JPH0775361A - 宇宙用モータドライバ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの回転運動を制御する駆動データの演
算に用いる制御パラメータを地上からの指令で変更でき
る宇宙用モータドライバ装置を提供すること。 【構成】 モータＭの回転運動を制御する駆動データの
演算に用いる制御パラメータ情報およびモータＭの回転
運動量を指令する指令情報を含むコマンド信号を処理
し、そして、制御パラメータ情報や指令情報を取り出す
コマンド回路１１と、このコマンド回路１１で取り出さ
れた制御パラメータ情報や指令情報をもとに、モータＭ
に対する駆動データを、記憶装置ＲＯＭに記憶された制
御則で演算して求めるシーケンサ１２とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人工衛星に搭載される
駆動機器、例えばマニピュレータを駆動する宇宙用モー
タドライバ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の宇宙用モータドライバ装置につい
て、図２を参照して説明する。Ｍは永久磁石同期モータ
で、永久磁石同期モータＭの回転を利用して例えばマニ
ピュレータ（図示せず）を駆動している。また、永久磁
石同期モータＭには、位置センサＳ１や速度センサＳ２
が設けられている。位置センサＳ１や速度センサＳ２
は、例えばマニピュレータの位置や移動速度を、永久磁
石同期モータＭの回転状況、例えば回転量や回転速度か
ら検出している。そして、位置センサＳ１で検出された
位置情報は第１のアナログ演算器Ａ１のマイナス端子
に、また速度センサＳ２で検出された速度情報は第２の
アナログ演算器Ａ２のマイナス端子に送られる。

【０００３】また、永久磁石同期モータＭを駆動する駆
動信号の電流が電流検出器Ｉ１、Ｉ２で検出され、第３
のアナログ演算器Ａ３のマイナス端子に加えられてい
る。

【０００４】そして、入力端子ＩＮに、マニピュレータ
を作業させるために、永久磁石同期モータＭの回転運動
例えば回転量や回転速度を指令する指令信号が、コマン
ド信号としてマニピュレータ制御計算機から入力され
る。入力端子ＩＮに入力された指令信号は第１のアナロ
グ演算器Ａ１に加えられる。第１のアナログ演算器Ａ１
では、指令された位置と位置センサＳ１で検出された位
置情報との比較が行われる。そして、両者の差の情報が
位置制御器２１に加えられ、両者の差を０とするような
位置制御信号に変換される。

【０００５】また、第２のアナログ演算器Ａ２では、指
令された速度と速度センサＳ２で検出された速度情報と
の比較が行われる。そして、両者の差の情報が速度制御
器２２に加えられ、両者の差を０とするような速度制御
信号に変換される。

【０００６】また、第３のアナログ演算器Ａ３では、指
令されたトルクと電流検出器Ｉ１、Ｉ２で検出された電
流との比較が行われる。そして、両者の差の情報が電流
制御器２３に加えられ、両者の差を０とするようなトル
ク制御信号に変換される。

【０００７】上記した位置制御信号や速度制御信号、ト
ルク制御信号はパルス幅変調（以後ＰＷＭという）イン
バータ２４に供給される。ＰＷＭインバータ２４では、
これら３つの制御信号に対応した駆動信号、例えば３相
のＰＷＭ信号を生成し、永久磁石同期モータＭに供給す
る。ＰＷＭ信号の供給によって永久磁石同期モータＭは
回転運動を行う。永久磁石同期モータＭが回転すると、
例えばマニピュレータが、指令された位置に、指令され
た速度で移動を始め、例えば指令された位置で停止す
る。

【０００８】上記した構成により、人工衛星に搭載され
る例えばマニピュレータがマニピュレータ制御計算機の
指令信号で制御され、指示された作業が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、宇宙空間の
軌道上に位置するマニピュレータが、例えば地上で試験
を行ったときと動作が相違する場合、永久磁石同期モー
タに対する駆動データを演算で求める際に制御パラメー
タの変更が必要になる。しかし、従来の宇宙用モータド
ライバ装置では、第１〜第３のアナログ演算器Ａ１〜Ａ
３や各制御器２１、２２、２３が、いずれもオペアンプ
等のアナログ素子で構成されているため、これらアナロ
グ素子の制御パラメータの変更は困難である。また、制
御パラメータの大幅な変更に対応できるようにすると、
回路構成が膨大になり実用性に欠けたものになる。

【００１０】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、モータの回転運動を制御する駆動データを演算で求
める制御パラメータ情報を地上からの指令で変更できる
宇宙用モータドライバ装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の宇宙用モータド
ライバ装置は、駆動力を発生するモータと、このモータ
の回転運動を制御する駆動データを演算で求める制御パ
ラメータ情報および前記モータの回転運動を指令する指
令情報を含むコマンド信号を処理し、前記制御パラメー
タ情報や前記指令情報を取り出すコマンド回路と、この
コマンド回路で取り出された前記制御パラメータ情報や
前記指令情報をもとに、記憶装置に記憶された制御則で
演算を行い、前記モータの駆動データを演算で求めるシ
ーケンサと、このシーケンサで求められた駆動データに
対応して、前記モータを駆動する駆動信号を生成する駆
動信号発生装置とから構成されている。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、モータの回転運動を制御
する駆動データを演算で求める際の制御パラメータ情報
やモータの回転運動を指令する指令情報を含むコマンド
信号を処理し、そして、制御パラメータ情報や指令情報
を取り出すコマンド回路を設け、コマンド回路で取り出
された制御パラメータ情報や指令情報などをもとに、記
憶装置に記憶された制御則で演算を行い、モータに対す
る駆動データをシーケンサで求めている。したがって、
制御パラメータを変更する場合には、新しい制御パラメ
ータを地上からコマンド信号として送ることによって、
制御パラメータを変更できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１４】図１において、Ｍは永久磁石同期モータ
で、永久磁石同期モータＭの回転で例えばマニピュレー
タ（図示せず）を駆動する。また、永久磁石同期モータ
Ｍには、サーボセンサＳが設けられている。サーボセン
サＳは、例えばマニピュレータの位置や移動速度を永久
磁石同期モータＭの回転運動、例えば回転量や回転速度
から検出している。

【００１５】なお、サーボセンサＳで検出された位置情
報や速度情報は、位置、速度信号処理器１６に送られ、
回転量や回転速度に対応したデジタル演算データに変換
される。また、永久磁石同期モータＭに加えられる駆動
信号の電流が電流検出回路Ｉで検出され、検出された電
流はアナログ−デジタル変換回路１７に送られデジタル
演算データに変換される。

【００１６】一方、マニピュレータを作業させるため
に、永久磁石同期モータＭの回転運動例えばその位置や
速度、力の大きさなどを指令する指令信号がマニピュレ
ータ制御計算機から、モータの回転運動を制御する駆動
データを演算する際の制御パラメータが地上からコマン
ド信号として送られてくる。コマンド信号はコマンド回
路１１で処理され、指令情報や制御パラメータ情報が取
り出される。

【００１７】コマンド回路１１で取り出された指令情報
や制御パラメータ情報は、シーケンサ１２に送られる。
また、シーケンサ１２には、リードオンリメモリ（以後
ＲＯＭという）１３からそこに記憶されているモータ制
御則が供給される。モータ制御則はマニピュレータ制御
計算機から送られる指令情報や、地上から送られる制御
パラメータ情報に基づき永久磁石同期モータＭを制御す
る駆動データを決定する規則情報である。なお、シーケ
ンサ１２は、マイクロプロセッサまたはゲートアレイな
どのロジック回路で構成されている。

【００１８】シーケンサ１２では、コマンド回路１１で
取り出された指令情報や制御パラメータ情報、そして、
位置、速度信号処理器１６やアナログ−デジタル変換回
路１７で変換されたデジタル演算データをもとに、ＲＯ
Ｍ１３から供給されるモータ制御則に従って演算が行わ
れる。この演算により、永久磁石同期モータＭの回転運
動を制御する駆動データ、例えばモータに対する回転量
や回転速度、トルクなどが決定される。

【００１９】そして、シーケンサ１２で求められた駆動
データは、駆動信号発生装置、例えばＰＷＭインバータ
１４に送られる。ＰＷＭインバータ１４は、シーケンサ
１２から送られる駆動データをもとに、永久磁石同期モ
ータＭを駆動する駆動信号例えば３相のＰＷＭ信号を生
成する。なお、シーケンサ１２が駆動データをＰＷＭイ
ンバータ１４に送る際、演算に使用された制御パラメー
タや関連データは、ランダムアクセスメモリ（以後ＲＡ
Ｍという）１５に一時的に記憶される。

【００２０】そして、ＰＷＭインバータ１４で生成され
たＰＷＭ信号は、永久磁石同期モータＭに加えられる。
ＰＷＭ信号が加えられると永久磁石同期モータＭは回転
を始め、マニピュレータを指令された位置にそして指令
された速度で移動させる。このとき、マニピュレータに
は指令された大きさの力が与えられる。

【００２１】なお、シーケンサ１２で演算を行う場合、
制御パラメータとしては変更コマンドを受信した場合
は、コマンド信号に含まれる制御パラメータを用いた
後、ＲＡＭ１５に記憶され、変更コマンドを受信しない
場合は、ＲＡＭ１５から読み出される制御パラメータを
用いる。

【００２２】上記した本発明のモータドライバ装置で
は、地上から制御パラメータをコマンド回路で解読し、
解読された制御パラメータ、あるいは、ＲＡＭから読み
出された制御パラメータに従った制御信号をもとにマニ
ピュレータ制御計算機からの指令信号により、モータに
対する駆動データをシーケンサで演算し求めている。し
たがって、制御パラメータを変更する場合は、新しい制
御パラメータをコマンド信号に載せて地上から送れば、
制御パラメータを変更できる。なお、地上から送られた
制御パラメータを、例えばＲＡＭに記憶させておけば、
その後の演算に繰り返し使用できる。また、ＲＡＭに記
憶された内容は書き換えができるので、地上から送られ
一度記憶された制御パラメータを必要に応じて変更する
こともできる。

【００２３】したがって、軌道上のマニピュレータの動
作を確認しながら適切な制御パラメータを用いてモータ
装置の回転運動を制御する駆動データを求めることがで
きる。なお、制御パラメータは、地上からマニピュレー
タ制御計算機経由で指令信号とともにモータドライバ装
置に送ることは可能である。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、制御パラメータの変
更を地上から指令で行えるので、モータの回転を適切に
制御できる宇宙用モータドライバ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】従来の例を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１１…コマンド回路 １２…シーケンサ １３…ＲＯＭ １４…ＰＷＭインバータ １５…ＲＡＭ １６…位置、速度信号処理器 １７…アナログ−デジタル変換回路 Ｍ…永久磁石同期モータ Ｉ…電流検出回路 Ｓ…サーボセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力を発生するモータと、このモータ
   の回転運動を制御する駆動データを演算で求めるための
   制御パラメータ情報および前記モータの回転運動を指令
   する指令情報を含むコマンド信号を処理し、前記制御パ
   ラメータ情報や前記指令情報を取り出すコマンド回路
   と、このコマンド回路で取り出された前記制御パラメー
   タ情報や前記指令情報をもとに、記憶装置に記憶された
   制御則で演算を行い、前記モータの駆動データを演算で
   求めるシーケンサと、このシーケンサで求められた駆動
   データに対応して、前記モータを駆動する駆動信号を生
   成する駆動信号発生装置とを具備した宇宙用モータドラ
   イバ装置。