JP2000050664A - モータの制御装置 - Google Patents
モータの制御装置Info
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- JP2000050664A JP2000050664A JP10210617A JP21061798A JP2000050664A JP 2000050664 A JP2000050664 A JP 2000050664A JP 10210617 A JP10210617 A JP 10210617A JP 21061798 A JP21061798 A JP 21061798A JP 2000050664 A JP2000050664 A JP 2000050664A
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータの回転制御に用いるエンコーダ出力信
号のオフセットを補正することで、精度の高いモータの
回転制御をおこなう。 【解決手段】 エンコーダの出力信号のレベルを検出す
る信号検出手段と、前記信号検出手段より検出したエン
コーダの出力信号のレベルの最大値を選択する最大値選
択手段と、前記信号検出手段より検出したエンコーダの
出力信号のレベルの最小値を選択する最小値選択手段
と、前記最大値選択手段および最小値選択手段の最大値
と最小値の中間値を算出する中間値算出手段と前記所定
の基準電圧を検出する基準電圧検出手段と、前記中間値
算出手段の出力と前記基準電圧検出手段の出力との差分
を算出する差分値算出手段と、前記差分値算出手段の出
力を電圧値に変換する差分値出力手段と、前記差分値出
力手段より出力する信号と前記エンコーダ出力信号を加
算して出力する加算手段より構成されるモータの制御装
置。
号のオフセットを補正することで、精度の高いモータの
回転制御をおこなう。 【解決手段】 エンコーダの出力信号のレベルを検出す
る信号検出手段と、前記信号検出手段より検出したエン
コーダの出力信号のレベルの最大値を選択する最大値選
択手段と、前記信号検出手段より検出したエンコーダの
出力信号のレベルの最小値を選択する最小値選択手段
と、前記最大値選択手段および最小値選択手段の最大値
と最小値の中間値を算出する中間値算出手段と前記所定
の基準電圧を検出する基準電圧検出手段と、前記中間値
算出手段の出力と前記基準電圧検出手段の出力との差分
を算出する差分値算出手段と、前記差分値算出手段の出
力を電圧値に変換する差分値出力手段と、前記差分値出
力手段より出力する信号と前記エンコーダ出力信号を加
算して出力する加算手段より構成されるモータの制御装
置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転速度
あるいは回転位置を制御する制御装置に関するものであ
る。
あるいは回転位置を制御する制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】モータの速度あるいは位置の制御にはエ
ンコーダ信号、例えば、モータの回転部の着磁された部
分を磁気抵抗素子などの各種センサにより検出すること
でモータの回転に同期した2相の正弦波状の周波数信号
などに基づいてフィードバック制御をおこなう方法が一
般的に用いられている。
ンコーダ信号、例えば、モータの回転部の着磁された部
分を磁気抵抗素子などの各種センサにより検出すること
でモータの回転に同期した2相の正弦波状の周波数信号
などに基づいてフィードバック制御をおこなう方法が一
般的に用いられている。
【0003】モータの位置制御および速度制御をおこな
う従来例として、例えば、特公平9−103086号公
報に記載されたモータ制御装置がある。図6は、この従
来のモータ制御装置の概略回路構成図である。図6にお
いて301はモータであり、302はモータの回転速度
に応じた周波数信号を発生するエンコーダである。30
3および304は増幅器でありエンコーダ302の出力
信号MR1およびMR2を増幅する。305は位置検出
回路であり、エンコーダ302の出力信号MR1および
MR2の1周期より細かい回転位置を検出する内挿処理
をおこなう。306は位置制御回路であり、あらかじめ
設定した目標位置と位置検出回路305より検出したモ
ータ301の回転位置との位置誤差を検出し、位置制御
信号を出力する。307は周波数信号発生回路(以下F
G信号発生回路)であり、モータの回転数に応じたモー
タの回転速度信号を出力する。308は速度制御回路で
あり、あらかじめ設定した目標位置に対応する目標速度
とモータ301の回転速度信号との速度誤差を検出し、
速度制御信号を出力する。309は加算回路であり前記
位置制御信号と前記速度制御信号を加算する。加算回路
309は、D/Aコンバータ310を介して駆動回路3
11に入力され、モータ301は前記位置誤差および前
記速度誤差が最小になるように、回転位置および回転速
度が制御される。
う従来例として、例えば、特公平9−103086号公
報に記載されたモータ制御装置がある。図6は、この従
来のモータ制御装置の概略回路構成図である。図6にお
いて301はモータであり、302はモータの回転速度
に応じた周波数信号を発生するエンコーダである。30
3および304は増幅器でありエンコーダ302の出力
信号MR1およびMR2を増幅する。305は位置検出
回路であり、エンコーダ302の出力信号MR1および
MR2の1周期より細かい回転位置を検出する内挿処理
をおこなう。306は位置制御回路であり、あらかじめ
設定した目標位置と位置検出回路305より検出したモ
ータ301の回転位置との位置誤差を検出し、位置制御
信号を出力する。307は周波数信号発生回路(以下F
G信号発生回路)であり、モータの回転数に応じたモー
タの回転速度信号を出力する。308は速度制御回路で
あり、あらかじめ設定した目標位置に対応する目標速度
とモータ301の回転速度信号との速度誤差を検出し、
速度制御信号を出力する。309は加算回路であり前記
位置制御信号と前記速度制御信号を加算する。加算回路
309は、D/Aコンバータ310を介して駆動回路3
11に入力され、モータ301は前記位置誤差および前
記速度誤差が最小になるように、回転位置および回転速
度が制御される。
【0004】しかし、実際のエンコーダの出力信号に
は、直流成分が含まれるため、このエンコーダ出力信号
と所定の基準電圧との間にオフセットが発生する。位置
検出回路305およびFG信号発生回路307の信号入
力部は所定の基準電圧をもとに動作する。そのため、オ
フセットが発生すると、位置検出回路305はモータの
正確な位置情報を得ることができなかった。また、FG
信号発生回路307はエンコーダ出力信号と所定の基準
電圧と比較して、その結果を方形波に変換することで回
転速度信号を得るため、オフセットの発生により回転速
度信号にジッタ成分が発生し、モータの速度制御をおこ
なう場合にモータの回転ムラとなっていた。このため、
モータの回転制御特性に現れる影響を抑えるため、モー
タ制御装置は312のボリュームVR1および313の
ボリュームVR2により、オフセットを打ち消す成分を
増幅器303および増幅器304に加算して所定の基準
電圧中心でエンコーダ出力信号が出力されるように、エ
ンコーダ302の各出力信号のオフセット調整をおこな
っていた。
は、直流成分が含まれるため、このエンコーダ出力信号
と所定の基準電圧との間にオフセットが発生する。位置
検出回路305およびFG信号発生回路307の信号入
力部は所定の基準電圧をもとに動作する。そのため、オ
フセットが発生すると、位置検出回路305はモータの
正確な位置情報を得ることができなかった。また、FG
信号発生回路307はエンコーダ出力信号と所定の基準
電圧と比較して、その結果を方形波に変換することで回
転速度信号を得るため、オフセットの発生により回転速
度信号にジッタ成分が発生し、モータの速度制御をおこ
なう場合にモータの回転ムラとなっていた。このため、
モータの回転制御特性に現れる影響を抑えるため、モー
タ制御装置は312のボリュームVR1および313の
ボリュームVR2により、オフセットを打ち消す成分を
増幅器303および増幅器304に加算して所定の基準
電圧中心でエンコーダ出力信号が出力されるように、エ
ンコーダ302の各出力信号のオフセット調整をおこな
っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、エンコーダ自体、あるいは増幅器、あ
るいはエンコーダ取付位置などが経時変化により徐々に
変化する場合にオフセットがずれてしまうという場合が
ある。そのため、経時変化によるオフセットずれが発生
した場合にモータの回転制御特性が悪化するという問題
があった。
ような構成では、エンコーダ自体、あるいは増幅器、あ
るいはエンコーダ取付位置などが経時変化により徐々に
変化する場合にオフセットがずれてしまうという場合が
ある。そのため、経時変化によるオフセットずれが発生
した場合にモータの回転制御特性が悪化するという問題
があった。
【0006】また、エンコーダの出力信号の調整をおこ
なう場合に、オシロスコープなどにより、波形の観察を
しながら、オフセットの調整をおこなわなければなら
ず、オフセットの調整に時間がかかるという問題があっ
た。
なう場合に、オシロスコープなどにより、波形の観察を
しながら、オフセットの調整をおこなわなければなら
ず、オフセットの調整に時間がかかるという問題があっ
た。
【0007】本発明のモータの制御装置は、上記問題点
に鑑み、経時変化などで発生するエンコーダ信号のオフ
セットずれを自動的に補正するオフセット補正手段を備
えることで、精度の高いモータの回転制御をおこなうこ
とのできるモータの制御装置を提供することを目的とす
る。
に鑑み、経時変化などで発生するエンコーダ信号のオフ
セットずれを自動的に補正するオフセット補正手段を備
えることで、精度の高いモータの回転制御をおこなうこ
とのできるモータの制御装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】モータの回転に同期して
互いに位相の異なる複数相の信号を出力するエンコーダ
と、前記エンコーダの出力信号を所定の基準電圧に基づ
いて処理することにより前記モータの位置あるいは速度
の情報を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段の
出力する位置あるいは速度の情報に基づいて前記モータ
の回転制御をおこなう回転制御手段と、前記回転制御手
段の出力信号に従ってモータの駆動をおこなうモータ駆
動回路と、前記エンコーダの出力信号のオフセットを補
正するオフセット補正手段を備えたモータの制御装置に
おいて、前記オフセット補正手段は、前記エンコーダの
出力信号のレベルを検出する信号検出手段と、前記信号
検出手段より検出したエンコーダの出力信号のレベルの
最大値を選択する最大値選択手段と、前記信号検出手段
より検出したエンコーダの出力信号のレベルの最小値を
選択する最小値選択手段と、前記最大値選択手段および
最小値選択手段の最大値と最小値の中間値を算出する中
間値算出手段と前記所定の基準電圧を検出する基準電圧
検出手段と、前記中間値算出手段の出力と前記基準電圧
検出手段の出力との差分を算出する差分値算出手段と、
前記差分値算出手段の出力を電圧値に変換する差分値出
力手段と、前記差分値出力手段より出力する信号と前記
エンコーダ出力信号を加算して出力する加算手段より構
成されることで、経時変化などで発生するエンコーダ出
力信号のオフセットずれを自動的に補正することが可能
となり、精度の高いモータの回転制御をおこなうことが
できる。
互いに位相の異なる複数相の信号を出力するエンコーダ
と、前記エンコーダの出力信号を所定の基準電圧に基づ
いて処理することにより前記モータの位置あるいは速度
の情報を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段の
出力する位置あるいは速度の情報に基づいて前記モータ
の回転制御をおこなう回転制御手段と、前記回転制御手
段の出力信号に従ってモータの駆動をおこなうモータ駆
動回路と、前記エンコーダの出力信号のオフセットを補
正するオフセット補正手段を備えたモータの制御装置に
おいて、前記オフセット補正手段は、前記エンコーダの
出力信号のレベルを検出する信号検出手段と、前記信号
検出手段より検出したエンコーダの出力信号のレベルの
最大値を選択する最大値選択手段と、前記信号検出手段
より検出したエンコーダの出力信号のレベルの最小値を
選択する最小値選択手段と、前記最大値選択手段および
最小値選択手段の最大値と最小値の中間値を算出する中
間値算出手段と前記所定の基準電圧を検出する基準電圧
検出手段と、前記中間値算出手段の出力と前記基準電圧
検出手段の出力との差分を算出する差分値算出手段と、
前記差分値算出手段の出力を電圧値に変換する差分値出
力手段と、前記差分値出力手段より出力する信号と前記
エンコーダ出力信号を加算して出力する加算手段より構
成されることで、経時変化などで発生するエンコーダ出
力信号のオフセットずれを自動的に補正することが可能
となり、精度の高いモータの回転制御をおこなうことが
できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載のモータの
制御装置は、モータの回転に同期して互いに位相の異な
る複数相の信号を出力するエンコーダと、前記エンコー
ダの出力信号を所定の基準電圧に基づいて処理すること
により前記モータの位置あるいは速度の情報を出力する
信号処理手段と、前記信号処理手段の出力する位置ある
いは速度の情報に基づいて前記モータの回転制御をおこ
なう回転制御手段と、前記回転制御手段の出力信号に従
ってモータの駆動をおこなうモータ駆動回路と、前記エ
ンコーダの出力信号のオフセットを補正するオフセット
補正手段を備えたモータの制御装置において、オフセッ
ト補正手段は、エンコーダの出力信号のレベルを検出す
る信号検出手段と、信号検出手段より検出したエンコー
ダの出力信号のレベルの最大値を選択する最大値選択手
段と、前記信号検出手段より検出したエンコーダの出力
信号のレベルの最小値を選択する最小値選択手段と、前
記最大値選択手段および最小値選択手段の最大値と最小
値の中間値を算出する中間値算出手段と前記所定の基準
電圧を検出する基準電圧検出手段と、前記中間値算出手
段の出力と前記基準電圧検出手段の出力との差分を算出
する差分値算出手段と、前記差分値算出手段の出力を電
圧値に変換する差分値出力手段と、前記差分値出力手段
より出力する信号と前記エンコーダ出力信号を加算して
出力する加算手段より構成されることで、経時変化など
で発生するエンコーダ信号のオフセットずれを自動的に
補正することができるという作用を有する。
制御装置は、モータの回転に同期して互いに位相の異な
る複数相の信号を出力するエンコーダと、前記エンコー
ダの出力信号を所定の基準電圧に基づいて処理すること
により前記モータの位置あるいは速度の情報を出力する
信号処理手段と、前記信号処理手段の出力する位置ある
いは速度の情報に基づいて前記モータの回転制御をおこ
なう回転制御手段と、前記回転制御手段の出力信号に従
ってモータの駆動をおこなうモータ駆動回路と、前記エ
ンコーダの出力信号のオフセットを補正するオフセット
補正手段を備えたモータの制御装置において、オフセッ
ト補正手段は、エンコーダの出力信号のレベルを検出す
る信号検出手段と、信号検出手段より検出したエンコー
ダの出力信号のレベルの最大値を選択する最大値選択手
段と、前記信号検出手段より検出したエンコーダの出力
信号のレベルの最小値を選択する最小値選択手段と、前
記最大値選択手段および最小値選択手段の最大値と最小
値の中間値を算出する中間値算出手段と前記所定の基準
電圧を検出する基準電圧検出手段と、前記中間値算出手
段の出力と前記基準電圧検出手段の出力との差分を算出
する差分値算出手段と、前記差分値算出手段の出力を電
圧値に変換する差分値出力手段と、前記差分値出力手段
より出力する信号と前記エンコーダ出力信号を加算して
出力する加算手段より構成されることで、経時変化など
で発生するエンコーダ信号のオフセットずれを自動的に
補正することができるという作用を有する。
【0010】請求項2記載のモータの制御装置は、信号
処理手段は、エンコーダの各出力信号の1周期より細か
い回転位置を検出する内挿処理回路を含む位置検出回路
を有し、回転制御手段は、前記位置検出回路の出力信号
をもとにしてオフセット補正手段がオフセット補正をお
こなう時にモータを所定角度回転させる位置制御手段を
有するものであり、オフセット補正処理動作を短時間に
終了することができるという作用を有する。
処理手段は、エンコーダの各出力信号の1周期より細か
い回転位置を検出する内挿処理回路を含む位置検出回路
を有し、回転制御手段は、前記位置検出回路の出力信号
をもとにしてオフセット補正手段がオフセット補正をお
こなう時にモータを所定角度回転させる位置制御手段を
有するものであり、オフセット補正処理動作を短時間に
終了することができるという作用を有する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
説明する。
【0012】図1は本発明のモータの制御装置の構成を
示す図である。図1において101はモータであり、1
02はモータ101の回転速度に応じた周波数信号を発
生するエンコーダであり、モータの回転部の着磁された
部分を磁気抵抗素子などにより検出することでモータ1
01の回転に同期した2相の正弦波状の周波数信号MR
1およびMR2を出力する。103はオフセット補正手
段であり、エンコーダ102より出力するMR1および
MR2のオフセット補正をおこなうものである。104
は信号処理手段であり、エンコーダ出力信号MR1およ
びMR2の1周期より細かい回転位置を検出する内挿処
理をおこなう位置検出回路201とモータの回転数に応
じたモータの回転速度信号を出力するFG信号発生回路
202により構成される。この信号処理手段104は基
準電圧発生回路122より出力する基準電圧に基づいて
動作する。105は回転制御手段であり、位置検出回路
201より検出したモータ101の回転位置とあらかじ
め設定した目標位置との位置誤差を検出し位置制御信号
を出力する位置制御手段203と、FG信号発生回路2
02より検出したモータ101の回転速度信号とあらか
じめ設定した目標位置に対応する目標速度との速度誤差
を検出し速度制御信号を出力する速度制御手段204
と、前記位置制御信号と前記速度制御信号を合成する合
成手段205と、合成手段205より出力するデジタル
信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ206
により構成される。回転制御手段105は、前記位置誤
差および前記速度誤差が最小になるように、駆動回路1
06よりモータの回転位置および回転速度を制御する。
示す図である。図1において101はモータであり、1
02はモータ101の回転速度に応じた周波数信号を発
生するエンコーダであり、モータの回転部の着磁された
部分を磁気抵抗素子などにより検出することでモータ1
01の回転に同期した2相の正弦波状の周波数信号MR
1およびMR2を出力する。103はオフセット補正手
段であり、エンコーダ102より出力するMR1および
MR2のオフセット補正をおこなうものである。104
は信号処理手段であり、エンコーダ出力信号MR1およ
びMR2の1周期より細かい回転位置を検出する内挿処
理をおこなう位置検出回路201とモータの回転数に応
じたモータの回転速度信号を出力するFG信号発生回路
202により構成される。この信号処理手段104は基
準電圧発生回路122より出力する基準電圧に基づいて
動作する。105は回転制御手段であり、位置検出回路
201より検出したモータ101の回転位置とあらかじ
め設定した目標位置との位置誤差を検出し位置制御信号
を出力する位置制御手段203と、FG信号発生回路2
02より検出したモータ101の回転速度信号とあらか
じめ設定した目標位置に対応する目標速度との速度誤差
を検出し速度制御信号を出力する速度制御手段204
と、前記位置制御信号と前記速度制御信号を合成する合
成手段205と、合成手段205より出力するデジタル
信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ206
により構成される。回転制御手段105は、前記位置誤
差および前記速度誤差が最小になるように、駆動回路1
06よりモータの回転位置および回転速度を制御する。
【0013】以下に、オフセット補正手段103の内部
構成および動作について詳細な説明をおこなう。オフセ
ット補正手段103において、加算手段107および1
08はあらかじめ設定した基準電圧中心で動作するアン
プ回路であり、基準電圧発生回路122より出力する基
準電圧をそれぞれ正の入力端子に入力し、エンコーダ出
力信号MR1およびMR2は抵抗R1およびR4を介し
てそれぞれ負の入力端子に入力するように構成される。
また、オフセット補正処理によって生成されるオフセッ
ト補正成分は抵抗R2およびR5を介してそれぞれ負の
入力端子に入力する。そのため、加算手段107および
108の出力信号はオフセット補正成分が加算されたエ
ンコーダ出力信号となる。
構成および動作について詳細な説明をおこなう。オフセ
ット補正手段103において、加算手段107および1
08はあらかじめ設定した基準電圧中心で動作するアン
プ回路であり、基準電圧発生回路122より出力する基
準電圧をそれぞれ正の入力端子に入力し、エンコーダ出
力信号MR1およびMR2は抵抗R1およびR4を介し
てそれぞれ負の入力端子に入力するように構成される。
また、オフセット補正処理によって生成されるオフセッ
ト補正成分は抵抗R2およびR5を介してそれぞれ負の
入力端子に入力する。そのため、加算手段107および
108の出力信号はオフセット補正成分が加算されたエ
ンコーダ出力信号となる。
【0014】図1のオフセット補正手段103におい
て、109および115は信号検出手段であるA/Dコ
ンバータであり、エンコーダ出力信号MR1およびMR
2の各出力信号レベルを検出しデジタル値に変換する。
最大値選択手段110と最小値選択手段111は、デジ
タル値に変換されたエンコーダ出力信号MR1の最大値
と最小値の選択をおこない、その値をメモリに保存して
おく。同様に、最大値選択手段116と最小値選択手段
117は、デジタル値に変換されたエンコーダ出力信号
MR2の最大値と最小値の選択をおこない、その値をメ
モリに保存しておく。
て、109および115は信号検出手段であるA/Dコ
ンバータであり、エンコーダ出力信号MR1およびMR
2の各出力信号レベルを検出しデジタル値に変換する。
最大値選択手段110と最小値選択手段111は、デジ
タル値に変換されたエンコーダ出力信号MR1の最大値
と最小値の選択をおこない、その値をメモリに保存して
おく。同様に、最大値選択手段116と最小値選択手段
117は、デジタル値に変換されたエンコーダ出力信号
MR2の最大値と最小値の選択をおこない、その値をメ
モリに保存しておく。
【0015】図4はエンコーダ出力信号MR1とオフセ
ットについて示した図である。図4において、エンコー
ダ出力信号MR1の最大値と最小値を示す。なお、エン
コーダ出力信号MR2についても図4に示すエンコーダ
出力信号MR1と同様である。
ットについて示した図である。図4において、エンコー
ダ出力信号MR1の最大値と最小値を示す。なお、エン
コーダ出力信号MR2についても図4に示すエンコーダ
出力信号MR1と同様である。
【0016】中間値算出手段112および118は、メ
モリに保存されたMR1およびMR2の各最大値と各最
小値よりそれぞれの中間の値を求める演算をおこない算
出する。これら中間値算出手段112および118の出
力値がエンコーダ出力信号MR1およびMR2の直流成
分となる。図4に示すエンコーダ出力信号MR1の場合
の中点電圧はこの直流成分と等価である。また、エンコ
ーダ出力信号MR2の場合もエンコーダ信号MR1と同
様である。
モリに保存されたMR1およびMR2の各最大値と各最
小値よりそれぞれの中間の値を求める演算をおこない算
出する。これら中間値算出手段112および118の出
力値がエンコーダ出力信号MR1およびMR2の直流成
分となる。図4に示すエンコーダ出力信号MR1の場合
の中点電圧はこの直流成分と等価である。また、エンコ
ーダ出力信号MR2の場合もエンコーダ信号MR1と同
様である。
【0017】基準電圧検出手段であるA/Dコンバータ
114は前記基準電圧値を検出し、デジタル値に変換す
る。差分値算出手段113および119は、基準電圧検
出手段であるA/Dコンバータ114より検出した基準
電圧値と中間値算出手段112および118の出力値と
の比較をおこない、それぞれ差分を演算する。これらの
差分値算出手段の各出力値はエンコーダ信号MR1およ
びMR2の直流成分と基準電圧との差であり、オフセッ
ト成分である。図4に示すオフセットΔV1は、差分検
出手段112の出力であるオフセット成分と等価であ
る。なお、エンコーダ出力信号MR2の場合も同様であ
る。
114は前記基準電圧値を検出し、デジタル値に変換す
る。差分値算出手段113および119は、基準電圧検
出手段であるA/Dコンバータ114より検出した基準
電圧値と中間値算出手段112および118の出力値と
の比較をおこない、それぞれ差分を演算する。これらの
差分値算出手段の各出力値はエンコーダ信号MR1およ
びMR2の直流成分と基準電圧との差であり、オフセッ
ト成分である。図4に示すオフセットΔV1は、差分検
出手段112の出力であるオフセット成分と等価であ
る。なお、エンコーダ出力信号MR2の場合も同様であ
る。
【0018】差分値出力手段であるD/Aコンバータ1
20および121は、差分値算出手段113および11
9より出力されるデジタル値のオフセット成分を電圧値
へ変換してオフセット補正成分として出力する。
20および121は、差分値算出手段113および11
9より出力されるデジタル値のオフセット成分を電圧値
へ変換してオフセット補正成分として出力する。
【0019】以上のような処理をおこなってオフセット
補正成分は抵抗R2およびR5を介してそれぞれのアン
プ回路の負の入力端子に接続されるため、加算手段10
7および108の出力信号はオフセット補正成分が加算
されたエンコーダ出力信号となり、基準電圧に基づいて
動作する信号処理手段104へオフセットの補正された
信号が入力されるため、精度の高いモータ回転制御を可
能にする。
補正成分は抵抗R2およびR5を介してそれぞれのアン
プ回路の負の入力端子に接続されるため、加算手段10
7および108の出力信号はオフセット補正成分が加算
されたエンコーダ出力信号となり、基準電圧に基づいて
動作する信号処理手段104へオフセットの補正された
信号が入力されるため、精度の高いモータ回転制御を可
能にする。
【0020】図2、および図3に本実施例のモータの制
御装置の1例としてマイクロコンピュータ(以下マイコ
ン)を用いてオフセット補正処理およびモータの回転制
御処理をおこなった場合について説明したフローチャー
トを示す。マイコンがおこなう処理は、図1において、
最大値選択手段110および116、最小値選択手段1
11および117、中間値算出手段112および11
8、差分検出手段113および119、位置制御手段2
03、速度制御手段204、合成手段205がおこなう
ものである。
御装置の1例としてマイクロコンピュータ(以下マイコ
ン)を用いてオフセット補正処理およびモータの回転制
御処理をおこなった場合について説明したフローチャー
トを示す。マイコンがおこなう処理は、図1において、
最大値選択手段110および116、最小値選択手段1
11および117、中間値算出手段112および11
8、差分検出手段113および119、位置制御手段2
03、速度制御手段204、合成手段205がおこなう
ものである。
【0021】まず、図2においてステップS101にお
いて初期設定をおこなう。マイコンはあらかじめ調整開
始時刻、調整終了時刻、相対目標位置、回転制御に必要
な設定をおこなう。また、差分値出力手段であるD/A
コンバータ120、121には、初期電圧を出力させ
る。次に、ステップS102においてタイマ割り込み処
理をおこなう。タイマ割り込み動作はタイマ割り込み以
下の動作(プログラムの実行)を一定周期で繰り返す動
作である。例えば、1msec周期でプログラムの実行
を繰り返す。
いて初期設定をおこなう。マイコンはあらかじめ調整開
始時刻、調整終了時刻、相対目標位置、回転制御に必要
な設定をおこなう。また、差分値出力手段であるD/A
コンバータ120、121には、初期電圧を出力させ
る。次に、ステップS102においてタイマ割り込み処
理をおこなう。タイマ割り込み動作はタイマ割り込み以
下の動作(プログラムの実行)を一定周期で繰り返す動
作である。例えば、1msec周期でプログラムの実行
を繰り返す。
【0022】ステップS103においては、モータの回
転制御処理をおこなう。モータの回転制御処理は、モー
タのロータ位置(回転位置)を検出し、その回転位置情
報よりモータの回転制御をおこなう。ステップS104
においては、オフセット調整完了フラグがONしている
かの判断をおこなう。オフセット調整完了フラグONし
ていなければオフセット調整完了フラグがONするまで
ステップS103のモータ回転制御と、オフセット調整
動作(ステップS105)を繰り返しおこなう。オフセ
ット調整完了フラグONならばオフセット調整動作はお
こなわず、ステップS103のモータ回転制御処理をお
こなう。
転制御処理をおこなう。モータの回転制御処理は、モー
タのロータ位置(回転位置)を検出し、その回転位置情
報よりモータの回転制御をおこなう。ステップS104
においては、オフセット調整完了フラグがONしている
かの判断をおこなう。オフセット調整完了フラグONし
ていなければオフセット調整完了フラグがONするまで
ステップS103のモータ回転制御と、オフセット調整
動作(ステップS105)を繰り返しおこなう。オフセ
ット調整完了フラグONならばオフセット調整動作はお
こなわず、ステップS103のモータ回転制御処理をお
こなう。
【0023】図3はステップS105のオフセット調整
動作を説明したフローチャートである。図3においてス
テップS201は、例えば、電源投入時からの時間経過
を計測して調整開始時刻かの判断をおこなう。時間経過
は、タイマ割り込み動作を何回おこなったかをカウント
することで計測する。調整開始時刻と判断したなら、ス
テップS202において図1に示す位置検出回路201
より検出したモータの初期位置を位置制御手段203に
保存しておく。なお、この時点でモータは停止してい
る。続いてステップS203において、基準電圧発生回
路122から発生する基準電圧を基準電圧検出手段であ
るA/Dコンバータ114を介してマイコンのメモリに
保存してステップS105を終了し、タイマ割り込み動
作以下の処理へ移行する。ステップ201より調整開始
時刻ではないと判断した場合は、ステップS204より
調整開始時刻を過ぎたかの判断をおこない、調整開始時
間を過ぎていないと判断した場合はステップS105を
終了し、タイマ割り込み動作以下の処理を繰り返すこと
で調整開始時刻まで待つ。ステップ204より調整開始
時刻を過ぎたと判断した場合は、ステップS205で位
置基準の算出をおこなう。位置基準の算出は、ステップ
S202で検出したモータの初期位置とあらかじめ設定
しておいた相対目標位置の差を演算することで現在のロ
ータ位置よりどの程度回転するかを設定する位置基準、
つまり目標位置を算出する。ここで、相対目標位置の設
定は、例えば、所定時間内に、エンコーダ出力信号の1
周期分モータを回転させるように設定しておく。
動作を説明したフローチャートである。図3においてス
テップS201は、例えば、電源投入時からの時間経過
を計測して調整開始時刻かの判断をおこなう。時間経過
は、タイマ割り込み動作を何回おこなったかをカウント
することで計測する。調整開始時刻と判断したなら、ス
テップS202において図1に示す位置検出回路201
より検出したモータの初期位置を位置制御手段203に
保存しておく。なお、この時点でモータは停止してい
る。続いてステップS203において、基準電圧発生回
路122から発生する基準電圧を基準電圧検出手段であ
るA/Dコンバータ114を介してマイコンのメモリに
保存してステップS105を終了し、タイマ割り込み動
作以下の処理へ移行する。ステップ201より調整開始
時刻ではないと判断した場合は、ステップS204より
調整開始時刻を過ぎたかの判断をおこない、調整開始時
間を過ぎていないと判断した場合はステップS105を
終了し、タイマ割り込み動作以下の処理を繰り返すこと
で調整開始時刻まで待つ。ステップ204より調整開始
時刻を過ぎたと判断した場合は、ステップS205で位
置基準の算出をおこなう。位置基準の算出は、ステップ
S202で検出したモータの初期位置とあらかじめ設定
しておいた相対目標位置の差を演算することで現在のロ
ータ位置よりどの程度回転するかを設定する位置基準、
つまり目標位置を算出する。ここで、相対目標位置の設
定は、例えば、所定時間内に、エンコーダ出力信号の1
周期分モータを回転させるように設定しておく。
【0024】ステップS206では、調整終了時刻かの
判断をおこなう。調整終了時刻でなければ、ステップS
207により、エンコーダ出力信号MR1およびMR2
を信号検出手段であるA/Dコンバータ109および1
15より取り込む。ステップS208ではステップS2
07より取り込んだA/Dコンバータ109および11
5の各値を前回のタイマ割込み動作にステップS105
で読み込んだ値と比較して各最大値と各最小値をメモリ
に保存することで最大値および最小値の選択をおこな
う。ステップS209では目標位置に達したかの判断を
おこなう。ステップS209より目標位置に達していな
いと判断した場合は、オフセット調整処理を終了し、タ
イマ割り込み以下の処理を繰り返す。ここで、ステップ
S103のモータ回転制御処理において、ステップS2
05の位置基準算出で算出した目標位置に従ってモータ
の回転制御をおこないモータを回転させる。ステップS
209で目標位置に達したなら、ステップS210にお
いて、回転方向を切り換え、目標位置をステップS20
2で検出した初期位置へ変更し、タイマ割り込み動作以
下の処理を繰り返すことで、ステップS202で検出し
た初期位置までモータのロータ位置を戻し、そこで停止
するような制御をおこなう。
判断をおこなう。調整終了時刻でなければ、ステップS
207により、エンコーダ出力信号MR1およびMR2
を信号検出手段であるA/Dコンバータ109および1
15より取り込む。ステップS208ではステップS2
07より取り込んだA/Dコンバータ109および11
5の各値を前回のタイマ割込み動作にステップS105
で読み込んだ値と比較して各最大値と各最小値をメモリ
に保存することで最大値および最小値の選択をおこな
う。ステップS209では目標位置に達したかの判断を
おこなう。ステップS209より目標位置に達していな
いと判断した場合は、オフセット調整処理を終了し、タ
イマ割り込み以下の処理を繰り返す。ここで、ステップ
S103のモータ回転制御処理において、ステップS2
05の位置基準算出で算出した目標位置に従ってモータ
の回転制御をおこないモータを回転させる。ステップS
209で目標位置に達したなら、ステップS210にお
いて、回転方向を切り換え、目標位置をステップS20
2で検出した初期位置へ変更し、タイマ割り込み動作以
下の処理を繰り返すことで、ステップS202で検出し
た初期位置までモータのロータ位置を戻し、そこで停止
するような制御をおこなう。
【0025】ステップ206において、調整終了時刻で
あると判断した場合は、エンコーダ出力信号1波分回転
して、その後、初期位置まで逆方向に回転しているの
で、エンコーダ出力信号MR1およびMR2の各最大値
と各最小値の検出は終了している。ステップS211は
MRオフセット算出であり、ここで、各最大値および各
最小値より中間値を算出し、ステップS203で検出し
た基準電圧と比較して差分検出をおこなう。ステップS
212では、ステップS211で得たMRオフセットの
各出力値を図1におけるD/Aコンバータ120および
121に出力することで、MRオフセットが補正され
る。最後に、ステップS213において、オフセット調
整完了フラグをたてて、オフセット調整動作が完了す
る。オフセット調整動作が完了すると、モータ制御装置
は外部からの指令待ち状態となり、その後の指令に従っ
てモータの回転制御が行われる。
あると判断した場合は、エンコーダ出力信号1波分回転
して、その後、初期位置まで逆方向に回転しているの
で、エンコーダ出力信号MR1およびMR2の各最大値
と各最小値の検出は終了している。ステップS211は
MRオフセット算出であり、ここで、各最大値および各
最小値より中間値を算出し、ステップS203で検出し
た基準電圧と比較して差分検出をおこなう。ステップS
212では、ステップS211で得たMRオフセットの
各出力値を図1におけるD/Aコンバータ120および
121に出力することで、MRオフセットが補正され
る。最後に、ステップS213において、オフセット調
整完了フラグをたてて、オフセット調整動作が完了す
る。オフセット調整動作が完了すると、モータ制御装置
は外部からの指令待ち状態となり、その後の指令に従っ
てモータの回転制御が行われる。
【0026】以上のように、モータの回転制御によりエ
ンコーダ信号の1周期分の角度だけモータを回転させる
間にエンコーダ出力信号の電圧レベルをサンプリングす
ることで、エンコーダ出力信号MR1およびMR2の各
最大値と各最小値を検出することができ、基準電圧との
差分から、それぞれのオフセットを補正することができ
る。なお、ロータ1回転につき256パルス出力するエ
ンコーダなら、エンコーダ出力信号の1周期はモータの
回転角度に換算すると約1.4degと比較的小さな角
度であり、実用上の問題は少ない。また、ロータの回転
位置を初期位置まで戻すことで、最大値と最小値の再確
認をおこなうこともできる。このように、エンコーダ信
号の1周期分の回転なので、ロータを大きく回転させる
ことなく、オフセット調整動作が短時間で終了できる。
ンコーダ信号の1周期分の角度だけモータを回転させる
間にエンコーダ出力信号の電圧レベルをサンプリングす
ることで、エンコーダ出力信号MR1およびMR2の各
最大値と各最小値を検出することができ、基準電圧との
差分から、それぞれのオフセットを補正することができ
る。なお、ロータ1回転につき256パルス出力するエ
ンコーダなら、エンコーダ出力信号の1周期はモータの
回転角度に換算すると約1.4degと比較的小さな角
度であり、実用上の問題は少ない。また、ロータの回転
位置を初期位置まで戻すことで、最大値と最小値の再確
認をおこなうこともできる。このように、エンコーダ信
号の1周期分の回転なので、ロータを大きく回転させる
ことなく、オフセット調整動作が短時間で終了できる。
【0027】また、1つのマイコンでオフセット調整動
作と回転制御処理の両方をおこなう場合、オフセット調
整動作は電源投入時に1回だけおこなえばよいので、通
常動作時のマイコンにかかる処理の負担を少なくでき
る。
作と回転制御処理の両方をおこなう場合、オフセット調
整動作は電源投入時に1回だけおこなえばよいので、通
常動作時のマイコンにかかる処理の負担を少なくでき
る。
【0028】以上述べたように本発明のモータの制御装
置は、経時変化等で発生するエンコーダ出力信号のオフ
セットを打ち消すためのオフセット補正手段を備えるこ
とで、エンコーダ信号のオフセット補正を自動的におこ
ない、常にオフセットのないエンコーダ信号を信号処理
手段に入力できるため、精度の高いモータの回転制御を
おこなうことができる。
置は、経時変化等で発生するエンコーダ出力信号のオフ
セットを打ち消すためのオフセット補正手段を備えるこ
とで、エンコーダ信号のオフセット補正を自動的におこ
ない、常にオフセットのないエンコーダ信号を信号処理
手段に入力できるため、精度の高いモータの回転制御を
おこなうことができる。
【0029】なお、上記の説明では、エンコーダ信号M
R1およびMR2を信号検出手段であるA/Dコンバー
タ109および115へ直接入力する構成となっている
が、図5に本発明の第2の実施例を示す。加算手段10
7および108を通したエンコーダ信号を信号検出手段
であるA/Dコンバータ109および115へ入力する
構成にしても同様な効果を得ることができる。
R1およびMR2を信号検出手段であるA/Dコンバー
タ109および115へ直接入力する構成となっている
が、図5に本発明の第2の実施例を示す。加算手段10
7および108を通したエンコーダ信号を信号検出手段
であるA/Dコンバータ109および115へ入力する
構成にしても同様な効果を得ることができる。
【0030】
【発明の効果】上記実施例の記載から明らかなように、
請求項1記載のモータの制御装置によれば、経時変化な
どで発生するエンコーダ信号のオフセットを自動的に補
正することが可能となり、精度の高いモータの回転制御
をおこなうことができるという効果が得られる。また、
請求項2記載のモータの制御装置によれば、請求項1の
効果の他に、ロータを大きく回転させることなく、短時
間にオフセット補正処理動作を完了することができると
いう効果が得られる。
請求項1記載のモータの制御装置によれば、経時変化な
どで発生するエンコーダ信号のオフセットを自動的に補
正することが可能となり、精度の高いモータの回転制御
をおこなうことができるという効果が得られる。また、
請求項2記載のモータの制御装置によれば、請求項1の
効果の他に、ロータを大きく回転させることなく、短時
間にオフセット補正処理動作を完了することができると
いう効果が得られる。
【0031】従って、本発明の制御装置を用いたモータ
は、常に、オフセットの補正されたエンコーダ信号によ
って制御されるため、モータの回転精度は高くなるとい
う効果が得られる。
は、常に、オフセットの補正されたエンコーダ信号によ
って制御されるため、モータの回転精度は高くなるとい
う効果が得られる。
【図1】本発明の第1の実施例を示す図
【図2】モータ回転制御とオフセット補正の処理を示す
フローチャート
フローチャート
【図3】図2に示したステップS105の処理を示すフ
ローチャート
ローチャート
【図4】エンコーダ信号MR1とオフセットについて示
した図
した図
【図5】本発明の第2の実施例を示す図
【図6】従来のモータ制御装置の構成を示す図
101、301 モータ 102、302 エンコーダ 103 オフセット補正手段 104 信号処理手段 105 回転制御手段 106、311 駆動回路 107、108 加算手段 109、115 信号検出手段であるA/Dコンバータ 114 基準電圧検出手段であるA/Dコンバータ 110、116 最大値検出手段 111、117 最小値検出手段 112、118 中間値算出手段 113、119 差分検出手段 120、121 差分値出力手段であるD/Aコンバー
タ 122 基準電圧発生回路 201、305 位置検出回路 202、307 FG信号発生回路 203 位置制御手段 204 速度制御手段 205 合成手段 206、310 D/Aコンバータ 303、304 増幅器 306 位置制御回路 308 速度制御回路 309 加算回路 312 ボリュームVR1 313 ボリュームVR2
タ 122 基準電圧発生回路 201、305 位置検出回路 202、307 FG信号発生回路 203 位置制御手段 204 速度制御手段 205 合成手段 206、310 D/Aコンバータ 303、304 増幅器 306 位置制御回路 308 速度制御回路 309 加算回路 312 ボリュームVR1 313 ボリュームVR2
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F077 AA16 NN24 PP14 QQ03 TT31 TT35 TT58 UU13 5H550 BB08 BB10 DD01 FF10 GG01 HA01 JJ03 JJ06 JJ16 JJ17 JJ18 KK06 LL09 LL23 LL35
Claims (2)
- 【請求項1】 モータの回転に同期して互いに位相の異
なる複数相の信号を出力するエンコーダと、前記エンコ
ーダの出力信号を所定の基準電圧に基づいて処理するこ
とにより前記モータの位置あるいは速度の情報を出力す
る信号処理手段と、前記信号処理手段の出力する位置あ
るいは速度の情報に基づいて前記モータの回転制御をお
こなう回転制御手段と、前記回転制御手段の出力信号に
従ってモータの駆動をおこなうモータ駆動回路と、前記
エンコーダの出力信号のオフセットを補正するオフセッ
ト補正手段を備えたモータの制御装置において、オフセ
ット補正手段は、エンコーダの出力信号のレベルを検出
する信号検出手段と、信号検出手段より検出したエンコ
ーダの出力信号のレベルの最大値を選択する最大値選択
手段と、前記信号検出手段より検出したエンコーダの出
力信号のレベルの最小値を選択する最小値選択手段と、
前記最大値選択手段および最小値選択手段の最大値と最
小値の中間値を算出する中間値算出手段と前記所定の基
準電圧を検出する基準電圧検出手段と、前記中間値算出
手段の出力と前記基準電圧検出手段の出力との差分を算
出する差分値算出手段と、前記差分値算出手段の出力を
電圧値に変換する差分値出力手段と、前記差分値出力手
段より出力する信号と前記エンコーダ出力信号を加算し
て出力する加算手段とを備えたモータの制御装置。 - 【請求項2】 信号処理手段は、エンコーダの各出力信
号の1周期より細かい回転位置を検出する内挿処理回路
を含む位置検出回路を有し、回転制御手段は、前記位置
検出回路の出力信号をもとにしてオフセット補正手段が
オフセット補正をおこなう時にモータを所定角度回転さ
せる位置制御手段を有する請求項1記載のモータの制御
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10210617A JP2000050664A (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10210617A JP2000050664A (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | モータの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000050664A true JP2000050664A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=16592301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10210617A Withdrawn JP2000050664A (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | モータの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000050664A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002315374A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ制御装置 |
JP2002323389A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Koyo Seiko Co Ltd | 最大値・最小値検出方法、最大値・最小値検出装置、その最大値・最小値検出装置を備えたトルク検出装置及び舵取装置 |
JP2002372437A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Yaskawa Electric Corp | エンコーダのオフセット補正回路 |
JP2013511757A (ja) * | 2009-11-23 | 2013-04-04 | ピルツ ゲーエムベーハー アンド コー.カーゲー | 運動変数のフェールセーフモニタリングのための安全回路およびモニタリング方法 |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP10210617A patent/JP2000050664A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002315374A (ja) * | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ制御装置 |
JP4729804B2 (ja) * | 2001-04-13 | 2011-07-20 | パナソニック株式会社 | モータ制御装置 |
JP2002323389A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Koyo Seiko Co Ltd | 最大値・最小値検出方法、最大値・最小値検出装置、その最大値・最小値検出装置を備えたトルク検出装置及び舵取装置 |
JP2002372437A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Yaskawa Electric Corp | エンコーダのオフセット補正回路 |
JP2013511757A (ja) * | 2009-11-23 | 2013-04-04 | ピルツ ゲーエムベーハー アンド コー.カーゲー | 運動変数のフェールセーフモニタリングのための安全回路およびモニタリング方法 |
US9343896B2 (en) | 2009-11-23 | 2016-05-17 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Safety circuit arrangement and method for the fail-safe monitoring of a movement variable |
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Legal Events
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