JPS611286A - モ−タ制御方法 - Google Patents

モ−タ制御方法

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JPS611286A
JPS611286A JP59121635A JP12163584A JPS611286A JP S611286 A JPS611286 A JP S611286A JP 59121635 A JP59121635 A JP 59121635A JP 12163584 A JP12163584 A JP 12163584A JP S611286 A JPS611286 A JP S611286A
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JP
Japan
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period
rotary encoder
motor
signal
rising edge
Prior art date
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Application number
JP59121635A
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English (en)
Inventor
Kazuo Horikawa
堀川 一夫
Yoshiaki Ishino
石野 好昭
Takenori Tomita
富田 武憲
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/18Controlling the angular speed together with angular position or phase
    • H02P23/186Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/90Specific system operational feature
    • Y10S388/901Sample and hold
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/912Pulse or frequency counter

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータ制御方法に関し、一層詳細には超低速で
回転するモータに回転速度検出器を配設し、この回転速
度検出器からの複数の相の各相毎にパルス列の立ち上が
りエソジー立ち−1−がりエツジ、立も下がりエツジ−
立ら下がりエツジの周期を観測し、これを基準周期信号
と比較して得た偏差信号によりモータの回転制御を行う
モータ制御方法に関する。
ザーポ系において高精度の制御を行う場合、従来、例え
ば、サーボモータの回転軸にタコジェネレータ等を装着
してフィードバック系を構成し、前記タコジェネレータ
からの電圧に係る出力信号を一旦フイードバンクしてサ
ーボモータの制御基準信号と比較し、これによって前記
サーボモータの回転制御を行うことが広く行われている
然しなから、超低速の回転制御において、フィードバン
ク信号を得るために前記のようにタコジェネレータを使
用すると装置自体が相当高価にならざるを得ないという
不都合がある。このため、従来から前記タコジェネレー
タに代替してサーボモータに対し比較的廉価なロータリ
ーエンコーダのような回転速度検出器を組み込み、パル
ス数をカウントすることによりティジタル的なフィード
バック制御を達成する装置も種々開発され利用されるに
至っている。
ところが、例えば、1分間に0.3乃至0.5回転の如
く超低速でモータを駆動する必要がある各種装置ではロ
ータリーエンコーダから出力されるパルス数も極めて少
な(、従って、この少ないパルスによってフィードバッ
ク制御を行つことは精度」二困t「であるとの問題点に
逢着する。
これを解決するためには低速回転時にも多くのパルスを
出力する極めて高周波のロータリーエンコーダを使用す
ることが考えられるが、係るロータリーエンコーダは非
常に高価である。
本発明は前記の不都合を解消するためになされたもので
あって、モータの回転数が極めて低く、従って、前記モ
ータに同軸的に配設されたロータリーエンコーダからの
出力パルス数が少ない場合であってもパルス列の立ら上
がりエツジ、立ち下がりエツジの双方の周期を測定する
ことにより制御精度を向上させることが可能なモータの
制御方法を提供するにある。
前記の目的を達成するために、本発明はモータに同軸的
に連結されたロータリーエンコーダからのパルス列の立
ち上がりエツジから立ち上がりエツジに至る周期と立ち
下がりエツジから立ち下がりエツジに至る周期とを前記
モータの基準周期信号と比較し、それによって得られる
偏差信号により前記モータの回転制御を行うことを特徴
とする。
次に、本発明に係るモータ制御方法について好適な実施
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
第1図は本発明方法を実施する際に用いるサーボ系のブ
ロック回路図であり、その中、参照符号10はサーボモ
ータを示し、また、参照符号12は前記サーボモータ1
0の回転駆動軸に接続されたロータリーエンコーダを示
す。前記ロータリーエンコーダの出力側は周期測定回路
13を介してコンパレータ14の一方の入力端子に接続
されると共にこのコンパレーク14の他方の入力端子に
は基準周期信号が導入されるよう構成される。前記コン
パレーク14の出力側はD/−A変換器]8に接続され
、さらにD/A変換器18の出力側は補償回路20を介
して前記サーボモータ10を駆動するドライバー回路2
1に接続している。
以上のような基本構成において、サーボモータ10は、
例えば、1分間0.3乃至0.5回転の如き超低速で回
転し、一方、前記サーボモータ10の回転駆動作用下に
ロータリーエンコーダ12はパルス列を1秒間に60程
の極く少ないパルス信号として出力する。
そごで、前記ロータリーエンコーダ12の出力パルスは
周期測定回路13を介してコンパレータ14に導入され
ると共に他方の入力端子から導入される基準信号に係る
基準周期と比較されることになる。その際、第2図に示
すようにロータリーエンコーダ12のパルスは立ち上が
りエツジから次の立ち上がりエツジに至る周期alと立
ち1;−がりエツジから次の立ち下がりエツジに至る周
期82とを4!す定して前記基準周期と比較する。
次に、上記の過程によって得られた偏差信号はD/A変
換器18に送給し、ここでアナログ信号に変換した上で
補償回路20を介してモータ10のドライバー回路21
に人力され駆動制御信号として利用されることになる。
上記では一つのパルス列を出すロータリーエンゴーダを
使用した場合について説明したが、互いに位相に差があ
る少なくとも二つのパルス列を出すロータリーエンコー
ダを用いて本発明の方法を実施すれば、さらに制御精度
を高めることができる。
例えば、互いに位相に差があるA相、B相の2相のパル
ス列を出すロータリーエンコーダを用いる場合について
第3図に示した。ここでA相のパルス列は前記と同様に
して基準周期と比較され、一方、B相パルスにおいても
立ち上がりエツジから次の立ぢ上がりエッジに至る周期
h1と立ちFがりエツジから次の立ち下がりエツジに至
る周期b2とを前記基準値により比較する。
従って、この実施態様では合計4種の周期を基準周期と
比較することになるため、より高い制御精度が達成され
る。
本発明によれば、以上のように勺−ボモータか超低速で
回転する際に少数のパルスしか得られず充分な制御がで
きないという問題を回避するために、前記パルスの立ぢ
上がりエッジ−立ち」二かりエツジの周期に加えて立ち
下がりエソジー立し下がりエツジの周期も観測し、これ
も基$信号と対比するようにしている。従って、超低速
、ずなわら、発生ずるパルスが少ない制御系でも一段と
分解能か向」ニし、高精度で各種制御が行われる効果が
得られる。
以」二、不発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並
びに設計変更が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図GJ本発明方法を実施する制御系のフ霜コック回
路図、第2図は不発明の制御方法において、「1−タリ
ーエンコーダの出力信号の立ら上がりエツジ−立し上が
りエツジ、立ち下がりエツジ−立ら下がりエツジの周期
を示す説明図であり、第3図はロータリーエンコーダの
A相とB相の出力信号の立ち上がりエソジー立ち上がり
エツジ、立ち下がりエソジー立ぢ下がりエツジの周期を
示す説明図である。 IO・・サーボモータ 12・・じ1−タリーエンコーダ 13・・周期測定回路  14・・コンパレータI8・
・D/八へ換器  20・・補償回路2I・・ドライバ
ー回路 特許出願人 富士写真フィルム株式会社。 出願人代理人 弁理士 千 葉 剛 宏、2:く   
     の 手続補正書 昭和60年 9月 5日 特許庁長官  宇賀 道Rト 殿 1 事件の表示    昭和59年 特許願第1216
35号2 発明の名称    モータ制御方法3、補正
をする者 事件との関係   特許出願人 住 所      神奈川県南足柄市中沼210番地氏
 名     (520)冨士写真フィルム株式会社4
、代理人 5、補正命令の日付  自発 6、 補正の対象    (1)全文訂正明細書1、発
明の名称 モータ制御方法 2、特許請求の範囲 ill  モータに連結されたパルス発生器からのパル
ス列の少なくとも立ち上がりエツジから立ち上がりエッ
ジに至る周期または立ち下がりエツジから立ち下がりエ
ツジに至る周期とを前記モータの基準周期信号と比較し
、それによって得られる偏差信号により前記モータの回
転制御を行うことを特徴とするモータ制御方法。 (2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、偏差
信号はパルス発生器からのパルス列の立ち上がりエツジ
から立ち上がりエツジに至る周期と立ち下がりエツジか
ら立ち下がりエツジに至る周期の両者をモータの基準周
期信号と比較して得られることからなるモータ制御方法
。 (3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法に
おいて、基準周期信号はパルス発生器の立Iう上がりエ
ツジ−立ら上がりエツジまたは立ら下がりエソジー立ち
下がりエツジの周期よりも短い周期で選択され、偏差信
号は前記基準周期信号とパルス発生器の立ち上がりエツ
ジの周期または立ち下がりエツジの周期との間で得られ
るクロックパルスからなるモータ制御方法。 (4)特許請求の範囲第1項記載の方法において、パル
ス発生器はロータリーエンコーダからなるモータ制御方
法。 3、発明の詳細な説明 本発明はモータ制御方法に関し、一層詳細に′ は超低
速で回転するモータに回転速度検出器を配設し、この回
転速度検出器からの複数の相の各相毎にパルス列の立ち
上がりエソジー立ち上がりエツジ、立ち下がりエソジー
立ち下がりエツジの周期を観測し、これと基準周期信号
とを比較して得られた偏差信号によりモータの回転制御
を行うモータ制御方法に関する。 サーボ系において高精度の制御を行う場合、従来、例え
ば、サーボモータの自転軸にタコジェネレータ等を装着
してフィードハック系を構成し、前記タコジェネレータ
からの電圧に係る出力信号を−Hフイードハックしてサ
ーボモータの制御基準信号と比較し、これによって前記
サーボモータの回転制御を行うことが広く行われている
。 然しなから、超低速で回転するサーボモータの回転制御
において、フィードハック信号を得るために前記のよう
にタコジェネレータを使用すると、装置自体が相当高価
にならざるを得ないという不都合がある。このため、従
来から前 −記タコジェネレークに代替してサーボモー
タに対し比較的廉価なロータリーエンコーダのような回
転速度検出器を組み込み、パルス数をカウントするこ吉
によりディジタル的なフィードバック制御を達成する装
置も種々開発され利用されるに至っている。 ところが、例えば、1分間に0.3乃至0.5回転の如
く超低速でモータを駆動する必要がある各種装置ではロ
ータリーエンコーダから出力されるパルス数も極めて少
なく、従って、この少ないパルスによってフィードハッ
ク制御を行うことは精度上困難であるとの問題点に逢着
する。 これを解決するためには低速回転時にも多くのパルスを
出力する極めて高周波のロータリーエンコーダを使用す
ることが考えられるが、係るロータリーエンコーダは非
常に高価である。 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、モータの回転数が極めて低く、従って、前記モ
ータに同軸的に配設されたロータリーエンコーダからの
出力パルス数が少4fい場合であってもパルス列の立ち
上がりエツジ、立ち下がりエツジの双方の周期を測定す
るごとにより制御精度を向上させることが可能なモータ
制御方法を提供することを目的とする。 前記の目的を達成するために、本発明はモータに連結さ
れたパルス発生器からのパルス列の少なくとも立ぢ上が
りエツジから立ち上がりエツジに至る周期または立ち下
がりエツジから立ち下がりエツジに至る周期とを前記モ
ータの基準周期信号と比較し、それによって得られる偏
差信号により前記モータの回転制御を行うことを特徴と
する。 次Gこ、本発明に係るモータ制御方法について好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。 第1図において、参照符号10はサーボモータを示し、
また、参照符号12は前記サーボモータ10の回転駆動
軸に同軸的に連結されたロータリーエンコーダを示す。 前記ロータリーエンコーダ12の出力側は周期測定回路
14に接続し、この周期測定回路14にはサーボモータ
10の基準駆動信号としてのクロックパルスとサーボモ
ータ10の駆動開始・停止信号が導入される。 前記周期測定回路14の出力側はD/A変換器16に接
続され、さらに、このD/A変換器16の出力側は位相
の進み、遅れを補償する補償回路18に接続している。 次いで、前記補償回路18の出力側は勺−ボモーク10
の駆動回路20に接続しておく。 次に、前記周期測定回814の内部構成を第2図に示す
。 図から容易に諒解されるように、周期測定回Fgi]4
はロータリーエンコーダ12のA相パルスの立ち上がり
エツジ−立ち上がりエツジの周期を測定する回路へと立
ち下がりエソジー立ち下がりエツジの周期を測定する回
路A′とを含み、さらにまた、他の実施態様で述べるよ
うにロータリーエンコーダのB相パルスの立ち上がりエ
ソジー立ち上がりエツジの周期を測定する回路[3と立
ら−Fがりエツジ−立ら下がりエツジの周11j1を4
1す定する回路B゛ とを含まセるごとが出来る。 これらの回路AとBおよびΔ゛とB”ば夫々同一の構成
を採用するために回路AおよびA”について説明する。 先ず、回路Aば実質的には立ち上がりパルスにまり付勢
される単安定マルチ22とそのQ端子側に接続されるイ
ンバータ24と、前記インバータ24の出力と基準クロ
ック信号とサーボモータ10の駆動開始・停止信号を受
けてそのゲートを開くアンドゲート26と、このアンド
ゲート26の出力側に接続される8ビツトのカウンタ2
8とを含む。カウンタ28の出力側はマルチプレクサ3
゜に接続し、さらに、前記マルチプレクサ3oの出力側
はラッチ回路32に接続されている。なお、単安定マル
チ22のd端子はデコーダ34に接続され、このデコー
ダ34の出力側はマルチプレクサ30に接続しておく。 ・また、回路A゛ は回路への単安定マルチ22が立ち
下がりパルスにより付勢される単安定マルチ22”に置
き換えられる以外は同一構成を有している。 前記の通り、夫々の回路A、A’ 、B、B”は同様の
構成を採用することから回路A、A”、B、B’ に含
まれる単安定マルチ22のd出力は前記デコーダ34に
導入され、カウンタ28の出力はマルチプレクサ30に
4大されるものであることは容易に諒解されよう。 以」二のような基本構成において、サーボモータ」0は
、図示しない水晶発振器からのパルス信号を大きく分周
する分周器(図示せず)を介して送給されるクロック信
号(CLK)により、例えば、1分間0.3乃至0.5
回転の如き超低速で回転し、一方、前記サーボモータ1
00回転駆動作用下にロータリーエンコーダ12は1秒
間に60程の極く少ないパルス信号を出力する。 そこで、前記ロータリーエンコーダI2の出力パルスは
周期測定回路14において基準信号に係る基準周期と比
較されることになる。その際、第3図に示すように、ロ
ータリーエンコーダ12のパルスは立ち上がりエツジか
ら次の立ち上がりエツジに至る周期a1と立ち下がりエ
ツジから次の立ち下がりエツジに至る周3tJ]a2と
を測定して前記基準周期と比較する。次に、上記の過程
によって得られた偏差信号はD/A変換器16に送給し
、ここでアナログ信号に変換した上で補償回路18を介
してサーボモータ10の駆動回路204こ入力され、駆
動制御信号として利用されることになる。 次に、前記の作用を第2図並びに第4図を参照してさら
に詳細に説明する。 回路Aに導入されるロータリーエンコーダ12から出力
されるA相のパルス列は、そのパルスの立ち上がりによ
って伺勢される単安定マルチ22に送給され、当該単安
定マルチ22はその出力信号をインバータ24に送給す
る。アンドゲート2Gは前記インバータ24の出力と基
準クロック信号(CLK)とサーボモータ10の駆動開
始信号によってそのゲートを開くよう構成されている。 そこで、インバータ24に人力されるQ端子からの出力
はこのインバータ24により反転されるためにアンドゲ
ート26を閉しる。単安定マルチ22はその時定数CR
によって規制される基準周期時間]゛を経過することに
よってQ端子からの出力の導出を停止トし、これによっ
てインバータ24の反転出力はアンドゲート2Gを開き
、カウンタ28はクロックパルスの時間をカウントする
。このカウンタによるカウントはロータリーエンコーダ
12からの次のA相パルスが立ち上がって単安定マルチ
22によって導入される時まで続行される。カウンタは
この時間α間におけるクロックパルスの数を偏差信号と
してマルチプレクサ30に出力する。一方、単安定マル
チ22のd端子からの出力信号はデコーダ34に導出さ
れ、デコーダ34はこの信号をデコードしてマルチプレ
クサ30から前記時間αに対応するパルス出力をランチ
回路32に送給する。ラッチ回路32はマルチプレクサ
30から次の出力信号が得られるまで信号を一旦保持し
て後、D/A変換器16に出力する。サーボモータ10
はこのアナログ信号に変換された出力信号により制御さ
れる。 一方、回路A′ではロータリーエンコーダ12の出力パ
ルスの立ち下がりエソジー立ち下がりエツジを把える。 すなわち、前記と同様に、回路A”では単安定マルチ2
2′はインバータ24にそのQ端子から出力を導出し、
インバータ24の反転出力でアンドゲート26は閉しら
れる。単安定マルチ22゛ が基準周期時間Tを経過す
ることによって立ち上がると、インバータ24によって
アンドゲート26が開かれ、カウンタ28は次のパルス
の立ち下がりまでの時間βだけクロックパルスを数える
。このクロックパルスば8ビット信号に変換された上、
マルチプレクサ3oに導入され、d端子の出力によって
出力されるデコーダ34の信号によりランチ回路32に
出力される。 ランチ回路32は、前記と同様にこの信号をD/A変換
器16に送給し、サーボモータ1oの駆動制御を行う。 上記では一つのパルス列を出すロータリーエンコーダを
使用した場合について説明したが、互いに位相に差があ
る少なくとも二つのパルス列を出すロータリーエンコー
ダを用いて本発明の方法を実施すれば、さらに制御精度
を高めることが出来る。 例えば、互いに位相に差があるA相、B相の2相のパル
ス列を出すロータリーエンコーダを用いる場合では、さ
らに、第2Hの回路B、B’を用いればよい。ここでA
相のパルス列は前記と同様にして基準周期と比較され、
一方、B相パルスにおいても立ち上がりエツジから次の
立ち上がりエツジに至る周2IJlb1と立ち下がりエ
ツジから次の立ち下がりエツジに至る周期b2とを前記
基準値により比較している。すなわち、B相の立ち上が
りエソジー立ち上がりエツジにおいてγの期間キャリー
出力が出た後のパルスを数え、また+3’相の立ら下が
りエソジー立ち下がりエツジにおいてεの期間キャリー
出力が出た後のパルスを数え、時間的タイミングのずれ
る両者を前記と同様にサーボモータ10の制御仁吋とし
て出力している。従って、この実施態様では合計4柿の
周期を基準周期と比較することになるため、より高い制
御精度が達成される。 本発明によれば、以上のようにサーボモータが超低速で
回転する際に少数のパルスしか得られず十分な制御が出
来ないという問題を回避するために、前記パルスの立ち
上がりエソジー立ち上がりエッジの周期に加えて立ち下
がりエソジー立ち下がりエツジの周期も観測し、これも
基準信号と対比するようにしている。従って、超低速、
すなわち、発生するパルスが少ない制御系でも一段と分
解能が向上し、高精度で各種制御が行われる効果が得ら
れる。 以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し弛
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計変更が可能なことは勿論である。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明方法を実施するサーボ制御系のブロック
回路図、第2図は第1図に示される周波測定回路の内部
構成を示すブロック回路図、第3図は第1図に示すサー
ボ制御回路を用いてロータリーエンコーダの出力信号の
立ち上がり工・7ジー立ち上がりエツジ、立ち下がりエ
ソジー立ち下がりエツジの周期を示す説明図、第4図は
第3図に示す周期から偏差信号を得る際の波形説明図、
第5図はロータリーエンコーダのA相とB相の出力信号
の立し上がりエツジ−立ら−にがりエツジ、立ち下がり
エソジー立ら下がりエソジの周期を示す説明図である。 10・・・サーボモータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モータに同軸的に連結されたロータリーエンコー
    ダからのパルス列の立ち上がりエッジから立ち上がりエ
    ッジに至る周期と立ち下がりエッジから立ち下がりエッ
    ジに至る周期とを前記モータの基準周期信号と比較し、
    それによって得られる偏差信号により前記モータの回転
    制御を行うことを特徴とするモータの制御方法。
JP59121635A 1984-06-13 1984-06-13 モ−タ制御方法 Pending JPS611286A (ja)

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