JPH05284788A - ステッピングモータドライバ回路 - Google Patents
ステッピングモータドライバ回路Info
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- JPH05284788A JPH05284788A JP10875392A JP10875392A JPH05284788A JP H05284788 A JPH05284788 A JP H05284788A JP 10875392 A JP10875392 A JP 10875392A JP 10875392 A JP10875392 A JP 10875392A JP H05284788 A JPH05284788 A JP H05284788A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 如何なる状況においても最適なトルクを発生
させてモータ性能を可能な限り高めることができるよう
にする。 【構成】 ステッピングモータ10の駆動電力は直流電源
50にて生成され、定電流チョッパ電源40、スイッチング
回路20を介して与えられる。ステッピングモータ10の励
磁切換は、入力パルスを所定の位相角で分配して各相の
励磁パルスを生成する磁切換回路31により決定される。
ステッピングモータ10の相電流指令値はファジー推論部
32により決定される。即ち、ファジー推論部32は、モー
タ性能を常に最適な状態に保つのに必要なファジープロ
ダクションルールが予め用意されており、入力パルスの
周波数とその変化を入力としてファジー推論を行い、相
電流指令値を相電流指令信号αとして出力する。この相
電流指令信号αに応じて基準電圧発生回路60の基準電圧
Ｖｓも変化して、定電流チョッパ電源40からスイッチン
グ回路20に出力される入力電流も変化する結果、ステッ
ピングモータ10の各相電流が制御され、モータ性能が常
に最適な状態に保たれることになる。
させてモータ性能を可能な限り高めることができるよう
にする。 【構成】 ステッピングモータ10の駆動電力は直流電源
50にて生成され、定電流チョッパ電源40、スイッチング
回路20を介して与えられる。ステッピングモータ10の励
磁切換は、入力パルスを所定の位相角で分配して各相の
励磁パルスを生成する磁切換回路31により決定される。
ステッピングモータ10の相電流指令値はファジー推論部
32により決定される。即ち、ファジー推論部32は、モー
タ性能を常に最適な状態に保つのに必要なファジープロ
ダクションルールが予め用意されており、入力パルスの
周波数とその変化を入力としてファジー推論を行い、相
電流指令値を相電流指令信号αとして出力する。この相
電流指令信号αに応じて基準電圧発生回路60の基準電圧
Ｖｓも変化して、定電流チョッパ電源40からスイッチン
グ回路20に出力される入力電流も変化する結果、ステッ
ピングモータ10の各相電流が制御され、モータ性能が常
に最適な状態に保たれることになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は定電流チョッパ駆動方式
であり、制御方法としてＰＷＭ（Pulse Width Modulati
on) 方式を用いたステッピングモータドライバ回路に関
する。
であり、制御方法としてＰＷＭ（Pulse Width Modulati
on) 方式を用いたステッピングモータドライバ回路に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータを駆動するのに必要
なステッピングモータドライバ回路は、高効率化・高速
特性・回路のコンパクト化等の観点から現在定電流チョ
ッパ駆動方式が主流であり、制御方法として動作の安定
性の観点からＰＷＭ方式のものが多い。
なステッピングモータドライバ回路は、高効率化・高速
特性・回路のコンパクト化等の観点から現在定電流チョ
ッパ駆動方式が主流であり、制御方法として動作の安定
性の観点からＰＷＭ方式のものが多い。
【０００３】図７はこの種のステッピングモータドライ
バ回路のブロック図である。図中50はステッピングモー
タ10を駆動するのに必要な電力を供給する直流電源であ
る。直流電源50にて生成された電力は、定電流チョッパ
電源40、スイッチング回路20を介してステッピングモー
タ10に供給される。図中70は定電流チョッパ電源40から
スイッチング回路20にかけて流れる電流の大きさを電圧
として検出するための電流検出抵抗であり、この検出結
果は電流フィードバック信号として定電流チョッパ電源
40にフィードバックされる。図中80は基準電圧発生回路
であり、所定の一定電圧を生成し、この基準電圧が基準
電圧信号として定電流チョッパ電源40に出力されてい
る。
バ回路のブロック図である。図中50はステッピングモー
タ10を駆動するのに必要な電力を供給する直流電源であ
る。直流電源50にて生成された電力は、定電流チョッパ
電源40、スイッチング回路20を介してステッピングモー
タ10に供給される。図中70は定電流チョッパ電源40から
スイッチング回路20にかけて流れる電流の大きさを電圧
として検出するための電流検出抵抗であり、この検出結
果は電流フィードバック信号として定電流チョッパ電源
40にフィードバックされる。図中80は基準電圧発生回路
であり、所定の一定電圧を生成し、この基準電圧が基準
電圧信号として定電流チョッパ電源40に出力されてい
る。
【０００４】定電流チョッパ電源40は電流フィードバッ
ク信号に応じたバイアス電圧を有する鋸波を生成すると
ともに、この鋸波と基準電圧信号とを比較してパルス幅
変調信号を生成し、このパルス幅変調信号によりスイッ
チングをさせて一定の電流を生成し、スイッチング回路
20に出力するようになっている。
ク信号に応じたバイアス電圧を有する鋸波を生成すると
ともに、この鋸波と基準電圧信号とを比較してパルス幅
変調信号を生成し、このパルス幅変調信号によりスイッ
チングをさせて一定の電流を生成し、スイッチング回路
20に出力するようになっている。
【０００５】ステッピングモータ10の励磁順序は入力パ
ルスを所定の位相角で分配して各相の励磁パルスを生成
する励磁切換回路90にて決定され、ステッピングモータ
10の各相電流は各相の励磁パルスによりスイッチングを
するスイッチング回路20にて生成される。
ルスを所定の位相角で分配して各相の励磁パルスを生成
する励磁切換回路90にて決定され、ステッピングモータ
10の各相電流は各相の励磁パルスによりスイッチングを
するスイッチング回路20にて生成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例による場合、入力や負荷の変化等の要因とは無関係
にステッピングモータ10の各相電流を定値制御すること
から、モータ性能の向上を図る上で限界があり、ステッ
ピングモータ10の各相電流に発生するノイズや逆起電力
等による誤情報がフィードバック系に取り込まれる結
果、定電流チョッパ電源40にて生成される電流が異常に
なるという可能性もある。
来例による場合、入力や負荷の変化等の要因とは無関係
にステッピングモータ10の各相電流を定値制御すること
から、モータ性能の向上を図る上で限界があり、ステッ
ピングモータ10の各相電流に発生するノイズや逆起電力
等による誤情報がフィードバック系に取り込まれる結
果、定電流チョッパ電源40にて生成される電流が異常に
なるという可能性もある。
【０００７】一方、ステッピングモータは低速域でトル
クが高く、インダクタンスの影響で、高速になるに従っ
てトルクが小さくなるという特性を有している。通常
は、トルクが徐々に小さくなるところの高速域を使用し
ているので、低速域で発生したトルクが無駄となってい
る。言い換えると、最適なトルクが発生しておらず、エ
ネルギー損失も大きいという欠点がある。この点は上記
した誤情報についても同様のことが言える。
クが高く、インダクタンスの影響で、高速になるに従っ
てトルクが小さくなるという特性を有している。通常
は、トルクが徐々に小さくなるところの高速域を使用し
ているので、低速域で発生したトルクが無駄となってい
る。言い換えると、最適なトルクが発生しておらず、エ
ネルギー損失も大きいという欠点がある。この点は上記
した誤情報についても同様のことが言える。
【０００８】本発明は上記した背景のもとに創作された
ものであり、その目的とするところは、如何なる状況に
おいても最適なトルクを発生させてモータ性能を可能な
限り高めることができるステッピングモータドライバ回
路を提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、如何なる状況に
おいても最適なトルクを発生させてモータ性能を可能な
限り高めることができるステッピングモータドライバ回
路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるステッピ
ングモータドライバ回路は、入力命令たる入力パルスを
所定の位相角で分配して各相の励磁パルスを生成する励
磁切換回路と、当該励磁パルスに基づきスイッチングさ
せて各相電流を生成するスイッチング回路と、スイッチ
ング回路に入力される入力電流の電流値を検出し、当該
検出結果を電流フィードバック信号として出力する電流
検出器と、相電流指令値に応じて基準電圧を可変にする
基準電圧発生回路と、電流フィードバック信号に応じた
電圧でバイアスをした鋸波又は三角波の制御信号と基準
電圧とを比較してパルス幅変調信号を生成するパルス幅
制御回路と、パルス幅変調信号に基づきスイッチングさ
せてスイッチング回路に供給すべき入力電流を生成する
定電流回路とを備えた回路であって、モータ性能を常に
最適な状態に保つのに必要なメンバーシップ関数及びフ
ァジープロダクションルールが予め用意されており、且
つ少なくとも入力パルスの周波数とその変化を入力とし
てファジー推論を行い、相電流指令値を出力とするファ
ジー推論部を備えていることを特徴とする。
ングモータドライバ回路は、入力命令たる入力パルスを
所定の位相角で分配して各相の励磁パルスを生成する励
磁切換回路と、当該励磁パルスに基づきスイッチングさ
せて各相電流を生成するスイッチング回路と、スイッチ
ング回路に入力される入力電流の電流値を検出し、当該
検出結果を電流フィードバック信号として出力する電流
検出器と、相電流指令値に応じて基準電圧を可変にする
基準電圧発生回路と、電流フィードバック信号に応じた
電圧でバイアスをした鋸波又は三角波の制御信号と基準
電圧とを比較してパルス幅変調信号を生成するパルス幅
制御回路と、パルス幅変調信号に基づきスイッチングさ
せてスイッチング回路に供給すべき入力電流を生成する
定電流回路とを備えた回路であって、モータ性能を常に
最適な状態に保つのに必要なメンバーシップ関数及びフ
ァジープロダクションルールが予め用意されており、且
つ少なくとも入力パルスの周波数とその変化を入力とし
てファジー推論を行い、相電流指令値を出力とするファ
ジー推論部を備えていることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】以下、マイクロコンピュータを用いたステッ
ピングモータドライバ回路の一実施例について説明す
る。図１は実施例回路のブロック図である。
ピングモータドライバ回路の一実施例について説明す
る。図１は実施例回路のブロック図である。
【００１１】図中10はステッピングモータであり、本実
施例では２相ステッピングモータを用いている。図中30
はステッピングモータ10の駆動を制御するためのマイク
ロコンピュータである。マイクロコンピュータ30の入力
部には、入力命令たる入力パルス等が導入されている。
マイクロコンピュータ30はソフトウエアにより主として
励磁切換回路31とファジー推論部32としての機能を果た
している。
施例では２相ステッピングモータを用いている。図中30
はステッピングモータ10の駆動を制御するためのマイク
ロコンピュータである。マイクロコンピュータ30の入力
部には、入力命令たる入力パルス等が導入されている。
マイクロコンピュータ30はソフトウエアにより主として
励磁切換回路31とファジー推論部32としての機能を果た
している。
【００１２】励磁切換回路31としての機能は、入力パル
スを所定の位相角で分配して各相の励磁パルスを生成す
るとともに、この励磁パルスをスイッチング回路20に出
力することにあり、これによりステッピングモータ10の
励磁順序が決定される。
スを所定の位相角で分配して各相の励磁パルスを生成す
るとともに、この励磁パルスをスイッチング回路20に出
力することにあり、これによりステッピングモータ10の
励磁順序が決定される。
【００１３】ファジー推論部32としての機能は、少なく
とも入力パルスの周波数とその変化を入力としてファジ
ー推論を行うとともに、相電流指令値( デジタル値) を
出力することにある( 詳しいことは後述する) 。
とも入力パルスの周波数とその変化を入力としてファジ
ー推論を行うとともに、相電流指令値( デジタル値) を
出力することにある( 詳しいことは後述する) 。
【００１４】なお、マイクロコンピュータ30の所定のメ
モリには、ステッピングモータ10の性能を常に最適な状
態に保つのに必要なメンバーシップ関数及びファジープ
ロダクションルールが予め用意されている。相電流指令
値はマイクロコンピュータ30から相電流指令信号αとし
て出力され、基準電圧発生回路60に導かれている。
モリには、ステッピングモータ10の性能を常に最適な状
態に保つのに必要なメンバーシップ関数及びファジープ
ロダクションルールが予め用意されている。相電流指令
値はマイクロコンピュータ30から相電流指令信号αとし
て出力され、基準電圧発生回路60に導かれている。
【００１５】基準電圧発生回路60は基準電圧Ｖｓを生成
する回路であるが、相電流指令信号αが示す相電流指令
に応じて基準電圧Ｖｓを可変にするような構成となって
いる。ここでは、相電流指令信号αをＤ／Ａ変換器でア
ナログに変換し、Ｄ／Ａ変換器の出力をバッファアンプ
等で受けて、バッファアンプ等から相電流指令に応じて
変化する基準電圧Ｖｓを取り出すようになっている。
する回路であるが、相電流指令信号αが示す相電流指令
に応じて基準電圧Ｖｓを可変にするような構成となって
いる。ここでは、相電流指令信号αをＤ／Ａ変換器でア
ナログに変換し、Ｄ／Ａ変換器の出力をバッファアンプ
等で受けて、バッファアンプ等から相電流指令に応じて
変化する基準電圧Ｖｓを取り出すようになっている。
【００１６】さて、ステッピングモータ10の駆動電力は
商用交流（ＡＣ入力）を入力とした直流電源50から供給
される。直流電源50からの出力電力は、定電流チョッパ
電源40、スイッチング回路20を介してステッピングモー
タ10に導かれている。
商用交流（ＡＣ入力）を入力とした直流電源50から供給
される。直流電源50からの出力電力は、定電流チョッパ
電源40、スイッチング回路20を介してステッピングモー
タ10に導かれている。
【００１７】定電流チョッパ電源40の出力とスイッチン
グ回路20の入力との間には、電流検出器としての電流検
出抵抗70が接続されている。この電流検出抵抗70はスイ
ッチング回路20に入力される入力電流εの瞬時値を電圧
として検出するとともに、この検出電圧を電流フィード
バック信号βとして出力するようになっている。電流フ
ィードバック信号βは後述するパルス幅制御回路41に導
かれている。
グ回路20の入力との間には、電流検出器としての電流検
出抵抗70が接続されている。この電流検出抵抗70はスイ
ッチング回路20に入力される入力電流εの瞬時値を電圧
として検出するとともに、この検出電圧を電流フィード
バック信号βとして出力するようになっている。電流フ
ィードバック信号βは後述するパルス幅制御回路41に導
かれている。
【００１８】定電流チョッパ電源40は、パルス幅制御回
路41、定電流回路42等から構成されている。パルス幅制
御回路41は電流フィードバック信号βに応じた電圧でバ
イアスをした鋸波又は三角波の制御信号を生成するとと
もに、この制御信号と基準電圧Ｖｓとを比較してパルス
幅変調信号γを生成するようになっている。一方、定電
流回路42はパルス幅変調信号γに基づいてトランジスタ
等をスイッチングさせて、これによりスイッチング回路
20に供給すべき入力電流εを生成するようになってい
る。
路41、定電流回路42等から構成されている。パルス幅制
御回路41は電流フィードバック信号βに応じた電圧でバ
イアスをした鋸波又は三角波の制御信号を生成するとと
もに、この制御信号と基準電圧Ｖｓとを比較してパルス
幅変調信号γを生成するようになっている。一方、定電
流回路42はパルス幅変調信号γに基づいてトランジスタ
等をスイッチングさせて、これによりスイッチング回路
20に供給すべき入力電流εを生成するようになってい
る。
【００１９】次に、ファジー推論部32に関するマイクロ
コンピュータ30のソフトウエアを図２を参照して説明す
る。
コンピュータ30のソフトウエアを図２を参照して説明す
る。
【００２０】マイクロコンピュータ30では主として各相
の励磁パルスを作り出すためのプログラム( 励磁切換回
路31としての機能) が逐次処理されているが、入力パル
スが立ち上がる毎又は立ち下がる毎に、このタイミング
で図２に示す割り込みプログラムが処理されるようにな
っている。
の励磁パルスを作り出すためのプログラム( 励磁切換回
路31としての機能) が逐次処理されているが、入力パル
スが立ち上がる毎又は立ち下がる毎に、このタイミング
で図２に示す割り込みプログラムが処理されるようにな
っている。
【００２１】まず、マイクロコンピュータ30に内蔵のタ
イマーカウンタによって入力パルスの周期を求め、この
周期のデータをもとに入力パルスの速度（速度入力デー
タ）を算出する。また入力パルスの速度のデータを所定
のアドレスに格納する（Ｓ１）。
イマーカウンタによって入力パルスの周期を求め、この
周期のデータをもとに入力パルスの速度（速度入力デー
タ）を算出する。また入力パルスの速度のデータを所定
のアドレスに格納する（Ｓ１）。
【００２２】そして今回算出された入力パルスの速度と
前回算出された入力パルスの速度とを比較する等し、入
力パルスの速度の変化量（速度変化入力）を算出する
（Ｓ２）。
前回算出された入力パルスの速度とを比較する等し、入
力パルスの速度の変化量（速度変化入力）を算出する
（Ｓ２）。
【００２３】これ以後、入力パルスの速度Ｖと速度変化
Ｖ* とを入力とし、相電流指令値Ｃを出力としたファジ
ー推論を行う。即ち、実質的な意味でのファジー推論部
32に相当する部分である( Ｓ３〜Ｓ８）。
Ｖ* とを入力とし、相電流指令値Ｃを出力としたファジ
ー推論を行う。即ち、実質的な意味でのファジー推論部
32に相当する部分である( Ｓ３〜Ｓ８）。
【００２４】ファジー推論を行うに当たり必要なファジ
ー集合のメンバーシップ関数は図３に示す通りである。
速度Ｖ、速度変化Ｖ* 、相電流指令値Ｃの各全体集合は
デジタル値で各々表されており、各ファジー集合には記
号を用いた名前が付けられている。各々の記号は次のよ
うな意味に対応している。
ー集合のメンバーシップ関数は図３に示す通りである。
速度Ｖ、速度変化Ｖ* 、相電流指令値Ｃの各全体集合は
デジタル値で各々表されており、各ファジー集合には記
号を用いた名前が付けられている。各々の記号は次のよ
うな意味に対応している。
【００２５】 ＰＢ（Positive Big ) : 正で大きい ＰＭ（Positive Medium ) : 正で中くらい ＰＳ（Positive Small) : 正で小さい ＺＲ（Zero) : ゼロ ＮＳ（Negative Small) : 負で小さい ＮＭ（Negative Medium ) : 負で中くらい ＮＢ（Negative Big ) : 負で大きい
【００２６】本実施例でのファジープロダクションルー
ルは図４に示す通りであり、マイクロコンピュータ30の
メモリにはＩＦ〜ＴＨＥＮ形式で記録されている。
ルは図４に示す通りであり、マイクロコンピュータ30の
メモリにはＩＦ〜ＴＨＥＮ形式で記録されている。
【００２７】以下、図３に示すように入力について速度
Ｖが１８、速度変化Ｖ* が１０である場合を想定し、フ
ァジー推論部32を説明することにする。
Ｖが１８、速度変化Ｖ* が１０である場合を想定し、フ
ァジー推論部32を説明することにする。
【００２８】この場合、各々の入力におけるメンバーシ
ップは、速度ＶがＺＲ（満足度０．６９）とＰＳ（満足
度０．３１）であり、速度変化Ｖ* がＮＳ（満足度０．
６５）とＺＲ（満足度０．３５）である。このメンバー
シップを使用しているファジープロダクションルールは
図４に示すように次の２つである。
ップは、速度ＶがＺＲ（満足度０．６９）とＰＳ（満足
度０．３１）であり、速度変化Ｖ* がＮＳ（満足度０．
６５）とＺＲ（満足度０．３５）である。このメンバー
シップを使用しているファジープロダクションルールは
図４に示すように次の２つである。
【００２９】 ＩＦ Ｖ＝ＺＲ ＆ Ｖ* ＝ＮＳ ＴＨＥＮ Ｃ＝Ｎ
Ｓ ＩＦ Ｖ＝ＰＳ ＆ Ｖ* ＝ＺＲ ＴＨＥＮ Ｃ＝Ｚ
Ｒ
Ｓ ＩＦ Ｖ＝ＰＳ ＆ Ｖ* ＝ＺＲ ＴＨＥＮ Ｃ＝Ｚ
Ｒ
【００３０】次に、、のファジープロダクションル
ールにおいてルール自身の適合度をミニマム演算により
求める。 ルール ０．３５＝ｍｉｎ（０．６９，０．３５） ルール ０．３１＝ｍｉｎ（０．３１，０．６５）
ールにおいてルール自身の適合度をミニマム演算により
求める。 ルール ０．３５＝ｍｉｎ（０．６９，０．３５） ルール ０．３１＝ｍｉｎ（０．３１，０．６５）
【００３１】その後、相電流指令値Ｃのメンバーシップ
を、のファジープロダクションルールの適合度で各
々ミニマム演算により求める。相電流指令値Ｃのメンバ
ーシップ関数は図３中の斜線部に示す通りとなる。そし
てこの斜線部の最大値（マキシマム演算）をとる。
を、のファジープロダクションルールの適合度で各
々ミニマム演算により求める。相電流指令値Ｃのメンバ
ーシップ関数は図３中の斜線部に示す通りとなる。そし
てこの斜線部の最大値（マキシマム演算）をとる。
【００３２】この斜線部の形状がファジー推論の出力で
あるが、この形状では取り扱うことができないので、斜
線部の重心位置を確定出力とする。この場合、相電流指
令値Ｃは図３中ＣＧとして示している。
あるが、この形状では取り扱うことができないので、斜
線部の重心位置を確定出力とする。この場合、相電流指
令値Ｃは図３中ＣＧとして示している。
【００３３】この一連のファジー演算を数式で以下の通
り記述する。の２つのファジープロダクションルー
ルをメンバーシップ関数で表すと、次の通りとなる。 ｍ1 ’NS（Ｃ）＝ｍZR（Ｖ）∩ｍNS（Ｖ* ）∩ｍ
NS（Ｃ） ｍ2 ’NS（Ｃ）＝ｍPS（Ｖ）∩ｍZR（Ｖ* ）∩ｍ
ZR（Ｃ）
り記述する。の２つのファジープロダクションルー
ルをメンバーシップ関数で表すと、次の通りとなる。 ｍ1 ’NS（Ｃ）＝ｍZR（Ｖ）∩ｍNS（Ｖ* ）∩ｍ
NS（Ｃ） ｍ2 ’NS（Ｃ）＝ｍPS（Ｖ）∩ｍZR（Ｖ* ）∩ｍ
ZR（Ｃ）
【００３４】各々の速度Ｖ、速度変化Ｖ* の入力データ
を代入してのファジープロダクションルールを演算
する。 ｍ1 ’NS（Ｃ）＝ｍZR（１８）∩ｍNS（１０）∩ｍNS
（Ｃ）＝ｍｉｎ（０．６９，０．３５）∩ｍNS（Ｃ）＝
（０．３５）∩ｍNS（Ｃ） ｍ2 ’NS（Ｃ）＝ｍPS（Ｖ）∩ｍZR（Ｖ* ）∩ｍ
ZR（Ｃ）＝ｍｉｎ（０．３１，０．６５）∩ｍZR（Ｃ）
＝（０．３１）∩ｍZR（Ｃ）
を代入してのファジープロダクションルールを演算
する。 ｍ1 ’NS（Ｃ）＝ｍZR（１８）∩ｍNS（１０）∩ｍNS
（Ｃ）＝ｍｉｎ（０．６９，０．３５）∩ｍNS（Ｃ）＝
（０．３５）∩ｍNS（Ｃ） ｍ2 ’NS（Ｃ）＝ｍPS（Ｖ）∩ｍZR（Ｖ* ）∩ｍ
ZR（Ｃ）＝ｍｉｎ（０．３１，０．６５）∩ｍZR（Ｃ）
＝（０．３１）∩ｍZR（Ｃ）
【００３５】その後、のファジープロダクションル
ールの結論の統合を行い、重心計算による非ファジー化
の演算を行う。 ｍC'＝ｍ1 ’NS（Ｃ）∪ｍ2 ’NS（Ｃ） ＣＧ＝∫Y ｙ・ｍC'（ｙ）ｄｙ／∫Y ｍC'（ｙ）ｄｙ
ールの結論の統合を行い、重心計算による非ファジー化
の演算を行う。 ｍC'＝ｍ1 ’NS（Ｃ）∪ｍ2 ’NS（Ｃ） ＣＧ＝∫Y ｙ・ｍC'（ｙ）ｄｙ／∫Y ｍC'（ｙ）ｄｙ
【００３６】ファジー推論の結果（ＣＧ）である相電流
指令値Ｃは、マイクロコンピュータ30から相電流指令信
号αとして出力され、これで一連の割り込み処理が終了
するようになっている。
指令値Ｃは、マイクロコンピュータ30から相電流指令信
号αとして出力され、これで一連の割り込み処理が終了
するようになっている。
【００３７】以上のように構成されたステッピングモー
タドライバ回路を用いてステッピングモータ10を実際に
駆動させた場合の速度−トクル特性、速度−入力電流特
性を図５に示している。なお、特性図に 1/1mode・1/2m
ode ・1/4mode の記載があるが、これはステップ角の分
解能を示したもので、ステッピングモータ10の１回転に
対して200 ・400 ・800 分割に設定されたものである。
タドライバ回路を用いてステッピングモータ10を実際に
駆動させた場合の速度−トクル特性、速度−入力電流特
性を図５に示している。なお、特性図に 1/1mode・1/2m
ode ・1/4mode の記載があるが、これはステップ角の分
解能を示したもので、ステッピングモータ10の１回転に
対して200 ・400 ・800 分割に設定されたものである。
【００３８】従来機種に比べて、低速域（１Ｋｐｐｓ以
下）でのトルクの盛り上がりが無くなっていることが判
る。これは、低速域で相電流を下げ、トルクの盛り上が
りを抑え、トルクカーブを低速域でフラットにするよう
なメンバーシップ関数及びファジープロダクションルー
ルを搭載しているからである。本来的に、低速域でのト
ルクの盛り上がりは必要がなく、従来機種では、低速域
で定格相電流以上の相電流が流れ、モータ及びドライバ
ーが発熱している。これに対して、本案機種では、低速
域でのトルクの盛り上がりが無くされているので、低速
域で不必要な相電流が流れておらず、ステッピングモー
タ10及びステッピングモータドライバ回路の発熱も減少
している。
下）でのトルクの盛り上がりが無くなっていることが判
る。これは、低速域で相電流を下げ、トルクの盛り上が
りを抑え、トルクカーブを低速域でフラットにするよう
なメンバーシップ関数及びファジープロダクションルー
ルを搭載しているからである。本来的に、低速域でのト
ルクの盛り上がりは必要がなく、従来機種では、低速域
で定格相電流以上の相電流が流れ、モータ及びドライバ
ーが発熱している。これに対して、本案機種では、低速
域でのトルクの盛り上がりが無くされているので、低速
域で不必要な相電流が流れておらず、ステッピングモー
タ10及びステッピングモータドライバ回路の発熱も減少
している。
【００３９】さて、入力命令たる入力パルスの周波数の
変化が大きいならば、ステッピングモータ10の加減速が
急となり、ステッピングモータ10の各相巻線に発生する
ノイズや逆起電力のレベルも大きくなる。
変化が大きいならば、ステッピングモータ10の加減速が
急となり、ステッピングモータ10の各相巻線に発生する
ノイズや逆起電力のレベルも大きくなる。
【００４０】従来機種であれば、ノイズや逆起電力によ
る誤情報により定電流チョッパ電源40にて生成される電
流が異常になる場合があった。本案機種では、入力パル
スの周波数の変化とステッピングモータ10の各相巻線に
発生するノイズや逆起電力のレベルとの相関関係が予め
用意されており、誤情報の発生し易い度合いをファジー
推論により求め、この推論結果を加味して相電流指令値
Ｃを決定するようなメンバーシップ関数及びファジープ
ロダクションルール等が搭載されている。それ故、ノイ
ズや逆起電力による誤情報が無くなることはないが、定
電流チョッパ電源40にて生成される電流が顕著に異常に
なるということもなく、従来機種に比べると、誤情報に
よる影響が小さくなる。
る誤情報により定電流チョッパ電源40にて生成される電
流が異常になる場合があった。本案機種では、入力パル
スの周波数の変化とステッピングモータ10の各相巻線に
発生するノイズや逆起電力のレベルとの相関関係が予め
用意されており、誤情報の発生し易い度合いをファジー
推論により求め、この推論結果を加味して相電流指令値
Ｃを決定するようなメンバーシップ関数及びファジープ
ロダクションルール等が搭載されている。それ故、ノイ
ズや逆起電力による誤情報が無くなることはないが、定
電流チョッパ電源40にて生成される電流が顕著に異常に
なるということもなく、従来機種に比べると、誤情報に
よる影響が小さくなる。
【００４１】特に、図１に示すように、定電流チョッパ
電源40の出力に抵抗71を付加し、抵抗71の両端に発生す
る電圧を逆起電力等の情報としてファジー推論部32に入
力する構成を採るならば、上記したファジープロダクシ
ョンルール等が構築し易く、誤情報に関するファジー推
論の精度も高まるというメリットがある。
電源40の出力に抵抗71を付加し、抵抗71の両端に発生す
る電圧を逆起電力等の情報としてファジー推論部32に入
力する構成を採るならば、上記したファジープロダクシ
ョンルール等が構築し易く、誤情報に関するファジー推
論の精度も高まるというメリットがある。
【００４２】更に、図６にはステッピングモータ10の振
動特性が示されている。従来機種に比べて、振動が低減
していることが判る。これは、ステッピングモータ10及
び負荷の有する共振点が予め求められており、この共振
点を抑え込むようなファジープロダクションルール等を
搭載しているからである。従来機種であれば、上記した
ノイズや逆起電力による誤情報により定電流チョッパ電
源40にて生成される電流が異常になり、この影響でモー
タの振動を助長していたが、本案機種では、誤情報によ
る影響そのものが小さいので、この点もステッピングモ
ータ10の振動の低減を促すことになる。
動特性が示されている。従来機種に比べて、振動が低減
していることが判る。これは、ステッピングモータ10及
び負荷の有する共振点が予め求められており、この共振
点を抑え込むようなファジープロダクションルール等を
搭載しているからである。従来機種であれば、上記した
ノイズや逆起電力による誤情報により定電流チョッパ電
源40にて生成される電流が異常になり、この影響でモー
タの振動を助長していたが、本案機種では、誤情報によ
る影響そのものが小さいので、この点もステッピングモ
ータ10の振動の低減を促すことになる。
【００４３】但し、図６に示す振動特性は、ステッピン
グモータ10にタコジェネレータを連結し、タコジェネレ
ータの出力を微分処理することにより計測された。
グモータ10にタコジェネレータを連結し、タコジェネレ
ータの出力を微分処理することにより計測された。
【００４４】なお、本発明にかかるステッピングモータ
ドライバ回路は上記実施例に限定されず、例えば、ステ
ッピングモータの周辺の機械系に加速度センサ又はステ
ッピングモータに温度センサを夫々設け、各センサの出
力をファジー推論の入力とするような形態をとっても良
い。
ドライバ回路は上記実施例に限定されず、例えば、ステ
ッピングモータの周辺の機械系に加速度センサ又はステ
ッピングモータに温度センサを夫々設け、各センサの出
力をファジー推論の入力とするような形態をとっても良
い。
【００４５】
【発明の効果】以上、本発明にかかるステッピングモー
タドライバ回路による場合には、モータ性能が常に最適
な状態に保たれるようにステッピングモータの各相電流
を制御する基本構成となっているので、如何なる状況に
おいても最適なトルクが発生し、モータ性能を可能な限
り高めることが可能になる。特に、ファジー推論により
ステッピングモータの各相巻線に発生し得るノイズや逆
起電力の状況を前もって予測できるので、従来例による
場合に比べて、ノイズや逆起電力の影響を小さくするこ
とが可能となる。
タドライバ回路による場合には、モータ性能が常に最適
な状態に保たれるようにステッピングモータの各相電流
を制御する基本構成となっているので、如何なる状況に
おいても最適なトルクが発生し、モータ性能を可能な限
り高めることが可能になる。特に、ファジー推論により
ステッピングモータの各相巻線に発生し得るノイズや逆
起電力の状況を前もって予測できるので、従来例による
場合に比べて、ノイズや逆起電力の影響を小さくするこ
とが可能となる。
【図１】本発明にかかるステッピングモータ駆動回路の
一実施例を説明するための図であって、実施例回路のブ
ロック図である。
一実施例を説明するための図であって、実施例回路のブ
ロック図である。
【図２】ファジー推論部に関するマイクロコンピュータ
のソフトウエアを説明するためのフローチャートであ
る。
のソフトウエアを説明するためのフローチャートであ
る。
【図３】速度、速度変化、相電流指令値についてのメン
バーシップ関数を示す図である。
バーシップ関数を示す図である。
【図４】ファジープロダクションルールを示す図であ
る。
る。
【図５】ステッピングモータの速度−トクル特性、速度
−入力電流特性を示すグラフである。
−入力電流特性を示すグラフである。
【図６】ステッピングモータの振動特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】従来のテッピングモータ駆動回路を説明するた
めの回路図である。
めの回路図である。
10 ステッピングモータ 20 スイッチング回路 30 マイクロコンピュータ 31 励磁切換回路 32 ファジー推論部 40 定電流チョッパ回路 41 パルス幅制御回路 42 定電流回路 60 基準電圧発生回路 70 電流検出抵抗 α 相電流指令信号 β 電流フィードバック信号 γ パルス幅変調信号 ε 入力電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 充男 京都府京都市右京区嵯峨広沢南下馬野町12 番地 マイコム株式会社内 (72)発明者 北村 英一 京都府京都市右京区嵯峨広沢南下馬野町12 番地 マイコム株式会社内 (72)発明者 芦田 隆次 京都府京都市右京区嵯峨広沢南下馬野町12 番地 マイコム株式会社内 (72)発明者 廣田 薫 東京都世田谷区奥沢１−54−４
Claims (1)
- 【請求項１】 入力命令たる入力パルスを所定の位相角
で分配して各相の励磁パルスを生成する励磁切換回路
と、当該励磁パルスに基づきスイッチングさせて各相電
流を生成するスイッチング回路と、スイッチング回路に
入力される入力電流の電流値を検出し、当該検出結果を
電流フィードバック信号として出力する電流検出器と、
相電流指令値に応じて基準電圧を可変にする基準電圧発
生回路と、電流フィードバック信号に応じた電圧でバイ
アスをした鋸波又は三角波の制御信号と基準電圧とを比
較してパルス幅変調信号を生成するパルス幅制御回路
と、パルス幅変調信号に基づきスイッチングさせてスイ
ッチング回路に供給すべき入力電流を生成する定電流回
路とを具備したステッピングモータドライバ回路であっ
て、モータ性能を常に最適な状態に保つのに必要なメン
バーシップ関数及びファジープロダクションルールが予
め用意されており、且つ少なくとも入力パルスの周波数
とその変化を入力としてファジー推論を行い相電流指令
値を出力するファジー推論部を備えていることを特徴と
するステッピングモータドライバ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108753A JP2860618B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ステッピングモータドライバ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4108753A JP2860618B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ステッピングモータドライバ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284788A true JPH05284788A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2860618B2 JP2860618B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=14492639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4108753A Expired - Fee Related JP2860618B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ステッピングモータドライバ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2860618B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024127670A1 (ja) * | 2022-12-16 | 2024-06-20 | 三菱電機株式会社 | 推論装置および推論方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139199A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-23 | Toshiba Corp | モ−タ駆動装置 |
| JPS61203896A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | パルスモ−タ駆動回路 |
| JPS6430699U (ja) * | 1987-08-07 | 1989-02-27 | ||
| JPH0315298A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-23 | Omron Corp | ステッピングモータによる搬送制御装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4108753A patent/JP2860618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139199A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-23 | Toshiba Corp | モ−タ駆動装置 |
| JPS61203896A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | パルスモ−タ駆動回路 |
| JPS6430699U (ja) * | 1987-08-07 | 1989-02-27 | ||
| JPH0315298A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-23 | Omron Corp | ステッピングモータによる搬送制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024127670A1 (ja) * | 2022-12-16 | 2024-06-20 | 三菱電機株式会社 | 推論装置および推論方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2860618B2 (ja) | 1999-02-24 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
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|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |