JPS6132919B2 - - Google Patents
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- JPS6132919B2 JPS6132919B2 JP51012842A JP1284276A JPS6132919B2 JP S6132919 B2 JPS6132919 B2 JP S6132919B2 JP 51012842 A JP51012842 A JP 51012842A JP 1284276 A JP1284276 A JP 1284276A JP S6132919 B2 JPS6132919 B2 JP S6132919B2
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- JP
- Japan
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- excitation
- phase
- rotor
- pulse motor
- vibration
- Prior art date
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 40
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパルスモータの励磁磁極の励磁相を順
次切換えて励磁し、回転子の２ステツプ以上の変
位を得ようとするパルスモータ駆動方式に関し、
特にパルスモータを最終変位後に振動なく歩進さ
せることのできるパルスモータ駆動方式に関する
ものである。
次切換えて励磁し、回転子の２ステツプ以上の変
位を得ようとするパルスモータ駆動方式に関し、
特にパルスモータを最終変位後に振動なく歩進さ
せることのできるパルスモータ駆動方式に関する
ものである。
従来のこの種残留振動抑制のための駆動方式と
しては、例えば第１図に示すような１相起動の入
力信号の到来より、遅延回路によりある一定時間
遅らせてから２相を励磁し制動をかける方法など
がある。第１図においてａ図は励磁のタイムチヤ
ートを示しており、１相起動の入力信号より時間
を遅らせて２相を制動用として励磁する。ここ
に、，は１相のみが励磁され（１相励磁）、
は１相と２相とが同時励磁されている状態（２
相励磁）である。このような励磁状態を規定する
タイムチヤートと位置信号の関係をｂ図に示す。
回転子は２相の安定点より１相の安定点に向つて
回転していくものとする。起動時においては１相
の巻線が励磁され回転子は１相の安定点に向う
が、ここで制動を加えない場合、回転子の位置信
号はＡのように１相の安定点を中心とする残留振
動となる。次にＢはの状態において２相を制動
用として励磁したときの回転子位置を示す特性で
ある。２相を励磁することにより回転子には１相
安定点とは逆方向のトルクが働き回転子の速度は
減小する。１相安定点の近傍に回転子が近づき、
且つ十分に速度が小さくなつた時点での状態に
もどすと、速度が小さいため回転子は振動なく１
相安定点に吸引され停止を行う。
しては、例えば第１図に示すような１相起動の入
力信号の到来より、遅延回路によりある一定時間
遅らせてから２相を励磁し制動をかける方法など
がある。第１図においてａ図は励磁のタイムチヤ
ートを示しており、１相起動の入力信号より時間
を遅らせて２相を制動用として励磁する。ここ
に、，は１相のみが励磁され（１相励磁）、
は１相と２相とが同時励磁されている状態（２
相励磁）である。このような励磁状態を規定する
タイムチヤートと位置信号の関係をｂ図に示す。
回転子は２相の安定点より１相の安定点に向つて
回転していくものとする。起動時においては１相
の巻線が励磁され回転子は１相の安定点に向う
が、ここで制動を加えない場合、回転子の位置信
号はＡのように１相の安定点を中心とする残留振
動となる。次にＢはの状態において２相を制動
用として励磁したときの回転子位置を示す特性で
ある。２相を励磁することにより回転子には１相
安定点とは逆方向のトルクが働き回転子の速度は
減小する。１相安定点の近傍に回転子が近づき、
且つ十分に速度が小さくなつた時点での状態に
もどすと、速度が小さいため回転子は振動なく１
相安定点に吸引され停止を行う。
このような制動制御は第２図に示す制御回路に
より行われる。１はタイミング制御部、２は駆動
回路、３はパルスモータである。パルスモータ３
には複数の巻線が設置され第２図は４相分の巻線
を有する例が示されている。これらの巻線はそれ
ぞれ駆動回路２により励磁される。駆動回路２は
タイミング制御部１からの制御信号にもとづき
個々の巻線を励磁するものである。タイミング制
御部は位置決めのための時間タイミングを発生さ
せる。第１図に示した制動制御の場合には、４
相，３相，２相，１相の順に切換る回転方向を設
定し、最終励磁相を１相とし、１相励磁に切換つ
た時点を基準に遅延させて一定区間２相励磁の状
態をつくりだすように時間タイミングを制御す
る。
より行われる。１はタイミング制御部、２は駆動
回路、３はパルスモータである。パルスモータ３
には複数の巻線が設置され第２図は４相分の巻線
を有する例が示されている。これらの巻線はそれ
ぞれ駆動回路２により励磁される。駆動回路２は
タイミング制御部１からの制御信号にもとづき
個々の巻線を励磁するものである。タイミング制
御部は位置決めのための時間タイミングを発生さ
せる。第１図に示した制動制御の場合には、４
相，３相，２相，１相の順に切換る回転方向を設
定し、最終励磁相を１相とし、１相励磁に切換つ
た時点を基準に遅延させて一定区間２相励磁の状
態をつくりだすように時間タイミングを制御す
る。
この方法の欠点は２相励磁をかけるタイミング
設定が適切でないと２相励磁トルクが加速用に働
き振動抑制が行われない場合がある。また、この
方法のみでは回転子の移動ストローク量に対応し
た２ステツプ以上の入力パルス信号に対し、短時
間に振動なくモータを歩進させることはできな
い。
設定が適切でないと２相励磁トルクが加速用に働
き振動抑制が行われない場合がある。また、この
方法のみでは回転子の移動ストローク量に対応し
た２ステツプ以上の入力パルス信号に対し、短時
間に振動なくモータを歩進させることはできな
い。
本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解
決すると共に、かかる欠点を除去すべくなされた
もので、その目的は２ステツプ以上の入力パルス
信号数に対して変位後の振動がないように回転子
を変位させるパルスモータ駆動方式を提供するこ
とにある。
決すると共に、かかる欠点を除去すべくなされた
もので、その目的は２ステツプ以上の入力パルス
信号数に対して変位後の振動がないように回転子
を変位させるパルスモータ駆動方式を提供するこ
とにある。
まず、パルスモータの安定点に関する運動を説
明する。この運動は第３図に示すような１自由度
弾性糸の力学モデルで近似することができる。力
学モデルの固定端はパルスモータの安定点に相
当する。パルスモータの回転子を変位させること
は第３図のモデルではバネを伸張させることにな
る。パルスモータの慣性をＪ、トルク定数をＫと
すると、回転子の運動は次の運動方程式で表わさ
れる。
明する。この運動は第３図に示すような１自由度
弾性糸の力学モデルで近似することができる。力
学モデルの固定端はパルスモータの安定点に相
当する。パルスモータの回転子を変位させること
は第３図のモデルではバネを伸張させることにな
る。パルスモータの慣性をＪ、トルク定数をＫと
すると、回転子の運動は次の運動方程式で表わさ
れる。
Ｊ＝ｄ２θ／ｄｔ２＋Ｋθ＝０
ｔ：時間、θ：変位
この運動方程式の解は１ステツプの変位をθ０
とすれば、 θ(t)＝θ０（１―cosω0t） ただし、ω０は系の固有振動数でω０＝√
Ｊのように求まり、第４図に示すように回転子は
θ０を中心とした振動を行う。
とすれば、 θ(t)＝θ０（１―cosω0t） ただし、ω０は系の固有振動数でω０＝√
Ｊのように求まり、第４図に示すように回転子は
θ０を中心とした振動を行う。
次に、ステツプ入力を連続的に与えたときのパ
ルスモータの運動は第３図のモデルの運動をステ
ツプ入力に対応して加え合せたものとみなすこと
ができ、パルスモータにおいて１ステツプ目、２
ステツプ目、３…ｉステツプ目のそれぞれの励磁
による変位を各々θ１，θ２，θ３…θiとする
と、回転子の最終的な運動θ(t)は各励磁での運
動の総和となり次のように表わされる。
ルスモータの運動は第３図のモデルの運動をステ
ツプ入力に対応して加え合せたものとみなすこと
ができ、パルスモータにおいて１ステツプ目、２
ステツプ目、３…ｉステツプ目のそれぞれの励磁
による変位を各々θ１，θ２，θ３…θiとする
と、回転子の最終的な運動θ(t)は各励磁での運
動の総和となり次のように表わされる。
θ(t)＝θ１＋θ２＋θ３＋…＋θi
−｛θ1cosω0t＋θ2cos（ω0t−τ２）
＋θ3cos（ω0t−τ３）＋…
…＋θicos（ω０−τi）｝
ここで、τ２，τ３…τiは各ステツプの１ス
テツプ目の励磁からの励磁タイミング位相角であ
り、回転子の最終的な運動θ(t)は（θ１＋θ２
＋θ３＋…＋θi）だけ歩進し、さらに次式に示
す振動成分θ′をもつ。
テツプ目の励磁からの励磁タイミング位相角であ
り、回転子の最終的な運動θ(t)は（θ１＋θ２
＋θ３＋…＋θi）だけ歩進し、さらに次式に示
す振動成分θ′をもつ。
θ′＝θ1cosω0t＋θ2cos（ω0t−τ２）
＋θ3cos（ω0t−τ３）＋…
＋θicos（ω0t−τi）
第５図はθ１＝θ２＝…＝θi＝θ０（一定）
としたときの励磁信号と変位の関係を示したもの
である。変位＝θ０，２θ０，…は各励磁におけ
る安定点となる。実線、点線および２点鎖線で示
した各変位信号は対応する励磁信号による振動で
あり、実線、点線および２点鎖線の振動に対する
安定点はそれぞれ変位がθ０，２θ０，…の位置
である。前述したように、このような振動する変
位を加え合せたものであるθが連続したステツプ
入力に対するパルスモータの運動となる。θ１＝
θ２＝…＝θi＝θ０とすれば、加え合わせた振
動成分θ′は次式のように表される。
としたときの励磁信号と変位の関係を示したもの
である。変位＝θ０，２θ０，…は各励磁におけ
る安定点となる。実線、点線および２点鎖線で示
した各変位信号は対応する励磁信号による振動で
あり、実線、点線および２点鎖線の振動に対する
安定点はそれぞれ変位がθ０，２θ０，…の位置
である。前述したように、このような振動する変
位を加え合せたものであるθが連続したステツプ
入力に対するパルスモータの運動となる。θ１＝
θ２＝…＝θi＝θ０とすれば、加え合わせた振
動成分θ′は次式のように表される。
θ′＝θ０｛cosω0t＋cos（ω0t−τ２）
＋…＋cos（ω0t−τi）｝
ここで１例として、２ステツプでθ′を零とす
る場合は振動成分は第２項までを考慮し、さらに
位相差τ２＝πと規定する。このとき第２項cos
（ω0t−τ２）＝−cosω0tとなり振動成分θ′は零
となる。
る場合は振動成分は第２項までを考慮し、さらに
位相差τ２＝πと規定する。このとき第２項cos
（ω0t−τ２）＝−cosω0tとなり振動成分θ′は零
となる。
このように回転子の振動θ′が零となるように
各振動成分の位相を規定すれば回転子は振動する
ことなく所要の変位を行うことができる。一般に
正弦波で表される単振動はベクトルを用いて表わ
すことができ、cos（ωｔ−τ）はｅj(〓t-〓)に
対応させることができる。このようなベクトルは
位置信号の振動成分を表現するものであるから、
位置の振動ベクトルと定義する。
各振動成分の位相を規定すれば回転子は振動する
ことなく所要の変位を行うことができる。一般に
正弦波で表される単振動はベクトルを用いて表わ
すことができ、cos（ωｔ−τ）はｅj(〓t-〓)に
対応させることができる。このようなベクトルは
位置信号の振動成分を表現するものであるから、
位置の振動ベクトルと定義する。
なお、位相差τは各ステツプの励磁タイミング
の間隔に対応することはもちろんである。
の間隔に対応することはもちろんである。
本発明は以上の振動ベクトルの総和を零とする
ように励磁して回転子制動をかけるものであり第
６図に実施例を示す。
ように励磁して回転子制動をかけるものであり第
６図に実施例を示す。
この例は３ステツプの励磁でかつステツプ変位
は等変位θ１＝θ２＝θ３＝θ０、各励磁のタイ
ミング位相角はτ２＝２π／３、τ３＝４π／３
であるとする。
は等変位θ１＝θ２＝θ３＝θ０、各励磁のタイ
ミング位相角はτ２＝２π／３、τ３＝４π／３
であるとする。
第６図ａは回転子の振動を、第６図ｂは各励磁
により発生する振動の様子を、第６図ｃは第６図
ｂのベクトルの様子をそれぞれ示し、３ステツプ
目の励磁以降は回転子の振動が零となる。第６図
ａは第６図ｂの各振動成分，，を加えたも
のである。，，をベクトルで表わすと＝
ｅj〓t，＝ｅj(〓t-2〓/3)，＝ｅj(〓t-4〓/3
）となり、位相の関係のみを用いて第６図ｃのよ
うに表される。このベクトルの総和は零となり、
釣り合い関係がある。
により発生する振動の様子を、第６図ｃは第６図
ｂのベクトルの様子をそれぞれ示し、３ステツプ
目の励磁以降は回転子の振動が零となる。第６図
ａは第６図ｂの各振動成分，，を加えたも
のである。，，をベクトルで表わすと＝
ｅj〓t，＝ｅj(〓t-2〓/3)，＝ｅj(〓t-4〓/3
）となり、位相の関係のみを用いて第６図ｃのよ
うに表される。このベクトルの総和は零となり、
釣り合い関係がある。
また、例えば１ステツプの励磁による変位が同
一のステツプｎ＝４の場合の実施例を第７図に示
し説明すると、第７図ａ，ｂは，，，の
４ステツプ励磁の場合の各励磁で発生する振動の
ベクトルが零となる例を示したものである。ここ
で第７図ａは τ２＝π／６、τ３＝π、τ４＝７／６
π の例、第７図ｂは τ２＝５／１２π、τ３＝π、τ４ ＝１７／１２πの例であるが、ｎ＝４の場合については
、 ４ステツプの励磁後の振動を防止するための励磁
タイミング位相角の設定方法はほかに数多く存在
する。
一のステツプｎ＝４の場合の実施例を第７図に示
し説明すると、第７図ａ，ｂは，，，の
４ステツプ励磁の場合の各励磁で発生する振動の
ベクトルが零となる例を示したものである。ここ
で第７図ａは τ２＝π／６、τ３＝π、τ４＝７／６
π の例、第７図ｂは τ２＝５／１２π、τ３＝π、τ４ ＝１７／１２πの例であるが、ｎ＝４の場合については
、 ４ステツプの励磁後の振動を防止するための励磁
タイミング位相角の設定方法はほかに数多く存在
する。
上記実施例においては、１ステツプの励磁によ
る変位が同一である場合について説明したが、こ
の変位が異なる場合についても、各励磁により発
生する振動のベクトル和が零となるように励磁タ
イミング位相角を設定すればよい。そして実際に
使用するときの励磁時刻ｔiは ω0t−τi＝ω０（１−τｉ／ω０） となるから、各励磁により発生する振動のベクト
ル和が零となる励磁タイミング位相角について ｔi＝τi／ω０より求めればよい。
る変位が同一である場合について説明したが、こ
の変位が異なる場合についても、各励磁により発
生する振動のベクトル和が零となるように励磁タ
イミング位相角を設定すればよい。そして実際に
使用するときの励磁時刻ｔiは ω0t−τi＝ω０（１−τｉ／ω０） となるから、各励磁により発生する振動のベクト
ル和が零となる励磁タイミング位相角について ｔi＝τi／ω０より求めればよい。
例えば、Ｋ＝90000ｇcm／rad、Ｊ＝15ｇcm2とす
ると、第６図で示した３ステツプの励磁の場合に
は、 であるから、 となり、第１ステツプの励磁から0.9msごとに２
ステツプと３ステツプの励磁を切り換えてやれば
よいこととなる。
ると、第６図で示した３ステツプの励磁の場合に
は、 であるから、 となり、第１ステツプの励磁から0.9msごとに２
ステツプと３ステツプの励磁を切り換えてやれば
よいこととなる。
また、第７図ａの４ステツプの場合には、t2＝
0.0002sec、t3＝0.0013sec、t4＝0.0015secとな
り、２，３，４ステツプの励磁を第１ステツプの
励磁から0.2msec、1.1msec、0.2msecの間隔で行
えばよい。
0.0002sec、t3＝0.0013sec、t4＝0.0015secとな
り、２，３，４ステツプの励磁を第１ステツプの
励磁から0.2msec、1.1msec、0.2msecの間隔で行
えばよい。
かくして２以上の入力パルス信号数に対して変
位後の振動なく回転子を変位させることができ、
また所定の変位量に対応した２ステツプ以上の入
力パルス信号に対し、短時間に振動なくパルスモ
ータの回転子を歩進させることができる。
位後の振動なく回転子を変位させることができ、
また所定の変位量に対応した２ステツプ以上の入
力パルス信号に対し、短時間に振動なくパルスモ
ータの回転子を歩進させることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明の駆動
方式によれば、２以上の使用ステツプ数が指定さ
れたときのパルスモータ駆動に際して、最終段に
おいて振動のない停止を行うための最適駆動時間
間隔を定めることができ、かつ２ステツプ以上の
入力パルス数に対して振動なく回転子を変位させ
ることができるので、実用上の効果は極めて大で
ある。また駆動時間間隔を不等間隔にしても同様
の効果を発揮することができると共により短い時
間での駆動も可能であるという点において極めて
有効である。
方式によれば、２以上の使用ステツプ数が指定さ
れたときのパルスモータ駆動に際して、最終段に
おいて振動のない停止を行うための最適駆動時間
間隔を定めることができ、かつ２ステツプ以上の
入力パルス数に対して振動なく回転子を変位させ
ることができるので、実用上の効果は極めて大で
ある。また駆動時間間隔を不等間隔にしても同様
の効果を発揮することができると共により短い時
間での駆動も可能であるという点において極めて
有効である。
そして例えば、印字装置のプラテンの改行機構
におけるパルスモータの駆動に本発明によるパル
スモータ駆動方式を用いるならば、安定にして良
好な動作を行うことができ、この種の装置に用い
て顕著な効果を発揮する。
におけるパルスモータの駆動に本発明によるパル
スモータ駆動方式を用いるならば、安定にして良
好な動作を行うことができ、この種の装置に用い
て顕著な効果を発揮する。
第１図は従来の制動方法を説明する図、第２図
は制御回路、第３図，第４図，第５図は本発明の
動作を説明する図、第６図，第７図は本発明の実
施例および実施例の説明に供する図である。 １……タイミング制御部、２……駆動回路、３
……パルスモータ。
は制御回路、第３図，第４図，第５図は本発明の
動作を説明する図、第６図，第７図は本発明の実
施例および実施例の説明に供する図である。 １……タイミング制御部、２……駆動回路、３
……パルスモータ。
Claims (1)
- １ パルスモータの励磁磁極の励磁相を順次切換
えて励磁し、回転子の２ステツプ以上の変位を得
るようにしたパルスモータ駆動方式において、各
励磁相を励磁する時間タイミングに同期して振動
する位置信号成分に対応するベクトルの総和を零
とするように定め、最終励磁以後における回転子
の振動を防止するようにしたことを特徴とするパ
ルスモータ駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284276A JPS5296309A (en) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | Driving system for pulse motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1284276A JPS5296309A (en) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | Driving system for pulse motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5296309A JPS5296309A (en) | 1977-08-12 |
| JPS6132919B2 true JPS6132919B2 (ja) | 1986-07-30 |
Family
ID=11816631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1284276A Granted JPS5296309A (en) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | Driving system for pulse motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5296309A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224316U (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-19 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2441879A1 (fr) * | 1978-11-17 | 1980-06-13 | Automatisme Cie Gle | Procede de positionnement d'un mobile et imprimante fonctionnant selon ledit procede |
| JPS5788900A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-02 | Fujitsu Ltd | Pulse distribution system |
| JP2791336B2 (ja) * | 1987-05-21 | 1998-08-27 | スター精密 株式会社 | ステッピングモータの停止制御方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5125720A (ja) * | 1974-08-28 | 1976-03-02 | Brother Ind Ltd | Parusumootakudosochi |
-
1976
- 1976-02-10 JP JP1284276A patent/JPS5296309A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5125720A (ja) * | 1974-08-28 | 1976-03-02 | Brother Ind Ltd | Parusumootakudosochi |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224316U (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5296309A (en) | 1977-08-12 |
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