JPH10150790A - Equipment and method for controlling servo motor - Google Patents

Equipment and method for controlling servo motor

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JPH10150790A
JPH10150790A JP8321069A JP32106996A JPH10150790A JP H10150790 A JPH10150790 A JP H10150790A JP 8321069 A JP8321069 A JP 8321069A JP 32106996 A JP32106996 A JP 32106996A JP H10150790 A JPH10150790 A JP H10150790A
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JP
Japan
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pulse width
signal
control signal
motor
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8321069A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhisa Yokomizo
保久 横溝
Yoshikatsu Hattori
好克 服部
Takahisa Sonoda
高久 園田
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Juki Corp
Original Assignee
Juki Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain smooth acceleration in rotation by preventing the appearance of foreign sound caused at the rapid acceleration. SOLUTION: In the case that a large deviation exceeding a predetermined value is caused between a speed command value and a detected value by a rapid acceleration command, the pulse width of a PWM driving and controlling signal is so controlled that to may not exceed the restricted predetermined value by the working of a pulse width limiting means of a PWM signal generator 6. By this method, the driving current to be supplied to a servo motor can be increased slowly, no increased rapidly to the limit current value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるPWM制
御によってモータ駆動制御信号のパルス幅を変調してモ
ータの駆動制御を行うようにしたサーボモータの制御装
置及び制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo motor control device and a control method for controlling a motor drive by modulating a pulse width of a motor drive control signal by so-called PWM control.

【0002】[0002]

【従来の技術】いわゆるPWM制御により制御されるサ
ーボモータが、従来より広く知られているが、その制御
系の概略構成を説明すると、例えば、図6に示されてい
るように、サーボモータ1に付設されたエンコーダ2を
通して速度検出器3によりモータの回転速度が検出され
るとともに、この速度検出器3から発せられる速度検出
信号と、回転速度指令器4から発せられる速度指令信号
との偏差信号が、比較器5において演算されてPWM信
号発生器6に出力される。
2. Description of the Related Art Servo motors controlled by so-called PWM control have been widely known, but a schematic configuration of a control system thereof will be described. For example, as shown in FIG. The rotation speed of the motor is detected by a speed detector 3 through an encoder 2 attached to the motor, and a deviation signal between a speed detection signal issued from the speed detector 3 and a speed command signal issued from a rotation speed commander 4. Is calculated in the comparator 5 and output to the PWM signal generator 6.

【0003】上記PWM信号発生器6は、前記サーボモ
ータ1のドライブ回路7に対して、PWM制御信号(モ
ータ駆動制御信号)を出力するものであるが、上述した
偏差信号に基づいて、励磁パルスの幅を決定する機能を
有している。
The PWM signal generator 6 outputs a PWM control signal (motor drive control signal) to the drive circuit 7 of the servo motor 1, and generates an excitation pulse based on the above-mentioned deviation signal. Has the function of determining the width of

【0004】また、上記ドライブ回路7は、PWM信号
発生器6からのPWM制御信号、及びサーボモータ1に
付設されたポールセンサからの位置検出信号に基づい
て、サーボモータ1に対して所定の駆動電流を供給する
ものであるが、例えば、図7に示されているような構成
になされている。すなわち、上記ドライブ回路7には、
U相、V相、W相の3相の駆動電流をサーボモータ1に
出力する駆動素子7aが設けられており、当該駆動素子
7aからの3相駆動電流を、上述したPWM制御信号に
基づき制御することによって、サーボモータ1の回転制
御を行うようになっている。
[0004] The drive circuit 7 drives the servo motor 1 based on a PWM control signal from the PWM signal generator 6 and a position detection signal from a pole sensor attached to the servo motor 1. For supplying a current, for example, it is configured as shown in FIG. That is, the drive circuit 7 includes:
A drive element 7a for outputting three-phase drive currents of U-phase, V-phase, and W-phase to the servomotor 1 is provided, and the three-phase drive current from the drive element 7a is controlled based on the above-described PWM control signal. By doing so, the rotation of the servomotor 1 is controlled.

【0005】さらに、上記ドライブ回路7には、駆動素
子7aへの電流供給を制限するための駆動制限信号発生
器7bが設けられている。この駆動制限信号発生器7b
は、前記駆動素子7aに対する供給電流値を常時検出し
ており、その検出電流値が、駆動素子7aの定格または
サーボモータ1の励磁能力により決定される制限電流値
を越えた場合に、駆動素子7aに対して電流供給遮断の
ための制限信号を出力する機能を有している。
Further, the drive circuit 7 is provided with a drive limiting signal generator 7b for limiting the current supply to the drive element 7a. This drive restriction signal generator 7b
Detects the supply current value to the drive element 7a at all times. If the detected current value exceeds the limit current value determined by the rating of the drive element 7a or the excitation ability of the servomotor 1, the drive element 7a has a function of outputting a limit signal for cutting off the current supply.

【0006】さらにまた、上記駆動素子7aは、例えば
図8に示されているような回路構成になされている。す
なわち駆動素子7aは、ポールセンサからの位置検出信
号に基づいて決定される励磁組合せに従い、図示上段側
のスイッチング素子Up、Vp、Wp及び図示下段側の
スイッチング素子Un、Vn、Wnを、適宜組み合せて
オン・オフ制御する機能を有しており、図示上段側のス
イッチング素子Up、Vp、Wpが、上述したPWM制
御信号に基づいてオン・オフ制御されるようになってい
る。
Further, the driving element 7a has a circuit configuration as shown in FIG. 8, for example. That is, the drive element 7a appropriately combines the switching elements Up, Vp, Wp on the upper side in the figure and the switching elements Un, Vn, Wn on the lower side in the figure according to the excitation combination determined based on the position detection signal from the pole sensor. The switching elements Up, Vp, and Wp on the upper side of the figure are on / off controlled based on the above-described PWM control signal.

【0007】図9には、U相のスイッチング素子Upを
PWM制御動作によってオン・オフする場合の波形の一
例が表されている。図示の場合の励磁組合せは、スイッ
チング素子Up以外のスイッチング素子Vp、Wp、U
n、Vnをオフ状態に維持しつつ、スイッチング素子W
nをオン状態に維持する場合であって、スイッチング素
子Upを、所定のキャリア周波数に同期してオンさせつ
つ、当該スイッチング素子Upのパルス幅をPWM制御
している。
FIG. 9 shows an example of a waveform when the U-phase switching element Up is turned on / off by a PWM control operation. In the case of the illustrated case, the excitation combinations include switching elements Vp, Wp, and U other than switching element Up.
n and Vn are kept in the off state while the switching element W
In the case where n is kept in the ON state, the pulse width of the switching element Up is PWM-controlled while the switching element Up is turned on in synchronization with a predetermined carrier frequency.

【0008】このようなスイッチング素子UpのPWM
制御動作によって、U相電流は、図9の最下段のように
流れる。すなわち、このスイッチング素子Upがオンし
ている間は、当該スイッチング素子Up及びWnを通し
てU相の電流供給が行われるため、モータへの供給電流
は増大させられるが(Ua)、スイッチング素子Upが
オフすると次にオンするまでの間は、U相の電流供給は
減じられる(Ub)。従って、スイッチング素子Upの
パルス幅を上述したPWM制御動作により適宜変えてや
れば、U相電流の平均電流Ucが増減されることとな
る。
[0008] The PWM of such a switching element Up
By the control operation, the U-phase current flows as shown in the lowermost part of FIG. That is, while the switching element Up is on, the U-phase current is supplied through the switching elements Up and Wn, so that the supply current to the motor is increased (Ua), but the switching element Up is off. Then, the U-phase current supply is reduced until the next turn-on (Ub). Therefore, if the pulse width of the switching element Up is appropriately changed by the above-described PWM control operation, the average current Uc of the U-phase current is increased or decreased.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置においては、例えばモータ停止状態から急
に高速回転の指令が出された場合に、急激な加速指令に
よって異音が発生するという問題がある。すなわち、急
加速指令によって速度指令値と速度検出値との間に大き
な偏差が生じると、例えば図10の最上段に示されてい
るように、PWM制御信号Paのパルス幅が、上記大き
な偏差に対応して大きく伸びることとなり、それに伴っ
てU相駆動電流Udが急激に増加していく。そして、こ
のU相駆動電流Udが、制限電流値Iocに達すると、
上述した駆動制限信号発生器7b(図7参照)から駆動
制限信号が駆動素子7aへ発せられて、スイッチング素
子Up及びWnがオフされる。
However, such a conventional apparatus has a problem that abnormal noise is generated by a sudden acceleration command when a high-speed rotation command is suddenly issued from a motor stopped state. is there. That is, when a large deviation occurs between the speed command value and the detected speed value due to the sudden acceleration command, for example, as shown in the uppermost part of FIG. 10, the pulse width of the PWM control signal Pa becomes the large deviation. Accordingly, the U-phase drive current Ud sharply increases. When the U-phase drive current Ud reaches the limit current value Ioc,
A drive limiting signal is issued from the drive limitation signal generator 7b (see FIG. 7) to the drive element 7a, and the switching elements Up and Wn are turned off.

【0010】この両スイッチング素子Up及びWnのオ
フ状態は、PWM制御信号Paが次に立ち上がるまで継
続され、その間U相駆動電流は減少し続ける。そして、
PWM制御信号Paが次に立ち上がることによってU相
駆動電流は再び増大する。このようにしてU相駆動電流
は脈動となり、その脈動に基づく周期的な異音がモータ
から発生する。
The off state of both the switching elements Up and Wn is continued until the next rise of the PWM control signal Pa, during which the U-phase drive current continues to decrease. And
The next rise of the PWM control signal Pa causes the U-phase drive current to increase again. In this way, the U-phase drive current becomes a pulsation, and a periodic noise is generated from the motor based on the pulsation.

【0011】なお、その対策として、図11に示されて
いるように、U相駆動電流Udが制限電流値Iocに達
して駆動制限信号が発せられた場合に、スイッチング素
子Upはオフとするが、Wnをオンのままに維持するこ
とも考えられる。しかしながらこの場合には、U相駆動
電流の下降がかなり緩慢になってしまうため、次のPW
M制御信号Paの立ち上がり時においても駆動制限信号
が作用し続け、スイッチング素子Upがオフ状態のまま
に維持されることとなって、上述した脈動の周期が単に
延びる結果となり、異音が却って大きくなることがあ
る。
As a countermeasure, as shown in FIG. 11, when the U-phase drive current Ud reaches the limit current value Ioc and a drive limit signal is issued, the switching element Up is turned off. , Wn remain on. However, in this case, the fall of the U-phase drive current becomes considerably slow, so that the next PW
Even when the M control signal Pa rises, the drive limiting signal continues to operate, and the switching element Up is maintained in the off state. As a result, the cycle of the pulsation is simply extended, and abnormal noise is rather increased. May be.

【0012】そこで、本発明は、急加速時における異音
の発生を良好に防止し、滑らかな回転加速を得ることが
できるようにしたサーボモータの制御装置及び制御方法
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a servomotor control device and a control method capable of favorably preventing generation of abnormal noise at the time of sudden acceleration and obtaining smooth rotational acceleration. I do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかるサーボモータの制御装置は、回転速
度指令器から発せられる速度指令信号と、回転速度検出
器により得られる速度検出信号との偏差に対応して、モ
ータドライブ回路に出力する駆動制御信号のパルス幅を
変調するPWM制御信号発生手段を備えたサーボモータ
の制御装置において、上記PWM制御信号発生手段は、
モータの回転加速度が所定値を越えたときに、前記駆動
制御信号のパルス幅を制限するパルス幅規制手段を備え
た構成になされている。
In order to achieve the above object, a servo motor control device according to the present invention comprises a speed command signal generated by a rotation speed commander and a speed detection signal obtained by a rotation speed detector. In a servo motor control device including a PWM control signal generation unit that modulates a pulse width of a drive control signal output to a motor drive circuit in accordance with a deviation from the above, the PWM control signal generation unit includes:
When the rotational acceleration of the motor exceeds a predetermined value, a pulse width restricting means for restricting a pulse width of the drive control signal is provided.

【0014】また、本発明にかかるサーボモータの制御
方法は、回転速度指令器から発せられる速度指令信号
と、回転速度検出器により得られる速度検出信号との偏
差に対応して、モータドライブ回路に出力する駆動制御
信号のパルス幅を変調するようにしたサーボモータの制
御方法において、モータの回転加速度が所定値を越えた
ときに、前記駆動制御信号のパルス幅を制限するように
している。
Further, the servo motor control method according to the present invention provides a method for controlling a motor drive circuit corresponding to a deviation between a speed command signal issued from a rotation speed commander and a speed detection signal obtained by a rotation speed detector. In a servo motor control method in which the pulse width of a drive control signal to be output is modulated, the pulse width of the drive control signal is limited when the rotational acceleration of the motor exceeds a predetermined value.

【0015】このような発明において、急激な加速指令
により速度指令値と速度検出値との間に所定値を越える
大きな偏差が生じた場合には、パルス幅限定手段の作用
によって、PWM信号発生手段から出力される駆動制御
信号のパルス幅が、規制された所定のパルス幅を越えな
いように制限されることとなり、その結果、サーボモー
タへ供給される駆動電流が制限電流値に直ちに達するこ
となく滑らかに増大していくようになっている。
In this invention, when a large deviation exceeding a predetermined value occurs between the speed command value and the detected speed value due to the rapid acceleration command, the PWM signal generating means is operated by the pulse width limiting means. The pulse width of the drive control signal output from the controller is limited so as not to exceed the regulated predetermined pulse width. As a result, the drive current supplied to the servomotor does not immediately reach the limit current value. It grows smoothly.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるサーボモー
タのPWM制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に
説明する。まず、図1に示された実施形態にかかる制御
装置では、図6に示された従来の制御装置と同一の構成
物を同一の符号で示しているが、従来装置と異なる点
は、回転速度検出器3からの速度検出信号S1が、PW
M信号発生器6に出力されている点である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a servo motor PWM control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, in the control device according to the embodiment shown in FIG. 1, the same components as those of the conventional control device shown in FIG. The speed detection signal S1 from the detector 3 is PW
This is a point output to the M signal generator 6.

【0017】すなわち、本実施形態においては、PWM
信号発生器6に入力された速度検出信号S1に基づいて
現在の加速状態が判断され、急加速状態と判断された場
合には、PWM信号発生器6内に設けられたパルス幅限
定手段によって、PWM制御信号に制限が加えられるよ
うに構成されている。以下、そのPWM信号発生器6に
おけるパルス幅限定手段の実施形態について説明する。
That is, in the present embodiment, the PWM
The current acceleration state is determined based on the speed detection signal S1 input to the signal generator 6, and when it is determined that the acceleration state is abrupt, the pulse width limiting means provided in the PWM signal generator 6 The PWM control signal is configured to be restricted. Hereinafter, an embodiment of the pulse width limiting means in the PWM signal generator 6 will be described.

【0018】まず、図2には、アナログ信号を利用した
PWM信号発生器6におけるパルス幅限定手段の構造例
が示されている。図示を省略した比較器(図1符号5参
照)からの偏差信号S2は、0〜5Vの範囲内となるよ
うに設定されており、当該偏差信号S2が入力される第
1のワンショットマルチバイブレータ61の出力信号S
3は、キャリア信号発生回路62から出力されるキャリ
ア信号S4をトリガパルスとして受けることによって
「H」となり、当該第1のワンショットマルチバイブレ
ータ61の出力信号S3が、後述するANDゲート63
に受けられるようになっている。
First, FIG. 2 shows a structural example of the pulse width limiting means in the PWM signal generator 6 using an analog signal. A deviation signal S2 from a comparator (not shown in FIG. 1) (not shown) is set to be within a range of 0 to 5 V, and a first one-shot multivibrator to which the deviation signal S2 is input. 61 output signal S
3 becomes “H” when the carrier signal S4 output from the carrier signal generation circuit 62 is received as a trigger pulse, and the output signal S3 of the first one-shot multivibrator 61 is changed to an AND gate 63 described later.
You can receive it.

【0019】このとき、上記第1のワンショットマルチ
バイブレータ61は、その出力信号S3のパルス幅を、
前記偏差信号S2(0〜5V)に対応してリニアに比例
して変化させる回路構成になされており、5Vの最大偏
差信号S1の入力によって最大のパルス幅になされる。
この出力信号S3の最大パルス幅は、上記キャリア信号
発生回路62からのキャリア信号S4の発生周期と同じ
か、それ以下に設定されている。
At this time, the first one-shot multivibrator 61 sets the pulse width of the output signal S3 to
The circuit is configured to change linearly in proportion to the deviation signal S2 (0 to 5V). The maximum pulse width is obtained by inputting the maximum deviation signal S1 of 5V.
The maximum pulse width of the output signal S3 is set to be equal to or less than the generation cycle of the carrier signal S4 from the carrier signal generation circuit 62.

【0020】一方、第2のワンショットマルチバイブレ
ータ64も、上記キャリア信号発生回路62からのキャ
リア信号S4をトリガパルスとして受けることによって
出力が「H」となるものであるが、このワンショットマ
ルチバイブレータの出力信号S5のパルス幅は、制限電
圧信号S6に対応するように決定されており、上記キャ
リア信号発生回路62からのキャリア信号S4の発生周
期と同期して出力が行われるように構成されている。本
実形態では、上記制限電圧信号S6の電圧は、0〜5V
の間の所定電圧に固定的に設定されており、これによっ
て、前記第2のワンショットマルチバイブレータ64か
らの出力信号S5のパルス幅が、上述した第1のワンシ
ョットマルチバイブレータ61から出力される最大パル
ス幅よりやや短い一定幅に常時維持されるようになって
いる。
On the other hand, the output of the second one-shot multivibrator 64 also becomes "H" by receiving the carrier signal S4 from the carrier signal generating circuit 62 as a trigger pulse. The pulse width of the output signal S5 is determined so as to correspond to the limited voltage signal S6, and the output is performed in synchronization with the generation cycle of the carrier signal S4 from the carrier signal generation circuit 62. I have. In the present embodiment, the voltage of the limited voltage signal S6 is 0 to 5 V
, And the pulse width of the output signal S5 from the second one-shot multivibrator 64 is output from the above-described first one-shot multivibrator 61. It is always maintained at a constant width slightly shorter than the maximum pulse width.

【0021】また、加速判断回路65には、上述した回
転速度検出器(図1中の符号3参照)からの速度検出信
号S1が印加されている。この加速判断回路65は、上
記速度検出信号S1に基づいて現在の回転加速の程度を
演算し、PWM制御信号に制限を加えるか否かを判断す
る機能を有しており、急激な加速中ではないと判断した
場合には、制限を行わないように出力が「H」となり、
また急激な加速中であると判断した場合には、制限を行
うために出力が「L」となる。
A speed detection signal S1 from the above-described rotation speed detector (see reference numeral 3 in FIG. 1) is applied to the acceleration determination circuit 65. The acceleration determination circuit 65 has a function of calculating the current degree of rotation acceleration based on the speed detection signal S1 and determining whether or not to limit the PWM control signal. If it is determined that there is no limit, the output becomes "H" so as not to perform the restriction,
When it is determined that rapid acceleration is being performed, the output becomes “L” to perform the restriction.

【0022】この加速判断回路65からの出力信号S7
は、前記第2のワンショットマルチバイブレータ64か
らの出力信号S5とともにORゲート66に入力されて
おり、これら両信号S7,S5のいずれかの「H」信号
がORゲート66から出力されるようになっている。す
なわち、急加速中でないと判断して上記加速判断回路6
5の出力が「H」となっている間は、上記ORゲート6
6からの出力も「H」状態に維持されるため、ORゲー
ト66からは、第2のワンショットマルチバイブレータ
64の出力信号S5が出力されることはない。これに対
して、急加速中であると判断して加速判断回路65の出
力が「L」となると、ORゲート66からの出力が、第
2のワンショットマルチバイブレータ64からの出力信
号S5となる。
The output signal S7 from the acceleration determination circuit 65
Is input to the OR gate 66 together with the output signal S5 from the second one-shot multivibrator 64, so that either one of these signals S7 and S5 is output from the OR gate 66. Has become. That is, it is determined that rapid acceleration is not being performed, and the acceleration determination circuit 6
5 while the output of the OR gate 6 is "H".
The output from the second one-shot multivibrator 64 is not output from the OR gate 66, because the output from the output 6 is also kept at the "H" state. On the other hand, when it is determined that rapid acceleration is being performed and the output of the acceleration determination circuit 65 becomes "L", the output from the OR gate 66 becomes the output signal S5 from the second one-shot multivibrator 64. .

【0023】さらに、上記ORゲート66からの出力
は、前記第1のワンショットマルチバイブレータ61の
出力とともに、ANDゲート63に入力されており、こ
れら両出力信号のうちのパルス幅の短い方の出力が、当
該ANDゲート63からPWM制御信号として出力され
るようになっている。
Further, the output from the OR gate 66 is input to the AND gate 63 together with the output from the first one-shot multivibrator 61, and the output of the shorter one of the two output signals is output. Is output from the AND gate 63 as a PWM control signal.

【0024】すなわち、急加速中でないと判断して上記
加速判断回路65の出力が「H」となり、ORゲート6
6からの出力が「H」状態に維持されている間は、上記
ANDゲート63からのPWM出力は、第1のワンショ
ットマルチバイブレータ61からの出力信号S3とな
る。これに対して、急加速中であると判断して加速判断
回路65の出力が「L」となり、ORゲート66からの
出力が第2のワンショットマルチバイブレータ64から
の出力信号S5となると、前記第1及び第2の両ワンシ
ョットマルチバイブレータ61,64からの各出力信号
S3,S5のうちのパルス幅が小さい方の出力、すなわ
ち、第2のワンショットマルチバイブレータ64からの
一定パルス幅の出力信号S5が、ANDゲート63から
PWM制御信号として出力される。これにより、PWM
制御信号に制限がかけられたこととなる。
That is, since it is determined that rapid acceleration is not being performed, the output of the acceleration determination circuit 65 becomes "H" and the OR gate 6
6 is maintained in the “H” state, the PWM output from the AND gate 63 is the output signal S3 from the first one-shot multivibrator 61. On the other hand, when it is determined that rapid acceleration is being performed and the output of the acceleration determination circuit 65 becomes “L” and the output from the OR gate 66 becomes the output signal S5 from the second one-shot multivibrator 64, Of the output signals S3 and S5 from the first and second one-shot multivibrators 61 and 64, the output having the smaller pulse width, that is, the output having a constant pulse width from the second one-shot multivibrator 64 The signal S5 is output from the AND gate 63 as a PWM control signal. With this, PWM
This means that the control signal is restricted.

【0025】このような実施形態にかかる制御装置を用
いた制御方法において、急激な加速指令によって速度指
令値と速度検出値との間に所定値を越えた大きな偏差が
生じた場合には、PWM信号発生器6に設けられたパル
ス幅限定手段の作用によって、当該PWM信号発生器6
から出力されるPWM駆動制御信号のパルス幅が、本来
のパルス幅よりも短くなるように制限され、所定のパル
ス幅を越えないように規制される。
In the control method using the control device according to the embodiment, when a large deviation exceeding a predetermined value occurs between the speed command value and the detected speed value due to the rapid acceleration command, the PWM is used. By the action of the pulse width limiting means provided in the signal generator 6, the PWM signal generator 6
The pulse width of the PWM drive control signal output from is controlled so as to be shorter than the original pulse width, and is regulated so as not to exceed a predetermined pulse width.

【0026】この制御方法について、より具体的に図3
を用いて説明する。まず急激な加速指令に伴って、第1
のワンショットマルチバイブレータ61からの出力パル
ス幅が、図3の(a)のように延びることとなるが、そ
れに対してパルス幅限定手段を作用させることにより、
図3の(b)に示されたPWM信号発生器6の出力を、
第2のワンショットマルチバイブレータ64からの出力
として、一定の短長パルス幅とする。
This control method will be described in more detail with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. First, following the rapid acceleration command, the first
The output pulse width from the one-shot multivibrator 61 is extended as shown in FIG. 3 (a).
The output of the PWM signal generator 6 shown in FIG.
The output from the second one-shot multivibrator 64 has a constant short and long pulse width.

【0027】そして、この短長パルス幅に制限したPW
M信号発生器6の出力に従って、例えば、スイッチング
素子Upのオン時間を、図3の(c)のように短く制御
させれば、図3の(d)のように、サーボモータへ供給
されるU相駆動電流Ufは、制限電流値Iocに直ちに
達することなく滑らかに増大していき、従来のような脈
動が防止されることとなる。
The PW limited to this short and long pulse width
For example, if the ON time of the switching element Up is controlled to be short as shown in FIG. 3C in accordance with the output of the M signal generator 6, it is supplied to the servomotor as shown in FIG. The U-phase drive current Uf smoothly increases without immediately reaching the limit current value Ioc, and pulsation as in the related art is prevented.

【0028】また、この場合、パルス幅を制限するため
の第2のワンショットマルチバイブレータ64へ入力さ
れる制限電圧信号S6として、速度検出信号S1を入力
することとすれば、上記第2のワンショットマルチバイ
ブレータ64から出力される制限パルスの幅が、回転速
度に対応して変化することとなる。すなわち、この場合
には、回転の逆起電力に従ってPWM制御信号を制限す
ることが可能となるので、逆起電力が小さく電流の脈動
が大きい低速時には、より大きな制限をかけ、逆起電力
が大きく電流の脈動が小さい高速時には、制限を緩和す
ることができ、効果的に電流の脈動を防止することがで
きる。
In this case, if the speed detection signal S1 is input as the limit voltage signal S6 to be input to the second one-shot multivibrator 64 for limiting the pulse width, the second one-shot multivibrator 64 can be used. The width of the limit pulse output from the shot multivibrator 64 changes according to the rotation speed. That is, in this case, it is possible to limit the PWM control signal according to the counter electromotive force of rotation. Therefore, at a low speed in which the counter electromotive force is small and the current pulsation is large, a larger restriction is applied and the counter electromotive force is increased. At high speeds with small current pulsations, the restriction can be relaxed and current pulsations can be effectively prevented.

【0029】また、パルス幅制限側の第2のワンショッ
トマルチバイブレータ64へ入力される制限電圧信号S
6を、外部側から適宜コントロールすることとすれば、
PWM制御信号の制限を任意に設定することが可能とな
る。
The limiting voltage signal S input to the second one-shot multivibrator 64 on the pulse width limiting side.
Assuming that 6 is appropriately controlled from the outside,
It is possible to arbitrarily set the limitation of the PWM control signal.

【0030】一方、図4に示されている実施形態では、
上述した実施形態におけるPWM信号発生器6内のパル
ス幅限定手段を、デジタル信号を用いたものに置き換え
たものであるが、その置き換え部分について説明する。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG.
Although the pulse width limiting means in the PWM signal generator 6 in the above-described embodiment is replaced with a device using a digital signal, the replaced portion will be described.

【0031】図示を省略した比較器から発せられる偏差
信号は、8bitの2進数データとして第1のカウンタ
71のロードデータに入力されるとともに、第2のカウ
ンタ72のロードデータには、8bitの制限データが
入力される。また、発振器73からのクロック信号は、
上記第1及び第2のカウンタ71,72に動作信号とし
て入力されるとともに、キャリア信号発生回路74に入
力される。
A deviation signal generated by a comparator (not shown) is input to the load data of the first counter 71 as 8-bit binary data, and the load data of the second counter 72 has an 8-bit limit. The data is entered. The clock signal from the oscillator 73 is
The signals are input to the first and second counters 71 and 72 as operation signals, and are also input to a carrier signal generation circuit 74.

【0032】上記キャリア信号発生回路74は、前記発
振器72からのクロック信号を256分周して得られる
キャリア信号を、第1及び第2のカウンタ71,72に
ロード信号として出力している。上記両カウンタ71,
72は、「0」データ以外のときには出力BROを
「H」とするダウンカウンタにて構成されており、上記
ロードデータ分に相当するクロック後に「0」となるこ
とによって、出力BROが「L」となり、ネーブル入力
Eが「L」となることによってカウンタ動作を停止す
る。そして、このときのカウンタ動作時間を出力パルス
時間とするようになっている。
The carrier signal generating circuit 74 outputs a carrier signal obtained by dividing the clock signal from the oscillator 72 by 256 to the first and second counters 71 and 72 as a load signal. Both counters 71,
Reference numeral 72 denotes a down counter which sets the output BRO to "H" when the data is other than "0" data. When the output BRO becomes "0" after the clock corresponding to the load data, the output BRO becomes "L". And the counter operation is stopped when the enable input E becomes "L". Then, the counter operation time at this time is set as the output pulse time.

【0033】その他の部分については、図2に示されて
いる実施形態にかかる制御装置と同様な動作をするもの
であるため説明は省略するが、この場合においても、制
限データを固定値とした場合、制限データとして速度検
出値を用いた場合、制限データを外部から調整する場合
等、上記実施形態と同様な作用・効果を得ることができ
る。
The other parts operate in the same manner as the control device according to the embodiment shown in FIG. 2 and thus will not be described. However, in this case, the limit data is also fixed. In such a case, when the speed detection value is used as the limit data, or when the limit data is externally adjusted, the same operation and effect as those of the above embodiment can be obtained.

【0034】さらに、他の実施形態としての図5には、
図6に示されている制御系によってPWM信号の規制を
同様に行うための比較器51の一例が表されている。こ
の比較器51に設けられた演算回路51aは、速度指令
信号aと速度検出信号bとの差に係数Kを乗じて偏差出
力C(C=K×(a−b))を得る機能を有しており、
上記係数Kは、データテーブル51bに対してテーブル
指定入力を行うことよって得る。
FIG. 5 shows another embodiment.
An example of a comparator 51 for similarly controlling a PWM signal by the control system shown in FIG. 6 is shown. The arithmetic circuit 51a provided in the comparator 51 has a function of multiplying a difference between the speed command signal a and the speed detection signal b by a coefficient K to obtain a deviation output C (C = K × (ab)). And
The coefficient K is obtained by inputting a table designation to the data table 51b.

【0035】このとき、上記データテーブル51bへの
テーブル指定入力としては、固定値を選択するととも
に、データテーブル51bには、加速時制限データと、
通常制限データとを割り付けて、加速判断回路65の信
号によりデータを選択する。そして、加速時制限データ
選択時には、上記係数Kを0.5に対応させ、通常制限
データ選択時には、係数Kを1とすることによって、偏
差を加速の状態によって区別し、急加速時には係数K
(0.5)により制限を加えるものである。
At this time, as the table designation input to the data table 51b, a fixed value is selected, and the data table 51b includes the acceleration limit data,
Normal limit data is allocated, and data is selected by a signal of the acceleration determination circuit 65. When the limiting data at the time of acceleration is selected, the coefficient K is made to correspond to 0.5. At the time of selecting the normal limiting data, the coefficient K is set to 1 so that the deviation is distinguished according to the state of acceleration.
(0.5).

【0036】この場合、テーブル指定入力に速度検出信
号を入力し、データテーブル51bの内容を回転速度に
対応させて変化させれば、モータの回転速度に対応して
偏差制限を実行することが可能となる。また、テーブル
指定入力を、外部側から制御することとすれば、係数K
の値を適宜変更しながら制御を行わせることができる。
In this case, if a speed detection signal is input to the table designation input and the contents of the data table 51b are changed according to the rotation speed, it is possible to execute the deviation limit according to the rotation speed of the motor. Becomes If the table designation input is controlled from the outside, the coefficient K
Can be controlled while appropriately changing the value of.

【0037】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形可能であるというのはいうまでもない。例
えば、上記実施形態においては、U相の駆動電流につい
て述べているが、他の相の駆動電流についても同様であ
る。また、上記実施形態では、モータの回転開始時点に
おける制御動作を表しているが、回転開始時のみなら
ず、あらゆる急加速時に対しても本発明は同様に適用す
ることができる。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, in the above embodiment, the drive current of the U phase is described, but the same applies to the drive currents of other phases. Further, in the above embodiment, the control operation at the time of the start of rotation of the motor is described, but the present invention can be similarly applied not only to the start of rotation but also to any sudden acceleration.

【0038】また、本発明は、直流機、交流機、及びブ
ラシの有無に関係なく、多種多様なモータに対しても同
様に適用することができる。
Further, the present invention can be similarly applied to various kinds of motors regardless of the presence or absence of a DC machine, an AC machine, and a brush.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上述べたように本発明にかかるサーボ
モータの制御装置及び制御方法は、急激な加速指令によ
り速度指令値と速度検出値との間に所定値を越える大き
な偏差が生じた場合に、PWM信号発生手段のパルス幅
限定手段の作用により、PWM駆動制御信号のパルス幅
を規制された所定のパルス幅を越えないように制限し
て、サーボモータへ供給される駆動電流を制限電流値に
直ちに到達させることなく滑らかに増大させるようにし
たものであるから、急加速時における異音の発生を良好
に防止して滑らかな回転加速を得ることができ、モータ
の信頼性を向上させることができる。
As described above, the servo motor control apparatus and control method according to the present invention provide a servo motor control method in which a sudden acceleration command causes a large deviation exceeding a predetermined value between a speed command value and a detected speed value. In addition, the operation of the pulse width limiting means of the PWM signal generating means limits the pulse width of the PWM drive control signal so as not to exceed a regulated predetermined pulse width, thereby limiting the drive current supplied to the servomotor to the limited current. Since the value is smoothly increased without immediately reaching the value, generation of abnormal noise at the time of sudden acceleration can be satisfactorily prevented, smooth rotational acceleration can be obtained, and the reliability of the motor is improved. be able to.

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

【図1】本発明の一実施形態におけるサーボモータのP
WM制御装置を表したブロック線図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a servomotor P according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a WM control device.

【図2】図1に表したPWM制御装置におけるPWM信
号発生手段の実施形態を表したブロック線図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a PWM signal generating means in the PWM control device shown in FIG. 1;

【図3】図2にかかるPWM信号発生手段により制御さ
れた急加速時におけるタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart at the time of rapid acceleration controlled by the PWM signal generation means according to FIG. 2;

【図4】本発明の他の実施形態におけるPWM信号発生
手段の構造を表したブロック線図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a structure of a PWM signal generating unit according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明のさらに他の実施形態におけるPWM信
号発生手段の構造を表したブロック線図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a structure of a PWM signal generating means according to still another embodiment of the present invention.

【図6】一般のサーボモータにおけるPWM制御装置を
表したブロック線図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a PWM control device in a general servo motor.

【図7】モータドライブ回路の構成例を表したブロック
線図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a motor drive circuit.

【図8】モータドライブ回路に設けられた駆動素子の構
成例を表したブロック線図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a drive element provided in a motor drive circuit.

【図9】PWM制御の一例を表したタイミングチャート
である。
FIG. 9 is a timing chart illustrating an example of PWM control.

【図10】従来のPWM制御装置によりモータの回転駆
動を開始させる場合の一例を表したタイミングチャート
である。
FIG. 10 is a timing chart illustrating an example of a case where a conventional PWM control device starts rotating a motor.

【図11】従来のPWM制御装置によりモータの回転駆
動を開始させる場合の他の例を表したタイミングチャー
トである。
FIG. 11 is a timing chart showing another example of starting rotation of a motor by a conventional PWM control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 回転速度検出器 6 PWM信号発生器 61 第1のワンショットマルチバイブレータ 62 キャリア信号発生回路 63 ANDゲート 64 第2のワンショットマルチバイブレータ 65 加速判断回路 66 ORゲート 71 第1のカウンタ 72 第2のカウンタ 73 発振器 74 キャリア信号発生回路 51 比較器 51a 演算回路 51b データテーブル Reference Signs List 3 rotation speed detector 6 PWM signal generator 61 first one-shot multivibrator 62 carrier signal generation circuit 63 AND gate 64 second one-shot multivibrator 65 acceleration determination circuit 66 OR gate 71 first counter 72 second Counter 73 Oscillator 74 Carrier signal generation circuit 51 Comparator 51a Operation circuit 51b Data table

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転速度指令器から発せられる速度指令
信号と、回転速度検出器により得られる速度検出信号と
の偏差に対応して、モータドライブ回路に出力する駆動
制御信号のパルス幅を変調するPWM制御信号発生手段
を備えたサーボモータの制御装置において、 上記PWM制御信号発生手段は、モータの回転加速度が
所定値を越えたときに前記駆動制御信号のパルス幅を制
限するパルス幅規制手段を備えていることを特徴とする
サーボモータの制御装置。
A pulse width of a drive control signal output to a motor drive circuit is modulated in accordance with a deviation between a speed command signal issued from a rotation speed commander and a speed detection signal obtained by a rotation speed detector. In a servo motor control device provided with a PWM control signal generation means, the PWM control signal generation means includes a pulse width restriction means for restricting a pulse width of the drive control signal when a rotational acceleration of the motor exceeds a predetermined value. A control device for a servomotor, comprising:
【請求項2】 請求項1記載のパルス幅規制手段は、モ
ータの回転加速度が所定値を越えたときに、駆動制御信
号のパルス幅を、予め固定的に定められたパルス幅に制
限する機能を備えていることを特徴とするサーボモータ
の制御装置。
2. The pulse width restricting means according to claim 1, wherein the pulse width of the drive control signal is limited to a predetermined fixed pulse width when the rotational acceleration of the motor exceeds a predetermined value. A control device for a servo motor, comprising:
【請求項3】 請求項1記載のパルス幅規制手段は、モ
ータの回転加速度が所定値を越えたときに、駆動制御信
号のパルス幅を、モータの回転速度に比例したパルス幅
に制限する機能を備えていることを特徴とするサーボモ
ータの制御装置。
3. The pulse width restricting means according to claim 1, wherein when the rotational acceleration of the motor exceeds a predetermined value, the pulse width of the drive control signal is limited to a pulse width proportional to the rotational speed of the motor. A control device for a servo motor, comprising:
【請求項4】 請求項1記載のパルス幅規制手段は、モ
ータの回転加速度が所定値を越えたときに、駆動制御信
号のパルス幅を、適宜選択されたパルス幅に制限する機
能を備えていることを特徴とするサーボモータの制御装
置。
4. The pulse width restricting means according to claim 1, further comprising a function of restricting a pulse width of the drive control signal to an appropriately selected pulse width when the rotational acceleration of the motor exceeds a predetermined value. A servo motor control device.
【請求項5】 回転速度指令器から発せられる速度指令
信号と、回転速度検出器により得られる速度検出信号と
の偏差に対応して、モータドライブ回路に出力する駆動
制御信号のパルス幅を変調するようにしたサーボモータ
の制御方法において、 モータの回転加速度が所定値を越えたときに、前記駆動
制御信号のパルス幅を制限するようにしたことを特徴と
するサーボモータの制御方法。
5. A pulse width of a drive control signal output to a motor drive circuit is modulated in accordance with a deviation between a speed command signal issued from a rotation speed commander and a speed detection signal obtained by a rotation speed detector. A servo motor control method according to claim 1, wherein the pulse width of said drive control signal is limited when the rotational acceleration of said motor exceeds a predetermined value.
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Cited By (2)

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JP2013192356A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Power conversion device and control method

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