JPS62245310A - Servomotor control device - Google Patents

Servomotor control device

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Publication number
JPS62245310A
JPS62245310A JP61087209A JP8720986A JPS62245310A JP S62245310 A JPS62245310 A JP S62245310A JP 61087209 A JP61087209 A JP 61087209A JP 8720986 A JP8720986 A JP 8720986A JP S62245310 A JPS62245310 A JP S62245310A
Authority
JP
Japan
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speed
command
control
pulse train
servo motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP61087209A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Oishi
伸司 大石
Makoto Higomura
肥後村 誠
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS62245310A publication Critical patent/JPS62245310A/en
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To stabilize a response characteristics, by switching a control mode corresponding to a command speed. CONSTITUTION:A servomotor control device is constituted of a system controller 1 which generates a command pulse train and the control signal of a control mode, a deviation counter 2, a D/A conveter 3, and F/V converters 8-9, etc. At such a time, the titled device is constituted so that an analog switch 11 switches by a command from the controller 1, is added, and only a difference between a command speed voltage by the F/V converter 9, and a motor speed voltage by the F/V converter 8, is supplied to a driver 4 as a speed control signal, at a high speed command time. In this way, a control for a position and a speed is performed by a deviation from the deviation counter 2 at a low speed command time. Also, a speed control can be performed by switching the analog switch 11 to B side by the controller 1 at the high speed command time, and furthermore, a position control can be performed by switching it to A side at a targeted place.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する分野1 本発明は、指令パルス列にてサーボモータの位置や速度
の制御を行なうサーボモータ制御装置に関し、特に指令
速度に応じて制御モードを切換えて高速時から低速時に
至るまでの動作を安定にしたサーボモータ制御装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention 1] The present invention relates to a servo motor control device that controls the position and speed of a servo motor using a command pulse train. The present invention relates to a servo motor control device that stabilizes operation from low speed to low speed.

[従来の技術] 従来のサーボモータ@御装置として、例えば次の2種類
のものがある。
[Prior Art] As conventional servo motor control devices, there are, for example, the following two types.

第1の例は、速度ill IXIで目標地まで駆動し目
標地において位置制御に切り換える方式で、目標地まで
の速度の指令および目標地での位置の指令をそれぞれ個
別に行なうものCある。
The first example is a system in which the vehicle is driven to the target location at a speed ill IXI and switched to position control at the target location, and a system C is provided in which a speed command to the target location and a position command at the target location are separately issued.

なお、この明細四において、「目標地」とは「目標地か
ら所定の精度で定まる範囲内」の意味で用いるものとす
る。また、所定の精度とは速度制御時であれば速度制御
の精度に応じた相対的に粗い精度を意味し、位置制御時
であれば位置制御の精度を意味する。
In this specification 4, the term "target location" is used to mean "within a range determined with a predetermined accuracy from the target location." Further, the predetermined accuracy means a relatively rough accuracy corresponding to the accuracy of speed control when speed control is being performed, and means the accuracy of position control when it is position control.

第2図は、この方式のサーボモータ制御装置のブロック
図を示す。同図において、1は指令速度データ、目標値
データおよび制御モード切換用のコントロール信号を発
生するシステムコントローラである。目標地データとし
てはモータ駆動開始時の地点から目標地までのモータ移
動量すなわち駆動mを出力する。2は偏差カウンタ、3
は偏差カウンタの出力を電圧に変換するデジタル・アナ
ログコンバータ(以下、D/Aコンバータ)、4はドラ
イバ、5はサーボモータ、6はデジタルエンコーダ、7
はデジタルエンコーダ6からの2相位号よりアップおよ
びダウンのパルス列を出力する波形成形回路、8は帰還
パルス列を電圧に変換する周波数/電圧コンバータ(以
下、F/Vコンバータ)、10はコントローラ1からの
指令速度データを指令速度電圧に変換するD/Aコンバ
ータ、11は制御モードを切換えるアナログスイッチ、
12はコントローラ1からの目標値データを記憶する目
標値レジスタである。
FIG. 2 shows a block diagram of this type of servo motor control device. In the figure, reference numeral 1 denotes a system controller that generates command speed data, target value data, and control signals for switching control modes. As target location data, the amount of motor movement from the point at which motor drive is started to the target location, ie, the drive m, is output. 2 is the deviation counter, 3
is a digital-to-analog converter (hereinafter referred to as a D/A converter) that converts the output of the deviation counter into voltage; 4 is a driver; 5 is a servo motor; 6 is a digital encoder; 7
8 is a waveform shaping circuit that outputs up and down pulse trains from the two-phase signals from the digital encoder 6; 8 is a frequency/voltage converter (hereinafter referred to as an F/V converter) that converts the feedback pulse train to voltage; A D/A converter that converts command speed data into command speed voltage, 11 is an analog switch that changes the control mode,
12 is a target value register that stores target value data from the controller 1;

以上の構成において、システムコントローラ1はアナロ
グスイッチ11を已に設定し、指令速度を出力する。D
/Aコンバータ10はこの指令速度をD/A変換し指令
速度電圧を発生させ、またF/Vコンバータ8はサーボ
モータ5に取り付けられたデジタルエンコーダ(パルス
エンコーダ)6から出力される帰還パルス列をF/V変
換しモータ速度電圧を発生させる。この指令速度電圧と
モータ速度電圧の差分をモータ電圧としてドライバ4を
介して目標地までサーボモータ5の駆動を行なう。
In the above configuration, the system controller 1 sets the analog switch 11 to "I" and outputs the command speed. D
The /A converter 10 converts this command speed into a D/A to generate a command speed voltage, and the F/V converter 8 converts the feedback pulse train output from the digital encoder (pulse encoder) 6 attached to the servo motor 5 into F/A converter 10 . /V conversion to generate motor speed voltage. The difference between the command speed voltage and the motor speed voltage is used as a motor voltage to drive the servo motor 5 to the target location via the driver 4.

目標地に到達後、コントローラ1はコントロール信号を
出力してアナログスイッチ11をAに切換え、位置制御
を行なう。この位置制御では、コントローラ1によって
目標値レジスタ12に設定された位置に正確に停止する
ように偏差カウンタ2およびD/Aコンバータ3が動作
する。すなわち、偏差カウンタ2は波形成形回路7を介
して得られるデジタルエンコーダ6の帰還パルス列を露
1数してサーボモータ5の位置情報を得ると同時に目標
値レジスタ12の停止位置との偏差を検出し、この偏差
分をD/Aコンバータ3によりモータ電圧に変換してサ
ーボモータ5を駆動する。このとき、一般に制御系を安
定化させるために位l!!制御のフィードバックループ
に速度制御のフィードバックループが加えられている。
After reaching the target location, the controller 1 outputs a control signal, switches the analog switch 11 to A, and performs position control. In this position control, the deviation counter 2 and the D/A converter 3 operate so that the controller 1 accurately stops at the position set in the target value register 12. That is, the deviation counter 2 increments the feedback pulse train of the digital encoder 6 obtained via the waveform shaping circuit 7 to obtain position information of the servo motor 5, and at the same time detects the deviation from the stop position of the target value register 12. , this deviation is converted into a motor voltage by the D/A converter 3 to drive the servo motor 5. At this time, in order to stabilize the control system, the l! ! A speed control feedback loop is added to the control feedback loop.

このような制御方式においては、サーボモータ5の回転
数が下がった場合、パルスジェネレータ6からの出力が
低周波となりF/Vコンバータ8の出力が不安定となる
ため、低速の速度制御が不安定となる欠点がある。
In such a control method, when the rotation speed of the servo motor 5 decreases, the output from the pulse generator 6 becomes low frequency and the output of the F/V converter 8 becomes unstable, making low speed speed control unstable. There is a drawback.

第2の例は、指令パルス列で速度および位置を制御する
デジタルサーボ方式である。
The second example is a digital servo system that controls speed and position using a command pulse train.

第3図は、この方式のサーボモータ制御装置のブロック
図を示す。同図において、1は指令パルス列を出力する
システムコントローラ、9は指令パルス列を電圧に変換
するF/Vコンバータである。この装置では、コントロ
ーラ1は指令パルス列を発生して偏差カウンタ2に入力
する。偏差カウンタ2はこの指令パルス列を計数すると
同時に、サーボモータ5に取り付けたパルスエンコーダ
6から出力される帰還パルス列を計数して指令パルス数
から減算し、指令位置からの位置偏差を検出する。この
偏差カウンタ2の値はサーボモータ5の位置制御指令と
してD/Aコンバータ3によりモータ電圧に変換され、
ドライバ4を介してサーボモータ5を駆動する。このと
きも制御系を安定化させるために、指令パルス列と帰還
パルス列とをF/Vコンバータ8および9により電圧に
変換し、その差分を位置制御のフィードバックループに
加えている。
FIG. 3 shows a block diagram of this type of servo motor control device. In the figure, 1 is a system controller that outputs a command pulse train, and 9 is an F/V converter that converts the command pulse train into voltage. In this device, a controller 1 generates a command pulse train and inputs it to a deviation counter 2. The deviation counter 2 counts this command pulse train and at the same time counts the feedback pulse train output from the pulse encoder 6 attached to the servo motor 5 and subtracts it from the number of command pulses to detect the positional deviation from the command position. The value of the deviation counter 2 is converted into a motor voltage by the D/A converter 3 as a position control command for the servo motor 5.
A servo motor 5 is driven via a driver 4. At this time as well, in order to stabilize the control system, the command pulse train and the feedback pulse train are converted into voltages by F/V converters 8 and 9, and the difference is added to the position control feedback loop.

このような制御方式においては指令パルス列だけでサー
ボモータの位置および速度の制御を行なうが、指令パル
ス列が高周波になった場合、偏差カウンタ2およびD/
Aコンバータ3等のハードウェアが追従できず、誤動作
を起こしてしまうという欠点がある。
In such a control method, the position and speed of the servo motor are controlled only by the command pulse train, but when the command pulse train becomes a high frequency, the deviation counter 2 and D/
There is a drawback that hardware such as the A converter 3 cannot follow this, resulting in malfunction.

[発明の目的] 本発明の目的は、上)本従来例の欠点に鑑み、指令速度
に応じて制御方式を切換えることにより広範囲な指令速
度に対し、安定した応答を得ることができるサーボモー
タ制御装置を提供することにある。
[Objective of the Invention] The object of the present invention is (1) In view of the drawbacks of this conventional example, a servo motor control capable of obtaining a stable response over a wide range of command speeds by switching the control method according to the command speed. The goal is to provide equipment.

[発明の概要] 本発明は、具体例を挙げると、指令パルス列と帰還パル
ス列とをハードカウンタにより計数し、その偏差をD/
A変換しサーボモータの指令電圧として速度および位置
の制御を行なう第1の制御モードと、指令パルス列をF
/V変換して与えた指令速度電圧と帰還パルス列をF/
V変換して得られるモータの速度電圧との差分をモータ
電圧とすることにより速度の制御を行ない、目標地にて
位置制御に切換える第2の制御モードを有し、低速駆動
指令時は第1の制御モードを用い、高速駆動指令時は第
2のi11制御モードを用いてサーボモータの速度およ
び位置の制御を行なうことを特徴とする。
[Summary of the Invention] To give a specific example, the present invention counts a command pulse train and a feedback pulse train by a hard counter, and calculates the deviation by D/
A first control mode in which the command pulse train is converted into F and used as a command voltage for the servo motor to control speed and position;
/V conversion and given command speed voltage and feedback pulse train are F/
The speed is controlled by using the difference with the motor speed voltage obtained by V conversion as the motor voltage, and the second control mode switches to position control at the target location. The second i11 control mode is used to control the speed and position of the servo motor when a high-speed drive command is issued.

[実施例] 第1図は、本発明の一実施例に係るサーボモータ制御装
置のブロック図である。なお、従来例と共通または対応
する部分については同一の符号で表す。同図において、
1は指令パルス列および制御モードのコントロール信号
を発生するシステムコントローラである。
[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram of a servo motor control device according to an embodiment of the present invention. Note that parts common to or corresponding to those of the conventional example are denoted by the same reference numerals. In the same figure,
Reference numeral 1 denotes a system controller that generates command pulse trains and control signals for control modes.

この装置は、第3図の装置に対し、コントローラ1から
の指令により切換わるアナログスイッチ11を付加し、
低速指令時は第3図と同様に接続するとともに、高速指
令時はF/Vコンバータ9による指令速度電圧とF/V
コンバータ8にょるモータ速度電圧の差分だけをドライ
バ4への速度「1制御信号として供給するようにしたも
のである。
This device adds an analog switch 11 that is switched by a command from a controller 1 to the device shown in FIG.
When a low speed command is issued, the connection is made in the same way as shown in Fig. 3, and when a high speed command is issued, the command speed voltage and F/V from the F/V converter 9 are connected.
Only the difference in motor speed voltage across the converter 8 is supplied to the driver 4 as a speed control signal.

以下に、第1図の装置の動作を説明する。The operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be explained below.

低速指令時、コントローラ1はアナログスイッチ11を
Aに設定して指令パルス列を発生し、この指令パルス列
および帰還パルス列を偏差カウンタ2で計数してその偏
差によりサーボモータ5の位〃および速度のvJIll
を行なう。
When commanding a low speed, the controller 1 sets the analog switch 11 to A to generate a command pulse train, counts this command pulse train and feedback pulse train with the deviation counter 2, and uses the deviation to determine the position and speed of the servo motor 5.
Do this.

しかし、指令速度が高速となり指令パルス列の周波数が
高くなった場合、このままのモードでは偏差カウンタ2
およびD/Aコンバータ3等のハードウェアが追従でき
ずに誤動作を起こす恐れがある。このため、コントロー
ラ1はコントロール信号によりアナログスイッチ11を
8に切換え、指令パルス列および帰還パルス列をF/V
変換した差分によりサーボモータ5の速度を1ilJI
llする速度制御を行ない、目標地にて再びアナログス
イッチ9をAに切換えて速度制御から位置制御に切換え
る方式とする。
However, if the command speed becomes high and the frequency of the command pulse train becomes high, in this mode, the deviation counter 2
There is also a risk that hardware such as the D/A converter 3 may not be able to follow this and malfunction may occur. Therefore, the controller 1 switches the analog switch 11 to 8 using the control signal, and changes the command pulse train and the feedback pulse train to F/V.
The speed of servo motor 5 is set to 1ilJI by the converted difference.
11 speed control is performed, and at the destination, the analog switch 9 is switched to A again to switch from speed control to position control.

このように指令速度に応じて制御モードを切換えること
により、高速時の偏差カウンタ2およびD/Aコンバー
タ3の誤動作や低速時にF/Vコンバータ8の出力が不
安定となってIIJillが不安定となることを防ぐこ
とができ、サーボモータ5の低速から高速までの制御を
指令パルス列で行なうことが可能となった。
By switching the control mode according to the command speed in this way, it is possible to prevent the error counter 2 and the D/A converter 3 from malfunctioning at high speeds, or the output of the F/V converter 8 from becoming unstable at low speeds, causing IIJill to become unstable. This makes it possible to control the servo motor 5 from low speed to high speed using a command pulse train.

[実施例の変形例1 上述においては、デジタルエンコーダを用いてサーボモ
ータの移動量および速度を検出しているが、回転型のサ
ーボモータの場合はタコジェネを使用することもできる
[Modification 1 of Embodiment In the above description, a digital encoder is used to detect the movement amount and speed of the servo motor, but in the case of a rotary servo motor, a tachogenerator can also be used.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、指令速度に応じて
制御モードを切換えることにより、低速から高速までの
広範囲な指令速度に対して安定な応答特性を得ることが
できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, stable response characteristics can be obtained over a wide range of command speeds from low speeds to high speeds by switching the control mode according to the command speed.

また、一般に回転型のサーボモータの場合はタコジエネ
を使用してモータ速度を検出することもできるが、リニ
アサーボモータの場合は高精度で安価な速度検出器が市
販されていないため、デジタルエンコーダを使用して誤
動作がなく、かつ安定した制御を行なうことができる本
発明は特に有効である。
Additionally, in the case of rotary servo motors, it is generally possible to detect the motor speed using a tachometer, but in the case of linear servo motors, a digital encoder is used as there are no highly accurate and inexpensive speed detectors on the market. The present invention is particularly effective since it can be used to perform stable control without malfunction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例に係るサーボモータlt制
御装置のブロック図、 第2および3図は、従来のサーボモータ制御装置のブロ
ック図である。 1ニジステムコント日−ラ、2:偏差カウンタ、3:D
/Aqンバータ、4:ドライバ、5:サーボモータ、6
:デジタルエンコーダ、7:波形成形回路、8.9 :
 F/Vコンバータ、11:アナログスイッチ。
FIG. 1 is a block diagram of a servo motor lt control device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are block diagrams of a conventional servo motor control device. 1.Niji system control day-ra, 2: deviation counter, 3: D
/Aq inverter, 4: Driver, 5: Servo motor, 6
:Digital encoder, 7:Waveform shaping circuit, 8.9:
F/V converter, 11: Analog switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 サーボモータと、 該サーボモータを駆動するドライバと、 上記サーボモータの駆動量および各時点の駆動速度を表
わす指令パルス列を出力する手段と、上記サーボモータ
の動作量に応じた帰還パルス列を発生する手段と、 上記指令パルス列および帰還パルス列の周波数を電圧に
変換しこれらの電圧の差を第1の制御信号として出力す
る速度制御信号発生手段と、上記指令パルス列と帰還パ
ルス列のパルス数の差に比例する電圧を第2の制御信号
として出力する位置制御信号発生手段と、 上記サーボモータを高速駆動させるときは上記第1の制
御信号を上記ドライバに供給し、かつ上記サーボモータ
を低速で駆動させるときは上記第2の制御信号を上記ド
ライバに供給する切換手段を具備することを特徴とする
サーボモータ制御装置。
[Scope of Claims] A servo motor, a driver for driving the servo motor, means for outputting a command pulse train representing the drive amount and driving speed of the servo motor at each point in time, and means for generating a feedback pulse train; speed control signal generating means for converting the frequencies of the command pulse train and the feedback pulse train into voltages and outputting the difference between these voltages as a first control signal; and pulses of the command pulse train and the feedback pulse train. a position control signal generating means for outputting a voltage proportional to the difference in numbers as a second control signal; and a position control signal generating means for supplying the first control signal to the driver when driving the servo motor at high speed; A servo motor control device comprising a switching means for supplying the second control signal to the driver when driving at a low speed.
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