JPH0580856A - Motor controller - Google Patents

Motor controller

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Publication number
JPH0580856A
JPH0580856A JP24141091A JP24141091A JPH0580856A JP H0580856 A JPH0580856 A JP H0580856A JP 24141091 A JP24141091 A JP 24141091A JP 24141091 A JP24141091 A JP 24141091A JP H0580856 A JPH0580856 A JP H0580856A
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JP
Japan
Prior art keywords
speed
control
data
control constant
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP24141091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumiyuki Mikami
文之 三上
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0580856A publication Critical patent/JPH0580856A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To suppress a speed error within a specific range even if there is load variation during operation and to eliminate the need for a process for adjustments even if there is the individual difference in load. CONSTITUTION:A speed detecting circuit 6 detects the operation speed of a controlled system 5 and the whole or part of data on the detected speed are held in a data holding circuit 7. A proportional control constant calculating circuit 8 calculates the proportional control constant as a PID control parameter from the held data and sets the proportional control constant.

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、例えばプリンタやファ
クシミリ等に用いられるモータのモータ制御装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device for a motor used in, for example, a printer or a facsimile.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリアルプリンタにおいては、印
字手段(例えば、ドットインパクト方式,インクジェッ
ト方式,熱転写方式など)を搭載したキャリッジを走査
する駆動源として、DCモータとその制御装置が用いら
れている。一般的なシリアルプリンタは、外部のコンピ
ュータ等から印字データを受け取ると、キャリッジ駆動
のためにモータ回転をスタートさせ、一定速度に達した
ところで印字を開始する。そして、1行分のデータを印
字するとモータを停止させて、1行分の紙送りを行う。
さらに、印字データがある場合は、以上の動作を繰り返
して印字を続ける。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a serial printer, a DC motor and its control device have been used as a drive source for scanning a carriage equipped with a printing means (for example, a dot impact method, an ink jet method, a thermal transfer method, etc.). .. When a general serial printer receives print data from an external computer or the like, the motor rotation is started to drive the carriage, and printing is started when a certain speed is reached. When the data for one line is printed, the motor is stopped and the paper for one line is fed.
Further, if there is print data, the above operation is repeated to continue printing.

【0003】次に、キャリッジ駆動モータ(以下、CR
モータという)の動作について詳しく説明する。
Next, a carriage drive motor (hereinafter, CR
The operation of the motor) will be described in detail.

【0004】まず、印字開始命令がコンピュータから送
られてくると、プリンタのコントローラによりモータ制
御装置を介してCRモータが起動される。例えば、図5
に示すように、起動直後は、騒音や振動が発生しないよ
うに、あるいはモータに過電流が流れないように徐々に
加速する。そして、所定の速度で定速制御を行い印字す
る。印字終了後は、速やかに減速し停止させる。すなわ
ち、加速,減速においては急激な速度変動によって騒音
等が発生しないように制御し、定速においては印字精度
を乱さないように制御するのである。
First, when a print start command is sent from the computer, the CR motor is started by the controller of the printer via the motor control device. For example, in FIG.
Immediately after the start, the vehicle is gradually accelerated so that noise or vibration does not occur or overcurrent does not flow to the motor, as shown in FIG. Then, printing is performed by performing constant speed control at a predetermined speed. After printing is completed, the machine decelerates and stops immediately. That is, during acceleration and deceleration, control is performed so that noise or the like does not occur due to rapid speed changes, and at constant speed, control is performed so as not to disturb printing accuracy.

【0005】このようなCRモータの速度制御は図6に
示すPID制御ループを持つサーボシステムによって行
われるのが一般的で、最終的にはモータに印加する電圧
あるいはPWMのデューティを変化させることによって
行われる。
The speed control of such a CR motor is generally performed by a servo system having a PID control loop shown in FIG. 6, and finally by changing the voltage applied to the motor or the duty of PWM. Done.

【0006】ここでは、PWMのデューティを制御して
モータ速度を制御するものとして説明する。まず、外部
からの指示速度からエンコーダ等の速度検出機構によっ
て検出された制御対象(ここでは、キャリッジ)の移動
速度あるいはモータの回転速度を減算し、速度誤差Ve
を計算する。次に、例えば、次式(1)に従って操作量
(ここではPWMのデューティ)を計算する。
Here, description will be made assuming that the duty of PWM is controlled to control the motor speed. First, the moving speed of the controlled object (here, the carriage) or the rotating speed of the motor detected by a speed detecting mechanism such as an encoder is subtracted from the externally instructed speed to obtain a speed error Ve.
To calculate. Next, for example, the operation amount (here, the duty of PWM) is calculated according to the following equation (1).

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】ここで、Kp:比例制御定数 Ki:積分制御定数 Kd:微分制御定数 である。Here, Kp is a proportional control constant, Ki is an integral control constant, and Kd is a differential control constant.

【0009】この計算値に従ってモータドライバに印加
するPWMのデューティを変化させ、キャリッジの速度
を制御する。近年は、マイクロプロセッサ(以下、MP
Uという)の性能向上がめざましく、上記のような制御
はMPUを用いてデジタル制御をするようになってい
る。この場合は、上記のKp,Ki,Kdのパラメータ
をRAMあるいはROMに格納しておく。
The duty of PWM applied to the motor driver is changed according to the calculated value to control the speed of the carriage. In recent years, microprocessors (hereinafter MP
(U) is remarkably improved in performance, and the above-described control is digitally controlled by using the MPU. In this case, the parameters of Kp, Ki, Kd are stored in the RAM or ROM.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなキャリッジの速度制御においては、以下のような場
合に速度誤差を所望の範囲内に抑えられない。
However, in such speed control of the carriage, the speed error cannot be suppressed within a desired range in the following cases.

【0011】(1)キャリッジ機構の経年変化により、
負荷が大きく変わった。
(1) Due to secular change of the carriage mechanism,
The load has changed significantly.

【0012】(2)キャリッジにインクタンクを搭載し
たときにインク消費量でキャリッジの重量が変動する。
(2) When an ink tank is mounted on the carriage, the weight of the carriage varies depending on the amount of ink consumed.

【0013】(3)大きな環境変化によって負荷が大き
く変わった。
(3) The load changes greatly due to a large environmental change.

【0014】また、大量生産時に個体によるキャリッジ
負荷のばらつきが大きいと、個体毎に3つのパラメータ
を調整する工程が必要になる場合がある。
Further, if there is a large variation in carriage load among individuals during mass production, a process of adjusting three parameters for each individual may be required.

【0015】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、稼動中に負荷変動があっても速度誤差を所定の範
囲内に抑え、また、負荷の個体差があっても調整のため
の工程を必要としないモータ制御装置を提供することに
ある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to suppress the speed error within a predetermined range even if the load fluctuates during operation, and to adjust even if there are individual differences in the load. It is to provide a motor control device that does not require a process for

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明は、制御対象の動作速度を検出する検出
手段と、該検出手段により検出された速度の速度データ
の全部あるいは一部を保持する保持手段と、該保持手段
により保持されたデータからPID制御パラメータを計
算する計算手段と、該計算手段により計算された制御パ
ラメータを設定する設定手段を備えたことを特徴とす
る。
In order to achieve such an object, the present invention provides a detecting means for detecting an operating speed of a controlled object and all or part of speed data of the speed detected by the detecting means. Holding means for holding, a calculating means for calculating the PID control parameter from the data held by the holding means, and a setting means for setting the control parameter calculated by the calculating means.

【0017】[0017]

【作用】本発明では、制御対象の動作速度を検出手段に
より検出し、検出手段により検出された速度の速度デー
タの全部あるいは一部を保持手段により保持し、保持手
段により保持されたデータから計算手段によりPID制
御パラメータを計算し、計算手段により計算されたPI
Dパラメータを設定手段により設定する。
In the present invention, the operating speed of the controlled object is detected by the detecting means, all or part of the speed data of the speed detected by the detecting means is held by the holding means, and calculation is performed from the data held by the holding means. The PID control parameter is calculated by the means, and the PI calculated by the calculation means
The D parameter is set by the setting means.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は本発明の第1の実施例を示す。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

【0020】図において、5は制御対象である。4はモ
ータで、制御対象を駆動するものである。3はモータド
ライバで、モータ4を駆動するものである。2はPWM
制御回路で、モータドライバ3をPWM制御するもので
ある。
In the figure, 5 is a control target. A motor 4 drives a controlled object. A motor driver 3 drives the motor 4. 2 is PWM
The control circuit PWM-controls the motor driver 3.

【0021】6は速度検出回路で、制御対象5の速度を
検出するものである。7はデータ保持回路で、速度検出
回路6により検出された速度のデータのうち必要な量の
データを適正なタイミングで保持するものである。8は
比例制御定数計算回路で、データ保持回路7に保持され
たデータに基づき、PID制御のパラメータの1つであ
る比例制御定数Kpを計算するものである。
A speed detecting circuit 6 detects the speed of the controlled object 5. A data holding circuit 7 holds a necessary amount of data among the speed data detected by the speed detection circuit 6 at an appropriate timing. Reference numeral 8 is a proportional control constant calculation circuit for calculating a proportional control constant Kp which is one of the parameters of PID control based on the data held in the data holding circuit 7.

【0022】9は減算器で、外部から入力される速度指
示データから速度検出回路6により検出された速度のデ
ータを減算して、速度誤差Veを計算するものである。
1はPID制御回路で、減算器9からの速度誤差Ve
と、比例制御定数計算回路8により設定された比例制御
定数Kpとを式(1)に代入してPWM制御回路2のP
WMのデューティを計算するものである。
Reference numeral 9 denotes a subtractor, which subtracts speed data detected by the speed detection circuit 6 from speed instruction data input from the outside to calculate a speed error Ve.
Reference numeral 1 denotes a PID control circuit, which is a speed error Ve from the subtractor 9.
And the proportional control constant Kp set by the proportional control constant calculation circuit 8 are substituted into the equation (1) to obtain P of the PWM control circuit 2.
The duty of the WM is calculated.

【0023】本実施例は、式(1)の定数のうち適正な
比例制御定数Kpを求める例で、制御対象5の動作速度
を速度検出回路6により検出し、検出された速度のデー
タをデータ保持回路7により保持した後、比例制御定数
計算回路8により比例制御定数Vpが計算される。
The present embodiment is an example of obtaining an appropriate proportional control constant Kp among the constants of the equation (1). The operation speed of the controlled object 5 is detected by the speed detection circuit 6, and the detected speed data is data. After being held by the holding circuit 7, the proportional control constant calculation circuit 8 calculates the proportional control constant Vp.

【0024】他方、速度誤差Veは、外部から入力され
る速度指示データから速度検出回路6により検出された
速度のデータを減算して求められる。
On the other hand, the speed error Ve is obtained by subtracting the speed data detected by the speed detection circuit 6 from the speed instruction data input from the outside.

【0025】そして、PID制御回路により、減算器9
からの速度誤差Veと、比例制御定数計算回路8により
設定された比例制御定数Kpとを式(1)に代入してP
WMのデューティが計算される。ついで、計算されたP
WMのデューティに応じてPWM制御回路2によりモー
タドライバ3をPWM制御し、モータドライバ3により
モータ4を駆動し、制御対象を動作させる。
Then, the subtractor 9 is operated by the PID control circuit.
Substituting the speed error Ve from V and the proportional control constant Kp set by the proportional control constant calculation circuit 8 into the equation (1), P
The WM duty is calculated. Then, the calculated P
The PWM control circuit 2 performs PWM control of the motor driver 3 according to the duty of the WM, and the motor driver 3 drives the motor 4 to operate the control target.

【0026】なお、速度検出回路6に替えてエンコーダ
を用いた場合は、図2に示すように連続するエンコーダ
パルスの間隔を図示しないクロック発生手段からのクロ
ックに基づいてカウントし、このカウント値とクロック
周波数に基づき速度データを得ることができる。
When an encoder is used instead of the speed detection circuit 6, the interval between consecutive encoder pulses is counted based on a clock from a clock generating means (not shown) as shown in FIG. Speed data can be obtained based on the clock frequency.

【0027】図3は本発明の第2の実施例を示す。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.

【0028】本実施例は第1の実施例との比較で言え
ば、データ保持回路7により保持されたデータにより求
められる制御パラメータが相違する。すなわち、第1の
実施例では、比例制御定数計算回路8により適正な比例
制御定数Kpを求めたが、本実施例では、積分制御定数
計算回路10により積分制御定数Kiを求めるようにし
た。
Compared with the first embodiment, this embodiment is different in the control parameters obtained from the data held by the data holding circuit 7. That is, in the first embodiment, the proportional control constant calculation circuit 8 determines the proper proportional control constant Kp, but in the present embodiment, the integral control constant calculation circuit 10 determines the integral control constant Ki.

【0029】従って、PID制御回路1により、減算器
9からの速度誤差Veと、積分制御定数計算回路10に
より設定された積分制御定数Kiとを式(1)に代入し
てPWMのデューティが計算される。
Therefore, the PID control circuit 1 substitutes the speed error Ve from the subtractor 9 and the integral control constant Ki set by the integral control constant calculation circuit 10 into the equation (1) to calculate the PWM duty. To be done.

【0030】本実施例では、積分制御定数Viを最適化
するようにしたので、大きな速度変動を抑えることがで
きるという効果がある。
In this embodiment, since the integral control constant Vi is optimized, there is an effect that a large speed fluctuation can be suppressed.

【0031】図4は本発明の第3の実施例を示す。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.

【0032】本実施例は第1の実施例との比較で言え
ば、データ保持回路7により保持されたデータにより求
められる制御パラメータが相違する。すなわち、第1の
実施例では、比例制御定数計算回路8により適正な比例
制御定数Kpを求めたが、本実施例では、微分制御定数
計算回路11により微分制御定数Kdを求めるようにし
た。
Compared with the first embodiment, this embodiment is different in the control parameters obtained from the data held by the data holding circuit 7. That is, in the first embodiment, the proper proportional control constant Kp is obtained by the proportional control constant calculation circuit 8, but in the present embodiment, the differential control constant Kd is obtained by the differential control constant calculation circuit 11.

【0033】従って、PID制御回路1により、減算器
9からの速度誤差Veと、微分制御定数計算回路11に
より設定された微分制御定数Kdとを式(1)に代入し
てPWMのデューティが計算される。
Therefore, the PID control circuit 1 substitutes the speed error Ve from the subtractor 9 and the differential control constant Kd set by the differential control constant calculation circuit 11 into the equation (1) to calculate the PWM duty. To be done.

【0034】本実施例では、微分制御定数Vdを最適化
するようにしたので、高域の速度変動を抑えることがで
きるという効果がある。
In this embodiment, since the differential control constant Vd is optimized, there is an effect that it is possible to suppress high-speed speed fluctuations.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御対象の動作速度の全部あるいは一部を保持し、この
データから計算された最適な制御パラメータを設定する
ことにより、個体差のばらつきや経時変化等による大き
な負荷変動があっても、速度誤差を所望の範囲内に抑
え、ばらつき調整のための工程を必要としないという効
果がある。
As described above, according to the present invention,
By holding all or part of the operating speed of the controlled object and setting the optimum control parameters calculated from this data, even if there is a large load change due to variations in individual differences or changes over time, speed errors can be eliminated. There is an effect that the process is suppressed within a desired range and a process for adjusting the variation is not required.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】エンコーダにより速度データを得る方法を説明
する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of obtaining velocity data by an encoder.

【図3】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】従来のキャリッジ駆動モータの速度制御方法を
説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional speed control method for a carriage drive motor.

【図6】従来のキャリッジ駆動モータの駆動制御回路を
示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a drive control circuit of a conventional carriage drive motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 PID制御回路 2 PWM制御回路 3 モータドライバ 4 モータ 5 制御対象 6 速度検出回路 7 データ保持回路 8 比例制御定数計算回路 9 速度減算回路 10 積分制御定数計算回路 11 微分制御定数計算回路 12 PWM制御回路 1 PID control circuit 2 PWM control circuit 3 Motor driver 4 Motor 5 Control target 6 Speed detection circuit 7 Data holding circuit 8 Proportional control constant calculation circuit 9 Speed subtraction circuit 10 Integral control constant calculation circuit 11 Differential control constant calculation circuit 12 PWM control circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御対象の動作速度を検出する検出手段
と、該検出手段により検出された速度の速度データの全
部あるいは一部を保持する保持手段と、該保持手段によ
り保持されたデータからPID制御パラメータを計算す
る計算手段と、該計算手段により計算された制御パラメ
ータを設定する設定手段を備えたことを特徴とするモー
タ制御装置。
1. A detection means for detecting an operation speed of a controlled object, a holding means for holding all or a part of speed data of a speed detected by the detection means, and a PID based on the data held by the holding means. A motor control device comprising: a calculation unit that calculates a control parameter; and a setting unit that sets the control parameter calculated by the calculation unit.
【請求項2】 請求項1において、PID制御パラメー
タは比例制御定数であることを特徴とするモータ制御装
置。
2. The motor control device according to claim 1, wherein the PID control parameter is a proportional control constant.
【請求項3】 請求項1において、PID制御パラメー
タは積分制御定数であることを特徴とするモータ制御装
置。
3. The motor control device according to claim 1, wherein the PID control parameter is an integral control constant.
【請求項4】 請求項1において、PID制御パラメー
タは微分制御定数であることを特徴とするモータ制御装
置。
4. The motor control device according to claim 1, wherein the PID control parameter is a differential control constant.
JP24141091A 1991-09-20 1991-09-20 Motor controller Pending JPH0580856A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7026775B2 (en) 2001-12-20 2006-04-11 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling speed of moving body
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