JP2736583B2 - モータ速度制御装置 - Google Patents
モータ速度制御装置Info
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- JP2736583B2 JP2736583B2 JP4187407A JP18740792A JP2736583B2 JP 2736583 B2 JP2736583 B2 JP 2736583B2 JP 4187407 A JP4187407 A JP 4187407A JP 18740792 A JP18740792 A JP 18740792A JP 2736583 B2 JP2736583 B2 JP 2736583B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモータ速度制御装置に関
し、特に制御対象の位置情報を用いてモータの速度を制
御するモータ速度制御装置に関するものである。
し、特に制御対象の位置情報を用いてモータの速度を制
御するモータ速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のこの種の制御装置を示すブ
ロック図で、図において、１は基準値設定回路、２は減
算回路、３は速度制御回路、４はモータ、５は減速機
構、６はエンコーダ、２０はタコメータ（ｔａｃｈｏｍ
ｅｔｅｒ）である。タコメータ（回転速度計）はまた、
タコメータ・ジェネレータ（ｔａｃｈｏｍｅｔｅｒ ｇ
ｅ−ｎｅｒａｔｏｒ−速度計用発電機）ともいい、回転
速度に比例する電圧値を出力する。出力電圧値がアナロ
グ電圧の場合は減算回路２をアナログ減算回路とし、基
準値設定回路１の出力をアナログ電圧としても良く、タ
コメータ２０の出力をディジタル値とし、減算回路２を
ディジタル減算回路としてもよい。モータ４が直流モー
タである場合、速度制御回路３は、例えばパルス変調パ
ワースイッチのように、一定電圧の直流からデューティ
の異なる（パルス幅の異なる）パルスを経て電圧の異な
る直流を発生する回路となる。モータ４が制御対象（図
示せず）の位置制御を行う場合、エンコーダ６は制御対
象の位置情報を出力する。
ロック図で、図において、１は基準値設定回路、２は減
算回路、３は速度制御回路、４はモータ、５は減速機
構、６はエンコーダ、２０はタコメータ（ｔａｃｈｏｍ
ｅｔｅｒ）である。タコメータ（回転速度計）はまた、
タコメータ・ジェネレータ（ｔａｃｈｏｍｅｔｅｒ ｇ
ｅ−ｎｅｒａｔｏｒ−速度計用発電機）ともいい、回転
速度に比例する電圧値を出力する。出力電圧値がアナロ
グ電圧の場合は減算回路２をアナログ減算回路とし、基
準値設定回路１の出力をアナログ電圧としても良く、タ
コメータ２０の出力をディジタル値とし、減算回路２を
ディジタル減算回路としてもよい。モータ４が直流モー
タである場合、速度制御回路３は、例えばパルス変調パ
ワースイッチのように、一定電圧の直流からデューティ
の異なる（パルス幅の異なる）パルスを経て電圧の異な
る直流を発生する回路となる。モータ４が制御対象（図
示せず）の位置制御を行う場合、エンコーダ６は制御対
象の位置情報を出力する。
【０００３】図３に示す制御回路は良く知られているの
で、その一般的説明は省略するが、速度基準値をＳr 、
タコメータ２０の出力をＳとすれば、Ｋ（Ｓr −Ｓ）＝
Ｔ＝Ｍ（ｄＳ／ｄｔ）＋ＦＳ・・・（１）となる。ここ
に、Ｋは比例定数、Ｔはモータ４のトルク、Ｍはモータ
４の軸にかかる慣性能率、Ｆはモータ４の軸にかかる摩
擦係数である。モータ４の速度が安定し、ｄＳ／ｄｔ＝
０となった状態ではＫ（Ｓr −Ｓ）＝ＦＳ・・・（２）
となるが、Ｋが十分に大きいときは、（Ｓr −Ｓ）≒０
・・・（３）となる。
で、その一般的説明は省略するが、速度基準値をＳr 、
タコメータ２０の出力をＳとすれば、Ｋ（Ｓr −Ｓ）＝
Ｔ＝Ｍ（ｄＳ／ｄｔ）＋ＦＳ・・・（１）となる。ここ
に、Ｋは比例定数、Ｔはモータ４のトルク、Ｍはモータ
４の軸にかかる慣性能率、Ｆはモータ４の軸にかかる摩
擦係数である。モータ４の速度が安定し、ｄＳ／ｄｔ＝
０となった状態ではＫ（Ｓr −Ｓ）＝ＦＳ・・・（２）
となるが、Ｋが十分に大きいときは、（Ｓr −Ｓ）≒０
・・・（３）となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、タコメータ
２０を付属することは原価高の原因ともなるし、装置の
小形化を妨げる原因ともなる。そのため、従来から、タ
コメータ２０を省略する速度制御装置が考えられてい
る。例えば、モータ４が例えば直流モータである場合
は、モータの逆起電力がモータ速度に比例するので、短
時間モータへの給電を中止し、その逆起電力をタコメー
タ出力の代わりに利用するという方法も考えられるが、
モータへの給電を中止している間は、当然モータの速度
が低下するので、遅い周期で給電を中止することはモー
タの円滑な速度制御が不可能となり、速い周期で給電を
中止したのではタコメータとしての十分なデータを得る
ことができないという問題がある。また、位置情報を時
間微分すると速度情報が得られるが、エンコーダ６の出
力から位置情報を生成し、位置情報を微分したのでは、
得られる速度情報に遅れが生じ、またその精度も不足す
る等の問題点があった。
２０を付属することは原価高の原因ともなるし、装置の
小形化を妨げる原因ともなる。そのため、従来から、タ
コメータ２０を省略する速度制御装置が考えられてい
る。例えば、モータ４が例えば直流モータである場合
は、モータの逆起電力がモータ速度に比例するので、短
時間モータへの給電を中止し、その逆起電力をタコメー
タ出力の代わりに利用するという方法も考えられるが、
モータへの給電を中止している間は、当然モータの速度
が低下するので、遅い周期で給電を中止することはモー
タの円滑な速度制御が不可能となり、速い周期で給電を
中止したのではタコメータとしての十分なデータを得る
ことができないという問題がある。また、位置情報を時
間微分すると速度情報が得られるが、エンコーダ６の出
力から位置情報を生成し、位置情報を微分したのでは、
得られる速度情報に遅れが生じ、またその精度も不足す
る等の問題点があった。
【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、タコメータを省略し、なおかつ精密
円滑な速度制御を可能にするモータ速度制御装置を提供
することを目的としている。
されたものであり、タコメータを省略し、なおかつ精密
円滑な速度制御を可能にするモータ速度制御装置を提供
することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるモータ速
度制御装置は、エンコーダ６はモータ４の１／ｎ回転ご
とに１本のパルスを出力し、このパルスを代数的に計数
して位置情報を得ているのが一般であるが、エンコーダ
６の２本のパルスの間に含まれる周波数ｆ1 のパルスの
数ｘは、ｘ＝ｆ1 ／（Ｋ・Ｓ）・・・（４）となり、速
度Ｓに逆比例する数値になる。基準値ｘr ＝ｆ1 ／ｆ1
／（Ｋ・Ｓr ）・・・（５）とし、ｘ−ｘr を誤差信号
として速度制御回路３をフィードバック制御すれば、ｘ
＝ｘr すなわち、Ｓ＝Ｓr の制御を達成することができ
る。但し、式（４）のｘの値は間欠的にしか測定でき
ず、フィードバック制御に関係する量としては適当でな
いので、ｘの値に円滑に追従する第２のカウンタを設
け、この第２のカウンタの計数値を式（４）のｘの値と
して使用することとした。
度制御装置は、エンコーダ６はモータ４の１／ｎ回転ご
とに１本のパルスを出力し、このパルスを代数的に計数
して位置情報を得ているのが一般であるが、エンコーダ
６の２本のパルスの間に含まれる周波数ｆ1 のパルスの
数ｘは、ｘ＝ｆ1 ／（Ｋ・Ｓ）・・・（４）となり、速
度Ｓに逆比例する数値になる。基準値ｘr ＝ｆ1 ／ｆ1
／（Ｋ・Ｓr ）・・・（５）とし、ｘ−ｘr を誤差信号
として速度制御回路３をフィードバック制御すれば、ｘ
＝ｘr すなわち、Ｓ＝Ｓr の制御を達成することができ
る。但し、式（４）のｘの値は間欠的にしか測定でき
ず、フィードバック制御に関係する量としては適当でな
いので、ｘの値に円滑に追従する第２のカウンタを設
け、この第２のカウンタの計数値を式（４）のｘの値と
して使用することとした。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
であって、図３と同一符号は同一又は相当部分を示し、
７は基準クロック発振器、８はフリップフロップ、９は
アンドゲート、１０は第１のカウンタ、１１は制御クロ
ック発振器、１２はアンドゲート、１３は演算回路、１
４はアップダウンカウンタで構成される第２のカウン
タ、１５は減算器、１６はレジスタ、１７は微分回路、
１８，１９はそれぞれ遅延回路である。図２は図１の各
部の波形を示す波形図で、（ａ）はエンコーダ６の出
力、（ｂ）はフリップフロップ８の出力、（ｃ）は微分
回路１７の出力、（ｄ），（ｅ）はそれぞれ遅延回路１
８，１９の出力である。
であって、図３と同一符号は同一又は相当部分を示し、
７は基準クロック発振器、８はフリップフロップ、９は
アンドゲート、１０は第１のカウンタ、１１は制御クロ
ック発振器、１２はアンドゲート、１３は演算回路、１
４はアップダウンカウンタで構成される第２のカウン
タ、１５は減算器、１６はレジスタ、１７は微分回路、
１８，１９はそれぞれ遅延回路である。図２は図１の各
部の波形を示す波形図で、（ａ）はエンコーダ６の出
力、（ｂ）はフリップフロップ８の出力、（ｃ）は微分
回路１７の出力、（ｄ），（ｅ）はそれぞれ遅延回路１
８，１９の出力である。
【０００８】エンコーダ６の出力が図２（ａ）に示すよ
うに変化するとき、フリップフロップ８の出力は図２
（ｂ）に示すように変化する。フリップフロップ８の出
力が論理「Ｈ」である間周波数ｆ1 のパルスをカウンタ
１０に入力すれば、図２（ｃ）で示すパルスの時点では
カウンタ１０の計数値は先に式（４）で示した値ｘとな
る。減算器１５はカウンタ１０の計数値からカウンタ１
４の計数値を減算しているが、パルス（ｄ）の時点で減
算器１５の出力がレジスタ１６にセットされ、パルス
（ｅ）の時点でカウンタ１０がリセットされ、次の計数
に備える。レジスタ１６の内容が（＋）である場合、カ
ウンタ１４の計数値がカウンタ１０の計数値より小さい
ことを意味するので、カウンタ１４は制御クロック発振
器１１の出力である周波数ｆ2 のパルスをアップカウン
トし、レジスタ１６の内容が（−）である場合は周波数
ｆ2 のパルスをダウンカウントし、レジスタ１６の内容
が０の場合はゲート１２でパルスの入力を阻止する。こ
のように制御すると、カウンタ１４の計数値は常にカウ
ンタ１０の計数値を平滑化した値になる。クロック発振
器１１の発振周波数ｆ2 は、カウンタ１４の計数値がカ
ウンタ１０の計数値に追従する場合遅れがない程度に高
くし、また行き過ぎ（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ）が起こらな
いように低くする必要がある。
うに変化するとき、フリップフロップ８の出力は図２
（ｂ）に示すように変化する。フリップフロップ８の出
力が論理「Ｈ」である間周波数ｆ1 のパルスをカウンタ
１０に入力すれば、図２（ｃ）で示すパルスの時点では
カウンタ１０の計数値は先に式（４）で示した値ｘとな
る。減算器１５はカウンタ１０の計数値からカウンタ１
４の計数値を減算しているが、パルス（ｄ）の時点で減
算器１５の出力がレジスタ１６にセットされ、パルス
（ｅ）の時点でカウンタ１０がリセットされ、次の計数
に備える。レジスタ１６の内容が（＋）である場合、カ
ウンタ１４の計数値がカウンタ１０の計数値より小さい
ことを意味するので、カウンタ１４は制御クロック発振
器１１の出力である周波数ｆ2 のパルスをアップカウン
トし、レジスタ１６の内容が（−）である場合は周波数
ｆ2 のパルスをダウンカウントし、レジスタ１６の内容
が０の場合はゲート１２でパルスの入力を阻止する。こ
のように制御すると、カウンタ１４の計数値は常にカウ
ンタ１０の計数値を平滑化した値になる。クロック発振
器１１の発振周波数ｆ2 は、カウンタ１４の計数値がカ
ウンタ１０の計数値に追従する場合遅れがない程度に高
くし、また行き過ぎ（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ）が起こらな
いように低くする必要がある。
【０００９】以上のようにして第２のカウンタ１４の計
数値で第１のカウンタ１０の計数値を追従させておい
て、第２のカウンタ１４の計数値を、ｘ＝ｆ1 ／（Ｋ・
Ｓ）・・・（４）とし、これを制御変数として速度制御
を行う。すなわち、基準値設定回路１に基準値ｆr が設
定されると、演算回路１３はｘに対応する基準値ｘr ＝
ｆ1 ／（Ｋ・Ｓr ）・・・（５）を算出し、ｘr とｘと
についてモータ４のフィードバック制御を行えばよい。
但し、Ｓr ＞Ｓの場合、ｘr ＜ｘであるから、減算回路
２ではｘ−ｘr を誤差信号とする。またモータ４の速度
Ｓが０のときはｘは無限大となるので、カウンタ１４の
初期値は最大値（全ビットが論理「Ｈ」の状態）にリセ
ットすることが望ましい。しかし、カウンタ１４の初期
値をどこに設定しても、定常状態では、カウンタ１４の
計数値はカウンタ１０の計数値に追従する。
数値で第１のカウンタ１０の計数値を追従させておい
て、第２のカウンタ１４の計数値を、ｘ＝ｆ1 ／（Ｋ・
Ｓ）・・・（４）とし、これを制御変数として速度制御
を行う。すなわち、基準値設定回路１に基準値ｆr が設
定されると、演算回路１３はｘに対応する基準値ｘr ＝
ｆ1 ／（Ｋ・Ｓr ）・・・（５）を算出し、ｘr とｘと
についてモータ４のフィードバック制御を行えばよい。
但し、Ｓr ＞Ｓの場合、ｘr ＜ｘであるから、減算回路
２ではｘ−ｘr を誤差信号とする。またモータ４の速度
Ｓが０のときはｘは無限大となるので、カウンタ１４の
初期値は最大値（全ビットが論理「Ｈ」の状態）にリセ
ットすることが望ましい。しかし、カウンタ１４の初期
値をどこに設定しても、定常状態では、カウンタ１４の
計数値はカウンタ１０の計数値に追従する。
【００１０】図３についての式（１）に対応して図１で
は、Ｋ（ｘ−ｘr ）＝Ｔ＝Ｍ（ｄＳ／ｄｔ）＋ＦＳ・・
・・（６）となるが、モータ４の速度が安定しｄＳ／ｄ
ｔ＝０となった状態では、Ｋ（ｘ−ｘr ）＝ＦＳ・・・
（７）となり、Ｋが十分に大きいときは、ｘ＝ｘr とな
り、したがってＳ＝Ｓr となる。
は、Ｋ（ｘ−ｘr ）＝Ｔ＝Ｍ（ｄＳ／ｄｔ）＋ＦＳ・・
・・（６）となるが、モータ４の速度が安定しｄＳ／ｄ
ｔ＝０となった状態では、Ｋ（ｘ−ｘr ）＝ＦＳ・・・
（７）となり、Ｋが十分に大きいときは、ｘ＝ｘr とな
り、したがってＳ＝Ｓr となる。
【００１１】図１に示す実施例では基準クロック発振器
７は発振回路７０と１／２分周回路７１，７２，７３及
び切換スイッチ７４から構成され、周波数ｆ1 が可変に
なっている。これは、Ｓやｎの値の変動に対し、ｘの値
を適当な値に保つためである。ｆ1 の値が変化すると、
演算回路１３の出力値も変化する。
７は発振回路７０と１／２分周回路７１，７２，７３及
び切換スイッチ７４から構成され、周波数ｆ1 が可変に
なっている。これは、Ｓやｎの値の変動に対し、ｘの値
を適当な値に保つためである。ｆ1 の値が変化すると、
演算回路１３の出力値も変化する。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、タコメー
タを用いないでモータの速度制御を正確かつ円滑に実行
することができる効果がある。
タを用いないでモータの速度制御を正確かつ円滑に実行
することができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の各部の波形を示す波形図である。
【図３】従来の装置を示すブロック図である。
１ 基準値設定回路 ３ 速度制御回路 ４ モータ ６ エンコーダ ７ 基準クロック発振器 １０ 第１のカウンタ １１ 制御クロック発振器 １４ 第２のカウンタ １５ 減算器 １６ レジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−132089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171464（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−129588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−6782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−26185（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 制御対象の位置情報を用いてモータの速
度を制御するモータ速度制御装置において、 該モータの速度の基準値Ｓr （回転数／秒）が設定され
る基準値設定回路、 該モータの１／ｎ回転ごとに位置情報として１本のパル
スを出力するエンコーダ、 周波数ｆ1 のクロックパルスを発生する基準クロック発
振器、 Ｓr 、ｎ、ｆ1 、Ｋ（エンコーダ１回転あたりのパルス
数）の値からｆ1 ／（Ｋ・Ｓr ）の値を算出する演算回
路、 上記エンコーダの出力パルスのパルス間隔中に上記周波
数ｆ1 のクロックパルスが何本含まれるかを計数する第
１のカウンタ、 周波数ｆ2 （ｆ2 の値は設計によって定める）のクロッ
クパルスを発生する制御クロック発振器、 この制御クロック発振器の出力パルスを計数する第２の
カウンタ、 上記第１のカウンタの内容から上記第２のカウンタの内
容を減算する減算器、 この減算器の減算結果を次の減算時点まで記憶するレジ
スタ、 このレジスタの内容が正である間上記第２のカウンタで
上記周波数ｆ2 のクロックパルスをアップカウントし、
レジスタの内容が負である間上記第２のカウンタで上記
周波数ｆ2 のクロックパルスをダウンカウントし、レジ
スタの内容が０である間上記第２のカウンタへの上記周
波数ｆ2 のクロックパルスの入力を阻止するよう制御す
る手段、 上記第２のカウンタの内容と上記演算回路の出力の差を
誤差信号として当該モータの速度制御回路をフィードバ
ック制御する手段、 を備えたことを特徴とするモータ速度制御装置。 - 【請求項２】 基準クロック発振器の発生するクロック
パルスの周波数ｆ1の周波数値を切り換える切換スイッ
チを備えたことを特徴とする請求項第１項記載のモータ
速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187407A JP2736583B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | モータ速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187407A JP2736583B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | モータ速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614573A JPH0614573A (ja) | 1994-01-21 |
| JP2736583B2 true JP2736583B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=16205496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187407A Expired - Fee Related JP2736583B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | モータ速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2736583B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1517433A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-03-23 | Alcatel | Speed controlling method for an electric motor, control circuit and electric motor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129588A (en) * | 1980-03-11 | 1981-10-09 | Olympus Optical Co Ltd | Controlling device for motor |
| JPS60171464A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-04 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | モータまたはモータで駆動される移動体の速度検出方式 |
| JPS61132089A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-19 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 電動機の速度制御装置 |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP4187407A patent/JP2736583B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0614573A (ja) | 1994-01-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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