JPH0690579A

JPH0690579A - モータ制御方法

Info

Publication number: JPH0690579A
Application number: JP4237061A
Authority: JP
Inventors: Shujiro Hara; 修二郎原
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】モータ制御方法を、指令値”０”を連続的に
入力してもモータの振動を防止できるようにする。【構成】外部コントローラからモータ制御装置１０に
指令値”０”を連続して与える場合には、オールハイレ
ベルまたはオールローレベルのパルス幅変調指令信号Ｐ
を外部コントローラからモータ制御装置１０に伝送す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータ制御方法に関
し、特に、外部コントローラからモータ制御装置にパル
ス幅変調指令信号を伝送することにより指令値を与えて
モータの制御を行うモータ制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータの制御を行うモータ制御装
置に外部コントローラから指令値を与える方法として
は、指令値を示すアナログ指令信号を外部コントローラ
からモータ制御装置に伝送する方法が多く用いられてき
た。しかし、アナログ指令信号を用いる場合にはドリフ
トの問題を解決する必要があるため、最近では、デジタ
ル指令信号が使われ始めている。ここで、デジタル指令
信号により外部コントローラからモータ制御装置に指令
値を与える方法の一つとして、指令値を指令データに変
換して作成したデジタル指令信号を、高速デジタル伝送
技術を利用して高速に伝送する方法がある。しかし、こ
の方法では、精度よく制御を行うためには、指令データ
のビット数が多くなり、かつ、かなり高速のデータ伝送
が必要になるという問題のほか、コスト的な問題もあ
る。かかる問題を解決する一手段として、指令値をパル
ス幅に変換して作成したパルス幅変調指令信号を外部コ
ントローラからモータ制御装置に伝送する方法がある。

【０００３】外部コントローラからモータ制御装置に伝
送されるパルス幅変調指令信号は、所定の周期を有し、
また、図５（Ａ）〜（Ｅ）にそれぞれ示すように、その
パルス幅により指令値を示すものである。すなわち、パ
ルス幅変調指令信号は、オールハイレベルのときには指
令値”＋ＭＡＸ”を示し（同図（Ａ））、デューティー
比（一周期のうちのハイレベルの期間）が３／４のとき
には指令値”＋ＭＡＸ／２”を示し（同図（Ｂ））、デ
ューティー比が１／２のときには指令値”０”を示し
（同図（Ｃ））、デューティー比が１／４のときには指
令値”−ＭＡＸ／２”を示し（同図（Ｄ））、オールロ
ーレベルのときには指令値”−ＭＡＸ”を示す（同図
（Ｅ））。なお、”＋ＭＡＸ”は正側の最大値を示
し、”−ＭＡＸ”は負側の最大値を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、外部コントローラからモータ制御装置にパルス幅変
調指令信号を伝送することにより指令値を与えてモータ
の制御を行うモータ制御方法では、以下に示すような問
題がある。モータ制御装置側でパルス幅変調指令信号か
ら指令値を認識する場合には、一般に、図６（Ａ）に示
すパルス幅変調指令信号の周期よりも短い所定の周期を
有するクロック（同図（Ｂ））を発生し、アップダウン
カウンタを用いて、同図（Ｃ）に示すように、パルス幅
変調指令信号がハイレベルのときにはクロックの立上り
に同期してカウントアップし、一方、パルス幅変調指令
信号がローレベルのときにはクロックの立上りに同期し
てカウントダウンすることにより、パルス幅変調指令信
号がハイレベルの期間とローレベルの期間との差をアッ
プダウンカウンタで求める方法が用いられる。しかし、
クロックは必ずしもパルス幅変調指令信号に同期して発
生されないため、外部コントロールから指令値”０”を
示す図５（Ｃ）に示したパルス幅変調指令信号を連続的
に入力した場合、図７（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ク
ロックとパルス幅変調指令信号との位相によりアップダ
ウンカウンタのカウント値が”＋１”，”０”，”−
１”となる結果、モータが正逆に振動する現象が生じる
という問題がある。

【０００５】本発明の目的は、指令値”０”を連続的に
入力してもモータの振動を防止できるモータ制御方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のモータ制御方法
は、外部コントローラからモータ制御装置にパルス幅変
調指令信号を伝送することにより指令値を与えてモータ
の制御を行うモータ制御方法において、指令値”０”を
連続して与える場合には、前記パルス幅変調指令信号を
オールハイレベルおよびオールローレベルの少なくとも
一方にする。

【０００７】

【作用】本発明のモータ制御方法は、指令値”０”を連
続して与える場合には、パルス幅変調指令信号をオール
ハイレベルおよびオールローレベルの少なくとも一方に
することにより、モータ制御装置において指令値”０”
を認識する際に、ハイレベルの期間とローレベルの期間
とを同じにして指令値”０”を与えた場合のようにハイ
レベルの期間とローレベルの期間との差を求める必要が
ないため、誤差なく指令値”０”を認識することができ
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明のモータ制御方法の一実施
例が実現可能なモータ制御装置を示すブロック図であ
る。モータ制御装置１０は、クロック発生回路１１と、
アップダウンカウンタ１２と、微分回路１３と、データ
ラッチ回路１４と、マイクロコンピュータ（以下、「Ｃ
ＰＵ」と称する。）１５と、モータ駆動回路１６と、指
令信号入力端子１７と、エンコーダ出力信号入力端子１
８と、モータ駆動信号出力端子１９とを含む。以下、モ
ータ制御装置１０の各構成要素について詳しく説明す
る。クロック発生回路１１は、パルス幅変調指令信号Ｐ
の周期よりも短い所定の周期を有するクロックＣＬＫを
発生する。指令信号入力端子１７には、パルス幅変調指
令信号Ｐが外部コントローラ（不図示）から入力され
る。アップダウンカウンタ１２は、クロック発生回路１
１で発生されたクロックＣＬＫがクロック端子に、ま
た、指令信号入力端子１７に入力されたパルス幅変調指
令信号Ｐがアップダウン制御端子にそれぞれ入力され
て、パルス幅変調指令信号Ｐがハイレベルのときにクロ
ックＣＬＫの立上りに同期してカウントアップし、一
方、パルス幅変調指令信号Ｐがローレベルのときにクロ
ックＣＬＫの立上りに同期してカウントダウンする。微
分回路１３は、指令信号入力端子１７から入力されるパ
ルス幅変調指令信号Ｐの立上りをとらえてパルス状のラ
ッチ信号Ｌを作成するとともに、ラッチ信号Ｌを出力す
ると同時にラッチイネーブル信号ＬＥを出力する。デー
タラッチ回路１４は、微分回路１３から入力されるラッ
チ信号Ｌの立上りに同期してアップダウンカウンタ１２
のカウント値Ｃをラッチする。ＣＰＵ１５は、微分回路
１３からラッチイネーブル信号ＬＥが入力されると、デ
ータラッチ回路１４でラッチされているデータ（以下、
「ラッチデータ」と称する。）ＬＤを読み込む。なお、
ＣＰＵ１５がラッチデータＬＤを読み込むと、ラッチイ
ネーブル信号ＬＥはクリアされる。

【０００９】エンコーダ出力信号入力端子１８には、モ
ータ２０に接続されているエンコーダ２１からエンコー
ダ出力信号ＥＮが入力される。ＣＰＵ１５は、ラッチデ
ータＬＤを読み込むと、エンコーダ出力信号入力端子１
８に入力されているエンコーダ出力信号ＥＮを読み込ん
だのち、読み込んだラッチデータＬＤと読み込んだエン
コーダ出力信号ＥＮとを比較して制御信号ＣＮＴを作成
する。モータ駆動回路１６は、ＣＰＵ１５から入力され
る制御信号ＣＮＴに応じてモータ駆動信号ＤＲを作成す
る。作成されたモータ駆動信号ＤＲは、モータ駆動信号
出力端子１９を介してモータ２０に出力される。図２
（Ａ）〜（Ｆ）はそれぞれ、図１に示したパルス幅変調
指令信号Ｐのフォーマットを示す波形図である。

【００１０】本実施例においては、外部コントローラか
らモータ制御装置１０に指令値”０”を連続して与える
場合には、オールハイレベルまたはオールローレベルの
パルス幅変調指令信号Ｐを外部コントローラからモータ
制御装置１０に伝送する（同図（Ａ），（Ｅ））。外部
コントローラからモータ制御装置１０に指令値”＋ＭＡ
Ｘ”を与える場合には、クロックＣＬＫ（同図（Ｆ））
の一周期分だけローレベルとなるパルス幅変調指令信号
Ｐを外部コントローラからモータ制御装置１０に伝送す
る（同図（Ｂ））。外部コントローラからモータ制御装
置１０に指令値”０”を一回のみ与える場合には、デュ
ーティー比が”１／２”のパルス幅変調指令信号Ｐを外
部コントローラからモータ制御装置１０に伝送する（同
図（Ｃ））。外部コントローラからモータ制御装置１０
に指令値”−ＭＡＸ”を与える場合には、クロックＣＬ
Ｋ（同図（Ｆ））の一周期分だけハイレベルとなるパル
ス幅変調指令信号Ｐを外部コントローラからモータ制御
装置１０に伝送する（同図（Ｄ））。

【００１１】図３は、外部コントローラが有する、図２
（Ａ）〜（Ｅ）にそれぞれ示したパルス幅変調指令信号
Ｐを発生するパルス幅変調指令信号発生回路のブロック
図である。パルス幅変調指令信号発生回路３０は、基準
電圧発生回路３１と、クロック発生器３２と、インバー
タ回路３３と、プログラマブルパルス幅可変回路３４と
からなる。ここで、プログラマブルパルス幅可変回路３
２は、基準電圧発生回路３１から入力される基準電圧
と、クロック発生器３２から入力される、所定の周期Ｔ
₀ を有するクロックと、外部から入力されるｎビットの
指令値データＤ_n〜Ｄ₁とを用いて、Ｔ_V＝Ｔ₀｛INV（Ｄ_n）／２＋Ｄ_n-1／２²＋……＋Ｄ₂／
２^n-1＋Ｄ₁／２ⁿ｝（１）ここで、Ｄ_n〜Ｄ₁＝”１”または”０” INV（Ｄ_n）＝指令値データＤ_nの極性（”１”および”
０”）の反転で表されるパルス幅Ｔ_V を有するパルス列を発生するこ
とにより、パルス幅変調指令信号Ｐを発生する。なお、
原則として、最上位ビットの指令値データＤ_n は指令値
の符号（”１”のときは指令値の符号が”＋”、”０”
のときは指令値の符号が”−”）を示し、また、残りの
指令値データＤ_n-1〜Ｄ₁は指令値の絶対値を示す。ただ
し、指令値が連続して”０”となる場合には、最上位ビ
ットの指令値データＤ_n＝”０”およびその他の指令値
データＤ_n-1〜Ｄ₁＝”１” が外部からそれぞれ入力さ
れて上記（１）式によってパルス幅Ｔ_V＝周期Ｔ₀とされ
るか、または、最上位ビットの指令値データＤ_n ＝”
１”およびその他の指令値データＤ_n-1〜Ｄ₁＝”０”が
外部からそれぞれ入力されて上記（１）式によってパル
ス幅Ｔ_V ＝”０”とされることにより、本発明の特徴で
ある、指令値”０”を連続して与えるオールハイレベル
またはオールローレベルのパルス幅変調指令信号Ｐがそ
れぞれ発生される。

【００１２】次に、モータ制御装置１０における指令値
読み込み動作について、図４に示すフローチャートを参
照して説明する。指令値”０”を連続して与える図２
（Ａ）に示したようなオールハイレベルのパルス幅変調
指令信号Ｐが、外部コントローラから指令信号入力端子
１７に伝送してきたとする。アップダウンカウンタ１２
においては、オールハイレベルのパルス幅変調指令信号
Ｐがアップダウン制御端子に入力されるため、連続して
カウントアップされて、カウント値Ｃが増加する。しか
し、この場合には、微分回路１３においてその立上りを
とらえることができないため、パルス状のラッチ信号Ｌ
が作成されないので、アップダウンカウンタ１２のカウ
ント値Ｃがデータラッチ回路１４でラッチされることは
なく、また、ラッチイネーブル信号ＬＥがＣＰＵ１５に
入力されることもない。ＣＰＵ１５は、たとえばパルス
幅変調指令信号Ｐの一周期の１．５倍の時間内にラッチ
イネーブル信号ＬＥが入力されてこないと、指令値”
０”が一回入力されてきたものと自動的に判断する（ス
テップＳ１，Ｓ２）。

【００１３】指令値”＋ＭＡＸ”を与える図２（Ｂ）に
示したようなパルス幅変調指令信号Ｐが、外部コントロ
ーラから指令信号入力端子１７に入力してきたとする。
アップダウンカウンタ１２においては、パルス幅変調指
令信号Ｐがハイレベルの期間にクロック端子へ入力され
るクロックＣＬＫの数だけカウントアップされ、パルス
幅変調指令信号Ｐがローレベルの期間にクロック端子へ
入力されるクロックＣＬＫの数だけカウントダウンされ
ることにより、カウント値Ｃが増加し、最終的に指令
値”＋ＭＡＸ”を示すカウント値Ｃとなる。また、微分
回路１３においては、パルス幅変調指令信号Ｐの立上り
がとらえられることにより、パルス状のラッチ信号Ｌが
作成される。その結果、アップダウンカウンタ１２のカ
ウント値Ｃがデータラッチ回路１４でラッチされ、ま
た、ラッチイネーブル信号ＬＥがＣＰＵ１５に入力され
る。その後、ラッチデータＬＤがＣＰＵ１５によって読
み込まれることにより、指令値”＋ＭＡＸ”がＣＰＵ１
５に与えられる（ステップＳ１，Ｓ３）。なお、ラッチ
データＬＤがＣＰＵ１５に読み込まれると、ラッチイネ
ーブル信号ＬＥはクリアされる。

【００１４】指令値”０”を一回のみ与える図２（Ｃ）
に示したような、デューティー比が”１／２”のパルス
幅変調指令信号Ｐが、外部コントローラから指令信号入
力端子１７に入力してきたとする。アップダウンカウン
タ１２においては、パルス幅変調指令信号Ｐがハイレベ
ルの期間にクロック端子へ入力されるクロックＣＬＫの
数だけカウントアップされ、パルス幅変調指令信号Ｐが
ローレベルの期間にクロック端子へ入力されるクロック
ＣＬＫの数だけカウントダウンされることにより、カウ
ント値Ｃが同じだけ増減し、最終的に指令値”０”を示
すカウント値Ｃとなる。また、微分回路１３において
は、パルス幅変調指令信号Ｐの立上りがとらえられるこ
とにより、パルス状のラッチ信号Ｌが作成される。その
結果、アップダウンカウンタ１２のカウント値Ｃがデー
タラッチ回路１４でラッチされ、また、ラッチイネーブ
ル信号ＬＥがＣＰＵ１５に入力される。その後、ラッチ
データＬＤがＣＰＵ１５によって読み込まれることによ
り、指令値”０”がＣＰＵ１５に与えられる（ステップ
Ｓ１，Ｓ３）。なお、この場合には、クロックＣＬＫは
パルス幅変調指令信号Ｐに同期して発生されていないた
め、両者の位相によっては指令値”＋１”または指令
値”−１”として読み込まれることもある。しかし、モ
ータの制御は通常フィードバック制御で行われるため、
指令値”０”を一回のみ与える場合には、特に問題とな
ることはない。なお、ラッチデータＬＤがＣＰＵ１５に
読み込まれると、ラッチイネーブル信号ＬＥはクリアさ
れる。

【００１５】指令値”−ＭＡＸ”を与える図２（Ｄ）に
示したようなパルス幅変調指令信号Ｐが、外部コントロ
ーラから指令信号入力端子１７に入力してきたとする。
アップダウンカウンタ１２においては、パルス幅変調指
令信号Ｐがハイレベルの期間にクロック端子へ入力され
るクロックＣＬＫの数だけカウントアップされ、パルス
幅変調指令信号Ｐがローレベルの期間にクロック端子へ
入力されるクロックＣＬＫの数だけカウントダウンされ
ることにより、カウント値Ｃが減少し、最終的に指令
値”−ＭＡＸ”を示すカウント値Ｃとなる。また、微分
回路１３においては、パルス幅変調指令信号Ｐの立上り
がとらえられることにより、パルス状のラッチ信号Ｌが
作成される。その結果、アップダウンカウンタ１２のカ
ウント値Ｃがデータラッチ回路１４でラッチされ、ま
た、ラッチイネーブル信号ＬＥがＣＰＵ１５に入力され
る。その後、ラッチデータＬＤがＣＰＵ１５によって読
み込まれることにより、指令値”−ＭＡＸ”がＣＰＵ１
５に与えられる（ステップＳ１，Ｓ３）。なお、ラッチ
データＬＤがＣＰＵ１５に読み込まれると、ラッチイネ
ーブル信号ＬＥはクリアされる。

【００１６】指令値”０”を連続して与える図２（Ｅ）
に示したようなオールローレベルのパルス幅変調指令信
号Ｐが、外部コントローラから指令信号入力端子１７に
入力してきたとする。アップダウンカウンタ１２におい
ては、オールローレベルのパルス幅変調指令信号Ｐがア
ップダウン制御端子に入力されるため、連続してカウン
トダウンされて、カウント値Ｃは減少する。しかし、こ
の場合には、微分回路１３においてその立上りをとらえ
ることができないため、パルス状のラッチ信号Ｌが作成
されないので、アップダウンカウンタ１２のカウント値
Ｃがデータラッチ回路１４でラッチされることはなく、
また、ラッチイネーブル信号ＬＥがＣＰＵ１５に入力さ
れることもない。ＣＰＵ１５は、たとえばパルス幅変調
指令信号Ｐの一周期の１．５倍の時間内にラッチイネー
ブル信号ＬＥが入力されてこないと、指令値”０”が一
回入力されてきたものと自動的に判断する（ステップＳ
１，Ｓ２）。

【００１７】したがって、本実施例のモータ制御方法で
は、オールハイレベルまたはオールローレベルのパルス
幅変調指令信号Ｐにより指令値を”０”を連続して与え
るため、図２（Ｃ）に示したようなデューティー比が１
／２のパルス幅変調指令信号Ｐを外部コントローラから
連続的に入力する必要がないため、従来のモータ制御方
法で問題となった、指令値”０”を連続的に与えた場合
に生じるモータの振動を防止することができる。なお、
本実施例においては、外部コントローラからモータ制御
装置１０に指令値”０”を一回のみ与える場合には、デ
ューティー比が”１／２”のパルス幅変調指令信号Ｐを
外部コントローラからモータ制御装置１０に伝送したが
（図２（Ｃ））、この場合においても、オールハイレベ
ルまたはオールローレベルのパルス幅変調指令信号Ｐを
外部コントローラからモータ制御装置１０に伝送して
（同図（Ａ），（Ｅ））、外部コントローラからモータ
制御装置１０にデューティー比が”１／２”のパルス幅
変調指令信号Ｐを与えることを禁止してもよい。

【００１８】また、ＣＰＵ１５においては、読み取った
ラッチデータＬＤが示す指令値そのものを実際の指令値
としてもよいし、図４のステップＳ４に示すように、今
回読み取ったラッチデータＬＤが示す指令値と前回読み
取ったラッチデータＬＤが示す指令値との差を求めて実
際の指令値としてもよい。また、指令値”０”の与え方
としては、上述の実施例のように、オールハイレベルの
パルス幅変調指令信号Ｐとオールローレベルのパルス幅
変調指令信号Ｐとを併用してもよいが、オールハイレベ
ルのパルス幅変調指令信号Ｐおよびオールローレベルの
パルス幅変調指令信号Ｐのいずれか一方のみを用いても
よい。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に示す効果を奏する。指令値”０”を連続して
与える場合には、パルス幅変調指令信号をオールハイレ
ベルおよびオールローレベルの少なくとも一方にするこ
とにより、モータ制御装置において指令値”０”を認識
する際に、ハイレベルの期間とローレベルの期間とを同
じにして指令値”０”を与えた場合のようにハイレベル
の期間とローレベルの期間との差を求める必要がないた
め、誤差なく指令値”０”を認識することができるの
で、指令値”０”を連続的に入力してもモータの振動を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータ制御方法の一実施例が実現可能
なモータ制御装置を示すブロック図である。

【図２】図１に示したパルス幅変調指令信号のフォーマ
ットを示す波形図であり、（Ａ）は指令値”０”を連続
して与えるときの波形図、（Ｂ）は指令値”＋ＭＡＸ”
を与えるときの波形図、（Ｃ）は指令値”０”を一回の
み与えるときの波形図、（Ｄ）は指令値”−ＭＡＸ”を
与えるときの波形図、（Ｅ）は指令値”０”を連続して
与えるときの波形図、（Ｆ）はクロックを示す波形図で
ある。

【図３】外部コントローラが有する、図２（Ａ）〜
（Ｅ）にそれぞれ示したパルス幅変調指令信号を発生す
るパルス幅変調指令信号発生回路のブロック図である。

【図４】図１に示したモータ制御装置における指令値読
み込み動作を説明するためのフローチャートである。

【図５】外部コントローラから入力されるパルス幅変調
指令信号のフォーマットの一従来例を示す波形図であ
り、（Ａ）は指令値”＋ＭＡＸ”を与えるときの波形
図、（Ｂ）は指令値”＋ＭＡＸ／２”を与えるときの波
形図、（Ｃ）は指令値”０”を与えるときの波形図、
（Ｄ）は指令値”−ＭＡＸ／２”を与えるときの波形
図、（Ｅ）は指令値”−ＭＡＸ”を与えるときの波形図
である。

【図６】図５に示したパルス幅変調指令信号から指令値
を認識する方法を説明するための図であり、（Ａ）はパ
ルス幅変調指令信号を示す波形図、（Ｂ）はクロックを
示す波形図、（Ｃ）はアップダウンカウンタの動作を示
す図である。

【図７】図５に示したパルス幅変調指令信号から指令値
を認識する方法における問題点を説明するための図であ
り、（Ａ）はパルス幅変調指令信号のタイミングを示す
波形図、（Ｂ）〜（Ｄ）はそれぞれクロックのタイミン
グを示す波形図である。

【符号の説明】

１０モータ制御装置１１クロック発生回路１２アップダウンカウンタ１３微分回路１４データラッチ回路１５ＣＰＵ１６モータ駆動回路１７指令信号入力端子１８エンコーダ出力信号入力端子１９モータ駆動信号出力端子３０パルス幅変調指令信号発生回路３１基準電圧発生回路３２クロック発生器３３インバータ回路３４プログラマブルパルス幅可変回路Ｐパルス幅変調指令信号ＣＬＫクロックＬラッチ信号ＬＥラッチイネーブル信号Ｃカウント値ＬＤラッチデータＥＮエンコーダ出力信号ＣＮＴ制御信号ＤＲモータ駆動信号Ｄ_n〜Ｄ₁ 指令値データＴ₀ 周期Ｔ_V パルス幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部コントローラからモータ制御装置に
パルス幅変調指令信号を伝送することにより指令値を与
えてモータの制御を行うモータ制御方法において、指令値”０”を連続して与える場合には、前記パルス幅
変調指令信号をオールハイレベルおよびオールローレベ
ルの少なくとも一方にすることを特徴とするモータ制御
方法。