JP6987527B2 - 制御装置、光学機器、制御方法、および、プログラム - Google Patents
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Description
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態におけるモータ制御システムの構成を説明する。図1は、本実施形態におけるモータ制御システム10のブロック図である。モータ制御システム10は、ステッピングモータユニット120と、ステッピングモータユニット120を制御する制御装置100とを備えて構成される。
本実施形態において、電圧制御手段108eは、メモリ121に記憶された情報(進角と回転速度との関係を示す情報)とロータの回転速度および目標回転速度とに基づいて、駆動電圧を制御する。好ましくは、進角と回転速度との関係を示す情報は、駆動電圧ごとに(駆動電圧をパラメータとして)進角と回転速度との関係を示す複数の軌跡である。より好ましくは、進角制御手段108dは、第1の制御状態(状態0または状態2)において、複数の軌跡のうちの一つの軌跡に沿って進角を制御することにより目標回転速度を設定する。また電圧制御手段108dは、第2の制御状態(状態1)において、進角を固定した状態で駆動電圧を制御して目標回転速度を設定する。より好ましくは、第1の制御状態は、軌跡の傾き(進角の変化に対する回転速度の変化:変化率α)の絶対値が第1の所定値よりも大きい場合の制御状態であり、第2の制御状態は、軌跡の傾きの絶対値が第1の所定値よりも小さい場合の制御状態である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では進角−速度データをテーブル化してメモリ(記憶手段)121に記憶するが、このような構成ではデータ量が多くなってしまう場合がある。そこで本実施形態の制御装置100では、限られた速度範囲内における進角−速度データを予めメモリ121に記憶させておき、CPU108はメモリ121に記憶されている進角−速度データを用いて目標進角を算出する。このような構成により、目標進角の算出に用いるデータ量を削減することができる。なお本実施形態において、第1の実施形態と共通の構成や動作についての説明は省略する。
具体的には、制御可能な駆動速度の範囲内で、進角−速度特性曲線における平均変化率が高く、比較的リニアリティが高い領域の進角−速度データを直線近似して算出して電圧ごとに記憶する。そしてCPU108(進角算出手段)は、メモリ121に予め記憶された、ステッピングモータ101の回転速度の所定の範囲における進角と回転速度との対応情報に基づいて、速度Sに応じた制御波形の進角値を目標進角として算出する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお本実施形態において、第1の実施形態と共通の説明については省略する。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
106 コンパレータ(生成手段)
108a 回転速度検出手段
108b 進角検出手段
108c 目標進角算出手段
108d 進角制御手段
108e 電圧制御手段
121 メモリ(記憶手段)
Claims (13)
- ステッピングモータの回転部の回転位置の検知信号を生成する生成手段と、
前記回転部の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記検知信号と前記ステッピングモータを制御するための制御波形とに基づいて進角を検出する進角検出手段と、
駆動電圧ごとに前記進角と前記回転速度との関係を示す情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記回転部の目標回転速度に応じた目標進角を算出する目標進角算出手段と、
前記進角が前記目標進角となるように制御する進角制御手段と、
前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記回転部の前記目標回転速度と検出された回転速度との偏差が所定の閾値の範囲内になるように前記ステッピングモータの前記駆動電圧を制御する電圧制御手段と、を有し、
前記電圧制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記情報と前記回転部の前記回転速度および前記目標回転速度とに基づいて、前記駆動電圧を制御し、
前記進角と前記回転速度との関係を示す前記情報は、前記駆動電圧ごとに該進角と該回転速度との関係を示す複数の軌跡であり、
前記目標回転速度に基づいて、前記複数の軌跡のうちの一つの軌跡に沿って前記目標進角を制御する第1の制御と、前記進角を固定した状態で前記駆動電圧を制御する第2の制御とが切り替わることを特徴とする制御装置。 - 前記目標回転速度が第1の回転速度よりも低い場合、前記第1の制御により、第1の駆動電圧に対応する前記軌跡に従って前記目標進角が制御され、 前記目標回転速度が第2の回転速度よりも高い場合、前記第1の制御により、第2の駆動電圧に対応する前記軌跡に従って前記目標進角が制御され、
前記目標回転速度が前記第1の回転速度と前記第2の回転速度の間の場合、前記第2の制御により、前記進角を固定した状態で前記駆動電圧が制御されることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記第1の制御は、前記軌跡の傾きの絶対値が第1の所定値よりも大きい場合の制御であり、
前記第2の制御は、前記軌跡の傾きの絶対値が前記第1の所定値よりも小さい場合の制御であり、
前記軌跡の傾きは、前記目標進角に対する前記目標速度の変化率に相当することを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。 - 前記第1の制御は、前記軌跡のリニアリティが第2の所定値よりも小さい場合の制御であり、
前記第2の制御は、前記軌跡のリニアリティが前記第2の所定値よりも大きい場合の制御であり、
前記軌跡のリニアリティは、前記目標進角に対する前記目標速度の変化率のリニアリティに相当することを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。 - 前記記憶手段は、前記複数の軌跡のそれぞれを、前記進角と前記回転速度との関係を示す近似式として記憶していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記記憶手段は、前記複数の軌跡のそれぞれを前記進角と前記回転速度との関係を直線近似式として記憶していることを特徴とする請求項5に記載の制御装置。
- 前記回転速度検出手段は、前記生成手段が前記検知信号を生成する周期で前記回転部の前記回転速度を検出することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記進角制御手段は、前記目標進角と前記進角検出手段により検出された前記進角とに基づいて、前記目標進角に至るまでの途中の進角の変化に合わせて徐々に前記回転部の前記目標回転速度を変更することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記進角制御手段は、
前記目標進角と前記進角検出手段により検出された前記進角との差が第三の所定値よりも大きい場合、前記進角検出手段により検出された前記進角に対応する回転速度を前記目標回転速度として設定し、
前記差が前記第三の所定値よりも小さい場合、前記目標進角に対応する回転速度を前記目標回転速度として設定することを特徴とする請求項8に記載の制御装置。 - 前記電圧制御手段は、前記目標進角と前記進角検出手段により検出された前記進角との差が前記第三の所定値よりも大きい場合、フィードバックゲインを弱めることを特徴とする請求項9に記載の制御装置。
- ステッピングモータと、
前記ステッピングモータにより駆動される被駆動部材と、
前記ステッピングモータを制御する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする光学機器。 - ステッピングモータの回転部の回転位置の検知信号を生成するステップと、
前記回転部の回転速度を検出するステップと、
前記検知信号と前記ステッピングモータを制御するための制御波形とに基づいて進角を検出するステップと、
記憶手段に記憶された、駆動電圧ごとに前記進角と前記回転速度との関係を示す情報に基づいて、前記回転部の目標回転速度に応じた目標進角を算出するステップと、
前記進角が前記目標進角となるように制御するステップと、
前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記回転部の前記目標回転速度と検出された回転速度との偏差が所定の閾値の範囲内になるように前記ステッピングモータの前記駆動電圧を制御するステップと、を有し、
前記駆動電圧を制御するステップは、前記記憶手段に記憶された前記情報と前記回転部の前記回転速度および前記目標回転速度とに基づいて、前記駆動電圧を制御するステップを含み、
前記進角と前記回転速度との関係を示す前記情報は、前記駆動電圧ごとに該進角と該回転速度との関係を示す複数の軌跡であり、
前記目標回転速度に基づいて、前記複数の軌跡のうちの一つの軌跡に沿って前記目標進角を制御する第1の制御と、前記進角を固定した状態で前記駆動電圧を制御する第2の制御とが切り替わることを特徴とする制御方法。 - ステッピングモータの回転部の回転位置の検知信号を生成するステップと、
前記回転部の回転速度を検出するステップと、
前記検知信号と前記ステッピングモータを制御するための制御波形とに基づいて進角を検出するステップと、
記憶手段に記憶された、駆動電圧ごとに前記進角と前記回転速度との関係を示す情報に基づいて、前記回転部の目標回転速度に応じた目標進角を算出するステップと、
前記進角が前記目標進角となるように制御するステップと、
前記記憶手段に記憶された前記情報に基づいて、前記回転部の前記目標回転速度と検出された回転速度との偏差が所定の閾値の範囲内になるように前記ステッピングモータの前記駆動電圧を制御するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記駆動電圧を制御するステップは、前記記憶手段に記憶された前記情報と前記回転部の前記回転速度および前記目標回転速度とに基づいて、前記駆動電圧を制御するステップを含み、
前記進角と前記回転速度との関係を示す前記情報は、前記駆動電圧ごとに該進角と該回転速度との関係を示す複数の軌跡であり、
前記目標回転速度に基づいて、前記複数の軌跡のうちの一つの軌跡に沿って前記目標進角を制御する第1の制御と、前記進角を固定した状態で前記駆動電圧を制御する第2の制御とが切り替わることを特徴とするプログラム。
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