JPH04308487A - 回転体の回動位置決め制御装置及び超音波モータの制御装置 - Google Patents
回転体の回動位置決め制御装置及び超音波モータの制御装置Info
- Publication number
- JPH04308487A JPH04308487A JP3073199A JP7319991A JPH04308487A JP H04308487 A JPH04308487 A JP H04308487A JP 3073199 A JP3073199 A JP 3073199A JP 7319991 A JP7319991 A JP 7319991A JP H04308487 A JPH04308487 A JP H04308487A
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- Japan
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- ultrasonic motor
- rotational speed
- rotational position
- motor
- rotating body
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- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音量調整用のポテンショ
メータ等に適用して好適な回転体の位置決め制御装置及
び超音波モータの制御装置に関する。
メータ等に適用して好適な回転体の位置決め制御装置及
び超音波モータの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下に、図2を参照して、従来の回転体
の回動位置決め制御装置について説明する。20は直流
モータで、この直流モータ20によって、回転体24を
回動させる。この回転体(回転板)24に対して、その
周縁を摺接する如く摩擦片25が固定部に取り付けられ
ている。26は、回転板24の回動位置を検出するポテ
ンショメータ構成の回動位置検出手段で、電源+B及び
接地間に接続されたリング状の抵抗体及びこの抵抗体を
摺動する回動可動端子から構成され、その可動端子が回
転板24と共に回動する。
の回動位置決め制御装置について説明する。20は直流
モータで、この直流モータ20によって、回転体24を
回動させる。この回転体(回転板)24に対して、その
周縁を摺接する如く摩擦片25が固定部に取り付けられ
ている。26は、回転板24の回動位置を検出するポテ
ンショメータ構成の回動位置検出手段で、電源+B及び
接地間に接続されたリング状の抵抗体及びこの抵抗体を
摺動する回動可動端子から構成され、その可動端子が回
転板24と共に回動する。
【0003】21は、モータ20に駆動電圧Viを与え
る可変直流電圧発生手段で、その電圧は制御装置22に
よって制御されて変化する。制御装置22には、回動位
置検出手段26からの回動位置検出電圧Vout と、
入力端子23からの回転板24の目標回動位置に対応す
る回動位置検出手段26の目標回動位置電圧Vref
とが供給されて比較され、その両電圧Vout 、Vr
ef の差が小さく成るように、可変直流電圧発生手段
21からモータ20に与えられる駆動電圧Viが制御さ
れる。この場合、その電圧の差(絶対値)eが小さい程
、電圧Viも小さく、その電圧の差eが大きい程、電圧
Viも大きく成る。
る可変直流電圧発生手段で、その電圧は制御装置22に
よって制御されて変化する。制御装置22には、回動位
置検出手段26からの回動位置検出電圧Vout と、
入力端子23からの回転板24の目標回動位置に対応す
る回動位置検出手段26の目標回動位置電圧Vref
とが供給されて比較され、その両電圧Vout 、Vr
ef の差が小さく成るように、可変直流電圧発生手段
21からモータ20に与えられる駆動電圧Viが制御さ
れる。この場合、その電圧の差(絶対値)eが小さい程
、電圧Viも小さく、その電圧の差eが大きい程、電圧
Viも大きく成る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、モ
ータやその制御系には慣性があるので、モータに与える
電圧が0Vに成っても、モータは直ぐには停止せず、こ
のため、回転体は目標回動位置を行き過ぎることに成る
。
ータやその制御系には慣性があるので、モータに与える
電圧が0Vに成っても、モータは直ぐには停止せず、こ
のため、回転体は目標回動位置を行き過ぎることに成る
。
【0005】又、直流モータは一般に高回転低トルクの
ものが多いため、低回転高トルクの回転体を駆動する場
合は、直流モータの回転をギヤなどで減速してから回転
体を駆動する必要があり、バックラッシュによる不感帯
が発生し、高精度の位置決めができない。
ものが多いため、低回転高トルクの回転体を駆動する場
合は、直流モータの回転をギヤなどで減速してから回転
体を駆動する必要があり、バックラッシュによる不感帯
が発生し、高精度の位置決めができない。
【0006】かかる点に鑑み、本発明は、低回転高トル
クの回転体を駆動し得、しかも高精度でその回転体の位
置決めを行うことのできる回転体の回動位置決め制御装
置及びその回転体の回動位置決め制御装置に用いて好適
な超音波モータの回転速度を高精度に制御できる超音波
モータの制御装置を提案しようとするものである。
クの回転体を駆動し得、しかも高精度でその回転体の位
置決めを行うことのできる回転体の回動位置決め制御装
置及びその回転体の回動位置決め制御装置に用いて好適
な超音波モータの回転速度を高精度に制御できる超音波
モータの制御装置を提案しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による回転体の回
動位置決め制御装置は、超音波モータ1と、その超音波
モータ1を回転駆動する制御回路8と、超音波モータ1
の回転速度を検出する回転検出手段11と、超音波モー
タ1によって回動せしめられる回転体と、その回転体の
回動位置を検出する回動位置検出手段7とを有し、制御
回路8によって、超音波モータ1の回転速度が目標回転
速度に接近するするように超音波モータ1を制御すると
共に、回転体の回動位置及び目標回動位置間の差の絶対
値が大きいときは、目標回転速度が大と成り、回転体の
回動位置及び目標回動位置間の差の絶対値が小さいとき
は、目標回転速度が小と成るように、目標回転速度を制
御するようにしたものである。
動位置決め制御装置は、超音波モータ1と、その超音波
モータ1を回転駆動する制御回路8と、超音波モータ1
の回転速度を検出する回転検出手段11と、超音波モー
タ1によって回動せしめられる回転体と、その回転体の
回動位置を検出する回動位置検出手段7とを有し、制御
回路8によって、超音波モータ1の回転速度が目標回転
速度に接近するするように超音波モータ1を制御すると
共に、回転体の回動位置及び目標回動位置間の差の絶対
値が大きいときは、目標回転速度が大と成り、回転体の
回動位置及び目標回動位置間の差の絶対値が小さいとき
は、目標回転速度が小と成るように、目標回転速度を制
御するようにしたものである。
【0008】本発明による超音波モータの制御装置は、
超音波モータ1と、その超音波モータ1を回転駆動する
制御回路8と、超音波モータ1の回転速度を検出する回
転検出手段11とを有し、制御回路8によって、超音波
モータ1の回転速度が目標回転速度に接近するするよう
に超音波モータ1を制御するようにしたものである。
超音波モータ1と、その超音波モータ1を回転駆動する
制御回路8と、超音波モータ1の回転速度を検出する回
転検出手段11とを有し、制御回路8によって、超音波
モータ1の回転速度が目標回転速度に接近するするよう
に超音波モータ1を制御するようにしたものである。
【0009】
【作用】本発明による回転体の回動位置決め制御装置に
よれば、制御回路8によって、超音波モータ1の回転速
度が目標回転速度に接近するするように超音波モータ1
を制御する。そして、回転体の回動位置及び目標回動位
置間の差の絶対値が大きいときは、目標回転速度が大と
成り、回転体の回動位置及び目標回動位置間の差の絶対
値が小さいときは、目標回転速度が小と成るように、目
標回転速度を制御する。
よれば、制御回路8によって、超音波モータ1の回転速
度が目標回転速度に接近するするように超音波モータ1
を制御する。そして、回転体の回動位置及び目標回動位
置間の差の絶対値が大きいときは、目標回転速度が大と
成り、回転体の回動位置及び目標回動位置間の差の絶対
値が小さいときは、目標回転速度が小と成るように、目
標回転速度を制御する。
【0010】本発明による超音波モータの回転制御装置
によれば、制御回路8によって、超音波モータ1の回転
速度が目標回転速度に接近するするように超音波モータ
1を制御する。
によれば、制御回路8によって、超音波モータ1の回転
速度が目標回転速度に接近するするように超音波モータ
1を制御する。
【0011】
【実施例】以下に、図1(A)を参照して、本発明の実
施例を詳細に説明する。
施例を詳細に説明する。
【0012】次の数1で、実施例の説明に使用する記号
の一部と記号番号との対応を示す。
の一部と記号番号との対応を示す。
【0013】
【数1】
【0014】図1(A)において、1は超音波モータで
、その回転軸2にプーリー3が取り付けられている。 5はプーリーで、ベルト4を介してモータ1のプーリー
3に連結される。そして、このプーリー5には、図示を
省略するも、例えば、音量調整用のポテンショメータの
回動可動端子が、回転軸6を介して取り付けられている
。7は、この音量調整用のポテンショメータの回動可動
端子の回動位置を検出するためのポテンショメータ構成
の回動位置検出手段で、電源+B及び接地間に接続され
たリング状の抵抗体及びその抵抗体と摺動する回動可動
端子から構成される。その回動可動端子が回転軸6を介
してプーリー5に取り付けられている。ポテンショメー
タ7の可動端子が、回転軸6を介してプーリー5に取り
付けられている。そして、モータ1の回転力が、プーリ
ー3、ベルト4及びプーリー5を介して、上述の音量調
整用のポテンショメータの回動可動端子に伝達される。
、その回転軸2にプーリー3が取り付けられている。 5はプーリーで、ベルト4を介してモータ1のプーリー
3に連結される。そして、このプーリー5には、図示を
省略するも、例えば、音量調整用のポテンショメータの
回動可動端子が、回転軸6を介して取り付けられている
。7は、この音量調整用のポテンショメータの回動可動
端子の回動位置を検出するためのポテンショメータ構成
の回動位置検出手段で、電源+B及び接地間に接続され
たリング状の抵抗体及びその抵抗体と摺動する回動可動
端子から構成される。その回動可動端子が回転軸6を介
してプーリー5に取り付けられている。ポテンショメー
タ7の可動端子が、回転軸6を介してプーリー5に取り
付けられている。そして、モータ1の回転力が、プーリ
ー3、ベルト4及びプーリー5を介して、上述の音量調
整用のポテンショメータの回動可動端子に伝達される。
【0015】プーリー3に対するプーリー5の減速比を
nとし、プーリー3の回転速度(角速度)を記号1で表
すとすれば、プーリー5の回転速度(角速度)は記号3
で表され、従って、プーリー5の回動位置(回動角位置
)はθ/nで表される。
nとし、プーリー3の回転速度(角速度)を記号1で表
すとすれば、プーリー5の回転速度(角速度)は記号3
で表され、従って、プーリー5の回動位置(回動角位置
)はθ/nで表される。
【0016】10は電圧制御形発振器で、周波数が共に
fで位相差が90°の発振信号f、f’を発生し、これ
ら発振信号f、f’が超音波モータ1に供給されて、そ
の回転速度(記号1)及び回転方向が制御される。
fで位相差が90°の発振信号f、f’を発生し、これ
ら発振信号f、f’が超音波モータ1に供給されて、そ
の回転速度(記号1)及び回転方向が制御される。
【0017】11は回転検出手段で、例えば、モータ1
と一体で回転するリング状に配された多数の磁石片及び
その近傍の固定部に設けられた磁気ヘッドから成る周波
数発電機から構成され、モータ1の回転速度(記号1)
を検出し、その回転速度に比例した検出電圧(記号5)
を発生する。
と一体で回転するリング状に配された多数の磁石片及び
その近傍の固定部に設けられた磁気ヘッドから成る周波
数発電機から構成され、モータ1の回転速度(記号1)
を検出し、その回転速度に比例した検出電圧(記号5)
を発生する。
【0018】8はマイクロコンピュータで、D/A変換
器9及び電圧制御形発振器10を介して超音波モータ1
の回転を制御する。回転検出手段11からのモータ1の
回転速度(記号1)に比例する回転速度(角速度)検出
電圧(記号5)〔図1(C)参照〕は、A/D変換器1
3によってデジタル電圧値(記号2)に変換されてマイ
クロコンピュータ8に供給され、その内部の目標回転速
度(角速度)デジタル電圧値(記号4)と比較される。 回転速度検出電圧(記号5)は、図1(C)に示す如く
、例えば、10V〜60Vの範囲で変化する。そして、
マイクロコンピュータ8は、
器9及び電圧制御形発振器10を介して超音波モータ1
の回転を制御する。回転検出手段11からのモータ1の
回転速度(記号1)に比例する回転速度(角速度)検出
電圧(記号5)〔図1(C)参照〕は、A/D変換器1
3によってデジタル電圧値(記号2)に変換されてマイ
クロコンピュータ8に供給され、その内部の目標回転速
度(角速度)デジタル電圧値(記号4)と比較される。 回転速度検出電圧(記号5)は、図1(C)に示す如く
、例えば、10V〜60Vの範囲で変化する。そして、
マイクロコンピュータ8は、
【0019】
【数2】
【0020】であれば、発振器10からモータ1に供給
される発振信号f、f’の周波数fを上昇させるように
、
される発振信号f、f’の周波数fを上昇させるように
、
【0021】
【数3】
【0022】であれば、その周波数fを下降させるよう
な制御数値データVfdを出力し、これがD/A変換器
9に供給されてアナログ電圧Vf に変換された後、発
振器10に発振周波数制御電圧として供給される。ここ
で、モータ1及びプーリー3の回転速度(記号1)と、
発振器10の発振周波数fとの関係は、次の通りである
。即ち、図1(B)に示す如く、周波数fが高い程、モ
ータ1の回転速度(記号1)は低く成り、周波数fが低
い程、回転速度(記号1)は高く成る。この場合、図1
(B)に示す如く、周波数fが42kHzのとき、回転
速度(記号1)が1500°/sと成り、周波数fが4
7kHzのとき、回転速度(記号1)が30°/sと成
る。
な制御数値データVfdを出力し、これがD/A変換器
9に供給されてアナログ電圧Vf に変換された後、発
振器10に発振周波数制御電圧として供給される。ここ
で、モータ1及びプーリー3の回転速度(記号1)と、
発振器10の発振周波数fとの関係は、次の通りである
。即ち、図1(B)に示す如く、周波数fが高い程、モ
ータ1の回転速度(記号1)は低く成り、周波数fが低
い程、回転速度(記号1)は高く成る。この場合、図1
(B)に示す如く、周波数fが42kHzのとき、回転
速度(記号1)が1500°/sと成り、周波数fが4
7kHzのとき、回転速度(記号1)が30°/sと成
る。
【0023】又、回動位置検出手段7からの回動位置検
出電圧Vout がA/D変換器14に供給されて、デ
ジタル電圧値θdに変換されてマイクロコンピュータ8
に供給される。マイクロコンピュータ8では、回動位置
検出デジタル電圧値θdが、入力端子8aからの目標回
動位置デジタル電圧値θdrefと比較され、その差に
応じて上述の目標回転速度デジタル電圧値(記号4)が
決定される。即ち、目標回転速度デジタル電圧値(記号
4)は、目標回動位置デジタル電圧値θdrefの関数
と成る。目標回転速度デジタル電圧値(記号4)は、回
動位置検出デジタル電圧値θd及び目標回動位置デジタ
ル電圧値θdrefの差の絶対値が大きい程大きく、回
動位置検出デジタル電圧値θd及び目標回動位置デジタ
ル電圧値θdrefの差の絶対値が小さい程小さく成る
ようにされる。尚、モータ1の回転速度(記号1)の制
御に余裕があるときは、目標回転速度デジタル電圧値(
記号4)は一定でも良い。しかして、回動位置検出デジ
タル電圧値θdが目標回動位置デジタル電圧値θdre
fと一致したとき、マイクロコンピュータ8はモータ1
の回転を停止させるが、その場合には、モータ1に供給
される発振信号f、f’の周波数fが47kHz〔図1
(B)参照〕、又は、0Hzと成るように、マイクロコ
ンピュータ8から制御数値データVfdを出力し、これ
をD/A変換器9に供給してアナログ電圧Vf に変換
して、発振器10に発振出力制御電圧として供給すれば
よい。超音波モータの場合は、ステータとロータが強く
加圧接触せしめられているので、マイクロコンピュータ
8からモータ1に対し、上述のような停止指令が発せら
れれば、モータ1は直ちに停止する。
出電圧Vout がA/D変換器14に供給されて、デ
ジタル電圧値θdに変換されてマイクロコンピュータ8
に供給される。マイクロコンピュータ8では、回動位置
検出デジタル電圧値θdが、入力端子8aからの目標回
動位置デジタル電圧値θdrefと比較され、その差に
応じて上述の目標回転速度デジタル電圧値(記号4)が
決定される。即ち、目標回転速度デジタル電圧値(記号
4)は、目標回動位置デジタル電圧値θdrefの関数
と成る。目標回転速度デジタル電圧値(記号4)は、回
動位置検出デジタル電圧値θd及び目標回動位置デジタ
ル電圧値θdrefの差の絶対値が大きい程大きく、回
動位置検出デジタル電圧値θd及び目標回動位置デジタ
ル電圧値θdrefの差の絶対値が小さい程小さく成る
ようにされる。尚、モータ1の回転速度(記号1)の制
御に余裕があるときは、目標回転速度デジタル電圧値(
記号4)は一定でも良い。しかして、回動位置検出デジ
タル電圧値θdが目標回動位置デジタル電圧値θdre
fと一致したとき、マイクロコンピュータ8はモータ1
の回転を停止させるが、その場合には、モータ1に供給
される発振信号f、f’の周波数fが47kHz〔図1
(B)参照〕、又は、0Hzと成るように、マイクロコ
ンピュータ8から制御数値データVfdを出力し、これ
をD/A変換器9に供給してアナログ電圧Vf に変換
して、発振器10に発振出力制御電圧として供給すれば
よい。超音波モータの場合は、ステータとロータが強く
加圧接触せしめられているので、マイクロコンピュータ
8からモータ1に対し、上述のような停止指令が発せら
れれば、モータ1は直ちに停止する。
【0024】尚、減速機構や制御サイクルの無駄時間に
よって、モータ1の回転の行き過ぎが見込まれる場合は
、モータ1を早めに停止させるか又は停止後逆回転させ
れば良い。しかし、モータ1の回転の行き過ぎの程度は
、超音波モータの場合極僅かである。
よって、モータ1の回転の行き過ぎが見込まれる場合は
、モータ1を早めに停止させるか又は停止後逆回転させ
れば良い。しかし、モータ1の回転の行き過ぎの程度は
、超音波モータの場合極僅かである。
【0025】因みに、直流モータの場合は、回動位置検
出手段7の回動位置と目標回動位置との差の角度を1°
以内にするのは、誤差の積分による修正等の手段を用い
ない限り、実現不可能で、しかも、制御時間は1秒以上
(5°程度の回動の場合)掛かる。
出手段7の回動位置と目標回動位置との差の角度を1°
以内にするのは、誤差の積分による修正等の手段を用い
ない限り、実現不可能で、しかも、制御時間は1秒以上
(5°程度の回動の場合)掛かる。
【0026】ところが、超音波モータ1を使用する場合
は、回動位置検出手段7の回動位置と目標回動位置との
差の角度を0.5°以下に、修正なしに制御することが
でき、しかも、その制御時間は0.5秒以下で済む。
は、回動位置検出手段7の回動位置と目標回動位置との
差の角度を0.5°以下に、修正なしに制御することが
でき、しかも、その制御時間は0.5秒以下で済む。
【0027】
【発明の効果】上述せる本発明回転体の回動位置決め制
御装置によれば、超音波モータと、その超音波モータを
回転駆動する制御回路と、超音波モータの回転速度を検
出する回転検出手段と、超音波モータによって回動せし
められる回転体と、その回転体の回動位置を検出する回
動位置検出手段とを有し、制御回路によって、超音波モ
ータの回転速度が目標回転速度に接近するするように超
音波モータを制御すると共に、回転体の回動位置及び目
標回動位置間の差の絶対値が大きいときは、標回転速度
が大と成り、回転体の回動位置及び目標回動位置間の差
の絶対値が小さいときは、目標回転速度が小と成るよう
に、目標回転速度を制御するようにしたので、低回転高
トルクの回転体を駆動し得、しかも短時間に高精度でそ
の回転体の位置決めを行うことができる。
御装置によれば、超音波モータと、その超音波モータを
回転駆動する制御回路と、超音波モータの回転速度を検
出する回転検出手段と、超音波モータによって回動せし
められる回転体と、その回転体の回動位置を検出する回
動位置検出手段とを有し、制御回路によって、超音波モ
ータの回転速度が目標回転速度に接近するするように超
音波モータを制御すると共に、回転体の回動位置及び目
標回動位置間の差の絶対値が大きいときは、標回転速度
が大と成り、回転体の回動位置及び目標回動位置間の差
の絶対値が小さいときは、目標回転速度が小と成るよう
に、目標回転速度を制御するようにしたので、低回転高
トルクの回転体を駆動し得、しかも短時間に高精度でそ
の回転体の位置決めを行うことができる。
【0028】上述せる本発明超音波モータの制御装置に
よれば、超音波モータと、その超音波モータを回転駆動
する制御回路と、超音波モータの回転速度を検出する回
転検出手段とを有し、制御回路によって、超音波モータ
の回転速度が目標回転速度に接近するするように超音波
モータを制御するようにしたので、超音波モータの回転
速度を高精度に制御することができる。
よれば、超音波モータと、その超音波モータを回転駆動
する制御回路と、超音波モータの回転速度を検出する回
転検出手段とを有し、制御回路によって、超音波モータ
の回転速度が目標回転速度に接近するするように超音波
モータを制御するようにしたので、超音波モータの回転
速度を高精度に制御することができる。
【図1】実施例のブロック線図及び特性図
【図2】従来
例のブロック線図
例のブロック線図
1 超音波モータ
3 プーリー
4 ベルト
5 プーリー
7 回動位置検出手段
8 マイクロコンピュータ
10 電圧制御形発振器
11 回転検出手段
Claims (2)
- 【請求項1】 超音波モータと、該超音波モータを回
転駆動する制御回路と、上記超音波モータの回転速度を
検出する回転検出手段と、上記超音波モータによって回
動せしめられる回転体と、該回転体の回動位置を検出す
る回動位置検出手段とを有し、上記制御回路によって、
上記超音波モータの回転速度が目標回転速度に接近する
するように上記超音波モータを制御すると共に、上記回
転体の回動位置及び目標回動位置間の差の絶対値が大き
いときは、上記目標回転速度が大と成り、上記回転体の
回動位置及び目標回動位置間の差の絶対値が小さいとき
は、上記目標回転速度が小と成るように、上記目標回転
速度を制御するようにしたことを特徴とする回転体の回
動位置決め制御装置。 - 【請求項2】 超音波モータと、該超音波モータを回
転駆動する制御回路と、上記超音波モータの回転速度を
検出する回転検出手段とを有し、上記制御回路によって
、上記超音波モータの回転速度が目標回転速度に接近す
るするように上記超音波モータを制御するようにしたこ
とを特徴とする超音波モータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073199A JPH04308487A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 回転体の回動位置決め制御装置及び超音波モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073199A JPH04308487A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 回転体の回動位置決め制御装置及び超音波モータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308487A true JPH04308487A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=13511240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3073199A Pending JPH04308487A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 回転体の回動位置決め制御装置及び超音波モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04308487A (ja) |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP3073199A patent/JPH04308487A/ja active Pending
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