(57)【要約】【課題】  サーボ系のＤＣモータドライバ用制御装置について、振幅および周波数が同一で符号が異なる波形を含む入力信号をＰＷＭ変換回路で変換して出力する際に、ＰＷＭ信号のデューティ幅を同一に揃えたものとして、サーボ系ＤＣモータによる位置制御を高精度なものとする。【解決手段】  ＰＷＭ変換回路１０およびその出力側にフィルタ９を具え入力信号Ｖ１をＰＷＭ信号Ｖ５に変換して、モータドライバ２に出力するサーボ系のＤＣモータドライバ用制御装置１であって、ＰＷＭ変換回路１０の入力側に全波整流回路４を配置して入力信号Ｖ１を入力電圧の絶対値として整流した後にＰＷＭ変換回路１０でＰＷＭ信号Ｖ５に変換するものとした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ変換回路およびその出力側にフィルタを具え入力信号をＰＷＭ信号に変換して、ＤＣモータのモータドライバに出力するサーボ系のＤＣモータドライバ用制御装置において、
前記ＰＷＭ変換回路の入力側に全波整流回路が配置され、前記入力信号を入力電圧の絶対値として整流した後に前記ＰＷＭ変換回路でＰＷＭ信号に変換する、
ことを特徴としたＤＣモータドライバ用制御装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ変換回路に可変抵抗器が付設され、前記ＰＷＭ信号の周波数帯が調整可能とされていることを特徴とする請求項１に記載したＤＣモータドライバ用制御装置。
【請求項３】
前記ＰＷＭ信号周波数の調整幅が２００Ｈｚ〜６００ｋＨｚとされている請求項２に記載したＤＣモータドライバ用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された信号をＰＷＭ信号に変換してサーボ系のＤＣモータドライバに出力するＤＣモータドライバ用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットや電子制御スロットルシステムなどモータ駆動による精密な位置決めが求められる分野において、サーボ系モータが広く使用されている。即ち、サーボ系モータは、例えば産業用ロボットでは工具などの位置決めを正確に行うように腕などを駆動させるものであり、電子制御スロットルシステムではエンジン出力制御用のスロットルバルブを正確な開度位置に駆動させるものであり、それぞれ出力軸の回転角をポテンショメータなどの角度センサを用いて検出しながら、モータの回転方向を希望する角度と実際の角度との差をなくす方向に随時正逆切り換えを行って位置決めを行うものとしている。
【０００３】
このようなサーボ系モータを制御する制御装置の出力は、モータドライバへの回転モードの指示とモータへの給電圧を調節するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を用いたＰＷＭ制御を用いるのが一般的である。この制御におけるＰＷＭ信号は例えば特開平５−３０７７３号広報や特開平６−３０５８１号広報に記載されているように、入力信号をＰＷＭ変換回路で変換することで生成させる。このＰＷＭ信号を用いたモータ制御は、周波数を一定にしてＯＮ時間を変更することにより平均出力電圧を可変として速度制御を行うものである。
【０００４】
斯かるＰＷＭ制御によるモータ駆動は、抵抗による電圧制御を伴わないことからエネルギ効率が良好であるとともに、デジタル回路による制御が容易なことが利点であることから、現在ではマイコンによるモータ制御の殆どがＰＷＭ制御となっている。
【０００５】
一方、サーボ系モータの制御においても、近年さらなる高速化および高精度化の要求が高まっており、制御の応答性を良好にするために高いＰＷＭ周波数が求められたり、さらに高精度な位置決め性能が求められたりしている。そのため、特開平１１−２９０５９５号広報などに記載されているように、種々の誤差要因を排除するための技術が多数提示されている。
【０００６】
しかしながら、従来のＤＣドライバ用制御装置では入力信号の振幅および周波数が同じで符号が異なる場合、符号の異なる信号同士はＰＷＭ出力において互いに異なるデューティ幅で出力されるため、モータ駆動のための電圧ＯＮ平均時間に誤差が生じて、サーボ系モータの精度の高い位置制御を実現することが困難となりやすい。
【特許文献１】特開平５−３０７７３号広報
【特許文献２】特開平６−３０５８１号広報
【特許文献３】特開平１０−２９０５９５号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、サーボ系のＤＣモータドライバ用制御装置について、振幅および周波数が同一で符号が異なる入力信号をＰＷＭ変換回路で変換して出力するＰＷＭ信号のデューティ幅を揃え、サーボ系ＤＣモータによる位置制御を高精度なものとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、ＰＷＭ変換回路およびその出力側にフィルタを具え入力信号をＰＷＭ信号に変換して、モータドライバに出力するサーボ系のＤＣモータドライバ用制御装置において、ＰＷＭ変換回路の入力側に全波整流回路が配置されて入力信号を入力電圧の絶対値として整流した後にＰＷＭ変換回路でＰＷＭ信号に変換するものとした。
【０００９】
このように振幅および周波数が同一で符号が異なる入力信号を全波整流してからＰＷＭ信号に変換することにより、符号が異なる入力信号を容易に同じデューティ幅に揃えてモータドライバに出力することができるため、サーボ系ＤＣモータを極めて精密に制御することができる。
【００１０】
また、そのＰＷＭ変換回路に可変抵抗器を付設すれば、ＰＷＭ信号の周波数帯を広範囲で容易に調整することができるようになって、一つのＤＣモータドライバ用制御装置で様々な用途に応じたサーボ系モータの制御を容易に実現することができ、その調整幅を２００Ｈｚ〜６００ｋＨｚとすれば、要求される精度が異なる殆どの用途に対応できるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、サーボ系のＤＣモータドライバ用制御装置において、振幅および周波数が同一で符号が異なる入力信号をＰＷＭ変換回路でＰＷＭ変換してドライバに出力するときにＰＷＭ信号のデューティ幅を同一に揃えることができ、サーボ系ＤＣモータによる位置制御を極めて高精度なものとすることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１は本実施の形態のＤＣモータドライバ用制御装置１およびこれが接続されたモータドライバ２を具えたＤＣモータ３の駆動システムの配置図を示している。
【００１３】
この駆動システムの前段階において算出された指示信号である入力信号Ｖ１は、先ず全波整流回路４に入力される。全波整流回路４は、オペアンプ４１が配置された反転型・半波整流回路部４aと、オペアンプ４２が配置された加算回路４ｂとがＲ／２の抵抗４３を介して接続されてなり、入力信号Ｖ１が反転型・半波整流回路部４ａにより信号Ｖ２に変換され、加算回路４ｂにおいて信号Ｖ１と
信号Ｖ２とを１：２の比率で加算して、これを反転させて信号Ｖ３として出力するものである。これにより、振幅および周波数が同一で符号が異なる波形部分を含む入力信号Ｖ１は、振幅および周波数が同一で符号が同一の波形となる信号に整流される。
【００１４】
そして全波整流回路４からの信号Ｖ３は、出力ゼロ調整・信号比較回路５を経由して信号Ｖ４となってＰＷＭ変換回路１０に入力される。ＰＷＭ変換回路１０は汎用のＩＣ回路であって図に示すような端子を具えており、信号Ｖ４は所定のデューティサイクルにデジタル化された信号Ｖ５に変換され、フィルタ９を経由して信号Ｖ６として出力される。そしてこの信号Ｖ６と正回転コントロール回路７および逆回転コントロール回路８からの信号Ｖ７およびＶ８とが、モータドライバ２に入力され、ＤＣモータ３を駆動させる。
【００１５】
尚、ＰＷＭ変換回路１０に可変抵抗器１１が付設されており、これを操作することでＰＷＭ信号の周波数を２００Ｈｚから６００ｋＨｚの幅で適宜変更できるようになっている。このことにより、このＤＣモータドライバ用制御回路を使用目的に応じた最適の周波数帯に容易に調整できるようになっている。
【００１６】
図２は本実施の形態のＤＣモータドライバ用制御装置について行ったシミュレーションの結果を示している。Ａは入力信号Ｖ１のグラフ、Ｂは全波整流回路４が出力した信号Ｖ３のグラフ、ＣはＰＷＭ変換回路１０が出力した信号Ｖ５のグラフであって、このシミュレーション結果より、振幅および周波数が同一で符号が異なる入力信号Ｖ１から、同じデューティ幅の出力信号Ｖ５を得ることができたことがわかる。
【００１７】
これに対し、従来のＤＣモータドライバ用制御回路について行ったシミュレーションの結果を示す図３のグラフ（Ａは入力信号のグラフ、ＢはＰＷＭ変換回路による出力信号のグラフ）に示すように、振幅および周波数が同一で符号が異なる波形部分を含む正弦波状の入力信号から変換されたＰＷＭ信号は、変換前において符号の異なる信号間で変換後にデューティ幅が異なっており、このＰＷＭ信号をサーボ系のモータ制御に用いた場合、モータの位置決めに誤差が生じてしまうことがわかる。
【００１８】
上述したように、全波整流回路を具えた本発明により振幅および周波数が同一で符号が異なる波形部分を有する入力信号を変換してドライバに出力するＤＣモータドライバ用制御装置において、出力するＰＷＭ信号のデューティ幅を同一に揃えることができるため、変換による誤差を生じることなくサーボ系のＤＣモータの位置制御を高精度なものとすることができる。また、可変抵抗器を設けることによりＰＷＭ信号の周波数帯を容易に変更できるようになり、使用目的に応じて的確なモータ制御を容易に実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態であるモータ駆動システムを示す配置図。
【図２】図１のモータ駆動システムにおける入力信号およびシミュレーションによる信号の波形を示すグラフ。
【図３】従来例における入力信号およびシミュレーション結果による信号の波形を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２０】
１  ＤＣモータドライバ用制御装置、２  モータドライバ、３  ＤＣモータ、４  全波整流回路、５  出力ゼロ調整・信号比較回路、９  フィルタ、１０  ＰＷＭ変換回路、１１  可変抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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