专利名称：马达控制装置、马达控制方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制马达的马达控制装置，还涉及一种马达控制方法和一种程序，马达用来驱动例如喷墨打印机等成像设备的滑架。
背景技术：
在相关技术中，喷墨打印机具有能够沿着引导轴往复移动从而安装记录头的滑架。利用直流(DC)马达等马达驱动滑架。
DC马达具有结构上的问题，即在马达轴转动的过程中，即使输入电流值或电压值是恒定的，转矩仍然不均匀，并且由此转矩出现周期变化，这就是所谓的顿转周期。所以DC马达的转速也出现周期脉动。从而DC马达驱动的滑架驱动速度也出现周期脉动。
当滑架驱动速度的脉动造成驱动速度变大时，从记录头喷射到记录介质上的墨就具有较大的间隔，这样就造成在相应的部分中颜色较淡。反之，当滑架驱动速度变小时，从记录头喷射到记录介质上的墨就具有较小的间隔，这样就造成在相应的部分中颜色较深。
因此，对于那些要用相同浓度的颜色进行记录的区域来讲，如果滑架的驱动速度出现脉动，就会交替出现颜色较深的区域和颜色较淡的区域，这就导致出现条带形状。
因此已经提出了一种通过将DC马达的驱动信号和周期信号彼此叠加来减少滑架驱动速度的脉动的方法，该周期信号具有与顿转周期相同的周期，但是具有与顿转周期的相位相反的相位(见JP-A-11-18475)。例如，当顿转周期使得DC马达的转矩增加时，叠加的周期信号使得驱动信号的输出减小，从而抑制滑架的驱动速度。反之，当DC马达的转矩降低时，叠加的周期信号使得驱动信号的输出增加，从而增加滑架的驱动速度。这样滑架的驱动速度就变得恒定了。
发明内容
但是，在叠加周期信号的方法中，周期信号占驱动信号整体输出的比例过大。
例如，在滑架驱动范围的端部附近，为了降低滑架速度，DC马达的驱动信号值降低。但是如果周期信号叠加在较低的驱动信号上，就增加了周期信号占驱动信号整体输出的比例，这样整体而言驱动信号就出现很大的脉动。在这种情况下，对滑架的驱动变得不稳定并且由此不能执行正确的控制。
本发明考虑了上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种马达控制装置，它能够排除马达转矩周期变化的影响，从而不会使得对马达所驱动的驱动目标的操作不稳定，同时还提供了一种马达控制方法和一种程序。
(1)根据本发明的第一个方面，一种马达控制装置包括操作量设置单元，该操作量设置单元根据预定的驱动信号设置用于驱动驱动目标的马达的操作量；和控制单元，该控制单元产生驱动信号。在这种情况下，控制单元包括初始驱动信号产生部分，该初始驱动信号产生部分构造成根据驱动目标的位置和速度中的至少一个量产生初始驱动信号使得驱动目标的速度遵循外部速度命令；周期信号产生部分，该周期信号产生部分构造成产生周期与马达的马达速度对应的周期信号，和驱动信号产生部分，该驱动信号产生部分构造成通过把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号来产生驱动信号。优选马达速度与马达的马达轴的角速度对应。
根据这种结构，通过乘以周期与马达的马达轴的角速度对应的周期信号来产生驱动信号。因此能够抵消马达转矩中的周期变化。
也就是说，通过乘以周期信号或除以周期信号，当马达转矩周期性地增加时减小驱动信号的值，而当马达转矩周期性地减小时增加驱动信号的值。如果执行了这样的操作，就使得马达的转动数恒定而不受转矩变化的影响。结果能够使得马达驱动的驱动体速度也恒定而不受马达转矩变化的影响。
另外，根据上述的结构，通过把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号产生驱动信号，因此当初始驱动信号的值较小时，使得驱动信号中周期信号的振幅也较小。这样就不会出现周期信号占驱动信号整体输出的比例变得过大而对驱动目标的操作变得不稳定的情况。
(2)根据本发明的第二个方面，周期信号产生部分可以设置周期信号的周期使之与马达转矩变化的周期一样。
根据这种结构，周期信号的周期与马达转矩的变化周期一样。因此，当周期信号的相位与转矩变化的相位相反时和当使用乘以周期信号而产生的驱动信号来驱动马达时，就能够抵消马达转矩变化的影响，并且可以使得马达的转动数恒定。另外使得驱动体的速度恒定而不受马达转矩变化的影响。
(3)根据本发明的第三个方面，周期信号产生部分可以设置周期信号的相位使之比转矩变化的相位超前预定时间。
根据这种结构，周期信号的相位比转矩变化的相位超前预定时间。因此，即使马达受到操作量的影响而出现延迟时，仍然能够产生具有与转矩变化的周期相位相反的相位的操作量。
也就是说，当周期信号的相位比与转矩变化的相位相反的相位超前预定时间时，能够抵消操作量的传递延迟。因此，要通过相乘得到驱动信号的周期信号的相位与转矩变化的周期相位相反。
这样就能够抵消马达转矩变化的影响，能够使得马达转动数恒定，并且能够使得驱动体的速度恒定而不受马达转矩变化的影响。
(4)根据本发明的第四个方面，周期信号产生部分可以用抵消转矩变化造成的驱动目标的速度变化的时刻来设置周期信号的相位。
根据这种结构，用抵消转矩变化造成的驱动目标的速度变化的时刻来设置周期信号的相位。所以能够抵消马达转矩变化的影响，并且使得马达的转动数恒定，而且能够使得驱动目标的速度也恒定而不受马达转矩变化的影响。
(5)根据本发明的第五个方面，周期信号产生部分可以设置周期信号的振幅使得马达转矩的周期变化所造成的马达转动数的变化最小化。
根据这种结构，设置周期信号的振幅使得马达转矩的周期变化所造成的马达转动数的变化最小化。所以能够进一步减小转矩变化对马达转动数的影响。
(6)根据本发明的第六个方面，初始驱动信号产生部分可以产生初始驱动信号使得在预定的恒速期间内驱动目标的速度变得近似恒定，并且周期信号产生部分可以设置周期信号的振幅使得在恒速期间内马达转矩变化所造成的马达转动数的变化最小化。
根据这种结构，设置周期信号的振幅使得在恒速期间内马达转矩变化所造成的马达转动数的变化最小化。所以能够进一步减小转矩变化在恒速期间内对马达转动数的影响。这样能够进一步减小在恒速期间内驱动体的速度变化。
(7)根据本发明的第七个方面，周期信号产生部分可以每当经过预定时间就产生周期信号。
根据这种结构，每当经过预定时间就产生周期信号，因此能够根据该时刻驱动目标的状态精确产生周期信号。因此能够进一步减小马达转矩变化的影响。这样能够控制马达的转动数和驱动目标的驱动速度使它们恒定。
(8)根据本发明的第八个方面，一种成像设备包括在往复移动的同时在介质上形成图像的成像单元、驱动作为驱动目标的成像单元的马达、和根据本发明第一个到第七个方面的控制马达的马达控制装置。
根据这种结构，由于能够抵消马达转矩变化的影响并且能够控制马达的转动数使其恒定，因此能够控制马达驱动的成像单元(如安装在喷墨打印机的滑架上的喷墨头)的速度使其恒定。这样能够使得在介质上所形成的每单位长度的像素数恒定，并且在图像中不会出现周期性的颜色偏差等现象。
另外，根据上述的结构，通过把初始驱动信号和周期信号相乘产生驱动信号。因此，当成像单元的速度减小时，即当初始驱动信号的值较小时，使得驱动信号中周期信号所引起的振幅也较小。因此就不会出现周期信号占驱动信号整体输出的比例变得过大而对作为驱动目标的成像单元的操作变得不稳定的情况。
(9)根据本发明的第九个方面，提供一种程序，它使得计算机起到在第一个方面中描述的控制单元的作用。
根据本发明第九个方面的程序，计算机起到在本发明的上述第一个方面中描述的控制单元的作用。
(10)根据本发明的第十个方面，提供一种控制驱动驱动目标的马达的马达控制方法。该马达控制方法包括根据驱动目标的位置和速度中的至少一个量产生初始驱动信号使得驱动目标的速度遵循外部速度命令；产生周期与马达的马达轴的角速度对应的周期信号；把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号以产生驱动信号；和根据驱动信号设置马达的操作量。
根据这种结构，通过乘以周期与马达的马达轴的角速度对应的周期信号来产生驱动信号。因此能够抵消马达转矩中的周期变化。
也就是说，通过乘以周期信号或除以周期信号，当马达转矩周期性地增加时减小驱动信号的值，而当马达转矩周期性地减小时增加驱动信号的值。因此使得马达的转动数恒定而不受转矩变化的影响。结果能够使得马达驱动的驱动体速度也恒定而不受马达转矩变化的影响。
另外，根据上述的结构，通过把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号产生驱动信号，因此当初始驱动信号的值较小时，使得驱动信号中周期信号的振幅也较小。这样就不会出现周期信号占驱动信号整体输出的比例变得过大而对驱动目标的操作变得不稳定的情况。
(11)根据本发明的第十一个方面，周期信号可以具有与马达转矩变化一样的周期。
根据这种结构，周期信号的周期与马达转矩的变化周期一样。因此，当周期信号的相位与转矩变化的相位相反时和当使用乘以周期信号而产生的驱动信号来驱动马达时，就能够抵消马达转矩变化的影响，并且能够使得马达的转动数恒定。另外使得驱动体的速度恒定而不受马达转矩变化的影响。
(12)根据本发明的第十二个方面，可以设置周期信号的相位使之比转矩变化的相位超前预定时间。
根据这种结构，周期信号的相位比转矩变化的相位超前预定时间。因此，即使马达受到操作量的影响而出现延迟时，仍然能够产生具有与转矩变化的周期相位相反的相位的操作量。
也就是说，当周期信号的相位比与转矩变化的相位相反的相位超前预定时间时，能够抵消操作量的传递延迟。因此，要通过相乘得到驱动信号的周期信号的相位与转矩变化的周期相位相反。
这样就能够抵消马达转矩变化的影响，能够使得马达转动数恒定，并且能够使得驱动体的速度恒定而不受马达转矩变化的影响。
(13)根据本发明的第十三个方面，可以用抵消转矩变化造成的驱动目标的速度变化的时刻来设置周期信号的相位。
根据这种结构，用抵消转矩变化造成的驱动目标的速度变化的时刻来设置周期信号的相位。所以能够抵消马达转矩变化的影响，能够使得马达的转动数恒定，而且能够使得驱动目标的速度也恒定而不受马达转矩变化的影响。
(14)根据本发明的第十四个方面，可以设置周期信号的振幅使得马达转矩的周期变化所造成的马达转动数的变化最小化。
根据这种结构，设置周期信号的振幅使得马达转矩的周期变化所造成的马达转动数的变化最小化。所以能够进一步减小转矩变化对马达转动数的影响。
(15)根据本发明的第十五个方面，可以产生初始驱动信号使得在预定的恒速期间内驱动目标的速度变得近似恒定，并且设置周期信号的振幅使得在恒速期间内马达转矩变化所造成的马达转动数的变化最小化。
根据这种结构，设置周期信号的振幅使得在恒速期间内马达转矩变化所造成的马达转动数的变化最小化。所以能够进一步减小转矩变化在恒速期间内对马达转动数的影响。这样能够进一步减小在恒速期间内驱动体的速度变化。
(16)根据本发明的第十六个方面，可以每当经过预定时间就产生周期信号。
根据这种结构，每当经过预定时间就产生周期信号，因此能够根据该时刻驱动目标的状态精确产生周期信号。因此能够进一步减小马达转矩变化的影响。这样能够控制马达的转动数和驱动目标的驱动速度使它们恒定。
参考附图可以更容易地描述本发明，在附图中图1示出了喷墨打印机中记录机构的示意性结构。
图2的结构图示出了马达控制装置的结构。
图3的流程图示出了CPU和ASIC控制马达的过程。
图4的流程图示出了CPU和ASIC产生方波脉冲f的过程。
图5示出了产生方波脉冲f的方法。
图6A示出了滑架位置和滑架102的驱动速度之间的关系，图6B示出了滑架位置与初始驱动信号u和驱动信号u′之间的关系。
图7A示出了一个实施例的一个方面，其中滑架驱动速度随着时间变化，图7B示出了对图7A执行快速傅立叶变换的结果。
图8示出了比较例子1的一个方面，其中滑架驱动速度随着时间变化。
图9A示出了比较例子1的一个方面，其中滑架驱动速度随着时间变化，图9B示出了对图9A执行快速傅立叶变换的结果。
图10示出了该实施例中的初始驱动信号u和驱动信号u′。
图11示出了在比较例子2中的初始驱动信号u和驱动信号u′。
图12的流程图示出了CPU和ASIC产生方波脉冲f的另一种过程。
具体实施例方式
下面描述根据本发明的马达控制装置和马达控制方法的实施例。
a)首先参考图1描述使用根据本发明的马达控制装置的喷墨打印机(一种成像设备)的结构。
图1示出了喷墨打印机中记录机构的示意性结构。喷墨打印机的记录机构100包括引导轴101、能够沿着引导轴101往复移动的滑架(驱动目标)102、安装在滑架102上的记录头103、把来自马达110的驱动动力传递给滑架102的皮带104、和探测滑架102行程距离和位置的编码器105。
当特定用途集成电路(ASIC)(控制单元)111根据来自中央处理单元(CPU)(控制单元)112的各种指令输出驱动信号时，马达(C马达)110转动，从而驱动与引导轴101平行布置的环形皮带104。当驱动动力传递到滑架102上时，滑架102和记录头103沿着引导轴101往复移动。滑架102具有安装在其上的多种颜色的墨容器(未示出)。墨容器中所含有的各种颜色的墨从记录头103的喷嘴单元107喷射到记录纸张α上。
编码器105可以是公知的直线编码器，当滑架102行进时，编码器105输出具有不同相位的两种脉冲信号。尽管在图中没有示出，但是沿着引导轴101布置着编码器带，在该编码器带中以预定的间隔形成了多个狭缝。另外，当滑架102行进时，两种脉冲信号输入给ASIC 111，在进行马达110的控制时，它们分别用作位置和速度信息。
记录机构100进一步包括帽装置106，该帽装置106覆盖记录头103的所有喷嘴单元107并且执行覆盖操作以防止墨变干。帽装置106包括形成在记录区域(恒速期间)外部的等待区域中的斜面123，该斜面朝向外侧(右侧)向上倾斜，在记录区域中对记录纸张α执行记录(打印)，帽装置106还包括能够在斜面123上移动的帽121和把帽121从斜面123上向下拉的弹簧122。
另一方面，滑架102包括未示出的钩件。如果滑架102在等待区域中在箭头A的方向上行进，则钩件与帽121接合。另外，如果滑架102向右端移动，则随着滑架102的移动沿着斜面123向右侧拉钩件，并且帽121逐渐覆盖住喷嘴单元107。如果滑架102的右端到达原始位置，帽121就把喷嘴单元107完全覆盖住。
b)下面参考图2的结构图描述设在喷墨打印机中的马达控制装置200的结构。
马达控制装置200的作用是控制驱动喷墨打印机的滑架102的马达110。
马达控制装置200包括控制喷墨打印机整体操作的CPU112、记录了用于执行下述过程的程序的ROM113、记录了各种数据的RAM114、产生用于控制马达110转速或转动方向的脉宽调制(PWM)信号的ASIC111、和根据ASIC111产生的PWM信号驱动马达110的马达驱动器3。ROM113包括存储了周期信号波形的查询表(LUT)113a，这些周期信号波形用来抵消马达转动时的周期变化。
ASIC111包括存储了用来控制马达110的各种参数的寄存器组5。寄存器组5具有用于启动马达110的启动设置寄存器5a、设置马达110目标停止位置的目标停止位置寄存器5b、设置马达110目标驱动速度的目标驱动速度寄存器5c、在从减速位置减速时计算目标速度值时保持构成算术方程的参数值的位置控制寄存器5d、在加速时计算理想速度轨迹的操作量时保持构成算术方程的参数值的速度I-P控制增益寄存器5e、在目标速度处计算稳定操作的操作量时保持构成算术方程的参数值的鲁棒控制系数寄存器5f、和设置减速操作开始位置、减速时最终目标速度以及为实现目标速度的减速结束位置值的预定减速值寄存器5g。
编码器边沿探测部分7从编码器105接收脉冲信号，探测脉冲信号边沿(如上升边沿和下降边沿中的一个或两个边沿等)，并且输出编码器边沿探测信号。位置计数器9对探测到的边沿计数从而探测滑架102的位置。
速度计算部分11根据编码器边沿探测部分7的探测结果计算并且输出滑架102的驱动速度。
反馈计算部分13根据滑架102的位置、滑架102的速度以及存储在寄存器组5中的各种参数通过执行公知的位置反馈操作和速度反馈操作产生初始驱动信号u，其中位置计数器9探测滑架102的位置，速度计算部分11探测滑架102的速度。
脉冲乘法部分15通过把反馈计算部分13产生的初始驱动信号u和方波脉冲产生部分17产生的方波脉冲(周期信号)f相乘产生驱动信号u′。
另外，下面详细描述反馈计算部分13、脉冲乘法部分15和方波脉冲产生部分17执行的过程。
PMW产生部分(操作量设置单元)19根据驱动信号u′产生PWM信号(操作量)并且把产生的PWM信号输出给马达驱动器3。然后，马达驱动器3驱动马达110，并且用与设置的PWM值对应的理想驱动动力驱动马达110。
c)下面参考图3的流程图描述CPU112和ASIC111控制马达110的过程。另外，每当经过了预定时间时，就能够反复执行图3中示出的过程。
在步骤100，ASIC111的反馈计算部分13根据滑架102的当前位置和在目标停止位置寄存器5b中设置的目标停止位置执行位置控制操作。具体地说，在滑架102在图1的箭头A方向上移动的情况下，反馈计算部分13探测滑架102的当前位置是否在记录区域右端的右侧。另一方面，在滑架102在与箭头A相反的方向上行进的情况下，反馈计算部分13探测滑架102的当前位置是否在记录区域左端的左侧。
在步骤110，ASIC111的反馈计算部分13根据滑架102的当前速度、在目标返回速度寄存器5c中设置的目标返回速度(来自外部的速度命令)和步骤100中的操作结果执行速度控制操作。具体地说，反馈计算部分13计算当前速度和目标输送速度之差，并且产生初始驱动信号u的值使得该速度差减小。例如，如果当前滑架102的速度小于目标输送速度，反馈计算部分13增加初始驱动信号u。另一方面，如果当前滑架102的速度大于目标返回速度，反馈计算部分13减小初始驱动信号u。
在步骤100中，当滑架102的位置在记录区域之中时(见图1)，目标输送速度可以是恒定的记录速度。另外，当滑架102的位置经过记录区域时，目标输送速度可以是比沿着滑架102位置的预定记录速度慢的速度。
在步骤120中，ASIC111的脉冲乘法部分15通过把初始驱动信号u和方波脉冲产生部分17产生的方波脉冲f相乘产生驱动信号u′。
在步骤130中，ASIC111的PWM产生部分19根据驱动信号u′产生PWM信号。
在步骤140中，马达驱动器3根据PWM信号驱动马达110。
d)下面参考图4的流程图描述CPU112和ASIC111产生方波脉冲f的过程。另外，每当经过了预定时间时，就能够反复执行图4中示出的过程。
在步骤200中，方波脉冲产生部分17根据下面的公式计算R。
R＝[(x-n)/(p/2)]的整数部分其中x、p和n可以定义如下。
x滑架102的当前位置，它由位置计数器9探测。
p马达110的顿转周期(转矩周期变化的周期)。
n为最小化顿转周期对滑架102速度的影响而设置的常数并且它的值小于p。
具体地说，设置n从而使得方波脉冲的相位成为比与马达110的转矩变化相位相反的相位超前预定时间的相位。如果方波脉冲的相位比与转矩变化相位相反的相位超前预定时间，那么即使在所产生的方波脉冲的相位和要通过相乘得到驱动信号u′的方波脉冲的相位中出现了延迟，该延迟也和预定时间抵消。这样，要通过相乘得到驱动信号u′的方波脉冲的相位与马达110的转矩变化周期的相位相反。
另外，如果在所产生的方波脉冲的相位和要通过相乘得到驱动信号u′的方波脉冲的相位中的延迟小到可以忽略，则可以设置n的值使得方波脉冲的相位与马达110的转矩变化周期的相位相反。
在步骤210中，判断在步骤200中计算出来的值是否是偶数。
如果判断出该值是偶数，过程前进到步骤220。如果判断出该值是奇数，过程前进到步骤230。
在步骤220中，把f＝1+k的结果设置为该时刻方波脉冲f的输出值。另外，在步骤230中，把f＝1-k的结果设置为此时刻方波脉冲f的输出值。
在这种情况下，k是方波脉冲f振幅的一半。设置k以使在使用方波脉冲f产生驱动信号u并且驱动马达110时记录区域中马达110的转矩变化造成的马达110转动数的变化(即滑架102驱动速度的变化)最小化。
在步骤240中，ASIC111的脉冲乘法部分15通过把初始驱动信号u和方波脉冲产生部分17产生的方波脉冲f相乘产生驱动信号u′。下面参考图5描述在图4的过程中产生的方波脉冲f。在图5中还示出了马达110的转矩周期变化(顿转周期)。
当滑架102的当前位置x位于从常数n(它用来产生方波脉冲f)到n+p/2的范围内时，在图4的步骤200中计算出来的R是偶数，因此在步骤220中方波脉冲f的值是1+k。
随后，在从n+p/2到n+3p/2的范围内，在图4步骤200中计算出来的R是奇数，因此在步骤230中方波脉冲f的值是1-k。每当当前位置x增加了p时，方波脉冲f的值都以相同的方式在1+k和1-k之间交替变化。这样产生的方波脉冲f与顿转周期具有相同的频率并且其相位比与顿转周期相反的相位超前预定时间。
e)下面描述根据本发明的喷墨打印机具有的优点。
i)图6A示出了在本实施例中滑架102的位置和滑架102的驱动速度之间的关系。如图6A所示，当驱动滑架102时，在本实施例的喷墨打印机中基本不出现马达110的顿转周期造成的滑架102的驱动速度脉动。
如图6B所示，该优点是通过使用乘以方波脉冲f产生的驱动信号u′来驱动马达110得到的。
也就是说，如图5所示，在马达110的转矩随着顿转周期减少时，驱动信号u′的输出减小并且通过乘以方波脉冲f的输出1-k抑制马达110转动数(即滑架102的驱动速度)的增加。另一方面，当马达110的转矩随着顿转周期减少时，驱动信号u′的输出增加并且通过乘以方波脉冲f的输出1+k抑制马达110转动数(即滑架102的驱动速度)的减小。这样滑架102的驱动速度就基本不受马达102的顿转周期影响。
图7A示出了滑架102的驱动速度随时间变化的方面。另外图7B示出了对图7A进行快速傅立叶变换(FFT)的结果。马达110的顿转周期是150Hz，但该频率分量在图7B中基本不出现。因此在本实施例中，可以看到滑架102的驱动速度基本不受马达110的顿转周期影响。
作为比较例子1，执行一种控制马达110的方法，该方法不乘以方波脉冲f。也就是说，通过把图2的反馈计算部分13中产生的初始驱动信号u不乘以方波脉冲f而传送给PWM产生部分19来产生PWM信号。
图8中示出了在这种情况下滑架102的驱动速度随时间变化的方面。参考图8，可以清晰地看出在滑架102的驱动速度中出现了很大的周期脉动。这种脉动是马达110的顿转周期所造成的变化。
图9A示出了比较例子1中滑架102的驱动速度随时间变化的方面。另外图9B示出了对图9A进行FFT操作的结果。马达110的顿转周期是150Hz，但是该频率分量非常明显地出现在图9B中。通过参考这些图，能够看出在比较例子1中滑架102的驱动速度受到马达110顿转周期非常大的影响。
ii)在本实施例中，通过把初始驱动信号u和方波脉冲f相乘来产生驱动信号u′。当初始驱动信号u较小时，在驱动信号u′中方波脉冲f引起的振幅也较小。因此就不会出现方波脉冲f占驱动信号u′整体输出的比例过大而使得对滑架102的操作变得不稳定的情况。
图10示出了在本实施例中滑架102的位置与初始驱动信号u和驱动信号u′之间的关系。在图10中，右侧的区域是滑架102减速的区域。在该区域中初始驱动信号u逐渐减小。即使在初始驱动信号u减小的区域中，通过乘以方波脉冲f而得到的驱动信号u′中也基本不出现信号强度的周期变化。因此就不会出现对滑架102的操作变得不稳定的情况。
(比较例子2)作为比较例子2，执行这样一种方法，其中初始驱动信号u和方波脉冲f通过相加彼此叠加在一起产生驱动信号u′。也就是说，提供脉冲叠加部分来取代图2的脉冲乘法部分15。因此初始驱动信号u和方波脉冲f彼此叠加来产生驱动信号u′。
图11示出了在比较例子2中滑架102的位置与初始驱动信号u和驱动信号u′之间的关系。在图11中，由于右侧的区域是滑架102减速的区域，所以初始驱动信号u逐渐减小。在初始驱动信号u减小的区域中叠加了方波脉冲f，并且即使初始驱动信号u的值减小，该方波脉冲f的量也与初始驱动信号的值增加时的量一样。因此在驱动信号u′中很明显地出现了信号强度的周期变化，这就使得对滑架102的操作变得不稳定。
也就是说，在比较例子2中，在驱动信号u′的绝对值较小的区域中，方波脉冲f造成的周期分量占整个驱动信号u′的比例增加了。在该区域中滑架102驱动速度的变化增加，这导致操作不稳定。
iii)在本实施例中，方波脉冲f用作与初始驱动信号u相乘的信号。由于能够很容易产生方波脉冲f，所以能够简化ASIC111的结构。
iv)在本实施例中，由于每当经过预定时间就产生方波脉冲f，所以能够根据该时刻滑架102的位置和速度精确产生方波脉冲f。因此能够进一步减小马达110的转矩变化的影响，并且能够控制马达110的转动数使之恒定。
另外，本发明不限于该实施例，而是能够在不偏离本发明的范围内进行各种改进。
例如，要与初始驱动信号u相乘的周期信号波形不限于方波脉冲，而是可以包括其它的周期波形。例如，波形可以包括三角形波、正弦波等。由于三角形波与顿转周期的波形类似，所以能够更有效地抵消顿转周期。
另外，例如可以事先把脉冲产生部分产生的同步信号存储在ROM113中的LUT113a中。在这种情况下，可以从LUT113a中读出同步信号，而LUT113a中则存储了一个周期的信号数据。
在该实施例中，脉冲乘法部分15通过把反馈计算部分13产生的初始驱动信号u和方波脉冲产生部分17产生的方波脉冲(周期信号)f相乘产生驱动信号u′。但是，脉冲乘法部分15可以通过用初始驱动信号u除以方波脉冲(周期信号)f产生驱动信号u′。将参考图12的流程图描述CPU112和ASIC111通过用初始驱动信号u除以方波脉冲产生驱动信号u′的过程。每当经过了预定时间时，就可以反复执行图12中示出的过程。注意与图4中所用相同的步骤数字和相同的符号表示相同的过程和相同的变量，而且这里将略去对其的重复描述。图12所示过程的不同在于步骤320、330和340与图4所示过程不同。在步骤210中，判断在步骤200中计算出来的值是否是偶数。
如果判断出该值是偶数，过程前进到步骤320。如果判断出该值是奇数，过程前进到步骤330。
在步骤320中，把f＝1-k的结果设置为该时刻方波脉冲f的输出值。另外，在步骤330中，把f＝1+k的结果设置为该时刻方波脉冲f的输出值。
在步骤340中，ASIC111的脉冲乘法部分15通过用初始驱动信号u除以方波脉冲产生部分17产生的方波脉冲f产生驱动信号u′。
尽管已经结合上面描述的具体实施例描述了本发明，对于本领域技术人员来讲，在给出本披露后，许多等效的可供选择方法、改进和各种变化就变得很明显。因此如上所述本发明的示范性实施例是说明性的而不是限制性的。无需偏离本发明的精神和范围就可以对描述的
权利要求
1.一种马达控制装置，包括操作量设置单元，该操作量设置单元根据预定的驱动信号设置用于驱动驱动目标的马达的操作量；和控制单元，该控制单元产生驱动信号，其中控制单元包括初始驱动信号产生部分，该初始驱动信号产生部分构造成根据驱动目标的位置和速度中的至少一个量产生初始驱动信号使得驱动目标的速度遵循外部速度命令，周期信号产生部分，该周期信号产生部分构造成产生周期与马达的马达速度对应的周期信号，和驱动信号产生部分，该驱动信号产生部分构造成通过把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号来产生驱动信号。
2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中马达速度与马达的马达轴的角速度对应。
3.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中周期信号产生部分设置周期信号的周期使之与马达转矩变化的周期一样。
4.根据权利要求3所述的马达控制装置，其中周期信号产生部分设置周期信号的相位使之比转矩变化的相位超前预定时间。
5.根据权利要求3所述的马达控制装置，其中周期信号产生部分用抵消转矩变化造成的驱动目标的速度变化的时刻来设置周期信号的相位。
6.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中周期信号产生部分设置周期信号的振幅使得马达转矩的周期变化所造成的马达转动数的变化最小化。
7.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中初始驱动信号产生部分产生初始驱动信号使得在预定的恒速期间内驱动目标的速度变得近似恒定；并且周期信号产生部分设置周期信号的振幅使得在恒速期间内马达转矩变化所造成的马达转动数的变化最小化。
8.根据权利要求1所述的马达控制装置，其中周期信号产生部分每当经过预定时间就产生周期信号。
9.一种成像设备，包括成像单元，该成像单元在往复移动的同时在介质上形成图像；马达，该马达驱动作为驱动目标的成像单元；和马达控制装置，该马达控制装置包括操作量设置单元，该操作量设置单元根据预定的驱动信号设置马达的操作量；和控制单元，该控制单元产生驱动信号；其中控制单元包括初始驱动信号产生部分，该初始驱动信号产生部分构造成根据驱动目标的位置和速度中的至少一个量产生初始驱动信号使得驱动目标的速度遵循外部速度命令，周期信号产生部分，该周期信号产生部分构造成产生周期与马达的马达速度对应的周期信号，和驱动信号产生部分，该驱动信号产生部分构造成通过把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号来产生驱动信号。
10.根据权利要求9所述的成像设备，其中马达速度与马达的马达轴的角速度对应。
11.根据权利要求9所述的成像设备，其中周期信号产生部分设置周期信号的周期使之与马达转矩变化的周期一样。
12.根据权利要求11所述的成像设备，其中周期信号产生部分设置周期信号的相位使之比转矩变化的相位超前预定时间。
13.根据权利要求11所述的成像设备，其中周期信号产生部分用抵消转矩变化造成的驱动目标的速度变化的时刻来设置周期信号的相位。
14.根据权利要求9所述的成像设备，其中周期信号产生部分设置周期信号的振幅使得马达转矩的周期变化所造成的马达转动数的变化最小化。
15.根据权利要求9所述的成像设备，其中初始驱动信号产生部分产生初始驱动信号使得在预定的恒速期间内驱动目标的速度变得近似恒定；并且周期信号产生部分设置周期信号的振幅使得在恒速期间内马达转矩变化所造成的马达转动数的变化最小化。
16.根据权利要求9所述的成像设备，其中周期信号产生部分每当经过预定时间就产生周期信号。
17.一种使得计算机能够控制马达的程序产品，包括使得计算机能够执行预定操作的软件指令；和带有这些软件指令的计算机可读介质；其中预定操作包括产生初始驱动信号使得驱动目标的速度遵循外部速度命令；产生周期与马达的马达轴的角速度对应的周期信号；把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号以产生驱动信号；和根据驱动信号设置马达的操作量。
18.一种控制驱动驱动目标的马达的马达控制方法，该马达控制方法包括根据驱动目标的位置和速度中的至少一个量产生初始驱动信号使得驱动目标的速度遵循外部速度命令；产生周期与马达的马达轴的角速度对应的周期信号；把初始驱动信号和周期信号相乘或用初始驱动信号除以周期信号以产生驱动信号；和根据驱动信号设置马达的操作量。
19.根据权利要求18所述的马达控制方法，其中周期信号具有与马达转矩变化一样的周期。
20.根据权利要求19所述的马达控制方法，其中设置周期信号的相位使之比转矩变化的相位超前预定时间。
21.根据权利要求19所述的马达控制方法，其中将周期信号的相位设置为抵消转矩变化造成的驱动目标的速度变化的时刻。
22.根据权利要求18所述的马达控制方法，其中设置周期信号的振幅使得马达转矩的周期变化所造成的马达转动数的变化最小化。
23.根据权利要求18所述的马达控制方法，其中产生初始驱动信号使得在预定的恒速期间内驱动目标的速度变得近似恒定，并且设置周期信号的振幅使得在恒速期间内马达转矩变化所造成的马达转动数的变化最小化。
24.根据权利要求18所述的马达控制方法，其中每当经过预定时间就产生周期信号。
全文摘要
一种马达控制装置包括操作量设置单元，该操作量设置单元根据预定的驱动信号设置用于驱动驱动目标的马达的操作量；和控制单元，该控制单元产生驱动信号。控制单元根据驱动目标的位置和速度中的至少一个量产生初始驱动信号使得驱动目标的速度遵循外部速度命令，产生周期与马达的马达轴的角速度对应的周期信号，并且通过把初始驱动信号和周期信号相乘产生驱动信号。
文档编号H02P6/08GK1728531SQ20051008758
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月28日 优先权日2004年7月28日
发明者室井一成 申请人:兄弟工业株式会社