制御
が容易に行え、設備投資の削減が図れる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図1及び図2に基づき説明する。本実施の形態
は、タイヤ成形に用いる未加硫部材の担持体10の移動制
御に係り、担持体10はボールねじ11に螺合してボールね
じ11の回転により軸方向に移動して位置決めを行う。
【0017】このボールねじ11をインダクションモータ
6が回転駆動している。図1にはインダクションモータ
6に対するモータ制御装置1の概略ブロック図が示され
ており、位置制御器2の速度指令によりサーボアンプで
あるインバータ装置3が速度制御信号をインダクション
モータ6に出力してインダクションモータ6が回転制御
される。
【0018】そしてインバータ装置3の速度制御信号を
入力して積分する積分器4が設けられており、速度制御
信号を積分することにより推定位置が演算され、推定位
置情報は位置制御器2にフィードバックされる。
【0019】図2は、位置制御におけるインダクション
モータ6の速度変化を示したもので、横軸に時間,縦軸
に速度をとっている。図2に示すようにインダクション
モータ6の速度変化は、停止したとき目標位置になるよ
うに速度制御されて始動,加速,定速,減速,停止の過
程から構成され、この略台形をした速度変化を積分した
面積が移動距離を示す。
【0020】このようにインダクションモータ6が制御
されるように速度制御信号がインバータ装置3から出力
されるので、速度制御信号は図2に示す速度変化に相似
した信号であり、よって速度制御信号を積分することに
より推定移動距離すなわち推定位置を算出することがで
きる。
【0021】積分器4としては、例えばV/Fコンバー
タを用い、速度制御信号の電圧を周波数(パルス数)に
変換してカウントする等の方法がある。位置制御器2
は、この積分器4からフィードバックされた推定位置を
入力し、減速も終わりころの目標位置に近づいた時点か
らこの推定位置と別途入力される目標位置との偏差が零
となるような速度を演算しその速度指令信号をインバー
タ装置2に出力して最後の減速制御を行い目標位置に停
止させる。
【0022】なお本制御装置1には、担持体10の移動経
路に予め原点が設定されており、同原点位置に担持体10
が至ると、これを検出する光センサ5が設けられてい
る。この光センサ5による検出信号は原点補正信号とし
て位置制御器2に入力され、位置制御器2は担持体10が
原点を通過する度に原点補正信号を受けて前記積分器4
からの推定位置を補正する。
【0023】以上のように本実施の形態では、位置制御
において速度制御信号を積分して推定位置を算出して位
置制御器2にフィードバックして制御しており、インダ
クションモータ6を含めた機械的機構においては位置検
出を常時行ってフィードバック制御に供するようなセン
サすなわちインダクションモータ6の回転位置を常時検
出するパルスジェネレータや担持体10の位置を常時検出
するようなセンサを設ける必要がない。
【0024】したがって機械的機構にフィードバック制
御用のセンサを設ける必要がないので、センサ及び配線
の費用が不要であり、設備投資の削減が図れる。また後
からフィードバック制御を追設するような場合でも、積
分器4を追加して回路上の変更を加えればよく、装置の
改造が容易である。また劣悪な使用環境で位置検出セン
サを取り付けることが困難な場合でも回路上の変更でフ
ィードバックによる位置制御が容易に行える。
【0025】また本実施の形態では、担持体10の原点通
過を検出する光センサ5を有し、担持体10が原点を通過
する度に原点補正信号を位置制御器2に出力し、位置制
御器2は原点補正信号を受けて前記積分器4からの推定
位置を補正している。したがって推定位置の誤差が累積
するようなことは回避でき、正確な位置制御をすること
ができる。
【0026】以上の実施の形態では速度制御信号を積分
して位置制御器2にフィードバックしていたが、別の実
施の形態のモータ制御装置20として図3に示すように速
度指令信号を積分器24が積分してフィードバックするよ
うにしてもよい。なおその他の部材は前記実施の形態と
同じであり、同じ符号を用いる。
【0027】位置制御器2の速度指令信号も前記図2に
示す速度変化と相似する信号であるので、これを積分す
ることにより推定位置を算出することができ、位置制御
器2は、この推定位置と目標位置との偏差を零にするよ
うな速度指令信号を出力することで、フィードバックに
よる位置制御ができる。
【0028】また以上の実施の形態ではインダクション
モータの駆動制御に適用したが、インダクションモータ
に限らず他のACモータ及びDCモータにも適用でき
る。DCモータに適用する場合、サーボアンプとしては
サイリスタによるSCR装置3等が用いられる。このよ
うに本発明のモータ制御装置は、DCモータ、インダク
ションモータ、同期モータ等の速度制御可能なモータに
適用可能である。
【0029】前記実施の形態では、タイヤ成形に用いる
未加硫部材の担持体10の位置制御に係り、担持体10は直
線的に移動するものであったが、本発明は直線移動に限
らず回転位置決めするもの等種々の動きにおける位置決
めに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る装置の一部とモー
タ制御装置の概略ブロック図を示す図である。
【図2】位置制御における速度変化を示す図である。
【図3】別の実施の形態に係る装置の一部とモータ制御
装置の概略ブロック図を示す図である。
【図4】従来のモータの位置制御系の概略ブロック図で
ある。
【符号の説明】
1…モータ制御装置、2…位置制御器、3…インバータ
装置、4…積分器、5…光センサ、6…インダクション
モータ、10…担持体、11…ボールねじ、20…モータ制御
装置、23…積分器。
フロントページの続き Fターム(参考) 5H004 GA35 GB15 HA07 HA08 JA04 JA08 JB05 JB18 KB02 KB04 MA42 5H303 AA01 AA04 BB01 BB06 DD01 DD25 EE03 EE07 FF01 GG02 HH02 HH09 KK02 KK03 KK14 MM05 5H550 AA18 BB07 CC06 DD01 EE01 FF02 FF03 FF04 FF05 GG01 JJ03 JJ12 JJ15 JJ22 KK05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標位置信号を入力した位置制御手段が
    信号処理して速度指令信号を出力し、前記速度指令信号
    に基づき速度制御手段が速度制御信号を出力してモータ
    を回転制御するモータの位置制御方法において、 前記速度制御信号を積分して推定位置を演算し、 前記目標位置信号の目標位置と前記推定位置との偏差を
    零にするように前記位置制御手段により速度指令信号が
    形成されることを特徴とするモータの位置制御方法。
  2. 【請求項2】 目標位置信号を入力した位置制御手段が
    信号処理して速度指令信号を出力し、前記速度指令信号
    に基づき速度制御手段が速度制御信号を出力してモータ
    を回転制御するモータの位置制御方法において、 前記速度指令信号を積分して推定位置を演算し、 前記目標位置信号の目標位置と前記推定位置との偏差を
    零にするように前記位置制御手段により速度指令信号が
    形成されることを特徴とするモータの位置制御方法。
  3. 【請求項3】 目標速度を入力して速度指令信号を出力
    する位置制御手段と、前記速度指令信号に基づき速度制
    御信号を出力してモータを回転制御する速度制御手段と
    を備えたモータの位置制御装置において、 前記速度制御信号を積分して推定位置を演算する積分手
    段を備え、 前記位置制御手段が、前記目標位置信号の目標位置と前
    記推定位置との偏差を零にするように速度指令信号を出
    力することを特徴とするモータの位置制御装置。
  4. 【請求項4】 目標速度を入力して速度指令信号を出力
    する位置制御手段と、前記速度指令信号に基づき速度制
    御信号を出力してモータを回転制御する速度制御手段と
    を備えたモータの位置制御装置において、 前記速度指令信号を積分して推定位置を演算する積分手
    段を備え、 前記位置制御手段が、前記目標位置信号の目標位置と前
    記推定位置との偏差を零にするように速度指令信号を出
    力することを特徴とするモータの位置制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2003019314A1 (ja) * 2001-08-27 2004-12-16 三菱電機株式会社 同期電動機のセンサレス制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2003019314A1 (ja) * 2001-08-27 2004-12-16 三菱電機株式会社 同期電動機のセンサレス制御装置
JP4797323B2 (ja) * 2001-08-27 2011-10-19 三菱電機株式会社 同期電動機のセンサレス制御装置

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