JP2642783B2 - 超音波モータの制御装置 - Google Patents
超音波モータの制御装置Info
- Publication number
- JP2642783B2 JP2642783B2 JP3003101A JP310191A JP2642783B2 JP 2642783 B2 JP2642783 B2 JP 2642783B2 JP 3003101 A JP3003101 A JP 3003101A JP 310191 A JP310191 A JP 310191A JP 2642783 B2 JP2642783 B2 JP 2642783B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- speed
- power supply
- ultrasonic motor
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性体とその弾性体を
励振する圧電体でなる振動体を備えた進行波型の超音波
モータと、前記超音波モータにより操作される被操作部
で構成されるサーボ機構において、前記圧電体に高周波
電力を供給する電源供給手段と、前記モータの駆動速度
を検出する速度検出手段と、前記被操作部の位置を検出
する位置検出手段と、前記被操作部を目標位置に駆動す
る駆動制御手段とで構成してある超音波モータの制御装
置に関する。
励振する圧電体でなる振動体を備えた進行波型の超音波
モータと、前記超音波モータにより操作される被操作部
で構成されるサーボ機構において、前記圧電体に高周波
電力を供給する電源供給手段と、前記モータの駆動速度
を検出する速度検出手段と、前記被操作部の位置を検出
する位置検出手段と、前記被操作部を目標位置に駆動す
る駆動制御手段とで構成してある超音波モータの制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の超音波モータは、振動体の温度
特性やモータの負荷特性に対する速度制御特性が特定条
件の下でしか定性的に解析されていない状況にあり、完
全な制御モデル化はされていない。そこで、振動体の振
動周波数をモニタする手段を設けて、電源の周波数を、
モニタ周波数と所定の関係を維持するようにフィードバ
ック制御することで、脱調しないように速度制御しなが
ら、別途位置検出手段等を設けることにより目標位置に
駆動制御していた。
特性やモータの負荷特性に対する速度制御特性が特定条
件の下でしか定性的に解析されていない状況にあり、完
全な制御モデル化はされていない。そこで、振動体の振
動周波数をモニタする手段を設けて、電源の周波数を、
モニタ周波数と所定の関係を維持するようにフィードバ
ック制御することで、脱調しないように速度制御しなが
ら、別途位置検出手段等を設けることにより目標位置に
駆動制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術による超音波モータの制御装置では、高速駆動中に目
標位置に達したため印加電圧を遮断してモータを停止さ
せた場合には、モータの過渡現象や超音波モータ固有の
非線型要素等により、印加電圧の遮断からモータの停止
迄の挙動が不安定となり、その結果、定常偏差が大とな
る欠点があった。低速駆動すると、過渡現象等の影響は
小となるが、被操作部の目標位置に対する距離が長い場
合には、駆動時間が長くなるという欠点があった。本発
明の目的は上述した従来欠点を解消する点にある。
術による超音波モータの制御装置では、高速駆動中に目
標位置に達したため印加電圧を遮断してモータを停止さ
せた場合には、モータの過渡現象や超音波モータ固有の
非線型要素等により、印加電圧の遮断からモータの停止
迄の挙動が不安定となり、その結果、定常偏差が大とな
る欠点があった。低速駆動すると、過渡現象等の影響は
小となるが、被操作部の目標位置に対する距離が長い場
合には、駆動時間が長くなるという欠点があった。本発
明の目的は上述した従来欠点を解消する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による超音波モータの制御装置の第一の特徴
構成は、前記駆動制御手段に、前記位置検出手段による
検出位置と前記目標位置との位置偏差、及び、前記速度
検出手段による検出速度を入力とし、前記電源供給手段
の出力周波数の現在値からの偏差を出力とするファジィ
制御手段を備え、前記ファジィ制御手段からの出力に基
づいて、前記電源供給手段の出力周波数を可変制御する
ように構成してあることにある。本発明による超音波モ
ータの制御装置の第二の特徴構成は、上述の第一の特徴
構成に加えて、前記ファジィ制御手段の出力に基づいた
前記電源供給手段の出力周波数が、前記振動体の機械的
共振周波数以下になることを防ぐリミッタ手段を設けて
あることにある。 本発明による超音波モータの制御装置
の第三の特徴構成は、上述の第一又は第二の特徴構成に
加えて、前記駆動制御手段に、前記モータの起動時には
前記電源供給手段の出力周波数を前記振動体の機械的共
振周波数と異なる周波数から機械的共振周波数に近づけ
る起動制御手段を備えてあることにある。
め、本発明による超音波モータの制御装置の第一の特徴
構成は、前記駆動制御手段に、前記位置検出手段による
検出位置と前記目標位置との位置偏差、及び、前記速度
検出手段による検出速度を入力とし、前記電源供給手段
の出力周波数の現在値からの偏差を出力とするファジィ
制御手段を備え、前記ファジィ制御手段からの出力に基
づいて、前記電源供給手段の出力周波数を可変制御する
ように構成してあることにある。本発明による超音波モ
ータの制御装置の第二の特徴構成は、上述の第一の特徴
構成に加えて、前記ファジィ制御手段の出力に基づいた
前記電源供給手段の出力周波数が、前記振動体の機械的
共振周波数以下になることを防ぐリミッタ手段を設けて
あることにある。 本発明による超音波モータの制御装置
の第三の特徴構成は、上述の第一又は第二の特徴構成に
加えて、前記駆動制御手段に、前記モータの起動時には
前記電源供給手段の出力周波数を前記振動体の機械的共
振周波数と異なる周波数から機械的共振周波数に近づけ
る起動制御手段を備えてあることにある。
【０００５】
【作用】つまり、第一の特徴構成によれば、前記駆動制
御手段は、前記位置検出手段による検出位置と前記目標
位置との位置偏差の前件部メンバシップ関数と、前記速
度検出手段による検出速度の前件部メンバシップ関数か
らなる入力に対して、出力として制御規則に基づいて決
定される後件部の前記電源供給手段の出力周波数を調整
する。 詳述すると、前件部として、位置偏差と速度に関
する適合度を表すメンバシップ関数、後件部として、現
在の駆動周波数と出力周波数との偏差に関する適合度と
表すメンバシップ関数、そして、これらの前件部と後件
部との制御規則からなるファジィ推論の推論結果によっ
て電源供給手段の出力周波数を可変制御する。 例えば、
位置偏差が“大”であり検出速度が“小”であるときに
は、高速に被操作部を操作するために電源供給手段の出
力周波数を振動体の機械的共振周波数に近づけることに
より加速し、前記位置偏差が“小”であり検出速度が
“大”であるときには、停止位置精度を高めるため電源
供給手段の出力周波数を振動体の機械的共振周波数から
遠ざけることにより減速する。 ここに、加速、減速の程
度は、予め決められたメンバシップ関数に基づくファジ
ィルールで決定され、メンバシップ関数は、実験による
負荷や振動体の温度等の変化時の出力周波数による制御
特性に基づき決定することになる。 第二の特徴構成によ
れば、前記ファジィ制御手段の推論の結果、前記電源供
給手段からの出力周波数が前記振動体の機械的共振周波
数以下になる場合であっても、リミッタ手段が前記振動
体の機械的共振周波数以下になることを防ぎ、少な くと
もモータが意に反して急激に停止するといったような異
常な動作の発生を回避することになる。 第三の特徴構成
によれば、印加電圧の周波数が決定されていないモータ
の起動時には、起動制御手段が、例えば、圧電体に印加
する電圧の周波数を振動体の機械的共振周波数よりも十
分高く駆動不可能な周波数から低下させることにより、
ファジィルールにかかわらず起動時の位置偏差の大小に
関わらずモータを確実に起動するのである。
御手段は、前記位置検出手段による検出位置と前記目標
位置との位置偏差の前件部メンバシップ関数と、前記速
度検出手段による検出速度の前件部メンバシップ関数か
らなる入力に対して、出力として制御規則に基づいて決
定される後件部の前記電源供給手段の出力周波数を調整
する。 詳述すると、前件部として、位置偏差と速度に関
する適合度を表すメンバシップ関数、後件部として、現
在の駆動周波数と出力周波数との偏差に関する適合度と
表すメンバシップ関数、そして、これらの前件部と後件
部との制御規則からなるファジィ推論の推論結果によっ
て電源供給手段の出力周波数を可変制御する。 例えば、
位置偏差が“大”であり検出速度が“小”であるときに
は、高速に被操作部を操作するために電源供給手段の出
力周波数を振動体の機械的共振周波数に近づけることに
より加速し、前記位置偏差が“小”であり検出速度が
“大”であるときには、停止位置精度を高めるため電源
供給手段の出力周波数を振動体の機械的共振周波数から
遠ざけることにより減速する。 ここに、加速、減速の程
度は、予め決められたメンバシップ関数に基づくファジ
ィルールで決定され、メンバシップ関数は、実験による
負荷や振動体の温度等の変化時の出力周波数による制御
特性に基づき決定することになる。 第二の特徴構成によ
れば、前記ファジィ制御手段の推論の結果、前記電源供
給手段からの出力周波数が前記振動体の機械的共振周波
数以下になる場合であっても、リミッタ手段が前記振動
体の機械的共振周波数以下になることを防ぎ、少な くと
もモータが意に反して急激に停止するといったような異
常な動作の発生を回避することになる。 第三の特徴構成
によれば、印加電圧の周波数が決定されていないモータ
の起動時には、起動制御手段が、例えば、圧電体に印加
する電圧の周波数を振動体の機械的共振周波数よりも十
分高く駆動不可能な周波数から低下させることにより、
ファジィルールにかかわらず起動時の位置偏差の大小に
関わらずモータを確実に起動するのである。
【０００６】
【発明の効果】従って、本発明による超音波モータの制
御装置を用いることで、振動体の温度特性や負荷特性に
よる制御モデルが不明であるにも拘らず、ある程度満足
な制御特性で制御を行いながらも、被操作部の目標位置
への移動を短時間に、かつ、定常偏差を小に位置決め制
御できるようになった。
御装置を用いることで、振動体の温度特性や負荷特性に
よる制御モデルが不明であるにも拘らず、ある程度満足
な制御特性で制御を行いながらも、被操作部の目標位置
への移動を短時間に、かつ、定常偏差を小に位置決め制
御できるようになった。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図３イ及びロに示すように、超音波モータＭは、
圧電体１に弾性体２を固着して超音波の進行波を発生さ
せる振動体３としての固定子３と、その固定子３に加圧
接触して回転する回転子４とで構成してあり、回転子４
の出力軸には回転数検出用のエンコーダ（図示せず）を
備えてある。前記圧電体１は、周方向に領域Ａ，Ｂに二
分割してあり、各領域Ａ，Ｂは、波長λの二分の一の間
隔で隣合う区分を交互に厚み方向に分極処理するととも
に、それら領域Ａ，Ｂ間を四分の三波長ずらせて配置し
てある。前記領域Ａ，Ｂに９０°位相の異なる高周波電
圧を印加することにより、領域Ａ，Ｂに対応する固定子
３に発生する定在波が相互に干渉を起こし、合成されて
進行波となる。即ち、前記回転子４は、前記固定子３に
発生する進行波に基づく前記固定子３との摩擦力により
回転する。
する。図３イ及びロに示すように、超音波モータＭは、
圧電体１に弾性体２を固着して超音波の進行波を発生さ
せる振動体３としての固定子３と、その固定子３に加圧
接触して回転する回転子４とで構成してあり、回転子４
の出力軸には回転数検出用のエンコーダ（図示せず）を
備えてある。前記圧電体１は、周方向に領域Ａ，Ｂに二
分割してあり、各領域Ａ，Ｂは、波長λの二分の一の間
隔で隣合う区分を交互に厚み方向に分極処理するととも
に、それら領域Ａ，Ｂ間を四分の三波長ずらせて配置し
てある。前記領域Ａ，Ｂに９０°位相の異なる高周波電
圧を印加することにより、領域Ａ，Ｂに対応する固定子
３に発生する定在波が相互に干渉を起こし、合成されて
進行波となる。即ち、前記回転子４は、前記固定子３に
発生する進行波に基づく前記固定子３との摩擦力により
回転する。
【０００８】前記超音波モータＭの回転速度は、図４に
示すように、前記振動体３の共振周波数と一致する周波
数でピーク値を示し、そのポイントから上下にずれるに
従って低下する特性曲線で示される。そして、この特性
曲線は、モータにかかる負荷や前記振動体３の温度によ
り変化し、同一の出力周波数であっても、負荷や温度の
変化で回転速度が変化する。前記超音波モータＭは、後
述の起動手段１１により、前記共振周波数と一致する周
波数よりも高周波域から周波数を徐々に低下させて起動
する。前記共振周波数と一致する周波数での駆動で一番
大きな振動が得られることになる（しかし、この周波数
での駆動はエネルギー変換効率が低下する）。
示すように、前記振動体３の共振周波数と一致する周波
数でピーク値を示し、そのポイントから上下にずれるに
従って低下する特性曲線で示される。そして、この特性
曲線は、モータにかかる負荷や前記振動体３の温度によ
り変化し、同一の出力周波数であっても、負荷や温度の
変化で回転速度が変化する。前記超音波モータＭは、後
述の起動手段１１により、前記共振周波数と一致する周
波数よりも高周波域から周波数を徐々に低下させて起動
する。前記共振周波数と一致する周波数での駆動で一番
大きな振動が得られることになる（しかし、この周波数
での駆動はエネルギー変換効率が低下する）。
【０００９】前記超音波モータＭの制御装置は、図１
イ、ロに示すように、前記圧電体１に高周波電力を供給
する電源供給手段５としてのサーボアンプと、前記回転
子３の回転速度を検出する速度検出手段６と、被操作部
の目標位置を設定する目標設定手段７と、前記速度検出
手段６による検出速度に基づいて目標速度に制御する駆
動制御手段８と、被操作部としての負荷Ｌの駆動位置を
検出する位置検出手段１０とで構成してある。前記速度
検出手段６と位置検出手段１０はともに前記エンコーダ
とそのエンコーダの出力を演算して速度や位置を出力す
る演算手段で構成してある。詳述すれば、それぞれの演
算手段は、モータの１回転で３２０００パルス発生する
エンコーダに対して２０回／１秒のサンプリングを行
い、その間のカウント数で速度、位置を出力する。前記
電源供給手段５は、直流チョッパ回路５Ａの後段に電圧
分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂを二組組み合わせ
るとともに電圧分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂを
駆動する駆動手段Ｄを設けて構成してあり、所定の位相
差を有する方形波を昇圧用のトランスＴＲ１，ＴＲ２を
介して前記圧電体１に接続してある。前記駆動手段Ｄに
は、電圧分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂの出力周
波数が前記共振周波数以下になることを防ぐリミッタ手
段を設けてあり、以て、モータが意に反して急激に停止
するといったような異常な動作の発生を回避する。 ここ
に、リミッタ手段の具体構成は示していないが、公知の
回路技術で適宜構成すればよい。前記駆動制御手段８に
ついて詳述すれば、前記位置検出手段１０による検出位
置と前記目標位置との位置偏差と、前記速度検出手段６
による検出速度を入力して、前記電源供給手段５の出力
周波数を制御する値を推論して出力するファジィ制御手
段９を備えてある。つまり、前記駆動手段Ｄは、前記フ
ァジィ制御手段９から出力された電源供給手段５の出力
周波数の現在値からの偏差に沿った周波数で、前記電圧
分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂを駆動する。
イ、ロに示すように、前記圧電体１に高周波電力を供給
する電源供給手段５としてのサーボアンプと、前記回転
子３の回転速度を検出する速度検出手段６と、被操作部
の目標位置を設定する目標設定手段７と、前記速度検出
手段６による検出速度に基づいて目標速度に制御する駆
動制御手段８と、被操作部としての負荷Ｌの駆動位置を
検出する位置検出手段１０とで構成してある。前記速度
検出手段６と位置検出手段１０はともに前記エンコーダ
とそのエンコーダの出力を演算して速度や位置を出力す
る演算手段で構成してある。詳述すれば、それぞれの演
算手段は、モータの１回転で３２０００パルス発生する
エンコーダに対して２０回／１秒のサンプリングを行
い、その間のカウント数で速度、位置を出力する。前記
電源供給手段５は、直流チョッパ回路５Ａの後段に電圧
分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂを二組組み合わせ
るとともに電圧分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂを
駆動する駆動手段Ｄを設けて構成してあり、所定の位相
差を有する方形波を昇圧用のトランスＴＲ１，ＴＲ２を
介して前記圧電体１に接続してある。前記駆動手段Ｄに
は、電圧分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂの出力周
波数が前記共振周波数以下になることを防ぐリミッタ手
段を設けてあり、以て、モータが意に反して急激に停止
するといったような異常な動作の発生を回避する。 ここ
に、リミッタ手段の具体構成は示していないが、公知の
回路技術で適宜構成すればよい。前記駆動制御手段８に
ついて詳述すれば、前記位置検出手段１０による検出位
置と前記目標位置との位置偏差と、前記速度検出手段６
による検出速度を入力して、前記電源供給手段５の出力
周波数を制御する値を推論して出力するファジィ制御手
段９を備えてある。つまり、前記駆動手段Ｄは、前記フ
ァジィ制御手段９から出力された電源供給手段５の出力
周波数の現在値からの偏差に沿った周波数で、前記電圧
分割形ハーフブリッジインバータ５Ｂを駆動する。
【００１０】前記ファジィ制御手段９は、図２（イ）、
（ロ）、（ハ）に示すように、前記位置検出手段による
検出位置と前記目標位置との位置偏差の前件部メンバシ
ップ関数（図２（イ））と、前記速度検出手段による検
出速度の前件部メンバシップ関数（図２（ロ））からな
る入力に対して、出力として制御規則（図２（ハ））に
基づいて決定される後件部の前記電源供給手段の出力周
波数を調整する。 詳述すると、前件部として、位置偏差
と速度に関する適合度を表すメンバシップ関数、後件部
として、現在の駆動周波数と出力周波数との偏差に関す
る適合度と表すメンバシップ関数、そして、これらの前
件部と後件部との制御規則からなるファジィ推論の推論
結果によって電源供給手段の出力周波数を可変制御す
る。 例えば、位置偏差が“大”であり検出速度が“小”
であるときには、高速に被操作部を操作するために電源
供給手段の出力周波数を振動体の機械的共振周波数に近
づけることにより加速し、前記位置偏差が“小”であり
検出速度が“大”であるときには、停止位置精度を高め
るため電源供給手段の出力周波数を振動体の機械的共振
周波数から遠ざけることにより減速する。 ここに、加
速、減速の程度は、予め決められたメンバシップ関数に
基づくファジィルールで決定され、メンバシップ関数
は、実験による負荷や振動体の温度等の変化時の出力周
波数による制御特性に基づき決定することになる。目標
位置（位置決め許容範囲内）に達すれば、供給電源をオ
フし、モータＭを停止させる。モータＭは、目標位置付
近では低速で駆動されているためオーバーシュートもな
く、又、保持トルクによって確実に停止できる。例示す
ると、今、モータＭが３０ｒｐｍで駆動され、目標位置
までの偏差がモータＭの回転角度で３０°あるときに
は、駆動速度が“小さいＳＭ" と言う曖昧な適合度合い
が“１”であり、位置偏差が“大きいＬＡ" と言う曖昧
な適合度合いが“１”となる。このときには、前記電源
供給手段５の出力周波数を−０．５ｋＨｚ変化させる。
つまり，前記振動体３の機械的共振周波数に近づけるこ
とでモータＭの駆動速度を上げる。さらに例示すると、
モータＭが１００ｒｐｍで駆動され、目標位置までの偏
差がモータＭの回転角度で１０°あるときには、駆動速
度が“普通ＭＥ" と言う曖昧な適合度合いが”１”であ
り、位置偏差が“小さいＳＭ" と言う曖昧な適合度合い
が”１”となる。このときには、前記電源供給手段５の
出力周波数を０．２ｋＨｚ変化させる。つまり、前記振
動体３の機械的共振周波数から遠ざけることでモータＭ
の駆動速度を下げる。メンバシップ関数が重なる領域で
は、その適合度の割合に基づいて加重平均値を求めるこ
とになる。又、前記ファジィ制御手段９と並列して起動
制御手段１１を設けてあり、モータＭを起動するときに
は、起動制御手段１１を作動させて、前記共振周波数と
一致する周波数よりも高周波域から周波数を徐々に低下
させて起動させることで、確実な起動を行う。つまり、
起動時には、速度がゼロの状態であり周波数が定まって
いないため、ファジィルールが周波数を維持させるよう
な値を示す場合には起動されない可能性を回避するため
である。
（ロ）、（ハ）に示すように、前記位置検出手段による
検出位置と前記目標位置との位置偏差の前件部メンバシ
ップ関数（図２（イ））と、前記速度検出手段による検
出速度の前件部メンバシップ関数（図２（ロ））からな
る入力に対して、出力として制御規則（図２（ハ））に
基づいて決定される後件部の前記電源供給手段の出力周
波数を調整する。 詳述すると、前件部として、位置偏差
と速度に関する適合度を表すメンバシップ関数、後件部
として、現在の駆動周波数と出力周波数との偏差に関す
る適合度と表すメンバシップ関数、そして、これらの前
件部と後件部との制御規則からなるファジィ推論の推論
結果によって電源供給手段の出力周波数を可変制御す
る。 例えば、位置偏差が“大”であり検出速度が“小”
であるときには、高速に被操作部を操作するために電源
供給手段の出力周波数を振動体の機械的共振周波数に近
づけることにより加速し、前記位置偏差が“小”であり
検出速度が“大”であるときには、停止位置精度を高め
るため電源供給手段の出力周波数を振動体の機械的共振
周波数から遠ざけることにより減速する。 ここに、加
速、減速の程度は、予め決められたメンバシップ関数に
基づくファジィルールで決定され、メンバシップ関数
は、実験による負荷や振動体の温度等の変化時の出力周
波数による制御特性に基づき決定することになる。目標
位置（位置決め許容範囲内）に達すれば、供給電源をオ
フし、モータＭを停止させる。モータＭは、目標位置付
近では低速で駆動されているためオーバーシュートもな
く、又、保持トルクによって確実に停止できる。例示す
ると、今、モータＭが３０ｒｐｍで駆動され、目標位置
までの偏差がモータＭの回転角度で３０°あるときに
は、駆動速度が“小さいＳＭ" と言う曖昧な適合度合い
が“１”であり、位置偏差が“大きいＬＡ" と言う曖昧
な適合度合いが“１”となる。このときには、前記電源
供給手段５の出力周波数を−０．５ｋＨｚ変化させる。
つまり，前記振動体３の機械的共振周波数に近づけるこ
とでモータＭの駆動速度を上げる。さらに例示すると、
モータＭが１００ｒｐｍで駆動され、目標位置までの偏
差がモータＭの回転角度で１０°あるときには、駆動速
度が“普通ＭＥ" と言う曖昧な適合度合いが”１”であ
り、位置偏差が“小さいＳＭ" と言う曖昧な適合度合い
が”１”となる。このときには、前記電源供給手段５の
出力周波数を０．２ｋＨｚ変化させる。つまり、前記振
動体３の機械的共振周波数から遠ざけることでモータＭ
の駆動速度を下げる。メンバシップ関数が重なる領域で
は、その適合度の割合に基づいて加重平均値を求めるこ
とになる。又、前記ファジィ制御手段９と並列して起動
制御手段１１を設けてあり、モータＭを起動するときに
は、起動制御手段１１を作動させて、前記共振周波数と
一致する周波数よりも高周波域から周波数を徐々に低下
させて起動させることで、確実な起動を行う。つまり、
起動時には、速度がゼロの状態であり周波数が定まって
いないため、ファジィルールが周波数を維持させるよう
な値を示す場合には起動されない可能性を回避するため
である。
【００１１】〔別実施例〕 以下に本発明の別実施例を説明する。先の実施例で用い
たメンバシップ関数は、これに限定するものではなく、
速度偏差の範囲とその適合度、周波数偏差とその適合度
は任意に設定してよい。先の実施例では、メンバシップ
関数の決定にあたり、予めの実験値に基づいて決定して
いるが、メンバシップ関数の決定は、前記ファジィ制御
手段に、ロータとステータの摩擦力の経時変化や製造誤
差その他の原因による特性の変化やばらつきを学習する
学習機能を搭載して、メンバシップ関数を自動的に設定
するように構成することで、予め設定するための実験等
の作業なくして、所期の目的を達成することができる。
同様に、初期に設定したメンバシップ関数を、経時変化
に対応させて学習機能を用いて、自動的に修正するよう
に構成してもよい。エンコーダの検出能力、それに対す
るサンプリング周期は任意である。尚、特許請求の範囲
の項に図面との対照を便利にする為に符号を記すが、該
記入により本発明は添付図面の構成に限定されるもので
はない。
たメンバシップ関数は、これに限定するものではなく、
速度偏差の範囲とその適合度、周波数偏差とその適合度
は任意に設定してよい。先の実施例では、メンバシップ
関数の決定にあたり、予めの実験値に基づいて決定して
いるが、メンバシップ関数の決定は、前記ファジィ制御
手段に、ロータとステータの摩擦力の経時変化や製造誤
差その他の原因による特性の変化やばらつきを学習する
学習機能を搭載して、メンバシップ関数を自動的に設定
するように構成することで、予め設定するための実験等
の作業なくして、所期の目的を達成することができる。
同様に、初期に設定したメンバシップ関数を、経時変化
に対応させて学習機能を用いて、自動的に修正するよう
に構成してもよい。エンコーダの検出能力、それに対す
るサンプリング周期は任意である。尚、特許請求の範囲
の項に図面との対照を便利にする為に符号を記すが、該
記入により本発明は添付図面の構成に限定されるもので
はない。
【図１】回路ブロック構成図
【図２】メンバシップ関数と制御量を示すグラフ
【図３】超音波モータのブロック構成図
【図４】超音波モータの周波数特性図
１ 圧電体 ２ 弾性体 ３ 振動体 ５ 電源供給手段 ６ 速度検出手段 ８ 駆動制御手段 １０ 位置検出手段 Ｌ 被操作部
Claims (3)
- 【請求項１】 弾性体（２）とその弾性体（２）を励振
する圧電体（１）でなる振動体（３）を備えた進行波型
の超音波モータと、前記超音波モータにより操作される
被操作部（Ｌ）で構成されるサーボ機構において、前記
圧電体（１）に高周波電力を供給する電源供給手段
（５）と、前記モータの駆動速度を検出する速度検出手
段（６）と、前記被操作部（Ｌ）の位置を検出する位置
検出手段（１０）と、前記被操作部（Ｌ）を目標位置に
駆動する駆動制御手段（８）とで構成してある超音波モ
ータの制御装置であって、前記駆動制御手段（８）に、前記位置検出手段（１０）
による検出位置と前記目標位置との位置偏差、及び、前
記速度検出手段（６）による検出速度を入力とし、前記
電源供給手段（５）の出力周波数の現在値からの偏差を
出力とするファジィ制御手段（９）を備え、前記ファジ
ィ制御手段（９）からの出力に基づいて、 前記電源供給
手段（５）の出力周波数を可変制御するように構成して
ある超音波モータの制御装置。 - 【請求項２】 前記ファジィ制御手段（９）の出力に基
づいた前記電源供給手段（５）の出力周波数が、前記振
動体（３）の機械的共振周波数以下になることを防ぐリ
ミッタ手段を設けてある請求項１記載の超音波モータの
制御装置。 - 【請求項３】 前記駆動制御手段（８）に、前記モータ
の起動時には前記電源供給手段（５）の出力周波数を前
記振動体（３）の機械的共振周波数と異なる周波数から
機械的共振周波数に近づける起動制御手段（１１）を備
えてある請求項１又は２記載の超音波モータの制御装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23133290 | 1990-09-01 | ||
| JP2-231332 | 1990-09-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217883A JPH04217883A (ja) | 1992-08-07 |
| JP2642783B2 true JP2642783B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=16921980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3003101A Expired - Lifetime JP2642783B2 (ja) | 1990-09-01 | 1991-01-16 | 超音波モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2642783B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3070341B2 (ja) * | 1993-07-20 | 2000-07-31 | 株式会社日立製作所 | インバータの周波数制御方法及びその装置 |
| CN101420190B (zh) * | 2007-10-26 | 2011-02-16 | 博立码杰通讯(深圳)有限公司 | 超声电机的驱动方法 |
| CN112100849B (zh) * | 2020-09-15 | 2024-06-21 | 南京工程学院 | 改进的径向驻波型超声波电机转矩转速特性计算方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6485587A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Controller of ultrasonic motor |
| JPH0732610B2 (ja) * | 1987-11-04 | 1995-04-10 | 株式会社日立製作所 | 圧電モータの制御方法 |
-
1991
- 1991-01-16 JP JP3003101A patent/JP2642783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04217883A (ja) | 1992-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2637467B2 (ja) | 振動型アクチュエーター装置 | |
| JPH05328757A (ja) | 振動波アクチュエータの駆動装置 | |
| JPH0710189B2 (ja) | 振動波モーターの駆動回路 | |
| JPH06189566A (ja) | 振動波モータの駆動制御装置 | |
| JP2642783B2 (ja) | 超音波モータの制御装置 | |
| JPH0475479A (ja) | 超音波モータの制御装置 | |
| JPH06253576A (ja) | 電動機制御装置 | |
| JPH06197576A (ja) | モータ制御装置 | |
| JPH0475478A (ja) | 超音波モータの制御装置 | |
| JPS61157288A (ja) | サ−ボモ−タ制御装置 | |
| JPH06327273A (ja) | 振動型アクチュエーター装置 | |
| JPH0681552B2 (ja) | ステッピングモータの脱調検出方法 | |
| Furuya et al. | A compact ultrasonic motor-actuated software system implementation using fuzzy reasoning-based controller | |
| JPH0471374A (ja) | 超音波モータの制御装置 | |
| JP3044752B2 (ja) | 波動ステップモータの駆動制御装置 | |
| JP2749314B2 (ja) | 可変速水車発電機制御装置 | |
| JPH0471375A (ja) | 超音波モータの制御装置 | |
| JP2730328B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP2946534B2 (ja) | Ｄｃモータの電流制御回路 | |
| JPH01234069A (ja) | 振動波モータの駆動速度制御回路 | |
| JPH0566842A (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| JP2537347B2 (ja) | 速度制御装置 | |
| JPH0566841A (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| JPS62259968A (ja) | 張力制御装置 | |
| SU1208541A1 (ru) | Устройство дл наматывани рулонов кинопленки |