JPS61269697A

JPS61269697A - パルスモ−タ制御装置

Info

Publication number: JPS61269697A
Application number: JP60093849A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Takeuchi; 武内　宇彦; Yuji Morishige; 森重　裕二
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-29
Also published as: US4703244A

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、パルス信号に基づいてパルスモータの速度あ
るいは回転位置を制御するパルスモータ制御装置に関す
るものである。

ヒ従来の技術〕　　″ 従来のパルスモータ制御装置としては、例えば第２図に
示すものがある。この図において、分局カウンタ１０は
、入力されるクロック信号に基づいてダウンカウントす
るものである。この分周カウンタ１０には、外部の適宜
装置から速度指令がプリセット端子ＰＳに入力されてお
シ、カウントダウン完了時にボローが出力されるボロ一
端子ＢＯは、ロード端子ＬＤに接続されている。更に、
ホキ一端子ＢＯは、２人力のアンドゲート１２゜１４の
入力側に各々接続されている。

他方、パルスモータのロータの回転位に、（以下、単Ｋ
「位置」という）を示す位置指令は、コンパレータ１６
の入力端子Ａに入力されている。このコンパレータ１６
の他の入力端子Ｂには、位置カウンタ１８のカウント値
が出力される出力端子Ｑが接続されている。位置カウン
タ１８のカウントアツプ端子ＣＵには、アンドゲート１
４の出力側が接続されておシ、カウントダウン端子ＣＤ
Ｋは、アンドゲート１２の出力側が′＃？続されている
。位置カウンタ１８は、端子ＣＵ、ＣＤのパルス入力に
応じてカウントアツプ及びカウントダウンの動作を行う
。このカウンタ１８のカウント値と位置指令の値とがコ
ンパレータ１６で比較されておル、入力Ａ、Ｈのうち、
Ａ＜Ｈのときはアンドゲート１２に対して論理値のｒＨ
Ｊレベルの信号が出力され、Ａ）Ｈのときはアンドゲー
ト１４に対して論理値のｒＨＪレベルの信号が出力され
る。

アントゲ−）１２．１４の出力側は、図示しないパルス
モータのドライバー回路に各々接続されておシ、駆動用
のパルス信号が入力されるようＫなっている。なお、ア
ンドゲート１２の出力は、パルスモータを反時計（ＣＣ
Ｖ）方向に回転させるＣＣＷ指令パルスであシ、アンド
ゲート１４の出力は、パルスモータを時計（ＣＷ）方向
に回転させるＣＷ指令パルスである。

次に、上記従来例の動作について説明する。まず、必要
な回転速度の速度指令は、分局カウンタ１０のプリセッ
ト端子ＰＳに入力される。分周カウンタ１０は、常時ク
ロック信号に基づいてカウントダウンしており、カウン
トダウンの完了の度にボロ一端子ＢＯＫポローすなわち
パルスが出力される。このボロ一端子ＢＯはロード端子
ＬＤに接続されているため、ロード端子ＬＤにはパルス
が入力されることになる。このため、プリセット端子Ｐ
ＳＫ入力されている速度指令（例えは１０進表示でｒｎ
Ｊとする］が分周カウンタ１０に取シ込まれ、ｒｎＪ→
「ｎ−ＩＪ→ｒｎ−２Ｊとカウントダウンが行なわれる
。そして再び「３」→「２」→「１」→「０」とカウン
トダウンが終了すると、速度指令ｒｎＪが取シ込まれて
同様の動作が繰シ返される。すなわち、ボロ一端子ＢＯ
には、クロック信号が速度指令に分局されたパルス信号
が出力される。

このボロ一端子ＢＯから出力されるパルス信号の周期は
パルス七−夕の速度に反比例しておシ、低速の時は、か
かるパルス信号の周期が大となシ、高速の時は、パルス
信号の周期が小となる。

他方、パルスモータの位置指令は、コンパレータ１６の
入力端子Ａに入力され、またコンパレータ１６の入力端
子Ｂには位置カウンタ１８のカウント値が入力されてい
る。今仮にパルスモータのロータが位置決めの基準位置
にあるものとすると、位置カウンタ１８のカウント内容
は「０」すなわちｒＢ＝ＯＪ　（ただし１０進表示）で
ある〇ここで、位置指令として「ａｄ（１０進表示）が
あったとすると、ａ〉０であるから、アンドゲート１４
に対して論理値のｒＨＪレベルの信号カコンパレータ１
６から出力される。このため、分周カウンタ１０のボロ
一端子ＢＯから出力されるパルス信号がアンドゲート１
４を通過してパルスモータのドライバーに入力され、パ
ルス七−夕は時計方向に所定量回転する。同時に、位置
カウンタ１８では、カウントアツプ端子ＣＵにパルス信
号が入力され、カウント値が「０」から「１」になる。

この値が位置指令「ａ」よシ小さいと上述した動作が繰
シ返される。

そして、パルスモータが時計方向に回転を続けて位置カ
ウンタ１８のカウント値が「ａｌ　Ｋなると、コンパレ
ータ１６の入力Ａ、Ｂの値がいずれもｒａＪとなって一
致することとなシ、アンドゲート１２．１４のいずれに
も論理値のｒＨＪレベルの信号が出力されないため、パ
ルスモータは停止する。次に、位置指令として「ｂ」（
ただしｂ　＜　ａ　トＴ　；ｂ　）がコンパレータ１６
に与えられたとすると、論理値のｒＨＪレベルの信号が
アンドゲート１２にコンパレータ１６から出力される。

このため、分周カウンタ１０のボロ一端子ＢＯから出力
されるパルス信号がアンドゲート１２′ｔ−通過してパ
ルスモータのドライバーに入力され、パルスモータは反
時計方向に所定量回転する０同時に１位置カウンタ１８
では、カウントダウン端子ＣＤにパルス信号が入力され
、カウント値が「ａ」から「ａ−ＩＪにダウンする。こ
のカウント値が位置指令ｒｂＪよシ大きいと上述した動
作が繰シ返される。

そして、パルスモータが反時計方向に回転を続けて位置
カウンタ１８のカウント値がｒｂＪになると、コンパレ
ータ１６の入力Ａ、Ｂの値がいずれもｒｂＪとなって一
致し、パルスモータは停止する。

以上のように、第２図に示す従来例では、分周カウンタ
１０から出力されるパルスの周期を変更するととＫよっ
て速度を制御するとともに、位置カウンタ１８によって
現在位置を把握し、指令された位置と現在位置とを対比
して時計方向（ＣＷ）あるいは反時計方向（ＣＣＷ）に
パルスモータを回転駆動するように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の技術においては、次の
ような不都合がある０一般にパルスモータのトルクは、
移動速度すなわち回転速度が速くなるに従って低下し、
また、ローターを中心とする慣性負荷の影響によシ、各
ステップ毎に振動しながら移動回転する特性を有してい
る。

例えば第３図（４）に示すよ５１Ｃ，パルスモータのロ
ータがステップ「０」の位置から順に歩進するような場
合において、同図囚の破線で示す部分を拡大すると、同
図の）Ｋ示すようになる。、すなわち、ロータは、停止
すべき位置Ｐを中心として振動し、一定時間の経過の後
位ｇＬＰＶｃ落ち着く。従って、回転速度として高速域
が指令されているような場合には、ロータが振動中に次
のステップの位ｉに回転移動することとなるが、このと
き位置指令が変更されて逆転が指令されたような場合に
は、トルク不足及び振動合成により脱調現象が発生し、
制御不能となる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであシ、簡易な
回路構成によって高速駆動制御を良好に行うことができ
、応答速度のすぐれたパルスモータ制御装置を提供する
ことを七の目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、外部から指令される入力指令位置の変化を検
出する位置指令検出手段と、これによって入力指令位置
の変化が検出されたときにパルスモータに対する制御パ
ルスの出力を所定時間停止する出力停止手段とを含むこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、出力停止手段によって出力停止が行な
われる時間は、パルスモータの靜停時間を考慮して定め
る。この時間中はパルスモータの駆動は行なわれない。

外部からの入力指令位置に変更があったときにかかるパ
ルスモータの駆動停止が行なわれる。

〔実施例〕

以下、本発明にかかるパルスモータ制御装置を添附図面
に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図には、本発明の一実施例が示されている。

この図において、データセレクタ２０は、その入力端子
Ａにパルスモータのロータの回転速度を示す速度指令が
入力され、また入力端子Ｂに整定時間設定値が入力され
ている。データセレクタ２０の出力側は、分周カウンタ
２２のプリセット端子ＰＳＫ！続されている。分局カウ
ンタ２２は、クロック信号に基づいてダウンカウントす
るもので、カウントダウン完了時にボローが出力される
ボロ一端子ＢＯは、２人力のオアゲート２４を介してロ
ード端子ＬＤに接続されている。このボロ一端子ＢＯは
また、２人力のアントゲ−）２５．２８の入力側に各々
接続されている。

他力、パルスモータのロータの位置を示す位置指令は、
シフトレジスタ６０及びコンパレータ６２の入力端子Ｂ
に入力されている。シフトレジスタ６０は、クロック信
号に基づいて入力された指令位置を１クロック分ないし
１ビツトタイム分一時的忙格納するもので、その出力側
は、コンパレータ３２の入力端子Ａに接続されている。

コンパレータ６２は、入力端子Ａ、Ｂの入力を比較し、
両者が異なる場合にのみ出力が論理値のｒＨＪレベルト
する。コンパレータ３２の出力側は、データセレクタ２
０及びオアゲート２４の入力側に各々接続されている。

次に、位置指令は、他のコンパレータ３４の入力端子Ａ
にも入力されている。このコンパレータ６４の入力端子
Ｂには、位置カウンタ６６のカウント値が出力される出
力端子Ｑが接続されている。

位置カウ′シタ゛６６のカウントアツプ端子ＣＵＫは、
アンドゲート２８の出力側が接続されておシ、カウント
ダウン端子ＣＤには、アンドゲート２６の出力側が接続
されている。この位置カウンタ６６は、第２図に示した
ものと同様であシ、端子ＣＵ、ＣＤのパルス入力に応じ
てカウントアツプ及びカウントダウンの動作を行う。カ
ウント値は、コンパレータ３４において指令位置の値と
比較されてお９、入力Ａ、Ｂのうち、Ａ＜Ｈのときはア
ンドゲート２６に対して論理値のｒＨＪレベルの信号が
出力され、Ａ）Ｂのときはアンドゲート２８に対して論
理値のｒＨＪレベルの信号が出力されるＯアントゲ−）２６．２８の出力側は、図示しないパルス
モータのドライバー回路に各々接続されており、駆動用
のパルス信号がドライバー回路に入力される。すなわち
、アンドゲート２６からパルスモータを反時計方向（Ｃ
ＣＶ）に回転させるＣＣＷ指令パルスがドライバー回路
に入力され、アンドゲート２８からパルスモータを時計
方向（ＣＷ）Ｋ回転させるＣＷ指令パルスがドライバー
回路に入力されるように接続されている。

次に、上記実施例の全体的動作について、第４図のタイ
ムチャートを参照しながら説明する。

まず、第４図（４）に示すクロック信号は分周カウンタ
２２及びシフトレジスタ３０に各々入力される。分局カ
ウンタ２２は、かかるクロック信号に対し、第２図にお
いて説明したように分周してボロ一端子ＢＯにパルス出
力を行う。詳述すると、データセレクタ２０は、通常速
度指令人力ＶＡを選択しておシ、これが分周カウンタ２
２のプリセット端子ＰＳに入力されている（第４図の）
参照）。

分局カウンタ２２は、常時クロック信号に基づいてカウ
ントダウンしてオシ、カウントダウンの完了の度にボロ
一端子ＢＯにボローを示すパルスが出力される（Ｉｆｉ
ｊ図（Ｑ参照）。このパルスは、オアゲート２４を介し
てロード端子ＬＤに入力され、プリセット端子ＰＳの指
令速度ＶＡが再び取シ込まれてカウントダウンが行なわ
れる。以上の動作が繰シ返されて、クロック信号を指令
速度ＶＡの値で分周したパルスがボロ一端子ＢＯからア
ントゲ−）２６．２８ＩＣ出力される。

次に１位置指令について説明する。例えば位置指令入力
としてｒ２００Ｊ（１０進表示）が設定すしておシ（同
図（２）参ａ）、パルスモーターノ。

−夕が時刻ｔ１においてｒｌｏｏＪ（１０進表示〕の位
置にあるものとすると、コンパレータ６４の入力Ａ、Ｂ
Ｋ対してＡ）Ｂとなる。このため、コンパレータ３４の
アンドゲート２８に対する出力端子が論理値のｒＨＪと
なシ（同図■参照）、分周カウンタ２２のボロ一端子Ｂ
Ｏから出力されるパルスｔＬ　ＣＷ指令パルスとしてパ
ルスモータのドライバー回路に出力される（同図働参照
）０なお、コンバレー／３４のアントゲ−）２６に対す
る出力端子は論理値のｒＬＪレベルであシ（同図面参照
）。このため、ＣＣＷ指令パルスは出力されない（同図
面参照）。

付言するに１．シフトレジスタろＯには、位置指令入力
であるｒ２００」が格納されておシ（同図（Ｉ）参照）
、また、コンパレータ３２は入力Ａ、Ｂが一致するため
出力が論理値のｒＬＪレベルとなっている（同図（Ｊ）
参照）。更に１時刻ｔ１においてパルスそ一夕のロニタ
がステップｒ’１００Ｊの位置にあるとすれは、時刻ｔ
２では、ＣＷ指令パルス（同図（Ｇ）参照）によシステ
ップｒ１０３Ｊ　ｆ：）位置にある。

ここで、パルスモータのロータがまだステップｒ２００
Ｊの位置に達しない時刻ｔ３において、新しい位置指令
入力「５０」があったとする（同図■参照）。この新し
い指令位置であるステップｒ５０Ｊｔ−ｔ、シフトレジ
スタ３０にクロック信号のタイミングｔ４で格納される
（同図（Ｉ）参照）。

このため、時刻ｔ３ないしｔ４の１ビツトタイムにおい
テハ、コンパレータ３２の入力ＡＣ同図（Ｉ）に対応）
と入力Ｂ（同図０に対応）とが異なることとなる。従っ
て、コンパレータ３２の出力は、時刻ｔ３表いしｔ４に
おいて論理値のｒＨＪレベルとなる（同図（Ｊ）参照）
。

これがデータセレクタ２０に入力されるため、時刻ｔ３
ないしｔ４において整定時間設定値ＴＳが選択されて分
周カウンタ２２のプリセット端子ＰＳに入力されること
となる（同図の）参照）。また、同時にコンパレータ３
２の出力は、オアゲート２４を介して分周カウンタ２２
のロード端子ＬＤに入力され、整定時間設定値ＴＳがプ
リセットされてダウンカウントが行なわれるようＫなる
。

このカウント中は、ポロ一端子ＢＯからパルスが出力さ
れることは々い（同図（Ｃ）参照〕。

他方、時刻ｔ２においては、パルスモータはステップ「
１０３Ｊの位ｆｉＬｌｃあシ、位置カウンタ３６のカウ
ント値もｌ”１０３Ｊであって、これがコンパレータ６
４の入力Ｂとなっている。このコンパレータ６４の入力
Ａは時刻ｔ３において「５０」となっているから、Ａ＜
Ｂとなシ、アントゲ−）２６に論理値のｒＨＪレベルの
信号が出力される。（同図い参照）。しかし、分周カウ
ンタ２２のポロ一端子ＢＯから何らパルス信号が出力さ
れないため、ＣＣＷ指令パルスが出力されることはなく
、パルスモータは停止した状態となる。

次に１時刻ｔ４に至ると、シフトレジスタ３０の出力が
「５０」となって位置指令入力と一致することとなる（
同図０゜（Ｉ）参照〕。このため、コンパレータ３２の
出力が論理値のｒＬＪレベルとなシ、（同図（、Ｊ）参
照）、データセレクタ２０は速度指令入力ＶＡを選択し
て分局カウンタ２２のプリセット端子ＰＳ忙出力する（
同図の）参照〕。

以上の動作の後、時刻ｔ５において整定時間設定値ＴＳ
のダウンカウントが完了すると、分周カウンタ２２のポ
ロ一端子ＢＯからパルス信号が出力され（同図（０参照
〕、これがアンドゲート２６を介してＣＣＷ指令パルス
となるとともに（同図■参照）、オアゲート２４を介し
てロード端子ＬＤに入力され、速度指令人力ＶＡが分周
カウンタ２２にプリセットされる。以後、パルスモータ
の位置がステップ「５０」の位置に力るまで同様の動作
が行逢われる（１８３図０参照）。

なお、上記実施例において、パルスモータの静定時間は
、！３図の）に示した振動の程度を考慮して決定される
。具体的には、パルスモータのロータの慣性の程度、ト
ルクの程度あるいは負荷の慣性の程度などが考慮される
。

また、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、同様の作用を奏するように８１々設定変更が可能
である。本発明の応用例としては、例えは最近普及しつ
つある油圧用のディジタル流体−］御弁などが考えられ
、応答速度の向上を図ることができる〇〔発明の効果〕以上説明したように、本発明によるパルスモータ制御装
置によれは、位置指令値が変更された場合、％Ｋかかる
変更によって回転方向が反転するような場合において生
ずるトルク不足及び振動合成による脱調現象を、簡易な
回路の付加によシ良好に抑制して高速駆動することがで
き、応答速度の向上を図ることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるパルスモータ制御装置の一実施
例を示す回路ブロック図、第２図は従来のパルスモータ
制御装置の一例を示す回路ブロック図、第６図はパルス
モータ移動時における位置振動を説明する説明図、第４
図は第１図の実施例の動作例を説明するタイムチャート
である。２０・・・データセレクタ、２２・・・分周カウンタ、
２４・・・オアゲー）、２６．２８・・・アンドゲート
、６０・・・シフトレジスタ、３２．３４・・・コンパ
レータ、３６・・・位置カウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】　位負検出手段によつて検出された位置と入力指令位置
とを対比するとともに、入力指令速度に対応して周期を
変化させるパルス出力手段のパルスを該対比結果に基づ
いて正転又は逆転制御パルスとして選択出力する制御手
段を含むパルスモータ制御装置において、前記入力指令位置の変化を検出する位置指令検出手段と
、入力指令位置が変化したときに前記パルス出力手段によ
るパルス出力を所定時間停止する出力停止手段とを含む
ことによりパルスモータの脱調現象を防止することを特
徴とするパルスモータ制御装置。