JPS60207480A - モ−タ駆動制御装置 - Google Patents
モ−タ駆動制御装置Info
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- JPS60207480A JPS60207480A JP59062237A JP6223784A JPS60207480A JP S60207480 A JPS60207480 A JP S60207480A JP 59062237 A JP59062237 A JP 59062237A JP 6223784 A JP6223784 A JP 6223784A JP S60207480 A JPS60207480 A JP S60207480A
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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
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
- H02P7/2913—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、複写機、ＯＡ機器等に用いられるＤＣモー
タの速度制御を行うモータ駆動制御装置に関するもので
ある。
タの速度制御を行うモータ駆動制御装置に関するもので
ある。
複写機等においては従来より主駆動モータには主にＡＣ
単相誘導モータが使用されてきた。ＡＣモータは取扱い
も簡単で、かつ信頼性も高くさらに負荷変動に対しても
良好な定速度特性を保持できることから広く用いられて
きた。しかし、ＯＡ化の進展にとともに装置に要求され
る仕様は機能の向上の他に軽・薄・短・小という時代の
ニーズがある。したがって、装置をより小型にするため
には高トルク特性を有するＤＣモータの方が適している
。複写機を例にとると駆動源をＤＣ化すれば周波数の違
いによって機種を分ける必要がなく管理上効率が良くな
る。また、ＤＣの場合ＡＣに比べて電圧が低いため、国
内外の安全規格の対応も容易になる。さらに、ＤＣモー
タの場合ＡＣモータに比べて制御範囲が拡大するので、
マイクロコンピュータとの併用によってその応用は増加
する傾向にあり、その組み合せによる制御方式も種々提
案されている。
単相誘導モータが使用されてきた。ＡＣモータは取扱い
も簡単で、かつ信頼性も高くさらに負荷変動に対しても
良好な定速度特性を保持できることから広く用いられて
きた。しかし、ＯＡ化の進展にとともに装置に要求され
る仕様は機能の向上の他に軽・薄・短・小という時代の
ニーズがある。したがって、装置をより小型にするため
には高トルク特性を有するＤＣモータの方が適している
。複写機を例にとると駆動源をＤＣ化すれば周波数の違
いによって機種を分ける必要がなく管理上効率が良くな
る。また、ＤＣの場合ＡＣに比べて電圧が低いため、国
内外の安全規格の対応も容易になる。さらに、ＤＣモー
タの場合ＡＣモータに比べて制御範囲が拡大するので、
マイクロコンピュータとの併用によってその応用は増加
する傾向にあり、その組み合せによる制御方式も種々提
案されている。
従来、ＤＣモータの速度制御はパルスモータ制御または
サーボ制御で行うのが一般的である。
サーボ制御で行うのが一般的である。
第１図は従来のサーボ制御に使用されるＰＬＬの原理図
であり、１は電圧制御発振器（以下単にｖＣＯと呼ぶ）
、２は位相比較器、３はローパスフィルタである。
であり、１は電圧制御発振器（以下単にｖＣＯと呼ぶ）
、２は位相比較器、３はローパスフィルタである。
この動作は、ＶＣＯｌからの発振周波数信号ｆＬｏと基
準周波数信号ｆＲは位相比較器２に入力され誤差電圧Ｖ
ｃがローパスフィルタ３を介してＶＣＯｌに帰還される
。基準周波数信号ｆ８と発振周波数信号ｆ＋−６の位相
が等しいなら、誤差電圧Ｖｃは発生しない、もし、基準
周波数信号ｆＲと発振周波数信号ｆＬ６の位相が異なる
場合は誤差電圧Ｖｃが発生し、ＶＣＯｌの発振周波数信
号ｆＬｏを変化させる。この発振周波数信号ｆＬｏの変
化は誤差電圧Ｖｃがなくなるまで、すなわち基準周波数
信号ｆｐ と発振周波数信号ｆＬｏの位相差が０になる
まで続けられる。
準周波数信号ｆＲは位相比較器２に入力され誤差電圧Ｖ
ｃがローパスフィルタ３を介してＶＣＯｌに帰還される
。基準周波数信号ｆ８と発振周波数信号ｆ＋−６の位相
が等しいなら、誤差電圧Ｖｃは発生しない、もし、基準
周波数信号ｆＲと発振周波数信号ｆＬ６の位相が異なる
場合は誤差電圧Ｖｃが発生し、ＶＣＯｌの発振周波数信
号ｆＬｏを変化させる。この発振周波数信号ｆＬｏの変
化は誤差電圧Ｖｃがなくなるまで、すなわち基準周波数
信号ｆｐ と発振周波数信号ｆＬｏの位相差が０になる
まで続けられる。
第２図は上記のＰＬＬの原理を応用したモータサーボ制
御装置の構成ブロック図である。
御装置の構成ブロック図である。
この図で、２，３は第１図と同一のものを示し、４は増
幅器、５はモータ、６はエンコーダである。
幅器、５はモータ、６はエンコーダである。
次に動作原理について説明する。
位相比較器２はコマンド信号ＳＩとフィードバック信号
Ｓ２を比較して誤差電圧Ｖｃを発生する。コマンド信号
ＳＩ＋フィードバック信号Ｓｚとも連続的な交流とした
場合、位相比較器２の出力である誤差電圧Ｖｃは、 Ｖｃ ＝Ｋｍ φＳ１・Ｓ２・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）で表される。ここで、Ｋｍは
定数である。
Ｓ２を比較して誤差電圧Ｖｃを発生する。コマンド信号
ＳＩ＋フィードバック信号Ｓｚとも連続的な交流とした
場合、位相比較器２の出力である誤差電圧Ｖｃは、 Ｖｃ ＝Ｋｍ φＳ１・Ｓ２・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）で表される。ここで、Ｋｍは
定数である。
コマンド信号Ｓ１はＡＣであるから、
５Ｌ＝−Ｖｓ ＊ｃｏｓ Ｏｉ
と表される。ここで、Ｖｓは波高値、Ｏｉは位相角であ
り、また、モータ軸の角度θｍとエンコーダ６の電気的
な角度θ。の関係は、θｏ＝ｎθｍとなる。ｎはエンコ
ーダ６の回転によって発生するパルス数である。一方、
フィードバック信号Ｓ２は、 ５２＝Ｖ、ｓｉｎθ０・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（２）となる。ここに、■０
は波高値である。したがって、上記第（１）式は、 Ｖｃ ＝ −Ｋｍ Ｖｓ Ｖｏ ｃｏｓθｉ ｓｉｎθ
０・・・・・・・・・・・・・・・（３）と表され、さ
らに、 （ｓｉｎ（Ｏｉ −θｏ ） −５ｉｎ（θｉ＋θｏ）
）・・・・・・・・・・・・・・・（４）と変形され、
ココテ、Ｋｐ ＝Ｋｍ ＠ Ｖｓ ＠Ｖｓ ／２とおく
、第（０式の第２項のｓｉｎ和はローパスフィルタ３に
よって無視されるので、 Ｖｃ ＝Ｋｐ ５ｉｎ（θｌ−θ。） となる。したがって、位相差（θｉ−θ。）を０１ と
すれば上記第（２）式は、 Ｖｃ ＝Ｋｐ ・θ蚤 ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（５）と変形される
。
り、また、モータ軸の角度θｍとエンコーダ６の電気的
な角度θ。の関係は、θｏ＝ｎθｍとなる。ｎはエンコ
ーダ６の回転によって発生するパルス数である。一方、
フィードバック信号Ｓ２は、 ５２＝Ｖ、ｓｉｎθ０・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（２）となる。ここに、■０
は波高値である。したがって、上記第（１）式は、 Ｖｃ ＝ −Ｋｍ Ｖｓ Ｖｏ ｃｏｓθｉ ｓｉｎθ
０・・・・・・・・・・・・・・・（３）と表され、さ
らに、 （ｓｉｎ（Ｏｉ −θｏ ） −５ｉｎ（θｉ＋θｏ）
）・・・・・・・・・・・・・・・（４）と変形され、
ココテ、Ｋｐ ＝Ｋｍ ＠ Ｖｓ ＠Ｖｓ ／２とおく
、第（０式の第２項のｓｉｎ和はローパスフィルタ３に
よって無視されるので、 Ｖｃ ＝Ｋｐ ５ｉｎ（θｌ−θ。） となる。したがって、位相差（θｉ−θ。）を０１ と
すれば上記第（２）式は、 Ｖｃ ＝Ｋｐ ・θ蚤 ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（５）と変形される
。
上記第（５）式をモデル化すると、第３図に示されるよ
うに位相比較器２の出力である誤差電圧Ｖｃはフィード
バック信号Ｓ２とコマンド信号Ｓ１の円周波数成分の合
計（誤差信号）として近似される。
うに位相比較器２の出力である誤差電圧Ｖｃはフィード
バック信号Ｓ２とコマンド信号Ｓ１の円周波数成分の合
計（誤差信号）として近似される。
次に上記原理を応用した従来の位置決め制御装置につい
て説明する。
て説明する。
第４図は位置決め制御装置の構成ブロック図であり、１
１はマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）、１２．１３．１
４はモータコントロール用のＩＣチップで、ＩＣチップ
１２はタコメータコンバータ（Ｆ／Ｖ）１２ａを制御し
、ＩＣチップ１３は５ビツトのＤ／Ａ変換器１３ａ、誤
差増幅器１３ｂ１位置増幅器１３ｃを制御し、ＩＣチッ
プ１４はＤＣモータ１５用のＰＷＭ （パルス幅変調）
ドライバであり、１６は光学エンコーダで、９０°の位
相差をもつ正弦波信号（ｓｉｎ波とＣＯ３波）と、１回
転に一度０補正信号を出力する。
１はマイクロコンピュータ（ＭＣＵ）、１２．１３．１
４はモータコントロール用のＩＣチップで、ＩＣチップ
１２はタコメータコンバータ（Ｆ／Ｖ）１２ａを制御し
、ＩＣチップ１３は５ビツトのＤ／Ａ変換器１３ａ、誤
差増幅器１３ｂ１位置増幅器１３ｃを制御し、ＩＣチッ
プ１４はＤＣモータ１５用のＰＷＭ （パルス幅変調）
ドライバであり、１６は光学エンコーダで、９０°の位
相差をもつ正弦波信号（ｓｉｎ波とＣＯ３波）と、１回
転に一度０補正信号を出力する。
次に動作について、第５図（ａ）、（ｂ）の速度と時間
、およびモータ電流と時間の特性波形図を参照しながら
説明する。なお、回転系はまず高速度モードで動作し、
続いて高精度位置決めモードに切り換えられて動作する
０、。
、およびモータ電流と時間の特性波形図を参照しながら
説明する。なお、回転系はまず高速度モードで動作し、
続いて高精度位置決めモードに切り換えられて動作する
０、。
ＭＣＵＩＩで発生される回転系への速度命令は、ＩＣチ
ップ１２の出力パルス（光学エンコーダ１６からの信号
をディジタル化した信号）によって計測したＤＣモータ
１５の位置情報に基づいてＭＣＵ１１内で処理され常に
更新される０ＭＣＵ１１はこの位置情報をもとに動作量
に対する回転系の速度を計算し、５ビツトの制御信号を
出力する。ＤＣモータ１５が停止しＭＣＵＩＩが新しい
位置へ動作することを要求するとき、回転系は光学エン
コーダ１６からのフィードバック信号がないため、第５
図（Ｌ）のように最初（ＴＩ〜Ｔ２）は開ループ制御工
の状態で動作する（Ａ−Ｂ）、このため最大電流（Ｉｍ
ａｘ）がＤＣモータ１５に流れ、ＤＣモータ１５は最高
速度に達し。
ップ１２の出力パルス（光学エンコーダ１６からの信号
をディジタル化した信号）によって計測したＤＣモータ
１５の位置情報に基づいてＭＣＵ１１内で処理され常に
更新される０ＭＣＵ１１はこの位置情報をもとに動作量
に対する回転系の速度を計算し、５ビツトの制御信号を
出力する。ＤＣモータ１５が停止しＭＣＵＩＩが新しい
位置へ動作することを要求するとき、回転系は光学エン
コーダ１６からのフィードバック信号がないため、第５
図（Ｌ）のように最初（ＴＩ〜Ｔ２）は開ループ制御工
の状態で動作する（Ａ−Ｂ）、このため最大電流（Ｉｍ
ａｘ）がＤＣモータ１５に流れ、ＤＣモータ１５は最高
速度に達し。
光学エンコーダ１６からの出力信号はＭＣＵＩＩの信号
を切って加速トルクを減じるように働く。
を切って加速トルクを減じるように働く。
このとき（Ｔ ２〜Ｔ３）、ＤＣモータ１５は閉ループ
制御■されるため最高速度で回転し続けるＣＢ−Ｃ）、
ＭＣＵｌ １は目標位置が近づくと速度命令の値をより
低くする（Ｃ）、この結果。
制御■されるため最高速度で回転し続けるＣＢ−Ｃ）、
ＭＣＵｌ １は目標位置が近づくと速度命令の値をより
低くする（Ｃ）、この結果。
ＩＣチップ１３内の加算点の電圧が低くなりＤＣモータ
１５に第５図（ｂ）のように逆方向の電流を流しブレー
キをかける。このブレーキはＤＣモータ１５が最小速度
で回転するまで累進的に加えられる（ Ｔ ３〜Ｔ４の
Ｃ−Ｄ）、そして、ＭＣＵｌｌは位置モード■ヘスイッ
チを切り換える。その後、ＩＣＣチップ１はＤＣモータ
１５を目標位置へ駆動する。
１５に第５図（ｂ）のように逆方向の電流を流しブレー
キをかける。このブレーキはＤＣモータ１５が最小速度
で回転するまで累進的に加えられる（ Ｔ ３〜Ｔ４の
Ｃ−Ｄ）、そして、ＭＣＵｌｌは位置モード■ヘスイッ
チを切り換える。その後、ＩＣＣチップ１はＤＣモータ
１５を目標位置へ駆動する。
また、最小時間で位置決めするためにはＤＣモータ１５
が始動時から最大加速で動く必要がある。このため、Ｄ
Ｃモータ１５の始動時（Ｔ １〜Ｔ２）は開ループ制御
Ｉで動作し最大電流がＤＣモータ１５に印加される。こ
のように、従来のモータ駆動制御装置は、構成上ＭＣＵ
１１に加えて、外部回路にＤ／Ａ変換器１３ａ、Ｆ／Ｖ
１２ａ、誤差増幅器１３ｂ１位置増幅器１３ｃ等のアナ
ログＩＣが必要不可欠のため、装置全体が大型になりコ
スト高となる。また、アナログＩＣ等が周囲の温湿度変
化をう１すやすく、位置決めおよび速度制御を同一のエ
ンコーダパルスにより制御できず精度よ＜ＤＣモータ１
５を駆動制御することができない等の欠点があった。
が始動時から最大加速で動く必要がある。このため、Ｄ
Ｃモータ１５の始動時（Ｔ １〜Ｔ２）は開ループ制御
Ｉで動作し最大電流がＤＣモータ１５に印加される。こ
のように、従来のモータ駆動制御装置は、構成上ＭＣＵ
１１に加えて、外部回路にＤ／Ａ変換器１３ａ、Ｆ／Ｖ
１２ａ、誤差増幅器１３ｂ１位置増幅器１３ｃ等のアナ
ログＩＣが必要不可欠のため、装置全体が大型になりコ
スト高となる。また、アナログＩＣ等が周囲の温湿度変
化をう１すやすく、位置決めおよび速度制御を同一のエ
ンコーダパルスにより制御できず精度よ＜ＤＣモータ１
５を駆動制御することができない等の欠点があった。
この発明は、単一のマイクロコントローラを用いて、Ｄ
Ｃモータの速度および位置決め情報をＰＷＭ値として与
えＰＬＬ制御するモータ駆動制御装置を提供することを
目的とする。以下この発明の一実施例について説明する
。
Ｃモータの速度および位置決め情報をＰＷＭ値として与
えＰＬＬ制御するモータ駆動制御装置を提供することを
目的とする。以下この発明の一実施例について説明する
。
第６図（ａ）、（ｂ）はこの発明の詳細な説明するため
のＤＣモータ（チョップ方式）の速度制御の回路図およ
びタイムチャートであり、第６図（ａ）にはＤＣ印加電
圧ＶＳ 、負荷電圧ｖＬ、スイッチＳＷからなる回路を
示しである。
のＤＣモータ（チョップ方式）の速度制御の回路図およ
びタイムチャートであり、第６図（ａ）にはＤＣ印加電
圧ＶＳ 、負荷電圧ｖＬ、スイッチＳＷからなる回路を
示しである。
いま、スイッチＳＷをＴｏＮ秒間オンし、次いでＴｏＦ
Ｆ秒間オフする動作を周期Ｔで繰り返す、この時、負荷
電圧ｖＬは となるから、第（５）式中の時間比率（デユーティ比）
ＴｏＮ／Ｔを変えることによって負荷電圧ｖＬを制御す
ることができる。Ｔ、Ｎ／Ｔ＝αとすれば上記第（６）
式はα・Ｖ ｓ ＝ Ｖ Ｌとなり、このα（デユーテ
ィ比）の大きさを変化（周期Ｔを一定としＴｏＮを変化
）させることにより一定値のＤＣ電圧から任意の大きさ
のＤＣ電圧が得れらる。
Ｆ秒間オフする動作を周期Ｔで繰り返す、この時、負荷
電圧ｖＬは となるから、第（５）式中の時間比率（デユーティ比）
ＴｏＮ／Ｔを変えることによって負荷電圧ｖＬを制御す
ることができる。Ｔ、Ｎ／Ｔ＝αとすれば上記第（６）
式はα・Ｖ ｓ ＝ Ｖ Ｌとなり、このα（デユーテ
ィ比）の大きさを変化（周期Ｔを一定としＴｏＮを変化
）させることにより一定値のＤＣ電圧から任意の大きさ
のＤＣ電圧が得れらる。
第７図はこの発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
り、２１はマイクロコントローラ（ＭＣ）で、入力され
たパルス数をカラントスるシーケンス位置制御用のレジ
スタ２１ａ、入力されたパルス間隔を計測するタイマ２
１ｂ、ＭＣ２１の初期設定時に入力し、かつ条件を変え
たいときにはいつでもデータの設定、更新を行うことが
できるデータマツプ２１ｃ、タイマ２１ｂとデータマツ
プ２１ｃとの値を比較するコンパレータ２１ｄ、コンパ
レータ２１ｄの比較値を判定する判定器２１ｅ、チョッ
パデータマツプ２１ｇのチョップ値を設定するベクタア
ドレス２１ｆで構成される。２２は前記チョッパデータ
マツプ２１ｇのチョップ値に応じてＤＣモータ２３ａを
駆動させるドライバ、２３ｂは前記ＤＣモータ２３ａの
制御状態をパルス信号に変換するフリーケンシージェネ
レータ（ＦＧ）、２４は前記ＦＧ２３ｂからのパルス信
号を整形する波形整形用バッフγで、ＦＧ２３ｂとはホ
トカプラで結合されている。
り、２１はマイクロコントローラ（ＭＣ）で、入力され
たパルス数をカラントスるシーケンス位置制御用のレジ
スタ２１ａ、入力されたパルス間隔を計測するタイマ２
１ｂ、ＭＣ２１の初期設定時に入力し、かつ条件を変え
たいときにはいつでもデータの設定、更新を行うことが
できるデータマツプ２１ｃ、タイマ２１ｂとデータマツ
プ２１ｃとの値を比較するコンパレータ２１ｄ、コンパ
レータ２１ｄの比較値を判定する判定器２１ｅ、チョッ
パデータマツプ２１ｇのチョップ値を設定するベクタア
ドレス２１ｆで構成される。２２は前記チョッパデータ
マツプ２１ｇのチョップ値に応じてＤＣモータ２３ａを
駆動させるドライバ、２３ｂは前記ＤＣモータ２３ａの
制御状態をパルス信号に変換するフリーケンシージェネ
レータ（ＦＧ）、２４は前記ＦＧ２３ｂからのパルス信
号を整形する波形整形用バッフγで、ＦＧ２３ｂとはホ
トカプラで結合されている。
次に動作について説明する。
ＤＣモータ２３ａの回転に伴ってＦＧ２３ｂからパルス
信号が発生し、波形整形用バッフア２４を介してＭＣ２
１内のレジスタ２１ａとタイマ２１ｂに入力され、その
計測値に基づいてデータマツプ２ＩＣ上の設定値との比
較（絶対値の一致ではなく、ある範囲を設定して幅をも
たせたデータ）がコンパレータ２１ｄで行われ、判定器
２１ｅにより両者が一致したと判定した時はベクタアド
レス２１ｆが設定した所定のチコツブ値（ＰＷＭ値）が
選定されＤＣモータ２３ａの速度制御が行われる。
信号が発生し、波形整形用バッフア２４を介してＭＣ２
１内のレジスタ２１ａとタイマ２１ｂに入力され、その
計測値に基づいてデータマツプ２ＩＣ上の設定値との比
較（絶対値の一致ではなく、ある範囲を設定して幅をも
たせたデータ）がコンパレータ２１ｄで行われ、判定器
２１ｅにより両者が一致したと判定した時はベクタアド
レス２１ｆが設定した所定のチコツブ値（ＰＷＭ値）が
選定されＤＣモータ２３ａの速度制御が行われる。
次に、第８図（ａ）、（ｂ）のパルス発生のタイミング
図と制御の模式図を参照しながら第７図の実施例の速度
制御について説明する。
図と制御の模式図を参照しながら第７図の実施例の速度
制御について説明する。
ＦＧ２３ｂからのＦＧパルスＦ、、Ｆ２間をタイマ２１
ｂがより細密なパルスで計数し、この値とデータマツプ
２１ｅの設定値とをコンパレータ２１ｄで逐次照合比較
して行く。その結果、比較値が一致した場合または所定
範囲内のデータと合致した場合に、ベクタアドレス２１
ｆ（第８図においてはセレクタスイッチＳｓ）によって
所定のＰＷＭ値（ＰＷＭ １．、ＰＷＭ２ 、・・・・
・・）が選択される。このとき、前回の計数値と比較値
が同一値である場合にはＰＷＭ値は変更されない。この
ように、タイマ２１ｂがＦＧ２３ ｂのパルス間隔を監
視することによってモータ速度を一定に保つことができ
る。また、必要に応じて速度を加減できる。
ｂがより細密なパルスで計数し、この値とデータマツプ
２１ｅの設定値とをコンパレータ２１ｄで逐次照合比較
して行く。その結果、比較値が一致した場合または所定
範囲内のデータと合致した場合に、ベクタアドレス２１
ｆ（第８図においてはセレクタスイッチＳｓ）によって
所定のＰＷＭ値（ＰＷＭ １．、ＰＷＭ２ 、・・・・
・・）が選択される。このとき、前回の計数値と比較値
が同一値である場合にはＰＷＭ値は変更されない。この
ように、タイマ２１ｂがＦＧ２３ ｂのパルス間隔を監
視することによってモータ速度を一定に保つことができ
る。また、必要に応じて速度を加減できる。
さらに、第９図（ａ）〜（Ｃ）のフローチャートを参照
しながら速度・位置決め制御について説明する。なお、
（１）〜（４２）は各ステップを表す。
しながら速度・位置決め制御について説明する。なお、
（１）〜（４２）は各ステップを表す。
また、第９図（ａ）〜（Ｃ）は一連のステップである。
所定時間内でＤＣモータ２３ａの速度が定速度になるよ
うにデータマツプ２１ｃにＰＷＭ値をセントする（１）
。始動時は全負荷状態からスタートするのでデユーティ
比が１００％にセットされる（２）。デユーティ比１０
０％で全電力をＤＣモータ２３ａに供給し所定のタイム
ラグを置く（３）。タイマ２１ｂにより速度の測定、計
数を行い（４）、異常状態を検知９診断する（５）。異
常が検知されたか否かのテストを行い、異常があれば異
常処理が行われる（重度な異常であれば電源が遮断され
る）（６）。例えばステップ（１）〜（６）の間で所定
時間経過しても、所定の目標速度に上がらない場合はＤ
Ｃモータ２３ａに異常な負荷がかかっているか、あるい
はＦＧ２３ｂとモータ軸が滑っている等の種々の異常が
考えられる。次に、ＤＣモータ２３ａの速度が目標定速
度に達したか否かのテストを行い（７）、Ｎｏならばス
テップ（２）ヘジャンプし、ＹＥＳならば次ステツプ（
８）に進み、ステップ（８）〜（３０）でＰＷＭ値（デ
ユーティ比を９０％〜６０％）のステップダウンを行い
目標定速度にスムーズに立上げる。なお、ステップ（１
０）〜（１３）はステップ（４）〜（７）とデユーティ
比が異なるだけで同様な手順である。また、ステップ（
１４）〜（３０）は省略しである。
うにデータマツプ２１ｃにＰＷＭ値をセントする（１）
。始動時は全負荷状態からスタートするのでデユーティ
比が１００％にセットされる（２）。デユーティ比１０
０％で全電力をＤＣモータ２３ａに供給し所定のタイム
ラグを置く（３）。タイマ２１ｂにより速度の測定、計
数を行い（４）、異常状態を検知９診断する（５）。異
常が検知されたか否かのテストを行い、異常があれば異
常処理が行われる（重度な異常であれば電源が遮断され
る）（６）。例えばステップ（１）〜（６）の間で所定
時間経過しても、所定の目標速度に上がらない場合はＤ
Ｃモータ２３ａに異常な負荷がかかっているか、あるい
はＦＧ２３ｂとモータ軸が滑っている等の種々の異常が
考えられる。次に、ＤＣモータ２３ａの速度が目標定速
度に達したか否かのテストを行い（７）、Ｎｏならばス
テップ（２）ヘジャンプし、ＹＥＳならば次ステツプ（
８）に進み、ステップ（８）〜（３０）でＰＷＭ値（デ
ユーティ比を９０％〜６０％）のステップダウンを行い
目標定速度にスムーズに立上げる。なお、ステップ（１
０）〜（１３）はステップ（４）〜（７）とデユーティ
比が異なるだけで同様な手順である。また、ステップ（
１４）〜（３０）は省略しである。
デユーティ比のステップダウン後、目標定速度に達した
か否かのテストを行い（３１）、ＹＥＳならデユーティ
比を５０％にする（３２）。一方、ステップ（３１）で
ＮＯならばデユーティ比を変更しく４２）、ステップ（
３３）ヘジャンプする。次いで、速度の測定、計数を行
って目標定速度との誤差を検出し、デユーティ比を設定
しデータマツプ２１ｃに格納し、ステップ（４）、（５
）と同様に速度測定と異常検知を行う（３３） 、 （
３４）。そして、レジスタ２１ａの計測値から位置情報
をテストしく３５）、次いで異常検知の診断を行い（３
６）、ＹＥＳならば異常処理を、Ｎｏならばステップ（
３５）の位置情報の判定によって負荷変動予測を行い、
負荷トルクの上昇が予想される位置に達したか否かのテ
ストを行う（３？）。
か否かのテストを行い（３１）、ＹＥＳならデユーティ
比を５０％にする（３２）。一方、ステップ（３１）で
ＮＯならばデユーティ比を変更しく４２）、ステップ（
３３）ヘジャンプする。次いで、速度の測定、計数を行
って目標定速度との誤差を検出し、デユーティ比を設定
しデータマツプ２１ｃに格納し、ステップ（４）、（５
）と同様に速度測定と異常検知を行う（３３） 、 （
３４）。そして、レジスタ２１ａの計測値から位置情報
をテストしく３５）、次いで異常検知の診断を行い（３
６）、ＹＥＳならば異常処理を、Ｎｏならばステップ（
３５）の位置情報の判定によって負荷変動予測を行い、
負荷トルクの上昇が予想される位置に達したか否かのテ
ストを行う（３？）。
このテストの結果、ＮＯならばステップ（３１）ヘジャ
ンプし定速度制御を繰り返す、一方、ステップ（３７）
でＹＥＳとなり、負荷が大幅にアップする位置に達した
場合は、速度が下らないようにデユーティ比を予測値に
応じて６０％〜１００％までアップする（３８）。所定
時間経過後に（３８）、速度の計数を行い負荷変動によ
って目標速度との誤差を判定する（４０）、次に停止信
号のテストを行い、停止信号が指令されていれば制御動
作を終了し、停止信号が指令されていない場合はステッ
プ（３１）ヘジャンプする（４１）。なお、上記のステ
ップ（１）〜（４１）はノイマン型のマイクロコンピュ
ータを使用した場合の制御動作である。
ンプし定速度制御を繰り返す、一方、ステップ（３７）
でＹＥＳとなり、負荷が大幅にアップする位置に達した
場合は、速度が下らないようにデユーティ比を予測値に
応じて６０％〜１００％までアップする（３８）。所定
時間経過後に（３８）、速度の計数を行い負荷変動によ
って目標速度との誤差を判定する（４０）、次に停止信
号のテストを行い、停止信号が指令されていれば制御動
作を終了し、停止信号が指令されていない場合はステッ
プ（３１）ヘジャンプする（４１）。なお、上記のステ
ップ（１）〜（４１）はノイマン型のマイクロコンピュ
ータを使用した場合の制御動作である。
次にこの発明の応用例について第１０図（ａ）。
（ｂ）に示すドラム駆動系と光学系駆動系のトルクのタ
イミングチャートを参照しながら説明する。特に複写機
における駆動モータの速度制御について説明する。なお
、構成は第７図とほぼ同一で速度制御されるＤＣモータ
がドラム駆動系のＤＣモータＭと光学スキャン駆動系の
ＤＣモータＮの計２台である。以下、第７図のＤＣモー
タ２３ａを、ＤＣモータＭとＮとして、その制御動作に
ついて説明する。 ｆ コピースタートスイッチ（図示しない）のＯＮによって
、コピーが時間ｔｓから開始され、まず、ＤＣモータ２
３ａが回転し第１Ｏ図（ａ）に示されるように所定のタ
イムラグｔｒＩ以内に立ち上がるように、当初デユーテ
ィ比１００％の電圧がＤＣモータＭに印加される。目標
立上り回転に近づくに従ってＭＣ２１内のデータを更新
しデユーティ比を徐々に下げて行く、定常負荷において
５０％〜６０％のデユーティ比で定格回転数になるよう
にＤＣモータＭの仕様を設計している。この立上り定常
回転は上述のようにＭＣ２１、タイマ２１ｂのパルス間
隔を計数しておけｔｆＤｃモータＭの状態（立上り時、
負荷時）にっいて判断できる。第１θ図（ａ）において
、タイミングＰ、は給紙された転写紙が定着ローラに達
して転写紙をくわえ込む時の過渡トルクである。
イミングチャートを参照しながら説明する。特に複写機
における駆動モータの速度制御について説明する。なお
、構成は第７図とほぼ同一で速度制御されるＤＣモータ
がドラム駆動系のＤＣモータＭと光学スキャン駆動系の
ＤＣモータＮの計２台である。以下、第７図のＤＣモー
タ２３ａを、ＤＣモータＭとＮとして、その制御動作に
ついて説明する。 ｆ コピースタートスイッチ（図示しない）のＯＮによって
、コピーが時間ｔｓから開始され、まず、ＤＣモータ２
３ａが回転し第１Ｏ図（ａ）に示されるように所定のタ
イムラグｔｒＩ以内に立ち上がるように、当初デユーテ
ィ比１００％の電圧がＤＣモータＭに印加される。目標
立上り回転に近づくに従ってＭＣ２１内のデータを更新
しデユーティ比を徐々に下げて行く、定常負荷において
５０％〜６０％のデユーティ比で定格回転数になるよう
にＤＣモータＭの仕様を設計している。この立上り定常
回転は上述のようにＭＣ２１、タイマ２１ｂのパルス間
隔を計数しておけｔｆＤｃモータＭの状態（立上り時、
負荷時）にっいて判断できる。第１θ図（ａ）において
、タイミングＰ、は給紙された転写紙が定着ローラに達
して転写紙をくわえ込む時の過渡トルクである。
同様にタイミングＰ２は２枚目の過渡トルクであり、ｔ
ｅはコピー終了の時刻を示す、前記タイミングＰ、はレ
ジスタ２１ａがカウントしたパルス数によってあらかじ
め予想されるから、デユーティ比を対応して上げれば回
転ムラを防ぐことができる。
ｅはコピー終了の時刻を示す、前記タイミングＰ、はレ
ジスタ２１ａがカウントしたパルス数によってあらかじ
め予想されるから、デユーティ比を対応して上げれば回
転ムラを防ぐことができる。
また、ＤＣモータＮが回転し第１０図（ｂ）に示される
ように所定のタイムラグｔｒｚ以内に立ち上がるように
ＰＷＭ値に対応して電圧がＤＣモータＮに印加される。
ように所定のタイムラグｔｒｚ以内に立ち上がるように
ＰＷＭ値に対応して電圧がＤＣモータＮに印加される。
同図において、Ｆｌは光学系の前進を表しＤＣモータＮ
は正転する。Ｒ１は１枚コピ一時の光学系の戻りのタイ
ミングでＤＣモータＮは逆転する。この逆転時に次のス
キャンに振動を起し、そのブレが画像に影響を与えない
ようにＤＣモータＮにブレーキがかけられるため、光学
系のホームポジションに衝撃が加わらない状態で次のコ
ピースタートが備えられる。このように、２台のＤＣモ
ータＭ、Ｎを同期させながら速度制御したり、レジスタ
２１ａのパルス数に応じて位置制御することが可能とな
りシーケンス制御に容易に応用できる。なお、Ｒ２は２
枚目コピ一時の光学系の戻りのタイミングを示す。
は正転する。Ｒ１は１枚コピ一時の光学系の戻りのタイ
ミングでＤＣモータＮは逆転する。この逆転時に次のス
キャンに振動を起し、そのブレが画像に影響を与えない
ようにＤＣモータＮにブレーキがかけられるため、光学
系のホームポジションに衝撃が加わらない状態で次のコ
ピースタートが備えられる。このように、２台のＤＣモ
ータＭ、Ｎを同期させながら速度制御したり、レジスタ
２１ａのパルス数に応じて位置制御することが可能とな
りシーケンス制御に容易に応用できる。なお、Ｒ２は２
枚目コピ一時の光学系の戻りのタイミングを示す。
なお、上記実施例ではソフトウェア上で速度目標値を設
定したが、ＭＣ２１のデータエリアに制御範囲（所定目
標値の士％）を設定し、この範囲を逸脱した時に、所定
目標値との士誤差に応じてＭＣ２１に割り込みをかけ制
御するように構成すれば、ＭＣ２１は他のタスク処理に
専念できる。
定したが、ＭＣ２１のデータエリアに制御範囲（所定目
標値の士％）を設定し、この範囲を逸脱した時に、所定
目標値との士誤差に応じてＭＣ２１に割り込みをかけ制
御するように構成すれば、ＭＣ２１は他のタスク処理に
専念できる。
また、上記実施例においてはハンチングを少なくするた
めにＰＷＭ値を徐々に少→大に立ち上げたが、立上げを
素早くするために逆にＰＷＭ値を大→少（１００％→５
０％）に制御することも可能である。
めにＰＷＭ値を徐々に少→大に立ち上げたが、立上げを
素早くするために逆にＰＷＭ値を大→少（１００％→５
０％）に制御することも可能である。
以上詳細に説明したように、この発明はＤＣモータの速
度９位置を検出する手段と、この検出された速度４位置
の情報信号からＤＣモータの駆動信号のパルス幅変調を
行う手段をマイクロコントローラに具備させたので、単
一のマイクロコントローラで複数の駆動手段を精度よく
制御できる。また、ＤＣモータに入出力を行うための周
辺機器が少ないので装置を小型化することができる等の
利点を有する。
度９位置を検出する手段と、この検出された速度４位置
の情報信号からＤＣモータの駆動信号のパルス幅変調を
行う手段をマイクロコントローラに具備させたので、単
一のマイクロコントローラで複数の駆動手段を精度よく
制御できる。また、ＤＣモータに入出力を行うための周
辺機器が少ないので装置を小型化することができる等の
利点を有する。
第１図は従来のサーボ制御に使用されるＰＬＬの原理を
説明するためのブロック図、第２図はＰＬＬの原理を応
用したモータサーボ制御装置の構成ブロック図、第３図
は位相比較器の模式図、第４図は従来の位置決め制御装
置の構成ブロック図、第５図（ａ）、（ｂ）は第４図の
従来例の動作を説明するための特性波形図、第６図（ａ
）。 （ｂ）はこの発明の詳細な説明するためのＤＣモータの
チョップ方式による速度制御の回路図およびタイムチャ
ート、第７図はこの発明の一実施例を示す構成ブロック
図、第８図（ａ）、（ｂ）は第７図の実施例におけるパ
ルス発生のタイミング図と制御の模式図、第９図（ａ）
〜（Ｃ）は第７図の実施例における動作手順の一例を示
すフローチャート、第１０図（ａ）、（ｂ）はこの発明
の詳細な説明するためのタイミングチャートである。 図中、１はＶＣＯ１２は位相比較器、３はローパスフィ
ルタ、４は増幅器、５はモータ、６はエンコーダ、１１
はＭＣＵ、１２，１３．１４はＩＣチップ、１２ａはＦ
／Ｖ、１３ａはＤ／Ａ変換器、１３ｂは誤差増幅器、１
３ｃは位置増幅器、１５．２３ａはＤＣモータ、１６は
光学エンコーダ、２１はＭＣ１２１ａはレジスタ、２１
ｂはタイマ、２１ｃはデータマツプ、２１ｄはコンパレ
ータ、２１ｅは判定器、２１ｆはベクタアドレス、２１
ｇはチョッパデータマツプ、２２はドライバ、２３ｂは
ＦＣｌ２４は波形整形用八ツファ、ＶｓはＤＣ印加電圧
、ｖＬは負荷電圧、ＳＷはスイッチ、Ｓｓはセレクタス
イッチである。 第１図 第２図 す 第３図 第５図 第６図 第８図 （ａ） 第９図（ａ） 第 ９ 図（ｂ） 第９ 図（ｃ）
説明するためのブロック図、第２図はＰＬＬの原理を応
用したモータサーボ制御装置の構成ブロック図、第３図
は位相比較器の模式図、第４図は従来の位置決め制御装
置の構成ブロック図、第５図（ａ）、（ｂ）は第４図の
従来例の動作を説明するための特性波形図、第６図（ａ
）。 （ｂ）はこの発明の詳細な説明するためのＤＣモータの
チョップ方式による速度制御の回路図およびタイムチャ
ート、第７図はこの発明の一実施例を示す構成ブロック
図、第８図（ａ）、（ｂ）は第７図の実施例におけるパ
ルス発生のタイミング図と制御の模式図、第９図（ａ）
〜（Ｃ）は第７図の実施例における動作手順の一例を示
すフローチャート、第１０図（ａ）、（ｂ）はこの発明
の詳細な説明するためのタイミングチャートである。 図中、１はＶＣＯ１２は位相比較器、３はローパスフィ
ルタ、４は増幅器、５はモータ、６はエンコーダ、１１
はＭＣＵ、１２，１３．１４はＩＣチップ、１２ａはＦ
／Ｖ、１３ａはＤ／Ａ変換器、１３ｂは誤差増幅器、１
３ｃは位置増幅器、１５．２３ａはＤＣモータ、１６は
光学エンコーダ、２１はＭＣ１２１ａはレジスタ、２１
ｂはタイマ、２１ｃはデータマツプ、２１ｄはコンパレ
ータ、２１ｅは判定器、２１ｆはベクタアドレス、２１
ｇはチョッパデータマツプ、２２はドライバ、２３ｂは
ＦＣｌ２４は波形整形用八ツファ、ＶｓはＤＣ印加電圧
、ｖＬは負荷電圧、ＳＷはスイッチ、Ｓｓはセレクタス
イッチである。 第１図 第２図 す 第３図 第５図 第６図 第８図 （ａ） 第９図（ａ） 第 ９ 図（ｂ） 第９ 図（ｃ）
Claims (2)
- （１） ＤＣモータの回転に応じてパルス信号を発生す
るフリケンシージェネレータを備え、前記パルス信号を
用いてマイクロコントローラにより前記ＤＣモータの速
度１位置を制御するモータ駆動制御装置において、前記
フリケンシージェネレータからのパルス信号を検出し、
その信号間隔とあらかじめ前記ＤＣモータの駆動条件を
設定したデータマツプとから前記ＤＣモータの速度１位
置を検出する手段と、この検出された速度２位置の情報
信号から前記ＤＣモータの駆動信号のパルス幅変調を行
う手段とを前記マイクロコントローラに具備せしめたこ
とを特徴とするモータ駆動制御装置。 - （２）データマツプは、ＤＣモータの駆動条件を任意に
設定、変更できることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載のモータ駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59062237A JPS60207480A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | モ−タ駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59062237A JPS60207480A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | モ−タ駆動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60207480A true JPS60207480A (ja) | 1985-10-19 |
Family
ID=13194344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59062237A Pending JPS60207480A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | モ−タ駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60207480A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6359782A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-15 | Pfu Ltd | モ−タ・サ−ボ回路 |
| US20130103266A1 (en) * | 2010-04-17 | 2013-04-25 | Audi Ag | Method for controlling position and/or speed |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5415122A (en) * | 1977-07-06 | 1979-02-03 | Hitachi Ltd | Speed control circuit for dc servo-motors |
| JPS5854887A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Sharp Corp | Ｄｃモ−タの制御装置 |
| JPS58141688A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-23 | Toshiba Corp | デジタルサ−ボ装置 |
| JPS5994112A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 時分割位置決め制御装置 |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP59062237A patent/JPS60207480A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5415122A (en) * | 1977-07-06 | 1979-02-03 | Hitachi Ltd | Speed control circuit for dc servo-motors |
| JPS5854887A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-03-31 | Sharp Corp | Ｄｃモ−タの制御装置 |
| JPS58141688A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-23 | Toshiba Corp | デジタルサ−ボ装置 |
| JPS5994112A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 時分割位置決め制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6359782A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-15 | Pfu Ltd | モ−タ・サ−ボ回路 |
| US20130103266A1 (en) * | 2010-04-17 | 2013-04-25 | Audi Ag | Method for controlling position and/or speed |
| US8639417B2 (en) * | 2010-04-17 | 2014-01-28 | Audi Ag | Method for regulating position and/or speed |
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