JPH11235069A - 電動ブラインドの速度制御装置 - Google Patents
電動ブラインドの速度制御装置Info
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- JPH11235069A JPH11235069A JP10027333A JP2733398A JPH11235069A JP H11235069 A JPH11235069 A JP H11235069A JP 10027333 A JP10027333 A JP 10027333A JP 2733398 A JP2733398 A JP 2733398A JP H11235069 A JPH11235069 A JP H11235069A
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- motor
- pid
- switching
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータ動作立ち上がり時の応答性と速度安定
時の速度安定性の両立を容易に実現可能とするとともに
(並列に演算して、切り替えることによる効果)ことが
可能となる速度制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 速度制御対象であるモータ30の速度が
速度変換部70から入力され、入力された速度と動作速
度指定手段203からの出力との差分を演算器204で
演算し、起動制御用PID演算部205、安定制御用P
ID演算部206及び比較器208に入力される。PI
D演算部205、206には、それぞれ異なった比例ゲ
イン、微分ゲイン及び積分ゲインが設定されており、同
じ速度差分に対し、異なったPID演算を並列して行
い、それぞれ異なったモータ指令値を出力する。PID
演算部205、206の出力は、演算器204が出力す
る速度差分とPID切り替え速度差分設定手段207の
出力とを比較器208で比較した結果に基づいて切り換
え器209によりどちらか一方のみ選択され、モータ3
0にモータ指令値202として入力される。
時の速度安定性の両立を容易に実現可能とするとともに
(並列に演算して、切り替えることによる効果)ことが
可能となる速度制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 速度制御対象であるモータ30の速度が
速度変換部70から入力され、入力された速度と動作速
度指定手段203からの出力との差分を演算器204で
演算し、起動制御用PID演算部205、安定制御用P
ID演算部206及び比較器208に入力される。PI
D演算部205、206には、それぞれ異なった比例ゲ
イン、微分ゲイン及び積分ゲインが設定されており、同
じ速度差分に対し、異なったPID演算を並列して行
い、それぞれ異なったモータ指令値を出力する。PID
演算部205、206の出力は、演算器204が出力す
る速度差分とPID切り替え速度差分設定手段207の
出力とを比較器208で比較した結果に基づいて切り換
え器209によりどちらか一方のみ選択され、モータ3
0にモータ指令値202として入力される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動ブラインドの
速度制御装置に関し、特に、PID演算を用いた閉ルー
プ制御で実現し、動作時の速度を一定に制御する電動ブ
ラインドの速度制御装置に関する。
速度制御装置に関し、特に、PID演算を用いた閉ルー
プ制御で実現し、動作時の速度を一定に制御する電動ブ
ラインドの速度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の速度制御装置は、PID
演算を用いた閉ループ制御で実現し、電動ブラインドの
動作時の速度を一定に制御するのに用いられている。
演算を用いた閉ループ制御で実現し、電動ブラインドの
動作時の速度を一定に制御するのに用いられている。
【0003】従来、PID演算を用いた閉ループ制御で
モータの速度制御を実現し、動作時の速度を一定に制御
しようとした場合、応答性と速度安定性の両立が問題と
なってきた。
モータの速度制御を実現し、動作時の速度を一定に制御
しようとした場合、応答性と速度安定性の両立が問題と
なってきた。
【0004】応答性とは、モータ動き出しの時の立ち上
がり特性であり、速度安定性とは、目標速度付近の一定
速度で安定して動作しているべき時の、速度の安定性を
言う。実際には、そのPID制御系における複数のパラ
メータについて、それぞれモータの立ち上がり時の応答
性と、目標速度付近の一定速度で動作している時の速度
安定性の、双方の特性のバランスが最適となるゲイン値
を設定することにより、その機器の応答性と速度安定性
を両立させてきた。
がり特性であり、速度安定性とは、目標速度付近の一定
速度で安定して動作しているべき時の、速度の安定性を
言う。実際には、そのPID制御系における複数のパラ
メータについて、それぞれモータの立ち上がり時の応答
性と、目標速度付近の一定速度で動作している時の速度
安定性の、双方の特性のバランスが最適となるゲイン値
を設定することにより、その機器の応答性と速度安定性
を両立させてきた。
【0005】さらに、その制御系にバリエーションがあ
る場合には、あらかじめ、それらバリエーションに対応
できるゲイン値を見つけ設定しておくか、制御系が決定
された後に、既定値で動作させ、その時の動作状態から
最適なゲイン値を自己学習させる等の手段で、最適な制
御状態が実現されてきた。
る場合には、あらかじめ、それらバリエーションに対応
できるゲイン値を見つけ設定しておくか、制御系が決定
された後に、既定値で動作させ、その時の動作状態から
最適なゲイン値を自己学習させる等の手段で、最適な制
御状態が実現されてきた。
【0006】しかし、立ち上がり時の応答性と、一定速
度で動作している時の速度安定性を両立させるためにゲ
イン値を調整することは、ある程度、労力を要する作業
であった。また、両方の特性のバランスが最適となる点
にゲイン値を設定しているので、応答性及び速度安定性
が必ずしも十分でない場合もあった。この様な課題を解
決するため、PID制御系の積分ゲイン及び積分項をモ
ータの回転起動時と定常制御回転時とで変更する技術
が、特開平3―203583号公報に記載されている。
度で動作している時の速度安定性を両立させるためにゲ
イン値を調整することは、ある程度、労力を要する作業
であった。また、両方の特性のバランスが最適となる点
にゲイン値を設定しているので、応答性及び速度安定性
が必ずしも十分でない場合もあった。この様な課題を解
決するため、PID制御系の積分ゲイン及び積分項をモ
ータの回転起動時と定常制御回転時とで変更する技術
が、特開平3―203583号公報に記載されている。
【0007】この従来技術においては、スキャナモータ
のスタート信号が入力されると、積分項、積分ゲイン等
のイニシャライズが行われ、エンコーダパルスから算出
されるスキャナモータの速度が目標速度を超えた所定の
範囲である定常速度域に入ったか否か判定し、定常速度
域でなければ、そのまま、速度誤差、積分項、微分項を
求め、モータ印加電圧を制御し、定常速度域に達してい
る場合は、PID制御手段の積分項及び積分ゲインを変
更して速度誤差、積分項、微分項を求めてモータ印加電
圧を制御する。
のスタート信号が入力されると、積分項、積分ゲイン等
のイニシャライズが行われ、エンコーダパルスから算出
されるスキャナモータの速度が目標速度を超えた所定の
範囲である定常速度域に入ったか否か判定し、定常速度
域でなければ、そのまま、速度誤差、積分項、微分項を
求め、モータ印加電圧を制御し、定常速度域に達してい
る場合は、PID制御手段の積分項及び積分ゲインを変
更して速度誤差、積分項、微分項を求めてモータ印加電
圧を制御する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の速度制御装置においては、積分項の変更であり、自
由度が少なく、静かなオフィスで使用される電動ブライ
ンドにおいては、起動時の応答性、定常時の安定性のみ
ならず、動作音、例えば起動時の速度オーバーシュート
による振動音についても最適化することは困難であると
いう問題があった。
来の速度制御装置においては、積分項の変更であり、自
由度が少なく、静かなオフィスで使用される電動ブライ
ンドにおいては、起動時の応答性、定常時の安定性のみ
ならず、動作音、例えば起動時の速度オーバーシュート
による振動音についても最適化することは困難であると
いう問題があった。
【0009】本発明は、上記問題を解決し、立ち上がり
時の応答性と速度安定時の速度安定性の両立を容易に実
現可能とするとともに、動作音についても最小化するこ
とができ、また、負荷の異なるブラインドの制御装置と
しても使用することができ汎用性に富む速度制御装置を
提供することを目的とする。
時の応答性と速度安定時の速度安定性の両立を容易に実
現可能とするとともに、動作音についても最小化するこ
とができ、また、負荷の異なるブラインドの制御装置と
しても使用することができ汎用性に富む速度制御装置を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の電動ブラインドの速度制御装置は、あらか
あらかじめ設定された目標速度とモータ速度とから比例
項、積分項及び微分項の全ての項について異なるゲイン
設定のPID演算を並列して行いモータ指令値を出力す
る複数のPID演算部(図2の205及び206)と、
モータ速度が前記目標速度に近い定常速度域に入ったか
否か判定する比較器(図2の208)と、比較器の判定
出力に基づいて前記複数のモータ指令値の1つを選択し
てモータに出力する切り替え器(図2の209)とを有
する。
めに本発明の電動ブラインドの速度制御装置は、あらか
あらかじめ設定された目標速度とモータ速度とから比例
項、積分項及び微分項の全ての項について異なるゲイン
設定のPID演算を並列して行いモータ指令値を出力す
る複数のPID演算部(図2の205及び206)と、
モータ速度が前記目標速度に近い定常速度域に入ったか
否か判定する比較器(図2の208)と、比較器の判定
出力に基づいて前記複数のモータ指令値の1つを選択し
てモータに出力する切り替え器(図2の209)とを有
する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【0012】図1は、本発明の一実施形態の概略ブロッ
ク図である。操作スイッチ10により、速度制御部20
に動作指令が入力されると、モータ30を動作させ、駆
動軸40を駆動し、ブラインドスラット部50が昇降さ
れる。モータ30と駆動軸40とロータリーエンコーダ
60は、互いに結合されて回転する機構を含んで構成さ
れており、ロータリーエンコーダ60にてモータ30の
回転角度を測定することができる。ロータリーエンコー
ダ60の出力は、速度変換部70に入力され、モータ3
0の速度値が速度変換部70より出力される。速度制御
部20は、速度変換部70の出力に基づいてPID演算
を行い、目標速度になる様、次のモータトルク指令値を
決定し、モータ30に与える。これらの閉ループによ
り、速度制御部20は、モータ30の速度を一定に保つ
様に動作する。
ク図である。操作スイッチ10により、速度制御部20
に動作指令が入力されると、モータ30を動作させ、駆
動軸40を駆動し、ブラインドスラット部50が昇降さ
れる。モータ30と駆動軸40とロータリーエンコーダ
60は、互いに結合されて回転する機構を含んで構成さ
れており、ロータリーエンコーダ60にてモータ30の
回転角度を測定することができる。ロータリーエンコー
ダ60の出力は、速度変換部70に入力され、モータ3
0の速度値が速度変換部70より出力される。速度制御
部20は、速度変換部70の出力に基づいてPID演算
を行い、目標速度になる様、次のモータトルク指令値を
決定し、モータ30に与える。これらの閉ループによ
り、速度制御部20は、モータ30の速度を一定に保つ
様に動作する。
【0013】図2は、図1の速度制御部20のブロック
図である。
図である。
【0014】速度制御部20には、起動制御用PID演
算部205と安定制御用PID演算部206の2つのP
ID演算部が備えられている。速度値入力201は、図
1の速度変換部70からの入力であり、モータ指令値2
02は、図1のモータ30への出力に対応する。速度値
入力201より入力されたモータ30の速度は、演算器
204により、動作速度設定手段203により設定され
ている目標動作速度との差分を演算し、速度差分値とし
て、起動制御用PID演算部205及び安定制御用PI
D演算部206の双方に同じものを入力する。起動制御
用PID演算部205及び安定制御用PID演算部20
6は、時間に関しての、速度差分値の微分値及び積分値
を演算し、速度差分値を含めて、それぞれの演算値に対
して、ある一定のゲインで増幅し、それぞれの増幅結果
を加算して出力している。
算部205と安定制御用PID演算部206の2つのP
ID演算部が備えられている。速度値入力201は、図
1の速度変換部70からの入力であり、モータ指令値2
02は、図1のモータ30への出力に対応する。速度値
入力201より入力されたモータ30の速度は、演算器
204により、動作速度設定手段203により設定され
ている目標動作速度との差分を演算し、速度差分値とし
て、起動制御用PID演算部205及び安定制御用PI
D演算部206の双方に同じものを入力する。起動制御
用PID演算部205及び安定制御用PID演算部20
6は、時間に関しての、速度差分値の微分値及び積分値
を演算し、速度差分値を含めて、それぞれの演算値に対
して、ある一定のゲインで増幅し、それぞれの増幅結果
を加算して出力している。
【0015】図3は、PID演算部205、206のブ
ロック図である。
ロック図である。
【0016】図3においては、図2の演算器204から
出力された速度差分値2051が入力され、PID演算
結果2052が出力される。微分演算部2053は、速
度差分値2051の時間微分値を演算し、積分演算部2
054は、速度差分値の時間積分を演算する。速度差分
値2051の微分値、速度差分値そのもの及び積分値
は、それぞれある一定ゲインで微分値増幅部2055、
速度差分値増幅部2056、積分増幅部2057で増幅
される。これらの出力は、演算部2058にて加算さ
れ、PID演算出力値2052として、出力される。
出力された速度差分値2051が入力され、PID演算
結果2052が出力される。微分演算部2053は、速
度差分値2051の時間微分値を演算し、積分演算部2
054は、速度差分値の時間積分を演算する。速度差分
値2051の微分値、速度差分値そのもの及び積分値
は、それぞれある一定ゲインで微分値増幅部2055、
速度差分値増幅部2056、積分増幅部2057で増幅
される。これらの出力は、演算部2058にて加算さ
れ、PID演算出力値2052として、出力される。
【0017】再び図2を参照すると、演算器204より
出力される速度差分値は、PID切り換え速度差分設定
手段207により設定される値とともに比較器208に
入力され、比較器208は、2つの入力値の大小関係に
より、2値(「1」または「0」)の出力を出力する。
その出力値は、切り換え器209の切り換え論理入力値
として使用される。本実施例では、PID切り換え速度
差分設定値よりも、速度差分値2051が大きい場合に
は、PID演算部205の出力がモータ指令値として出
力され、PID切り換え速度差分設定値よりも、速度差
分値2051が小さい場合には、PID演算部206の
出力がモータ指令値として出力されることとする。次に
図2の速度制御部20の動作について、図4を参照して
説明する。
出力される速度差分値は、PID切り換え速度差分設定
手段207により設定される値とともに比較器208に
入力され、比較器208は、2つの入力値の大小関係に
より、2値(「1」または「0」)の出力を出力する。
その出力値は、切り換え器209の切り換え論理入力値
として使用される。本実施例では、PID切り換え速度
差分設定値よりも、速度差分値2051が大きい場合に
は、PID演算部205の出力がモータ指令値として出
力され、PID切り換え速度差分設定値よりも、速度差
分値2051が小さい場合には、PID演算部206の
出力がモータ指令値として出力されることとする。次に
図2の速度制御部20の動作について、図4を参照して
説明する。
【0018】図4はモータ30がスタートしてから一定
速度に到達するまでの速度変化を示す図である。モータ
30が停止している状態から、操作スイッチ10により
動作が指示され、速度制御部20からモータ指令値20
2が出力される。このモータ指令値202が出力される
タイミングが図4においての起動タイミングT1で示さ
れている。モータ30の速度の時間的変化は、曲線Lに
より示されるように、起動タイミングT1から立ち上が
り、一定の速度V2に収束している。収束する速度は、
図2の動作速度設定手段203により設定されている。
速度V2から速度差分値V3だけ小さい速度値V1に到
達したタイミングがT2である。V3の値は、オーバー
シュートが起こらないように、また、起動時の応答性を
できるだけ早くするように実験的に求める。
速度に到達するまでの速度変化を示す図である。モータ
30が停止している状態から、操作スイッチ10により
動作が指示され、速度制御部20からモータ指令値20
2が出力される。このモータ指令値202が出力される
タイミングが図4においての起動タイミングT1で示さ
れている。モータ30の速度の時間的変化は、曲線Lに
より示されるように、起動タイミングT1から立ち上が
り、一定の速度V2に収束している。収束する速度は、
図2の動作速度設定手段203により設定されている。
速度V2から速度差分値V3だけ小さい速度値V1に到
達したタイミングがT2である。V3の値は、オーバー
シュートが起こらないように、また、起動時の応答性を
できるだけ早くするように実験的に求める。
【0019】図5は、図3の切り換え器209の切り換
えの状態を示すタイムチャートであり、Aの部分は図3
の起動制御用PID演算部205の出力がモータ指令値
202として出力されている状態を示し、Bの部分は、
図3の安定制御用PID演算部206の出力がモータ指
令値202として出力されている状態を示す。すなわ
ち、モータが起動し、起動タイミングT1から徐々にモ
ータ速度が上昇していく間は、図3の起動制御用PID
演算部205の演算結果によりPID制御される。
えの状態を示すタイムチャートであり、Aの部分は図3
の起動制御用PID演算部205の出力がモータ指令値
202として出力されている状態を示し、Bの部分は、
図3の安定制御用PID演算部206の出力がモータ指
令値202として出力されている状態を示す。すなわ
ち、モータが起動し、起動タイミングT1から徐々にモ
ータ速度が上昇していく間は、図3の起動制御用PID
演算部205の演算結果によりPID制御される。
【0020】目標速度V2からV3だけ小さい速度V1
に達したタイミングT2のときに、図2の比較器208
の出力が切り換わり、切り換え器209が接続を切り替
えて、安定制御用PID演算部206の出力がモータ司
令値202として出力されるようになる。
に達したタイミングT2のときに、図2の比較器208
の出力が切り換わり、切り換え器209が接続を切り替
えて、安定制御用PID演算部206の出力がモータ司
令値202として出力されるようになる。
【0021】したがって、立ち上がり時には、PID演
算部205による演算結果に基づいて制御が行われ、速
度安定時には、PID演算部206による演算結果に基
づいて制御が行われる。また、この2つの演算部の切り
換わりの速度を自由に設定することができる。切り替わ
り速度は、PID切り替え速度差分設定手段に記憶され
ており、操作スイッチ10には、切り替わり速度の設定
スイッチを備えられ、キー入力にしたがって、切り替わ
り速度の記憶部にアクセスし設定値を変更する。この構
成により出荷後においても制御の変更が可能となる。
算部205による演算結果に基づいて制御が行われ、速
度安定時には、PID演算部206による演算結果に基
づいて制御が行われる。また、この2つの演算部の切り
換わりの速度を自由に設定することができる。切り替わ
り速度は、PID切り替え速度差分設定手段に記憶され
ており、操作スイッチ10には、切り替わり速度の設定
スイッチを備えられ、キー入力にしたがって、切り替わ
り速度の記憶部にアクセスし設定値を変更する。この構
成により出荷後においても制御の変更が可能となる。
【0022】また、2つ以上の切り替え速度値で区切ら
れる複数の速度範囲別にそれぞれ別々のPID演算部に
基づいて制御を行うものとしてもよい。この場合、PI
D切り替え速度差分設定手段及び比較器は、切り替え速
度と同数備えられ、複数の比較器の出力に基づいて、P
ID演算部のうち1つをモータ司令値として出力するよ
うに、複数入力の切り替え器を備える。この構成により
より精密に起動時の応答性とモータ速度のオーバシュー
トの抑制を計ることができる。
れる複数の速度範囲別にそれぞれ別々のPID演算部に
基づいて制御を行うものとしてもよい。この場合、PI
D切り替え速度差分設定手段及び比較器は、切り替え速
度と同数備えられ、複数の比較器の出力に基づいて、P
ID演算部のうち1つをモータ司令値として出力するよ
うに、複数入力の切り替え器を備える。この構成により
より精密に起動時の応答性とモータ速度のオーバシュー
トの抑制を計ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動ブラ
インドの速度制御装置は、モータの立ち上がり時と、速
度安定時の2つの状態において、比例項、積分項及び微
分項の全ての項について異なるPID速度制御パラメー
タを持つPID演算器を切り替えて設定することができ
るため、立ち上がり時の応答性と速度安定時の速度安定
性の両立を容易に実現可能となるとともに、起動時のモ
ータ速度のオーバーシュートを抑えることにより、動作
音についても最適化することができ、また、負荷の異な
るブラインドの制御装置としても使用することができる
という効果がある。
インドの速度制御装置は、モータの立ち上がり時と、速
度安定時の2つの状態において、比例項、積分項及び微
分項の全ての項について異なるPID速度制御パラメー
タを持つPID演算器を切り替えて設定することができ
るため、立ち上がり時の応答性と速度安定時の速度安定
性の両立を容易に実現可能となるとともに、起動時のモ
ータ速度のオーバーシュートを抑えることにより、動作
音についても最適化することができ、また、負荷の異な
るブラインドの制御装置としても使用することができる
という効果がある。
【図1】本発明の一実施形態の概略ブロック図である。
【図2】図1の速度制御部のブロック図である。
【図3】図2のPID演算部のブロック図である。
【図4】起動から一定速度に達するまでのモータ速度変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図5】起動から一定速度に達するまでの切り換え器2
09の切り換えのタイミングを示すタイムチャートであ
る。
09の切り換えのタイミングを示すタイムチャートであ
る。
10 操作スイッチ 20 速度制御部 30 モータ 40 駆動軸 50 ブラインドスラット部 60 ロータリーエンコーダ 70 速度変換部 201 速度値入力 202 モータ指令値 203 動作速度指定手段 204 演算器 205、206 PID演算部 207 切り替え速度差分設定手段 208 比較器 209 切り替え器 2051 速度差分値入力 2052 PID演算結果 2053 微分演算部 2054 積分演算部 2055 微分値増幅部 2056 速度差分値増幅部 2057 積分値増幅部 2058 演算器
Claims (4)
- 【請求項1】 あらかじめ設定された目標速度とモータ
速度とから比例項、積分項及び微分項のすべての項につ
いて異なるゲイン設定のPID演算を並列して行いモー
タ指令値を出力する複数のPID演算部と、モータ速度
が前記目標速度に近い定常速度域に入ったか否か判定す
る速度判定手段と、前記判定手段の判定出力に基づいて
前記複数のモータ指令値の1つを選択してモータに出力
する切り替え手段とを有することを特徴とする電動ブラ
インドの速度制御装置。 - 【請求項2】 前記速度判定手段は、あらかじめ前記目
標速度より低い切り替え速度を設定する切り替え速度設
定手段と、モータ速度と前記切り替え速度とを比較する
比較器とを有することを特徴とする請求項1記載の電動
ブラインドの速度制御装置。 - 【請求項3】 前記切り替え手段は、起動時のモータ速
度が目標速度を超えることなく目標速度に収束する切り
替え速度を設定することを特徴とする請求項2記載の電
動ブラインドの速度制御装置。 - 【請求項4】 あらかじめ設定された目標速度とモータ
速度とから比例項、積分項及び微分項のすべての項につ
いてゲイン設定の異なるPID演算を並列して行ってそ
れぞれ異なるモータ指令値を算出し、モータ速度が前記
目標速度に近い定常速度域に入ったか否か判定し、判定
出力に基づいて前記複数のモータ指令値の1つを選択し
てモータに出力することを特徴とする電動ブラインドの
速度制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10027333A JPH11235069A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 電動ブラインドの速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10027333A JPH11235069A (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 電動ブラインドの速度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11235069A true JPH11235069A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12218151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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