JPS62123974A - モ−トルの位置制御方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、モートルの位置制御方法に係り、特に、滑ら
かで、かつ迅速な位置決め制御を行うに好適な、モート
ルの位置制御方法に関するものである。

〔発明の背景〕

ＤＣモートルの位置制御については、たとえば、電気学
会、情報処理研究会資料、資料番号１’−ＩＰ−８２−
３４Ｊに記載されている。

このように、回転検出器としてエンコーダを使用した場
合を例にとって、従来技術を説明する。

ここで、第３図は、従来技術のＤＣモートル制御システ
ムのブロック図、第４図は、その各波形位相図、第５図
は、その位置制御時の速度１位置及び時間の関係説明図
、第６図は、減速速度指令パターン図である。

すなわち、まず、第３図において、ＤＣモートルＭは、
トランジスタＱＡ（ト）、ＱＡＨ，Ｑａ（ト）。

ＱＢ（へ）の４個により、フルブリッジ形の中心に接続
され、これらの各トランジスタのベースは、各各、抵抗
ＲＡ（ト）、　ＲＡＨ，Ｒｔｒ（ト）、ＹＩｒｓ（へ）
を介して、マイクロコンピュータＭＰＵに接続されてい
る。

そして、マイクロコンピュータＭＰＵの出力により、ト
ランジスタＱＡ（ト）、ＱＡ（へ）がオンすると。

ＤＣモートルＭは正回転、トランジスタＱ、←）。

Ｑ［Ｉ（へ）がオンすると、ＤＣモートルＭは逆方向へ
回転されるものである。

また、そのＤＣモートルＭの軸には、回転検出器に係る
エンコーダＥが直結されており、ＤＣモートルＭの回転
に従って、エンコーダＥは、第４図の各波形位相図に示
す出力φい、φ８という、位相の異なっだ２相の矩形波
を出力するものである。

この出力φい　φＢは、ＤＣモートルＭの回転方向によ
って、その位相の進、遅は逆になる。すなわち、ＤＣモ
ートルＭが正方向回転のときは。

出力φえが進み、一方、同モートルＭが逆回転のときは
、出力φＢの位相が進むものである。

しかして、アップダウンカウンタ回路ＵＤＣＮＴは、エ
ンコーダＥの出力φえ、φＢを、第４図のパルスＦＣに
示すように、その各々の立上り、立下りを検出し、４倍
の周波数を作り出して、ＤＣモートルＭの回転方向に従
って、４倍化されたパルスＩｉ”Ｃｆ：、アップカウン
トするいは、ダウンカウントし、そのカウンタ値ＣＯ［
ＪＮＴを、速度あるいは２位置の情報として、マイクロ
コンピュータＭＰＵに入力するものである。

また、アップダウンカウンタ回路ＵＤＣＮＴは。

エンコーダＥの出力φＡ、φＢの位相の進、遅により、
ＤＣモートルＭの回転方向信号、すなわち第４図におけ
る回転方向信号ＲＯＴの信号を、ＨまたはＬで、マイク
ロコンピュータＭＰＵに入力するものである。

そして、ＩＮｌ”はインターフェース回路であり、この
インターフェース回路ＩＮＦ’と上記のマイクロコンピ
ュータＭ　Ｐ　Ｕとは、指示制御部に係るものである。

なおｉ’Ｒ１ｉＩはＤＣモートルＭの右、左の電流方向
でろ！ｌ）、ＶＳは電源である。

しかして、アップダウンカウンタ回路ＵＤＣＮＴマイク
ロコンピュータＭＰＵは、エンコーダＥの信号をフィー
ドバック信号として入力せしめ、ＤＣモートルＭの所定
の回転速度及び回転角度が得られるよう調整された駆動
信号を出力する制御ユニットに係るものであり、また、
４個の各トランジスタは、前記の駆動信号を受けてＤＣ
モートルＭを駆動させる駆動回路を構成するものである
。

このような構成で、速度指令ＳＣ２位置指令指令２運転
指令ＣＴＬは、インターフェース回路ｌＮＬｉ’を介し
てマイクロコンピュータＭＰＵに入力されると、マイク
ロコンピュータＭＩ’Ｕは１位置制御時の速度１位置と
時間との関係説明図である第５図に示すように、指令さ
れた速度Ｓまで加速後、指令された速度で回転させ、カ
ウンタ値ＣＯＵＮＴを監視し、最適パターンで停止でき
る位置、すなわち減速を開始する位置Ｘ１まで達すると
、予めマイクロコンピュータＭ　Ｐ　Ｕ内に設定された
、減速速度指令パターン図である第６図における減速速
度指令パターンＰＩに従って、減速し。

停止位置近傍の領域（Ａ領域ンに達すると１次のように
、残りパルス数より直接、ＤＣモートルＭへの通′屯量
であるデユーティｖｄを算出して、それに基づく減速に
切替え、減速を行うものである。

ｖ６＝ｋＩ　（θ＋Ｓｏ） ここで、■（１は定数、θは残りパルス数、ＳＲは１時
間積分の項である。

なお、第６図において　ｐ、／　、ｐ、／／は、減速態
様の異なる他の減速速度指令パターンを示し。

ＸＩ　、　ＸＩ’　、　Ｘｌ“は、それぞれの減速開始
位置を示すものである。

速から、デユーティの直接計算による減速への切替えを
領域で一義的に行うため、すなわち１例えば上記のＡ領
域に入ったならば、減速速度指令パターンによるＤＣモ
ートルＭへの通電量と、デユーティの直接計算による同
上の通電量との差異の有無に拘らず、切替えを行うため
、切替え時、前者によるモートル回転速度と、後者によ
るモートル回転速度とに差のある場合、その時点で、急
激な加速、または減速が発生してしまい、滑らかな減速
が得られない、という不具合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、滑らかな減速特性の、モートルの位置制御方
法の提供を、七の目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明の、モートルの位置制御方法は、モー・トルと、
当該モートルの回転に応じた信号を出力する回転検出器
と、この回転検出器の信号をフィードバック信号として
入力せしめ、上記モートルの所定の回転速度及び回転角
度が得られるよう調整された駆動信号を出力する制御ユ
ニットと、その駆動信号を受けて当該モートルを駆動さ
せる駆動回路とよりなるモートルの位置制御回路で１位
置決め停止時の減速勾配を速度指令パターンとして制御
ユニット内に記憶せしめ、この速度指令パターンに従っ
て１位置決め停止時の減速を行い、さらに停止位置近傍
の極めて回転数の低い範囲においては、残り移動距離よ
り直接、モートルへの通電量を計算して減速を行い、目
標停止位置へ停止せしめるモートルの位置制御方法にお
いて、速度指令パターンに従った減速から、残り移動距
離よりの直接計算による減速への切替えを１両者による
モートルへの通電量を比較し、後者による通電量が前者
による通電量より小となる位置で行い。

また後者による通電量が、前者による通電量より小とな
らない場合においても、停止位置の極めて近傍に到達し
たならば行うようにしたものである。

さらに詳述すると、次のとおりである。

減速速度指令パターンによる減速と、直接計算による減
速との切替えを、領域により、一義的に行うのではなく
両者により通電量を比較して、後者による通電量が、前
者による通電量より小となったときに行うことにより、
減速を滑らかなものとしたものである。また、停止位置
の、ごく近傍では、モートルの回転数が、非常に小さい
ことに着目し、上述の切替えが起きない場合、すなわち
。

前者による通電量が、後者による通電量より小のときは
、停止位置のごぐ近傍では、一義的に前者から後者に切
替えるようにして、迅速な位置決め停止を行うようにし
たものである。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を、さきの各図をも参照し、第１．２図
により説明する。

ここで、第１図は、本発明の一実施例に係るモートルの
位置制御方法による位置制御時の、速度と時間の関係説
明図、第２図は、その位置制御の手順を示すフローチャ
ート図である。

しかして、本発明の実施例におけるモートルの位置制御
回路は、第３図に示す従来例のものと同一である。また
、減速速度指令パターンに従って減速を行い、ある領域
になったら、直接計算による減速に切替える方法も同一
であるが、領域で一義的に切替えるのでなく１両者の通
電量を比較し。

その大小により切替えを行うようにしたものである。こ
の詳細を以下に説明する。

前述のように、第１図は、停止位置附近における減速を
示す図であり、Ａけ第５図に示すＡと同一の領域であり
、Ｑは、減速速度パターンによるモートル速度、Ｒは、
直接計算によるモートル速度、Ｂは、後述する。新たに
設けた領域である。

位置制御を行う場合は、第５図に示したように。

速度Ｓまで加速したのち、Ｘｌの位置より減速速度指令
パターンに従い、減速を行う。これが、第１図における
モートル速度Ｑである。

１）　ＣモートルＭを、モートル速度Ｑのように減速さ
せてＡ領域に達したならば、モートル速度ＱによるＤＣ
モートルＭへの通電量とモートル速度比による通電量と
を比較し、すなわちＣにおいて。

モートル速度Ｑからモートル速度比への切替えを行うも
のである。

また、Ａ領域内において、モートル速度ＱとＲとが交差
しない場合は、Ｂ領域（停止位置の極めて近傍の領域、
例えば、モートル軸の回転角度で３度以内の領域）に達
したなら、モートル速度Ｑから同几への切替えを行うも
のである。

この手順を第２図のフローチャートに示す。

まず、Ａ領域内に達したかどうかを判定し、達していな
ければ、減速速度指令パターンに従って減速、すなわち
第１図のモートル速度Ｑのように減速する。

達していれば、減速速度指令パターンによるモートルへ
の通電量と、残り移動距離に係る残り移動パルス数より
直接計算した通電量とを比較し。

後者が、前者より小であったなら、後者により。

以後の減速を行うものである。

また、前者が後者より小の場合には、Ｂ領域に達してい
るか、どうかを判別し、達していなければ、前者による
減速を行い、達していれば後者により、以後の減速を行
うものである。

以上のように、減速速度指令パターンによる減速と、上
述の残り移動パルス数により通電量を直接計算して行う
減速との切替えを行うことにより。

切替え時に急激な加、減速を生じることなく、滑らかな
、ハンチングのない減速特性の位置制御を行うことがで
きるものである。

しかして、上記において、Ｂ領域、すなわち。

停止位置の極めて近傍の領域について、モートル軸の回
転角度で３度以内の領域を例示したが、この回転角度に
ついては、モートル自体の慣性、外部負荷の員性などを
含め、その慣性が大きい゛ときは１回転角度３度以上で
もよいものであり、これに反し、慣性が小さいときは、
３度より少ない角度範囲を選択する必要があるなど、状
況に応じて。

種々の選択ができるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、停止位置附近で、急激な速度変動を生
じることなく位置制御を行うことができるので、滑らか
な減速特性の位置制御を行うことができる。という効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の一実施例に係るモートルの位置制御
方法による位置制御時の、速度と時間の関係説明図、第
２図は、その位置制御の手順を示すフローチャート図、
第３図は、従来技術のＤＣモートル制御システムのブロ
ック図、第４図は、その各波形位相図、第５図は、その
位置制御時の速度１位置及び時間の関係説明図、第６図
は、減速速度指令パターン図である。 ■・・・ＤＣモートル、Ｅ・・・エンコーダ、ＱＡ←）
。 Ｑ　Ａ　Ｈ２Ｑ　ｅ　（＋）、　　Ｑ　ｎ　Ｈ−トラン
ジスタ、Ｉ’ＬＡ（＋３゜ＩｔＡＨ１几ａ　（＋）、　
　Ｒａ（へ）・・・抵抗、ＵＤＣＮ’ｒ・・・アップダ
ウ／カウンタ回路、Ｃ０ＵＮＴ・・・カウンタ値、Ｍ　
ｌ）　Ｕ・・・マイクロコンピュータ、ＩＮＦ・・・イ
ンターフェース回路、ＣＴＬ・・・運転指令、ＳＣ・・
・速度指令、ＰＣ・・・位置指令、ＲＯＴ・・・回転方
向信号。 φえ、φＢ・・・ｘ：ｙコーグの出力、ＦＣ・・・エン
コーダの４倍化されたパルス、Ｖａ・・・通電量である
デユーティＩ　Ｑｐ　几・・・モートル速度、Ａ、Ｂ・
・・領域。 第４団 第５圀 第６０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モートルと、当該モートルの回転に応じた信号を出
   力する回転検出器と、この回転検出器の信号をフィード
   バック信号として入力せしめ、上記モートルの所定の回
   転速度及び回転角度が得られるよう調整された駆動信号
   を出力する制御ユニットと、その駆動信号を受けて当該
   モートルを駆動させる駆動回路とよりなるモートルの位
   置制御回路で、位置決め停止時の減速勾配を速度指令パ
   ターンとして制御ユニット内に記憶せしめ、この速度指
   令パターンに従つて、位置決め停止時の減速を行い、さ
   らに停止位置近傍の極めて回転数の低い範囲においては
   、残り移動距離より直接、モートルへの通電量を計算し
   て減速を行い、目標停止位置へ停止せしめるモートルの
   位置制御方法において、速度指令パターンに従つた減速
   から、残り移動距離よりの直接計算による減速への切替
   えを、両者によるモートルへの通電量を比較し、後者に
   よる通電量が前者による通電量より小となる位置で行い
   、また後者による通電量が、前者による通電量より小と
   ならない場合においても、停止位置の極めて近傍に到達
   したならば行うようにしたことを特徴とするモートルの
   位置制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、速度指
   令パターンに従つた減速から、残り移動距離よりの直接
   計算による減速への切替えを、後者による通電量が、前
   者による通電量より小とならない場合においても、停止
   位置の極めて近傍である、モートル軸の回転角度で３度
   以内に到達したならば行うようにしたものであるモート
   ルの位置制御方法。