JPH04282710A - 速度制御方式 - Google Patents

速度制御方式

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Publication number
JPH04282710A
JPH04282710A JP4673391A JP4673391A JPH04282710A JP H04282710 A JPH04282710 A JP H04282710A JP 4673391 A JP4673391 A JP 4673391A JP 4673391 A JP4673391 A JP 4673391A JP H04282710 A JPH04282710 A JP H04282710A
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JP
Japan
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speed
control
motor
timer
control method
Prior art date
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Pending
Application number
JP4673391A
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English (en)
Inventor
Masayuki Ishikawa
雅之 石川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサを用いたデ
ジタル・サーボループによりモータを速度制御する速度
制御方式に関する。モータの速度制御には一般にアナロ
グ・サーボループが使用されているが、回路が非常に複
雑で、定数の変更が困難ため、近年にあっては、デジタ
ル・サーボループと呼ばれるマイクロプロセッサを使用
した制御方式になってきている。
【0002】このようなデジタル・サーボでは、プログ
ラム制御によってより細かな速度制御や制御系の摩擦変
化等に対応した最適制御が可能となり、より細かい制御
をリアルタイムで実行するためにマイクロプロセッサの
高速化が必要となっている。
【0003】
【従来の技術】従来のデジタル・サーボを採用した速度
制御方式では、プロセッサの内部に目標速度の時間変化
を示した速度テーブルを準備し、モータ回転に比例した
パルス信号を計数するタコカウンタの計数値をプロセッ
サで読出して目標速度に対する実速度の速度偏差を求め
、この速度偏差のデータをDAコンバータでアナログ信
号に変換してパワーアンプでモータに駆動電流を流すよ
うにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロセ
ッサを使用したデジタル・サーボにあっては、速度制御
の制御精度を決める速度偏差の演算周期がプロセッサの
速度に依存して決まってしまい、演算周期を短くするた
めには高速のプロセツサを使用しなければならず、回路
規模の増加及びコストの増大を招くという問題があった
【0005】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
となされたもので、プロセッサを高速化しなくとも演算
周期を大幅に短縮して制御精度を向上できる速度制御方
式を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、目標速度の時間変化を設定し
た速度テーブルに基づくモータ10の速度制御により負
荷を目的位置に移動する速度制御方式を対象とする。こ
のような速度制御方式として本発明にあっては、主制御
部12により前記速度テーブルが格納される記憶手段1
4と、モータ10の回転量に基づいて移動速度を検出す
る速度検出手段16と、主制御部12の制御のもとに所
定の制御周期を設定するタイマ手段18と、タイマ手段
18の制御周期毎に記憶手段14に格納した速度テーブ
ルの時間経過に対する目標速度を読出して前記速度検出
手段16の検出速度との速度偏差を算出する減算手段2
0と、減算手段20の算出値をDA変換してモータ10
を駆動する駆動手段22とを設けたことを特徴とする。
【0007】ここで前記記憶手段14としてRAMを使
用し、タイマ手段18はRAMのアクセスタイムに対応
した制御周期を設定する。また記憶手段14に主制御部
12により速度テーブルから移動位置の時間変化を示す
位置テーブルを算出して格納し、速度検出手段16はモ
ータ10の回転量に基づいて移動位置を検出し、減算手
段20はタイマ手段18の制御周期毎に記憶手段14に
格納した位置テーブルの時間経過に対する移動位置を読
出して速度検出手段16の検出位置との位置偏差を算出
し、更に駆動手段22は減算手段20の位置偏差をDA
変換してモータ10を駆動するようにしてもよい。
【0008】更に位置テーブルを用いた制御では、減算
手段20により、目標位置に移動した後の整定状態で速
度検出手段16で検出された前回の位置と今回の位置と
の差を算出し、この差を零とするようにモータ10を位
置決め制御することもできる。
【0009】
【作用】このような構成を備えた本発明の速度制御方式
によれば、速度制御に先立ちプロセッサで速度テーブル
を記憶手段としてのRAMに予め格納し、その後にタイ
マ手段で決まる制御周期毎にRAMのテーブルデータ(
目標速度)と実際に検出しているデータとの偏差をハー
ドウェアで求めてモータを速度制御することとなり、こ
のようなデジタル・サーボの演算周期は、位置テーブル
を格納したRAMのアクセスタイムまで短縮することが
でき、プロセッサを高速化することなく、簡単に制御精
度を向上させることができる。
【0010】
【実施例】図2は本発明の一実施例を示した実施例構成
図である。図2において、10はモータであり、適宜の
負荷、例えはライブラリィ装置の搬送ロボット等を駆動
する。モータ10に対してはモータ回転に応じたパルス
列を発生するタコジェネレータ24が設けられており、
タコジェネレータ24からは図3に示すA相パルス列と
B相パルス列が出力される。ここでA相とB相パルス列
の間には1/2位相のずれがある。
【0011】タコジェネレータ24からのパルス列は分
周・方向判別回路26に与えられ、図3に示す1/4に
分周した分周信号QTPと方向判別信号DIRが作り出
され、次段の位置検出手段としてのタコカウンタ16に
与えられる。タコカウンタ16はアップダウンカウンタ
で構成され、方向判別信号DIRがレベル1のとき分周
信号QTPをアップカウントし、方向判別信号DIRが
レベル0に切換わると分周信号QTPをダウンカウント
し、例えばスタート点を起点とした移動位置をリアルタ
イムで計数する。
【0012】具体的には、図3に示すように、1,2,
4の重みをもった3ビットのカウンタ出力C0,C1,
C2を生ずる。更にタコカウンタ16には速度制御に先
立ちMPU12より目標位置までの距離を示す値Tma
x がプリセットされ、このプリセット値が分周信号Q
TPによりダウンカウントされることになる。タコカウ
ンタ16の計数値は所定の制御周期毎に第1レジスタ2
8に格納される。
【0013】尚、第2レジスタ30は整定制御の際に使
用され、1周期前のタコカウンタ16の計数値が格納さ
れる。20は減算器であり、速度制御の際には記憶手段
としてのRAM14のテーブル読出値Aから第1レジス
タ28の値Bを引いた位置偏差ΔPOSを算出する。即
ち、 ΔPOS=A−B を算出する。
【0014】一方、速度制御が終了した目的位置での整
定制御の際には、位置偏差ΔPOSとして第2レジスタ
30の前回の位置から第1レジスタ28の今回の位置を
引いた値 ΔPOS=C−B を算出する。
【0015】RAM14には速度制御に際し、主制御部
としてのプロセッサ(以下「MPU」という)12で速
度テーブルに基づいて演算された位置テーブルが格納さ
れる。図4はMPU12のテーブル演算に用いる速度テ
ーブルと位置テーブルを示す。
【0016】まず図4(a)の速度テーブルは時間tの
変化に対する目標速度の値を格納したもので、この例で
は直線的に変化する加速、定速、減速の速度パターンを
使用している。図4(b)の位置テーブルは、速度テー
ブルと同じ時間軸に対する移動位置、具体的にはタコカ
ウンタ16の値を設定したもので、目的位置までの移動
距離をタコカウンタ16の計数値に換算してTmax 
として初期アドレスにセットし、この初期値Tmax 
を速度テーブルの速度変化に基づく移動距離(速度の時
間累積値)だけ順次減算して求めたものである。
【0017】尚、位置テーブルは図4(b)の目標位置
までの残り距離を示すものに限定されず、スタート位置
からの時間の経過とともに増加する移動距離を使用して
もよい。図5はRAM14に格納された位置テーブル情
報を示したもので、制御開始時の初期アドレス「000
0H」に目的位置までの移動距離を示すタコカウンタ計
数値Tmax に対応した数値「10000」が格納さ
れ、以降のアドレスに制御周期を与える単位時間経過後
の数値が格納されている。
【0018】再び図2を参照するに、18は制御周期を
決定するタイマ手段であり、RAM14のアクセスタイ
ムに対応した所定の制御周期が設定されており、MPU
12によるスタート指令を受けて設定制御周期毎にRA
M14のテーブルデータをアドレス更新しながら順次読
出して減算器に入力Aとして与える。またタイマ18の
出力は同時に第1レジスタ28、第2レジスタ30、減
算器20、更にDAコンバータ32にも与えられており
、これらの回路部の動作がタイマ18の制御周期毎に実
行される。
【0019】減算器20で算出された位置偏差ΔPOS
はDAコンバータ32でアナログ電圧に変換され、パワ
ーアンプ34を駆動してモータ10に駆動電流を流す。 DAコンバータ32は、タコカウンタ16の1カウント
でモータ10に例えば0.1Aの電流を流すように変換
特性が設定されており、位置偏差ΔPOSに比例した電
流を流すことができる。
【0020】尚、DAコンバータ32とパワーアンプ3
4でモータ駆動部22を構成する。次に図2の実施例に
おける速度制御の動作を説明する。MPU12は図示し
ない上位装置から目標位置への移動指令を受けると、現
在位置から目標位置までの移動距離をタコカウンタ16
の計数値でTmax として求め、予め準備されている
図4(a)の速度テーブルに基づき図4(b)の位置テ
ーブルを算出し、図5に示したように位置テーブルのデ
ータをRAM14に格納する。
【0021】同時にMPU12は移動距離を示すTma
x の値をタコカウンタ16にプリセットする。このよ
うにして速度制御の準備ができたならば、タイマ18を
起動して速度制御を開始する。即ち、タイマ18は所定
の制御周期毎にタイマ出力を生じ、RAM14から現在
時刻に対応した位置テーブルの値(目標残り距離)を読
出して減算器20に目標位置Aとしてセットする。
【0022】このとき第1レジスタ28にはタコカウン
タ16から得られた現在位置(実際の残り距離)を示す
値が格納されており、この値が減算器20にBとしてセ
ットされる。従って、減算器は目標位置Aから現在位置
Bを差し引いた位置偏差ΔPOSを出力し、この位置偏
差ΔPOSをゼロとするようにモータ駆動部22により
モータ10の回転速度が制御される。
【0023】このようなデジタル・サーボループにより
、速度制御の演算周期は、RAM14のアクセスタイム
まで短縮することができ、MPU12の高速化を必要と
することなく制御周期を短縮して高精度の制御を実現で
きる。また速度制御中、MPU12はタイマ18の監視
制御のみしか行わないため、制御負荷が低く、従って制
御系の摩擦を考慮した制御等の他の制御に割り振ること
ができ、MPU12に十分な余裕を持たせることができ
る。
【0024】次に目的位置に移動した後にあっては、第
2レジスタ30が有効となり、減算器は第2レジスタ3
0に格納した前回の位置と第1レジスタ28に格納した
今回の位置との位置偏差ΔPOSを算出し、この位置偏
差を常にゼロ、即ちモータ位置が変わらないように位置
制御し、整定状態を保つ。この整定制御の整定周期もタ
イマ18により行っているが、速度制御の制御周期に大
して十分に長い周期でよい。
【0025】尚、上記の実施例は、速度テーブルから位
置テーブルを算出してRAMに記憶する場合を例にとる
ものであったが、速度テーブルをそのままRAMに記憶
し、目標速度と検出速度のと偏差で速度制御してもよい
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ロセッサの高速化を図ることなく速度制御の演算周期を
位置テーブルを格納したRAMのアクセスタイムまで短
縮することができ、制御周期を短縮ですることで制御精
度を簡単に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図
【図2】本発明の実施例構成図
【図3】図2におけるタコジェネレータのパルス列に基
づく分周と方向判別及びタコカウンタの動作を示したタ
イミングチャート
【図4】本発明で用いる速度テーブルと位置テーブルの
説明図
【図5】図2のRAMに格納される位置テーブルの具体
例を示した説明図
【符号の説明】
10:モータ 12:主制御部(プロセッサ;MPU)14:記憶手段
(RAM) 16:速度検出手段(タコカウンタ) 18:タイマ手段(タイマ) 20:減算手段(減算器) 22:駆動手段(モータ駆動部) 24:タコジェネレータ 26:分周・方向判別回路 28:第1レジスタ 30:第2レジスタ 32:DAコンバータ 34:パワーアンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】目標速度の時間変化を設定した速度テーブ
    ルに基づくモータ(10)の速度制御により負荷を目的
    位置に移動する速度制御方式に於いて、主制御部(12
    )により前記速度テーブルが格納される記憶手段(14
    )と、前記モータ(10)の回転量に基づいて移動速度
    を検出する速度検出手段(16)と、前記主制御部(1
    2)の制御のもとに所定の制御周期を設定するタイマ手
    段(18)と、該タイマ手段(18)の制御周期毎に前
    記記憶手段(14)に格納した速度テーブルの時間経過
    に対する目標速度を読出して前記速度検出手段(16)
    の検出速度との速度偏差を算出する減算手段(20)と
    、該減算手段(20)の算出値をDA変換して前記モー
    タ(10)を駆動する駆動手段(22)とを設けたこと
    を特徴とする速度制御方式。
  2. 【請求項2】請求項1記載の速度制御方式に於いて、前
    記記憶手段(14)としてRAMを使用し、前記タイマ
    手段(18)は該RAMのアクセスタイムに対応した制
    御周期を設定したことを特徴とする速度制御方式。
  3. 【請求項3】請求項1記載の速度制御方式に於いて、前
    記記憶手段(14)に主制御部(12)により前記速度
    テーブルから移動位置の時間変化を示す位置テーブルを
    算出して格納し、前記速度検出手段(16)は前記モー
    タ(10)の回転量に基づいて移動位置を検出し、前記
    減算手段(20)は前記タイマ手段(18)の制御周期
    毎に前記記憶手段(14)に格納した位置テーブルの時
    間経過に対する移動位置を読出して前記速度検出手段(
    16)の検出位置との位置偏差を算出し、更に前記駆動
    手段(22)は前記減算手段(20)の位置偏差をDA
    変換して前記モータ(10)を駆動することを特徴とす
    る速度制御方式。
  4. 【請求項4】請求項3記載の速度制御方式に於いて、前
    記減算手段(20)は、目標位置に移動した後の整定状
    態で前記速度検出手段(16)で検出された前回の位置
    と今回の位置との差を算出し、該差を零とするように前
    記モータ(10)を位置決め制御することを特徴とする
    速度制御方式。
JP4673391A 1991-03-12 1991-03-12 速度制御方式 Pending JPH04282710A (ja)

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JP4673391A JPH04282710A (ja) 1991-03-12 1991-03-12 速度制御方式

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JP (1) JPH04282710A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015156734A (ja) * 2014-02-20 2015-08-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 モータ駆動装置の指令生成方法
JP2018117494A (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 日本電産株式会社 モータ停止制御方法及びモータ停止制御装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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