JPH04372591A - モータ回転速度制御装置 - Google Patents

モータ回転速度制御装置

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JPH04372591A
JPH04372591A JP3146077A JP14607791A JPH04372591A JP H04372591 A JPH04372591 A JP H04372591A JP 3146077 A JP3146077 A JP 3146077A JP 14607791 A JP14607791 A JP 14607791A JP H04372591 A JPH04372591 A JP H04372591A
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JP
Japan
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time
motor
pulse
speed
rotation
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JP3146077A
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English (en)
Inventor
Norio Kobayashi
憲生 小林
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/486Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S388/90Specific system operational feature
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Control Of Direct Current 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータの回転速度に応
じて検出手段から出力される回転パルスに基づいて、モ
ータの回転速度制御を行なうモータ回転速度制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、モータに駆動電流を流して回
転させ、その回転速度に応じてエンコーダ等の検出手段
から出力される回転パルスに基づき、モータを目標速度
で回転させるように制御するモータ回転速度制御装置が
知られている。
【0003】このようなモータ回転速度制御装置では、
外周部に複数のスリットが形成されたエンコーダディス
クがモータの駆動軸に取り付けられている。そして、発
光ダイオード等で光を投射し、エンコーダディスクのス
リットを透過した光を光センサで検出することにより、
モータの回転速度に応じた周波数の回転パルスが出力さ
れるように構成されている。
【0004】そして、その出力される回転パルスは、ス
リットの形成間隔等により、1周期内のパルス幅の占め
る割合であるパルス占有率が、所定の基準パルス占有率
に決められている。例えば基準パルス占有率が50%で
あれば、定速回転時には回転パルスのオン時間とオフ時
間とが等しいので、回転パルスの立ち上がりから次の立
ち下がりまでの時間(オン時間)、あるいは立ち下りか
ら次の立ち上がりまでの時間(オフ時間)のどちらを区
別なく用いても回転速度を検出することができる。
【0005】そのため、回転パルスのオン時間・オフ時
間を順番に算出していくことにより、モータの回転速度
をより精度よく検出できる。そして、この検出した回転
速度を用いてフィードバック制御することにより、モー
タの回転速度制御を行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
上述したモータの駆動軸とエンコーダディスク、あるい
はエンコーダディスク、発光ダイオード、光センサそれ
ぞれの間の位置関係が、各部品自身のバラツキ、部品間
の組み付け誤差や経時変化によって所望の位置関係とず
れてしまうことがある。
【0007】そして、例えば製造時には基準パルス占有
率が50%となるように設計されていたものが、上記各
種原因により、実際のパルス占有率が55%や45%に
ずれてしまう。そうすると、上述したように回転パルス
のオン時間・オフ時間を順番に検出し、その間の時間か
らモータの回転速度を算出してフィードバック制御を行
うものであれば、回転パルスのオン時間・オフ時間から
算出した回転速度と実際の回転速度との間に誤差が生じ
てくる。
【0008】基準パルス占有率50%の回転パルスの実
際のパルス占有率が55%になると、オン時間から算出
した回転速度は実際の回転速度よりも遅くなり、オフ時
間から算出した回転速度は実際よりも速くなってしまう
。そのため、フィードバック制御に用いる検出速度に誤
差が生じてしまい、適切なモータの回転速度制御を行う
ことができなくなってしまう。
【0009】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とを目的とし、精度の高いフィードバック制御を行い、
適切なモータの回転速度制御を行うことのできるモータ
回転速度制御装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべく
、本発明は課題を解決するための手段として次の構成を
取った。即ち、図1に示すように、モータM1の回転速
度を検出し、所定の基準パルス占有率の回転パルスを前
記回転速度に応じて出力する検出手段M2と、該検出手
段M2から出力される前記回転パルスに基づいて速度フ
ィードバックを行い、前記モータM1の回転速度を制御
する回転速度制御手段M3とを備えたモータ回転速度制
御装置において、前記モータM1の定速回転時に、前記
検出手段M2から出力される前記回転パルスのパルス占
有率を算出する占有率算出手段M4と、該算出されたパ
ルス占有率を前記基準パルス占有率に一致させるための
補正値を算出する補正値算出手段M5とを備え、前記回
転速度制御手段M3が該算出された補正値を加味して前
記速度フィードバックを行うことを特徴とするモータ回
転速度制御装置の構成がそれである。
【0011】
【作用】前記構成を有する本発明のモータ回転速度制御
装置は、占有率算出手段M4が、モータM1の定速回転
時に、検出手段M2から出力される回転パルスのパルス
占有率を算出し、補正値算出手段M5が、その算出され
たパルス占有率を基準パルス占有率に一致させるための
補正値を算出する。そして、回転速度制御手段M3が算
出された補正値を加味して前記速度フィードバックを行
い、モータM1の回転速度を制御する。
【0012】そのため、回転パルスの実際のパルス占有
率が、種々の機械的誤差で基準パルス占有率とずれてし
まっても、そのずれを解消するための補正値を加味して
速度フィードバックを行うことができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に説明する
。図2は、本実施例のモータ回転制御装置の概略構成図
である。モータ1は、例えば図示しない電子タイプライ
タ等のフレームに、モータ1自身が回転しないように固
定されている。そして、モータ1の駆動軸3にはシャフ
ト5が固定され、シャフト5のつば部7には円盤状のエ
ンコーダディスク9がねじ止めされている。このように
構成されることにより、エンコーダディスク9は、モー
タ1の駆動軸3と同軸で回転するようにされている。
【0014】また、図2のA−A断面図である図3に示
すように、エンコーダディスク9の外周部11には複数
のスリット13が等間隔で形成されている。一方、エン
コーダディスク9の外周部11を跨ぐようにフォトイン
タラプタ15が設けられ、エンコーダディスク9と共に
、検出手段M2として働く。
【0015】このフォトインタラプタ15は、エンコー
ダディスク9のスリット13に向けて光を投射可能な発
光ダイオード17及び、スリット13を挟み発光ダイオ
ード17と対向して配置された光センサ19を備えてい
る。そして、フォトインタラプタ15は、エンコーダデ
ィスク9が回転した際にスリット13から断続的に透過
する光を光センサ19で捉え、回転パルスとして出力で
きるようにされている。
【0016】本実施例では、上述したようにエンコーダ
ディスク9のスリット13は等間隔で形成されており、
フォトインタラプタ15から出力される回転パルスにお
ける1周期の内のパルス幅の占める割合であるパルス占
有率が50%となるように設計されている。今後この設
計上のパルス占有率を基準パルス占有率という。
【0017】一方、電子制御回路21は、図2に示すよ
うに、周知のCPU22、ROM23、RAM24を論
値演算回路の中心として構成され、モータ1、フォトイ
ンタラプタ15等の外部機器との信号の入出力を行う入
出力回路25とコモンバス26を介して交互に接続され
て構成されている。CPU22は、フォトインタラプタ
15から出力された回転パルス信号を入出力回路25を
介して入力し、ROM23、RAM24内のデータに基
づいて速度フィードバックを行い、モータ1の回転速度
を制御する。
【0018】尚、シャフト5には駆動対象物が連結され
、モータ1の駆動軸3の回転がシャフト5を介して伝達
されて連動するように構成されている。この駆動対象物
とは、例えば電子タイプライタの印字ハンマ、移動キャ
リッジ(いずれも図示せず。)等である。また、電子タ
イプライタ内の装置に限らず、モータの回転により駆動
対象物の駆動制御を行うモータ駆動機器であれば同様に
実施できる。
【0019】次に上記のように構成された電子制御回路
21により実行される補正係数算出処理を、図4のフロ
ーチャートによって説明する。まず、モータ1の定速回
転時にフォトインタラプタ15から出力される回転パル
ス信号より、回転パルスの立ち上がりから次の立ち下が
りまでの時間(=パルス幅)であるオン時間Ton、及
び回転パルスの立ち下りから次の立ち上がりまでの時間
であるオフ時間Toff を算出する(ステップ100
。、以下単にS100で表す。以下同様。)。
【0020】このオン時間Ton及びオフ時間Toff
 の算出は、例えば、駆動対象物である上述した印字ハ
ンマ、移動キャリッジの電源投入時のイニシャライズ動
作時等にモータ1を定速回転させて行う。なお、定速回
転時に出力される回転パルスが複数ある場合には、その
複数の回転パルス中の、平均のオン時間Ton及び平均
のオフ時間Toff を算出してS110以下の処理に
用いてもよい。
【0021】そして、次にS100で算出したオン時間
Tonとオフ時間Toff とが等しいか否かを判断す
る(S110)。上述したように、フォトインタラプタ
15から出力される回転パルスの基準パルス占有率は5
0%に設計されているため、理論上はモータ1の定速回
転時にオン時間Tonとオフ時間Toff とは等しく
なるはずである。S110では、このオン時間Tonと
オフ時間Toff とが実際に等しいか否かを判断する
【0022】そして、S100で算出されたオン時間T
onとオフ時間Toff とが等しくない場合には(S
110:NO)、オン時間Tonの補正係数(以下オン
補正係数という。)α、及びオフ時間Toff の補正
係数(以下オフ補正係数という。)βをそれぞれ算出す
る(S120)。最初に、オン時間Tonとオフ時間T
off とが等しくなくなる原因を説明する。
【0023】例えばモータ1の駆動軸3とシャフト5と
の位置関係のずれ、あるいはシャフト5とのエンコーダ
ディスク9との組み付け誤差による駆動軸3とエンコー
ダディスク9との位置関係のずれ、またエンコーダディ
スク9とフォトインタラプタ15との位置関係のずれが
、各部品自身のバラツキ、部品間の組み付け誤差等によ
り生じる。そしてまた、上記部品間の位置ずれが無くと
も、フォトインタラプタ15内の発光ダイオード17か
らの投射光の光量が経時変化によって減少してしまい、
光センサ19に検知されるスリット13からの透過光の
幅が装置使用初期時よりも狭くなってしまう可能性もあ
る。
【0024】このような位置関係のずれや経時変化の影
響により、製造時には基準パルス占有率が50%となる
ように設計されていたにも拘らず、実際のパルス占有率
が例えば55%や45%にずれてしまったりするのであ
る。そして、パルス占有率が45%になると、オン時間
Tonとオフ時間Toff との比が45:55となっ
てしまう。
【0025】この例えば45:55にずれてしまったオ
ン時間Ton及びオフ時間Toff をそれぞれ50:
50となるように補正するための係数が、オン補正係数
α及びオフ補正係数βである。オン補正係数αは下記の
(1)式、オフ補正係数βは下記の(2)式でそれぞれ
与えられる。
【0026】           α=0.5×(Ton+Toff
 )/Ton                …(1
)          β=0.5×(Ton+Tof
f )/Toff               …(
2)こうして算出されたオン補正係数α及びオフ補正係
数βはRAM24に格納され、本補正係数算出処理は一
旦終了する。
【0027】一方、オン時間Tonとオフ時間Toff
 とが等しい場合には(S110:YES)、オン補正
係数α及びオフ補正係数βを共に1に設定してRAM2
4に格納し(S130)、本処理を一旦終了する。尚、
S100の処理が占有率算出手段M4として働き、S1
10〜S130の処理が補正値算出手段M5として働く
【0028】次に補正係数算出処理で算出された両補正
係数α,βを用いてモータ1の回転速度を制御する回転
速度制御処理を、図5のフローチャートによって説明す
る。まず、モータ1の回転に応じてフォトインタラプタ
15から出力される回転パルスより、オン時間Tonあ
るいはオフ時間Toff を算出する(S200)。こ
の算出は、出力される回転パルスよりオン時間Ton及
びオフ時間Toff を順番に算出するもので、例えば
今回オン時間Tonが算出されれば、次回はオフ時間T
offが算出されることになる。
【0029】そして、算出された時間がオン時間Ton
か否かを判断し(S210)、オン時間Tonであれば
、RAM24に格納されているオン補正係数αをオン時
間Tonに掛ける(S220)。一方、算出された時間
がオフ時間Toff であれば(S210)、RAM2
4に格納されているオフ補正係数βをオフ時間Toff
 に掛ける(S230)。
【0030】次に、この補正後の補正オン時間αTon
(=α×Ton)、あるいは補正オフ時間βToff 
(=β×Toff )が、設定されたモータ1の目標速
度に応じた時間となっているか否かを判断する(S24
0)。これら補正オン時間αTon及び補正オフ時間β
Toff は、上記S220あるいはS230の処理に
より、定速回転時には、補正オン時間αTon及び補正
オフ時間βToff の比が50:50となるように補
正されている。そのため本実施例では、オン時間Ton
及びオフ時間Toff のどちらを区別なく用いて判断
しても問題がない。
【0031】そして、補正オン時間αTonまたは補正
オフ時間βToff が、モータ1の目標速度に応じた
時間となっている場合には(S240:YES)、後述
する回転速度補正制御ルーチンを実行することなくS2
00に戻る。前回S200でオン時間Tonが算出され
て処理が行われたならば、今回はオフ時間Toff が
算出されてS210以下の処理が繰り返される。
【0032】一方、S240において、補正オン時間α
Tonまたは補正オフ時間βToff が目標速度に応
じた時間となっていないと判断された場合には(S24
0:NO)、所定の回転速度補正制御ルーチンを実行す
る(S250)。この回転速度補正制御ルーチンは、フ
ォトインタラプタ15から出力される回転パルスに基づ
き、例えばその回転パルスより算出した補正オン時間α
Tonまたは補正オフ時間βToff が、設定された
目標速度に応じた時間となるように回転速度フィードバ
ックをかけて回転速度制御を行う周知のものである。
【0033】上述したように、各部品自身のバラツキ、
部品間の組み付け誤差等により生じる、モータ1の駆動
軸3、シャフト5、エンコーダディスク9、フォトイン
タラプタ15間の位置関係のずれや経時変化の影響によ
り、実際のパルス占有率が製造時の基準パルス占有率と
ずれてしまうことがある。その基準パルス占有率のずれ
に伴い、オン時間Tonとオフ時間Toff との比も
ずれてしまう。
【0034】本実施例では、それらのずれてしまったオ
ン時間Ton及びオフ時間Toff をそれぞれ補正す
るためのオン補正係数α及びオフ補正係数βを算出し、
出力された回転パルスより算出されるオン時間Tonあ
るいはオフ時間Toff に対応する補正係数α,βを
掛けて補正する。
【0035】そして、この補正オン時間αTonあるい
は補正オフ時間βToff が設定されたモータ1の目
標速度に応じた時間となっているか否かを判断し、必要
に応じて、設定された目標速度に応じた時間となるよう
に回転速度フィードバックをかけて回転速度制御を行う
【0036】このように、種々の機械的誤差により、出
力される回転パルスの実際のパルス占有率が基準パルス
占有率とずれてしまっても、そのずれを解消するための
補正値を加味して回転速度フィードバックを行うことが
できるので、精度の高いフィードバック制御を行い適切
なモータの回転速度制御を行うことができる。
【0037】次に回転速度制御処理の別実施例を説明す
る。この別実施例は、オン補正係数α及びオフ補正係数
βを用いて、モータ1の目標速度の方を変更するもので
ある。以下、図6のフローチャートに沿って説明する。 まず、モータ1の回転に応じて出力される回転パルスよ
り、オン時間Tonあるいはオフ時間Toff を算出
する(S300)。前述したS200と同様、オン時間
Ton及びオフ時間Toff が順番に算出される。そ
して、算出された時間がオン時間Tonか否かを判断し
(S310)、オン時間Tonであれば(S310:Y
ES)、RAM24に格納されているオン補正係数αの
逆数をモータ1の目標速度に応じた時間に掛けてオン時
間Tonの場合の目標速度対応補正時間T1を設定する
(S320)。
【0038】そして、算出したオン時間Tonが、その
オン時間Tonの場合の目標速度対応補正時間T1と等
しいか否かを判断する(S330)。オン時間Tonが
目標速度対応補正時間T1と等しい場合には(S330
:YES)、後述する回転速度補正制御ルーチンを実行
することなくS300に戻る。
【0039】一方、オン時間Tonが目標速度対応補正
時間T1と等しくない場合には(S330:NO)、所
定の回転速度補正制御ルーチンを実行する(S340)
。 この回転速度補正制御ルーチンは、出力された回転パル
スより算出したオン時間Tonが、S320で設定され
たオン時間Tonの場合の目標速度対応補正時間T1と
等しくなるようにフィードバックをかけてモータ1の回
転速度制御を行うものである。
【0040】また、S310における判断の結果、オフ
時間Toff であれば(S310:NO)、RAM2
4に格納されているオフ補正係数βの逆数をモータ1の
目標速度に応じた時間に掛けてオフ時間Toff の場
合の目標速度対応補正時間T2を設定する(S350)
【0041】そして、算出したオフ時間Toff が、
そのオフ時間Toff の場合の目標速度対応補正時間
T2と等しいか否かを判断する(S360)。オフ時間
Toff が目標速度対応補正時間T2と等しい場合に
は(S360:YES)、S370の回転速度補正制御
ルーチンを実行することなくS300に戻る。
【0042】一方、オフ時間Toff が目標速度対応
補正時間T2と等しくない場合には(S360:NO)
、所定の回転速度補正制御ルーチンを実行する(S37
0)。この回転速度補正制御ルーチンは、出力された回
転パルスより算出したオフ時間Toff が、S320
で設定されたオフ時間Toff の場合の目標速度対応
補正時間T2と等しくなるようにフィードバックをかけ
てモータ1の回転速度制御を行うものである。
【0043】上述したように、この別実施例では、モー
タ1の目標速度に応じた時間にオン補正係数αの逆数を
掛けて、オン時間Tonの場合の目標速度対応補正時間
T1を設定し、モータ1の目標速度に応じた時間にオフ
補正係数βの逆数を掛けてオフ時間Toff の場合の
目標速度対応補正時間T2を設定する。
【0044】そして、算出したオン時間Tonが目標速
度対応補正時間T1と等しいか否か、あるいは算出した
オフ時間Toff が目標速度対応補正時間T2と等し
いか否かを判断し、必要に応じて、オン時間Tonある
いはオフ時間Toff が目標速度対応補正時間T1,
T2となるように回転速度フィードバックをかけて回転
速度制御を行う。
【0045】このように、この別実施例においても、出
力される回転パルスの実際のパルス占有率が基準パルス
占有率とずれた場合、そのずれを解消するための補正値
を加味して回転速度フィードバックを行うことができる
ので、精度の高いフィードバック制御を行い適切なモー
タの回転速度制御を行うことができる。
【0046】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実
施しえることは勿論である。
【0047】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のモータ回転
速度制御装置は、実際のパルス占有率が、種々の機械的
誤差で基準パルス占有率とずれてしまっても、そのずれ
を解消するための補正値を加味して速度フィードバック
を行うため、精度の高いフィードバック制御を行って適
切なモータの回転速度制御を行うことができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的構成を例示するブロック図であ
る。
【図2】本実施例のモータ回転速度制御装置の概略構成
図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】本実施例の補正係数算出処理を示すフローチャ
ートである。
【図5】本実施例の回転速度制御処理を示すフローチャ
ートである。
【図6】回転速度制御処理の別実施例を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
M1,1…モータ          M2…検出手段
      M3…回転速度制御手段 M4…占有率算出手段            M5…
補正値算出手段 9…エンコーダディスク          15…フ
ォトインタラプタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  モータの回転速度を検出し、所定の基
    準パルス占有率の回転パルスを前記回転速度に応じて出
    力する検出手段と、該検出手段から出力される前記回転
    パルスに基づいて速度フィードバックを行い、前記モー
    タの回転速度を制御する回転速度制御手段とを備えたモ
    ータ回転速度制御装置において、前記モータの定速回転
    時に、前記検出手段から出力される前記回転パルスのパ
    ルス占有率を算出する占有率算出手段と、該算出された
    パルス占有率を前記基準パルス占有率に一致させるため
    の補正値を算出する補正値算出手段とを備え、前記回転
    速度制御手段が該算出された補正値を加味して前記速度
    フィードバックを行うことを特徴とするモータ回転速度
    制御装置。
JP3146077A 1991-06-18 1991-06-18 モータ回転速度制御装置 Pending JPH04372591A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3146077A JPH04372591A (ja) 1991-06-18 1991-06-18 モータ回転速度制御装置
US07/900,175 US5220266A (en) 1991-06-18 1992-06-17 Motor speed controlling device capable of correcting for speed detection error caused by change of duty ratio of photocoupler output pulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3146077A JPH04372591A (ja) 1991-06-18 1991-06-18 モータ回転速度制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04372591A true JPH04372591A (ja) 1992-12-25

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ID=15399592

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3146077A Pending JPH04372591A (ja) 1991-06-18 1991-06-18 モータ回転速度制御装置

Country Status (2)

Country Link
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