JP2012249473A - 制御装置、アクチュエータシステム、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転速度の高い領域においてステッピングモータのトルクを効率的に向上する。
【解決手段】制御装置２０は、ステッピングモータ３２の回転角の目標値を生成する位置指令生成部２１１と、回転角の目標値と検出値との偏差に基づいてステッピングモータ３２の回転速度を算出する位置制御器２１３と、算出された回転速度に対応して昇圧電圧を算出する昇圧指令処理部２１８と、モータ電源電圧を昇圧する昇圧回路２２と、ステッピングモータ３２に供給するパルス信号を生成するＰＷＭインバータ２５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置、アクチュエータシステム、及び制御方法に関する。

種々の作業の自動化に寄与する産業用ロボットは、一般的にアクチュエータを有する。このアクチュエータは、駆動源として、例えばステッピングモータを備える。ステッピングモータは、比較的安価であり、回転速度の低い領域ではトルクが大きいという性質を有する。したがって、この性質を活用することができる作業には、ステッピングモータを備えるアクチュエータが適している。一方、回転速度の高い領域では、強大な逆起電力（逆起電圧）に起因して、ステッピングモータのトルクが著しく低下する。

近年、このトルクの低下を改善する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。特許文献１に開示された制御装置は、ステッピングモータのモータ出力が所定の条件を満たす場合に弱め界磁電流制御を行うことで、ステッピングモータに生じる逆起電力の影響を緩和する。また、特許文献２に開示された駆動装置は、定電流制御回路のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を用いて、ステッピングモータに印加する電圧を制御することにより、逆起電力の影響を緩和する。

特開２００４−３２０８４７号公報 特開２００９−０８９５６０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された制御装置によるトルクの向上は限定的であった。また、特許文献２に開示された駆動装置は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて電圧を制御する。所定の回転速度以上の状態では、デューティ比が一定値となるため、この駆動装置により電圧を調整することは困難であった。したがって、この駆動装置は、消費電力を効率的に低減することが困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、回転速度の高い領域においてステッピングモータのトルクを効率的に向上することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る制御装置は、
ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力手段と、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する速度算出手段と、
少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記回転軸の回転状態に応じた電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動手段と、
を備える。

前記駆動手段は、
前記目標回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記制御装置は、
前記回転軸の回転速度を検出する速度検出手段を備え、
前記駆動手段は、
前記回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記駆動手段は、
前記目標回転角に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記駆動手段は、
前記偏差に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記駆動手段は、
前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に変更してもよい。

前記駆動手段は、
前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に変更してもよい。

前記駆動手段は、
前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に変更してもよい。

前記駆動手段は、
昇圧回路を備え、前記昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を変更してもよい。

前記制御装置は、
前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段によって、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御手段と、
を備えてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係るアクチュエータシステムは、
ステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する本発明の第１の観点に係る制御装置と、
を備える。

上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る制御方法は、
ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力ステップと、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出ステップと、
前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出ステップと、
前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する速度算出ステップと、
少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記回転軸の回転状態に応じた電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動ステップと、
を含む。

前記駆動ステップでは、
前記目標回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記制御方法は、
前記回転軸の回転速度を検出する速度検出ステップを含み、
前記駆動ステップでは、
前記回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記駆動ステップでは、
前記目標回転角に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記駆動ステップでは、
前記偏差に応じた電圧の駆動信号を出力してもよい。

前記駆動ステップでは、
前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に変更してもよい。

前記駆動ステップでは、
前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に変更してもよい。

前記駆動ステップでは、
前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に変更してもよい。

前記駆動ステップでは、
昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を変更してもよい。

前記制御方法は、
前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別ステップと、
前記判別ステップにおいて、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御ステップと、
を含んでもよい。

本発明によれば、ステッピングモータの回転状態に応じて、ステッピングモータに印加される電圧が昇圧される。これにより、回転速度の高い領域においてステッピングモータのトルクを効率的に向上することができる。

実施形態１に係るアクチュエータシステムの概観を示す図である。 アクチュエータシステムの機能の構成を示すブロック図である。 モータ出力の目標値から算出される弱め界磁電流を説明する図である。 回転座標系の電流から静止座標系の電流への座標変換を示す図である。 昇圧回路の概要を示す回路図である。 制御装置が実行する処理を示すフロー図である。 弱め界磁補償器及び座標変換器による電流制御処理を示すフロー図である。 昇圧指令処理部及び昇圧回路による昇圧処理を示すフロー図である。 回転速度の目標値とモータ電源電圧との関係を示す図である。 実施形態２に係る昇圧回路の概要を示す回路図である。 昇圧指令処理部及び昇圧回路による昇圧処理を示すフロー図である。 回転速度の目標値とモータ電源電圧との関係を示す図である。 実施形態３に係るアクチュエータシステムの機能の構成を示すブロック図である。 昇圧指令処理部及び昇圧回路による昇圧処理を示すフロー図である。 昇圧指令処理部に代えて昇圧指令処理回路から構成される場合のアクチュエータシステムの機能の構成を示すブロック図である。 実施形態４に係るアクチュエータシステムの機能の構成を示すブロック図である。 ダイナミクスモデル生成部、昇圧指令処理部及び昇圧回路による昇圧処理を示すフロー図である。 実施形態５に係るアクチュエータシステムの機能の構成を示すブロック図である。 回転角の偏差と回転速度との関係を示す図である。 昇圧指令処理部及び昇圧回路による昇圧処理を示すフロー図である。 回転角の偏差の絶対値とモータ電源電圧との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るアクチュエータシステム１０の概観を示す。図１に示されるように、アクチュエータシステム１０は、制御装置２０、リニアアクチュエータ３０、モータケーブル４１、及びエンコーダケーブル４２を備える。

リニアアクチュエータ３０は、ハウジング３１、ステッピングモータ３２、ボールねじ３３、スライダ３４、及びエンコーダ３５を備える。

ハウジング３１は、内部の各部材を保護する中空の部材である。ハウジング３１の内部には、ステッピングモータ３２、ボールねじ３３、及びエンコーダ３５が収容される。

ステッピングモータ３２の回転軸は、ボールねじ３３に連結されている。ステッピングモータ３２は、モータケーブル４１を介して制御装置２０から入力されたパルス電力に応じて、ボールねじ３３を回転させる。これにより、スライダ３４がＸ軸方向に移動する。スライダ３４の位置は、ステッピングモータ３２の回転角と比例する。例えば、スライダ３４が、図１に示されるようにステッピングモータ３２に最も近い位置にある場合、回転角は０°である。この状態からステッピングモータが回転することにより回転角が７２０°となった場合、スライダ３４は＋Ｘ軸方向に例えば２ｃｍだけ移動する。

エンコーダ３５は、例えば磁気式のロータリーエンコーダである。エンコーダ３５は、ステッピングモータ３２の回転角及び回転速度を検出する。また、エンコーダ３５は、回転角及び回転速度の検出値を示す信号を、エンコーダケーブル４２を介して制御装置２０へ出力する。なお、エンコーダ３５は磁気式に限られず、光学式その他の方式のエンコーダであってもよい。

制御装置２０は、ステッピングモータ３２にパルス電力を供給することにより、ステッピングモータ３２を所定の回転角まで回転させる。また、制御装置２０は、ステッピングモータ３２の回転角及び回転速度の検出値を、エンコーダケーブル４２を介してエンコーダ３５から取得する。

続いて、制御装置２０の機能について、図２を用いて説明する。図２は、アクチュエータシステム１０の機能の構成を示す。図２に示されるように、制御装置２０は、演算部２１、昇圧回路２２、電流制御器２３、２４、ＰＷＭインバータ２５、及び電流検出器２６、２７を備える。

演算部２１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び記憶装置等を資源としてプログラムを実行することにより、種々の処理を実行する。演算部２１は、位置指令生成部２１１、第１減算器２１２、位置制御器２１３、第２減算器２１４、速度制御器２１５、弱め界磁補償器２１６、座標変換器２１７、及び昇圧指令処理部２１８から構成される。

位置指令生成部２１１は、実行されるプログラムに従って、ステッピングモータ３２の回転角の目標値θｔを示す位置指令信号を生成する。また、位置指令生成部２１１は、生成された信号を第１減算器２１２へ出力する。なお、位置指令生成部２１１は、演算部２１の外部から目標値θｔを取得してもよい。例えば、位置指令生成部２１１は、ユーザが制御装置２０に入力した値を取得してもよい。

第１減算器２１２は、位置指令生成部２１１から出力された回転角の目標値θｔと、エンコーダ３５によって検出された回転角の検出値θとの偏差θｄを算出する。第１減算器２１２は、この偏差θｄを示す信号を、位置制御器２１３へ出力する。

位置制御器２１３は、第１減算器２１２から出力された偏差θｄに基づいて、回転速度の目標値ωｔを算出する。位置制御器２１３は、この目標値ωｔを示す信号を、第２減算器２１４及び昇圧指令処理部２１８へ出力する。

第２減算器２１４は、位置制御器２１３から出力された回転速度の目標値ωｔと、エンコーダ３５によって検出された回転速度の検出値ωとの偏差ωｄを算出する。第２減算器２１４は、この偏差ωｄを示す信号を、速度制御器２１５へ出力する。

速度制御器２１５は、第２減算器２１４から出力された偏差ωｄに基づいて、ステッピングモータ３２に供給されるパルス電流の目標値Ｉｔ、デューティ比及びパルス周期等の目標値を算出する。速度制御器２１５は、算出された目標値Ｉｔ等を示す信号を、弱め界磁補償器２１６へ出力する。

弱め界磁補償器２１６は、速度制御器２１５から出力されたパルス電流の目標値Ｉｔに基づいて、回転座標系のｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。また、弱め界磁補償器２１６は、この目標値Ｉｔと回転速度の検出値ωとに基づいて、モータ出力の目標値Ｐｔを算出する。弱め界磁補償器２１６は、目標値Ｐｔが所定の条件を満たす場合には、ｄ軸電流Ｉｄを弱め界磁電流とすることにより、弱め界磁電流制御を実行する。そして、弱め界磁補償器２１６は、電流Ｉｄ、Ｉｑを示す信号を座標変換器２１７へ出力する。

ここで、弱め界磁電流制御について、図３を用いて説明する。図３上部は、横軸をトルクτ、縦軸を回転速度ωとして、トルクτと回転速度ωとの関係を示す特性図である。図中一点鎖線で示される特性Ｌａは、弱め界磁電流制御を実行しない場合におけるステッピングモータ３２の最大応答周波数領域を示す特性である。具体的には、特性Ｌａは、２相（Ａ相、Ｂ相）モータに定格電流を通電し、フルステップ駆動した場合の特性である。特性Ｌａが示すように、回転速度の高い領域において、ステッピングモータ３２のトルクは著しく低下する。

弱め界磁補償器２１６は、弱め界磁補償出力領域をあらかじめ設定する。弱め界磁補償出力領域は、図３中の実線Ｌｂよりも右側の領域であって、ハッチングが付された領域である。なお、実線Ｌｂは、モータ出力が一定となる反比例曲線を用いて規定される。弱め界磁補償器２１６は、モータ出力の目標値Ｐｔがこの弱め界磁補償出力領域内であれば、弱め界磁電流制御を実行する。一方、目標値Ｐｔがこの弱め界磁補償出力領域外であれば、弱め界磁補償器２１６は、ステッピングモータ３２を、元々備えている特性Ｌａに従って駆動する。

具体的には、弱め界磁補償器２１６は、実線Ｌｂを規定するモータ出力の定数Ｐｍをあらかじめ求める。定数Ｐｍは、Ｐｍ＝Ｋ×ωｓ×Ｉの式からあらかじめ算出される。ただし、Ｋはトルク定数（Ｎｍ／Ａ）を、ωｓは境界回転速度（ｒａｄ／ｓｅｃ）を、Ｉは定格電流（Ａ）を、それぞれ表す。Ｋ、ωｓ及びＩはステッピングモータ３２が固有に備える値である。また、弱め界磁補償器２１６は、モータ出力の目標値Ｐｔを、Ｐｔ＝Ｋ×ω×Ｉｔの式から算出する。目標値Ｐｔが定数Ｐｍを超える場合、弱め界磁補償器２１６は弱め界磁電流制御を実行する。一方、目標値Ｐｔが定数Ｐｍ以下である場合、弱め界磁補償器２１６は弱め界磁電流制御を実行しない。

弱め界磁電流制御を実行する場合、弱め界磁補償器２１６は、φ＝ｃｏｓ^−１（Ｐｍ／Ｐｔ）の式から位相φを算出する。また、弱め界磁補償器２１６は、Ｉｄ＝Ｉｔ×ｓｉｎφの式に基づいて、ｄ軸電流Ｉｄを算出する。また、弱め界磁補償器２１６は、Ｉｑ＝Ｉｔ×ｃｏｓφの式に基づいて、ｑ軸電流Ｉｑを算出する。

ここで、理解を容易にするために、具体例を挙げて説明する。例えば、モータ出力の目標値Ｐｔが図３中の点Ｐｂに示される場合、点Ｐｂが弱め界磁補償出力領域内であるため、弱め界磁補償器２１６は弱め界磁電流制御を実行する。この場合の電流Ｉｔ、Ｉｄ、Ｉｑの関係は、図３下部に示される。ここで、ｄ軸電流Ｉｄがいわゆる弱め界磁電流である。電流Ｉｄは、図３下部に示されるように負の値であるため、逆起電力の影響を打ち消す方向に作用する。

図２に戻り、座標変換器２１７は、弱め界磁補償器２１６から出力された回転座標系の電流Ｉｄ、Ｉｑを、静止座標系の電流Ｉα、Ｉβに変換する。この変換の具体例は、図４に示される。そして、座標変換器２１７は、この電流Ｉα、Ｉβそれぞれを示す信号を電流制御器２３、２４に出力する。

昇圧指令処理部２１８は、位置制御器２１３から出力された回転速度の目標値ωｔに基づいて、ステッピングモータ３２に印加されるモータ電源電圧を昇圧するか否かを判定する。また、昇圧指令処理部２１８は、昇圧する場合には、昇圧後のモータ電源電圧（以下、昇圧電圧という）の電圧値を判定する。そして、昇圧指令処理部２１８は、これらの判定の結果を示す信号を昇圧回路２２へ出力する。

昇圧回路２２は、制御装置２０の外部から印加される制御装置電源電圧を昇圧して、ステッピングモータ３２のモータ電源電圧とする回路である。制御装置電源電圧は、例えば直流の２４Ｖである。昇圧回路２２は、モータ電源電圧をＰＷＭインバータ２５に印加する。この昇圧回路２２について、図５を用いて説明する。

図５は、昇圧回路２２の概要を示す回路図である。図５に示されるように、昇圧回路２２は、ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１、コイルＬ１、ダイオードＤ１、トランジスタＴ１、抵抗Ｒ１、Ｒ５、Ｒ６、昇圧電圧調整部２２２、及びコンデンサＣ１から構成される。

ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１、コイルＬ１、ダイオードＤ１、トランジスタＴ１、抵抗Ｒ１、Ｒ５、Ｒ６、及びコンデンサＣ１は、電圧を昇圧する回路として基本的な回路を構成する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１が出力ポートＰ２からトランジスタＴ１に印加するゲート電圧をオンにした場合、コイルＬ１にエネルギーが蓄積する。また、トランジスタＴ１に印加されるゲート電圧がオフになった場合、コイルＬ１に蓄積したエネルギーがモータ電源電圧の成分として解放される。ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１は、ゲート電圧のオン／オフを反復することにより、モータ電源電圧を、制御装置電源電圧よりも高い電圧値に昇圧する。

ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１は、昇圧指令処理部２１８から入力ポートＰ１に入力される信号ＣＰＵ１に従って、昇圧するか否かを選択する。例えば、入力ポートＰ１に印加される電圧がオンの場合、ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１はゲート電圧のオン／オフを反復することにより、モータ電源電圧を昇圧する。一方、入力ポートＰ１に印加される電圧がオフの場合、ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１はモータ電源電圧を昇圧しない。この場合、モータ電源電圧は、制御装置電源電圧と等しく、２４Ｖとなる。

また、モータ電源電圧が昇圧される場合に、ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１は、ゲート電圧のオン／オフのタイミングを調整することにより、入力ポートＰ３を介して取得する点Ｐａの電圧を一定に保つ。これにより、昇圧電圧は所定の電圧値に維持される。

昇圧電圧調整部２２２は、抵抗Ｒ２〜Ｒ４及びトランジスタＴ２〜Ｔ４から構成される。昇圧電圧調整部２２２は、昇圧指令処理部２１８から出力される信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４に応じて、抵抗Ｒ２〜Ｒ４それぞれを導通させる。例えば、信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４それぞれがオン、オン、及びオフである場合は、抵抗Ｒ２、Ｒ３を導通させ、抵抗Ｒ４は導通させない。これにより、昇圧電圧と点Ｐａの電圧との比は、抵抗Ｒ２〜Ｒ４の抵抗値及び信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のオン／オフに応じて変化する。ここで、点Ｐａの電圧が一定であるため、昇圧電圧は、変更された比に応じた電圧値になる。具体的には、昇圧電圧調整部２２２は、信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４に応じて、２６Ｖ、２８Ｖ、・・・、４０Ｖの８通りにモータ電源電圧を昇圧する。なお、昇圧電圧の値は、抵抗Ｒ２〜Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６それぞれの抵抗値を変更することにより、任意に設定可能である。

図２に戻り、電流制御器２３は、ＰＷＭインバータ２５に制御信号を出力することにより、ＰＷＭインバータ２５から出力されるＡ相信号の電流量を電流Ｉαとする。また、電流制御器２３は、電流検出器２６から電流量の検出値を取得することにより、ＰＷＭインバータ２５から出力される電流量を安定させる。

電流制御器２４は、電流制御器２３と同様に、電流検出器２７から電流量の検出値を取得することにより、ＰＷＭインバータ２５から出力されるＢ相信号の電流量を電流Ｉβに保つ。

ＰＷＭインバータ２５は、ステッピングモータを駆動するための駆動信号として、Ａ相及びＢ相のパルス信号をステッピングモータ３２へ出力する。Ａ相及びＢ相それぞれのパルス信号の電流量は、電流制御器２３、２４によって、電流Ｉα、Ｉβに保たれる。また、Ａ相及びＢ相のパルス信号の電圧は、昇圧回路２２から供給されるモータ電源電圧である。

以上の構成要素が協働することにより、制御装置２０はステッピングモータ３２を回転させる。続いて、制御装置２０が実行する処理について、図６を用いて説明する。

まず、位置指令生成部２１１は、回転角の目標値θｔを示す位置指令を生成する（ステップＳ１０１）。次に、第１減算器２１２は、回転角の目標値θｔと検出値θとの偏差θｄを算出する（ステップＳ１０２）。位置制御器２１３は、偏差θｄに基づいて、回転速度の目標値ωｔを算出する（ステップＳ１０３）。第２減算器２１４は、回転速度の目標値ωｔと検出値ωとの偏差ωｄを算出する（ステップＳ１０４）。速度制御器２１５は、回転速度の偏差ωｄに基づいて、電流の目標値Ｉｔ等を算出する（ステップＳ１０５）。

続いて、弱め界磁補償器２１６及び座標変換器２１７は、電流制御処理を実行する（ステップＳ１０６）。この電流制御処理について、図７を用いて説明する。

まず、弱め界磁補償器２１６は、パルス電流の目標値Ｉｔ及び回転速度の検出値ωを取得する（ステップＳ１１１）。

次に、弱め界磁補償器２１６は、目標値Ｉｔ及び検出値ωに基づいて、モータ出力の目標値Ｐｔを算出する（ステップＳ１１２）。

弱め界磁補償器２１６は、算出された目標値Ｐｔと、あらかじめ設定された定数Ｐｍとを比較することにより、目標値Ｐｔが弱め界磁補償出力領域内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。

目標値Ｐｔが弱め界磁補償出力領域内であると判定された場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、弱め界磁補償器２１６は、弱め界磁電流制御を実行する。具体的には、弱め界磁補償器２１６は、弱め界磁電流の成分を含む電流Ｉｄ、Ｉｑを算出する。（ステップＳ１１４）。

一方、目標値Ｐｔが弱め界磁補償出力領域内であると判定されない場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、弱め界磁補償器２１６は、弱め界磁電流の成分を含まない電流Ｉｄ、Ｉｑを算出する（ステップＳ１１５）。具体的には、弱め界磁補償器２１６は、電流Ｉｄをゼロとし、電流Ｉｑを電流Ｉｔと等しい電流量とする。

その後、座標変換器２１７は、回転座標系の電流Ｉｄ、Ｉｑを静止座標系の電流Ｉα、Ｉβへ座標変換する（ステップＳ１１６）。

図６に戻り、ステップＳ１０６の電流制御処理に続いて、昇圧指令処理部２１８及び昇圧回路２２は、昇圧処理を実行する（ステップＳ１０７）。この昇圧処理について、図８を用いて説明する。

まず、昇圧指令処理部２１８は、位置制御器２１３から回転速度の目標値ωｔを取得する（ステップＳ１２１）。

次に、昇圧指令処理部２１８は、回転速度の目標値ωｔが所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１２２）。所定の閾値は、例えば４００ｒｐｍである。

目標値ωｔが所定の閾値以上であると判定された場合（ステップＳ１２２；Ｙｅｓ）、昇圧指令処理部２１８は、信号ＣＰＵ１の電圧をオンに設定する（ステップＳ１２３）。

また、昇圧指令処理部２１８は、目標値ωｔに対応する昇圧電圧を算出する（ステップＳ１２４）。具体的には、昇圧指令処理部２１８は、図９に示されるように、回転速度の定格の範囲のうち所定の閾値以上の範囲を８個の領域に分割する。回転速度の定格の範囲は、例えば０〜２０００ｒｐｍである。そして、昇圧指令処理部２１８は、目標値ωｔが含まれる領域に対応する所定の昇圧電圧を算出する。例えば、目標値ωｔが４００〜６００ｒｐｍの領域内にある場合、昇圧指令処理部２１８は、昇圧電圧を２６Ｖと算出する。なお、昇圧指令処理部２１８は、図９に示されるように、回転速度の領域を等分割するとともに昇圧電圧を等間隔に設定したが、分割される領域及び昇圧電圧を任意に設定してもよい。

その後、昇圧指令処理部２１８は、算出された昇圧電圧に応じて、信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のオン／オフ電圧を設定する。これにより、昇圧回路２２はモータ電源電圧を所定の電圧に昇圧する（ステップＳ１２５）。

ステップＳ１２２にて、目標値ωｔが所定の閾値以上であると判定されない場合（ステップＳ１２２；Ｎｏ）、昇圧指令処理部２１８は、信号ＣＰＵ１の電圧をオフに設定する（ステップＳ１２６）。この場合、昇圧回路２２はモータ電源電圧を昇圧しない。

図６に戻り、ＰＷＭインバータ２５は、駆動信号を出力することにより、ステッピングモータ３２を駆動する（ステップＳ１０８）。

以上説明したように、本実施形態では、昇圧指令処理部２１８が、回転速度の目標値ωｔに対応する昇圧電圧を算出する。また、昇圧回路２２が、算出された昇圧電圧にモータ電源電圧を昇圧する。ステッピングモータ３２が回転する際に発生する逆起電力の影響は、モータ電源電圧が高くなることにより抑えられるため、ステッピングモータ３２は回転速度の高い領域において、トルクが著しく低下することを防ぐことができる。

また、昇圧指令処理部２１８は、回転速度の目標値ωｔに応じて昇圧電圧を変化させる。さらに、昇圧指令処理部２１８は、目標値ωｔが所定の閾値よりも小さい場合には、昇圧しない。これにより、制御装置２０は、余分な電力を消費することなく、回転速度の高い領域において効率的にステッピングモータ３２を回転させることができる。

また、昇圧指令処理部２１８は、プログラムを実行することにより昇圧電圧を決定する。すなわち、昇圧指令処理部２１８は、回転速度の目標値ωｔに対応する昇圧電圧を自由に変更することができる。これにより、制御装置２０は、昇圧電圧の微調整を行い、より効率的にステッピングモータ３２を回転させることができる。

また、昇圧指令処理部２１８が信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のオン／オフを操作することにより、昇圧回路２２は、モータ電源電圧を昇圧する。これにより、昇圧回路２２を簡素なディスクリート回路として構成することができる。

また、弱め界磁補償器２１６は、弱め界磁電流制御を実行する。これにより、制御装置２０は、昇圧処理のみを実行する場合よりもさらに逆起電力の影響を抑えることができる。すなわち、制御装置２０は、回転速度の高い領域におけるステッピングモータ３２のトルクの低下を、より効果的に防ぐことができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２について、上述の実施形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施形態１に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態１と説明が重複する部分については、その説明を省略する。

図１０は、実施形態２に係る昇圧回路２２の概要を示す回路図である。図１０に示されるように、昇圧回路２２は、ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１、コイルＬ１、ダイオードＤ１、トランジスタＴ１、抵抗Ｒ１、Ｒ５、Ｒ６、及びコンデンサＣ１から構成される。これらの回路素子は、実施形態１と同様に、昇圧回路として基本的な回路を構成する。ＤＣ／ＤＣコントローラ２２１は、昇圧指令処理部２１８から入力ポートＰ１に入力される信号ＣＰＵ１に従って、モータ電源電圧を昇圧するか否かを選択する。

続いて、昇圧指令処理部２１８及び昇圧回路２２が実行する昇圧処理について、図１１を用いて説明する。

ステップＳ１２１〜Ｓ１２３の処理は、実施形態１と同様である。昇圧指令処理部２１８は、ステップＳ１２３の後に昇圧電圧を算出することなく、昇圧処理を終了する。また、ステップＳ１２２の判定が否定された場合（ステップＳ１２２；Ｎｏ）、ステップＳ１２６以降の処理は実施形態１と同様である。これにより、昇圧回路２２は、図１２に示されるように、回転速度に対応してモータ電源電圧を昇圧する。

以上説明したように、本実施形態に係る昇圧回路２２は、昇圧電圧を調整するための機構を有しない。このため、目標値ωｔが所定の閾値以上である場合に、昇圧回路２２は単純に一定の電圧値にモータ電源電圧を昇圧する。これにより、昇圧回路２２を簡素な構成とすることができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３について、上述の実施形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施形態１に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態１と説明が重複する部分については、その説明を省略する。

図１３は、実施形態３に係るアクチュエータシステム１０の機能の構成を示す。図１３に示されるように、昇圧指令処理部２１８は、ステッピングモータ３２の回転速度の検出値ωを、エンコーダ３５から取得する。昇圧指令処理部２１８は、この検出値ωに基づいて、昇圧するか否かを判定する。また、昇圧指令処理部２１８は、昇圧する場合には、昇圧電圧を判定する。そして、昇圧指令処理部２１８は、これらの判定の結果を示す信号を昇圧回路２２へ出力する。

続いて、昇圧指令処理部２１８及び昇圧回路２２が実行する昇圧処理について、図１４を用いて説明する。

まず、昇圧指令処理部２１８は、エンコーダ３５から回転速度の検出値ωを取得する（ステップＳ３１）。次に、昇圧指令処理部２１８は、この検出値ωが所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ３２）。

検出値ωが所定の閾値以上であると判定された場合（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、昇圧指令処理部２１８は、実施形態１と同様に、信号ＣＰＵ１をオンに設定する。また、昇圧指令処理部２１８は、検出値ωに対応する昇圧電圧を算出する（ステップＳ３４）。この検出値ωと昇圧電圧との対応関係は、実施形態１に係る目標値ωｔと昇圧電圧との対応関係（図９参照）と同様である。その後、昇圧指令処理部２１８は、実施形態１と同様に信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のオン／オフを設定する。

一方、検出値ωが所定の閾値以上であると判定されない場合（ステップＳ３２；Ｎｏ）、昇圧指令処理部２１８が実行する処理は、実施形態１と同様である。

以上説明したように、本実施形態では、昇圧指令処理部２１８が、ステッピングモータ３２の回転速度の検出値ωに基づいて、昇圧電圧を算出する。これにより、制御装置２０は、実際の回転速度に応じてパルス電圧をステッピングモータ３２に印加することができる。

本実施形態において、制御装置２０は、ステッピングモータ３２の回転速度の検出値ωをフィードバックする機構を有する。このフィードバック機構は、昇圧指令処理部２１８を備える演算部２１がフィードバック制御を実行することにより実現されたが、これには限られない。例えば、制御装置２０は、図１５に示されるように、ディスクリート回路から構成される昇圧指令処理回路２８を用いて、フィードバック制御を実行してもよい。この場合、演算部２１にかかる処理負荷を抑えることができ、ひいては安価なＣＰＵ等から演算部２１を構成することができる。

（実施形態４）
次に、実施形態４について、上述の実施形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施形態１に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態１と説明が重複する部分については、その説明を省略する。

図１６は、実施形態４に係るアクチュエータシステム１０の機能の構成を示す。図１６に示されるように、演算部２１は、位置指令生成部２１１、第１減算器２１２、位置制御器２１３、第２減算器２１４、速度制御器２１５、弱め界磁補償器２１６、座標変換器２１７、昇圧指令処理部２１８及びダイナミクスモデル生成部２１９から構成される。

ダイナミクスモデル生成部２１９は、回転角の目標値θｔを取得し、この目標値θｔに基づいて、ステッピングモータ３２、ボールねじ３３及びスライダ３４等を含む機械系のダイナミクスモデルを生成する。また、ダイナミクスモデル生成部２１９は、モデル化されたステッピングモータの回転速度ωｍを算出する。ダイナミクスモデル生成部２１９は、この回転速度ωｍを示す信号を昇圧指令処理部２１８へ出力する。なお、生成されるダイナミクスモデルは、ステッピングモータ３２の回転速度のみがモデル化された簡略なモデルであってもよい。

昇圧指令処理部２１８は、モデル化された回転速度ωｍをダイナミクスモデル生成部２１９から取得する。昇圧指令処理部２１８は、この回転速度ωｍに基づいて、モータ電源電圧を昇圧するか否かを判定する。また、昇圧指令処理部２１８は、昇圧する場合には、昇圧電圧を判定する。そして、昇圧指令処理部２１８は、これらの判定の結果を示す信号を昇圧回路２２へ出力する。

続いて、ダイナミクスモデル生成部２１９、昇圧指令処理部２１８及び昇圧回路２２が実行する昇圧処理について、図１７を用いて説明する。

まず、ダイナミクスモデル生成部２１９は、位置指令生成部２１１から回転角の目標値θｔを取得する（ステップＳ４１）。次に、ダイナミクスモデル生成部２１９は、この目標値θｔに基づいて、ダイナミクスモデルを生成する（ステップＳ４２）。その後、ダイナミクスモデル生成部２１９は、モデル化された回転速度ωｍを算出する（ステップＳ４３）。

昇圧指令処理部２１８は、回転速度ωｍが所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ４４）。回転速度ωｍが所定の閾値以上であると判定された場合（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、昇圧指令処理部２１８は、実施形態１と同様に、信号ＣＰＵ１をオンに設定する。また、昇圧指令処理部２１８は、回転速度ωｍに基づいて昇圧電圧を算出する（ステップＳ４５）。この回転速度ωｍと昇圧電圧との対応関係は、実施形態１に係る目標値ωｔと昇圧電圧との対応関係（図９参照）と同様である。その後、昇圧指令処理部２１８は、実施形態１と同様に信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のオン／オフを設定する。一方、ステップＳ４４にて回転速度ωｍが所定の閾値以上であると判定されない場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）、昇圧指令処理部２１８は、実施形態１と同様に信号ＣＰＵ１をオフに設定して昇圧処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、ダイナミクスモデル生成部２１９が機械系のダイナミクスをモデル化する。また、昇圧指令処理部２１８は、モデル化された回転速度ωｍに基づいてモータ電源電圧を昇圧する。これにより、制御装置２０は、より効率的にモータ電源電圧を昇圧することができる。例えば、精確な予測モデルを生成した場合には、昇圧指令処理部２１８及び昇圧回路２２は、ステッピングモータ３２の回転速度を予測しながら適切な電圧に昇圧することができる。また、制御装置２０又はリニアアクチュエータ３０の使用履歴を取得してモデルを生成した場合には、経年劣化した装置に適した昇圧を実行することができる。

（実施形態５）
次に、実施形態５について、上述の実施形態１との相違点を中心に説明する。なお、実施形態１に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態１と説明が重複する部分については、その説明を省略する。

図１８は、本実施形態にかかるアクチュエータシステム１０の機能の構成を示す。図１８に示されるように、昇圧指令処理部２１８は、回転角の目標値θｔと検出値θとの偏差θｄを、第１減算器２１２から取得する。この偏差θｄは、ステッピングモータ３２の回転速度に対応する物理量である。

偏差θｄと回転速度との関係を、図１９を用いて具体的に説明する。ステッピングモータの回転角の目標値θｔが検出値θと等しい場合には、ステッピングモータ３２は回転する必要がないため、回転速度はゼロとなる。すなわち、偏差θｄがゼロである場合、回転速度はゼロである。一方、ステッピングモータの回転角の目標値θｔが検出値θよりも大きい場合には、ステッピングモータ３２は回転角を増加する必要があるため、回転速度は正の値となる。すなわち、偏差θｄが正の値である場合には、回転速度は正の値になる。一方、偏差θｄが負の値である場合は、回転速度は負の値になる。さらに、偏差θｄの絶対値が大きくなると、回転速度の絶対値は大きい値になる。

図１８に戻り、昇圧指令処理部２１８は、偏差θｄに基づいて、モータ電源電圧を昇圧するか否かを判定する。また、昇圧指令処理部２１８は、昇圧する場合には、昇圧電圧を判定する。そして、昇圧指令処理部２１８は、これらの判定の結果を示す信号を昇圧回路２２へ出力する。

続いて、昇圧指令処理部２１８及び昇圧回路２２が実行する処理について、図２０を用いて説明する。

まず、昇圧指令処理部２１８は、第１減算器２１２から偏差θｄを取得する（ステップＳ５１）。

次に、昇圧指令処理部２１８は、偏差θｄの絶対値が所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ５２）。所定の閾値は、例えば、図１９において４００ｒｐｍの回転速度に対応する値Ｔｈである。

偏差θｄの絶対値が閾値Ｔｈ以上であると判定された場合（ステップＳ５２；Ｙｅｓ）、昇圧指令処理部２１８は、信号ＣＰＵ１の電圧をオンに設定する（ステップＳ５３）。

また、昇圧指令処理部２１８は、偏差θｄの絶対値に対応する昇圧電圧を算出する（ステップＳ５４）。具体的には、昇圧指令処理部２１８は、図２１に示されるように、閾値Ｔｈ以上の範囲を８個の領域に分割する。そして、昇圧指令処理部２１８は、偏差θｄの絶対値が含まれる領域に対応する所定の昇圧電圧を算出する。

その後、昇圧指令処理部２１８は、算出された昇圧電圧に応じて、信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のオン／オフ電圧を設定する。これにより、昇圧回路２２は、モータ電源電圧を所定の電圧に昇圧する（ステップＳ５５）。

ステップＳ５２にて、偏差θｄの絶対値が閾値Ｔｈ以上であると判定されない場合、昇圧指令処理部２１８は信号ＣＰＵ１をオフに設定する。この場合、昇圧回路２２はモータ電源電圧を昇圧しない。

以上説明したように、本実施形態では、昇圧指令処理部２１８は、回転速度の演算を実行することなく、回転角の偏差θｄに基づいてモータ電源電圧を昇圧する。これにより、制御装置２０は、より高速に昇圧処理を実行することができる。

以上、実施形態１〜５について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態において、位置指令生成部２１１は回転角の目標値θｔを生成したが、回転角に代えて、Ｘ軸上におけるスライダ３４の位置の目標値を生成してもよい。また、リニアアクチュエータ３０は、エンコーダ３５としてロータリーエンコーダを備えたが、スライダ３４の位置を検出するリニアエンコーダを備えてもよい。

例えば、上述の実施形態において、昇圧電圧調整部２２２は、トランジスタＴ２〜Ｔ４を備えたが、４個以上のトランジスタを備えてもよい。すなわち、回転速度の定格の範囲のうち昇圧処理が実行される範囲の分割数を増やしてもよい。この場合、回転速度に対応して昇圧電圧をより滑らかに設定することができる。ひいては、より効率的な昇圧を実現することができる。

また、昇圧電圧調整部２２２は２個以下のトランジスタを備えてもよい。すなわち、回転速度の定格の範囲のうち昇圧処理が実行される範囲の分割数を減らしてもよい。この場合、昇圧電圧調整部２２２をより簡素な構成とすることができる。

例えば、上述の実施形態において、ステッピングモータ３２はリニアアクチュエータ３０の駆動源としたが、制御装置２０は、他の装置が備えるステッピングモータにパルス電力を供給してもよい。

例えば、上述の実施形態において、速度制御器２１５は、回転速度の偏差ωｄに基づいてパルス電流の目標値Ｉｔを算出したが、回転速度の目標値ωｔのみに基づいて目標値Ｉｔを算出してもよい。

例えば、上述の実施形態において、弱め界磁補償器２１６は、回転速度の検出値ωに基づいて、モータ出力の目標値Ｐｔを算出したが、目標値ωｔに基づいて算出してもよい。具体的には、弱め界磁補償器２１６は、Ｐｔ＝Ｋ×ωｔ×Ｉｔの式に基づいて目標値Ｐｔを算出してもよい。

例えば、上述の実施形態において、弱め界磁補償出力領域は、モータ出力の定数Ｐｍにより規定されたが、任意の領域としてもよい。また、弱め界磁補償出力領域は、図３に示されるように、ステッピングモータ３２の最大応答周波数領域を超え、この最大応答周波数領域に重ならない領域としたが、これには限られない。例えば、弱め界磁補償出力領域を、最大応答周波数領域の一部に重複させるように設定することにより、弱め界磁電流制御を効率的に実行してもよい。

例えば、上述の実施形態において、制御装置２０は、ステッピングモータ３２の回転状態に応じてモータ電源電圧を設定した。具体的には、実施形態１〜３においては昇圧指令処理部２１８が回転速度ωｔ、ωに応じて、実施形態４においてはダイナミクスモデル生成部２１９及び昇圧指令処理部２１８が回転角θｔに応じて、実施形態５においては昇圧指令処理部２１８が偏差θｄに応じて、モータ電源電圧を設定した。これに限らず、制御装置２０は、例えば角加速度も含めた回転状態に応じてモータ電源電圧を設定してもよい。

例えば、上述の実施形態において理解を容易にするため、昇圧指令処理部２１８は、昇圧電圧を算出した後に信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４を設定したが、これには限られない。例えば、実施形態１における昇圧指令処理部２１８は、回転速度の目標値ωｔから信号ＣＰＵ２〜ＣＰＵ４のオン／オフを直接設定してもよい。この場合、昇圧電圧を算出する処理が省略されるため、より高速に昇圧電圧を調整することができる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１０ アクチュエータシステム
２０ 制御装置
２１ 演算部
２１１ 位置指令生成部
２１２ 第１減算器
２１３ 位置制御器
２１４ 第２減算器
２１５ 速度制御器
２１６ 弱め界磁補償器
２１７ 座標変換器
２１８ 昇圧指令処理部
２１９ ダイナミクスモデル生成部
２２ 昇圧回路
２２１ ＤＣ／ＤＣコントローラ
２２２ 昇圧電圧調整部
２３、２４ 電流制御器
２５ ＰＷＭインバータ
２６、２７ 電流検出器
２８ 昇圧指令処理回路
３０ リニアアクチュエータ
３１ ハウジング
３２ ステッピングモータ
３３ ボールねじ
３４ スライダ
３５ エンコーダ
４１ モータケーブル
４２ エンコーダケーブル
Ｃ１ コンデンサ
ＣＰＵ１、ＣＰＵ２、ＣＰＵ３、ＣＰＵ４ 信号
Ｄ１ ダイオード
Ｉｄ、Ｉｑ、Ｉα、Ｉβ 電流
Ｉｔ 電流の目標値
Ｌ１ コイル
Ｌａ 特性
Ｌｂ 実線
Ｐ１、Ｐ３ 入力ポート
Ｐ２ 出力ポート
Ｐａ、Ｐｂ 点
Ｐｍ 定数
Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗
Ｔ１〜Ｔ４ トランジスタ
Ｔｈ 閾値
θ 回転角の検出値
θｔ 回転角の目標値
θｄ 回転角の偏差
τ トルク
φ 位相
ω 回転速度の検出値
ωｔ 回転速度の目標値
ωｄ 回転速度の偏差
ωｍ モデル化された回転速度

Claims (21)

1. ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力手段と、
   前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
   前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出手段と、
   前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する速度算出手段と、
   少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記回転軸の回転状態に応じた電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動手段と、
   を備える制御装置。
2. 前記駆動手段は、
   前記目標回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記回転軸の回転速度を検出する速度検出手段を備え、
   前記駆動手段は、
   前記回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力する、
   請求項１に記載の制御装置。
4. 前記駆動手段は、
   前記目標回転角に応じた電圧の駆動信号を出力する、
   請求項１に記載の制御装置。
5. 前記駆動手段は、
   前記偏差に応じた電圧の駆動信号を出力する、
   請求項１に記載の制御装置。
6. 前記駆動手段は、
   前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に変更する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記駆動手段は、
   前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に変更する、
   請求項６に記載の制御装置。
8. 前記駆動手段は、
   前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に変更する、
   請求項７に記載の制御装置。
9. 前記駆動手段は、
   昇圧回路を備え、前記昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を変更する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別手段と、
    前記判別手段によって、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御手段と、
    を備える請求項１乃至９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. ステッピングモータと、
    前記ステッピングモータを制御する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の制御装置と、
    を備えるアクチュエータシステム。
12. ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力ステップと、
    前記回転軸の回転角を検出する回転角検出ステップと、
    前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出ステップと、
    前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する速度算出ステップと、
    少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記回転軸の回転状態に応じた電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動ステップと、
    を含む制御方法。
13. 前記駆動ステップでは、
    前記目標回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力する、
    請求項１２に記載の制御方法。
14. 前記回転軸の回転速度を検出する速度検出ステップを含み、
    前記駆動ステップでは、
    前記回転速度に応じた電圧の駆動信号を出力する、
    請求項１２に記載の制御方法。
15. 前記駆動ステップでは、
    前記目標回転角に応じた電圧の駆動信号を出力する、
    請求項１２に記載の制御方法。
16. 前記駆動ステップでは、
    前記偏差に応じた電圧の駆動信号を出力する、
    請求項１２に記載の制御方法。
17. 前記駆動ステップでは、
    前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に変更する、
    請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載の制御方法。
18. 前記駆動ステップでは、
    前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に変更する、
    請求項１７に記載の制御方法。
19. 前記駆動ステップでは、
    前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に変更する、
    請求項１８に記載の制御方法。
20. 前記駆動ステップでは、
    昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を変更する、
    請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の制御方法。
21. 前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別ステップと、
    前記判別ステップにおいて、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御ステップと、
    を含む請求項１２乃至２０のいずれか一項に記載の制御方法。

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