JPH02219113A - 可動物体の移動制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば各種スキャナのような可動物体を、
予め設定した移動時間で設定した距離だけ移動させるよ
うに制御する可動物体の移動制御方法に関する。

〔従来の技術〕

このような可動物体の移動制御方法としては、従来から
各種のサーボ制御方式が採用されておＤ、それは次の３
種類に大別される。

（１）アナログサーボ 例えば、特開昭６３−５７６２号公報等に見られるよう
に、可動体の現在位置及び速度情報をフィードバックす
るアナログサーボループを形成すると共に、メモリ上に
各移動距離における速度の指示値を格納しておき、その
指示値をアナログサーボループへ出力して可動体の移動
を制御する。

（２）ディジタルサーボ 例えば、特開昭６３−４９９０４号公報等に見られるよ
うに、上記アナログサーボにおけるアナログサーボルー
プをディジタルサーボループに変え、やはりメモリ上に
速度指示値のデータを格納しておき、それをディジタル
サーボループへ出力して可動体の移動を制御する。

（３）ソフトウェアサーボ ディジタルサーボの一種で、ディジタルコンピュータを
サーボループの一要素とする。一般にはディジタル制御
と相性のよいＰＷＭ　（パルス幅変調）でモータへの電
流値を変える方法がとられるが、従来は予め各移動段階
において対象物の動くべき時刻−速度カーブ（プロファ
イル）が指定されておＤ、各段階での目標速度と実際速
度の偏差から指示速度（ＰＷＭにおいてはデユーティ）
を算出してモータ駆動部へ出力していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のアナログサーボでは、アナログ減算器（オペアン
プ等）、ディジタルコンピュータからの速度指示をアナ
ログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、モータ軸等に取り付
けるフォトエンコーダ等の回転検出器の周波数からモー
タの回転速度を得るＦ／Ｖ変換器等、多くのアナログ回
路が必要であるためコスト高になるという問題がある。

ディジタルサーボは、アナログ回路がデイジタル回路に
置き換わるので、アナログサーボよりは低コストとなる
ものの、カウンタ、ディジタル減算器等のハードウェア
のコストがかかる。

ソフトウェアサーボは、上述した３種類のサーボ制御の
うちでハードウェアコストは最も安い。

しかし、上述した従来のサーボ制御に共通しているのは
、理想のプロファイルを予め求めてシステム内のメモリ
に格納しておき、対象物の動きがその理想プロファイル
に近づくように制御している。

しかるに、特にソフトウェアサーボの場合にはディジタ
ルコンピュータがサーボループ内に入っているため、デ
ィジタルコンピュータの処理時間が系の遅れにつながＤ
、また電源電圧の変動やモータトルク定数のばらつきに
十分追従できず、移動時間が大きくばらついたＤ、動作
が不安定になったりする。

そのため、第１５図に実線で示すような理想フロファイ
ルに基づいて制御しても、対象物の実際の動作は同図に
破線で示すように、理想プロファイルから大きくずれて
しまうことが多いという問題があった。

この発明は、このようなディジタルコンピュータを系の
一要素とし、プログラムで系の動きを制御するソフトウ
ェアサーボにおいて、上記の問題点を解決して、コスト
が安く且つ制御性のよい可動物体の移動制御方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、可動物体をＤＣ
モータによって移動させ、そのＤＣモータの回転をディ
ジタルコンピュータを用いてフィードバック制御して、
前記可動物体を予め設定した移動時間で設定した距離だ
け移動させる可動物体の移動制御方法において。

設定した総移動距離をＤ、設定した理想移動時間をＴ、
制御中のある段階での時刻をｔ４．その時の可動物体の
移動開始位置からの移動距離をｄ　Ｌ　ｅ移動速度をｕ
ｔとしたとき、動作開始後加速制御し、必要に応じて加
速後退時点で定速制御に移行し、 上記ｔｔ、−ｄｉ、及びＯＬが Ｄｄｔ”−υＬ　（Ｔ−ｔ　Ｌ　） の条件式を満たす時点で減速制御に移行することを特徴
とする。

また、この可動物体の移動制御方法において、減速制御
時には、上記条件式を満たした時のｔＬ。

ｙＬをそれぞれｔｃ、ｔＰｃとすると、各段階での理想
位置ｄｏを ２（Ｔ−ｔｃ） として、ｄｔｊｄｏなら負の速度指示を、−ｄｉ＜ｄｏ
なら正の速度指示を与えるようにするとよい。

さらに、この減速制御時における速度指示をＶｔとする
と、 Ｖ　Ｌ　＝Ｃ１＋ＣＺ　”ｕ　ｔ　　（ＣＩ　、ｃ！は
定数）によって算出される値とし。

正の速度指示のときにはＣ１＞０ 負の速度指示のときにはＣ１く０ にするとよい。

これらに加えて、請求項４乃至９にそれぞれ記載した要
件を付加することによＤ、より高精度な可動物体の移動
制御を実現することができる。

〔作　用〕

この発明による可動物体の移動制御方法は、従来のソフ
トウェアサーボによる制御のように、対象物（可動物体
）が常に理想のプロファイルに近づくように制御するの
ではなく、第１図にその制御結果を３つの曲線ａ、ｂ、
Ｑで例示するように（例えば実線ａｔｃｌｌ想のプロフ
ァイルとする）、移動時間が設定された理想移動時間Ｔ
になった時に移動速度υが０になＤ、各曲線によって囲
まれた台形の面積がいずれも設定された総移動距ＭＤ（
一定）になるように制御するのである。

そのために、加速あるいは定速制御から減速制御に移行
する時点を、上記の条件式を満たすように変化させるこ
とになる。

したがって、加速あるいは定速時のある点（１＋　υ）
において減速指示に入るかどうかの判断は、その点から
（Ｔ、Ｏ）の点まで直線を引いたときの台形（定速制御
を行なわない場合は三角形）の面積が、目標とする総移
動距離りに等しくなるかどうかによって判断する。

そして、減速制御に移行した後は、上記直線に沿うよう
に減速制御すればよいのである。

なお、この発明による可動物体の移動制御方法の作用の
詳細は実施例の説明において述べる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

第２図は、この発明による可動物体の移動制御方法を適
用したサーボ系の構成例を示すブロック図であＤ、第３
図はそのＤＣモータによる可動物体移動機構の一例を示
す模式図である。

第２図において、１は設定された総移動距離である目標
距離りや理想移動時間である目標時間Ｔ及び制御に必要
な各種定数等を記憶するメモリ。

２はＰＷＭ制御機能を有するディジタルコンピュータで
あＤ、指示速度に応じたデユーティのＰＷＭ信号を方向
指示信号と共に訃動回路３に出力する。

暉動回路３は、入力したＰＷＭ信号のデユーティに応じ
た電流を方向指示信号によって指示された方向にＤＣモ
ータ（以下単に「モータ」ともいう）４に流してそれを
回転させ、それによって可動物体（以下単に「対象物」
ともいう）５を指定方向に移動させる。

モータ４の回転軸には回転検出器であるフォトエンコー
ダ６がとりつけられておＤ、このフォトエンコーダ６か
ら９０’″位相の異なった２組のパルス列φＡ、φＢが
出力される。

このパルス列φＡ、φＢがクロック発生・方向判別回路
７を通して、対象物５の移動距離に応じた数のクロック
と移動方向に応じて論理が設定された方向信号（１ビツ
トの信号）とに変換され、そのクロックと方向信号がデ
ィジタルコンピュータ２に入力される。

ディジタルコンピュータ２は入力されたクロック数と方
向信号から適切な速度指示情報として、あるデユーティ
を持ったＰＷＭ信号を駆動部３へ出力する。

モータ４は、例えば第３図に示すように、プーリ８，９
間に張装されたワイヤ１０を回動させることによＤ、そ
のワイヤ１０に係着された対象物５を、目標距離りに相
当する間隔を置いて固設された一方のダンパ１１に当接
する始端位置から他方のダンパ１２に当接する終端位置
まで矢示方向に移動させる。

この実施例においては、ＰＷＭ信号の幅は８ビツトのデ
ータ（０〜２５６）で示すものとする。

したがって、デユーティ＝１００％はｒ２５６Ｊ　。

デユーティ＝０％は「０」になる。

ＰＷＭ　（パルス幅変調）は、第４図に例示する（よう
に、１周期の時間（基本周期）は変えずに、１周期中の
ＨレベルとＬレベルの時間比を変化させる変調方式であ
Ｄ、１周期中のアクティブレベル（図示の例ではＨレベ
ル）の割合をデユーティという。

本例においてはデユーティはＩＩＩＩｓｅｃごとに決定
および設定する。このタイミングを段階（ステージ）と
呼ぶ。

この段階数は動作開始時点からの時刻を表わし、これを
段階りでの時刻１（とする。

段階ｉではフォトエンコーダ６からのパルス数を移動比
Ｊｉｌ−ｄｉとみなし、１段階前からの移動比１１ｄｔ
−ｄ　ｔ−１を現在速度υＬとする。本来は、υｔ　”
（ｄ　Ｌ　−ｄ　ｔ−ｘ　）／　（ｔ　ｔ　　ｔ　ｉ−
１）であるが、この例では　ｔｔ−ｔＬ−ｘ　＝１ｍｓ
ｅｃで常に一定であるからである。

対象物５の停止時には、ディジタルコンピュータ２から
デユーティが「２４」のＰＷＭ信号が駆動部３に出力さ
れ、第３図に示す移動範囲の端に固設されたダンパ１１
又は１２に対象物５が押し付けられている。

ここでは、先ず第３図におい左側のダンパ１１に押し付
けておく。

そして、動作開始時にｔｉ＝０．−ｄｉ＝０とした後、
ディジタルコンピュータ２から駆動部３への方向指示信
号の論理を逆転させ、最大加速を与えるため、デユーテ
ィｒ１６０ＪのＰＷＭ信号を出力する。

加速が始まったら、最大速度２．５ｍ／ｓｅｃに達した
かどうかを常時判断し、達したらＰＷＭ信号のデユーテ
ィをｒＥ２８１にして最大速度を保持して定速制御とす
る。

最大速度での定速状態では、動作中［現時点から等加速
度減速に移行すれば設定された目標時間Ｔで目標比＠Ｄ
に達したときに速度が丁度０になる」という点を探す。

これは、前述のｔＬ、ｄｔ＋υｔが Ｄ　−ｄ　Ｌ　＝−υ４（ＴｔＬ）　　　・・・・・・
■を満たすことにより表わされる。これは第５図から導
き出せる。

減速に移行した点での時刻ｔＬｔｔｔｃ、そのときの速
度υｉをυｃとすると、第５図における減速の直線りは となＤ、未移動距離は Ｄ　　　　ｄ　　Ｌ　＝　　　　Ｄｉ　　　（’ｒ−ｔ
ｃ）となる。

したがって、ｔｔ、υＬｙ−ｄｉが０式または０式の関
係を満たせば、減速開始時点で想定した直線で対象物５
が動くことになＤ、減速時は０式または０式に近づくよ
うに速度指示を与えればよい。

ここでは計算の容易なｔｔ　ｅ　ｄ　Ｌを用いた０式を
用いるが、０式あるいはその変形式を用いて制御しても
よいことは当然である。

ｔｊを与えたとき０式を満たす理想のｄ＝をｄｏとする
と、 となる、このｄＯと実際の移動距離−ｄｉとの関係によ
Ｄ、 −ｄｉ≧ｄｏ　　なら行きすぎているので負の速度指示
、例えば　デユーティ＝−５０＋υＬ　／　４を与える
。

−ｄｉ＜ｄｏなら行きたりないので正の速度指示、例え
ば　デユーティ＝２４＋υｔ　／　４を与える。

速度指示の一般式を、Ｖｉ＝Ｃｔ＋Ｃｚ・υＬとすると
、ＣＩ　＋　Ｃ２は定数であＤ、正の速度指示の時はＣ
１＞　Ｏ＊負の速度指示の時はＣ１〉Ｏとする。

この速度指示、すなわちデユーティの第２項はモータの
逆起電力補償項であＤ、逆起電力が速度に比例するため
υｔの比例項としている。

対象物５が目標比ｉ！Ｄに十分近づいた停止直前では、
　　　ｙ　ｏ　＝Ｃｓ　　（Ｄ−ｄ　ｔ　）　　　・・
・■として、υＬ≧υ０なら行きすぎなので負の速度指
示Ｖｔとして１例えば デユーティ＝−３６ を、ｔｐＬ＜ｙｏなら行きたりないので正の速度指示Ｖ
Ｌとして、例えば デユーティ；２４ を与える。Ｃ３は定数で１例えば１／８とする。

この制御状態でｄｉ＝Ｄとなったら、デユーティ＝２４
にして対象物５をダンパ１２に押し付けて停止させる。

その後は押し付けたまま停止状態を保つ。

ところで一般に、速度指示を与えてからそれが制御対象
物の挙動に反映されるまでには、電気系及び機械系の遅
れが重なりあって遅延を生ずる。

そこで、この遅延がｎ段階分であるとすると。

段階ｔでの速度指示Ｖｔを求める際、移動距離としてｎ
段階未来の推測値−ｄｉ＋ｎを用い、その推測値−ｄｉ
＋ｎを−ｄ　　Ｌ　　ｓｄ　　ｔ−ｔ　　＃ａ　　ｔ−
ｚ　　ｍ”””ａｄ　　Ｌ−＋ｓ（ｎ、ｍは整数）のい
ずれか２つ以上の関数として求めるのが望ましい。

例えば、この推測値ｄｉ＋ｎを。

ｄ　　ｉｎｎ　　＝Ｃ４１ｄ　　ｉ　＋Ｃ５・ｄ　　Ｌ
−ｍ（Ｃ４＋　Ｃｓは定数）により求める また、同様に段階ｉでの速度指示ｖＬを求める際、速度
としてに段階未来の推測値せｉ十ｋを用い、その推測値
υｉｎｋをυｉ、υｔ−１＋シｉ−２．・・・・・・υ
ｔ−ｇ　（ｋ＊　４１は整数）のいずれか２つ以上の関
数として求めるのが望ましい。

例えば、ｋ段階未来の推測値υ４＋ｌ（を。

廿４＋１（＝Ｃ６・υｔ＋ｃ７・−ｄｉ−處（Ｃｓ　、
Ｃ７は定数）により求める。

この実施例においては２段階分の時間遅れが系に生じる
ため、この遅れを補償するように２段階後（未来）の距
離の推測値ｄｔ＋２及び速度の推測値？７ｔ÷２を ｄ　Ｌ＋２　＝＝２ｄ　Ｌ　−ｄ　Ｌ−２・・・・・・
■νＬ＋１＝２υも一υｉ−２・・・・・・■を用いて
計算する。

これまでの記述で、すべて−ｄｉ、ｕ４を用いたのは簡
単のためであＤ、実際には■、■式で計算されるｄｔ÷
２．νｉ◆２が適用される。

例えば、定速から減速に移行するタイミングとして、前
述した０式を満たすことが条件であるが、この実施例で
はｔＬおよび■、■式によるｄ＝÷２．υｔ＋２が次の
■′式を満たしたときに減速指示に移行する。

Ｄ−ｄＨ＋ｚ＝　　ｕｔ＋ｚ（Ｔ　　　ｔＬ）　　　−
（Ｄ’そして、この効果はおよそ２段階後に現われ、２
段階後から対象物５は減速動作となる。同様にして動作
中を通じて■、■式が適用される。

前述した０式の意味は、系の負荷等のバラツキや変動に
応じた減速開始タイミングを計算して、理想の減速カー
ブ（プロファイル）を見つけるということである。

すなわち、第１図にこの実施例による制御結果を３つの
曲線ａ、ｂ、ｃで示すが、各曲線によって囲まれた台形
の面積はいずれも目標距離りであＤ、一定である。

この制御による減速移行点までの移動距離ｄｉとその後
の移動距１１１Ｄｄｔは、第５図にそれぞれ斜線を施し
て示す部分の面積で表わされる。

この前提で、定速時のある点（ｔｓｕ）において減速指
示に入るかどうかの判断は、第６図に示すようにその点
から（ｔ　ｅ　ｕ　）　＝（Ｔ　ｗ　Ｏ）の点までの直
線りを引いたときの台形の面積がＤに等しくなる点を探
せばよいことになＤ、この点が一意的に求まることがわ
かる。

例えば第７図において、（ｔｏ廿）＝　（Ｔ、Ｏ）の点
までの直線が種々考えられるものの、台形の面積がＤで
ある直線は１本しかないということになる。

上記の説明において「定速時のある点」という条件を考
えたが、原理上定速である必要はなく、第８図に示すよ
うに加速制御のみで移動してきたＤ、あるいは第９図に
示すように速度が変化する動きをしてきたとしても、面
積がＤとなる直線は一意的に求まることになる。

減速に移行する時点が決まった後は、この直線をなぞっ
て動くように減速制御すれば、総移動時間Ｔの時点にお
いて目標距離りだけ移動した位置で対象物を止めること
ができる。

なお、この実施例においては主として、加速→定速→減
速　という台形速度制御について述べたが、加速→減速
　という三角速度制御についても同様の考えが適用でき
る。

また、ＰＷＭ制御に限らず、速度を直接駆動部３に指示
するディジタルサーボ制御にもこの発明を適用できる。

ここで、この実施例による作用効果について、第１０図
乃至第１２図を参照してさらに説明する。

第１０図（イ）は従来の制御方法によＤ、理想プロファ
イルの速度パターンに添って制御する場合の速度パター
ンを実線で、実際の動きを一点鎖線で示した図であＤ、
同図（ロ）は動作時の電圧波形である。

第１１図は負荷の増大やモータ出力トルクの減少等によ
Ｄ、実線で示す速度パターンに対し、−点鎖線で示す実
際の動きが追従しない場合であＤ、この第１１図から分
るように、定められた時間：Ｔで定められた距離（図の
面積）を移動することはできない。

そのため、第１０図に示したような制御の場合には、モ
ータの加速能力は負荷のバラツキに対して充分な大きな
ものが必要となＤ、パワーの大きなモータを使うことに
なるため、消費電力を大きくする等の対策が必要である
。

また、加速能力を大きくするため、速度パターンに従っ
て制御する際には、同図（ロ）に示すように加速時に負
側の電力を与える必要があり効率が悪い。

第１２図（イ）は、この発明を実施した場合の速度波形
図であＤ、同図（ロ）はその動作時の電圧波形である。

この第１２図かられかるように、加速時に速度パターン
に添って制御しないので、不必要な負側の電力を消費し
ない。

また、減速カーブは加速と等速の移動量と移動時間に応
じて最終的に移動距離と移動時間が一定になるように設
定するので、モータ出力トルクのバラツキや負荷のバラ
ツキを大きく許容でき、低消費電力で効率の良い制御系
を実現することが出来る。

次に、この発明による、可動物体の移動制御方法を、バ
ーコードプリンタのスキャナ睡動制御に適用した実禽例
についた説明する。

なお、ＰＷＭをＤＣモータのドライブに用いるのは、ド
ライバ（第２図における駆動部３）のパワートランジス
タがＯＮ又はＯＦＦのみで動作するので電力消費が少な
いためと、デジタル制御（ソフトウェア制御）との相性
がいいためである。

例えば、第２図のデジタルコンピュータ２としてμＰＤ
７８３１２を使用し、そのＰＷＭ出力ボートを基本周期
４２．７　ｐｓｅｃ　（２３，４ｋｌｋ）　。

デユーティ分解能８ｂｉｔ（０〜２５６）で使用する。

また、単一電源でＣＷ／ＣＣＷの回転を可能にするため
、回転方向を示すポートＤＩＲを設け、そのＤＩＲとＰ
ＷＭレジスタに書き込む値の組合せで、モータの正逆転
及びパワーをコントロールする。

そこで、この組合せを法衣の関係からｄｕｔｙという値
で表わせば、ＤＣモータの印加電圧ｖｂは等（Ｅｂはモ
ータ電源電圧） となＤ、モータの印加電圧をコントロールすることがで
きる。

この制御法では、スキャン時間中常に操作量が変化し続
ける連続的なものではなく、例えば１　ｍ５ｅｃに１回
操作量を決定したら、もう１　ｍ５ｅｃ過ぎるまで操作
量は変化しない（ホールド）。

このｌ　ｍ５ｅｃに１度の操作を１ステージ（段階）の
操作といい、　１２０ｍｔｓｅｃでは１２０ステージの
操作が行われる。

スキャン開始前は、小デユーティのＰＷＭ信号を第２図
の駆動部３に出力して、スキャナを停止点のブロックに
押し付けておく。

スキャン中は１ステージ毎に現在位置ｄｉを求め、１ス
テージ前の値との差を現在速度ｕ（とする、このｄｔと
ｔＰＬの値によって３つの制御モードを遷移する。

モード０：加速 モード１：等加速度減速 モード２：停止 このようにモードを分ける理由は、固定した理想速度カ
ーブ（プロファイル）に近付くように制御するのではな
く、加速時の状態に応じて、スキャン毎に理想カーブを
計算することによって、パラメータの変動に対するマー
ジンを大きくするためである。

例えば、第１３図に実線で示す理想速度カーブに対して
、モータトルクあるいは電圧が太きかつたりして、加速
が大きかった場合は破線で示すようなカーブになＤ、逆
にモータトルクあるいは電圧が小さかったりして、加速
が小さかった場合は一点鎖線で示すようなカーブになる
。

しかし、いずれも目標の移動時間Ｔで、目標距離（スキ
ャン距離）Ｄだけ移動して停止するように制御すること
ができる。

スキャン開始直後はモードＯで、一定デューテイ（デユ
ーティ＝１６０）で加速し、最大速度２．５ｍ／ｓｅｅ
を超えたら、デユーティを小さく（デユーティ＝　１２
８）して、最大速度を保持する。

モード０で十分に加速され、この状態（位置。

速度２時間）から等加速度で減速していけば、目的の時
間に目的の位置で速度がＯになるという状態になったら
モード１に移る。モードＯからモード１に移る条件をを
式で表わすと、 Ｄ−ｄｔ＝−廿ｔ（Ｔ−ｔｔ） となる、ここでＤはスキャン距離、Ｔはスキャン時間（
いずれも定数）であるから、上式左辺は、現在の残り距
離を、右辺は現在速度から等加速度で減速して、時刻Ｔ
で速度がＯとなるようにした場合に移動するであろう距
離である。

モード１は等加速度減速である。モード１に移った時刻
をｔｃ、その時の速度をυｃとすると、目標速度ｕｏ、
目標位置ｄｏはそれぞれ’ｒｔｔ −ｔｃ ｄ　ｏ＝Ｄ　−−ｕｏ（Ｔ−ｔ　ｔ） となる、実際の速度Ｄｔ、位置ｄｉがυｏ、ｔ。

に近付くように次のデユーティを与える。

−ｄｉ＞ｄｏであれば　−５０＋（１／４）ｕｔｄｔく
ｄｏであれば　　２４　＋（１／４）υ七つまＤ、目標
よりも行き過ぎたら減速、目標に達していなければ加速
を行なう、なお、第２項の＋（１／４）ｐｉは、ＤＣモ
ータの逆起電圧（速度に比例する）を補償するためのも
のである。

モード１で十分に減速されながら目標位置に近付き、Ｄ
の近傍に入ったらモード２に移る。

モード２では反対側ブロックに激突することなく、なめ
らかに停止させるために、停止直前の速度は残り距離の
１７８に設定して、 υｔ＝　　　（Ｄ　　ｄｔ） となるようにデユーティを与える。

ｕｔ＞　　（Ｄ　　ｄｉ）であればｄｕｔｙ＝−３６ｕ
ｔ＜　　（Ｄ−ｄｔ）であればｄ　ｕ　ｔ　ｙ＝＝２４
デユーティを変更してから、その影響が呪われるまでに
は、ある程度の遅れがある。この遅れを補償するために
制御に用いる速度９位置の値は、２ステージ後の値を予
測した値を用いる。ステージｎでの速度１位置をそれぞ
れυｎ、ｄｎとすると、２ステージ後の予測値ｕｎ＋２
．ｄｎ÷２は。

υｎ”Ｚ＝２１Ｐｎ−シｎ−２ ｄｎ◆２＝２ｄｎ−ｄｎ−２ となる、この２ステージ後の予測値を用いて制御を行う
。

例えば、現在第５０ステージでモード１であれば、上記
予測式を用いて第５２ステージの速度と位置を求め、第
５２ステージでの目標速度、目標位置と比較してデユー
ティを決定するのである。

なお、上述した各式における定数及びデユーティは、評
価の各段階で変更されるが、最終的な値の例を示したも
のである。

第１４図（イ）〜（ハ）は、この実施例において負荷や
モータの変動（ばらつき）を、電源電圧Ｅｂの変動（２
４Ｖ、３０Ｖ、３６Ｖ）に等価的に置き換えたときの速
度プロファイルを示している。

なお、時間の単位として１　ｇｔａｇｅ＝　１　ｍ５ｅ
ｃを、距離の単位として１ａｐｃ＝０．０１２７ｍｍ　
（速度の単位はａｐｃ／ｓｔａｇｅ）を使用している。

これは三角駆動の例であるが、理想三角プロファイルに
無理に一致させることなく、電圧変動にもかかわらず、
目標スキャン距１（プロファイルで囲まれた面積が破線
で示す理想三角プロファイルの面積と一致している）を
目標スキャン時間で移動しているのがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、理想速度プロ
ファイルに無理に一致させることなく、負荷やトルクの
変動に応じて、加速あるいは定速制御から減速制御へ移
行する時点を変え、減速カーブは加速と等速の移動量と
移動時間に応じて最終的に移動距離と移動時間が目標値
になる様に設定するので、モータ出力トルクのバラツキ
や負荷のバラツキを大きく許容でき、低消費電力で効率
の良い制御系を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図この発明の一実施例による異なる制御結果を３本
の曲線で示す線図。 第２図はこの発明による可動物体の移動制御方法を適用
したサーボ系の構成例を示すブロック図。 第３図はそのＤＣモータによる可動物体移動機構の一例
を示す模式図 第４図はＰＷＭ信号の例を示す波形図。 第５図は乃至第９図はこの実施例の作用を説明するだめ
の線図、 第１０図乃至第１２図はこの実施例の効果を説明するた
めの線図、 第１３図はこの発明をバーコードプリンタのスキャナ叩
動制御に適用した実施例の作用を説明するための線図、 第１４図（イ）〜（ハ）はこの実施例による異なる電源
電圧での制御結果を示す線図。 第１５図は従来のソフトウェアサーボの問題点を説明す
るための線図である。 １・・・メモリ　　　　２・・・ディジタルコンピュー
タ３・・・駆動回路　　　４・・・ＤＣモータ５・・・
可動物体（対象物） ６・・・フォトエンコーダ（回転検出器）７・・・クロ
ック発生・方向判別回路 ８．９・・・プーリ　　１０・・・ワイヤ１１．１２・
・・ダンパ 出願人　株式会社　リ　　コ　− 第１図 第２図 第７図 ν 時 間（１ｔａｇ・〕 （八） 時 間〔僑ｔａ６］ 第１０図 第１２図 第１１図 第１３図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　可動物体をＤＣモータによつて移動させ、そのＤＣ
   モータの回転をディジタルコンピュータを用いてフィー
   ドバック制御して、前記可動物体を予め設定した移動時
   間で設定した距離だけ移動させる可動物体の移動制御方
   法において、 前記設定した総移動距離をＤ、設定した理想移動時間を
   Ｔ、制御中のある段階での時刻をｔｉ、その時の前記可
   動物体の移動開始位置からの移動距離をｄｉ、移動速度
   をυｉとしたとき、 動作開始後加速制御し、必要に応じて加速後適時点で定
   速制御に移行し、 前記ｔｉ、ｄｉ、及びυｉが Ｄ−ｄｉ＝［（１／２）υｉ］（Ｔ−ｔｉ）の条件式を
   満たす時点で減速制御に移行することを特徴とする可動
   物体の移動制御方法。 ２　請求項１記載の可動物体の移動制御方法において、
   減速制御時には、前記条件式を満たした時のｔｉ、υｉ
   をそれぞれｔｃ、υｃとすると、各段階での理想位置ｄ
   ｏを ｄｏ＝Ｄ−［υｃ（Ｔ−ｔｉ）＾２］／［２（Ｔ−ｔｃ
   ）］として、ｄｉ≧ｄｏなら負の速度指示を、 ｄｉ＜ｄｏなら正の速度指示を与えることを特徴とする
   可動物体の移動制御方法。 ３　請求項１又は２記載の可動物体の移動制御方法にお
   いて、減速制御時における速度指示をＶｉとすると、Ｖ
   ｉ＝Ｃ＿１＋Ｃ＿２・υｉ（Ｃ＿１、Ｃ＿２は定数）に
   よつて算出される値とし、正の速度指示のときにはＣ＿
   １＞０、負の速度指示のときにはＣ＿１＜０にすること
   を特徴とする可動物体の移動制御方法。 ４　請求項１乃至３のいずれかに記載の可動物体の移動
   制御方法において、可動物体が設定した総移動距離Ｄに
   充分近付いた後は、 υｉ≧Ｃ＿３（Ｄ−ｄｉ）なら負の速度指示をｖｉ＜Ｃ
   ＿３（Ｄ−ｄｉ）なら正の速度指示をそれぞれ与える（
   但しＣ＿３は定数）ことを特徴とする可動物体の移動制
   御方法。 ５　請求項１乃至４のいずれかに記載の可動物体の移動
   制御方法において、前記可動物体が総移動距離Ｄに到達
   した後は、一定値の速度指示によつてその可動物体を停
   止点に押し付けることにより停止状態を保持することを
   特徴とする可動物体の移動制御方法。 ６　請求項２乃至５のいずれかに記載の可動物体の移動
   制御方法において、段階ｉでの速度指示Ｖｉを求める際
   、移動距離としてｎ段階未来の推測値ｄｉ＋ｎを用い、
   その推測値ｄｉ＋ｎを、ｄｉ、ｄｉ−１、ｄｉ−２、・
   ・・・・・、ｄｉ−ｍ（ｎ、ｍは整数）のいずれか２つ
   以上の関数として求めることを特徴とする可動物体の移
   動制御方法。 ７　請求項６記載の可動物体の移動制御方法において、
   ｎ段階未来の推測値ｄｉ＋ｎを、 ｄｉ＋ｎ＝Ｃ＿４・ｄｉ＋Ｃ＿５・ｄｉ−ｍ（Ｃ＿４、
   Ｃ＿５は定数）により求めることを特徴とする可動物体
   の移動制御方法。 ８　請求項２乃至７のいずれかに記載の可動物体の移動
   制御方法において、段階ｉでの速度指示Ｖｉを求める際
   、速度としてｋ段階未来の推測値ｖｉ＋ｋを用い、その
   推測値ｖｉ＋ｋをｖｉ、ｖｉ−１、ｖｉ−２、・・・・
   ・・、ｖｉ−ｌ（ｋ、ｌは整数）のいずれか２つ以上の
   関数として求めることを特徴とする可動物体の移動制御
   方法。 ９　請求項８記載の可動物体の移動制御方法において、
   ｋ段階未来の推測値ｖｉ＋ｋを、 ｖｉ＋ｋ＝Ｃ＿６・ｖｉ＋Ｃ＿７・ｄｉ−ｌ（Ｃ＿６、
   Ｃ＿７は定数）により求めることを特徴とする可動物体
   の移動制御方法。