JPH0822149B2 - モ−タ制御回路 - Google Patents

モ−タ制御回路

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JPH0822149B2
JPH0822149B2 JP61216812A JP21681286A JPH0822149B2 JP H0822149 B2 JPH0822149 B2 JP H0822149B2 JP 61216812 A JP61216812 A JP 61216812A JP 21681286 A JP21681286 A JP 21681286A JP H0822149 B2 JPH0822149 B2 JP H0822149B2
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motor
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pulse
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武憲 富田
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータ制御回路に関し、一層詳細には、超低
速で回転するモータに回転速度検出器を配設し、この回
転速度検出器からの複数の相の各相毎に周期を観測し、
これと基準周期信号とを比較して得られる偏差信号によ
りモータの回転制御を行うモータ制御回路に関する。
サーボ系において高精度の制御を行う場合、従来、例
えば、サーボモータの回転軸にタコジェネレータ等を装
着してフィードバック系を構成し、前記タコジェネレー
タからの電圧に係る出力信号を一旦フィードバックして
サーボモータの制御基準信号と比較し、これによって前
記サーボモータの回転制御を行うことが広く行われてい
る。
然しながら、超低速で回転するサーボモータの回転制
御において、フィードバック信号を得るために前記のよ
うにタコジェネレータを使用すると、装置自体が相当高
価にならざるを得ないという不都合がある。このため、
従来から前記タコジェネレータに代替してサーボモータ
に対し比較的廉価なロータリエンコーダのような回転速
度検出器を組み込み、パルス数をカウントすることによ
りデジタル的なフィードバック制御を達成する装置も種
々開発され利用されるに至っている。
ところが、例えば、1分間に0.3乃至0.5回転の如く超
低速でモータを駆動する必要がある各種装置ではロータ
リエンコーダから出力されるパルス数も極めて少なく、
従って、この少ないパルスによってフィードバック制御
を行うことは精度上困難であるとの問題点に逢着する。
これを解決するためには低速回転時にも多くのパルスを
出力する極めて高周波のロータリエンコーダを使用する
ことが考えられるが、該ロータリエンコーダは非常に高
価である。
本発明は前記の不都合を克服するためになされたもの
であって、モータの回転数が極めて低く、従って、前記
モータに同軸的に配設されたロータリエンコーダからの
出力パルス数が少ない場合であってもパルス列の立ち上
がりエッジ、立ち下がりエッジの双方の周期を測定する
ことにより制御精度を向上させることが可能であって且
つ市販のモータ制御用ICを利用して簡単でしかも廉価に
製造可能なモータ制御回路を提供することを目的とす
る。
前記の目的を達成するために、本発明は、モータに連
結されたパルス発生器から供給されるA相パルスとB相
パルスの周期と基準周期信号とを比較し、それによって
得られる偏差信号により前記モータの回転制御を行うモ
ータ制御回路において、 それぞれD/A変換器を含み、前記A相パルスまたは前
記B相パルスが供給されて第1〜第4の偏差信号を出力
する同一構成の第1〜第4の制御用ICと、 前記A相パルスとB相パルスが供給されて第1〜第4
の切換信号を出力する論理ゲートと、 それぞれの入力端子に前記第1〜第4の偏差信号が供
給され、それぞれの制御端子に前記第1〜第4の切換信
号が供給され、それぞれの出力端子が前記モータに接続
される第1〜第4のアナログスイッチとを備え、 前記第1の制御用ICは、供給される前記A相パルスの
立ち上がりから次の立ち上がりまでに係る第1の偏差信
号を出力するものであり、 前記第2の制御用ICは、供給される前記A相パルスの
立ち下がりから次の立ち下がりまでに係る第2の偏差信
号を出力するものであり、 前記第3の制御用ICは、供給される前記B相パルスの
立ち上がりから次の立ち上がりまでに係る第3の偏差信
号を出力するものであり、 前記第4の制御用ICは、供給される前記B相パルスの
立ち下がりから次の立ち下がりまでに係る第4の偏差信
号を出力するものであり、 前記論理ゲートから出力される第1〜第4の切換信号
により前記第1〜第4のアナログスイッチが順次選択的
に切り換えられて、前記第1〜第4の偏差信号が前記モ
ータに供給されるようにしたことを特徴とする。
次に、本発明に係るモータ制御回路について好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
第1図において、参照符号110はサーボモータを示
し、また、参照符号112は前記サーボモータ110の回転駆
動軸に同軸的に連結されたロータリエンコーダを示す。
前記ロータリエンコーダ112の出力側は周期測定回路114
に接続され、この周期測定回路114にはサーボモータ110
の基準駆動信号としてのクロックパルスCLKとサーボモ
ータ110の時計方向回転・反時計方向回転信号▲▼/
CCWが導入される。前記周期測定回路114の出力側はサー
ボモータ110の駆動回路116に接続される。
次に、前記周期測定回路114の内部構成を第2図に示
す。
第2図において、参照符号26、28、30および32はモー
タ制御用IC(例えば、形式TC 9142 P Quarts PLL Motor
Control IC 株式会社東芝製)であって、各々はモータ
の回転数を表すFGパルス入力端子(以下、ICの夫々の
論理シンボルのピン番号は○印を付して表す)、クロッ
クパルスとしての基準周期信号入力端子、8ビットD/
A変換器の出力であって且つモータの速度制御系出力端
子を有する。また各々のICは電源端子、接地端子
、モータのPLAY/STOPの切換端子および前記基準周
期信号の分周比設定端子が予め所定の電位に設定さ
れ、若しくは所定の信号系に接続されているものとす
る。
なお、第2図において、参照符号20、22および24は論
理ゲートを示し、これらの論理ゲートは実質的に夫々回
転方向を制御するためのエクスクルーシブオアゲート2
0、インバータ24、前記FGパルスを相互にデコードする
デコーダとしての負論理アンドゲート22からなる。
さらにまた、参照符号34および36は前記負論理アンド
ゲート22によって開閉制御が行われるアナログスイッチ
であり、各々のアナログスイッチの出力端子は互いに接
続されている。そして、当該接続点は前記偏差信号とし
て前記サーボモータ駆動回路116に接続されて前記モー
タ110を駆動制御する。第2図において、論理シンボル
の各々の端子に付されている○印付参照数字は当該論理
シンボルの端子番号を表し、一方、論理シンボルの中に
付されているアルファベットの小文字a、b、c、dは
同一のパッケージに収容されている個々のゲートまたは
スイッチを表す。
本実施態様に係るモータ制御回路は基本的には以上の
ように構成されるものであって、次にその作用並びに効
果について説明する。
先ず、サーボモータ110は図示しない水晶発振器から
のパルス信号を大きく分周する分周器(図示せず)を介
して送給されるクロックパルスCLKにより、例えば、1
分間0.3乃至0.5回転の如き超低速で回転し、一方、前記
サーボモータ110の回転駆動作用下にロータリエンコー
ダ112は1秒間に60程の極く少ないパルス信号を出力す
る。そこで、前記ロータリエンコーダ112の出力パルス
は周期測定回路114において基準信号に係る基準周期と
比較されることになる。その際、第3図bに示すよう
に、ロータリエンコーダ112の出力パルスの立ち上がり
エッジから次の立ち上がりエッジに至る周期Aφと立ち
下がりエッジから次の立ち下がりエッジに至る周期A′
φとが前記モータ制御用IC30並びに26の内部で前記基準
周期と比較され偏差が測定される。
次に、上記の過程によって得られた偏差信号は前記IC
30並びに26の内部でD/A変換器によりアナログ信号に変
換された上、サーボモータ110の駆動回路116に入力さ
れ、駆動制御信号として利用されることになる。
そこで、前記の作用を第2図、第3図および第4図を
参照して詳細に説明する。
第2図において、エクスクルーシブオアゲート20に時
計方向の回転信号▲▼が供給されている場合、すな
わち、該論理ゲート20の端子にLO(0)信号が供給さ
れている場合について説明する。なお、エクスクルーシ
ブオアゲート20に反時計方向の回転信号CCWが供給され
ている場合は、この時計方向の回転信号▲▼時につ
いての説明によって容易に諒解されるため、その詳細な
説明は省略する。
さて、エクスクルーシブオアゲート20の端子には前
記ロータリエンコーダ112のA相パルス(以下、FGAと称
す)が供給される。この場合、当該エクスクルーシブオ
アゲート20の出力端子には、第4図の真理値表から諒
解されるように入力と同相のパルスが送給される。そこ
で、該出力信号、すなわち、第3図bに示すFGAパルス
が前記モータ制御用IC30の端子に供給されることにな
る。当該IC30は前記FGAパルスの立ち上がりから次の立
ち上がりまでのAφ区間中に到来する基準周期信号CLK
を計数し、当該Aφ区間内のパルス数に比例した偏差出
力を同じくIC30内のD/A変換器(図示せず)を通じ出力
端子から出力する。当該IC30の端子からの出力信号
を第3図lに図示する。
一方、第3図bに示すA′φ区間のA相パルスの立ち
下がりから次の立ち下がりまでの周期に依存したD/A変
換器(図示せず)の偏差出力は第3図dに示す▲
▼パルスを利用すればよいことは容易に諒解出来よう。
前述したように、論理ゲート20の出力端子にはFGAパ
ルスが送給されているので、▲▼パルスはインバ
ータ24の出力端子に表れる。従って、前記A′φ区間
のA相パルスの立ち下がりから次の立ち下がりまでの周
期に依存したD/A変換器(図示せず)の偏差出力が当該I
C26の出力端子に得られることになる。
ところで、前記したように、B相パルスFGBはA相パ
ルスFGAと互いに位相差のある2つのパルス列を出すロ
ータリエンコーダのもう一方の出力であるが、このパル
ス列に対しても前記A相パルスに施した処理手順と同様
な処理を行うことにより偏差出力を得ることが出来れば
さらに前記サーボモータ110の精度を高めることが可能
なことは謂うまでもない。
次に、このB相パルスに係るサーボモータ制御のため
の偏差信号を得る作用について第2図および第3図を用
いて説明する。第2図において、FGBパルスは前記IC32
に供給されることは容易に諒解される。従って、前記と
同様にして基準周期と比較され、FGBパルスの立ち上が
りから次の立ち上がりに係るモータ制御用の偏差信号は
前記IC32の端子に得られ、また、立ち下がりから次の
立ち下がりに係る偏差信号は前記IC28の端子に得られ
る。
以上のことからFGA、▲▼、FGBおよび▲
▼に係る各偏差信号は第3図のタイムチャートにおいて
各々l、j、mおよびkで得られることになる。
さて、前記サーボモータ110を前記各々の偏差信号で
駆動するためには、時間的タイミングのずれる4個のス
イッチで切り換えて駆動する必要がある。つまり、4個
のスイッチが互いに1/4周期ずつずれて開閉すればよ
い。
このスイッチ作用は第3図に示す前記アナログスイッ
チ34a、34b、36a、36bによって遂行される。すなわち、
第2図に示す回路図の4個の負論理アンドゲートおよび
第3図のタイムチャートb乃至eから容易に諒解出来、
なお、第3図h、f、i、gに各々前記FGA、▲
▼、FGB、▲▼各パルス列に対応して互いに1/4周
期ずつずれて各々前記アナログスイッチ36a、34a、36
b、34bを開閉制御するためのパルス列を示す。その結
果、第3図nに示す前記4相に係る偏差信号が前記サー
ボモータ駆動回路116に送給され、前記サーボモータ110
を駆動制御する。このように、本実施態様では合計4種
の周期を基準周期と比較することになるため、より高い
モータの回転駆動制御精度が達成される。
本発明によれば、以上のように、サーボモータが超低
速で回転する際に少数のパルスしか得られず十分な制御
が出来ないという問題を回避するために、前記パルスの
立ち上がりエッジ−立ち上がりエッジの周期に加えて立
ち下がりエッジ−立ち下がりエッジの周期も観測し、こ
れも基準信号と対比するようにしている。従って、超低
速、すなわち、発生するパルスが少ない制御系でも一段
と分解能が向上し、モータに対する高精度の制御が達成
される効果が得られる。
以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良
並びに設計の変更が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施態様の構成を示すブロック図、 第2図は本発明の一実施態様における周期測定回路の構
成例を示す詳細回路図、 第3図および第4図は夫々本発明の一実施態様の作用説
明に供する波形図および真理値表である。 20……エクスルーシブオアゲード 22……負論理アンドゲート、24……インバータ 26、28、30、32……モータ制御用IC 34、36……アナログスイッチ 110……サーボモータ 112……ロータリエンコーダ 114……周期測定回路 116……サーボモータ駆動回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータに連結されたパルス発生器から供給
    されるA相パルスとB相パルスの周期と基準周期信号と
    を比較し、それによって得られる偏差信号により前記モ
    ータの回転制御を行うモータ制御回路において、 それぞれD/A変換器を含み、前記A相パルスまたは前記
    B相パルスが供給されて第1〜第4の偏差信号を出力す
    る同一構成の第1〜第4の制御用ICと、 前記A相パルスとB相パルスが供給されて第1〜第4の
    切換信号を出力する論理ゲートと、 それぞれの入力端子に前記第1〜第4の偏差信号が供給
    され、それぞれの制御端子に前記第1〜第4の切換信号
    が供給され、それぞれの出力端子が前記モータに接続さ
    れる第1〜第4のアナログスイッチとを備え、 前記第1の制御用ICは、供給される前記A相パルスの立
    ち上がりから次の立ち上がりまでに係る第1の偏差信号
    を出力するものであり、 前記第2の制御用ICは、供給される前記A相パルスの立
    ち下がりから次の立ち下がりまでに係る第2の偏差信号
    を出力するものであり、 前記第3の制御用ICは、供給される前記B相パルスの立
    ち上がりから次の立ち上がりまでに係る第3の偏差信号
    を出力するものであり、 前記第4の制御用ICは、供給される前記B相パルスの立
    ち下がりから次の立ち下がりまでに係る第4の偏差信号
    を出力するものであり、 前記論理ゲートから出力される第1〜第4の切換信号に
    より前記第1〜第4のアナログスイッチが順次選択的に
    切り換えられて、前記第1〜第4の偏差信号が前記モー
    タに供給されるようにしたことを特徴とするモータ制御
    回路。
JP61216812A 1986-09-12 1986-09-12 モ−タ制御回路 Expired - Lifetime JPH0822149B2 (ja)

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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5759171A (en) * 1980-09-27 1982-04-09 Toyota Motor Corp Detection of rotating speed of rotating member in vehicle
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