JP2005160243A - Motor control arrangement - Google Patents

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JP2005160243A JP2003396889A JP2003396889A JP2005160243A JP 2005160243 A JP2005160243 A JP 2005160243A JP 2003396889 A JP2003396889 A JP 2003396889A JP 2003396889 A JP2003396889 A JP 2003396889A JP 2005160243 A JP2005160243 A JP 2005160243A
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Kenichi Kishimoto
憲一 岸本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stable and excellent rotational fluctuation characteristics at always by settling fluctuation in the rotational fluctuation characteristics, related to a motor control arrangement equipped with a fine speed controlling function. <P>SOLUTION: A control calculation cycle setting means 107 is provided to vary the cycle of a control calculation means 103 according to the fine control value of speed command. Thus, the speed is fine controlled without degrading the rotational fluctuation characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モータの回転速度あるいは回転位置を制御するモータの制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor control device that controls the rotational speed or rotational position of a motor.

例えば、複写機など画像形成装置においてモータがギア等を介せずに感光体などを直接、駆動する場合には、モータの回転速度が数十(r/min)など比較的低くなることが多い。このような場合、採用されるモータ制御方式としては、予め定められた一定の周期にて、制御演算処理を行う方式が一般的である(例えば、特許文献1参照)。ただし、モータの回転速度が低いため、モータ自身のコギングあるいはトルクリップルなどのトルク変動要因により、モータの回転に同期した繰り返し周期の固有の回転むら成分が顕著に発生する。   For example, in an image forming apparatus such as a copying machine, when a motor directly drives a photosensitive member without a gear or the like, the rotational speed of the motor is often relatively low, such as several tens (r / min). . In such a case, as a motor control method employed, a method of performing control arithmetic processing at a predetermined constant cycle is generally used (see, for example, Patent Document 1). However, since the rotation speed of the motor is low, a torque fluctuation factor such as cogging of the motor itself or torque ripple causes a remarkable rotation unevenness component with a repetition cycle synchronized with the rotation of the motor.

しかしながら、画像形成装置においては、印刷品質の向上のため感光体などを低い回転むらで回転させる必要がある。そのため、N個(Nは正の整数)の直列に接続されたメモリ群を含む補償器をフィードバック制御のループ内に備えることで、上述の繰り返し周期の回転むらを低減させる手段が採られることがある(例えば、特許文献2参照)。また、センサー信号を内挿処理することによって、モータの回転位置を高分解能に検出する方法などが挙げられる(例えば、特許文献3参照)。   However, in the image forming apparatus, it is necessary to rotate the photoconductor with low rotation unevenness in order to improve print quality. Therefore, by providing a compensator including N (N is a positive integer) series-connected memory group in the feedback control loop, a means for reducing the rotation unevenness of the above-described repetition cycle may be adopted. Yes (see, for example, Patent Document 2). Further, there is a method of detecting the rotational position of the motor with high resolution by interpolating the sensor signal (see, for example, Patent Document 3).

図5に従来のモータ制御装置の構成を示す。   FIG. 5 shows the configuration of a conventional motor control device.

図5に示す従来のモータ制御装置の構成は、図1に示す本発明の実施例と一部を除き、全く同一の構成であるため、相違点のみ説明する。502は加算手段であり、速度指令の基準値と速度指令の微調値を加算し、制御演算手段103に出力する。501は、制御演算周期設定手段であるが、本発明の図1の107とは詳細な構成が異なるので、詳細な構成を図6に示す。   The configuration of the conventional motor control device shown in FIG. 5 is the same as that of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and only the differences will be described. Reference numeral 502 denotes an addition unit that adds the reference value of the speed command and the fine adjustment value of the speed command and outputs the result to the control calculation unit 103. Reference numeral 501 denotes a control calculation cycle setting means, but the detailed configuration is different from that of FIG.

図6において、303は割り込み周期設定手段であるが、本発明の図3における割り込み周期設定手段303と全く同一であり、基準周期の値に従って制御演算手段103の演算処理を起動するための割り込み周期を設定する。この場合、基準周期の値は固定値なので、制御演算手段103の演算処理が実行される周期も固定となる。   In FIG. 6, 303 is an interrupt cycle setting means, which is exactly the same as the interrupt cycle setting means 303 in FIG. 3 of the present invention, and is an interrupt cycle for starting the arithmetic processing of the control arithmetic means 103 according to the value of the reference cycle. Set. In this case, since the value of the reference period is a fixed value, the period in which the calculation process of the control calculation unit 103 is executed is also fixed.

このように構成されたモータ制御装置により、モータ101の回転速度が速度指令の値に一致するように制御するフィードバック制御のループが形成されており、速度ゲイン乗算手段125と位置ゲイン乗算手段126の各ゲインに適正な値を与えることにより、モータ101の回転速度、すなわち位置検出手段102の出力を微分した値が、速度指令の基準値に速度指令の微調値を加えた値に一致するように制御される。よって、速度指令の基準値を固定し、速度指令の微調値を変化させることにより、モータ101の回転速度を微調することができる。
特開2003−9564号公報 特開昭63−80783号公報 特開平09−103086号公報
The motor control device configured as described above forms a feedback control loop for controlling the rotation speed of the motor 101 to match the value of the speed command. The speed gain multiplication means 125 and the position gain multiplication means 126 By giving appropriate values to the respective gains, the rotational speed of the motor 101, that is, the value obtained by differentiating the output of the position detecting means 102 is matched with the value obtained by adding the fine value of the speed command to the reference value of the speed command. Be controlled. Therefore, the rotational speed of the motor 101 can be finely adjusted by fixing the reference value of the speed command and changing the fine adjustment value of the speed command.
JP 2003-9564 A JP 63-80783 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-103086

しかしながら、上記従来の構成では、予め定められた一定の周期にて、制御演算手段及
び補償器の処理を実行しているため、速度指令を基準値から変化させて、モータの回転速度を微調整すると、モータの回転速度の変化に従ってモータの回転むらの周波数も変化する。従って、モータの回転むらの周波数と補償器が回転むらを抑圧する作用を及ぼす周波数との間にずれが生じ、結果として補償器の効果が低下する、すなわちモータの回転むらが悪化するという課題があった。
However, in the above-described conventional configuration, since the processing of the control calculation means and the compensator is executed at a predetermined fixed period, the speed command is changed from the reference value to finely adjust the rotation speed of the motor. Then, the frequency of the rotation unevenness of the motor also changes according to the change of the rotation speed of the motor. Therefore, a deviation occurs between the frequency of the motor rotation unevenness and the frequency at which the compensator acts to suppress the rotation unevenness. As a result, the effect of the compensator decreases, that is, the motor rotation unevenness deteriorates. there were.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、モータの回転速度を微調整した場合においても、回転むらを悪化させることなく、良好なモータ制御性能を発揮するモータ制御装置を提供することを目的とする。   The present invention solves such a conventional problem, and provides a motor control device that exhibits good motor control performance without deteriorating rotational unevenness even when the rotational speed of the motor is finely adjusted. The purpose is to do.

上記課題を解決するために本発明は、モータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力値を取り込み、その値を微分して得られる前記モータの回転速度が速度指令の基準値に一致するように作用するフィードバック制御のための演算処理を行う制御演算手段と前記制御演算手段の出力値を取り込み、所定の処理を行い出力する補償器と前記制御演算手段の出力値に前記補償器の出力値を加算する加算手段とその加算された値に従って前記モータを駆動するモータ駆動手段と速度指令の微調値に応じて前記制御演算手段の演算処理を実行する周期を可変する制御演算周期設定手段とを備えたものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a position detection means for detecting the rotational position of a motor, the output value of the position detection means, and the rotational speed of the motor obtained by differentiating the value is a speed command. A control arithmetic means for performing arithmetic processing for feedback control that operates so as to match a reference value, an output value of the control arithmetic means, and a compensator that outputs by performing predetermined processing and an output value of the control arithmetic means Control for varying the period for performing the arithmetic processing of the control arithmetic means according to the fine adjustment value of the speed command and the motor driving means for driving the motor according to the added value, the adding means for adding the output value of the compensator Arithmetic cycle setting means.

本発明のモータ制御装置によれば、モータの回転速度を微調整した場合においても、回転むらが変化しないという有利な効果が得られる。また、モータ固有の繰り返し周期の回転むらが抑圧されるため、極めて良好な回転むら性能が維持されるという効果が得られる。   According to the motor control device of the present invention, there is an advantageous effect that even when the rotation speed of the motor is finely adjusted, the rotation unevenness does not change. Further, since the rotation unevenness of the repetition cycle inherent to the motor is suppressed, an effect that extremely good rotation unevenness performance is maintained can be obtained.

本発明の請求項1に記載の発明は、モータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力値を取り込み、その値を微分して得られる前記モータの回転速度が速度指令の基準値に一致するように作用するフィードバック制御のための演算処理を行う制御演算手段と前記制御演算手段の出力値を取り込み、所定の処理を行い出力する補償器と前記制御演算手段の出力値に前記補償器の出力値を加算する加算手段とその加算された値に従って前記モータを駆動するモータ駆動手段と速度指令の微調値に応じて前記制御演算手段の演算処理を実行する周期を可変する制御演算周期設定手段とを備えたものであり、回転むらを変化させずに、前記モータの回転速度を微調整することを可能にするという作用を有する。   The invention according to claim 1 of the present invention is a position detection means for detecting the rotational position of the motor, and an output value of the position detection means, and the rotational speed of the motor obtained by differentiating the value is a speed command. The control arithmetic means for performing arithmetic processing for feedback control that operates so as to match the reference value of the control, the output value of the control arithmetic means, the compensator for outputting by performing predetermined processing, and the output value of the control arithmetic means Adding means for adding the output value of the compensator, motor driving means for driving the motor in accordance with the added value, and a cycle for executing the arithmetic processing of the control arithmetic means in accordance with the fine adjustment value of the speed command. And a control calculation cycle setting means, and has the effect of making it possible to finely adjust the rotation speed of the motor without changing the rotation unevenness.

請求項2に記載の発明は、補償器が、直列に接続されたN個(Nは正の整数)のメモリ群を含み、前記メモリ群によってNサンプルだけ遅延された値を出力すると同時に、その出力値と入力値とを加算して再び前記メモリ群に入力する処理を制御演算手段の演算処理を行う周期のQ倍(Qは正の整数)の周期で実行するものであり、モータ固有の繰り返し周期の回転むらを抑圧し、極めて良好な回転むら性能を維持しながら、前記モータの回転速度を微調整することを可能にするという作用を有する。   In a second aspect of the present invention, the compensator includes N (N is a positive integer) memory groups connected in series, and outputs a value delayed by N samples by the memory groups. The process of adding the output value and the input value and inputting the value again into the memory group is executed at a cycle Q times (Q is a positive integer) the cycle of performing the calculation process of the control calculation means. It has the effect of suppressing the rotation unevenness of the repetitive cycle and making it possible to finely adjust the rotation speed of the motor while maintaining a very good rotation unevenness performance.

以下、本発明のより具体的な実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例のモータ制御装置の構成を示す図である。図1において101はモータであり、102はモータ101の回転位置を示す値を出力する位置検出手段である。さらに、位置検出手段102は、モータ101の回転に従って互いに位相が90度異な
る2相の正弦波信号を発生するセンサー111とセンサー111の出力信号をモータ101の回転位置を示すディジタル値に変換する信号変換手段112によって構成される。センサー111は、例えば磁気抵抗素子などで構成され、信号変換手段112は、一例として、特許文献3に示されるようにセンサー信号を内挿処理することによって、モータの回転位置を高分解能に検出する方法などが挙げられる。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a motor, and reference numeral 102 denotes a position detection unit that outputs a value indicating the rotational position of the motor 101. Further, the position detection means 102 generates a two-phase sine wave signal that is 90 degrees out of phase with each other according to the rotation of the motor 101, and a signal for converting the output signal of the sensor 111 into a digital value indicating the rotation position of the motor 101. It is comprised by the conversion means 112. The sensor 111 is composed of, for example, a magnetoresistive element, and the signal conversion unit 112 detects, for example, the rotational position of the motor with high resolution by interpolating the sensor signal as disclosed in Patent Document 3. The method etc. are mentioned.

103は制御演算手段である。制御演算手段103の内部では、例えばマイクロコンピュータによって次に説明するような演算処理が実行される。所定のタイミングで制御演算手段103の内部に取り込まれた位置検出手段102の出力値は、微分手段121によって微分演算されることで、モータ101の回転速度に相当する値になる。この値は、差分演算手段124によって速度指令の基準値との差、すなわち速度誤差が計算された後、速度ゲイン乗算手段125によって、所定の速度ゲインが乗算される。また、速度指令の基準値は積分手段122によって積分演算され位置指令に相当する値になるが、この値は差分演算手段123によって位置検出手段102の出力値との差、すなわち位置誤差が計算された後、位置ゲイン乗算手段126によって、所定の位置ゲインが乗算される。速度ゲイン乗算手段125の出力値と位置ゲイン乗算手段126の出力値は、加算手段127によって加算された後、制御演算手段103の出力値として出力される。   Reference numeral 103 denotes control calculation means. Inside the control calculation means 103, for example, a calculation process described below is executed by a microcomputer. The output value of the position detection unit 102 taken into the control calculation unit 103 at a predetermined timing is differentiated by the differentiation unit 121 to become a value corresponding to the rotation speed of the motor 101. After this difference is calculated by the difference calculation means 124 from the reference value of the speed command, that is, a speed error, the speed gain multiplication means 125 multiplies the value by a predetermined speed gain. The reference value of the speed command is integrated by the integrating means 122 and becomes a value corresponding to the position command. This difference is calculated by the difference calculating means 123 from the difference from the output value of the position detecting means 102, that is, the position error. After that, the position gain multiplication means 126 multiplies a predetermined position gain. The output value of the speed gain multiplication means 125 and the output value of the position gain multiplication means 126 are added by the addition means 127 and then output as the output value of the control calculation means 103.

制御演算手段103の出力値は補償器105に入力される。補償器105の出力値は、加算手段106によって制御演算手段103の出力値と合成された後、トルク指令値としてモータ駆動手段104に入力される。モータ駆動手段104は、入力されたトルク指令値に比例した電流をモータ101に流すことによって駆動トルクを発生しモータ101を駆動する。なお、モータ駆動手段104は、モータ101に流れる電流を検出する電流検出手段133とモータ101にトルク指令値に相当する電流が流れるように電流制御の演算を行う電流制御手段131とモータ101に電流を供給する駆動段132によって構成される。107は制御演算周期設定手段であり、速度指令の微調値に従って制御演算手段103の演算処理を実行する周期を可変して設定する。   The output value of the control arithmetic unit 103 is input to the compensator 105. The output value of the compensator 105 is combined with the output value of the control arithmetic unit 103 by the adding unit 106 and then input to the motor driving unit 104 as a torque command value. The motor driving means 104 generates a driving torque by driving a current proportional to the input torque command value to the motor 101 to drive the motor 101. The motor drive unit 104 includes a current detection unit 133 that detects a current flowing through the motor 101, a current control unit 131 that performs a current control calculation so that a current corresponding to a torque command value flows through the motor 101, and a current through the motor 101. It is comprised by the drive stage 132 which supplies this. Reference numeral 107 denotes control calculation cycle setting means, which variably sets the cycle for executing the calculation processing of the control calculation means 103 according to the fine adjustment value of the speed command.

以上、説明したように、図1に示すモータ制御装置では、モータ101の回転速度が速度指令の基準値に一致するように制御するフィードバック制御のループが形成されており、速度ゲイン乗算手段125の速度ゲインと位置ゲイン乗算手段126の位置ゲインにそれぞれ適正な値を与えることにより、モータ101の回転速度が、速度指令の基準値に一致するように制御される。   As described above, in the motor control device shown in FIG. 1, a feedback control loop for controlling the rotation speed of the motor 101 to match the reference value of the speed command is formed. By giving appropriate values to the speed gain and the position gain of the position gain multiplying means 126, the rotational speed of the motor 101 is controlled to match the reference value of the speed command.

次に、補償器105の詳細について説明する。図2は、補償器105の詳細な構成を示す図である。図2において、201は入力フィルタ、202は加算手段、203はN個のメモリ群、204は安定化フィルタ、205は位相進み手段である。   Next, details of the compensator 105 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of the compensator 105. In FIG. 2, 201 is an input filter, 202 is an adding means, 203 is a group of N memories, 204 is a stabilization filter, and 205 is a phase advance means.

補償器105に入力された値は、まず、入力フィルタ201に入力される。入力フィルタ201の出力値は安定化フィルタ204の出力値と、加算手段202によって加算された後、直列に接続されたN個(Nは正の整数)のメモリ群203に入力される。この直列に接続されたN個のメモリ群203は、入力された値を1回の処理ごとに順次、直列に値をシフトする作用を有する。従って、このN個のメモリ群203によって入力値は、N回の処理時間だけ遅延されて出力され、安定化フィルタ204を通して出力される。安定化フィルタ204の出力値は、位相進み手段205によって所定の時間だけ位相が進められた後、補償器105の出力となる。ここで、入力フィルタ201と安定化フィルタ204は共にローパスフィルタであり、図1に示すように、補償器105がフィードバック制御のループ内に組み込まれた場合のフィードバック制御の安定性を確保するためのものである。また、位相進み手段205も同様にフィードバック制御の安定性を確保するためのものである。   The value input to the compensator 105 is first input to the input filter 201. The output value of the input filter 201 is added to the output value of the stabilization filter 204 by the adding means 202 and then input to N (N is a positive integer) memory group 203 connected in series. The N memory groups 203 connected in series have a function of sequentially shifting the input values in series for each process. Therefore, the input value is delayed by N processing times by the N memory groups 203 and output through the stabilization filter 204. The output value of the stabilization filter 204 becomes the output of the compensator 105 after the phase is advanced by a predetermined time by the phase advance means 205. Here, both the input filter 201 and the stabilization filter 204 are low-pass filters, and as shown in FIG. 1, in order to ensure the stability of the feedback control when the compensator 105 is incorporated in the feedback control loop. Is. Similarly, the phase advance means 205 is for ensuring the stability of the feedback control.

図2において、入力フィルタ201及び位相進み手段205は、図1における制御演算手段103と同一の周期で演算処理が実行されるが、一方、それ以外の処理を示す処理ブロック206は、制御演算手段103の演算処理の周期のQ倍(Qは正の整数)の周期、すなわち1/Q分周により演算処理が実行される。よって、制御演算手段103の演算処理が実行される周期をTとすると、処理ブロック206が実行される周期はQTであり、メモリ群203に入力された値がメモリ群203によって遅延され、再度、メモリ群203に入力されるまでの一巡に要する時間はNQTである。これの逆数を周波数fLとすると、fL=1/(NQT)の関係が成り立つ。上述のようにメモリ群203の出力がメモリ群203の入力に戻るというループを形成しているため、補償器105に入力される信号のうち、この周波数fの整数倍の周波数成分のみがメモリ群203の内部に蓄積されると同時に順次出力される。   In FIG. 2, the input filter 201 and the phase advance means 205 are subjected to arithmetic processing at the same cycle as the control arithmetic means 103 in FIG. The arithmetic processing is executed at a cycle of 103 times the arithmetic processing cycle 103 (Q is a positive integer), that is, 1 / Q frequency division. Therefore, if the cycle in which the calculation processing of the control calculation means 103 is executed is T, the cycle in which the processing block 206 is executed is QT, and the value input to the memory group 203 is delayed by the memory group 203. The time required for one cycle until input to the memory group 203 is NQT. When the reciprocal of this is the frequency fL, the relationship fL = 1 / (NQT) is established. Since a loop is formed in which the output of the memory group 203 returns to the input of the memory group 203 as described above, only the frequency component that is an integer multiple of this frequency f is included in the memory group. At the same time as it is stored in 203, it is sequentially output.

このようにモータ制御装置のフィードバック制御のループ内に組み込まれた補償器105は、上記の周波数fLの整数倍の周波数にてトルク指令の周期的な変動成分を補償し、周期的な外乱を抑圧する効果を発揮する。   Thus, the compensator 105 incorporated in the feedback control loop of the motor control device compensates the periodic fluctuation component of the torque command at a frequency that is an integral multiple of the frequency fL, and suppresses the periodic disturbance. Demonstrate the effect.

一般に、モータを回転させた時に生ずる回転むらは、モータ自身の構造、すなわち、着磁極数などに関連するモータ固有のトルク変動要因に起因し、モータの1回転周波数fwの整数倍の周波数の回転むらが生ずる。そこで、上記fLがこのfwに一致、または互いに整数倍の関係になるようにfLを設定することにより、トルク変動要因に起因する回転むらを抑圧し、極めて良好な回転むら特性を得ることが出来る。一例を挙げると、モータの回転速度が60.0(r/min)の場合、fw=1.00(Hz)であり、N=250、Q=4、T=1/1000(秒)とすると、fL=1.00(Hz)となり、fwに一致するため、補償器105の回転むらを抑圧する作用が効果を発揮し、極めて良好な回転むら特性を得ることが出来る。   In general, the rotation unevenness that occurs when the motor is rotated is caused by a motor-specific torque fluctuation factor related to the structure of the motor itself, that is, the number of magnetized magnetic poles, and the like. Unevenness occurs. Therefore, by setting fL so that the above fL coincides with this fw or has an integral multiple relationship with each other, the rotation unevenness due to the torque fluctuation factor can be suppressed, and a very good rotation unevenness characteristic can be obtained. . As an example, when the rotational speed of the motor is 60.0 (r / min), fw = 1.00 (Hz), N = 250, Q = 4, and T = 1/1000 (seconds). FL = 1.00 (Hz), which is equal to fw, the effect of suppressing the rotation unevenness of the compensator 105 is exerted, and a very good rotation unevenness characteristic can be obtained.

しかし、速度微調を行った場合、例えば上記の例において、回転速度を1%上昇させ、60.6(r/min)とすると、fw=1.01(Hz)となり、fL=1.00(Hz)とのずれが生ずるため、回転むら特性が悪化する。そこで、周期Tを変化させ、T=1/1010(秒)とすると、fL=1.01(Hz)となり、fw=1.01(Hz)に一致するため、再び良好な回転むら特性を得ることが出来る。   However, when speed fine adjustment is performed, for example, in the above example, if the rotational speed is increased by 1% and 60.6 (r / min), then fw = 1.01 (Hz) and fL = 1.00 ( Hz), causing uneven rotation characteristics. Therefore, if the period T is changed and T = 1/1010 (seconds), fL = 1.01 (Hz), which is equal to fw = 1.01 (Hz), so that a favorable rotation unevenness characteristic is obtained again. I can do it.

この場合、制御演算周期設定手段107の作用により制御演算が実行される周期Tが可変される。制御演算周期設定手段107の詳細な構成を図3に示す。速度指令の微調値は速度周期変換手段301に入力され、計算により速度から周期に変換された後、所定の定数が乗算され割り込み周期に相当する値に変換される。速度周期変換手段301の出力値は、基準周期、すなわち速度指令の微調値がゼロの場合の割り込み周期と加算手段302によって加算された後、割り込み周期設定手段303に入力される。割り込み周期設定手段303は、入力された値に従って制御演算手段103の演算処理を起動するための割り込み周期を設定する。   In this case, the cycle T in which the control calculation is executed is varied by the action of the control calculation cycle setting means 107. A detailed configuration of the control calculation cycle setting means 107 is shown in FIG. The fine value of the speed command is input to the speed cycle conversion unit 301, converted from speed to cycle by calculation, and then multiplied by a predetermined constant to be converted into a value corresponding to the interrupt cycle. The output value of the speed cycle conversion unit 301 is added by the adding unit 302 to the reference cycle, that is, the interrupt cycle when the fine adjustment value of the speed command is zero, and then input to the interrupt cycle setting unit 303. The interrupt cycle setting unit 303 sets an interrupt cycle for starting the calculation process of the control calculation unit 103 according to the input value.

このように制御演算周期設定手段107によって設定された割り込みの処理によって、制御演算手段103の演算処理が起動される様子を図4(a)〜(b)のタイミング図に示す。図4(a)〜(b)において、401〜405は、上記の割り込みによって起動された制御演算手段103の演算処理を示す。図4(a)の通り、時刻t1以降、時刻t2、t3・・・と周期Tの一定間隔で割り込みが発生し、このタイミングで制御演算手段103において位置検出手段102の出力が取り込まれると同時に演算処理が実行される。また、同図において406、407は、Q=4の場合の補償器105内部の処理ブロック206の演算処理を示す。このように、上記の割り込み4回のうち1回の割合で、すなわ
ち1/4分周により補償器105内部の処理ブロック206の演算処理が実行される。また、図4(b)は、図4(a)に対し、上記の割り込みの周期を若干大きくした場合を示している。
FIG. 4A to FIG. 4B show how the arithmetic processing of the control arithmetic means 103 is started by the interrupt processing set by the control arithmetic cycle setting means 107 in this way. 4A to 4B, reference numerals 401 to 405 denote arithmetic processing of the control arithmetic unit 103 activated by the interrupt. As shown in FIG. 4A, after time t1, interrupts are generated at regular intervals of time t2, t3... And period T, and at the same time, the output of the position detecting means 102 is taken in by the control arithmetic means 103. Arithmetic processing is executed. In the figure, reference numerals 406 and 407 denote arithmetic processing of the processing block 206 in the compensator 105 when Q = 4. Thus, the arithmetic processing of the processing block 206 in the compensator 105 is executed at a rate of one out of the four interrupts, that is, by 1/4 division. FIG. 4B shows a case where the above interrupt period is slightly increased compared to FIG. 4A.

モータ101の回転速度Sは、速度指令の値Cに対し、S=C/Tの関係にあり、速度指令の基準値をCr、速度指令の微調値をCtとすると、図5に示した構成のようにC=(Cr+Ct)とすると、S=(Cr+Ct)/Tであるので、速度指令の微調値Ctを変化させることで、通常は回転速度Sを変化させている。しかし、図1に示す本発明の実施例においては、周期Tを可変することによって、モータの回転速度Sを微調する。この場合、S=Cr/(Tr+Tt)とし、Trを固定値としTtを変化させる。この式に対し、Tt=−Tr×Ct/(Cr+Ct)と設定して代入計算すると、S=Cr/(Tr+Tt)=(Cr+Ct)/Trとなることが判る。従って、この計算結果からもTtを変化させること、すなわち周期Tを可変することにより同様な速度微調が可能なことが判る。   The rotational speed S of the motor 101 has a relationship of S = C / T with respect to the value C of the speed command. If the reference value of the speed command is Cr and the fine adjustment value of the speed command is Ct, the configuration shown in FIG. Thus, if C = (Cr + Ct), S = (Cr + Ct) / T. Therefore, the rotational speed S is normally changed by changing the fine adjustment value Ct of the speed command. However, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the rotational speed S of the motor is finely adjusted by varying the period T. In this case, S = Cr / (Tr + Tt), Tr is a fixed value, and Tt is changed. Substituting for this equation with Tt = −Tr × Ct / (Cr + Ct), it can be seen that S = Cr / (Tr + Tt) = (Cr + Ct) / Tr. Therefore, it can be seen from this calculation result that the same fine speed adjustment is possible by changing Tt, that is, by changing the period T.

このように、制御演算周期設定手段107によって、モータ101の回転速度を微調することが可能であり、モータ101の回転速度を微調した場合においても、常に安定した回転むら特性を得ることが出来る。   In this way, the rotation speed of the motor 101 can be finely adjusted by the control calculation cycle setting means 107, and even when the rotation speed of the motor 101 is finely adjusted, a stable rotation unevenness characteristic can always be obtained.

なお、補償器105の演算処理を制御演算手段103の演算処理と同期しないタイミングで実行した場合、すなわち上述の各実行周期の関係を示す値Qが整数でなかった場合には、たとえ周波数fwと周波数fLが一致したとしても、それぞれの演算処理の周波数(周期の逆数)の差分の周波数(ビート)の回転むら成分が現れ、回転むら特性が悪化するため、好ましくない。従って、上述の説明の様に、補償器105の演算処理は、制御演算手段103の演算処理と同期したタイミングで実行するのが望ましい。   When the calculation process of the compensator 105 is executed at a timing that is not synchronized with the calculation process of the control calculation unit 103, that is, when the value Q indicating the relationship between the execution cycles is not an integer, the frequency fw Even if the frequencies fL coincide with each other, it is not preferable because an uneven rotation component of the frequency (beat) of the difference between the frequencies (reciprocal of the cycle) of each calculation processing appears and the uneven rotation characteristic deteriorates. Therefore, as described above, it is desirable to execute the calculation process of the compensator 105 at a timing synchronized with the calculation process of the control calculation unit 103.

以上、説明したように、上記のような構成により、モータ回転速度の速度微調を行った場合においても、常に安定した良好な回転むら特性を得ることができる。   As described above, with the above-described configuration, even when the motor rotation speed is finely adjusted, a stable and excellent rotation unevenness characteristic can always be obtained.

本発明のモータ制御装置は、モータの回転速度を微調整した場合においても、極めて良好な回転むらを維持できるという効果を有し、例えば画像形成装置などにおいて感光体などを低速で直接に駆動し、なおかつ速度の微調整が必要な用途おいて有用である。   The motor control device of the present invention has an effect of maintaining extremely good rotation unevenness even when the rotation speed of the motor is finely adjusted. For example, in an image forming apparatus or the like, a photoconductor is directly driven at a low speed. It is useful in applications that require fine adjustment of the speed.

本発明の実施例におけるモータ制御装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the motor control apparatus in the Example of this invention. 本発明の実施例における補償器の詳細な構成を示すブロック図The block diagram which shows the detailed structure of the compensator in the Example of this invention 本発明の実施例おける制御演算周期設定手段の詳細な構成を示すブロック図The block diagram which shows the detailed structure of the control calculation period setting means in the Example of this invention. 本発明の実施例おける制御演算手段及び補償器の各処理の実行タイミングを説明するための図The figure for demonstrating the execution timing of each process of the control calculating means and compensator in the Example of this invention 従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional motor control device 従来のモータ制御装置における制御演算周期設定手段の詳細な構成を示すブロック図The block diagram which shows the detailed structure of the control calculation period setting means in the conventional motor control apparatus

符号の説明Explanation of symbols

101 モータ
102 位置検出手段
103 制御演算手段
104 モータ駆動手段
105 補償器
106、127、202、302、502 加算手段
107、501 制御演算周期設定手段
111 センサー
112 信号変換手段
121 微分手段
122 積分手段
123、124 差分演算手段
125 速度ゲイン乗算手段
126 位置ゲイン乗算手段
131 電流制御手段
132 駆動段
133 電流検出手段
201 入力フィルタ
203 メモリ群
204 安定化フィルタ
205 位相進み手段
206 処理ブロック
301 速度周期変換手段
303 割り込み周期設定手段
401〜407 演算処理
N、Q 正の整数
T 演算処理周期
S 回転速度
t 時刻
C 速度指令値
Cr 速度指令基準値
Ct 速度指令微調値
fL、fw 周波数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Motor 102 Position detection means 103 Control calculation means 104 Motor drive means 105 Compensator 106, 127, 202, 302, 502 Addition means 107, 501 Control calculation period setting means 111 Sensor 112 Signal conversion means 121 Differentiation means 122 Integration means 123, 124 Difference calculation means 125 Speed gain multiplication means 126 Position gain multiplication means 131 Current control means 132 Drive stage 133 Current detection means 201 Input filter 203 Memory group 204 Stabilization filter 205 Phase advance means 206 Processing block 301 Speed cycle conversion means 303 Interrupt period Setting means 401 to 407 Arithmetic processing N, Q Positive integer T Calculation processing cycle S Rotational speed t Time C Speed command value Cr Speed command reference value Ct Speed command fine adjustment value fL, fw Frequency

Claims (2)

モータの回転位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力値を取り込み、その値を微分して得られる前記モータの回転速度が速度指令の基準値に一致するように作用するフィードバック制御のための演算処理を行う制御演算手段と前記制御演算手段の出力値を取り込み、所定の処理を行い出力する補償器と前記制御演算手段の出力値に前記補償器の出力値を加算する加算手段とその加算された値に従って前記モータを駆動するモータ駆動手段と速度指令の微調値に応じて前記制御演算手段の演算処理を実行する周期を可変する制御演算周期設定手段とを備えたモータ制御装置。 Position detection means for detecting the rotational position of the motor, and feedback control that acts so that the rotational speed of the motor obtained by taking the output value of the position detection means and differentiating the value matches the reference value of the speed command Control arithmetic means for performing arithmetic processing for the control, an output value of the control arithmetic means, a compensator for performing predetermined processing and output, and an adding means for adding the output value of the compensator to the output value of the control arithmetic means And a motor control unit for driving the motor according to the added value and a control calculation cycle setting unit for varying the cycle for executing the calculation process of the control calculation unit according to the fine adjustment value of the speed command. . 補償器が、直列に接続されたN個(Nは正の整数)のメモリ群を含み、前記メモリ群によってNサンプルだけ遅延された値を出力すると同時に、その出力値と入力値とを加算して再び前記メモリ群に入力する処理を制御演算手段の演算処理を行う周期のQ倍(Qは正の整数)の周期で実行する請求項1記載のモータ制御装置。 The compensator includes N memory groups (N is a positive integer) connected in series, outputs a value delayed by N samples by the memory group, and simultaneously adds the output value and the input value. The motor control device according to claim 1, wherein the process to be input again to the memory group is executed at a cycle of Q times (Q is a positive integer) the cycle of performing the calculation process of the control calculation unit.
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