JP2546606B2 - 混合モ−ドのステップモ−タ制御装置および制御方法 - Google Patents
混合モ−ドのステップモ−タ制御装置および制御方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/12—Control or stabilisation of current
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/32—Reducing overshoot or oscillation, e.g. damping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モ−タ制御装置に関す
る。特に本発明は、ステップモ−タ制御方法および装置
に関する。
る。特に本発明は、ステップモ−タ制御方法および装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は特定の応用の例示的な実施例に
関して記載されているが本発明はそれに限定されないこ
とが理解できよう。ここで与えられている技術にアクセ
スする当業者は本発明の技術的範囲内で他の実施例およ
び付加的な変形、応用、および付加的な分野を認識する
であろう。
関して記載されているが本発明はそれに限定されないこ
とが理解できよう。ここで与えられている技術にアクセ
スする当業者は本発明の技術的範囲内で他の実施例およ
び付加的な変形、応用、および付加的な分野を認識する
であろう。
【０００３】ステップモ−タは商業衛星およびアンテナ
制御位置システムのような位置制御システムで使用され
ている。ステップモ−タ制御装置の好ましい特性は、適
切なモ−タロ−タの制動と、バス電圧とモ−タ巻線抵抗
から独立した高速モ−タ能力を含む。これらの特性は同
一のステップモ−タ制御装置の設計で達成するのに非常
に困難である。通常高速モ−タ制御装置は貧弱なモ−タ
制動特性を有する。ステップモ−タが位置サイクルを完
了後、モ−タの動作により生成される機械的振動を消去
しなければならない。貧弱な制動特性はモ−タ特性の不
安定を生じる。ある共振ステップ速度でロ−タ振動はモ
−タが機能しないように増加する。
制御位置システムのような位置制御システムで使用され
ている。ステップモ−タ制御装置の好ましい特性は、適
切なモ−タロ−タの制動と、バス電圧とモ−タ巻線抵抗
から独立した高速モ−タ能力を含む。これらの特性は同
一のステップモ−タ制御装置の設計で達成するのに非常
に困難である。通常高速モ−タ制御装置は貧弱なモ−タ
制動特性を有する。ステップモ−タが位置サイクルを完
了後、モ−タの動作により生成される機械的振動を消去
しなければならない。貧弱な制動特性はモ−タ特性の不
安定を生じる。ある共振ステップ速度でロ−タ振動はモ
−タが機能しないように増加する。
【０００４】低いモ−タ制動に関する問題は文献に記載
されている。不安定な動作領域のような多数のステップ
モ−タの動的な問題に関する悪影響を減少するために外
部的な機械的ハ−ドウェアが使用されている。機械的ハ
−ドウェアの１例はモ−タロ−タの直接的トルクの引力
を誘発する粘着性ダンパを含む。機械的装置で達成した
成功例も存在するが速度能力が通常犠牲となっている。
さらに機械的制動装置の使用は高パワ−消費を生じて動
作の経済上不適当である。
されている。不安定な動作領域のような多数のステップ
モ−タの動的な問題に関する悪影響を減少するために外
部的な機械的ハ−ドウェアが使用されている。機械的ハ
−ドウェアの１例はモ−タロ−タの直接的トルクの引力
を誘発する粘着性ダンパを含む。機械的装置で達成した
成功例も存在するが速度能力が通常犠牲となっている。
さらに機械的制動装置の使用は高パワ−消費を生じて動
作の経済上不適当である。
【０００５】モ−タの制動を改良するのに通常使用する
別の技術ではモ−タ巻線と並列のダイオ−ド緩衝回路を
使用している。しかしこの解決法も速度能力を限定し、
結果的に高パワ−消費となる。
別の技術ではモ−タ巻線と並列のダイオ−ド緩衝回路を
使用している。しかしこの解決法も速度能力を限定し、
結果的に高パワ−消費となる。
【０００６】ステップモ−タ駆動装置の主なカテゴリ−
は電圧駆動装置、変形Ｌ／Ｒ電圧駆動装置、電流駆動装
置を含む。ステップモ−タ電圧駆動装置の１例は商業衛
星の低歳差位置設定用に使用する単極性電圧駆動装置で
ある。電圧駆動装置は結果的にバス電圧を４つのモ−タ
巻線に供給し、適切なモ−タ制動を提供する。しかし電
圧駆動装置はモ−タ巻線で生成される逆起電力が駆動電
圧と反対であるので低速のモ−タでのみ使用されること
ができる。生成された逆起電力が直接モ−タ速度に比例
するのでモ−タ巻線の電流量は高速で抑圧される。従っ
てモ−タトルクは相対的に減少される。
は電圧駆動装置、変形Ｌ／Ｒ電圧駆動装置、電流駆動装
置を含む。ステップモ−タ電圧駆動装置の１例は商業衛
星の低歳差位置設定用に使用する単極性電圧駆動装置で
ある。電圧駆動装置は結果的にバス電圧を４つのモ−タ
巻線に供給し、適切なモ−タ制動を提供する。しかし電
圧駆動装置はモ−タ巻線で生成される逆起電力が駆動電
圧と反対であるので低速のモ−タでのみ使用されること
ができる。生成された逆起電力が直接モ−タ速度に比例
するのでモ−タ巻線の電流量は高速で抑圧される。従っ
てモ−タトルクは相対的に減少される。
【０００７】さらに電圧駆動装置を使用するステップモ
−タにより生成されるトルクはバス電圧に対して直接的
に、巻線抵抗に対しては反対に変化する。駆動電圧はバ
ス電圧により変動し、巻線抵抗は変化する巻線温度で変
化する。変化する巻線抵抗はモ−タ巻線電流を変化させ
る。これらの状況はそれぞれモ−タ性能に悪影響を及ぼ
す一定でないモ−タトルクをもたらす。付加的に電圧駆
動装置を使用するステップモ−タはまたモ−タ巻線のイ
ンダクタンスと抵抗（Ｌ／Ｒ）時定数により低速動作に
限定される。電源電圧がモ−タ巻線を横切って印加され
ると巻線インピ−ダンス（Ｚ）の誘導成分は新しい電圧
に対する電流の応答速度を低下させる。この特性はモ−
タ巻線のインダクタンスが電流を抑圧するので高ステッ
プ速度において問題を生じる。
−タにより生成されるトルクはバス電圧に対して直接的
に、巻線抵抗に対しては反対に変化する。駆動電圧はバ
ス電圧により変動し、巻線抵抗は変化する巻線温度で変
化する。変化する巻線抵抗はモ−タ巻線電流を変化させ
る。これらの状況はそれぞれモ−タ性能に悪影響を及ぼ
す一定でないモ−タトルクをもたらす。付加的に電圧駆
動装置を使用するステップモ−タはまたモ−タ巻線のイ
ンダクタンスと抵抗（Ｌ／Ｒ）時定数により低速動作に
限定される。電源電圧がモ−タ巻線を横切って印加され
ると巻線インピ−ダンス（Ｚ）の誘導成分は新しい電圧
に対する電流の応答速度を低下させる。この特性はモ−
タ巻線のインダクタンスが電流を抑圧するので高ステッ
プ速度において問題を生じる。
【０００８】ステップモ−タ電圧駆動装置に関係する問
題を回避するために電圧駆動装置の設計は変形されなく
てはならない。変形設計の例は（Ｌ／Ｒ）電圧駆動装
置、すなわち第２のカテゴリ−のステップモ−タ駆動装
置である。Ｌ／Ｒ電圧駆動装置の目的は高ステップ速度
で電流の応答速度を低下するモ−タ巻線の誘導分の効果
を克服することである。この目的を達成するために、大
きな固定抵抗がモ−タの誘導分と直列して位置されてい
る。大きな直列抵抗は誘導分をモ−タ巻線の全体のイン
ピ−ダンス（Ｚ）の中での割合を小さくさせる。さらに
大きな電圧源が大きな直列抵抗を通ってモ−タ電流を駆
動するために必要である。この変形設計は迅速なモ−タ
電流の立上り時間を得るために行われ、モ−タ巻線中の
逆起電力電圧の駆動電圧全体中の割合を小さくさせる。
この特徴はモ−タの高速性能を拡張する傾向がある。最
後に大きな直列抵抗は全体のモ−タ抵抗中のモ−タ巻線
抵抗の割合を小さくさせる。それ故モ−タ巻線抵抗とモ
−タトルクはモ−タ巻線温度の変化に対して敏感でなく
なる。
題を回避するために電圧駆動装置の設計は変形されなく
てはならない。変形設計の例は（Ｌ／Ｒ）電圧駆動装
置、すなわち第２のカテゴリ−のステップモ−タ駆動装
置である。Ｌ／Ｒ電圧駆動装置の目的は高ステップ速度
で電流の応答速度を低下するモ−タ巻線の誘導分の効果
を克服することである。この目的を達成するために、大
きな固定抵抗がモ−タの誘導分と直列して位置されてい
る。大きな直列抵抗は誘導分をモ−タ巻線の全体のイン
ピ−ダンス（Ｚ）の中での割合を小さくさせる。さらに
大きな電圧源が大きな直列抵抗を通ってモ−タ電流を駆
動するために必要である。この変形設計は迅速なモ−タ
電流の立上り時間を得るために行われ、モ−タ巻線中の
逆起電力電圧の駆動電圧全体中の割合を小さくさせる。
この特徴はモ−タの高速性能を拡張する傾向がある。最
後に大きな直列抵抗は全体のモ−タ抵抗中のモ−タ巻線
抵抗の割合を小さくさせる。それ故モ−タ巻線抵抗とモ
−タトルクはモ−タ巻線温度の変化に対して敏感でなく
なる。
【０００９】残念ながら、Ｌ／Ｒ電圧駆動装置の設計に
は大きい欠点がある。これらの欠点は大きな直列抵抗に
よってパワ−浪費を生じて効率が悪いことである。さら
に、モ−タ制動は大きな直列抵抗がモ−タ巻線の総合的
なインピ−ダンス（Ｚ）を増加するため犠牲となる。従
って大きな直列抵抗の逆起電力電圧降下は増加し、減少
した制動を生じる逆起電力電流を抑圧する結果となる。
は大きい欠点がある。これらの欠点は大きな直列抵抗に
よってパワ−浪費を生じて効率が悪いことである。さら
に、モ−タ制動は大きな直列抵抗がモ−タ巻線の総合的
なインピ−ダンス（Ｚ）を増加するため犠牲となる。従
って大きな直列抵抗の逆起電力電圧降下は増加し、減少
した制動を生じる逆起電力電流を抑圧する結果となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ステップモ−タ駆動装
置の第３のカテゴリ−は電流駆動装置である。電流駆動
装置には単極性電流駆動装置と双極性電流駆動装置が含
まれる。これらはシステムの位置設定に使用されてい
る。ステップモ−タ電流駆動装置に関連する特に重要な
ことはパワ−を有する巻線の電流の直接制御である。こ
の特性は最大モ−タ速度を増加し、モ−タ性能がバス電
圧および巻線抵抗と基本的に独立することを許容する。
従って電流駆動装置は電圧駆動装置に関連する欠点のい
くつか克服する。しかし本来の電流源は例えばステップ
モ−タのギアの限定された機械的制動のみを残して電気
的制動は存在しない。それ故電流駆動装置に関する主な
問題はモ−タロ−タの制動が存在しないことである。電
流駆動装置のステップモ−タロ−タの制動の不存在は不
安定なモ−タ動作領域を生じる。従ってモ−タに共振を
生成するようなステップ速度は回避されなければならな
い。
置の第３のカテゴリ−は電流駆動装置である。電流駆動
装置には単極性電流駆動装置と双極性電流駆動装置が含
まれる。これらはシステムの位置設定に使用されてい
る。ステップモ−タ電流駆動装置に関連する特に重要な
ことはパワ−を有する巻線の電流の直接制御である。こ
の特性は最大モ−タ速度を増加し、モ−タ性能がバス電
圧および巻線抵抗と基本的に独立することを許容する。
従って電流駆動装置は電圧駆動装置に関連する欠点のい
くつか克服する。しかし本来の電流源は例えばステップ
モ−タのギアの限定された機械的制動のみを残して電気
的制動は存在しない。それ故電流駆動装置に関する主な
問題はモ−タロ−タの制動が存在しないことである。電
流駆動装置のステップモ−タロ−タの制動の不存在は不
安定なモ−タ動作領域を生じる。従ってモ−タに共振を
生成するようなステップ速度は回避されなければならな
い。
【００１１】モ−タ駆動トランジスタを保護するため多
数の従来技術のステップモ−タ駆動装置はモ−タ巻線を
横切ってダイオ−ド緩衝ネットワ−クを配置する。駆動
トランジスタを横切る限定された電圧に加えてダイオ−
ド緩衝ネットワ−クも逆起電力電流に部分的電流路を提
供する。単一の極性の逆起電力電流はモ−タロ−タの限
定された制動を提供するダイオ−ドを通って流れる。緩
衝回路は特定のモ−タ巻線回路に調整される。このこと
は抵抗部品をモ−タ速度応答を犠牲にしてロ−タ制動の
増加を可能にする緩衝ネットワ−クに導入することによ
り達成される（その逆も成立つ）。
数の従来技術のステップモ−タ駆動装置はモ−タ巻線を
横切ってダイオ−ド緩衝ネットワ−クを配置する。駆動
トランジスタを横切る限定された電圧に加えてダイオ−
ド緩衝ネットワ−クも逆起電力電流に部分的電流路を提
供する。単一の極性の逆起電力電流はモ−タロ−タの限
定された制動を提供するダイオ−ドを通って流れる。緩
衝回路は特定のモ−タ巻線回路に調整される。このこと
は抵抗部品をモ−タ速度応答を犠牲にしてロ−タ制動の
増加を可能にする緩衝ネットワ−クに導入することによ
り達成される（その逆も成立つ）。
【００１２】最後にステップモ−タ駆動装置には４つの
モ−タ巻線を２つの新しい巻線に結合するものもある。
このモ−タ巻線接続の組み合わせは双極動作で利用され
る。双極動作の利点はモ−タパワ−効率が二重にされる
ことである。動作の双極性モ−ドは適切なロ−タ制動を
有する簡単な低速電圧制御またはその代りに基本的にゼ
ロのロ−タ制動を有する高速電流制御の一方を使用する
ことができる。
モ−タ巻線を２つの新しい巻線に結合するものもある。
このモ−タ巻線接続の組み合わせは双極動作で利用され
る。双極動作の利点はモ−タパワ−効率が二重にされる
ことである。動作の双極性モ−ドは適切なロ−タ制動を
有する簡単な低速電圧制御またはその代りに基本的にゼ
ロのロ−タ制動を有する高速電流制御の一方を使用する
ことができる。
【００１３】従ってバス電圧および巻線抵抗と独立する
適切なモ−タ制動と高速性能を示すステップモ−タ駆動
装置の改良技術で必要とされている。
適切なモ−タ制動と高速性能を示すステップモ−タ駆動
装置の改良技術で必要とされている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この技術上の必要性は本
発明の混合モード制御装置と制御方法により解決され
る。本発明は、モータと共に使用する混合モード制御装
置において、モータを動作するための指令信号を生成す
る指令信号生成手段と、指令信号生成手段とモータとの
間に結合され、指令信号生成手段から可変利得制御装置
を介して供給される指令信号を駆動信号に変換してモー
タの巻線を励起し、ロータを制動する駆動手段と、指令
信号生成手段とモータとにそれぞれ結合された２個の入
力部を備え、それらの入力部からの信号に基づいて可変
利得制御装置の利得を制御して指令信号生成手段から駆
動手段に供給される指令信号を調整してモータの高速動
作を行わせる調整手段とを具備していることを特徴とす
る。
発明の混合モード制御装置と制御方法により解決され
る。本発明は、モータと共に使用する混合モード制御装
置において、モータを動作するための指令信号を生成す
る指令信号生成手段と、指令信号生成手段とモータとの
間に結合され、指令信号生成手段から可変利得制御装置
を介して供給される指令信号を駆動信号に変換してモー
タの巻線を励起し、ロータを制動する駆動手段と、指令
信号生成手段とモータとにそれぞれ結合された２個の入
力部を備え、それらの入力部からの信号に基づいて可変
利得制御装置の利得を制御して指令信号生成手段から駆
動手段に供給される指令信号を調整してモータの高速動
作を行わせる調整手段とを具備していることを特徴とす
る。
【００１５】好ましい実施例では、モ−タ制御装置に導
入されるステップ速度信号は電圧指令信号を生成するた
めアキュムレ−タとメモリにより動作される。モ−タ制
御装置は合計回路で指令モ−タ電流と実際のモ−タ電流
を比較することにより電圧の指令信号の利得を調整する
のに利用される低帯域幅の電流制御フィ−ドバックル−
プを含む。フィ−ドバックル−プは高速動作をするため
の電圧指令信号の自動利得制御用に設けられている。利
得調整電圧指令信号はその後、高モ−タ制動特性を有す
る双極電圧駆動装置に供給される。電圧駆動装置はトラ
ンジスタ制御論理回路を介してステップモ−タのモ−タ
巻線へのバス電圧の供給を制御するために利用される。
電圧駆動装置は非常に良好なモ−タ制動を提供する。ま
た、定常状態へのモ−タ電流の変化の設定を加速するた
めの時定数補正ネットワ−クが含まれている。従って補
正ネットワ−クは指令モ−タ電流の変化の急速な応答を
確実にする。
入されるステップ速度信号は電圧指令信号を生成するた
めアキュムレ−タとメモリにより動作される。モ−タ制
御装置は合計回路で指令モ−タ電流と実際のモ−タ電流
を比較することにより電圧の指令信号の利得を調整する
のに利用される低帯域幅の電流制御フィ−ドバックル−
プを含む。フィ−ドバックル−プは高速動作をするため
の電圧指令信号の自動利得制御用に設けられている。利
得調整電圧指令信号はその後、高モ−タ制動特性を有す
る双極電圧駆動装置に供給される。電圧駆動装置はトラ
ンジスタ制御論理回路を介してステップモ−タのモ−タ
巻線へのバス電圧の供給を制御するために利用される。
電圧駆動装置は非常に良好なモ−タ制動を提供する。ま
た、定常状態へのモ−タ電流の変化の設定を加速するた
めの時定数補正ネットワ−クが含まれている。従って補
正ネットワ−クは指令モ−タ電流の変化の急速な応答を
確実にする。
【００１６】
【実施例】本発明は図１で示されているようにステッパ
モ−タ駆動用の双極電圧駆動装置102 と電圧駆動装置10
2 からの電流を制御するための低帯域幅電流制御フィ−
ドバックル−プ104 とを有するタイプの混合モ−ドステ
ッパモ−タ制御装置100 で構成されている。通常、双極
電圧駆動装置102 と低帯域幅の電流フィ−ドバックル−
プ104 は付勢されるモ−タ巻線106 を横切って供給され
る電圧を制御することにより実質上モ−タ制動を改良
し、双極電圧駆動装置102 からの電流を制御することに
よりパワ−効率、高速モ−タ動作を同時に行うように共
同動作する。さらにモ−タ性能はバス電圧、モ−タ温
度、巻線抵抗から基本的に独立しており、ステッパモ−
タ制御装置100 は多くの標準的モ−タの実際上同一のハ
−ドウェアを利用する。
モ−タ駆動用の双極電圧駆動装置102 と電圧駆動装置10
2 からの電流を制御するための低帯域幅電流制御フィ−
ドバックル−プ104 とを有するタイプの混合モ−ドステ
ッパモ−タ制御装置100 で構成されている。通常、双極
電圧駆動装置102 と低帯域幅の電流フィ−ドバックル−
プ104 は付勢されるモ−タ巻線106 を横切って供給され
る電圧を制御することにより実質上モ−タ制動を改良
し、双極電圧駆動装置102 からの電流を制御することに
よりパワ−効率、高速モ−タ動作を同時に行うように共
同動作する。さらにモ−タ性能はバス電圧、モ−タ温
度、巻線抵抗から基本的に独立しており、ステッパモ−
タ制御装置100 は多くの標準的モ−タの実際上同一のハ
−ドウェアを利用する。
【００１７】本発明の混合モ−ドステッパモ−タ制御装
置100 はデジタル処理装置として記載されている。しか
し本発明は同等のアナログ処理装置でも構成されること
ができる。ステップ速度指令は図１で示されているよう
にサ−ボ制御装置（図示せず）から入力ライン108 上を
制御装置100 に伝送される。ステップ速度指令は双極モ
−タの動作速度または周波数を示す固定したデジタル数
である。双極モ−タは４つの極の間の中心にある永久磁
石ロ−タを含む。４つのモ−タ巻線はそれぞれ２つの極
を包むサイン巻線とコサイン巻線に結合され、二重モ−
タパワ−効率をもたらす。
置100 はデジタル処理装置として記載されている。しか
し本発明は同等のアナログ処理装置でも構成されること
ができる。ステップ速度指令は図１で示されているよう
にサ−ボ制御装置（図示せず）から入力ライン108 上を
制御装置100 に伝送される。ステップ速度指令は双極モ
−タの動作速度または周波数を示す固定したデジタル数
である。双極モ−タは４つの極の間の中心にある永久磁
石ロ−タを含む。４つのモ−タ巻線はそれぞれ２つの極
を包むサイン巻線とコサイン巻線に結合され、二重モ−
タパワ−効率をもたらす。
【００１８】ステップ速度指令はル−プサンプル期間を
表す毎Ｔs 秒アキュムレ−タ110 に加えられる。固定し
たル−プサンプル期間Ｔs は図１で示されているスイッ
チ112 の周期的動作により記号化される。ル−プサンプ
ル期間Ｔs は以下の等式１に示されるように制御装置10
0 の固定した動作周波数（ｆ）の逆数である。
表す毎Ｔs 秒アキュムレ−タ110 に加えられる。固定し
たル−プサンプル期間Ｔs は図１で示されているスイッ
チ112 の周期的動作により記号化される。ル−プサンプ
ル期間Ｔs は以下の等式１に示されるように制御装置10
0 の固定した動作周波数（ｆ）の逆数である。
【００１９】Ｔs ＝１／ｆ ［１］ アキュムレ−タ110 の機能はステップ速度指令をロ−タ
一位置指令に変換するためデジタル的にステップ速度指
令を積分することである。この機能は例えば双極モ−タ
のロ−タで応用可能である。アキュムレ−タ110 からの
出力信号の幾つかのビットは検索表メモリ114 をアドレ
スすることに利用される。検索表メモリ114 は図１で示
されているようにモ−タ巻線106 の公称上の指令電圧信
号を（ライン116 の第１の出力端子で）含んでいる。第
２の出力端子もライン118 上の第２の電圧駆動（図示せ
ず）の別のモ−タ巻線に公称上の指令電圧信号を提供す
るのに有効である。これらの２つの巻線は双極性モ−タ
のサインおよびコサイン巻線に一致する。
一位置指令に変換するためデジタル的にステップ速度指
令を積分することである。この機能は例えば双極モ−タ
のロ−タで応用可能である。アキュムレ−タ110 からの
出力信号の幾つかのビットは検索表メモリ114 をアドレ
スすることに利用される。検索表メモリ114 は図１で示
されているようにモ−タ巻線106 の公称上の指令電圧信
号を（ライン116 の第１の出力端子で）含んでいる。第
２の出力端子もライン118 上の第２の電圧駆動（図示せ
ず）の別のモ−タ巻線に公称上の指令電圧信号を提供す
るのに有効である。これらの２つの巻線は双極性モ−タ
のサインおよびコサイン巻線に一致する。
【００２０】アキュムレ−タ110 からの出力信号の最小
２ビットは例えば２位相双極モ−タの十分なステップに
関連する４つの巻線電圧状態を規定するのに使用されな
ければならない。図１の例ではアキュムレ−タ110 のカ
ウントの５ビットはモ−タの３２の状態を規定するのに
用いられる。この処理はより大きな分解能を提供し、各
モ−タステップが８つのマイクロステップにさらに分割
されることを可能にする。公称上、２つのモ−タ巻線状
態はサイン／コサインパタ−ンに従う。しかしこのパタ
−ンは応用可能な磁石の戻り止めトルクを有するモ−タ
の不変のマイクロステップサイズのために提供するよう
に僅かに変形されなければならない。
２ビットは例えば２位相双極モ−タの十分なステップに
関連する４つの巻線電圧状態を規定するのに使用されな
ければならない。図１の例ではアキュムレ−タ110 のカ
ウントの５ビットはモ−タの３２の状態を規定するのに
用いられる。この処理はより大きな分解能を提供し、各
モ−タステップが８つのマイクロステップにさらに分割
されることを可能にする。公称上、２つのモ−タ巻線状
態はサイン／コサインパタ−ンに従う。しかしこのパタ
−ンは応用可能な磁石の戻り止めトルクを有するモ−タ
の不変のマイクロステップサイズのために提供するよう
に僅かに変形されなければならない。
【００２１】モ−タ巻線106 のための公称上の指令電圧
信号は低帯域幅電流制御フィ−ドバックル−プ104 と可
変利得制御装置120 に導かれる。フィ−ドバックル−プ
104の機能は双極モ−タ巻線106 の平均電流を維持する
ため自動利得制御特性を行うことである。このことは実
際のモ−タ電流を後述の指令モ−タ電流と比較すること
により達成される。フィ−ドバックル−プ104 内でメモ
リ114 からの指令電圧信号は乗算装置122 と電流ル−プ
成形装置124 に送信される。乗算装置122 はモ−タ巻線
106 の公称上の抵抗の逆数を表し、従って図１の（１／
Ｒwin ）として記号で示される。従って乗算装置122 は
動作し、以下のように指令電圧信号Ｖco m を指令電流信
号Ｉcom に変換する。
信号は低帯域幅電流制御フィ−ドバックル−プ104 と可
変利得制御装置120 に導かれる。フィ−ドバックル−プ
104の機能は双極モ−タ巻線106 の平均電流を維持する
ため自動利得制御特性を行うことである。このことは実
際のモ−タ電流を後述の指令モ−タ電流と比較すること
により達成される。フィ−ドバックル−プ104 内でメモ
リ114 からの指令電圧信号は乗算装置122 と電流ル−プ
成形装置124 に送信される。乗算装置122 はモ−タ巻線
106 の公称上の抵抗の逆数を表し、従って図１の（１／
Ｒwin ）として記号で示される。従って乗算装置122 は
動作し、以下のように指令電圧信号Ｖco m を指令電流信
号Ｉcom に変換する。
【００２２】 Ｉcom ＝Ｖcom ×（１／Ｒwin ） ［２］ 指令電流信号はモ−タ巻線106 に割当てられる電流の公
称上の値である。指令電流信号は図１で示されている第
１の加算器126 に伝送される。第１の加算器126 はまた
アナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバ−タ128 とマルチプ
レクサ130 の組合わせからの入力を含む。Ａ／Ｄコンバ
−タ128 からの入力は小さいセンサ抵抗132 により感知
されるモ−タ巻線106 の実際の電流を表している。セン
サ抵抗132 は例えばモ−タ巻線106 の抵抗よりかなり小
さい。センサ抵抗132 を横切る電圧はモ−タ巻線106 の
電流に比例する。従ってセンサ抵抗132 を横切る電圧は
実際のモ−タ電流信号を感知するのに利用される。セン
サ抵抗132 は図１で示されているように巻線106 と電気
接地との間のモ−タ回路に位置されている。感知された
実際のモ−タ電流信号はマルチプレクサ130 とＡ／Ｄコ
ンバ−タ128 に送られる。
称上の値である。指令電流信号は図１で示されている第
１の加算器126 に伝送される。第１の加算器126 はまた
アナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバ−タ128 とマルチプ
レクサ130 の組合わせからの入力を含む。Ａ／Ｄコンバ
−タ128 からの入力は小さいセンサ抵抗132 により感知
されるモ−タ巻線106 の実際の電流を表している。セン
サ抵抗132 は例えばモ−タ巻線106 の抵抗よりかなり小
さい。センサ抵抗132 を横切る電圧はモ−タ巻線106 の
電流に比例する。従ってセンサ抵抗132 を横切る電圧は
実際のモ−タ電流信号を感知するのに利用される。セン
サ抵抗132 は図１で示されているように巻線106 と電気
接地との間のモ−タ回路に位置されている。感知された
実際のモ−タ電流信号はマルチプレクサ130 とＡ／Ｄコ
ンバ−タ128 に送られる。
【００２３】双極モ−タは２つの分離したモ−タ巻線を
含み、それぞれのモ−タ巻線はセンサ抵抗を有する。そ
れ故複数のセンサ抵抗に関連するマルチプレクサ130 は
複数の機能を行う。これらの機能の１つは同一のモ−タ
の分離した巻線の間の多重化を含む。さらにマルチプレ
クサ130 は単一のＡ／Ｄコンバ−タ128 が複数のモ−タ
巻線の間で時間を分配することを許容する。図２の概略
図で示されているように電圧駆動装置102 の例示的な実
施例は２つのセンサ抵抗132 ａ、132 ｂを開示してい
る。与えられたモ−タ巻線ではマルチプレクサ130 はセ
ンサ抵抗132 ａ、132 ｂのどちらがフィ−ドバックル−
プ104 に接続され、監視されるかを決定する。このこと
は検索表メモリ114 とマルチプレクサ130 との間のライ
ン136 上の指示信号の送信により達成される。別のセン
サ抵抗と反する１つの特定のセンサ抵抗を監視する指令
信号は検索表メモリ114 からの指令電圧信号の極性によ
り決定される。その後、マルチプレクサ130 は選択され
たセンサ抵抗132 ａまたは132 ｂをフィ−ドバックル−
プ104 に接続する。
含み、それぞれのモ−タ巻線はセンサ抵抗を有する。そ
れ故複数のセンサ抵抗に関連するマルチプレクサ130 は
複数の機能を行う。これらの機能の１つは同一のモ−タ
の分離した巻線の間の多重化を含む。さらにマルチプレ
クサ130 は単一のＡ／Ｄコンバ−タ128 が複数のモ−タ
巻線の間で時間を分配することを許容する。図２の概略
図で示されているように電圧駆動装置102 の例示的な実
施例は２つのセンサ抵抗132 ａ、132 ｂを開示してい
る。与えられたモ−タ巻線ではマルチプレクサ130 はセ
ンサ抵抗132 ａ、132 ｂのどちらがフィ−ドバックル−
プ104 に接続され、監視されるかを決定する。このこと
は検索表メモリ114 とマルチプレクサ130 との間のライ
ン136 上の指示信号の送信により達成される。別のセン
サ抵抗と反する１つの特定のセンサ抵抗を監視する指令
信号は検索表メモリ114 からの指令電圧信号の極性によ
り決定される。その後、マルチプレクサ130 は選択され
たセンサ抵抗132 ａまたは132 ｂをフィ−ドバックル−
プ104 に接続する。
【００２４】センサ抵抗132 を横切る電圧はモ−タ巻線
106 の電流に比例する。センサ抵抗132 を横切って感知
されたアナログ電圧はマルチプレクサ130 によりＡ／Ｄ
コンバ−タ128 に送信される。Ａ／Ｄコンバ−タ128 は
マルチプレクサ130 から受信されるアナログ電圧をデジ
タル信号に変換する。デジタル化された後、実際のモ−
タ電流信号は式２より得られる指令電流信号と比較され
るために第１の加算器126 に伝送される。第１の加算器
126 の出力信号は指令モ−タ電流信号と実際のモ−タ電
流信号との間の差を表す。第１の加算器126 からの差動
電流信号は電流ル−プ成形装置124 に導かれる。さらに
メモリ114 から電流ル−プ成形装置124への入力信号は
指令電圧信号の極性を示す。
106 の電流に比例する。センサ抵抗132 を横切って感知
されたアナログ電圧はマルチプレクサ130 によりＡ／Ｄ
コンバ−タ128 に送信される。Ａ／Ｄコンバ−タ128 は
マルチプレクサ130 から受信されるアナログ電圧をデジ
タル信号に変換する。デジタル化された後、実際のモ−
タ電流信号は式２より得られる指令電流信号と比較され
るために第１の加算器126 に伝送される。第１の加算器
126 の出力信号は指令モ−タ電流信号と実際のモ−タ電
流信号との間の差を表す。第１の加算器126 からの差動
電流信号は電流ル−プ成形装置124 に導かれる。さらに
メモリ114 から電流ル−プ成形装置124への入力信号は
指令電圧信号の極性を示す。
【００２５】実際のモ−タ電流信号の大きさと指令モ−
タ電流信号の大きさとを比較することにより低帯域幅電
流制御フィ−ドバックル−プ104 は従って駆動機能を調
節する。このような方法で電流ル−プ成形装置124 は実
際のモ−タ電流信号の大きさが指令モ−タ電流信号より
小さいとき利得制御信号を増加する（例えば利得上昇ま
たは駆動機能のブ−スト）。同様に電流ル−プ成形装置
124 は実際のモ−タ電流信号の大きさが指令モ−タ電流
信号より大きいとき利得制御信号を減少する（例えば利
得下降または駆動機能の減少）。最も簡単な形態では電
流ル−プ成形装置124 はメモリ114 の指令電圧信号の極
性により＋１または−１によって第１の加算器126 から
差動信号を乗算する。その後、電流ル−プ成形装置124
は差動信号の簡単な積分を実行する。
タ電流信号の大きさとを比較することにより低帯域幅電
流制御フィ−ドバックル−プ104 は従って駆動機能を調
節する。このような方法で電流ル−プ成形装置124 は実
際のモ−タ電流信号の大きさが指令モ−タ電流信号より
小さいとき利得制御信号を増加する（例えば利得上昇ま
たは駆動機能のブ−スト）。同様に電流ル−プ成形装置
124 は実際のモ−タ電流信号の大きさが指令モ−タ電流
信号より大きいとき利得制御信号を減少する（例えば利
得下降または駆動機能の減少）。最も簡単な形態では電
流ル−プ成形装置124 はメモリ114 の指令電圧信号の極
性により＋１または−１によって第１の加算器126 から
差動信号を乗算する。その後、電流ル−プ成形装置124
は差動信号の簡単な積分を実行する。
【００２６】電流ル−プ成形装置124 の出力信号は図１
で示されているライン134 により可変利得制御装置120
に伝送される利得制御信号である。検索表メモリ114 か
ら出力され公称上の指令電圧信号は可変利得制御装置12
0 の利得制御信号により動作される。可変利得制御装置
120 は第１の加算器126 により提供される差動信号に応
じて公称上の指令電圧信号の大きさを調節（例えば増加
または減少）するために使用される。利得制御信号を可
変利得制御装置120 内の指令電圧信号に供給することは
電流制御フィ−ドバックル−プを閉じ、自動利得制御特
性を提供する。モ−タ速度が増加するにつれて逆起電力
電圧は増加し、それはモ−タ電流を抑圧しようとする。
電流制御フィ−ドバックル−プ104 は平均モ−タ電流の
大きさの変化を感知し、駆動機能を調節する。従って平
均モ−タ電流は維持され、双極性モ−タは高ステップ速
度で動作することができる。しかし電流制御フィ−ドバ
ックル−プ104 の帯域幅をモ−タの自然振動周波数より
下に維持することにより、振動の逆起電力電圧と制動特
性は抑圧されない。フィ−ドバックル−プ104 はまた電
力供給電圧とモ−タ巻線106 の抵抗の変化を補償するこ
とに注意すべきである。
で示されているライン134 により可変利得制御装置120
に伝送される利得制御信号である。検索表メモリ114 か
ら出力され公称上の指令電圧信号は可変利得制御装置12
0 の利得制御信号により動作される。可変利得制御装置
120 は第１の加算器126 により提供される差動信号に応
じて公称上の指令電圧信号の大きさを調節（例えば増加
または減少）するために使用される。利得制御信号を可
変利得制御装置120 内の指令電圧信号に供給することは
電流制御フィ−ドバックル−プを閉じ、自動利得制御特
性を提供する。モ−タ速度が増加するにつれて逆起電力
電圧は増加し、それはモ−タ電流を抑圧しようとする。
電流制御フィ−ドバックル−プ104 は平均モ−タ電流の
大きさの変化を感知し、駆動機能を調節する。従って平
均モ−タ電流は維持され、双極性モ−タは高ステップ速
度で動作することができる。しかし電流制御フィ−ドバ
ックル−プ104 の帯域幅をモ−タの自然振動周波数より
下に維持することにより、振動の逆起電力電圧と制動特
性は抑圧されない。フィ−ドバックル−プ104 はまた電
力供給電圧とモ−タ巻線106 の抵抗の変化を補償するこ
とに注意すべきである。
【００２７】調節された指令電圧信号は図１で示されて
いるように可変利得制御装置120 からＬ／Ｒ時定数補正
ネットワ−ク138 に伝送される。時定数補正ネットワ−
ク138 は調節された指令電圧信号のステップ変化を時間
的に誇張する。このステップ変化の誇張は誘導回路の通
常の電流立上り時間の待ちと反対である１つのサンプル
期間Ｔs で達成される以下の式により示されるステップ
変化に関連する新しい定常状態のモ−タ電流値を許容す
る。
いるように可変利得制御装置120 からＬ／Ｒ時定数補正
ネットワ−ク138 に伝送される。時定数補正ネットワ−
ク138 は調節された指令電圧信号のステップ変化を時間
的に誇張する。このステップ変化の誇張は誘導回路の通
常の電流立上り時間の待ちと反対である１つのサンプル
期間Ｔs で達成される以下の式により示されるステップ
変化に関連する新しい定常状態のモ−タ電流値を許容す
る。
【００２８】 Ｉss＝Ｖcom ／Ｒwin ［３］ モ−タ巻線106 は以下の式で表されるステップ変化後の
５の時定数の通常の電流立上り時間を有する誘導分を含
む。
５の時定数の通常の電流立上り時間を有する誘導分を含
む。
【００２９】 時定数＝Ｌwin ／Ｒwin ［４］ 時定数補正ネットワ−ク138 は通常の電流立上り時間を
短縮することにより高ステップ速度で指令モ−タ電流信
号を維持するのに便利である。しかし補正ネットワ−ク
138 は本発明のステッパモ−タ制御装置100 の選択的特
性と考えられる。
短縮することにより高ステップ速度で指令モ−タ電流信
号を維持するのに便利である。しかし補正ネットワ−ク
138 は本発明のステッパモ−タ制御装置100 の選択的特
性と考えられる。
【００３０】調節された指令電圧信号は可変利得制御装
置120 から記号（Ｚ-1）で示される時間遅延オペレ−タ
装置140 と第２の加算器142 と第３の加算器144 にそれ
ぞれ導かれる。時間遅延オペレ−タ装置140 の記号Ｚ-1
は１つのサンプル期間Ｔs の時間遅延を示す。従って時
間遅延オペレ−タ装置140 の機能は先のサンプル期間Ｔ
s の調節された指令電圧信号の一時的蓄積を提供するこ
とである。第２の加算器142 は時間遅延オペレ−タ装置
140 からの先のサンプル期間Ｔs の調節された指令電圧
信号と可変利得制御装置120 からの現在のサンプル期間
Ｔs の調節された指令電圧信号とを受信して比較する。
現在のサンプル期間の指令電圧信号の値が先のサンプル
期間の指令電圧信号の値と異なっているならば指令電圧
差信号が生成される。
置120 から記号（Ｚ-1）で示される時間遅延オペレ−タ
装置140 と第２の加算器142 と第３の加算器144 にそれ
ぞれ導かれる。時間遅延オペレ−タ装置140 の記号Ｚ-1
は１つのサンプル期間Ｔs の時間遅延を示す。従って時
間遅延オペレ−タ装置140 の機能は先のサンプル期間Ｔ
s の調節された指令電圧信号の一時的蓄積を提供するこ
とである。第２の加算器142 は時間遅延オペレ−タ装置
140 からの先のサンプル期間Ｔs の調節された指令電圧
信号と可変利得制御装置120 からの現在のサンプル期間
Ｔs の調節された指令電圧信号とを受信して比較する。
現在のサンプル期間の指令電圧信号の値が先のサンプル
期間の指令電圧信号の値と異なっているならば指令電圧
差信号が生成される。
【００３１】指令電圧差信号は図１で示されている乗算
装置のブロック146 に伝送される。乗算装置のブロック
146 は現在のサンプル期間と先のサンプル期間の指令電
圧信号の間の差を補償するように固定した利得を提供す
るため指令電圧差信号に作用する乗算係数“Ｋ”を含
む。乗算係数“Ｋ”の値は以下の式により規定され、
“Ｒ”はモ−タ巻線106 の抵抗に等しくＬはモ−タ巻線
106 のインダクタンスに等しく、Ｔs はル−プサンプル
期間に等しい。
装置のブロック146 に伝送される。乗算装置のブロック
146 は現在のサンプル期間と先のサンプル期間の指令電
圧信号の間の差を補償するように固定した利得を提供す
るため指令電圧差信号に作用する乗算係数“Ｋ”を含
む。乗算係数“Ｋ”の値は以下の式により規定され、
“Ｒ”はモ−タ巻線106 の抵抗に等しくＬはモ−タ巻線
106 のインダクタンスに等しく、Ｔs はル−プサンプル
期間に等しい。
【００３２】 Ｋ＝［（ｅ-RTs/L）／（１−ｅ-RTs/L）］ ［５］ 式［５］により決定されるように乗算器ブロック146 の
出力は第３の加算器144に導かれ現時点のサンプル期間
Ｔs の指令電圧信号と結合される。Ｌ／Ｒ時定数補正ネ
ットワ−ク138 の第３の加算器144 の出力信号は図１、
２で示されているように電圧駆動装置102 の入力端子に
制御電圧信号を提供する。
出力は第３の加算器144に導かれ現時点のサンプル期間
Ｔs の指令電圧信号と結合される。Ｌ／Ｒ時定数補正ネ
ットワ−ク138 の第３の加算器144 の出力信号は図１、
２で示されているように電圧駆動装置102 の入力端子に
制御電圧信号を提供する。
【００３３】電圧駆動装置102 は図２で示されているデ
ジタル装置の実施例の低インピ−ダンスのパワ−出力段
である。電圧駆動装置102 はトランジスタ制御論理回路
148を含む。制御電圧信号はスイッチ回路の制御用にト
ランジスタの制御論理回路148 に供給される。トランジ
スタの制御論理回路148 は制御電圧信号に基づく複数の
トランジスタのスイッチング方式を決定する技術で知ら
れている論理回路である。電圧駆動装置102 の種々の構
造は本発明で利用されることができる。モ−タ巻線106
を通過する電流を制御するために使用される選択された
トランジスタのスイッチ回路は図２に示され、複数の接
続ライン150,152,154,156 を含む。接続ライン150,152,
154,156 はトランジスタ制御論理回路148 から複数のス
イッチングトランジスタ158,160,162,164 にそれぞれ導
かれている。各トランジスタ158,160,162,164 を横切っ
てそれぞれ図２で示されているように複数のダイオ−ド
166,168,170,172 が接続されている。各ダイオ−ド166,
168,170,172 は各トランジスタを過大な電圧応力から保
護するように設計されている。
ジタル装置の実施例の低インピ−ダンスのパワ−出力段
である。電圧駆動装置102 はトランジスタ制御論理回路
148を含む。制御電圧信号はスイッチ回路の制御用にト
ランジスタの制御論理回路148 に供給される。トランジ
スタの制御論理回路148 は制御電圧信号に基づく複数の
トランジスタのスイッチング方式を決定する技術で知ら
れている論理回路である。電圧駆動装置102 の種々の構
造は本発明で利用されることができる。モ−タ巻線106
を通過する電流を制御するために使用される選択された
トランジスタのスイッチ回路は図２に示され、複数の接
続ライン150,152,154,156 を含む。接続ライン150,152,
154,156 はトランジスタ制御論理回路148 から複数のス
イッチングトランジスタ158,160,162,164 にそれぞれ導
かれている。各トランジスタ158,160,162,164 を横切っ
てそれぞれ図２で示されているように複数のダイオ−ド
166,168,170,172 が接続されている。各ダイオ−ド166,
168,170,172 は各トランジスタを過大な電圧応力から保
護するように設計されている。
【００３４】スイッチングトランジスタ162,164 はそれ
ぞれセンサ抵抗132 ａ，132 ｂに接続されている。セン
サ抵抗132 ａ，132 ｂはそれぞれ交互に接地電位に接続
されている。スイッチングトランジスタ162 とセンサ抵
抗132 ａとの間にライン176に接続されている第１の電
圧タップ174 が位置している。付加的にトランジスタ16
4 とセンサ抵抗132 ｂとの間にライン180 に接続されて
いる第２の電圧タップ178 が位置している。各ライン17
6,180 はマルチプレクサ130 に接続されている。スイッ
チングトランジスタ158 と160 にはＤ．Ｃ．バス電圧Ｖ
bus が接続されている。モ−タ巻線106 は図２で示され
ているようにそれぞれ第１、第２のモ−タ端子182 と18
4 との間に接続されている。
ぞれセンサ抵抗132 ａ，132 ｂに接続されている。セン
サ抵抗132 ａ，132 ｂはそれぞれ交互に接地電位に接続
されている。スイッチングトランジスタ162 とセンサ抵
抗132 ａとの間にライン176に接続されている第１の電
圧タップ174 が位置している。付加的にトランジスタ16
4 とセンサ抵抗132 ｂとの間にライン180 に接続されて
いる第２の電圧タップ178 が位置している。各ライン17
6,180 はマルチプレクサ130 に接続されている。スイッ
チングトランジスタ158 と160 にはＤ．Ｃ．バス電圧Ｖ
bus が接続されている。モ−タ巻線106 は図２で示され
ているようにそれぞれ第１、第２のモ−タ端子182 と18
4 との間に接続されている。
【００３５】電圧駆動装置102 のスイッチングトランジ
スタネットワ−クは正確な電圧ソ−スのデジタル近似値
である。従ってトランジスタ158,160,162,164 とＤ．
Ｃ．バス電圧Ｖbus はデジタル的に制御された電圧源と
して動作する。以下は本発明のステッパモ−タ制御装置
100 の好ましい実施例のスイッチング方式の動作につい
ての説明である。モ−タは双極性設計であるので２つの
巻線のみが存在する。しかし図示する目的上モ−タ巻線
は１つのみが示されている。２つの巻線のみが有効であ
るので電流が図２の矢印で示されているように正の方向
から負の方向へ流れるように電圧は最初に巻線106 で印
加される。その後電圧は電流が負の方向から正の方向に
流れるようにモ−タ巻線106 で印加される。これは後述
のトランジスタのスイッチング方式により達成される。
スタネットワ−クは正確な電圧ソ−スのデジタル近似値
である。従ってトランジスタ158,160,162,164 とＤ．
Ｃ．バス電圧Ｖbus はデジタル的に制御された電圧源と
して動作する。以下は本発明のステッパモ−タ制御装置
100 の好ましい実施例のスイッチング方式の動作につい
ての説明である。モ−タは双極性設計であるので２つの
巻線のみが存在する。しかし図示する目的上モ−タ巻線
は１つのみが示されている。２つの巻線のみが有効であ
るので電流が図２の矢印で示されているように正の方向
から負の方向へ流れるように電圧は最初に巻線106 で印
加される。その後電圧は電流が負の方向から正の方向に
流れるようにモ−タ巻線106 で印加される。これは後述
のトランジスタのスイッチング方式により達成される。
【００３６】制御装置の電圧信号が正であるとき、トラ
ンジスタ160 はラッチ状態が解除され（例えば開スイッ
チ）、トランジスタ164 はラッチ状態にされ（例えば閉
スイッチ）、トランジスタ158,162 は交互に高速度でオ
ンおよびオフに切替えられる。高速スイッチング（例え
ばこの例では８ＫＨｚ）はモ−タがステップすることを
可能にするようにモ−タ巻線106 を通って正方向に電流
を誘起する電圧パルスを提供する。制御電圧信号が正の
ときモ−タ巻線106 に供給される実効電圧はトランジス
タ158 がスイッチングサイクル期間中ラッチ状態にされ
る時間の割合に比例する。トランジスタがスイッチング
サイクル期間中ラッチ状態にされる時間の割合はトラン
ジスタ制御論理回路148 により制御される。従ってこの
例の実効電圧は以下の式で示される。
ンジスタ160 はラッチ状態が解除され（例えば開スイッ
チ）、トランジスタ164 はラッチ状態にされ（例えば閉
スイッチ）、トランジスタ158,162 は交互に高速度でオ
ンおよびオフに切替えられる。高速スイッチング（例え
ばこの例では８ＫＨｚ）はモ−タがステップすることを
可能にするようにモ−タ巻線106 を通って正方向に電流
を誘起する電圧パルスを提供する。制御電圧信号が正の
ときモ−タ巻線106 に供給される実効電圧はトランジス
タ158 がスイッチングサイクル期間中ラッチ状態にされ
る時間の割合に比例する。トランジスタがスイッチング
サイクル期間中ラッチ状態にされる時間の割合はトラン
ジスタ制御論理回路148 により制御される。従ってこの
例の実効電圧は以下の式で示される。
【００３７】 Ｖeff ＝Ｖbus ×（％時間トランジスタ158 オン） ［６］ 結果的な実際のモ−タ電流はセンサ抵抗132 ｂを横切る
電圧の低下として感知される。トランジスタ158 と162
をスイッチする瞬間にトランジスタ158 と162がオフを
指令される短い不感帯が存在することがわかる。この動
作はトランジスタ158 と162 が両者とも同時にラッチ状
態にされ、Ｄ．Ｃ．バス電圧Ｖbus を接地に短絡する可
能性を阻止する。
電圧の低下として感知される。トランジスタ158 と162
をスイッチする瞬間にトランジスタ158 と162がオフを
指令される短い不感帯が存在することがわかる。この動
作はトランジスタ158 と162 が両者とも同時にラッチ状
態にされ、Ｄ．Ｃ．バス電圧Ｖbus を接地に短絡する可
能性を阻止する。
【００３８】反対に制御電圧信号が負であるとトランジ
スタ158 はラッチ状態を解除され、トランジスタ162 が
ラッチ状態にされ、トランジスタ160,164 は交互に高速
でオンおよびオフに切替えられる。この動作はモ−タ巻
線106 を通る負の方向に電流を誘起する電圧パルスを提
供する。
スタ158 はラッチ状態を解除され、トランジスタ162 が
ラッチ状態にされ、トランジスタ160,164 は交互に高速
でオンおよびオフに切替えられる。この動作はモ−タ巻
線106 を通る負の方向に電流を誘起する電圧パルスを提
供する。
【００３９】実際のモ−タ電流はセンサ抵抗132 ａを横
切る電圧低下として感知される。制御電圧信号が負であ
るときモ−タ巻線106 に供給される実効電圧はトランジ
スタ160 がスイッチングサイクル期間中にラッチ状態に
される時間の割合に比例する。スイッチングサイクル期
間にトランジスタがラッチ状態にされる時間の割合はト
ランジスタ制御論理回路148 により制御される。従って
この例で実効電圧は以下の式で表わされる。
切る電圧低下として感知される。制御電圧信号が負であ
るときモ−タ巻線106 に供給される実効電圧はトランジ
スタ160 がスイッチングサイクル期間中にラッチ状態に
される時間の割合に比例する。スイッチングサイクル期
間にトランジスタがラッチ状態にされる時間の割合はト
ランジスタ制御論理回路148 により制御される。従って
この例で実効電圧は以下の式で表わされる。
【００４０】 Ｖeff ＝−Ｖbus ×（％時間トランジスタ160 オン） ［７］ さらにトランジスタ160,164 をスイッチする瞬間にトラ
ンジスタ160 と164 の両者がオフを指令される短い不感
帯が存在する。この動作はトランジスタ160,164の両者
が同時にラッチ状態にされＤ．Ｃ．バス電圧Ｖbus を接
地まで短絡する可能性を阻止する。
ンジスタ160 と164 の両者がオフを指令される短い不感
帯が存在する。この動作はトランジスタ160,164の両者
が同時にラッチ状態にされＤ．Ｃ．バス電圧Ｖbus を接
地まで短絡する可能性を阻止する。
【００４１】電圧駆動装置102 のトランジスタのスイッ
チング方式は４つの分離したスイッチング状態を提供す
る。２つのスイッチング状態は制御電圧信号が正でトラ
ンジスタ158,162 が交互にオンおよびオフに切替えられ
るときに生じる。２つの残りのスイッチング状態は制御
電圧信号が負でトランジスタ160 ,164が交互にオンおよ
びオフに切替えられるときに生じる。第１のスイッチン
グ状態では制御電圧信号は正でトランジスタ164 はラッ
チ状態にされる。トランジスタ158 がラッチ状態でされ
るとき第１の状態の電流路はトランジスタ158 を通り、
正方向にモ−タ巻線106 を通り、さらにトランジスタ16
4 、センサ抵抗132 ｂを通過してバス電圧Ｖbus 源から
接地電位に至る。これらの状況下で十分なバス電圧Ｖ
bus がモ−タ巻線106 を横切って供給され、図２で示さ
れているように正の電流が巻線106を通って流れる。
チング方式は４つの分離したスイッチング状態を提供す
る。２つのスイッチング状態は制御電圧信号が正でトラ
ンジスタ158,162 が交互にオンおよびオフに切替えられ
るときに生じる。２つの残りのスイッチング状態は制御
電圧信号が負でトランジスタ160 ,164が交互にオンおよ
びオフに切替えられるときに生じる。第１のスイッチン
グ状態では制御電圧信号は正でトランジスタ164 はラッ
チ状態にされる。トランジスタ158 がラッチ状態でされ
るとき第１の状態の電流路はトランジスタ158 を通り、
正方向にモ−タ巻線106 を通り、さらにトランジスタ16
4 、センサ抵抗132 ｂを通過してバス電圧Ｖbus 源から
接地電位に至る。これらの状況下で十分なバス電圧Ｖ
bus がモ−タ巻線106 を横切って供給され、図２で示さ
れているように正の電流が巻線106を通って流れる。
【００４２】第２のスイッチング状態では制御電圧信号
は正であり、トランジスタ164 はラッチ状態にされる。
モ−タ巻線106 はトランジスタ158,160 がラッチ状態を
解除されているのでバス電圧Ｖbus から遮断される。こ
れらの状況下ではトランジスタ162,164 は両者ともラッ
チ状態にされモ−タ巻線106 を短絡にする。制御電圧信
号が正であるときの動作の例として、Ｖbus は＋20ボル
トでトランジスタ164はラッチ状態にされることを仮定
する。トランジスタ158 がラッチ状態にされ、トランジ
スタ162 がラッチ状態を解除されるとき巻線106 を横切
る電圧は＋20ボルトである。しかしトランジスタ162 が
ラッチ状態にされ、トランジスタ158 がラッチ状態を解
除されたとき巻線106 を横切る電圧はゼロである。50％
のスイッチングサイクルのために各トランジスタ158,16
2 が交互にラッチ状態にされると、スイッチングサイク
ルの巻線106 を横切る実効電圧は式［６］に応じて＋10
ボルトである。
は正であり、トランジスタ164 はラッチ状態にされる。
モ−タ巻線106 はトランジスタ158,160 がラッチ状態を
解除されているのでバス電圧Ｖbus から遮断される。こ
れらの状況下ではトランジスタ162,164 は両者ともラッ
チ状態にされモ−タ巻線106 を短絡にする。制御電圧信
号が正であるときの動作の例として、Ｖbus は＋20ボル
トでトランジスタ164はラッチ状態にされることを仮定
する。トランジスタ158 がラッチ状態にされ、トランジ
スタ162 がラッチ状態を解除されるとき巻線106 を横切
る電圧は＋20ボルトである。しかしトランジスタ162 が
ラッチ状態にされ、トランジスタ158 がラッチ状態を解
除されたとき巻線106 を横切る電圧はゼロである。50％
のスイッチングサイクルのために各トランジスタ158,16
2 が交互にラッチ状態にされると、スイッチングサイク
ルの巻線106 を横切る実効電圧は式［６］に応じて＋10
ボルトである。
【００４３】４つのスイッチング状態の第３の状態では
制御電圧信号は負であり、トランジスタ162 はラッチ状
態にされる。トランジスタ160 がラッチ状態にされると
き第３の状態の電流路はバス電圧Ｖbus 源からトランジ
スタ160 を通り、負の方向にモ−タ巻線106 を通り、ト
ランジスタ162 、センサ抵抗132 ａを通過して接地電位
に至る。これらの状況下で十分なバス電圧（Ｖbus ）が
負の電流を巻線106 を通過させるような方法でモ−タ巻
線106 を横切って供給される。第４のスイッチング状態
では制御電圧信号は負であり、トランジスタ162 はラッ
チ状態にされる。モ−タ巻線106 はトランジスタ158,16
0 がラッチ状態を解除されているのでバス電圧Ｖbus 源
から遮断される。これらの状況下ではトランジスタ162,
164 は両者ともラッチ状態にされ、モ−タ巻線196 を短
絡する。
制御電圧信号は負であり、トランジスタ162 はラッチ状
態にされる。トランジスタ160 がラッチ状態にされると
き第３の状態の電流路はバス電圧Ｖbus 源からトランジ
スタ160 を通り、負の方向にモ−タ巻線106 を通り、ト
ランジスタ162 、センサ抵抗132 ａを通過して接地電位
に至る。これらの状況下で十分なバス電圧（Ｖbus ）が
負の電流を巻線106 を通過させるような方法でモ−タ巻
線106 を横切って供給される。第４のスイッチング状態
では制御電圧信号は負であり、トランジスタ162 はラッ
チ状態にされる。モ−タ巻線106 はトランジスタ158,16
0 がラッチ状態を解除されているのでバス電圧Ｖbus 源
から遮断される。これらの状況下ではトランジスタ162,
164 は両者ともラッチ状態にされ、モ−タ巻線196 を短
絡する。
【００４４】制御電圧信号が負のときの動作の例とし
て、Ｖbus は20ボルトでトランジスタ162 はラッチ状態
にされると仮定される。トランジスタ160 がラッチ状態
にされトランジスタ164 がラッチ状態を解除されると
き、巻線106 を横切る電圧は20ボルトであるが負の電流
を流れさせる極性を有する。従ってモ−タ巻線106 を横
切る電圧は実効的に−20ボルトである。しかしトランジ
スタ164 がラッチ状態にされトランジスタ160 がラッチ
状態を解除されるとき、巻線106 を横切る電圧はゼロで
ある。各トランジスタ160,164 は交互にスイッチングサ
イクルの50％でラッチ状態にされるとスイッチングサイ
クルのための巻線106 を横切る実効電圧は式［７］によ
って−10ボルトである。
て、Ｖbus は20ボルトでトランジスタ162 はラッチ状態
にされると仮定される。トランジスタ160 がラッチ状態
にされトランジスタ164 がラッチ状態を解除されると
き、巻線106 を横切る電圧は20ボルトであるが負の電流
を流れさせる極性を有する。従ってモ−タ巻線106 を横
切る電圧は実効的に−20ボルトである。しかしトランジ
スタ164 がラッチ状態にされトランジスタ160 がラッチ
状態を解除されるとき、巻線106 を横切る電圧はゼロで
ある。各トランジスタ160,164 は交互にスイッチングサ
イクルの50％でラッチ状態にされるとスイッチングサイ
クルのための巻線106 を横切る実効電圧は式［７］によ
って−10ボルトである。
【００４５】トランジスタ158,160,162,164 はそれぞれ
ラッチ状態にされるか解除される電気スイッチとして機
能する。従って電流はモ−タ巻線106 を通って両方向で
流される。４つのスイッチング状態のうち２つの期間
中、十分なバス電圧Ｖbus はモ−タ巻線106 を横切って
印加され、残りの２つのスイッチング状態ではゼロボル
トがモ−タ巻線106 を横切って与えられる。従ってモ−
タ巻線106 を横切る電圧は断続したＤ．Ｃ．信号のよう
になる。スイッチング方式は双極モ−タがステップされ
るとき極性を変化させられるので、双極性モ−タのモ−
タ巻線106 を横切る電圧はデジタルＡ．Ｃ．として特徴
づけられることができる。
ラッチ状態にされるか解除される電気スイッチとして機
能する。従って電流はモ−タ巻線106 を通って両方向で
流される。４つのスイッチング状態のうち２つの期間
中、十分なバス電圧Ｖbus はモ−タ巻線106 を横切って
印加され、残りの２つのスイッチング状態ではゼロボル
トがモ−タ巻線106 を横切って与えられる。従ってモ−
タ巻線106 を横切る電圧は断続したＤ．Ｃ．信号のよう
になる。スイッチング方式は双極モ−タがステップされ
るとき極性を変化させられるので、双極性モ−タのモ−
タ巻線106 を横切る電圧はデジタルＡ．Ｃ．として特徴
づけられることができる。
【００４６】本発明のスイッチング方式の変化は予測さ
れ、２つの代りの方式がここで説明された。第１の代り
のスイッチング方式は図２で示されている電圧駆動装置
102を利用する。制御電圧信号が正のとき正の駆動電圧
は以下の方法で提供される。トランジスタ160,162 はラ
ッチ状態を解除され、トランジスタ164 はラッチ状態に
される。その後トランジスタ158 はオンおよびオフに切
替えられる。バス電圧Ｖbus が＋20ボルトでトランジス
タ158 がスイッチングサイクルの50％に対してラッチ状
態にされると、モ−タ巻線106 を横切る実効電圧は＋10
ボルトである。モ−タインダクタンスおよびトランジス
タ158 高周波数スイッチングのために、式［６］から計
算された実効電圧は良好な近似値である。この方式は好
ましいスイッチング技術よりやや簡単である一方、欠点
が存在する。トランジスタ162 と並列のダイオ−ド170
は負方向にモ−タ電流を駆動するときモ−タにより生成
される逆起電力電圧を阻止して結果として制動を行う。
れ、２つの代りの方式がここで説明された。第１の代り
のスイッチング方式は図２で示されている電圧駆動装置
102を利用する。制御電圧信号が正のとき正の駆動電圧
は以下の方法で提供される。トランジスタ160,162 はラ
ッチ状態を解除され、トランジスタ164 はラッチ状態に
される。その後トランジスタ158 はオンおよびオフに切
替えられる。バス電圧Ｖbus が＋20ボルトでトランジス
タ158 がスイッチングサイクルの50％に対してラッチ状
態にされると、モ−タ巻線106 を横切る実効電圧は＋10
ボルトである。モ−タインダクタンスおよびトランジス
タ158 高周波数スイッチングのために、式［６］から計
算された実効電圧は良好な近似値である。この方式は好
ましいスイッチング技術よりやや簡単である一方、欠点
が存在する。トランジスタ162 と並列のダイオ−ド170
は負方向にモ−タ電流を駆動するときモ−タにより生成
される逆起電力電圧を阻止して結果として制動を行う。
【００４７】第２の代りのスイッチング方式もまた図２
で示されている電圧駆動装置102 を利用する。制御電圧
が正のとき正の駆動電圧は以下の方法で与えられる。ト
ランジスタ158 と164 が１対としてラッチ状態にされ、
一方トランジスタ160 と162が１対としてラッチ状態を
解除される。その後直ちに、トランジスタ160,162 は１
対としてラッチ状態にされ、一方トランジスタ158,164
は１対としてラッチ状態を解除される。モ−タ巻線106
を横切って供給される実効電圧はスイッチングサイクル
期間中トランジスタ158,164 がラッチ状態にされる時間
の割合により決定される。例えばトランジスタ158,164
がラッチ状態にされたとき＋20ボルトバス電圧Ｖbus 全
体がモ−タ巻線106 を横切って供給される。トランジス
タ160,162 がラッチ状態にされるとき20ボルトの全体の
バス電圧Ｖbus は反対の極性でモ−タ巻線106 を横切っ
て供給される。従って実効電圧範囲は−20ボルトから＋
20ボルトである。トランジスタ158,164 はスイッチング
サイクルの３／４でラッチ状態にされ、トランジスタ16
0,162 はスイッチングサイクルの１／４でラッチ状態に
されると実効電圧は＋10ボルトである。
で示されている電圧駆動装置102 を利用する。制御電圧
が正のとき正の駆動電圧は以下の方法で与えられる。ト
ランジスタ158 と164 が１対としてラッチ状態にされ、
一方トランジスタ160 と162が１対としてラッチ状態を
解除される。その後直ちに、トランジスタ160,162 は１
対としてラッチ状態にされ、一方トランジスタ158,164
は１対としてラッチ状態を解除される。モ−タ巻線106
を横切って供給される実効電圧はスイッチングサイクル
期間中トランジスタ158,164 がラッチ状態にされる時間
の割合により決定される。例えばトランジスタ158,164
がラッチ状態にされたとき＋20ボルトバス電圧Ｖbus 全
体がモ−タ巻線106 を横切って供給される。トランジス
タ160,162 がラッチ状態にされるとき20ボルトの全体の
バス電圧Ｖbus は反対の極性でモ−タ巻線106 を横切っ
て供給される。従って実効電圧範囲は−20ボルトから＋
20ボルトである。トランジスタ158,164 はスイッチング
サイクルの３／４でラッチ状態にされ、トランジスタ16
0,162 はスイッチングサイクルの１／４でラッチ状態に
されると実効電圧は＋10ボルトである。
【００４８】第２の代りのスイッチング方式は十分なモ
−タ制動を提供するが、非常に高いモ−タリップル電流
を生じる。好ましい実施例と第１の代りの実施例のスイ
ッチング方式はそれぞれＶbus とゼロボルトとの間で交
互にスイッチすることにより出力電圧を得る。しかし第
２の代りの実施例のスイッチング方式は＋Ｖbus と−Ｖ
bus との間で交互にスイッチすることにより出力電圧を
得る。さらに電圧駆動装置102 も制御装置の電圧信号の
ゼロ値に近似して厳しい非線形を受ける。制御装置の電
圧信号はトランジスタ158,164 のオンタイムがトランジ
スタ160,162 のオンタイムとほぼ等しいときゼロ値に近
似する。非線形は直接的に回路を接地電位に短絡するこ
とを阻止するために１対のトランジスタ（158,164 ）と
（160,162 ）の両者ともオフにする例えば短期間の必要
な不感帯の結果を生じるものである。第１、第２の代り
方式のこれらの欠点のために図２で示されている好まし
いスイッチ構造が推薦される。
−タ制動を提供するが、非常に高いモ−タリップル電流
を生じる。好ましい実施例と第１の代りの実施例のスイ
ッチング方式はそれぞれＶbus とゼロボルトとの間で交
互にスイッチすることにより出力電圧を得る。しかし第
２の代りの実施例のスイッチング方式は＋Ｖbus と−Ｖ
bus との間で交互にスイッチすることにより出力電圧を
得る。さらに電圧駆動装置102 も制御装置の電圧信号の
ゼロ値に近似して厳しい非線形を受ける。制御装置の電
圧信号はトランジスタ158,164 のオンタイムがトランジ
スタ160,162 のオンタイムとほぼ等しいときゼロ値に近
似する。非線形は直接的に回路を接地電位に短絡するこ
とを阻止するために１対のトランジスタ（158,164 ）と
（160,162 ）の両者ともオフにする例えば短期間の必要
な不感帯の結果を生じるものである。第１、第２の代り
方式のこれらの欠点のために図２で示されている好まし
いスイッチ構造が推薦される。
【００４９】４つのスイッチング状態のシ−ケンスはモ
−タの回転を決定する。従って例えばスイッチング状態
のシ−ケンス１、２、３、４がモ−タを時計方向に回転
させ、一方反対のスイッチシ−ケンス４、３、２、１が
反時計方向に回転させる。Ａ／Ｄコンバ−タ128 は図１
で示されているセンサ抵抗132 を横切って測定されるア
ナログ電圧をデジタル信号に変換することが必要である
が、整合したデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）コンバ−タは
必要とされない。このことはモ−タ巻線106 に供給され
た電圧がデジタル的にトランジスタ158,160,162,164 に
より制御されるからである。トランジスタ制御論理回路
148 により制御されたトランジスタはラッチ状態にされ
るか解除される。本発明のステッパモ−タ制御装置100
は従ってモ−タのアナログ動作を妨害しない。
−タの回転を決定する。従って例えばスイッチング状態
のシ−ケンス１、２、３、４がモ−タを時計方向に回転
させ、一方反対のスイッチシ−ケンス４、３、２、１が
反時計方向に回転させる。Ａ／Ｄコンバ−タ128 は図１
で示されているセンサ抵抗132 を横切って測定されるア
ナログ電圧をデジタル信号に変換することが必要である
が、整合したデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）コンバ−タは
必要とされない。このことはモ−タ巻線106 に供給され
た電圧がデジタル的にトランジスタ158,160,162,164 に
より制御されるからである。トランジスタ制御論理回路
148 により制御されたトランジスタはラッチ状態にされ
るか解除される。本発明のステッパモ−タ制御装置100
は従ってモ−タのアナログ動作を妨害しない。
【００５０】制御装置100 はステッパモ−タ（例えば双
極性モ−タ）が良好に制動され高速で駆動されることを
可能にする。これらの利点は外部ダンパの使用を必要と
することなく、粘性のダンパを使用するとき必要な大量
のパワ−を消費することなく達成できる。制動は逆起電
力の振動成分がモ−タ駆動装置とモ−タ巻線を通過する
電流路を有するとき最大である。逆起電力の電流路は制
動を提供する。優れた制動はステッパモ−タを制御され
たバス電圧Ｖbus 源で駆動することにより本発明のステ
ッパモ−タ制御装置100 において提供される。この構造
は最大の可能なモ−タの受動的電気制動を生成するため
に電流を誘起するモ−タ生成の逆起電力電圧の低インピ
−ダンス路を提供する。
極性モ−タ）が良好に制動され高速で駆動されることを
可能にする。これらの利点は外部ダンパの使用を必要と
することなく、粘性のダンパを使用するとき必要な大量
のパワ−を消費することなく達成できる。制動は逆起電
力の振動成分がモ−タ駆動装置とモ−タ巻線を通過する
電流路を有するとき最大である。逆起電力の電流路は制
動を提供する。優れた制動はステッパモ−タを制御され
たバス電圧Ｖbus 源で駆動することにより本発明のステ
ッパモ−タ制御装置100 において提供される。この構造
は最大の可能なモ−タの受動的電気制動を生成するため
に電流を誘起するモ−タ生成の逆起電力電圧の低インピ
−ダンス路を提供する。
【００５１】モ−タ巻線106 のバス電圧Ｖbus の直接制
御と双極性モ−タ設計の低帯域幅の電流制御フィ−ドバ
ックル−プ104 との組合わせは高速動作の利点と優れた
モ−タ制動およびバス電圧と巻線温度と独立した性能を
提供する。巻線106 のバス電圧の直接制御は高制動特性
を提供し、一方電流制御フィ−ドバックル−プ104 は高
速度動作と、バス電圧Ｖbus および温度変化と独立した
性能を提供する。さらに電圧駆動装置102 の使用は電圧
駆動装置が逆起電力電圧を生成しないので制動特性を顕
著に改良する。従って逆起電力電流はモ−タの安定を提
供するモ−タを制動する制動を提供するために流れるこ
とを許容される。
御と双極性モ−タ設計の低帯域幅の電流制御フィ−ドバ
ックル−プ104 との組合わせは高速動作の利点と優れた
モ−タ制動およびバス電圧と巻線温度と独立した性能を
提供する。巻線106 のバス電圧の直接制御は高制動特性
を提供し、一方電流制御フィ−ドバックル−プ104 は高
速度動作と、バス電圧Ｖbus および温度変化と独立した
性能を提供する。さらに電圧駆動装置102 の使用は電圧
駆動装置が逆起電力電圧を生成しないので制動特性を顕
著に改良する。従って逆起電力電流はモ−タの安定を提
供するモ−タを制動する制動を提供するために流れるこ
とを許容される。
【００５２】逆起電力電圧はモ−タ巻線106 を通る電流
を操作する高周波数信号である。高周波数帯域幅を有す
る電流制御フィ−ドバックル−プは瞬時の巻線106 のモ
−タ電流を調整するため高周波数ＥＭＦ電圧に抵抗する
傾向にある。それ故図１で示されている電流制御フィ−
ドバックル−プ104 は逆起電力電流が電圧駆動装置102
により提供される低インピ−ダンス路を通って流れるこ
とを許容するのに十分な低速度である低周波数帯域幅を
有する。低帯域幅フィ−ドバックル−プ104 は逆起電力
電圧を生成させず、従って巻線106 のモ−タ電流の平均
値を制御する。電流が逆起電力に応答して流れることを
可能にすることにより適切なモ−タ制動が得られる。
を操作する高周波数信号である。高周波数帯域幅を有す
る電流制御フィ−ドバックル−プは瞬時の巻線106 のモ
−タ電流を調整するため高周波数ＥＭＦ電圧に抵抗する
傾向にある。それ故図１で示されている電流制御フィ−
ドバックル−プ104 は逆起電力電流が電圧駆動装置102
により提供される低インピ−ダンス路を通って流れるこ
とを許容するのに十分な低速度である低周波数帯域幅を
有する。低帯域幅フィ−ドバックル−プ104 は逆起電力
電圧を生成させず、従って巻線106 のモ−タ電流の平均
値を制御する。電流が逆起電力に応答して流れることを
可能にすることにより適切なモ−タ制動が得られる。
【００５３】制動は双極性モ−タロ−タの望ましくない
振動を抑圧する。不所望な振動の結果として生成された
逆起電力電圧はモ−タ制御装置100 のライン116 上の指
令電圧信号に関連づけられない。このように逆起電力電
圧はモ−タ巻線106 の平均電流に影響を与えない。電流
フィ−ドバックル−プ104 の帯域幅はロ−タ振動の周波
数より下に設定されるので、逆起電力は電圧駆動装置10
2 とモ−タ巻線106 とを通過する電流を生成する。この
電流はモ−タロ−タの最大の可能な受動電気制動を提供
する。この制動は基本的に双極性モ−タの両巻線を短絡
することによって得られる制動に匹敵する。
振動を抑圧する。不所望な振動の結果として生成された
逆起電力電圧はモ−タ制御装置100 のライン116 上の指
令電圧信号に関連づけられない。このように逆起電力電
圧はモ−タ巻線106 の平均電流に影響を与えない。電流
フィ−ドバックル−プ104 の帯域幅はロ−タ振動の周波
数より下に設定されるので、逆起電力は電圧駆動装置10
2 とモ−タ巻線106 とを通過する電流を生成する。この
電流はモ−タロ−タの最大の可能な受動電気制動を提供
する。この制動は基本的に双極性モ−タの両巻線を短絡
することによって得られる制動に匹敵する。
【００５４】逆起電力電圧は双極性モ−タが動作される
ときロ−タの好ましい運動によって生成される。この逆
起電力電圧はモ−タ制御装置100 のライン116 の指令電
圧信号に関連づけられるこのような状態では逆起電力電
圧は巻線106 の平均電流を抑圧する。電流フィ−ドバッ
クル−プ104 は平均モ−タ電流の変化を検出し、可変利
得制御装置120 の使用を通じて指令電圧信号の振幅を増
加する。指令電圧信号の増加した振幅は電圧駆動装置10
2 に供給されたときモ−タの適切な回転から生じる逆起
電力成分を効果的に抑制し、従ってロ−タの不適切な動
作は非常に制動され好ましい動作は妨害されない。
ときロ−タの好ましい運動によって生成される。この逆
起電力電圧はモ−タ制御装置100 のライン116 の指令電
圧信号に関連づけられるこのような状態では逆起電力電
圧は巻線106 の平均電流を抑圧する。電流フィ−ドバッ
クル−プ104 は平均モ−タ電流の変化を検出し、可変利
得制御装置120 の使用を通じて指令電圧信号の振幅を増
加する。指令電圧信号の増加した振幅は電圧駆動装置10
2 に供給されたときモ−タの適切な回転から生じる逆起
電力成分を効果的に抑制し、従ってロ−タの不適切な動
作は非常に制動され好ましい動作は妨害されない。
【００５５】本発明の混合モ−ドステッパモ−タ制御装
置100 の各要素は電圧駆動装置102、モ−タ巻線106 、
Ａ／Ｄコンバ−タ128 、マルチプレクサ130 、センサ抵
抗132 を除いてデジタルプロセッサで構成されることが
可能である。
置100 の各要素は電圧駆動装置102、モ−タ巻線106 、
Ａ／Ｄコンバ−タ128 、マルチプレクサ130 、センサ抵
抗132 を除いてデジタルプロセッサで構成されることが
可能である。
【００５６】本発明は、ステッパまたは直接駆動モ−タ
と両立式のハ−ドウェアであるステッパモ−タ制御装置
100 の実施例を開示している。一般的にモ−タ電圧駆動
装置102 、モ−タ巻線106 、感知抵抗132 、Ａ／Ｄコン
バ−タ128 、マルチプレクサ130 、回路板レイアウトは
ステッパおよび直接駆動モ−タに対して同一である。ハ
−ドウェア要素を制御するソフトウェアのみがステッパ
モ−タと直接駆動モ−タを置換するために変更される必
要があり、その逆も成立つ。付加的に電圧駆動装置102
の複数のトランジスタ用に選択されたスイッチングシ−
ケンスはより線形であり、十分なモ−タ制動が行われ、
スイッチ駆動装置の最小リップル電流を生成する。本発
明のステッパモ−タ制御装置100 は現在の位置システム
と同様に将来の位置制御システムにも有効である。潜在
的な利用法は、機械的操縦センサ、可動制御表面、コン
ピュ−タディスク駆動装置、アンテナ位置システムを含
むが、それだけに限定されず、ステッパモ−タ応用の広
範囲に渡っている。
と両立式のハ−ドウェアであるステッパモ−タ制御装置
100 の実施例を開示している。一般的にモ−タ電圧駆動
装置102 、モ−タ巻線106 、感知抵抗132 、Ａ／Ｄコン
バ−タ128 、マルチプレクサ130 、回路板レイアウトは
ステッパおよび直接駆動モ−タに対して同一である。ハ
−ドウェア要素を制御するソフトウェアのみがステッパ
モ−タと直接駆動モ−タを置換するために変更される必
要があり、その逆も成立つ。付加的に電圧駆動装置102
の複数のトランジスタ用に選択されたスイッチングシ−
ケンスはより線形であり、十分なモ−タ制動が行われ、
スイッチ駆動装置の最小リップル電流を生成する。本発
明のステッパモ−タ制御装置100 は現在の位置システム
と同様に将来の位置制御システムにも有効である。潜在
的な利用法は、機械的操縦センサ、可動制御表面、コン
ピュ−タディスク駆動装置、アンテナ位置システムを含
むが、それだけに限定されず、ステッパモ−タ応用の広
範囲に渡っている。
【００５７】従って本発明は特定の応用について特定の
実施例に関連して説明されている。当業者は付加的な変
形、応用、実施例を本発明の技術的範囲内を逸脱するこ
となく認識するであろう。本発明の混合モ−ドステッパ
モ−タ制御装置100 はデジタル処理手段として説明され
ているが本発明は同等のアナログ処理手段でも実施でき
る。
実施例に関連して説明されている。当業者は付加的な変
形、応用、実施例を本発明の技術的範囲内を逸脱するこ
となく認識するであろう。本発明の混合モ−ドステッパ
モ−タ制御装置100 はデジタル処理手段として説明され
ているが本発明は同等のアナログ処理手段でも実施でき
る。
【図１】ステップ速度指令入力端子に接続された電流制
御フィ−ドバックル−プと制御装置を有する本発明の混
合モ−ドステッパモ−タ制御装置の例示的なブロック
図。
御フィ−ドバックル−プと制御装置を有する本発明の混
合モ−ドステッパモ−タ制御装置の例示的なブロック
図。
【図２】トランジスタ回路を使用した図１の混合モ−ド
ステッパモ−タ制御装置の電圧駆動装置のより詳細な概
略図。
ステッパモ−タ制御装置の電圧駆動装置のより詳細な概
略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−265698（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−148216（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】 モータと共に使用する混合モード制御装
置において、 前記モータを動作するための指令信号を生成する指令信
号生成手段と、前記指令信号生成手段と前記モータとの間に結合され、
前記指令信号生成手段から可変利得制御装置を介して供
給される 前記指令信号を駆動信号に変換して前記モータ
の巻線を励起し、ロータを制動する駆動手段と、 前記指令信号生成手段と前記モータとにそれぞれ結合さ
れた２個の入力部を備え、それらの入力部からの信号に
基づいて可変利得制御装置の利得を制御して前記指令信
号生成手段から前記駆動手段に供給される前記指令信号
を調整して前記モータの高速動作を行わせる調整手段 と
を具備していることを特徴とする混合モード制御装置。 - 【請求項２】 前記指令信号生成手段がアキュムレータ
を含む請求項１記載の混合モード制御装置。 - 【請求項３】 前記アキュムレータがモータステップ速
度信号をロータ位置信号に変換する請求項２記載の混合
モード制御装置。 - 【請求項４】 前記指令信号を生成する手段がメモリを
含む請求項１記載の混合モード制御装置。 - 【請求項５】 前記メモリがロータ位置信号を前記指令
信号に変換する請求項４記載の混合モード制御装置。 - 【請求項６】 前記調整手段が低帯域幅の電流制御フィ
ードバックループを含む請求項１記載の混合モード制御
装置。 - 【請求項７】 前記低帯域幅の電流制御フィードバック
ループが実際のモータ電流信号と指令モータ電流信号と
を比較する手段を具備している請求項６記載の混合モー
ド制御装置。 - 【請求項８】 前記駆動手段がモータ電圧駆動装置を含
む請求項１記載の混合モード制御装置。 - 【請求項９】 前記モータ巻線を通る電流を感知する手
段をさらに含む請求項１記載の混合モード制御装置。 - 【請求項１０】 ステップモータと共に使用する混合モ
ード制御装置において、 前記ステップモータを動作するために電圧指令信号を生
成する指令信号生成手段と、前記指令信号生成手段と前記ステップモータとの間に結
合され、前記指令信号生成手段から可変利得制御装置を
介して供給される前記指令信号を駆動信号に変換して前
記ステップ モータの巻線を励起し、ロータを制動する駆
動手段と、前記指令信号生成手段と前記ステップモータとにそれぞ
れ結合された２個の入力部を備え、それらの入力部から
の信号に基づいて可変利得制御装置の利得を制御して前
記指令信号生成手段から前記駆動手段に供給される前記
電圧指令信号を調整して前記モータの高速動作を行わせ
る低帯域幅の電流制御フィードバックループを具備して
いる調整段手段と、 前記ステップモータの巻線を流れる電流を感知する手段
とを具備し、感知されたモータ巻線電流は前記電圧指令
信号値を再調節するために前記フィードバックループに
供給されることを特徴とする混合モード制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/878,091 US5216345A (en) | 1992-05-04 | 1992-05-04 | Mixed mode stepper motor controller and method |
| US878091 | 1992-05-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0662598A JPH0662598A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2546606B2 true JP2546606B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=25371358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5105728A Expired - Lifetime JP2546606B2 (ja) | 1992-05-04 | 1993-05-06 | 混合モ−ドのステップモ−タ制御装置および制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5216345A (ja) |
| EP (1) | EP0569191B1 (ja) |
| JP (1) | JP2546606B2 (ja) |
| CA (1) | CA2094748C (ja) |
| DE (1) | DE69310809T2 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05160653A (ja) * | 1991-12-09 | 1993-06-25 | Yamaha Corp | 自動利得制御装置 |
| US5579530A (en) * | 1992-06-11 | 1996-11-26 | Intel Corporation | Method and apparatus for dynamically allocating access time to a resource shared between a peripheral bus and a host bus by dynamically controlling the size of burst data transfers on the peripheral bus |
| JPH06113596A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Canon Inc | ステップモータ |
| US5520359A (en) * | 1994-05-02 | 1996-05-28 | Martin Marietta Corporation | Spacecraft with gradual acceleration of solar panels |
| JPH08140398A (ja) * | 1994-11-10 | 1996-05-31 | Canon Inc | モータ制御装置 |
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| US5719766A (en) * | 1995-10-02 | 1998-02-17 | General Motors Corporation | Electric power steering control |
| US5668721A (en) * | 1995-10-02 | 1997-09-16 | General Motors Corporation | Electric power steering motor control |
| US5704446A (en) * | 1995-10-02 | 1998-01-06 | General Motors Corporation | Electric power steering control |
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| US6107767A (en) * | 1998-03-20 | 2000-08-22 | Trw Inc. | Electric assist steering system having an improved motor current controller with notch filter |
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| US7081730B1 (en) | 2004-05-21 | 2006-07-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Motor controller system for large dynamic range of motor operation |
| EP2251972B1 (en) * | 2009-05-14 | 2014-07-02 | STMicroelectronics Srl | Method and hardware system for driving a stepper motor in feed-forward voltage mode |
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| JP2014096922A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Seiko Epson Corp | ステッピングモーターの制御方法、制御装置およびロボット |
| CN105873627B (zh) * | 2013-10-30 | 2020-01-14 | 赛诺菲-安万特德国有限公司 | 具有马达绕组电阻测量装置的设备以及控制该设备的方法 |
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| IT1222824B (it) * | 1987-10-05 | 1990-09-12 | Sgs Microelettrica Spa | Circuito di controllo di commutazione di corrente in carichi induttivi multipli,a singolo sensore di corrente,particolarmente per avvolgimenti di motori a passo |
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-
1992
- 1992-05-04 US US07/878,091 patent/US5216345A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-04-23 CA CA002094748A patent/CA2094748C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-29 EP EP93303359A patent/EP0569191B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-29 DE DE69310809T patent/DE69310809T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-06 JP JP5105728A patent/JP2546606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0569191B1 (en) | 1997-05-21 |
| EP0569191A2 (en) | 1993-11-10 |
| CA2094748C (en) | 1997-11-25 |
| CA2094748A1 (en) | 1993-11-05 |
| DE69310809D1 (de) | 1997-06-26 |
| JPH0662598A (ja) | 1994-03-04 |
| DE69310809T2 (de) | 1997-10-09 |
| US5216345A (en) | 1993-06-01 |
| EP0569191A3 (ja) | 1994-05-04 |
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