JPH05233067A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
- Publication number
- JPH05233067A JPH05233067A JP4037674A JP3767492A JPH05233067A JP H05233067 A JPH05233067 A JP H05233067A JP 4037674 A JP4037674 A JP 4037674A JP 3767492 A JP3767492 A JP 3767492A JP H05233067 A JPH05233067 A JP H05233067A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- position sensor
- circuit
- multiplication
- control
- control circuit
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の位置センサを用いず、簡単な構成で高
速かつ高精度の位置決め制御が可能なモータ制御装置を
提供することを目的とする。 【構成】 位置センサ及び制御回路をもつモータ制御装
置において、位置センサの出力端子と制御回路の間に、
複数の逓倍回路と、逓倍回路の入力端子、若しくは出力
端子に、少なくとも一端にスイッチ手段とを備えるモー
タ制御装置。
速かつ高精度の位置決め制御が可能なモータ制御装置を
提供することを目的とする。 【構成】 位置センサ及び制御回路をもつモータ制御装
置において、位置センサの出力端子と制御回路の間に、
複数の逓倍回路と、逓倍回路の入力端子、若しくは出力
端子に、少なくとも一端にスイッチ手段とを備えるモー
タ制御装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ制御装置に関
し、特に位置センサの出力信号により位置決め制御を行
うモータ制御装置に関する。
し、特に位置センサの出力信号により位置決め制御を行
うモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】サブミクロン、或いはナノメートルの位
置決め精度をもつ精密位置決め装置の駆動源として、振
動がなく高速かつ長ストローク走行が可能などから、リ
ニアモータ（以下“モータ”と称す）が使用されてい
る。この一例として精密工学会誌１９９１年３月号（１
５８〜１６３頁）に記載された研究論文に開示がある。
置決め精度をもつ精密位置決め装置の駆動源として、振
動がなく高速かつ長ストローク走行が可能などから、リ
ニアモータ（以下“モータ”と称す）が使用されてい
る。この一例として精密工学会誌１９９１年３月号（１
５８〜１６３頁）に記載された研究論文に開示がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】サーボモータでは、位
置センサの出力信号を制御回路に帰還する閉ループ制御
系である。そのため、位置センサの高分解能化により位
置決め精度が向上する。この位置センサの分解能は検出
ピッチの逆数である。一方、モータの移動及び整定時間
を短縮するには、移動速度の高速にする。特に精密位置
決め装置では、位置センサの出力信号の分解能と周波数
が比例関係にあるため、高分解能化に伴って制御回路の
応答周波数を超えてしまうという問題があった。表１
に、位置センサの分解能と出力周波数の関係を示す。
置センサの出力信号を制御回路に帰還する閉ループ制御
系である。そのため、位置センサの高分解能化により位
置決め精度が向上する。この位置センサの分解能は検出
ピッチの逆数である。一方、モータの移動及び整定時間
を短縮するには、移動速度の高速にする。特に精密位置
決め装置では、位置センサの出力信号の分解能と周波数
が比例関係にあるため、高分解能化に伴って制御回路の
応答周波数を超えてしまうという問題があった。表１
に、位置センサの分解能と出力周波数の関係を示す。
【表１】
【０００４】この問題を解決するため、前述した従来技
術では分解能の異なる２つの位置センサを用い、粗動制
御をする時には低分解能、微動制御をする時には高分解
能の位置センサをそれぞれに用い、切り替え制御する方
法を採っている。この制御方法は、位置決め精度を高め
るには位置センサを多数必要とする。しかし、そのよう
にすると複雑な構成となり、精度上からは絶対位置精度
に対しての位置誤差が多くなる。
術では分解能の異なる２つの位置センサを用い、粗動制
御をする時には低分解能、微動制御をする時には高分解
能の位置センサをそれぞれに用い、切り替え制御する方
法を採っている。この制御方法は、位置決め精度を高め
るには位置センサを多数必要とする。しかし、そのよう
にすると複雑な構成となり、精度上からは絶対位置精度
に対しての位置誤差が多くなる。
【０００５】本発明はこのような問題に対して提案する
もので、複数の位置センサを用いず、高速かつ高精度の
位置決め制御が可能なモータ制御装置を提供することを
目的とする。
もので、複数の位置センサを用いず、高速かつ高精度の
位置決め制御が可能なモータ制御装置を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】位置センサ及び制御回路
をもつモータ制御装置において、位置センサの出力端子
と、制御回路との間に、複数の逓倍回路と逓倍回路の入
力端子、若しくは出力端子に、少なくとも一端にスイッ
チ手段とを備えるのである。
をもつモータ制御装置において、位置センサの出力端子
と、制御回路との間に、複数の逓倍回路と逓倍回路の入
力端子、若しくは出力端子に、少なくとも一端にスイッ
チ手段とを備えるのである。
【０００７】位置センサの出力信号はスイッチ手段を介
して複数の逓倍回路の内、いずれか１つに入力する。逓
倍回路は位置センサからの出力信号を基に、周波数を逓
倍する。位置センサの出力信号をｆｅ、逓倍回路の逓倍
率をｎ、出力周波数をｆｄとすると、次の数１の式が成
り立つ。
して複数の逓倍回路の内、いずれか１つに入力する。逓
倍回路は位置センサからの出力信号を基に、周波数を逓
倍する。位置センサの出力信号をｆｅ、逓倍回路の逓倍
率をｎ、出力周波数をｆｄとすると、次の数１の式が成
り立つ。
【数１】ｆｄ ＝ ｆｅ・ｎ
【０００８】逓倍回路において、波形整形処理された出
力信号は、制御回路の位置検出信号となる。制御回路内
部では、入力信号から位置及び速度演算をし、複数の逓
倍回路の内、最適なものを選択する。制御回路からは前
記スイッチ手段に対し逓倍回路切り替えの信号を送る。
一例として、モータ速度により逓倍回路を選択する場
合、高速時には低倍率の逓倍回路に切り替え、位置検出
器の分解能を低くし入力周波数を低下させる。これとは
反対の低速時には、高倍率の逓倍回路に切り替え、位置
検出器の分解能を高くし、位置決め精度及び速度安定性
を向上させる。
力信号は、制御回路の位置検出信号となる。制御回路内
部では、入力信号から位置及び速度演算をし、複数の逓
倍回路の内、最適なものを選択する。制御回路からは前
記スイッチ手段に対し逓倍回路切り替えの信号を送る。
一例として、モータ速度により逓倍回路を選択する場
合、高速時には低倍率の逓倍回路に切り替え、位置検出
器の分解能を低くし入力周波数を低下させる。これとは
反対の低速時には、高倍率の逓倍回路に切り替え、位置
検出器の分解能を高くし、位置決め精度及び速度安定性
を向上させる。
【０００９】又、モータ位置によって逓倍回路を切り替
える場合、移動開始時から位置決め近傍までは、逓倍率
の逓倍回路を選択して高速性を確保し、位置決め時には
高倍率の逓倍回路に切り替え、位置決め精度を向上させ
る。
える場合、移動開始時から位置決め近傍までは、逓倍率
の逓倍回路を選択して高速性を確保し、位置決め時には
高倍率の逓倍回路に切り替え、位置決め精度を向上させ
る。
【００１０】
【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図３に基づいて
詳述する。尚、従来装置と同一部分については同一符号
を付す。図１に示すように、位置センサ１の出力信号は
スイッチ手段２に入力し、２の切り替え状態に応じて、
逓倍回路Ａ又は逓倍回路Ｂに入力する。位置センサ１は
例えば光学式、或いは磁気式のインクリメンタルエンコ
ーダとし、９０度位相差のアナログ信号を出力する。逓
倍回路Ａ又は逓倍回路Ｂは、位置センサ１の位相差信号
をアナログ回路かディジタル回路の何れかで逓倍処理
し、９０度位相差の位置検出信号として出力する。これ
らの信号はスイッチ手段２を経て制御回路５に入力す
る。
詳述する。尚、従来装置と同一部分については同一符号
を付す。図１に示すように、位置センサ１の出力信号は
スイッチ手段２に入力し、２の切り替え状態に応じて、
逓倍回路Ａ又は逓倍回路Ｂに入力する。位置センサ１は
例えば光学式、或いは磁気式のインクリメンタルエンコ
ーダとし、９０度位相差のアナログ信号を出力する。逓
倍回路Ａ又は逓倍回路Ｂは、位置センサ１の位相差信号
をアナログ回路かディジタル回路の何れかで逓倍処理
し、９０度位相差の位置検出信号として出力する。これ
らの信号はスイッチ手段２を経て制御回路５に入力す
る。
【００１１】図２は図１における逓倍回路３（Ａ及び
Ｂ）の構成を示した一例である。位置センサ１の出力電
圧ｅ１、及びｅ２をＡ／Ｄ変換器９によってディジタル
信号処理し、マイクロコンピュータ８に入力する。マイ
クロコンピュータ８はｅ１とｅ２の位相差をプログラム
に従って計算し、例えば９０度位相差の逓倍信号ｅ１ｎ
及びｅ２ｎを出力する。マイクロコンピュータ８の出力
データは上記のように位相差信号の他、例えば８ビット
長のデータなどでもよい。図１のスイッチ手段２は、例
えば半導体スイッチ及び論理素子で構成する。
Ｂ）の構成を示した一例である。位置センサ１の出力電
圧ｅ１、及びｅ２をＡ／Ｄ変換器９によってディジタル
信号処理し、マイクロコンピュータ８に入力する。マイ
クロコンピュータ８はｅ１とｅ２の位相差をプログラム
に従って計算し、例えば９０度位相差の逓倍信号ｅ１ｎ
及びｅ２ｎを出力する。マイクロコンピュータ８の出力
データは上記のように位相差信号の他、例えば８ビット
長のデータなどでもよい。図１のスイッチ手段２は、例
えば半導体スイッチ及び論理素子で構成する。
【００１２】図３に制御回路５を示す。例えばｅ１ｎ及
びｅ２ｎを入力し、カウント数を演算するＵＰ／ＤＯＷ
Ｎカウンタ７と、７から位置検出データを読み込み、所
定のプログラムに従ってモータ制御演算をするマイクロ
コンピュータ６から成る。マイクロコンピュータ６はモ
ータの速度及び位置を計算し、この結果に基づいてスイ
ッチ手段２の制御信号を出力する。
びｅ２ｎを入力し、カウント数を演算するＵＰ／ＤＯＷ
Ｎカウンタ７と、７から位置検出データを読み込み、所
定のプログラムに従ってモータ制御演算をするマイクロ
コンピュータ６から成る。マイクロコンピュータ６はモ
ータの速度及び位置を計算し、この結果に基づいてスイ
ッチ手段２の制御信号を出力する。
【００１３】図４は本発明の第２実施例を示す。動作原
理は図１の第１実施例と同様である。 逓倍回路Ａ及び
逓倍回路Ｂの応答周波数が許容値以下であれば、逓倍回
路入力側のスイッチ手段２を省略できる。こうすると回
路の構成を更に簡素化できる。
理は図１の第１実施例と同様である。 逓倍回路Ａ及び
逓倍回路Ｂの応答周波数が許容値以下であれば、逓倍回
路入力側のスイッチ手段２を省略できる。こうすると回
路の構成を更に簡素化できる。
【００１４】表２は図１に示した本発明の第１実施例に
おける、モータ速度と位置検出信号の最高周波数の関係
を示したものである。
おける、モータ速度と位置検出信号の最高周波数の関係
を示したものである。
【表２】
【００１５】この表２のように、測定ピッチ１μｍのイ
ンクリメンタルエンコーダを使用し、逓倍率１００倍の
逓倍回路を選択すると、位置決め時に検出ピッチ０．０
１μｍが得られた。又、速度０．０１〜１ｍ／ｓの時に
逓倍率１倍の逓倍回路を選択すると、位置検出信号の最
高周波数は１ＭＨｚとなり、従来の一般的な応答周波数
をもつ制御回路を用いて最高速度１ｍ／ｓを得ることが
できた。
ンクリメンタルエンコーダを使用し、逓倍率１００倍の
逓倍回路を選択すると、位置決め時に検出ピッチ０．０
１μｍが得られた。又、速度０．０１〜１ｍ／ｓの時に
逓倍率１倍の逓倍回路を選択すると、位置検出信号の最
高周波数は１ＭＨｚとなり、従来の一般的な応答周波数
をもつ制御回路を用いて最高速度１ｍ／ｓを得ることが
できた。
【発明の効果】本発明によれば、モータの位置または速
度に応じて、制御回路からの制御により、位置センサ出
力信号の逓倍率を選択できるため、単一の位置センサで
高速かつ高精度の位置決め制御をすることが出来、顕著
な効果がある。
度に応じて、制御回路からの制御により、位置センサ出
力信号の逓倍率を選択できるため、単一の位置センサで
高速かつ高精度の位置決め制御をすることが出来、顕著
な効果がある。
【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施例の逓倍回路を示すブロック
図
図
【図３】本発明の第１実施例の制御回路を示すブロック
図
図
【図４】本発明の第２実施例を示すブロック図
【図５】従来のモータ制御装置を示すブロック図
１ 位置センサ ２ スイッチ手段 ３ 逓倍回路 ４ 波形整形回路 ５ 制御回路 ６ マイクロコンピュータ ７ ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ ８ マイクロコンピュータ ９ Ａ／Ｄ変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 位置センサ及び制御回路をもつモータ制
御装置において、位置センサの出力端子と制御回路の間
に、複数の逓倍回路と、逓倍回路の入力端子、若しくは
出力端子に、少なくとも一端にスイッチ手段とを備えた
ことを特徴とするモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037674A JPH05233067A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4037674A JPH05233067A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05233067A true JPH05233067A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12504176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4037674A Pending JPH05233067A (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05233067A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147669A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Canon Inc | 光学機器および撮像システム |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP4037674A patent/JPH05233067A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147669A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Canon Inc | 光学機器および撮像システム |
| JP4732148B2 (ja) * | 2005-11-24 | 2011-07-27 | キヤノン株式会社 | 光学機器および撮像システム |
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