JPH03198679A - Detecting device for arrival at steady range in motor controller - Google Patents
Detecting device for arrival at steady range in motor controllerInfo
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、モータ制御装置における定常域到達検出装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a steady state reaching detection device in a motor control device.
〈発明の背景〉
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(p・has
e−1oc、ke’、d Io−op)制御が公知であ
る。<Background of the Invention> PLL (p-has) is used as a control to maintain the motor at a constant speed after the motor reaches the steady state from the transient response range.
e-1oc, ke', dIo-op) control is known.
また、本出願人の先願に係るPWM(パルス幅変調)信
号による制御方法かある。この制御方法は、目標速度と
検出速度との速度差に比例した制御成分と、目標速度信
号と検出速度信号との位相差に比例した制御成分とに基
づいてPWM信号を得て、モータ速度を制御するもので
ある。There is also a control method using a PWM (Pulse Width Modulation) signal, which is related to an earlier application by the present applicant. This control method obtains a PWM signal based on a control component proportional to the speed difference between the target speed and the detected speed, and a control component proportional to the phase difference between the target speed signal and the detected speed signal, and controls the motor speed. It is something to control.
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。Each of the above-mentioned control methods is sufficiently effective as constant speed control after the motor reaches a steady state region.
〈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。<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the transient response region where the rotational speed of the motor is increased to a steady state region, proportional control is generally performed in which a voltage proportional to the speed difference between the target speed and the detected speed is applied to the motor. It will be done. Then, the detected speed is a predetermined percentage of the target speed,
For example, it may be determined that the motor rotation speed has reached a steady range by reaching within 95%, or an acceleration component may be calculated based on the previous detected speed and the current detected speed, and the motor rotation speed may be determined to be steady based on that value. It was determined that the area had been reached.
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)で速度か落着いてしま
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。However, in the method of determining that the motor rotation speed has reached a steady range when the detected speed has reached a predetermined percentage (for example, 95%) of the target speed, for example, if the load is larger than the set value, the motor rotation speed is lower than the target speed. In some cases, the speed stabilizes at a low speed (for example, 90% of the target speed), and it is not determined that the steady state has been reached for a long time.
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。Furthermore, in the method of calculating acceleration and determining whether it has reached a steady state based on that value, even in the transient response region, it may be determined that the acceleration component has become almost 0 due to noise, vibration, etc. There were cases where it was erroneously judged that the temperature had entered the steady state region.
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制御や本出願人の
考案した比例成分と位相差成分とに基づ<PWM信号に
よる制御に入ることができない。If it is determined that the rotational speed of the motor has not reached the steady range as in the former case, control using PWM signals is entered based on PLL control or the proportional component and phase difference component devised by the applicant. I can't.
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。In addition, as in the latter case, if it is determined that the stationary region has been reached even though it is in the transient response region due to an erroneous judgment, the PLL
Even if control is started, normal control cannot be performed.
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達したことが正確に検出できる
ことが必要である。Therefore, in the motor control device, it is necessary to be able to accurately detect when the motor rotation speed reaches the steady state range from the transient response range.
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
モータ回転速度が定常域に達したことを正確に検出でき
るモータ制御装置における定常域到達検出装置を提供す
ることを目的とする。This invention was made in view of the above circumstances, and
It is an object of the present invention to provide a steady-state region reaching detection device in a motor control device that can accurately detect when a motor rotation speed has reached a steady-state region.
く課題を解決するための手段〉
この発明は、モータ回転速度が指令速度に等しくなるよ
うに、モータをフィードバック制御するモータ制御装置
において、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記
憶エリアを有し、モータ回転速度に関するデータが算出
されるごとに、すでに記憶されているデータを順次1つ
ずつシフトし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、最新のデータが、記憶手
段に記憶されている複数回分のデータのうち、大小中央
に相当するデータに対して所定範囲内であるか否かを判
別する第1判別手段、第1判別手段によって、最新のデ
ータは大小中央に相当するデータに対して所定範囲内で
あると判別されたときに、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
を算出する手段、および最大データと最小データとの差
が、予め定められた値以下か否かを判別し、差が予め定
められた値以下のときに、モータ回転速度が定常域に達
したと判定する第2判別手段を備えているモータ制御装
置における定常域到達検出装置である。Means for Solving the Problems> The present invention provides a motor control device that performs feedback control of a motor so that the motor rotation speed becomes equal to a command speed, a means for calculating data regarding the motor rotation speed at each predetermined timing; It has a storage area that can store data related to the motor rotation speed for a predetermined number of times in chronological order, and each time data related to the motor rotation speed is calculated, the already stored data is sequentially shifted one by one, and the current data is shifted one by one. A storage means for storing the calculated data in the latest data storage area, and whether the latest data is within a predetermined range with respect to data corresponding to the center of the magnitude among the plurality of data stored in the storage means. When the first determining means determines that the latest data is within a predetermined range with respect to the data corresponding to the center of the magnitude, the data for the plurality of times stored in the storage means are A means for calculating the difference between the maximum data and the minimum data of the data, and determining whether the difference between the maximum data and the minimum data is less than or equal to a predetermined value, and determining whether the difference is less than or equal to the predetermined value. The present invention is a steady-state region reaching detection device in a motor control device, which includes a second determining means that sometimes determines that the motor rotational speed has reached a steady-state region.
く作用〉
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。Function> Data regarding the motor rotation speed is calculated at each predetermined timing.
モータ回転速度に関するデータが算出されると、記憶手
段にすでに記憶されている過去所定回数分のデータが順
次1つずつシフトされかつ今回算出されたデータが最新
データ記憶エリアに記憶される。When the data regarding the motor rotational speed is calculated, the data for a predetermined number of times in the past already stored in the storage means are sequentially shifted one by one, and the data calculated this time is stored in the latest data storage area.
次に、最新のデータが、記憶手段に記憶されている過去
所定回数のデータのうち大小中央に相当するデータに対
して所定範囲内であるか否かが判別される。Next, it is determined whether the latest data is within a predetermined range with respect to data corresponding to the middle of the data stored a predetermined number of times in the past stored in the storage means.
最新のデータが、大小中央に相当するデータに対して所
定範囲内であると判別されると、記憶手段に記憶されて
いる所定回数のデータのうちの最大データと最小データ
との差が算出される。When it is determined that the latest data is within a predetermined range with respect to the data corresponding to the center of magnitude, the difference between the maximum data and the minimum data among the data stored in the storage means for a predetermined number of times is calculated. Ru.
そして、最大データと最小データとの差が、予め定めら
れた値以下か否かが判別され、その差が予め定められた
値以下のときに、モータ回転速度が定常域に達したと判
定される。Then, it is determined whether the difference between the maximum data and the minimum data is less than or equal to a predetermined value, and when the difference is less than or equal to the predetermined value, it is determined that the motor rotation speed has reached a steady range. Ru.
〈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。<Embodiment> An embodiment of the present invention will be described below, taking as an example a case where the present invention is applied to a control circuit of a DC servo motor for driving an optical system (illumination unit and reflection mirror) of a copying machine.
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。こ
の制御回路では、DCサーボモータへの印加電圧として
PWM(pulse width modulatio
n)信号が使用されている。FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a control circuit for a DC servo motor for driving an optical system of a copying machine. This control circuit uses PWM (pulse width modulation) as the voltage applied to the DC servo motor.
n) signals are used.
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。This DC servo motor 10 is of a permanent magnet field type, and is rotationally driven by a driver section 11.
Move 7.
サーボモータ10の回転軸にはロークリエンコーダ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
実施例のロークリエンコーダ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]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。A rotary encoder 12 is installed on the rotating shaft of the servo motor 10.
are connected. As is already well known, the low rotation encoder 12 outputs a speed detection pulse every time the servo motor 10 rotates by a predetermined minute angle. The low-return encoder 12 of this embodiment outputs A-phase and B-phase speed detection pulses (speed detection signals) that have the same period and are out of phase by 90 degrees, and when the servo motor 0 rotates once, , for each phase, for example, 200 speed detection pulses are output.
ロークリエンコーダ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。The speed detection pulse output from the low-resolution encoder 12 is given to the encoder signal input section 13. The encoder signal input section 13 is a circuit for detecting the rotational speed of the servo motor 10 based on the speed detection pulse given from the rotary encoder 12, as will be described in detail later. The output of the encoder signal input section 13 is sent to the control section 14.
given to.
制御部14には、CPU、プログラムなとが記憶された
ROM、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、定常域
到達判別処理、速度指令信号と速度検出信号との位相差
の算出処理、サーボモーター0を制御するためのPWM
データの算出処理などを行う。The control unit 14 is equipped with a CPU, a ROM that stores programs, a RAM that stores necessary data, etc., and performs processing for calculating the difference between the commanded speed and the detected speed, processing for determining whether the speed has reached a steady state, and processing for determining whether the speed has reached a steady state. Calculation process of phase difference between command signal and speed detection signal, PWM for controlling servo motor 0
Performs data calculation processing, etc.
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。The control section 14 is given an operation command signal and a speed command signal (speed command clock) from a control section (not shown) of the main body of the copying machine. The speed command clock is signal-processed by the speed command signal input section 15 and then given to the control section 14 .
制御部14は、各入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。The control section 14 executes arithmetic processing based on each input signal, calculates PWM data, and provides it to the PWM unit 16, and also provides a driver section drive signal to the driver section 11 described above.
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PWM信号によってサーボモータ1
0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。The PWM unit 16 receives PW from the control unit 14.
PWM of pulse width (output duty) according to M data
This is a unit for generating signals. The servo motor 1 is activated by the PWM signal output from the PWM unit 16.
0 rotation speed is controlled. Further, the driver unit drive signal determines the rotation direction of the servo motor 10 and performs braking.
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。By the way, in order to rotate the servo motor 10 at a desired command speed, it is necessary to accurately detect the rotation speed of the servo motor 10 as a premise.
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、正確な速度検出か行えるようにされ
ている。Therefore, in this control circuit, the encoder signal input section 13
The configuration is as shown in FIG. 2, and the signal reading by the control section 14 is devised to enable accurate speed detection.
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には、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1
31、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0
131の立上り検出出力をキャプチャ信号とし、該キャ
プチャ信号をトリがとしてフリーランニングカウンタ1
33のカウント数を読取保持するキャプチャレジスタ1
34が備えられている。To explain with reference to FIG. 2, encoder signal human power section 1
3 includes a rise detection circuit 1 that detects the rise of the A-phase speed detection pulse sent from the low reencoder 12.
31, up-count the reference clock, e.g. 16
The free running counter 133 having a bit configuration and the rising edge detection output of the rising edge detection circuit 0 to 131 are used as a capture signal, and the captured signal is used as a trigger to generate the free running counter 1.
Capture register 1 that reads and holds the count number of 33
34 are provided.
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。The reference clock is a reference clock that serves as a reference for the operation timing of the entire circuit shown in FIG. 1, and when the circuit is composed of a microcomputer, a machine clock is used. Also, if there is no such reference clock,
A reference clock generation circuit may also be provided.
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1
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。The encoder signal input section 13 further includes an up/down detection section 135 and an up/down counter 136. The up-down detection unit 135 determines the level of the B-phase rotation pulse when the rise detection output of the A-phase speed detection pulse is given from the rise detection circuit 131,
Depending on whether the B-phase rotation pulse is at a high level or a low level, it is determined whether the servo motor 10 (FIG. 1) is rotating in the forward direction or in the reverse direction. The up/down counter 136 counts up or down the detection output of the rising edge detection circuit 131 based on the discrimination 1 output of the up/down detection section 135.
次に、第2図の回路の動作説明をする。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 2 will be explained.
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。The contents of the capture register 134 include the capture signal,
That is, it is updated every time the rising edge of the A-phase speed detection pulse is detected. In addition, up/down counter 13
6 counts the number of times the rising edge of the speed detection pulse is detected, in other words, the number of speed detection pulses.
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てカウン
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。Therefore, within a predetermined sampling time ΔT, if n rotation pulses are counted by the up-down counter 136 and the number of reference pulses counted by the free running counter 133 during that period is measured, the rotation speed is N can be calculated.
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相の回転パルス数を2
C[ppr]、今回のキャプチャレジスタ131の内容
をCPT、、前回のキャプチャレジスタ131の内容を
CPT、、前回のキャプチャレジスタ131の内容をC
PT、、、、、とすると、(1)
て算出することができる。In other words, the rotation speed N [rpm] of the servo motor 10 is determined by the frequency of the reference clock being f [Hz], and the number of A-phase rotation pulses output from the rotary encoder 12 when the servo motor 10 rotates once being 2 C [ ppr], the contents of the current capture register 131 are CPT, the contents of the previous capture register 131 are CPT, the contents of the previous capture register 131 are CPT
If PT is , , , then it can be calculated as (1).
ここで、式(1)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、
−
A
CPT、、−CPT。Here, in equation (1), since the reference clock frequency f and the number of rotational pulses C are constants, -A CPT, -CPT.
A (2) 但し、A:、!−X60 X : CPT、 CPTn−+となる。A (2) However, A:,! -X60 X: CPT, CPTn-+.
第3図は、制御部14がキャプチャレジスタ13
34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Nを算出するための回
転数検出処理手順を示している。FIG. 3 shows a rotation speed detection processing procedure in which the control unit 14 reads out the contents of the capture register 1334 and the up/down counter 136 at every sampling time Δt to calculate the rotation speed N.
サンプル時間Δtは、
Δt≧X=CPT、 CPT、l−+・・・(3)を
満足する適当な時間が設定されている。The sampling time Δt is set to an appropriate time that satisfies the following: Δt≧X=CPT, CPT, l−+ (3).
次に、第2図および第3図を参照して説明をする。Next, explanation will be given with reference to FIGS. 2 and 3.
制御部]4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の内容を読出す(ステップS
3)。[Control unit] 4 resets the timer every time the internal timer reaches a certain sampling time Δt (Step S1) (Step S2), and reads out the contents of the capture register 134 and the up/down counter 136 (Step S1).
3).
そして、今回読出したキャプチャレジスタ134のカウ
ント数CPT、から、すて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CPT□−1
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
・ツブS4)。Then, from the count number CPT of the capture register 134 read this time, the count number CPT□-1 of the capture register 134 read last time which is already stored is calculated.
After the reference clock number X within one sample time Δ is obtained by subtracting CPT, CPT is stored (step S4).
また、今回読出したアップダウンカウンタ134
6のカウント数UDC,から、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U
DC,−+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ゎが記憶され
る(ステップS5)。Also, from the count number UDC of the up-down counter 1346 read this time, the count number U of the up-down counter 136 read last time that has already been stored is calculated.
After the number n of rotational pulses within one sample time Δ is obtained by subtracting DC, -+, UDC2 is stored (step S5).
その後、上述した式(2)に基づいて、サーボモータ1
0の回転数Nか求められる(ステップS6)。Then, based on the above equation (2), the servo motor 1
The rotation speed N of 0 is determined (step S6).
次に、速度指令信号入力部15について詳しく説明をす
る。Next, the speed command signal input section 15 will be explained in detail.
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の出力パルスをアラ5
プカウントするためのアップカウンタ154か備えられ
ている。FIG. 4 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the speed command signal human power section 15. As shown in FIG. In the speed command signal input section 15,
A rise detection circuit 151 for detecting the rise of the speed command clock, a free running counter 152 for up-counting the reference clock, and a rise detection output of the rise detection circuit 151 are used as a capture signal, and the capture signal is used as a trigger to control the free running counter 152. A capture register 153 for reading and holding a count number and an up counter 154 for alarm counting the output pulses of the rising edge detection circuit 151 are provided.
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人力部13のフリ
ーランニングカウンタ133と共用してもよい。Free running counter 152 is, for example, a 16-bit counter. This free running counter 152 may be used in common with the free running counter 133 of the encoder signal human power section 13 described above.
この回路の動作は、次の通りである。The operation of this circuit is as follows.
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6
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。A speed command clock outputted from a control side microcomputer on the apparatus main body side, for example, a copying machine main body, is applied to a rise detection circuit 151, and the rise of the speed command clock is detected in the rise detection circuit 151. Since the output of the rising edge detection circuit 151 is given to the free running counter 152 as a capture signal, the contents of the capture register 153 are updated in response to the rising edge of the speed command clock. Therefore, if the contents of the capture register 153 are read out based on a certain rising detection signal, the contents of the capture register 153 are read out based on the next rising detection signal, and the difference is found, the free speed in one cycle of the speed command clock can be calculated. The count number of the running counter 152 can be measured. In other words, it is possible to obtain the rotation speed No. that corresponds to the command speed.
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。Note that in this embodiment, each time the contents of the capture register 153 are updated, the difference between the count number after the update and the count number before the update is calculated. , the same reading method as the count number reading of the capture register 153 in the encoder signal input section 13 is used.
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7
いる。That is, the control unit 14 reads the contents of the capture register 153 and the contents of the up counter 154 at every predetermined sampling time Δt, calculates the difference between the count number read this time and the count number read last time in the capture register 153, and calculates the difference between the count number read this time and the count number read last time in the capture register 153. By dividing the difference by the difference between the count number read this time and the count number read last time in the up counter, a more accurate number of reference clocks within one cycle of the speed command clock is determined.
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。FIG. 5 shows a procedure for calculating the phase difference between the speed command clock and the speed detection pulse by the control unit 14.
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511)、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PDTn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。First, the rising edge detection circuit 13 of the encoder signal human input section 13
1, when the rising edge of the speed detection pulse is detected (step 511), the count value of the free running counter 133 is read and the value is stored as the phase comparison value PDT (step 512). Since the free running counter 133 starts counting the reference clock from the start of motor control, the value of the phase comparison value PDTn is a value corresponding to the time from the start of motor control to the current pulse rise detection point. .
次に、位相基準値PPI、が、次式により計算されかつ
記憶される(ステップ813)。Next, the phase reference value PPI, is calculated and stored (step 813).
P P I、、=P P I (n−11+sp D
−(4)ここで、
PP I (fi−1) ’前回記憶された位相基準
値SPD :速度指令クロック1周期間の基8
準クロック数(SPDは固定値
である。)
である。P P I,,=P P I (n-11+sp D
-(4) Here, PPI (fi-1) 'previously stored phase reference value SPD: number of reference clocks during one period of the speed command clock (SPD is a fixed value).
ただし、P P I o−11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。However, since the initial value of PPI o-11 is zero, the phase reference value PPI corresponding to the first rising edge of the speed detection pulse after the start of motor control is detected in step Sll above. The value will be SPD.
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)。Thereafter, the phase difference PHDT is calculated using the following equation and stored (step 514).
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511)
、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PDT。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)ならびに位相差PHDTの算出(ステップ514)
が繰返し行われる。SPD Then, the above processing is repeated. That is, every time the rising edge of the speed detection pulse is detected (step 511)
, reading the count value of the free running counter 133 and the phase comparison value PDT. Update (step 512)
, phase reference value PPI. calculation and update (step 81
3) and calculation of phase difference PHDT (step 514)
is repeated.
9
モータ制御開始後、ステップSllて、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PP1、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813で算
出される位相基準値PPIn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。9 After the start of motor control, when the second rise of the speed detection pulse is detected at step Sll, step 3
The value of the phase reference value PP1 calculated in step 13 becomes 2SPD, and becomes 3SPD when the third rising edge of the speed detection pulse is detected. In other words, the value of the phase reference value PPIn calculated in step 813 is the product of SPD and the total number of speed detection pulses output from the start of motor control to the current rise of the speed detection pulse.
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813で算出される位相基準値PP
I、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。Since SPD is a fixed value depending on the period of the speed command clock, the phase reference value PP calculated in step 813
I is a value corresponding to the time from the start of motor control to the time of the rise of the speed command clock corresponding to the speed detection pulse whose rise was detected this time.
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
T、)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0
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PHD
Tが正確に検出される。Then, a value (phase comparison value PD
T, ) and the value corresponding to the time 0 (phase reference value PPI,) from the start of motor control to the rising point of the speed command clock corresponding to the speed detection pulse whose rising edge was detected this time is calculated as the speed command. The phase difference PHDT is obtained by dividing by a value (SPD) corresponding to the clock cycle. Therefore, even if the phase difference between the speed command clock and the speed detection pulse is one cycle or more of the speed command clock, the phase difference PHD
T is detected accurately.
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。Next, a method for calculating PWM data output from the control unit 14 will be explained.
サーボモータ10の回転速度Nを指令速度N。The rotation speed N of the servo motor 10 is the command speed N.
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、
次式で表わされる。The voltage VO that should be output to the servo motor 10 to make it follow
It is expressed by the following formula.
VO−V1+V2 −(6)位相差P
HDT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。VO−V1+V2 −(6) Phase difference P
The control voltage v2 by the HDT is determined as follows, assuming that the maximum value of the predetermined control voltage (2) is V2max.
(A)速度制御開始時から定常域までの立上り時の場合
1
(a)位相差が3周期より小さい場合
(−3<PHDT<+3)
V2= (V2nax /3) ・PHDT・・・
(7)
(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 ・(8)(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 −(9)従っ
て、位相差PHDTと、制御電圧v2との関係は、第6
図に示される関係になる。(A) Case 1 during the rise from the start of speed control to the steady state (a) When the phase difference is smaller than 3 cycles (-3<PHDT<+3) V2= (V2nax /3) ・PHDT...
(7) (b) When the phase difference is 3 cycles or more and the phase of the speed detection signal is ahead of the phase of the speed command signal (PHDT≦-3) V2--V2max (8) (C
) When the phase difference is 3 cycles or more and the phase of the speed detection signal lags the phase of the speed command signal (PHDT≧+3) V2−+V2max −(9) Therefore, the phase difference between the phase difference PHDT and the control voltage v2 Relationship is the 6th
The relationship shown in the figure is obtained.
(B)定常域の場合
(a)位相差が1周期よ7り小さい場合(−1<PHD
T<+1)
V2−V2max ΦPHDT −= (10
)2
(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 −(11)(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
速度指令信号の位相より遅れている場合
(PHDT≧+1)
V2−+V2max −(12)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。(B) In the case of steady region (a) When the phase difference is smaller than 7 periods (-1<PHD
T<+1) V2−V2max ΦPHDT −= (10
)2 (b) When the phase difference is one cycle or more and the phase of the speed detection signal is ahead of the phase of the speed command signal (PHDT≦-1) V2=-V2max - (11) (c
) When the phase difference is one cycle or more and the phase of the speed detection signal lags the phase of the speed command signal (PHDT≧+1) V2−+V2max −(12) Therefore, the phase difference between the phase difference PHDT and the control voltage v2 Relationship is the seventh
The relationship shown in the figure is obtained.
モータ制御開始後、速度が立上って定常域に達するまで
は、上式(7)〜(9)に基づいて■2が算出され、定
常域に達すると上式(10)〜(12)に基づいてv2
が算出される。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、位相差に対する制御電圧が比
較的低く、定常時には、位相差に対する制御電圧が比較
的高くなる。この結果、立上り時にモータ回転速度が3
指令速度よりもかなり速い速度まで上がってしまうのを
防止できるとともに、定常時に速度の追従性をよくでき
、サーボモータ10の脱調を防止することができる。After the start of motor control, until the speed rises and reaches the steady range, ■2 is calculated based on the above equations (7) to (9), and when the speed reaches the steady range, the above equations (10) to (12) are calculated. Based on v2
is calculated. Therefore, after the start of motor control, the control voltage for the phase difference is relatively low during the rise until the steady state is reached, and during the steady state, the control voltage for the phase difference is relatively high. As a result, it is possible to prevent the motor rotational speed from increasing to a speed considerably higher than the command speed at the time of startup, and it is possible to improve the followability of the speed at steady state and prevent the servo motor 10 from stepping out.
第8図は、速度が定常域に達したことを検出するための
制御部14による定常域到達検出処理を示し、第9図は
、こ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。FIG. 8 shows a steady state reaching detection process by the control unit 14 for detecting that the speed has reached a steady state, and FIG. 9 shows two types of memories M1 and M2 used for this process.
It shows.
第9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、
Elに今回(最新)の回転数データN、(nは自然数で
あり、回転数データが算出されるごとに、1. 2.
3゜・・・と増加していく。)が、E2に前回の回転数
データ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(11−3
1が、E5に4回前の回転数データN。−4,が、そ4
れぞれ記憶される。In FIG. 9, the memory M1 is for storing rotation speed data for five times in order from the newest one, and has an area for storing new rotation speed data to an area for storing old rotation speed data. Five storage areas E1 to E5 are provided in this order. That is,
The current (latest) rotation speed data N, (n is a natural number, and each time the rotation speed data is calculated, 1. 2.
It increases to 3°... ) is the previous rotation speed data N in E2. -1, is stored in E3 as the rotation speed data N(
n-2) is the rotation speed data N(11-3) from three times ago in E4.
1 is the rotation speed data N from 4 times ago in E5. -4, are stored respectively.
メモリM2は、メモリM1に記憶された5つの回転数デ
ータN0〜N(11−41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Ell〜E15を有している。The memory M2 is a memory for sorting, that is, rearranging the five rotational speed data N0 to N (11-41) stored in the memory M1 in ascending order, and has five storage areas Ell to E15.
メモリM1に記憶された5つの回転数データNゎ〜N(
。−4)がソーティングされた場合、メモリM2のエリ
アEllに、たとえば5つの回転数データN、〜N(。Five rotation speed data Nゎ~N(
. -4) is sorted, for example, five rotation speed data N, to 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
回転数データか記憶される。-4, the second largest one is stored in area E12, the third largest one is stored in area E13, the fourth largest one is stored in area E14, and the smallest one is stored in area E15. be done. Therefore, when sorting is performed, the area E13 stores only the rotation speed data corresponding to the center of the five rotation speed data stored in the memory M1.
なお、メモリM1およびM2は、5回分の回転数データ
記憶用とせず、3以上で、好ましくは奇数の任意の複数
個の回転数データ記憶用であればよい。Note that the memories M1 and M2 are not used to store rotation speed data for five rotations, but may be used to store any number of rotation speed data of three or more, preferably an odd number.
5
第8図に示す定常域到達検出処理は、たとえば第3図の
回転数検出処理のステップS6で、回転数Nが算出され
るごとに行われる。5. The steady-state region attainment detection process shown in FIG. 8 is performed each time the rotation speed N is calculated, for example in step S6 of the rotation speed detection process in FIG.
回転数N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N。−N(I+−4)がシフトされ
る(ステップ521)。この結果、それまでのデータN
7は前回の回転数データN。−1゜としてエリアE2に
、それまでのデータN(ffi−11は2回前の回転数
データN(I+−21としてエリアE3に、それまでの
データN。−2,は3回前の回転数データN。−3,と
してエリアE4に、それまでのデータNtn−31は4
回前の回転数データN(fi−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。−4
,(5回前の回転数データ)は記憶されなくなる。When the rotation speed N is calculated, five rotation speed data N are stored in the memory M1. -N(I+-4) is shifted (step 521). As a result, the previous data N
7 is the previous rotation speed data N. -1° is stored in area E2, and the previous data N (ffi-11 is the rotation speed data N two times before (I+-21 is stored in area E3, and the previous data N. -2, is the third rotation speed data N). The number data N.-3 is stored in area E4, and the previous data Ntn-31 is 4.
The previous rotation speed data N (fi-4) is stored in area E5 and is the oldest data N.-4.
, (rotation speed data from five times ago) will no longer be stored.
また、今回算出された最新の回転数データN。Also, the latest rotation speed data N calculated this time.
がエリアE1に記憶される(ステップ522)。is stored in area E1 (step 522).
次に、最新の回転数データN7を含むメモリM1に記憶
されている5つの速度データN。−N。Next, five speed data N stored in the memory M1 including the latest rotation speed data N7. -N.
4、がソーティングされ、メモリM2のエリアE6
11〜E15には、5つの回転数データNn〜N(n−
41が、大きい順に記憶される(ステップ523)。こ
の結果、エリアE13には、5つの回転数データN7〜
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N、」と呼ぶことにする)が記憶さ
れる。4 are sorted, and five rotation speed data Nn to N(n-
41 are stored in descending order (step 523). As a result, area E13 contains five rotation speed data N7 to
N. −4, rotation speed data corresponding to the center of magnitude (
This will be referred to as "central data N,") is stored.
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N1が、メモリM1のエリアE13に記憶
されている中央データN□と比較され、Noの一定範囲
内にあるか否かが判別される(ステップ524)。つま
り、最新の回転数データN。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。Next, the current rotational speed data N1 stored in area E1 of memory M1 is compared with the central data N□ stored in area E13 of memory M1, and it is determined whether or not it is within a certain range of No. It is determined (step 524). In other words, the latest rotation speed data N. It is determined whether or not is within the range shown by the following formula.
Nm (1−α)≦N、≦N、(1+β)・・・ (1
3)
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
別できる値である。Nm (1-α)≦N,≦N, (1+β)... (1
3) However, α and β are values by which it can be accurately determined by experiment or calculation that the preset motor rotation speed has reached a steady range.
つまり、このステップS24では、今回の回転数データ
N。が、今回および過去4回分の5つの7
データのうちの大小中央に相当するデータN□の一定範
囲内に入っているか否かが判別される。That is, in this step S24, the current rotation speed data N. It is determined whether or not the data is within a certain range of data N□ corresponding to the center of the size of the five 7 data of the current and past four times.
今回の回転数データNゎが上式(13)で示される範囲
内に入っていない場合には(ステップS24でNOの場
合)、速度変化、つまり加速度が比較的大きく、モータ
回転速度が未だ立上り状態であると判断され、位相差P
HDTに対する制御電圧■2の関係式の切換えは行われ
ることなく、今回の処理は終了される。If the current rotational speed data Nゎ is not within the range shown by the above equation (13) (NO in step S24), the speed change, that is, the acceleration is relatively large, and the motor rotational speed is still rising. state, and the phase difference P
The current process is ended without switching the relational expression of control voltage (2) for HDT.
今回の回転数データNnが上式(13)で示される範囲
内に入っている場合にはくステップS24でYES)、
速度変化、つまり加速度が比較的小さく、速度が定常域
に到達したと一応判断される(第1段階目の判定がされ
る。)。If the current rotational speed data Nn is within the range shown by the above formula (13) (YES in step S24),
The change in speed, that is, the acceleration, is relatively small, and it is tentatively determined that the speed has reached a steady range (the first stage of determination is made).
しかしながら、この様なやり方では、制御が開始されて
から定常域に達するまでの間に、速度検出信号に第12
A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。However, in this method, the speed detection signal is
When vibrations such as those indicated by symbol A in Figure A occur, it may be erroneously determined that the steady state region has been reached even though the steady state region has not been reached.
8
第12A図の振動Aを拡大して示す第12B図を参照し
て説明すると、時点1nで回転数データN。が算出され
ると、時点t。〜ttn−41の5回分のモータ回転速
度に関するデータ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N、、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
てしまうため、第1段階の判定において、定常域に達し
たと誤判定されてしまう。8 To explain with reference to FIG. 12B, which shows an enlarged view of the vibration A in FIG. 12A, rotation speed data N is obtained at time point 1n. is calculated, time t. Data N regarding the motor rotation speed for 5 times of ~ttn-41. -N(.-4, will be stored in the memory M1. Then, the latest data N, , will be the data corresponding to the middle of the magnitude among these data, so in the first stage determination, It is incorrectly determined that the steady state has been reached.
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、ステップS25の判別がされる。Therefore, in this embodiment, the determination in step S25 is made in order to prevent the above-mentioned erroneous determination.
ステップS25では、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Ellに記憶されている。)と最小データNm1n
(メモリM2のエリアE15に記憶されている。)
との差(Nmax −Nmjn )が、予め定められた
所定範囲W内か否かが判別される。In step S25, the maximum data Nmax (stored in area Ell of memory M2) and the minimum data Nm1n of the five data for the current time and the past four times are selected.
(It is stored in area E15 of memory M2.)
It is determined whether the difference (Nmax - Nmjn) is within a predetermined range W or not.
最大データN maxと最小データNl1inとの差(
Nmax −Nmin )が、所定範囲W内でなければ
、9
たとえば第12A図および第12B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、位相差PHDTに対する制御電圧V
2の関係式の切換は行われることなく、今回の処理は終
了される。Difference between maximum data N max and minimum data Nl1in (
If Nmax - Nmin ) is not within the predetermined range W, it is determined that the speed detection signal is only experiencing vibrations such as those shown in FIGS. 12A and 12B and has not reached a steady state, Control voltage V for phase difference PHDT
The current process is ended without switching the relational expression 2.
最大データN maxと最小データNrLlinとの差
(Nmax −Nmjn )が、所定範囲W内であれば
、上記ステップS24で速度が定常域に到達したとの判
断が、振動による誤判定でなかったと判定され、位相差
PHDTに対する制御電圧v2の関係式が、上式(10
)〜(12)で表わされるものに切換えられ(ステップ
526)、この処理は終了される。If the difference (Nmax - Nmjn) between the maximum data N max and the minimum data NrLlin is within the predetermined range W, it is determined that the determination that the speed has reached the steady range in step S24 is not an erroneous determination due to vibration. The relational expression of the control voltage v2 with respect to the phase difference PHDT is expressed by the above equation (10
) to (12) (step 526), and this process is ended.
この定常域到達検出処理では、今回および過去4回分の
5つのデータのうちの大小中央に相当するデータN、、
、の一定範囲内に、今回の回転数データN。が入ってい
るか否かが判定されることにより、モータ回転速度が定
常域に到達したか否かについての第1段階の判定がされ
るので、瞬間的な負荷変動、ノイズなどの影響で、速度
検出信号が0
−時的に大きく変化した場合でも、そのような影響を受
けた信号は比較判断に使われない。In this steady state reaching detection process, data N, which corresponds to the middle of the size of the five data for this time and the past four times, is...
The current rotational speed data N is within a certain range of . The first step is to determine whether or not the motor rotation speed has reached a steady range by determining whether or not the motor rotation speed is in the steady state. 0 - Even if the detected signal changes significantly over time, the signal affected by this is not used for comparison judgment.
また、今回の回転数データN。が、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と最小デ
ータNmjnとの差(Nmax −Nmjn )に対し
て予め定められた所定範囲W内か否かによって、モータ
回転速度が定常域に到達したか否かの第2段階の判定が
されるので、制御が開始してから定常域に達するまでの
間に、速度検出信号に振動か生じたとしても、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。Also, this rotation speed data N. However, the motor rotation speed is determined to be steady depending on whether the difference between the maximum data Nmax and the minimum data Nmjn (Nmax - Nmjn) of the five data for this time and the past four times is within a predetermined range W. The second step is to determine whether or not the steady state has been reached, so even if vibrations occur in the speed detection signal between the start of control and the time the steady state has been reached, it is determined that the steady state has been reached. There is no misjudgment, and the detection of reaching the steady state region is performed accurately.
以上の制御において、ステップS24の第1段階の判定
とステップS25の第2段階の判定とが前後進になって
もよい。In the above control, the first stage determination in step S24 and the second stage determination in step S25 may be for forward or backward movement.
速度差ΔNによる制御電圧v1は、次式で表わされる。The control voltage v1 based on the speed difference ΔN is expressed by the following equation.
V1=Ra(GD2 ΔNTBL 9 +Io+ 1 375KT Δt K。V1=Ra(GD2 ΔNTBL 9 +Io+ 1 375KT Δt K.
+KeN
1
=RaGD′・AN+KeN
375KT Δt
+Ra (I O+TBL/KT ) −(1
4)但し、
Ra:アマチュア抵抗[Ωコ
に□ :トルク定数[kgm/Aコ
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[kg
m2]
TBL二摺動負荷[kgm ]
である。+KeN 1 =RaGD'・AN+KeN 375KT Δt +Ra (IO+TBL/KT) −(1
4) However, Ra: Amateur resistance [Ω]: Torque constant [kgm/A] Ke: Induced voltage constant [V/rpm Io: No-load current [A] GD2: Moment of inertia due to load and motor [kg
m2] TBL two sliding load [kgm].
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N0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、上式(6)〜(1
4)に基づいて、VOを算出して、これに応じたPWM
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
2
夕10が制御される。The control unit 14 detects the rotation speed N of the servo motor 10 (step S6 in FIG. 3) and calculates the speed difference Δ from the command speed N0.
Each time N is calculated or the phase difference PHDT is calculated (step 514 in FIG. 5), the above equations (6) to (1
Based on 4), calculate VO and adjust PWM accordingly.
Output data. This PWM data is sent to the PWM unit 16, and the servo motor 2 is controlled via the driver section 11.
第10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11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。FIG. 10 is a block diagram showing a specific example of the configuration of the PWM unit 16, and FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of the PWM unit 16.
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。The PWM unit 16 includes a set signal generation section 161,
PWM data register 162 and down counter 163
and an RS flip-flop 164.
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。The set signal generator 161 generates a set signal at regular intervals. This set signal generating section 161
is composed of, for example, a ring counter, and is configured to generate a set signal every time a certain number of reference clocks are counted.
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(6
)によって求められた電圧データである。すなわち、式
(14)の電圧V1を位相差データPHDTによる制御
電圧V2で補3
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。The PWM data register 162 is for holding PWM data given from the control unit 14. The PWM data given from the control unit 14 is expressed by the above-mentioned formula (6
) is the voltage data determined by That is, it is the voltage vO obtained by correcting the voltage V1 in equation (14) with the control voltage V2 based on the phase difference data PHDT. This PWM data is used to determine the duty of the PWM output signal output from the PWM unit 16.
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、設定された数を計測するとリセット信号を出
力するものである。The down counter 163 counts down every time a PWM reference clock (in this embodiment, the PWM reference clock is a reference clock used in the encoder signal input section 13 and the speed command signal input section 15) is provided. When the set number is counted, a reset signal is output.
PWMユニット16の動作は次のようになる。The operation of the PWM unit 16 is as follows.
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フ
ロップ164がセラ]・される。従って、フリップフロ
ップ]64の出力、つまりPWM信号はハイレベルとな
る。When the set signal is output from the set signal generating section 161, the contents of the PWM data register 162, that is, the control section 1
The PWM data given from 4 is sent to the down counter 16.
3, and the flip-flop 164 is turned on by the set signal. Therefore, the output of the flip-flop 64, that is, the PWM signal, becomes high level.
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4
たカウント値が「0」になると、フリップフロップ16
4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。Next, the down counter 163. counts down based on the PWM reference clock, and when the set count value reaches "0", the flip-flop 16
4 Heliset signal is given. Therefore, the output of flip-flop 164 is inverted to low level.
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(6)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。As a result, the duty is determined from the value held in the PWM data register 162, that is, the voltage data calculated by equation (6), and a PWM signal is derived from the PWM unit 16.
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。The present invention is applicable not only to control of the optical system of a copying machine but also to a motor for controlling a reading device of a facsimile machine and other general motor control circuits.
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。Further, the present invention can be applied to the case where the applied voltage is calculated using other than PWM signals.
〈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度応答域から定常域
に達した時に、それを確実に検出できる。<Effects of the Invention> Since the present invention is configured as described above, it is possible to reliably detect when the motor rotation speed reaches the steady state from the transient response range, regardless of the magnitude of the load.
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5
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。In addition, even if the speed detection signal is temporarily adversely affected by instantaneous load fluctuations or noise, the influence will not appear in the discrimination results, and it will be possible to accurately detect when the rotation speed has reached a steady state. can.
第1図は、この発明の実施例か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電気的構成例を示すブ
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。
6
第8図は、この発明の実施例における定常域到達検出処
理手順を表わすフローチャートである。
第9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10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11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。
第12A図は、この発明の一実施例によって解決される
課題を説明するための図であって、速度検出信号に振動
が生じた場合における速度検出信号のタイムチャートで
ある。
第12B図は、第12A図において符号Aで示される振
動部分の拡大図である。
図において、10・・・DCサーボモータ、11・・・
ドライバ部、12・・・ロークリエンコーダ、13・・
・エンコーダ信号入力部、14・・・制御部、15・・
・速度指令信号人力部、16・・・PWMユニット、M
l、M2・・・メモリ、を示す。
7FIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration of a drive control circuit for a DC servo motor for driving an optical system to which an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a circuit block diagram showing the electrical configuration of the encoder input section according to the embodiment of the invention. FIG. 3 is a flowchart showing the rotational speed detection processing procedure in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the speed command signal input section. FIG. 5 is a flowchart showing the phase difference detection processing procedure in the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the control voltage V2 and the phase difference PHDT used at the time of speed rise. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the control voltage v2 and the phase difference PHDT used in steady state. 6. FIG. 8 is a flowchart showing the steady-state region arrival detection processing procedure in the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing two memories M1 and M2 used for the steady state reaching detection process. FIG. 10 is a block diagram showing a specific electrical configuration of the PWM unit. FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the PWM unit. FIG. 12A is a diagram for explaining the problem solved by one embodiment of the present invention, and is a time chart of the speed detection signal when vibration occurs in the speed detection signal. FIG. 12B is an enlarged view of the vibrating portion indicated by the symbol A in FIG. 12A. In the figure, 10...DC servo motor, 11...
Driver section, 12...Low reencoder, 13...
・Encoder signal input section, 14...control section, 15...
・Speed command signal human power section, 16...PWM unit, M
1, M2...indicates memory. 7
Claims (1)
ータをフィードバック制御するモータ制御装置において
、 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記憶エリアを有し、モータ回転
速度に関するデータが算出されるごとに、すでに記憶さ
れているデータを順次1つずつシフトしかつ今回算出さ
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
、 最新のデータが、記憶手段に記憶されている複数回分の
データのうち、大小中央に相当するデータに対して所定
範囲内であるか否かを判別する第1判別手段、 第1判別手段によって、最新のデータは大小中央に相当
するデータに対して所定範囲内であると判別されたとき
に、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を算出する手段、およ
び 最大データと最小データとの差が、予め定められた値以
下か否かを判別し、差が予め定められた値以下のときに
、モータ回転速度が定常域に達したと判定する第2判別
手段、 を備えているモータ制御装置における定常域到達検出装
置。[Claims] 1. In a motor control device that performs feedback control of a motor so that the motor rotation speed becomes equal to a command speed, means for calculating data regarding the motor rotation speed at each predetermined timing; data regarding the motor rotation speed; It has a storage area that can store a predetermined number of times in chronological order, and each time data related to the motor rotation speed is calculated, the already stored data is sequentially shifted one by one, and the currently calculated data is stored. A storage means for storing the latest data in the latest data storage area; 1 Discrimination means: When the first discrimination means determines that the latest data is within a predetermined range with respect to the data corresponding to the center of magnitude, the maximum of the data of multiple times stored in the storage means A means for calculating the difference between the data and the minimum data, a means for determining whether the difference between the maximum data and the minimum data is less than or equal to a predetermined value, and when the difference is less than or equal to the predetermined value, the motor is rotated. A steady-state region reaching detection device in a motor control device, comprising: second determining means for determining that the speed has reached the steady-state region.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1339263A JP2781232B2 (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Steady-state reach detection device in motor controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1339263A JP2781232B2 (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Steady-state reach detection device in motor controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03198679A true JPH03198679A (en) | 1991-08-29 |
JP2781232B2 JP2781232B2 (en) | 1998-07-30 |
Family
ID=18325796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1339263A Expired - Lifetime JP2781232B2 (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Steady-state reach detection device in motor controller |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2781232B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022030290A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | ローム株式会社 | Motor drive device |
CN114269306A (en) * | 2019-09-02 | 2022-04-01 | 花王株式会社 | Method and apparatus for manufacturing workpiece, and method and apparatus for manufacturing fused-sheet body |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP1339263A patent/JP2781232B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114269306A (en) * | 2019-09-02 | 2022-04-01 | 花王株式会社 | Method and apparatus for manufacturing workpiece, and method and apparatus for manufacturing fused-sheet body |
CN114269306B (en) * | 2019-09-02 | 2022-11-22 | 花王株式会社 | Method and apparatus for manufacturing workpiece, and method and apparatus for manufacturing fused-sheet body |
WO2022030290A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | ローム株式会社 | Motor drive device |
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