[其他]直流伺服電機的控制系統

在審

• 申請號: 101985000008213
• 申請日: 1985-11-14
• 公開（公告）號: CN85108213B
• 公開（公告）日: 1988-01-06
• 發明（設計）人: 森木悅三;宮崎好文;野野上寅彥
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 楊曉光

直流伺服電機的鎖相環控制系統包括：一個相位參考信號發生部分，一個相位控制部分，一個速度參考信號發生部分，一速度控制部分，一全加器，一產生電機轉速控制信號的信號轉換部分。電機控制伺服回路完全是基于數字基礎構成的，伺服回路的伺服控制部分能由單片集成電路構成。

本發明涉及用于直流伺服電機的鎖相環式控制系統。根據本發明的系統可用于作為復印機（具有將復制文本放大或縮小的功能）掃描部分的驅動部件的直流伺服電機。

一般來說，在一臺電子復印機器中，需要使光敏滾桶的線速度與對文本的掃描速度同步。在能夠放大或縮小被復制文本的復印機中，這種同步通常是這樣獲得的，在作為驅動部件的電機（它同時驅動光敏滾桶和文本掃描部分）和從動部件之間插入齒輪式速度轉換裝置，并選擇與放大系統相應的齒輪比。

然而，近來有一種增加復印機中的放大和縮小種類的趨勢。如果利用齒輪式速度轉換裝置來實現增加放大和縮小的種類，速度轉換裝置的尺寸就必須加大。為了克服這種情況，已經提供了一種專為文本掃描用的伺服電機以便防止復印機尺寸的增加。但是，當設計這種伺服電機的控制裝置時，必須保證能正確地進行速度控制，且起始上升特性必須是令人滿意的等等。

已經有人提出利用數字技術來實現對伺服機構運行的控制，例如用控制模式的轉換或速度指令的數字輸入，并利用模擬技術提供模擬放大器和模擬相位補償電路，來構成數字/模擬型控制系統。

然而，這種數字/模擬型控制系統有一個缺點，即需要數字/模擬轉換器，并且在伺服回路中需要大量的電路元件，例如電容器，電阻器和類似器件，來進行增益調節和相位補償，因此，增加了電路元件的數量，而且電路結構也變得復雜了。此外，這種數字/模擬型控制系統還有一個缺點，就是需要一個調節裝置來調整電路元件的常數。這種系統的另一個缺點是需要精確計算電路結構成分，并且需要使用高精度的電路元件。除此之外，即使在同一控制系統中，當換用不同的電機或不同的負載時，必須改變電路的常數，這就增加了應付這種改變的負擔。

在已公開但尚未審查的日本專利（公開）58-58559，58-103893，和58-555059號中披露了一種先有技術中的伺服電機的控制系統。

本發明的一個主要目的是提供一種用于直流伺服電機的改進的鎖相環控制系統，其中，伺服回路是完全基于數字構成的，且伺服回路的常規部分可利用門陣列的結構作在一片集成電路上，而無需使用需要調節的模擬元件，高精度的模擬元件及類似元件。

本發明的另一個目的是通過確定伺服回路中的各個增益常數來實現直流伺服電機的平滑轉動，而增益常數是根據構成伺服回路的控制理論導出的方程來確定的。

根據本發明的基本構思，提供一種用于直流伺服電機的鎖相環控制系統，它包括：產生周期可任意選擇的相位參考信號的裝置;用來檢測相位參考信號和直流伺服電機的轉速信號之間的相位差以產生數字信號的相位控制裝置;產生脈沖寬度可任意選擇的速度參考信號的裝置;利用速度參考信號檢測轉速信號周期以產生數字信號的速度控制裝置;將相位控制裝置和速度控制裝置的輸出相加的全加器;以及產生相應于在全加器中相加的結果的電機轉速控制信號的信號轉換裝置。

根據本發明的另一構思，提供了直流伺服電機的鎖相環控制裝置，它包括：產生周期可任意選擇的相位參考信號的裝置;用來檢測相位參考信號與直流伺服電機轉速信號之間的相位差以產生數字信號的相位控制裝置;產生脈沖寬度可任意選擇的速度參考信號的裝置;利用速度參考信號檢測轉速信號周期以產生數字信號的速度控制裝置;將相位控制裝置與速度控制裝置的輸出相加的全加器;直接寄存與直流伺服電機轉速信號相關的數值的裝置;用來選擇寄存的數值或全加器中相加結果，并產生相應于選定的寄存值或全加器中相加結果的電機轉速控制信號的信號轉換裝置。

根據本發明，可以獲得一用于直流伺服電機的鎖相環式控制系統，其中，伺服回路完全基于數字基礎構成，且伺服回路的常規部分可利用門陣列技術作在一片集成電路上，而無需使用需調節的模擬元件，高精度的模擬元件或類似元件。

根據本發明，通過確定伺服回路的各個增益常數可實現直流伺服電機的平滑轉動，增益常數是根據由構成伺服回路的控制理論導出的方程確定的。

在附圖中：