JPH04304506A - パルスモータの加速制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、任意に設定された加速
領域においてパルスモータを任意の速度まで加速させる
パルスモータの加速制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パルスモータはその構造上の特徴から、
開ループ制御によっても非常に高精度の制御を行なうこ
とができ、またデジタル信号での制御が可能でしかも速
度制御の範囲が広いなどの特徴を有していることから、
工作機械，ロボット，Ｘ−Ｙ　プロッター，精密機器，
各種ＯＡ機機など非常に広範囲の分野で使用されている
。パルスモータには、その使用される機器によっては迅
速な加速及び減速性能が要求されることがある。このよ
うな場合には、パルスモータの性能を勘案して脱調を起
こさない程度の加減速を行なう必要がある。このような
加減速制御についての一例としては、従来例えば図５又
は図６に示すような制御を挙げることができる。

【０００３】図５に示す制御は、直線的な加速を行なう
場合に行われる制御である。この制御においては、加速
を直線的に行なうために、直線加速が行われる時間とパ
ルス速度との関係から、時間に関する２次方程式を立て
、その解をもとにｍ番目に出力すべきパルス間隔を求め
ている。この制御では、各パルスの発生タイミングは時
間の経過と共に次第に短くされるから、パルス速度の増
分値は各パルス毎に一定ではなくなり、パルス速度は図
示のように起動パルス速度ｆ０　から運転パルス速度ｆ
ｍ　まで次第に増加することになる。尚、その方程式に
よって演算された各パルス間でのパルス間隔は、パルス
間隔データとして記憶される。

【０００４】図６に示す制御は、近似的に一定の加速度
が得られるように、加速に要する時間を所定分割個数ｎ
個の等しい時間幅に分割しておき、それぞれの各区間内
ではパルス速度を一定に保つようにしている。したがっ
て、パルス速度は時間の経過と共に区間ごとに起動パル
ス速度ｆ０　から運転パルス速度ｆｍ　まで段階的に増
加される。この制御では、各パルスの発生タイミングは
各区分内においては一定であるから、前記した直線加速
の場合と異なって、比較的簡単な演算によって各パルス
の発生タイミングを算出できる。尚、それぞれの区間内
におけるパルス間隔は、前記と同様にパルス間隔データ
として記憶される。このような制御により、厳密には段
階的な加速となるが、近似的にはほぼ一定の加速が得ら
れることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の加速制御方法において、図５に示した直線加
速制御を行なうものにあっては、直線加速はできるもの
の、前述のようにそのパルス発生タイミングの演算が複
雑であるという問題がある。つまり、このような制御で
は、パルスの発生タイミングはパルス毎に異なるから、
そのパルス間隔の算出には非常に複雑な演算を高速で行
なう必要がある。このため、高速演算の可能なＣＰＵを
用いる必要があり、また、演算したパルス間隔データを
格納するメモリも大容量のものが必要とされる。また、
図５及び図６に示した両加速制御を行うものにあっては
、その加速は時間を基準として行なっているから、任意
の位置までに所定の速度に達するような加速制御を行な
わせることは非常に難しいという問題がある。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
て成されたものであり、任意の距離において所望の速度
まで加速させることができるような制御を簡単な演算で
行なえるようにしたパルスモータの加速制御方法の提供
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、任意に設定された加速領域においてパルス
モータのパルス速度を任意の起動パルス速度から任意の
運転パルス速度まで上昇させて前記パルスモータを加速
させるパルスモータの加速制御方法であって、当該加速
領域の駆動パルスを、１あるいは複数個のパルスからな
る複数個の単位ブロックに分割し、前記加速領域におけ
る前記パルス速度は、前記起動パルス速度から前記運転
パルス速度まで前記単位ブロック毎に一定の増分値をも
って上昇させるようにしたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】このように構成すると、加速領域におけるパル
ス速度は、予め定められている一定の増分値に従って単
位ブロック毎に上昇されるから、そのパルス速度の演算
に当たり、複雑な演算を行なわずに加速制御を行なうこ
とができることになる。したがって、加速区間は、駆動
パルスによって決定されるから、加速制御が行われる区
間は位置を基準として規定されることとなり、任意の位
置までに任意の速度まで加速させる制御を簡単な演算で
容易に行なえるようになる。さらに、加速の度合いや加
速区間などは、前記増分値あるいは駆動パルスの総数を
変更することで容易に変更することができる。また、記
憶すべきパルス間隔データは単位ブロックごとで良いか
ら、必要メモリ容量は小容量のもので良い。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明に係る方法の実施に供され
る装置の実施例として要部構成を示すブロック図である
。この図において、マイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵ
と称する。）１は、パルスモータ５を駆動させる際の速
度制御用の処理を行なうものとし、その処理動作は予め
ＲＯＭ２内に書き込まれているモータ制御用プログラム
に従って行われる。また、パルスモータ５が加減速、及
び一定速度で駆動するために必要なパルス間隔データは
、ＣＰＵ１で演算された後、ＲＡＭ３に格納される。 そして、ＣＰＵ１は実行されるプログラムに従って、モ
ータ駆動を行なう際にパルス出力に必要なパルス間隔デ
ータをＲＡＭ３より順次読み込んでパルスをモータドラ
イバー４に与え、そのドライバー４の制御によりパルス
モータ５が駆動される。

【００１０】次に、図２，図３及び図４を参照して本発
明による作用を説明する。尚、以下に述べる実施例の説
明においては、記述の簡素化を図るために、加減速制御
の内の加速制御について説明することにする。図２は、
本実施例により得られるパルス速度の変化パターンを示
す図であり、図３及び図４は、図２に示す変化パターン
を得るための処理を示すフローチャートである。

【００１１】図２において、パルスモータの駆動開始に
用いるパルス速度ｆ０（以下、起動パルス速度という。 ）、及び一定速度でのパルスモータ駆動に用いるパルス
速度ｆｍ　（以下、運転パルス速度という。）が各々予
め与えられているとする。さらに、起動パルス速度ｆ０
　から運転パルス速度ｆｍまでの加速を、所定パルス数
Ｎ（駆動パルス）を用いて完了させたい場合を考える。 これは、例えば、スキャナ等で画像読み取り動作と直接
関係するようなモータ駆動動作においては、運転パルス
速度ｆｍ　として複数の設定値が要求され、それらのど
のｆｍ　の設定値についても、画像読み取り開始位置前
の一定位置で加速動作を終了させたいような場合を想定
している。尚、起動パルス速度ｆ０　は、使用するモー
タの速度−トルク特性や負荷慣性モーメント等を考慮の
上で、定数値（通常１００〜１０００ＰＰＳ位の値）と
して予め設定しておく。

【００１２】以上を前提として、パルス数Ｎからなる駆
動パルスを使用してｆ０　からｆｍ　までパルス速度を
加速していく処理を図３及び図４のフローチャートに基
づいて説明する。まず、加速に使用するパルス数Ｎを複
数の単位ブロック（ＢＬＯＣＫ）に分割する。分割され
た各ブロックは、１あるいは複数個のパルスからなり、
各々ブロックに含まれるパルス数（ｎ個）は、等しくな
るようにする。 即ち、ｎ＝Ｎ／ＢＬＯＣＫ で得られるｎが整数となるように適当なブロック数ＢＬ
ＯＣＫを設定する（Ｓ１）。上記のようにブロック化を
行なった理由は、後述のＣＰＵ１による演算で得られる
パルス間隔データをＲＡＭ３に格納する際に、これらデ
ータに占有される格納領域を低減させたい場合、ブロッ
ク数ＢＬＯＣＫの値を減ずるだけで簡単に実現できる点
、さらに所望のパルス数にて加速を終了させるためのパ
ルス数管理をできるだけ簡単にする点を考慮したためで
ある。

【００１３】次に、パルス出力に必要な各データをＣＰ
Ｕ１の演算により求める。まず、起動から加速終了まで
に必要とされるパルス速度増加量ｄｆを、ｄｆ＝ｆｍ　
−ｆ０ によって求め、この増加量ｄｆをブロック数ＢＬＯＣＫ
で割ると、単位ブロックごとのパルス速度増分αが得ら
れる。つまり、 α＝ｄｆ／ＢＬＯＣＫ＝（ｆｍ　−ｆ０　）／ＢＬＯＣ
Ｋを演算することによってパルス速度増分αが得られる
。 尚、このパルス速度増分αは、パルスモータが脱調を起
こさないように、その特性を勘案してあまり大きくなり
すぎないように注意を要する（Ｓ２）。従って、各単位
ブロックでのパルス速度は以下のような計算で求めるこ
とができる。 　　　　　　　　　　ｆ１　＝ｆ０ 　　　　　ｆ２　＝ｆ０　＋α 　　　　　　　　　　ｆ３　＝ｆ０　＋２α　　　　　
　　　　　　　　　　　　　：　　　　　　　　　　　
　　　　　　　：　　　　　　　　　　ｆｉ　＝ｆ０　
＋（ｉ−１）α　　　　　　　　　　　　　　　　　　
：　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　　
　　　　　ｆＢＬＯＣＫ＋１　＝ｆｍ　 　　以上の演算によって得られた各パルス速度の逆数が
、実際にパルス出力されるときに必要となるパルス間隔
データとなるから、 　　　　　　　　　　ｄｔ１＝１／ｆ１　＝１／ｆ０　
　　　　　　　　　ｄｔ２＝１／ｆ２　＝１／（ｆ０　
＋α）　　　　　　　　　　ｄｔ３＝１／ｆ３　＝１／
（ｆ０　＋２α）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　：　　　　　　　　　　　　　　　　　　：　　　　
　　　　　　ｄｔｉ＝ｉ／ｆｉ　＝１／（ｆ０　＋（ｉ
−１）α）　　　　　　　　　　ｄｔＢＬＯＣＫ＋１＝
１／ｆＢＬＯＣＫ＋１　＝１／ｆｍ　 　　を各々求め、その結果をＲＡＭ３に格納する（Ｓ３
）。そして、ブロック数をカウントするためのカウンタ
であるＢＣＯＵＮＴを０に設定する（Ｓ４）。

【００１４】次に、以上のようにして得られたデータを
順次取り込んで、その時間間隔をもってパルスモータの
加速制御を行なう処理を、図４のフローチャートに基づ
いて説明する。処理が開始されると、ＣＰＵ１は１つの
ブロック内でのパルス数をカウントするためのカウンタ
であるＰＣＯＵＮＴを０に設定する（Ｓ１０）。そして
、ＣＰＵ１は、まずＲＡＭ３から第１番目のパルス間隔
データを読み込み、その時間間隔にてパルスを出力する
。パルスが出力されると、その出力が行われる度にＰＣ
ＯＵＮＴの値を１だけインクリメントして、その値と１
ブロック内で発生させるべきパルス数ｎとの比較を行な
う（Ｓ１１〜Ｓ１３）。この比較の結果、ＰＣＯＵＮＴ
＜ｎであれば再度上記の処理を繰り返し、ＰＣＯＵＮＴ
＝ｎであれば、その１ブロックでのパルス出力が終了し
たものとしてＰＣＯＵＮＴの内容をクリアし、ブロック
カウンタＢＣＯＵＮＴを１だけインクリメントすると共
に、このＢＣＯＵＮＴと先に設定したブロック数ＢＬＯ
ＣＫとの比較も行なう（Ｓ１４，Ｓ１５）。さらにこの
比較の結果、ＢＣＯＵＮＴ＜ＢＬＯＣＫであれば、次に
使用すべきパルス間隔データをＲＡＭ３から読み込んで
、以上と同様の処理を繰り返す。ＢＣＯＵＮＴ＝ＢＬＯ
ＣＫであれば、加速領域にて発生すべきパルスは全て出
力されたものとして運転パルス速度による定速駆動動作
に入る（Ｓ１６）。

【００１５】以上のように、本実施例によれば、上記の
簡単な演算をＣＰＵ１に行なわせるので、種々の値を取
り得るあらゆる運転パルス速度に対して加速制御が容易
に可能であり、加速期間のパルス数のブロック化により
演算で得られたパルス間隔データのＲＡＭ３に対する使
用量も低減でき、さらに使用者が所望するパルス数にて
加速が終了する制御を行なうことができる。

【００１６】なお、本実施例においては簡略化のために
加速制御のみを記載したが、減速制御にも全く同様の方
法にて実現可能であるのはもちろんである。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、加速
領域におけるパルス速度の演算に当たり、複雑な演算を
行なわずに加速制御を行なうことができる。また、加速
領域は駆動パルスによって決定されるから、任意の位置
までに任意の速度まで加速させる制御を簡単な演算で容
易に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る方法の実施に供される装
置の実施例として要部構成を示すブロック図である。

【図２】図２は、本実施例により得られるパルス速度の
変化パターンを示す図である。

【図３】図３は、図２に示す変化パターンを得るための
処理を示すフローチャートである。

【図４】図４は、図２に示す変化パターンを得るための
処理を示すフローチャートである。

【図５】図５は、従来の加速制御方法によって得られる
加速パターンを示す図である。

【図６】図６は、従来の加速制御方法によって得られる
加速パターンを示す図である。

【符号の説明】

１…マイクロプロセッサ，ＣＰＵ ２…ＲＯＭ ３…ＲＡＭ ４…モータードライバー ５…パルスモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意に設定された加速領域においてパルス
   モータのパルス速度を任意の起動パルス速度から任意の
   運転パルス速度まで上昇させて前記パルスモータを加速
   させるパルスモータの加速制御方法であって、当該加速
   領域の駆動パルスを、１あるいは複数個のパルスからな
   る複数個の単位ブロックに分割し、前記加速領域におけ
   る前記パルス速度は、前記起動パルス速度から前記運転
   パルス速度まで前記単位ブロック毎に一定の増分値をも
   って上昇させるようにしたことを特徴とするパルスモー
   タの加速制御方法。