JPS62244288A - エンコ−ダ入力方式dcサ−ボモ−タおよびその運転方法 - Google Patents

エンコ−ダ入力方式dcサ−ボモ−タおよびその運転方法

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JPS62244288A
JPS62244288A JP61085977A JP8597786A JPS62244288A JP S62244288 A JPS62244288 A JP S62244288A JP 61085977 A JP61085977 A JP 61085977A JP 8597786 A JP8597786 A JP 8597786A JP S62244288 A JPS62244288 A JP S62244288A
Authority
JP
Japan
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counter
timer
microcomputer
output
encoder
Prior art date
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Pending
Application number
JP61085977A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Hayashida
林田 弘
Yasuyuki Sugiura
杉浦 康之
Kunio Miyashita
邦夫 宮下
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Direct Current 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〕 本発明はマイクロコンピュータ(以下マイコンという)
によるモータ制御に係り、特に全ディジタル制御のDC
サーボモータに好適な制御装置およびその運転方法に関
する。
〔従来の技術〕
従来の装置は特開昭58−119785号公報に記載の
ように1回転方向検出回路2位置検出回路、速度検出回
路等はマイコンの処理能力の限界から外付のハードで行
なうのが一般的であった(第4図参照)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そのため、従来のシングルチップマイコンではカウンタ
/タイマの機能は単一機能であり、また個数も少なかっ
たので1位置検出や速度検出に利用するには無理があっ
た。
本発明の目的はユニバーサルパルスプロセッサ方式のマ
イコン(多数のカウンタ/タイマ内蔵形マイコン)によ
りDCモータを制御することを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はユニバーサルパルスプロセッサ方式のマイコン
において、マイコン内蔵のカウンタ/タイマを有効に割
付けすることにより、外付はハード回路部をなくし、シ
ングルチップマイコン1ケでDCモータを制御できるよ
うにDCサーボモータを制御するものである。なおユニ
バーサルパルスプロセッサについては本文中で第5図か
ら第9図について述べているが詳しくは特願昭59−2
30202で報告されている。
(作用〕 エンコーダの信号を直接マイコンに入力するので、外付
けのアップ/ダウンカウンタが不要となり、又、UPP
を使用することにより割込み処理が不要になり、しかも
キャリーボローを内部処理できるので制御性を向上する
ように作用する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。直流
電源1にトランジスタ20,21,22゜23とダイオ
ード24,25,26.27とが図示のようにH形に結
線されている。このH形のトランジスタの出力はDCモ
ータ2に接続されている。DCモータの軸にはエンコー
ダ4が直結されている。エンコーダ4の出力は位相差9
0度をもつ2相の信号になっている。この2相の信号は
マイコン9に入力される。マイコン9はユニバーサルパ
ルスプロセッサ(UPP)方式のマイコンでカウンタ/
タイマ、キャプチャレジスタ、コンベアレジスタ等を複
数個備えたマイコンである。マイコン9には位置指令1
8や速度指令19もI10ボート32から入力される。
ここでマイコン9のUPP部の構成について述べる。こ
れは本文中の第5図から第9図に示したようなもので、
前願の特願昭59−230202で述べられテイル日立
+7) HD6303ZやHD63701ZOでアナウ
ンスされているものに相当し、FUNC(ファンクショ
ン)テーブル28.デコーダ29、レジスタファイル3
0.I10ボート32.33やI10ビン34、アリス
マティックロジックユニット部(ALU)31から構成
されている。
UPPの動作はFUNCテーブル28によって定義され
る。この定義の内容はユーザに開放されており、ユーザ
のニーズに応じて任意に定義される。そしてFUNCテ
ーブルの内容がデコーダ29により解読されレジスタフ
ァイル30を作動する。レジスタファイル30はカウン
タ/タイマ。
シャブチャレジスタ、コンベアレジスタ類の集まりであ
り、これらがFUNCテーブルの定義に従い、カウンタ
としであるいはコンベアレジスタ等として動作する。ま
たALU31により演算の結果がI10ビン34にセッ
トされるように構成されている。
マイコン9の出力Two、 Tax、 Tax、 Tz
aはそれぞれプリドライバー8で増幅されトランジスタ
20.21,22.23をrオン」 「オフ」するよう
に構成されている。
ここで、UPPのI10ピンにはエンコーダ4のφ^、
φB信号が入力されている。また、UPPのI10ピン
からINCアウト信号が出力され、これはサンプリング
タイムTsとして、同じI10ビンに入力され割込信号
となる。また、マイコンのI10ポートからT22I、
 Tziの出力信号が出て、これはプリドライブ回路8
の入力となるのと゛同時に工/○ビンのゲート信号GT
SI、GTS2にもなる。さらに、I10ビンからはT
0n。
722信号が出力され、プリドライブ回路8の入力とな
っている。また、FUNCテーブル28では、レジスタ
ファイル30の内容が第1図に示すようにINCカウン
タ、INCコンベア、TPCカウンタ、FRSキャプチ
ャ、GTSカウンタ1゜pwcコンベア2.PWCコン
ベア3.GTSカウンタ4.PWCコンベア5.PWC
コンベア6となるように定義されている。この定義に従
い。
デコーダ29により内容が解読され、アリスマテイツク
ロジックユニット31の動作によりレジスタファイル3
0が動作することになる。
つぎにUPPの動作について第2図を使用し、説明する
ことにする。FUNCテーブル28によりレジスタファ
イル30にはINCカウンタが定義されている。これは
内部クロックにより1ずつ歩進されている。そして、I
NCカウンタの内容がINCコンベアレジスタの内容よ
り大きくなった時点でINCアウトを工/○ビン34よ
り出力すると同時にINCカウンタは0にクリアされる
□そして再び内部クロックを一つずつ歩進していく。
このようにすることによりINCアウトは一定周期のパ
ルスを発生することができる。このINCアウトを工/
○ピン34のTs大入力する。
一方、エンコーダ4の出力信号φ^、φBを工/○ピン
34の入力とし、FUNCテーブル28によりTPCカ
ウンタを定義すると、エンコーダの入力に従い、TPC
カウンタが図示のように動作する。このとき、先のTs
大入力より。
FRSキャプチャレジスタにTPCカウンタの内容を取
込むと、FRSキャプチャレジスタの内容は図示のよう
になる。つまり、DCモータの回転位置がFRSキャプ
チャレジスタに取込まれ、しかも一定時間ごとに取込ま
れることになる。
そして、この回転位置の情報から、DCモータの速度を
算出する。例えば、前回の位置と、今回の位置の差をと
り、一定時間で除算することで、DCモータの速度が算
出できる。
また、速度指令19と、先の演算によって得られたDC
モータの速度との差が、速度偏差になる。
)さらに位置指令18とFRSキャプチャレジスタとの
差が位置偏差となる。これらの速度偏差1位置偏差によ
り、デユーティを演算する6以上の演算は通常のUPP
をもたないマイコンの得意とする所であり、普通のマイ
コン命令で可能である。
そして、デユーティをPWCコンベア3とPWCコンベ
ア6にセットする。以下、第3図にトランジスタの「オ
ン」 「オフ」信号を発生する動作について説明する。
先にマイコンによりDCモータを正転すべきか逆転すべ
きかをきめる。そして正転の場合工/○ポートTztに
、逆転の場合工/○ボートTxsに信号を出力する。こ
のI10ポートの出力はプリドライバー8で増幅され、
トランジスタ21又は23をrオン」する、同時に工/
○ピン34のゲート信号GTS1.又はGTS2の入力
となる。
いま、第3図においてTziが「オン」の場合、G T
 S 1が“1″となる。一方、FUNCテーブル28
によりGTSカウンタが定義され、内部クロックで歩進
している。GTSカウンタ1の内容がPWCコンベア3
より大きくなるとPWCout(T0n)がOとなる。
そして、GTSカウンタ1がPWCコンベア2の値にな
った所で、GTSカウンタ1がクリアされる。このとき
同時にPWCout(T0n)も“1″となる。このG
TSカウンタ1はゲートGTSIが′1″の間は一定周
期で増加するので、図示のようなPWM (パルス幅変
調)の信号が発生できる。ゲート信号GTS 1がIt
 OItになるとGTSカウンタ1はクリアされたまま
になるのでT0nは出力されなくなる。同様にして。
ゲート信号GTS2が“1″になった場合、GTSカウ
ンタ4が歩進を開始し、PWCコンベア6よより大きく
なった所でPWCout (Tzo)をO″にする。そ
して、pwcコンベア5になった所でクリアされ、再び
歩進していくので図示のような波形となる。
さらにTzx、 T20の信号はプリドライバー8によ
り増幅され、それぞれトランジスタ22又は20をrオ
ン」 「オフ」するようになっている。
ここでマイコン9の基本的機能について述べる。
TPO(ツー フェイズ、アップ ダウン カウンタ(
two phases up−down counte
r)〕機能を第5図に示す、2相のクロックパルスpと
qとが入力されるとカウンタiがクロックパルスpがq
より進み位相のときアップされる。逆にPが9より遅れ
位相になるとカウンタiがダウンされるようになってい
る。
INC(インターバル カウンタ/タイマ ウィズ コ
ンベア(interval counter/lime
r withcompare) )機能を第6図に示す
、クロックパルスpをカウンタiにより計数し、iの値
がコンベアレジスタjに等しいかまたは大きくなったと
き出力パルスを発生するようになっている。
FRS(フリー ラン カウンタ/タイマ ウィズ サ
ンプリング(free run counter/li
gerwith san+pling)〕機能を第7図
に示す、クロックパルスPをカウンタiで計数する。こ
のとき外部から、サンプリングパルスが入力されたとき
のカウンタiの値をキャプチャレジスタjに取込むよう
になっている。カウンタiはフリーラン動作を行なう。
pwc (パルス ウイドス カウンタ/タイマウィズ
 コンベア(pulse width counter
/1iIler with compare) 3機能
を第8図に示す、クロックパルスPをカウンタiで計数
し、リセットパルスqによりこのカウンタiをクリアす
る。そしてカウンタiの値がコンベアレジスタjの値よ
り小さいとき出力パルスをH”レベルにし、逆に大きい
とき出力パルスを“L″レベルする。
これによりコンベアレジスタjの値に比例した幅の出力
パルスを得ることができる。
GTS(ゲート カウンタ/タイマ ウィズサンプリン
グ(gatsd counter/limar wit
hsampling) )機能を第9図に示す、ゲート
信号rが“H″レベルときのみクロックパルスpをカウ
ンタiで計数する。そして、ゲート信号rが“L”レベ
ルになったとき、カウンタiの値をキャプチャレジスタ
jにとり込むようになっている。
そして再びゲート信号rが“H”レベルになったときカ
ウンタiはクロックパルスpの計数を開始する。
′〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、エンコーダの信号
を直接マイコン内に入力するので、外付けのアップ/ダ
ウンカウンタが不要となる。そのため、外付はカウンタ
のキャリー/ボローの処理のため、通常マイコンへの割
込みが不要となり、割込みごとのマイコンの本来の処理
が中断されることなかない、しかも、この割込みは周期
性がなく、非同期であったが本発明のようにUPPを使
用することにより、割込みはなくなり、しがちキャリー
ボローを内部処理できるので、制御の性能が向上する。
更に、PWM信号を発生する部分もハード回路で行なう
場合、デユーティの変更時や正路から道路への切換時に
直流短絡をおこさないようにハード的な対策を必要とし
ていたが、本発明によれば内部処理でこれが可能となり
、ハード構成が簡単化され、装置が小形になる効果も併
せ有するものである。
【図面の簡単な説明】
、  第1図は本発明の実施例を示す制御回路図、第2
図は本発明の動作を示すタイムチャート、第3図は同じ
く本発明の動作を示すタイムチャート、第4図は従来の
回路図、第5図はTPOの動作タイムチャート、第6図
はINCの動作タイムチャート、第7図はFR5の動作
タイムチャート、第8図はPWCの動作タイムチャート
、第9図はGTSの動作タイムチャートを示すものであ
る。 1・・・電源、2・・・モータ、4・・・エンコーダ、
5・・・回転方向検出回路、6・・・位置検出回路、7
・・・速度検出回路、8・・・ブリドライバー、9・・
・マイクロコンピユータ、10・・・エンコーダ信号、
11・・・回転方向信号、12・・・位置信号、13・
・・速度信号、14・・・デユーティ信号、15・・・
正逆転信号、16・・・正回転出力、17・・・逆回転
出力、18・・・位置指令、19・・・速度指令、20
〜23・・・トランジスタ、24〜27・・・ダイオー
ド、28・・・ファンクションテーブル、29・・・デ
コーダ、30・・・レジスタファイル、31・・・アリ
スマテイックロジックユニット、32.33・・・■/
○ボート、34・・・I10ピン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、動作軸に位置を測定するエンコーダを有するモータ
    と、ユニバーサルパルスプロセッサ方式のマイクロコン
    ピュータとより構成される制御回路において、エンコー
    ダの出力を前記マイクロコンピュータにとりこみ、この
    マイクロコンピュータ内のユニバーサルプロセッサ部で
    位置情報に変換し、あるいは速度情報に変換し、速度指
    令もしくは位置指令に従い所定の出力を演算するととも
    に、この出力に見合つたパルス幅変調信号をマイクロコ
    ンピュータより出力しモータを制御するようにしたこと
    を特徴とするエンコーダ入力方式DCサーボモータ。 2、動作軸に位置を測定するエンコーダを有するモータ
    とユニバーサルパルスプロセッサ方式のマイクロコンピ
    ュータとより構成される制御回路において、エンコーダ
    の出力をマイクロコンピュータに取込み、ユニバーサル
    パルスプロセッサのTPC〔ツー フェイズ、アップ 
    ダウン カウンタ(two phases up−do
    wn counter)〕機能により位置の情報を作成
    し、またINC〔インターナル カウンタ/タイマ ウ
    イズ コンペア(internal counter/
    timer with compare)〕機能により
    一定周期ごとにサンプリングパルスを発生し、これによ
    り先の位置の情報をFRS〔フリーランカウンタ/タイ
    マ ウイズ サンプリング(free run cou
    nter/timer with sampling)
    〕機能により取込み、この位置の情報から通常のマイコ
    ン演算により速度情報を算出し、速度指令もしくは位置
    指令との演算により出力を算出し、この出力に見合つた
    信号をPWC〔パルス ワイドス カウンタ/タイマウ
    イズ サンプリング(pulse width cou
    nter/timer with sampling)
    〕機能およびGTS〔ゲーテド カウンタ/タイマ ウ
    イズ サンプリング(gated counter/t
    imer with sampling)〕機能により
    発生し、モータを駆動することを特徴とするエンコーダ
    入力方式DCサーボモータの運転方法。
JP61085977A 1986-04-16 1986-04-16 エンコ−ダ入力方式dcサ−ボモ−タおよびその運転方法 Pending JPS62244288A (ja)

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JPS62244288A true JPS62244288A (ja) 1987-10-24

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5928366A (en) * 1996-09-25 1999-07-27 Nec Corporation Microcomputer based system for the fail-safe control of an electric motor or the like
JP2008219963A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Brother Ind Ltd モータ駆動装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6035988A (ja) * 1983-08-04 1985-02-23 Canon Inc モ−タの制御装置

Patent Citations (1)

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