JPH0469080A - モータを制御する方法 - 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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明はモータの回転角検出手段の出力信号に基づいて
モータ制御手段に帰還信号を送り、モータを制御する方
法に関する。

ｂ、　従来の技術 第２図はモータＭの回転角を検出する回転角検出手段Ｐ
Ｓの出力信号の基づいてモータ制御手段Ｃ０ＮＴに帰還
回路ＦＢから帰還信号を送り、モータを制御する時のブ
ロックダイヤグラムである。

回転角検出手段ｐｓの出力は互いに位相がπ／２だけず
れた２相正弦波信号Ｓａ、　Ｓｂとして得られる。

各正弦波信号Ｓａ、　Ｓｂの１周期は、例えばモータの
回転軸の回転角度２０’に対応し、逆にこのときモータ
回転の１回転は正弦波の１８周期に対応する。

第３図は帰還回路ＦＢのブロックダイヤグラムである。

両正弦波信号Ｓａ、　Ｓｂはアナログ／デジタル変換回
路Ａ／Ｄにより、一定周期Ｔｓａｌｌｐでサンプリング
され、例えば８ピントのデジタル信号に変換される０時
刻ｔにおけるデジタル信号は、例えば両デジタル信号の
組合せで形成されるデジタル信号をアドレスとするＲＯ
Ｍメモリーから成るテーブルＴａｂｌｅを用いて、モー
タの回転角に対応する回転角位相信号ｄθ（１）に変換
され、適当なレジスターＲＥＧに保持される。ここで回
転角位相信号ｄθ（１）　　とは、モータ回転角を２π
で割った時の剰余を意味する。判別回路りにおいて、時
刻ｔｎのサンプリング信号に対応するｄθ（ｔｎ）と前
回サンプリング信号に対応する信号ｄθ（ｔｎ−＋）が
比較され、その差に基づいてモータの回転方向が時計方
向Ｃ１ｌであるか反時計方向ｃｃ−であるかを判別して
回転方向信号を得て、さらにその差の大きさにより回転
速度を求める。これらの回転度信号Ｓ１、回転方向信号
Ｓ０、回転速度信号Ｓｖはモータ制御回路に帰還信号と
して送られる。

π／２の位相差を有する２つの正弦波信号に基づいてモ
ータの回転角度を回転方向を含めて一義的に求めるため
には、前回サンプリング時の回転角をψｎ−＋　　とし
、今回サンプリング時の回転角をψｎとする時、９７ｎ
−、−π＜　９１）ｎ　＜　ｆ）　ｎ＋　＋　　＋πで
なければならない、このことは回転角度検出手段ｐｓの
出力信号の周波数ｆｅの２倍より、アナログ／デジタル
変換回路のサンプリング周波数ｆｓが高くなければなら
ないことを意味する（２ｆｅ　＜　ｆｓ）逆にサンプリ
ング周波数が与えられると、モータの最大回転速度が定
まる。例えば回転角度検出手段ＰＳの１周期がモータの
回転軸の回転角度２０’に対応する時、すなわちモータ
の回転軸の１回転が１８周期に対応する時、モータの回
転数ｎに対応する回転角度検出手段ｐｓの出力信号の周
波数は１８ｎ／６０であるので、この場合、サンプリン
グ周期が８００μｓｅｃすなわちサンプリング周波数ｆ
ｓが１２５０Ｈｚである時、次の不等式が成立する。

２　Ｘ１８ｎ　／６０＜１２５０ 、’、　ｎ　＜　２０８３．３ Ｃ０発明が解決しようとする課題 従来技術による時は、アナログ／デジタル変換回路のサ
ンプリング周波数ｆｓａｍｐが与えられた時、モータ回
転角度検出手段ｐｓの出力信号の周波数ｆｅについて次
の不等式が成り立ち、 ２ｆｅ＜ｆｓ モータの回転数がｎ　（ｒｐ＠）で、モータの１回転が
モータ回転角度検出手段ｐｓの出力のｍ周期に対応する
とき、モータ回転角度検出手段ｐｓの出力信号の周波数
ｆｅは次式で与えられる。

ｆｅ＝　ｍ　（ｎ　／６０） したがって制御可能な回転数ｎ　ＭＡＮはｎ５ａｘ＜ｆ
ｓ／３０ｍに制御される。

本発明は、さらに２倍の回転数２ｎｘａｘまでモータを
制御することができる制御方法を提案することを課題と
する。

ｄ、　課題を解決するための手段 上記課題は、モータの回転速度が高い時と低い時で制御
方法を変え、低回転速度の時は従来技術により制御し、
高速度の時は回転方向は一定であるので、回転方向を求
めるために必要であった制限ψｎ−，−π〈ψｎ＜ψｎ
＋１　に代えてψｎ−１＜ψｎくψｎ＋＋＋２πとする
制限を採用することにより解決された０回転方向は既知
であるので、モータの回転角度は一義的に定まる。

具体的には、モータの回転軸の回転角を回転角検出手段
を用いて位相差がπ／２の２つの正弦波として検出し、
両正弦波をアナログ／デジタル変換回路を用いて２つの
デジタル信号に変換し、この２つのデジタル信号の組合
せによりモータの回転軸の回転位相角を求め、求められ
た回転位相角をレジスターに記憶させ、前回サンプリン
グ時に求められた回転位相角Δｐと今回サンプリング時
に求められた回転位相角Δｑに基づいてモータの回転角
度と回転方向と回転速度を求へ、これらの量に基づいて
モータ制御手段に帰還信号を送ることにより、モータを
制御する方法において、モータの回転速度が低速の場合
は前回サンプリング時に求められた回転位相角Δｐと今
回サンプリング時に求められた回転位相角Δｑに基づい
てモータの回転角と回転方向と回転速度を求める低速モ
ードで制御し、求められた回転速度が所定の値を上まわ
った時には、高速モードに移行し、今回サンプリング時
に求められる回転方向を前回サンプリング時に求められ
た回転方向と同一とすることにより、前回サンプリング
時に求められた回転位相角ΔＰと今回サンプリング時の
求められる回転位相角Δｑの位相差をその回転方向に対
応してΔｐ＜Δｑ＜Δｐ＋２πまたはΔｐΔｑΔｐ−２
πまで許容して、両回転位相角Δｐ、Δｑに基づいてモ
ータの回転角度と回転速度を求め、回転速度が所定の値
を下まわった時には再び上記低速モードに移行すること
を特徴とするモータを制御する方法によって解決された
。

ｅ、　作用 例えばモータの１回転が回転角検出手段の１８周期に対
応する時、モータの回転角θは回転位相角Δθと整数ａ
（０≦ａ＜１８）を用いて次のように表される。

θ＝２πａ＋Δθ　（０≦ａ＜１８） このことは、モータの回転角は整数ａと回転移動角で表
されることを意味する。

ここで前回サンプリング時（１ｍ１ｍ−＋）における回
転角をｐ、整数をｎ７、回転位相角をΔｐとし、今回サ
ンプリング時（１−１ｍ＞　における回転角をｑ、整数
をｎｌ、回転位相角をΔｑとすると次の関係が成り立つ
。

ｐ＝２ｔｔｎ、＋ΔＰ　（Ｌ　＝　Ｔ−＊−＋　）ｑ＝
２πｎ９＋Δｑ（ｔ＝ｔ、） ここでｎ９は１＝１．の時点では既知である。

低速モードにおいては回転角度は次のようにして求める
ことができる。

ｉ）　　ΔＰ〈Δｑの場合 時計方向回転の時： Ｔ１　謬Δｑ−Δｐ Ｑ　　＝２πｎ、＋Δｑ ｎ、　　　＝ｎ。

反時計方向回転の時： １２賑Ｔ１−２π Ｑ　　＝２π（ｎ　、−１）＋Δｑ ｎ、＝ｎ、−１ ？’＋　＜πであるかＴ２〈πによって回転方向が定ま
る。

夏ｉ）　　Δｐ〉Δｑの場合 反時計方向の時： １２−一（ΔＰ−Δｑ） （１＝２πｎ、＋Δｑ ｎ、＝ｎ。

時計方向の時 Ｔｌ　■Ｔ２＋２π ｑ　＝２π（ｎｐ＋１）＋Δｑ ｎ、＝ｎ、＋１ ＴＩ　＜πである分子ｚ＜πによって回転方向が定まる
。

高速モードにおいては回転角度は次のようにして求める
ことができる。

ｉ）　　Δｐ〈Δｑの場合 時計方向回転の時 ｒ＋　　−Δｑ−Δｐ ｑ　：＝２πｎ２＋Δｑ ｎ、　　　””ｎ　　ｐ 反時計方向回転の時 γｚ１γ１−２π （１＝２π（ｎ　、−１）＋Δｑ ｎ、ミｎ、−１ Δｐ〉Δｑの時 反時計方向回転の時 Ｔｚ−（Δｐ−Δｑ） ｑ　　＝２πｎ９＋Δ９ ｎ　　ｑ　　＝ｎ。

時計方向回転の時 ＴＩ　９γχ＋２π ｑ＝２　π　（ｎ　、＋１　）　　＋Δｑｎ、＝ｎ、＋
１ なお回転方向は直前のサンプリングの時のそれと同じと
する。

ｆ、　実施例 第１回は本発明に係るモータを制御する方法を実施する
装置の高速モードにおけるブロックダイヤグラムである
。

モータの回転角を回転角検出手段により、π／２の位相
差を有する２つの正弦波Ｓａ、　Ｓｂとして検出し、こ
の正弦波を第１と第２のアナログ／デジタル変換回路Ａ
／Ｄｉ、Ａ／Ｄ２でサンプリングしてデジタル量に変換
し、両アナログ／デジタル変換回路の出力の組合せから
なるデジタル量をアドレス信号とするＲＯＭメモリーか
らなるテーブルを用いて回転位相角Δｐ、Δｑを求め、
レジスタＲＥＧに記憶されている前回の回転位相角ΔＰ
と今回の回転位相角Δｑに基づいて、回転速度判別手段
■において、回転速度信号Ｓｖを求め、これが所定値を
上まわっている時はマイクロプロセンサＣＰＵからなる
判別回路ＤＨＴＥＲＭＩＮＥにおいて回転角信号Ｓ、、
を求める０回転速度が所定値を下まわる時ば従来技術の
第３図のブロックダイヤグラムにより、信号Ｓｐ、　Ｓ
Ｖ、　ＳＤが求められる。

これらの信号は帰還信号としてモータ制御回路に送られ
る。

ｇ、　発明の効果 従来と同しサンプリング周期のアナログ／デジタル変換
回路を用いても、より高速領域までモータの回転角を求
め、モータを制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るモータを制御する方法を実施する
装置の信号処理のブロックダイヤグラム、第２図はモー
タの回転角を検出しそれをモータ制御回路に帰還するモ
ータ制御装置のブロックダイタグラム、第３図は第２図
の装置の帰還回路のフロックダイヤグラムである。 Ａ／Ｄ＋、　Ａ／Ｄｚ・・・アナログ／デジタル変換回
路、Ｔａｂｌｅ・・・テーブル、 ＲＥＧ・・・レジスター ＤＥＴＥｌｉＭＩＮＥ・・・判別回路、Ｃ０ＮＴ・・・
モータ制御手段、 Ｐｓ・・・回転角検出手段、 Ｍ・・・モータ、 ＦＢ・・・帰還回路。 特 許 出 願 人 オリエンタルモーター株式会社 龜　　　〉　　０ １／’１　　ω　ω

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータの回転軸の回転角を回転角検出手段を用いて位相
   差がπ／２の２つの正弦波として検出し、両正弦波をア
   ナログ／デジタル変換回路を用いて２つのデジタル信号
   に変換し、この２つのデジタル信号の組合せによりモー
   タの回転軸の回転位相角を求め、求められた回転位相角
   をレジスターに記憶させ、前回サンプリング時に求めら
   れた回転位相角Δｐと今回サンプリング時に求められた
   回転位相角Δｑに基づいてモータの回転角度と回転方向
   と回転速度を求め、これらの量に基づいてモータ制御手
   段に帰還信号を送ることにより、モータを制御する方法
   において、モータの回転速度が低速の場合は前回サンプ
   リング時に求められた回転位相角Δｐと今回サンプリン
   グ時に求められた回転位相角Δｑに基づいてモータの回
   転角と回転方向と回転速度を求める低速モードで制御し
   、求められた回転速度が所定の値を上まわった時には、
   高速モードに移行し、今回サンプリング時に求められる
   回転方向を前回サンプリング時に求められた回転方向と
   同一とすることにより、前回サンプリング時に求められ
   た回転位相角Δｐと今回サンプリング時の求められる回
   転位相角Δｑの位相差をその回転方向に対応してΔｐ＜
   Δｑ＜Δｐ＋２πまたはΔｐ＞Δｑ＞Δｐ−２πまで許
   容して、両回転位相角Δｐ、Δｑに基づいてモータの回
   転角度と回転速度を求め、回転速度が所定の値を下まわ
   った時には再び上記低速モードに移行することを特徴と
   するモータを制御する方法。