JPH02106199A - ステッピングモータの閉ループ制御方法および回路 - Google Patents
ステッピングモータの閉ループ制御方法および回路Info
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- JPH02106199A JPH02106199A JP25854788A JP25854788A JPH02106199A JP H02106199 A JPH02106199 A JP H02106199A JP 25854788 A JP25854788 A JP 25854788A JP 25854788 A JP25854788 A JP 25854788A JP H02106199 A JPH02106199 A JP H02106199A
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- rotation
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 28
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Stepping 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ、 産業上の利用分野
本発明はステッピングモータの閉ループ制御方法および
回路に関する。
回路に関する。
特に、指令速度と実速度の偏差に基づく電流指令信号と
、速度信号と回転指令方向信号に基づき励磁状態を決定
するリード角信号の両方を用いるステッピングモータの
閉ループ制御方法および装置に関する。
、速度信号と回転指令方向信号に基づき励磁状態を決定
するリード角信号の両方を用いるステッピングモータの
閉ループ制御方法および装置に関する。
ここにおいてリード角とは、ステータの作る磁界中のロ
ータの安定位置と現在のロータの位置の偏差角度をロー
タのステップを単位として表現した量を意味する。
ータの安定位置と現在のロータの位置の偏差角度をロー
タのステップを単位として表現した量を意味する。
ｂ、 従来の技術
指令速度と実速度の偏差に基づく電流指令信号を用いて
ステッピングモータを制御する方法および回路は公知で
ある。
ステッピングモータを制御する方法および回路は公知で
ある。
Ｃ０発明が解決しようとする課題
従来技術によるステッピングモータの閉ループ制御方法
および回路においては、コイルインダクタンス、誘起電
圧により励磁界の立ち上がりが遅れ、適正な励磁タイミ
ングを実現することが困難な場合があり、この結果トル
ク定数及び効率の低下、温度上昇の増大、速度制御性の
悪化等が引き起こされていた。
および回路においては、コイルインダクタンス、誘起電
圧により励磁界の立ち上がりが遅れ、適正な励磁タイミ
ングを実現することが困難な場合があり、この結果トル
ク定数及び効率の低下、温度上昇の増大、速度制御性の
悪化等が引き起こされていた。
ｄ、 課題を解決するための手段
上記課題は、ステッピングモータの軸に結合され、ロー
タ位置に対応するロータ位置信号を発生するエンコーダ
と、ロータ位置信号からロータ回転速度を検出するロー
タ回転速度検出回路と、ロータ位置信号からロータの回
転方向を検出するロータ回転方向検出回路と、設定位置
信号とロータ位置信号の偏差に基づき回転方向指令信号
を発生する回転方向指令信号発生回路と、設定回転速度
とロータ回転速度の差に対応する速度差極性信号を発生
する速度差捲性信号発生回路と、ステッピングモータの
回転／停止を指令する回転／停止信号発生回路と、回転
方向指令信号とロータ回転速度信号に基づき励磁電流を
決定し供給する第１の増幅回路と、ロータ位置信号とロ
ータ回転方向と回転方向指令信号と速度差極性信号とロ
ータ回転速度信号と回転／停止信号に基づきリード角を
決定しリード角に基づき励磁されるべきステータコイル
を決定する励磁シーケンサ回路と、励磁シーケンサ回路
からの制御信号に基づきステータコイルの励磁回路を断
続することにより第１の増幅で決定された電流をステー
タコイルに供給する第２の増幅回路を備えることを特徴
とするステッピングモータの閉ループ制御方法、および
回路によって解決された。
タ位置に対応するロータ位置信号を発生するエンコーダ
と、ロータ位置信号からロータ回転速度を検出するロー
タ回転速度検出回路と、ロータ位置信号からロータの回
転方向を検出するロータ回転方向検出回路と、設定位置
信号とロータ位置信号の偏差に基づき回転方向指令信号
を発生する回転方向指令信号発生回路と、設定回転速度
とロータ回転速度の差に対応する速度差極性信号を発生
する速度差捲性信号発生回路と、ステッピングモータの
回転／停止を指令する回転／停止信号発生回路と、回転
方向指令信号とロータ回転速度信号に基づき励磁電流を
決定し供給する第１の増幅回路と、ロータ位置信号とロ
ータ回転方向と回転方向指令信号と速度差極性信号とロ
ータ回転速度信号と回転／停止信号に基づきリード角を
決定しリード角に基づき励磁されるべきステータコイル
を決定する励磁シーケンサ回路と、励磁シーケンサ回路
からの制御信号に基づきステータコイルの励磁回路を断
続することにより第１の増幅で決定された電流をステー
タコイルに供給する第２の増幅回路を備えることを特徴
とするステッピングモータの閉ループ制御方法、および
回路によって解決された。
ｅ、 作用
第３図はリード角を決定する図の一例である。
回転方向指令信号りが横軸に示され、右向きは時計方向
、左向きは反時計方向を示す。モータ速度信号■が縦軸
に示されて、上向きは時計方向、下向きは反時計方向を
示す。
、左向きは反時計方向を示す。モータ速度信号■が縦軸
に示されて、上向きは時計方向、下向きは反時計方向を
示す。
半径Ｖ、の内部領域は低速度域を示し、外部領域は高速
度域を示す。第１象現と第３象現の横軸りと直線Ｃ０Ｎ
５Ｔ Ｔ：挾まれた領域は加速度域ＡＣを示し、直線Ｃ
０Ｎ５Ｔ上は定速度域を示し、直線Ｃ０Ｎ５Ｔ と縦軸
で挟まれた領域は減速度域ＤＣを示す。また第２象現と
第３象現は、モータ速度信号■と回転方向指令信号りが
反対方向であり制動域ＢＲであることを示す。
度域を示す。第１象現と第３象現の横軸りと直線Ｃ０Ｎ
５Ｔ Ｔ：挾まれた領域は加速度域ＡＣを示し、直線Ｃ
０Ｎ５Ｔ上は定速度域を示し、直線Ｃ０Ｎ５Ｔ と縦軸
で挟まれた領域は減速度域ＤＣを示す。また第２象現と
第３象現は、モータ速度信号■と回転方向指令信号りが
反対方向であり制動域ＢＲであることを示す。
各領域にそれぞれリード角が予め決定されている。例え
ば高速度域の加速度域では４．２５（ＳＴＥＰ）であり
、低速度の加速度域では３．２５（ＳＴＥＰ）である。
ば高速度域の加速度域では４．２５（ＳＴＥＰ）であり
、低速度の加速度域では３．２５（ＳＴＥＰ）である。
なおリード角はモータ速度１回転方向指令等の要因以外
に停止指令信号等の他の要因を加え、さらに精密にモー
タを制御することもできる。
に停止指令信号等の他の要因を加え、さらに精密にモー
タを制御することもできる。
第４図はロータ位置とリード角から励磁されるべきステ
ータコイルを決定する表の一例を表わす図であるや ステータが２０個あり、現在のロータ位置が１９９番目
０番目のステータの間にあり、第３図により決定された
リード角（ＬＡ）が４，２５（ＳＴＥＰ）である時、励
Ｅｌｌ ステート（ＥＸ’ＣＩＴＩＮＧ ５ＴＡＴＥ）
は胤８となる（第４行第１欄）。現在のロータ位置が１
番目と２番目のステータの間にある時は、励磁ステート
はＮ。
ータコイルを決定する表の一例を表わす図であるや ステータが２０個あり、現在のロータ位置が１９９番目
０番目のステータの間にあり、第３図により決定された
リード角（ＬＡ）が４，２５（ＳＴＥＰ）である時、励
Ｅｌｌ ステート（ＥＸ’ＣＩＴＩＮＧ ５ＴＡＴＥ）
は胤８となる（第４行第１欄）。現在のロータ位置が１
番目と２番目のステータの間にある時は、励磁ステート
はＮ。
９となる（第４行第２欄）。
第５図は励磁ステート（ＥＳ）が決定された時の各巻線
（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ）の励磁状態を示す。
（Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ）の励磁状態を示す。
Ａ巻線は励磁ステート（ＥＳ）がＮα２とＮα１２の時
電流が流れず、Ｎａ１３とＮα０の間は正方向に電流が
流れ、Ｎα３とＮα１１の間は逆方向に流れる。同様に
Ｂ巻線Ｃ巻線、Ｄ巻線、Ｅ巻線については、ＥＳがＮα
４とＮＯ，１４，Ｎ（Ｌ６とＮ（１１６，ＮＯ，８とＮ
ｏ、 １８ 、 Ｎｏ、 ｌ Ｏと随０の時にはそれぞ
れ電流が流れず、Ｎα５とＮα１３の間、 Ｎａ１７と
Ｎα５の間 ＮＯ１９とＮｏ、 ］ ７の間、Ｎｏ、Ｉ
とＮα９の間の時にはそれぞれ正方向に電流が流れ、ｋ
１５とＮ０３の間、Ｎｏ、７とＮα１５の間、Ｎｏ、１
９とＮα７の間、Ｎｏ、１１とＮｏ、 ｌ ９の間の時
にはそれぞれ逆方向に電流が流れる。
電流が流れず、Ｎａ１３とＮα０の間は正方向に電流が
流れ、Ｎα３とＮα１１の間は逆方向に流れる。同様に
Ｂ巻線Ｃ巻線、Ｄ巻線、Ｅ巻線については、ＥＳがＮα
４とＮＯ，１４，Ｎ（Ｌ６とＮ（１１６，ＮＯ，８とＮ
ｏ、 １８ 、 Ｎｏ、 ｌ Ｏと随０の時にはそれぞ
れ電流が流れず、Ｎα５とＮα１３の間、 Ｎａ１７と
Ｎα５の間 ＮＯ１９とＮｏ、 ］ ７の間、Ｎｏ、Ｉ
とＮα９の間の時にはそれぞれ正方向に電流が流れ、ｋ
１５とＮ０３の間、Ｎｏ、７とＮα１５の間、Ｎｏ、１
９とＮα７の間、Ｎｏ、１１とＮｏ、 ｌ ９の間の時
にはそれぞれ逆方向に電流が流れる。
このようにして各Ｓ線の励磁状態が決定される。
設定角度位置、ロータ位置、ロータ速度信号に基づいて
公知に方法を用いて励磁電流を決定する第１の増幅回路
から各巻線に電流が供給される。
公知に方法を用いて励磁電流を決定する第１の増幅回路
から各巻線に電流が供給される。
ｆ、 実施例
第１図は本発明に係るステッピングモータの閉ループ制
御方法を実施するための回路の主要部のブロックダイヤ
グラムである。
御方法を実施するための回路の主要部のブロックダイヤ
グラムである。
ステッピングモータＳＭの回転軸にエンコーダＥが結合
され、エンコーダＥからロータ位置信号と設定位置信号
の差が計数回路ＣＮＴで求められ、計数回路ＣＮＴの出
力はデジタル／アナログ変換回路Ｄ／Ａによりアナログ
信号に変換される。
され、エンコーダＥからロータ位置信号と設定位置信号
の差が計数回路ＣＮＴで求められ、計数回路ＣＮＴの出
力はデジタル／アナログ変換回路Ｄ／Ａによりアナログ
信号に変換される。
エンコーダからのロータ位置信号を周波数／電圧変換回
路Ｆ／Ｖを用いてロータ速度信号に変換するゆ デジタル／アナログ変換回路Ｄハの出力と周波数／電圧
変換回路Ｆ／Ｖの出力に基づいて第１の増幅回路ＡＩが
、励磁電流を決定し供給する。
路Ｆ／Ｖを用いてロータ速度信号に変換するゆ デジタル／アナログ変換回路Ｄハの出力と周波数／電圧
変換回路Ｆ／Ｖの出力に基づいて第１の増幅回路ＡＩが
、励磁電流を決定し供給する。
励磁シーケンス決定回路ＳＯはＲＯＭ記憶回路を備え、
ｌ１０Ｍ記憶回路のアドレスはロータ位置信号ロータ回
転方向２回転方向指令信号、速度差極性信号、ロータ回
転速度信号１回転／停正信号に対応するデジタル信号を
組合せたデジタル信号からなり、第３図、第４図、第５
図に示された表に対応する条件に従い、励磁されるべき
巻線およびその極性に対応する励ｔ■シーケンス信号を
発生する。
ｌ１０Ｍ記憶回路のアドレスはロータ位置信号ロータ回
転方向２回転方向指令信号、速度差極性信号、ロータ回
転速度信号１回転／停正信号に対応するデジタル信号を
組合せたデジタル信号からなり、第３図、第４図、第５
図に示された表に対応する条件に従い、励磁されるべき
巻線およびその極性に対応する励ｔ■シーケンス信号を
発生する。
第２の増幅回路Ａ２は、例えば第２図に示すような回路
構成を有する。
構成を有する。
第２の増幅回路は、ステッピングモータの各巻線を断続
するスイッチ０１．口２． ＱＩＯを備え、各スイッ
チ０１．口２．−ＱＩＯは励磁シーケンス決定回路ＳＱ
からの信号により制御され、所定の巻線を励ｔｉする。
するスイッチ０１．口２． ＱＩＯを備え、各スイッ
チ０１．口２．−ＱＩＯは励磁シーケンス決定回路ＳＱ
からの信号により制御され、所定の巻線を励ｔｉする。
巻線へ供給される電流は、波形変換回路ＷＴを介して与
えられる第１の増幅回路ＡＩからの信号によりデユーテ
ィ比変化用スイフチ００を用いて電ｔＸｐｓからの電流
のデユーティ比を変化させることにより制御される。
えられる第１の増幅回路ＡＩからの信号によりデユーテ
ィ比変化用スイフチ００を用いて電ｔＸｐｓからの電流
のデユーティ比を変化させることにより制御される。
ｇ、 発明の効果
モータ速度と回転状態に応して電流指令とリード角とを
独立に最適な値いとすることができる。
独立に最適な値いとすることができる。
これ故、モータコイルのインダクタンスおよび誘起電圧
の影響を抑制し最適のタイミングで励磁を行うことがで
きる。この結果、制御性が良、効率の高いステッピング
モータの閉ループ制御方式を実現することができる。
の影響を抑制し最適のタイミングで励磁を行うことがで
きる。この結果、制御性が良、効率の高いステッピング
モータの閉ループ制御方式を実現することができる。
第１図は本発明に係るステッピングモータの閉ループ制
御方法を実現するための回路の主要部のブロックダイヤ
グラム、第２図は第２の増１唱回路およびその周辺の部
分の回路図、第３図はリード角を決定する図、第４図は
ロータ位置とリード角から励磁されるべきステータコイ
ルを決定する表の一例を示す図、第５図は励磁ステート
が決定された時の各巻線の励磁状態を示す図である。 Ａト・・第１の増幅回路、Ａ２・・・第２の増幅回路、
ＣＩＩＴ・・・計数回路、 ０／へ・・・デジタル／アナログ変換回路、Ｅ・・・エ
ンコーダ、 Ｆ／Ｖ・・・周波数／電圧変換回路 ＱＯ・・・デユーティ比変化用スイ・７チＱｌ−ＱＩＯ
・・・スイフチ、 ＳＨ・・・ステッピングモータ、 ＳＯ・・・励磁シーケンス決定回路。 第３図 ■ 第４図
御方法を実現するための回路の主要部のブロックダイヤ
グラム、第２図は第２の増１唱回路およびその周辺の部
分の回路図、第３図はリード角を決定する図、第４図は
ロータ位置とリード角から励磁されるべきステータコイ
ルを決定する表の一例を示す図、第５図は励磁ステート
が決定された時の各巻線の励磁状態を示す図である。 Ａト・・第１の増幅回路、Ａ２・・・第２の増幅回路、
ＣＩＩＴ・・・計数回路、 ０／へ・・・デジタル／アナログ変換回路、Ｅ・・・エ
ンコーダ、 Ｆ／Ｖ・・・周波数／電圧変換回路 ＱＯ・・・デユーティ比変化用スイ・７チＱｌ−ＱＩＯ
・・・スイフチ、 ＳＨ・・・ステッピングモータ、 ＳＯ・・・励磁シーケンス決定回路。 第３図 ■ 第４図
Claims (2)
- （１） 回転方向指令信号とロータ回転速度信号に基づ
き励磁電流を決定し供給する第１の増幅回路と、ロータ
位置信号とロータ回転方向と回転方向指令信号と速度差
極性信号とロータ回転速度信号と回転／停止信号に基づ
きリード角を決定しリード角に基づき励磁されるべきス
テータコイルを決定する励磁シーケンサ回路と、励磁シ
ーケンサ回路からの制御信号に基づきステータコイルの
励磁回路を断続することにより第１の増幅で設定された
電流をステータコイルに供給する第２の増幅回路を用い
ることを特徴とするステッピングモータの閉ループ制御
方法。 - （２） ステッピングモータの軸に結合され、ロータ位
置に対応するロータ位置信号を発生するエンコーダと、
ロータ位置信号からロータ回転速度を検出するロータ回
転速度検出回路と、ロータ位置信号からロータの回転方
向を検出するロータ回転方向検出回路と、設定位置信号
とロータ位置信号の偏差に基づき回転方向指令信号を発
生する回転方向指令信号発生回路と、設定回転速度とロ
ータ回転速度の差に対応する速度差極性信号を発生する
速度差極性信号発生回路と、ステッピングモータの回転
／停止を指令する回転／停止信号発生回路と、回転方向
指令信号とロータ回転速度信号に基づき励磁電流を決定
し供給する第１の増幅回路と、ロータ位置信号とロータ
回転方向と回転方向指令信号と速度差極性信号とロータ
回転速度信号と回転／停止信号に基づきリード角を決定
しリード角に基づき励磁されるべきステータコイルを決
定する励磁シーケンサ回路と、励磁シーケンサ回路から
の制御信号に基づきステータコイルの励磁回路を断続す
ることにより第１の増幅で設定された電流をステータコ
イルに供給する第２の増幅回路を備えることを特徴とす
るステッピングモータの閉ループ制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25854788A JPH02106199A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | ステッピングモータの閉ループ制御方法および回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25854788A JPH02106199A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | ステッピングモータの閉ループ制御方法および回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106199A true JPH02106199A (ja) | 1990-04-18 |
Family
ID=17321747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25854788A Pending JPH02106199A (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | ステッピングモータの閉ループ制御方法および回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02106199A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5663624A (en) * | 1992-03-05 | 1997-09-02 | Hewlett-Packard Company | Closed-loop method and apparatus for controlling acceleration and velocity of a stepper motor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165993A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-19 | Nec Corp | 位置決め制御装置 |
| JPS6392297A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | ステツプモ−タの回転制御装置 |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP25854788A patent/JPH02106199A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165993A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-19 | Nec Corp | 位置決め制御装置 |
| JPS6392297A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-22 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | ステツプモ−タの回転制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5663624A (en) * | 1992-03-05 | 1997-09-02 | Hewlett-Packard Company | Closed-loop method and apparatus for controlling acceleration and velocity of a stepper motor |
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