JPH027275B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータの運転制御方法に係り、特にモ
ータ軸に連結された負荷を任意の停止位置まで移
動するための運転制御方法に関する。

軸に連結された負荷を任意の停止位置まで移動
させるモータとしては、ステツプモータやクラツ
チモータが知られている。ステツプモータは、オ
ープンループ制御で所定量の移動運転が可能なた
め、制御回路が簡単である長所をもつが、大きな
トルクや高速応答性が要求されるときには形状が
大形化する短所がある。一方、クラツチモータは
工業用ミシンの駆動に用いられているが、クラツ
チ部の摩耗や動作音が大きい短所をもつ。

最近、直流モータの軸に回転角度を検出するエ
ンコーダを装着したエンコーダ付直流モータを用
い、このモータをエンコーダの出力信号に基づい
て閉ループ制御するものが提案されている。これ
によれば応答性、寿命、形状の問題は改善される
が、制御回路の調整がむづかしい。すなわち、モ
ータの負荷としては情報機器が多いが、モータ軸
の慣性モーメントや負荷トルクは種々様々であ
る。従来、モータ軸を負荷と直結して制御ループ
のゲインなどを調整し、位置決め停止時の動作を
できるだけスムーズにしてハンチングが少なくて
停止できるようにしている。しかし、モータを駆
動する電源電圧が変化した場合は制御ループのゲ
インが変化したのと等しくなり、その度にゲイン
を手動で再調整するかあるいは電源電圧を検出し
て制御ループのゲインを自動調整する回路手段を
付加する必要があつた。

従つて本発明の目的は、モータの負荷の種類や
電源電圧の変化に対して安定した位置決め停止が
可能なモータの運転制御方法を提供することにあ
る。

前記目的を達成するために本発明は、モータ起
動時に加速度α₁を測定しておき、位置決め停止時
には、この加速度α₁に基づいて算出した速度予定
値ωxを速度制御指令として減速、位置決め制御
するものである。

ここで、速度予定値ωxは、モータを小さい電
流で短時間に停止させるために減速度を一定にす
るのがよい。

すなわち速度予定値ωxは前記条件を満すよう
に次式によつて与えられる。

ωx＝Ｋ√₁・_d 但しＫは定数、θ_dは停止位置までの残りの移動
量である。

このように速度予定値ωxを与え、これによつ
て減速制御することにより、安定した位置決め制
御することが特徴である。

ここで、本発明の位置決め制御に関係する要素
を説明する。最初に停止位置指令値θ₀（rad）があ
る。これはあるモータ角度から正転方向あるいは
逆転方向に任意の角度駆動する目標値となる。こ
の値はミシン等のクラツチモータではモータ軸で
１回転を越えることは少ないが、プリンター等で
はモータ軸で数回転以上になることは珍しくはな
い。つぎにモータ軸に直結したエンコーダの１回
転当りのパルス数Ｐがある。このパルス数Ｐが多
いと、位置決め制御のときに選択できる送り角度
の分解能（選択できる送り量の数）を高くでき
る。停止位置指令値θ₀（rad）をパルス数Ｐで表わ
した停止位置指令値パルスθ_0Pは次の様になる。

θ_0P＝θ₀×Ｐ／2π（パルス） ……(1) つぎにモータが発生するトルクT_M（kg−ｍ）が
ある。トルクT_Mは次の式で示される。

T_M＝K_t×I_M ……(2) K_tはモータのトルク定数（kg−ｍ／Ａ）、I_Mは
モータ電流(A)である。トルク定数はモータの個有
の値であり、次の式で示される。

K_t＝K₁×N₁×φ ……(3) ここにK₁は定数、N₁はモータ巻線数、φはモ
ータの磁束（wb）である。情報機器用モータは
数100W以下の小形モータが多く、永久磁石モー
タが主流である。永久磁石により界磁磁束φが発
生するが、永久磁石の磁束は温度により変化す
る。フエライト磁石の場合、温度係数は−0.2
％／℃である。例えば温度が−20℃から80℃に変
化した場合20％の磁束変化が生じる。また電流I_M
は次式で示される。

I_M＝Ｅ−E₀／Ｒ(A) ……(4) ここにＥはモータに印加される電圧（Ｖ）であ
り、スイツチング素子を有する制御回路の出力電
圧である。スイツチング時のデユテイをD_tとし、
電源電圧をE_dc（Ｖ）とするとＥは次式の様にな
る。

Ｅ＝D_t×E_dc ……(5) また、E₀はモータの誘起電圧（Ｖ）であり、
次の式で示される。

E₀＝K₂×ω×N₁×φ ……(6) ここにK₂は定数、ωはモータ回転速度（rad／
ｓ）、N₁はモータ巻線数、φはモータの界磁磁束
である。

また、Ｒはモータの電機子抵抗R_aと制御回路
からモータ迄の配線抵抗R_xの和である。モータ
の電機子抵抗R_aはモータの使用温度により変化
する。

つぎに、モータ及び負荷の慣性モーメントが重
要な要素となる。モータ軸の慣性モーメントＪ
（Kg−ｍ・sec²）は次の式で示される。

Ｊ＝J_M＋J_L ……(7) ここにJ_Mはモータの慣性モーメント、J_Lはモー
タ軸に連結された負荷の慣性モーメントをモータ
軸に換算した値である。負荷側で考慮されるべき
他の要素として負荷トルクT_Lがある。この負荷
トルクT_Lと前記したモータトルクT_Mの差がモー
タ軸を加速する時の加速トルクT₁となる。すな
わち、加速トルクT₁は次式で示される。

T₁＝T_M−T_L ……(8) 一方、モータの減速時の減速トルクT₂は、モ
ータトルクと負荷トルクは同一方向となることを
考慮すると次式で示される。

T₂＝T_M＋T_L ……(9) つぎに装置の設定最高速度ω₁が重要な要素で
ある。モータは(6)式で左辺を最大制御電圧E_nと
したときの回転速度ω_nが最高速度となるが、装
置の許容できる設定最高速度ω₁はモータの出し
得る最高速度より低い値となることが多い。この
設定最高速度ω₁は装置の動作を満足し、かつ充
分に信頼性、耐久性の確保できる値に選択されて
おり、装置のメカニズム及び動作が決まれば、そ
れに伴なつて決定される。したがつて同一モータ
であつても、そのモータが使用される装置の違い
により設定最高速度ω₁は変わることになる。

つぎにモータの加速及び減速時の重要な要素で
ある加速度α₁、減速度α₂は次式で示される。

α₁＝T_M−J_L／J_M＋J_L＝T₁／Ｊ ……(10) α₂＝T_M＋T_L／J_M＋J_L＝T₂／Ｊ ……(11) いま、位置決め制御方法として移動量（モータ
の回転量）を制御し、回転量θと回転速度ωとの
関係を示すと次のようになる。

θ＝∫^t _p・ω・dt ……(12) すなわち移動量θは回転速度ωの積分値であ
る。所定の移動量θ₀に至るまでのモータの運転制
御は次のようにする。起動時には設定最高速度
ω₁まで加速しこのときに加速度α₁を測定する。
その後設定最高速度ω₁で定速運転し、残りの移
動量をθ_dとしたとき、ω_x＝Ｋ√₁・_dで求まる速
度予定値ω_xと設定最高速度ω₁を比較してω_x＜ω₁
となつたときに減速度α₂で減速して停止する。

この様子を第１図ａ〜ｃに示す。第１図ａはモ
ータの回転速度ω、ｂはモータ電流I_M、ｃは移動
量（回転位置）θの様子を示してある。実線は装
置とモータ及び制御回路の調整を充分に行なつた
場合であり、停止時にハンチングなくスムーズに
動作している。一点鎖線は実線と同じモータが装
置の違いあるいは制御回路の電圧の違いにより、
同じモータ、制御回路では対応がつかなくハンチ
ングを生じている場合を示す。最初に実線の動作
を説明する。

第１図ａに於いて、t₁は設定最高速度ω₁に加速
する時間、t₂は設定最高速度ω₁から速度０に減速
する時間、t₃は設定最高速度ω₁で定速運転する時
間である。第１図ｂに於て、モータ電流I_Mは加速
時と減速時にその値が同一で、向きが反対であ
る。設定最高速度ω₁での定速運転時の電流は加
速時及び減速時と比較して非常に小さい値であ
る。第１図ｃに於て、所定の移動量θ₀に達すると
きに、移動量θが加速時は放物線的、定速運転時
は直線的、減速時は指数関数的に変化する様子を
示してある。減速が始まる時に、残りの距離を
θ_d1とすると、ω_x＝Ｋ√₁・_d1になつており、予
め調整されている為に、速度０になつた時に所定
の移動量θ₀との差はほぼ零となり、スムーズに停
止することができる。

これに対し、一点鎖線で示す場合は、実線と比
較して加速時及び減速時の加速度及び減速度が30
％減少している場合を示す。これは例えば同じモ
ータが異なる装置に組込まれたとき、あるいは制
御回路の電流電圧の違い等により、(10)、(11)式で計
算される値が30％減少した場合である。この場
合、加速時間は実線に対して30％増加した時間と
なり、該最高速度ω₁に達した後定速運転を行な
い、残りの移動量がθ_d1に達した時に減速を開始
する。従つて、速度が０になつた時点t₄で移動量
θは所定の移動量θ₀よりΔθ₁だけオーバすること
になる。これは減速のときに実線と比較して、減
速度が30％小さいために、減速時間が30％増加す
ることにより、減速時に進む量が残りの移動量
θ_d1より大きくなるためである。時点t₄より速度
が逆転し、オーバーしたΔθ₁を零にすべく何回か
ハンチングしながら制御系のダンピング作用と停
止制御ルーチンの働きにより停止する。

従つて、本発明の要点は加速時の加速度α₁と減
速時の減速度α₂がある一定の関係にある事に着目
し、加速度α₁を測定し、減速時の速度予定値ω_x
＝Ｋ√₁・_dを計算することにある。即ち(10)、(11)
式より減速度α₂は次の様に加速度α₁との関係が表
わせる。

α₂＝T_M＋T₂／T_M−T₂×α₁ ……(12) これより減速を開始すべき残りの移動量θ_dにお
ける速度予定値ω_xは次の様にして決まる。

この式（13）で加速度α₁および停止位置までの
残りの距離θ_dは変数であり残余が不変で定数Ｋと
なる。すなわち、常数Ｋは√２・_adである。

このようにすると、加速度α₁は前述したモータ
の電流I_M、磁束φ、電源電圧E_dc、デユーテイD_t、
モータの抵抗R_a及び配線抵抗R_x、モータ及び負
荷の慣性モーメントJ_M及びJ_Lの影響を考慮してい
るために、任意の角度をステツプ的に送る動作に
於ける減速度をその都度計算することができる。
これにより残りの移動量θ_dから速度予定値ω_xを
その都度計算してモータを制御すれば、常に第１
図の実線の様なハンチングのないスムーズな停止
動作を期待でき、第１図の１点鎖線は第２図の実
線のように改良される。

ここで簡単のために加速時、減速時のモータの
トルクに対し負荷トルクT_Lは無視できる程小さ
いとする。実際に情報機器等の応用分野では負荷
トルクT_LがモータトルクT_Mの数％以下の場合が
多い。この条件で減速度α₂及び減速を開始すべき
残りの移動量θ_dと速度予定値ω_xとの関係は次の
ようになる。

α₂＝α₁ ……（15） ω_x＝√２・₁・_d ……（16） 即ち第２図のθ_d2は第１図のθ_d1より１／0.7≒
1.5倍大きい値となつている。ここでは加速時及
び減速時の電流I_Mは同一としてある。通常モータ
を最小時間で加減速することを考えるとこの値は
制御回路の電流容量から制限される値と同一にな
る。

加速度α₁の測定法としては、単位時間での速度
変化を測定する方法と、単位速度に達するまでの
時間を検出する方法がある。第３図は単位時間で
速度を検出する方法を示してある。即ち単位時間
t_uにての速度n_uを測定すると、加速度α₁は次の式
で求まる。

α₁＝ω_u／t_u ……（17） 第４図は単位速度（この場合、設定最高速度
ω₁を単位速度としている）に達するまでの時間t₁
を測定するもので、加速度α₁は次の式で求めるこ
とができる。

α₁＝ω₁／t₁ ……（18） 以上のようにして求めた加速度α₁により、減速
度α₂及び減速を開始すべき速度予定値ω_xは(12)、
（13）式より求まる。残りの移動量θ_dは現在位置
をその都度測定すれば判定できる。減速度α₂は移
動量θに対する速度予定値ω_xにおきかえて制御
する。第５図ａ及びｂは減速時の回転速度ωと移
動量θを示した。減速開始の時間を０とすると移
動量θと回転速度ωの関係は以下のようになる。

θ＝θ_d−（ω₁t−１／２α₂t） ……（19） この関係から移動量θと速度ω₁は第６図のよ
うになる。即ち移動量θに対する速度予定値ω_x
が求まつたことになり、減速時にこの速度予定値
ω_xを速度指令としてモータの回転速度ωがこの
値となるように制御することにより、減速度α₂を
制御したことになる。

第６図に示す移動量θに対する速度ωを加速時
の加速度α₁からその都度求めることにより、負荷
の変動等に充分適応して、スムーズに位置決め制
御ができることになる。

つぎに加速度α₁から減速時の速度予定値ω_xを
計算するタイミングについて考える。基本的に所
定の移動量（指令値）θ₀がリフレツシユされて、
位置決め制御に入り、加速するときにその都度減
速時の速度予定値ω_xを計算するのが望ましいが、
この計算をするための、加速度α₁を取り込む単位
時間とそれを基に減速時の速度予定値ω_xを計算
する時間が必要である。加速度α₁を取り込むのに
単位速度をベースとする方法については、単位速
度に達する時間と、それを基に速度予定値ω_xを
計算する時間が必要である。このため、所定の移
動量θ₀が上記時間を確保できない程小さいと、加
速度α₁を取り込んで、速度予定値ω_xを計算して
制御する方法は不合理となる。このような場合に
は、所定の移動量（指令値）θ₀を取り込み、この
値が新しく速度予定値ω_xを計算するのに必要な
値θ_cより小さい値であればあらかじめ持つてい
る、あるいは前回の位置決め制御のときに計算し
た速度予定値ω_xにより、位置決め制御を行なう。
この様子を第７図ａ〜ｃに示す。ａはθ₀≫θ_c、ｂ
はθ₀＞θ_c、ｃはθ₀＜θ_cの状態であり、ａ，ｂにお
ける矢印のラインが減速時のω_xを計算するライ
ンである。

第８図は本発明を実施する制御回路の一例を示
すもので、電源１にトランジスタ２０〜２３のＨ
形ブリツジ回路およびダイオード２５〜２７のブ
リツジ回路を接続している。すなわち電源１の正
極側にはトランジスタ２０，２２のコレクタおよ
びダイオード２４，２６のカソードを接続してお
り、負極側にはトランジスタ２１，２３のエミツ
タおよびダイオード２５〜２７のアノードを接続
している。トランジスタ２０のエミツタはトラン
ジスタ２１のコレクタおよびダイオード２４のア
ノード、ダイオード２５のカソードと共にモータ
２の１端子に接続し、モータ２の他端はトランジ
スタ２２のエミツタ、トランジスタ２３のコレク
タおよびダイオード２６のアノード、ダイオード
２７のカソードに接続されている。

モータ２の軸は負荷３およびエンコーダ４を駆
動し、エンコーダ４の出力である回転信号１０は
それぞれ回転方向検出回路５、移動量検出回路
６、速度検出回路７に入力される。回転方向検出
路５の出力である回転方向信号１１はマイクロコ
ンピユータ回路９および移動量検出回路６に入力
される。移動量検出回路６の出力である移動量信
号１２および速度検出回路７の出力である速度信
号１３は共にマイクロコンピユータ回路９に入力
される。さらにマイクロコンピユータ回路９には
外部装置より、停止位置指令（所定の移動量指
令）信号１８および設定最高速度指令信号１９が
入力されている。マイクロコンピユータ回路９か
らはデユーテイ信号１４と正逆転信号１５が出力
され、ドライブ回路８に入力されている。ドライ
ブ回路８の出力である正回転出力１６はトランジ
スタ２１，２２のベースに、逆回転出力１７はト
ランジスタ２０，２３のベースにそれぞれ接続さ
れている。

以上の構成において動作は次のようになる。

マイクロコンピユータ回路９に停止位置指令信
号１８と設定最高速度指令信号１９を与えると、
マイクロコンピユータ回路９はモータの回転方向
を示す回転方向信号１１、モータの回転速度を示
す速度信号１３、およびモータの移動量を示す移
動量信号１２をそれぞれ取込んで演算を行ない、
モータ２に与える電圧を決定するためのデユーテ
イ信号１４およびモータの回転方向を決定する正
逆転信号１５をそれぞれドライブ回路８に出力す
る。ドライブ回路８では正転の場合は正転出力１
６を出力してトランジスタ２１，２２をデユーテ
イ信号１４に応じてオンしモータ２に回転力を与
える。

運転初期の領域ではモータ２の移動量信号１２
が指令信号１８から離れているので、モータ２に
加える電圧のデユーテイを大きくしてモータ２の
立上りを早くする。モータ２の速度が上つても速
度信号１３が設定最高回転速度指令信号１９以下
のように制御する。モータ２の移動量が指令信号
１８の値に近づくと今度はモータ２が指令信号位
置で停止できるように逆回転出力１７を出力して
トランジスタ２０，２３を導通させモータ２に制
動力を与えてモータ２を早く安定に指令位置に停
止させるように動作する。

第８図の各ブロツクをさらに詳しく説明する。
回転方向検出回路５の一例を第９図に示す。５１
はＤタイプのフリツプフロツプで、クロツク入力
５２には２相出力エンコーダ４の一方の回転信号
１０を、Ｄ入力５３にはエンコーダ４の他方の回
転信号１０′を加える。クロツク入力５２は立上
り時のエツジで動作するのでフリツプフロツプ５
１の出力１１は第１０図のようにエンコーダの２
相出力の回転信号１０′が一方の回転信号１０よ
り進んでいる場合はクロツク信号となる信号１０
の立上り時にはＤ入力信号である信号１０′は常
にハイレベルとなる。またエンコーダ４の回転方
向が変つて、２相出力の信号１０′が信号１０よ
り遅れた場合は第１０図(イ)領域のようにクロツク
入力である信号１０の立上り時はＤ入力である信
号１０′がロウレベルにあつてフリツプフロツプ
５１の出力１１はロウレベルとなる。以上のよう
にして回転方向検出回路５によつて回転方向を検
出できる。

次に移動量検出回路６を第１１図に詳しく説明
する。こ回路はアツプ・ダウン・カウンタ６１と
ラツチ回路６２で構成されている。アツプ・ダウ
ン・カウンタのクロツク入力として回転信号１０
を、アツプ・ダウン制御入力として回転方向信号
１１を用いる。カウンタ出力P₀〜P_oはラツチ回
路６２の入力に接続し、ラツチ回路６２の出力を
移動量信号１２として取出す。またラツチ回路６
２のストローブ端子にはストローブ信号６３を入
力してラツチを行なう。またカウンタ６１および
ラツチ回路６２にはリセツト入力６４が入力され
ている。この動作は第１２図のタイムチヤートに
示すように、クロツク入力の回転信号１０をカウ
ンタでカウントするが、モータ２が正回転で回転
方向信号１１がハイレベルの間はアツプカウンタ
としてカウントアツプし、カウンタ６１の出力は
P₀〜P₂のように変わる。しかしモータ２の回転
が逆転した場合は回転方向信号１１が(イ)領域のよ
うにロウレベルとなつてカウンタ６１はダウンカ
ウントを始める。所定時間ごとにストローブ信号
６３をラツチ回路６２に加えてカウンタ６１の内
容をラツチして移動量信号１２を常に新しい値に
しておく。新しく停止位置指令信号１８が入力さ
れた時点でカウンタ６１およびラツチ回路６２は
リセツト信号６４によつてリセツトされる。

速度検出回路７は第１３図に示すようにカウン
タ７１とラツチ回路７２によつて構成される。カ
ウンタ７１のクロツク入力にはエンコーダ４から
の回転信号１０が入力され、カウンタ７１のイネ
ーブル端子には一定時間のイネーブル信号７３お
よびリセツト端子にはリセツト信号７４が入力さ
れている。カウンタ７１の出力S₀〜S_oはラツチ回
路７２の入力に入つており、ラツチ回路７２の出
力が速度信号１３として外部に取り出される。ラ
ツチ回路７２にはストローブ信号７５が入力され
ている。この回路の動作は第１４図のタイムチヤ
ートに示すようにカウンタ７１はイネーブル信号
７３が入力しているとき回転信号１０をカウント
し、出力S₀〜S_oに信号を出力する。次にストロー
ブ信号７５により、カウンタ７１の出力S₀〜S_oの
内容をラツチ回路７２でラツチする。次の瞬間リ
セツト信号７４によりカウンタ７１をリセツトし
次の動作にそなえる。したがつてある一定時間の
ストローブ信号７３の間の回転信号１０を計数し
てモータの速度に比例した値が速度信号１３とし
て得られる。

トライブ回路８は第１５図のようにインバータ
ゲート８１とアンドゲート８２，８３より構成さ
れている。デユーテイ信号１４はアンドゲート８
２，８３の１入力に接続し、アンドゲート８２の
他入力には正逆転信号１５を入力し、アンドゲー
ト８３の他入力にはインバータゲート８１を通し
て正逆転信号８１を入力するように接続してあ
る。このように構成すると第１６図のようなデユ
ーテイ信号１４および正逆転信号１５が入力され
ると、アンドゲート８２の出力には、正逆転信号
１５がハイレベル時のみデユーテイ信号１４が表
われ、正回転出力１６となる。またアンドゲート
８３の出力には正逆転信号１５がロウレベル時の
みデユーテイ信号１４が表われ、逆回転出力１７
となる。

マイクロコンピユータ回路（MCと略す）９は
中央処理装置、RAM、ROM、入出力回路等に
より構成されROM内に記録されたプログラムに
よつて動作する。第１７図にこの動作機能のブロ
ツクを示す。外部装置から停止位置指令信号１
８、設定最高速度指令信号１９を入出力部を介し
て読み込み、これと現在の移動量信号（位置信
号）１２とを比較し、それに応じた速度予定値
ω_xを計算する。次に現在の速度信号１３を読み
込み速度予定値ω_xとの差に対応したデユーテイ
を計算し、デユーテイ信号１４を出力する。ま
た、回転方向信号１１を読み込み、停止位置指令
信号１８、移動量信号１２等により回転すべき方
向を判断し正逆転信号１５を出力する。

全体の動作を第１８図のフローチヤートで説明
する。プログラムがスタートすると外部装置より
与えられる設定最高速度ω₁および停止位置指令
値θ₀を第８図の指令信号１９，１８より読み込
む。次に指定されたモータ２のトルクT_Mとモー
タ２の慣性J_Mによつて加速度α₁を計算し、これを
もとに外部からの設定最高速度ω₁に達してから
減速し停止するまでに要する最小の停止移動量θ_c
を計算する。この停止移動量θ_cは無負荷時の値で
あるが、実際は負荷が加わるので実質最小値θ_cと
なる。この停止移動量θ_cと停止指令位置θ₀を比較
しθ₀がθ_cより小さければ設定最高回転速度ω₁に達
しないで減速を開始しなければ前項で述べたハン
チングの少ない減速ができなくなる。そこでθ₀≦
θ_cの場合加速時の処理を変える。

そして、θ₀＞θ_cの場合、第８図の信号１１，１
２，１３より回転方向R_w、移動量θ、速度ωを
読み込んで、これらより速度指令ω_N、デユーテ
イD_t、正逆転R₀を計算し、それぞれ第８図の信
号１４，１５として出力する。

移動量θが減速特性を測定するための基準角θ_c
（減速開始位置に相当）になつたかどうか判定し、
達していなければそのまま次に進み、達していれ
ばその時の速度信号ω_cと時間t_cを記憶（メモリ）
しておく。後にこのω_cとt_cとから加速度α₁＝ω_c／
t_cを計算する。次に速度信号ωと最高速度指令ω₁
とを比較し、最高速度指令ω₁に達していなけれ
ばもとの速度ω、移動量θ、回転方向R_wの読み
込みに戻つて上記をくり返す。最高速度指令ω₁
に達していれば前に記録したメモリよりω_c、t_cを
読み出し、α₁＝ω_c／t_cを計算し加速度α₁を求め、
さらに移動量とからω_x＝Ｋ√₁・_dにより減速
パターンを計算し、記憶する。ここで加速運転は
終り次に定速運転に入る。定速運転では速度信号
ωを読み込んで設定最高速度ω₁に等しいかどう
かを比較し、等しい場合には次に進むが等しくな
い場合にはデユーテイD_tと正逆転R₀の計算を行
なつてD_t、R₀を出力し定速運転制御を行なう。

次に移動量θを読み込み、残りの移動量θ_dにお
ける速度予定値ω_xが設定最高速度ω₁まで低下し
たかどうかを比較する。ω_x＞ω₁であれば定速運
転制御を続け、ω_x≦ω₁となれば減速運転に入る。

もしθ₀＜θ_cであれば前回のω_c、t_cから減速パタ
ーンω_x＝Ｋ√₁・_dを使用し、速度ω、移動量
θ、回転方向R_wを読み込み、duty、R₀の計算を
し、次いでduty、R₀を出力して加速運転制御を
行なう。次に移動量θを読み込み速度予定値ω_x
と回転速度ωを比較し、ω_x＞ωであれば加速運
転制御を続け、ω_x≦ωであれば減速運転制御に
入る。

減速運転制御は、減速パターンを読み出し移動
量θに応じて速度予定値ω_xとするためのデユー
テイD_tと正逆信号R₀を計算し、これらを出力す
ることによつて行なわれる。そして残りの移動量
θ_dが停止状態に入るに十分に量θ_tに達したかどう
かを判定し、達していなければ減速運転をくり返
すが達していれば停止のルーチンに入つてモータ
を停止する。

このように加速運転時のデータをもとに減速運
転制御時の最適減速パターンを計算してモータへ
の給電を制御すれば、モータや負荷の変更あるい
は温度の変化によるモータトルクや負荷トルクの
変動に対して常に最適な減速制御を行ないスムー
ズな位置決め制御が可能となる。また指令された
移動量が少なく加速運転時に最適減速パターンを
計算すべきデータが得られない場合でも前回のデ
ータをもとに最適減速パターンを算出するように
したので、同様な位置決め制御が可能となる。

上記実施例は、加速時のデータを記憶する基準
を一定の移動量θ_cとして速度ω_cと時間t_cを記憶し
たが、一定時間t_cを基準として速度ω_cと移動量θ_c
を記憶し、これをもとに減速パターンを計算して
も同様な効果が得られる。

以上のように本発明によれば、加速運転時のデ
ータをもとに減速時の速度予定値を算出してモー
タを制御することにより、常に最適な減速制御を
行なつてスムーズな位置決め制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃは位置決め制御特性図で、ａは速
度特性図、ｂはモータ電流特性図、ｃは移動量特
性図である。第２図ａ〜ｃは本発明になる位置決
め制御特性図で、ａは速度特性図、ｂはモータ電
流特性図、ｃは移動量特性図である。第３図、第
４図はそれぞれ加速度測定図である。第５図ａ，
ｂは減速制御特性図で、ａは速度特性図、ｂは移
動量特性図である。第６図は減速パターンを示す
特性図、第７図ａ〜ｃは位置決め制御パターンを
示す特性図である。第８図は制御回路の全体ブロ
ツク図、第９図は回転方向検出回路図、第１０図
はその動作タイムチヤート、第１１図は移動量検
出回路図、第１２図はその動作タイムチヤート、
第１３図は速度検出回路図、第１４図はその動作
タイムチヤート、第１５図はドライブ回路図、第
１６図はその動作タイムチヤート、第１７図はマ
イクロコンピユータ回路の機能ブロツク図、第１
８図はその動作フローチヤートである。 １……電源、２……モータ、４……エンコー
ダ、６……移動量検出回路、７……速度検出回
路、８……ドライブ回路、９……マイクロコンピ
ユータ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モータに連結された負荷を任意の停止位置ま
   で移動するための前記モータの運転制御方法にお
   いて、モータ起動時にモータの加速度α₁をモータ
   トルクT_Mと慣性モーメントＪに起因して単位時
   間での速度変化あるいは単位速度に達するまでの
   時間により検出しておき、停止位置までの残りの
   移動量をθ_dとして速度予定値ωxをωx＝Ｋ√₁・
   θ_d（但しＫはモータトルクT_Mと負荷トルクT_Lに
   基づく定数）に従つて算出し、この値ωxを減速
   時の前記モータの速度制御指令とすることを特徴
   とするモータの運転制御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記速度予
   定値ωxがモータが取付けられる装置により選択
   して設定できる設定最高速度ω₁より大きいとき
   は設定最高速度ω₁を速度制御指令とし、速度予
   定値ωxが設定最高速度ω₁より小さいときはωxを
   速度制御指令とすることを特徴とするモータの運
   転制御方法。