JPH0556696A - Pulse motor - Google Patents

Pulse motor

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JPH0556696A
JPH0556696A JP23715291A JP23715291A JPH0556696A JP H0556696 A JPH0556696 A JP H0556696A JP 23715291 A JP23715291 A JP 23715291A JP 23715291 A JP23715291 A JP 23715291A JP H0556696 A JPH0556696 A JP H0556696A
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JP
Japan
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encoder
mover
pulse motor
signal
phase
Prior art date
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Application number
JP23715291A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Kawamoto
竜二 川本
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Publication of JPH0556696A publication Critical patent/JPH0556696A/en
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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize fine residual vibration suppression control by passing an output from an encoder, i.e., a position signal of a mover, through a differentiator to produce a speed signal which is then multiplied by a speed feedback gain through a multiplier and fed back to the drive signal for each phase coil. CONSTITUTION:Upon driving of a pulse motor 46, an encoder 41 detects displacement of a mover 42 to produce a position signal. Differentiators 44a, 44b, provided for respective phases, receive position signals from the encoder 41 and differentiate thus received position signals. Multipliers 45a, 45b, provided for respective phases, receive speed signals from the differentiators 44a, 44b and multiply them by a feedback gain to produce products which are then fed back to the driving signals for respective phase coils 49a, 49b. According to the invention, fine suppression control of residual vibration can be realized.

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、ダンピング制御を行な
うパルスモータに関し、特に停止時の残留振動抑制を行
なうパルスモータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse motor for performing damping control, and more particularly to a pulse motor for suppressing residual vibration when stopped.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のパルスモータは、オープンループ
制御が可能であり、エンコーダ、ポテンショメータ、タ
コメータなどの検出器を用いることなく、サーボ機構を
簡単に構成できるという利点を有する反面、停止時に残
留振動が比較的長く持続するという欠点があった。
2. Description of the Related Art A conventional pulse motor has an advantage that open loop control is possible and that a servo mechanism can be easily configured without using a detector such as an encoder, a potentiometer, or a tachometer. Has the drawback of lasting relatively long.

【0003】この欠点を解決するために、従来、パルス
モータの残留振動抑制方法としては、次のようなものが
ある。
In order to solve this drawback, there have been the following conventional methods for suppressing residual vibration of a pulse motor.

【0004】(1)パルスモータの可動子に逆起電力検
出用巻線を付加し、この逆起電力検出用巻線にて検出し
た逆起電力信号をもとに、速度フィードバックを行ない
振動を抑制する方法がある(昭和61年度精密工学会秋
季大会学術講演論文集p.88,リニアステップモータ
を応用した高速位置決め装置の開発(第2報 逆起電力
を用いたダンピング制御)東大生研 樋口俊郎、松下電
工 川村和司、富士通河村秀行)。 (2)パルスモータにエンコーダを付加し、可動子の位
置をエンコーダで検出して内挿回路を通じて高分解能の
位置情報を得て、これをマイクロコントローラ(CP
U)にて制御演算を行ない、PID補償する方法である
(参考:昭和63年電気学会回転機研究会資料25号p
p.17ー25,ステップモータの位相制御方式 吉浦
司、小野寺博美、若林則章)。 (3)励磁相の切換えパターンなどを工夫することによ
って振動を抑制する方法である(大木創著“スモップモ
ータの理論と応用”実教出版(株)(1979年5月1
日発行),pp.78ー81、「3ー3ー3、駆動方式
によるダンピング効果」)。
(1) A counter electromotive force detection winding is added to the mover of the pulse motor, and speed feedback is performed based on the counter electromotive force signal detected by the counter electromotive force detection winding to perform vibration. There is a method to suppress it (Proceedings of the Autumn Meeting of the Precision Engineering Society of 1986, p.88, Development of a High-speed Positioning Device Applying a Linear Step Motor (2nd Report, Damping Control Using Back Electromotive Force) The University of Tokyo, Toshio Higuchi , Matsushita Electric Works Kaji Kawamura, Fujitsu Kawamura Hideyuki). (2) An encoder is added to the pulse motor, the position of the mover is detected by the encoder, high-resolution position information is obtained through an interpolating circuit, and this is sent to a microcontroller (CP).
This is a method of performing PID compensation by performing control calculation in (U) (Reference: 1987 IEEJ Rotating Machinery Study Group Material No. 25 p.
p. 17-25, Phase control method of step motor Tsukasa Yoshiura, Hiromi Onodera, Noriaki Wakabayashi). (3) This is a method of suppressing vibration by devising a switching pattern of the excitation phase, etc. (Sogi Ohki "Theory and Application of Smop Motors" Jikken Publishing Co., Ltd. (May 1, 1979)
Issued), pp. 78-81, "3-3-3, damping effect by drive system").

【0005】[0005]

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら上述した
従来のパルスモータの残留振動抑制方法では、次のよう
な問題があった。即ち、上記(1)の方法では、逆起電
力検出用巻線が別途必要である。また上記(2)の方法
では、内挿回路および高速のソフトウエア演算を行なう
ためのCPUが必要である。また上記(3)の方法で
は、予め励磁相の切換えパターンなどを一意的に決めて
おくので、負荷変動の影響を受けやすく、きめ細かな制
御を行なうことが困難である。
However, the conventional residual vibration suppressing method for the pulse motor described above has the following problems. That is, in the method (1), the back electromotive force detection winding is separately required. The method (2) requires an interpolation circuit and a CPU for high-speed software operation. Further, in the above method (3), since the excitation phase switching pattern and the like are uniquely determined in advance, it is susceptible to load fluctuations and it is difficult to perform fine control.

【0006】本発明の目的は、従来のような逆起電力検
出用巻線や内挿回路およびCPUを不要とし、しかも駆
動停止時、負荷変動の影響を受けにくく、ダンピング抑
制制御、特に残留振動抑制制御をきめ細かに行なうこと
ができるパルスモータを提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the need for a counter electromotive force detecting winding, an interpolating circuit and a CPU as in the prior art, yet to be less susceptible to load fluctuations when driving is stopped, and to suppress damping, especially residual vibration. It is an object of the present invention to provide a pulse motor capable of finely controlling the suppression.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のパルスモータ
は、磁極歯を有する可動子と、可動子に対向して設けら
れコイルと磁極歯を有する固定子とを有し、各相のコイ
ルに駆動信号を供給して可動子を動作させるパルスモー
タにおいて、磁極歯のピッチと同一のピッチをもち、可
動子の変位を検出し、位置信号を出力するエンコーダ
と、エンコーダからの位置信号を微分して出力する各相
毎に設けられた微分器と、微分器の出力にフィードバッ
クゲインを乗じて出力を各相のコイルの駆動信号にフィ
ードバックさせる各相毎に設けられた乗算器とを備えた
ことを特徴とする。
A pulse motor of the present invention has a mover having magnetic pole teeth and a stator provided facing the mover and having stators having magnetic pole teeth. In a pulse motor that operates a mover by supplying a drive signal, it has a pitch that is the same as the pitch of the magnetic pole teeth, detects the displacement of the mover, and outputs a position signal, and differentiates the position signal from the encoder. And a multiplier provided for each phase for multiplying the output of the differentiator by a feedback gain and feeding the output back to the drive signal of the coil for each phase. Is characterized by.

【0008】[0008]

【作用】上記構成のパルスモータにおいては、パルスモ
ータの駆動時、エンコーダが可動子の変位を検出し位置
信号を出力する。各相毎に設けられた微分器は自分にエ
ンコーダから位置信号を受取ると、その位置信号を微分
して出力する。各相毎に設けられた乗算器は自分に該当
する微分器から出力(速度信号)を受取ると、その出力
(速度信号)にフィードバックゲインを乗じて出力を各
相のコイルの駆動信号にフィードバックさせる。
In the pulse motor having the above structure, the encoder detects displacement of the mover and outputs a position signal when the pulse motor is driven. When the differentiator provided for each phase receives the position signal from the encoder, the differentiator differentiates and outputs the position signal. When the multiplier provided for each phase receives the output (speed signal) from the corresponding differentiator, the output (speed signal) is multiplied by the feedback gain to feed back the output to the drive signal of the coil of each phase. ..

【0009】これにより、従来のような逆起電力用巻線
や内挿回路およびCPUを用いずに、しかも駆動停止
時、負荷変動の影響を受けにくく、ダンピング抑制制
御、特に残留振動抑制制御をきめ細かに行なうことがで
きる。
This makes it possible to perform damping suppression control, particularly residual vibration suppression control, without using a conventional counter electromotive force winding, an interpolating circuit and a CPU, and being less susceptible to load fluctuations when driving is stopped. It can be done in great detail.

【0010】[0010]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を用いて説
明する。図3は、本発明に係るリニアパルスモータの一
実施例を示す斜視図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of the linear pulse motor according to the present invention.

【0011】同図において、平板状リニアパルスモータ
1は、固定子2上をリテーナ5が支持するボール14お
よびローラ15を介して、可動子3が矢印方向に移動自
在になされている。固定子2は、ヨーク11、コイル1
2、および磁極歯13からなり、補強板4に固定されて
いる。この補強板4の上面にはV字溝19が形成されて
おり、リテーナ5が支持するボール14が嵌入する。こ
のV字溝19にボール14が嵌入することによって補強
板4に対するリテーナ5の移動方向が規定される。また
可動子3の下面にもV字溝18が形成されており、この
V字溝18にもリテーナ5のボール14が嵌入する。こ
の嵌入によってリテーナ5に対する可動子3の移動方向
が規定されている。
In the figure, in the flat plate linear pulse motor 1, the mover 3 is movable in the arrow direction via the ball 14 and the roller 15 supported by the retainer 5 on the stator 2. The stator 2 includes a yoke 11 and a coil 1.
2 and magnetic pole teeth 13 and fixed to the reinforcing plate 4. A V-shaped groove 19 is formed on the upper surface of the reinforcing plate 4, and the ball 14 supported by the retainer 5 is fitted therein. By inserting the ball 14 into the V-shaped groove 19, the moving direction of the retainer 5 with respect to the reinforcing plate 4 is defined. A V-shaped groove 18 is also formed on the lower surface of the mover 3, and the ball 14 of the retainer 5 fits into this V-shaped groove 18. This insertion defines the moving direction of the mover 3 with respect to the retainer 5.

【0012】以上のことから、可動子3は補強板4のV
字溝19に平行なな方向に移動することになる。補強板
4には取付け板6がねじ止めされ、取付け板6を介して
フロッピーディスクドライブなどの装置内に取付けられ
る。
From the above, the mover 3 has the V of the reinforcing plate 4.
It moves in a direction parallel to the groove 19. A mounting plate 6 is screwed to the reinforcing plate 4 and is mounted in a device such as a floppy disk drive via the mounting plate 6.

【0013】反射型エンコーダ(リニアエンコーダ)2
0は、リニアパルスモータ1の可動子3の移動方向の外
側に取付けられ、可動子3にエッチングなどで形成され
た磁極歯8の凹凸を検出する。可動子3に形成された磁
極歯8は、山部と谷部とが交互に一定のピッチで配列さ
れている。反射型エンコーダ20は、LEDやレーザ光
源からなる投光部と、フォトダイオードやフォトトラン
ジスタなどからなる受光部より構成される。また反射型
エンコーダ20は、90°位相のずれた位置信号を送出
することができるようになっている。
Reflective encoder (linear encoder) 2
0 is attached to the outside of the mover 3 of the linear pulse motor 1 in the moving direction, and detects the unevenness of the magnetic pole teeth 8 formed on the mover 3 by etching or the like. The magnetic pole teeth 8 formed on the mover 3 have peaks and valleys alternately arranged at a constant pitch. The reflective encoder 20 is composed of a light projecting unit including an LED and a laser light source, and a light receiving unit including a photodiode and a phototransistor. The reflective encoder 20 is also capable of transmitting position signals with a 90 ° phase shift.

【0014】なお、回転型パルスモータに対しても図3
と同様に反射型エンコーダ(リニアエンコーダ)を付加
して本発明を適用できる。
The rotary pulse motor is also shown in FIG.
The present invention can be applied by adding a reflection type encoder (linear encoder) similarly to the above.

【0015】図4は、本発明に係るリニアパルスモータ
の他の実施例を示す斜視図である。同図において、図3
との相異点は、反射型エンコーダ20の代わりに外付け
されたリニアエンコーダ、ここでは光エンコーダ31を
設けたものである。従って、図4のリニアパルスモータ
1′において、図3と同一又は相当部分には同符号を用
いている。
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the linear pulse motor according to the present invention. In FIG.
The difference is that an external linear encoder, here an optical encoder 31 is provided instead of the reflective encoder 20. Therefore, in the linear pulse motor 1'of FIG. 4, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts as in FIG.

【0016】ここに、光エンコーダ31は、取付け板6
に取付けられた位置検出部32と、可動子としてのスラ
イダ33の位置検出部32に対向した位置に外付けされ
た、かつ磁極歯8と同一のピッチのスリット34をもつ
スケール部35とから構成される。なお、位置検出部3
2は光をスライダ33と共に移動するスケール部35の
スリット部(スリット34が形成された部分)へ照射
し、その反射光を検出し、スライダ33の移動量(変
位)を検出し位置信号を出力するものである。
Here, the optical encoder 31 is attached to the mounting plate 6
And a scale portion 35 externally attached at a position facing the position detection portion 32 of the slider 33 as a mover and having a slit 34 having the same pitch as the magnetic pole teeth 8. To be done. The position detector 3
2 irradiates light to the slit part (the part where the slit 34 is formed) of the scale part 35 that moves together with the slider 33, detects the reflected light, detects the movement amount (displacement) of the slider 33, and outputs a position signal. To do.

【0017】図1は、本発明によるリニアパルスモータ
の一実施例を示す構成図である。同図において、41は
リニアエンコーダ、42は可動子磁極歯42a(図3、
図4の磁極歯8に相当する)を有する可動子、43は固
定子である。リニアエンコーダ41は可動子磁極歯42
aの凹凸を検出し、可動子42の変位xに応じて、90
°位相のずれた2つの位置信号eA 、eB をそれぞれ微
分器44a、44bに出力するものである。微分器44
a、44bは、それぞれ位置信号eA 、eB を微分して
速度信号であるベクトルeA 、ベクトルeB を乗算器4
5a、45bに出力する。乗算器45a、45bは、速
度信号であるベクトルeA 、ベクトルeB に速度フィー
ドバックゲインGを乗じて、減算器46a,46bに出
力する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a linear pulse motor according to the present invention. In the figure, 41 is a linear encoder, 42 is a mover magnetic pole tooth 42a (see FIG. 3,
4 is a stator having a magnetic pole tooth 8 in FIG. 4) and a stator 43. The linear encoder 41 has a mover magnetic pole tooth 42.
The unevenness of a is detected, and according to the displacement x of the mover 42, 90
The two position signals e A and e B which are out of phase are output to differentiators 44a and 44b, respectively. Differentiator 44
a, 44b, respectively located signal e A, a speed signal by differentiating the e B vector e A, the vector e B multiplier 4
5a and 45b. The multipliers 45a and 45b multiply the velocity signals vector e A and vector e B by the velocity feedback gain G and output the result to the subtractors 46a and 46b.

【0018】減算器46a,46bは、それぞれコント
ローラ48からの位置指令値信号(電流指令値信号)よ
り乗算器45a、45bからの出力信号を減算して電流
増幅器47a、47bに出力する。電流増幅器47a、
47bは、それぞれ減算器46a、46bからの出力の
レベルに応じて、リニアパルスモータ40の固定子43
の励磁コイル49a、49bに電流IA 、IB を供給す
る。なお、リニアエンコーダ41は、図3の反射型エン
コーダ、図4の光エンコーダ31に相当し、可動子42
は、図3の可動子3、図4のスライダ33に相当し、固
定子43は、図3および図4の固定子2に相当する。ま
た、リニアパルスモータ40としては、図3のリニアパ
ルスモータ1や図4のリニアパルスモータ1′などが適
用される。
The subtractors 46a and 46b subtract the output signals from the multipliers 45a and 45b from the position command value signal (current command value signal) from the controller 48 and output the subtracted signals to the current amplifiers 47a and 47b. Current amplifier 47a,
47b is a stator 43 of the linear pulse motor 40 according to the levels of the outputs from the subtractors 46a and 46b, respectively.
The currents I A and I B are supplied to the exciting coils 49a and 49b. The linear encoder 41 corresponds to the reflection type encoder of FIG. 3 and the optical encoder 31 of FIG.
Corresponds to the mover 3 in FIG. 3 and the slider 33 in FIG. 4, and the stator 43 corresponds to the stator 2 in FIGS. 3 and 4. As the linear pulse motor 40, the linear pulse motor 1 of FIG. 3 or the linear pulse motor 1 ′ of FIG. 4 is applied.

【0019】図2は、本発明によるリニアパルスモータ
の一実施例を示すブロック図である。同図は図1と対応
するので、図2において、図1と同一又は相当部分には
同符号を用いている。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a linear pulse motor according to the present invention. Since this figure corresponds to FIG. 1, in FIG. 2, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts as in FIG.

【0020】図2において、コントローラ48は、リニ
アパルスモータ40の停止位置を指定すべく位置指令に
よりA、B相に与える指令値を内蔵メモリに格納してあ
る電流テーブル51より取出し、減算器46a、46b
にそれぞれ90°位相のずれた信号を出力するものであ
る。
In FIG. 2, the controller 48 fetches a command value given to the A and B phases by a position command to designate the stop position of the linear pulse motor 40 from the current table 51 stored in the built-in memory, and the subtractor 46a. , 46b
And outputs signals with a 90 ° phase shift.

【0021】図5および図6は、それぞれ図1の可動子
42を定速で変位させたときの位置信号eA 、eB (リ
ニアエンコーダ41の出力)および速度信号であるベク
トルeA 、ベクトルeB (微分器44a、44bの出
力)を示す図である。
[0021] Figures 5 and 6, the position signal e A, e B (the output of the linear encoder 41) and a speed signal vector e A when the mover 42, respectively, of FIG 1 is displaced at a constant speed, vector e B is a diagram showing a (differentiator 44a, the output of 44b).

【0022】A相励磁時の安定点を可動子42の変位x
=0としたときのA相、B相の推力分布FA 、FB をそ
れぞれ、 FA =−Ksin(2πx/Pm)・IAB =Kcos(2πx/Pm)・IB ここに、K:推力定数、Pm:モータ磁極歯ピッチ、
x:可動子42の変位 としたとき、リニアエンコーダ41の出力の位相をそれ
ぞれ、 eA =sin(2πx/Pe−π/2・Pe)=cos(2πx/Pe) eB =cos(2πx/Pe+2π/2・Pe)=sin(2πx/Pe) ここに、Pe:エンコーダピッチ、x:エンコーダの変
位、即ち可動子の変位となるように設定してある。
The stable point at the time of A phase excitation is the displacement x of the mover 42.
= 0, and A-phase when the, B-phase thrust distribution F A, respectively F B, here F A = -Ksin (2πx / Pm ) · I A F B = Kcos (2πx / Pm) · I B, K: thrust constant, Pm: motor magnetic pole tooth pitch,
x: where the displacement of the mover 42 is, the phase of the output of the linear encoder 41 is e A = sin (2πx / Pe−π / 2 · Pe) = cos (2πx / Pe) e B = cos (2πx / Pe + 2π / 2 · Pe) = sin (2πx / Pe) where Pe is the encoder pitch, and x is the displacement of the encoder, that is, the displacement of the mover.

【0023】また図3のように、磁極歯8の凹凸を反射
型エンコーダ20にて直接検出することにより、あるい
は図4のように、光エンコーダ31のスケール部35の
スリットピッチを磁極歯8のピッチと同一にすることに
より、本発明では、Pm=Pe(=Pとおく)である。
Further, as shown in FIG. 3, the unevenness of the magnetic pole teeth 8 is directly detected by the reflective encoder 20, or, as shown in FIG. 4, the slit pitch of the scale portion 35 of the optical encoder 31 is set to the magnetic pole teeth 8 of the magnetic pole teeth 8. By making the pitch the same, in the present invention, Pm = Pe (= P).

【0024】以上のような条件のもとに、図2の太線で
示す如く速度フィードバック制御を行なうことにより、
後述するように、リニアパルスモータの運動方程式の従
来の粘性抵抗係数に更に機械的な粘性抵抗係数を付加し
たもと同じ効果が得られる。従って、リニアパルスモー
タ駆動停止時のダンピング、即ちリニアパルスモータ残
留振動を図7のステップ応答波形から判かるように、従
来に比べ、高精度に抑制することができる。なお、図7
はステップ応答波形を示す図であって、図7(A)は図
1、図2のような速度フィードバック制御を行なわない
従来例の場合を示し、図7(B)は図1、図2の如く速
度フィードバック制御(ダンピング制御)を施した本発
明の場合を示す。図7において、横軸に時間をとり、縦
軸に可動子の変位xをとっている。また、速度フィード
バックゲインGを調整することにより、リニアパルスモ
ータの残留振動の減衰の大きさも容易に調整することが
できる。
Under the above conditions, the velocity feedback control is performed as shown by the thick line in FIG.
As will be described later, the same effect can be obtained by adding a mechanical viscous resistance coefficient to the conventional viscous resistance coefficient of the equation of motion of the linear pulse motor. Therefore, as can be seen from the step response waveform of FIG. 7, the damping when the linear pulse motor is stopped, that is, the residual vibration of the linear pulse motor can be suppressed with higher accuracy than in the conventional case. Note that FIG.
7A is a diagram showing a step response waveform, FIG. 7A shows a case of a conventional example in which velocity feedback control is not performed as in FIGS. 1 and 2, and FIG. 7B is a diagram of FIG. 1 and FIG. The case of the present invention in which the speed feedback control (damping control) is performed as described above is shown. In FIG. 7, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the displacement x of the mover. Further, by adjusting the speed feedback gain G, it is possible to easily adjust the magnitude of attenuation of the residual vibration of the linear pulse motor.

【0025】このような効果が得られる原理について、
以下詳述する。
Regarding the principle of obtaining such an effect,
This will be described in detail below.

【0026】リニアパルスモータの運動方程式は次式で
表わされる。
The equation of motion of the linear pulse motor is expressed by the following equation.

【数1】 ここで、M:可動部質量 D:粘性抵抗係数 K:
推力定数 x:可動部の変位(エンコーダの変位) f:負荷推力 Pm:磁極歯ピッチ IA ,IB :各相電流
[Equation 1] Here, M: moving part mass D: viscous drag coefficient K:
Thrust constant x: displacement of the movable portion (displacement encoder) f: Load thrust Pm: magnetic pole tooth pitch I A, I B: phase current

【0027】また、エンコーダ信号(位置信号)eA
B は次式で表わされる。
Further, the encoder signal (position signal) e A ,
e B is expressed by the following equation.

【数2】 ここで、k:エンコーダ振幅 Pe:エンコーダピッ
[Equation 2] Where k: encoder amplitude Pe: encoder pitch

【0028】このエンコーダ信号eA 、eB を微分器に
通した後の速度信号であるベクトルeA 、eB は、時間
微分することにより次のようになる。
The vectors e A and e B which are velocity signals after passing the encoder signals e A and e B through a differentiator are as follows by differentiating with time.

【数3】 [Equation 3]

【0029】そして、ベクトルeA 、eB に速度フィー
ドバックゲインGを乗じた値を各相電流に負帰還し、励
磁電流IA (t),IB (t)を次のように設定する。
A value obtained by multiplying the vectors e A and e B by the velocity feedback gain G is negatively fed back to each phase current, and the exciting currents I A (t) and I B (t) are set as follows.

【数4】 [Equation 4]

【0030】この励磁電流IA (t),IB (t)を、
先の運動方程式(1)に代入し、Pm=Pe=Pとする
と、
The exciting currents I A (t) and I B (t) are
Substituting into the above equation of motion (1) and setting Pm = Pe = P,

【数5】 となる。従って、[Equation 5] Becomes Therefore,

【数6】 となる。式(2)は、左辺の2項目から判かるように、
式(1)に比べて機械的な粘性抵抗を付加するのと同じ
効果が得られ、また減衰の大きさも速度フィードバック
ゲインGを変えることによって、容易に調整することが
できることが判かる。
[Equation 6] Becomes As can be seen from the two items on the left side of equation (2),
It can be seen that the same effect as adding mechanical viscous resistance can be obtained as compared with the equation (1), and the magnitude of damping can be easily adjusted by changing the velocity feedback gain G.

【0031】以上の説明から判かるように、本発明では
例えば図3や図4のリニアパルスモータに対し、更に図
1、図2の如く、速度フィードバック制御を施した構成
にすることにより、次の効果が得られる。即ち、 (イ)前記(2)式の左辺の2項目から判かるように、
機械的な粘性抵抗の付加するのと同じ効果が得られる。 (ロ)また、リニアパルスモータの残留振動の減衰の大
きさも速度フィードバックゲインGを変えることで容易
に調整できる。 (ハ)以上、(イ)、(ロ)より、リニアパルスモータ
の駆動停止時におけるダンピング、特に残留振動に対
し、図7(B)のように極めて良好な抑制効果が得られ
る。 (ニ)従来例で説明したような種々の残留振動抑制方法
によらなくてもよいため、従来のような逆起電力用巻線
や内挿回路およびCPUを不要とし、しかも駆動停止
時、負荷変動の影響を受けにくく、ダンピング抑制制
御、特に残留振動抑制制御をきめ細かに行なうことがで
きる。
As can be seen from the above description, in the present invention, for example, the linear pulse motor shown in FIGS. 3 and 4 is further subjected to speed feedback control as shown in FIGS. The effect of is obtained. That is, (a) As can be seen from the two items on the left side of the equation (2),
The same effect as adding mechanical viscous resistance is obtained. (B) Also, the magnitude of attenuation of the residual vibration of the linear pulse motor can be easily adjusted by changing the speed feedback gain G. (C) From the above (a) and (b), it is possible to obtain a very good suppressing effect as shown in FIG. 7B against damping, particularly residual vibration, when the driving of the linear pulse motor is stopped. (D) Since it is not necessary to use the various residual vibration suppressing methods described in the conventional example, the conventional counter electromotive force winding, the interpolating circuit, and the CPU are unnecessary, and the load is reduced when the drive is stopped. It is less susceptible to fluctuations, and damping control, particularly residual vibration suppression control, can be finely performed.

【0032】本発明は本実施例に限定されることなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用および変形
が考えられる。例えば、図3では反射型エンコーダ20
が可動子3の磁極歯8を検出するようにしているが、本
発明はこれに限定されることなく、反射型エンコーダ2
0を可動子3側に設けて固定子2の磁極歯18を検出す
るようにしてもよい。また、本発明はリニアパルスモー
タに限らず、広くパルスモータに適用することができ
る。特に本発明は磁気ディスク装置、フロッピーディス
ク装置、ハードディスク装置、光ディスク装置などの磁
気ヘッドの送り機構のパルスモータに適用して効果的で
ある。
The present invention is not limited to this embodiment,
Various applications and modifications are conceivable without departing from the scope of the present invention. For example, in FIG. 3, the reflective encoder 20
Although the magnetic pole teeth 8 of the mover 3 are detected by the present invention, the present invention is not limited to this.
0 may be provided on the mover 3 side to detect the magnetic pole teeth 18 of the stator 2. Further, the present invention can be widely applied to not only linear pulse motors but also pulse motors. In particular, the present invention is effective when applied to a pulse motor of a magnetic head feed mechanism for a magnetic disk device, a floppy disk device, a hard disk device, an optical disk device, and the like.

【0033】[0033]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、磁極歯
のピッチと同一のピッチをもつエンコーダを設け、その
エンコーダにて可動子の変位を検出し、エンコーダの出
力である位置信号を微分器を通して速度信号とし、更に
乗算器にてその速度信号に速度フィードバックゲインを
乗じて、各相のコイルの駆動信号にフィードバックさせ
るようにしたので、次のような効果が得られる。 (1)エンコーダの出力信号を用いるため、従来のよう
な逆起電力検出用巻線が不要となる。 (2)エンコーダの出力信号を直接アナログ的に用いる
ため、従来のような内挿回路が不要となる。また、微分
器をハードウエアによっても実現できるので、従来のよ
うなCPUを不要にできる。 (3)微分器の出力である速度信号を連続的に各相のコ
イルの駆動信号(電流指令値)にフィードバックさせる
ので、負荷変動の影響を受けにくく、しかも速度フィー
ドバックゲインを調節することで、パルスモータの残留
振動の減衰の大きさも容易に調整できる。従って、パル
スモータの駆動を停止させる際、従来に比べて極めてき
め細かなパルスモータの残留振動抑制制御ができる。
As described above, according to the present invention, an encoder having the same pitch as the magnetic pole teeth is provided, the displacement of the mover is detected by the encoder, and the position signal output from the encoder is differentiated. Since the speed signal is passed through the converter, the speed signal is further multiplied by the speed feedback gain by the multiplier to be fed back to the drive signal of the coil of each phase, the following effects can be obtained. (1) Since the output signal of the encoder is used, the conventional counter electromotive force detection winding is unnecessary. (2) Since the output signal of the encoder is directly used in an analog manner, the conventional interpolation circuit becomes unnecessary. Further, since the differentiator can be realized by hardware, it is possible to eliminate the conventional CPU. (3) Since the speed signal which is the output of the differentiator is continuously fed back to the drive signal (current command value) of the coil of each phase, it is less affected by the load fluctuation, and by adjusting the speed feedback gain, The magnitude of attenuation of residual vibration of the pulse motor can be easily adjusted. Therefore, when the driving of the pulse motor is stopped, it is possible to perform the residual vibration suppression control of the pulse motor that is extremely finer than that in the conventional case.

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

【図1】本発明によるリニアパルスモータの一実施例を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a linear pulse motor according to the present invention.

【図2】本発明によるリニアパルスモータの一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a linear pulse motor according to the present invention.

【図3】本発明に係るリニアパルスモータの一実施例を
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a linear pulse motor according to the present invention.

【図4】本発明に係るリニアパルスモータの他の実施例
を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the linear pulse motor according to the present invention.

【図5】図1の可動子42を定速で変位させたときの位
置信号eA 、eB を示す図である。
5 is a diagram showing position signals e A and e B when the mover 42 of FIG. 1 is displaced at a constant speed.

【図6】図1の可動子42を定速で変位させたときの速
度信号であるベクトルeA 、ベクトルeB を示す図であ
る。
6 is a diagram showing a vector e A and a vector e B which are velocity signals when the mover 42 of FIG. 1 is displaced at a constant velocity.

【図7】ステップ応答波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a step response waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1′ リニアパルスモータ 2 固定子 3 可動子 8 磁極歯 20 反射型エンコーダ 31 光エンコーダ 32 位置検出部 33 スライダ 34 スリット 35 スケール部 40 リニアパルスモータ 41 リニアエンコーダ 42 可動子 42a 可動子磁極歯 43 固定子 44a、44b 微分器 45a、45b 乗算器 46a、46b 減算器 49a、49b 励磁コイル 1, 1'Linear pulse motor 2 Stator 3 Mover 8 Magnetic pole tooth 20 Reflective encoder 31 Optical encoder 32 Position detector 33 Slider 34 Slit 35 Scale part 40 Linear pulse motor 41 Linear encoder 42 Mover 42a Mover magnetic pole tooth 43 Stator 44a, 44b Differentiator 45a, 45b Multiplier 46a, 46b Subtractor 49a, 49b Excitation coil

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁極歯を有する可動子と、前記可動子に
対向して設けられコイルと磁極歯を有する固定子とを有
し、各相の前記コイルに駆動信号を供給して前記可動子
を動作させるパルスモータにおいて、 前記磁極歯のピッチと同一のピッチをもち、前記可動子
の変位を検出し、位置信号を出力するエンコーダと、 前記エンコーダからの位置信号を微分して出力する各相
毎に設けられた微分器と、 前記微分器の出力にフィードバックゲインを乗じて出力
を各相の前記コイルの駆動信号にフィードバックさせる
各相毎に設けられた乗算器とを備えたことを特徴とする
パルスモータ。
1. A mover having a magnetic pole tooth, and a stator provided facing the mover and having a coil and magnetic pole teeth, and supplying a drive signal to the coil of each phase to provide the mover. In the pulse motor for operating, the encoder that has the same pitch as the pitch of the magnetic pole teeth, detects the displacement of the mover, and outputs a position signal, and each phase that differentiates and outputs the position signal from the encoder. A differentiator provided for each, and a multiplier provided for each phase for multiplying the output of the differentiator by a feedback gain to feed back the output to the drive signal of the coil of each phase, Pulse motor to.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325395A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Oriental Motor Co Ltd Controller for stepping motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007325395A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Oriental Motor Co Ltd Controller for stepping motor

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