JP5850646B2 - 制御装置、アクチュエータシステム、及び制御方法 - Google Patents
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Description
ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力手段と、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する第1速度算出手段と、
前記目標回転角から、前記ステッピングモータを含む機械系のダイナミクスモデルを用いて、前記回転軸の回転速度を算出する第2速度算出手段と、
少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記第2速度算出手段によって算出された回転速度に応じて昇圧された電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動手段と、
を備える。
前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に昇圧してもよい。
前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に昇圧してもよい。
前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に昇圧してもよい。
昇圧回路を備え、前記昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を昇圧してもよい。
前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段によって、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御手段と、
を備えてもよい。
ステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する本発明の第1の観点に係る制御装置と、
を備える。
ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力ステップと、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出ステップと、
前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出ステップと、
前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する第1速度算出ステップと、
前記目標回転角から、前記ステッピングモータを含む機械系のダイナミクスモデルを用いて、前記回転軸の回転速度を算出する第2速度算出ステップと、
少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記第2速度算出ステップにおいて算出された回転速度に応じて昇圧された電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動ステップと、
を含む。
前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に昇圧してもよい。
前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に昇圧してもよい。
前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に昇圧してもよい。
昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を昇圧してもよい。
前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別ステップと、
前記判別ステップにおいて、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御ステップと、
を含んでもよい。
図1は、実施形態1に係るアクチュエータシステム10の概観を示す。図1に示されるように、アクチュエータシステム10は、制御装置20、リニアアクチュエータ30、モータケーブル41、及びエンコーダケーブル42を備える。
次に、実施形態2について、上述の実施形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施形態1に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態1と説明が重複する部分については、その説明を省略する。
次に、実施形態3について、上述の実施形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施形態1に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態1と説明が重複する部分については、その説明を省略する。
次に、実施形態4について、上述の実施形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施形態1に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態1と説明が重複する部分については、その説明を省略する。
次に、実施形態5について、上述の実施形態1との相違点を中心に説明する。なお、実施形態1に係る構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付し、実施形態1と説明が重複する部分については、その説明を省略する。
20 制御装置
21 演算部
211 位置指令生成部
212 第1減算器
213 位置制御器
214 第2減算器
215 速度制御器
216 弱め界磁補償器
217 座標変換器
218 昇圧指令処理部
219 ダイナミクスモデル生成部
22 昇圧回路
221 DC/DCコントローラ
222 昇圧電圧調整部
23、24 電流制御器
25 PWMインバータ
26、27 電流検出器
28 昇圧指令処理回路
30 リニアアクチュエータ
31 ハウジング
32 ステッピングモータ
33 ボールねじ
34 スライダ
35 エンコーダ
41 モータケーブル
42 エンコーダケーブル
C1 コンデンサ
CPU1、CPU2、CPU3、CPU4 信号
D1 ダイオード
Id、Iq、Iα、Iβ 電流
It 電流の目標値
L1 コイル
La 特性
Lb 実線
P1、P3 入力ポート
P2 出力ポート
Pa、Pb 点
Pm 定数
R1〜R6 抵抗
T1〜T4 トランジスタ
Th 閾値
θ 回転角の検出値
θt 回転角の目標値
θd 回転角の偏差
τ トルク
φ 位相
ω 回転速度の検出値
ωt 回転速度の目標値
ωd 回転速度の偏差
ωm モデル化された回転速度
Claims (13)
- ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力手段と、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出手段と、
前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する第1速度算出手段と、
前記目標回転角から、前記ステッピングモータを含む機械系のダイナミクスモデルを用いて、前記回転軸の回転速度を算出する第2速度算出手段と、
少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記第2速度算出手段によって算出された回転速度に応じて昇圧された電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動手段と、
を備える制御装置。 - 前記駆動手段は、
前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に昇圧する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記駆動手段は、
前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に昇圧する、
請求項2に記載の制御装置。 - 前記駆動手段は、
前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に昇圧する、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記駆動手段は、
昇圧回路を備え、前記昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を昇圧する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段によって、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御手段と、
を備える請求項1乃至5のいずれか一項に記載の制御装置。 - ステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の制御装置と、
を備えるアクチュエータシステム。 - ステッピングモータの回転軸の目標回転角を出力する回転角出力ステップと、
前記回転軸の回転角を検出する回転角検出ステップと、
前記目標回転角と前記回転角との偏差を算出する偏差算出ステップと、
前記偏差に基づいて、前記回転軸の目標回転速度を算出する第1速度算出ステップと、
前記目標回転角から、前記ステッピングモータを含む機械系のダイナミクスモデルを用いて、前記回転軸の回転速度を算出する第2速度算出ステップと、
少なくとも前記目標回転速度に応じた電流と、前記第2速度算出ステップにおいて算出された回転速度に応じて昇圧された電圧とから規定される駆動信号を、前記ステッピングモータに出力する駆動ステップと、
を含む制御方法。 - 前記駆動ステップでは、
前記駆動信号の電圧を、所定の条件に基づく電圧値に昇圧する、
請求項8に記載の制御方法。 - 前記駆動ステップでは、
前記駆動信号の電圧を、前記回転軸の回転状態に応じてあらかじめ設定された電圧に昇圧する、
請求項9に記載の制御方法。 - 前記駆動ステップでは、
前記駆動信号の電圧を複数の異なる電圧に昇圧する、
請求項10に記載の制御方法。 - 前記駆動ステップでは、
昇圧回路を制御することにより前記駆動信号の電圧を昇圧する、
請求項8乃至11のいずれか一項に記載の制御方法。 - 前記回転軸の回転速度と前記目標回転速度との偏差が、前記ステッピングモータの最大応答周波数領域を超える領域を示す値であるかを判別する判別ステップと、
前記判別ステップにおいて、前記偏差が前記領域を示す値であると判別された場合に、前記駆動信号の界磁電流を弱める制御を行う界磁電流制御ステップと、
を含む請求項8乃至12のいずれか一項に記載の制御方法。
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