JPH03173382A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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！＋ｒ＋制御装置に関し、特に、指
令速度と検出速度との速度差に基づく速度差制御値と、
速度指令信号と速度検出信号との位相差に基づく位相差
制御値とに基づいて、モータ回転速度が指令速度に等し
くなるように、モータをフィードバック制御するモータ
制御装置に関する。

〈発明の背景〉 モータ制御装置として、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号に
よって制御するようにしたものがある。

このようなモータ制御装置は、たとえば複写機等の原稿
読取装置における光学系駆動用のＤＣサーボモータ制御
装置に採用されている。

光学系駆動用のサーボモータ制御装置においては、特に
、光学系の移動に伴ない摩擦抵抗等か変化してモータ負
荷が変動しても、追従性よくサーボモータを一定速度に
保ち、光学系を一定速度で移動させる必要がある。

従来は、サーボモータを一定速度に保つために、指令速
度と検出速度との速度差に比例した電圧によってＰＷＭ
信号を得る比例制御が行われていた。

ところが、従来の比例制御では、検出速度から指令速度
までモータ速度を増加させる場合の加速度が、指令速度
の大小によって変わり、指令速度が大きい程加速度が小
さく、指令速度に達するまでの時間が長くなり、追従性
が良くないという欠点があった。

より具体的に説明をする。

モータに電圧Ｖを加えた時の運動方程式は、股に、次式
で表される。

ＲａＧＤ２．堕！−＋ＫＥ、ｎ ３７５ＫＴ　　ｄｔ −Ｖ−Ｒａ　　（１０＋Ｔｅ　Ｌ　／Ｋｖ　）但し、 Ｒａ：アマチュア抵抗ＣΩ］ ＫＴ　：　）ルク定数［ｋｇｌｌハ］ ＫＥ：誘起電圧定数［Ｖ／ｒｐｍ］ ＩＯ：無負荷電流［Ａ］ ・・　（１） ＧＤ２　：負荷とモータによる慣性モーメント［ｋｇ　
ｔａ２］ ＴＢＬ：ＪＦＪ動負荷［ｋｇｆｆｉ］ ｎ：回転速度［ｒｐｍ］ である。

これをｎについて解くと、ｔ−０でｎ−Ｎｐならば、 。−Ｖ−Ｒａ　（１０ ＫＥ ＋ＴＢＬ／ＫＴ） また、 ｄｎ　　　３７５ＫＴ ｄｔ　　　ＲａＧＤ２ ＫＥ ＲａＧＤ” となる。

この式より、サンプリングした速度がＮの時に、電圧Ｖ
を加えた時間の加速度ａは、 Ｎｐ”ｗＮ、ｔ−０を代入することにより、ＲａＧＤ２ ・・　（４） で与えられる。

ところで、指令速度をＮｏ、サンプリングした速度をＮ
、その差をΔＮとした場合、通常の比例制御によって、 Ｖ−にΔＮ−Ｋ　（Ｎｏ−Ｎ） を印加した場合の加速度ａは、 Ｖ−にΔＮ、Ｎ−Ｎｏ−ΔＮを式（４）に代入すること
により求められ、次式で表される。

ａ　　３７５ＫｙＫ＋： ＲａＧＤ” −（ＮＯ−ΔＮ）１ 一３７５ＫＴＫＥ ＲａＧＤ” ｘ　　（（Ｋ／　ＫＥ　＋　１　）　　ΔＮ−Ｎ。

Ｒ−！−（１０＋Ｔｅ　Ｌ　／ＫＴ　））　　　−（５
）ＫＥ この式より、ΔＮが同じ値であっても、指令速度Ｎｏが
大きければ加速度ａが小さく、Ｎｏが小さいとａが大き
くなってしまうことがわかる。

そこで、本出願人は、指令速度と検出速度との速度差を
求めるとともに、指令速度と検出速度との位相差を求め
、速度差による制御値を位相差による制御値によって補
正することにより、追従性よくモータを制御できる装置
を開発した。

この装置によると、サーボモータの回転速度を指令速度
に追従させるためにサーボモータに出力すべき電圧ｖＯ
は、速度差ΔＮによる制御電圧をＶｌ、位相差ＰＨＤＴ
による制御電圧をｖ２とすると、次式で表される。

ＶＱ−Ｖ１＋Ｖ２ 位相差ＰＨＤＴによる制御電圧ｖ２は、予め定められた
制御電圧ｖ２の最大値をＶ２ＩＩ＋ａｘとすると、たと
えば、次のようにして求められる。

（ａ）位相差が１周期より小さい場合 （−１＜ＰＨＤＴ＜＋１） Ｖ２−Ｖ２ｍａｘ　・ＰＨＤＴ （ｂ）位相差が１周期以上でありかつ速度検出信号の位
相が速度指令信号の位相より進んでいる場合 （ＰＨＤＴ≦−１） ｖ２−−ｖ２ｍａｘ （ｃ）位相差が１周期以上でありかつ速度検８信号の位
相が速度指令信号の位相より遅れている場合 （ＰＨＤＴ≧＋１） Ｖ２−＋ｖ２１ａＸ 〈発明が解決しようとする課題〉 本出願人か開発した上記装置では、制御電圧Ｖ２を求め
るために用いられる関係式、すなわち位相差ＰＨＤＴと
制御電圧■２との関係式は、速度制御開始直後の速度立
上り時においても、定常時においても、同じ関係式が用
いられていた。

従って、定常時において速度の追従性がよく、かつモー
タが脱調しないように、位参口差ＰＨＤＴと制御電圧ｖ
２との関係を、位ｔｎ差ＰＨＤＴに対して制御電圧ｖ２
が比較的大きくなるように設定すると、立上り時におい
ては、モータ回転速度が指令速度よりもかなり高い速度
まで上昇し定常状態に入る前に回転速度に発振が生じや
すい。

一方、立上り時にモータ回転速度が指令速度よりもかな
り高い速度まで上昇してしまう事態が生しるのを防止す
るために、位相差ＰＨＤＴと制御電圧■２との関係を、
位相差ＰＨＤＴに対して制御電圧■２が比較的小さくな
るように設定すると、定常時における速度の追従性が優
れず、モータか脱調しやすくなる。

それゆえこの発明は、立上り時にモータ回転速度が指令
速度よりもかなり高い速度まで上昇してしまうのを防止
できるとともに、定常時における速度追従性が優れ、モ
ータが脱調しないように制御する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。

く課題を解決するための手段〉 この発明によるモータ制御装置は、指令速度と検出速度
との速度差に基づく速度差制御値と、速度指令信号と速
度検出信号との位相差に基づく位相差制御値とに基づい
て、モータ回転速度が指令速度に等しくなるようにモー
タを制御するモータ制御装置であって、制御開始後、モ
ータ回転速度が立上って定常状態になったことを検出す
る手段、および、定常状態になったことが検出された時
に、位相差制御値を求めるために用いられる位相差と制
御値との関係を、立上り時におけるこれらの関係に較べ
て、位相差に対して制御値が小さくなるように変更する
手段を備えていることを特徴とする。

〈作用〉 制御開始後、モータ回転速度が立上って定常状態になっ
たことが検出されると、位相差制御値を求めるために用
いられる位相差と制御値との関係が、立上り時における
これらの関係に較べて、位相差に対して制御値が小さく
なるように変更される。

〈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する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１１■成例を示すブロック図である
。この制御回路では、ＤＣサーボモータへの印加電圧と
してＰ　ＷＭ　（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌ
ａｉｉｏｎ）信号が使用されている。

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１
７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。ロークリエンコーダ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Ｂｔ口の速度検
出パルス（速度検出信号）が出力され、サーボモータ１
０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。

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。エンコーダ信号人力部１３の出力は制御部１４へ
与えられる。

制御部１４は、ＣＰＵ、プログラムなどを記憶するＲＯ
Ｍ、必要なデータを記憶するＲＡＭなどを備えており、
指令速度と検出速度との差の算出処理、速度指令信号と
速度検出信号との位相差の算出処理、サーボモータ１０
を制御するためのＰＷＭデータの算出処理などを行う。

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。

制御部１４は、各人力信号に基づいて演算処理を実行し
、ＰＷＭデータを算出してＰＷＭユニット１６へ与える
と共に、前述したドライバ部１１ヘドライバ部駆動信号
を与える。

ＰＷＭユニット１６は、制御部１４から与えられるＰＷ
Ｍデータに応じたパルス幅（出力デユーティ）のＰＷＭ
信号を発生するためのユニットである。ＰＷＭユニット
１６から出力されるｐｗｈｉ信号によってす：ボモータ
１０の回転速度が制御される。また、ドライバ部駆動信
号は、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。

ところで、サーボモータ１０を所望の指令速度で回転さ
せるためには、前提として、サーボモータ１０の回転速
度を正確に検出する必要がある。

そこで、この制御回路では、エンコーダ信号入力部１３
の構成を第２図のようにし、かつ制御部１４による信号
読出しを工夫して、正確な速度検出が行えるようにされ
ている。

第２図を参照して説明すると、エンコーダ信号人力部１
３は、ロークリエンコーダ１２から送られてくるＡ相の
速度検出パルスの立上りを検出する立上り検出回路１３
１、基準クロックをアップカウントするたとえば１６ビ
ツ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を備えている。

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、
基準クロック発生回路を設けてもよい。

エンコーダ信号入力部１３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を備えて
いる。アップダウン検出部１３５は、立上り検出回路１
３１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１３
６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、回転パルスが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
トされる基準パルス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。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　　［Ｈ４Ｆ、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相の回
転パルス数をＣ［ｐｐｒ］、今回のサンプルタイミング
時のキャプチャレジスタ１３１の内容をＣＰＴ、　、前
回のサンプルタイミング時のキャプチャレジスタ１３１
の内容をＣＰＴｆｉ、、１とすると、・・・　（６） で算出することができる。

ここで、式（６）は、基準クロック周波数ｆと回転パル
ス数Ｃとが定数であるから、 Ｎ−ｎ　Ａ　　　　　−ｎ八　・・・（７）ＣＰＴ、−
ＣＰＴ、、　　Ｘ 但し、Ａ：Ｌ−×６０ Ｘ　：　　ＣＰＴ、、−ＣＰＴ。

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Δ
ｔごとに読出して回転数Ｎを算出するための回転数検出
処理手順を示している。

なお、サンプル時間Δｔは、 Δｔ≧Ｘ＝ＣＰＴ、−ＣＰＴｎ−＋　−（８）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、内部タイマが一定のサンプル時間Δｔ
に達するごとに（ステップＳ１）、タイマがリセットさ
れ（ステップＳ２）、キャプチャレジスタ１３４および
アップダウンカウンタ１３６の内容が読出される（ステ
ップＳ３）。

そして、今回読出されたキャプチャレジスタ１３４のカ
ウント数ＣＰＴ、から、すでに記憶されている前回読出
されたキャプチャレジスタ１３４のカウント数ＣＰＴｎ
、を減じることにより、１サンプル時間Δを内の基準ク
ロック数Ｘが求められた後、ＣＰＴ、、が記憶される（
ステップＳ４）。

また、今回読出されたアップダウンカウンタ１３６のカ
ウント数ＵＤＣ，から、すでに記憶されている前回読出
されたアップダウンカウンタ１３６のカウント数Ｕ　Ｄ
　Ｃｎ−１を減じることにより、１サンプル時間Δを内
の回転パルス数ｎが求められた後、ＵＤＣ，が記憶され
る（ステップＳ５）。

その後、上述した式（７）に基づいて、サーボモータ１
０の回転数Ｎが求められる（ステップＳ６）。

次に、速度指令信号人力部１５について詳しく説明をす
る。

第４図は、速度指令信号人力部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を備えている。

フリーランニングカウンタ１５２は、たとえば１６ビツ
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
答して更新されて行く。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ＮＯ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。

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。

第５図は、制御部１４による速度指令クロックと速度検
出パルスとの位相差算出処理手順を示している。

まず、エンコーダ信号人力部１３の立上り検出回路１３
１によって速度検出パルスの立上りが検出されると（ス
テップ５ｌｌ）、フリーランニングカウンタ１３３゛の
カウント値が読込まれ、その値が位相比較値ＰＤＴ、と
じて記憶される（ステップ５１２）。フリーランニング
カウンタ１３３は、モータ制御開始時から基準クロック
のカウントを開始しているので、位相比較値ＰＤＴ、の
値は、モータ制御開始時から今回のパルス立上り検出時
点までの時間に応じた値となる。

次に、位を目基準値ＰＰ１．が、次式により計算されか
つ記憶される（ステップ８１３）。

ＰＰ　ｌ１ｌ＝ＰＰ　Ｌ−ｕ　＋ＳＰＤ　　　・・・（
９）ここで、 Ｐ　Ｐ　Ｉ　＋−−＋、’前回記憶された位相基準値Ｓ
ＰＤ　　　　：速度指令クロック１周期間の基準クロッ
ク数ＳＰＤ　（ＳＰＤは 固定値である。） である。

たたし、Ｐ　Ｐ　Ｉ　（−１＋の初期値は、零であるた
め、上記ステップＳｌｌで、モータ制御開始後第１回目
の速度検出パルスの立上りが検出されたときに対応する
位相基準値ＰＰＩ、の値は、ＳＰＤとなる。

この後、位相差ＰＨＤＴが次式により算出されかつ記憶
される（ステップ５１４）。

ＰＨＤ、ＰＰ１．−ＰＤＴ”　　・・・（１０）ＳＰＤ そして、以上の処理が繰返される。すなわち、速度検出
パルスの立上りが検出されるごとに（ステップ５ｌｌ）
、フリーランニングカウンタ１３３のカウント値の読込
みおよび位相比較値ＰＤＴ６の更新（ステップ５１２）
、位相基準値ＰＰＩ。の計算および更新（ステップ８１
３）ならびに位ｔＤ差ＰＨＤＴの算出（ステップ５１４
）が繰返し行われる。

モータ制御開始後、ステップＳｌｌで、第２回目の速度
検出パルスの立上りが検出されたときには、ステップ３
１３で算出される位相基準値ＰＰｌ７の値は２ＳＰＤと
なり、第３回目の速度検出パルスの立上りが検出された
ときには３ＳＰＤとなる。つまり、ステップＳ１３で算
出される位相基準値ＰＰＩｆｉの値は、モータ制御開始
時から今回の速度検出パルス立上り時点までの間に出力
された速度検出パルス総数とＳＰＤとの積値になる。

ＳＰＤは、速度指令クロックの周期に応じた固定値であ
るから、ステップ５１３で算出される位相基準値ｐｐｌ
ａは、モータ制御開始時から今回立上りが検出された速
度検出パルスに対応する速度指令クロックの立上がり時
点までの時間に応じた値となる。

そして、モータ制御開始時から今回の速度検出パルスの
立上り検出時点までの時間に応じた値（位相比較値ＰＤ
Ｔｎ）と、モータ制御開始時から今回立上りが検出され
た速度検出パルスに対応する速度指令クロックの立上が
り時点までの時間に応じた値（位相基準値ＰＰＩ、）と
の差を、速度指令クロックの周期に応じた値（ＳＰＤ）
で除することにより、位相差ＰＨＤＴが求められている
。よって、速度指令クロックと速度検出パルスとの位相
差が、速度指令クロックの１周期以上である場合でも、
その位相差ＰＨＤＴが正確に検出される。

次に、制御部１４から出力されるＰＷＭデータの算出方
法について説明する。

サーボモータ１０の回転速度Ｎを指令速度ＮＯに追従さ
せるためにサーボモータ１０に出力すべき電圧ｖＯは、
速度差ΔＮ（−Ｎｏ−Ｎ）による制御電圧をＶｌ、位相
差ＰＨＤＴによる制御電圧をＶ２とすると、次式で表さ
れる。

Ｖｏ−ｖ　１　＋Ｖ２　　　　　　　　−（１１）位相
差ＰＨＤＴによる制御電圧Ｖ２は、予め定められた制御
電圧■２の最大値をＶ２ｍａｘとすると、次のようにし
て求められる。

（Ａ）速度制御開始時から定常時までの立上り時の場合 （ａ）位相差が３周期より小さい場合 （−３＜ＰＨＤＴ＜＋３） Ｖ２−　（Ｖ２ｍａｘ　／３）　・ＰＨＤＴ・・・　（
１２） （ｂ）位相差が３周期以上でありかつ速度検出信号の位
相が速度指令信号の位相より進んでいる場合 （ＰＨＤＴ≦−３） Ｖ２＝−Ｖ２ｍａｘ　　　　　　　　　・−（１３）（
Ｃ）位相差が３周期以上でありかつ速度検出信号の位相
が速度指令信号の位相より遅れている場合 （ＰＨＤＴ≧＋３） Ｖ２−＋Ｖ２ｍａｘ　　　　　　　　　　　　　＋・＋
　　（１４）従って、位相差ＰＨＤＴと、制御電圧■２
との関係は、第６図に示される関係になる。

（Ｂ）定常時の場合 （ａ）位相差が１周期より小さい場合 （−１＜ＰＨＤＴ＜＋ｌ） Ｖ２−Ｖ２ｍａｘ　−ＰＨＤＴ　　　　　−（１５）（
ｂ）位相差が１周期以上でありかつ速度検出信号の位相
が速度指令信号の位１目より進んでいる場合 （ＰＨＤＴ≦−１） Ｖ２−−Ｖ２ｍａｘ　　　　　　　　　−（１６）（ｃ
）位相差が１周期以上でありかつ速度検出信号の位相が
速度指令信号の位（目より遅れている場合 （ＰＨＤＴ≧＋１） Ｖ２−＋Ｖ２ｍａｘ　　　　　　　　　−（１７）従っ
て、位相差ＰＨＤＴと、制御電圧ｖ２との関係は、第７
図に示される関係になる。

モータ制御開始後、速度が立上って定常時になったか否
かの判別は、たとえば、検出速度の加速度があらかじめ
定められた所定値よりも小さくなったか否かによって行
われ、この判断結果に基づいて、制御電圧■２を求める
ために用いられる位相差ＰＨＤＴと制御電圧■２との関
係式が切り替えられる。

従って、モータ制御開始後、定常状態になるまでの立上
り時には、位ｉ目差ＰＨＤＴに対する制御電圧Ｖ２が比
較的小さくなり、定常時には、位ト［１差ＰＨＤＴに対
する制１ｌＩＩＩ電圧Ｖ２が比較的大きくなる。この結
果、立上り時にモータ回転速度が指令速度よりもかなり
高い速度まで上昇してしまうのを防止できるとともに定
常時に速度の追従性をよくでき、モータの税調を防止す
ることができる。

また、速度差ΔＮによる制御電圧Ｖ１は、次式％式％ ＋ＫＥＮ ３７５Ｋｔ　　　Δを 十Ｒａ　（ＩＯ＋ＴＢ　ｔ、　／ＫＴ　）　　　・”　
（１８）但し、 Ｒａ：アマチュア抵抗［Ω］ ＫＴ　：　）ルク定数［ｋｇ＋ａ／Ａ　］ＫＥ：誘起電
圧定数［Ｖ／ｒｐｍｌ ＩＯ＝無負荷電流［Ａ］ ＧＤ２　：負荷とモータによる慣性モーメント［ｋｇＩ
ｌ１２］ Ｔｌｌ？Ｌ：摺動負荷［ｋｇｍ　］ である。

制御部１４は、サーボモータ１０の回転速度Ｎを検出し
く第３図のステップＳ６）、指令速度ＮＯとの速度差Δ
Ｎを算出するごとに、または位相差ＰＨＤＴを算出（第
５図のステップ５１４）するごとに、上記式（１１）〜
（１８）に基づいて、ｖＯを算出して、これに応じたＰ
ＷＭデータを出力する。このＰＷＭデータは、ＰＷＭユ
ニット１６に送られ、ドライバ部１１を介して、サーボ
モータ１０が制御される。

第８図は、ＰＷＭユニット１６の具体的な構成例を示す
ブロック図であり、第９図はＰＷＭユニット１６の動作
を説明するためのタイミングチャートである。

ＰＷＭユニット１６には、セット信号発生部１６１と、
ＰＷＭデータレジスタ１６２と、ダウンカウンタ１６３
とＲＳフリップフロップ１６４とが備えられている。

セット信号発生部１６１は、一定の周期ごとにセット信
号を発生するものである。このセット信号発生部１６１
はたとえばリングカウンタで構成されており、一定数の
基準クロックを計数するごとにセット信号を発生するよ
うにされている。

ＰＷＭデータレジスタ１６２は、制御部１４から与えら
れるＰＷＭデータを保持するためのものである。制御部
１４から与えられるＰＷＭデータとは、前述した式（１
１）によって求められた電圧データである。すなわち、
式（１８）の電圧Ｖ１を位相差データＰＨＤＴによる制
御電圧ｖ２で補正した電圧ＶＯである。このＰＷＭデー
タは、ＰＷＭユニット１６から出力されるＰＷＭ出力信
号のデユーティを決めるのに用いられる。

ダウンカウンタ１６３は、ＰＷＭ基準クロック（この実
施例では、ＰＷＭ基準クロックは、エンコーダ信号入力
部１３や速度指令信号入力部１５で用いられる基準クロ
ックが共用されている。）が与えられごとにダウンカウ
ントをし、設定された数を計７１Ｐ１するとリセット信
号を出力するものである。

ＰＷＭユニット１６の動作は次のようになる。

セット信号発生部１６１からセット信号が出力されると
、ＰＷＭデータレジスタ１６２の内容、つまり制御部１
４から与えられたＰＷＭデータが、ダウンカウンタ１６
３にセットされ、また、セット信号によってフリップ７
０ツブ１６４がセットされる。従って、フリップフロッ
プ１６４の出力、つまりＰＷＭ信号はハイレベルとなる
。

次に、ダウンカウンタ１６３はＰＷＭ基準クロックに基
づいてダウンカウントを行い、設定されたカウント値が
「０」になると、フリップフロップ１６４ヘリセツト信
号を与える。よって、フリップフロップ１６４の出力は
ローレベルに反転する。

この結果、ＰＷＭユニット１６からは、ＰＷＭデータレ
ジスタ１６２で保持された値、つまり式（１１）で算出
された電圧データでデユーティが決められ、ＰＷＭ信号
が導出される。

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。

また、この発明は、ＰＷＭ信号以外で印加電圧を算出す
る場合にも適用できる。

〈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、立上り
時にモータ回転速度が指令速度よりもかなり高い速度ま
で上昇してしまうのを防止できるとともに、定常時には
１．速度追従性がすぐれ、モー夕が脱調しないようにす
ることができる。

【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、速度指令信号入力部の具体的な構成例を示す
ブロック図である。 第５図は、この発明の実施例における位相差検出処理手
順を表わすフローチャートである。 第６図は、速度立上り時に用いられる位相差ＰＨＤＴに
対する制御電圧Ｖ２の関係を表わすグラフである。 第７図は、定常時に用いられる位相差ＰＨＤＴに対する
制御電圧ｖ２の関係を表わすグラフである。 第８図は、ＰＷＭユニットの具体的な電気的構成を示す
ブロック図である。 第９図は、ＰＷＭユニットの動作を表わすタイミングチ
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・・・ＰＷＭユニット、を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、指令速度と検出速度との速度差に基づ く速度差制御値と、速度指令信号と速度 検出信号との位相差に基づく位相差制御 値とに基づいて、モータ回転速度が指令 速度に等しくなるように、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、 制御開始後、モータ回転速度が立上っ て定常状態になったことを検出する手段、 および、 定常状態になったことが検出された時 に、位相差制御値を求めるために用いら れる位相差と制御値との関係を、立上り 時におけるこれらの関係に較べて、位相 差に対して制御値が小さくなるように変 更する手段、 を備えているモータ制御装置。