JPS58215979A - モ−タの回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモータの回転制御に関し、特にモータの回転軸
に取り付けたパルスジェネレータからの出力信号を基に
回転制御を行なうモータの回転制御装置に関する。

従来、モータの回転制御方法には大別して次の２通シの
方法が一般に用いられている。第１の方法はモータの回
転軸にタコジェネレータを取り付け、モータの回転速度
に比例した出力電圧を得、この電圧値が一定となるよう
に回転制御を行なう方法（タコジェネレータ方式）であ
る。第２の方法はモータの回転軸にスリット円板を取シ
付け、フォトセンサや磁気ヘッド等によルモーメの回転
速度に比例した周波数の出力パルスを得、該パルスの周
期が一定となるように回転制御を行なう方法（回転パル
ス方式）である。上記２つの方法において、モータの回
転速度を正確に、または回転速度変動を極力小さく制御
しようとした場合、タコジェネレータ方式よシ回転パル
ス方式の方が一般に優れている。これは速度検出に用い
られるタコジェネレータの検出精度が低く、応答もよく
ない上に温度による影響も大きいのに比べ、パルスジエ
ネレー！では検出精度が高く温度の影響も受けにくいの
で回転速度の検出がはるかに正確に行なえるという理由
による。従って回転精度の厳しくない用途には回路構成
も簡単でコスト的にも有利な点からタコジェネレータ方
式が用いらｔＬ、また回転精度の厳しい用途には回転パ
ルス方式が用いられるのであるが、この場合以下に述べ
るような不具合が従来発生していた。

すなわち回転パルス方式では、スリット円板のスリット
数を増せばモータ１回転に得られるパルス数も比例して
増加し、原理的にはモータ１回転中に該パルス数に比例
した回数の回転修正が行なわれるので速度変動も少なく
、回転精度をいくらでも上げることが期待されるのであ
るが、現実にはスリットの製造精度の問題からスリット
間隔に分割誤差が生じ、かえって回転精度を低下させて
しまうのが一般であった。

上記の態様を第１図に示すスリット円板とパル、ス波形
図を用いて以下に説明を加え−る。第１図（ａ）はスリ
ットの数を１個とした場合である。従って円゛板上でス
リットから次のスリットまでの間隔は常に一定であシ、
得られる回転パルスの間隔が一定になるように回転制御
すればモータの回転は一定となる。但し回転速度の比較
修正はモータ１回転に１回しか行なわれないので、１回
転中の速度変動、つｔシジツタは補償され得ない。第１
図（ｂ）はスリットの数ｆ：８個とした場合で、しかも
スリットの分割誤差の全くない理想的な場合を示す。

この場合は回転速度の比較修正がモータ１回転に８回行
なわれるので上記ジッタの補償もなされ得る。しかし製
造精度の問題からスリットの分割誤差を全くなくするこ
とは不可能であシ、実際には第１図＜Ｃ）に示される如
きスリットの分割誤差が生じる。この様なスリットを用
いて、得られる回転パルスの周期が一定となるようにモ
ータの回転修正を行なえば逆に回転変動を増大させてし
まうことが容易にわかる。第１図（ｄ）は分割誤差の極
端な場合を示す。例えばホールモータは速度を上昇させ
る方向には駆動し得るが、速度を下降させる能力がない
（風損や摩擦損等によシ自然に降下するに任せる）。従
って速度を上昇させる応答時間は速いが、速度を下降さ
せる応答時間は上昇時間に比べてはるかに遅いとい５％
性を呈するものである。この様なモータの回転制御に第
１図（ｄ）に示す如きスリットを用いれば、モータはパ
ルス間隔が／／ 広い区間で上昇駆動され、狭い区間で自然降下に任せる
如く駆動され、結果としてモータの絶対回転速度は、ス
リット間隔の広い部分すなわち回転パルス間隔の広い部
分によって大略決定されてしまう。このため速度比較の
基準となる水晶振動子の発掘周波数精度をいくら上げて
も、モータの絶対回転数はスリットの分割誤差に対応し
た回転誤差を含んでしまい、スリットの出来具合によっ
てモータの絶対回転数が違うという不具合を生じていた
。

本発明は上記の如き従来例の欠点を除去したもので、そ
の主たる目的は、モータの回転制御にあたシスリットの
分割誤差による影響を全く受けずに、しかもモータ１回
転中に多数回の回転修正制御を行なえるようにしたモー
タの回転制御装置を提供することにある。さらにはモー
タの回転ジッタを最小ならしめるような最適ループゲイ
ンを自動的に設定する機能を有し％また複数の方法でモ
ータの回転異常を検出し、これ罠対応するアラーム信号
を出方して外部に異常を知らせ、同時にモータへの電源
供給をしゃ断する等の保護機能もあわせ持つ汎用の制御
装置で、特に特性の異なるモータに対しても前記最適ル
ープゲインの自動設定機能によシ同一の回路構成で常に
最適なる回転制御を行なえるような回転制御装置を提供
すること罠ある。またさらにはある信号でモータの速度
変動の振幅と周波数とを変調制御して、故意にモータに
速度変動を起さしめ、例えばモータで駆動される種々の
機器においてモータの速度変動が機器にどのような影響
をおよばすかというシュミレーシコンも容易に行なえる
ような多目的の用途に簡便なる制御装置で対応できるモ
ータの回転制御装置を提供することにある。

第２図は本発明にかかわるモータの回転制御原理を説明
する為の図である。図において８個のスリット間隔が一
様でない回転スリットと、該スリットの回転に伴い出力
される分割誤差を内包した回転パルス信号（第２図（ａ
））がモータ２回転の周期について示されている。説明
の便宜上第２図（ａ）に示されるモータ１回転中の回転
パルスを時系列にそってパルス１〜パルス８と称し、こ
れに対応するスリットをスリット１〜スリツト８と呼ぶ
仁とにすれば、第２図（ｂ）はスリット１だけに着目し
た時の回転パルス信号（パルス１）を示し、以下同様に
して第２図（ｅ）〜（１）はそれぞれスリット２〜８に
着目した場合の回転パルス信号（パルス２〜８）を示す
。

今スリット１だけに注目し、該スリット１が１回転する
時間Ｔ、が一定となるよう回転制御をし、また同時にス
リット２だけに注目して、該スリット２が１回転する時
間Ｔ２が一定となるよう回転制御する時、モータの定速
度回転でしかもジッタがなければ、前Ｉｉｉ［）ｔｉＴ
ｌと時間Ｔ、とは同一の値Ｔｃとなるべきものである。

以下同様にしてスリット３〜スリツト８に注目した場合
も各スリットの１回転に要する時間が前記同一の値Ｔｃ
となるよう回転制御すれば良いのであって、この時間Ｔ
ｃからは、スリットの分割誤差による影響が完全に除外
されたことになる。つまシスリットの分割誤差がいくら
大きくても、一定時間Ｔｃにもけて各スリットが１回転
毎に通過するよう回転制御すればスリットの分割誤差に
よる影響を全くなくすることが可能となり、さらに回転
制御（修正）ｉｆ：モータの１回転中にパルス１〜パル
ス８の発生時点で順次なされるものであるからスリット
の数を多くすることにょシモータ１回転中のジッタも極
力小さくすることが可能である。

第３図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において１は実施例の主制御を掌るＣＰＵ。

２は制御グログラムを格納したＲＯＭ、３はＲＡＭで、
この中にＣＰＵが回転制御に使用する各種レジスメ、フ
ラグ等のエリアが設けられている。５〜１１は市販の双
方向性ペリフェラルインタフェースアダプタ（以下ＰＩ
Ａと呼ぶ）で、ＣＰＵと周辺デバイスとの間の入出力イ
ンタフェースを行なう。また該ＰＩＡには単独に制御さ
れる入力割込ライン（ＰｔＡ８と称す）も含まれている
。２９はコントロール機器で実施例の回転制御装置にモ
ータの起動、停止あるいは回転速度指定等の信号を発生
する。またモータの回転数はディラグ哀インチ１３によ
シマニュアルに設定することもできる。

１２はモーｌの制御モードを選択するディラグスイッチ
で、１つはモータを所定の回転数にて定速度制御するモ
ードと、モータの速度制御信号を別の信号で変調して故
意にモータの速度変動を発生させる如き変調モードとを
選択し、またもう一つはモータの回転速度を制御する時
のループゲインを自動的に変えて回転変動が最少となる
よ５な最適ループゲインを探しだすモード（利得オート
セットモードと称す）を選択する。１６は４桁のセグメ
ント表示ＬＥＤで回転変動によるパルス間隔の誤差値や
各種のエラーコード等を数値表示する。

１７はモータの回転が目標域に達していることを点灯表
示するＬＥＤで１１ｇはモータの回転異常を知らせるＬ
ＥＤである。１９はＤＣ電源でＣＰＵによル制御される
リレー２０を介してモータ駆動回路２１に電力を供給す
る。１５はＤＡ変換器で速度制御のデジタル信号をアナ
ログ信号に変換してモータ駆動回路２１を制御する。モ
ータに流れる電流は電流検出回路２２にょシミ圧信号の
形で検出され、さらにＡＤ変換器１４にょシデジタル信
号に変換される。ＣＰＵＩはこれを適時読み取ってモー
タに流れる電流を監視することができる。

２４はモータの回転子軸上に取シ付けられたスリット円
板で、該円板上には８個のスリット２５が設けられてい
る。２６はフォトインタラダメで前記スリットが光学系
をよぎる際にパルス信号を発生する。該パルス信号は波
形整形回路２７にょ多波形整形された後入力割込ライン
ＰｉＡ８を介してＣＰＵＩへの割込入力となる。２８は
タイマ用のクロック発振器で、該発振器から出力される
パルス信号も入力割込ラインＰｉＡ８を介してＣＰＵＩ
への割込入力となる。

上記構成にて成されるモータの回転制御を第４図〜第９
図に示すフローチャートに従って以下に説明する。第４
図は実施例の回転制御装置の主制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。図において装置がパワーオンされる
とステップ１０１にてモータのザーボコントロールに使
用されるゲイン設定フラグＦＧＡＩＮをゼロに初期化し
、モータの回転異常を示すエラーフラグＦＥＲＲＯＲを
ゼロに初期化する。ステップ１０２ではＤＡ変換器１５
の入力を≠００（、％は１６進改を示す）にしてモ。

−タを停止状態に保つ。ステップ１０３ではスリット１
回転の時間測定をするタイマルーチンがまだ機能しない
ようにインタラブトリクエスト１フラグレジスタＦ　Ｉ
　ＲＱ　１の内容をゼロに初期化する。

ステップ１０４ではモータの異常低速回転を検出するタ
イマレジスタＴＭｏの内容をゼロに初期化する。ステッ
プ１０５ではモータの速度誤差に対応する時間誤差を格
納する誤差レジスタＳＡの内容を最大値％ｐｐｌに初期
化する。ステップ１０６ではモータの回転制御モードが
設定されているディラグスイッチ１２の内容を読み取シ
、これをＲＡＭ３に格納する。ステップ１０７では所定
速度でのモータ１回転に要する時間値を回転速度レジス
タＲＥＶＲＥＧに格納する。ステップ１０８ではモータ
が所定の回転速度域に達したことを示すレディフラグＦ
ＲＥＡＤＹをゼロに初期化する。以上の初期設定を終え
た後ステップ１０９では、初期エラーの状態をチェック
して、エラーが無ければステップ１１０に進みコントロ
ール機器２９からのモータ回転指令があるか否かの判別
を行なう。無ければステップ１０２に戻ヤ、初期化のフ
ローを繰シ返えす。又回転指令があればリレー２ｏを閉
路してモータ駆動回路に電力を供給し、ステップ１１１
に進みタイマチェックルーチンを機能させるためにイン
タラブトリクエスト１フラグの内容を１にする。続く利
□得制御ルーチン４００　、出方処理ルーチン２００　
、回転判別ルーチン３００を繰シ返すうちにモータは回
転を始め、所定速度に向けて急加速され、安定回転域に
達する。又同時にタイマ更新ルーチン６００はタイマ発
振器２８からの割込にょシ、全タイマレジスタの内容を
＋１更新し、タイマチェックルーチン５００はフォトイ
ンタラゲタ２６からの割込にょル、各回転パルスがモー
タ１回転に要した時間値と所定値との差を形成する。

以下に上記の各ルーチンについてのフローチャートを示
し、さらに詳しく説明をする。

第５図はタイマクロック発振器２８からの第２のインタ
ラブト信号ＩＲＱ２がＰｉＡ　８を介してＣＰ　Ｕ　’
１に入力された時のインタラブト処理ルーチンを示すフ
ローチャートである。上記インタラブトはタイマクロッ
ク発振器２８の発振クロックに同期したインタラブトリ
クエスト信号ＩＲＱ２の立ち上シのエツジで受は付けら
れる。ＲＡＭ３の中にはこのインタラブト処理ルーチン
が使用するタイマレジスタＴＭＯ、ＴＭＩ　、・・・７
Ｍ８のエリアが設けられており、タイマレジスタＴＭＯ
はモータからの回転パルス信号すなわち信号ＩＲＱｌが
所定時間間隔で入力されない時にモータの回転異常を検
出するための時間計測に使用される。

またタイマレジスタＴＭＩ〜ＴＭ８はスリット円板２４
上のスリット１＋スリツト８がそれぞれ１回ＩＩ伝する
に要する時間計測に使用される。第５図において、先ず
ステップ６０１ではタイマレジスタＴＭＯの内容を＋１
する。続くステップ６０２ではＴＭＯの内容が＄ＦＦＦ
Ｆか否かの判別をし、Ｙであればステップ６０３でＴＭ
Ｏの内容を−１し、Ｎであればそのままステップ６０４
に抜ける。ステラ７゜６０４ではタイマレジスタＴＭＩ
の内容を＋１する。続くステップ６０５ではＴＭＩの内
容が＄ＦＦＦＦか否かの判別をし、Ｙであればステップ
６０６でカウンタがオー／く一フローするのを防ぐため
にＴＭＩの内容を−１し、Ｎであればそのままステップ
６０７に抜ける。以下ステツ７°６０７〜ステップ６１
２まで、タイマレジスタＴＭ２〜ＴＭ８に対して同様の
処理を行なった後、インクラグトルーチンを抜ける。

第６図は波形整形回路２７からの第１のインタラブト信
号ＩＲＱＩがＰｉＡ８を介してＣＰＵＩに入力された時
のインタラブト処理ルーチンを示すフローチャートであ
る。上記インタラブトは、モータかもの回転パルスに同
期したインタラブトリクエスト信号ＩＲＱＩの立ち上シ
のエツジで受けつけられる。図において、回転パルスに
同期したリクエスト信号ＩＲＱＩを受けつけたことによ
システップ５０１では回転パルス間隔の時間計測をｊる
タイマレジスタＴＭＯの内容をＯに初期化する。続くス
テップ５０２では第６図に示すインタラブト処理ルーチ
ンの中でフローの流れを、タイマレジスタＴＭＩ〜ＴＭ
８へのサービスに振シ分ける役目をするインタラブトリ
クエスト１フラグレジスタＦＩＲＱＩの内容が１か否か
の判別をし、１であればＴＭＩのサービスをし、１でな
ければ他のタイマレジスタのサービス判別フローへ抜ケ
る。今ＦＩＲＱＩ＝１であることを仮定してステップ５
０３に進み、タイマレジスタＴＭＩの内容と、所望回転
数に対応するタイムバリュウが格納されているレジスタ
ＲＥＶＲＥＧの内容との差を計算してその結果を誤差レ
ジスメＳＡＫ格納する。続くステップ５０４では次の１
回転の時間測定に備えてタイマレジスタＴＭＩの内容を
ゼロに初期化し、ステップ５０５に進んでインタラブト
リクエスト１フラグレジスタＦＩＲＱＩの内容を２に更
新してインタラブト処理ルーチンを抜ける。モータの回
転に伴い、次はスリット２に対応する回転ノくシスに同
期したリクエスト信号ＩＲＱＩを受けつけるから、ステ
ップ５０２において判別は分岐Ｎに抜けて、ステップ５
１２に進みＦＩＲＱ１＝２か否かの判別を行なう。該判
別は満足されて分岐Ｙに進みタイマレジスタＴＭ２のサ
ービスを行ない、レジ、ｘＪＦＩＲＱＩの内容を３に更
新してインフラブト処理ルーチンを抜ける。以下同様に
してモータ１回転に伴い、スリット８に対応するタイマ
レジスタＴＭ８のサービスまで順次行なわれるものであ
る。

第７図は回転制御のソフトウェアサーボにおける利得制
御ルーチンを示すフローチャートである。

先ずステップ４０１でモータの回転モードが変調そ−ド
か否かの判別をし、変調モードであればステップ４０２
において回転速度レジスタＲＥＶＲＥＧの内容を書き換
える。つｔｂ所望回転速度に対応する時間値を格納して
いるＲＥＶＲＥＧの内容を遂時書き換えると、ソフトウ
ェアサーボは常にこの時間値との差が最少となるように
モータの回転速度つた値で経時的にＲＥＶＲＥＧの内容
を書き換えれば、結果としてモータの速度変動の振幅と
周波数とを意図的に変調して制御することが可能となり
、これを変調モードと称している。フローに戻）、ステ
ラ１４０１０判別が変調モードでなければステップ４０
２をバイパスすることによｊ５ＲＥＶＲＥＧの内容はρ
期設定の値に保持される。ステップ４０３ではゲインフ
ラグＦＧＡ　Ｉ　Ｎ　（Ｄ　内容力％ＦＦＩか否かの判
別を行なう。％ＦＦ＃であることはすでに最適利得の設
定が終了したことを示し、以下に述べる利得設定のフロ
ーは行なわれない。しかし初期状態からの流れでは該Ｆ
ＧＡＩＨの内容がゼロに初期化されているからステップ
４０４に進み利得オートセットモードか否かの判別を行
なう。オートセットモードでなければステップ４２６に
進み、所望１回転速度を中心として上下に許容さ・れる
速度変動の誤差値に対応した時間値りと、該誤差域内で
サーボ制御するための最適と思われる利得の傾きＶを決
定する。続くステップ４２７では最適ゲインの設定が終
了したことを示すためにＦＧＡ　Ｉ　投の内容にＩ　Ｆ
　Ｆ　Ｎを格納してフローを抜ける。また利得オートセ
ットモードであればステップ４０５に進み、レディフラ
グＦＲＥＡＤＹの内容が％ＦＦｌか否かの判別を行なう
。Ｘ　Ｆ　ＦＩでない時はモータの回転が安定域に達し
てないことを示し、まだ利得の計算は行なわれない。や
がてモータの回転が安定域に達し、ステラ１４０５０判
別を満足するとステップ４０６に進みＦＧＡＩＮの内容
を１つ更新し、ステップ４０７にてＦＧＡＩＮの内容が
１か否かの判別を行なう。初期状態からの流れではこの
判別が満足されるから、ステップ４１１に進み先ず利得
の傾きをあらかじめ最適と思われる値２Ａと設定し、こ
の値を実際の利得制御に用いる利得レジスタタと以下に
述べる最適利得を探すフローにおいて用いられる最適利
得レジスタｙｈトに格納する。次の回にステップ４０７
ｖＣ（るとＦＧＡＩＮの内容はすでに１２Ｎに更新され
てお夛この判別は満足されない。また同様にしてステッ
プ、４０８〜ステツプ４１０の判別も満足されないでフ
ローを抜ける。つま力しばらくは利得の傾きの値をＶム
として回転側ｍを行ないモータの回転が安定するｑ回目
のフローでは、ステップ４０８においてＦＧＡＩＮの内
容ｆｒｇ％　ｑ　Ｉか否かの判別を満足する。ステップ
４１２においてその時点での誤差レジスタＳＡの内容を
読み取シその値ＳＡｆをＲＡＭ３に格納する。次罠ステ
ップ４１３において利得の傾きの値を一定量Δ２だけ増
してみる。またある回数を通過してモータの回転が変更
された利得に対して安定するｒ回目のフローでは、ステ
ップ４０９においてＦＧＡＩＨの内容がｒか否かの判別
を満足し、ステップ４１４にてその時点での誤差レジス
タＳＡの内容を読み取シその値ＳＡｒｔ−ＲＡＭ３に格
納する。次にステップ４１５では利得の傾きを２Δｆだ
け引いてみる。つまシ今度は（１）←（ｆム）−２Δ２
＝１人−Δｆとして回転制御を続ける。

最後にＳ回目のフローではステップ４１０においてＦＧ
ＡＩＮの内容が諷か否かの判別を満足してステップ４１
６に進み、その時点での誤差レジスタＳＡの内容を読み
取シその値ＳＡｓをＲＡＭ３に格納する。ステップ４１
７では前記３つのゲイン設定状態で得られた誤差の絶対
値を用い、ＩＳ、Ａｒｌ＜ｌ　ＳＡｑ　Ｉ　＜　ｌ　Ｓ
Ａｇ　ｌの関係が成り立つか、否かの判別を行なう。成
シ立つ時はゲインタムよシもゲインｆｈ十Δ１で制御す
る方が誤差が少ないことを示し、ステップ４２２に進ん
で最適利得レジスタ２ムの内容を（−ム）←（ｒＡ）十
ΔＶに更新する。つまシ以下に繰り返えされる最適利得
の設定ルーチンで基準となる利得の中心値をΔｆだけ高
い方にシフトするものである。ステップ４２３ではＦＧ
ＡＩＮの内容を１にリセットしてフローを抜ける。再び
上記の利得設定ルーチンが繰シ返えされる中で、ステッ
プ４１８では、ｌ５Ａｒｌ＞ｌ５Ａｃｌｌ＞１ｓＡｓｌ
の関係が成シ立っか否かの判別を行なう。成シ立っ時は
最適利得し７ジスタ２ムの保持するゲインよルもΔ２だ
け低いゲインで回転制御する方が誤差が少ない事を示し
、ステップ４２４にて（１ム）←（２Ａ）−Δ２を行な
い、ステップ４２５にてＦＧＡＩＮを１にリセットする
。

かかる試行を繰シ返すうちにやがてステップ４１７０判
別をＮに分岐し、さらにステラ１４１８０判別をＮに分
岐する状態、つまシ最適利得しジスメｔｈの保持するゲ
インで回転制御する時に最少の誤差が得られる状態にて
ステップ４１９に進み、利得レジメタ１に最適利得レジ
スタｆＡの内容を格納する。ステップ４２０では利得設
定が既に終了している状態を示すため、ゲインレジスタ
ＦＧＡＩＮに％ＦＦＩを格納し、ステップ４２１でゲイ
ンセット完了信号を送信してフローを抜ける。

第８図はモータ２３の速度を制御するＤＡ変換器１５に
デジタル制御値を出力する出力処理ルーチンを示すフロ
ーチャートである。第４図に示す主制御ルーチンではモ
ータの所望回転速度に対応した１回転に要するタイムバ
リウが回転速度レジスタＲＥＶＲＥＧに格納された。該
所望速度の上下に速度変動の許容範囲を設け、これに対
応したメイムバリウ±ｈ（十りは遅い時、−ｈは速い時
を示す）Ｆｉ第７図に示す利得制御ルーチンによシ与え
られている。また第６図に示すインタラブト処理ルーチ
ンでは上記ＲＥＶＲＥＧの内容と８個のスリットがそれ
ぞれ１回転に要したタイムバリウとの差（ＴＭｎ−ＲＥ
ＶＲＥＧ）が形成され、誤差レジスタＳＡに格納されて
いる。以下に説明する出力処理ルーチンは該誤差レジス
タＳＡの内容と前記許容範囲±ｈとを比較して対応する
デジタル制御値をＤＡ変換器に出力するものである。図
において先ずステップ２０１ではモータの回転速度が許
容下限速度よシ遅いか否かの判別をし、遅ければステッ
プ２０４でＤＡ変換器に最大値＄ＦＦを出力し。

モータに流れる電流を最大にして急加速をする。

また遅くなければステップ２０２に進み許容上限速度よ
シ速いか否かの判別をし、速ければステップ２０５でＤ
Ａ変換器に最小値＄００を出力し、モータに流れる電流
を止めて急減速を行゛なう。また速くなければモータは
許容内速度で回転しているので、ステップ２０３にてＤ
Ａ変換器には定数ＤＯに誤差レジスタＳ　、Ａの内容と
利得の傾きりとの積を加えて出力し、所望回転速度に近
づ、〈ようサーボ制御を行なうものである。

第９図はモータの回転状態を監視する回転判別ルーチン
を示すフローチャートである。先ずステップ３０１にお
いて、８個のスリット間隔を監視するタイマレジスタＴ
ＭＯの内容が所定上限値３以上か否かの判別を行ない、
以上である時はモータが異常低速回転していることを示
しステップ３１０に進みＡＬＡＲＭ　ＬＥＤｌ　８を点
灯し、さらにステップ３１１に進んでエラーコード嘱１
１！をセグイント表示ＬＥＤ１６に表示する。また以上
でない時は、ステップ３０２に進み現在のモータ速度と
所望速度との間の誤差値あるいは対応するタイムバリウ
全セグメント表示する。さらにモータの回転異常を検出
するもう一つの手段が設けられている。それはステップ
３０３においてスリット１回転に要する時間の誤差−８
Ａ（所定速度より速い場合）が許容値−ｈＭＡＸ以下か
否かの判別を行なうもので、以下であればモータは安全
回転数域を越えた高速度で回転していることを示しステ
ップ３１２に進みＡＬＡＲＭ　ＬＥＤｌ　８を点灯し、
さらにステップ３１３に進んでエラーコード％１２１を
表示する。また以乍てなければステップ３０４に進みモ
〜りの回転速度が、所望速度に対して十分小さい誤差範
囲内に達しているか否かの判別を行なう。達していれば
ステップ３０５でレディフラグＦＲＥＡＤＹの内容を検
査する。該ＦＲＥＡＤＹの内容＃′ｉ：、最初に第４図
に示す主制御ルーチンの中でゼロに初期化されており、
判別はＮに分岐してステップ３１５に進み該ＦＲＥＡＤ
Ｙの内容を１つ更新する。上記のフローは回転パルスの
発生の度に起るもので、ステップ３０４における判別が
満足されていれはレディフラグＦＲＥＡＤＹの内容は毎
回更新され、やがてステップ３０５においてＦＲＥＡＤ
Ｙ＝ＦＥが満足されるとモータは所定速度で安定に回転
していることになる。ステップ３０６では、ＡＤ変換器
／Ａを介してモータに流れている電流値を読み取り、ス
テップ３０７で該電流値が許容範囲にはいっているか否
かの判別を行なう。はいってなければステップ３１８で
ＡＬＡＲＭ　ＬＥＤを点灯し、ステップ３１９でエラー
コード％１４’を表示する。また許容範囲にはいってい
ればステップ３０８に進みＲＥＡＤＹ　ＬＦ２Ｄを点灯
し、モータの回転がレディ状態であることを示すためＦ
ＲＥＡＹの内容４Ｃ’ＦＦｌを格納する。′！２．ｉ＋
上記ステップ３０４においてモータの回転速度が許容誤
差範囲を越えていると判別された場合はステップ３１４
においてＦＲＥＡＤＹの内容が１ＦＦ＃か否かの判別を
行なう。＊ＦＦＮでなければまだモータが安定回転に達
する以前のものと判別し、ステップ３２３において１４
ζＥＡＤＹの内容をゼロにリセットする。また％　Ｆ　
Ｆ　＃であれば一度安定回転に達してから再び変動した
ものと判別し、ステップ３１６にてＡＬＡＲＭＬＥＤを
点灯し、ステップ３１７にでエラーコード５１３Ｎを表
示する。以上述べたフローにおいてエラーコードを表示
するにいたった場合は全てステップ３２０に進み、リレ
ー２０を開路してモータへの電源供給を断ち、ステップ
３２１にてエラーフラグＦＥＲＲＯＲをセットする。さ
らにステップ３２２にてレディフラグＦＲＥＡＤＹをリ
セットし、ＲＥＡＤＹ　ＬＥＤを消灯して、第４図に示
す主制御ルーチンに戻シ、モータを停止するものである
。

以上述べた如く本発明によれば回転円板上に多数のスリ
ットを設けてもスリットの分割誤差による影響を全く受
けずに回転制御できるものでちゃ、しかもモータ１回転
当りスリットの数だけ速度変動の修正制御がなされるの
で回転ジッタを極力小さくすることが可能である。さら
にモータの起動時にモータの回転ジッタが最小となるよ
うなルーズゲインの選定を自動的に行なうので、モータ
の特性や駆動回路にバラジキがあっても、さらにはモー
タの特性が経年変化しても常に最適のゲインが選定され
、回転ジッタは最小におさえられるものである。またこ
の回転ジッタの大きさを数値表示することもできるので
モータの回転状態を容易にモニタすることが出来、この
ことはモータの特性評価にも役立つ。他にもモータの回
転状態をモニタする機能が設けられている、これらはモ
ータの起動時にモータが所定回転域に達した事を示すレ
ディ信号１回転ジッタが所定値を越えたことを示すアラ
ーム信号、モータが異常高速回転したことを示すアラー
ム信号、モータが異常低速回転したことを示すアラーム
信号、モータの定常回転時にモータに流れる電流が所定
値からはずれたことを示すアラーム信号であシ、特にア
ラーム信号を検出するとモータの電源を自動的にしゃ断
して危険を防止する機能が設けられている。このことは
モータのベアリングや動力負荷機構が経時的に劣化して
も、ある限界までは回転ジッタを最小におさえた状態で
回転制御されるものがその限界を越えた時点で、回転異
常が検出され、モータ電源がしゃ断されて事故やモータ
の焼き付きが未然に防かれるという効果を有する。また
ある信号によル故意にモータの速度変動が起こせるので
、回転変動の振幅と周波数とを適宜選定して任意の回転
ジッタを発生することもできる。このことは例えばレー
ザビームグリンタの光乏査に用いられるスキャナモータ
に故意に回転ジッタを発生させて画像に与える影響をシ
ュミレーションする場合にも役立つ。さらには、本発明
にかかわる主要なタイミング信号であるメイマクロック
信号と回転パルス信号が主制御マイクログ四セッサの入
力割込ラインに接続されている事によル、複雑な回路を
使用−せずとも十分なるタイミング処理の精度が得られ
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はスリット円板とパルス波形との関係を示す説明
図、 第１図（ａ）はスリット１個の場合のパルス波形図、第
１図（ｂ）はスリット８個の場合のパルス波形図、第１
図（ｅ）はスリットに分割誤差がある場合のパルス波形
図、 第１図（ｄ）はスリットに極端な分割誤差がある場合の
パルス波形図、 第２図は本発明にかかわるモータの回転制御原理を説明
するための説明図。 第３図は本発明の一実施例を示すブロック図、第４図は
回転制御装置の主制御ルーチンを示すフローチャート、 第５図はタイマクロックのインタラブト処理ルーチンを
示すフローチャート、 第６図は回転パルスのインタラブト処理ルーチンを示す
フローチャート。 第７図は利得制御ルーチンを示すフローチャ−第８図は
出力処理ルーチンを示すフローチャート、 第９図は回転判別ルーチンを示すフローチャートである
。 ｘ−ｃｐｕ、２−ＲＯＭ、３−ＲＡＭ、ｓ　〜１１・・
・ペリフエラルインタフエースアタプタ、２９・−コン
トロール機！、１２・・・モード設定ディラグスイッチ
、１３・・・回転数指定ディラグスイッチ、１６・・・
セグメント表示ＬＥＤ、１７．１８・・・表示ＬＥＤ、
１９・・−ＤＣ電源、２０・・・リレー、２１・・・モ
ータ駆動回路、１５・・・ＤＡ変換器、２２・・・電流
検出回路、１４・・・ＡＤ変換器、２４・・・スリット
円板、２５・・・スリット、２６・・・フォトインタラ
ゲタ、２７・・・波形整形回路、２８・・・タイマクロ
ック発振器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）モータ１回転当ルＮ個の回転パルスを発生す、ｂ
   パルスジェネレータを有し、該Ｎ個のパルスのうちある
   パルスをパルス１と称し、続いて発生順にパルス２．パ
   ルス３．〜パルスＮと称する時、前記モータの回転に伴
   いパルス１〜パルス１．パルス２〜パルス２．・・・パ
   ルスＮ−パルスＮの発生する時間間隔が一定となるよう
   該モータを１回転当シＮ回回転制御することを特徴とす
   るモータの回転制御装置０ （２）マイクロプロセッサを配置し、この入力割込回路
   にタイマ発振器と、パルスジェネレータを接続した構成
   において、前記マイクロプロセッサは該タイマ発振器か
   らの出力パルスに同期して発生した割込みに対し、ＲＡ
   Ｍ上に設けた全てのタイマレジスタｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の
   内容を更新し、またモータの回転に伴い該パルスジェネ
   レータからの出力回転パルスｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に同期し
   て発生した割込みに対しては対応するタイマレジスタｎ
   （ｎ＝＝＝１〜Ｎ）の読み取シ、再起動を行なうことに
   よシパルス１〜パルス１．パルス２〜パルス２．・・・
   パルスＮ−パルスＮの発生スル時間間隔を計測すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のモータ回転
   制御装置。 （８）パルスＩＡ−パルδ１．パルス２Ｎパルス２゜・
   ・・パルスＮ−パルスＮの発生する時間間隔を一定値り
   に保つべく回転制御される時に、あらかしめ該一定値り
   の前後に第１の誤差域−Δｈ８．十Δｈ、とさらにこれ
   よシ大きな第２の誤差域−ΔｈＩＭＡＹ　＋十Δｈｚ　
   ＭＡＸとを設定し。 モータの速度変動が前記第１の誤差域内にある時は誤差
   の絶対値に比例した大きさの電流又は電圧を前記パルス
   の時間間隔が二定値りに近づく方向に増加又は減少して
   モータに供給し、またモータの速度変動が前記第１の誤
   差域を越えかつ第２の誤差域内にある時は、あらかじめ
   定められた一定の電流又は電圧値でモータを駆動し、前
   記パルスの時間間隔が一定値りに近づく方向に急加速あ
   るいは急減速することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のモータ回転制御装置。 （４）モータの回転に伴い、パルス１〜パルス１゜パル
   ス２〜パルス２．用パルスＮ〜パルスＮの発生する時間
   間隔を計測する時に該パルスの時間間隔のいずれかが第
   １の誤差域−内に達した時、あるいはその時点から所定
   時間の間該箱１の誤差域内にあることを満足した時にモ
   ータが所定回転域に達したことを示すレディ信号を出力
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のモ
   ータ回転制御装置。 （５）モータが所定回転域に達した後、パルスの晩生す
   る時間間隔のいずれかが第２の誤差域内からはずれた時
   、あるいはその時点から所定時間の間該箱２の誤差域外
   にあることを満足した時にモータの回転異常を示すアラ
   ーム信号を出力することを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載のモータ回転制御装置。 （６）モータが所定回転域に達した後、第１の誤差域内
   にあるモータの速度変動に対してモータの駆動回路に出
   力する制御値が、前記第１の誤差域内の誤差値と１次関
   数の関係にあることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   に記載のモータ回転制御装置。 （γン　あらかじめ設定した第１のループゲインで回転
   制御する時に、あるパルスの発生する時間間隔と一定値
   との差の絶対値を第１の誤差として記憶し、しかる後に
   制御系のループゲインを所定値だけ増加及び減少させて
   回転制御し、前記と同一の方法で得られたＭ２及び第３
   の誤差のうち、いずれかが前記第１〜第３の誤差中で最
   小なる時は、該最小誤差に対応するループゲインで前記
   第１のルーズゲインをおきかえて再び上記の過程を繰ル
   返し、前記第１の誤差が最小となる時に対応する第１の
   ルーズゲインを最適とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項に記載のモータ回転制御装置。 （８）最適ループゲインが設定されたことによりループ
   ゲイン設定終了信号を出力することを特徴とする特許請
   求の範囲第７項に記載のモータ回転制御装置。 （９）モーｐの回転に伴いパルス１〜パルス２゜パルス
   ２〜パルス３．…パルス１〜パルスｌの発生する時間間
   隔を計測し、該時間間隔があらかじめ設定された値を越
   えた時にモータの異常回転を示すアラーム信号を出力す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のモー
   タ回転制御装置。 α呻　モータが所定回転速度にて回転している時の定常
   駆動電流をＩｍとする時、あらかじめ該定常電流値の上
   下に所定の誤差域＋Δ１ｍ、。 −ΔＩｍ２を設定し、モータが所定回転速度に達して後
   モータの駆動電流が該誤差域内からはずれた時これを検
   出してモータの回転異常を示すアラーム信号を出力する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のモータ
   回転制御装置。 （ロ）　モー！の回転異常を示すアラーム信号を受信し
   てモータへの電源供給を断つ事を特徴とする特許請求の
   範囲第５項または第９項または第１θ項に記載のモータ
   回転制御装置。 （２）　あるパルスの発生する時間間隔と、一定値との
   差を形成し、得られた誤差値を表示器に数値表示する手
   段を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のモータ回転制御装置。 ０呻　モータ１回転当ＤＮ回の回転パルスを発生するパ
   ルスジェネレータを有し、該Ｎ個のパルスのうちあるパ
   ルスをパルス１と称し、続イテ発生順にパルス２．パル
   ス３．〜パルスＮと称する時、前記モータの回転に伴い
   パルス１〜パルス１．パルス２〜パルス２．・・・パル
   スＮ−パルスＮの発生する時間間隔が経時的に変化する
   値に追従するように該モータを１回転当シＮ回、回転（
   追従）制御することを特徴とするモータの回転制御装置
   。