JPH0327797A - ステッピングモータの角加速度ファジィ制御装置 - Google Patents

ステッピングモータの角加速度ファジィ制御装置

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JPH0327797A
JPH0327797A JP15883389A JP15883389A JPH0327797A JP H0327797 A JPH0327797 A JP H0327797A JP 15883389 A JP15883389 A JP 15883389A JP 15883389 A JP15883389 A JP 15883389A JP H0327797 A JPH0327797 A JP H0327797A
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JP
Japan
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angular acceleration
stepping motor
fuzzy
torque
load torque
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Application number
JP15883389A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Sawayama
沢山 秀幸
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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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】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、入力パルス信号毎に券線の励磁電流を切換
え、磁気吸引力または反発力を使って一定の方向に一定
の角度だけ回転するようなステッピングモータの角加速
度ファジィ制御装置に関する。
(口)従来の技術 従来、第10図に示すように前後の各ローラ91,92
間に張架した搬送ベルト93を設け、この搬送ベルト9
3にワークパレット94を取付けてワーク95.95を
搬送する場合、一側のローラ91の従動プーり96と、
ステッピングモータ97の原動プーり98との間に伝導
ベルト99を張架し、上述のステッピングモータ97に
対する電気パルスの入力に応じてワークパレット94を
所定量だけ搬送することが考えられる。
そして、上述のステッピングモータ97を加減速(スロ
ーアップ、スローダウン)制御する場合には、第11図
に示すように予めスローアップ曲線を設定し、このスロ
ーアップ曲線を所定単位時間(横輪参照)1こ分割して
、パルス周波数(縦軸参照)の変化を求めて、プログラ
ム制御を行なう。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来手段では、上述のステッピング
モータ97それ自体のトルク一周波数特性は第12図に
示す如く個々のステッピングモータ97に対応して明確
に求めることができる一方、第11図に示すスローアッ
プ曲線の設定に際しては、負荷の慣性モーメントを特定
の値に固定した後に求められるものであるから、上述の
ワーク95の重量および数量が変動した場合、当然慣性
モーメントが変化し、上述の如く固定されたスローアッ
プ曲線(第11図参照)では適正な制御を行なうことが
できず、ステッピングモータ97の税調現象が発生する
おそれがあった。
また、このような税調現象を防止するためには大型のス
テッピングモータを用いる必要があり、実用上の不都合
があった。
この発明は負荷トルクおよび現行回転周波数(現行のパ
ルス周波数)に対応してステッピングモータを最も妥当
な角加速度で操作することにより、負荷トルクを常に適
正に保って、税調を防止し、またモータの選定により使
用モータの小型化を図ることができるステッピングモー
タの角加速度ファジィ制御装置の提供を目的とする。
(二)問題点を解決するための手段 この発明は、ステッピングモータと、上記ステッピング
モータの角加速度を可変制御する角加速度可変手段と、
上記ステッピングモータにより駆動される負荷のトルク
を検出する負荷トルク検出手段と、上記ステッピングモ
ータの現行の回転周波数を検出する周波数検出手段と、
上記負荷トルクおよび現行回転周波数を前件部とし、こ
れに対応して上記ステッピングモータの角加速度を後件
部とするファジィルールを設定すると共に、上記各検出
手段で検知した負荷トルクおよび回転周波数から上記フ
ァジィルールに基づいて最も妥当な操作量を出力し、該
操作量で上記角加速度可変手段をファジィ推論制御する
ファジィ推論制御手段とを備えたステッピングモータの
角加速度ファジィ制御装置であることを特徴とする。
(ホ)作用 この発明によれば、ステッピングモータで負荷を駆動す
る時、上述の負荷トルク検出手段が負荷のトルクを検出
すると共に、上述の周波数検出手段が現行の回転周波数
を検出し、ファジィ推論制御手段は上述の負荷トルクお
よび現行回転周波数を前件部(条件部)としてファジィ
ルール(プロダクション●ルール)に基づいて最も妥当
な操作量(角加速度)を出力し、この操作量で上述の角
加速度可変手段をファジィ推論制御する。
(へ)発明の効果 この結果、上述のステッピングモータは、負荷トルクお
よび現行回転周波数に対応して最も妥当な操作量(角加
速度)で制御され、負荷の慣性モ一メントが変動しても
、常に適正な負荷トルクの確保を図ることができる効果
があるうえ、モータの選定により使用モータの小型化を
図ることができる効果がある。
(ト)発明の実施例 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はステッピングモータの角加速度ファジィ制御装置
を示し、第1図、第2図において、前後のローラ1,2
間にエンドレス状の搬送ベルト3を張架し、この搬送ベ
ルト3の上帯部にワークパレット4を取付けてワーク5
.5を搬送すべく構成している。
また、ステッピングモータ6の出カ軸7と負荷駆動軸8
との間にはトーシジンバ一部材9を設Uると共に、この
トーションバ一部材9と対応して駆動系全体の負荷トル
クを検出するトルクセンサ10を配設している。
さらに、上述の負荷駆動軸8に嵌合した原動プーり11
と、一側のローラ1のローラ軸12に嵌合した従動プー
り13との間には伝導ベルト14を張架して、電気パル
スの入力に対応して上述のワークパレット4を所定量だ
け搬送すべく構成している。
第3図はファジィ推論制御回路を示し、CPU15はト
ルクセンサ10からのトルク信号Tの入力に基づいてR
OM16に格納したプログラムに従って、第1比較器1
7、第2比較器18を駆動制御し、またR A M 1
. 9は適正トルク値To,現行のパルス周波数N1目
標パルス周波数NO等の必要なデータおJび第4図に示
すマップを記憶する。
第4図は適正トルク曲線を示し、パルス周波数が零から
目標パルス周波数NOまでの範囲で、適正トルク曲線が
摩擦トルクtoより大きい値に設定し、この第4図に示
す適正トルク曲線を第3図のRAM19に記憶させてい
る。
また、第4図から明らかなように上述の適正トルク曲線
の大半はスタートレンジ(自起動領域)内に位置する。
ここで、上述の第1比較器17は、CPU15から出力
されるトルク信号Tから適正トルク値TOを減算して偏
差(e=T−To)を出力し、また、上述の第2比較器
18は、CPU15から出力される現行のパルス周波数
Nから目標パルス周波数NOを減算して偏差(g=N−
No)を出力する。
一方、ファジィコントローラ20は第1比較器17から
の負荷トルクに対応する偏差eと、第2比較器18から
のパルス周波数に対応する偏差gとを前件部とし、これ
に対応してステッピングモータ6の角加速度ωを後件部
とするファジィルールを設定すると共に、上述のトルク
センサ10およびRAM19で検出した各信号から上述
のファジィルールに基づいて最も妥当な操作量Zlを出
力し、この操作量z1でモータコントローラ21、ドラ
イバ22を介してステッピングモータ6をファジィ推論
制御する。
ここで、上述のモータコントローラ21はステッピング
モータ6の角加速度ωを可変制御する角加速度可変手段
である。
また、上述のファジィルールは第3図のファジィルール
テーブル23に示すように設定している。
このファジィルールテーブル23は例えば、if  e
=NL  &  g=PL then  ω=PL のような合計49の設定がなされている。
第5図は第1比較器17からの負荷トルクに対応する偏
差e(前件部x1に対応)のメンバシップ関数を示隆、
このメンバシップ関数において各ラベルは、 NL:負荷トルクが適正トルクより小さすぎるNM:負
荷トルクが適正トルクより小さいNS:負荷トルクが適
正トルクよりやや小さいzR:標準 PS:負荷トルクが適正トルクよりやや大きいPM:負
荷トルクが適正トルクより大きいPL:負荷トルクが適
正トルクより大きすぎるを示している。
第6図は第2比較器18からのパルス周波数に対応する
偏差g(前件部X2に対応)のメンバシップ関数を示し
、このメンバシップ関数において各ラベルは、 NL:現行パルス周波数が目標パルス周波数より小さす
ぎる NM:現行パルス周波数が目標パルス周波数より小さい NS:現行パルス周波数が目標パルス周波数よりやや小
さい ZR:標準 PS:現行パルス周波数が目標パルス周波数よりやや大
きい PM:現行パルス周波数が目標パルス周波数より大きい PL:現行パルス周波数が目標パルス周波数より大きす
ぎる を示している。
第7図はステッピングモータ6の角加速度ω(操作量Z
1と異なり後件部Y1としての値)のメンバシップ関数
を示し、このメンバシップ関数において各ラベルは、 NL:角加速度を大きく負にする(負大)NM:角加速
度を負にする(負中) NS:角加速度を少しだけ負にする(負小)zR:標準 PS;角加速度を少しだけ正にする(正小)PM:角加
速度を正にする(正中) PL二角加速度を大きく正にする(正大)を示している
このように構威したステッピングモータの角加速度ファ
ジィ制御装置のファジィ推論制御動作を説明する。
第1図に示すようにステッピングモータ6で駆動系等の
負荷を駆動する時、上述のトルクセンサ10が負荷トル
クTを検出し、またRAMI 9により現行のパルス周
波数Nが検出され、CPUI5制御によりそれぞれの比
較器17.18から偏差e (e=Xl第5図参照)、
偏差g (g=X2第6図参照)が検出出力された場合
、これらの各偏差e,gによってステッピングモータ6
の角加速度ωをファジィ推論制御すると次のようになる
まず、上述の偏差e=X1と、偏差g=X2とを含む前
件部の各ラベルとグレードから前件部の適合度を求める
ルール■ X1=PS (0.4) X2=NS (0.35) 、適合度0.35ルール■ X1=PM (0.1) X2=NS (0.35) 、適合度0.1ルール■ X1=PS (0.4) X2=NM (0.1) 、適合度0.  1ルール■ X1=PM (0.1) X2=NM (0.1) 、適合度0.1上述の前件部
の適合度はルール内の各入力のグレードの小さい値いわ
ゆるwin  (ミニマム)を取っている。
次に、後件部Y1のメンバシップ関数を上述の各適合度
に対応して修正する。
つまり、第8図に示す各ファジィ集合の高さを前件部の
適合度に合わせるように修正すると、上述のプロダクシ
ョン・ルールの後件部Y1のファジィ集合の形は第8図
の斜線部のようになる。
すなわち、 ルール■Y1=NL (0.35)(斜線部参照)ルー
ル■Y1=NL (0.1)   (斜線部参照)ルー
ル■Y1=NM(0.1)   (斜線部参照)ルール
■Y1=NL (0.1)   (斜線部参照)次に、
上述の各ルール■〜■の結果を統合判断して、操作量Z
1の確定を行なう。
すなわち、第9図に示すように上述の4つのファジィル
ール■〜■の結果を足し合わせてInfil(マックス
)を取り、操作量Z1の決定を行なう。
このとき、ステッピングモータ6の角加速度Y1のマッ
クスの面積を2分するところ、すなわち重心点を操作量
z1に決定し、これを最も妥当な操作量とする。
すなわち、上述のステッピングモータ6の角加速度は、
操作量Z1であり、角加速度ωは大きく負にする(負大
)値より少しだけ正に近い値に決定されて、この操作量
z1になるように上述のモータコントローラ21をファ
ジィ制御する。
因に負荷トルクTは次式で示すことができる。
T=J  ω+ to ここにJは慣性モーメント ωは角加速度 toは摩擦負荷トルク Jωは慣牲負荷トルク つまり、上述の角加速度ωをファジィ制御することで、
慣性モーメントJが変動した場合においても負荷トルク
Tを常に適正な値に保って、ステッピングモータ6の脱
調を確実に防止することができる効果がある。
加えて、モータの選定により使用されるべきステッピン
グモータ6の小型化を図ることができる効果がある。
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、 この発明の角加速度可変手段は、実施例のモータコント
ローラ21に対応し、 以下同様に、 負荷トルク検出手段は、トルクセンサ1oに対応し、 周波数検出手段はRAM19に対応し、ファジィ推論制
御手段は、ファジィコントローラ20に対応するも、 この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。
例えば、上述の実施例においては前件部、後件部ともに
7ラベルに設定したが、5ラベル、10ラベル等の他の
ラベル設定を行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し、 第1図はステッピングモータによる負荷駆動の説明図、 第2図は第1図のA−A線矢視断面図、第3図はステッ
ピングモータの角加速度ファジィ制御ブロック図、 第4図はRAMに記憶させる適正トルク曲線の説明図、 第5図は負荷トルクのメンバシップ関数を示す説明図、 第6図はパルス周波数のメンバシップ関数を示す説明図
、 第7図は角加速度のメンバシップ関数を示す説明図、 第8図は後件部のメンバシップ関数修正を示す説明図、 第9図は操作量確定の説明図、 第10図は従来のステッピングモータ使用状態を示す説
明図、 第11図は従来のスローアップ曲線を示す説明図、第1
2図は従来のステッピングモータのトルク周波数特性図
である。 6・・・ステッピングモータ 10・・・トルクセンサ 19・・・RAM 20・・・ファジィコントローラ 21・・・モータコントローラ 第1図 ヌテVとングモークIコよろ貞荷産動の説明図5 10・・・トルクビンプ AJ 第2図 第1図(f)A−A4t矢禮砿図 第4図 RAMに記・魔ごピる1引Eトルク己琥襞の説明鳳第5
図 負荷トルクのメンノでノー.17藺&と示す隻明図第6
図 ハ゜ルス周波&のメ冫バン−J7関数乏示す説明図第7
図 邑加箆度のメンバノヅア闇数2示す汐明図{条一F苦p
フr〉イ≦18(W)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ステッピングモータと、 上記ステッピングモータの角加速度を可変制御する角加
    速度可変手段と、 上記ステッピングモータにより駆動される負荷のトルク
    を検出する負荷トルク検出手段と、 上記ステッピングモータの現行の回転周波数を検出する
    周波数検出手段と、 上記負荷トルクおよび現行回転周波数を前件部とし、こ
    れに対応して上記ステッピングモータの角加速度を後件
    部とするファジィルールを設定すると共に、上記各検出
    手段で検知した負荷トルクおよび回転周波数から上記フ
    ァジィルールに基づいて最も妥当な操作量を出力し、該
    操作量で上記角加速度可変手段をファジィ推論制御する
    ファジィ推論制御手段とを備えた ステッピングモータの角加速度ファジィ制御装置。
JP15883389A 1989-06-21 1989-06-21 ステッピングモータの角加速度ファジィ制御装置 Pending JPH0327797A (ja)

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JP15883389A JPH0327797A (ja) 1989-06-21 1989-06-21 ステッピングモータの角加速度ファジィ制御装置

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JPH0327797A true JPH0327797A (ja) 1991-02-06

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100321465B1 (ko) * 1993-07-20 2002-06-20 가나이 쓰도무 반전기를 위한 주파수 제어방법과 장치
US10179956B2 (en) 2014-03-27 2019-01-15 Suzuki Motor Corporation Anodic oxide coating, treatment method therefor, and piston for internal combustion engine
US10458034B2 (en) 2014-03-27 2019-10-29 Suzuki Motor Corporation Anodizing treatment method and structure of internal combustion engine

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KR100321465B1 (ko) * 1993-07-20 2002-06-20 가나이 쓰도무 반전기를 위한 주파수 제어방법과 장치
US10179956B2 (en) 2014-03-27 2019-01-15 Suzuki Motor Corporation Anodic oxide coating, treatment method therefor, and piston for internal combustion engine
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