JPH05161371A - 電動機の制御装置及び制御方法 - Google Patents
電動機の制御装置及び制御方法Info
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- JPH05161371A JPH05161371A JP3322825A JP32282591A JPH05161371A JP H05161371 A JPH05161371 A JP H05161371A JP 3322825 A JP3322825 A JP 3322825A JP 32282591 A JP32282591 A JP 32282591A JP H05161371 A JPH05161371 A JP H05161371A
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- acceleration
- deceleration
- speed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】所定の位置までの移動に際し、回転軸の慣性，
負荷トルク等の全ての影響を考慮した直流電動機及び負
荷特性に自動的に適応して、直流電動機の最大能力で加
減速を行い、最短時間での移動を可能とすること。 【構成】速度と位置を検出する手段を備えた直流電動機
と、順逆両方向の電圧を調節して直流電動機に印加する
駆動装置と、演算手段と演算結果を記憶する手段とから
構成され、直流電動機の加速時に３点の速度を計測し、
その値から直流電動機の動作特性を決定づける定常速度
ωｆと機械的時定数τｍを算出する事で、直流電動機の
動作に与える影響を総合的に検出・判断し、負荷特性に
適応した制御を行うもの。
負荷トルク等の全ての影響を考慮した直流電動機及び負
荷特性に自動的に適応して、直流電動機の最大能力で加
減速を行い、最短時間での移動を可能とすること。 【構成】速度と位置を検出する手段を備えた直流電動機
と、順逆両方向の電圧を調節して直流電動機に印加する
駆動装置と、演算手段と演算結果を記憶する手段とから
構成され、直流電動機の加速時に３点の速度を計測し、
その値から直流電動機の動作特性を決定づける定常速度
ωｆと機械的時定数τｍを算出する事で、直流電動機の
動作に与える影響を総合的に検出・判断し、負荷特性に
適応した制御を行うもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機の制御装置ある
いは電動機の制御方法に関し、特に指令された所定の停
止位置に最短時間で停止制御する電動機の制御方法及び
制御装置に関する。
いは電動機の制御方法に関し、特に指令された所定の停
止位置に最短時間で停止制御する電動機の制御方法及び
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動機を指令された所定の位置に停止す
るための種々の方法が提案されている。
るための種々の方法が提案されている。
【０００３】所定の停止位置に停止するために要する時
間は、減速開始位置の決定と減速領域内の制御方法によ
って変化する。電動機の位置決め制御として、例えば、
図５に示す様に、直流電動機が減速開始位置に達するま
で、最大加速を行い、減速開始位置に達した後、減速を
開始して直流電動機を停止させる方法が知られている。
間は、減速開始位置の決定と減速領域内の制御方法によ
って変化する。電動機の位置決め制御として、例えば、
図５に示す様に、直流電動機が減速開始位置に達するま
で、最大加速を行い、減速開始位置に達した後、減速を
開始して直流電動機を停止させる方法が知られている。
【０００４】この方法に関する減速開始位置の決定と減
速時の制御方法の一例が、電気学会情報処理研究会資料
番号ＩＰ−８２−３４「ＤＣサーボモータの全ディジタ
ル制御」の文献に記載されている。
速時の制御方法の一例が、電気学会情報処理研究会資料
番号ＩＰ−８２−３４「ＤＣサーボモータの全ディジタ
ル制御」の文献に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記文献には、直流電
動機の速度ωと位置θを計測し、計測した値と直流電動
機の減速度βからその位置θに於ける速度指令ωｃを計
算し、それに基づき減速を行う方法が記載されている。
動機の速度ωと位置θを計測し、計測した値と直流電動
機の減速度βからその位置θに於ける速度指令ωｃを計
算し、それに基づき減速を行う方法が記載されている。
【０００６】この方法は、計算した位置θと予め設定さ
れる直流電動機の減速度βから次式で示される速度指令
ωｃを計算し、速度指令ωｃに基づき直線的な減速制御
を行うものである。
れる直流電動機の減速度βから次式で示される速度指令
ωｃを計算し、速度指令ωｃに基づき直線的な減速制御
を行うものである。
【０００７】
【数１】
【０００８】β：直流電動機の減速度 θ：位置 上式の速度指令ωｃは直線的な減速を行うための速度指
令であると同時に、直流電動機を位置θに停止させるた
めに許容される直流電動機の最大速度を表している。
令であると同時に、直流電動機を位置θに停止させるた
めに許容される直流電動機の最大速度を表している。
【０００９】また、これは図６で明らかなように、直流
電動機の速度ωを前記数１の速度指令ωｃに一致する点
を減速開始位置とすることができるので、その位置まで
最大加速を行い、その後直流電動機が停止するまでの速
度指令ωｃに基づいて減速を行うものである。
電動機の速度ωを前記数１の速度指令ωｃに一致する点
を減速開始位置とすることができるので、その位置まで
最大加速を行い、その後直流電動機が停止するまでの速
度指令ωｃに基づいて減速を行うものである。
【００１０】この方法によると丁度速度が零になったと
きに、位置θも零となり、振動を発生することなく所定
の位置に停止させることができる。しかしながら、数１
の減速度βは、直流電動機の特性，負荷の特性によって
変化する値である。従って減速度βは、直流電動機，負
荷等の製造時の特性のバラツキ，経時変化等を考慮した
上で、最も緩い減速条件（直流電動機の停止し難しい条
件）を想定して減速度βを設定しなければならない。こ
のように減速度βのバラツキを考慮して直流電動機の最
大能力より小さな値を設定して減速を行う為、当然のこ
とながら所定の位置までの移動時間はその分長くなって
しまうという不都合がある。
きに、位置θも零となり、振動を発生することなく所定
の位置に停止させることができる。しかしながら、数１
の減速度βは、直流電動機の特性，負荷の特性によって
変化する値である。従って減速度βは、直流電動機，負
荷等の製造時の特性のバラツキ，経時変化等を考慮した
上で、最も緩い減速条件（直流電動機の停止し難しい条
件）を想定して減速度βを設定しなければならない。こ
のように減速度βのバラツキを考慮して直流電動機の最
大能力より小さな値を設定して減速を行う為、当然のこ
とながら所定の位置までの移動時間はその分長くなって
しまうという不都合がある。
【００１１】前記の不都合を解消する一つの方法とし
て、減速開始位置まで加速する際に加速度αを計測し、
減速度β＝加速度αとして速度指令ωｃを算出する方法
が前述の電気学会情報処理研究研資料の中に紹介されて
いる、これは負荷トルクの影響が小さければ減速度βは
直流電動機の発生するトルクと回転軸の慣性との比で決
まり、加速度αとほぼ一致するという原理に基づいてい
る。
て、減速開始位置まで加速する際に加速度αを計測し、
減速度β＝加速度αとして速度指令ωｃを算出する方法
が前述の電気学会情報処理研究研資料の中に紹介されて
いる、これは負荷トルクの影響が小さければ減速度βは
直流電動機の発生するトルクと回転軸の慣性との比で決
まり、加速度αとほぼ一致するという原理に基づいてい
る。
【００１２】既ち位置制御を行うときには、必ず一度加
速することに着目し、加速時に加速度αを計測してその
値を減速度βとして数１の速度指令ωｃを計算するもの
である。
速することに着目し、加速時に加速度αを計測してその
値を減速度βとして数１の速度指令ωｃを計算するもの
である。
【００１３】
【数２】
【００１４】α：加速度 このように加速時の加速度αを計測し、この加速度αか
ら減速度βを推定し求めることによって、負荷に自動的
に適応させた制御を行い、短時間での位置決め停止を実
現させたものである。
ら減速度βを推定し求めることによって、負荷に自動的
に適応させた制御を行い、短時間での位置決め停止を実
現させたものである。
【００１５】前述の従来の方法によると、加速時の加速
度αから減速時の速度指令ωｃを求める事により、直流
電動機のトルクと回転軸の慣性に適応して、振動を抑制
し、短時間で所定の位置まで移動し停止することができ
る。しかし、この方法は加速度αと減速度βがほぼ等し
いという条件の下で減速時のωｃを求める為、負荷トル
クの影響が小さい場合にしか完全な負荷適応が可能とな
らない。
度αから減速時の速度指令ωｃを求める事により、直流
電動機のトルクと回転軸の慣性に適応して、振動を抑制
し、短時間で所定の位置まで移動し停止することができ
る。しかし、この方法は加速度αと減速度βがほぼ等し
いという条件の下で減速時のωｃを求める為、負荷トル
クの影響が小さい場合にしか完全な負荷適応が可能とな
らない。
【００１６】これは、直流電動機の動作特性を決定づけ
る回転軸の慣性，負荷トルク，直流電動機のトルク等の
要因に関し、例えば回転軸の慣性が大きい場合加速度
α，減速度βとも小さくなるが、負荷トルクが大きい場
合加速度αは小さくなるが、減速度βは逆に大きくなる
というように、加速時の加速度αからだけでは減速時の
動作を完全に特定できないことに起因する。
る回転軸の慣性，負荷トルク，直流電動機のトルク等の
要因に関し、例えば回転軸の慣性が大きい場合加速度
α，減速度βとも小さくなるが、負荷トルクが大きい場
合加速度αは小さくなるが、減速度βは逆に大きくなる
というように、加速時の加速度αからだけでは減速時の
動作を完全に特定できないことに起因する。
【００１７】従って、加速時に計測した加速度αから減
速度βを選定する際、加速度αからだけでは特定できな
い要因を考慮しなければならず、その結果、図６の減速
開始位置と減速度βは直流電動機の最大能力に対して余
裕を持って設定しなければならない。従って、その分所
定の位置まで移動するのに要する時間は長くなってしま
う。
速度βを選定する際、加速度αからだけでは特定できな
い要因を考慮しなければならず、その結果、図６の減速
開始位置と減速度βは直流電動機の最大能力に対して余
裕を持って設定しなければならない。従って、その分所
定の位置まで移動するのに要する時間は長くなってしま
う。
【００１８】また所定の位置まで最も短時間で移動する
方法は、減速開始位置まで順方向最大電圧を直流電動機
に印加して加速を行い、減速開始位置に到達した後、直
流電動機が停止するまで逆方向最大電圧印加して減速を
行う方法であるが、従来の方法では、数１で表される速
度指令ωｃに基づく速度制御によって減速を行っている
為、その点からも移動時間が、直流電動機の最大能力に
対して大きくなってしまうという問題があった。
方法は、減速開始位置まで順方向最大電圧を直流電動機
に印加して加速を行い、減速開始位置に到達した後、直
流電動機が停止するまで逆方向最大電圧印加して減速を
行う方法であるが、従来の方法では、数１で表される速
度指令ωｃに基づく速度制御によって減速を行っている
為、その点からも移動時間が、直流電動機の最大能力に
対して大きくなってしまうという問題があった。
【００１９】本発明は、所定の位置に位置決め停止する
に際し、回転軸の慣性，負荷トルク等の全ての影響を考
慮することで、直流電動機及び負荷特性に自動的に適応
させ、さらに、直流電動機の最大能力で加減速を行なわ
せ、最短時間で位置決め停止を可能とした制御方法及び
装置を提供することを目的とする。
に際し、回転軸の慣性，負荷トルク等の全ての影響を考
慮することで、直流電動機及び負荷特性に自動的に適応
させ、さらに、直流電動機の最大能力で加減速を行なわ
せ、最短時間で位置決め停止を可能とした制御方法及び
装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前述の問題を解決する為
に本発明は、電動機と、この電動機に取り付けられた位
置検出器と、この位置検出器からの信号に基づいて速度
を検出する速度検出手段と、電動機を駆動するための電
力を付与する駆動装置と、電動機に制動力を付与する減
速手段と、起動時の加速度を検出する加速度検出手段
と、この加速度検出手段を基に減速開始位置を演算する
演算機能と、この演算結果を記憶する記憶手段とを具備
する電動機の制御装置において、前記加速度検出手段
は、起動加速領域内における、少なくとも所定の３点に
よって特定された二つの測定領域における加速度を計測
する機能を含み、前記演算手段は、この加速度検出手段
によって計測された二つの加速度と指定された停止位置
から前記制動開始位置を求めることによって達成され
る。
に本発明は、電動機と、この電動機に取り付けられた位
置検出器と、この位置検出器からの信号に基づいて速度
を検出する速度検出手段と、電動機を駆動するための電
力を付与する駆動装置と、電動機に制動力を付与する減
速手段と、起動時の加速度を検出する加速度検出手段
と、この加速度検出手段を基に減速開始位置を演算する
演算機能と、この演算結果を記憶する記憶手段とを具備
する電動機の制御装置において、前記加速度検出手段
は、起動加速領域内における、少なくとも所定の３点に
よって特定された二つの測定領域における加速度を計測
する機能を含み、前記演算手段は、この加速度検出手段
によって計測された二つの加速度と指定された停止位置
から前記制動開始位置を求めることによって達成され
る。
【００２１】また、前記目的は速度と位置および加速度
を検出し、これらの検出結果から減速開始位置減速速度
指令を生成し、これに基づいて電動機を減速停止する電
動機の制御方法において、所定の位置に移動するとき、
所定の設定速度に達するまで正方向最大電圧を印加して
最大加速を行い、この最大加速領域内の少なくとも二つ
の領域で加速度を検出し、検出された二つの加速度に基
づいて減速開始位置と、減速領域内の速度指令を生成
し、この指令に基づいて所定の停止位置に減速停止する
電動機の制御方法によって達成される。
を検出し、これらの検出結果から減速開始位置減速速度
指令を生成し、これに基づいて電動機を減速停止する電
動機の制御方法において、所定の位置に移動するとき、
所定の設定速度に達するまで正方向最大電圧を印加して
最大加速を行い、この最大加速領域内の少なくとも二つ
の領域で加速度を検出し、検出された二つの加速度に基
づいて減速開始位置と、減速領域内の速度指令を生成
し、この指令に基づいて所定の停止位置に減速停止する
電動機の制御方法によって達成される。
【００２２】
【作用】前述の機械的時定数τｍと定常速度ωｆの算出
方法及び減速開始位置の算出方法の詳細について、直流
電動機の一般動作特性を含めて以下に説明する。
方法及び減速開始位置の算出方法の詳細について、直流
電動機の一般動作特性を含めて以下に説明する。
【００２３】直流電動機の動作特性は定常速度ωｆと機
械的時定数τｍによって表現される。例えば最大加速を
行った時の直流電動機の速度ωは次式で表される。
械的時定数τｍによって表現される。例えば最大加速を
行った時の直流電動機の速度ωは次式で表される。
【００２４】
【数３】
【００２５】
【数４】
【００２６】
【数５】
【００２７】Ｖｓ：電動機に印加される電圧〔Ｖ〕 ＫＥ：誘起電圧定数〔Ｖ／rad／Ｓ〕 ＫＴ：トルク定
数〔kg・ｆ・cm／Ａ〕 Ｔｌ：負荷トルク〔kg・ｆ・cm〕 Ｊｌ：負荷慣性
〔kg・cm・Ｓ2〕 Ｒ ：電機子抵抗〔Ω〕 数４，５中のＫＥ，ＫＴ，Ｖｓ，Ｔｌ，Ｒが直流電動
機，負荷の特性を決定する要素であり、直流電動機，負
荷の製造時の特性のバラツキ，経時の特性変化によって
左右される値である。これらの値を個々に検出する事は
困難であるが、数３から明らかなように、直流電動機の
動作特性に与える影響は、種々の要素の複合的物理量で
ある定常速度ωｆと機械的時定数τｍを検出することに
よって、負荷特性の変化を含めた直流電動機の動作特性
の把握が可能となる。
数〔kg・ｆ・cm／Ａ〕 Ｔｌ：負荷トルク〔kg・ｆ・cm〕 Ｊｌ：負荷慣性
〔kg・cm・Ｓ2〕 Ｒ ：電機子抵抗〔Ω〕 数４，５中のＫＥ，ＫＴ，Ｖｓ，Ｔｌ，Ｒが直流電動
機，負荷の特性を決定する要素であり、直流電動機，負
荷の製造時の特性のバラツキ，経時の特性変化によって
左右される値である。これらの値を個々に検出する事は
困難であるが、数３から明らかなように、直流電動機の
動作特性に与える影響は、種々の要素の複合的物理量で
ある定常速度ωｆと機械的時定数τｍを検出することに
よって、負荷特性の変化を含めた直流電動機の動作特性
の把握が可能となる。
【００２８】次に前述の定常速度ωｆと機械的時定数τ
ｍの検出方法について述べる。
ｍの検出方法について述べる。
【００２９】まず最大加速時のある一定時間間隔Δｔ毎
の速度ω1，ω2，ω3 を計測する。このω1，ω2，ω3
は数３よりそれぞれ次式で表される。
の速度ω1，ω2，ω3 を計測する。このω1，ω2，ω3
は数３よりそれぞれ次式で表される。
【００３０】
【数６】
【００３１】
【数７】
【００３２】
【数８】
【００３３】但しｔ1 は任意の時間 ω1，ω2，ω3 の比をとると
【００３４】
【数９】
【００３５】
【数１０】
【００３６】数９，数１０より
【００３７】
【数１１】
【００３８】
【数１２】
【００３９】更に数１１を数１２で除すと
【００４０】
【数１３】
【００４１】ここで（ａ−１)／(ｂ−１）＝Ｃとおいて
数１３を整理すると
数１３を整理すると
【００４２】
【数１４】
【００４３】
【数１５】
【００４４】数１５を機械的時定数τｍについて解け
ば、
ば、
【００４５】
【数１６】
【００４６】Δｔ，ｔ1 は予め設定される値であるから
数１６によって機械的時定数τｍが算出される。τｍが
求まれば数６より、
数１６によって機械的時定数τｍが算出される。τｍが
求まれば数６より、
【００４７】
【数１７】
【００４８】として定常速度ωｆを求められる。
【００４９】以上の様に加速時の予め設定された一定時
間間隔毎の３点の速度を計測し、それらの比を基に演算
を行う事で、直流電動機の動作特性を特徴付ける定常速
度ωｆと機械的時定数τｍを検出する事が出来る。
間間隔毎の３点の速度を計測し、それらの比を基に演算
を行う事で、直流電動機の動作特性を特徴付ける定常速
度ωｆと機械的時定数τｍを検出する事が出来る。
【００５０】前述の方法により求めた定常速度ωｆと機
械的時定数τｍを利用した位置制御について以下に説明
する。
械的時定数τｍを利用した位置制御について以下に説明
する。
【００５１】所定の位置まで移動する際、直流電動機の
速度ωと位置θを随時計測し、ある速度ωａから最大減
速を行った場合に停止するまでに必要とされる距離Ｓ
（以下停止距離Ｓと称す）を求め、距離Ｓと位置θが一
致した点を減速開始位置として、最大加減速を行う事で
最短時間での移動が可能となる。
速度ωと位置θを随時計測し、ある速度ωａから最大減
速を行った場合に停止するまでに必要とされる距離Ｓ
（以下停止距離Ｓと称す）を求め、距離Ｓと位置θが一
致した点を減速開始位置として、最大加減速を行う事で
最短時間での移動が可能となる。
【００５２】ある速度ωａから逆方向最大電圧−Ｖｓを
印加する逆転制動によって減速を行った時の直流電動機
の速度ωは次式で表される。
印加する逆転制動によって減速を行った時の直流電動機
の速度ωは次式で表される。
【００５３】
【数１８】
【００５４】減速を開始して停止するまでに要する時間
ｔｓは、上式でω＝０とおいてｔについて解けば求めら
れる。
ｔｓは、上式でω＝０とおいてｔについて解けば求めら
れる。
【００５５】
【数１９】
【００５６】一方直流電動機が停止するまでに移動する
停止距離Ｓは、数１８をｔ＝０からｔｓまで時間ｔにつ
いて積分して求める事ができる。
停止距離Ｓは、数１８をｔ＝０からｔｓまで時間ｔにつ
いて積分して求める事ができる。
【００５７】
【数２０】
【００５８】数１９，数２０において、前述の方法で機
械的時定数τｍと定常速度ωｆは加速時に算出し、既知
の定数として扱えるので、停止距離Ｓは直流電動機の速
度ωａのみの関数として求めることができる。従って直
流電動機の速度ωを随時計測し、数１９，数２０のωａ
に代入して停止距離Ｓを算出し、位置θと比較し、一致
した点を求める事で、負荷特性に適応した減速開始位置
を求める事ができる。
械的時定数τｍと定常速度ωｆは加速時に算出し、既知
の定数として扱えるので、停止距離Ｓは直流電動機の速
度ωａのみの関数として求めることができる。従って直
流電動機の速度ωを随時計測し、数１９，数２０のωａ
に代入して停止距離Ｓを算出し、位置θと比較し、一致
した点を求める事で、負荷特性に適応した減速開始位置
を求める事ができる。
【００５９】また、上記方法はある速度状態にある直流
電動機の減速開始条件の規定を行うものであるから、所
定の位置に移動する為にある設定速度に達するまで正方
向最大電圧を印加して最大加速を行い、ある所定の位置
まで設定速度で運転した後、逆方向最大電圧印加による
逆転制動により直流電動機を停止させる方式のものにつ
いても有効である。
電動機の減速開始条件の規定を行うものであるから、所
定の位置に移動する為にある設定速度に達するまで正方
向最大電圧を印加して最大加速を行い、ある所定の位置
まで設定速度で運転した後、逆方向最大電圧印加による
逆転制動により直流電動機を停止させる方式のものにつ
いても有効である。
【００６０】更に上記方法は加速時に直流電動機の動作
特性を決定づける定常速度ωｆと機械的時定数τｍを算
出する事で、回転軸の慣性，負荷トルク，直流電動機の
トルク等による直流電動機の加減速時の動作に与える影
響を総合的に検出・判断できる為、所定の位置に移動す
る為に正方向最大電圧を印加して最大加速した後、直流
電動機に印加する電圧を調節しながら減速を行い直流電
動機を停止させる方式や、ある設定速度に達するまで正
方向最大電圧を印加して最大加速を行い、ある所定の位
置まで設定速度で運転した後、直流電動機に印加する電
圧を調節しながら減速を行い直流電動機を停止させる方
法のように、電圧を調節しながら減速を行う場合におい
ても減速開始位置を負荷に適応して自動的に調整する事
が可能である。
特性を決定づける定常速度ωｆと機械的時定数τｍを算
出する事で、回転軸の慣性，負荷トルク，直流電動機の
トルク等による直流電動機の加減速時の動作に与える影
響を総合的に検出・判断できる為、所定の位置に移動す
る為に正方向最大電圧を印加して最大加速した後、直流
電動機に印加する電圧を調節しながら減速を行い直流電
動機を停止させる方式や、ある設定速度に達するまで正
方向最大電圧を印加して最大加速を行い、ある所定の位
置まで設定速度で運転した後、直流電動機に印加する電
圧を調節しながら減速を行い直流電動機を停止させる方
法のように、電圧を調節しながら減速を行う場合におい
ても減速開始位置を負荷に適応して自動的に調整する事
が可能である。
【００６１】
【実施例】本発明構成の一実施例を図１ないし図４を用
いて以下説明する。
いて以下説明する。
【００６２】図１は本発明を実現する制御装置の構成概
略図である。
略図である。
【００６３】１は直流電動機で、この直流電動機には回
転位置を検出するエンコーダが取り付けられている。こ
のエンコーダ２の信号はマイクロコンピュータ３に入力
され、直流電動機１の速度ωと位置θを検出手段４，５
によって計測する。
転位置を検出するエンコーダが取り付けられている。こ
のエンコーダ２の信号はマイクロコンピュータ３に入力
され、直流電動機１の速度ωと位置θを検出手段４，５
によって計測する。
【００６４】加速時においてマイクロコンピュータ内の
インターバルタイマ６で発生される一定時間間隔Δｔ毎
に直流電動機１の速度ω1，ω2，ω3 を記憶手段７に記
憶し、マイクロコンピュータ３の演算により、機械的時
定数τｍと定常速度ωｆを演算し、記憶手段８に格納す
る。直流電動機１の速度ωを計測し、記憶した機械的時
定数τｍと定常速度ωｆを読み出して、速度ωから停止
するまでに必要な距離Ｓを随時演算する。
インターバルタイマ６で発生される一定時間間隔Δｔ毎
に直流電動機１の速度ω1，ω2，ω3 を記憶手段７に記
憶し、マイクロコンピュータ３の演算により、機械的時
定数τｍと定常速度ωｆを演算し、記憶手段８に格納す
る。直流電動機１の速度ωを計測し、記憶した機械的時
定数τｍと定常速度ωｆを読み出して、速度ωから停止
するまでに必要な距離Ｓを随時演算する。
【００６５】前記停止距離Ｓと直流電動機１の位置θを
比較し、一致した点を減速開始位置として、マイクロコ
ンピュータ３から回転方向切換信号をプリドライバに出
力して、直流電動機１に印加する電圧Ｖｓの極性を反転
させる。尚、駆動回路１０は直流電動機１に順逆両方向
の電圧を印加する為、Ｈ形ブリッジ構成としている。図
２と図３に機械的時定数τｍと定常速度ωｆの演算と、
減速開始位置の検出を行うプログラムの概略フローチャ
ートを示す。
比較し、一致した点を減速開始位置として、マイクロコ
ンピュータ３から回転方向切換信号をプリドライバに出
力して、直流電動機１に印加する電圧Ｖｓの極性を反転
させる。尚、駆動回路１０は直流電動機１に順逆両方向
の電圧を印加する為、Ｈ形ブリッジ構成としている。図
２と図３に機械的時定数τｍと定常速度ωｆの演算と、
減速開始位置の検出を行うプログラムの概略フローチャ
ートを示す。
【００６６】図２は機械的時定数τｍと定常速度ωｆを
算出するもので、この処理はω3の計測が終了した時点
で実行される。具体的な処理内容としては、まずω1，
ω2，ω3 を読み込みそれらの比を算出し、数１６に基
づき機械的時定数τｍを演算し記憶手段に書き込み、次
に数１７に基づいて定常速度ωｆを演算し記憶手段に書
き込むものである。
算出するもので、この処理はω3の計測が終了した時点
で実行される。具体的な処理内容としては、まずω1，
ω2，ω3 を読み込みそれらの比を算出し、数１６に基
づき機械的時定数τｍを演算し記憶手段に書き込み、次
に数１７に基づいて定常速度ωｆを演算し記憶手段に書
き込むものである。
【００６７】図３は減速開始位置を検出するもので、こ
の処理は前述の機械的時定数τｍと定常速度ωｆを算出
処理を終了してから、減速開始位置を検出するまで繰返
し実行される。
の処理は前述の機械的時定数τｍと定常速度ωｆを算出
処理を終了してから、減速開始位置を検出するまで繰返
し実行される。
【００６８】処理内容はまず、直流電動機の現在速度ω
と位置θを計測し、前記機械的時定数τｍ，定常速度ω
ｆを読み込み，速度ωから数１９，数２０に基づき、そ
の時々の速度ωから停止するまでに必要な時間ｔｓと距
離Ｓを算出する。
と位置θを計測し、前記機械的時定数τｍ，定常速度ω
ｆを読み込み，速度ωから数１９，数２０に基づき、そ
の時々の速度ωから停止するまでに必要な時間ｔｓと距
離Ｓを算出する。
【００６９】この停止距離Ｓと位置θを比較し一致した
ならば、直流電動機に印加する電圧の極性を反転させる
処理を行い、そうでない場合はそのまま処理を終了す
る。
ならば、直流電動機に印加する電圧の極性を反転させる
処理を行い、そうでない場合はそのまま処理を終了す
る。
【００７０】上記処理構成の制御装置による所定の位置
までの直流電動機の移動動作を図６に示す。
までの直流電動機の移動動作を図６に示す。
【００７１】加速時の一定時間間隔毎に計測される速度
ω1，ω2，ω3 を基に、演算により自動的に求められる
減速開始位置まで、順方向最大電圧Ｖｓが印加され最大
加速で移動し、減速開始位置到達後は逆方向最大電圧−
Ｖｓ印加による最大減速で移動が行われる。この時減速
開始位置は、機械的時定数τｍと定常速度ωｆに基づい
て決定されるため、τｍ，ωｆが変化した場合つまり回
転軸の慣性，負荷トルク等の条件が変化した場合、それ
らの変化に適応して自動的に減速開始位置が修正され
る。
ω1，ω2，ω3 を基に、演算により自動的に求められる
減速開始位置まで、順方向最大電圧Ｖｓが印加され最大
加速で移動し、減速開始位置到達後は逆方向最大電圧−
Ｖｓ印加による最大減速で移動が行われる。この時減速
開始位置は、機械的時定数τｍと定常速度ωｆに基づい
て決定されるため、τｍ，ωｆが変化した場合つまり回
転軸の慣性，負荷トルク等の条件が変化した場合、それ
らの変化に適応して自動的に減速開始位置が修正され
る。
【００７２】図４に前記手法による制動停止の状態を示
す。
す。
【００７３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、加速
度検出手段が、起動加速領域内における、少なくとも所
定の３点によって特定された二つの測定領域における加
速度を計測する機能を持ち、前記演算手段が、この加速
度検出手段によって計測された二つの加速度と指定され
た停止位置から前記制動開始位置を求めるものであるの
で、減速開始位置を、負荷特性に適応して自動的に選定
することが可能となり、所定の位置までの移動を最短時
間で行うことができる電動機の制御装置を提供するがで
きる。
度検出手段が、起動加速領域内における、少なくとも所
定の３点によって特定された二つの測定領域における加
速度を計測する機能を持ち、前記演算手段が、この加速
度検出手段によって計測された二つの加速度と指定され
た停止位置から前記制動開始位置を求めるものであるの
で、減速開始位置を、負荷特性に適応して自動的に選定
することが可能となり、所定の位置までの移動を最短時
間で行うことができる電動機の制御装置を提供するがで
きる。
【００７４】また本発明は、所定の位置に移動すると
き、所定の設定速度に達するまで正方向最大電圧を印加
して最大加速を行い、この最大加速領域内の少なくとも
二つの領域で加速度を検出し、検出された二つの加速度
に基づいて減速開始位置と、減速領域内の速度指令を生
成し、この指令に基づいて所定の停止位置に減速停止す
る方法としたので、前記と同様に、所定の位置まで最短
時間で移動することができる電動機を得ることができ
る。
き、所定の設定速度に達するまで正方向最大電圧を印加
して最大加速を行い、この最大加速領域内の少なくとも
二つの領域で加速度を検出し、検出された二つの加速度
に基づいて減速開始位置と、減速領域内の速度指令を生
成し、この指令に基づいて所定の停止位置に減速停止す
る方法としたので、前記と同様に、所定の位置まで最短
時間で移動することができる電動機を得ることができ
る。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す概略図。
【図２】本発明の一実施例における機械的時定数τｍと
定常速度ωｆの算出プログラムのフローチャートを示す
図。
定常速度ωｆの算出プログラムのフローチャートを示す
図。
【図３】本発明の一実施例における減速開始位置の検出
プログラムのフローチャートを示す図。
プログラムのフローチャートを示す図。
【図４】本発明の一実施例における直流電動機の動作概
略図。
略図。
【図５】所定の位置まで移動する際の直流電動機の一般
動作概略図。
動作概略図。
【図６】負荷適応を図った位置制御の一従来例におけ
る、所定の位置まで移動する際の直流電動機の動作概略
図。
る、所定の位置まで移動する際の直流電動機の動作概略
図。
１…直流電動機、２…エンコーダ、３…マイコン、４…
位置検出手段、５…速度検出手段、６…インターバルタ
イマ、７，８…データ記憶手段、９…プリドライバ、１
０…駆動回路。
位置検出手段、５…速度検出手段、６…インターバルタ
イマ、７，８…データ記憶手段、９…プリドライバ、１
０…駆動回路。
Claims (7)
- 【請求項１】電動機と、この電動機に取り付けられた位
置検出器と、この位置検出器からの信号に基づいて速度
を検出する速度検出手段と、電動機を駆動するための電
力を付与する駆動装置と、電動機に制動力を付与する減
速手段と、起動時の加速度を検出する加速度検出手段
と、この加速度検出手段を基に減速開始位置を演算する
演算機能と、この演算結果を記憶する記憶手段とを具備
する電動機の制御装置において、 前記加速度検出手段は、起動加速領域内における、少な
くとも所定の３点によって特定された２つの測定領域に
おける加速度を計測する機能を含み、前記演算手段は、
この加速度検出手段によって計測された２つの加速度と
指定された停止位置から前記制動開始位置を求めるもの
である電動機の制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記減速手段は、前記駆動装置によって電動機に付与さ
せる逆方向最大電圧印加による逆転制動である電動機の
制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、 加速度検出は、正方向最大電圧を印加した最大加速領域
内で行なう電動機の制御装置。 - 【請求項４】速度と位置および加速度を検出し、これら
の検出結果から減速開始位置減速速度指令を生成し、こ
れに基づいて電動機を減速停止する電動機の制御方法に
おいて、 所定の位置に移動するとき、所定の設定速度に達するま
で正方向最大電圧を印加して最大加速を行い、この最大
加速領域内の少なくとも二つの領域で加速度を検出し、
検出された二つの加速度に基づいて減速開始位置と、減
速領域内の速度指令を生成し、この指令に基づいて所定
の停止位置に減速停止する電動機の制御方法。 - 【請求項５】請求項４において、 最大加速時に検出された不個数の加速度から負荷系を含
めた電動機の動作特性を検出して、負荷特性の変化に応
じて減速開始位置と減速領域の速度指令を調整するよう
にした電動機の制御方法。 - 【請求項６】請求項５において、 電動機の加速時に複数領域の加速度を計測し、その値か
ら電動機の動作特性を決定している定常速度ωｆと機械
的時定数τｍを算出し、負荷特性に適応した減速停止制
御を行う電動機の制御方法。 - 【請求項７】請求項１あるいは４のいずれかにおいて、 電動機はインバータで駆動される直流電動機である電動
機の制御装置あるいは電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3322825A JPH05161371A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電動機の制御装置及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3322825A JPH05161371A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電動機の制御装置及び制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05161371A true JPH05161371A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18148031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3322825A Pending JPH05161371A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電動機の制御装置及び制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05161371A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000197381A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Seiko Epson Corp | Ｄｃモ―タ制御装置及びｄｃモ―タ制御方法 |
| WO2007104239A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. | Position control method, position control device and electric device including the position control device |
| US20120251213A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus and image forming apparatus |
| JP2013066300A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Brother Ind Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| JP2013167955A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Toyota Motor Corp | マスタスレーブ制御方法及び制御装置並びにシステム |
| JP2022164441A (ja) * | 2021-04-16 | 2022-10-27 | アルプスアルパイン株式会社 | 回転角度検出方法、回転角度検出プログラム、及び、回転角度検出装置 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP3322825A patent/JPH05161371A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000197381A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Seiko Epson Corp | Ｄｃモ―タ制御装置及びｄｃモ―タ制御方法 |
| WO2007104239A1 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd. | Position control method, position control device and electric device including the position control device |
| US20120251213A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus and image forming apparatus |
| JP2012215947A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Brother Ind Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| US9323198B2 (en) | 2011-03-31 | 2016-04-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Motor control apparatus and image forming apparatus |
| JP2013066300A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Brother Ind Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| JP2013167955A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Toyota Motor Corp | マスタスレーブ制御方法及び制御装置並びにシステム |
| JP2022164441A (ja) * | 2021-04-16 | 2022-10-27 | アルプスアルパイン株式会社 | 回転角度検出方法、回転角度検出プログラム、及び、回転角度検出装置 |
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