电机控制装置、图像形成装置、电机控制方法和图像形成装置的控制方法_3

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r>[0080] 每次在相互对应的所述第一环形缓冲区824和所述第二环形缓冲区825双方记录 数据时,所述相位误差计算部823计算所述相位误差P肥。
[0081] 更具体地说,每次在第k个(0~15)所述第一环形缓冲区824和所述第二环形缓冲 区825双方记录数据时,所述相位误差计算部823根据下式(1)计算第化+1)个所述相位误差 P肥化+1)。其中,所述相位误差P肥(0)的初始值为0。
[0082] 试1]
[0083] P 肥化+1) =Tref 化)-^!!。化)+P 肥化)...(1)
[0084] 式(1)为对依次记录于相互对应的各个所述第一数据缓冲区8240和各个所述第二 数据缓冲区8250的所述目标周期数据Tref和所述测量周期数据Tenc的差分进行累计的算 式。作为所述差分的累计值的所述相位误差P皿与所述电机40的旋转方向上的测量位置相 对于目标位置的误差(位置误差)相当。所述相位误差P皿与只在低于所述基准脉冲信号Ps 的一个周期的范围内变化的一般的相位差不同,可W在超出所述基准脉冲信号Ps的一个周 期的范围内变化。
[0085] 在由式(1)计算出的所述相位误差P肥化+1)为0的情况下,所述基准脉冲信号Ps的 相位与所述编码器脉冲信号Pe的相位一致。在由式(1)计算出的所述相位误差P皿化+1)的 值为正值的情况下,所述基准脉冲信号Ps的相位相比所述编码器脉冲信号化的相位提前。 在由式(1)计算出的所述相位误差P皿化+1)的值为负值的情况下,所述基准脉冲信号Ps的 相位相比所述编码器脉冲信号化的相位延迟。
[0086] 例如,在所述基准脉冲信号Ps的相位比所述编码器脉冲信号化的相位提前或者两 相位相同的情况下,所述相位误差计算部823在每次从所述测量周期记录部822被通知编号 j时,设k = j来计算第化+1)个所述相位误差P肥化+1)。
[0087] 另一方面,在所述基准脉冲信号Ps的相位比所述编码器脉冲信号化的相位延迟的 情况下,所述相位误差计算部823在每次从所述目标周期记录部821被通知编号i时,设k= i 来计算第(k+1)个所述相位误差P肥(k+1)。
[0088] 此外,所述相位误差计算部823计算所述相位误差P皿的工序为相位误差计算工序 的一例。
[0089] 图6所示的例子中,在时机t2的时刻,完成对第0个所述第一数据缓冲区8240和与 之对应的第0个所述第二数据缓冲区8250双方的数据记录。因此,所述相位误差计算部823 通过在式(1)中应用第0个所述目标周期数据化ef(0)和第0个所述测量周期数据Tenc(O), 来计算第1个所述相位误差P肥(1)。
[0090] 同样,在时机t4的时刻,完成对第1个所述第一数据缓冲区8240和与之对应的第1 个所述第二数据缓冲区8250双方的数据记录。因此,所述相位误差计算部823通过在式(1) 中应用第1个所述目标周期数据化ef (1)和第1个所述测量周期数据Tenc( 1),来计算第2个 所述相位误差P肥(2)。
[0091] 另外,在时机巧、巧的各时刻,所述相位误差计算部823也同样地计算第3个和第4 个所述相位误差P肥(3)、P肥(4)。
[0092] 将如上所述依次计算出的最新的所述相位误差P皿向所述电机电力调节部83输 入。由此,所述电机电力调节部83将向所述电机40供给的电力朝向使所述相位误差P肥缩小 的方向调节。
[0093] 如果采用所述电机控制装置80,则将所述基准脉冲信号Ps和所述编码器脉冲信号 化的发生周期之差的累计值亦即所述相位误差P肥,用作所述电机40的反馈控制的偏差。因 此,即使所述相位误差P肥(偏差)为低于一个脉冲的时间差,也能够朝向消除该时间差的方 向调节向所述电机40供给的供给电力。因此,基于所述编码器脉冲信号化的位置测量的分 辨率不会限制控制性能,能够高精度地控制所述电机40的位置。
[0094]进而,分别将最近的S个W上的所述目标周期数据Tref和所述测量周期数据Tenc 保存于两个环形缓冲区。因此,即使所述基准脉冲信号Ps和所述编码器脉冲信号Pe的相位 差(偏差)超出运两个脉冲信号中的一方的发生周期,也可W计算出准确的所述相位误差 P肥。
[00M]目P,在两个所述环形缓冲区824、825各自的数据缓冲区为N个的情况下,即使两个 所述脉冲信号的相位差为运两个所述脉冲信号中的一方的所述发生周期的(N-I)倍,所述 电机40的目标位置与测量位置的差分的信息也不会丢失。因此,即使在所述电机40启动时 和停止时等所述电机40的速度较大地变更的情况下,即,所述目标位置与所述测量位置的 差分变大的情况下,也能够准确地控制所述电机40的位置。
[0096] 另外,在所述电机电力调节部83中,所述脉冲宽度调制部835根据反映所述相位误 差P肥的比例要素的输入信号(所述供电量信号Xo),调节向所述电机40供给的所述驱动脉 冲信号Pd的占空比。运样的控制作为使所述相位误差P肥尽早缩小的控制而有效。
[0097] 在本实施方式中,所述脉冲宽度调制部835进一步根据还反映所述相位误差P肥的 积分要素的输入信号(所述供电量信号Xo),调节向所述电机40供给的所述驱动脉冲信号Pd 的占空比。由此,能够防止所述电机40的位置控制产生偏差。
[0098] [第二实施方式]
[0099] 接下来,参照图7对本发明第二实施方式的电机控制装置80A进行说明。图7为所述 电机控制装置80A的框图。在图7中,对与图2所示的结构要素相同的结构要素标注相同的附 图标记。W下,对于所述电机控制装置80A与所述电机控制装置80的不同点进行说明。
[0100] 所述电机控制装置80A构成为在所述电机控制装置80的结构的基础上追加目标速 度检测部84、实际速度检测部85、减法器86、速度反馈控制用放大器87和前馈控制用放大器 88 O
[0101] 所述目标速度检测部84通过计算所述基准脉冲信号Ps的发生周期的倒数来检测 (计算)所述电机40的目标旋转速度。同样,所述实际速度检测部85通过计算所述编码器脉 冲信号化的发生周期的倒数来检测(计算)所述电机40的实际旋转速度。
[0102] 所述减法器86计算所述目标旋转速度与所述实际旋转速度的差分亦即速度偏差。 所述速度反馈控制用放大器87为如下的放大器:通过将与所述速度偏差相当的信号W预先 设定的增益放大,从而生成反映所述速度偏差的速度控制信号。
[0103] 所述前馈控制用放大器88为如下的放大器:通过将与所述目标旋转速度相当的信 号W预先设定的增益放大,从而生成反映所述目标旋转速度的变化要素的前馈控制信号。
[0104] 所述速度控制信号和所述前馈控制信号利用所述加法器834同所述比例控制信号 Xp和所述积分控制信号Xi-起被相加,并反映于所述供电量信号Xo。
[0105] 此外,本发明第二实施方式的图像形成装置具备将所述图像形成装置10中的所述 电机控制装置80更换为所述电机控制装置80A的结构。
[0106] 如上所述,所述电机控制装置80A与基于所述相位误差P皿的反馈控制并行地进行 基于所述电机40的旋转速度的反馈控制和前馈控制。由此,能够更迅速地缩小所述相位误 差P肥。
[0107] [第S实施方式:电机控制装置的详情]
[0108] 接下来,参照图8~10对第=实施方式的所述电机控制装置80B的详情进行说明。 在本实施方式中,所述图像形成装置10的所述控制部8代替所述电机控制装置80而是包含 对所述电机40进行控制的电机控制装置80B。如图8所示,所述电机控制装置80B具备基准脉 冲生成部81、相位比较部82、第一电力调节部83、误差脉冲计数部84、第二电力调节部85、信 号选择部86和电机驱动信号生成部87。W下,对于所述电机控制装置80B与所述电机控制装 置80的不同点进行说明。
[0109] 如上所述,所述基准脉冲生成部81生成基准脉冲信号Ps,所述基准脉冲信号Ps成 为所述电机40的旋转方向的目标位置的基准。进而如上所述,所述相位比较部82计算相位 误差P皿,所述相位误差P皿为所述基准脉冲信号Ps与所述编码器脉冲信号化的相位差(参 照图8)。
[0110] 所述第一电力调节部83生成第一控制信号XI,所述第一控制信号Xl为将向所述电 机40供给的电力朝向使所述相位误差P肥缩小的方向调节的控制信号。例如,所述第一电力 调节部83具备比例要素放大器831、积分器832、积分要素放大器833和加法器834。
[0111] 所述比例要素放大器831为如下的放大器:通过将与所述相位误差P皿相当的信号 W预先设定的比例增益放大,从而生成反映所述相位误差P皿的比例要素的比例控制信号 Xp O
[0112] 所述积分器832对与所述相位误差P皿相当的信号实施积分处理。另外,所述积分 要素放大器833为如下的放大器:通过将与所述相位误差P肥的积分值相当的信号W预先设 定的积分增益放大,从而生成反映所述相位误差P肥的积分要素的积分控制信号Xi。
[0113] 所述加法器834通过将所述比例控制信号却与所述积分控制信号Xi相加,从而生 成表示向所述电机40供给的供给电力的大小的第一控制信号XI。
[0114] 所述第一控制信号Xl为表示向所述电机40供给的供给电力的大小的信号。所述比 例要素放大器831、所述积分器832、所述积分要素放大器833和所述加法器834为控制部,通 过所谓的PI控制而调节向所述电机40供给的供给电力。
[0115] 所述误差脉冲计数部84对所述编码器脉冲信号Pe相对于所述基准脉冲信号Ps的 误差脉冲EP进行计数。所述误差脉冲EP为所述编码器脉冲信号化的发生数相对于所述基准 脉冲信号Ps的发生数的差分。所述误差脉冲EP向所述第二电力调节部85和所述信号选择部 86输入。进而,也可W考虑将所述误差脉冲EP向所述相位比较部82输入。
[0116] 所述误差脉冲EP为将所述电机40的旋转方向上的测量位置相对于目标位置的偏 差由脉冲数表示的参数。所述误差脉冲EP也被称为积累脉冲或者偏差脉冲等。此外,所述误 差脉冲计数部84对所述误差脉冲EP进行计数的工序为误差脉冲计数工序的一例。
[0117] 所述第二电力调节部85生成第二控制信号X2,所述第二控制信号X2为将向所述电 机40供给的电力朝向使所述误差脉冲EP减少的方向调节的控制信号。所述第二控制信号X2 为表示向所述电机40供给的供给电力的大小的信号。
[0118] 例如,所述第二电力调节部85为如下的放大器:通过将与所述误差脉冲EP相当的 信号W预先设定的比例增益放大,从而生成所述第二控制信号X2。
[0119] 所述信号选择部86根据所述误差脉冲EP的大小,选择所述第一控制信号Xl和所述 第二控制信号X2中的一方,并将选择出的信号向后段的所述电机驱动信号生成部87输出。 W下,将所述信号选择部86选择出的信号称作供电量信号Xo。
[0120] 所述信号选择部86也可W称为所谓的信号切换器。关于所述信号选择部86基于所 述误差脉冲EP选择控制信号的方法将在后文中叙述。
[0121] 所述电机驱动信号生成部87将与所述供电量信号Xo相应的电力向所述电机40供 给。例如,所述电机驱动信号生成部87具备低通滤波处理部871、脉冲宽度调制部872和电机 驱动电路873。
[0122] 所述低通滤波处理部871对所述供电量信号Xo实施低通滤波处理。低通滤波处理 后的所述供电量信号Xo向所
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