JPH0352580A - モータの制御電圧算出装置 - 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】 く産業上の利用分野〉 この発明は、モータの制御電圧算出装置に関し、特に、
モータの回転速度をＰＷＭ信号によって制御する場合に
おけるＰＷＭ信号の算出装置に関するものである。

く従来の技術〉 モータの回転速度制御装置の中にはＰＷＭ信号によって
制御するようにしたものがある。

このような回転速度制御装置は、たとえば複写機等の原
稿読取装置における光学系駆動用のＤＣサーボモータ制
御装置にも採用されている。

光学系駆動用のサーボモー夕制御装置においては、特に
、光学系の移動に伴ない摩擦抵抗等が変化してモータ負
荷が変動しても、追従性よくサーボモータを一定速度に
保ち、光学系を一定速度で移動させる必要がある。

従来は、サーボモー夕を一定速度に保つために、目標速
度と実際の検出速度との速度差に比例した電圧によって
ＰＷＭ信号を得る比例制御が行われていた。

く発明が解決しようとする課題〉 ところが、従来の比例制御では、実際の検出速度から目
標速度までモータ速度を増加させる場合の加速度が、目
標速度の大小によって変わり、目標速度が大きい程加速
度が小さく、目標速度に達するまでの時間が長くなり、
追従性が良くないという欠点があった。

より具体的に説明をする。

モータに電圧Ｖを加えた時の運動方程式は、一般に、 −Ｖ−Ｒａ ？　Ｉ　■　＋　ＴＢ　Ｌ　／　ＫＴ　）（１） となる。

これをｎについて解くと、 １−０でｎ−Ｎｐ な らば、 ＫＥ また、 ｄｎ　　　３７５ＫＴ ｄｔ　　　ＲａＧＤ２ ＫＥ となる。

この式より、サンプリングした速度がＮ８に、電圧Ｖを
加えた時間の加速度ａは、Ｎｐ−ＮＳ，ｔ−Ｑを代入す
ることにより、の時 ＲａＧＤ２ ・・・　（４） で与えられる。

ところで、目標速度をＮ１サンプリングした速度をＮＳ
％その差をΔＮとした場合、通常の比例制御によって、 Ｖ−ＫΔＮ−Ｋ　（Ｎ−Ｎｓ） を印加した場合の加速度ａは、 Ｖ−ＫΔＮ，Ｎｓ＃Ｎ−ΔＮを式（４）に代入すると、 ，１．３７５Ｋ丁ＫＥ ＲａＧＤ２ （Ｎ−ΔＮ）） ＝３７５ＫＴＫＥ ＲａＧＤ２ ｘ　　（　（Ｋ／ＫＥ＋　１）　　ΔＮ−Ｎこの式より
、ΔＮが同じ値であっても、目標速度Ｎが大きければ加
速度ａが小さく、Ｎが小さいとａが大きくなってしまう
ことがわかる。

それゆえ、この発明は、このような欠点を解消するため
になされたもので、追従性よくモータを制御できる制御
信号算出装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 この発明は、モータの回転速度を制御するための制御電
圧を算出する装置であって、モータヘ印加する電圧を、
目標回転速度と実際の回転速度との差に第１定数を掛け
た値と、実際の回転速度に第２定数を掛けた値と、所定
のオフセット電圧との和として算出する手段と、目標速
度の位相を検出する目標位相検出手段と、実際の回転速
度の位相を検出する回転位相検出手段と、目標位相と回
転位相との位相差に基づいて、算出された印加電圧を補
正する印加電圧補正手段とを含むことを特徴とするモー
タの制御電圧算出装置である。

また、前記モータの制御電圧算出装置において、前記目
標位相検出手段は、所定のタイミングごとに、予め定め
られた位相基準値を加算または減算する位相基準値算出
手段を含み、該位相基準値算出手段の値によって目標位
相を把握することを特徴とするものである。

く作用〉 この発明によって制御電圧を求めると、目標速度に拘ら
ず、加速度は、目標速度と実際の速度との速度差によっ
て決まり、また、加速度定数を任意の値に選ぶことによ
って、目標との速度差に対して所望の加速度を得ること
ができる。

また、目標速度に拘らず一定の加速度を生じる制御電圧
を印加することができると共に、目標速度の位相と検出
速度の位相との位相差を補正する電圧がさらに加えられ
るので、実際の回転速度を目標速度に短時間で追従させ
ることができる。

く実施例〉 以下には、この発明の一実施例として、複写機の光学系
（照明ユニットおよび反射ミラー）駆動用のＤＣサーボ
モー夕の駆動制御回路に適用する場合を例にとって説明
をする。

第１図は、複写機の光学系を駆動するためのＤＣサーボ
モー夕の駆動制御回路の構成例を示すブロック図である
。この制御回路は、ＤＣサーボモータへの印加電圧とし
てＰＷＭ信号を使用する回路になっている。

このＤＣサーボモータ１０は永久磁石フィールド形であ
って、ドライバ部１ｌによって回転駆動され、光学系１
７を移動させる。

サーボモータ１０の回転軸にはロータリエンコーダ１２
が連結されている。ロータリエンコーダ１２は、既に公
知の通り、サーボモータ１０が予め定める微小角度回転
するごとに回転パルスを出力するものである。この実施
例のロータリエンコーダ１２は、サーボモータ１０が１
回転することによりたとえば２００個の回転パルスを出
力する。

また、ロータリエンコーダ１２の回転パルスには、少な
くともＡ相の回転パルスおよびＢ相の回転パルスが含ま
れていて、両回転パルスは等しい数（モータ１回転当た
り２００個）で、かつ互いに位相が９０度ずれたパルス
になっている。

ロータリエンコーダ１２から出力される回転パルスは、
エンコーダ信号入力部１３へ与えられる。

エンコーダ信号入力部１３は、後に詳述するように、ロ
ータリエンコーダ１２から与えられる回転パルスに基づ
いて、サーボモータ１０の回転を検出するための回路で
ある。エンコーダ信号入力部１３の検出出力は制御部１
４へ与えられる。

制御部１４は、この回路全体を制御する中枢であって、
サーボモータ１０の制御信号の算出その他の演算処理等
を行うものである。

制御部１４には、後述する制御動作の際に用いられるメ
モリやタイマが含まれている。

制御部１４には、また、動作指令信号および指令速度が
与えられる。指令速度は、複写機本体の制御部（図示せ
ず）からの速度指令クロックが速度指令信号入力部１５
へ与えられて信号処理され、制御部１４へ与えられるよ
うになっている。この詳細については後述する。

制御部１４は、これら各入力信号に基づいて演算処理を
実行し、Ｐ　ＷＭ　（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄ
ｕｌａｔｌｏｎ）データを算出してＰＷＭユニット１６
へ与えると共に、前述したドライバ部１１ヘドライバ部
駆動信号を与える。

ＰＷＭユニット１６は、与えられるＰＷＭデータに基づ
いてＰＷＭ信号のパルス幅（出力デューティ）を変化さ
せるためのユニットである。ＰＷＭユニット１６から出
力されるＰＷＭ信号によってサーボモータ１０の回転速
度が制御される。また、ドライバ部駆動信号は、サーボ
モータ１０の回転方向を決めたり、ブレーキングしたり
する。

ところで、サーボモータ１０を所望の速度で正確に回転
させるためには、前提として、サーボモータ１０の回転
速度を正確に検出する必要がある。

そこで、この駆動制御回路では、エンコーダ信号入力部
１３の構或を第２図のようにし、かつ制御部１４による
信号読出しを工夫して、正確な速度検出が行えるように
されている。

第２図を参照して説明すると、エンコーダ信号入力部１
３は、ロータリエンコーダ１２から出力されるＡ相の回
転パルスが与えられるエッジ検出回路１３１を備えてい
る。エッジ検出回路１３１は、与えられる回転パルスの
立ち上り゛エッジを検出して、その検出出力を導出する
。

エンコーダ信号入力部１３は、また、与えられる基準ク
ロックをアップカウントするたとえば１６ビット構成の
フリーラニングカウンタ１３３と、キャプチャレジスタ
１３４とを備えている。キャプチャレジスタ１３４は、
エッジ検出回路１３１のエッジ検出出力をキャプチャ信
号とし、該キャプチャ信号をトリガとしてフリーラニン
グカウンタ１３３のカウント数を読取保持するものであ
る。

なお、基準クロツクは、第１図に示す回路全体の動作タ
イミングの基準となる基準クロックであり、回路がマイ
クロコンピュータで構成されている場合はマシンクロッ
クが利用される。

また、そのような基準クロックがない場合、基準クロッ
ク発生回路を設けてもよい。

該入力部１３は、さらに、アップダウン検出部１３５お
よびアップダウンカウンタ１３６を備えている。アップ
ダウン検出部１３５は、Ａ相のエッジ検出出力が与えら
れた時にＢ相の回転パルスのレベルを判断し、Ｂ相の回
転パルスがハイレベルかローレベルかによって、サーボ
モータ１０（第１図）が正転しているか逆転しているか
を判別するものである。アップダウンカウンタ１３６は
、アップダウン検出部１３５の判別出力に基づいて、エ
ッジ検出回路１３１の検出出力をアップカウントまたは
ダウンカウントするものである。

次に、第２図の回路の動作説明をする。

キャプチャレジスタ１３４の内容は、キャプチャ信号、
すなわちＡ相の立ち上がりエッジ検出信号によって更新
されていく。また、アップダウンカウンタ１３６は、エ
ッジ検出信号（回転パルス数）をカウントする。

それゆえ、アップダウンカウンタ１３６で、回転パルス
がｎ個カウントされる間にフリーランニングカウンタ１
３３でカウントされる基準パルスのカウント数を計測し
、それに基づいて回転数Ｎを算出することができる。回
転数Ｎは、Ｎ−工立　　　　　　　　　　　・・・（６
）Ｘ で表わされ、回転数Ｎと誤差Ｎ′との関係はとなる。

これらの関係をグラフで表わすと第３Ａ図のようになる
。

この実施例は、このような回転数Ｎと誤差Ｎ′との関係
に着目し、制御部１４がキャプチャレジスタ１３４およ
びアップダウンカウンタ１３６のカウント数を読み取る
サンプルタイミングを工夫して、回転数Ｎが増加するの
に応じて回転数Ｎを算出する回転パルス数ｎを増加させ
ることにより、回転数Ｎの増加に伴なって２乗の割合で
増加しようとする誤差Ｎ゛を、式（７）で表わされるよ
うに、１乗の割合での増加に止めるようにして誤差Ｎ゛
をおさえ、正確な回転数Ｎの検出ができるようにしたも
のである。

より具体的に説明すると、あるサンプルタイミングから
次のサンプルタイミングまでの１サンプル時間をΔｔと
すれば、回転数Ｎを検出するためには、サンプル時間Δ
ｔ内に少なくとも１以上の回転パルス、つまりエッジ検
出回路１３１の出力が導出されなければならない。

そのためには、上述の式（６）は、 Ｘ≦Δｔ の要件を満たさなければならず、 結局、回転数Ｎと誤差Ｎ゛とは、 Ｎ′≧（１／Δｔ）Ｎ　　　　　　　・・・（８）なる
関係を満たすことが必要である。式（８）の関係は、第
３Ｂ図に示すように、直線Ｎ＝−　（１／Δｔ）Ｈの上
側となる。

よって、サンプル時間Δｔを式（８）の関係を満足する
適当な一定時間とすることにより、第３Ｂ図における太
線の部分、つまり回転数Ｎに対して誤差Ｎ′が比較的少
ない範囲をうまく利用して、回転数Ｎを検出できるので
ある。

第４図は、制御部１４がキャプチャレジスタ１３４およ
びアップダウンカウンタ１３６の内容をサンプル時間Δ
ｔごとに読出して回転数Ｎを算出するための制御動作を
表わすフローチャートである。

次に、第２図、第３Ｂ図および第４図を参照して説明を
する。

制御部１４は、内部タイマが一定のサンプル時間Δｔに
達するごとに（ステップＳ１）、タイマをリセットし（
ステップＳ２）、キャプチャレジスタ１３４およびアッ
プダウンカウンタ１３６の内容を読出す（ステップＳ３
）。

そして、読出したキャプチャレジスタ１３４のカウント
数ＣＰＴｎからメモリＡにストアされている前回読出し
たキャプチャレジスタ１３４のカウント数Ｃ　Ｐ　Ｔ　
ｎ−＋を減じて１サンプル時間Δｔ内の基準クロック数
Ｘを求めた後、ＣＰＴｎをメモリＡにストアする（ステ
ップＳ４）。

また、読出したアップダウンカウンタ１３６のカウント
数ＵＤＣｎからメモリＢにストアされている前回読出し
たアップダウンカウンタ１３６のカウント数Ｕ　Ｄ　Ｃ
　ｒｌ，を減じて１サンプル時間Δｔ内の回転パルス数
を求めた後、ＵＤＣｎをメモリＢにストアする（ステッ
プＳ５）。

その後、上述した式（６）に基づいて、サーボモータ１
０の回転数Ｎを求める（ステップＳ６）。

なおステップＳ５およびＳ６において、サーボモータ１
０の回転数Ｎが増加すればサンプル時間Δｔ内において
、回転パルス数ｎも段階的に増加するので、第３Ｂ図に
おける太線の部分を利用してサーボモータ１０の回転数
Ｎが検出できることは前述の通りである。

次に、速度指令信号入力部１５について詳しく説明をす
る。

第５図は、速度指令信号入力部１５の具体的な構成例を
示すブロック図である。速度指令信号入力部１５には、
速度指令クロックのたとえば立ち上がりエッジを検出す
るためのエッジ検出回路１５１と、フリーランニングカ
ウンタ１５２と、キャプチャレジスタ１５３と、アップ
カウンタ１５４とが含まれている。

フリーランニングカウンタ１５２は、与えられる基準ク
ロックをアップカウントするたとえば１６ビット構成の
カウンタである。このフリーランニングカウンタ１５２
は、前述したエンコーダ信号入力部１３のフリーランニ
ングカウンタ１３３と共用してもよい。

キャプチャレジスタ１５３は、エッジ検出回路１５１の
エッジ検出出力をキャプチャ信号とし、該キャプチャ信
号をトリガとしてフリーランニングヵウンタ１５２のカ
ウント数を読取保持するものである。

アップカウンタ１５４は、エツ・ジ検出回路１５１の出
力パルスをアップカウントするためのものである。

この回路の動作は、次の通りである。

装置本体側、たとえば複写機本体の制御側マイクロコン
ピュータから出力される速度指令クロックはエッジ検出
回路１５１へ与えられ、立ち上がりエッジが検出される
。エッジ検出回路１５１の出力はキャプチャ信号として
フリーランニングヵウンタ１５２へ与えられるので、キ
ャプチャレジスタ１５３の内容は、速度指令クロックの
立ち上がりエッジに応答して更新されて行く。よって、
あるエッジ検出信号に基づいてキャプチャレジスタ１５
３の内容を読出し、次のエッジ検出信号に基づいてキャ
プチャレジスタ１５３の内容を読出して、その差を求め
れば、速度指令クロック１周期におけるフリーランニン
グヵウンタ１５２のカウント数を計測することができる
。つまり、目標となる回転速度データを得ることができ
る。

なおこの実施例では、キャプチャレジスタ１５３の内容
が更新されるごとに、更新後のカウント数と更新前のカ
ウント数との差のカウント数を求めるというやり方では
なく、より検出精度を向上させるために、エンコーダ信
号入力部１３におけるキャプチャレジスタ１５３のカウ
ント数読出しと同様の読出方法がとられている。

すなわち、制御部１４は、所定のサンプル時間Δｔごと
にキャプチャレジスタ１５３の内容およびアップカウン
タ１５４の内容を読出し、キャプチャレジスタ１５３に
おける今回読出したカウント数と前回読出したカウント
数との差を求め、それをアップカウンタにおける今回読
出したカウント数から前回読出したカウント数との差で
割算することで、速度指令クロック１周期内におけるよ
り正確な基準クロック数を求めるようにしている。

また、制御部１４は、次に説明する制御によって、速度
指令信号入力部１５から与えられる指令速度とエンコー
ダ信号入力部１３から与えられる検出速度との位相差を
検出する。

すなわち、制御部１４は、速度指令信号入力部１５のエ
ッジ検出回路１５１からエッジ検出信号が与えられるこ
とに応答して、フリーランニングカウンタ１５２のカウ
ント数を読出し、その数を位相基準値ＰＰＩとする。

一方、エンコーダ信号入力部１３のエッジ検出回路１３
１からエッジ検出信号が与えられることに応答しても、
フリーランニングカウンタ１５２のカウント数を読出し
、その数を位相比較値ＰＤＴとする。

もし、指令速度の位相、つまり速度指令クロックの位相
と、エンコーダ１２の回転パルスの位相とが同じであれ
ば、フリーランニングヵウンタ１５２のカウント数は同
時に読出されるわけであるから、位相基準値ＰＰＩと位
相比較値ＰＤＴとは等しくなる。しかし両位相がずれて
いる場合には、両者の値は等しくならない。

そこで、制御部１４は、速度指令クロツクとエッジ検出
回路１３１の位相検出パルスとの位相差ＰＨＤＴを、次
式によって算出する。

但し、ＳＰＤ：速度指令クロック１周期間の基準クロッ
ク数 指令速度と検出速度との位相差の検出は、上述の検出手
順に代えて、以下に説明するような検出手順で行っても
よい。この実施例においては、以下の手順の方がより好
ましい。

エンコーダ信号入力部１３のエッジ検出回路１３１から
エッジ検出信号が与えられるごとに、フリーランニング
カウンタ１５２のカウント数を読出し、その数を位相比
較値ＰＤＴとする。

一方、位相比較開始時より、速度指令クロック１周期間
の基準クロック数ＳＰＤ　（ＳＰＤは固定値である。）
を、エッジ検出回路１５１からエッジ検出信号が出力さ
れるごとに加算していき、位相基準値ＰＰＩとする。

よって、ある続出タイミングｎにおける位相基準値ＰＰ
Ｉｎと、前回の読出しタイミングｎ−１における位相基
準値ｐｐｒｎ，との間には、ＰＰ　Ｉｎ−ＰＰ　Ｉｎ，
＋ＳＰＤ の関係が戊立する。

よって、速度指令クロックと位相検出パルスとの位相差
ＰＨＤＴは、 で求めることができる。

このような位相差検出手順によれば、位相基準値を計算
上算出しているので、位相基準値が実測値に基づくもの
に比べてより正確に設定できるという利点がある。なお
、上述の場合において、加算に代え、減算を行ってもよ
い。

以上のようにして検出した位相差ＰＨＤＴは、次のよう
にしてＰＷＭデータにフィードバックされる。

すなわちＰＷＭデータは、次に説明する式（１２）によ
って算出されるから、その算出した出力電圧Ｖに対して
検出された位相差データＰＨＤＴに定数αを掛けたデー
タを加減算することにょって、出力電圧Ｖを補正するの
である。

ＶＯＵＴ一Ｖ±α・ＰＨＤＴ　　　　　・・・（１１）
上の式（１１）におけるαを変更すれば、位相差分の割
合を調査でき、サーボモータ１０をより追従性よく定速
制御することができる。

次に、出力電圧Ｖの算出の仕方について説明をする。

制御部１４は、以上のようにして検出したサーボモータ
１０の実際の回転数ＮＳと、速度指令信号入力部から与
えられる指令回転数Ｎとの差から、次の式で表わされる
印加電圧を算出する。

＋ＫＥ　ＮＳ ＋Ｒａ（１０＋Ｔｅｔ／Ｋｖ）　　　　−（１２）この
式で表わされる電圧を印加した場合の加速度は、式（１
２）を前述の式（４）に代入し、Ｎｓ＝Ｎ−ΔＮにおき
かえると、 ａ−３７５ＫｖＫ＋： ＲａＧＤ２ ＋ＫＥ　ＮＳ　−Ｒａ　　（１０　＋ＴＢ　Ｌ　／ＫＴ
　）　）十ＫＥ−Ｎｓ］ Δｔ となり、速度差ΔＮをΔｔで割った値が加速度となり、
Δｔを最適化することにより、ΔＮに対して、一定の最
適な加速度を得られることになる。

次に、上式（１２）を導き出した過程について説明する
。

第６図は、永久磁石フィールド形ＤＣサーボモー夕の等
価回路図である。

モータアマチャアに信号電圧Ｖを与え、出力として回転
軸の角変位θを得る場合のモータの伝達関数は、 Ｌａ−ミニｊ二＋Ｒａ　Ｉ　＋Ｅ−Ｖ ｄｔ （１４） と導かれる。

モータの誘起電圧Ｅは回転軸の角速度ωに比例するので
、 ｄｔ 但し、ＫＥ二誘起電圧定数 発生トルクはアマチュア電流Ｉに比例するのでＴ＝Ｋｖ
　Ｉ　　　　　　　　　　　　　・・・（１６）但し、
ＫＴ　：　｝ルク定数 いま、ロータと負荷の感性モーメントの和をＪ１軸受の
損失を含めたモータの制動負荷をＢとすると、負荷トル
クＴＬは、 ＴＬ−Ｊ生と＋Ｂω　　　　　　・・・（１７）ｄｔ モータの発生トルクと負荷トルクとは等しくなるので、 ＫＴＩ−Ｊ生と十Ｂω　　　　　・・・（１８）ｄｔ となる。

一般にアマチュア回警各のインダクタンスＬａは慣性モ
ーメントＪと比較して小さく設計されているのでＬａ−
０、 また、制動負荷Ｂも無視できるのでＢ−０とすると、 式（１４）は、 Ｖ−Ｒａ　Ｉ＋Ｅ　　　　　　　　−（１９）式（１７
）は、 ｄｔ となる。

慣性モーメントＪ　　［Ｋｇｍｓｅｃ２］は実際にはＧ
Ｄ２　［Ｋｇｍ”ｌを用いた方が便利であるのでＧＤ２
への変更を行う。

ＧＤ２−Ｍｇ　（２ｋ）　２　　　　　　・・・（２１
）ここで、 Ｇ−Ｍｇ　：物体の重量［Ｋｇｌ Ｍ：質量 ｇ：重力加速度［９．　８ｍ／　ｓｅｅ２コｋ：回転半
径 物理的な慣性モーメントＪ　　［Ｋｇｌ＋ｌｓｅｃ２　
］は、全質量がある距離の所に集まっていると考えると
、Ｊ−Ｍｋ２　　　　　　　　　　　　　・・・（２２
）で表わされる。従って、 ＧＤ２−４ｇＪ　　　　　　　　　　　・・・（２３）
となる。

式（２０）、式（２３）より、 式（２４） 、式（２５） より、 ＴＬ−ＧＤ２ ４ｇ ２π　　ΔＮ ６０　　Δｔ ？　２π　　　　ΔＮ ・■・ＧＤ２ ４ｇＸ６０　　　Δｔ ゆえに、 となる。

この式（２６）により、時間Δｔの間に回転数の変化量
ΔＮを得るのに必要なトルクが表わされる。

必要な負荷トルクがモータの発生トルクであるから、式
（１６）、式（２６）より、 Ｋ　，　ｔ　ｓｍ　Ｇ　Ｄ二・主Σ ３７５　　Δｔ が得られる。

ここで、式（１６）より発生トルクと電流はＫ丁を定数
とする比例式であるが、無負荷の状態でも必要な電流（
無負荷電流）がある。

いま、無負荷電流をＩＯとすると となる。

次に、実際の駆動制御方式は、ＰＷＭによる電圧駆動型
であるから、式（１９）、式（２８）より、 （２９） となる。

ここで、誘起電圧はＥは Ｅ−ＫＥＮ 但し、ＫＥ：誘起電圧定数 であるから、式（２９）は、 （３０） となる。

ところで、 式 （３０） は、 摺動負荷およびモー 夕に対する制動負荷の項を含んでいない。

そこで、 この摺動負荷および制動負荷をＴ８Ｌとすると、無負荷
電流■ロより算出されるモータの制動負荷ＴＲＭは、 となり、式（１７） の制動負荷ＴＢ （Ｂω） は、 Ｔｉｌ？　””Ｔｌｉ　Ｌ　＋ＴＢＭ となる。

これにより、 式（３０） は、 ＋Ｒａ （ＴＥＬ／ＫＴ） ＋ＫＥ Ｎ ＋ＫＥＮ　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３４
）となる。

以上のことにより、整理すると目標速度Ｎに対して速度
差ΔＮが発生した場合、 十ＫＥ　Ｎ ＋Ｒａ　　（　１０　＋ＴＥＩ　Ｌ　／ＫＴ　）　　　
　−　（１　２）で得られる電圧Ｖをモータに印加すれ
ばよい。

なお、ここで、実際に使用する負荷およびモータが決定
されることにより定数となるものはＲａ：アマチュア抵
抗［Ω］ Ｋエ：トルク定数［ｋｇａハ］ ＫＥ：誘起電圧定数［　Ｖ　／ｒｐｍ］１０：無負荷電
流［Ａコ ＧＤ２　　：負荷とモータによる慣性モーメント［ｋｇ
　ｍ２］ ＴａＬ：摺動負荷［ｋｇｌｌｌ］ である。

よって、Ｎ，ΔＮ１Δｔが制御時における変数となる。

第７図は、ＰＷＭユニット１６の具体的な構成例を示す
ブロック図であり、第８図はＰＷＭユニット１６の動作
を説明するためのタイミングチャートである。

ＰＷＭユニット１６には、セット信号発生部１６１と、
ＰＷＭデータレジスタ１６２と、ダウンカウンタ１６３
とＲＳフリップフロップ１６４とが備えられている。

セット信号発生部１６１は、一定の周期ごとにセット信
号を発生するものである。このセット信号発生部１６１
はたとえばリングカウンタで構成されており、一定数の
基準クロックを係数するごとにセット信号を発生するよ
うにされている。

ＰＷＭデータレジスタ１６２は、制御部１４から与えら
れるＰＷＭデータを保持するためのものである。制御部
１４から与えられるＰＷＭデータとは、前述した式（１
１）によって求められた電圧データである。すなわち、
式（１２）の電圧を位相差データＰＨＤで補正した電圧
ＶＯｕＴである。このＰＷＭデータは、ＰＷＭユニット
１６から出力されるＰＷＭ出力信号のデューティを決め
るのに用いられる。

ダウンカウンタ１６３は、ＰＷＭ基準クロック（この実
施例では、ＰＷＭ基準クロックは、エンコーダ信号入力
部１３や速度指令信号入力部１５で用いられる基準クロ
ツクが共用されている。）が与えられごとにダウンカウ
ントをし、設定された数を計測するとリセット信号を出
力するものである。

ＰＷＭユニット１６の動作は次のようになる。

セット信号発生部１６１からセット信号が出力されると
、ＰＷＭデータレジスタ１６２の内容、つまり制御部１
４から与えられたＰＷＭデータが、ダウンカウンタ１６
３にセットされ、また、セット信号によってフリップフ
ロツブ１６４がセットされる。従って、フリップフロッ
プ１６４の出力、つまりＰＷＭ信号はハイレベルとなる
。

次に、ダウンカウンタ１６３はＰＷＭ基準クロックに基
づいてダウンカウントを行い、設定されたカウント値が
ｒＯＪになると、フリップフロップ１６４ヘリセット信
号を与える。よ゜って、フリップフロップ１６４の出力
はローレベルに反転する。

この結果、ＰＷＭユニット１６からは、ＰＷＭデータレ
ジスタ１６２で保持された値、つまり式（１１）で算出
された電圧データでデューティが決められ、ＰＷＭ信号
が導出される。

なお、この発明は、複写機の光学系制御用に限らず、フ
ァクシミリ装置の読取装置制御用モータや、その他の一
般的なモータ制御回路に採用できる。

またこの発明は、ＰＷＭ信号以外で印加電圧を算出する
場合にも適用できる。

く発明の効果〉 この発明は、以上のように構成されているので、目標速
度に拘らず、加速度を一定の値にすることができる制御
信号を算出できる。よって、目標速度に拘らず、追従性
のよいモータの速度制御をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例が適用された光学系駆動
用ＤＣサーボモー夕の駆動制御回路の全体構成を示すブ
ロック図である。 第２図は、この発明の一実施例に係る光学系駆動用ＤＣ
サーボモー夕の回転速度検出装置の要部構成を示す回路
ブロック図である。 第３Ａ図および第３Ｂ図は、モータの回転数Ｎと誤差Ｎ
゛との関係を表わすグラフである。 第４図は、この発明の一実施例における回転速度検出動
作を表わすフローチャートである。 第５図は、速度指令信号入力部の具体的な構戊例を示す
ブロック図である。 第６図は、永久磁石フィード形ＤＣサーボモー夕の等価
回路図である。 第７図は、ＰＷＭユニットの具体的な構成を示すブロッ
ク図である。 第８図は、ＰＷＭユニットの動作を表わすタイミングチ
ャートである。 図において、１０・・・ＤＣサーボモー夕、１１・・・
ドライバ部、１２・・・ロータリエンコーダ、１３・・
・エンコーダ信号入力部、１４・・・制御部、１５・・
・速度指令信号入力部、１６・・・ＰＷＭユニット、を
示す。 （ほか２名） 第 ２ 図 制御部１４ヘ 第 ３Ａ 図 第 ３Ｂ 図 第 ４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータの回転速度を制御するための制御電圧を算出
   する装置であって、 モータへ印加する電圧を、目標回転速度と実際の回転速
   度との差に第１定数を掛けた値と、実際の回転速度に第
   ２定数を掛けた値と、所定のオフセット電圧との和とし
   て算出する手段と、 目標速度の位相を検出する目標位相検出手段と、 実際の回転速度の位相を検出する回転位相検出手段と、 目標位相と回転位相との位相差に基づいて、算出された
   印加電圧を補正する印加電圧補正手段と、 を含むことを特徴とするモータの制御電圧算出装置。 ２、請求項第１項記載のモータの制御電圧算出装置にお
   いて、 前記目標位相検出手段は、所定のタイミングごとに、予
   め定められた位相基準値を加算または減算する位相基準
   値算出手段を含み、該位相基準値算出手段の値によって
   目標位相を把握するものであることを特徴とする。