JP2001251897A - Apparatus and mtehod for cont rol of stepping motor - Google Patents

Apparatus and mtehod for cont rol of stepping motor

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JP2001251897A
JP2001251897A JP2000059224A JP2000059224A JP2001251897A JP 2001251897 A JP2001251897 A JP 2001251897A JP 2000059224 A JP2000059224 A JP 2000059224A JP 2000059224 A JP2000059224 A JP 2000059224A JP 2001251897 A JP2001251897 A JP 2001251897A
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commutation
rotor
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Satoshi Ogasawara
悟司 小笠原
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泰文 赤木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for the control of a stepping motor in which an oscillation amplitude can be suppressed largely, even if the motor constants or a load is changed. SOLUTION: The control apparatus comprises an inverter 23, which is used to electrify respective phases (a phase A, a phase B, a phase C) of a three-phase hybrid(HB) motor 10. The apparatus comprises a control circuit 40, to which an operation command is supplied and by which a commutation signal generated by being chopped is supplied to the inverter 23. The apparatus comprises a reflux-diode continuity detection circuit 30, which detects the time when the direction of rotation in the vibration of a rotor is reversed, in such a way that change in the electrification state of a reflux diode is detected. The control circuit 40 controls the commutation of the inverter 23 at output intervals TN, TN' which are calculated on the basis of the equation of the secondary vibration system of the rotor in the stepping motor 10, and it suppresses the vibration of the rotor when the commutation is controlled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステップモータを
開ループで駆動制御する際に、ロータの振動を抑制する
ようにしたステップモータ制御装置及び制御方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a step motor control device and a control method for suppressing vibration of a rotor when driving a step motor in an open loop.

【0002】[0002]

【従来の技術】ステップモータは開ループ制御による制
御系が適用可能であり、指令パルスを供給することによ
ってロータの位置決めを行える等の利点を有するため、
近年では、各種の制御機器用のアクチュエータとして用
いられているが、開ループ制御系を用いた場合、騒音や
振動等の抑制が必要となる。
2. Description of the Related Art A step motor is applicable to a control system based on open-loop control and has advantages such as the ability to position a rotor by supplying a command pulse.
In recent years, it has been used as an actuator for various control devices, but when an open-loop control system is used, it is necessary to suppress noise, vibration, and the like.

【0003】この振動を抑制するためには、特開平4−
308499号公報、特開平5−64495号公報等に
開示されているように、2相励磁と3相励磁とを交互に
行って、駆動電流値を矩形波ではなく正弦波入力近似と
似たものとするマイクロステップ駆動が提案されてき
た。
In order to suppress this vibration, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 308499, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-64495, etc., two-phase excitation and three-phase excitation are alternately performed so that the drive current value is similar to a sine wave input approximation instead of a square wave. Has been proposed.

【0004】また、これとは別にポジキャスト制御と称
される制御手法によって無振動整定を行ってロータの振
動を低減するものも提案されている。そのうち、代表的
なものには、逆相励磁ダンピングや最終ステップ遅延ダ
ンピングがある。「ステッピングモータの使い方:工業
調査会:百目鬼英雄、1993, 6,20,P126 〜128 」等の文
献に記載されているように、逆相励磁ダンピングは、ロ
ータが機械的安定点に到達する直前に逆方向に励磁して
制動し、安定点の近くで再度元の励磁に戻す駆動制御方
法である。
In addition, another method has been proposed in which vibration is settled by performing non-vibration settling by a control method called positive cast control. Typical examples thereof include anti-phase excitation damping and final step delay damping. As described in the literature such as "How to use a stepping motor: Industrial Research Committee: Hideo Hyakumeki, 1993, 6,20, P126-128", reverse-phase excitation damping is performed immediately before the rotor reaches a mechanical stability point. This is a drive control method in which the motor is excited in the reverse direction to perform braking, and returns to the original excitation again near the stable point.

【0005】また、最終ステップ遅延ダンピングは、目
的とする1ステップ手前で、一旦パルス印加を停止させ
ると、ロータがオーバーシュートして目的位置に近づく
ので、最も近づいた点で残りの1パルスを印加して、停
止時の振動を減らす駆動制御方法である。なお、この最
後の1パルスを印加するタイミングは例えばタイマー等
で決定するように構成されている。
Further, in the final step delay damping, once the pulse application is stopped just before the target one step, the rotor overshoots and approaches the target position. Therefore, the remaining one pulse is applied at the closest point. This is a drive control method for reducing vibration at the time of stop. The timing for applying the last one pulse is determined by, for example, a timer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなポジキャスト制御にあっては、ロータの位置を
把握せずに駆動制御を行っているので、モータ定数や負
荷が変化するとこれに応じて制御系のチューニングを行
わなければならず、個々の製品に対してこのチューニン
グを行うことは、コスト上昇を考慮すると現実的には不
可能であるという未解決の課題がある。
However, in the above-described positive cast control, since the drive control is performed without grasping the position of the rotor, when the motor constant or the load changes, the drive control is performed accordingly. There is an unsolved problem that the control system must be tuned, and this tuning for each product is practically impossible in view of cost increase.

【0007】本発明は、このような従来の課題を解決す
るために創作されたもので、その目的は、モータ定数や
負荷が変化しても振動を抑制してステップモータを円滑
に回転駆動することができるステップモータ制御装置及
び制御方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and has as its object to suppress the vibration even when the motor constant or the load changes, and to smoothly rotate the step motor. It is an object of the present invention to provide a stepping motor control device and a control method that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係るステップモータ制御装置は、供給さ
れた転流信号に基づいてステップモータを駆動するイン
バータ手段と、駆動指令に基づいて前記インバータ手段
に供給する転流信号を生成する制御手段とを備えたステ
ップモータ制御装置において、前記制御手段は、固有振
動角周波数、位置の初期値、初期速度に基づく2次の振
動系方程式に基づいて前記転流信号の出力間隔を算出す
る出力間隔算出手段と、該出力間隔算出手段で算出した
出力間隔で前記転流信号を出力する信号出力手段とを備
えていることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stepping motor control apparatus comprising: an inverter for driving a stepping motor based on a supplied commutation signal; And a control means for generating a commutation signal to be supplied to the inverter means, the control means comprising: a second-order vibration system equation based on the natural vibration angular frequency, the initial value of the position, and the initial speed. Output interval calculation means for calculating the output interval of the commutation signal based on the following, and signal output means for outputting the commutation signal at the output interval calculated by the output interval calculation means. .

【0009】この請求項1に係る発明では、ステップモ
ータの固有振動を2次の振動系に近似させ、この2次の
振動系方程式に基づいてインバータ手段に対する転流信
号の出力間隔を算出し、算出した出力間隔で転流信号を
インバータ手段に出力することにより、ロータの固有振
動を考慮してロータ速度の最大点で転流信号を出力して
インバータ手段でステップモータを1ステップ進める転
流を行う。
According to the first aspect of the invention, the natural vibration of the step motor is approximated to a secondary vibration system, and the output interval of the commutation signal to the inverter means is calculated based on the secondary vibration system equation. By outputting the commutation signal to the inverter means at the calculated output interval, the commutation signal is output at the maximum point of the rotor speed in consideration of the natural vibration of the rotor, and the commutation which advances the step motor by one step by the inverter means. Do.

【0010】また、請求項2に係るステップモータ制御
装置は、請求項1に係る発明において、前記出力間隔算
出手段は、加速時に、駆動回数をn、固有振動角周波数
をβ、位相角をφとしたときに、TN =(π/2−φ
N )/βで表されるパルス間隔TN を算出するように構
成されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the stepping motor control device according to the first aspect, the output interval calculating means sets the number of driving times to n, the natural vibration angular frequency to β, and the phase angle to φ during acceleration. , T N = (π / 2−φ
N ) / β is calculated to calculate a pulse interval T N.

【0011】この請求項2に係る発明では、インバータ
手段に対すステップモータを1ステップ進める転流信号
を出力する出力間隔TN を固有振動各周波数β及び位相
角φ N に基づいて算出することにより、ロータ速度が最
大となる時点で次のステップに対する転流信号を正確に
出力することができ、無振動整定を行うことができる。
In the invention according to claim 2, the inverter is provided.
Commutation signal to advance step motor by one step
Output interval T to outputN The natural vibration each frequency β and phase
Angle φ N The rotor speed is calculated based on
At the point of high accuracy, the commutation signal for the next step
Output and vibration-free settling can be performed.

【0012】さらに、請求項3に係るステップモータ制
御装置は、請求項2に係る発明において、前記出力間隔
算出手段は、駆動回数nと位相角φN との関係を表す記
憶テーブルを備えていることを特徴としている。
Further, in the step motor control device according to a third aspect, in the invention according to the second aspect, the output interval calculating means includes a storage table representing a relationship between the number of driving times n and the phase angle φ N. It is characterized by:

【0013】この請求項3に係る発明では、駆動回数n
をもとに記憶テーブルを参照することにより、位相角φ
N を算出することができ、複雑な演算を行うことなく、
位相角φN を算出することができ、出力間隔TN の算出
も1/βを予め算出して記憶しておくことにより、和演
算と積演算とを夫々1回行うだけで容易に行うことがで
きる。
According to the third aspect of the present invention, the number of driving times n
By referring to the storage table based on
N can be calculated, without performing complicated calculations,
The phase angle φ N can be calculated, and the output interval T N is calculated and stored in advance as 1 / β so that the sum operation and the product operation can be easily performed only once. Can be.

【0014】さらにまた、請求項4に係るステップモー
タ制御装置は、請求項1に係る発明において、前記パル
ス間隔算出手段は、加速状態から定速状態に移行すると
きに、駆動回数をn、固有振動角周波数をβ、加速時の
パルス間隔をTN としたときに、TN +TN ′=TN
(1/β)sin -1(1/2√n)で表されるパルス間隔
N ′を算出するように構成されていることを特徴とし
ている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the stepping motor control apparatus according to the first aspect, the pulse interval calculating means sets the number of times of driving to n when the transition from the acceleration state to the constant speed state is performed. Assuming that the vibration angular frequency is β and the pulse interval during acceleration is T N , T N + T N ′ = T N +
It is characterized in that it is configured to calculate a pulse interval T N ′ represented by (1 / β) sin −1 (1 / 2√n).

【0015】この請求項4に係る発明では、加速状態か
ら定速状態に移行する際に、加速時の出力間隔TN に定
速時の出力間隔TN ′=(1/β)sin -1(1/2√
n)を加算することにより、転流信号の出力を遅らせ
て、振動を生じることなく定速状態に移行させ、その後
定速時の出力間隔TN ′毎に転流信号をインバータ手段
に供給することにより、定速状態を維持する。
[0015] In the invention according to the claim 4, in the transition from the acceleration state to the constant speed state, the output interval of the constant speed during the output interval T N at the time of acceleration T N '= (1 / β ) sin -1 (1 / 2√
By adding n), the output of the commutation signal is delayed so as to shift to a constant speed state without generating vibration, and thereafter the commutation signal is supplied to the inverter means at every output interval T N 'at the constant speed. Thus, the constant speed state is maintained.

【0016】なおさらに、請求項5に係るステップモー
タ制御装置は、請求項4に係る発明において、前記パル
ス間隔算出手段は、駆動回数nとsin -1(1/2√n)
との関係を表す記憶テーブルを備えていることを特徴と
している。
Further, in the step motor control device according to a fifth aspect, in the invention according to the fourth aspect, the pulse interval calculating means includes a driving number n and sin -1 (1 / 2√n).
And a storage table that represents the relationship with

【0017】この請求項5に係る発明では、駆動回数n
を基に記憶テーブルを参照することにより、直ちにsin
-1(1/2√n)を算出することができ、定速時の出力
間隔TN ′の算出も1/βを予め算出して記憶しておく
ことにより、和演算と積演算とを夫々1回行うだけで定
速時の出力間隔TN ′を容易に行うことができる。
In the invention according to claim 5, the number of driving times n
By referring to the storage table based on
-1 (1 / 2√n) can be calculated, and the output interval T N 'at the constant speed can be calculated and 1 / β is calculated and stored in advance, so that the sum operation and the product operation can be performed. The output interval T N ′ at the time of constant speed can be easily performed only by performing each operation once.

【0018】また、請求項6に係るステップモータ制御
装置は、請求項1乃至5の何れかの発明において、前記
信号出力手段は、前記インバータ手段に供給する転流信
号を形成するパルス幅変調手段を備えており、該パルス
幅変調手段のデューティ比を制御することにより加速度
を制御するように構成されていることを特徴としてい
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the step motor control device according to any one of the first to fifth aspects, the signal output means is a pulse width modulation means for forming a commutation signal to be supplied to the inverter means. And controlling the acceleration by controlling the duty ratio of the pulse width modulation means.

【0019】この請求項6に係る発明では、インバータ
手段に供給する転流信号をパルス幅変調手段でパルス幅
変調して供給し、そのデューティ比を制御することによ
り、ステップモータに供給する駆動電流を制御して、加
速時の加速度を制御することができる。
In the invention according to the sixth aspect, the commutation signal supplied to the inverter means is pulse-modulated by the pulse width modulation means and supplied, and the duty ratio thereof is controlled so that the drive current supplied to the step motor is controlled. Can be controlled to control the acceleration at the time of acceleration.

【0020】さらに、請求項7に係るステップモータ制
御装置は、請求項1乃至6の何れかの発明において、前
記制御手段は、駆動制御開始前に、固有振動角周波数を
計測する固有振動角周波数計測手段を備えていることを
特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the stepping motor control device according to any one of the first to sixth aspects, the control means includes means for measuring a natural vibration angular frequency before starting drive control. It is characterized by having measuring means.

【0021】この請求項7に係る発明では、駆動制御開
始する前に、固有振動角周波数計測手段で固有振動角周
波数βを計測するようにしているので、個々のステップ
モータに最適な転流信号制御を行うことができる。
In the present invention, the natural vibration angular frequency β is measured by the natural vibration angular frequency measuring means before the start of the drive control, so that the optimum commutation signal for each step motor is provided. Control can be performed.

【0022】さらにまた、請求項8に係るステップモー
タ制御装置は、請求項7に係る発明において、前記固有
振動角周波数計測手段は、駆動制御開始前に、停止状態
からロータを1ステップ分駆動し、このときの経過時間
を計測して固有振動角周波数を算出するように構成され
ていることを特徴としている。
Further, in the step motor control device according to claim 8, in the invention according to claim 7, the natural vibration angular frequency measuring means drives the rotor by one step from a stop state before starting drive control. It is characterized by measuring the elapsed time at this time and calculating the natural vibration angular frequency.

【0023】この請求項8に係る発明では、停止状態か
らステップモータのロータを1ステップ分駆動し、この
ときの経過時間を計測して固有振動角周波数βを算出す
る。このとき、ロータの1ステップ分はロータの回転方
向を計測可能なエンコーダを使用してロータが正転を始
めてから逆転する迄の時間又は逆転を始めてから正転す
るまでの時間を計測し、これを2倍すれば固有振動角周
波数βを算出することができる。
In the invention according to claim 8, the rotor of the step motor is driven by one step from the stop state, and the elapsed time at this time is measured to calculate the natural vibration angular frequency β. At this time, for one step of the rotor, an encoder capable of measuring the rotation direction of the rotor is used to measure the time from when the rotor starts to rotate forward to the time when the rotor starts rotating reversely, or the time from when the rotor starts to rotate backwards to when the rotor rotates forward. Is doubled, the natural vibration angular frequency β can be calculated.

【0024】なおさらに、請求項9に係る発明では、請
求項7に係る発明において、前記固有振動角周波数計測
手段は、ステップモータが3相ステップモータである場
合に、開放相に現れる逆起電力波形を計測して固有振動
角周波数を算出するように構成されていることを特徴と
している。
Still further, according to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to the seventh aspect, when the stepping motor is a three-phase stepping motor, the natural vibration angular frequency measuring means includes a counter electromotive force appearing in an open phase. It is characterized in that it is configured to measure a waveform to calculate a natural vibration angular frequency.

【0025】この請求項9に係る発明では、3相ステッ
プモータである場合には、開放相に現れる逆起電力波形
からロータの正逆転を検出することができ、エンコーダ
を用いることなく、ロータの正逆転の経過時間を計測す
ることにより、固有振動角周波数βを算出することがで
きる。
According to the ninth aspect of the present invention, when the motor is a three-phase step motor, the forward / reverse rotation of the rotor can be detected from the back electromotive force waveform appearing in the open phase, and the rotor can be detected without using an encoder. By measuring the elapsed time of the forward / reverse rotation, the natural vibration angular frequency β can be calculated.

【0026】また、請求項10に係るステップモータ制
御方法は、駆動指令に基づいて転流信号を生成し、生成
した転流信号をインバータ手段に供給してステップモー
タを開ループ駆動制御するステップモータ制御方法にお
いて、前記インバータ手段に転流信号を供給する際に、
固有振動角周波数、位置の初期値、初期速度に基づく2
次の振動系方程式に基づいて前記転流信号の出力間隔を
算出する工程と、算出された出力間隔で転流信号を前記
インバータ手段に出力する工程とを備えたことを特徴と
している。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a stepping motor control method comprising: generating a commutation signal based on a drive command; and supplying the generated commutation signal to an inverter means to perform open-loop drive control of the stepping motor. In the control method, when supplying a commutation signal to the inverter means,
2 based on natural vibration angular frequency, initial position value, initial speed
It is characterized by comprising a step of calculating an output interval of the commutation signal based on the following oscillation system equation, and a step of outputting a commutation signal to the inverter means at the calculated output interval.

【0027】この請求項10に係る発明においても、前
記請求項1と同様の作用を得ることができる。
According to the tenth aspect, the same operation as that of the first aspect can be obtained.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】図1は本発明の一実施形態を示すブロック
図であって、図中、10は例えばプリンタのキャリッジ
を移動させる駆動手段として適用される3相HB(ハイ
ブリッド)ステップモータであって、このステップモー
タ10のY結線された各相コイルに駆動回路20から三
相交流が供給される。この駆動回路20は、商用交流電
源21を所定電圧(例えば30V)の直流電源に変換す
るコンバータ22と、このコンバータ22の出力側に接
続されたインバータ手段としてのインバータ23とを備
えている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a three-phase HB (hybrid) step motor applied as a driving means for moving a carriage of a printer, for example. A three-phase alternating current is supplied from the drive circuit 20 to the Y-connected coils of the step motor 10. The drive circuit 20 includes a converter 22 for converting a commercial AC power supply 21 into a DC power supply having a predetermined voltage (for example, 30 V), and an inverter 23 connected to an output side of the converter 22 as inverter means.

【0030】ここで、インバータ23は、正の電源ライ
ンLP 及び負の電源ラインLN 間に2つのNチャンネル
電界効果トランジスタ(以下、単にトランジスタと称
す)T A+及びTA-がトランジスタTA+のドレインを正の
電源ラインLP に、ソースをトランジスタTA-のドレイ
ンに、トランジスタTA-のソースを負の電源ラインLN
に接続する関係で直列に接続されていると共に、これら
トランジスタTA+及びT A-と並列に同様に2つのNチャ
ンネル電界効果トランジスタ(以下、単にトランジスタ
と称す)TB+及びTB-が直列に接続され、これらトラン
ジスタTB+及びT B-と並列に同様に2つのNチャンネル
電界効果トランジスタ(以下、単にトランジスタと称
す)TC+及びTC-が直列に接続され、さらにトランジス
タTA+及びT A-のコンバータ22側にこれらと並列にイ
ンバータ23の転流時における電圧変化を安定させる大
容量のコンデンサ24が接続された構成を有する。各ト
ランジスタTA+,TA-、TB+,TB-及びTC+,TC-のド
レインとソース間にはソース側からドレイン側に電流を
還流させる還流ダイオードDA+,DA-、DB+,DB-及び
C+,DC-が接続されている。
Here, the inverter 23 is connected to the positive power supply line.
LP And the negative power line LN Two N channels in between
Field-effect transistors (hereinafter simply referred to as transistors)
S) T A +And TA-Is the transistor TA +Positive drain
Power line LP And the source is transistor TA-Dray of
Transistor TA-Source to the negative power line LN
Are connected in series with each other
Transistor TA +And T A-Similarly, two N channels in parallel
Channel field effect transistor (hereinafter simply referred to as transistor
) TB +And TB-Are connected in series.
Jista TB +And T B-As well as two N channels in parallel
Field-effect transistors (hereinafter simply referred to as transistors)
S) TC +And TC-Are connected in series, and
TA +And T A-On the converter 22 side of the
Large enough to stabilize voltage changes during commutation of inverter 23
It has a configuration in which a capacitor 24 having a capacity is connected. Each
Lanista TA +, TA-, TB +, TB-And TC +, TC-No
A current flows from the source side to the drain side between the rain and the source.
Reflux diode D for refluxA +, DA-, DB +, DB-as well as
DC +, DC-Is connected.

【0031】そして、インバータ23のトランジスタT
A+及びTA-の接続点がステップモータ10のA相コイル
に接続され、トランジスタTB+及びTB-の接続点がステ
ップモータ10のB相コイルに接続され、トランジスタ
C+及びTC-の接続点がステップモータ10のC相コイ
ルに接続されている。
The transistor T of the inverter 23
The connection point of A + and T A− is connected to the A-phase coil of the step motor 10, the connection point of the transistors T B + and T B− is connected to the B-phase coil of the step motor 10, and the connection of the transistors T C + and T C− The connection point is connected to the C-phase coil of the step motor 10.

【0032】一方、インバータ23の転流が各トランジ
スタTA+,TA-、TB+,TB-及びT C+,TC-のゲートに
例えばマイクロコンピュータを含んで構成される制御回
路40から転流信号としての転流パルスが供給されるこ
とにより制御される。
On the other hand, the commutation of the inverter 23
Star TA +, TA-, TB +, TB-And T C +, TC-At the gate
For example, a control circuit including a microcomputer
A commutation pulse as a commutation signal is supplied from the path 40.
And is controlled by

【0033】この制御回路40には外部の制御装置から
動作指令が入力されると共に、還流ダイオード導通検出
回路30の検出信号が入力され、還流ダイオード導通検
出回路30の検出信号に基づいてステップモータ10に
おけるロータの固有振動角周波数βを計測すると共に、
動作指令に基づいてステップモータ10を加速、定速、
減速及び停止制御するために1ステップ分の転流パルス
をインバータ23の各トランジスタTA+,TA-、TB+
B-及びTC+,TC-のゲートに固有振動角周波数β及び
駆動回数nに基づいて算出された出力間隔で内蔵したパ
ルス幅変調回路41でパルス幅変調した転流パルスを出
力する。
An operation command is input to the control circuit 40 from an external control device, a detection signal of the freewheeling diode conduction detection circuit 30 is input to the control circuit 40, and the stepping motor 10 is controlled based on the detection signal of the freewheeling diode conduction detection circuit 30. While measuring the natural vibration angular frequency β of the rotor at
Accelerate the step motor 10 based on the operation command,
In order to control the deceleration and the stop, a commutation pulse for one step is applied to each transistor T A + , T A− , T B + ,
A commutation pulse whose pulse width has been modulated by the built-in pulse width modulation circuit 41 is output to the gates of T B−, T C + , and T C− at an output interval calculated based on the natural oscillation angular frequency β and the number of driving times n.

【0034】ここで、還流ダイオード導通検出回路30
は、その1相分例えばB相に対応する部分を表すと図2
に示すようになり、コンパレータ部31と導通ダイオー
ド変化検出部34とを有して構成される。コンパレータ
部31は、トランジスタTb + とトランジスタTb-
の直列接続点が自身の非反転入力端子に接続されると共
に、自身の反転入力端子にダイオード順方向電圧(V
F)が正方向に印加されるように接続された演算増幅器
32と、前記接続点に自身の反転入力端子が接続される
と共に、自身の非反転入力端子にダイオード順方向電圧
(VF)が逆方向に印加されるように接続された演算増
幅器33とを有している。実際には、例えば図2に示し
たようなコンパレータ部31と導通ダイオード変化検出
部34とを各相に対して設けておく。
Here, the reflux diode conduction detection circuit 30
Fig. 2 shows a portion corresponding to one phase, for example, the phase B.
As shown in FIG.
And a change detection unit 34. comparator
The unit 31 includes a transistor Tb + And transistor Tb- When
Is connected to its own non-inverting input terminal.
In addition, a diode forward voltage (V
F) operational amplifier connected so that it is applied in the positive direction
32 and its own inverting input terminal is connected to the connection point
Also, the diode forward voltage is applied to its own non-inverting input terminal.
(VF) is connected in such a way as to be applied in the opposite direction.
And a width device 33. In practice, for example, as shown in FIG.
Comparator section 31 and conduction diode change detection
A portion 34 is provided for each phase.

【0035】この構成によれば、還流ダイオードDb+
が導通状態になると演算増幅器32がハイレベルの信号
を出力し、一方、還流ダイオードDb- が導通状態にな
ると演算増幅器33がハイレベルの信号を出力する。
According to this configuration, the freewheel diode Db +
There the operational amplifier 32 becomes conductive outputs a high level signal, whereas, the return diode Db - is an operational amplifier 33 becomes conductive state and outputs a high level signal.

【0036】導通ダイオード変化検出部34は、演算増
幅器32と演算増幅器33との出力信号から還流ダイオ
ードDb+ と還流ダイオードDb- の導通状態に変化が
あったことを検出し、これをロータ回転方向が逆転した
時点の検出信号として制御回路40に供給する。より具
体的には、導通ダイオード変化検出部34は、還流ダイ
オードDb+ が導通状態から非導通状態になり、還流ダ
イオードDb- が非導通状態から導通状態になった時、
あるいは、還流ダイオードDb+ が非導通状態から導通
状態になり、還流ダイオードDb- が導通状態から非導
通状態になった時に、ロータ回転方向が逆転した時点を
検出した旨の信号を出力するように構成されている。
The conducting diode change detection unit 34, from the output signal of the operational amplifier 32 and operational amplifier 33 feedback diode Db and a reflux diode Db + - detects that a change in the conduction state of which the direction of rotor rotation Is supplied to the control circuit 40 as a detection signal at the time point when is reversed. When becomes from the nonconductive state to the conductive state, - more specifically, conducting diode change detection unit 34, a reflux diode Db + is from a conductive state to a non-conductive state, a freewheeling diode Db
Alternatively, the reflux diode Db + is from the nonconductive state to the conductive state, a freewheeling diode Db - when changes from a conductive state to a non-conductive state, so as to output a signal indicative of the detect when the rotor rotation direction is reversed It is configured.

【0037】このように、還流ダイオード導通検出回路
30でロータ回転方向の逆転を検出することができる原
理を以下に説明する。
The principle by which the freewheeling diode conduction detecting circuit 30 can detect the reversal of the rotation direction of the rotor will be described below.

【0038】図3は、横軸に時間、縦軸に電気角を示し
た原理説明図であって、電気角120°の位置が目標位
置で、現在電気角0°の位置でロータが停止しているも
のとする。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents an electrical angle. The position where the electrical angle is 120 ° is the target position, and the rotor stops at the current electrical angle of 0 °. It is assumed that

【0039】そして、時刻t0において、ステップモー
タ10のロータを1ステップだけ進めるようにインバー
タ23に転流パルスを供給すると、ロータは電気角で1
20°回転しようとするが、ロータの慣性モーメント
と、ロータ及びステータ間の電磁吸引・反発力により、
ロータは実線図示の減衰振動を行う。
At time t0, when a commutation pulse is supplied to the inverter 23 so as to advance the rotor of the stepping motor 10 by one step, the rotor becomes 1 in electrical angle.
Attempts to rotate 20 °, but due to the moment of inertia of the rotor and the electromagnetic attraction / repulsion between the rotor and stator,
The rotor performs damped oscillation as shown by the solid line.

【0040】そこで、時刻t1は、ロータが減速されて
逆転を開始する時点であり、ロータの回転方向が変化す
る場合には、逆起電力電圧の極性も反転する。このこと
は、例えば、開放相のコイルにN磁極が近づいてきた
が、ロータが逆転することによってN磁極が遠ざかって
いくことを想像すれば理解容易である。
Therefore, time t1 is a time point at which the rotor is decelerated and starts reverse rotation. When the rotation direction of the rotor changes, the polarity of the back electromotive force voltage also reverses. This can be easily understood by imagining, for example, that the N magnetic pole approaches the open-phase coil, but the N magnetic pole moves away due to the reverse rotation of the rotor.

【0041】また、逆起電力電圧の極性の検出は、P側
チョッピングとN側チョッピングとを繰り返し、開放相
に対する還流ダイオードの導通状態の変化を検出するこ
とにより行われる。以下に、この理由について説明す
る。
The polarity of the back electromotive force voltage is detected by repeating P-side chopping and N-side chopping, and detecting a change in the conduction state of the freewheeling diode with respect to the open phase. The reason will be described below.

【0042】今、図1に示す3相HBステップモータ1
0のA相、B相、C相の夫々の端子電圧をVa、Vb、
Vc、また、A相、B相、C相の夫々の逆起電力をe
a、eb,ecとする。
Now, the three-phase HB step motor 1 shown in FIG.
The terminal voltages of the A phase, B phase, and C phase of 0 are represented by Va, Vb,
Vc, and the back electromotive force of each of the A phase, the B phase, and the C phase is e
a, eb, and ec.

【0043】図4は、開放相をB相とした場合のチョッ
ピングシーケンスを示したもので、N側チョッピングと
P側チョッピングとを交互に行う場合の、トランジスタ
のオン、オフ制御状態と(インバータ動作)、導通する
ダイドードと、逆起電力電圧ebの極性とが対応付けら
れて記述されている。
FIG. 4 shows a chopping sequence in the case where the open phase is the B phase. In the case where the N-side chopping and the P-side chopping are alternately performed, the transistor on / off control state and the inverter operation (inverter operation) are shown. ), The conducting diode and the polarity of the back electromotive force voltage eb are described in association with each other.

【0044】さて、一例として、図1において、トラン
ジスタTc+ とトランジスタTa-とがオン状態で、パ
ルス幅変調制御を行ってトランジスタTc+ がオン状態
からオフ状態に変化した状態(P側チョッピング)を想
定する。この時、開放相の端子電圧Vbは、「Vb=e
b+(VSD−VF)/2−(ea+ec)/2:但
し、VSDはトランジスタのソース、ドレイン間電圧、
VFはダイオードの順方向電圧」となる。
[0044] Now, as an example, in FIG. 1, the transistors Tc + and the transistor Ta - and is in the on state, state (P side chopping) which performs pulse width modulation control transistor Tc + is changed from the ON state to the OFF state Is assumed. At this time, the terminal voltage Vb of the open phase is “Vb = e
b + (VSD−VF) / 2− (ea + ec) / 2: where VSD is the voltage between the source and drain of the transistor,
VF is the forward voltage of the diode.

【0045】ここで、各相の逆起電力電圧は、互いに1
20度づつ位相の異なる3相の対称電圧波形を有するた
めに、ebの極性が変化する位置、すなわち、eb=0
の点ではea=−ecであり、還流ダイオードDb-
導通する条件は「Vb<−VF」なので、「eb<−
(VSD+VF)/2」となればP側チョッピングの
時、還流ダイオードDb- が導通する。
Here, the back electromotive force voltage of each phase is 1
A position where the polarity of eb changes, that is, eb = 0, because it has three-phase symmetric voltage waveforms having phases different by 20 degrees.
In terms of an ea = -ec, freewheeling diode Db - condition to conduct because "Vb <-VF", "eb <-
When the P-side chopping if the (VSD + VF) / 2 ", the return diode Db - conducts.

【0046】N側チョッピングの場合も同様に、トラン
ジスタTc+ とトランジスタTa-とがオン状態で、パ
ルス幅変調制御を行ってトランジスタTa- がオン状態
からオフ状態に変化した状態では、還流ダイオードDb
+ が導通する条件は「eb>(VSD+VF)/2」と
なる。したがって、P側チョッピングとN側チョッピン
グとを繰り返すことによって、どの還流ダイオードが導
通するかを検出すれば逆起電力の極性が分かり、かくし
て、時刻t1を検出することが可能となる。
[0046] Similarly for N-side chopping, the transistors Tc + and the transistor Ta - and is on, by performing a pulse width modulation control transistor Ta - in the state in which has changed from the ON state to the OFF state, the return diode Db
The condition for + conduction is “eb> (VSD + VF) / 2”. Therefore, by repeating the P-side chopping and the N-side chopping, it is possible to detect the polarity of the back electromotive force by detecting which of the reflux diodes conducts, and thus it is possible to detect the time t1.

【0047】図5にはこの様子を模式的に説明してお
り、N側チョッピングでは、「eb>(VSD+VF)
/2」の条件を満たすとき還流ダイオードDb+ が導通
すると共に、P側チョッピングでは、「eb>−(VS
D+VF)/2」の条件を満たすとき還流ダイオードD
- が導通する。
FIG. 5 schematically illustrates this state. In the N-side chopping, “eb> (VSD + VF)
/ 2 ”, the return diode Db + conducts, and in the P-side chopping,“ eb> − (VS
D + VF) / 2 "
b - is turned on.

【0048】このように、開放相の逆起電力電圧の極性
が正の場合、N側チョッピングを行った時、P側(+
側)の還流ダイオードが導通すると共に、開放相の逆起
電力電圧の極性が負の場合、P側チョッピングを行った
時、N側(−側)の還流ダイオードが導通するので、N
側チョッングとP側チョッピングとを繰り返しながら、
ダイオードの導通状態が変化する時点を検出すればt1
を検出することができる。
As described above, when the polarity of the open-phase back electromotive force voltage is positive, when the N-side chopping is performed, the P-side (+
Side) and the polarity of the open-phase back electromotive force voltage is negative, and when P-side chopping is performed, the N-side (−) reflux diode becomes conductive.
While repeating side chopping and P side chopping,
If the time when the conduction state of the diode changes is detected, t1
Can be detected.

【0049】なお、時刻t1の検出の一例として、還流
ダイオードの導通状態を把握して検出を行うものを説明
したが、他の手法、例えば、開放相の電圧を中点電圧と
比較する等によって逆起電力電圧の極性を判定しても良
いことは言うまでもない。しかしながら、前述した検出
方法によれば、各相に対して設けられた一方の還流ダイ
オードと他方の還流ダイオードの導通状態が変化したこ
とをもって、ロータの回転方向が逆転した時点を検出す
るので、簡易な構成で検出手段を実現でき、しかも、還
流ダイオードの導通時には開放相のインーダンスが低く
なるため、ノイズの影響を受けにくい状態で逆転時を検
出することができる。
As an example of the detection at the time t1, detection of the conduction state of the freewheeling diode has been described. However, other methods, for example, by comparing the voltage of the open phase with the midpoint voltage, etc. It goes without saying that the polarity of the back electromotive force voltage may be determined. However, according to the above-described detection method, when the conduction state of one return diode and the other return diode provided for each phase has changed, the point in time when the rotation direction of the rotor is reversed is detected. The detection means can be realized with a simple configuration, and the impedance of the open phase is low when the freewheeling diode is conducting, so that the reverse rotation can be detected in a state where it is hardly affected by noise.

【0050】次に、上記実施形態の動作を制御回路40
で実行する制御処理手順の一例を示す図6〜図10のフ
ローチャートを伴って説明する。
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the control circuit 40.
6 will be described with reference to flowcharts of FIGS.

【0051】制御回路では、ステップモータ10の停止
状態で、外部の制御装置から動作指令が入力されると、
図6に示す制御処理を実行開始し、先ず、ステップS1
で、ステップモータ10におけるロータの固有振動角周
波数βを計測する処理を実行し、次いでステップS2に
移行して、加速制御処理を実行し、次いでステップS3
に移行して、定速制御処理を実行し、次いでステップS
4に移行して、減速制御処理を実行して処理を終了す
る。
In the control circuit, when an operation command is input from an external control device while the step motor 10 is stopped,
Execution of the control process shown in FIG. 6 is started, and first, in step S1
Then, a process of measuring the natural vibration angular frequency β of the rotor in the step motor 10 is performed, and then the process proceeds to step S2, where the acceleration control process is performed, and then step S3 is performed.
To execute the constant speed control process, and then to step S
Then, the process proceeds to 4, and the deceleration control process is executed, and the process ends.

【0052】ここで、ステップS1の固有振動角周波数
計測処理は、図7に示すように、固有振動角周波数を計
測するのに十分短い時間に設定された所定時間毎のタイ
マ割込処理として実行され、先ず、ステップS10で、
固有振動角周波数の計測を完了したか否かを表す計測完
了フラグFEが“1”にセットされているか否かを判定
し、これが“0”にリセットされているときには固有振
動角周波数の計測が完了していないものと判断してステ
ップS11に移行して、ステップモータ10のロータを
1ステップ回転させる転流パルスをインバータ23の各
トランジスタのゲートに出力してからステップS12に
移行する。
Here, as shown in FIG. 7, the natural vibration angular frequency measurement processing in step S1 is executed as a timer interrupt processing at predetermined time intervals set to a time short enough to measure the natural vibration angular frequency. First, in step S10,
It is determined whether or not the measurement completion flag FE indicating whether or not the measurement of the natural vibration angular frequency has been completed is set to “1”. When the measurement completion flag FE is reset to “0”, the measurement of the natural vibration angular frequency is performed. When it is determined that the process is not completed, the process proceeds to step S11, in which a commutation pulse for rotating the rotor of the step motor 10 by one step is output to the gate of each transistor of the inverter 23, and then the process proceeds to step S12.

【0053】このステップS12では、計測開始時であ
るか否かを表す計測状態フラグFSが“1”にセットさ
れているか否かを判定し、これが“0”にリセットされ
ているときには、計測開始時であるものと判断して、ス
テップS13に移行し、計数カウンタのカウント値NC
を“0”にクリアしてからステップS14に移行して、
計測状態フラグFSを“1”にセットしてからステップ
S15に移行し、還流ダイオード導通検出回路30から
時刻t1を検出した旨の信号が入力されたか否かを判定
し、信号が入力されていないときには、そのままタイマ
割込処理を終了する。
In this step S12, it is determined whether or not a measurement state flag FS indicating whether or not the measurement has been started is set to "1". If this is reset to "0", the measurement is started. It is determined that the current time has elapsed, and the process proceeds to step S13, where the count value N C of the counter is counted.
Is cleared to "0" and then the process proceeds to step S14.
After the measurement state flag FS is set to "1", the process proceeds to step S15, where it is determined whether or not a signal indicating that the time t1 has been detected has been input from the freewheeling diode conduction detection circuit 30, and no signal has been input. In some cases, the timer interrupt processing ends.

【0054】一方、ステップS12での判定結果が、計
測状態フラグFSが“1”にセットされているときには
固有振動角周波数βの計測中であると判断してステップ
S16に移行して、現在の計数カウンタのカウント値N
C を“1”だけインクリメントしてから前記ステップS
15に移行する。また、ステップS15の判定結果が還
流ダイオード導通検出回路30から時刻t1を検出した
旨の信号が入力されたときにはステップS17に移行し
て、計数カウンタのカウント値NC を2倍し、これにタ
イマ割込周期TT を乗算して経過時間(固有振動周期)
T2を算出すると共に、下記(1)式の演算を行って固
有振動角周波数βを算出し、さらに、その逆数1/βを
算出し、これを所定の記憶領域に記憶する。
On the other hand, if the result of the determination in step S12 is that the measurement state flag FS is set to "1", it is determined that the natural vibration angular frequency β is being measured, and the flow shifts to step S16, where the current Count value N of the counter
After incrementing C by “1”, the step S
Move to 15. When the result of the determination in step S15 is that a signal indicating that time t1 has been detected is input from the reflux diode conduction detection circuit 30, the process proceeds to step S17, where the count value N C of the counter is doubled, and Elapsed time after multiplying the interrupt cycle T T (natural oscillation cycle)
In addition to calculating T T2 , the natural vibration angular frequency β is calculated by performing the calculation of the following equation (1), and the reciprocal 1 / β is calculated and stored in a predetermined storage area.

【0055】β=2π/TT2 …………(1) 次いで、ステップS18に移行して、計測完了フラグF
Eを“1”にセットしてからステップS19に移行し、
還流ダイオード導通検出回路30から時刻t2を検出し
た旨の信号が入力されたか否かを判定し、時刻t2を検
出した旨の信号が入力されていないときにはタイマ割込
処理を終了し、入力されたときにはステップS20に移
行して、計測完了フラグFE及び計測状態フラグFSを
夫々“0”にリセットしてから固有振動角周波数計測処
理を終了して図6のステップS2に移行する。
Β = 2π / T T2 (1) Next, the process proceeds to step S18, where the measurement completion flag F
After setting E to “1”, the process proceeds to step S19,
It is determined whether or not a signal indicating that time t2 has been detected has been input from the reflux diode conduction detection circuit 30. If the signal indicating that time t2 has not been input, the timer interrupt processing is terminated and the signal has been input. At step S20, the measurement completion flag FE and the measurement state flag FS are reset to "0", respectively, and then the natural vibration angular frequency measurement process is terminated, and the routine proceeds to step S2 in FIG.

【0056】さらに、前記ステップS10の判定結果が
計測終了フラグFEが“1”にセットされているときに
は直接前記ステップS19にジャンプする。この図6の
ステップS1の処理及び図7の処理が固有振動角周波数
計測手段に対応している。
Further, when the result of determination in step S10 is that the measurement end flag FE is set to "1", the flow directly jumps to step S19. The processing in step S1 in FIG. 6 and the processing in FIG. 7 correspond to the natural vibration angular frequency measuring means.

【0057】また、図6のステップS2で実行する加速
制御処理は、図8に示すように、先ずステップS21
で、駆動回数nを“0”にクリアしてからステップS2
2に移行して、インバータ23に対して、ロータを1ス
テップ分回転させる転流パルスを出力してからステップ
S23に移行する。
As shown in FIG. 8, the acceleration control process executed in step S2 of FIG.
After clearing the number of driving times n to “0”, step S2
The process proceeds to S2, where a commutation pulse for rotating the rotor by one step is output to the inverter 23, and the process proceeds to S23.

【0058】このステップS23では、駆動回数nを
“1”だけインクリメントした値を新たな駆動回数nと
して設定してからステップS24に移行し、駆動回数n
をもとに位相角算出用記憶テーブルを参照して位相角φ
N を算出し、次いでステップS25に移行して、位相角
φN 及び固有振動角周波数βをもとに下記(2)式の演
算を行ってインバータ23に対する転流信号の出力間隔
N を算出する。
In step S23, a value obtained by incrementing the number of times of drive n by "1" is set as a new number of times of drive n.
Is referred to the phase angle calculation storage table based on the phase angle φ.
N is calculated, and then the process proceeds to step S25 to calculate the output interval T N of the commutation signal to the inverter 23 by performing the calculation of the following equation (2) based on the phase angle φ N and the natural vibration angular frequency β. I do.

【0059】 TN =(π/2−φN )/β …………(2) 次いでステップS26に移行して、タイマをスタートさ
せ、次いでステップS27に移行して、タイマカウント
値NT が出力間隔TN に達したか否かを判定し、達して
いないときには達するまで待機し、出力間隔TN に達し
たときにはステップS28に移行してタイマを停止させ
てからステップS29に移行して、加速状態が終了した
か否かを判定し、加速状態が継続しているときに前記ス
テップS22に戻り、加速状態が終了したときには加速
制御処理を終了して図6におけるステップS3の定速制
御処理に移行する。
T N = (π / 2−φ N ) / β (2) Next, the processing shifts to step S26 to start the timer, and then shifts to step S27, where the timer count value NT is calculated. It is determined whether or not the output interval T N has been reached. If the output interval T N has not been reached, the process waits until the output interval T N has been reached. If the output interval T N has been reached, the process proceeds to step S28 to stop the timer, and then proceeds to step S29. It is determined whether or not the acceleration state has been completed. When the acceleration state is continued, the process returns to step S22. When the acceleration state has been completed, the acceleration control processing is ended and the constant speed control processing in step S3 in FIG. Move to

【0060】ここで、インバータ23に対する転流信号
の出力間隔TN を前記(2)式で算出する理由は、以下
に述べる通りである。
Here, the reason why the output interval T N of the commutation signal to the inverter 23 is calculated by the above equation (2) is as follows.

【0061】ステップモータを駆動するインバータ23
に転流パルスを与えた場合のロータの動作は、2次の振
動系として表すことができ、この2次の振動系の状態方
程式は、下記(3)式で表すことができる。
Inverter 23 for driving step motor
When the commutation pulse is given to the rotor, the operation of the rotor can be expressed as a secondary vibration system, and the state equation of the secondary vibration system can be expressed by the following equation (3).

【0062】 Θ(s) =(sθ(0) +ω(0))/(s2 +β2 ) …………(3) ここで、θ(0) は位置の初期値、ω(0) は初期速度であ
る。
Θ (s) = (sθ (0) + ω (0)) / (s 2 + β 2 ) (3) where θ (0) is the initial value of the position, and ω (0) is Initial speed.

【0063】そして、図11に示すように、ステップモ
ータ10が停止している時刻t1 から加速状態に移行す
る場合には、最初に停止状態からロータを1ステップ分
だけ進める場合について考えると、このとき、初期速度
ω(0) は“0”であり、位置の初期値θ(0) は“−1”
として設定する。ここで、位置については1ステップを
“1”として規格化して考える。
Then, as shown in FIG. 11, when shifting to the acceleration state from the time t 1 when the stepping motor 10 is stopped, first consider the case where the rotor is advanced by one step from the stopped state. At this time, the initial velocity ω (0) is “0”, and the initial position value θ (0) is “−1”.
Set as Here, the position is normalized by considering one step as “1”.

【0064】このときの、初期速度ω(0) =0及び位置
の初期値θ(0) =−1を前記(3)式に代入することに
より、前記(3)式は下記(4)式となる。
By substituting the initial velocity ω (0) = 0 and the initial position value θ (0) = − 1 at this time into the above equation (3), the above equation (3) becomes the following equation (4). Becomes

【0065】 Θ(s) =−s/(s2 +β2 ) …………(4) この(4)式を逆ラプラス変換すると共に、位置θ(t)
を微分することにより、下記(5)式及び(6)式で表
される位置θ(t) 及び速度ω(t) を算出することができ
る。
Θ (s) = − s / (s 2 + β 2 ) (4) This formula (4) is subjected to inverse Laplace transform and the position θ (t)
Is differentiated, the position θ (t) and the speed ω (t) expressed by the following equations (5) and (6) can be calculated.

【0066】 θ(t) =−cosβt …………(5) ω(t) =dθ(t) /dt=βsinβt …………(6) つまり、βtがπ/2となる周期T1 =π/2βで位置
θ(t) が“0”となり、速度ω(t) は最大となるので、
このT1 が経過した時刻t2 で次の1ステップ回転させ
ることにより、ロータが逆転することなく次の第2回目
のステップにおける回転を開始することができる。
Θ (t) = − cosβt (5) ω (t) = dθ (t) / dt = βsinβt (6) That is, the period T 1 at which βt becomes π / 2 = At π / 2β, the position θ (t) becomes “0”, and the velocity ω (t) becomes the maximum.
By rotating the next one step at a time t 2 when the T 1 is passed, it is possible to start rotating in the next second time step without rotor is reversed.

【0067】この時刻t2 でロータを1ステップ進めた
場合には、初期値がω(0) =β、θ(0) =−1であるこ
とと等価であるので、これらを前記(3)式に代入する
ことにより、 Θ(s) =(−s+β)/(s2 +β2 ) …………(7) となり、これを逆ラプラス変換及び微分することにより、 θ(t) =−√2cos(βt+π/4) …………(8) ω(t) =√2・β・sin(βt+π/4) …………(9) となる。
If the rotor is advanced by one step at this time t 2 , the initial values are equivalent to ω (0) = β and θ (0) = − 1, and therefore these values are changed to the above (3). By substituting into the equation, Θ (s) = (− s + β) / (s 2 + β 2 ) (7), and by inverse Laplace transform and differentiation, θ (t) = − √ 2cos (βt + π / 4) (8) ω (t) = √2 · β · sin (βt + π / 4) (9)

【0068】よって、βt+π/4=π/2となる周期
2 でθ(t) =0となるので、T2=π/4βで第3回
目のステップの回転を開始させれば、ロータが逆転する
ことなく第3回目のステップの回転を開始させることが
できる。
Accordingly, θ (t) = 0 at the period T 2 where βt + π / 4 = π / 2, so that the rotation of the third step is started at T 2 = π / 4β, so that the rotor is rotated. The rotation of the third step can be started without reversing.

【0069】このようにして、順次1ステップづつの回
転をn回繰り返して加速した場合には、初期値はωN
(0) =√(n−1)・β、θN (0) =−1となるので、
位置θ(t) 及び速度ω(t) は下記(10)式及び(1
1)式で表される。
In this way, when the rotation of each step is sequentially repeated n times and accelerated, the initial value is ω N
(0) = √ (n−1) · β, θ N (0) = − 1,
The position θ (t) and velocity ω (t) are given by the following equation (10) and (1)
It is expressed by the expression 1).

【0070】 θ(t) =−√ncos(βt+φN ) …………(10) ω(t) =√n・β・sin(βt+φN ) …………(11) ただし、φN は位相角であり、φN =tan-1√(n−
1)で表され、この位相角φN を駆動回数nに対応させ
て演算し、その演算結果を駆動回数nをインデックスと
して位相角算出用記憶テーブルを作成し、これをROM
等のメモリに格納しておく。
Θ (t) = − √ncos (βt + φ N ) (10) ω (t) = √n · β · sin (βt + φ N ) (11) where φ N is a phase Angle, φ N = tan −1 √ (n−
The phase angle φ N is calculated in correspondence with the number of driving times n, and the calculation result is used to create a phase angle calculating storage table using the number of driving times n as an index.
And the like.

【0071】次に、図6のステップS3における定速制
御処理は、図9に示すように、先ず、ステップS31
で、駆動回数nをもとに予め格納した記憶テーブルを参
照して、出力間隔TN ′を演算するためのsin -1(1/
2√n)の値を算出し、次いでステップS32に移行し
て、下記(12)式に従って定速制御を行うための出力
間隔TN ′を算出する。
Next, as shown in FIG. 9, the constant speed control process in step S3 of FIG.
Then, by referring to a storage table stored in advance based on the number of driving times n, sin −1 (1/1) for calculating the output interval T N ′ is used.
2√n) is calculated, and the process then proceeds to step S32 to calculate an output interval T N ′ for performing constant speed control according to the following equation (12).

【0072】 TN ′=(1/β)sin -1(1/2√n) …………(12) この(12)式の演算は、所定領域に記憶されている固
有振動角周波数βの逆数とステップS31で算出したsi
n -1(1/√n)の値とを乗算することにより、1回の
乗算処理だけで行う。
T N ′ = (1 / β) sin −1 (1 / 2√n) (12) The calculation of the expression (12) is based on the natural vibration angular frequency β stored in the predetermined area. And the si calculated in step S31
By multiplying by a value of n -1 (1 /) n), the multiplication is performed only by one multiplication process.

【0073】次いで、ステップS33に移行して、タイ
マをスタートさせ、次いでステップS34に移行してタ
イマカウント値NT2が出力間隔TN ′に達したか否かを
判定し、出力間隔TN ′に達していないときには達する
まで待機し、出力間隔TN ′に達したときには、ステッ
プS35に移行する。
[0073] Then, the process proceeds to step S33, the timer is started, then the timer count value N T2 is output interval T N goes to Step S34 'to determine whether or not reached, the output interval T N' When the output interval T N ′ has not been reached, the process waits until the output interval T N ′ has been reached.

【0074】このステップS35では、インバータ23
に対してステップモータ10を1ステップ進める転流パ
ルスを出力し、次いでステップS36に移行して、タイ
マを再スタートさせてからステップS37に移行し、タ
イマカウント値NT2が出力間隔TN ′を2倍した値2T
N ′に達したか否かを判定し、2TN ′に達していない
ときには達するまで待機し、2TN ′に達したときに
は、ステップS38に移行して、減速に移行するか否か
を判定し、定速状態を継続する場合は前記ステップS3
5に戻り、減速に移行する場合には前記図6のステップ
S4の減速制御処理に移行する。
In this step S35, the inverter 23
The step motor 10 and outputs a commutation pulse to advance one step with respect to, and then proceeds to step S36, and proceeds from re-start the timer step S37, the timer count value N T2 is output interval T N ' Doubled value 2T
It is determined whether or not N 'has been reached. If it has not reached 2T N ', the process waits until it has reached, and if it has reached 2T N ', the flow shifts to step S38 to determine whether or not to shift to deceleration. When the constant speed state is to be continued, the above-described step S3 is performed.
Returning to step 5, when shifting to deceleration, the process shifts to the deceleration control process of step S4 in FIG.

【0075】この定速制御処理で、出力間隔TN ′を前
記(12)式で算出する理由は、以下の通りである。
The reason why the output interval T N 'is calculated by the above equation (12) in this constant speed control process is as follows.

【0076】加速最後の位置θ(t) 及び速度ω(t) が前
記(10)式及び(11)式で表されるものとすると、
この時点では位置θ(t) は“0”、速度ω(t) が最大点
となっているので、この時点で転流パルスをインバータ
23に供給すると加速状態を継続することになる。
Assuming that the position θ (t) and the speed ω (t) at the end of acceleration are expressed by the above equations (10) and (11),
At this point, the position θ (t) is “0” and the speed ω (t) is at the maximum point. Therefore, if a commutation pulse is supplied to the inverter 23 at this point, the acceleration state will be continued.

【0077】このため、加速終了時点では転流パルスを
インバータ23に供給せず、転流パルスの供給タイミン
グを位置θ(t) が反転して例えば+1/2まで達する時
刻(この間の周期をTN ′とする)まで遅らすことによ
り、加速状態から定速状態に移行することが可能とな
る。
For this reason, the commutation pulse is not supplied to the inverter 23 at the end of the acceleration, and the supply timing of the commutation pulse is inverted at the position θ (t) to reach, for example, + / (the period during this period is T T). N ′), it is possible to shift from the acceleration state to the constant speed state.

【0078】このため、θ(t) =1/2とし、t=TN
+TN ′とすると、前記(10)式は下記(13)式で
表される。
For this reason, θ (t) = 1/2 and t = T N
Assuming + TN ′, the above equation (10) is represented by the following equation (13).

【0079】 1/2=−√ncos{β(TN +TN ′)+φN } …………(13) 上式を変形すると、 1/2=−√n{−sin(βT N ′)sin( φN +βTN ) +cos(βT N ′)cos( φN +βTN )}……(14) となる。ここで、sin(φN +βTN )=1,cos(φN
βTN )=0であるので、上記(14)式は下記(1
5)式となる。
[0079] 1/2 = -√ncos {β ( T N + T N ') + φ N} By modifying ............ (13) where, 1/2 = -√n {-sin (βT N') become sin (φ N + βT N) + cos (βT N ') cos (φ N + βT N)} ...... (14). Here, sin (φ N + βT N ) = 1, cos (φ N +
βT N ) = 0, the above equation (14) is
5)

【0080】 1/2=√nsin(βT N ′) …………(15) この(15)式から出力間隔TN ′を求めると、TN
=(1/β)sin -1(1/√n)となり、前記(12)
式となる。
1/2 = √nsin (βT N ′) (15) When the output interval T N ′ is obtained from the equation (15), T N ′ is obtained.
= (1 / β) sin -1 (1 / √n), and the above (12)
It becomes an expression.

【0081】したがって、加速完了時の出力間隔TN
定速状態の出力間隔TN ′を加算して転流パルスの出力
を遅延させることにより、ロータの位置θ(t) を+1/
2まで逆転させ、この状態で、再度2倍の出力間隔T
N ′でインバータ23に転流パルスを供給することによ
り、位置θ(t) が−1/2と+1/2との間を繰り返す
ことにより、定速状態を維持することができる。
[0081] Thus, by adding the output interval of the constant speed state T N 'by delaying the output of the commutation pulse output interval T N during acceleration completion, the position of the rotor θ a (t) + 1 /
2. In this state, the output interval T is doubled again.
By supplying a commutation pulse to the inverter 23 at N ', the position θ (t) repeats between -1/2 and +1/2, whereby the constant speed state can be maintained.

【0082】さらに、図6のステップS5の減速制御処
理は、図10に示すように、先ず、ステップS41で、
下記(16)式の演算を行って減速状態に移行するため
の転流パルスの出力間隔TN +TN ′を算出する。 TN +TN ′=(π/2−φN )/β+(1/β)sin -1(1/2√n) …………(16) この(16)式の演算は、前述した加速制御処理におけ
る最後に演算した出力間隔TN の値と、定速制御処理で
演算した出力間隔TN ′とを記憶しておき、これらを加
算することにより行う。
Further, as shown in FIG. 10, the deceleration control process in step S5 in FIG.
The output interval T N + T N ′ of the commutation pulse for shifting to the deceleration state is calculated by performing the calculation of the following equation (16). T N + T N ′ = (π / 2−φ N ) / β + (1 / β) sin −1 (1 / 2√n) (16) The calculation of the expression (16) is performed by the acceleration described above. This is performed by storing the value of the output interval T N calculated last in the control process and the output interval T N 'calculated in the constant speed control process, and adding these.

【0083】次いでステップS42に移行して、タイマ
を再スタートし、次いでステップS43に移行して、タ
イマカウント値NT3が出力間隔TN +TN ′に達したか
否かを判定し、達していないときには達するまで待機
し、達したときには、ステップS44に移行してインバ
ータ23に対してステップモータを1ステップ進める転
流パルスを出力してからステップS45に移行して、現
在の駆動回数nが“1”をデクリメントした値を新たな
駆動回数nとして設定し、次いでステップS46に移行
して、駆動回数nが“0”であるか否かを判定し、駆動
回数nが“0”であるときにはそのまま図5の制御処理
を終了し、n>0であるときにはステップS47に移行
する。
Then, the flow shifts to step S42 to restart the timer, and then shifts to step S43, where it is determined whether or not the timer count value NT3 has reached the output interval TN + TN '. If not, the process waits until it reaches the limit. If the count has reached, the process proceeds to step S44 to output a commutation pulse for advancing the step motor by one step to the inverter 23, and then proceeds to step S45. The value obtained by decrementing “1” is set as a new number of drive times n, and then the process proceeds to step S46 to determine whether or not the number of drive times n is “0”. If the number of drive times n is “0”, The control process of FIG. 5 is terminated as it is, and when n> 0, the process proceeds to step S47.

【0084】このステップS47では、駆動回数nをも
とに位相角算出用記憶テーブルを参照して位相角φN
算出し、次いでステップS48に移行して、前記(2)
式と同様の演算を行って出力間隔TN を算出し、次いで
ステップS49に移行してタイマを再スタートさせてか
らステップS50に移行し、タイマカウント値NT4が出
力間隔TN に達したか否かを判定し、出力間隔TN に達
していないときには達するまで待機し、出力間隔TN
達したときには前記ステップS44に移行する。
In this step S47, the phase angle φ N is calculated by referring to the phase angle calculation storage table based on the number of times of driving n, and then the flow shifts to step S48, where (2)
The output interval T N is calculated by performing the same operation as in the equation, and then the process proceeds to step S49 to restart the timer, and then proceeds to step S50 to determine whether the timer count value NT4 has reached the output interval T N. If the output interval T N has not been reached, the process waits until the output interval T N has been reached. If the output interval T N has been reached, the process proceeds to step S44.

【0085】そして、図6のステップS2〜S4の処理
及び図8〜図10の処理が制御手段に対応し、このうち
図8のステップS23〜S25の処理、図9のステップ
S31,S32の処理及び図10のステップS41,S
44〜S50の処理が出力間隔算出手段に対応し、図8
のステップS35〜S36の処理、図9のステップS2
6〜S28の処理及び図10のステップS42〜S4
4,S49,S50の処理が信号出力手段に対応してい
る。
The processes in steps S2 to S4 in FIG. 6 and the processes in FIGS. 8 to 10 correspond to the control means, of which the processes in steps S23 to S25 in FIG. 8 and the processes in steps S31 and S32 in FIG. And steps S41 and S41 in FIG.
8 correspond to the output interval calculating means.
Steps S35 to S36, Step S2 in FIG.
6 to S28 and steps S42 to S4 in FIG.
The processes in steps S4, S49 and S50 correspond to the signal output means.

【0086】したがって、今、ステップモータ10が停
止しており、外部の制御装置から動作指令が入力されて
いない状態であるものとする。この状態で、外部の制御
装置から加速動作指令が制御回路40に入力されると、
先ず、図7の固有振動角周波数計測処理を行って、図1
1(a)に示すように、時刻t0でステップモータ10
を1ステップ分駆動する転流パルスをインバータ23に
出力して、ロータを図11(b)に示すように、位置θ
(t) を−1から0まで駆動して、その間にステップモー
タ10におけるロータの固有振動角周波数βを算出する
と共に、その逆数1/βを算出し、ロータの回転が1度
反転した後再度反転する時点t1 で固有振動角周波数計
測処理を終了して、図8の加速制御処理に移行する。
Therefore, it is assumed that the step motor 10 is stopped and no operation command is input from an external control device. In this state, when an acceleration operation command is input to the control circuit 40 from an external control device,
First, the natural vibration angular frequency measurement processing of FIG.
1 (a), at time t0, the stepping motor 10
Is output to the inverter 23 for driving the rotor by one step, and the rotor is moved to the position θ as shown in FIG.
(t) is driven from -1 to 0, during which a natural vibration angular frequency β of the rotor of the step motor 10 is calculated, and its reciprocal 1 / β is calculated. The natural vibration angular frequency measurement processing is ended at the time point t 1 when the inversion is performed, and the process proceeds to the acceleration control processing in FIG.

【0087】この加速制御処理では、先ず駆動回数nを
“0”に設定し(ステップS21)、次いでステップモ
ータ10のロータを1ステップ進める駆動パルスをイン
バータ23に出力する(ステップS22)。
In this acceleration control process, first, the number of times n of driving is set to “0” (step S21), and then a driving pulse for advancing the rotor of the step motor 10 by one step is output to the inverter 23 (step S22).

【0088】これによって、ロータは図11(a)に示
すように、時刻t1 から速度ω(t)が増加して加速を開
始すると共に、位置θ(t) が図11(b)に示すように
−1から“0”に向かって正転する。
As a result, as shown in FIG. 11A, the rotor starts to accelerate as the speed ω (t) increases from time t 1 , and the position θ (t) becomes as shown in FIG. 11B. As shown in FIG.

【0089】次いで、駆動回数nをインクリメントして
新たな駆動回数n=1を設定し(ステップS23)、次
いでこの駆動回数n=1をもとに位相角算出用記憶テー
ブルを参照して、位相角φ1 を算出し(ステップS2
4)、算出した位相角φ1 と固有振動角周波数βの逆数
1/βとをもとに前記(2)式の演算を行って出力間隔
N を算出する(ステップS25)。
Next, the number of times of drive n is incremented to set a new number of times of drive n = 1 (step S23). Then, based on the number of times of drive n = 1, a phase angle calculation storage table is referred to and the phase is calculated. Calculate the angle φ 1 (step S2
4) Based on the calculated phase angle φ 1 and the reciprocal 1 / β of the natural vibration angular frequency β, the output interval T N is calculated by performing the calculation of the equation (2) (step S25).

【0090】次いで、タイマをスタートさせ(ステップ
S26)、このタイマのカウント値NT1が出力間隔TN
に達するまで待機し、時刻t2 でカウント値NT1が出力
間隔TN に達すると、タイマを停止させてから第2回目
の転流パルスをインバータ23に出力する(ステップS
28,S29,S22)。
[0090] Then, the timer is started (step S26), the count value N T1 of the timer output interval T N
Wait until, when the count value N T1 at time t 2 reaches the output interval T N, and outputs from the timer to stop the second round of commutation pulses to the inverter 23 (step S
28, S29, S22).

【0091】この時刻t2 では、ロータの速度ω(t) が
最大となり、位置θ(t) が図11(b)に示すように1
ステップ分回転した位置“0”となり、この時刻t2
転流パルスがインバータ23に出力されることにより、
ロータが逆転することなく再度ロータの速度ω(t) が連
続して増加すると共に、位置θ(t) が−1から“0”に
向けて回転する。
At this time t 2 , the rotor speed ω (t) becomes maximum and the position θ (t) becomes 1 as shown in FIG.
The position becomes “0” rotated by the step, and at this time t 2 , a commutation pulse is output to the inverter 23,
The rotor speed ω (t) continuously increases again without reversing the rotor, and the position θ (t) rotates from −1 to “0”.

【0092】その後、駆動回数nがn=2に設定される
と共に、この駆動回数n=2をもとに位相角算出用記憶
テーブルを参照して位相角φ2 が算出され、次いでこの
位相角φ2 と固有振動角周波数βの逆数とをもとに前記
(2)式の演算を行って新たな第2回目の出力間隔T2
を算出し、この出力間隔T2 が経過した時刻t3 で第3
回目の転流パルスがインバータ23に出力されて再度ロ
ータが加速され、その後時刻t4 で第4回目の転流パル
スがインバータ23に出力されて再度ロータが加速さ
れ、駆動回数n=4をもとに第4回目の出力間隔T4
算出される。
Thereafter, the number of driving times n is set to n = 2, and based on the number of driving times n = 2, the phase angle φ 2 is calculated by referring to the phase angle calculation storage table. Based on φ 2 and the reciprocal of the natural vibration angular frequency β, the calculation of the above equation (2) is performed to obtain a new second output interval T 2
Is calculated, at time t 3 when the output interval T 2 has passed the third
The fourth commutation pulse is output to the inverter 23 to accelerate the rotor again, and then at time t 4 , the fourth commutation pulse is output to the inverter 23 to accelerate the rotor again. Then, the fourth output interval T 4 is calculated.

【0093】この加速状態では、位置θ(t) が−1と0
の範囲にあり正の平均トルクを発生して加速度を発生さ
せ、加速状態を継続する。
In this acceleration state, the position θ (t) becomes −1 and 0
, A positive average torque is generated to generate acceleration, and the acceleration state is continued.

【0094】この加速中に、外部の制御装置から定速動
作指令が制御回路40に入力されると、図8の加速制御
処理において、タイマカウント値NT1が出力間隔T4
達した時刻t5 でステップS28に移行してタイマを停
止し、次いでステップS28に移行して、定速動作指令
が入力されているので、ステップS22に移行して転流
パルスをインバータ23に出力することなく、加速制御
処理を終了して、図9の定速制御処理に移行する。
[0094] During this acceleration, the constant-speed operation command from an external control device are inputted to the control circuit 40, the acceleration control processing of FIG. 8, the time t of the timer count value N T1 reaches the output interval T 4 In step 5 , the process proceeds to step S28 to stop the timer. Then, the process proceeds to step S28. Since the constant speed operation command has been input, the process proceeds to step S22 without outputting a commutation pulse to the inverter 23. After ending the acceleration control process, the process proceeds to the constant speed control process of FIG.

【0095】このため、ステップモータ10のロータ
は、図11(a)に示すように、本来速度ω(t) が
“0”となる時刻t5 で転流パルスがインバータに出力
されないので正転状態から反転して逆転状態となり、速
度ω(t) が減少する。
[0095] Therefore, the rotor of the step motor 10, as shown in FIG. 11 (a), since the commutation pulse at time t 5 the original speed ω of (t) is "0" is not output to the inverter forward The state is reversed from the state to the reverse state, and the speed ω (t) decreases.

【0096】一方、図9の定速制御処理では、駆動回数
n=4のままであるので、この駆動回数n=4をもとに
記憶テーブルを参照してsin -1(1/2√4)の値を算
出し(ステップS31)、次いで前記(12)式の演算
を行って、定速制御用出力間隔T4 ′を算出し、この定
速制御用出力間隔T4 ′が経過した時刻t6 で1ステッ
プ分の転流パルスがインバータ23に出力される。
On the other hand, in the constant speed control process shown in FIG. 9, since the number of driving times n = 4, the storage table is referred to based on the number of driving times n = 4 and sin −1 (1 / 2√4) calculating the value of) (step S31), then the (12) by performing the calculation of the equation, 'is calculated, the constant speed control output interval T 4' constant speed control output interval T 4 time has passed commutation pulses of one step at t 6 is output to the inverter 23.

【0097】この時刻T6 では、ステップモータ10の
ロータが逆転して速度ω(t) は減速状態となっており、
ロータの位置θ(t) は+1/2に達して半ステップ分戻
った位置となっている。この時刻t6 で1ステップ分の
転流パルスがインバータ23に供給されることにより、
過渡現象を生じることなくステップモータ10のロータ
が再度正転して加速し、時刻t7 で速度ω(t) が最大点
に達した後減速状態となり、時刻t8 でタイマカウント
値NT3が出力間隔T4 ′の2倍に達すると、再度1ステ
ップ分の転流パルスがインバータ23に出力され、次い
で時刻t9 で速度ω(t) が最大点に達した後減速状態と
なり、時刻t10でタイマカウント値NT2が出力間隔T
4 ′の2倍に達すると、再度1ステップ分の転流パルス
がインバータ23に出力される。
At the time T 6 , the rotor of the step motor 10 rotates in the reverse direction, and the speed ω (t) is in a decelerating state.
The position θ (t) of the rotor reaches + 戻 っ and is a position returned by half a step. By commutating pulses in one step in this time t 6 is supplied to the inverter 23,
The rotor of the stepping motor 10 without causing transient accelerating rotating forward again, the speed omega (t) becomes the deceleration state after reaching the maximum point at time t 7, the timer count value N T3 at time t 8 is When the output interval reaches twice the output interval T 4 ′, a commutation pulse for one step is output to the inverter 23 again. Then, at time t 9 , the speed ω (t) reaches the maximum point, and then the motor enters a deceleration state. When the timer count value NT2 is 10 , the output interval T
When it reaches twice 4 ', a commutation pulse for one step is output to the inverter 23 again.

【0098】したがって、この定速制御状態では、位置
θ(t) が±1/2の範囲で変化することにより、平均ト
ルクが“0”となって、ステップモータ10のロータが
定速回転駆動される。
Accordingly, in this constant speed control state, the position θ (t) changes within a range of ± 1/2, so that the average torque becomes “0” and the rotor of the step motor 10 is driven at a constant speed. Is done.

【0099】その後、時刻t10を過ぎた時点で外部の制
御装置から減速動作指令が制御回路40に入力される
と、図9の定速制御処理において、タイマカウント値N
T3が出力間隔T4 ′の2倍に達すると、ステップS36
からステップS37に移行し、減速動作指令が入力され
ているので、図9の定速制御処理を終了して、図10の
減速制御処理に移行する。
[0099] Thereafter, when the deceleration command from an external control device are inputted to the control circuit 40 at the time when after time t 10, the constant speed control process in FIG. 9, the timer count value N
When T3 reaches twice the output interval T 4 ', step S36
Then, the process proceeds to step S37, and since the deceleration operation command has been input, the constant speed control process in FIG. 9 ends, and the process proceeds to the deceleration control process in FIG.

【0100】この減速制御処理では、ステップS41で
ステップモータ10におけるロータの速度ω(t) が最大
点に達するまでの出力間隔T4 ′と加速時の転流パルス
を出出力するまでの出力間隔T4 とを加算した出力間隔
4 +T4 ′を算出してからタイマを再スタートさせ、
このタイマのカウント値NT4が出力間隔T4 +T4 ′に
達するまでは待機し、時刻t11で出力間隔T4 +T4
に達すると、ステップS44に移行して、1ステップ分
の転流パルスをインバータ23に出力することにより、
ステップモータ10のロータを1ステップ分駆動する。
In this deceleration control process, an output interval T 4 ′ until the rotor speed ω (t) of the step motor 10 reaches the maximum point in step S 41 and an output interval until the commutation pulse is output during acceleration are output. After calculating the output interval T 4 + T 4 ′ by adding T 4 , the timer is restarted,
Count value N T4 of the timer output interval T 4 + T 4 'until it reaches the wait, output interval T 4 + T 4 at time t 11'
Is reached, the process proceeds to step S44 to output a commutation pulse for one step to the inverter 23,
The rotor of the step motor 10 is driven for one step.

【0101】この時刻t11ではステップモータ10のロ
ータが逆転して位置θ(t) が+1に達したときに転流パ
ルスがインバータ23に供給されるので、減速状態への
移行が過渡現象なく円滑に行われる。
[0102] Since the commutation pulse when position the rotor is reversed in the time t 11 in the step motor 10 theta of (t) has reached the +1 is supplied to the inverter 23, the transition to the deceleration state without transients It is performed smoothly.

【0102】その後、駆動回数nが“1”だけデクリメ
ントされてn=3となり、この駆動回数n=3に応じた
位相角φ3 が算出され、これに応じた出力間隔T3 が算
出され、タイマカウント値NT5が出力間隔T3 に達し
て、位置θ(t) が+1に達する時刻t12で再度転流パル
スがインバータ23に出力され、次いで、駆動回数nが
n=2となり、この駆動回数n=2に応じた位相角φ2
が算出され、これに応じた出力間隔T2 が算出され、タ
イマカウント値NT5が出力間隔T2 に達して、位置θ
(t) が+1に達する時刻t13で再度転流パルスがインバ
ータ23に出力され、さらに、駆動回数nがn=1とな
り、この駆動回数n=1に応じた位相角φ1が算出さ
れ、これに応じた出力間隔T1 が算出され、タイマカウ
ント値NT5が出力間隔T1 に達して、位置θ(t) が+1
に達する時刻t14で再度転流パルスがインバータ23に
出力される。その後、ステップS45に移行したとき
に、駆動回数nがn=0となるので、ステップS46か
らステップS47に移行することなく減速制御処理を終
了すると共に、図6の制御処理も終了する。
Thereafter, the number of driving times n is decremented by “1” to become n = 3, a phase angle φ 3 corresponding to the number of driving times n = 3 is calculated, and an output interval T 3 corresponding thereto is calculated. timer count value n T5 reaches the output interval T 3, the position theta (t) is again commutation pulse at time t 12 to reach +1 is outputted to the inverter 23, then drive count n n = 2, and this Phase angle φ 2 according to the number of driving times n = 2
Is calculated, and the output interval T 2 is calculated accordingly. When the timer count value NT 5 reaches the output interval T 2 , the position θ
Again commutation pulse at time t 13 to (t) reaches +1 is outputted to the inverter 23, and further, the drive number n is n = 1, and the phase angle phi 1 according to the number of times of driving n = 1 is calculated, is output interval T 1 corresponding to this calculation, the timer count value N T5 reaches the output interval T 1, the position theta (t) +1
Again commutation pulse at time t 14 to reach is output to the inverter 23. Thereafter, when the process shifts to step S45, the number of times of driving n becomes n = 0, so that the deceleration control process ends without shifting from step S46 to step S47, and the control process of FIG. 6 also ends.

【0103】このように減速制御状態では、図11
(b)に示すように、位置θ(t) が0と+1との範囲に
あり負の平均トルクを発生することにより、減速度を発
生させ、減速状態を継続し、駆動回数nがn=1となっ
て出力間隔T1 が経過した時刻t 14で1ステップ分の転
流パルスがインバータ23に出力されるので、従来例に
おける最終ステップ遅延ダンピングと同様に停止時の振
動を抑制することができる。
In the deceleration control state as described above, FIG.
As shown in (b), the position θ (t) falls within the range of 0 and +1.
Deceleration is generated by generating a negative average torque.
And the deceleration state is continued, and the driving frequency n becomes n = 1.
Output interval T1 Time t has elapsed 14For one step
Current pulse is output to the inverter 23,
In the same way as the final step delay damping in
Movement can be suppressed.

【0104】なお、上記実施形態では、加減速状態での
加減速度を制御することはできないが、制御回路40で
インバータ23の転流パルスを供給する際に、転流信号
をパルス幅変調回路41でパルス幅変調して転流パルス
を形成し、このときのデューティ比を制御することによ
り、ステップモータ10に供給する3相交流信号の電流
値を制御することができ、これによって加減速度を制御
することができる。
In the above embodiment, the acceleration / deceleration in the acceleration / deceleration state cannot be controlled. However, when the control circuit 40 supplies the commutation pulse of the inverter 23, the commutation signal is converted to the pulse width modulation circuit 41. By controlling the duty ratio at this time by forming a commutation pulse by pulse width modulation, the current value of the three-phase AC signal supplied to the step motor 10 can be controlled, thereby controlling the acceleration / deceleration. can do.

【0105】このように、上記実施形態によると、加速
状態及び減速状態では、無振動状態で加速及び減速を行
うことができ、加速状態から定速状態への移行時及び定
速状態から減速状態への移行時にも無振動状態で円滑に
移行することができる。
As described above, according to the above-described embodiment, in the acceleration state and the deceleration state, acceleration and deceleration can be performed without vibration, and when shifting from the acceleration state to the constant speed state and from the constant speed state to the deceleration state. The transition can also be made smoothly without vibration even when the transition to.

【0106】しかも、固有振動角周波数βの計測を開放
相における還流ダイオードの導通状態を把握することに
より行うようにしたので、回転方向を検出可能なエンコ
ーダを設けることなく、ステップモータ10のロータが
正転から逆転への転換期を正確に検出することができ、
インバータ23に1ステップ分の転流パルスを与えた時
点からロータが正転から逆転に転換する時点までの経過
時間を計測することにより、固有振動角周波数βを正確
に計測することができる。
Moreover, since the measurement of the natural vibration angular frequency β is performed by grasping the conduction state of the return diode in the open phase, the rotor of the step motor 10 can be used without providing an encoder capable of detecting the rotation direction. The turning point from normal rotation to reverse rotation can be accurately detected,
By measuring the elapsed time from the time when the commutation pulse for one step is given to the inverter 23 to the time when the rotor switches from normal rotation to reverse rotation, the natural vibration angular frequency β can be accurately measured.

【0107】そして、ステップ角1.58°、保持トル
ク700gcm、慣性モーメント80gcm2 の三相H
Bステップモータを使用し、ステップモータの回転軸に
ロータリエンコーダを取付けて位置θ及び速度ωの測定
を行って位置応答特性の実験を行った結果を図12に示
す。この図12では、ロータ位置θは±π(電気角)の
範囲で示しており、その初期位置は−πに設定してい
る。また、転流信号の立ち上がり及び立ち下がり時に転
流パルスをインバータに与えている。最初に転流パルス
の後に、開放相の還流ダイオードの導通を検出すること
により、固有振動角周波数βの測定を行い、2ステップ
転流させている。このとき、速度ωは略“0”で、位置
θは初期位置−πから2/3π(2ステップ)移動して
いる。加速期間では測定したβに基づき転流タイミング
を決定し、速度が最大の時刻で転流を繰り返している。
図12の場合には3回加速し、6パルス(電気角の1周
期)の定速運転を行い、3回減速して停止している。加
速時、加速から定速及び定速から減速への移行期間、停
止時の何れにおいても不要な振動を生じることはなく、
良好な駆動特性が得られており、前述した転流パルスの
制御方法の妥当性を示している。
Then, a three-phase H having a step angle of 1.58 °, a holding torque of 700 gcm, and a moment of inertia of 80 gcm 2.
FIG. 12 shows the results of an experiment of the position response characteristics by using a B step motor, mounting a rotary encoder on the rotation shaft of the step motor, measuring the position θ and the speed ω, and performing an experiment on the position response characteristics. In FIG. 12, the rotor position θ is shown in a range of ± π (electrical angle), and its initial position is set to −π. Also, a commutation pulse is given to the inverter when the commutation signal rises and falls. First, after the commutation pulse, the conduction of the open-phase freewheeling diode is detected to measure the natural oscillation angular frequency β, and two-step commutation is performed. At this time, the speed ω is substantially “0”, and the position θ has moved from the initial position −π by 3π (two steps). In the acceleration period, the commutation timing is determined based on the measured β, and the commutation is repeated at the time when the speed is maximum.
In the case of FIG. 12, the motor is accelerated three times, performs a constant speed operation of six pulses (one cycle of the electrical angle), decelerates three times, and stops. During acceleration, during the transition period from acceleration to constant speed and from constant speed to deceleration, unnecessary vibration does not occur during any of stop,
Good driving characteristics were obtained, indicating the validity of the method for controlling the commutation pulse described above.

【0108】さらに、図13に、慣性モーメントを2.
5倍にした場合の位置応答の実験結果を示し、図12の
場合に比較して、振動周期が1.5倍に伸びているが、
不要な振動を生じることはなく、図12と同様な良好な
加減速特性が得られている。これは、センサレス回転方
向検出により、固有振動周期を測定しているので、たと
え慣性モーメントが変化しても、特別な設定なしに良好
な駆動特性が得られることを意味している。
Further, FIG.
FIG. 12 shows an experimental result of the position response when the frequency is increased by a factor of 5, and the vibration period is extended by 1.5 times as compared with the case of FIG.
Unnecessary vibration does not occur, and good acceleration / deceleration characteristics similar to those in FIG. 12 are obtained. This means that since the natural vibration period is measured by sensorless rotation direction detection, even if the moment of inertia changes, good drive characteristics can be obtained without any special setting.

【0109】なお、上記実施形態においては、3相HB
ステップモータに本発明を適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、他の型式例えば
5相のハイブリッドステップモータ、PM型のステップ
モータ、VR型のステップモータ等にも本発明を適用す
ることができる。
In the above embodiment, the three-phase HB
Although the case where the present invention is applied to the step motor has been described, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to other types such as a 5-phase hybrid step motor, a PM type step motor, a VR type step motor, and the like. Can be applied.

【0110】また、上記実施形態においては、プリンタ
のキャリッジを駆動する三相HBステップモータに本発
明を適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、OA機器、FA機器等の任意の移動機
構を駆動するステップモータに本発明を適用することが
できる。
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the three-phase HB stepping motor for driving the carriage of the printer has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to a step motor that drives an arbitrary moving mechanism.

【0111】さらに、上記実施形態においては、固有振
動角周波数βの計測を開放相における還流ダイオードの
同通状態を検出することにより、ステップモータのロー
タの回転方向の反転時点を検出する場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、ステップモータ
10の回転軸に回転方向を検出可能な例えば90度の位
相差を有するパルス信号を出力可能なエンコーダを適用
して、ロータ回転方向が反転する時点を検出するように
してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the measurement of the natural vibration angular frequency β is performed to detect the reversal of the rotation direction of the rotor of the step motor by detecting the common state of the return diode in the open phase. However, the present invention is not limited to this, and an encoder capable of outputting a pulse signal having a phase difference of, for example, 90 degrees, capable of detecting the rotation direction, is applied to the rotation axis of the step motor 10, and the rotation direction of the rotor is reversed. The point of time at which the operation is performed may be detected.

【0112】さらにまた、上記実施形態においては、定
速走行状態で、位置θ(t) を±1/2の範囲で制御する
場合について説明したが、これに限定されるのもではな
く、例えば±1/4〜±3/4程度の範囲内における任
意の範囲で設定するようにしてもよく、この場合には前
記(13)〜(15)式の左辺の値を設定範囲の値に変
更すればよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the position θ (t) is controlled in the range of ± 1/2 in the constant speed running state has been described. However, the present invention is not limited to this. The value may be set in an arbitrary range within a range of about ± 1/4 to ± 3/4. In this case, the value on the left side of Expressions (13) to (15) is changed to a value in the setting range. do it.

【0113】なおさらに、上記実施形態においては、加
速状態から定速状態に移行し、この定速状態から減速状
態に移行して停止させる場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、加速状態から定速状態に移
行した後さらに加速状態に移行したり、減速状態から定
速状態に移行した後再度減速状態に移行したり、様々な
速度パターンでステップモータを制御することができ
る。
Further, in the above-described embodiment, the case where the vehicle shifts from the acceleration state to the constant speed state and shifts from the constant speed state to the deceleration state and stops is described. However, the present invention is not limited to this. The step motor can be controlled with various speed patterns, such as shifting from the acceleration state to the constant speed state and further shifting to the acceleration state, shifting from the deceleration state to the constant speed state and then shifting to the deceleration state again.

【0114】[0114]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び10
に係る発明によれば、ステップモータの固有振動を2次
の振動系に近似させ、その2次の振動系方程式に基づい
てインバータ手段に対する転流信号の出力間隔を算出
し、算出した出力間隔で転流信号をインバータ手段に出
力することにより、ロータの固有振動を考慮してロータ
速度の最大点で転流信号を出力してインバータ手段でス
テップモータを1ステップ進める転流を行うことがで
き、モータ定数や負荷が変化しても不要な振動を確実に
抑制することができるという効果が得られる。
As described above, claims 1 and 10
According to the invention, the natural vibration of the step motor is approximated to a secondary vibration system, and the output interval of the commutation signal to the inverter means is calculated based on the secondary vibration system equation. By outputting the commutation signal to the inverter means, a commutation signal can be output at the maximum point of the rotor speed in consideration of the natural vibration of the rotor, and the inverter means can perform commutation by advancing the step motor by one step. An effect is obtained that unnecessary vibration can be reliably suppressed even if the motor constant or the load changes.

【0115】また、請求項2に係る発明によれば、イン
バータ手段に対すステップモータを1ステップ進める転
流信号を出力する出力間隔TN を固有振動各周波数β及
び位相角φN に基づいて算出することにより、ロータ速
度が最大となる時点で次のステップに対する転流信号を
正確に出力することができ、無振動整定を行うことがで
きるという効果が得られる。
According to the second aspect of the present invention, the output interval T N for outputting a commutation signal for advancing the stepping motor by one step to the inverter means is calculated based on each frequency β and the phase angle φ N of the natural vibration. By doing so, the commutation signal for the next step can be accurately output at the time when the rotor speed becomes maximum, and the effect that vibrationless settling can be performed can be obtained.

【0116】さらに、請求項3に係る発明によれば、駆
動回数nをもとに記憶テーブルを参照することにより、
位相角φN を算出することができ、複雑な演算を行うこ
となく、位相角φN を算出することができ、出力間隔T
N の算出も固有振動角周波数βの逆数1/βを予め算出
して記憶しておくことにより、和演算と積演算とを夫々
1回行うだけで容易に行うことができるという効果が得
られる。
Further, according to the third aspect of the present invention, by referring to the storage table based on the number of driving times n,
The phase angle φ N can be calculated, the phase angle φ N can be calculated without performing a complicated operation, and the output interval T
By calculating and storing the reciprocal 1 / β of the natural vibration angular frequency β in advance also in the calculation of N , an effect is obtained that the sum operation and the product operation can be easily performed only once each. .

【0117】さらにまた、請求項4に係る発明によれ
ば、加速状態から定速状態に移行する際に、加速時の出
力間隔TN に定速時の出力間隔TN ′=(1/β)sin
-1(1/2√n)を加算することにより、転流信号の出
力を遅らせて、振動を生じることなく定速状態に移行さ
せ、その後定速時の出力間隔TN ′毎に転流信号をイン
バータ手段に供給することにより、不要な振動を確実に
抑制して定速状態を維持することができるという効果が
得られる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, when shifting from the acceleration state to the constant speed state, the output interval T N during acceleration is changed to the output interval T N ′ at constant speed = (1 / β ) Sin
By adding -1 (1 / 2√n), the output of the commutation signal is delayed to shift to a constant speed state without generating vibration, and thereafter commutation is performed at every constant speed output interval T N '. By supplying the signal to the inverter means, it is possible to obtain an effect that unnecessary vibration can be surely suppressed and a constant speed state can be maintained.

【0118】なおさらに、請求項5に係る発明によれ
ば、駆動回数nを基に記憶テーブルを参照することによ
り、直ちにsin -1(1/2√n)を算出することがで
き、定速時の出力間隔TN ′の算出も1/βを予め算出
して記憶しておくことにより、和演算と積演算とを夫々
1回行うだけで定速時の出力間隔TN ′を容易に行うこ
とができるという効果が得られる。
According to the fifth aspect of the present invention, sin -1 (1 / 2√n) can be immediately calculated by referring to the storage table based on the number of driving times n, and the constant speed can be calculated. output interval T N when 'by previously calculated and stored even 1 / beta calculation of, only output interval T N of the constant-speed performs the sum operation and product operation respectively once' easily The effect that can be performed is obtained.

【0119】また、請求項6に係る発明によれば、イン
バータ手段に供給する転流信号をパルス幅変調手段でパ
ルス幅変調して供給し、そのデューティ比を制御するこ
とにより、ステップモータに供給する駆動電流を制御す
ることにより、加減速時の加減速度を制御することがで
きるという効果が得られる。
According to the invention of claim 6, the commutation signal supplied to the inverter means is pulse width modulated by the pulse width modulation means and supplied, and the duty ratio is controlled to supply the commutation signal to the step motor. By controlling the driving current to be applied, the effect of controlling the acceleration / deceleration during acceleration / deceleration can be obtained.

【0120】さらに、請求項7に係る発明によれば、駆
動制御開始する前に、固有振動角周波数計測手段で固有
振動角周波数βを計測するようにしているので、個々の
ステップモータに最適な転流信号制御を行うことができ
るという効果が得られる。
Further, according to the seventh aspect of the present invention, the natural vibration angular frequency β is measured by the natural vibration angular frequency measuring means before the start of the drive control. The effect that commutation signal control can be performed is obtained.

【0121】さらにまた、請求項8に係る発明によれ
ば、停止状態からスナップモータのロータを1ステップ
分駆動し、このときの経過時間を計測して固有振動角周
波数βを算出する。このとき、ロータの1ステップ分は
ロータの回転方向を計測可能なエンコーダを使用してロ
ータが正転を始めてから逆転する迄の時間又は逆転を始
めてから正転するまでの時間を計測し、これを2倍すれ
ば固有振動角周波数βを正確に算出することができると
いう効果が得られる。
Further, according to the invention of claim 8, the rotor of the snap motor is driven for one step from the stop state, and the elapsed time at this time is measured to calculate the natural vibration angular frequency β. At this time, for one step of the rotor, an encoder capable of measuring the rotation direction of the rotor is used to measure the time from when the rotor starts to rotate forward to the time when the rotor starts rotating reversely, or the time from when the rotor starts to rotate backwards to when the rotor rotates forward. Is doubled, the natural vibration angular frequency β can be accurately calculated.

【0122】なおさらに、請求項9に係る発明によれ
ば、3相ステップモータである場合には、開放相に現れ
る逆起電力波形からロータの正逆転を検出することがで
き、エンコーダを用いることなく、ロータの正逆転の経
過時間を計測することにより、固有振動各周波数βを正
確に算出することができるという効果が得られる。
Further, according to the ninth aspect of the present invention, when the motor is a three-phase step motor, it is possible to detect the forward / reverse rotation of the rotor from the back electromotive force waveform appearing in the open phase, and use an encoder. Instead, by measuring the elapsed time of the forward / reverse rotation of the rotor, it is possible to obtain the effect that each natural vibration frequency β can be accurately calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】還流ダイオード導通検出回路の具体的構成を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a freewheeling diode conduction detection circuit.

【図3】ロータ振動時に回転方向が逆転した時点を検出
する原理を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a point in time when the rotation direction is reversed during rotor vibration.

【図4】開放相をB相としたときのチョッピングシーケ
ンスを示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a chopping sequence when the open phase is a B phase.

【図5】還流ダイオードの導通状態を示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a conduction state of a freewheel diode.

【図6】制御回路の制御処理の一例を示すフローチャー
トである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control process of a control circuit.

【図7】図6の固有振動角周波数計測処理の具体例を示
すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a specific example of a natural vibration angular frequency measurement process of FIG. 6;

【図8】図6の加速制御処理の具体例を示すフローチャ
ートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a specific example of the acceleration control process of FIG. 6;

【図9】図6の定速制御処理の具体例を示すフローチャ
ートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a specific example of the constant speed control process of FIG. 6;

【図10】図6の減速制御処理の具体例を示すフローチ
ャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a specific example of the deceleration control process of FIG.

【図11】本発明の動作の説明に供するタイムチャート
である。
FIG. 11 is a time chart for explaining the operation of the present invention.

【図12】位置応答特性の実験結果を示す説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an experimental result of a position response characteristic.

【図13】慣性モーメントを2.5倍に設定した場合の
位置応答特性の実験結果を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an experimental result of a position response characteristic when the moment of inertia is set to 2.5 times.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 3相HB(ハイブリッド)ステップモータ 20 駆動回路 21 商用交流電源 22 コンバータ 23 インバータ 30 還流ダイオード導通検出回路 31 コンパレータ部 32 演算増幅器 33 演算増幅器 34 導通ダイオード変化検出部 40 制御回路 41 パルス幅変調回路 Da+ 還流ダイオード Da- 還流ダイオード Db+ 還流ダイオード Db- 還流ダイオード Dc+ 還流ダイオード Dc- 還流ダイオード Ta+ トランジスタ Ta- トランジスタ Tb+ トランジスタ Tb- トランジスタ Tc+ トランジスタ Tc- トランジスタDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Three-phase HB (hybrid) step motor 20 Drive circuit 21 Commercial AC power supply 22 Converter 23 Inverter 30 Freewheeling diode conduction detection circuit 31 Comparator part 32 Operational amplifier 33 Operational amplifier 34 Conduction diode change detection part 40 Control circuit 41 Pulse width modulation circuit Da + Freewheel diode Da - freewheel diode Db + freewheel diode Db - freewheel diode Dc + freewheel diode Dc - freewheel diode Ta + transistor Ta - transistor Tb + transistor Tb - transistor Tc + transistor Tc - transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤木 泰文 岡山県岡山市津島中3−1−1 岡山大学 工学部電気電子工学科内 Fターム(参考) 5H580 AA05 BB02 BB05 CA03 CA12 DD05 EE03 FA14 FA24 FB03 FD02 GG04 HH24 HH35  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yasufumi Akagi 3-1-1 Tsushimanaka, Okayama City, Okayama Pref. Okayama University Faculty of Engineering, Department of Electrical and Electronic Engineering F-term (reference) HH24 HH35

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 供給された転流信号に基づいてステップ
モータを駆動するインバータ手段と、駆動指令に基づい
て前記インバータ手段に供給する転流信号を生成する制
御手段とを備えたステップモータ制御装置において、前
記制御手段は、固有振動角周波数、位置の初期値、初期
速度に基づく2次の振動系方程式に基づいて前記転流信
号の出力間隔を算出する出力間隔算出手段と、該出力間
隔算出手段で算出した出力間隔で前記転流信号を出力す
る信号出力手段とを備えていることを特徴とするステッ
プモータ制御装置。
1. A step motor control device comprising: inverter means for driving a step motor based on a supplied commutation signal; and control means for generating a commutation signal to be supplied to the inverter means based on a drive command. Wherein the control means comprises: an output interval calculating means for calculating an output interval of the commutation signal based on a secondary vibration system equation based on a natural vibration angular frequency, an initial value of a position, and an initial speed; And a signal output means for outputting the commutation signal at an output interval calculated by the means.
【請求項2】 前記出力間隔算出手段は、加速時に、駆
動回数をn、固有振動角周波数をβ、位相角をφとした
ときに、TN =(π/2−φN )/βで表されるパルス
間隔TN を算出するように構成されていることを特徴と
する請求項1記載のステップモータ制御装置。
2. The output interval calculating means calculates T N = (π / 2−φ N ) / β, where n is the number of drives, β is the natural vibration angular frequency, and φ is the phase angle during acceleration. 2. The stepping motor control device according to claim 1, wherein the stepping motor control device is configured to calculate a represented pulse interval T N.
【請求項3】 前記出力間隔算出手段は、駆動回数nと
位相角φN との関係を表す記憶テーブルを備えているこ
とを特徴とする請求項2に記載のステップモータ制御装
置。
3. The step motor control device according to claim 2, wherein said output interval calculating means includes a storage table indicating a relationship between the number of driving times n and a phase angle φ N.
【請求項4】 前記パルス間隔算出手段は、加速状態か
ら定速状態に移行するときに、駆動回数をn、固有振動
角周波数をβ、加速時のパルス間隔をTN としたとき
に、TN +TN ′=TN +(1/β)sin -1(1/2√
n)で表されるパルス間隔TN ′を算出するように構成
されていることを特徴とする請求項1記載のステップモ
ータ制御装置。
4. When the pulse interval calculating means shifts from the acceleration state to the constant speed state, the number of driving times is n, the natural vibration angular frequency is β, and the pulse interval during acceleration is T N. N + TN ′ = TN + (1 / β) sin −1 (1 / 2√
2. The stepping motor control device according to claim 1, wherein the pulse interval T N ′ represented by n) is calculated.
【請求項5】 前記パルス間隔算出手段は、駆動回数n
とsin -1(1/2√n)との関係を表す記憶テーブルを
備えていることを特徴とする請求項4に記載のステップ
モータ制御装置。
5. The method according to claim 1, wherein the pulse interval calculating unit calculates the number of driving times n.
5. The step motor control device according to claim 4, further comprising a storage table that represents a relationship between the step motor and sin −1 (1 / 2√n).
【請求項6】 前記信号出力手段は、前記インバータ手
段に供給する転流信号を形成するパルス幅変調手段を備
えており、該パルス幅変調手段のデューティ比を制御す
ることにより加速度を制御するように構成されているこ
とを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のステッ
プモータ制御装置。
6. The signal output means includes pulse width modulation means for forming a commutation signal to be supplied to the inverter means, and the acceleration is controlled by controlling a duty ratio of the pulse width modulation means. The step motor control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the step motor control device is configured as follows.
【請求項7】 前記制御手段は、駆動制御開始前に、固
有振動角周波数を計測する固有振動角周波数計測手段を
備えていることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに
記載のステップモータ制御装置。
7. The step according to claim 1, wherein said control means includes a natural vibration angular frequency measuring means for measuring a natural vibration angular frequency before starting drive control. Motor control device.
【請求項8】 前記固有振動角周波数計測手段は、駆動
制御開始前に、停止状態からロータを1ステップ分駆動
し、このときの経過時間を計測して固有振動角周波数を
算出するように構成されていることを特徴とする請求項
7に記載のステップモータ制御装置。
8. The natural vibration angular frequency measuring means drives the rotor by one step from a stopped state before starting drive control, and measures an elapsed time at this time to calculate a natural vibration angular frequency. The step motor control device according to claim 7, wherein:
【請求項9】 前記固有振動角周波数計測手段は、ステ
ップモータが3相ステップモータである場合に、開放相
に現れる逆起電力波形を計測して固有振動角周波数を算
出するように構成されていることを特徴とする請求項7
に記載のステップモータ制御装置。
9. The natural vibration angular frequency measuring means is configured to calculate a natural vibration angular frequency by measuring a back electromotive force waveform appearing in an open phase when the step motor is a three-phase step motor. 8. The method according to claim 7, wherein
3. The step motor control device according to claim 1.
【請求項10】 駆動指令に基づいて転流信号を生成
し、生成した転流信号をインバータ手段に供給してステ
ップモータを開ループ駆動制御するステップモータ制御
方法において、前記インバータ手段に転流信号を供給す
る際に、固有振動角周波数、位置の初期値、初期速度に
基づく2次の振動系方程式に基づいて前記転流信号の出
力間隔を算出する工程と、算出された出力間隔で転流信
号を前記インバータ手段に出力する工程とを備えたこと
を特徴とするステップモータ制御方法。
10. A step motor control method for generating a commutation signal based on a drive command and supplying the generated commutation signal to an inverter means to control open-loop driving of a step motor. Calculating the output interval of the commutation signal based on a natural vibration angular frequency, an initial value of the position, and a secondary vibration system equation based on the initial speed; and commutation at the calculated output interval. Outputting a signal to the inverter means.
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