JPS6159070B2 - - Google Patents
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- JPS6159070B2 JPS6159070B2 JP56214411A JP21441181A JPS6159070B2 JP S6159070 B2 JPS6159070 B2 JP S6159070B2 JP 56214411 A JP56214411 A JP 56214411A JP 21441181 A JP21441181 A JP 21441181A JP S6159070 B2 JPS6159070 B2 JP S6159070B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
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- H02P7/2805—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、直流モータを任意の設定速度で、定
速回転させるための制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a control device for rotating a DC motor at a constant speed at an arbitrary set speed.
従来、直流モータの定速制御方式としては、
1 モータの回転速度に比例して発生する、巻線
の逆起電圧により、抵抗ブリツジ回路を構成
し、抵抗に関する平衡条件を用いる方法。
Conventionally, constant speed control methods for DC motors include: 1. A method in which a resistance bridge circuit is constructed using a back electromotive force in the windings, which is generated in proportion to the rotational speed of the motor, and equilibrium conditions regarding resistance are used.
2 モータの回転速度に比例した電圧または周波
数の信号を発生する、回転速度検出手段を用
い、この信号を周波数→電圧変換し、設定速度
に相当する電圧との差に比例した通電量をモー
タに加える方法。2 Using a rotation speed detection means that generates a signal with a voltage or frequency proportional to the rotation speed of the motor, converts this signal from frequency to voltage, and applies an amount of current to the motor that is proportional to the difference between the voltage and the voltage corresponding to the set speed. How to add.
3 2と同様の回転速度検出手段を用い、この信
号と設定速度に相当する基準周波数と位相比較
して、位相差信号をループフイルタを通し、こ
の信号により、モータへの通電量を制御する方
式。3 A method in which the same rotational speed detection means as in 2 is used to compare the phase of this signal with a reference frequency corresponding to the set speed, the phase difference signal is passed through a loop filter, and this signal is used to control the amount of current to the motor. .
等がある。etc.
しかし、1の方法においては、逆起電圧の温度
特性が悪く、温度補償が困難である。2の方式
は、検出信号の温度による影響がないが、周波
数・電圧変換器を構成する低域通過フイルタの時
定数に応じた応答の遅れが生じる。3の方式は、
モータの回転数が設定値に近いときの微調用とし
て、基準信号との位相差まで制御する場合に用い
られ、2の制御と併用されることが多い。しか
し、この方式においても、2と同様の欠点を有す
る。立ち上りの応答を速くするために、フイルタ
の出力を強制的に固定に切り換える方法もある
が、設定スピードを広い範囲に変化させるために
は、タイミングを切り換えたり、フイルタの時定
数を切り換えなければならず、構成が複雑にな
る。 However, in method 1, the temperature characteristics of the back electromotive force are poor and temperature compensation is difficult. Although the second method is not affected by the temperature of the detection signal, there is a delay in response depending on the time constant of the low-pass filter that constitutes the frequency/voltage converter. The third method is
It is used for fine adjustment when the motor rotation speed is close to a set value, and is used to control up to the phase difference with the reference signal, and is often used in combination with control 2. However, this method also has the same drawbacks as 2. In order to speed up the rise response, there is a method of forcibly switching the filter output to a fixed value, but in order to vary the set speed over a wide range, it is necessary to switch the timing or change the filter time constant. The configuration becomes complicated.
本発明は、上記欠点を解決し、広い範囲にわた
つて速度の設定が可能であり、応答時間も、短い
制御装置を簡単な構成で提供することを目的とす
るものである。また、本発明は、性能が高く、価
格が廉くなつたマイクロコンピユータに適した方
式であり、マイクロコンピユータを用いることに
より、構成も極めて簡単にすることが出来る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and to provide a control device with a simple configuration that allows speed settings over a wide range and has a short response time. Furthermore, the present invention is a system suitable for microcomputers that have high performance and are becoming inexpensive, and by using a microcomputer, the configuration can be extremely simplified.
一般に直流モータは狭い範囲の回転速度におい
て、近似的には、一定の電流を通電すると、モー
タのトルクと負荷によつて定まる一定の加速度を
示す。またモータへの通電をオフすると、負荷の
摩擦によつて定まる、一定の負の加速度を示す。
この加速度をαON,αOFFとすると、この値を
あらかじめ、マイクロコンピユータに記憶させて
おくことにより、第4図に示すような制御が可能
である。即ち速度Vにおいて、ある時間TONだけ
モータへの通電を行い、設定速度Vより、ある速
度ΔV1だけ速い回転速度に加速する。その後モ
ータの速度検出用のエンコーダパルスが入力され
るまで、モータへの通電をしや断して、設定速度
VよりΔV2だけ低い速度に減速する。そしてΔ
V1とΔV2とが等しくなるように、モータへの通
電時間TONを、上記加速度αON,αOFFとから
コンピユータによつて予測して定める。このよう
な制御によつてモータの平均速度を設定速度Vと
することができる。
In general, a DC motor exhibits a constant acceleration determined by the motor torque and load when approximately a constant current is applied over a narrow rotational speed range. Furthermore, when the power to the motor is turned off, it exhibits a constant negative acceleration determined by the friction of the load.
If this acceleration is αON and αOFF, control as shown in FIG. 4 is possible by storing these values in advance in the microcomputer. That is, at the speed V, the motor is energized for a certain period of time T ON , and the motor is accelerated to a rotational speed higher than the set speed V by a certain speed ΔV 1 . Thereafter, until an encoder pulse for detecting the speed of the motor is input, the power to the motor is cut off, and the speed is decelerated to a speed ΔV 2 lower than the set speed V. and Δ
A computer predicts and determines the energization time T ON to the motor based on the accelerations αON and αOFF so that V 1 and ΔV 2 are equal. Through such control, the average speed of the motor can be set to the set speed V.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例に
ついて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例として、複数段の複写
倍率を有する、可変倍複写機の光学走査系の駆動
に用いた例である。1は、照明系を含んだ走査系
で2は走査系を駆動するための直流モータであ
る。3は、直流モータ2の回転速度を検出するた
めの、エンコーダで、直流モータ2の回転速度に
比例した周波数のパルスが得られる。 FIG. 1 shows an example in which the present invention is used to drive an optical scanning system of a variable magnification copying machine having multiple stages of copying magnification. 1 is a scanning system including an illumination system, and 2 is a DC motor for driving the scanning system. 3 is an encoder for detecting the rotation speed of the DC motor 2, and a pulse having a frequency proportional to the rotation speed of the DC motor 2 is obtained.
第2図は直流モータ2の速度を制御するための
制御回路の構成を示しており、10は直流モータ
への通電をオン・オフするためのスイツチング回
路で正転・逆転も切り換えることが出来る。 FIG. 2 shows the configuration of a control circuit for controlling the speed of the DC motor 2. Numeral 10 is a switching circuit for turning on and off the power supply to the DC motor, which can also switch between forward and reverse rotation.
11はスイツチング回路10を制御するための
マイクロコンピユータを用いた制御部であつて、
この制御部11は8ビツトの内部タイマを有す
る。 11 is a control unit using a microcomputer for controlling the switching circuit 10,
This control section 11 has an 8-bit internal timer.
制御部11には複写機の複写倍率に対応して設
定されるモータ2の設定速度V、走査系1を正転
或いは逆転させる走査指令S、停止(ブレーキ)
指令B等の複写に要する種々の制御信号が印加さ
れるとともに、波形整形回路12を介して、直流
モータ2の速度検出用のエンコーダ3から、モー
タの実速度vに対応したパルス間隔を有するパル
スが印加され、さらに該エンコーダ3からのパル
ス間隔を測定するための固定周波数の基準パルス
が基準発振器13から印加される。そして制御部
11において、エンコーダ3から生じる。互いに
隣接する2個のパルス間隔の間に、基準発振器1
3から生じるパルスの数を内部タイマで計数し、
その計数値T1から直流モータ2の回転速度を算
出する。この実施例ではエンコーダは、直流モー
タ2の1回転につき50個のパルスを発生し、一
方、基準発振器の発振周波数は、200KHzであ
る。たとえば、直流モータ2が400rpmで定速回
転しているとき、制御部11で計数される基準発
振のパルス数は600となるように設定されてい
る。そして、直流モータ2の回転速度が早くなる
と、エンコーダ3からのパルス間隔が短くなるの
で、マイクロコンピユータの処理が追従できなく
なり、結果的に直流モータ2の検出速度の精度が
低下する。このような不具合を防止するためたと
えばエンコーダ3の出力側に分周器を設けてもよ
い。 The control unit 11 includes a set speed V of the motor 2 which is set in accordance with the copying magnification of the copying machine, a scanning command S to rotate the scanning system 1 forward or reverse, and a stop (brake).
Various control signals required for copying the command B etc. are applied, and pulses having a pulse interval corresponding to the actual speed v of the motor are applied from the encoder 3 for speed detection of the DC motor 2 via the waveform shaping circuit 12. is applied, and a fixed frequency reference pulse for measuring the pulse interval from the encoder 3 is further applied from the reference oscillator 13. Then, in the control section 11, the signal is generated from the encoder 3. During two adjacent pulse intervals, the reference oscillator 1
Count the number of pulses generated from 3 with an internal timer,
The rotational speed of the DC motor 2 is calculated from the counted value T1 . In this example, the encoder generates 50 pulses per revolution of the DC motor 2, while the oscillation frequency of the reference oscillator is 200 KHz. For example, when the DC motor 2 is rotating at a constant speed of 400 rpm, the number of reference oscillation pulses counted by the control unit 11 is set to 600. As the rotational speed of the DC motor 2 increases, the pulse interval from the encoder 3 becomes shorter, making it impossible for the microcomputer to follow the process, resulting in a decrease in the accuracy of the detected speed of the DC motor 2. In order to prevent such problems, a frequency divider may be provided on the output side of the encoder 3, for example.
制御部11には直流モータ2をこの発明の原理
にしたがつて速度制御するための第3図イ〜ニに
示すプログラムが記憶されているとともに、通常
の複写動作を実行するプログラムも記憶されてい
る。なお複写動作については本発明と関係ないの
で説明を省略する。 The control unit 11 stores the programs shown in FIG. 3A to D for controlling the speed of the DC motor 2 according to the principles of the present invention, and also stores a program for executing normal copying operations. There is. Note that the copying operation is not related to the present invention, so a description thereof will be omitted.
また制御部11のメモリには、直流モータ2の
アマチユアに一定の電流を短時間流したときに生
じる加速度αONを現わすデータと電流をしや断
したとき負荷との関係で生じるマイナスの加速度
αOFFを現わすデータ、ならびに、設定速度V
に対して予め定められた速度の偏差ΔV1とΔV2
と、|ΔV1|=|ΔV2|となるようなモータの
ON時間TONを予測する計算式F(V,v)を記
憶している。 In addition, the memory of the control unit 11 contains data representing the acceleration αON that occurs when a constant current is passed through the armature of the DC motor 2 for a short time, and the negative acceleration αOFF that occurs in relation to the load when the current is suddenly interrupted. and the set speed V
Predetermined speed deviations for ΔV 1 and ΔV 2
and the motor such that |ΔV 1 |= |ΔV 2 |
A calculation formula F (V, v) for predicting the ON time T ON is stored.
そして直流モータ2がある速度で回転している
場合、エンコーダ3からの1つのパルスPiが第4
図に示すように制御部11に印加されると制御部
11は、αON,αOFFパルスPiと前のパルスPi
−1とのの間隔TIi、モータの速度vおよび設定
速度Vからモータへの通電時間TONiをF(V,
v)により演算し、その時間TONiによつてスイ
ツチング回路10をオンとして、直流モータ2に
所定の電圧VONiを供給し、該直流モータ2を加
速する。時間TONi経過後、モータ速度はV+Δ
V1となると、スイツチング回路10はオフとな
る。 And when the DC motor 2 is rotating at a certain speed, one pulse Pi from the encoder 3
As shown in the figure, when the voltage is applied to the control unit 11, the control unit 11 outputs the αON, αOFF pulse Pi and the previous pulse Pi.
-1 , the motor speed v and the motor energization time T ONi from the set speed V to F(V,
v), the switching circuit 10 is turned on according to the time T ONi , a predetermined voltage V ONi is supplied to the DC motor 2, and the DC motor 2 is accelerated. After time T ONi , the motor speed is V + Δ
When V 1 is reached, the switching circuit 10 is turned off.
これによつて、直流モータ2への通電はしや断
され、該直流モータ2は減速する。 As a result, the current supply to the DC motor 2 is interrupted, and the DC motor 2 is decelerated.
次にエンコーダ3から次のパルスPi+1が制御
部11に印加されると、前述と同様の作動で、モ
ータ速度がV+ΔV1になる時間T(ONi+1)が計算
され、このTON(i+1)が計算され、このTON(i+1)
の時間、再びスイツチング回路10をオンとして
直流モータ2に給電し、加速する。以下同様の動
作によつて、エンコーダ3からパルスを受ける毎
にモータを駆動して、直流モータ2を設定速度に
保つ。 Next, when the next pulse Pi+1 is applied from the encoder 3 to the control unit 11, the time T (ONi+1) for which the motor speed becomes V+ΔV 1 is calculated by the same operation as described above, and this T ON(i+ 1) is calculated and this TON (i+1)
During the time, the switching circuit 10 is turned on again to supply power to the DC motor 2 and accelerate it. Thereafter, the same operation is performed to drive the motor every time a pulse is received from the encoder 3 to maintain the DC motor 2 at the set speed.
上述の制御動作を第3図イ〜第3図ニを参照し
て、さらに詳述する。 The above control operation will be explained in further detail with reference to FIGS. 3A to 3D.
制御部11は複写機の他のプロセスを制御する
他のマイクロコンピユータによつて、他のプロセ
スと同期して制御される。以後、このプロセス制
御用のマイクロコンピユータをマスターと呼ぶ。
制御部11はリセツトがかかると、ステツプで
内部の初期化を行つた後、マスターからの指令待
ちとなる。マスターは、プロセスのある過程にお
いて、原稿走査タイミングになると、制御部11
に走査タイミングであることを示すスキヤン信号
と、設定走査速度Vのデータを出力する。 The control unit 11 is controlled in synchronization with other processes by another microcomputer that controls other processes of the copying machine. Hereinafter, this process control microcomputer will be referred to as a master.
When the control section 11 is reset, it initializes itself in a step and then waits for a command from the master. During a certain process, the master controls the control unit 11 at the document scanning timing.
A scan signal indicating that it is scan timing and data of the set scan speed V are output.
制御部11では、ステツプ,でスキヤン信
号と設定走査速度Vを受けると、ステツプでエ
ンコーダ3のパルス間隔を測定するための、イン
ターバル・タイマTIをクリアし、現在スキヤン
用のモータ2が停止しているため、モータのオン
時間(通電時間)を規定するモータオンタイマT
ONに十分大きな初期値をセツトし、また、制御部
11のタイマー・レジスタT regをクリアし、
このタイマレジスタの初期値を示すレジスタ1
に、T regの最大値をセツトする。本実施例で
用いたマイクロコンピユータの内部タイマーレジ
スタT regは、8ビツトのアツプ・カウンタで
あるため、タイマーレジスタT regにはゼロ、
タイマIには、28=256が、セツトされる。タイ
マーの初期値のセツトが完了すると、ステツプ
,で外部割込み信号により処理INT−Eと、
タイマー割込みINT−Tを許可し、スイツチング
回路10を正転オンにセツトし、モータ2を起動
する。その後、主ルーチンでは、スキヤン信号が
オフになり、走査終了タイミングになるのを待ち
続ける(ステツプ)。この割込みのうち、INT
−Tは、マイクロコンピユータの内部タイマーレ
ジスタT regが、外部クロツク端子ECKに接続
された基準発振器13のパルスをカウント・アツ
プし、オーバー・フローしたときに割込みが発生
する。タイマーレジスタT regは、オーバー・
フローの後も再びゼロから、外部クロツク端子
ECKにパルスが来る毎にカウントを続ける。も
う一方の割込INT−Eは、外部割込み端子INT
に、エンコーダ3からのパルスが入力されること
により割込みが発生する。各々の割込みは、割込
みが発生すると、複写動作用の主ルーチンの実行
を一時中断し、それぞれ対応する割込み処理ルー
チンに制御が移り、処理終了後、元の主ルーチン
に制御が戻される。また、一方の割込み処理中
に、他方の割込みが発生した場合、前者の割込み
処理が終了するまで保留され、前の処理終了後、
主ルーチンに制御は戻らずに、後の割込み処理ル
ーチンに制御が移される。また、同時に割込みが
発生した場合には、外部割込みが優先される。 When the control unit 11 receives the scan signal and the set scanning speed V in step 1, it clears the interval timer T I for measuring the pulse interval of the encoder 3 in step 1, and stops the motor 2 currently used for scanning. Therefore, the motor on timer T that regulates the motor on time (energization time)
Set a sufficiently large initial value for ON , and also clear the timer register Treg of the control unit 11,
Register 1 indicating the initial value of this timer register
Set the maximum value of T reg to . The internal timer register T reg of the microcomputer used in this example is an 8-bit up counter, so the timer register T reg contains zero,
Timer I is set to 2 8 =256. When the setting of the initial value of the timer is completed, processing INT-E is started by an external interrupt signal in step .
The timer interrupt INT-T is enabled, the switching circuit 10 is set to normal rotation, and the motor 2 is started. Thereafter, in the main routine, the scan signal is turned off and the process continues to wait for the scanning end timing (step). Of these interrupts, INT
-T, an interrupt occurs when the internal timer register T reg of the microcomputer counts up the pulses of the reference oscillator 13 connected to the external clock terminal ECK and overflows. The timer register T reg is
After the flow, the external clock terminal starts again from zero.
Continue counting every time a pulse comes to ECK. The other interrupt INT-E is the external interrupt terminal INT
An interrupt occurs when a pulse from the encoder 3 is input. When each interrupt occurs, execution of the main routine for the copying operation is temporarily interrupted, control is transferred to the corresponding interrupt processing routine, and after the processing is completed, control is returned to the original main routine. Also, if an interrupt occurs while one interrupt is being processed by another, it will be suspended until the former interrupt processing is completed, and after the previous processing is completed,
Control is not returned to the main routine, but is transferred to a later interrupt processing routine. Furthermore, if interrupts occur at the same time, external interrupts are given priority.
ステツプでスイツチング回路10を正転オン
にセツトすると、直流モータ2は正転方向に回転
を開始し、直流モータ2の回転速度に比例した周
波数でエンコーダ3からパルスが出力されはじめ
る。しかし、直流モータ2が回転を開始したとき
には、まだ、回転数も低いため、エンコーダ3か
らのパルス間隔が長く、タイマー・レジスタT
regのオーバー・フローが先に起こる。これによ
り、タイマー割込みが発生し、主ルーチンから
INT−Tに制御が移る。第3図ハのINT−Tで
は、まず、ステツプT−1で現在直流モータ12
がオン状態であるかチエツクし、オン状態であれ
ば、ステツプT−2でモータ・オン・タイマーT
ONから、タイマー・レジスタT regの初期値T
を減じる。そしてステツプT−3で、もしTONが
負またはゼロになればステツプT−4でモータ2
をオフする。モータ2の立上り時、タイマーTON
には十分大きな値がセツトされているため、この
条件は成立しない。次にステツプT−5でインタ
ーバル・タイマTIにTを加えてTIを更新する。
最後にステツプT−6でTにT regの最大値tn
ax(ここでは28)をセツトして、処理を終了し、
制御を主ルーチンに戻す。タイマー・レジスタT
regは、オーバー・フロー後もゼロから続けて
カウントを行うため、次にタイマー割込みが発生
するのは、外部クロツク端子ECKのパルスを28
=256カウントした後となる。これはタイマーレ
ジスタT regにtnax(=28)をセツトしたこと
に等しい。本実施例では、外部クロツク端子
ECKに接続された基準発振器の発振周波数が
200KHzであるため、この時間は1.28msとなる。
このようにして、しばらくは、INT−Tだけが発
生する。 When the switching circuit 10 is set to normal rotation in step, the DC motor 2 starts rotating in the normal rotation direction, and the encoder 3 starts outputting pulses at a frequency proportional to the rotational speed of the DC motor 2. However, when the DC motor 2 starts rotating, the rotation speed is still low, so the pulse interval from the encoder 3 is long, and the timer register T
reg overflow occurs first. This causes a timer interrupt, which causes the main routine to
Control is transferred to INT-T. At INT-T in FIG. 3C, first, in step T-1, the current DC motor 12 is
If it is on, the motor on timer T is checked in step T-2.
From ON , the initial value T of the timer register T reg
decrease. Then, in step T-3, if T ON becomes negative or zero, the motor 2 is turned off in step T-4.
Turn off. When motor 2 starts up, timer T ON
This condition does not hold because is set to a sufficiently large value. Next, in step T-5, T is added to the interval timer T I to update T I.
Finally, in step T-6, T is the maximum value of T reg t n
Set ax (here 2 8 ), end the process,
Return control to the main routine. Timer register T
Since reg continues counting from zero even after overflow, the next timer interrupt occurs when the external clock pin ECK pulses 2 to 8 .
= after 256 counts. This is equivalent to setting t nax (=2 8 ) in the timer register T reg. In this example, the external clock terminal
The oscillation frequency of the reference oscillator connected to ECK is
Since it is 200KHz, this time is 1.28ms.
In this way, only INT-T occurs for a while.
その後、エンコーダ3からのパルスが発生し、
外部割込みが発生すると、INT−Eに制御が移さ
れる。INT−Eでは、まず、ステツプE−1でイ
ンターバルタイマTIに現在のタイマーレジスタ
T regの値を加算し、今回のエンコーダ・パル
スの間隔を求める。そして、ステツプE−2でこ
れより、現在の直流モータ2の速度vを求める。
そして、ステツプE−3でモータ・オン・タイマ
ーTONに一時ゼロをセツトする。次に、ステツプ
E−4でこの速度vと、あらかじめ設定された設
定速度(目標速度)Vを、最適時間関数F(v,
V)に代入する。F(v,V)は次のような関数
である。直流モータは、狭い範囲の回転速度にお
いて、近似的には一定の電流を通電すると、モー
タのトルクと負荷によつて定まる一定の加速度を
示す。また、モーへの通電をオフとすると、負荷
の摩擦によつて定まる。一定の負の加速度を示
す。この加速度をαON,αOFFとすると、この
値をあるかじめ、マイクロコンピユータに記憶さ
せておくことにより、第4図に示すような制御が
可能である。速度vにおいて、ある時間TONだ
け、モータへの通電をオンして、設定速度Vよ
り、ある速度ΔV1だけ速い回転速度に加速す
る。その後、次のエンコーダパルスが、入力され
るまで、モータをオフし、設定速度Vより、Δ
V1だけ低い速度に減速する。そしてΔV1とΔV2
が等しくなるようにTONを予測して定める。この
ような制御の定常状態で、第5図のようになり、
モータ・オンのときの平均速度とモータ・オフの
ときの平均速度はいずれも設定速度Vとなる。こ
の方式では、すべての時間における速度を設定速
度Vにすることは出来ないが、エンコーダ3のパ
ルス周波数を十分に高くとり、定常状態での速度
変動を押さえることにより、複写機の走査系の制
御として、十分実用可能なものとすることができ
る。関数F(v,V)は、常に値が定まるわけで
なく、速度vがある値以上速くなると、全くモー
タをオンしなくても、次のエンコーダからのパル
スが来るまでの平均スピードが設定速度Vを越え
てしまう(ステツプ・E−4−NO)。このような
場合にはF(v,V)の値は求めることが出来な
い。そこで、このような場合には、ステツプE−
7で次のエンコーダからのパルスが来るまで、モ
ータをオフとするように、インターバルタイマT
ONの値をゼロとすれば良い。このためにステツプ
E−4でNOならば、ステツプE−5,E−6の
処理をとばし、ステツプE−3で設定されたTON
=0を用いる。F(v,V)が定まるときには、
ステツプE−5でモータ・オン・タイマーTONに
関数F(v,V)をセツトし、ステツプE−6で
スイツチング回路10をモータ・オンにセツトす
る。そして、ステツプE−7でエンコーダ3から
のパルスが来るまでの時間を測定するためにイン
ターバルタイマTIにゼロをセツトし、TONのう
ち、タイマー・レジスタT regの最大時tnaxで
割算したときの余数をタイマTに、そして、その
補数をタイマー・レジスタT regに、それぞれ
セツトする。そのため、関数F(v,V)で求ま
る時間は基準発振周波数の計数値に換算された値
となつている。T,T reg,TI,TONにデータ
をセツトすると、INT−Eの処理を終了し、主ル
ーチンに制御を戻す。 After that, a pulse from encoder 3 is generated,
When an external interrupt occurs, control is transferred to INT-E. In INT-E, first, in step E-1, the current value of the timer register T reg is added to the interval timer T I to find the current encoder pulse interval. Then, in step E-2, the current speed v of the DC motor 2 is determined.
Then, in step E-3, the motor-on timer T ON is temporarily set to zero. Next, in step E-4, this speed v and the preset set speed (target speed) V are converted into the optimal time function F(v,
V). F(v,V) is a function as follows. A DC motor exhibits a constant acceleration determined by the motor torque and load when an approximately constant current is applied over a narrow range of rotational speeds. Furthermore, when the power to the motor is turned off, it is determined by the friction of the load. Indicates constant negative acceleration. If this acceleration is αON and αOFF, by storing these values in advance in the microcomputer, control as shown in FIG. 4 is possible. At speed v, the motor is energized for a certain time T ON and accelerated to a rotational speed higher than the set speed V by a certain speed ΔV 1 . After that, the motor is turned off until the next encoder pulse is input, and from the set speed V, Δ
Decrease speed by V 1 . and ΔV 1 and ΔV 2
Predict and determine T ON so that they are equal. In the steady state of this kind of control, it becomes as shown in Figure 5,
The average speed when the motor is on and the average speed when the motor is off are both the set speed V. With this method, it is not possible to keep the speed at all times equal to the set speed V, but by setting the pulse frequency of the encoder 3 sufficiently high and suppressing speed fluctuations in a steady state, the scanning system of the copying machine can be controlled. As such, it can be made sufficiently practical. The value of the function F(v, V) is not always fixed, but when the speed v increases beyond a certain value, the average speed until the next pulse from the encoder comes will become the set speed even if the motor is not turned on at all. V will be exceeded (Step E-4-NO). In such a case, the value of F(v, V) cannot be determined. Therefore, in such a case, step E-
At step 7, set the interval timer T to keep the motor off until the next pulse from the encoder arrives.
The value of ON should be set to zero. For this reason, if NO in step E-4, the processing in steps E-5 and E-6 is skipped, and the T ON set in step E-3 is
=0 is used. When F(v,V) is determined,
In step E-5, the function F(v, V) is set in the motor-on timer T ON , and in step E-6, the switching circuit 10 is set to turn the motor on. Then, in step E-7, to measure the time until the pulse from the encoder 3 arrives, the interval timer T I is set to zero, and the timer register T reg is divided by the maximum time t nax of the timer register T reg. The remainder at that time is set in timer T, and its complement is set in timer register T reg. Therefore, the time determined by the function F(v, V) is a value converted to the count value of the reference oscillation frequency. After setting data to T, T reg, T I and T ON , the INT-E processing is terminated and control is returned to the main routine.
このようにINT−Tでエンコーダ・パルスの間
隔が測定され、エンコーダ3からパルスが入力さ
れる毎に現在の回転速度と、設定速度から最適モ
ータ・オン時間TONがINT−Eで決定される。
INT−Tでは、次のエンコーダ・パルスの間隔を
測定しながら、上記オン時間を管理し、オン時間
経過後、モータをオフする。この繰り返しによ
り、モータの平均回転速度は設定値に保たれる。
本実施例では、設定速度が400rpmにおいて、1
秒間の平均速度がバラツキが0.3%以内で、速度
変動の幅は5%以内であつた。 In this way, the interval between encoder pulses is measured with INT-T, and each time a pulse is input from encoder 3, the optimum motor on time T ON is determined from the current rotation speed and set speed with INT-E. .
In INT-T, the on-time is managed while measuring the interval of the next encoder pulse, and the motor is turned off after the on-time has elapsed. By repeating this process, the average rotational speed of the motor is maintained at the set value.
In this example, when the set speed is 400 rpm, 1
The variation in average speed per second was within 0.3%, and the width of speed fluctuation was within 5%.
このようにして、原稿走査中は、定速制御が行
なわれる。その後、マスターからのスキヤン信号
がオフされ、主ルーチンのステツプでスキヤン
終了を検出する。これにより、主ルーチンのステ
ツプでは、INT−EとINT−Tの割込みを禁止
して定速制御を終了し、ステツプでスイツチン
グ回路10を逆転オンにセツトし、光学走査系を
走査開始位置に向けて戻す。このときは、定速制
御はされない。その後、走査開始位置に近くなる
と、マスターはステツプでブレーキ信号を出力
する。これにより主ルーチンのステツプではス
イツチング回路10を回生ブレーキにセツトし、
逆転速度を減速する。その後、光学走査系が走査
開始位置に戻ると、ステツプでマスターからブ
レーキ信号がオフされる。主ルーチンンのステツ
プではこれを検出するとモータをオフし、再び
スキヤン信号待ちに戻る。 In this way, constant speed control is performed during document scanning. Thereafter, the scan signal from the master is turned off, and the end of the scan is detected in the steps of the main routine. As a result, in the step of the main routine, the INT-E and INT-T interrupts are prohibited and the constant speed control is ended, and in the step, the switching circuit 10 is set to reverse rotation, and the optical scanning system is directed to the scanning start position. and return it. At this time, constant speed control is not performed. Thereafter, when the scanning start position is approached, the master outputs a brake signal in steps. As a result, in the step of the main routine, the switching circuit 10 is set to regenerative braking,
Decrease the reverse speed. Thereafter, when the optical scanning system returns to the scanning starting position, the brake signal from the master is turned off in step. When this is detected in the main routine step, the motor is turned off and the process returns to waiting for the scan signal.
上記実施例は複写機の光学走査系への例であつ
たが、本発明はこれを限定されるものではなく、
給紙装置や、感光ドラム駆動等、他の装置を駆動
するための直流モータへの応用も可能である。こ
のような場合、制御に用いるマイクロコンピユー
タに十分な能力があれば、複数のモータを制御し
たり、他のプロセスの制御と並行して行うことも
可能である。また、マイクロコンピユータに正確
な基準発振を有する場合には、外部の基準発振の
必要はない。さらに、現在の半導体技術により、
制御部、基準発振部、波形整形部、スイツチング
部を一つのチツプにまとめることにより、小型
化・低コスト化が可能である。 Although the above embodiment is an example of an optical scanning system of a copying machine, the present invention is not limited to this.
Application to a DC motor for driving other devices such as a paper feeder or a photosensitive drum drive is also possible. In such a case, if the microcomputer used for control has sufficient capability, it is possible to control multiple motors or control other processes in parallel. Also, if the microcomputer has an accurate reference oscillation, there is no need for an external reference oscillation. Furthermore, with current semiconductor technology,
By combining the control section, reference oscillation section, waveform shaping section, and switching section into one chip, it is possible to reduce the size and cost.
また、上記実施例では、エンコーダ3からのパ
ルス発生毎に直流モータ2をオンとする制御につ
いて説明したが、これが、パルス発生に伴つてモ
ータに対する通電を断ち、そのOFF時間TOFFを
上記条件の下で演算して求めるようにしても良
い。 In addition, in the above embodiment, control was explained in which the DC motor 2 is turned on every time a pulse is generated from the encoder 3. However, this control cuts off the current to the motor with the generation of a pulse, and sets the OFF time T OFF to meet the above conditions. It is also possible to calculate it as shown below.
然るに、このようにした場合、モータ速度制御
時(INT−T,E許可時)、モータに過負荷がか
かるとモータが停止してしまうといつた不都合が
生じるおそれがあるため、上記実施例のものが好
ましい方式といえる。 However, in this case, there is a risk that the motor will stop if an overload is applied to the motor during motor speed control (INT-T, E permission), so the above embodiment is not implemented. This can be said to be the preferred method.
複写機の複写倍率を変更すると、制御部11に
入力される設定速度Vの値が変わり、したがつて
関数F(V,v)の値も変化して、制御部11で
演算されるモータオン時間TONが変化する。これ
によつて直流モータ2の速度も変化させることが
できる。 When the copying magnification of the copying machine is changed, the value of the set speed V input to the control section 11 changes, and therefore the value of the function F (V, v) also changes, and the motor on time calculated by the control section 11 changes. T ON changes. Thereby, the speed of the DC motor 2 can also be changed.
以上詳述したように、この発明は、直流モータ
の速度制御において、早い速度で間欠運転を行う
とともに、そのパルス間隔とオン時間は、該モー
タの速度に応じたパルスによつて定めることによ
つて、モータを定速度運転するようにしたから複
雑なフイードバツク制御装置を不要として、マイ
クロコンピユータ等のデイジタル装置によつて、
簡単な構成で速度制御できる利点を有する。
As described in detail above, the present invention performs intermittent operation at a high speed in controlling the speed of a DC motor, and the pulse interval and on-time are determined by pulses corresponding to the speed of the motor. Since the motor was operated at a constant speed, there was no need for a complicated feedback control device, and digital equipment such as a microcomputer could be used to
It has the advantage of being able to control speed with a simple configuration.
上述の実施例に用いた直流モータのオン時間T
ONの計算式F(V,v)の一例を以下に説明す
る。(第4図参照)
条件として、i番目のパルスPiが発生したとき
に次のモータのON時間TONiを求める場合を考え
る。 ON time T of the DC motor used in the above example
An example of the ON calculation formula F(V, v) will be explained below. (See Figure 4) As a condition, consider the case where the next motor ON time T ONi is determined when the i-th pulse Pi occurs.
パルスPi発生時(時間ti)の速度をvtiとすると
き、TONiだけモータに通電すると、
(101)v(ti+TONi) =vti+TONi,αON
{αON:加速度
αOFF:減速度}
(102)v(ti+TI(i+1))
=v(ti+TONi)+(TI(i+1)
−TONi)・αOFF
=vti+TONi,αON+
(TI(i+1)−TONi).αOFF
上式において、
(TI(i+1)−TONi)=TOFFi
に相当する。 When the speed at the time of pulse Pi generation (time ti) is vti, if the motor is energized by T ONi , then (101) v (ti + T ONi ) = v ti + T ONi , αON {αON: acceleration αOFF: deceleration} (102 )v(ti+T I(i+1) ) =v(ti+T ONi )+(T I(i+1) −T ONi )・αOFF =v ti +T ONi , αON+ (T I(i+1) −T ONi ). αOFF In the above equation, it corresponds to ( TI(i+1) −T ONi )=T OFFi .
ここで、TONiモータに通電したときの増加速
度ΔV1がTOFFi後の減少速度ΔV2と等しいという
条件を与えると、
(103)v(ti+TONi)−V
=V−v(ti+TI(i+1))
であるから、
(104)TONi
=2V−2vti−TI(i+1)・αOFF
/2αON−αOFF
ここで、TI(i+1)は未知であり、次の式で計算さ
れる。 Here, if we give the condition that the increasing speed ΔV 1 when the T ONi motor is energized is equal to the decreasing speed ΔV 2 after T OFFi , then (103)v(ti+T ONi )−V=V−v(ti+T I( i+1) ), so (104)T ONi =2V-2v ti -T I(i+1)・αOFF
/2αON−αOFF Here, T I (i+1) is unknown and is calculated by the following formula.
即ち、TI(i+1)間のTONi時の平均速度は
V(ti+TONi+Vti/2,TOFF時の平均
速度はVで
あるから、その間の移動距離をaとすると、
(105)a=TOFFi,V
+v(ti+TONi)+vti/2・TONi
=TOFFi,V
+vti+TONi.αON+vti/2TONi
従つて、
(106)TI(i+1)
=1/2V{2a+2TONi(V−vti)
−T2 ONiαON}
となる。従つて、TONiは(104)式と(106)式
の連立方程式の解となる。ただし、vtiは、前回
のパルス間隔TIiのときのTON(i-1)とTIiとから
計算により求められる。(後述)
しかしながら、上記の処理をマイクロコンピユ
ータを用いて行う場合、計算に要する時間が長く
なりすぎるおそれがあるので、モータが定常速度
に立上がつた後は、
(107)TI(i+1)=a/V
と近似しても良い。 That is, the average speed during T ONi during T I (i+1) is V(ti+T ONi +Vti/2, and the average speed during T OFF is V, so if the moving distance during that time is a, then (105) a=T OFFi ,V +v(ti+T ONi )+v ti /2・T ONi =T OFFi ,V +v ti +T ONi .αON+v ti /2T ONi Therefore, (106)T I(i+1) = 1/2V {2a+2T ONi (V-v ti ) −T 2 ONi αON} Therefore, T ONi is the solution to the simultaneous equations of equations (104) and (106). However, v ti is the previous pulse It is calculated from T ON (i-1) and T Ii when the interval T Ii is used. (Described later) However, if the above processing is performed using a microcomputer, there is a risk that the time required for calculation will be too long. Therefore, after the motor reaches a steady speed, it can be approximated as (107)T I(i+1) = a/V.
そして、モータの立上り時は前回の実測パルス
間隔TIiを近似値として用いると、
(108)TON=2V−2vti−TIi・αOff/
2αON−αOFF
(立上り時)
2V−2vti−aαOFFV−1/2αO
N−αOFF
(定常時)
となる。 Then, when the motor starts up, using the previous measured pulse interval T Ii as an approximate value, (108) T ON =2V-2v ti -T Ii・αOff/
2αON-αOFF (at rise) 2V-2v ti -aαOFFV-1/2αO
N-αOFF (at steady state).
ただし、 (109)vti=a/TIi+TON 2 (i−1)(αON−αOFF)+T2 Ii〓Off/2TIi である。 However, (109)v ti =a/T Ii +T ON 2 (i-1) (αON-αOFF) +T 2 Ii 〓 Off /2T Ii .
第1図はこの発明が適用される複写機の走査機
構の一例を示す斜視図、第2図はこの発明の一実
施例を示すブロツク図、第3図イないしニは第2
図の実施例に用いられるプログラムを示すフロー
チヤート、第4図は第2図の実施例の動作を示す
波形図、第5図はモータ速度の平均が一定となる
ことを説明する図である。
2……直流モータ、3……エンコーダ、10…
…スイツチング回路、11……制御部。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a scanning mechanism of a copying machine to which the present invention is applied, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of the embodiment shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a diagram illustrating that the average motor speed is constant. 2...DC motor, 3...Encoder, 10...
...Switching circuit, 11...Control section.
Claims (1)
ルス信号を発生するパルス発生手段と、該パルス
発生手段のパルス間隔からモータの回転速度を検
出する手段と、あらかじめ求められる通電時のモ
ータの加速度と通電の断つたときのモータの加速
度とを記憶する手段とを有し、モータの回転時、
モータに所定時間TON通電したときのモータの回
転速度が、目標値Vに対してV+ΔV1となり、
その後通電を所定時間TOFF断つたときの回転速
度がV−ΔV2(ΔV1,ΔV2は正数)とした場
合、 TON+TOFF=パルス間隔 ΔV1=ΔV2 となるように、上記検出されたモータの回転速度
と記憶された加速度とをもちいてTONあるいはT
OFFを求め、上記パルス発生毎にTONあるいはTO
FFによつてモータへの通電を制御して、平均的に
定速Vを得るようにしたことを特徴とする直流モ
ータの速度制御方式。[Scope of Claims] 1. Pulse generating means for generating a pulse signal with a frequency proportional to the rotational speed of a DC motor, means for detecting the rotational speed of the motor from the pulse interval of the pulse generating means, and a predetermined energization time. means for storing the acceleration of the motor and the acceleration of the motor when the current is cut off, and when the motor rotates,
The rotational speed of the motor when the motor is energized for a predetermined period of time is V + ΔV 1 with respect to the target value V,
If the rotational speed when the current is then cut off for a predetermined period of time T OFF is V - ΔV 2 (ΔV 1 and ΔV 2 are positive numbers), then the above is set so that T ON + T OFF = pulse interval ΔV 1 = ΔV 2 . T ON or T using the detected rotational speed of the motor and the stored acceleration.
OFF , and T ON or T O every time the above pulse occurs.
A speed control method for a DC motor, characterized in that energization to the motor is controlled by an FF to obtain a constant speed V on average.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56214411A JPS58116083A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Control system for speed of direct current motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56214411A JPS58116083A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Control system for speed of direct current motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58116083A JPS58116083A (en) | 1983-07-11 |
| JPS6159070B2 true JPS6159070B2 (en) | 1986-12-15 |
Family
ID=16655338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56214411A Granted JPS58116083A (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Control system for speed of direct current motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58116083A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100600860B1 (en) | 2004-05-20 | 2006-07-14 | (주)브레인유니온시스템 | Lifting device for liquid material applicator |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP56214411A patent/JPS58116083A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58116083A (en) | 1983-07-11 |
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