JP2001103776A - モータ回転数制御装置及びモータ回転数制御方法 - Google Patents

モータ回転数制御装置及びモータ回転数制御方法

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JP2001103776A
JP2001103776A JP26987199A JP26987199A JP2001103776A JP 2001103776 A JP2001103776 A JP 2001103776A JP 26987199 A JP26987199 A JP 26987199A JP 26987199 A JP26987199 A JP 26987199A JP 2001103776 A JP2001103776 A JP 2001103776A
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JP
Japan
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motor
control
speed
proportional
deviation
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JP26987199A
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English (en)
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Kenji Seto
賢治 瀬戸
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Yamaha Motor Co Ltd
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Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】起動時や外乱入力時など回転偏差が大きいとき
のオーバーシュートの防止及び突入電流の低減を可能と
する。 【解決手段】モータ1の実際の回転数をフィードバック
して目標回転数との回転偏差に基づき、比例制御と、積
分制御により制御電圧を設定し、モータの回転数を制御
するモータ回転数制御装置において、回転偏差が比例帯
外もしくは比例帯内の設定した誤差から外れた場合、比
例制御を中止し積分制御のみ行う制御手段3を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、モータ回転数制
御装置及びモータ回転数制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、ブラシ式直流モータの回転数の
制御として、モータの実際の回転数をフィードバックし
て目標回転数との回転偏差に基づき、比例制御と、積分
制御により制御電圧を設定し、モータの回転数を制御す
るものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モータの実
際の回転数の検出に、1回転あたりの発生パルス数が少
ないエンコーダを用いた場合、停止状態からの起動時に
はある回転数以上にならないと回転速度はゼロと見なさ
れる。そのため操作出力も遅れ、その結果、図5に2点
鎖線で示すように大きな速度オーバーシュートが発生す
る。
【0004】モータ回転の立ち上がり速度に対してエン
コーダの分解能が低い場合の起動時にオーバーシュート
が発生する原因は、エンコーダが速度を検出しないうち
に回転数が上昇してしまうことであるが、この場合、回
転の立ち上がりが遅いモータで有効であったアンチワイ
ンドアップ対策(積分制御を中止する)を用いても、比
例制御による出力に起因するオーバーシュートを防ぐこ
とはできない。
【0005】また、図5に実線で示すように回転立ち上
がり時に過大な突入電流がモータに流れるため、電流容
量の大きなスイッチング素子を使わなければならない等
の問題がある。
【0006】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、起動時や外乱入力時など回転偏差が大きいときの
オーバーシュートの防止及び突入電流の低減を可能とす
るモータ回転数制御装置及びモータ回転数制御方法を提
供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、この発明は、以下のように構成
した。
【0008】請求項1に記載の発明は、『モータの実際
の回転数をフィードバックして目標回転数との回転偏差
に基づき、比例制御と、積分制御により制御電圧を設定
し、モータの回転数を制御するモータ回転数制御装置に
おいて、前記回転偏差が比例帯外もしくは比例帯内の設
定した誤差から外れた場合、比例制御を中止し積分制御
のみ行う制御手段を有することを特徴とするモータ回転
数制御装置。』である。
【0009】この請求項1に記載の発明によれば、回転
偏差が比例帯外もしくは比例帯内の設定した誤差から外
れた場合、比例制御を中止し積分制御のみ行うことで、
例えば1回転あたりの発生パルス数が少ないエンコーダ
を用いた場合でも、モータの起動時や外乱入力時など回
転偏差が大きいときのオーバーシュートの防止及び突入
電流の低減が可能で、分解能の低いエンコーダを用いて
もオーバーシュートを発生することなくモータを安定し
て起動し、回転を目標値と一致させることができる。
【0010】請求項2に記載の発明は、『モータの実際
の回転数をフィードバックして目標回転数との回転偏差
に基づき、比例制御と、積分制御により制御電圧を設定
し、モータの回転数を制御するモータ回転数制御装置に
おいて、前記回転偏差量にリミットを設定し、その上下
限値より外れた場合は上下限値を用いて積分制御を行う
制御手段を有することを特徴とするモータ回転数制御装
置。』である。
【0011】この請求項2に記載の発明によれば、回転
偏差量にリミットを設定し、その上下限値より外れた場
合は上下限値を用いて積分制御を行うことで、分解能の
低いエンコーダを用いてもオーバーシュートを発生する
ことなくモータを安定して起動し、回転を目標値と一致
させることができる。
【0012】請求項3に記載の発明は、『モータの実際
の回転数をフィードバックして目標回転数との回転偏差
に基づき、比例制御と、積分制御により制御電圧を設定
し、モータの回転数を制御するモータ回転数制御方法に
おいて、前記回転偏差が比例帯外もしくは比例帯内の設
定した誤差から外れた場合、比例制御を中止し積分制御
のみ行うことを特徴とするモータ回転数制御方法。』で
ある。
【0013】この請求項3に記載の発明によれば、回転
偏差が比例帯外もしくは比例帯内の設定した誤差から外
れた場合、比例制御を中止し積分制御のみ行うことで、
例えば1回転あたりの発生パルス数が少ないエンコーダ
を用いた場合でも、モータの起動時や外乱入力時など回
転偏差が大きいときのオーバーシュートの防止及び突入
電流の低減が可能で、分解能の低いエンコーダを用いて
もオーバーシュートを発生することなくモータを安定し
て起動し、回転を目標値と一致させることができる。
【0014】請求項4に記載の発明は、『モータの実際
の回転数をフィードバックして目標回転数との回転偏差
に基づき、比例制御と、積分制御により制御電圧を設定
し、モータの回転数を制御するモータ回転数制御方法に
おいて、前記回転偏差量にリミットを設定し、その上下
限値より外れた場合は上下限値を用いて積分制御を行う
ことを特徴とするモータ回転数制御方法。』である。
【0015】この請求項4に記載の発明によれば、回転
偏差量にリミットを設定し、その上下限値より外れた場
合は上下限値を用いて積分制御を行うことで、分解能の
低いエンコーダを用いてもオーバーシュートを発生する
ことなくモータを安定して起動し、回転を目標値と一致
させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明のモータ回転数制
御装置及びモータ回転数制御方法を図面に基づいて説明
する。図1はモータ回転数制御装置の概略構成図、図2
はエンコーダを示す図、図3はモータ回転数制御装置の
制御ブロック図、図4はモータの回転数及び電流を説明
する図である。
【0017】この実施の形態のモータ回転数制御装置
は、例えば給餌機、コンベア等の搬送装置等で、急激な
回転立上りを要求しない装置に対して好ましく備えられ
る。負荷20を駆動するモータ1は、その実際の回転数
がエンコーダ10で検出される。このエンコーダ10
は、図1及び図2に示すように、光学式センサ11と遮
光板12からなる。光学式センサ11は、投光部11a
と受光部11bからなる。遮光板12は、モータ1の出
力軸1aに設けられ、遮光板12は8枚の遮光羽根12
aを有し、モータ1により回転する。8枚の遮光羽根1
2aの回転により投光部11aからの光が遮光羽根12
aで遮られるときと遮らない時が生じ、受光部11bで
受光のオン・オフが行なわれ、これによりエンコーダ1
0から回転パルスが出力され、制御装置21へ送られ
る。
【0018】制御装置21は、PWM信号を出力し、モ
ータドライバ22を介して電圧制御してモータ1を駆動
する。モータドライバ22には、バッテリ23から駆動
電源が与えられている。
【0019】制御装置21は、図3に示すように、回転
パルスから得られるモータ1の回転数をフィードバック
し、減算手段2で目標回転数から実際の回転数を減算
し、回転偏差を求める。この回転偏差に基づき制御手段
3は、回転偏差が比例帯内もしくは比例帯内に設定した
誤差より小さい場合には、ある値の比例定数Kpを掛け
て比例制御を行なう。
【0020】また、回転偏差が比例帯内もしくは比例帯
内に設定した誤差より小さい場合には、リミッタ4を介
して、さらにディレイ5により積分制御を行なう。積分
制御は、ある値の積分定数Kiを掛けて入力の時間積分
値に比例する大きさの出力を出す制御である。この比例
制御と積分制御とにより制御電圧を設定し、モータ1の
回転数を制御する。
【0021】このモータ回転数制御装置において、図4
に示すように、回転偏差が比例帯外もしくは比例帯内の
設定した誤差から外れた場合、ゼロ値の比例定数Kpを
掛けて比例制御を中止し積分制御のみ行う。このように
回転偏差が比例帯外もしくは比例帯内の設定した誤差か
ら外れた場合、比例制御を中止し積分制御のみ行うこと
で、例えば1回転あたりの発生パルス数が少ないエンコ
ーダ10を用いた場合でも、モータ1の起動時や外乱入
力時など回転偏差が大きいときのオーバーシュートの防
止及び突入電流の低減が可能で、分解能の低いエンコー
ダを用いてもオーバーシュートを発生することなくモー
タ1を安定して起動し、回転を目標値と一致させること
ができる。
【0022】また、突入電流が発生しないので、例えば
モータ1を駆動するためのスイッチング素子の電流容量
を下げることができる。
【0023】また、リミッタ4により回転偏差量にリミ
ットを設定し、その上下限値より外れた場合は、上下限
値を用いて積分制御を行う。このように回転偏差量にリ
ミットを設定し、その上下限値より外れた場合は上下限
値を用いて積分制御を行うことで、分解能の低いエンコ
ーダを用いる場合でも、オーバーシュートを発生するこ
となくモータ1を安定して起動し、回転を目標値と一致
させることができる。
【0024】
【発明の効果】前記したように、請求項1に記載の発明
のモータ回転数制御装置では、回転偏差が比例帯外もし
くは比例帯内の設定した誤差から外れた場合、比例制御
を中止し積分制御のみ行うことで、例えば1回転あたり
の発生パルス数が少ないエンコーダを用いた場合でも、
モータの起動時や外乱入力時など回転偏差が大きいとき
のオーバーシュートの防止及び突入電流の低減が可能
で、分解能の低いエンコーダを用いてもオーバーシュー
トを発生することなくモータを安定して起動し、回転を
目標値と一致させることができ、例えば給餌機、コンベ
ア等の搬送装置等で、急激な回転立上りを要求しない装
置に対して好ましく備えられる。
【0025】請求項2に記載の発明のモータ回転数制御
装置では、回転偏差量にリミットを設定し、その上下限
値より外れた場合は上下限値を用いて積分制御を行うこ
とで、分解能の低いエンコーダを用いる場合ても、オー
バーシュートを発生することなくモータを安定して起動
し、回転を目標値と一致させることができる。
【0026】請求項3に記載の発明のモータ回転数制御
方法では、回転偏差が比例帯外もしくは比例帯内の設定
した誤差から外れた場合、比例制御を中止し積分制御の
み行うことで、例えば1回転あたりの発生パルス数が少
ないエンコーダを用いた場合でも、モータの起動時や外
乱入力時など回転偏差が大きいときのオーバーシュート
の防止及び突入電流の低減が可能で、分解能の低いエン
コーダを用いてもオーバーシュートを発生することなく
モータを安定して起動し、回転を目標値と一致させるこ
とができ、例えば給餌機、コンベア等の搬送装置等で、
急激な回転立上りを要求しない装置に対して好ましく備
えられる。
【0027】請求項4に記載の発明のモータ回転数制御
方法では、回転偏差量にリミットを設定し、その上下限
値より外れた場合は上下限値を用いて積分制御を行うこ
とで、分解能の低いエンコーダを用いる場合ても、オー
バーシュートを発生することなくモータを安定して起動
し、回転を目標値と一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】モータ回転数制御装置の概略構成図である。
【図2】エンコーダを示す図である。
【図3】モータ回転数制御装置の制御ブロック図であ
る。
【図4】モータの回転数及び電流を説明する図である。
【図5】従来のモータの回転数及び電流を説明する図で
ある。
【符号の説明】
1 モータ 2 減算手段 3 制御手段 4 リミッタ 10 エンコーダ 21 制御装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータの実際の回転数をフィードバックし
    て目標回転数との回転偏差に基づき、比例制御と、積分
    制御により制御電圧を設定し、モータの回転数を制御す
    るモータ回転数制御装置において、前記回転偏差が比例
    帯外もしくは比例帯内の設定した誤差から外れた場合、
    比例制御を中止し積分制御のみ行う制御手段を有するこ
    とを特徴とするモータ回転数制御装置。
  2. 【請求項2】モータの実際の回転数をフィードバックし
    て目標回転数との回転偏差に基づき、比例制御と、積分
    制御により制御電圧を設定し、モータの回転数を制御す
    るモータ回転数制御装置において、前記回転偏差量にリ
    ミットを設定し、その上下限値より外れた場合は上下限
    値を用いて積分制御を行う制御手段を有することを特徴
    とするモータ回転数制御装置。
  3. 【請求項3】モータの実際の回転数をフィードバックし
    て目標回転数との回転偏差に基づき、比例制御と、積分
    制御により制御電圧を設定し、モータの回転数を制御す
    るモータ回転数制御方法において、前記回転偏差が比例
    帯外もしくは比例帯内の設定した誤差から外れた場合、
    比例制御を中止し積分制御のみ行うことを特徴とするモ
    ータ回転数制御方法。
  4. 【請求項4】モータの実際の回転数をフィードバックし
    て目標回転数との回転偏差に基づき、比例制御と、積分
    制御により制御電圧を設定し、モータの回転数を制御す
    るモータ回転数制御方法において、前記回転偏差量にリ
    ミットを設定し、その上下限値より外れた場合は上下限
    値を用いて積分制御を行うことを特徴とするモータ回転
    数制御方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010185678A (ja) * 2009-02-10 2010-08-26 Dkk Toa Corp 酸化還元電流測定装置
GB2477413A (en) * 2010-02-02 2011-08-03 Makita Corp Motor control device for electric power tool
CN103185016A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 珠海格力电器股份有限公司 空调器的内风机转速的调节方法和装置
US10931214B2 (en) 2018-03-30 2021-02-23 Nidec Servo Corporation Motor unit

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