JP2820757B2 - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JP2820757B2 JP2820757B2 JP2015356A JP1535690A JP2820757B2 JP 2820757 B2 JP2820757 B2 JP 2820757B2 JP 2015356 A JP2015356 A JP 2015356A JP 1535690 A JP1535690 A JP 1535690A JP 2820757 B2 JP2820757 B2 JP 2820757B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、モータ制御装置に関するものであり、特
に、モータ回転速度が定常域に達したか否かを正確に判
定でき、定常域に達したモータの回転速度を目標速度に
一致するように定速制御するためのモータ制御装置に関
するものである。
に、モータ回転速度が定常域に達したか否かを正確に判
定でき、定常域に達したモータの回転速度を目標速度に
一致するように定速制御するためのモータ制御装置に関
するものである。
〈従来の技術〉 モータが過渡応答域から定常域に達した後に、モータ
を一定速度に保つための制御として、PLL（phase−lock
ed loop）制御方法や積分制御方法が公知である。
を一定速度に保つための制御として、PLL（phase−lock
ed loop）制御方法や積分制御方法が公知である。
上述の各制御方法は、モータが定常域に達した後の定
速制御として十分に効果を発揮する。
速制御として十分に効果を発揮する。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、モータの回転速度を定常域まで立上げる過
渡応答域においては、一般に、目標速度と検出速度との
速度差に比例した電圧をモータに印加する比例制御が行
われる。そして、検出速度が目標速度の所定パーセン
ト、たとえば95％以内に達したことによりモータ回転速
度が定常域に達したと判定されたり、前回の検出速度と
今回の検出速度とに基づいて加速成分を算出し、その値
によってモータ回転速度が定常域に達したと判定されて
いた。
渡応答域においては、一般に、目標速度と検出速度との
速度差に比例した電圧をモータに印加する比例制御が行
われる。そして、検出速度が目標速度の所定パーセン
ト、たとえば95％以内に達したことによりモータ回転速
度が定常域に達したと判定されたり、前回の検出速度と
今回の検出速度とに基づいて加速成分を算出し、その値
によってモータ回転速度が定常域に達したと判定されて
いた。
ところが、検出速度が目標速度の所定パーセント（た
とえば95％）以内に達したことによりモータ回転速度が
定常域に達したと判定する仕方では、たとえば負荷が設
定値よりも大きい場合には目標速度よりも低い速度（た
とえば目標速度の90％の速度）で速度が落着いてしま
い、いつまでたっても定常域に達したと判定されない場
合があった。
とえば95％）以内に達したことによりモータ回転速度が
定常域に達したと判定する仕方では、たとえば負荷が設
定値よりも大きい場合には目標速度よりも低い速度（た
とえば目標速度の90％の速度）で速度が落着いてしま
い、いつまでたっても定常域に達したと判定されない場
合があった。
また、加速度を算出してその値により定常域に達した
か否かを判定する仕方では、過渡応答域であっても、ノ
イズや振動等により加速度成分がほぼ０になったと判定
されることがあり、定常域に入ったと誤判断されること
があった。
か否かを判定する仕方では、過渡応答域であっても、ノ
イズや振動等により加速度成分がほぼ０になったと判定
されることがあり、定常域に入ったと誤判断されること
があった。
そして、前者のように、モータの回転速度が定常域に
達したと判定されない場合には、PLL制御や積分制御に
入ることができないし、また、たとえPLL制御や積分制
御に入っても、オーバーシュートが激しく、モータの回
転速度が安定するまでに時間がかかる。
達したと判定されない場合には、PLL制御や積分制御に
入ることができないし、また、たとえPLL制御や積分制
御に入っても、オーバーシュートが激しく、モータの回
転速度が安定するまでに時間がかかる。
また、後者のように、誤判断により、過渡応答域にあ
るにも拘らず定常域に達したと判定された場合は、PLL
制御等に移っても、正常な制御を行えない。
るにも拘らず定常域に達したと判定された場合は、PLL
制御等に移っても、正常な制御を行えない。
よって、モータ制御装置においては、モータ回転速度
が過渡応答域から定常域になったことを正確に検出でき
ることが必要である。
が過渡応答域から定常域になったことを正確に検出でき
ることが必要である。
また、モータ回転速度が定常域に達した後は、モータ
回転速度が目標速度からずれないように制御しなければ
ならないが、従来装置では、検出されるモータ回転速度
がノイズ等の影響を受けていることが多く、正確なモー
タ回転速度の検出が困難で、定速制御が難しいという欠
点もあった。
回転速度が目標速度からずれないように制御しなければ
ならないが、従来装置では、検出されるモータ回転速度
がノイズ等の影響を受けていることが多く、正確なモー
タ回転速度の検出が困難で、定速制御が難しいという欠
点もあった。
それゆえ、この発明は、上述の各欠点を解消するため
になされたもので、モータ回転速度が過渡応答域から定
常域に達したことを正確に検出することができ、モータ
回転速度が定常域に達した後は、ノイズ等によって一時
的に速度検出信号が変動しても、その変動の影響を受け
ることなく、正確にモータ回転速度を検出でき、モータ
の定速制御を追従性よく良好に行えるようなモータ制御
装置を提供することを目的とする。
になされたもので、モータ回転速度が過渡応答域から定
常域に達したことを正確に検出することができ、モータ
回転速度が定常域に達した後は、ノイズ等によって一時
的に速度検出信号が変動しても、その変動の影響を受け
ることなく、正確にモータ回転速度を検出でき、モータ
の定速制御を追従性よく良好に行えるようなモータ制御
装置を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 第１の発明は、モータ回転速度が指令速度に等しくな
るように、速度差に基づく比例制御成分を含む制御信号
によってモータをフィードバック制御するモータ制御装
置であって、所定タイミングごとに、モータ回転速度に
関するデータを算出するデータ算出手段、モータ回転速
度に関するデータを、所定の複数回分、新しいもの順に
記憶できる複数の記憶エリアを有し、データ算出手段に
よってモータ回転速度に関するデータが算出されるごと
に、既に記憶されているデータを順次１つずつシフトし
て最古データを捨て、かつ今回算出されたデータを最新
データ記憶エリアに記憶する記憶手段、記憶手段に記憶
されている複数回分のデータのうちの大小中央に相当す
るデータと今回算出された最新データとを比較し、最新
データが大小中央に相当するデータに該当するかまたは
該データに対して所定範囲内であるか否かに基づいて、
モータ回転速度が定常域に達したか否かを判定する判定
手段、および、判定手段によって、モータ回転速度が定
常域に達したと判定されたとき、モータをフィードバッ
ク制御する制御信号成分に速度差を積分した積分制御成
分を加え、比例積分制御を開始する手段、を含むことを
特徴とするモータ制御装置である。
るように、速度差に基づく比例制御成分を含む制御信号
によってモータをフィードバック制御するモータ制御装
置であって、所定タイミングごとに、モータ回転速度に
関するデータを算出するデータ算出手段、モータ回転速
度に関するデータを、所定の複数回分、新しいもの順に
記憶できる複数の記憶エリアを有し、データ算出手段に
よってモータ回転速度に関するデータが算出されるごと
に、既に記憶されているデータを順次１つずつシフトし
て最古データを捨て、かつ今回算出されたデータを最新
データ記憶エリアに記憶する記憶手段、記憶手段に記憶
されている複数回分のデータのうちの大小中央に相当す
るデータと今回算出された最新データとを比較し、最新
データが大小中央に相当するデータに該当するかまたは
該データに対して所定範囲内であるか否かに基づいて、
モータ回転速度が定常域に達したか否かを判定する判定
手段、および、判定手段によって、モータ回転速度が定
常域に達したと判定されたとき、モータをフィードバッ
ク制御する制御信号成分に速度差を積分した積分制御成
分を加え、比例積分制御を開始する手段、を含むことを
特徴とするモータ制御装置である。
また、第２の発明は、モータ回転速度が指令速度に等
しくなるように、速度差に基づく比例制御成分を含む制
御信号によってモータをフィードバック制御するモータ
制御装置であって、所定タイミングごとに、モータ回転
速度に関するデータを算出するデータ算出手段、モータ
回転速度に関するデータを、所定の複数回分、新しいも
の順に記憶できる複数の記憶エリアを有し、データ算出
手段によってモータ回転速度に関するデータが算出され
るごとに、既に記憶されているデータを順次１つずつシ
フトして最古データを捨て、かつ今回算出されたデータ
を最新データ記憶エリアに記憶する記憶手段、今回算出
された最新データが、記憶手段に記憶されている複数回
分データのうちの大小中央に相当するデータに該当する
かまたは該データに対して所定の第１範囲内であるか否
かを判別する第１判別手段、記憶手段に記憶されている
複数回分のデータのうちの最大データと最小データとの
差が、所定の第２範囲内であるか否かを判別する第２判
別手段、第１判別手段によって、最新データは大小中央
に相当するデータに該当するかまたは該データに対して
所定の第１範囲内であると判別され、かつ、第２判別手
段によって、最大データと最小データとの差が所定の第
２範囲内であると判別されたとき、モータ回転速度が定
常域に達した判定する判定手段、および、判定手段によ
って、モータ回転速度が定常域に達したと判定されたと
き、モータをフィードバック制御する制御信号成分に速
度差を積分した積分制御成分を加え、比例積分制御を開
始する手段、を含むことを特徴とするモータ制御装置で
ある。
しくなるように、速度差に基づく比例制御成分を含む制
御信号によってモータをフィードバック制御するモータ
制御装置であって、所定タイミングごとに、モータ回転
速度に関するデータを算出するデータ算出手段、モータ
回転速度に関するデータを、所定の複数回分、新しいも
の順に記憶できる複数の記憶エリアを有し、データ算出
手段によってモータ回転速度に関するデータが算出され
るごとに、既に記憶されているデータを順次１つずつシ
フトして最古データを捨て、かつ今回算出されたデータ
を最新データ記憶エリアに記憶する記憶手段、今回算出
された最新データが、記憶手段に記憶されている複数回
分データのうちの大小中央に相当するデータに該当する
かまたは該データに対して所定の第１範囲内であるか否
かを判別する第１判別手段、記憶手段に記憶されている
複数回分のデータのうちの最大データと最小データとの
差が、所定の第２範囲内であるか否かを判別する第２判
別手段、第１判別手段によって、最新データは大小中央
に相当するデータに該当するかまたは該データに対して
所定の第１範囲内であると判別され、かつ、第２判別手
段によって、最大データと最小データとの差が所定の第
２範囲内であると判別されたとき、モータ回転速度が定
常域に達した判定する判定手段、および、判定手段によ
って、モータ回転速度が定常域に達したと判定されたと
き、モータをフィードバック制御する制御信号成分に速
度差を積分した積分制御成分を加え、比例積分制御を開
始する手段、を含むことを特徴とするモータ制御装置で
ある。
さらに、第３の発明は、モータ回転速度が指令速度に
等しくなるように、速度差に基づく比例制御成分を含む
制御信号によってモータをフィードバック制御するモー
タ制御装置であって、所定タイミングごとに、モータ回
転速度に関するデータを算出するデータ算出手段、モー
タ回転速度に関するデータを、所定の複数回分、新しい
もの順に記憶できる複数の記憶エリアを有し、データ算
出手段によってモータ回転速度に関するデータが算出さ
れるごとに、既に記憶されているデータを順次１つずつ
シフトして最古データを捨て、かつ今回算出されたデー
タを最新データ記憶エリアに記憶する記憶手段、今回算
出された最新データが、記憶手段に記憶されている複数
回分のデータのうちの大小中央に相当するデータに該当
するかまたは該データに対して所定の第１範囲内である
か否かを判別する第１判別手段、最新データが、予め定
める目標回転速度データに対して所定の第２範囲内であ
るか否かを判別する第２判別手段、第１判別手段によっ
て、最新データは大小中央に相当するデータに該当する
かまたは該データに対して所定の第１範囲内であると判
別され、かつ、第２判別手段によって、最新データは目
標回転速度データに対して所定の第２範囲内であると判
別されたとき、モータ回転速度が定常域に達したと判定
する判定手段、および、判定手段によって、モータ回転
速度が定常域に達したと判定されたとき、モータをフィ
ードバック制御する制御信号成分に速度差を積分した積
分制御成分を加え、比例積分制御を開始する手段、を含
むことを特徴とするモータ制御装置である。
等しくなるように、速度差に基づく比例制御成分を含む
制御信号によってモータをフィードバック制御するモー
タ制御装置であって、所定タイミングごとに、モータ回
転速度に関するデータを算出するデータ算出手段、モー
タ回転速度に関するデータを、所定の複数回分、新しい
もの順に記憶できる複数の記憶エリアを有し、データ算
出手段によってモータ回転速度に関するデータが算出さ
れるごとに、既に記憶されているデータを順次１つずつ
シフトして最古データを捨て、かつ今回算出されたデー
タを最新データ記憶エリアに記憶する記憶手段、今回算
出された最新データが、記憶手段に記憶されている複数
回分のデータのうちの大小中央に相当するデータに該当
するかまたは該データに対して所定の第１範囲内である
か否かを判別する第１判別手段、最新データが、予め定
める目標回転速度データに対して所定の第２範囲内であ
るか否かを判別する第２判別手段、第１判別手段によっ
て、最新データは大小中央に相当するデータに該当する
かまたは該データに対して所定の第１範囲内であると判
別され、かつ、第２判別手段によって、最新データは目
標回転速度データに対して所定の第２範囲内であると判
別されたとき、モータ回転速度が定常域に達したと判定
する判定手段、および、判定手段によって、モータ回転
速度が定常域に達したと判定されたとき、モータをフィ
ードバック制御する制御信号成分に速度差を積分した積
分制御成分を加え、比例積分制御を開始する手段、を含
むことを特徴とするモータ制御装置である。
〈作用〉 この発明によれば、所定タイミングごとに、モータ回
転速度に関するデータが算出される。
転速度に関するデータが算出される。
データが算出されると、記憶手段に既に記憶されてい
るデータが順次１つずつシフトされて最古データが捨て
られ、今回算出されたデータは最新データ記憶エリアに
記憶される。
るデータが順次１つずつシフトされて最古データが捨て
られ、今回算出されたデータは最新データ記憶エリアに
記憶される。
そして、ソーティングにより記憶手段に記憶されてい
る複数回分のデータのうちの大小中央に相当するデータ
が求められ、そのデータと今回算出された最新データと
が比較される。
る複数回分のデータのうちの大小中央に相当するデータ
が求められ、そのデータと今回算出された最新データと
が比較される。
その結果、第１の発明によれば、最新データが、大小
中央に相当するデータに該当するかまたは該データに対
して所定範囲内であれば、モータ回転速度が定常域に達
したと判定され、所定範囲内でなければ、モータ回転速
度は過渡応答域と判定される。
中央に相当するデータに該当するかまたは該データに対
して所定範囲内であれば、モータ回転速度が定常域に達
したと判定され、所定範囲内でなければ、モータ回転速
度は過渡応答域と判定される。
そして、モータ回転速度が定常域に達したと判定され
たときには、モータをフィードバック制御する制御信号
成分に速度差を積分した積分制御成分が加えられ、比例
積分制御が開始される。
たときには、モータをフィードバック制御する制御信号
成分に速度差を積分した積分制御成分が加えられ、比例
積分制御が開始される。
また、第２の発明によれば、今回算出された最新デー
タが、記憶手段に記憶されている複数回分データのうち
の大小中央に相当するデータに該当するかまたは該デー
タに対して所定の第１範囲内であり、かつ記憶手段に記
憶されている複数回分のデータのうちの最大データと最
小データとの差が、所定の第２範囲内である場合に、モ
ータ回転速度が定常域に達したと判定される。
タが、記憶手段に記憶されている複数回分データのうち
の大小中央に相当するデータに該当するかまたは該デー
タに対して所定の第１範囲内であり、かつ記憶手段に記
憶されている複数回分のデータのうちの最大データと最
小データとの差が、所定の第２範囲内である場合に、モ
ータ回転速度が定常域に達したと判定される。
そして、モータ回転速度が定常域に達したと判定され
たとき、モータをフィードバック制御する制御信号成分
に速度差を積分した積分制御成分が加えられ、比例積分
制御が開始される。
たとき、モータをフィードバック制御する制御信号成分
に速度差を積分した積分制御成分が加えられ、比例積分
制御が開始される。
さらに、第３の発明によれば、今回算出された最新デ
ータが、記憶手段に記憶されている複数回分のデータの
うちの大小中央に相当するデータに該当するかまたは該
データに対して所定の第１範囲内であり、かつ予め定め
る目標回転速度データに対して所定の第２範囲内である
場合に、モータ回転速度が定常域に達したと判定され
る。
ータが、記憶手段に記憶されている複数回分のデータの
うちの大小中央に相当するデータに該当するかまたは該
データに対して所定の第１範囲内であり、かつ予め定め
る目標回転速度データに対して所定の第２範囲内である
場合に、モータ回転速度が定常域に達したと判定され
る。
そして、モータ回転速度が定常域に達したと判定され
たとき、モータをフィードバック制御する制御信号成分
に速度差を積分した積分制御成分が加えられ、比例積分
制御が開始される。
たとき、モータをフィードバック制御する制御信号成分
に速度差を積分した積分制御成分が加えられ、比例積分
制御が開始される。
〈実施例〉 以下には、この発明の一実施例として、複写機の光学
系（照明ユニットおよび反射ミラー）駆動用のDCサーボ
モータの制御回路に適用した場合を例にとって説明をす
る。
系（照明ユニットおよび反射ミラー）駆動用のDCサーボ
モータの制御回路に適用した場合を例にとって説明をす
る。
第１図は、複写機の光学系を駆動するためのDCサーボ
モータの制御回路の構成例を示すブロック図である。
モータの制御回路の構成例を示すブロック図である。
このDCサーボモータ10は永久磁石フィールド形であっ
て、ドライバ部11によって回転駆動され、光学系17を移
動させる。
て、ドライバ部11によって回転駆動され、光学系17を移
動させる。
サーボモータ10の回転軸にはロータリエンコーダ12が
連結されている。ロータリエンコーダ12は、既に公知の
通り、サーボモータ10が予め定める微小角度回転するご
とに速度検出パルスを出力するものである。この実施例
のロータリエンコーダ12からは、互いに周期が等しくか
つ位相が90度ずれたＡ相とＢ相の速度検出パルス（速度
検出信号）が出力され、サーボモータ10が１回転するこ
とにより、各相、たとえば200個の速度検出パルスが出
力される。
連結されている。ロータリエンコーダ12は、既に公知の
通り、サーボモータ10が予め定める微小角度回転するご
とに速度検出パルスを出力するものである。この実施例
のロータリエンコーダ12からは、互いに周期が等しくか
つ位相が90度ずれたＡ相とＢ相の速度検出パルス（速度
検出信号）が出力され、サーボモータ10が１回転するこ
とにより、各相、たとえば200個の速度検出パルスが出
力される。
なお、ロータリエンコーダ12の代わりに、サーボモー
タ10の回転に周期的に連動したパルスを出力する他の機
器を用いてもよい。
タ10の回転に周期的に連動したパルスを出力する他の機
器を用いてもよい。
ロータリエンコーダ12から出力される速度検出パルス
は、エンコーダ信号入力部13へ与えられる。エンコーダ
信号入力部13は、後に詳述するように、ロータリエンコ
ーダ12から与えられる速度検出パルスに基づいて、サー
ボモータ10の回転速度を検出するための回路である。エ
ンコーダ信号入力部13の出力は制御部14へ与えられる。
は、エンコーダ信号入力部13へ与えられる。エンコーダ
信号入力部13は、後に詳述するように、ロータリエンコ
ーダ12から与えられる速度検出パルスに基づいて、サー
ボモータ10の回転速度を検出するための回路である。エ
ンコーダ信号入力部13の出力は制御部14へ与えられる。
制御部14には、CPU、プログラムなどが記憶されたRO
M、必要なデータを記憶するRAMなどが備えられており、
指令速度と検出速度との差の算出処理、モータ回転速度
の定常域到達検出処理、サーボモータ10を制御するため
の比例積分データの算出処理などが行われる。
M、必要なデータを記憶するRAMなどが備えられており、
指令速度と検出速度との差の算出処理、モータ回転速度
の定常域到達検出処理、サーボモータ10を制御するため
の比例積分データの算出処理などが行われる。
制御部14には、複写機本体の制御部（図示せず）か
ら、動作指令信号および速度指令信号（速度指令クロッ
ク）が与えられる。速度指令クロックは、速度指令信号
入力部15で信号処理されてから制御部14へ与えられる。
ら、動作指令信号および速度指令信号（速度指令クロッ
ク）が与えられる。速度指令クロックは、速度指令信号
入力部15で信号処理されてから制御部14へ与えられる。
比例積分制御ユニット16は、制御部14から与えられる
比例積分データに応じたパルス幅（出力デューティ）の
PWM信号を発生するためのユニットである。比例積分制
御ユニット16から出力される制御信号によってサーボモ
ータ10の回転速度が制御される。
比例積分データに応じたパルス幅（出力デューティ）の
PWM信号を発生するためのユニットである。比例積分制
御ユニット16から出力される制御信号によってサーボモ
ータ10の回転速度が制御される。
ドライバ部11は、制御部14から与えられるドライバ部
駆動信号に基づいて、サーボモータ10の回転方向を決め
たり、ブレーキングしたりする。
駆動信号に基づいて、サーボモータ10の回転方向を決め
たり、ブレーキングしたりする。
第２図は、エンコーダ信号入力部13の構成を示す図で
ある。この実施例では、エンコーダ信号入力部12が第２
図の構成にされ、かつ制御部14による信号読出しが工夫
されることによって、正確な速度検出が行えるとともに
サーボモータ10の回転速度が過渡応答域か定常域かが正
しく判定できるようにされている。
ある。この実施例では、エンコーダ信号入力部12が第２
図の構成にされ、かつ制御部14による信号読出しが工夫
されることによって、正確な速度検出が行えるとともに
サーボモータ10の回転速度が過渡応答域か定常域かが正
しく判定できるようにされている。
第２図を参照して説明すると、エンコーダ信号入力部
13には、ロータリエンコーダ12から送られてくるＡ相の
速度検出パルスの立上りエッジを検出する立上り検出回
路131、基準クロックをアップカウントするたとえば16
ビット構成のフリーランニングカウンタ133および立上
り検出回路131の立上り検出出力をキャプチャ信号と
し、該キャプチャ信号をトリガとしてフリーランニング
カウンタ133のカウント数を読取保持するキャプチャレ
ジスタ134が備えられている。
13には、ロータリエンコーダ12から送られてくるＡ相の
速度検出パルスの立上りエッジを検出する立上り検出回
路131、基準クロックをアップカウントするたとえば16
ビット構成のフリーランニングカウンタ133および立上
り検出回路131の立上り検出出力をキャプチャ信号と
し、該キャプチャ信号をトリガとしてフリーランニング
カウンタ133のカウント数を読取保持するキャプチャレ
ジスタ134が備えられている。
基準クロックは、第１図に示す回路全体の動作タイミ
ングの基準となる基準クロックであり、回路がマイクロ
コンピュータで構成されている場合はマシンクロックが
利用される。また、そのような基準クロックがない場合
は、基準クロック発生回路を設ければよい。
ングの基準となる基準クロックであり、回路がマイクロ
コンピュータで構成されている場合はマシンクロックが
利用される。また、そのような基準クロックがない場合
は、基準クロック発生回路を設ければよい。
エンコーダ信号入力部13には、さらに、アップダウン
検出部135およびアップダウンカウンタ136が備えられて
いる。アップダウン検出部135は、立上り検出回路131か
らＡ相の速度検出パルスの立上り検出出力が与えられた
時にＢ相の回転パルスのレベルを判断し、Ｂ相の回転パ
ルスがハイレベルかローレベルかによって、サーボモー
タ10（第１図）が正転しているか逆転しているかを判別
するものである。アップダウンカウンタ136は、アップ
ダウン検出部135の判別出力に基づいて、立上り検出回
路131の検出出力をアップカウントまたはダウンカウン
トするものである。
検出部135およびアップダウンカウンタ136が備えられて
いる。アップダウン検出部135は、立上り検出回路131か
らＡ相の速度検出パルスの立上り検出出力が与えられた
時にＢ相の回転パルスのレベルを判断し、Ｂ相の回転パ
ルスがハイレベルかローレベルかによって、サーボモー
タ10（第１図）が正転しているか逆転しているかを判別
するものである。アップダウンカウンタ136は、アップ
ダウン検出部135の判別出力に基づいて、立上り検出回
路131の検出出力をアップカウントまたはダウンカウン
トするものである。
次に、第２図の回路の動作説明をする。
キャプチャレジスタ134の内容は、キャプチャ信号、
すなわちＡ相の速度検出パルスの立上りエッジが検出さ
れるごとに更新されていく。また、アップダウンカウン
タ136は、速度検出パルスの立上り検出回数、言い換え
れば速度検出パルス数をカウントする。
すなわちＡ相の速度検出パルスの立上りエッジが検出さ
れるごとに更新されていく。また、アップダウンカウン
タ136は、速度検出パルスの立上り検出回数、言い換え
れば速度検出パルス数をカウントする。
それゆえ、所定のサンプル時間ΔＴ内において、アッ
プダウンカウンタ136で、速度検出パルスがｎ個カウン
トされ、その間にフリーランニングカウンタ133でカウ
ントされる基準クロックのカウント数を計測すれば、そ
れに基づいて回転数Ｎを算出することができる。
プダウンカウンタ136で、速度検出パルスがｎ個カウン
トされ、その間にフリーランニングカウンタ133でカウ
ントされる基準クロックのカウント数を計測すれば、そ
れに基づいて回転数Ｎを算出することができる。
つまり、サーボモータ10の回転数Ｎ［rpm］は、基準
クロックの周波数をｆ［Hz］、サーボモータ10が１回転
することによりロータリエンコーダ12から出力されるＡ
相の速度検出パルス数をＣ［ppr］、今回のキャプチャ
レジスタ131の内容をCPTn、前回のキャプチャレジスタ1
31の内容をCPTn-1、速度検出パルス数をｎとすると、 で算出することができる。
クロックの周波数をｆ［Hz］、サーボモータ10が１回転
することによりロータリエンコーダ12から出力されるＡ
相の速度検出パルス数をＣ［ppr］、今回のキャプチャ
レジスタ131の内容をCPTn、前回のキャプチャレジスタ1
31の内容をCPTn-1、速度検出パルス数をｎとすると、 で算出することができる。
ここで、式（１）は、基準クロック周波数ｆと速度検
出パルス数Ｃとが定数であるから、 となる。
出パルス数Ｃとが定数であるから、 となる。
第３図は、制御部14がキャプチャレジスタ134および
アップダウンカウンタ136の内容をサンプル時間Δｔご
とに読出して回転数データNnを算出するとともに、算出
した回転数データNnに基づいて、モータ回転速度が過渡
応答域か定常域かを判別して、制御用回転数Ｎを決定す
るための回転数検出処理手順を示している。
アップダウンカウンタ136の内容をサンプル時間Δｔご
とに読出して回転数データNnを算出するとともに、算出
した回転数データNnに基づいて、モータ回転速度が過渡
応答域か定常域かを判別して、制御用回転数Ｎを決定す
るための回転数検出処理手順を示している。
サンプル時間Δｔは、 Δｔ≧Ｘ＝CPTn−CPTn-1 …（３） を満足する適当な時間が設定されている。
次に、第２図および第３図を参照して説明をする。
制御部14では、内部タイマーが一定のサンプル時間Δ
ｔに達するごとに（ステップS1）、タイマがリセットさ
れる（ステップS2）。そして、キャプチャレジスタ134
およびアップダウンカウンタ136の内容を読出す（ステ
ップS3）。
ｔに達するごとに（ステップS1）、タイマがリセットさ
れる（ステップS2）。そして、キャプチャレジスタ134
およびアップダウンカウンタ136の内容を読出す（ステ
ップS3）。
次いで、今回読出したキャプチャレジスタ134のカウ
ント数CPTnから、すでに記憶されている前回読出したキ
ャプチャレジスタ134のカウント数CPTn-1を減じること
により、１サンプル時間Δｔ内の基準クロック数Ｘが求
められた後、CPTnが記憶される（ステップS4）。
ント数CPTnから、すでに記憶されている前回読出したキ
ャプチャレジスタ134のカウント数CPTn-1を減じること
により、１サンプル時間Δｔ内の基準クロック数Ｘが求
められた後、CPTnが記憶される（ステップS4）。
また、今回読出したアップダウンカウンタ136のカウ
ント数UDCnか、すでに記憶されている前回読出したアッ
プダウンカウンタ136のカウント数UDCn-1を減じること
により、１サンプル時間Δｔ内の速度検出パルス数ｎが
求められた後、UDCnが記憶される（ステップS5）。
ント数UDCnか、すでに記憶されている前回読出したアッ
プダウンカウンタ136のカウント数UDCn-1を減じること
により、１サンプル時間Δｔ内の速度検出パルス数ｎが
求められた後、UDCnが記憶される（ステップS5）。
その後、上述した式（２）に基づいて、今回のサンプ
ルタイミングで算出された回転数データNn（ｎは自然数
であり、回転数データの算出タイミングごとに1,2,3,…
と増加していく。）が求められる（ステップS6）。
ルタイミングで算出された回転数データNn（ｎは自然数
であり、回転数データの算出タイミングごとに1,2,3,…
と増加していく。）が求められる（ステップS6）。
次に、ステップS7〜S12で、ステップS6で求められた
回転数データNnの真偽が判別され、制御用回転数Ｎが決
定される。
回転数データNnの真偽が判別され、制御用回転数Ｎが決
定される。
第４図は、ステップS7〜S12の処理に用いられる２種
類のメモリM1およびM2を示している。
類のメモリM1およびM2を示している。
第４図において、メモリM1は、５回分の回転数データ
を新しいものから順番に記憶するためのものであり、新
しい回転数データを記憶するためのエリアから古い回転
数データを記憶するためのエリアに向って、順に、５つ
の記憶エリアE1〜E5が備えられている。すなわち、E1に
今回（最新）の回転数データNnが、E2に前回の回転数デ
ータN(n-1)が、E3に２回前の回転数データN(n-2)が、E4
に３回前の回転数データN(n-3)が、E5に４回前の回転数
データN(n-4)が、それぞれ記憶される。
を新しいものから順番に記憶するためのものであり、新
しい回転数データを記憶するためのエリアから古い回転
数データを記憶するためのエリアに向って、順に、５つ
の記憶エリアE1〜E5が備えられている。すなわち、E1に
今回（最新）の回転数データNnが、E2に前回の回転数デ
ータN(n-1)が、E3に２回前の回転数データN(n-2)が、E4
に３回前の回転数データN(n-3)が、E5に４回前の回転数
データN(n-4)が、それぞれ記憶される。
メモリM2は、メモリM1に記憶された５つの回転数デー
タNn〜N(n-4)をソーティング、すなわち大きいもの順に
並べ替えるためのメモリで、５つの記憶エリアE11〜E15
を有している。メモリM1に記憶された５つの回転数デー
タNn〜N(n-4)がソーティングされた場合、メモリM2のエ
リアE11に、たとえば５つの回転数データNn〜N(n-4)の
うち最大のものが、エリアE12に２番目に大きいもの
が、エリアE13に３番目に大きいものが、エリアE14に４
番目に大きいものが、エリアE15に最小のものが、それ
ぞれ記憶される。従って、ソーティングが行われると、
エリアE13には、メモリM1に記憶された５つの回転数デ
ータのうち、大小中央に相当する回転数データが記憶さ
れる。
タNn〜N(n-4)をソーティング、すなわち大きいもの順に
並べ替えるためのメモリで、５つの記憶エリアE11〜E15
を有している。メモリM1に記憶された５つの回転数デー
タNn〜N(n-4)がソーティングされた場合、メモリM2のエ
リアE11に、たとえば５つの回転数データNn〜N(n-4)の
うち最大のものが、エリアE12に２番目に大きいもの
が、エリアE13に３番目に大きいものが、エリアE14に４
番目に大きいものが、エリアE15に最小のものが、それ
ぞれ記憶される。従って、ソーティングが行われると、
エリアE13には、メモリM1に記憶された５つの回転数デ
ータのうち、大小中央に相当する回転数データが記憶さ
れる。
なお、メモリM1およびM2は、５回分の回転数データ記
憶用に限らず、３以上で、好ましくは奇数個の任意の複
数個の回転数データ記憶用であればよい。
憶用に限らず、３以上で、好ましくは奇数個の任意の複
数個の回転数データ記憶用であればよい。
第３図に戻って説明を続けると、今回の回転数データ
Nnが算出されると、メモリM1に記憶されている５つの回
転数データNn〜N(n-4)がシフトされる（ステップS7）。
この結果、それまでのデータNnは前回の回転数データN
(n-1)としてエリアE2に、それまでのデータN(n-1)は２
回前の回転数データN(n-2)としてエリアE3に、それまで
のデータN(n-2)は３回前の回転数データN(n-3)としてエ
リアE4に、それまでのデータN(n-3)は４回前の回転数デ
ータN(n-4)としてエリアE5に記憶され、最古データであ
るそれまでのデータN(n-4)（５回前の回転数データ）は
記憶されなくなる。
Nnが算出されると、メモリM1に記憶されている５つの回
転数データNn〜N(n-4)がシフトされる（ステップS7）。
この結果、それまでのデータNnは前回の回転数データN
(n-1)としてエリアE2に、それまでのデータN(n-1)は２
回前の回転数データN(n-2)としてエリアE3に、それまで
のデータN(n-2)は３回前の回転数データN(n-3)としてエ
リアE4に、それまでのデータN(n-3)は４回前の回転数デ
ータN(n-4)としてエリアE5に記憶され、最古データであ
るそれまでのデータN(n-4)（５回前の回転数データ）は
記憶されなくなる。
また、今回算出された最新の回転数データNnがエリア
E1に記憶される（ステップS8）。
E1に記憶される（ステップS8）。
次に、今回の回転数データNnを含むメモリM1に記憶さ
れている５つの速度データNn〜N(n-4)がソーティングさ
れ、メモリM2のエリアE11〜E15には、５つの回転数デー
タNn〜N(n-4)が、大きい順に記憶される（ステップS
9）。この結果、エリアE13には、５つの回転数データNn
〜N(n-4)のうち大小中央に相当する回転数データ（これ
を「中央データNm」と呼ぶことにする）が記憶される。
れている５つの速度データNn〜N(n-4)がソーティングさ
れ、メモリM2のエリアE11〜E15には、５つの回転数デー
タNn〜N(n-4)が、大きい順に記憶される（ステップS
9）。この結果、エリアE13には、５つの回転数データNn
〜N(n-4)のうち大小中央に相当する回転数データ（これ
を「中央データNm」と呼ぶことにする）が記憶される。
次に、メモリM1のエリアE1に記憶されている今回の回
転数データNnが、メモリM2のエリアE13に記憶されてい
る中央データNmと比較され、NnがNmの所定範囲内にある
か否かが判別される（ステップS10）。つまり、今回算
出された最新回転数データNnが次式で示される今回およ
び過去４回分の５つのデータのうちの大小中央に相当す
るデータNmの所定範囲内に入っているか否かが判別され
る。
転数データNnが、メモリM2のエリアE13に記憶されてい
る中央データNmと比較され、NnがNmの所定範囲内にある
か否かが判別される（ステップS10）。つまり、今回算
出された最新回転数データNnが次式で示される今回およ
び過去４回分の５つのデータのうちの大小中央に相当す
るデータNmの所定範囲内に入っているか否かが判別され
る。
Nm（１−α）≦Nn≦Nm（１＋β） …（４） 但し、αおよびβは、実験または計算により予め設定
されたモータ回転速度が定常域に到達したことが正確に
判別できる値で、ノイズなどによるデータ変化分と比較
して、NnがNmに対してより大きく変化しているか否かが
わかる値に設定されている。
されたモータ回転速度が定常域に到達したことが正確に
判別できる値で、ノイズなどによるデータ変化分と比較
して、NnがNmに対してより大きく変化しているか否かが
わかる値に設定されている。
今回の回転数データNnが上式（４）で示される範囲内
に入っていない場合には、速度変化が比較的大きく、モ
ータ回転速度が過渡応答域であると判定されて、定常域
フラグがリセットされ、制御用回転数Ｎとして最新回転
数データNnが選択決定される（ステップS11）。
に入っていない場合には、速度変化が比較的大きく、モ
ータ回転速度が過渡応答域であると判定されて、定常域
フラグがリセットされ、制御用回転数Ｎとして最新回転
数データNnが選択決定される（ステップS11）。
一方、最新回転数データNnが上式（４）で示される範
囲内に入っている場合には、速度変化が比較的小さく、
モータ回転速度が定常域に到達したと判定されて、定常
域フラグがセットされ、制御用回転数Ｎは中央データNm
に決定される（ステップS12）。
囲内に入っている場合には、速度変化が比較的小さく、
モータ回転速度が定常域に到達したと判定されて、定常
域フラグがセットされ、制御用回転数Ｎは中央データNm
に決定される（ステップS12）。
以上のように、ステップS7〜S12の処理では、今回お
よび過去４回分の５つのデータのうちの中央データNmの
一定範囲内に、今回の回転数データNnが入っているか否
かが判別されることにより、モータ回転速度が過渡応答
域か定常域かの判定がされ、過渡応答域では最新回転数
データNnが、定常域では中央データNmが、それぞれ、制
御用回転数Ｎとして採用される。
よび過去４回分の５つのデータのうちの中央データNmの
一定範囲内に、今回の回転数データNnが入っているか否
かが判別されることにより、モータ回転速度が過渡応答
域か定常域かの判定がされ、過渡応答域では最新回転数
データNnが、定常域では中央データNmが、それぞれ、制
御用回転数Ｎとして採用される。
よって、過渡応答域では、モータの速度変化に迅速に
対処できる。また、定常域では、瞬間的な負荷変動、ノ
イズなどの影響で、速度検出信号が一時的に変化した場
合でも、そのような影響を受けた信号Nnは使われず、中
央データNmが制御に使われるので、安定した制御が行え
る。
対処できる。また、定常域では、瞬間的な負荷変動、ノ
イズなどの影響で、速度検出信号が一時的に変化した場
合でも、そのような影響を受けた信号Nnは使われず、中
央データNmが制御に使われるので、安定した制御が行え
る。
次に、第３図のステップS10〜S12の制御をさらに改良
した別の制御について説明する。
した別の制御について説明する。
第５図は、第３図のステップS10〜S12と置換可能な制
御内容を表わすフローチャートである。
御内容を表わすフローチャートである。
第３図の制御の場合は、次のような危惧がある。つま
り、制御が開始されてから定常域に達するまでの間に、
もし速度検出信号に第6A図において符号Ａで示すような
振動が生じた場合、定常域に達していないにもかかわら
ず、定常域に達したと誤判定されてしまうことがある。
り、制御が開始されてから定常域に達するまでの間に、
もし速度検出信号に第6A図において符号Ａで示すような
振動が生じた場合、定常域に達していないにもかかわら
ず、定常域に達したと誤判定されてしまうことがある。
第6A図の振動Ａを拡大して示す第6B図を参照して説明
すると、時点tnで回転数データNnが算出されると、時点
tn〜t(n-4)の５回分の回転数データNn〜N(n-4)がメモリ
M1に記憶されることになる。そうすると、最新データNn
はこれらのデータのうち大小中央に相当するデータにな
ってしまう。よって、第３図のステップS10の判定だけ
では、定常域に達したと誤判定されてしまう。
すると、時点tnで回転数データNnが算出されると、時点
tn〜t(n-4)の５回分の回転数データNn〜N(n-4)がメモリ
M1に記憶されることになる。そうすると、最新データNn
はこれらのデータのうち大小中央に相当するデータにな
ってしまう。よって、第３図のステップS10の判定だけ
では、定常域に達したと誤判定されてしまう。
そこで、この実施例では、上述のような誤判定を防止
するために、第３図のステップS10に該当するステップS
10−１の判別に加え、ステップS10−２の判別が加えら
れている。
するために、第３図のステップS10に該当するステップS
10−１の判別に加え、ステップS10−２の判別が加えら
れている。
ステップS10−２では、さらに、今回および過去４回
分の５つのデータのうちの最大データNmax（メモリM2の
エリアE11に記憶されている。）と最小データNmin（メ
モリM2のエリアE15に記憶されている。）との差（Nmax
−Nmin）が、予め定められた所定範囲Ｗ内か否かが判別
される。
分の５つのデータのうちの最大データNmax（メモリM2の
エリアE11に記憶されている。）と最小データNmin（メ
モリM2のエリアE15に記憶されている。）との差（Nmax
−Nmin）が、予め定められた所定範囲Ｗ内か否かが判別
される。
最大データNmaxと最小データNminとの差（Nmax−Nmi
n）が、所定範囲Ｗ内でなければ、たとえば第6A図およ
び第6B図に示すような振動が速度検出信号に生じている
だけで、定常域には達していないと判断されて定常域フ
ラグがリセットされ、制御用回転数Ｎは最新回転数デー
タNnに決定される（ステップS11）。
n）が、所定範囲Ｗ内でなければ、たとえば第6A図およ
び第6B図に示すような振動が速度検出信号に生じている
だけで、定常域には達していないと判断されて定常域フ
ラグがリセットされ、制御用回転数Ｎは最新回転数デー
タNnに決定される（ステップS11）。
最大データNmaxと最小データNminとの差（Nmax−Nmi
n）が、所定範囲Ｗ内であれば、上記ステップS10−１で
速度が定常域に到達したとの判断が、振動等による誤判
定でなかったと判定されて定常域フラグはセットされ、
制御用回転数Ｎは中央データNmに決定される（ステップ
S12）。
n）が、所定範囲Ｗ内であれば、上記ステップS10−１で
速度が定常域に到達したとの判断が、振動等による誤判
定でなかったと判定されて定常域フラグはセットされ、
制御用回転数Ｎは中央データNmに決定される（ステップ
S12）。
このように、ステップS10−１およびS10−２という２
段階の判別でモータ回転速度が過渡応答域か定常域かが
判定がされるので、制御が開始してから定常域に達する
までの過渡応答域において、速度検出信号に上述のよう
な振動が生じたとしても、定常域に達したと誤判断され
ることはなく、定常域到達検出が正確に行われる。
段階の判別でモータ回転速度が過渡応答域か定常域かが
判定がされるので、制御が開始してから定常域に達する
までの過渡応答域において、速度検出信号に上述のよう
な振動が生じたとしても、定常域に達したと誤判断され
ることはなく、定常域到達検出が正確に行われる。
以上の制御において、ステップS10−１の判別とステ
ップS10−２の判別とは、前後逆になっていてもよい。
ップS10−２の判別とは、前後逆になっていてもよい。
第７図は、第３図のステップS10〜S12と置換可能なさ
らに別の制御内容を表わすフローチャートである。
らに別の制御内容を表わすフローチャートである。
第３図のステップS10〜S12の制御の場合、制御が開始
後、何らかの原因で、サーボモータ10の回転速度が目標
回転速度よりも低い速度で落着き出した場合に、定常域
に達したと誤判定されてしまう危惧がある。
後、何らかの原因で、サーボモータ10の回転速度が目標
回転速度よりも低い速度で落着き出した場合に、定常域
に達したと誤判定されてしまう危惧がある。
そこで、この実施例では、上述のような誤判定を防止
するために、第７図に示すように、第３図のステップS1
0に該当するステップS10−１の第１段階の判別に加え
て、ステップS10−２の第１段階の判別がされる。
するために、第７図に示すように、第３図のステップS1
0に該当するステップS10−１の第１段階の判別に加え
て、ステップS10−２の第１段階の判別がされる。
ステップS10−２では、今回算出された最新データNn
が、予めメモリに記憶されている目標回転数データN0と
比較され、最新データNnが目標回転数データN0の所定範
囲内に入っているか否かが判別される。つまり、最新の
回転数データNnが次式で示される範囲内に入っているか
否かが判別される。
が、予めメモリに記憶されている目標回転数データN0と
比較され、最新データNnが目標回転数データN0の所定範
囲内に入っているか否かが判別される。つまり、最新の
回転数データNnが次式で示される範囲内に入っているか
否かが判別される。
N0（１−γ）≦Nn≦N0（１＋δ） …（５） 但し、γおよびδは、予め定められた所定の設定値で
ある。
ある。
最新回転数データNnが目標回転数データN0に対して所
定範囲内に入っていなければ、何らかの原因で最新回転
数データNnが目標回転数データN0よりも低い回転数で落
着きつつあるわけであるから、係る場合には、サーボモ
ータ10は定常域には達していないと判断されて定常域フ
ラグはリセットされ、制御用回転数Ｎには、最新回転数
データNnが使用される（ステップS11）。
定範囲内に入っていなければ、何らかの原因で最新回転
数データNnが目標回転数データN0よりも低い回転数で落
着きつつあるわけであるから、係る場合には、サーボモ
ータ10は定常域には達していないと判断されて定常域フ
ラグはリセットされ、制御用回転数Ｎには、最新回転数
データNnが使用される（ステップS11）。
一方、最新回転数データNnが目標回転数データN0に対
して所定範囲内であるならば、サーボモータ10の回転速
度は定常域に達したものと判定されて定常域フラグはセ
ットされ、制御用回転数Ｎには、ノイズ等の影響を受け
ていない中央データNmが使用される（ステップS12）。
して所定範囲内であるならば、サーボモータ10の回転速
度は定常域に達したものと判定されて定常域フラグはセ
ットされ、制御用回転数Ｎには、ノイズ等の影響を受け
ていない中央データNmが使用される（ステップS12）。
このように、この制御においても、ステップS10−１
およびS10−２という２段階の判別で、モータ回転速度
が過渡応答域か定常域かの判定がされるので、モータ回
転速度が何らかの原因で目標回転速度よりも低い速度で
落着こうとした場合でも、定常域に到達したと誤判断さ
れることなく、定常域到達検出が正確に行われる。
およびS10−２という２段階の判別で、モータ回転速度
が過渡応答域か定常域かの判定がされるので、モータ回
転速度が何らかの原因で目標回転速度よりも低い速度で
落着こうとした場合でも、定常域に到達したと誤判断さ
れることなく、定常域到達検出が正確に行われる。
以上の制御においても、ステップS10−１の第１段階
の判別とステップS10−２の第２段階の判別とは、前後
逆になっていてもよい。
の判別とステップS10−２の第２段階の判別とは、前後
逆になっていてもよい。
次に、第１図における速度指令信号入力部15の説明を
する。
する。
第８図は、速度指令信号入力部15の具体的な構成例を
示すブロック図である。速度指令信号入力部15には、速
度指令クロックの立上りエッジを検出するための立上り
検出回路151、基準クロックをアップカウントするフリ
ーランニングカウンタ152、立上り検出回路151の立上り
検出出力をキャップチャ信号とし、該キャプチャ信号を
トリガとしてフリーランニグカウンタ152のカウント数
を読取保持するキャプチャレジスタ153および立上り検
出回路151の出力パルスをアップカウントするためのア
ップカウンタ154が備えられている。
示すブロック図である。速度指令信号入力部15には、速
度指令クロックの立上りエッジを検出するための立上り
検出回路151、基準クロックをアップカウントするフリ
ーランニングカウンタ152、立上り検出回路151の立上り
検出出力をキャップチャ信号とし、該キャプチャ信号を
トリガとしてフリーランニグカウンタ152のカウント数
を読取保持するキャプチャレジスタ153および立上り検
出回路151の出力パルスをアップカウントするためのア
ップカウンタ154が備えられている。
フリーランニングカウンタ152は、たとえば16ビット
構成のカウンタである。このフリーランニングカウンタ
152は、前述したエンコーダ信号入力部13のフリーラン
ニングカウンタ133（第２図参照）と共用してもよい。
構成のカウンタである。このフリーランニングカウンタ
152は、前述したエンコーダ信号入力部13のフリーラン
ニングカウンタ133（第２図参照）と共用してもよい。
この回路の動作は、次の通りである。
装置本体側、たとえば複写機本体の制御側マイクロコ
ンピュータから出力される速度指令クロックは立上り検
出回路151へ与えられ、立上り検出回路151において該速
度指令クロックの立上りエッジが検出される。立上り検
出回路151の出力はキャプチャ信号としてフリーランニ
ングカウンタ152へ与えられるので、キャプチャレジス
タ153の内容は、速度指令クロックの立上りに応答して
更新されていく。よって、ある立上り検出信号に基づい
てキャプチャレジスタ153の内容を読出し、次の立上り
検出信号に基づいてキャプチャレジスタ153の内容を読
出して、その差を求めれば、速度指令クロック１周期に
おけるフリーランニングカウンタ152のカウント数を計
測することができる。つまり、指令速度となる回転数N0
を得ることができる。
ンピュータから出力される速度指令クロックは立上り検
出回路151へ与えられ、立上り検出回路151において該速
度指令クロックの立上りエッジが検出される。立上り検
出回路151の出力はキャプチャ信号としてフリーランニ
ングカウンタ152へ与えられるので、キャプチャレジス
タ153の内容は、速度指令クロックの立上りに応答して
更新されていく。よって、ある立上り検出信号に基づい
てキャプチャレジスタ153の内容を読出し、次の立上り
検出信号に基づいてキャプチャレジスタ153の内容を読
出して、その差を求めれば、速度指令クロック１周期に
おけるフリーランニングカウンタ152のカウント数を計
測することができる。つまり、指令速度となる回転数N0
を得ることができる。
なおこの実施例では、キャプチャレジスタ153の内容
が更新されるごとに、更新後のカウント数と更新前のカ
ウント数との差のカウント数を求めるというやり方では
なく、より検出精度を向上させるために、エンコーダ信
号入力部13におけるキャプチャレジスタ153のカウント
数読出しと同様の読出方法がとられている。
が更新されるごとに、更新後のカウント数と更新前のカ
ウント数との差のカウント数を求めるというやり方では
なく、より検出精度を向上させるために、エンコーダ信
号入力部13におけるキャプチャレジスタ153のカウント
数読出しと同様の読出方法がとられている。
すなわち、制御部14は所定のサンプル時間Δｔごとに
キャプチャレジスタ153の内容およびアップカウンタ154
の内容を読出し、キャプチャレジスタ153における今回
読出したカウント数と前回読出したカウント数との差を
求め、その差を、アップカウンタにおける今回読出した
カウント数から前回読出したカウント数との差で除算す
ることで、速度指令クロック１周期内におけるより正確
な基準クロック数を求めるようにしている。
キャプチャレジスタ153の内容およびアップカウンタ154
の内容を読出し、キャプチャレジスタ153における今回
読出したカウント数と前回読出したカウント数との差を
求め、その差を、アップカウンタにおける今回読出した
カウント数から前回読出したカウント数との差で除算す
ることで、速度指令クロック１周期内におけるより正確
な基準クロック数を求めるようにしている。
次に、制御部14から出力される比例積分データの算出
方法について説明する。
方法について説明する。
速度差ΔＮ（＝N0−Ｎ）による制御電圧（比例制御電
圧）をｅ（ｔ）とすると、速度差の累積値、つまり速度
差ΔＮを積分した値による積分制御電圧はΣｅ（ｔ）と
なり、サーボモータ10の回転速度Ｎを指令速度N0に追従
させるためにサーボモータ10に出力すべき比例積分デー
タ用電圧V0は、次式で表わされる。
圧）をｅ（ｔ）とすると、速度差の累積値、つまり速度
差ΔＮを積分した値による積分制御電圧はΣｅ（ｔ）と
なり、サーボモータ10の回転速度Ｎを指令速度N0に追従
させるためにサーボモータ10に出力すべき比例積分デー
タ用電圧V0は、次式で表わされる。
V0＝Ae（ｔ）＋ＢΣｅ（ｔ） …（６） 但し、Ａ、Ｂは予め定める係数であり、 立上り時には、Ｂ＝０、 定常時には、Ｂ＝BC である。
つまり、この実施例では、モータ回転速度が立上り時
（過渡応答域）においては、速度差ΔＮ（＝N0−Ｎ）に
よる比例制御電圧ｅ（ｔ）だけで速度制御が行われる
が、モータ回転速度が定常域になると、比例制御電圧だ
けではなく、それを積分制御電圧Σｅ（ｔ）で補正した
制御電圧V0（比例積分制御電圧）で速度制御が行われる
ようにされている。この理由は、定常時における速度変
動に対する追従性を良くするためである。
（過渡応答域）においては、速度差ΔＮ（＝N0−Ｎ）に
よる比例制御電圧ｅ（ｔ）だけで速度制御が行われる
が、モータ回転速度が定常域になると、比例制御電圧だ
けではなく、それを積分制御電圧Σｅ（ｔ）で補正した
制御電圧V0（比例積分制御電圧）で速度制御が行われる
ようにされている。この理由は、定常時における速度変
動に対する追従性を良くするためである。
速度差ΔＮによる比例制御電圧ｅ（ｔ）は、次式で表
わされる。
わされる。
但し、 Ra:アマチュア抵抗［Ω］ KT：トルク定数［kgm/A］ Ke:誘起電圧定数［V/rpm］ Io:無負荷電流［Ａ］ GD2：負荷とモータによる慣性モーメント［kg m2］ TBL：摺動負荷［kgm］ である。
なお、Ｎは、第３図、第５図または第７図の処理で決
定された制御用回転数である。
定された制御用回転数である。
積分制御電圧Σｅ（ｔ）は、比例制御電圧ｅ（ｔ）、
つまりいままでの速度差分を累積した電圧である。
つまりいままでの速度差分を累積した電圧である。
第９図は、制御部14による比例積分データの算出処理
手順を表わすフローチャートである。
手順を表わすフローチャートである。
制御部14では、たとえば第３図に示す処理によって制
御用回転数Ｎを決定するごとに、式（７）に基づいて、
比例制御電圧ｅ（ｔ）が算出され、記憶される（ステッ
プS31）。
御用回転数Ｎを決定するごとに、式（７）に基づいて、
比例制御電圧ｅ（ｔ）が算出され、記憶される（ステッ
プS31）。
次いで、第３図のステップS11またはS12でリセットま
たはセットした定常域フラグの状態が判別され（ステッ
プS32）、定常域フラグがリセットされてモータ回転速
度が過渡応答域の場合は、係数Ｂ＝０とされ（ステップ
S33）、定常域フラグがセットされてモータ回転速度が
定常域に達している場合は、Ｂ＝BCとされて（ステップ
S34）、制御電圧V0＝Ae（ｔ）＋ＢΣｅ（ｔ）が算出さ
れる（ステップS35）。
たはセットした定常域フラグの状態が判別され（ステッ
プS32）、定常域フラグがリセットされてモータ回転速
度が過渡応答域の場合は、係数Ｂ＝０とされ（ステップ
S33）、定常域フラグがセットされてモータ回転速度が
定常域に達している場合は、Ｂ＝BCとされて（ステップ
S34）、制御電圧V0＝Ae（ｔ）＋ＢΣｅ（ｔ）が算出さ
れる（ステップS35）。
よって、モータ制御開始後、定常状態になるまでの立
上り時には、比例制御によりモータ回転速度の立上り時
間を短くでき、かつ、定常時には、比例積分制御によっ
て速度の追従性をよくできる。
上り時には、比例制御によりモータ回転速度の立上り時
間を短くでき、かつ、定常時には、比例積分制御によっ
て速度の追従性をよくできる。
この発明は、複写機の光学系制御用に限らず、ファク
シミリ装置の読取装置制御用モータや、その他の一般的
なモータ制御回路に採用できる。
シミリ装置の読取装置制御用モータや、その他の一般的
なモータ制御回路に採用できる。
〈発明の効果〉 この発明は、以上のように構成されているので、負荷
の大小に拘らず、モータ回転速度が過渡応答域から定常
域に達した時に、それを確実に検出できる。
の大小に拘らず、モータ回転速度が過渡応答域から定常
域に達した時に、それを確実に検出できる。
また、瞬間的な負荷変動やノイズなどによって、速度
検出信号が一時的に悪影響を受けても、その影響が判別
結果に表われず、回転速度が、定常域に達したことを正
確に検出できる。
検出信号が一時的に悪影響を受けても、その影響が判別
結果に表われず、回転速度が、定常域に達したことを正
確に検出できる。
さらに、モータ回転速度が定常域になった後は、ノイ
ズ等に強く、かつ、制御が比例積分制御に切替わるの
で、負荷変動に対する追従性に優れた安定した定速制御
が可能である。
ズ等に強く、かつ、制御が比例積分制御に切替わるの
で、負荷変動に対する追従性に優れた安定した定速制御
が可能である。
【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明の実施例が適用された光学系駆動用
DCサーボモータの駆動制御回路の電気的構成を示すブロ
ック図である。 第２図は、この発明の実施例に係るエンコーダ入力部の
電気的構成を示す回路ブロック図である。 第３図は、この発明の実施例における回転速度検出処理
手順を表わすフローチャートである。 第４図は、定常域到達検出処理に用いられる２つのメモ
リM1およびM2を示す図である。 第５図は、第３図の制御をさらに改良した、第３図のス
テップS10〜S12と置換可能な制御内容を表わすフローチ
ャートである。 第6A図および第6B図は、速度検出信号に特殊な振動が生
じた場合の問題点を説明するための図である。 第７図は、第３図の制御をさらに改良した、第３図のス
テップS10〜S12と置換可能なさらに別の制御内容を表わ
すフローチャートである。 第８図は、速度指令信号入力部の電気的構成例を示すブ
ロック図である。 第９図は、制御部14による比例積分制御データの算出処
理手順を表わすフローチャートである。 図において、10…DCサーボモータ、11…ドライバ部、12
…ロータリエンコーダ、13…エンコーダ信号入力部、14
…制御部、15…速度指令信号入力部、16…比例積分制御
ユニット、M1、M2…メモリ、を示す。
DCサーボモータの駆動制御回路の電気的構成を示すブロ
ック図である。 第２図は、この発明の実施例に係るエンコーダ入力部の
電気的構成を示す回路ブロック図である。 第３図は、この発明の実施例における回転速度検出処理
手順を表わすフローチャートである。 第４図は、定常域到達検出処理に用いられる２つのメモ
リM1およびM2を示す図である。 第５図は、第３図の制御をさらに改良した、第３図のス
テップS10〜S12と置換可能な制御内容を表わすフローチ
ャートである。 第6A図および第6B図は、速度検出信号に特殊な振動が生
じた場合の問題点を説明するための図である。 第７図は、第３図の制御をさらに改良した、第３図のス
テップS10〜S12と置換可能なさらに別の制御内容を表わ
すフローチャートである。 第８図は、速度指令信号入力部の電気的構成例を示すブ
ロック図である。 第９図は、制御部14による比例積分制御データの算出処
理手順を表わすフローチャートである。 図において、10…DCサーボモータ、11…ドライバ部、12
…ロータリエンコーダ、13…エンコーダ信号入力部、14
…制御部、15…速度指令信号入力部、16…比例積分制御
ユニット、M1、M2…メモリ、を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 5/00,7/00 - 7/34 H02P 6/00
Claims (3)
- 【請求項１】モータ回転速度が指令速度に等しくなるよ
うに、速度差に基づく比例制御成分を含む制御信号によ
ってモータをフィードバック制御するモータ制御装置で
あって、 所定タイミングごとに、モータ回転速度に関するデータ
を算出するデータ算出手段、 モータ回転速度に関するデータを、所定の複数回分、新
しいもの順に記憶できる複数の記憶エリアを有し、デー
タ算出手段によってモータ回転速度に関するデータが算
出されるごとに、既に記憶されているデータを順次１つ
ずつシフトして最古データを捨て、かつ今回算出された
データを最新データ記憶エリアに記憶する記憶手段、 記憶手段に記憶されている複数回分のデータのうちの大
小中央に相当するデータと今回算出された最新データと
を比較し、最新データが大小中央に相当するデータに該
当するかまたは該データに対して所定範囲内であるか否
かに基づいて、モータ回転速度が定常域に達したか否か
を判定する判定手段、および 判定手段によって、モータ回転速度が定常域に達したと
判定されたとき、モータをフィードバック制御する制御
信号成分に速度差を積分した積分制御成分を加え、比例
積分制御を開始する手段、 を含むことを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項２】モータ回転速度が指令速度に等しくなるよ
うに、速度差に基づく比例制御成分を含む制御信号によ
ってモータをフィードバック制御するモータ制御装置で
あって、 所定タイミングごとに、モータ回転速度に関するデータ
を算出するデータ算出手段、 モータ回転速度に関するデータを、所定の複数回分、新
しいもの順に記憶できる複数の記憶エリアを有し、デー
タ算出手段によってモータ回転速度に関するデータが算
出されるごとに、既に記憶されているデータを順次１つ
ずつシフトして最古データを捨て、かつ今回算出された
データを最新データ記憶エリアに記憶する記憶手段、 今回算出された最新データが、記憶手段に記憶されてい
る複数回分データのうちの大小中央に相当するデータに
該当するかまたは該データに対して所定の第１範囲内で
あるか否かを判別する第１判別手段、 記憶手段に記憶されている複数回分のデータのうちの最
大データと最小データとの差が、所定の第２範囲内であ
るか否かを判別する第２判別手段、 第１判別手段によって、最新データは大小中央に相当す
るデータに該当するかまたは該データに対して所定の第
１範囲内であると判別され、かつ、第２判別手段によっ
て、最大データと最小データとの差が所定の第２範囲内
であると判別されたとき、モータ回転速度が定常域に達
した判定する判定手段、および 判定手段によって、モータ回転速度が定常域に達したと
判定されたとき、モータをフィードバック制御する制御
信号成分に速度差を積分した積分制御成分を加え、比例
積分制御を開始する手段、 を含むことを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項３】モータ回転速度が指令速度に等しくなるよ
うに、速度差に基づく比例制御成分を含む制御信号によ
ってモータをフィードバック制御するモータ制御装置で
あって、 所定タイミングごとに、モータ回転速度に関するデータ
を算出するデータ算出手段、 モータ回転速度に関するデータを、所定の複数回分、新
しいもの順に記憶できる複数の記憶エリアを有し、デー
タ算出手段によってモータ回転速度に関するデータが算
出されるごとに、既に記憶されているデータを順次１つ
ずつシフトして最古データを捨て、かつ今回算出された
データを最新データ記憶エリアに記憶する記憶手段、 今回算出された最新データが、記憶手段に記憶されてい
る複数回分のデータのうちの大小中央に相当するデータ
に該当するかまたは該データに対して所定の第１範囲内
であるか否かを判別する第１判別手段、 最新データが、予め定める目標回転速度データに対して
所定の第２範囲内であるか否かを判別する第２判別手
段、 第１判別手段によって、最新データは大小中央に相当す
るデータに該当するかまたは該データに対して所定の第
１範囲内であると判別され、かつ、第２判別手段によっ
て、最新データは目標回転速度データに対して所定の第
２範囲内であると判別されたとき、モータ回転速度が定
常域に達したと判定する判定手段、および 判定手段によって、モータ回転速度が定常域に達したと
判定されたとき、モータをフィードバック制御する制御
信号成分に速度差を積分した積分制御成分を加え、比例
積分制御を開始する手段、 を含むことを特徴とするモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015356A JP2820757B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015356A JP2820757B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218286A JPH03218286A (ja) | 1991-09-25 |
| JP2820757B2 true JP2820757B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=11886523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015356A Expired - Lifetime JP2820757B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2820757B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100694506B1 (ko) * | 2005-04-19 | 2007-03-13 | 양세정 | 동파이프용 절연 버터플라이밸브 |
| JP4861100B2 (ja) * | 2006-09-11 | 2012-01-25 | ローム株式会社 | モータ駆動回路、モータ駆動装置、負荷駆動装置、および電子機器、ならびにパルス変調方法 |
| JP5556992B2 (ja) * | 2009-08-21 | 2014-07-23 | アイシン精機株式会社 | モータ制御装置及び車両用シート制御装置 |
| CN106788006A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-05-31 | 西京学院 | 一种基于pi控制的直流电机调速控制系统及控制方法 |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2015356A patent/JP2820757B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03218286A (ja) | 1991-09-25 |
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