JP2007097329A - Motor controller, image forming apparatus, and method and program for controlling motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ制御装置、画像形成装置、モータ制御方法、およびモータ制御プログラムに関するものである。 The present invention relates to a motor control device, an image forming apparatus, a motor control method, and a motor control program.
近年、モータ制御において、アナログ回路の代わりに、安価な汎用のCPU(中央演算装置)やDSP(ディジタル信号処理プロセッサ)を用いてソフトウェア処理することでコストを低減させることのできるディジタル制御が導入されている。 In recent years, in the motor control, digital control that can reduce the cost by software processing using an inexpensive general-purpose CPU (central processing unit) or DSP (digital signal processor) instead of an analog circuit has been introduced. ing.
また、モータの制御技術としては、PID(Proportinal Integral Differential)制御に代表されるフィードバック制御がよく用いられている。フィードバック制御では、特に比例(P)要素と積分(I)要素の組み合わせを用いるPI制御の適用例が多く見られる。 As a motor control technique, feedback control represented by PID (Proportinal Integral Differential) control is often used. In feedback control, there are many application examples of PI control using a combination of a proportional (P) element and an integral (I) element.
しかし、モータと負荷が歯車やベルトなどで接続された多慣性系や、外乱要素の大きな系においては、PI制御のみで所望の停止精度を得るのは困難である。外乱に対しては、制御系をハイゲイン化して抑え込む手法がとられることが多いが、系の特性としてハイゲイン化にも限界がある。 However, in a multi-inertia system in which a motor and a load are connected by gears, a belt, or the like, or a system having a large disturbance element, it is difficult to obtain a desired stop accuracy only by PI control. For the disturbance, a technique of suppressing the control system by increasing the gain is often used, but there is a limit to increasing the gain as a characteristic of the system.
このような問題を解決するものとして、例えば工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法において、切削方向を反転する時期を予測して、積分時定数を変更する技術が開示されている(特許文献1参照)。 As a technique for solving such a problem, for example, in a servo control method for driving a feed axis of a machine tool, a technique for predicting a time when a cutting direction is reversed and changing an integration time constant is disclosed (Patent Document). 1).
しかしながら、上記特許文献1は、工作機械において硬度の高いものを切削するために、巨大なトルクを発生することを前提とした技術であり、例えば金属切削ほどの大きなトルクが生じない画像形成装置でのモータの制御としては、適切なものではなかった。 However, Patent Document 1 is a technique based on the premise that a huge torque is generated in order to cut a machine tool with high hardness. For example, the image forming apparatus does not generate a torque as large as that of metal cutting. The motor control was not appropriate.
モータの回転に対する外乱への対処法として用いられているものに、外乱オブザーバがある。外乱オブザーバは、制御対象に入力された指令値から入力トルクを推定し、さらに制御対象系の挙動を測定することによって実効駆動トルクを測定する。その両者の差を計算することにより、外乱トルクを推定し、この値を入力指令値にフィードバックすることで外乱の影響を低減するものである。 A disturbance observer is used as a method for dealing with disturbances caused by motor rotation. The disturbance observer estimates the input torque from the command value input to the controlled object, and further measures the effective drive torque by measuring the behavior of the controlled object system. By calculating the difference between the two, the disturbance torque is estimated, and this value is fed back to the input command value to reduce the influence of the disturbance.
しかしながら、外乱オブザーバは、指定値と駆動トルクが比例関係にある電流制御に適用されていたが、指令電圧値と駆動トルクが比例関係にない電圧制御での適用例では見られなかった。 However, the disturbance observer has been applied to the current control in which the specified value and the drive torque are in a proportional relationship, but has not been found in the application example in the voltage control in which the command voltage value and the drive torque are not in a proportional relationship.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外乱オブザーバを適用した電圧制御によるモータ制御装置、画像形成装置、モータ制御方法、およびモータ制御プログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a motor control device, an image forming apparatus, a motor control method, and a motor control program based on voltage control to which a disturbance observer is applied.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、駆動中のモータの回転角に基づいて前記モータに印加する電圧である電圧指令値を算出する駆動制御手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得手段と、前記回転角取得手段によって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出手段と、前記実効駆動トルク算出手段によって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出手段によって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出手段と、前記推定外乱トルク算出手段によって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出手段によって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償手段と、前記指令電圧補償手段によって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is a drive control means for calculating a voltage command value which is a voltage applied to the motor based on the rotation angle of the motor being driven. Based on the voltage command value calculated by the drive control means, command torque calculation means for calculating a command torque, which is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value, and calculation by the drive control means A rotation angle acquisition means for acquiring a rotation angle of the motor driven according to the voltage command value, and an effective drive that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquisition means Effective driving torque calculating means for calculating torque, effective driving torque calculated by the effective driving torque calculating means, and command torque calculating means Thus, based on the calculated command torque, estimated disturbance torque calculating means for calculating an estimated disturbance torque that is estimated to have changed due to the disturbance, and the estimation calculated by the estimated disturbance torque calculating means. Command voltage compensation value calculation means for calculating a command voltage compensation value that is a voltage corresponding to disturbance torque, the voltage command value calculated by the drive control means, and the command voltage calculated by the command voltage compensation value calculation means Command voltage compensation means for calculating a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on a compensation value; and voltage control means for applying the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation means to the motor. It is characterized by providing.
また、請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のモータ制御装置において、前記指令電圧補償値算出手段は、さらに前記モータの電圧−電流特性の逆特性の持つディジタルフィルタを用いて、前記推定外乱トルク算出手段によって算出された前記推定外乱トルクを前記指令電圧補償値に変換すること、を特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the motor control device according to the first aspect, the command voltage compensation value calculation means further uses a digital filter having a reverse characteristic of the voltage-current characteristic of the motor, The estimated disturbance torque calculated by the estimated disturbance torque calculating means is converted into the command voltage compensation value.
また、請求項3にかかる発明は、駆動中のモータの回転角に基づいて前記モータに印加する電圧である電圧指令値を算出する駆動制御手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得手段と、前記回転角取得手段によって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出手段と、前記実効駆動トルク算出手段によって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出手段によって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出手段と、前記推定外乱トルク算出手段によって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出手段によって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償手段と、前記指令電圧補償手段によって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御手段と、をディジタル信号処理演算によって行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided drive control means for calculating a voltage command value that is a voltage applied to the motor based on a rotation angle of the motor being driven, and the voltage command calculated by the drive control means. A command torque calculating means for calculating a command torque, which is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value based on the value, and a motor of the motor driven according to the voltage command value calculated by the drive control means. A rotation angle acquisition means for acquiring a rotation angle; an effective drive torque calculation means for calculating an effective drive torque that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquisition means; Based on the effective driving torque calculated by the effective driving torque calculating means and the command torque calculated by the command torque calculating means. An estimated disturbance torque calculating means for calculating an estimated disturbance torque that is the torque of the motor estimated to have changed due to the disturbance, and a command that is a voltage corresponding to the estimated disturbance torque calculated by the estimated disturbance torque calculating means. Based on the command voltage compensation value calculation means for calculating the voltage compensation value, the voltage command value calculated by the drive control means, and the command voltage compensation value calculated by the command voltage compensation value calculation means, the voltage command A command voltage compensation unit that calculates a corrected voltage command value with a corrected value and a voltage control unit that applies the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation unit to the motor are performed by digital signal processing calculation. It is characterized by.
また、請求項4にかかる発明は、紙搬送ベルトを駆動しているモータの回転角に基づいて前記モータに印加する電圧である電圧指令値を算出する駆動制御手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得手段と、前記回転角取得手段によって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出手段と、前記実効駆動トルク算出手段によって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出手段によって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出手段と、前記推定外乱トルク算出手段によって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出手段と、前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出手段によって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償手段と、前記指令電圧補償手段によって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御手段と、を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided drive control means for calculating a voltage command value that is a voltage applied to the motor based on the rotation angle of the motor driving the paper transport belt, and calculation by the drive control means. Command torque calculating means for calculating a command torque, which is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value, based on the voltage command value, and the voltage command value calculated by the drive control means. A rotation angle acquisition unit that acquires a rotation angle of the motor to be driven, and an effective drive torque that calculates an effective drive torque that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquisition unit A calculation means; the effective drive torque calculated by the effective drive torque calculation means; and the previous calculation calculated by the command torque calculation means. Corresponding to the estimated disturbance torque calculated by the estimated disturbance torque calculating means and the estimated disturbance torque calculating means for calculating the estimated disturbance torque that is the torque of the motor estimated to have changed due to the disturbance based on the command torque. Based on a command voltage compensation value calculation means for calculating a command voltage compensation value that is a voltage, the voltage command value calculated by the drive control means, and the command voltage compensation value calculated by the command voltage compensation value calculation means A command voltage compensation unit that calculates a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value, and a voltage control unit that applies the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation unit to the motor. Features.
また、請求項5にかかる発明は、駆動中のモータの回転角に基づいて前記モータに印加する電圧である電圧指令値を算出する駆動制御ステップと、前記駆動制御ステップによって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出ステップと、前記駆動制御ステップによって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得ステップと、前記回転角取得ステップによって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出ステップと、前記実効駆動トルク算出ステップによって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出ステップによって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出ステップと、前記推定外乱トルク算出ステップによって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出ステップと、前記駆動制御ステップによって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出ステップによって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償ステップと、前記指令電圧補償ステップによって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御ステップと、を有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a drive control step of calculating a voltage command value that is a voltage applied to the motor based on a rotation angle of the motor being driven, and the voltage command calculated by the drive control step. A command torque calculating step of calculating a command torque that is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value based on the value, and a motor of the motor driven according to the voltage command value calculated by the drive control step. A rotation angle acquisition step of acquiring a rotation angle; an effective drive torque calculation step of calculating an effective drive torque that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquisition step; The effective drive torque calculated in the effective drive torque calculation step and the command torque calculation step The estimated disturbance torque calculating step for calculating the estimated disturbance torque that is the torque of the motor estimated to have been changed due to the disturbance based on the command torque calculated in the above, and the estimated disturbance torque calculating step A command voltage compensation value calculation step for calculating a command voltage compensation value that is a voltage corresponding to the estimated disturbance torque, the voltage command value calculated by the drive control step, and the command calculated by the command voltage compensation value calculation step A command voltage compensation step for calculating a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on a voltage compensation value, and a voltage control step for applying the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation step to the motor It is characterized by having.
また、請求項6にかかる発明は、請求項5に記載されたモータ制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized by causing a computer to execute the motor control method according to claim 5.
請求項1にかかる発明によれば、駆動制御手段によって、駆動中のモータの回転角に基づいてモータに印加する電圧である電圧指令値を算出し、指令トルク算出手段によって、電圧指令値に基づいて、電圧指令値で駆動するモータの理論上のトルクである指令トルクを算出し、回転角取得手段によって、電圧指令値に従い駆動するモータの回転角を取得し、実効駆動トルク算出手段によって、モータの回転角に基づいてモータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出し、推定外乱トルク算出手段によって、実効駆動トルクおよび指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定されるモータのトルクである推定外乱トルクを算出し、指令電圧補償値算出手段によって、推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出し、指令電圧補償手段によって、電圧指令値および指令電圧補償値に基づいて、電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出し、電圧制御手段によって、補正電圧指令値をモータに印加することにより、外乱オブザーバを用いた電圧制御によるモータの制御を行うことができるため、高精度なモータ制御装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, the drive control means calculates a voltage command value that is a voltage to be applied to the motor based on the rotation angle of the motor being driven, and the command torque calculation means based on the voltage command value. The command torque, which is the theoretical torque of the motor driven by the voltage command value, is calculated, the rotation angle of the motor driven according to the voltage command value is acquired by the rotation angle acquisition means, and the motor is calculated by the effective drive torque calculation means. The effective driving torque that is the actual torque of the motor is calculated based on the rotation angle of the motor, and the torque of the motor is estimated to have been changed by the disturbance based on the effective driving torque and the command torque by the estimated disturbance torque calculating means. An estimated disturbance torque is calculated, and a command voltage compensation value that is a voltage corresponding to the estimated disturbance torque is calculated by the command voltage compensation value calculation means, The command voltage compensation means calculates a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value on the basis of the voltage command value and the command voltage compensation value, and the voltage control means applies the correction voltage command value to the motor. Since it is possible to control the motor by voltage control using an observer, there is an effect that a highly accurate motor control device can be provided.
また、請求項2にかかる発明によれば、指令電圧補償値算出手段は、さらにモータの電圧−電流特性の逆特性の持つディジタルフィルタを用いて、推定外乱トルクを指令電圧補償値に変換することにより、ディジタル制御が可能となり安価なCPUやDSPを使用してモータを制御することができるため、低コストなモータ制御装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 2, the command voltage compensation value calculation means further converts the estimated disturbance torque into the command voltage compensation value using a digital filter having a reverse characteristic of the voltage-current characteristic of the motor. Thus, digital control becomes possible, and the motor can be controlled using an inexpensive CPU or DSP, so that an inexpensive motor control device can be provided.
また、請求項3にかかる発明によれば、ディジタル信号処理演算によって、駆動制御手段によって、駆動中のモータの回転角に基づいてモータに印加する電圧である電圧指令値を算出し、指令トルク算出手段によって、電圧指令値に基づいて、電圧指令値で駆動するモータの理論上のトルクである指令トルクを算出し、回転角取得手段によって、電圧指令値に従い駆動するモータの回転角を取得し、実効駆動トルク算出手段によって、モータの回転角に基づいてモータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出し、推定外乱トルク算出手段によって、実効駆動トルクおよび指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定されるモータのトルクである推定外乱トルクを算出し、指令電圧補償値算出手段によって、推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出し、指令電圧補償手段によって、電圧指令値および指令電圧補償値に基づいて、電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出し、電圧制御手段によって、補正電圧指令値をモータに印加することにより、ディジタル信号処理専用プロセッサでのモータ制御ができるため、低コストなモータ制御装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 3, by the digital signal processing calculation, the drive control means calculates a voltage command value that is a voltage to be applied to the motor based on the rotation angle of the motor being driven, and calculates a command torque. Based on the voltage command value, the means calculates a command torque that is the theoretical torque of the motor driven by the voltage command value, and the rotation angle acquisition means acquires the rotation angle of the motor driven according to the voltage command value, The effective driving torque calculating means calculates the effective driving torque, which is the actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor, and the estimated disturbance torque calculating means changes the disturbance based on the effective driving torque and the command torque. Calculates the estimated disturbance torque, which is the estimated motor torque, and corresponds to the estimated disturbance torque by the command voltage compensation value calculation means. The command voltage compensation value, which is a voltage to be corrected, is calculated, the command voltage compensation means calculates the corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on the voltage command value and the command voltage compensation value, and is corrected by the voltage control means. By applying the voltage command value to the motor, the motor can be controlled by the dedicated processor for digital signal processing, so that it is possible to provide a low-cost motor control device.
また、請求項4にかかる発明によれば、駆動制御手段によって、紙搬送ベルトを駆動しているモータの回転角に基づいてモータに印加する電圧である電圧指令値を算出し、指令トルク算出手段によって、電圧指令値に基づいて、電圧指令値で駆動するモータの理論上のトルクである指令トルクを算出し、回転角取得手段によって、電圧指令値に従い駆動するモータの回転角を取得し、実効駆動トルク算出手段によって、モータの回転角に基づいてモータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出し、推定外乱トルク算出手段によって、実効駆動トルクおよび指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定されるモータのトルクである推定外乱トルクを算出し、指令電圧補償値算出手段によって、推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出し、指令電圧補償手段によって、電圧指令値および指令電圧補償値に基づいて、電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出し、電圧制御手段によって、補正電圧指令値をモータに印加することにより、高精度なモータの回転や停止の制御ができ、画像形成のための高精度な位置合わせができるため、高品質な画像を形成することができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 4, the drive control means calculates a voltage command value that is a voltage to be applied to the motor based on the rotation angle of the motor driving the paper transport belt, and the command torque calculation means. Based on the voltage command value, the command torque, which is the theoretical torque of the motor driven by the voltage command value, is calculated, and the rotation angle of the motor driven according to the voltage command value is acquired by the rotation angle acquisition means. The drive torque calculation means calculates the effective drive torque that is the actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor, and the estimated disturbance torque calculation means estimates that the change has occurred due to the disturbance based on the effective drive torque and the command torque. The estimated disturbance torque that is the torque of the motor to be calculated is calculated, and the voltage corresponding to the estimated disturbance torque is calculated by the command voltage compensation value calculation means. The command voltage compensation value is calculated, the command voltage compensation means calculates a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on the voltage command value and the command voltage compensation value, and the voltage control means calculates the correction voltage command value. By applying to the motor, it is possible to control the rotation and stop of the motor with high accuracy and to perform high-accuracy alignment for image formation, so that it is possible to form a high-quality image.
また、請求項5にかかる発明によれば、駆動制御ステップによって、駆動中のモータの回転角に基づいてモータに印加する電圧である電圧指令値を算出し、指令トルク算出ステップによって、電圧指令値に基づいて、電圧指令値で駆動するモータの理論上のトルクである指令トルクを算出し、回転角取得ステップによって、電圧指令値に従い駆動するモータの回転角を取得し、実効駆動トルク算出ステップによって、モータの回転角に基づいてモータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出し、推定外乱トルク算出ステップによって、実効駆動トルクおよび指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定されるモータのトルクである推定外乱トルクを算出し、指令電圧補償値算出ステップによって、推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出し、指令電圧補償ステップによって、電圧指令値および指令電圧補償値に基づいて、電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出し、電圧制御ステップによって、補正電圧指令値をモータに印加することにより、外乱オブザーバを用いた電圧制御によるモータの制御を行うことができるため、高精度なモータ制御方法を提供することができるという効果を奏する。 According to the fifth aspect of the present invention, the drive command step calculates a voltage command value that is a voltage to be applied to the motor based on the rotation angle of the motor being driven, and the command torque calculation step calculates the voltage command value. The command torque, which is the theoretical torque of the motor driven by the voltage command value, is calculated, the rotation angle of the motor driven according to the voltage command value is acquired by the rotation angle acquisition step, and the effective drive torque calculation step is performed. The effective driving torque, which is the actual torque of the motor, is calculated based on the rotation angle of the motor, and the estimated motor torque is estimated to have been changed by the disturbance based on the effective driving torque and the command torque in the estimated disturbance torque calculating step. The estimated disturbance torque is calculated, and the voltage corresponding to the estimated disturbance torque is calculated by the command voltage compensation value calculation step. A certain command voltage compensation value is calculated, a corrected voltage command value is calculated by correcting the voltage command value based on the voltage command value and the command voltage compensation value in the command voltage compensation step, and a corrected voltage command value is calculated in the voltage control step. By applying to the motor, it is possible to control the motor by voltage control using a disturbance observer, so that it is possible to provide a highly accurate motor control method.
また、請求項6にかかる発明によれば、請求項5に記載されたモータ制御方法をコンピュータに実行させることにより、外乱オブザーバを用いた電圧制御によるモータの制御を行うことができるため、高精度なモータ制御プログラムを提供することができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 6, since the motor control method according to claim 5 is executed by a computer, the motor can be controlled by voltage control using a disturbance observer. An effect is provided that a simple motor control program can be provided.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるモータ制御装置、画像形成装置、モータ制御方法、およびモータ制御プログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a motor control device, an image forming apparatus, a motor control method, and a motor control program according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
本実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明が適用されるモータ制御装置を含むプリンタ、ファクシミリなどの複合機の構成例について説明する。図1は、本実施の形態にかかるモータ制御装置を含む複合機の構成を示すブロック図である。ここでは、モータ制御装置100による複合機1の紙搬送ベルトを駆動するモータの制御について説明する。なお、かかるモータ制御装置100は、複合機1のような画像形成装置に用いることに限定されるものではなく、モータの制御を行う様々な装置に適用することができる。
The present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. First, a configuration example of a multifunction peripheral such as a printer or a facsimile including a motor control device to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a multifunction machine including a motor control device according to the present embodiment. Here, the control of the motor that drives the paper conveyance belt of the multifunction machine 1 by the
本実施の形態にかかる複合機1は、回転角取得部101と、駆動制御部102と、実効駆動トルク算出部103と、指令トルク算出部104と、推定外乱トルク算出部105と、指令電圧補償値算出部106と、指令電圧補償部107と、電圧制御部108と、を備えている。
The multifunction machine 1 according to the present embodiment includes a rotation
回転角取得部101は、回転角検出手段によって検出されたモータの回転角を取得するものである。モータの回転角とは、所定の時間にモータ軸が回転する角度である。回転角検出手段としては、例えばモータ軸に接続されたロータリエンコーダのパルスを測定する光学センサ装置、あるいは、モータからタイミングベルト等で接続された従動軸に接続されたロータリエンコーダのパルスを測定する光学センサなどを用いる。
The rotation
他の例として、回転角検出手段は、複合機1がモータ軸あるいは従動軸に紙搬送ベルトが接続されている場合、そのベルト表面の移動距離を検出してもよい。かかる場合、モータの回転角に相当する値を得るために、ベルト表面の移動距離を測定する光学センサなどを用いる。光学センサとしては、ディジタルエンコーダ、およびアナログエンコーダとAD(アナログ−ディジタル)変換器の組み合わせが挙げられる。以下の実施の形態においては、光学センサとしてディジタルエンコーダを用いた適用例について説明する。 As another example, when the multi-function device 1 has a paper conveyance belt connected to the motor shaft or the driven shaft, the rotation angle detection means may detect the moving distance of the belt surface. In such a case, in order to obtain a value corresponding to the rotation angle of the motor, an optical sensor for measuring the moving distance of the belt surface is used. Examples of the optical sensor include a digital encoder and a combination of an analog encoder and an AD (analog-digital) converter. In the following embodiments, application examples using a digital encoder as an optical sensor will be described.
駆動制御部102は、基本的なモータ制御を行うものである。駆動制御部102は、回転角取得部101によって取得されたモータの回転角に基づいて電圧指令値を算出し、後述する電圧制御部108に対して電圧指令値を出力するものである。また、駆動制御部102は、モータの回転を補正するために、電圧指令値を指令トルク算出部104に出力する。
The
電圧指令値とは、モータを制御するためにモータに印加する電圧値である。なお、駆動制御部102としては、制御アルゴリズムをプログラミングしたDSPボード、あるいはCPUボード等を用いてもよい。制御アルゴリズムとしては、PI制御、状態フィードバック制御、H∞制御等の一般的な制御方式を用いる。
The voltage command value is a voltage value applied to the motor in order to control the motor. As the
実効駆動トルク算出部103は、回転角取得部101によって取得されたモータの回転角から実効駆動トルクを算出するものである。実効駆動トルクとは、実際にモータが回転することによって生じるトルクである。
The effective drive torque calculation unit 103 calculates the effective drive torque from the rotation angle of the motor acquired by the rotation
指令トルク算出部104は、駆動制御部102によって算出された電圧指令値から指令トルクを算出するものである。指定トルクとは、電圧指定値の電圧をモータに印加した場合に理論上モータに生じるトルクである。
The command
推定外乱トルク算出部105は、実効駆動トルク算出部103によって算出された実効駆動トルクおよび指令トルク算出部104によって算出された指定トルク値から推定外乱トルクを算出するものである。推定外乱トルクとは、外乱によって変化したと推定されるトルクである。
The estimated disturbance
ところで、モータにある電圧値を印加した場合、モータには理論上印加した電圧値に対応するトルクが発生する。しかし、実際には、モータやモータで駆動するベルトの動作に伴い発生する誤差やロスなどの外乱によって、モータに想定したトルクを生じない場合がある。ここで、理論上のトルクが指令トルク算出部104で算出される指令トルクであり、実際のトルクが実効駆動トルク算出部103で算出される実効駆動トルクである。推定外乱トルク算出部105は、この指令トルクと実効駆動トルクとの差分値を求めることによって、想定したトルクを発生させるために必要なトルク、すなわち推定外乱トルクを算出するものである。
By the way, when a certain voltage value is applied to the motor, a torque corresponding to the theoretically applied voltage value is generated in the motor. However, in reality, there may be a case in which the torque assumed for the motor is not generated due to disturbance such as an error or loss that occurs with the operation of the motor or the belt driven by the motor. Here, the theoretical torque is the command torque calculated by the command
指令電圧補償値算出部106は、推定外乱トルク値算出部105によって算出された推定外乱トルクから指令電圧補償値を算出するものである。指令電圧補償値とは、推定外乱トルクに相当する電圧値、すなわち電圧指令値を補償するための電圧値である。指令電圧補償値算出部106は、さらにモータの電圧−電流特性の逆特性をもつディジタルフィルタ部201と、低域通過フィルタ部202と、ゲイン適用部203とを備える。
The command voltage compensation
図2は、指令電圧補償値算出部の構成を示すブロック図である。ディジタルフィルタ部201は、モータの電圧−電流特性の逆特性によって推定外乱トルクを電圧値に変換する。具体的に、ディジタルフィルタ部201は、一般にアナログ回路として与えられるモータの電圧−電流特性の逆フィルタを双一次変換等のZ変換でディジタル回路化することによって得られる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the command voltage compensation value calculation unit. The
低域通過フィルタ部202は、制御対象系の共振周波数より低いカットオフ周波数で周波数を通過させる。ゲイン適用部203は、入力に対してゲインを乗じ、指令電圧補償値を出力する。ゲインとは、モータのトルク定数の逆数にフィードバックゲインを乗じた値である。トルク定数とは、入力電流とトルクとの関係を示す定数である。フィードバックゲインは、0から1の間の値である。この値は、実験やシミュレーション等によって適応的に決定する。
The low-
指令電圧補償部107は、駆動制御部102によって算出された電圧指令値に指令電圧補償値算出部106によって算出された指令電圧補償値を加算して補正電圧指令値を算出するものである。このように、モータに電圧指令値を印加することによって発生させようとした指令トルクを実現するために、外乱を考慮した電圧値として補正電圧指令値が算出される。
The
電圧制御部108は、指令電圧補償部107によって算出された補正電圧指令値に基づいてモータを制御するものである。電圧制御部108は、例えば、市販の電圧制御ドライバを用いてモータを制御する。電圧制御ドライバの出力である電圧は、モータの駆動入力となる。
The
なお、モータ制御装置100を構成する各部は、汎用コンピュータ、あるいは汎用のディジタル信号処理プロセッサ(DSP)に対するプログラミングによって構成することもできる。
Each unit constituting the
以上のように構成されているモータ制御装置100を含む複合機1によるモータ制御処理について説明する。図3は、回転角取得部、駆動制御部、実行駆動トルク算出部、指令トルク算出部、推定外乱トルク算出部、指令電圧補償値算出部、指令電圧補償部、電圧制御部が行うモータ制御処理手順を示すフローチャートである。
A motor control process by the multifunction machine 1 including the
本実施の形態にかかるモータ制御装置の動作について説明する。前提として、駆動制御部102は、回転角取得部101によって取得されたモータの回転角に基づいて基本的なモータ制御を行い、電圧制御部108へ電圧指定値を出力する。これにより、モータは制御される。
The operation of the motor control device according to the present embodiment will be described. As a premise, the
本実施の形態にかかるモータ制御処理を図3のフローチャートを用いて説明する。まず、駆動制御部102は、電圧指定値を設定する(ステップS301)。駆動制御部102は、設定された電圧指令値をメモリに保持しておく。
The motor control process according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the
指定トルク算出部104は、駆動制御部102によって設定された電圧指定値から、モータへの指令トルクを算出する(ステップS302)。指令トルクは、モータの電圧−電流特性、およびモータのトルク定数を用いて計算する。指令トルクは、駆動制御部102で保持されている電圧指令値のうち、現在モータに印加している電圧値を用いて算出する。
The designated
回転角取得部101は、モータの回転角を取得する(ステップS303)。実効駆動トルク算出部103は、回転角取得部101によって取得されたモータの回転角からモータの実効駆動トルクを算出する(ステップS304)。モータの実効駆動トルクは、モータの系としての全体の慣性モーメントを剛体近似によって得た値に回転角の加速度を乗じることによって近似的に得ることができる。正確に計算するには、制御対象の系をすべてモデル化して計算する手法もある。しかし、一般に計算量が多いため、計算能力やシステムの複雑度に対するメンテナンス等を考慮して適度に近似を入れることによって算出する。加速度は、現在および前回取得された測定値から求める速度差分値と、前回および前々回取得された測定値から求める速度差分値との差分を計算して得られる。
The rotation
推定外乱トルク算出部105は、推定外乱トルクを算出する(ステップS305)。具体的には、指定トルク算出部104によって算出された指令トルクと、実効駆動トルク算出部103によって算出された実効駆動トルクとの差分値を求めることにより、推定外乱トルクを算出する。
The estimated disturbance
指定電圧補償値算出部106は、推定外乱トルク算出部105によって算出された推定外乱トルクに相当する指定電圧補償値を算出する(ステップS306)。具体的には、推定外乱トルクをディジタルフィルタ部201に入力し、モータの電圧−電流特性の逆特性をもつディジタルフィルタによって、特定の成分を取出す、または除去する。
The designated voltage compensation
次に、ディジタルフィルタ部201の出力は、低域通過フィルタ部202に入力され、低域通過フィルタ部202は制御対象系の共振周波数より低い周波数を通過させる。低域通過フィルタ部202の出力は、ゲイン適用手段203に入力され、入力に対して、モータのトルク定数の逆数にフィードバックゲインを乗じた値がゲインとして乗じられて出力される。かかる出力は、指令電圧補償値である。
Next, the output of the
指令電圧補償部107は、駆動制御部102によって算出された電圧指令値および指令電圧補償値算出部106によって算出された指定電圧補償値から補正電圧指令値を算出する(ステップS307)。電圧制御ドライバ部108は、指令電圧補償部107によって算出された補正電圧指令値でモータを制御する、すなわち補正電圧指令値を印加する(ステップS308)。
The command
以上の動作により、電圧制御および外乱オブザーバによる推定外乱のフィードバックを用いたモータ制御が可能になる。なお、上述したモータ制御装置において行われる処理は、すべてディジタル信号処理演算によって行われることとしてもよい。 With the above operation, the motor control using the feedback of the estimated disturbance by the voltage control and the disturbance observer becomes possible. Note that all the processes performed in the motor control device described above may be performed by digital signal processing calculation.
このように、コピー機、プリンタ等の画像形成装置、特にインクジェット式の印字機構をもつ画像形成装置において、モータを正確に所望の角度だけ回転させて停止させることができるため、高品位な画像を形成することができる。 As described above, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, in particular, an image forming apparatus having an ink jet printing mechanism, a motor can be accurately rotated and stopped at a desired angle, so that a high-quality image can be obtained. Can be formed.
また、推定された外乱トルクを電圧値に変換する際に、モータの電圧−電流特性の逆特性をディジタルフィルタとして与えることによって、外乱オブザーバを用いた電圧制御によるモータ制御装置を実現することができる。 Further, when the estimated disturbance torque is converted into a voltage value, a motor control device by voltage control using a disturbance observer can be realized by giving a reverse characteristic of the voltage-current characteristic of the motor as a digital filter. .
また、ディジタル制御によってモータを制御することができるため、安価な汎用のCPUやDSPを用いて、ソフトウェア処理でのモータ制御が可能となる。よって、低コストのモータ制御装置を提供することができる。 In addition, since the motor can be controlled by digital control, the motor can be controlled by software processing using an inexpensive general-purpose CPU or DSP. Therefore, a low-cost motor control device can be provided.
図4は、本実施の形態にかかる複合機1のハードウェア構成を示すブロック図である。本図に示すように、この複合機1は、コントローラ10とエンジン部(Engine)60とをPCI(Peripheral Component Interconnect)バスで接続した構成となる。コントローラ10は、複合機1全体の制御と描画、通信、操作部20からの入力を制御するコントローラである。エンジン部60は、PCIバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、1ドラムカラープロッタ、4ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部60には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of the multifunction machine 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the multi-function device 1 has a configuration in which a
コントローラ10は、CPU11と、ノースブリッジ(NB)13と、システムメモリ(MEM−P)12と、サウスブリッジ(SB)14と、ローカルメモリ(MEM−C)17と、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)16と、ハードディスクドライブ(HDD)18とを有し、ノースブリッジ(NB)13とASIC16との間をAGP(Accelerated Graphics Port)バス15で接続した構成となる。また、MEM−P12は、ROM(Read Only Memory)12aと、RAM(Random Access Memory)12bと、をさらに有する。
The
CPU11は、複合機1の全体制御をおこなうものであり、NB13、MEM−P12およびSB14からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。
The CPU 11 performs overall control of the multifunction machine 1 and includes a chip set including the
NB13は、CPU11とMEM−P12、SB14、AGP15とを接続するためのブリッジであり、MEM−P12に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、PCIマスタおよびAGPターゲットとを有する。
The
MEM−P12は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ROM12aとRAM12bとからなる。ROM12aは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、RAM12bは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
The MEM-
SB14は、NB13とPCIデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このSB14は、PCIバスを介してNB13と接続されており、このPCIバスには、ネットワークインターフェース(I/F)部なども接続される。
The SB 14 is a bridge for connecting the
ASIC16は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのIC(Integrated Circuit)であり、AGP15、PCIバス、HDD18およびMEM−C17をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このASIC16は、PCIターゲットおよびAGPマスタと、ASIC16の中核をなすアービタ(ARB)と、MEM−C17を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のDMAC(Direct Memory Access Controller)と、エンジン部60との間でPCIバスを介したデータ転送をおこなうPCIユニットとからなる。このASIC16には、PCIバスを介してFCU(Fax Control Unit)30、USB(Universal Serial Bus)40、IEEE1394(the Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394)インターフェース50が接続される。
The
MEM−C17は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、HDD(Hard Disk Drive)18は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
The MEM-
AGP15は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、MEM−P12に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
The
なお、本実施形態の複合機1で実行されるモータ制御プログラムは、DSPやROM等に予め組み込まれて提供される。 The motor control program executed by the multifunction machine 1 of the present embodiment is provided by being incorporated in advance in a DSP, a ROM, or the like.
本実施形態の複合機1で実行されるモータ制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。 The motor control program executed by the multifunction device 1 of the present embodiment is a file in an installable or executable format, such as a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk), or the like. You may comprise so that it may record and provide on a computer-readable recording medium.
さらに、本実施形態の複合機1で実行されるモータ制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の複合機1で実行されるモータ制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。 Furthermore, the motor control program executed by the multifunction device 1 of the present embodiment may be provided by being stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. In addition, the motor control program executed by the multifunction machine 1 of the present embodiment may be provided or distributed via a network such as the Internet.
本実施の形態の複合機1で実行されるモータ制御プログラムは、上述した各部(回転角取得部、駆動制御部、実行駆動トルク算出部、指令トルク算出部、推定外乱トルク算出部、指令電圧補償値算出部、指令電圧補償部、電圧制御部など)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(プロセッサ)が上記ROMからモータ制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、回転角取得部、駆動制御部、実行駆動トルク算出部、指令トルク算出部、推定外乱トルク算出部、指令電圧補償値算出部、指令電圧補償部、電圧制御部などが主記憶装置上に生成されるようになっている。 The motor control program executed by the MFP 1 of the present embodiment includes the above-described units (rotation angle acquisition unit, drive control unit, execution drive torque calculation unit, command torque calculation unit, estimated disturbance torque calculation unit, command voltage compensation). The module configuration includes a value calculation unit, a command voltage compensation unit, a voltage control unit, and the like. As actual hardware, a CPU (processor) reads out and executes a motor control program from the ROM, and each unit is Loaded on the main storage, rotation angle acquisition unit, drive control unit, execution drive torque calculation unit, command torque calculation unit, estimated disturbance torque calculation unit, command voltage compensation value calculation unit, command voltage compensation unit, voltage control unit, etc. Are generated on the main memory.
なお、以上説明した本実施の形態は、説明のための一例であって、本発明はここに説明した実施の形態に限定されるものではない。 The present embodiment described above is an example for explanation, and the present invention is not limited to the embodiment described here.
1 複合機
100 モータ制御装置
101 回転角取得部
102 駆動制御部
103 実効駆動トルク算出部
104 指令トルク算出部
105 推定外乱トルク算出部
106 指令電圧補償値算出部
107 指令電圧補償部
108 電圧制御部
201 ディジタルフィルタ部
202 低域通過フィルタ部
203 ゲイン適用部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出手段と、
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得手段と、
前記回転角取得手段によって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出手段と、
前記実効駆動トルク算出手段によって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出手段によって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出手段と、
前記推定外乱トルク算出手段によって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出手段と、
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出手段によって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償手段と、
前記指令電圧補償手段によって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御手段と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。 Drive control means for calculating a voltage command value that is a voltage applied to the motor based on the rotation angle of the motor being driven;
Based on the voltage command value calculated by the drive control unit, a command torque calculation unit that calculates a command torque that is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value;
Rotation angle acquisition means for acquiring the rotation angle of the motor driven according to the voltage command value calculated by the drive control means;
Effective drive torque calculating means for calculating an effective drive torque that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquiring means;
Based on the effective driving torque calculated by the effective driving torque calculating means and the command torque calculated by the command torque calculating means, an estimated disturbance torque that is estimated to have changed due to a disturbance is calculated. Estimated disturbance torque calculating means for
Command voltage compensation value calculating means for calculating a command voltage compensation value which is a voltage corresponding to the estimated disturbance torque calculated by the estimated disturbance torque calculating means;
Command voltage compensation for calculating a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on the voltage command value calculated by the drive control unit and the command voltage compensation value calculated by the command voltage compensation value calculation unit Means,
Voltage control means for applying the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation means to the motor;
A motor control device comprising:
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出手段と、
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得手段と、
前記回転角取得手段によって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出手段と、
前記実効駆動トルク算出手段によって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出手段によって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出手段と、
前記推定外乱トルク算出手段によって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出手段と、
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出手段によって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償手段と、
前記指令電圧補償手段によって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御手段と、
をディジタル信号処理演算によって行うことを特徴とするモータ制御装置。 Drive control means for calculating a voltage command value that is a voltage applied to the motor based on the rotation angle of the motor being driven;
Based on the voltage command value calculated by the drive control unit, a command torque calculation unit that calculates a command torque that is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value;
Rotation angle acquisition means for acquiring the rotation angle of the motor driven according to the voltage command value calculated by the drive control means;
Effective drive torque calculating means for calculating an effective drive torque that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquiring means;
Based on the effective driving torque calculated by the effective driving torque calculating means and the command torque calculated by the command torque calculating means, an estimated disturbance torque that is estimated to have changed due to a disturbance is calculated. Estimated disturbance torque calculating means for
Command voltage compensation value calculating means for calculating a command voltage compensation value that is a voltage corresponding to the estimated disturbance torque calculated by the estimated disturbance torque calculating means;
Command voltage compensation for calculating a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on the voltage command value calculated by the drive control unit and the command voltage compensation value calculated by the command voltage compensation value calculation unit Means,
Voltage control means for applying the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation means to the motor;
Is performed by digital signal processing calculation.
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出手段と、
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得手段と、
前記回転角取得手段によって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出手段と、
前記実効駆動トルク算出手段によって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出手段によって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出手段と、
前記推定外乱トルク算出手段によって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出手段と、
前記駆動制御手段によって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出手段によって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償手段と、
前記指令電圧補償手段によって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 Drive control means for calculating a voltage command value, which is a voltage applied to the motor, based on the rotation angle of the motor driving the paper transport belt;
Based on the voltage command value calculated by the drive control unit, a command torque calculation unit that calculates a command torque that is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value;
Rotation angle acquisition means for acquiring the rotation angle of the motor driven according to the voltage command value calculated by the drive control means;
Effective drive torque calculating means for calculating an effective drive torque that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquiring means;
Based on the effective driving torque calculated by the effective driving torque calculating means and the command torque calculated by the command torque calculating means, an estimated disturbance torque that is estimated to have changed due to a disturbance is calculated. Estimated disturbance torque calculating means for
Command voltage compensation value calculating means for calculating a command voltage compensation value that is a voltage corresponding to the estimated disturbance torque calculated by the estimated disturbance torque calculating means;
Command voltage compensation for calculating a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on the voltage command value calculated by the drive control unit and the command voltage compensation value calculated by the command voltage compensation value calculation unit Means,
Voltage control means for applying the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation means to the motor;
An image forming apparatus comprising:
前記駆動制御ステップによって算出された前記電圧指令値に基づいて、前記電圧指令値で駆動する前記モータの理論上のトルクである指令トルクを算出する指令トルク算出ステップと、
前記駆動制御ステップによって算出された前記電圧指令値に従い駆動する前記モータの回転角を取得する回転角取得ステップと、
前記回転角取得ステップによって取得された前記モータの回転角に基づいて前記モータの実際のトルクである実効駆動トルクを算出する実効駆動トルク算出ステップと、
前記実効駆動トルク算出ステップによって算出された前記実効駆動トルクおよび前記指令トルク算出ステップによって算出された前記指令トルクに基づいて、外乱によって変化したと推定される前記モータのトルクである推定外乱トルクを算出する推定外乱トルク算出ステップと、
前記推定外乱トルク算出ステップによって算出された前記推定外乱トルクに相当する電圧である指令電圧補償値を算出する指令電圧補償値算出ステップと、
前記駆動制御ステップによって算出された前記電圧指令値および前記指令電圧補償値算出ステップによって算出された前記指令電圧補償値に基づいて、前記電圧指令値を補正した補正電圧指令値を算出する指令電圧補償ステップと、
前記指令電圧補償ステップによって算出された前記補正電圧指令値を前記モータに印加する電圧制御ステップと、
を有することを特徴とするモータ制御方法。 A drive control step of calculating a voltage command value which is a voltage applied to the motor based on a rotation angle of the motor being driven;
Based on the voltage command value calculated by the drive control step, a command torque calculation step for calculating a command torque that is a theoretical torque of the motor driven by the voltage command value;
A rotation angle acquisition step of acquiring a rotation angle of the motor driven according to the voltage command value calculated by the drive control step;
An effective drive torque calculating step of calculating an effective drive torque that is an actual torque of the motor based on the rotation angle of the motor acquired by the rotation angle acquiring step;
Based on the effective drive torque calculated in the effective drive torque calculation step and the command torque calculated in the command torque calculation step, an estimated disturbance torque that is estimated to have changed due to the disturbance is calculated. An estimated disturbance torque calculating step,
A command voltage compensation value calculating step for calculating a command voltage compensation value which is a voltage corresponding to the estimated disturbance torque calculated by the estimated disturbance torque calculating step;
Command voltage compensation for calculating a corrected voltage command value obtained by correcting the voltage command value based on the voltage command value calculated by the drive control step and the command voltage compensation value calculated by the command voltage compensation value calculation step Steps,
A voltage control step of applying the correction voltage command value calculated by the command voltage compensation step to the motor;
A motor control method characterized by comprising:
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- 2005-09-29 JP JP2005284463A patent/JP2007097329A/en active Pending
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