JPS58179199A - Controller for stepping motor - Google Patents
Controller for stepping motorInfo
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- JPS58179199A JPS58179199A JP5932482A JP5932482A JPS58179199A JP S58179199 A JPS58179199 A JP S58179199A JP 5932482 A JP5932482 A JP 5932482A JP 5932482 A JP5932482 A JP 5932482A JP S58179199 A JPS58179199 A JP S58179199A
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はステッピングモ〒りの閉ループ制御による単ス
テップ駆動に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a single step drive with closed loop control of a stepping motor.
従来ステッピングモータの単ステップ駆動には開ループ
制御が用いられており、(1)ある相へ通電しモータを
駆動させ、一定時間後に通電を停止し、さらに一定時間
後に先に通電されていた相へ通電を再開する方式、(2
)ステッピングモータの2−2相励磁駆動のように常に
2相以上のコイルに通電されている場合において、それ
ぞれの相の電流の割合を変化させることによってモータ
の1ステツプをさらに細分割し、この分割されたステッ
プ(マイクロステップ)の分解能でモータを制御するマ
イクロステップ駆動方式などがある。Conventionally, open-loop control has been used to drive a stepping motor in a single step. Method of restarting energization to (2)
) When two or more phases of coils are always energized, such as in 2-2 phase excitation drive of a stepping motor, one step of the motor is further subdivided by changing the proportion of current in each phase. There is a microstep drive method that controls a motor with a resolution of divided steps (microsteps).
(1)の方式は、あらかじめ実験によって通電時間及び
通電停止時間を求め、これによって通電時間のシーケン
スを決定する方式であるが、この方式では、モータ負荷
の変動、モータ電源電圧の変動などによってモータ振動
の増大や脱調などの問題が発生し良好なステップ応答特
性を得ることが非常に困難である。Method (1) is a method in which the energization time and energization stop time are determined in advance through experiments, and the energization time sequence is determined based on this. Problems such as increased vibration and step-out occur, making it extremely difficult to obtain good step response characteristics.
また(2)の方式は開ループ制御であるがステッピング
モータの1ステツプを細分割し、この分解能でモータを
制御す石ためモータの負荷変動や電源電圧変動により発
生する振動もステップの分解能が向上した割合だけ減少
することがら良好なステップ応答が得られる。In addition, method (2) is open-loop control, but one step of the stepping motor is subdivided, and the motor is controlled using this resolution.The resolution of the step is also improved to prevent vibrations caused by motor load fluctuations and power supply voltage fluctuations. A good step response can be obtained by reducing the ratio by the same amount.
しかしながらこの方式は、モータ各相コイルの通1jt
電流をモータのステップ分解乳分だけのステップ分可変
させる回路がモータの相数分だけ必要となる為回路が複
雑でしかもコストが非常に高い等の問題がある。However, this method requires only 1 jt of coils for each phase of the motor.
Since a circuit for varying the current by steps corresponding to the step resolution of the motor is required for the number of phases of the motor, there are problems such as the circuit is complex and the cost is extremely high.
本発明はこのような問題をなくす為になされたものであ
って、本発明の目的は、非常に簡単でかつ安価でありな
がらステップ応答が良好なステッピングモータ制御装置
を実現することにある。The present invention has been made to eliminate such problems, and an object of the present invention is to realize a stepping motor control device that is extremely simple and inexpensive, and has a good step response.
第1図には本発明になるステッピングモータ制御装置に
おけるステッピングモータの位置検出器とステッピング
モータの位相関係を示している。FIG. 1 shows the phase relationship between the stepping motor position detector and the stepping motor in the stepping motor control device according to the present invention.
図中1がスリット2をもつタイミングディスク、3が光
学式位相量検出器、4が4相PM型ステッピングモー2
のロータ、5がステータ、6がステータのA、B相、7
がステータのO,D相、8〜10がステッピングモータ
のディテント位置である。タイミングディスク1のスリ
ット2と光学式位置検出器3との位相関係は、第1図の
ように光学式位置検出器の位相調整装置11によってス
テッピングモータのディテント位置間の中点で検出パル
スが出力される様に調整されてし)る。In the figure, 1 is a timing disk with a slit 2, 3 is an optical phase amount detector, and 4 is a 4-phase PM type stepping motor 2.
rotor, 5 is the stator, 6 is the A and B phase of the stator, 7
are the O and D phases of the stator, and 8 to 10 are the detent positions of the stepping motor. The phase relationship between the slit 2 of the timing disk 1 and the optical position detector 3 is such that a detection pulse is output at the midpoint between the detent positions of the stepping motor by the phase adjustment device 11 of the optical position detector as shown in FIG. (adjusted so that it will be done).
第2図は本発明になるステッピングモータ制御装置にお
ける駆動回路の1例である。第2図において12がステ
ッピングモータ、15がモータ軸に直結された位置検出
用タイミングディスク、14が光学位置検出器、15が
ステッピングモータのコイル電源スイッチング回路、1
6が]CxoluaiveOR回路(以下、EOR回路
とする)、17がステッピングモータ各相コイル駆動パ
ルス発生回路、18がタイミングパルス波形成形回路、
19がモノステープルマルチバイブレータ(モノマルチ
)、20がモノマルチ19の出力パルス巾可変用ボリュ
ーム、21がR−8フリツプフロツプ、22がNOR回
路、23がステッピングモータスタートパルス入力端子
、24がステッピングモータ回転方向信号入力端子もあ
る。回転方向信号入力端子241C”HIGH”または
@LOW’(7)状態イd号が入力された状態において
、スタートパルス入力端子25ヘパルスが1発入力され
ることによって各相コイル駆動パルス発生回路17から
指定された回転方向に応じた瞬のディテント位置への状
MM移の為の各相コイル駆動パルスが出力される。EO
R回w516はスタートク゛ぐルスが入力されていれば
、R−87リツプフロツプ21の出力が1HIGH−と
なっている為回転方向信号入力端子24から入力された
回転方向を指定した出力となっており、コイ友電源スイ
ッチング回路15によってモータ12のコイルへ隣のデ
ィテント位置への移動の為の通電が開始される。モータ
軸に直結されたタイミングディスク13とこのディスク
上にモータのステップ角と同様の角度で分割されたスリ
ットを検出する為の位置検出器14はモータのディテン
ト位置間の中点でタイミングパルスが出力されるように
調整されている。FIG. 2 is an example of a drive circuit in a stepping motor control device according to the present invention. In FIG. 2, 12 is a stepping motor, 15 is a timing disk for position detection directly connected to the motor shaft, 14 is an optical position detector, 15 is a coil power switching circuit for the stepping motor, 1
6 is a Cxoluaive OR circuit (hereinafter referred to as an EOR circuit); 17 is a stepping motor coil drive pulse generation circuit for each phase; 18 is a timing pulse waveform shaping circuit;
19 is a mono staple multi vibrator (mono multi), 20 is a volume for variable output pulse width of the mono multi 19, 21 is an R-8 flip-flop, 22 is a NOR circuit, 23 is a stepping motor start pulse input terminal, 24 is a stepping motor rotation There is also a direction signal input terminal. In the state where the rotation direction signal input terminal 241C is "HIGH" or @LOW' (7) state id is input, one pulse is input to the start pulse input terminal 25, so that each phase coil drive pulse generation circuit 17 Coil drive pulses for each phase are output for instantaneous movement of the shape MM to the detent position according to the designated rotation direction. E.O.
In the R time w516, if the start signal is input, the output of the R-87 lip-flop 21 is 1HIGH-, so the output specifies the rotation direction input from the rotation direction signal input terminal 24. , the power supply switching circuit 15 starts energizing the coil of the motor 12 for movement to the next detent position. A timing disk 13 directly connected to the motor shaft and a position detector 14 for detecting a slit divided at an angle similar to the step angle of the motor on this disk output a timing pulse at the midpoint between the motor detent positions. It has been adjusted so that
モータが回転し、位置検出器14からタイミングパルス
が出力されるとR−Sフリップフロップ21の出力は”
’LOW”となってKOR回路16は反転しモータ各相
コイルへの通電はモータ逆方向回転の為の逆相通電に切
換えられる。このため一旦加速されたモータのロータは
減速を開始する。夕イミングパルスが入力された時点で
はモノマルチ19が作動し、タイミングパルスが出力さ
れてからモノマルチ19においてあらかじめ設定された
時間後にパルスが出力されR−57リツプフロツプ21
は再び出力が1HIGH”となりICOR回路16は再
び反転しモータの各相コイルの通電は、再び減速開始前
と同様の通電がおこなわれる。When the motor rotates and a timing pulse is output from the position detector 14, the output of the R-S flip-flop 21 becomes "
The state becomes 'LOW', the KOR circuit 16 is reversed, and the energization to each phase coil of the motor is switched to reverse phase energization for rotating the motor in the reverse direction.Therefore, the rotor of the motor, which was once accelerated, starts to decelerate. When the timing pulse is input, the monomulti 19 is activated, and a preset time after the timing pulse is output, the monomulti 19 outputs a pulse, and the R-57 lip-flop 21 outputs the pulse.
The output becomes 1HIGH again, the ICOR circuit 16 is inverted again, and the coils of each phase of the motor are energized again in the same way as before the start of deceleration.
減速され次のディテント位置付近へ到達したロータはこ
れによってディテント位置へ固定される。The rotor, which has been decelerated and has reached the vicinity of the next detent position, is thereby fixed at the detent position.
ロータが次のディテント位置に到達した時、速度零とな
る様にモノマルチ19の設定時間を調整することにより
ロータを振動なく停止させることが可能である。またモ
ータ12の回転方向が時計または反時計どちらかの方向
においても、ロータのディテント位置の中点でタイミン
グパルスが出力される為同様の効果が得られる。When the rotor reaches the next detent position, it is possible to stop the rotor without vibration by adjusting the set time of the monomulti 19 so that the speed becomes zero. Further, even if the motor 12 is rotated clockwise or counterclockwise, the same effect can be obtained because the timing pulse is output at the midpoint of the rotor's detent position.
第3図は本発明になるステッピングモータ制御装置にお
ける他の駆動回路例である。第5図中第2図と同一番号
を付したものは同じ物を示す。FIG. 3 shows another example of the drive circuit in the stepping motor control device according to the present invention. In FIG. 5, the same numbers as in FIG. 2 indicate the same items.
32がパルス発生器、33がアップダウンカウンタ、で
ある。回転方向信号入力端子24に″″H工GH’また
は“LOW”の状態信号が入力された状態において、ス
タートパルス入力端子26ヘトリガパルスが1発入力さ
れることによって各相コイル駆動パルス発生回路部から
指定された回転方向に応じた隣のディテント位置への状
態遷移の為の各相コイル駆動パルスが出力される。IC
OR回路16はスタートパルスが入力された後において
、R−37リツプフロツプ21の出力が@HIGH”と
なっている為回転方向信号入力端子24から入力された
回転方向を指定した出力となっておりコイル電源スイッ
チング回路15によってモータ12のコイルに隣のディ
テント位置への移動の為の通電が開始される。モータ軸
に直結されたタイミングディスク13とこのディスク上
にモータのステップ角と同様の角度で分割されたスリッ
トを検出する為の位置検出器14はモータのディテント
位置間の中点でタイミングパルスが出力されるように調
整されている。モータが回転を始めるとスタートパルス
によってクリアされたアップダウンカウンタ33はアッ
プカウントを開始する。32 is a pulse generator, and 33 is an up/down counter. When a state signal of "H GH" or "LOW" is input to the rotational direction signal input terminal 24, one trigger pulse is input to the start pulse input terminal 26, so that a signal is generated from each phase coil drive pulse generation circuit section. Coil drive pulses for each phase are output for state transition to the adjacent detent position according to the designated rotation direction. IC
Since the output of the R-37 lip-flop 21 is @HIGH after the start pulse is input to the OR circuit 16, the output specifies the rotation direction input from the rotation direction signal input terminal 24, and the coil The power supply switching circuit 15 starts energizing the coil of the motor 12 for movement to the next detent position.A timing disc 13 is connected directly to the motor shaft, and a timing disc 13 is divided at an angle similar to the step angle of the motor. The position detector 14 for detecting the detented slit is adjusted so that a timing pulse is output at the midpoint between the detent positions of the motor.When the motor starts rotating, an up/down counter cleared by the start pulse is output. 33 starts counting up.
アップダウンカウンタ35のクロックはパルス発生器3
2から構成される装置検出器14からタイミングパルス
が出力されるとR−87リツプ70ツブ21の出力は@
IIo”w”となってIc0R1路16は反転し、モー
タ逆方向回転の為の、逆相通電に切換えられる。このた
め一旦加速されたモータのロータは減速を開始する。ま
た同時にアップダウンカウンタ33はダウンカウントを
開始し出力が″0”となった時(スタートパルス入力か
らタイミングパルス出力までの時間間隔と同様の時間間
隔経過直後)R−Sフリップ70ツブ21の出力は再び
l a工GH”となってモータコイルに減速開始前と同
様の通電が開始される。減速され次のディテント位置付
近へ到達したロータは再びモータコイルへ通電されるこ
とによってこのディテント位置へ振動なく固定される。The clock of the up/down counter 35 is the pulse generator 3.
When the timing pulse is output from the device detector 14 consisting of 2, the output of the R-87 lip 70 tube 21 is @
IIo"w", the Ic0R1 path 16 is reversed, and the energization is switched to reverse phase energization for rotating the motor in the reverse direction. Therefore, the rotor of the motor, which has been once accelerated, starts decelerating. At the same time, the up/down counter 33 starts counting down, and when the output becomes "0" (immediately after the same time interval as the time interval from the start pulse input to the timing pulse output has elapsed), the output of the R-S flip 70 knob 21 becomes "LA GH" again, and the motor coil starts to be energized in the same way as before the start of deceleration.The rotor, which has been decelerated and has reached the vicinity of the next detent position, returns to this detent position by energizing the motor coil again. Fixed without vibration.
またモータ12の回転方向が時計または反時計どもらの
方向においてもロータのディテント位置の中点でタイミ
ングパルスが出力される為各回転方向に個別に検出器を
設ける必要がなく、回路や制御ソフトが共有できる等の
効果が得られる。Furthermore, even when the motor 12 rotates clockwise or counterclockwise, a timing pulse is output at the midpoint of the rotor's detent position, so there is no need to install separate detectors for each rotation direction, and circuits and control software Benefits such as being able to share information can be obtained.
モータ電源電圧が変動する場合およびモータの慣性負荷
や摩擦負荷が変動する場合においては、モータ駆動開始
時点からタイミングパルスが出力され、さらに次のディ
テント位置へ到達するまでの時間間隔は大きく変動する
。この為第2図の駆動回路ではすべての場合においてモ
ータの振動を完全になくすことは難しい。しかしながら
第3図の回路においては、それぞれの場合において減速
時間が自動調整される為、全ての場合において振動なく
ステッピングモータの単ステップ駆動を実現することが
でき非常に有益である。When the motor power supply voltage fluctuates or when the inertial load or frictional load of the motor fluctuates, the time interval from when a timing pulse is output from the start of motor drive to when the motor reaches the next detent position fluctuates greatly. For this reason, with the drive circuit shown in FIG. 2, it is difficult to completely eliminate motor vibration in all cases. However, in the circuit of FIG. 3, since the deceleration time is automatically adjusted in each case, single-step driving of the stepping motor can be realized without vibration in all cases, which is very advantageous.
第3図においてアップダウンカウンタ33のアップカウ
ントの場合とダウンカウントのそれぞれの場合において
パルス発生器32のパルス周期を変えることにより摩擦
負荷に対してさらに最適な単ステップ駆動を実現するこ
とができる。In FIG. 3, by changing the pulse period of the pulse generator 32 when the up-down counter 33 is counting up and counting down, it is possible to realize a more optimal single-step drive for the frictional load.
第1図は本発明になるステッピングモータ制御装置にお
けるステ、ラビングモータの位置検出器とステッピング
モータの位相関係を示している。
第2図は本発明になるステッピングモータ制御装置の1
回路例である。
第3図は本発明となるステッピングモータ制御装置の他
の回路例である。
以上
出願人 信州精器株式会社
株式会社鰍訪精工舎
代゛理人 弁理士 最上 務
第1図
第2図FIG. 1 shows the phase relationship between the position detector of the steering and rubbing motor and the stepping motor in the stepping motor control device according to the present invention. Figure 2 shows one of the stepping motor control devices according to the present invention.
This is an example of a circuit. FIG. 3 shows another example of the circuit of the stepping motor control device according to the present invention. Applicant: Shinshu Seiki Co., Ltd. Awa Seikosha Co., Ltd. Attorney: Patent Attorney Tsutomu Mogami Figure 1 Figure 2
Claims (1)
ステッピングモータにおいて、ステッピングモータのデ
ィテント位置間の中点で検出パルスを発生する位置検出
器と、ステッピングモータの各相のコイルへの通電を制
御する通電制御回路を有することを特徴とするステッピ
ングモータ制御装置。 2 通電制御回路は、瞬のホールド位置ヘステップすべ
くステップモータの各相のコイルへの通電を切換え(第
1の通電状態)、ステッピングモータの回転に伴って位
置検出器から検出パルスが出力された時点で逆相通電に
切換え(第2の通電状態)、一定時間後に再び前記第1
の通電状態と同じ通電を行なうことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のステッピングモータ制御装置。 五 通電制御回路は、ステッピングモータの各相コイル
の通電を切換えた(第1の通電状態)時点から位置検出
器の検出パルスが出力されるまでの時間間隔を測定する
タイマーを有し、検出パルスが出力された時点で逆相通
電(第2の通電状態)を行ない、前記タイマーで測定さ
れた時間間隔と一定の関数関係にある時間間隔経過後、
再び前記第1の通電状態に通電することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のステッピングモータ制御装置
。[Claims] 1. In a stepping motor controlled by a detection pulse from a position detector, a position detector that generates a detection pulse at a midpoint between detent positions of the stepping motor, and a coil for each phase of the stepping motor. 1. A stepping motor control device comprising an energization control circuit that controls energization of the stepping motor. 2 The energization control circuit switches the energization to the coils of each phase of the stepper motor in order to step to the momentary hold position (first energization state), and the position detector outputs a detection pulse as the stepping motor rotates. At this point, the current is switched to reverse phase energization (second energization state), and after a certain period of time, the first
2. The stepping motor control device according to claim 1, wherein energization is carried out in the same manner as in the energization state of . (v) The energization control circuit has a timer that measures the time interval from when the energization of each phase coil of the stepping motor is switched (first energization state) until the detection pulse of the position detector is output; When is output, reverse phase energization (second energization state) is performed, and after a time interval that has a constant functional relationship with the time interval measured by the timer has elapsed,
2. The stepping motor control device according to claim 1, wherein the stepping motor control device is energized again to the first energized state.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5932482A JPS58179199A (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Controller for stepping motor |
US06/400,177 US4465959A (en) | 1981-07-21 | 1982-07-20 | Step motor drive control |
GB08220977A GB2104321B (en) | 1981-07-21 | 1982-07-20 | Method of and apparatus for controlling a stepping motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5932482A JPS58179199A (en) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | Controller for stepping motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58179199A true JPS58179199A (en) | 1983-10-20 |
JPH0213558B2 JPH0213558B2 (en) | 1990-04-04 |
Family
ID=13110057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5932482A Granted JPS58179199A (en) | 1981-07-21 | 1982-04-09 | Controller for stepping motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58179199A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0356097A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-11 | Nec Gumma Ltd | Driving circuit for stepper motor |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP5932482A patent/JPS58179199A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0356097A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-11 | Nec Gumma Ltd | Driving circuit for stepper motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0213558B2 (en) | 1990-04-04 |
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