JPS6158484A - モ−タ制御装置 - Google Patents

モ−タ制御装置

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Publication number
JPS6158484A
JPS6158484A JP59181242A JP18124284A JPS6158484A JP S6158484 A JPS6158484 A JP S6158484A JP 59181242 A JP59181242 A JP 59181242A JP 18124284 A JP18124284 A JP 18124284A JP S6158484 A JPS6158484 A JP S6158484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
motor
motor shaft
stopping
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP59181242A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Sakakibara
榊原 健治
Koichi Asai
浅井 浩一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6158484A publication Critical patent/JPS6158484A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • G05B19/231Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Stopping Of Electric 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、モータ制御装置に関するものであり、特には
、モータ軸の回転位置を指令する指令信号と、モータ軸
の回転速度及び回転位置を検出するためのエンコーダか
ら発生する周期的な位置信号とに基づいて、前記モータ
軸の回転速度及び停止位置を制御するモータ制御装置に
関するものである。
[従来技術及び発明が解決しようとする問題点]従来こ
の種のモータ制御装置においては、モータ軸の回転速度
及び停止位置を制御する方法として、デジタル制御方法
とアナログ制御方法とが存在する。
前記デ′ジタル$り御方法において、その制御は、中央
処L!l!装置が前記エンコーダから発生するデジタル
位置信号を演算することにより行なわれている。その制
御方法は比較的廉価に行え、その回転速度は、高′vi
度で制御されるという長所を有している。しかしながら
、モータ軸の所定の回転位置における停止は前記デジタ
ル位置信号における立ち上がり及び立ち下がりが検出さ
れるときに制御され、同一レベルの信号が続くときはモ
ータ軸の位置ずれは検出されない。それにより、そのモ
ータ軸の停止位置の精度は前記デジタル位置信号のパル
ス幅の長さに依存しており、そのパルス幅が長いときは
停止位置rri度は悪い。そして、デジタル制御方法に
おける前記停止位置精度を向上するためには、短いパル
ス幅のパルス波が必要であり、細かな周期的パルス信号
を発生するエンコーダが用いられなければならず、コス
トの上界をまねいた。
前記アナログ制御方法においては、前記エンコーダから
発生される周期的位置信号は回転速度を示す信号に変換
され(その変換回路をF−V変換回路と称す)、前記モ
ータ軸の回転速度及び停止位置はその速度用信号に瘍づ
いて制御される。その速度用信号は、アナログ信号であ
るため、モータ軸の停止位置付近において、その回転速
度は漸次に零にでき前記モータ軸は所定位置に高f77
度で停止する。しかしながら前記F−V変換回路は複雑
な回路であり、その回路を形成するためには多くの素子
が必要であり、コストの上界を沼いた。
[発明の目的] 本発明は上述の従来技術の問題点を解消するためになさ
れたものであり、モータ軸の回転速度制VI及び停止位
置精度が優れた高性能なモータ制御装置を廉価に提供す
ることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明においては、モータ
軸の回転位置を指令する指令信号発生手段と、前記回転
位置を対応して周期的な位置信号を発生するエンコーダ
と、前記回転位置に基づいて、前記モータ軸の回転速度
及び回転位置を検出するとともに、その回転速度、回転
位置及び指令信号に基づいて所定の回転速度を指令する
ためのデジタル信号を送出する第1の手段と、そのデジ
タル信港に基づいてモータを駆動する駆動回路と、前記
位置信号に基づいてモータ軸を停止するためのアナログ
信号を発生する第2の手段と、前記モータ軸の停止予定
位置より、前記位置信号の最大4分の1周期分だけ前に
前記デジタル信号の送出を停止するとともに、前記アナ
ログ信号を前記駆動回路に送出する第3の手段とが設け
られる。
[作用] 上述の椙成を有するモータ制御装置において、前記モー
タ軸の停止予定位置よりエンコーダからの周期内位1逝
信号の最大4分の1周期分だけ前までは前記モータQN
bの回転速度が、デジタル制御方法により制御されるが
、それ以降では前記モータ軸はアナログ制御方法により
制御され、所定の停止位置に停止ダる。
[実施例] 以下、本発明を直流モータにおいて具体化した実施例を
第1図乃至第5図に従って説明する。
第1図において、直流モータ10には、エンコーダ11
が連結されており、そのエンコーダ11はモータ軸10
aの回転位置に対応した周期的な位置信号を発生する。
その周期的な位置信号は本実施例の場合は第2図(a)
、(b)に示されているような振幅電圧■O1角速度ω
(周期T)のサイン波(VOsin ωt ) 、コサ
イン波(VOc。
Sωt)である。そのサイン波(VOsinω℃)、コ
サイン波(yocosω℃)は波形処理用の回路14に
入力される。その回路14は前記サイン波(VOsin
 ωt )とコサイン波(VOCO3ωt )をそれぞ
れデジタル化して後述する中央処理装置(以下CPtJ
と称す)15に入力可能にする。尚、そのデジタル化さ
れたサイン波DS、及びコサイン波DCにおいては、第
2図(C)、(d)に示されるように、その位相差は4
分の1周期である。
前記CPU15は、読み書き自在メモリ(以下RAMと
称す)16と読み出し専用メモリ(以下ROMと称す)
17とを有しており、更に、モータ軸10aの回転位置
を指令する指令信号発生手段(以下、回転位置指令手段
と称ず)18及びモータ軸10aの速度を検出するため
のクロックパルス発生器19に接続されている。
前記CPtJ15は、デジタル化されたサイン波DSを
カウントすることにより、モータ軸10aの回転位置を
検出する。更に、そのCPU15は前記デジタル化され
たサイン波DSの一周期T(第2図((>参照)の間に
、クロックパルス発生器19より送出されるクロックパ
ルスCP(第2図(l参照)の数をカウントする。そし
て、CPtJ15はモータ軸10aの現在の回転速度を
検出し、その3L!度を示す信号を作成する。前記RA
M16には、前記回転位置指令手段18が発生する指令
信号を記憶するバッファ16aが設けられ、同様に、前
記検出された回転速度の信号を記憶するバッファ16b
が、また前記デジタル化されたサイン波DSのカウント
された数を記憶するバッファ16cが設けられている。
前記ROM17には、前記回転速度の信号、回転位置の
信号及び指令信号に基づいて所定の回転速度を指令する
ためのプログラム17a及び速度指令用のデータ17b
が備えられている。そして、前記CPU15はそのプロ
グラム17aと速度指令用のデータ171)と前記バッ
ファ16a 、16b 、16c に記憶されたデータ
とを用いて、モータ@10aの所定の回転速度を指令す
るためにデジタル信号D1において所定のデユーティ比
(Il’ff1llllに対するパルス幅の割合)を設
定する。本実施例の場合、デジタル信号における、ハイ
レベル信号のときはモータ軸10aが正(時計方向)回
転しローレベル信号のときモータ軸10aが逆(反時計
方向)回転するように設定され、前記デユーティ比が大
きいときはモータ軸10aの回転速度は加速し、デユー
ティ比が小さいときは、モータ軸10aの回転速度は減
速されるように設定される。そして、第2図(f )に
示されるようなデジタル信号D1が前記CPU15の出
力ボート15aより送出される。それにより、その出力
ボート15aが、そのデジタル信号D1を送出する第1
の手段となる。
そのデジタル信号D1は、そのデジタル信号をモータを
駆動するための信号に変換する回路20に出力される。
その回路20は、前記デジタル信号D1を第2図((J
 )に示されるような直流モータ10の駆動用の信号S
1に変換する。この回路20において、演算増幅器21
は加減算器として用いられており、その負入力端子には
ノットゲート22と抵抗Rとを介して前記デジタル信号
D1が入力され、更に、その出力端子からの信号が抵抗
Rを介してフィードバックされている。又、その正入力
端子には、アンドゲート23と抵抗Rとを介してデジタ
ル信号D1が入力されるとともに、エンコーダ11から
構成される装置信号の振幅電圧と等しい電圧■Oがバイ
アスされている。前記デジタル信号D1におけるハイレ
ベルの信号がその回路20に入力されると、演算増幅器
21からの出力信号S1は、第2図((+ >に示され
るように、前記電圧■Oよりも高い電圧■1の信号が発
生し、前記デジタル信号D1がローレベルの信号のとき
は、その出力信号は、前記電圧■Oよりも低い電圧■2
の信号が発生する。
その出力信号は、後述されるようなスイッチ24を介し
てプリドライバ回路25に入力される。
そのプリドライバ回路25は、モータ軸10aの回転方
向を前述のように設定するものであり、直流モータ10
を駆動するドライバ回路26に接続されている。本実施
例の場合、プリドライバ回路25の出力端子P1〜P4
がドライバ回路26の駆動用トランジスタT1〜T4の
ベースに接続されており、出力端子P1.P4より信号
が出力されるときは、モータ軸10aは時計(正転)方
向に回転し、出力端子P2.P3より信号が出力される
ときは、モータ軸10aは反時計(逆転)方向に回転す
る。
前記モータ軸10aの回転位置に対応して発生する周期
的な位置信号は、本実施例の場合サイン波(VOsin
 ωt ) テあり、モータ軸10aの停止用信号を発
生する第2の手段となる回路27に入力される。その回
路27は前記スイッチ24に接続される。その回路27
は加算回路29と微分回路28とから構成され、その加
算回路2つには演算増幅器30が用いられている。そし
て、演算増幅器30の負入力端子に、前記位置信号くサ
イン波(VOsinω1))とその位置信号か微分回路
28により微分されて形成された速度信号(0・ωCO
Sωt〉とが加算されて入力される。そして、演算増幅
器30の正入力端子には前記振幅電圧vOがバイアスさ
れている。演算増幅器30の出力端子より出力されるモ
ータ軸10aの停止用の信号はVO(sin cc>t
 +ωcos ωt )である。
その信号において、第1項はモータ軸10aを停止位置
SP(第2図(a >参照)に戻す方向のトルクを発生
する信号であり、第2項は回転速度を零にする信号であ
る。その信号がドライバ回路26にブリドライバ回路2
5を介し送出されるとき、モータ軸10aは第4図に示
されるような時間に関する減衰振動を行なって、所定の
停止位置SPに停止する。
前記スイッチ24は、CPU15の出力ポート15bか
らの信号により制御され、本実施例においては出力ポー
ト15bからの信号がハイレベルである場合は、ブリド
ライバ回路25に停止用の信号を送出し、ローレベルで
ある場合は、回路20から送出される速度il′11制
御用の信号を送出するように設定される。そして、その
出力信号のローレベルからハイレベルへの切り換りは、
CPU15がデジタル化されたコサイン波DCのモータ
軸1Qaの停止直前の立ち上がりTP(第2図(C)参
照)を検出して行なわれる。それにより出力ポート15
bは、デジタル信号D1の退出を停止するとともに、前
記停止用信号を回路20に送出する第3の手段となる。
次に本実施例の作用について説明する。
上記の構成を有するモータ制御装置においてはcpui
5が、第3図に示されるようなステップSの動作を行な
う。
最初に、CPU15は、回転位置指令手段18からの指
令信号に基づいて、モータ軸10aの回転位置をどれだ
け進めるかを示す信号を検出しくSl)、バッファ16
aに入力する。CPUl5は、デジタル化されたサイン
波DSの数をカウントしたデータを検出しくS2>、バ
ッファ16Cに入力する。CPU15は、前記回転位置
信号より演算された速度用信号を検出しくS3)、バッ
ファ16bに入力する。前記CPU15はデジタル化さ
れたコサイン波DCが停止直前の立ち上がりか否かを判
断しく84)、停止直前の立ち上がりでない場合、出力
ポート15I)よりローレベル信号をスイッチ24に送
出する(S5)。CPU15はバッファ16a、16b
、16Cのデータにもとづいて、所定の回転速度を速度
用データ17bの内から取り出す(S6)。そして、そ
の指定された速度用データ17bよりそれに対応したデ
ジタル信号D1のデユーティ比が設定される(S7)。
そしてCPU15はそのデジタル信号D1を回路20に
送出する。その結果、モータ軸10aの回転速度はその
回路20.ブリドライバ回路25及びドライバ回路26
によって定められ、その速度は、例えば第5図に示され
るように、停止位置までの距離に応じて加速されたり、
減速されたりする。そして、CPU15が、デジタル化
されたコサイン波DCの停止直前の立ち上がりTPを検
出した(S4)場合、出力ポート15bよリハイレベル
信号をスイッチ24に送出する(S9)。すると、エン
コーダ11からの位置信号(サイン波yo sinωt
)が回路27に入力されて形成される停止用信号が、ス
イッチ24を介してブリドライバ回路25に送出される
。それにより、モータ軸10aは所定の回転位置SPに
停止する。 以上により、本実施例のモータ制御装置に
おいてはCPIJ15はモータ軸10aの回転位置を指
令する手段16よりの指令信号と、エンコーダ11から
発生するサイン波(VOsinω1)、コサイン波(V
OCO3ω℃)とに基づいて、モータ@10aの回転速
度及び回転位置を検出する。
そして、CPtJ15はその回転速度、回転位置及び指
令信号に基づいて所定の回転速度を指令するためのデジ
タル信号D1をブリドライバ回路25、ドライバ回路2
6に出力ポート15aより送出する。そして、CPU1
5がデジタル化されたコサイン波DC17)弾止直前の
立ち上がりTPを検出するまでは出力ポート15bの(
i5gをローレベルにしてモータ@10aの回転速度制
御がデジタル信号D1に基づいて行なわれる。そして、
CPU 15が+Tj記デジタル化されたコサイン波D
Cの際正直前の立ち上がりTPを検出すると、出力ポー
ト15bの信号をハイレベルにして、サイン波■0si
nωtとそのサイン波VO51nωt′@微分して形成
されたω・Ocosω℃とを加算することにより形成さ
れるモータ軸10aの停止用信号をブリドライバ回路2
5、ドライバ回路26に送出する。それにより、前記立
ち上がりTPの4分の1周ll1l後に、モータ軸10
aは所定の停止位置SPで正確に停止する。
尚、この実施例は、DCモータの制御装置において実施
されているが、それに限定されるものではなく、例えば
シンクロナスモータにおいても実施可能である。
[効果] 以上のように、本発明のモータ制御装置の構成において
は、モータ軸の停止予定1n’J4より前記位置信号の
最大4分の1周期分だけ前までは第1の手段がモータ軸
の回転速度をデジタル的に制御し、それ以降は前記位置
信号に基づいて形成される停止用信号に基づいてモータ
軸をアナログ的に停止制御する。それにより従来のモー
タ制御装置において必要であった細かな周期的信号を発
生するエンコーダ及びF−V回路が不要となり、モータ
軸の回転速度制御、停止位置制御が優れたモータ制御8
置を廉価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を具体化した実施例を示す回路図、第
2図は、その実施例におけるタイミング図、第3図は、
フローチャート図、第4図は、モータ軸の停止位置にお
ける減衰撮動を示す図、第5図は、モータ軸の回転速度
を示づ゛状態図である。 図中、10aはモータ軸、11はエンコーダ、15はC
PIJ、18は回転位置を指令する指令信号発生手段、
20は回路、24はスイッチ、25はブリドライバ回路
、26はドライバ回路である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、モータ軸の回転位置を指令する指令信号発生手段と
    、 前記回転位置に対応して周期的な位置信号を発生するエ
    ンコーダと、 前記位置信号に基づいて、前記モータ軸の回転速度及び
    回転位置を検出するとともに、その回転速度、回転位置
    及び指令信号に基づいて所定の回転速度を指令するため
    のデジタル信号を送出する第1の手段と、 そのデジタル信号に基づいてモータを駆動するための駆
    動回路と、 前記位置信号に基づいてモータ軸と停止するためのアナ
    ログ信号を発生する第2の手段と、前記モータ軸の停止
    予定位置より、前記位置信号の最大4分の1周期分だけ
    前に、前記デジタル信号の送出を停止するとともに、前
    記停止用アナログ信号を前記駆動回路に送出する第3の
    手段とを設けたことを特徴とするモータ制御装置。 2、前記デジタル信号の送出の停止と、前記アナログ信
    号の前記駆動回路への送出とが、前記位置信号のデジタ
    ル化された位置パルスの立ち上がる時に行なわれること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載されたモータ
    制御装置。
JP59181242A 1984-08-30 1984-08-30 モ−タ制御装置 Pending JPS6158484A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01203455A (ja) * 1988-02-09 1989-08-16 Shinagawa Refract Co Ltd 樹脂系不定形耐火組成物
US5626705A (en) * 1995-06-07 1997-05-06 Weyerhaeuser Company Rapid setting adhesive and method of its use
JPWO2016067811A1 (ja) * 2014-10-31 2017-07-27 日立工機株式会社 電動機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51120379A (en) * 1975-04-15 1976-10-21 Sanyo Denki Kk Position control process using resolver

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