JPS5945515A - モ−トルの位置制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モードルの位置制御方法に係り、特に、たと
えば、ｆ）　Ｃモードルの指定速度に係る位置制御中に
トルク、慣性などが変化する外部負荷への使用を含む用
途に供されて好適なモードルの位置制御方法に関するも
のである。

しかして、たとえばモードルの位置制御を行なう場合、
その加速時の加速度を測定し、減速時の速度指令を割算
して、当該モードルをメーバーンユート、振動などがな
く、最短時間で指定位置に停止させる方法を、さきに開
発しだが、加速して一定速度に達したのち、その指定速
度で稼動中、外部慣性が犬となると、当該モードルを減
速させきれず、オーバーシュート、もしくは撮動などを
　　。

続け、停止できないという、未だ千金でない点があった
。

このような、さきに開発した技術については、後述の実
施例の説明のところで詳述するが、次に、まず、従来技
術について説明する。

ここで、第１図は、従来のＤＣモードルの位置制御シス
テムのブロック図である。

すなわち、１はＤＣモードル、２は、ＤＣ単一トル１の
軸に直結され、ＤＣモードル↓の回転に応じて信号を出
力するエンコーダであり、また３は、前記エンコーダ２
の信号に基づいて、正転トランジスタ５，６をオンある
いは、オフ・させ、または逆転トランジスタ７．８をオ
ンあるいは、オフさせ、ＤＣモードル１の速度制御１位
置制御を行なうマイクロコンピュータである。

４は、外部よりの速度指令９、位置指令１０をマイクロ
コンピュータ３に入力するインターフェース回路であり
、前記のマイクロコンピュータ３とこのインターフェー
ス回路４とは、制御回路に係るものである。

そして、前記のマイクロコンピュータ３は、一定時間毎
のエンコーダ２よりの信号を泪数して、１）Ｃモードル
１の回転速度をＨ１算するものである。

また、この割算値と、さきの速度指令９とを比較し、割
算値が速度指令９より小さい場合は、正転トランジスタ
５，６をオン（正転）シ、あるいは逆転トランジスタ７
．８をオン（逆転）して、ＤＣモードル１を加速するも
のである“。

逆に、前記の計算値が、速度指令９より火きい場合には
、正転トランジスタ５．６をオフし７て慣性により回転
させるか、さらに逆転トランジスタ７．８をオンして逆
方向回転を匂えるようにし、あるいは、逆転ｌ・ラン７
スタ７．８を刊フするか、正伝トランジスタ５．６をオ
ンして、１）Ｃモ　トル１を減速するものである。

以上に述べたようにして、１）Ｃモ用・ル１の速度制御
を行なうものである。

次に、その位置制御について詳述する。

ここで、第２図は、上記ＤＣモー　１−ル１の位置制御
システムに係る位置制御方法における位置制御時の回転
速度と時間との関係説明図である。

すなわち、これら第１，２図において、まず、ＤＣモー
ドル１の位置を、エンコーダ２からの信号により、マイ
クロコンピュータ３で計算する。

そして、第２図で、ＤＣモードル１の位置が停止位置か
ら十分遠い場合には、指定された速度となるまでＤＣモ
ードル１を加速し、その後、指定された速度に係る回転
速度ＳでＤＣモードル１の回転を続ける。ＤＣモードル
１の位置が停止位置から一定値以下のところのＬの位置
となると、ＤＣモードル１が停止位置で停止できるよう
、ＤＣモードル１を、図示のごとく減速させ始める。

１）　Ｃモードル１の位置が停止位置に近づくにつれ、
さらにＤＣモードル１を減速させていき、停止位置で停
止させるものである。

以上に述べたようにして、ＤＣモードル１の位置制御を
行なうのであるが、ＤＣモードル１に加わる外部負荷ト
ルクが小さい場合、あるいは外部負荷慣性が大きい場合
には、ＤＣモードル１は減速しにくい。

そこで、遠い位置から、徐々に減速を始める、つまり減
速度（負の加速度）を小さくし、時間をかけて減速を行
ない、停止さぜるものである。

反対に、外部負荷トルクが大きい場合、あるいは外部負
荷慣性が小さい場合には、１）Ｃモート／Ｌ１は減速し
やすいので、より近い位置から、大きな減速度で短時間
で減速を行ない、停市させることができるものである。

しかし、この場合、同一の制御回路に係るマイクロコン
ピュータ３で、」二記のような異なる外部負荷状態のＤ
　Ｃモードル１を制御するためには、減速しにくい方、
すなわち時間をかけて減速する方に合わせざるを得す、
最短時間で停市させることができない、という問題があ
った。

本発明は、上記に対処して、Ｉ）　Ｃモードルの位置制
御中、ｌ・ルク、慣性などが変化する外部負荷への使用
を含む用途に供されて、オーバー／ニート、振動などが
なく、最短時間で停止Ｆさせるのに最適なモードルの位
置制御方法の提供を、その目的とするものである。

本発明に係るモードルの位置制御方法の構成は、モード
ルの軸に直結されて当該モードルの回転に応じた信号を
出力するエンコーダからの信号に基づいて前記モードル
の回転制御を行なうようにした制御回路により当該モー
ドルの位置制御を行なうようにしたものにおいて、その
モードルの位置制御における減速時に、当該モードルの
減速に使より調整し、これにより上記モードルを最短時
間で停止せしめるように制御するようにしたものである
。

なお詳しくは、次のとおりである。

さきに述べたように、従来例に係るモードルの位置制御
方法では、減速時の速度指令を、そのモー１−ルの位置
のみから一義的に決定していた。

ところが、このような位置制御方法では、被制御モード
ルが異なったり、外部負荷トルク、外部負荷慣性が異な
ると、オーバーシュートラ起こしたり、振動を繰り返し
、停止できなかったりする。

この現象を防ぐには、既述のごとく、あらかしめ、減速
時の速度指令が小さなものとなるようにしておく方法が
考えられる。しかし、この方法では、外部負荷トルク大
の場合、あるいは外部負荷トルクの場合には、モードル
が伴出才るまでの時間が犬となってしまう。そこでモー
　トルの加速時の加速度を測定し、その大小により、モ
ーｌ−７ｔ・の減速時の速度指令の大小を決めて、最短
時間てモー　トルを停止させる、後述するような方法を
、−ます開発した。

しかしながら、この方法によっても、加速終「後の指定
速度中に、モー　トルに加わる外１１１３負荷１〜ルク
、慣性が変化すると、最短時間で停止１−させることが
できない。

そこで、本発明に係る０置制御方法においては、外部か
らの指令により、減速時の速度指令を大としたり、小と
したりできるように制ｍｌ　Ｌ、で、外部負荷トルク、
外部負１ｄ工慣性などが変化しても、最短時間でモード
ルを停止可能としたものである。

次に、本発明に係るものの一実施例を説明する前に、そ
の前提となる、既述の、さきに開発した位置制御方法に
つき、本発明に係る第３図をも用い、第４図、第５図に
より説明する。

ここで、第３図は、本発明の実施に供される、ＤＣモー
ドルの位置制御システムのブロック図であり、第１図と
同一符号は同等部分を示し、３Ａはマイクロコンピュー
タ、４Ａはインターフェース回路、１１は、外部より人
力される。ｅターン選択指令である。

そして、第４図は、負荷の異なる場合の、それぞれの位
置制御パターンに係る、ＤＣモードルの位置制御システ
ムにおける位置制御時の回転速度と時間との関係説明図
、第５図は、本発明の上記前提技術に係る位置制御方法
のフローチャート図である。

す力わち、上記の第３図に示すＤＣモードルの位置制御
システムにおいて、従来技術と同様に、ＤＣモードル１
の位置が停止位置より遠い場合には、指定された速度ま
で加速し、停止位置が近づくと減速を行ない、ＤＣＣモ
ードル１停止位置に停止させる。

しかして、１）Ｃモー　１−ル１の加速を行なう、場合
の加速度を測定し、その大小により減速度を決定し、自
動的に最短時間で停止することのできるｆ〜７置制開制
御方法みた。

この方法のフ（１−チャー１・を示ずものか第５図であ
り、次に、これに基づいて、その詳冊Ｉを説明する。

すなわち、位置制御を開始すると、Ｉ）Ｃモードル１の
加速を行なう。

そして、このときの加速度を請訓し、制御回路に係るマ
イクロコンピュータ３Ａの内部に、その加速度を記憶さ
せる。

しかして、Ｉ）Ｃモードル１の位置が、停止位置から遠
い場合には、指定された速度に達するｔＣｌＤ　Ｃモー
ドル１の加速を続け、指定速度到達後１ｔ−＋−１その
速度で回転を続ける。

ＤＣモードル１の位置が、停止１位置まで、ある距離以
下になると、加速時に記憶した加速度が大であれば、減
速時の速度指令が犬となるように（第４図のＡ）、また
小であれば１．小となるように（第４図のＣ）、中間で
あれば、中間となるように（第４図のＢ）、マイクロコ
ンピュータ３Ａの内部で計算して速度指令を定め、停止
位置に移動する寸で減速を続ける。

この方法で位置制御を行なえば、制御中、外部負荷状態
が一定している場合には、同一の制御回路に係るマイク
ロコンピュータで外部負荷状態などの異なる種々のＤＣ
モードル１の位置制御を最短時間で行なうことができる
。

しかし、この方法でも、指定速度での位置制御中、ＤＣ
モードル１の外部負荷状態などが変化してしまう場合は
、加速時の状態で減速時の状態を推定することができな
いため、同一の停止位置での停止、つまり最短時間で停
止の位置制御を行なうことができない、あるいはオーバ
ーシュート。

繰り返しの振動という問題を生じてしまうものである。

これに対処して、第６図に示す、本発明の一実施例に係
る位置制御方法で位置制御を行なえば、上述のオーバー
シュー刊・、繰り返しの振動などが発生ずる問題なしに
、同一の停止位置に係る、最短時間で停止の位置制御を
行なうことができるものである。

ここで、第６図は、本発明のＩ）Ｃモー　トルの位置制
御方法の一実力由例に係るもののノロ−チャー１・図で
ある。

なお、本実施例においても、そのＩ）にモードルの位置
制御システムは、第３図に示すブロック図と同様のもの
であることは既述のとおりである。

以下、第６図について、本発明の一実施例に係るＤＣモ
ードルの（−ｙγ置制明１方法に′つき、詳細に読切す
る。

すなわち、前述の方法と同様に、位置制御開始後、加速
時の加速度を計測し、マイクロゴ１フビユータ３Ａの内
部に起債さぜる，、 そして、指定された速度に到達するまで加速し、その後
、停止Ｎ−．位置までの距離が一定値以［になるまで、
指定速度での回転を続ける。

停止位直重での距離が一定値以干一となったＣ，、前記
の記憶した加速度に基づき、減速時の速度指令を計算す
る。

すなわち、さきと同様に、加速時に記憶した加速度が大
であれば、減速時の速度指令が犬となるように、小であ
れば、小となるように、また中間であれば中間となるよ
うに、マイクロコンピュータ３Ａの内部で計算して速度
指令を定めるものである。

このようにして定められた速度指令により減速し、その
定められた停止位置で停止させるようにするものである
が、定負荷の場合は、これでよいけれども、その位置制
御中、さきに述べたように外部負荷が変動することがあ
る。

すなわち、たとえば、外部負荷トルクが小となった場合
、および外部負荷慣性が犬となった場合に、オーバーシ
ュート、繰り返しの振動を起して、停止までに時間がか
かつてしまうようになる。

そこで、このような場合に、別途の停止状態探知センサ
ー、あるいは制御回路における別途の時間経過計測部に
よる時間計測の判別データに基づいて、外部からイ／タ
ーフエース回路４Ａのパターン選択指令入カポ−　１・
に該当指令を自動的に入力さぜるようにするものである
。

そして、この場合には、」−述の態様に基づき、外部指
令であるパターン選択指令１１は、速度指令を小さくす
る指令に該当し、この小である場合を判別して」二記で
計算した減速時の速度指令をマイクロコンピュータ３へ
の内部で小さくして調整し、引続く態様における位置制
御における停止．位置までの速度制御を行なうことによ
って、Ｒ１１−１の減速の位置制御中、外部負荷トルク
が小となった場合、および外部負荷慣性が大きくなった
場合に、オーパーンニート、繰り返しの振動を起−４−
ことなく、本来の停止位置に、すなわち、当該最短時間
で、ＤＣモードル１の停止に係る位置制御を行なうこと
ができるようにするものである。

また、上記とは異なり、外部負荷が変動し，で、位置制
御中に、外部負荷トルクが大となった場合、および外部
負荷慣性が小となった場合には、本来の停止位置の手前
で停止してしまい、最短時間で所定停止の位置制御がで
きなくなる。加えて、そこで停止したままとなり、これ
を再起動させて稼動させるので時間がかかる事態を招来
する。

この場合には、さきのときと同様に、その事態の判別デ
ータに基づいて、外部からインターフェース回路４への
パターン選択指令入力ポートに該当指令を入力させるよ
うにするものである。

そして、この場合には、上述の態様に基づき、外部指令
であるパターン選択指令１１は、速度指令を大きくする
指令に該当し、この犬である場合を判別して上記で計算
した減速時の速度指令をマイクロコンピュータ３への内
部で大きくして調整し、次の位置制御における停止位置
までの速度制御を、当該最短時間で支障なく行なうこと
ができるようにするものである。

しかして、以上のほか、新しい位置制御時に、異なって
いることが分っている場合、あるいは、運転の都合によ
り、その大、小の選択パターンのいずれかを選択しだい
場合に、その外部指令として、別途、該当パターン選択
指令を入力させて位置制御ｌをさせるようにすることが
できるものである。

また、」二記実施例は、Ｄ　ｃモー　トルに係るもので
あるが、本発明は、このほかグラ／レスモー　１−ルそ
の他に係る汎用的なものである。

以上に述べたところにより、本発明によるときは、モー
ドルの位置制御中、外部負荷トルク、１月性が変化して
も、最適な速度指令で、当該モー川・ルを減速させるこ
とができるので、モードルを最短時間で停止させること
ができるものであり、実用的効果にすぐれた発明という
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のＤＣモー川用凡の位置制御ｆｔ１＋”
システムのブロック図、第２図は、第１図の０置制研シ
ステムに係る位置制御方法における位置制商１時の回転
速度と時間との関係説明図、第３図は、本発明の実施に
供されるＤＣモート四の位置側向１／ステムのブロック
図、第４図は、負荷の異なる場合の、それぞれの位置制
御パターンに係るＤＣモードルの位置制御システムにお
ける位置制御時の回転速度と時間との関係説明図、第５
図は、本発明の前提技術に係る、さきに開発した位置制
御方法のフローチャート図、第６図は、本発明のＤＣモ
ードルの位置制御方法の一実施例に係るもののフローチ
ャート図である。 １・・・ＤＣモー）／ぺ　２・・・工／コーダ、３Ａ・
・・マイクロコンピュータ、４Ａ・・・インターフェー
ス回路、９・・・速度指令、１０・・・位置指令、１１
・・・パターン選択指令。 代理人　弁理士　福田幸作 （ほか１名） ＪＩｌ　目 ＄２目 ４、Ａ　　　３Ａ 茅４−因 り　　　　　　　プｉ 眉 第５目 ＄乙　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モードルの軸に直結されて当該モードルの回転に応
   じた信号を出力するエンコーダからの信号に基づいて前
   記モードルの回転制御を行なうようにした制御回路によ
   り当該モードルの位置制御を行なうようにしたものにお
   いて、そのモードルの位置制御における減速時に、描該
   モードルの減速に使用すべくした速度指令を、その外部
   負荷トルク、外部負荷慣性などの変化に応する外部から
   の指令により調整し、これにより上記モードルを最短時
   間で停止せしめるように制御したことを特徴とするモー
   ドルの位置制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、位置制
   御における指定速度まで加速して、その加速度を計測し
   、指定速度到達後におけるモードルの位置が、停止位置
   まで、ある距離になった際、上記の計測口だ加速度の犬
   、中間、小に応じた犬。 中間、小の、当該モードルの減速に使用すべくしだ速度
   指令を定め、さらに、これらの速度指令につき、その外
   部負荷トルク、外部負荷慣性などに応する外部指令に係
   るパターン選択指令により、当該減速に係る速度指令を
   大、小に変化させるようにして調整するようにしたもの
   であるモー　トルの位置制御方法。