JPS6240073A - エンコ−ダモ−トルの停止方法 - 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、エンコーダモートルの停止方法に係り、特に
、その位置制御における停止時の目標位置近傍での停止
方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、エンコーダモートルを使用した位置制御において
は、たとえば、電気学会、情報処理研究会資料「資料番
号ＩＰ−８２−３４ＪのＩＤＣサーボモータの全ディジ
タル制御」に示すように、目標停止位置近傍での停止方
法は、目標停止位置までの残りパルス数に基づいて、最
適な速度指令を与え、速度指令を徐々に小さくし、目標
停止位置での速度を零にして停止させようとするもので
ある。

しかし、たとえばＤＣモートルの負荷の摩擦力が小さく
、慣性が大きい時には、目標停止位置手前の速度指令の
駆動により、その目標停止位置で停止しきれず、行過ぎ
を起こし、さらに１行過ぎたところから当該目標停止位
ｆｆｌへ向わせる駆動で。

また再び手前に来るという振動を起こし、振動の収束が
遅くなる場合がある、という改善すべき点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、行過ぎを抑え、また、行過ぎから戻る場合も
、逆に手前に来過ぎる量を小さくし、仮に振動したとし
ても、短時間に収束させうる、ようにしたエンコーダモ
ートルの停止方法の提供を。

その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る。エンコーダモートルの停止方法は、エン
コーダを備えたモートルを制御し、そめ停止位置を、エ
ンコーダパルス数で入力し、予め設定された減速速度指
令パターンにより停止させるようにしたものにおける、
目標停止位置の近傍の一定範囲内において、その目標停
止位置へ向っている時に、逆方向へ駆動信号を入力させ
ながら停止せしめるようにしたものである。

さらに補足すると、次のとおりである。

すなわち９本発明は、モートルが遠い位置から、残りパ
ルス量による、減速速度指令に従って減速しズ来て、目
標停止位置の近傍の、ある一定範囲内に到達したのちは
、目標停止位置へ向う方向とは逆方向へ駆動信号を入力
し、制動をかけながら、目標停止位置へ向わせ、仮に行
過ぎても、徐々に行過ぎ量を減らし、また振動したとし
ても、早く収束させようとするものである。

〔発明の実施例〕

、本発明に係る、エンコーダモートルの停止方法の実施
例を、各図を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例のエンコーダモートルの停
止方法に係る１位置制御時の目標位置近傍の動作説明図
、第２図は、そのモートル印加電圧波形図、第３図は、
その目標位置近傍のフローチャート図、第４図は、従来
技術のＤＣモー１〜ル制御システムのブロック図、第５
図は、その各波形位相図、第６図は、その位置制御時の
速度、位置と時間との関係説明図、第７図は、減速速度
指令パターン図である。

しかして１本実施例の説明は、エンコーダを搭載したＤ
Ｃモートルの場合に係るものである。

まず、第４図により、従来技術に係るＤＣモートル制御
システムについて説明する。

すなおち、ＤＣモートルＭは、トランジスタＱ＾（＋）
　、　Ｑ＾（−）　、　Ｑａ（＋）　、　Ｑａ（）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、各々、抵抗Ｒ＾（＋）、Ｒ
＾（−）　、　ＲＢ（＋）　、　Ｒｓ（）　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Ｑ＾（＋）、Ｑ＾（−）がオンすると、ＤＣ
モートルＭは正回転、トランジスタＱａ（＋）　、　Ｑ
ａ（−）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、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５図の各波形位相図に示す出力φ＾、φＢ
という、位相の異なった２相の矩形波を出力するもので
ある。

この出力φ＾、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＾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υＤＣＮＴは、エ
ンコーダＥの出力φ＾、φＢを、第５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ＦＣを、アップカウントある
いは、ダウンカウントし、そのカウンタ値Ｃ０ＵＮＴを
、速度あるいは、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ＬＩＤＣＮＴは、エン
コーダＥの出力φ＾、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ＭＰＴＪに入力するものである。

そして、ＩＮＦ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ＭＰＵとは、指示制御部に係るものである。なお、ｊ
、Ｒ，ｉＩはＤＣモートルＭの右。

左の電流方向である。

このような構成で、速度指令ＳＣ２位置指令ＰＣ，運転
指令ＣＴ　Ｌは、インターフェース回路ＩＮＦ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ＭＰＵは、位置制御時の速度２位置と時間
との関係説明図である第６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Ｃ０ＵＮＴ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ＷＩＸ　ｔまで達すると
、予めマイクロコンピュータＭＰＵに設定された。

減速速度指令パターン図である第７図における減速速度
指令パターンＰ１に従って、減速し、停止するものであ
る。

１二で、減速速度指令パターンＰｔでの速度指令ｐ１は
、ｐｉ”パコ（３（Ｋは常数）で、停止位置までの残り
のパルス数θの関数で与えられ、停止位置が近づくにつ
れて、その速度指令も、図示のごとく小さくなり、振動
なく停止させることができるものである。

しかし、ＤＣモートルＭが駆動する負荷装置の摩擦が小
さく、慣性が大きいような場合には、目標位置に停止で
きず後述する第１図矢印Ａのように、目標位置を通り過
ぎ、行過ぎ方向の速度指令によって逆方向に制動をかけ
られ、回転方向が変り、同二重矢印Ｂのように、再度、
目標位置に向う運動が続けられる。このとき、行過ぎ量
が大きければ大きい程、回転方向の変った最初の初速指
令が大きくなり、慣性が大きいときは、振動が大きくな
り、収束しにくくなるものである。

本発明に係るものは、前述のような振動を小さくし、収
束を早くしようとするものである。

以下、その一実施例を、さきの第４図をも参照して説明
する。

すなわち、ＤＣモー１−ルＭが遠い位置から減速を始め
、目標位置近傍の一定範囲、すなわち、制動力を有効と
する位置である第１図のそれぞれのθＢの間の範囲のう
ち、ここでは、第１図に示す位置−７７Ｂに達したのち
は、第３図のフローチャートに示すように、目標位置手
前で、かつ、目標位置へ向っているときは、目標位置へ
到達しようとする方向（正方向）へトランジスタＱ＾（
＋）。

Ｑ＾（−）　　をＯＮする。

次に、詳細は後述するが、マイクロコンピュータＭＰＵ
が、アップダウンカウンタ回路ＵＤＣＮＴの計数値をサ
ンプリングしている当該１サンプリング内で１回、逆方
向のトランジスタＱａ（＋）。

Ｑａ（−）　　も、後述する所要の時間ＯＮさせ、制動
をかけながら、目標位置へ向わせる。

また、このようにして、仮に、行過ぎた場合は。

目標位置より離れているとき（正方向回転している時）
は、逆方向のトランジスタＱａ　（＋　）　＋ＱＢ（−
）　　をＯＮし、行過ぎを止めるように速度制御をする
。

さらに、回転方向が変り、逆方向回転で目標位置へ向っ
たら、逆方向のトランジスタＱａ　（＋）　。

Ｑａ　（−）　　をＯＮＬながら、かつ、さきの態様と
同態様で正方向のトランジスタＱ＾（＋）。

Ｑ＾（−）も、所要の時間ＯＮさせ、制動をかけながら
、目標位置へ向わせるようにするものである。

上記のようにして、さらに、目標位置を通り越して、手
前側に来たときには、前述と同様正方向のトランジスタ
Ｑ＾（＋）、Ｑ＾（−）をＯＮＬ。

手前側への回転を止め、回転方向が変り、目標位置へ向
ったら、正方向のトランジスタＱ＾（＋）。

Ｑ＾（−）　　をＯＮしながら、逆方向のトランジスタ
Ｑａ　（＋　）　＋　Ｑａ　（）をＯＮして制動をかけ
て、この動作をくり返すものである。

既述のように、第２図は、目標位置手前で、目標位置方
向へ向っているときのＤＣモートルＭへの印加電圧の波
形を示すものである。

この実施例のものでは、一度、位置信号を取込み、１サ
ンプリング内に同一の駆動信号を、複数回、たとえば４
回出力し、そのうち１回を制動信号として使用している
場合の波形を示すものである。

すなわち、１回の逆方向信号で、目標位置へ向う回転に
制動をかけ、速度を低下させ、目標位置に停止できずに
行過ぎる量を、極力抑えるようにするものである。

この制動信号は、一定の値でもよく、また、前回値に係
る、同一サンプリング内で出力した駆動信号を基準にし
た、同一値あるいは、換算値を使用することができるも
のである。

これは、モートルの停止させようとする負荷状態によっ
て、最適な値を選べば良いものである。

しかして、第２図の印加電圧波形図は、順次。

印加時間を調整して行う態様を示すものである。

上記実施例によれば、目標位置を行過ぎる量を抑えるこ
とができ、また仮に行過ぎたとしても、次の振幅を抑え
ることができ、短時間で振動を収束させることができて
、良好な停止特性を得ることができるものである６ しかして、上記実施例では、駆動信号の１回を逆方向へ
入力して制動信号として使用するようにしたものである
が、これは１回以上とすることができるものである。

また、上記実施例は、エンコーダを搭載したＤＣモート
ルの場合に係るものであるが、ＤＣモートルをブラシレ
スモートルその他とすることができものである。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、行過ぎを抑え、また、行過ぎから
戻る場合も、逆に手前に来過ぎる量を小さくシ、仮に振
動したとしても、短期間に収束させうるようにした、エ
ンコーダモートルの停止方法を提供することができるも
のであって、実用的にすぐれた効果を所期しつる発明と
いうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例のエンコーダモートルの停
止方法に係る、位置制御時の目標位置近傍の動作説明図
、第２図は、そのモートル印加電圧波形図、第３図は、
その目標位置近傍のフローチャート図、第４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５図
は、その各波形位相図、第６図は、その位置制御時の速
度、位置と時間との関係説明図、第７図は、減速速度指
令パターン図である６ Ｍ・・・ＤＣモートル、Ｅ・・・エンコーダ、Ｑ＾（＋
）。 Ｑ＾（−）、　Ｑａ（＋）、　ＱＢ（）・・・トランジ
スタ、Ｒ＾（＋）、Ｒ＾（）、　Ｒｓ（＋）、　Ｒａ（
）・・・抵抗、ＵＤＣＮＴ・・・アップダウンカウンタ
回路、　ＣＣＵＮＴ・・・カウンタ値、ＭＰＵ・・・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、ｐ
ｃ・・・位置指令、ＲＯＴ・・・回転方向信号、φ＾、
φＢ・・・エンコーダの出力、ＦＣ・・・エンコーダの
４倍化されたパルス、ｘｌ・・・減速を始める位置、Ｐ
Ｉ・・・減速速度指令パターン、ＱＢ・・・制動力を有
効とする位置。 （、よヵ、□名）響″＋１ 第１　目 茅　２　口 ”　　　　　　　　　　　　　−ｑａ 茅、５′″　目 茅６　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンコーダを備えたモートルを制御し、その停止位
   置を、エンコーダパルス数で入力し、予め設定された減
   速速度指令パターンにより停止させるようにしたものに
   おける、目標停止位置の近傍の一定範囲内において、そ
   の目標停止位置へ向つている時に、逆方向へ駆動信号を
   入力させながら停止せしめるようにしたことを特徴とす
   るエンコーダモートルの停止方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、一度、
   位置信号を取込み、同一の駆動信号を複数回出力し、そ
   のうち１回を逆方向へ入力させ、制動信号として使用す
   るようにしたものであるエンコーダモートルの停止方法
   。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、逆方向
   への駆動信号の大きさは、前回の値を基準としたもので
   あるエンコーダモートルの停止方法。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、逆方向
   への駆動信号の大きさは、一定値としたものであるエン
   コーダモートルの停止方法。