JPH05161371A - Controller for motor and controlling method - Google Patents

Controller for motor and controlling method

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Publication number
JPH05161371A
JPH05161371A JP3322825A JP32282591A JPH05161371A JP H05161371 A JPH05161371 A JP H05161371A JP 3322825 A JP3322825 A JP 3322825A JP 32282591 A JP32282591 A JP 32282591A JP H05161371 A JPH05161371 A JP H05161371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
acceleration
speed
deceleration
electric motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3322825A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Hatsutori
直幾 服部
Yuko Nojiri
雄幸 野尻
Ichiro Hashimoto
一郎 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3322825A priority Critical patent/JPH05161371A/en
Publication of JPH05161371A publication Critical patent/JPH05161371A/en
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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stop a motor at a given position in a minimum time with a controller automatically accommodated to the motor and load characteristics, by generating a deceleration commencement point and a speed instruction in a deceleration region on the basis of acceleration level detected at two or more spots in a maximum acceleration range. CONSTITUTION:A signal from an encoder 2 for detecting a rotational location of a motor 1 is provided to a location theta detecting means 4 and to a speed omegadetecting means 5 in a microcomputer 3. At a maximum acceleration time, the speed omega is stored as omega1, omega2, and omega3 in a memory means 7 every time a signal is generated from a constant-interval timing generator 6. A mechanical time constant taum and a steady speed omegaf are calculated and stored in a memory means 8, and a current speed omega is measured. Then, a stopping distance for a motor from the speed omega is calculated from the read-out data of the mechanical time constant taum and a steady speed omegaf. A deceleration commencement point is determined from the stopping distance and a detected location theta. A rotational direction changing signal and a PWM signal are provided to a predriver 9. Consequently, the motor is controlled and moved at a maximum deceleration speed in a reverse direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の制御装置ある
いは電動機の制御方法に関し、特に指令された所定の停
止位置に最短時間で停止制御する電動機の制御方法及び
制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor control device or an electric motor control method, and more particularly to an electric motor control method and control device for stopping and controlling a commanded predetermined stop position in the shortest time.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動機を指令された所定の位置に停止す
るための種々の方法が提案されている。
2. Description of the Related Art Various methods have been proposed for stopping an electric motor at a predetermined commanded position.

【0003】所定の停止位置に停止するために要する時
間は、減速開始位置の決定と減速領域内の制御方法によ
って変化する。電動機の位置決め制御として、例えば、
図5に示す様に、直流電動機が減速開始位置に達するま
で、最大加速を行い、減速開始位置に達した後、減速を
開始して直流電動機を停止させる方法が知られている。
The time required to stop at a predetermined stop position varies depending on the determination of the deceleration start position and the control method within the deceleration region. For positioning control of the electric motor, for example,
As shown in FIG. 5, a method is known in which maximum acceleration is performed until the DC motor reaches a deceleration start position, and after reaching the deceleration start position, deceleration is started and the DC motor is stopped.

【0004】この方法に関する減速開始位置の決定と減
速時の制御方法の一例が、電気学会情報処理研究会資料
番号IP−82−34「DCサーボモータの全ディジタ
ル制御」の文献に記載されている。
An example of the method of determining the deceleration start position and the control method at the time of deceleration related to this method is described in the literature of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Information Processing Research Group, Material No. IP-82-34, "All-Digital Control of DC Servo Motor". ..

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記文献には、直流電
動機の速度ωと位置θを計測し、計測した値と直流電動
機の減速度βからその位置θに於ける速度指令ωcを計
算し、それに基づき減速を行う方法が記載されている。
In the above document, the speed ω and the position θ of the DC motor are measured, and the speed command ωc at the position θ is calculated from the measured value and the deceleration β of the DC motor, A method of performing deceleration based on that is described.

【0006】この方法は、計算した位置θと予め設定さ
れる直流電動機の減速度βから次式で示される速度指令
ωcを計算し、速度指令ωcに基づき直線的な減速制御
を行うものである。
In this method, a speed command ωc represented by the following equation is calculated from the calculated position θ and a preset deceleration β of the DC motor, and linear deceleration control is performed based on the speed command ωc. ..

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】β:直流電動機の減速度 θ:位置 上式の速度指令ωcは直線的な減速を行うための速度指
令であると同時に、直流電動機を位置θに停止させるた
めに許容される直流電動機の最大速度を表している。
Β: deceleration of the DC motor θ: position The above speed command ωc is a speed command for linear deceleration, and at the same time, the DC motor is allowed to stop at the position θ. Represents the maximum speed of.

【0009】また、これは図6で明らかなように、直流
電動機の速度ωを前記数1の速度指令ωcに一致する点
を減速開始位置とすることができるので、その位置まで
最大加速を行い、その後直流電動機が停止するまでの速
度指令ωcに基づいて減速を行うものである。
Further, as is apparent from FIG. 6, the point at which the speed ω of the DC motor matches the speed command ωc of the above-mentioned equation 1 can be set as the deceleration start position, and therefore maximum acceleration is performed to that position. After that, deceleration is performed based on the speed command ωc until the DC motor stops.

【0010】この方法によると丁度速度が零になったと
きに、位置θも零となり、振動を発生することなく所定
の位置に停止させることができる。しかしながら、数1
の減速度βは、直流電動機の特性,負荷の特性によって
変化する値である。従って減速度βは、直流電動機,負
荷等の製造時の特性のバラツキ,経時変化等を考慮した
上で、最も緩い減速条件(直流電動機の停止し難しい条
件)を想定して減速度βを設定しなければならない。こ
のように減速度βのバラツキを考慮して直流電動機の最
大能力より小さな値を設定して減速を行う為、当然のこ
とながら所定の位置までの移動時間はその分長くなって
しまうという不都合がある。
According to this method, when the speed becomes zero, the position θ also becomes zero, and it can be stopped at a predetermined position without generating vibration. However, the number 1
The deceleration β of is a value that changes depending on the characteristics of the DC motor and the characteristics of the load. Therefore, the deceleration β should be set assuming the slowest deceleration conditions (conditions that make it difficult to stop the DC motor), taking into consideration variations in the manufacturing characteristics of the DC motor, load, etc., and changes over time. Must. Thus, in consideration of the variation of the deceleration β, a value smaller than the maximum capacity of the DC motor is set to perform deceleration, and as a matter of course, there is an inconvenience that the movement time to a predetermined position becomes longer accordingly. is there.

【0011】前記の不都合を解消する一つの方法とし
て、減速開始位置まで加速する際に加速度αを計測し、
減速度β=加速度αとして速度指令ωcを算出する方法
が前述の電気学会情報処理研究研資料の中に紹介されて
いる、これは負荷トルクの影響が小さければ減速度βは
直流電動機の発生するトルクと回転軸の慣性との比で決
まり、加速度αとほぼ一致するという原理に基づいてい
る。
As one method for solving the above inconvenience, the acceleration α is measured when accelerating to the deceleration start position,
The method of calculating the speed command ωc with deceleration β = acceleration α is introduced in the above-mentioned information processing research institute materials of the Institute of Electrical Engineers of Japan. This is because the deceleration β is generated by the DC motor if the influence of the load torque is small. It is determined by the ratio between the torque and the inertia of the rotating shaft, and is based on the principle that it substantially matches the acceleration α.

【0012】既ち位置制御を行うときには、必ず一度加
速することに着目し、加速時に加速度αを計測してその
値を減速度βとして数1の速度指令ωcを計算するもの
である。
When performing the existing position control, paying attention to accelerating once, the acceleration α is measured at the time of acceleration, and the value is used as the deceleration β to calculate the speed command ωc of equation (1).

【0013】[0013]

【数2】 [Equation 2]

【0014】α:加速度 このように加速時の加速度αを計測し、この加速度αか
ら減速度βを推定し求めることによって、負荷に自動的
に適応させた制御を行い、短時間での位置決め停止を実
現させたものである。
Α: Acceleration In this way, the acceleration α at the time of acceleration is measured, and the deceleration β is estimated and obtained from this acceleration α to perform the control automatically adapted to the load and stop the positioning in a short time. Is realized.

【0015】前述の従来の方法によると、加速時の加速
度αから減速時の速度指令ωcを求める事により、直流
電動機のトルクと回転軸の慣性に適応して、振動を抑制
し、短時間で所定の位置まで移動し停止することができ
る。しかし、この方法は加速度αと減速度βがほぼ等し
いという条件の下で減速時のωcを求める為、負荷トル
クの影響が小さい場合にしか完全な負荷適応が可能とな
らない。
According to the above-mentioned conventional method, by obtaining the speed command ωc during deceleration from the acceleration α during acceleration, the torque of the DC motor and the inertia of the rotary shaft are adapted to suppress the vibration and to shorten the time. It can be moved to a predetermined position and stopped. However, this method obtains ωc during deceleration under the condition that the acceleration α and the deceleration β are substantially equal to each other, so that complete load adaptation is possible only when the influence of the load torque is small.

【0016】これは、直流電動機の動作特性を決定づけ
る回転軸の慣性,負荷トルク,直流電動機のトルク等の
要因に関し、例えば回転軸の慣性が大きい場合加速度
α,減速度βとも小さくなるが、負荷トルクが大きい場
合加速度αは小さくなるが、減速度βは逆に大きくなる
というように、加速時の加速度αからだけでは減速時の
動作を完全に特定できないことに起因する。
This relates to factors such as inertia of the rotating shaft, load torque, torque of the DC motor, etc. which determine the operating characteristics of the DC motor. For example, when the inertia of the rotating shaft is large, both the acceleration α and the deceleration β are small, but the load is large. When the torque is large, the acceleration α is small, but the deceleration β is large. On the contrary, it is because the motion during deceleration cannot be completely specified only from the acceleration α during acceleration.

【0017】従って、加速時に計測した加速度αから減
速度βを選定する際、加速度αからだけでは特定できな
い要因を考慮しなければならず、その結果、図6の減速
開始位置と減速度βは直流電動機の最大能力に対して余
裕を持って設定しなければならない。従って、その分所
定の位置まで移動するのに要する時間は長くなってしま
う。
Therefore, when selecting the deceleration β from the acceleration α measured during acceleration, it is necessary to consider a factor that cannot be specified only from the acceleration α, and as a result, the deceleration start position and the deceleration β in FIG. The maximum capacity of the DC motor must be set with some margin. Therefore, the time required to move to the predetermined position accordingly increases.

【0018】また所定の位置まで最も短時間で移動する
方法は、減速開始位置まで順方向最大電圧を直流電動機
に印加して加速を行い、減速開始位置に到達した後、直
流電動機が停止するまで逆方向最大電圧印加して減速を
行う方法であるが、従来の方法では、数1で表される速
度指令ωcに基づく速度制御によって減速を行っている
為、その点からも移動時間が、直流電動機の最大能力に
対して大きくなってしまうという問題があった。
The method of moving to a predetermined position in the shortest time is to apply a maximum forward voltage to the DC motor to the deceleration start position to accelerate the DC motor, and after reaching the deceleration start position until the DC motor stops. This is a method of decelerating by applying a reverse direction maximum voltage. However, in the conventional method, deceleration is performed by speed control based on the speed command ωc represented by Formula 1. Therefore, from that point as well, the moving time There was a problem that the maximum capacity of the electric motor was increased.

【0019】本発明は、所定の位置に位置決め停止する
に際し、回転軸の慣性,負荷トルク等の全ての影響を考
慮することで、直流電動機及び負荷特性に自動的に適応
させ、さらに、直流電動機の最大能力で加減速を行なわ
せ、最短時間で位置決め停止を可能とした制御方法及び
装置を提供することを目的とする。
The present invention automatically adapts to the DC motor and the load characteristics by considering all the influences of the inertia of the rotating shaft, the load torque, etc. when positioning and stopping at a predetermined position, and further, the DC motor. It is an object of the present invention to provide a control method and an apparatus capable of accelerating and decelerating with the maximum capacity of, and enabling positioning stop in the shortest time.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】前述の問題を解決する為
に本発明は、電動機と、この電動機に取り付けられた位
置検出器と、この位置検出器からの信号に基づいて速度
を検出する速度検出手段と、電動機を駆動するための電
力を付与する駆動装置と、電動機に制動力を付与する減
速手段と、起動時の加速度を検出する加速度検出手段
と、この加速度検出手段を基に減速開始位置を演算する
演算機能と、この演算結果を記憶する記憶手段とを具備
する電動機の制御装置において、前記加速度検出手段
は、起動加速領域内における、少なくとも所定の3点に
よって特定された二つの測定領域における加速度を計測
する機能を含み、前記演算手段は、この加速度検出手段
によって計測された二つの加速度と指定された停止位置
から前記制動開始位置を求めることによって達成され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides an electric motor, a position detector attached to the electric motor, and a speed for detecting a speed based on a signal from the position detector. Detecting means, drive device for applying electric power for driving the electric motor, decelerating means for applying braking force to the electric motor, acceleration detecting means for detecting acceleration at startup, and deceleration start based on the acceleration detecting means In a motor control device having a calculation function for calculating a position and a storage unit for storing the calculation result, the acceleration detection unit is configured to perform two measurements specified by at least three predetermined points in a starting acceleration region. The calculation means includes a function of measuring acceleration in a region, and the computing means is configured to determine the two accelerations measured by the acceleration detecting means and the braking start position from a designated stop position. It is accomplished by determining.

【0021】また、前記目的は速度と位置および加速度
を検出し、これらの検出結果から減速開始位置減速速度
指令を生成し、これに基づいて電動機を減速停止する電
動機の制御方法において、所定の位置に移動するとき、
所定の設定速度に達するまで正方向最大電圧を印加して
最大加速を行い、この最大加速領域内の少なくとも二つ
の領域で加速度を検出し、検出された二つの加速度に基
づいて減速開始位置と、減速領域内の速度指令を生成
し、この指令に基づいて所定の停止位置に減速停止する
電動機の制御方法によって達成される。
Further, the object is to detect a speed, a position and an acceleration, generate a deceleration start position deceleration speed command from these detection results, and decelerate and stop the electric motor based on this command. When moving to
The maximum positive voltage is applied until the predetermined set speed is reached to perform maximum acceleration, the acceleration is detected in at least two regions within this maximum acceleration region, and the deceleration start position is based on the two detected accelerations. This is achieved by a method of controlling a motor that generates a speed command within a deceleration region and decelerates and stops at a predetermined stop position based on this command.

【0022】[0022]

【作用】前述の機械的時定数τmと定常速度ωfの算出
方法及び減速開始位置の算出方法の詳細について、直流
電動機の一般動作特性を含めて以下に説明する。
The details of the method of calculating the mechanical time constant τm and the steady speed ωf and the method of calculating the deceleration start position will be described below, including the general operating characteristics of the DC motor.

【0023】直流電動機の動作特性は定常速度ωfと機
械的時定数τmによって表現される。例えば最大加速を
行った時の直流電動機の速度ωは次式で表される。
The operating characteristics of the DC motor are expressed by the steady speed ωf and the mechanical time constant τm. For example, the speed ω of the DC motor when maximum acceleration is performed is expressed by the following equation.

【0024】[0024]

【数3】 [Equation 3]

【0025】[0025]

【数4】 [Equation 4]

【0026】[0026]

【数5】 [Equation 5]

【0027】Vs:電動機に印加される電圧〔V〕 KE:誘起電圧定数〔V/rad/S〕 KT:トルク定
数〔kg・f・cm/A〕 Tl:負荷トルク〔kg・f・cm〕 Jl:負荷慣性
〔kg・cm・S2〕 R :電機子抵抗〔Ω〕 数4,5中のKE,KT,Vs,Tl,Rが直流電動
機,負荷の特性を決定する要素であり、直流電動機,負
荷の製造時の特性のバラツキ,経時の特性変化によって
左右される値である。これらの値を個々に検出する事は
困難であるが、数3から明らかなように、直流電動機の
動作特性に与える影響は、種々の要素の複合的物理量で
ある定常速度ωfと機械的時定数τmを検出することに
よって、負荷特性の変化を含めた直流電動機の動作特性
の把握が可能となる。
Vs: voltage applied to the motor [V] KE: induced voltage constant [V / rad / S] KT: torque constant [kg.f.cm/A] Tl: load torque [kg.f.cm] Jl: Load inertia [kg · cm · S 2 ] R: Armature resistance [Ω] KE, KT, Vs, Tl, and R in the equations 4 and 5 are factors that determine the characteristics of the DC motor and load, and DC This value depends on variations in the characteristics of the motor and load during manufacturing, and changes in characteristics over time. It is difficult to detect each of these values individually, but as is clear from Equation 3, the effect on the operating characteristics of the DC motor is that the steady-state speed ωf and mechanical time constant, which are complex physical quantities of various elements, are different. By detecting τm, it becomes possible to grasp the operating characteristics of the DC motor, including changes in the load characteristics.

【0028】次に前述の定常速度ωfと機械的時定数τ
mの検出方法について述べる。
Next, the above-mentioned steady speed ωf and mechanical time constant τ
A method of detecting m will be described.

【0029】まず最大加速時のある一定時間間隔Δt毎
の速度ω1,ω2,ω3 を計測する。このω1,ω2,ω3
は数3よりそれぞれ次式で表される。
First, the velocities ω 1 , ω 2 and ω 3 are measured at each constant time interval Δt at the time of maximum acceleration. This ω 1 , ω 2 , ω 3
Are respectively expressed by the following equations from Equation 3.

【0030】[0030]

【数6】 [Equation 6]

【0031】[0031]

【数7】 [Equation 7]

【0032】[0032]

【数8】 [Equation 8]

【0033】但しt1 は任意の時間 ω1,ω2,ω3 の比をとるとWhere t 1 is the ratio of arbitrary times ω 1 , ω 2 , ω 3

【0034】[0034]

【数9】 [Equation 9]

【0035】[0035]

【数10】 [Equation 10]

【0036】数9,数10よりFrom equations 9 and 10

【0037】[0037]

【数11】 [Equation 11]

【0038】[0038]

【数12】 [Equation 12]

【0039】更に数11を数12で除すとFurther dividing Equation 11 by Equation 12

【0040】[0040]

【数13】 [Equation 13]

【0041】ここで(a−1)/(b−1)=Cとおいて
数13を整理すると
Here, if (a-1) / (b-1) = C is set and Equation 13 is rearranged,

【0042】[0042]

【数14】 [Equation 14]

【0043】[0043]

【数15】 [Equation 15]

【0044】数15を機械的時定数τmについて解け
ば、
Solving Equation 15 for the mechanical time constant τm,

【0045】[0045]

【数16】 [Equation 16]

【0046】Δt,t1 は予め設定される値であるから
数16によって機械的時定数τmが算出される。τmが
求まれば数6より、
Since Δt and t 1 are preset values, the mechanical time constant τm is calculated by the equation 16. If τm is obtained, from Equation 6,

【0047】[0047]

【数17】 [Equation 17]

【0048】として定常速度ωfを求められる。The steady speed ωf can be obtained as

【0049】以上の様に加速時の予め設定された一定時
間間隔毎の3点の速度を計測し、それらの比を基に演算
を行う事で、直流電動機の動作特性を特徴付ける定常速
度ωfと機械的時定数τmを検出する事が出来る。
As described above, the steady speed ωf that characterizes the operating characteristics of the DC motor is obtained by measuring the speed at three points at preset constant time intervals during acceleration and performing the calculation based on the ratio thereof. The mechanical time constant τm can be detected.

【0050】前述の方法により求めた定常速度ωfと機
械的時定数τmを利用した位置制御について以下に説明
する。
Position control using the steady speed ωf and the mechanical time constant τm obtained by the above method will be described below.

【0051】所定の位置まで移動する際、直流電動機の
速度ωと位置θを随時計測し、ある速度ωaから最大減
速を行った場合に停止するまでに必要とされる距離S
(以下停止距離Sと称す)を求め、距離Sと位置θが一
致した点を減速開始位置として、最大加減速を行う事で
最短時間での移動が可能となる。
When moving to a predetermined position, the speed ω and the position θ of the DC motor are measured at any time, and when the maximum deceleration is performed from a certain speed ωa, the distance S required to stop
It is possible to move in the shortest time by obtaining (hereinafter referred to as the stop distance S) and performing the maximum acceleration / deceleration with the point where the distance S and the position θ coincide as the deceleration start position.

【0052】ある速度ωaから逆方向最大電圧−Vsを
印加する逆転制動によって減速を行った時の直流電動機
の速度ωは次式で表される。
The speed ω of the DC motor when the speed is reduced from the certain speed ωa by the reverse braking applying the reverse maximum voltage −Vs is expressed by the following equation.

【0053】[0053]

【数18】 [Equation 18]

【0054】減速を開始して停止するまでに要する時間
tsは、上式でω=0とおいてtについて解けば求めら
れる。
The time ts required for starting and stopping the deceleration can be obtained by solving ω = 0 with the above equation.

【0055】[0055]

【数19】 [Formula 19]

【0056】一方直流電動機が停止するまでに移動する
停止距離Sは、数18をt=0からtsまで時間tにつ
いて積分して求める事ができる。
On the other hand, the stopping distance S that the DC motor moves until it stops can be obtained by integrating Equation 18 from t = 0 to ts with respect to time t.

【0057】[0057]

【数20】 [Equation 20]

【0058】数19,数20において、前述の方法で機
械的時定数τmと定常速度ωfは加速時に算出し、既知
の定数として扱えるので、停止距離Sは直流電動機の速
度ωaのみの関数として求めることができる。従って直
流電動機の速度ωを随時計測し、数19,数20のωa
に代入して停止距離Sを算出し、位置θと比較し、一致
した点を求める事で、負荷特性に適応した減速開始位置
を求める事ができる。
In Equations 19 and 20, the mechanical time constant τm and the steady speed ωf are calculated during acceleration by the above-described method and can be treated as known constants. Therefore, the stop distance S is obtained as a function of only the speed ωa of the DC motor. be able to. Therefore, the speed ω of the DC motor is measured at any time, and
To calculate the stop distance S, compare it with the position θ, and obtain a coincident point, so that the deceleration start position adapted to the load characteristic can be obtained.

【0059】また、上記方法はある速度状態にある直流
電動機の減速開始条件の規定を行うものであるから、所
定の位置に移動する為にある設定速度に達するまで正方
向最大電圧を印加して最大加速を行い、ある所定の位置
まで設定速度で運転した後、逆方向最大電圧印加による
逆転制動により直流電動機を停止させる方式のものにつ
いても有効である。
Further, since the above method defines the deceleration start condition of the DC motor in a certain speed state, the maximum voltage in the forward direction is applied until a certain set speed is reached in order to move to a predetermined position. It is also effective for a system in which the maximum acceleration is performed and the motor is operated to a predetermined position at a set speed, and then the DC motor is stopped by reverse braking by applying a reverse maximum voltage.

【0060】更に上記方法は加速時に直流電動機の動作
特性を決定づける定常速度ωfと機械的時定数τmを算
出する事で、回転軸の慣性,負荷トルク,直流電動機の
トルク等による直流電動機の加減速時の動作に与える影
響を総合的に検出・判断できる為、所定の位置に移動す
る為に正方向最大電圧を印加して最大加速した後、直流
電動機に印加する電圧を調節しながら減速を行い直流電
動機を停止させる方式や、ある設定速度に達するまで正
方向最大電圧を印加して最大加速を行い、ある所定の位
置まで設定速度で運転した後、直流電動機に印加する電
圧を調節しながら減速を行い直流電動機を停止させる方
法のように、電圧を調節しながら減速を行う場合におい
ても減速開始位置を負荷に適応して自動的に調整する事
が可能である。
Further, in the above method, the steady speed ωf and the mechanical time constant τm that determine the operating characteristics of the DC motor during acceleration are calculated, so that the acceleration / deceleration of the DC motor due to the inertia of the rotating shaft, the load torque, the torque of the DC motor, etc. Since it can comprehensively detect and judge the influence on the operation at the time, after applying the maximum voltage in the forward direction to accelerate to the maximum in order to move to a predetermined position, deceleration is performed while adjusting the voltage applied to the DC motor. A method of stopping the DC motor, or applying a maximum voltage in the positive direction to achieve maximum acceleration until a certain set speed is reached, and after operating at a set speed to a certain predetermined position, decelerating while adjusting the voltage applied to the DC motor. Even when decelerating while adjusting the voltage as in the method of performing the above and stopping the DC motor, the deceleration start position can be automatically adjusted in accordance with the load.

【0061】[0061]

【実施例】本発明構成の一実施例を図1ないし図4を用
いて以下説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0062】図1は本発明を実現する制御装置の構成概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of the configuration of a control device that realizes the present invention.

【0063】1は直流電動機で、この直流電動機には回
転位置を検出するエンコーダが取り付けられている。こ
のエンコーダ2の信号はマイクロコンピュータ3に入力
され、直流電動機1の速度ωと位置θを検出手段4,5
によって計測する。
Reference numeral 1 is a DC motor, and an encoder for detecting the rotational position is attached to the DC motor. The signal of the encoder 2 is input to the microcomputer 3 to detect the speed ω and the position θ of the DC motor 1 and detecting means 4, 5
To measure.

【0064】加速時においてマイクロコンピュータ内の
インターバルタイマ6で発生される一定時間間隔Δt毎
に直流電動機1の速度ω1,ω2,ω3 を記憶手段7に記
憶し、マイクロコンピュータ3の演算により、機械的時
定数τmと定常速度ωfを演算し、記憶手段8に格納す
る。直流電動機1の速度ωを計測し、記憶した機械的時
定数τmと定常速度ωfを読み出して、速度ωから停止
するまでに必要な距離Sを随時演算する。
At the time of acceleration, the speeds ω 1 , ω 2 , ω 3 of the DC motor 1 are stored in the storage means 7 at every constant time interval Δt generated by the interval timer 6 in the microcomputer, and are calculated by the microcomputer 3. , The mechanical time constant τm and the steady speed ωf are calculated and stored in the storage means 8. The speed ω of the DC motor 1 is measured, the stored mechanical time constant τm and the steady speed ωf are read, and the distance S required to stop from the speed ω is calculated at any time.

【0065】前記停止距離Sと直流電動機1の位置θを
比較し、一致した点を減速開始位置として、マイクロコ
ンピュータ3から回転方向切換信号をプリドライバに出
力して、直流電動機1に印加する電圧Vsの極性を反転
させる。尚、駆動回路10は直流電動機1に順逆両方向
の電圧を印加する為、H形ブリッジ構成としている。図
2と図3に機械的時定数τmと定常速度ωfの演算と、
減速開始位置の検出を行うプログラムの概略フローチャ
ートを示す。
The stop distance S is compared with the position θ of the DC motor 1, and the coincident point is set as the deceleration start position. The microcomputer 3 outputs a rotation direction switching signal to the pre-driver to apply a voltage to the DC motor 1. The polarity of Vs is reversed. The drive circuit 10 has an H-shaped bridge structure in order to apply a voltage in both forward and reverse directions to the DC motor 1. 2 and 3 show the calculation of the mechanical time constant τm and the steady speed ωf,
3 shows a schematic flowchart of a program for detecting a deceleration start position.

【0066】図2は機械的時定数τmと定常速度ωfを
算出するもので、この処理はω3の計測が終了した時点
で実行される。具体的な処理内容としては、まずω1
ω2,ω3 を読み込みそれらの比を算出し、数16に基
づき機械的時定数τmを演算し記憶手段に書き込み、次
に数17に基づいて定常速度ωfを演算し記憶手段に書
き込むものである。
FIG. 2 is for calculating the mechanical time constant τm and the steady speed ωf, and this processing is executed when the measurement of ω 3 is completed. As specific processing contents, first, ω 1 ,
ω 2 and ω 3 are read, the ratio between them is calculated, the mechanical time constant τm is calculated based on the equation 16, and written in the storage means, and then the steady speed ωf is calculated based on the equation 17 and written in the storage means. is there.

【0067】図3は減速開始位置を検出するもので、こ
の処理は前述の機械的時定数τmと定常速度ωfを算出
処理を終了してから、減速開始位置を検出するまで繰返
し実行される。
FIG. 3 is for detecting the deceleration start position. This processing is repeatedly executed after the calculation processing of the mechanical time constant τm and the steady speed ωf is completed and until the deceleration start position is detected.

【0068】処理内容はまず、直流電動機の現在速度ω
と位置θを計測し、前記機械的時定数τm,定常速度ω
fを読み込み,速度ωから数19,数20に基づき、そ
の時々の速度ωから停止するまでに必要な時間tsと距
離Sを算出する。
The contents of the processing are as follows: the current speed ω of the DC motor
And the position θ are measured, and the mechanical time constant τm and the steady speed ω are measured.
f is read, and the time ts and the distance S required to stop from the current speed ω are calculated based on the speed ω and the expressions 19 and 20.

【0069】この停止距離Sと位置θを比較し一致した
ならば、直流電動機に印加する電圧の極性を反転させる
処理を行い、そうでない場合はそのまま処理を終了す
る。
If the stop distance S and the position θ are compared and coincident with each other, a process of reversing the polarity of the voltage applied to the DC motor is performed, and if not, the process is terminated as it is.

【0070】上記処理構成の制御装置による所定の位置
までの直流電動機の移動動作を図6に示す。
FIG. 6 shows the operation of moving the DC motor to a predetermined position by the control device having the above processing configuration.

【0071】加速時の一定時間間隔毎に計測される速度
ω1,ω2,ω3 を基に、演算により自動的に求められる
減速開始位置まで、順方向最大電圧Vsが印加され最大
加速で移動し、減速開始位置到達後は逆方向最大電圧−
Vs印加による最大減速で移動が行われる。この時減速
開始位置は、機械的時定数τmと定常速度ωfに基づい
て決定されるため、τm,ωfが変化した場合つまり回
転軸の慣性,負荷トルク等の条件が変化した場合、それ
らの変化に適応して自動的に減速開始位置が修正され
る。
Based on the speeds ω 1 , ω 2 , ω 3 measured at constant time intervals during acceleration, the forward maximum voltage Vs is applied up to the maximum deceleration start position that is automatically obtained by calculation. Maximum voltage in the reverse direction after moving and reaching the deceleration start position −
The movement is performed at the maximum deceleration by applying Vs. At this time, the deceleration start position is determined based on the mechanical time constant τm and the steady speed ωf. Therefore, when τm and ωf change, that is, when the conditions such as the inertia of the rotating shaft and the load torque change, those changes. The deceleration start position is automatically corrected by adapting to.

【0072】図4に前記手法による制動停止の状態を示
す。
FIG. 4 shows the braking stopped state by the above method.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、加速
度検出手段が、起動加速領域内における、少なくとも所
定の3点によって特定された二つの測定領域における加
速度を計測する機能を持ち、前記演算手段が、この加速
度検出手段によって計測された二つの加速度と指定され
た停止位置から前記制動開始位置を求めるものであるの
で、減速開始位置を、負荷特性に適応して自動的に選定
することが可能となり、所定の位置までの移動を最短時
間で行うことができる電動機の制御装置を提供するがで
きる。
As described above, according to the present invention, the acceleration detecting means has the function of measuring the acceleration in the two measurement areas specified by at least three predetermined points in the start-up acceleration area. Since the calculation means obtains the braking start position from the two accelerations measured by the acceleration detection means and the designated stop position, the deceleration start position is automatically selected according to the load characteristics. Therefore, it is possible to provide a controller for an electric motor that can move to a predetermined position in the shortest time.

【0074】また本発明は、所定の位置に移動すると
き、所定の設定速度に達するまで正方向最大電圧を印加
して最大加速を行い、この最大加速領域内の少なくとも
二つの領域で加速度を検出し、検出された二つの加速度
に基づいて減速開始位置と、減速領域内の速度指令を生
成し、この指令に基づいて所定の停止位置に減速停止す
る方法としたので、前記と同様に、所定の位置まで最短
時間で移動することができる電動機を得ることができ
る。
Further, according to the present invention, when moving to a predetermined position, maximum positive voltage is applied until the predetermined set speed is reached to perform maximum acceleration, and the acceleration is detected in at least two regions within the maximum acceleration region. Then, based on the detected two accelerations, the deceleration start position and the speed command in the deceleration area are generated, and the method of decelerating and stopping to the predetermined stop position based on this command is adopted. It is possible to obtain an electric motor that can move to the position of in the shortest time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示す概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における機械的時定数τmと
定常速度ωfの算出プログラムのフローチャートを示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a flowchart of a program for calculating a mechanical time constant τm and a steady speed ωf in one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例における減速開始位置の検出
プログラムのフローチャートを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of a deceleration start position detection program according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例における直流電動機の動作概
略図。
FIG. 4 is a schematic diagram of the operation of the DC motor in one embodiment of the present invention.

【図5】所定の位置まで移動する際の直流電動機の一般
動作概略図。
FIG. 5 is a general operation schematic diagram of the DC motor when moving to a predetermined position.

【図6】負荷適応を図った位置制御の一従来例におけ
る、所定の位置まで移動する際の直流電動機の動作概略
図。
FIG. 6 is a schematic view of the operation of the DC motor when moving to a predetermined position in a conventional example of position control for load adaptation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…直流電動機、2…エンコーダ、3…マイコン、4…
位置検出手段、5…速度検出手段、6…インターバルタ
イマ、7,8…データ記憶手段、9…プリドライバ、1
0…駆動回路。
1 ... DC motor, 2 ... Encoder, 3 ... Microcomputer, 4 ...
Position detecting means, 5 ... Speed detecting means, 6 ... Interval timer, 7, 8 ... Data storing means, 9 ... Pre-driver, 1
0 ... Drive circuit.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電動機と、この電動機に取り付けられた位
置検出器と、この位置検出器からの信号に基づいて速度
を検出する速度検出手段と、電動機を駆動するための電
力を付与する駆動装置と、電動機に制動力を付与する減
速手段と、起動時の加速度を検出する加速度検出手段
と、この加速度検出手段を基に減速開始位置を演算する
演算機能と、この演算結果を記憶する記憶手段とを具備
する電動機の制御装置において、 前記加速度検出手段は、起動加速領域内における、少な
くとも所定の3点によって特定された2つの測定領域に
おける加速度を計測する機能を含み、前記演算手段は、
この加速度検出手段によって計測された2つの加速度と
指定された停止位置から前記制動開始位置を求めるもの
である電動機の制御装置。
1. An electric motor, a position detector attached to the electric motor, speed detecting means for detecting a speed based on a signal from the position detector, and a drive device for supplying electric power for driving the electric motor. A deceleration means for applying a braking force to the electric motor, an acceleration detection means for detecting acceleration at the time of starting, a calculation function for calculating a deceleration start position based on the acceleration detection means, and a storage means for storing the calculation result. In the control device for the electric motor, the acceleration detecting means includes a function of measuring acceleration in two measurement areas specified by at least three predetermined points in the start-up acceleration area, and the calculating means includes:
An electric motor control device for obtaining the braking start position from two accelerations measured by the acceleration detecting means and a designated stop position.
【請求項2】請求項1において、 前記減速手段は、前記駆動装置によって電動機に付与さ
せる逆方向最大電圧印加による逆転制動である電動機の
制御装置。
2. The motor control device according to claim 1, wherein the deceleration means is reverse braking by applying a reverse maximum voltage applied to the motor by the drive device.
【請求項3】請求項1において、 加速度検出は、正方向最大電圧を印加した最大加速領域
内で行なう電動機の制御装置。
3. The motor control device according to claim 1, wherein acceleration detection is performed within a maximum acceleration region to which a positive maximum voltage is applied.
【請求項4】速度と位置および加速度を検出し、これら
の検出結果から減速開始位置減速速度指令を生成し、こ
れに基づいて電動機を減速停止する電動機の制御方法に
おいて、 所定の位置に移動するとき、所定の設定速度に達するま
で正方向最大電圧を印加して最大加速を行い、この最大
加速領域内の少なくとも二つの領域で加速度を検出し、
検出された二つの加速度に基づいて減速開始位置と、減
速領域内の速度指令を生成し、この指令に基づいて所定
の停止位置に減速停止する電動機の制御方法。
4. A method of controlling an electric motor, which detects a speed, a position and an acceleration, generates a deceleration start position deceleration speed command from these detection results, and decelerates and stops the electric motor based on the command, moving to a predetermined position. At this time, the maximum voltage in the positive direction is applied until the predetermined set speed is reached to perform maximum acceleration, and the acceleration is detected in at least two regions within this maximum acceleration region,
A method for controlling an electric motor that generates a deceleration start position and a speed command within a deceleration region based on two detected accelerations, and decelerates to a predetermined stop position based on the commands.
【請求項5】請求項4において、 最大加速時に検出された不個数の加速度から負荷系を含
めた電動機の動作特性を検出して、負荷特性の変化に応
じて減速開始位置と減速領域の速度指令を調整するよう
にした電動機の制御方法。
5. The deceleration start position and the speed of the deceleration region according to a change in the load characteristic by detecting the operating characteristic of the electric motor including the load system from the innumerable number of accelerations detected at the time of maximum acceleration. A method for controlling an electric motor that adjusts a command.
【請求項6】請求項5において、 電動機の加速時に複数領域の加速度を計測し、その値か
ら電動機の動作特性を決定している定常速度ωfと機械
的時定数τmを算出し、負荷特性に適応した減速停止制
御を行う電動機の制御方法。
6. The load characteristic according to claim 5, wherein accelerations in a plurality of regions are measured during acceleration of the electric motor, and a steady speed ωf and a mechanical time constant τm that determine the operating characteristics of the electric motor are calculated from the measured values. A control method for an electric motor that performs adaptive deceleration stop control.
【請求項7】請求項1あるいは4のいずれかにおいて、 電動機はインバータで駆動される直流電動機である電動
機の制御装置あるいは電動機の制御方法。
7. The motor control device or the motor control method according to claim 1, wherein the motor is a DC motor driven by an inverter.
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Cited By (5)

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