Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6512915B2 - Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6512915B2 - Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method - Google Patents

Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method Download PDF

Info

Publication number
JP6512915B2
JP6512915B2 JP2015085072A JP2015085072A JP6512915B2 JP 6512915 B2 JP6512915 B2 JP 6512915B2 JP 2015085072 A JP2015085072 A JP 2015085072A JP 2015085072 A JP2015085072 A JP 2015085072A JP 6512915 B2 JP6512915 B2 JP 6512915B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
value
pwm signal
target
rotational speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015085072A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016208599A (en
Inventor
樹曉 雨村
樹曉 雨村
眞一 山▲崎▼
眞一 山▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2015085072A priority Critical patent/JP6512915B2/en
Publication of JP2016208599A publication Critical patent/JP2016208599A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6512915B2 publication Critical patent/JP6512915B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

本発明は、フィードバック方式を採用したPWM制御によりモータ等の制御対象装置を減速制御するときに、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生を抑制することができ、速度追従性能が高い、PWMを用いた制御装置、それを備えた画像形成装置、及び制御方法に関する。   The present invention is capable of suppressing the occurrence of overshoot and undershoot when performing deceleration control of a control target device such as a motor by PWM control adopting a feedback method, and using PWM that has high speed tracking performance. The present invention relates to an apparatus, an image forming apparatus including the same, and a control method.

ステッピングモータ等のモータの回転をPWM制御する場合に、モータの回転を検出するエンコーダの出力パルスをフィードバックして、モータの回転速度及び駆動量を、要望する設定量に応じて制御するモータ制御方法が知られている。フィードバック制御として、例えばPID制御(Proportional−Integral−Derivative Controller)が使用される。   When PWM control is performed on the rotation of a motor such as a stepping motor, an output pulse of an encoder that detects the rotation of the motor is fed back to control the rotational speed and the drive amount of the motor according to a desired set amount It has been known. For example, a proportional-integral-derivative controller (PID) is used as feedback control.

下記特許文献1には、PWM制御によるスピンドル・モータ等の回転制御回路が開示されている。この回転制御回路は、モータの回転速度の減速時におけるモータの追随性を改善するために、減速時には、PWM周期Tにおいて、回転駆動期間及び回転減速期間を交互に設け、それぞれの期間のデューティ比を制御する。減速は、コイルの両端を短絡して、電磁誘導により回生電流を発生させることにより成される。   Patent Document 1 below discloses a rotation control circuit such as a spindle motor by PWM control. The rotation control circuit alternately provides a rotation drive period and a rotation deceleration period in the PWM cycle T at the time of deceleration in order to improve the followability of the motor at the time of deceleration of the rotation speed of the motor. Control. The deceleration is achieved by shorting both ends of the coil and generating a regenerative current by electromagnetic induction.

下記特許文献2には、減速時における速度変動を簡略な制御方式によって制御(抑制)できるシート搬送装置及び画像形成装置が開示されている。この装置は、DCブラシレスモータを採用し、減速時にPWMの1周期毎に力行制御及びブレーキ制御を行ない、デューティのフィードバックにはPID制御を用いる。ブレーキ制御は、コイルを短絡して閉ループ回路を形成することにより行なう。   Patent Document 2 below discloses a sheet conveying apparatus and an image forming apparatus capable of controlling (suppressing) speed fluctuation during deceleration by a simple control method. This device employs a DC brushless motor, performs powering control and braking control for each PWM cycle at the time of deceleration, and uses PID control for duty feedback. Brake control is performed by shorting the coils to form a closed loop circuit.

特開2000−32792号公報JP 2000-32792 A 特開2012−12186号公報JP 2012-12186 A

一般的に、ブラシレスモータの制御には、エンコーダ等により回転速度を検出し、検出値を帰還させてモータの制御値を算出するフィードバック制御(例えば、PID制御)が利用される。PID制御は、制御工学におけるフィードバック制御の一種である。PID制御では、モータ等の制御対象への入力値(制御値)を、制御対象の状態(例えば回転数)を表す出力値と目標値との偏差、偏差の積分、及び偏差の微分の3つの要素によって、決定する。   Generally, for control of a brushless motor, feedback control (for example, PID control) in which a rotational speed is detected by an encoder or the like and a detected value is fed back to calculate a control value of the motor is used. PID control is a type of feedback control in control engineering. In PID control, an input value (control value) to a control target such as a motor is divided into three values: deviation between an output value representing the state of the control target (for example, rotational speed) and a target value, integration of deviation, and differentiation of deviation. Determined by factor.

PIDを用いてモータをPWM制御する場合、制御パルス(PWM信号)のデューティ(Duty)を、加速時には増大させ、減速時には減少させることにより、モータを目標速度に追従させる。   When the PWM control of the motor is performed using the PID, the duty (Duty) of the control pulse (PWM signal) is increased at the time of acceleration and decreased at the time of deceleration to make the motor follow the target speed.

減速時には、特許文献1及び2に開示されているように、ブレーキを使用して減速させる。しかし、ブレーキを使用してモータを急減速させると、図1に示すように、アンダーシュート、及びその後のオーバーシュートが非常に大きく、速度追従性能が低い問題がある。   At the time of deceleration, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, the brake is used to decelerate. However, when the motor is rapidly decelerated using a brake, as shown in FIG. 1, there is a problem that the undershoot and the subsequent overshoot are very large and the speed tracking performance is low.

図1は、通常のPID制御における、ブレーキによるモータの急減速時(減速の程度が比較的大きい場合)の状態を示すグラフである。上段のグラフは、モータの回転速度(rpm)の時間変化を表し、下段のグラフは、モータを制御するPWM信号のデューティ(%)を表す。上下のグラフに関して、時間軸は同じである。   FIG. 1 is a graph showing a state at the time of rapid deceleration of the motor by the brake (when the degree of deceleration is relatively large) in normal PID control. The upper graph shows the time change of the rotational speed (rpm) of the motor, and the lower graph shows the duty (%) of the PWM signal that controls the motor. The time axis is the same for the upper and lower graphs.

モータを、一定速度X0で回転している状態から目標速度X1まで減速させる場合、時刻t1においてブレーキを作動させ(以下、ブレーキのオン(ON)ともいう)、同時にPWM信号のデューティを0%にする。これによって、モータの速度は急激に減少する。時刻t2において、目標速度X1に達したことにより、ブレーキを作動させない(以下、ブレーキのオフ(OFF)ともいう)ようにする。   When the motor is decelerated to a target speed X1 from a state rotating at a constant speed X0, the brake is operated at time t1 (hereinafter also referred to as ON of the brake), and the duty of the PWM signal is simultaneously made 0%. Do. This causes the motor speed to decrease rapidly. At time t2, as the target speed X1 is reached, the brake is not operated (hereinafter, also referred to as the brake OFF).

ブレーキを使用した場合における減速時のPID演算結果により、出力(PWM信号)のデューティは基本的に0%となる。PID演算は、目標値と現在値の差分に一定のゲインをかけたものであるため、差分が大きい場合には演算結果が負となり、出力のデューティが0%に固定されるからである。PID演算で使用するゲインに依存するが、わずかな減速の場合には当然デューティ0%までは下がらない。   The duty of the output (PWM signal) is basically 0% according to the PID calculation result at the time of deceleration when the brake is used. Since the PID calculation is the difference between the target value and the current value multiplied by a fixed gain, the calculation result is negative when the difference is large, and the duty of the output is fixed at 0%. Although depending on the gain used in the PID operation, in the case of slight deceleration, the duty does not naturally fall to 0%.

したがって、ブレーキをオフした直後は、デューティが0%であるためモータを正常に駆動できず、図1に示すように大きなアンダーシュートが発生する。その後、一旦大きく減速した状態から、加速させることにより、オーバーシュートが発生する。   Therefore, immediately after the brake is turned off, the motor can not be driven normally because the duty is 0%, and a large undershoot occurs as shown in FIG. After that, overshooting occurs when acceleration is performed from a state where the vehicle has been greatly decelerated.

また、PIDは累積演算を行うため、負のリミットを設けていなければ、ブレーキをオフにしても演算結果が正になるまでに時間がかかり、応答性がさらに低下する。   In addition, since the PID performs an accumulation operation, it takes time for the operation result to become positive even if the brake is turned off unless the negative limit is provided, and the responsiveness further decreases.

これらの問題は、特許文献1及び2の何れによっても解決することはできない。   These problems can not be solved by any of Patent Documents 1 and 2.

したがって、本発明は、フィードバック方式を採用したPWM制御によりモータ等の制御対象装置を減速制御するときに、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生を抑制することができ、速度追従性能が高い、PWMを用いた制御装置、それを備えた画像形成装置、及び制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can suppress occurrence of overshoot and undershoot when decelerating controlling a control target device such as a motor by PWM control adopting a feedback method, and use PWM having high speed tracking performance. It is an object of the present invention to provide a control device, an image forming apparatus including the same, and a control method.

本発明の第1の局面に係る制御装置は、PWM制御により制御対象の回転速度を制御する制御装置である。この制御装置は、制御対象の現在の回転速度を検出して出力する検出部と、目標回転速度に対応する目標値から、検出部の出力値を減算して得られた値を偏差値として出力するフィードバック部と、入力値に応じたPWM信号を生成し、当該PWM信号を制御対象に入力するPWM信号生成部と、制御対象の回転を減速させる減速部と、フィードバック部、PWM信号生成部、及び減速部を制御する制御部とを含む。制御部は、PWM信号生成部が、偏差値によりデューティを変化させてPWM信号を生成している期間に、所定の指示が入力されたことを受けて、減速部に、制御対象の回転の減速を開始させ、フィードバック部に、偏差値を0にして出力させ、PWM信号生成部に、目標値に応じたデューティのPWM信号を生成させる。制御部は、減速部に制御対象の回転の減速を開始させた後、検出部の出力値が目標値に対応する所定の値になったことを受けて、減速部に、制御対象の回転の減速を停止させ、フィードバック部に、目標値から検出部の出力値を減算して得られた値を偏差値として出力させ、PWM信号生成部に、偏差値によりデューティを変化させてPWM信号を生成させる。所定の指示は、目標回転速度を、制御対象の現在の回転速度よりも小さくする指示である。   The control device according to the first aspect of the present invention is a control device that controls the rotational speed of a control target by PWM control. The control device outputs, as a deviation value, a value obtained by subtracting an output value of the detection unit from a detection unit that detects and outputs the current rotation speed of the control target and a target value corresponding to the target rotation speed. Feedback unit, a PWM signal generation unit that generates a PWM signal according to an input value, and inputs the PWM signal as a control target, a reduction unit that decelerates the rotation of the control target, a feedback unit, a PWM signal generation unit, And a control unit that controls the speed reduction unit. In response to the predetermined instruction being input during a period in which the PWM signal generation unit changes the duty according to the deviation value to generate the PWM signal, the control unit causes the reduction unit to decelerate the rotation of the control target. And causes the feedback unit to output a deviation value of 0, and causes the PWM signal generation unit to generate a PWM signal of a duty according to the target value. After the control unit causes the decelerating unit to start decelerating the rotation of the controlled object, the decelerating unit receives the output value of the detecting unit becoming a predetermined value corresponding to the target value. The deceleration is stopped, and the feedback unit outputs a value obtained by subtracting the output value of the detection unit from the target value as a deviation value, and the PWM signal generation unit changes the duty according to the deviation value to generate a PWM signal Let The predetermined instruction is an instruction to make the target rotational speed smaller than the current rotational speed of the control target.

これにより、制御対象の回転を減速させる場合に、回転速度がアンダーシュートし、その後にオーバーシュートすることを抑制でき、良好な回転速度の追従性能を実現できる。   As a result, when the rotation of the control target is decelerated, it is possible to suppress the rotational speed from undershooting and then overshooting, and it is possible to realize excellent rotational speed tracking performance.

好ましくは、制御装置は、入力値に対してPID演算を行なって得られた結果値を出力するPID演算部をさらに含む。偏差値は、PWM信号生成部に入力される代わりに、PID演算部に入力され、PID演算部から出力される結果値は、PWM信号生成部に入力され、PWM信号生成部は、結果値によりデューティを変化させてPWM信号を生成する。   Preferably, the control device further includes a PID operation unit that outputs a result value obtained by performing a PID operation on the input value. The deviation value is input to the PID calculation unit instead of being input to the PWM signal generation unit, and the result value output from the PID calculation unit is input to the PWM signal generation unit, and the PWM signal generation unit The duty is changed to generate a PWM signal.

これにより、制御対象の回転速度を、速やかに所望の回転速度に追従させることができる。   Thus, the rotational speed of the control target can be made to quickly follow the desired rotational speed.

より好ましくは、所定の指示は、目標回転速度を、制御対象の現在の回転速度から所定値以上小さい値にする指示、又は、制御対象の現在の回転速度に対して所定比率以下の値にする指示である。   More preferably, the predetermined instruction instructs the target rotational speed to be a value smaller than the current rotational speed of the control target by a predetermined value or more, or a value smaller than a predetermined ratio with respect to the current rotational speed of the control target It is an instruction.

これにより、制御対象の回転を急減速させる場合に、回転速度がアンダーシュートし、その後にオーバーシュートすることを抑制でき、良好な回転速度の追従性能を実現できる。   As a result, when the rotation of the control target is rapidly decelerated, it is possible to suppress the rotational speed from undershooting and thereafter overshooting, and it is possible to realize a good rotational speed tracking performance.

本発明の第2の局面に係る画像形成装置は、上記の制御装置と、記録紙に画像を形成するための画像形成部とを含む。制御対象は、記録紙の搬送に使用されるモータである。   An image forming apparatus according to a second aspect of the present invention includes the control device described above and an image forming unit for forming an image on a recording sheet. The control target is a motor used to transport the recording paper.

これにより、画像形成装置において、追従性能が高く、良好な記録紙の搬送制御を実現することができる。   As a result, in the image forming apparatus, it is possible to realize excellent recording paper conveyance control with high tracking performance.

本発明の第3の局面に係る制御方法は、PWM制御により制御対象の回転速度を制御する制御方法である。この制御方法は、制御対象の現在の回転速度を検出して出力する検出ステップと、目標回転速度に対応する目標値から、検出ステップによる出力値を減算して得られた値を偏差値として出力するフィードバックステップと、偏差値によりデューティを変化させてPWM信号を生成し、当該PWM信号を制御対象に入力するPWM信号生成ステップと、PWM信号生成ステップによりPWM信号が生成されている期間に、所定の指示が成されたことを受けて、制御対象の回転の減速を開始し、偏差値を0にして出力し、且つ、目標値に応じたデューティのPWM信号を生成し、当該PWM信号を、PWM信号生成ステップにより生成されたPWM信号に代えて、制御対象に入力するステップと、制御対象の回転の減速を開始した後、検出ステップによる出力値が目標値に対応する所定の値になったことを受けて、制御対象の回転の減速を停止し、且つ、フィードバックステップ及びPWM信号生成ステップを実行するステップとを含む。所定の指示は、目標回転速度を、制御対象の現在の回転速度よりも小さくする指示である。   A control method according to a third aspect of the present invention is a control method for controlling the rotational speed of a controlled object by PWM control. This control method detects the current rotational speed of the control target and outputs it, and outputs the value obtained by subtracting the output value of the detection step from the target value corresponding to the target rotational speed as the deviation value. And a PWM signal generation step of generating a PWM signal by changing the duty according to the deviation value, and inputting the PWM signal as a control target, and a predetermined period during the generation of the PWM signal by the PWM signal generation step. In response to the instruction, the controller decelerates the rotation of the controlled object, outputs a deviation value of 0, and generates a PWM signal of a duty according to the target value. Instead of the PWM signal generated in the PWM signal generation step, the step of inputting to the control target, and after the start of deceleration of the rotation of the control target, the detection step In response to the output value becomes a predetermined value corresponding to the target value by stops deceleration of rotation of the control object, and, and performing a feedback step and a PWM signal generating step. The predetermined instruction is an instruction to make the target rotational speed smaller than the current rotational speed of the control target.

これにより、制御対象の回転を減速させる場合に、回転速度がアンダーシュートし、その後にオーバーシュートすることを抑制でき、良好な回転速度の追従性能を実現できる。   As a result, when the rotation of the control target is decelerated, it is possible to suppress the rotational speed from undershooting and then overshooting, and it is possible to realize excellent rotational speed tracking performance.

本発明によれば、モータ等の制御対象の回転を減速させる場合、特に急減速させる場合において、回転速度がアンダーシュートし、その後にオーバーシュートすることを抑制でき、良好な回転速度の追従性能を実現できる。   According to the present invention, when the rotation of a control object such as a motor is decelerated, particularly when the motor is rapidly decelerated, the rotational speed undershoots and overshooting thereafter can be suppressed, and the following performance of a favorable rotational speed can be reduced. realizable.

従来のフィードバック方式(PID制御)のPWM制御における急減速時の状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state at the time of sudden deceleration in PWM control of the conventional feedback method (PID control). 本発明の第1の実施の形態に係る制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram showing a control device concerning a 1st embodiment of the present invention. 第1の実施の形態に係る制御装置の状態制御部により実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed by the state control part of the control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る制御装置による急減速時の状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state at the time of sudden deceleration by the control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2の実施の形態に係る制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram showing a control device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 第2の実施の形態に係る制御装置の状態制御部により実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed by the state control part of the control apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下の実施の形態では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   In the following embodiments, the same parts are given the same reference numerals. Their names and functions are also identical. Therefore, detailed description about them will not be repeated.

(第1の実施の形態)
図2を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る制御装置100は、IF部102、速度検出部104、状態制御部106、差分生成部108、PID演算部110、PWM生成部112及びブレーキ制御部114を含む。制御装置100は、制御装置100が装備される本体装置(図示せず)のCPU130による制御を受けて、制御対象であるモータ140を制御する。ここでは、モータ140は、公知の3相のブラシレスモータである。
First Embodiment
Referring to FIG. 2, control device 100 according to the first embodiment of the present invention includes IF unit 102, speed detection unit 104, state control unit 106, difference generation unit 108, PID calculation unit 110, PWM generation unit And 112 and a brake control unit 114. The control device 100 controls the motor 140 to be controlled under the control of the CPU 130 of the main device (not shown) on which the control device 100 is equipped. Here, the motor 140 is a known three-phase brushless motor.

制御装置100において実行されるPID制御は、連続時間制御(アナログ制御)ではなく、所定のクロックで動作する離散時間制御(デジタル制御)である。各部は、入力される共通のクロックに同期して、処理を実行する。   The PID control performed in the control device 100 is not continuous time control (analog control) but discrete time control (digital control) operating with a predetermined clock. Each unit executes processing in synchronization with the input common clock.

IF部102は、CPU130から目標速度を表すデータ(以下、目標値ともいう)Vtgt及び動作モードを表すデータ(以下、単に動作モードともいう)SD_Jが入力され、目標値Vtgtを状態制御部106、差分生成部108及びPWM生成部112に出力し、動作モードSD_Jを状態制御部106に出力する。   The IF unit 102 receives data (hereinafter, also referred to as a target value) Vtgt representing a target speed and data (hereinafter, also simply referred to as an operation mode) SD_J representing an operation mode from the CPU 130. It outputs the difference generation unit 108 and the PWM generation unit 112, and outputs the operation mode SD_J to the state control unit 106.

モータ140の目標速度として、現在の速度よりも小さい値が設定された場合を、減速モードといい、それ以外の場合を、通常モードという。動作モードSD_Jは、減速モードでは“1”に設定され、通常モードでは“0”に設定されるとする。   The case where a value smaller than the current speed is set as the target speed of the motor 140 is referred to as a deceleration mode, and the other cases are referred to as a normal mode. The operation mode SD_J is set to “1” in the deceleration mode and to “0” in the normal mode.

目標値Vtgtには、PWM生成部112で採用されているPWM信号の生成方法に応じた値が設定される。例えば、三角波(のこぎり波を含む)を使用してPWM信号を生成する場合、目標値Vtgtには、目標速度に対応するデューティのPWM信号を生成するための電圧が設定される。   As the target value Vtgt, a value corresponding to the method of generating the PWM signal adopted by the PWM generation unit 112 is set. For example, when a PWM signal is generated using a triangular wave (including a sawtooth wave), a voltage for generating a PWM signal of a duty corresponding to the target speed is set to the target value Vtgt.

速度検出部104は、制御対象であるモータ140のエンコーダ148から入力される、モータ140の現在の回転状態を表すデータENCODEに応じたデータVactを生成して、状態制御部106及び差分生成部108に出力する。エンコーダ148は、モータ140の回転子146の回転を検出し、回転状態に応じたパルスを出力する。エンコーダ148は、公知のエンコーダ(例えば、光学式エンコーダ、又は、ホール素子を用いた磁気式エンコーダ等)である。速度検出部104は、例えば、公知のFV変換器(FV変換IC)を備え、入力されるパルス(周波数)に応じた電圧を生成し、それに対応するデジタルデータVactを出力する。   The speed detection unit 104 generates data Vact corresponding to data ENCODE representing the current rotation state of the motor 140, which is input from the encoder 148 of the motor 140 to be controlled, and the state control unit 106 and the difference generation unit 108. Output to The encoder 148 detects the rotation of the rotor 146 of the motor 140, and outputs a pulse according to the rotation state. The encoder 148 is a known encoder (for example, an optical encoder or a magnetic encoder using a Hall element). The speed detection unit 104 includes, for example, a known FV converter (FV conversion IC), generates a voltage corresponding to an input pulse (frequency), and outputs digital data Vact corresponding thereto.

状態制御部106は、入力される動作モードSD_J及びデータVactに応じて、制御データMODEを生成して、差分生成部108、PWM生成部112及びブレーキ制御部114に出力する。   State control unit 106 generates control data MODE in accordance with operation mode SD_J and data Vact to be input, and outputs the control data MODE to difference generation unit 108, PWM generation unit 112 and brake control unit 114.

ここでは、SD_J=1且つVact>Vtgtであれば、制御データMODEは“1”に設定され、それ以外であれば、制御データMODEは“0”に設定されるとする。即ち、SD_J=0、または、SD_J=1且つVact≦Vtgtであれば、制御データMODEは“0”に設定される。   Here, if SD_J = 1 and Vact> Vtgt, the control data MODE is set to “1”. Otherwise, the control data MODE is set to “0”. That is, if SD_J = 0, or SD_J = 1 and Vact ≦ Vtgt, the control data MODE is set to “0”.

差分生成部108は、IF部102から入力される目標値Vtgtと、速度検出部104から入力される、制御対象であるモータ140の回転状態に対応するデータVactとの差分(以下、偏差という)Ve(Ve=Vtgt−Vact)を生成する。差分生成部108の出力Voutは、入力される制御データMODEに応じて異なる。即ち、差分生成部108は、MODE=1(減速モード)であれば、“0”を出力する(Vout=0。これは、偏差Veを“0”にして出力することに相当する。MODE≠1(MODE=0(通常モード))であれば、偏差Veをそのまま出力(Vout=Ve)する。   The difference generation unit 108 is a difference between the target value Vtgt input from the IF unit 102 and data Vact corresponding to the rotation state of the motor 140 to be controlled, which is input from the speed detection unit 104 (hereinafter referred to as a deviation). Generate Ve (Ve = Vtgt-Vact). The output Vout of the difference generation unit 108 differs depending on the input control data MODE. That is, the difference generation unit 108 outputs “0” if MODE = 1 (deceleration mode) (Vout = 0. This corresponds to outputting the deviation Ve as “0”. MODE ≠ If 1 (MODE = 0 (normal mode)), the deviation Ve is output as it is (Vout = Ve).

PID演算部110は、入力される偏差Veに対して公知のPID演算を実行する。即ち、P値、I値及びD値を生成し、それらを加算して得られたデータMVを出力する。   The PID operation unit 110 executes a known PID operation on the input deviation Ve. That is, a P value, an I value, and a D value are generated, and the data MV obtained by adding them is output.

PWM生成部112は、入力される制御データMODEに応じて異なる動作をする。具体的には、MODE=1であれば、PWM生成部112は、目標値Vtgtに応じた制御信号(PWM信号)PWMを生成して出力する。MODE≠1(MODE=0(通常モード))であれば、PWM生成部112は、現在の制御信号PWMのデューティを、入力されるデータMVに応じて変化させて、新たなデューティの制御信号PWMを制御装置100の制御IC142に出力する。例えば、現在の制御信号PWMを生成するための電圧レベルを、MVだけ変化させた電圧レベルを用いて、制御信号PWMが生成される。これにより、制御IC142は、回転子146のコイルへの通電制御回路であるドライバ144を制御して、回転子146を回転させる。   The PWM generation unit 112 operates differently depending on the input control data MODE. Specifically, if MODE = 1, the PWM generation unit 112 generates and outputs a control signal (PWM signal) PWM corresponding to the target value Vtgt. If MODE ≠ 1 (MODE = 0 (normal mode)), the PWM generation unit 112 changes the duty of the current control signal PWM in accordance with the input data MV to generate a new control signal PWM. Are output to the control IC 142 of the control device 100. For example, the control signal PWM is generated using a voltage level obtained by changing the voltage level for generating the current control signal PWM by MV. Thus, the control IC 142 controls the driver 144, which is a control circuit for controlling energization of the coil of the rotor 146, to rotate the rotor 146.

ブレーキ制御部114は、入力される制御データMODEに応じたレベルの信号BRAKEをモータ140の制御IC142に出力する。例えば、信号BRAKEは、MODE=1(減速モード)であれば、ハイレベルで出力され、MODE≠1(MODE=0(通常モード))であれば、ローレベルで出力される。制御データMODEがハイレベルになれば、制御IC142は、ブレーキがオンするように、ドライバ144を制御する。これにより、回転子146の回転速度が減速する。   The brake control unit 114 outputs a signal BRAKE of a level according to the input control data MODE to the control IC 142 of the motor 140. For example, the signal BRAKE is output at a high level when MODE = 1 (deceleration mode), and is output at a low level when MODE (1 (MODE = 0 (normal mode)). When the control data MODE becomes high level, the control IC 142 controls the driver 144 such that the brake is turned on. Thus, the rotational speed of the rotor 146 is reduced.

図3を参照して、動作モードに応じた制御装置100の動作に関して説明する。図3に示した制御プログラムは、制御装置100の状態制御部106により実行される。この制御プログラムは、本体装置又は制御装置内の所定の不揮発性の記憶装置(ROM等、図示せず)に記憶されており、本体装置の電源がオンされることにより、状態制御部106により記憶装置から読出されて実行される。   The operation of control device 100 according to the operation mode will be described with reference to FIG. The control program shown in FIG. 3 is executed by the state control unit 106 of the control device 100. The control program is stored in a predetermined non-volatile storage device (ROM or the like, not shown) in the main device or control device, and stored by the state control unit 106 when the main device is powered on. It is read from the device and executed.

ステップ200において、状態制御部106は、IF部102から動作モードの指令を受信したか否かを判定する。具体的には、状態制御部106は、動作モードSD_Jを受信したか否かを判定する。指令を受信したと判定された場合、制御はステップ202に移行する。そうでなければ、ステップ200が繰返される。   In step 200, the state control unit 106 determines whether an operation mode command has been received from the IF unit 102. Specifically, state control unit 106 determines whether or not operation mode SD_J has been received. If it is determined that the command has been received, the control proceeds to step 202. Otherwise, step 200 is repeated.

ステップ202において、状態制御部106は、ステップ202で受信した指令が減速モードを表すか否かを判定する。具体的には、状態制御部106は、SD_Jが“1”であるか否かを判定する。SD_J=1であれば、減速モードであると判定され、制御はステップ204に移行する。そうでなければ、制御はステップ208に移行する。   In step 202, the state control unit 106 determines whether the command received in step 202 represents a deceleration mode. Specifically, the state control unit 106 determines whether SD_J is "1". If SD_J = 1, it is determined that the mode is the deceleration mode, and the control proceeds to step 204. Otherwise, control transfers to step 208.

ステップ204において、状態制御部106は、減速モードに対応する制御データMODEを出力する。具体的には、状態制御部106は、制御データMODEとして“1”を出力する。   In step 204, the state control unit 106 outputs control data MODE corresponding to the deceleration mode. Specifically, the state control unit 106 outputs “1” as the control data MODE.

これにより、上記したように、ブレーキ制御部114は、信号BRAKEをハイレベルに設定し(モータのブレーキがオンされる)、PWM生成部112は、目標値Vtgtに応じたデューティの制御信号PWMを出力する。なお、差分生成部108の出力Voutは“0”となり、PID演算部110は、入力される“0”を用いてPID演算を実行する。   Thereby, as described above, the brake control unit 114 sets the signal BRAKE to the high level (the motor brake is turned on), and the PWM generation unit 112 controls the control signal PWM of the duty according to the target value Vtgt. Output. The output Vout of the difference generation unit 108 is “0”, and the PID operation unit 110 executes the PID operation using the input “0”.

ステップ206において、状態制御部106は、ブレーキをオフするか否かを判定する。具体的には、状態制御部106は、上記したように、Vact≦Vtgtであるか否かを判定する。Vact≦Vtgtと判定された場合、制御はステップ208に移行する。そうでなければ、ステップ206が繰返される。   In step 206, the state control unit 106 determines whether to release the brake. Specifically, as described above, the state control unit 106 determines whether or not Vact ≦ Vtgt. If it is determined that Vact ≦ Vtgt, the control proceeds to step 208. Otherwise, step 206 is repeated.

ステップ208において、状態制御部106は、通常モードに対応する制御データMODEを出力する。具体的には、状態制御部106は、制御データMODEとして“0”を出力する。これにより、ブレーキ制御部114は、信号BRAKEをローレベルで出力する。ステップ204の後にステップ206が実行された場合、ステップ信号BRAKEがハイレベルであるので、ローレベルに変更される(モータのブレーキがオフされる)。そうでなければ、信号BRAKEはローレベルのままであり、モータのブレーキはオフの状態が維持される。また、差分生成部108は、偏差Veを出力(Vout=Ve)し、PID演算部110は偏差Veを用いてPID演算を実行する。PWM生成部112は、PID演算部110の出力MVに応じて、現在のデューティを変更し、変更後の制御信号PWMを出力する。その後、制御はステップ200に戻る。   At step 208, the state control unit 106 outputs control data MODE corresponding to the normal mode. Specifically, the state control unit 106 outputs “0” as the control data MODE. Thus, the brake control unit 114 outputs the signal BRAKE at a low level. If the step 206 is executed after the step 204, the step signal BRAKE is at the high level, so it is changed to the low level (the motor brake is turned off). Otherwise, the signal BRAKE remains at low level, and the motor brake is maintained in the off state. Further, the difference generation unit 108 outputs the deviation Ve (Vout = Ve), and the PID calculation unit 110 executes the PID calculation using the deviation Ve. The PWM generation unit 112 changes the current duty according to the output MV of the PID calculation unit 110, and outputs the control signal PWM after the change. Thereafter, control returns to step 200.

図4を参照して、モータの急減速時の動作を具体的に説明する。図4において、上段のグラフは、モータの回転速度(rpm)の時間変化を表し、下段のグラフは、モータを制御する制御信号(PWM信号)PWMのデューティ(%)を表す。上下のグラフに関して、時間軸は同じである。   The operation at the time of rapid deceleration of the motor will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 4, the upper graph represents the time change of the rotational speed (rpm) of the motor, and the lower graph represents the duty (%) of the control signal (PWM signal) PWM for controlling the motor. The time axis is the same for the upper and lower graphs.

モータ140を、一定速度X0で回転している状態から所定の回転速度X1まで減速させる場合、制御装置100には、CPU130から、動作モードSD_Jとして“1”が入力され、目標値Vtgtとして、回転速度X1に対応するデューティを生成するためのデータが入力される(ステップ200及び202)。これを受けて、状態制御部106は、制御データMODEを“1”に設定する(ステップ204)。これにより、時刻t1において、ブレーキがオンされ、同時に、PID制御によらずに(PID演算部110の出力値MVを使用せず)、指定された目標値Vtgtに対応するデューティのPWM信号がモータ140に出力される。この状態は、ブレーキをオフするタイミング(時刻t2)まで維持される。   When decelerating the motor 140 from the state of rotating at a constant speed X0 to a predetermined rotation speed X1, “1” is input as an operation mode SD_J from the CPU 130 to the control device 100, and rotation is performed as a target value Vtgt Data for generating a duty corresponding to the speed X1 is input (steps 200 and 202). In response to this, the state control unit 106 sets the control data MODE to "1" (step 204). As a result, at time t1, the brake is turned on, and at the same time, the PWM signal of the duty corresponding to the designated target value Vtgt is the motor without using the PID control (without using the output value MV of the PID operation unit 110). It is output to 140. This state is maintained until the time to release the brake (time t2).

このように、時刻t1〜t2の間、目標値Vtgtから生成したPWM信号をモータ140に入力することにより、時刻t2でブレーキがオフされると、モータ140は、直ちに目標速度に対応するデューティで駆動されるので、図4のように、モータの回転数は少しアンダーシュートするが、従来のように大きくアンダーシュート(図1参照)することはない。時刻t2において、PWM生成部において制御信号(PWM信号)PWMの生成方法が切換るが、制御信号PWMに大きな変化は生じない。時刻t2では、モータ140の速度はほぼ目標速度になっているので、偏差はほぼ“0”であり、PID演算部110の出力MVを用いて生成された制御信号PWMのデューティは、時刻t2以前の制御信号PWMのデューティとほぼ同じである。したがって、従来のように大きくオーバーシュートすることもない。このように、制御装置100により、急減速時のアンダーシュート及びオーバーシュートを抑制し、モータ140の回転速度の追従性能を改善することができる。   As described above, when the brake is turned off at time t2 by inputting the PWM signal generated from the target value Vtgt to the motor 140 during time t1 to t2, the motor 140 immediately has a duty corresponding to the target speed. Since the motor is driven, as shown in FIG. 4, the rotational speed of the motor undershoots slightly, but does not undershoot as large as in the prior art (see FIG. 1). At time t2, the method of generating the control signal (PWM signal) in the PWM generation unit is switched, but no significant change occurs in the control signal PWM. At time t2, since the speed of the motor 140 is almost the target speed, the deviation is almost “0”, and the duty of the control signal PWM generated using the output MV of the PID operation unit 110 is before time t2. And the duty of the control signal PWM. Therefore, there is no large overshoot as in the prior art. As described above, the controller 100 can suppress undershoot and overshoot during rapid deceleration, and improve the follow-up performance of the rotational speed of the motor 140.

(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、減速の程度によらず、減速モードであれば常に、ブレーキのオン期間にPID制御によらずにPWM信号を生成した。これに対して、第2の実施の形態では、急減速の場合にのみ、ブレーキのオン期間にPID制御によらずにPWM信号を生成する。
Second Embodiment
In the first embodiment, regardless of the degree of deceleration, the PWM signal is always generated during the on period of the brake regardless of the degree of deceleration regardless of PID control. On the other hand, in the second embodiment, only in the case of the rapid deceleration, the PWM signal is generated during the on period of the brake without using the PID control.

図5を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る制御装置300は、IF部102、速度検出部104、状態制御部306、差分生成部108、PID演算部110、PWM生成部112及びブレーキ制御部314を含む。制御装置300は、制御装置300が装備される本体装置(図示せず)のCPU130による制御を受けて、制御対象であるモータ140を制御する。ここでは、モータ140は、3相のブラシレスモータであるとする。   Referring to FIG. 5, control device 300 according to the second embodiment of the present invention includes IF unit 102, speed detection unit 104, state control unit 306, difference generation unit 108, PID calculation unit 110, PWM generation unit 112 and a brake control unit 314. The control device 300 controls the motor 140 to be controlled under the control of the CPU 130 of the main device (not shown) on which the control device 300 is equipped. Here, it is assumed that the motor 140 is a three-phase brushless motor.

制御装置300は、図1の制御装置100において、状態制御部106及びブレーキ制御部114をそれぞれ状態制御部306及びブレーキ制御部314で代替したものである。制御装置300における各部間の接続関係は、制御装置100と同じである。図2及び図5において、同じ参照番号が付与された要素は、同じ動作をする。   The control device 300 is obtained by replacing the state control unit 106 and the brake control unit 114 with the state control unit 306 and the brake control unit 314 in the control device 100 of FIG. 1. The connection relationship between each part in the control device 300 is the same as that of the control device 100. Elements in FIGS. 2 and 5 that are given the same reference numerals perform the same operations.

本実施の形態では、第1の実施の形態と異なり、減速を2種類に区別する。現在のモータ140の回転速度X0に対して、所定値Xth以上の減速を行なう場合、即ち、現在速度X0と目標速度X1との差が所定値Xth以上である場合(X0−X1>Xth)を「急減速」といい、所定値Xth未満の減速を行なう場合、即ち、X0−X1<Xthである場合を「通常減速」という。これらに対応するモードを、それぞれ急減速モード及び通常減速モードという。   In the present embodiment, unlike the first embodiment, the deceleration is classified into two types. In the case where the current rotational speed X0 of the motor 140 is decelerated by the predetermined value Xth or more, that is, when the difference between the current speed X0 and the target speed X1 is the predetermined value Xth or more (X0−X1> Xth) It is referred to as "rapid deceleration", and in the case of performing deceleration less than a predetermined value Xth, that is, when X0-X1 <Xth is referred to as "normal deceleration". The modes corresponding to these are respectively referred to as a rapid deceleration mode and a normal deceleration mode.

状態制御部306は、IF部102から入力される動作モードSD_J及びデータVactに応じて、制御データMODEを生成して、差分生成部108、PWM生成部112及びブレーキ制御部114に出力する。ここでは、SD_J=1且つVact−Vtgt≧Vthであれば、制御データMODEは“1”に設定され、SD_J=1且つ0<Vact−Vtgt<Vthであれば、制御データMODEは“2”に設定され、それら以外であれば、制御データMODEは“0”に設定されるとする。即ち、SD_J=0である場合、または、SD_J=1且つVact≦Vtgtであれば、制御データMODEは“0”に設定される。ここで、Vthは、所定値Xth(回転数)に対応する正のデータである。   State control unit 306 generates control data MODE in accordance with operation mode SD_J and data Vact input from IF unit 102, and outputs the control data MODE to difference generation unit 108, PWM generation unit 112, and brake control unit 114. Here, if SD_J = 1 and Vact−Vtgt ≧ Vth, the control data MODE is set to “1”, and if SD_J = 1 and 0 <Vact−Vtgt <Vth, the control data MODE is “2”. It is assumed that the control data MODE is set to “0” if it is set and is otherwise. That is, if SD_J = 0, or if SD_J = 1 and Vact ≦ Vtgt, the control data MODE is set to “0”. Here, Vth is positive data corresponding to a predetermined value Xth (rotational speed).

このように、制御装置300では、第1の実施の形態の制御装置100と異なり、差分生成部108及びPWM生成部112には、制御データMODEとして“2”が入力される場合がある。しかし、差分生成部108及びPWM生成部112は、第1の実施の形態と同様に、制御データMODEが“1”であるか否かにより、動作を決定する。即ち、差分生成部108及びPWM生成部112は、MODE=2の場合、MODE=0の場合と同じ動作をする。   As described above, in the control device 300, unlike the control device 100 according to the first embodiment, “2” may be input as the control data MODE to the difference generation unit 108 and the PWM generation unit 112. However, as in the first embodiment, the difference generation unit 108 and the PWM generation unit 112 determine the operation depending on whether the control data MODE is “1”. That is, in the case of MODE = 2, the difference generation unit 108 and the PWM generation unit 112 operate in the same manner as in the case of MODE = 0.

ブレーキ制御部314は、入力される制御データMODEに応じたレベルの信号BRAKEをモータ140の制御IC142に出力する。例えば、信号BRAKEは、MODE=1(急減速モード)又はMODE=2(通常減速モード)であれば、ハイレベルで出力され、MODE=0(通常モード)であれば、ローレベルで出力される。制御データMODEがハイレベルになれば、制御IC142は、ブレーキがオンするように、ドライバ144を制御する。これにより、回転子146の回転速度が減速する。   The brake control unit 314 outputs a signal BRAKE of a level according to the input control data MODE to the control IC 142 of the motor 140. For example, the signal BRAKE is output at a high level if MODE = 1 (sudden deceleration mode) or MODE = 2 (normal deceleration mode), and is output at a low level if MODE = 0 (normal mode). . When the control data MODE becomes high level, the control IC 142 controls the driver 144 such that the brake is turned on. Thus, the rotational speed of the rotor 146 is reduced.

制御装置300においては、状態制御部306により図6に示すプログラムが実行される。図6のフローチャートは、図3のフローチャートにおいて、ステップ400及びステップ402が追加されたものである。図3及び図6において、同じ参照番号が付与されたステップにおける処理は同じである。   In the control device 300, the state control unit 306 executes a program shown in FIG. The flowchart of FIG. 6 is obtained by adding steps 400 and 402 to the flowchart of FIG. 3. In FIG. 3 and FIG. 6, the processes in the steps given the same reference numerals are the same.

図6を参照して、動作モードに応じた制御装置300の動作に関して説明する。この制御プログラムは、本体装置又は制御装置300内の所定の不揮発性の記憶装置(ROM等、図示せず)に記憶されており、本体装置の電源がオンされることにより、状態制御部306により記憶装置から読出されて実行される。   The operation of control device 300 according to the operation mode will be described with reference to FIG. The control program is stored in a predetermined non-volatile storage device (ROM or the like, not shown) in the main device or control device 300, and the power of the main device is turned on. It is read from the storage device and executed.

CPUから減速の指令が入力されると、ステップ400において、状態制御部306は、ステップ202で受信した指令が急減速モードを表すか否かを判定する。具体的には、状態制御部306は、SD_J=1且つVact−Vtgt≧Vthの条件が満たされるか否かを判定する。この条件が満たされる場合、急減速モードであると判定され、制御はステップ204に移行する。そうでなければ(SD_J=1且つ0<Vact−Vtgt<Vth)、制御はステップ402に移行する。   When a deceleration command is input from the CPU, in step 400, the state control unit 306 determines whether or not the command received in step 202 represents a rapid deceleration mode. Specifically, the state control unit 306 determines whether the condition of SD_J = 1 and Vact−Vtgt ≧ Vth is satisfied. If this condition is satisfied, it is determined that the rapid deceleration mode is in effect, and the control proceeds to step 204. Otherwise (SD_J = 1 and 0 <Vact−Vtgt <Vth), the control proceeds to step 402.

急減速モードの場合、第1の実施の形態と同様にステップ204〜ステップ208が実行され、その後、制御はステップ200に戻る。   In the case of the rapid deceleration mode, steps 204 to 208 are performed as in the first embodiment, and then the control returns to step 200.

一方、通常減速モードの場合、ステップ402において、状態制御部306は、制御データMODEとして“2”を出力する。これにより、上記したように、ブレーキ制御部314は、信号BRAKEをハイレベルに設定する(モータのブレーキがオンされる)。差分生成部108は、偏差Veを出力(Vout=Ve)し、PID演算部110は偏差Veを用いてPID演算を実行する。PWM生成部112は、PID演算部110の出力MVに応じて、現在の制御信号PWMのデューティを変更し、変更後の制御信号PWMを出力する。その後、ステップ206及びステップ208が実行される。   On the other hand, in the case of the normal deceleration mode, in step 402, the state control unit 306 outputs "2" as the control data MODE. Thereby, as described above, the brake control unit 314 sets the signal BRAKE to the high level (the brake of the motor is turned on). The difference generation unit 108 outputs the deviation Ve (Vout = Ve), and the PID calculation unit 110 executes the PID calculation using the deviation Ve. The PWM generation unit 112 changes the current duty of the control signal PWM according to the output MV of the PID calculation unit 110, and outputs the control signal PWM after the change. Thereafter, steps 206 and 208 are performed.

このように、通常減速モードの場合、ステップ402、ステップ206及びステップ208により、従来と同様のブレーキ動作が実行される。これは急減速ではないので、図1に示したような大きなアンダーシュート及びオーバーシュートは発生しない。また、急減速時には、第1の実施の形態と同様に、ステップ204、ステップ206及びステップ208が実行されるので、図4に示したように、アンダーシュート及びオーバーシュートが抑制される。   As described above, in the case of the normal deceleration mode, the same braking operation as that in the past is performed in steps 402, 206 and 208. Since this is not a rapid deceleration, the large undershoot and overshoot as shown in FIG. 1 do not occur. Further, at the time of rapid deceleration, as in the first embodiment, step 204, step 206 and step 208 are executed, so undershoot and overshoot are suppressed as shown in FIG.

モータによっては、ブレーキを一旦オンすると、直ちにはオフできないものもあるので、第1の実施の形態の制御装置100であれば、減速の程度が小さい場合には、必要以上にブレーキがかかり、目標速度よりも大きく減少してしまうことが起こり得る(アンダーシュートの発生)。これに対して、制御装置300では、減速の程度が小さい場合には、従来の減速制御が行なわれるので、目標速度よりも大きく減少してしまうようなことがない。   Some motors can not be turned off immediately once the brake is turned on. Therefore, in the case of the control device 100 of the first embodiment, if the degree of deceleration is small, the brake is applied more than necessary. It can happen that it decreases more than the speed (occurrence of undershoot). On the other hand, in the control device 300, when the degree of deceleration is small, the conventional deceleration control is performed, and therefore, the speed does not decrease much more than the target speed.

上記の第2の実施の形態では、所定値以上の減速を急減速としたが、どのような減速を急減速とするかは任意である。目標速度を、現在速度に対して所定比率以下に設定する場合を、急減速としてもよい。また、現在速度及び目標速度、それらの差、及び、それらの比率等を組合せて、急減速とする条件を決定してもよい。例えば、モータの回転数を2000回転以上から800回転以下に減速する場合を急減速とし、1000回転から減速する場合には、通常減速としてもよい。   In the second embodiment described above, the deceleration equal to or greater than the predetermined value is the rapid deceleration, but it is optional what kind of deceleration should be the rapid deceleration. In the case where the target velocity is set to a predetermined ratio or less with respect to the current velocity, the rapid deceleration may be performed. Also, the conditions for the rapid deceleration may be determined by combining the current speed and the target speed, their difference, their ratio, and the like. For example, when the motor rotation speed is decelerated from 2000 rotations or more to 800 rotations or less is taken as rapid deceleration, and when decelerating from 1000 rotations, it may be taken as normal deceleration.

上記の第2の実施の形態では、急減速モードか否かを、状態制御部306が判定する場合を説明したが、これに限定されない。CPU130が、急減速モードか否かを判定して、判定結果に応じたデータの動作モードSD_Jを、制御装置300に入力してもよい。例えば、通常モードではSD_J=0とし、急減速モードではSD_J=1とし、通常減速モードではSD_J=2とする。その場合、状態制御部306は、動作モードSD_Jに応じて、制御データMODEを決定することができる。   Although the case where the state control unit 306 determines whether or not the rapid deceleration mode is determined has been described in the second embodiment described above, the present invention is not limited to this. The CPU 130 may determine whether or not the rapid deceleration mode is set, and may input the operation mode SD_J of data according to the determination result to the control device 300. For example, SD_J = 0 in the normal mode, SD_J = 1 in the rapid deceleration mode, and SD_J = 2 in the normal deceleration mode. In that case, the state control unit 306 can determine the control data MODE according to the operation mode SD_J.

上記の第1及び第2の実施の形態では、PWM制御においてPID制御を行なう場合を説明したが、これに限定されない。PWM制御において、フィードバック制御を用いるものであればよい。PID演算部110を備えず、差分生成部108の出力Voutが、PWM生成部112に入力されてもよい。   In the first and second embodiments described above, although the case where PID control is performed in PWM control has been described, the present invention is not limited to this. In PWM control, what is necessary is just to use feedback control. The output Vout of the difference generation unit 108 may be input to the PWM generation unit 112 without the PID calculation unit 110.

上記の第1及び第2の実施の形態では、ブレーキのオン期間において、PID制御によらずにPWM生成部により生成されたPWM信号がモータ140に入力される場合を説明したが、これに限定されない。モータによっては、ブレーキをオンしている間に、PWM信号が入力されても無視する。そのようなモータを制御する場合には、PID制御によらずに生成されたPWM信号をモータに入力しなくてもよい。但し、PWM生成部は、ブレーキのオン期間にダミーPWM信号の生成を維持する。   In the first and second embodiments described above, the case has been described where the PWM signal generated by the PWM generation unit is input to the motor 140 without using PID control in the on period of the brake. I will not. Some motors ignore the input of the PWM signal while the brake is on. When controlling such a motor, it is not necessary to input a PWM signal generated without PID control to the motor. However, the PWM generation unit maintains the generation of the dummy PWM signal during the on period of the brake.

上記の第1及び第2の実施の形態では、ブレーキをオンした後、ブレーキをオフするタイミングを、目標速度に達した時点としたが、これに限定されない。例えば、現在速度が、目標速度よりも少し大きい値になったときに、ブレーキをオフしてもよい。即ち、Vact−Vtgt≦αを満たせば、ブレーキをオフする。αは適宜設定される値である。   In the first and second embodiments described above, the timing at which the brake is turned off after the brake is turned on is the time when the target speed is reached, but it is not limited to this. For example, the brake may be turned off when the current speed reaches a value slightly larger than the target speed. That is, if Vact-Vtgt ≦ α is satisfied, the brake is turned off. α is a value set appropriately.

上記の第1及び第2の実施の形態では、ブレーキをオンした後、ブレーキをオフするタイミングを、モータの回転速度の検出値を用いて決定したが、これに限定されない。時間経過により、モータの回転速度が目標値に達したか否かを判定してもよい。例えば、使用するモータの回転速度が限定されていれば(例えば、数種類の固定速度で使用される場合)、減速に要する所定時間を予め設定しておき、ブレーキをオンしてから所定時間が経過したときに、目標速度に達したとして、ブレーキをオフ(MODEを“0”に設定)してもよい。   In the above first and second embodiments, after the brake is turned on, the timing to turn off the brake is determined using the detected value of the rotational speed of the motor, but it is not limited to this. It may be determined whether the rotational speed of the motor has reached the target value based on the passage of time. For example, if the rotation speed of the motor to be used is limited (for example, when used at several fixed speeds), the predetermined time required for deceleration is set in advance, and the predetermined time has elapsed since the brake was turned on. When the target speed is reached, the brake may be turned off (MODE is set to “0”).

上記の第1及び第2の実施の形態では、CPU130が、制御装置100又は300の外部に配置されている場合を説明したが、これに限定されない。CPU130が制御装置100又は300の内部に配置されていてもよい。   Although the case where the CPU 130 is disposed outside the control device 100 or 300 has been described in the above first and second embodiments, the present invention is not limited to this. The CPU 130 may be disposed inside the control device 100 or 300.

上記では、モータ140が3相のブラシレスモータである場合を説明したが、これに限定されない。PWM制御により駆動される装置であればよい。   Although the case where the motor 140 is a three-phase brushless motor has been described above, the present invention is not limited to this. It may be any device driven by PWM control.

本発明は、記録紙に画像を形成する画像形成装置(代表的にはコピー機)に適用することができる。画像形成装置においては、種々のモータが使用されている。例えば、画像形成装置は、カセットから引出された記録紙を搬送するためのローラを駆動するためのモータを備えており、そのモータの制御に制御装置100又は300を用いることができる。   The present invention can be applied to an image forming apparatus (typically, a copier) that forms an image on a recording sheet. Various motors are used in the image forming apparatus. For example, the image forming apparatus includes a motor for driving a roller for conveying the recording sheet pulled out of the cassette, and the control device 100 or 300 can be used to control the motor.

以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。   The present invention has been described above by describing the embodiment, but the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made. be able to.

100、300 制御装置
102 IF部
104 速度検出部
106、306 状態制御部
108 差分生成部
110 PID演算部
112 PWM生成部
114、314 ブレーキ制御部
130 CPU
140 モータ
142 制御IC
144 ドライバ
146 回転子
148 エンコーダ
100, 300 Control unit 102 IF unit 104 Speed detection unit 106, 306 State control unit 108 Difference generation unit 110 PID operation unit 112 PWM generation unit 114, 314 Brake control unit 130 CPU
140 Motor 142 Control IC
144 Driver 146 Rotor 148 Encoder

Claims (5)

PWM制御により制御対象の回転速度を制御する制御装置であって、
前記制御対象の現在の回転速度を検出して出力する検出手段と、
目標回転速度に対応する目標値から、前記検出手段の出力値を減算して得られた値を偏差値として出力するフィードバック手段と、
入力値に応じたPWM信号を生成し、当該PWM信号を前記制御対象に入力するPWM信号生成手段と、
前記制御対象の回転を減速させる減速手段と、
前記フィードバック手段、前記PWM信号生成手段、及び前記減速手段を制御する制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記PWM信号生成手段が、前記偏差値によりデューティを変化させてPWM信号を生成している期間に、所定の指示が入力されたことを受けて、
前記減速手段に、前記制御対象の回転の減速を開始させ、
前記フィードバック手段に、前記偏差値を0にして出力させ、
前記PWM信号生成手段に、前記目標値に応じたデューティのPWM信号を生成させ、
前記制御手段は、前記減速手段に前記制御対象の回転の減速を開始させた後、前記検出手段の出力値が前記目標値に対応する所定の値になったことを受けて、
前記減速手段に、前記制御対象の回転の減速を停止させ、
前記フィードバック手段に、前記目標値から前記検出手段の出力値を減算して得られた値を前記偏差値として出力させ、
前記PWM信号生成手段に、前記偏差値によりデューティを変化させてPWM信号を生成させ、
前記所定の指示は、前記目標回転速度を、前記制御対象の現在の回転速度よりも小さくする指示である、制御装置。
A control device for controlling a rotational speed of a control target by PWM control,
Detection means for detecting and outputting the current rotational speed of the control object;
Feedback means for outputting a value obtained by subtracting the output value of the detection means from a target value corresponding to a target rotational speed as a deviation value;
PWM signal generation means for generating a PWM signal according to an input value and inputting the PWM signal to the control target;
Decelerating means for decelerating the rotation of the controlled object;
The feedback means, the PWM signal generation means, and a control means for controlling the speed reduction means,
The control means receives that a predetermined instruction is input during a period in which the PWM signal generation means changes the duty according to the deviation value to generate the PWM signal,
Causing the decelerating means to start decelerating the rotation of the controlled object;
Causing the feedback means to output the deviation value to 0,
Causing the PWM signal generation unit to generate a PWM signal of a duty according to the target value;
The control means receives the output value of the detection means becoming a predetermined value corresponding to the target value after having the deceleration means start reducing the rotation of the controlled object.
Causing the decelerating means to stop decelerating the rotation of the controlled object;
Causing the feedback means to output a value obtained by subtracting the output value of the detection means from the target value as the deviation value.
Causing the PWM signal generation unit to generate a PWM signal by changing the duty according to the deviation value;
The control device, wherein the predetermined instruction is an instruction to make the target rotational speed smaller than a current rotational speed of the control target.
入力値に対してPID演算を行なって得られた結果値を出力するPID演算手段をさらに含み、
前記偏差値は、前記PWM信号生成手段に入力される代わりに、前記PID演算手段に入力され、
前記PID演算手段から出力される前記結果値は、前記PWM信号生成手段に入力され、
前記PWM信号生成手段は、前記結果値によりデューティを変化させてPWM信号を生成する、請求項1に記載の制御装置。
Further including PID operation means for outputting a result value obtained by performing a PID operation on the input value;
The deviation value is input to the PID operation means instead of being input to the PWM signal generation means.
The result value output from the PID calculating unit is input to the PWM signal generating unit;
The control device according to claim 1, wherein the PWM signal generation unit changes a duty according to the result value to generate a PWM signal.
前記所定の指示は、前記目標回転速度を、前記制御対象の現在の回転速度から所定値以上小さい値にする指示、又は、前記制御対象の現在の回転速度に対して所定比率以下の値にする指示である、請求項1又は2に記載の制御装置。   The predetermined instruction instructs the target rotational speed to be a value smaller than the current rotational speed of the control target by a predetermined value or more, or sets the target rotational speed to a value smaller than a predetermined ratio with respect to the current rotational speed of the control target. The control device according to claim 1, which is an instruction. 請求項1から3の何れかに記載の制御装置と、
記録紙に画像を形成するための画像形成手段とを含み、
前記制御対象は、前記記録紙の搬送に使用されるモータである、画像形成装置。
The control device according to any one of claims 1 to 3.
And image forming means for forming an image on a recording sheet,
The image forming apparatus, wherein the control target is a motor used to transport the recording sheet.
PWM制御により制御対象の回転速度を制御する制御方法であって、
前記制御対象の現在の回転速度を検出して出力する検出ステップと、
目標回転速度に対応する目標値から、前記検出ステップによる出力値を減算して得られた値を偏差値として出力するフィードバックステップと、
前記偏差値によりデューティを変化させてPWM信号を生成し、当該PWM信号を前記制御対象に入力するPWM信号生成ステップと、
前記PWM信号生成ステップにより前記PWM信号が生成されている期間に、所定の指示が成されたことを受けて、前記制御対象の回転の減速を開始し、前記偏差値を0にして出力し、且つ、前記目標値に応じたデューティのPWM信号を生成し、当該PWM信号を、前記PWM信号生成ステップにより生成されたPWM信号に代えて、前記制御対象に入力するステップと、
前記制御対象の回転の減速を開始した後、前記検出ステップによる出力値が前記目標値に対応する所定の値になったことを受けて、前記制御対象の回転の減速を停止し、且つ、前記フィードバックステップ及び前記PWM信号生成ステップを実行するステップとを含み、
前記所定の指示は、前記目標回転速度を、前記制御対象の現在の回転速度よりも小さくする指示である、制御方法。
A control method for controlling the rotational speed of a controlled object by PWM control, comprising:
A detection step of detecting and outputting a current rotational speed of the control target;
A feedback step of outputting a value obtained by subtracting an output value of the detection step from a target value corresponding to a target rotational speed as a deviation value;
A PWM signal generation step of changing a duty according to the deviation value to generate a PWM signal, and inputting the PWM signal to the control target;
During a period in which the PWM signal is generated by the PWM signal generation step, in response to a predetermined instruction being made, deceleration of the rotation of the control target is started, and the deviation value is set to 0 and output. And generating a PWM signal of a duty according to the target value and inputting the PWM signal to the control target instead of the PWM signal generated in the PWM signal generation step;
After starting to decelerate the rotation of the controlled object, the decelerating of the controlled object is stopped in response to the output value by the detection step becoming a predetermined value corresponding to the target value, and Performing a feedback step and the PWM signal generation step;
The control method, wherein the predetermined instruction is an instruction to make the target rotational speed smaller than a current rotational speed of the control target.
JP2015085072A 2015-04-17 2015-04-17 Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method Active JP6512915B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015085072A JP6512915B2 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015085072A JP6512915B2 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016208599A JP2016208599A (en) 2016-12-08
JP6512915B2 true JP6512915B2 (en) 2019-05-15

Family

ID=57487392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015085072A Active JP6512915B2 (en) 2015-04-17 2015-04-17 Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6512915B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7636301B2 (en) 2021-08-31 2025-02-26 シャープ株式会社 CONTROL DEVICE, IMAGE FORMING DEVICE, AND CONTROL METHOD

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008228474A (en) * 2007-03-14 2008-09-25 Renesas Technology Corp Motor drive
JP5549430B2 (en) * 2010-07-02 2014-07-16 コニカミノルタ株式会社 Sheet conveying apparatus and image forming apparatus
US9013124B2 (en) * 2012-02-14 2015-04-21 Texas Instruments Incorporated Reverse current protection control for a motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016208599A (en) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5751433B2 (en) Motor control device and motor control method
US8716972B2 (en) Motor control apparatus and method for controlling motor
JP4235233B2 (en) Electric motor control device
CN109687793B (en) Motor control device
JP4979646B2 (en) Stepping motor drive control device
JP5770701B2 (en) Stepping motor drive control device
JP2015002609A (en) Drive control device and drive control method
JP6512915B2 (en) Control device using PWM, image forming apparatus provided with the same, and control method
CN109687794B (en) Motor control device
WO2016084091A2 (en) Motor control system and method
CN112713817A (en) Control device for motor
JP2011109866A (en) Motor controller
JP4133080B2 (en) Closed loop pulse train control method and apparatus for stepping motor
JP2010098894A (en) Drive system of linear motor
JP7568831B2 (en) Synchronous motor control device
JP5549430B2 (en) Sheet conveying apparatus and image forming apparatus
US11296625B2 (en) Control device and control method for synchronous electric motor
JP5642306B2 (en) Electric vehicle drive system, inverter control device, and control method
JP5495550B2 (en) Motor control method and power supply device
JP4695924B2 (en) Motor drive device
CN112740535A (en) Method and three-phase motor for speed regulation of a permanent magnet excited three-phase motor with a soft starter by means of a regulator cascade
JPH08275588A (en) Drive controller for stepping motor
JP2009177989A (en) Motor driving device
JP2005295800A (en) Control system for induction motor
JP2015130745A (en) Motor control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180323

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190319

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6512915

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150