JP3030066B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

Info

Publication number
JP3030066B2
JP3030066B2 JP2228011A JP22801190A JP3030066B2 JP 3030066 B2 JP3030066 B2 JP 3030066B2 JP 2228011 A JP2228011 A JP 2228011A JP 22801190 A JP22801190 A JP 22801190A JP 3030066 B2 JP3030066 B2 JP 3030066B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
rotating body
acceleration
square root
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
Application number
JP2228011A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04112691A (ja
Inventor
達 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2228011A priority Critical patent/JP3030066B2/ja
Publication of JPH04112691A publication Critical patent/JPH04112691A/ja
Priority to US08/044,076 priority patent/US5808429A/en
Priority to US08/561,392 priority patent/US5559408A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3030066B2 publication Critical patent/JP3030066B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/12Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
    • G01P15/123Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体のピエゾ抵抗効果を利用した加速
度センサを用いて直流モータを制御する装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のモータ制御装置を第5図に示す。直流モータ
(1)の駆動軸(2)に円板(3)が連結されており、
円板(3)にはその外周部に沿って等間隔で多数の開口
部(3a)が設けられている。円板(3)の近傍には、開
口部(3a)の位置に対応してフォトインタラプタ(4)
が配置され、フォトインタラプタ(4)に増幅器(5)
及び単安定回路(6)を介して積分器(7)が接続され
ている。また、この積分器(7)と電源(9)とがモー
タ(1)の印加電圧を制御するための差動増幅回路
(8)に接続されている。
動作に際しては、電源(9)から差動増幅回路(8)
を介してある電圧がモータ(1)に印加され、モータ
(1)が駆動されると、駆動軸(2)を介して円板
(3)が回転する。この円板(3)の回転に応じて、開
口部(3a)の有無を検出するフォトインタラプタ(4)
からパルス列PAが出力される。このパルス列PAは増幅器
(5)で増幅された後、単安定回路(6)にトリガとし
て入力される。これにより、単安定回路(6)から周波
数がモータ(1)の回転数に比例し且つハイレベルの時
間が一定であるパルス列PBが積分器(7)へ出力され
る。
ここで、積分器(7)の時定数がパルス列PBの周期T
より十分大きければ、積分器(7)から次式で表される
直流電圧V0が出力される。
V0=α・tp/T=α・tp・f …[1] ただし、αは定数、tpはパルス列PBのハイレベル時
間、fはパルス列PBの周波数である。
上記の[1]式においてα及びtpは定数であるので、
積分器(7)から出力される直流電圧V0はパルス列PB
周波数fすなわちモータ(1)の回転数に比例する。そ
こで、電源(9)の電圧とこの積分器(7)の出力との
差分が差動増幅回路(8)で増幅されモータ(1)に供
給される。
その結果、モータ(1)の回転数が増加すると、積分
器(7)の出力も大きくなり、差動増幅回路(8)の出
力が低下してモータ(1)の回転数は小さくなるように
制御される。また、モータ(1)の回転数が減少する
と、積分器(7)の出力も小さくなり、差動増幅回路
(8)の出力が増加してモータ(1)の回転数は大きく
なるように制御される。
このようにして直流モータ(1)の回転数は、電源
(9)の電圧に応じた回転数に制御される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のモータ制御装置では、モータ制
御の応答性が積分器(7)の時定数によって決定される
ので、回転開始時及び回転数の設定を変化させたとき等
に即座に応答できないという問題点があった。
また、モータ(1)が低速で運転されるため、あるい
は円板(3)の互いに隣接する開口部(3a)の間隔が長
く設定されたためにパルス列PBの一つのパルスから次の
パルスまでの間隔が長い場合には、積分器(7)の出力
にリップルが発生し、円滑なモータ制御ができないとい
う問題もあった。このリップルの発生を防止しようとし
て積分器(7)の時定数を大きくすると、今度は回転変
動に対する応答性が低下してしまう。
この発明はこのような問題点を解消するためになされ
たもので、応答性に優れ且つ円滑な制御を行うことがで
きる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〕
この発明に係るモータ制御装置は、直流モータに電力
を供給するための電源と、直流モータの回転に応じて回
転する回転体と、回転体に設けられると共に回転体の回
転の加速度を検出する加速度センサと、加速度センサの
出力の平方根を演算する平方根回路と、電源の電圧と平
方根回路の出力電圧との差分に基づいた電圧を直流モー
タに印加する差動増幅回路とを備え、加速度センサは、
回転体に取り付けられた基台部と、一端が基台部に固定
され且つ半導体からなる腕部と、腕部の他端に連結され
たおもりと、腕部に形成されると共に回転体の回転によ
りおもりに生じる加速度に基づいて腕部が歪んだときに
その歪み量から回転体の回転の加速度を検出する検出手
段とを有するものである。
〔作用〕
この発明に係るモータ制御装置においては、平方根回
路が加速度センサにより検出された回転体の加速度の平
方根をとり、差動増幅回路が平方根回路で演算された加
速度の平方根と電源の電圧との差分に基づいた電圧を直
流モータに印加する。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例に係るモータ制御装置を
示すブロック図である。直流モータ(1)の駆動軸
(2)に円板(10)が連結されており、駆動軸(2)が
回転することにより円板(10)はその中心点Oの回りに
回転する。この円板(10)上には中心点Oから距離rの
箇所に加速度センサ(11)が取り付けられており、円板
(10)と共に回転する。加速度センサ(11)には増幅器
(12)が電気的に接続され、さらに増幅器(12)に平方
根回路(13)が接続されている。平方根回路(13)は増
幅器(12)の出力の平方根を演算するものである。
平方根回路(13)の出力は差動増幅回路(8)の負入
力端子に接続され、この差動増幅回路(8)の正入力端
子には電源(9)が接続されている。さらに、差動増幅
回路(8)の出力が直流モータ(1)に接続されてい
る。
加速度センサ(11)は半導体のピエゾ抵抗効果を利用
するもので、第2図に示すように、円板(10)上に取り
付けられる台(14)を有している。この台(14)に台座
(15)を介して例えばシリコン等の半導体からなる腕部
(16)が設けられ、さらに腕部(16)の先端におもり
(17)が連結されている。腕部(16)にはダイヤフラム
(16a)が形成されており、そのダイヤフラム(16a)の
裏面上に第3図に示すようなこの発明の検出手段を構成
する四つの歪みゲージG1〜G4が形成されている。この加
速度センサ(11)は、円板(10)の回転に応じておもり
(17)に第2図の矢印で示す向心加速度aが生じるよう
な向きで円板(10)上に取り付けられている。
歪みゲージG1〜G4には図示しないワイヤが接続されて
おり、各歪みゲージG1〜G4の抵抗値をそれぞれR1〜R4
して第4図に示すような回路が形成されている。第4図
において(18)は電源を示している。各歪みゲージG1
G4は、腕部(16)に歪みが生じないときの抵抗値R1〜R4
が互いに等しくなるように形成されると共に歪みゲージ
G1及びG4は腕部(16)の長さ方向に、歪みゲージG2及び
G3は腕部(16)の幅方向にそれぞれ形成されている。従
って、円板(10)の回転に伴っておもり(17)に第2図
に示す加速度aが生じて腕部(16)に歪みが生じると、
ピエゾ抵抗効果により歪みゲージG1及びG4の抵抗値R1
びR4は歪みに応じた値ΔRだけ増加し、歪みゲージG2
びG3の抵抗値R2及びR3はΔRだけ減少する。その結果、
加速度a=0で腕部(16)に歪みが生じない場合には第
4図に示す出力電圧Vdは0となるが、円板(10)の回転
に伴っておもり(17)に第2図に示す加速度aが生じる
と、出力電圧Vdは加速度aに比例した値を示すこととな
る。
次に、この実施例の動作について説明する。電源
(9)から差動増幅回路(8)を介してある電圧が直流
モータ(1)に印加され、直流モータ(1)が駆動され
ると、駆動軸(2)を介して円板(10)が回転する。こ
の円板(10)の回転に応じて、円板(10)上に設けられ
た加速度センサ(11)が接線方向に速度vで円運動をす
ると、おもり(17)に生じる加速度aは、 a=v2/r …[2] で表される。このときの円板(10)の角速度ωは、 ω=v/r …[3] で表されるので、これらの式から、 ω=(a/r)1/2 …[4] となる。すなわち、円板(10)の角速度ωは向心加速度
aの平方根a1/2に比例する。
そこで、向心加速度aに比例する加速度センサ(11)
からの出力は増幅器(12)で増幅された後、平方根回路
(13)でその平方根が演算される。これにより、平方根
回路(13)から円板(10)の角速度ωに比例した出力、
すなわち直流モータ(1)の回転数に比例した出力が得
られる。
この平方根回路(13)からの出力と電源(9)の電圧
との差分が差動増幅回路(8)で演算されると共に増幅
され、直流モータ(1)に供給される。
この実施例によれば、直流モータ(1)の回転数が増
加すると、加速度センサ(11)の出力及び平方根回路
(13)の出力も大きくなり、差動増幅回路(8)の出力
が低下してモータ(1)の回転数は小さくなるように制
御される。また、モータ(1)の回転数が減少すると、
加速度センサ(11)の出力及び平方根回路(13)の出力
も小さくなり、差動増幅回路(8)の出力が増加してモ
ータ(1)の回転数は大きくなるように制御される。ま
た、加速度センサ(11)は円板(10)の角速度の変化に
即座に応答するので、直流モータ(1)の回転数は優れ
た応答性で且つ円滑に制御される。
尚、上記の実施例では加速度センサ(11)を円板(1
0)上に取り付けたが、円板(10)に限るものではな
く、直流モータ(1)の駆動に応じて回転する棒状の回
転体に加速度センサ(11)を取り付けてもよい。
また、加速度センサ(11)の出力の平方根はコンピュ
ータを用いて演算することもできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明に係るモータ制御装置
は、直流モータに電力を供給するための電源と、直流モ
ータの回転に応じて回転する回転体と、回転体に設けら
れると共に回転体の回転の加速度を検出する加速度セン
サと、加速度センサの出力の平方根を演算する平方根回
路と、電源の電圧と平方根回路の出力電圧との差分に基
づいた電圧を直流モータに印加する差動増幅回路とを備
え、加速度センサは、回転体に取り付けられた基台部
と、一端が基台部に固定され且つ半導体からなる腕部
と、腕部の他端に連結されたおもりと、腕部に形成され
ると共に回転体の回転によりおもりに生じる加速度に基
づいて腕部が歪んだときにその歪み量から回転体の回転
の加速度を検出する検出手段とを有しているので、応答
性に優れ且つ円滑な直流モータの制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るモータ制御装置を示
すブロック図、第2図及び第3図はそれぞれ実施例で用
いられた加速度センサの機械的構造を示す正面図及び平
面図、第4図は実施例で用いられた加速度センサの回路
構成を示す回路図、第5図は従来のモータ制御装置を示
すブロック図である。 図において、(1)は直流モータ、(8)は差動増幅回
路、(9)は電源、(10)は円板、(11)は加速度セン
サ、(13)は平方根回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−37579(JP,A) 特開 昭61−193018(JP,A) 特開 昭63−40379(JP,A) 特開 平1−240865(JP,A) 実開 昭57−668(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流モータに電力を供給するための電源
    と、 前記直流モータの回転に応じて回転する回転体と、 前記回転体に設けられると共に前記回転体の回転の加速
    度を検出する加速度センサと、 前記加速度センサの出力の平方根を演算する平方根回路
    と、 前記電源の電圧と前記平方根回路の出力電圧との差分に
    基づいた電圧を前記直流モータに印加する差動増幅回路
    と を備え、 前記加速度センサは、 前記回転体に取り付けられた基台部と、 一端が前記基台部に固定され且つ半導体からなる腕部
    と、 前記腕部の他端に連結されたおもりと、 前記腕部に形成されると共に前記回転体の回転により前
    記おもりに生じる加速度に基づいて前記腕部が歪んだと
    きにその歪み量から前記回転体の回転の加速度を検出す
    る検出手段と を有することを特徴とするモータ制御装置。
JP2228011A 1990-08-31 1990-08-31 モータ制御装置 Expired - Lifetime JP3030066B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2228011A JP3030066B2 (ja) 1990-08-31 1990-08-31 モータ制御装置
US08/044,076 US5808429A (en) 1990-08-31 1993-04-06 Method of and apparatus for controlling motor
US08/561,392 US5559408A (en) 1990-08-31 1995-11-21 Apparatus for controlling a motor using piezoelectric resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2228011A JP3030066B2 (ja) 1990-08-31 1990-08-31 モータ制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04112691A JPH04112691A (ja) 1992-04-14
JP3030066B2 true JP3030066B2 (ja) 2000-04-10

Family

ID=16869782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2228011A Expired - Lifetime JP3030066B2 (ja) 1990-08-31 1990-08-31 モータ制御装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5808429A (ja)
JP (1) JP3030066B2 (ja)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1490720A (en) * 1922-01-09 1924-04-15 Gen Electric System of motor control
US3699555A (en) * 1970-10-23 1972-10-17 Zerox Corp Apparatus for rapid action displacement control
US3785463A (en) * 1972-05-09 1974-01-15 Reliance Electric Co Final stopping control
US4023864A (en) * 1973-09-20 1977-05-17 Lang Davis Industries, Inc. Automatic stability control system with strain gauge sensors
GB2034938B (en) * 1978-11-22 1982-12-22 Ferranti Ltd Automatic control systems
JPS61193018A (ja) * 1985-02-21 1986-08-27 Hitachi Ltd 角速度センサ
US4843296A (en) * 1986-06-23 1989-06-27 Kabushiki Kaisha Toshiba AC motor drive apparatus
DE3713271A1 (de) * 1987-04-18 1988-11-03 Siemens Ag Verfahren und einrichtung zur wegregelung eines positionsantriebes
JPH0237579A (ja) * 1988-07-28 1990-02-07 Olympus Optical Co Ltd 光学式記録および/または再生装置におけるアクセス速度検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5808429A (en) 1998-09-15
JPH04112691A (ja) 1992-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2781161B2 (ja) 比率トランスジューサ及び方法
JP3030066B2 (ja) モータ制御装置
JP2550167B2 (ja) サーボモータ制御装置
JP3230616B2 (ja) 電動機駆動系の慣性負荷測定方式
US5559408A (en) Apparatus for controlling a motor using piezoelectric resistance
JP3246572B2 (ja) 電動機駆動系の負荷定数測定方法
JPH01136582A (ja) 速度制御装置
JPS58182706A (ja) ロボツトの数値制御方法
JPH076766B2 (ja) 角度検出装置
JPS6352038A (ja) 磁気デイスクの摩擦測定方法
JPH0439581Y2 (ja)
JPS59182082A (ja) ロボツト
JPH07111613B2 (ja) 模擬操縦装置
JPS6126108A (ja) 産業用ロボツトの制御装置
JPH0670607B2 (ja) 曲げ特性試験器
JPH11142263A (ja) 微小トルク検出手段及びそのシステム
JPH0218714Y2 (ja)
JP2641430B2 (ja) 産業用ロボツトの制御装置
JPS60129610A (ja) 機構積分形ジヤイロ
JPS5875489A (ja) 小型直流モ−タ−の速度制御装置
JPH0591774A (ja) モータ速度制御装置
JPS6287861A (ja) スピ−ドメ−タ
JPH08177266A (ja) 構造物の能動的振動制御方法
JPS63221992A (ja) 位置決め用ア−ム装置
JPH10242193A (ja) ワイヤボンディング方法及びその装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080204

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090204

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110204

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110204

Year of fee payment: 11