控制装置、光学装置、控制方法和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种控制装置、光学装置、控制方法和存储介质。所述控制装置用于控制步进马达，所述控制装置包括至少一个处理器，其用作：控制单元，用于通过使用控制信号，经由第一控制方法或第二控制方法来控制所述步进马达，其中，存储器用于针对所述控制信号的各波形，存储表示超前角和所述步进马达的转动速度之间的关系的多个轨迹数据，其中所述超前角是与所述步进马达的转动位置相对应的相位和所述控制信号的相位之间的相位差，以及所述控制单元在使控制方法在所述第一控制方法和所述第二控制方法之间切换之前，从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择一个轨迹数据。

Control devices, optical devices, control methods and storage media

The invention relates to a control device, an optical device, a control method and a storage medium. The control device is used to control the stepping motor, and the control device includes at least one processor, which is used as a control unit for controlling the stepping motor through a first control method or a second control method by using a control signal, in which a memory is used for storing each waveform of the control signal. A plurality of trajectory data representing the relationship between the leading angle and the rotational speed of the stepper motor, wherein the leading angle is the phase difference between the phase corresponding to the rotational position of the stepper motor and the phase of the control signal, and the control unit is making the control method in the first control method and described. Before switching between the second control methods, one trajectory data is selected from a plurality of trajectory data stored in the memory.

【技术实现步骤摘要】
控制装置、光学装置、控制方法和存储介质
本专利技术涉及通过诸如开环控制方法和反馈控制方法等的两个控制方法来控制步进马达的控制装置。
技术介绍
由于可以通过开环控制容易地执行高度精确的定位，因此步进马达广泛地用于各种马达控制。然而，在执行开环控制的情况下，如果步进马达以高负荷或高速转动，则步进马达可能失步。日本专利6004830论述了通过执行反馈控制来防止步进马达失步的控制装置，其中在该反馈控制中，基于从位置传感器获取到的步进马达的转动相位和转动速度来控制针对转动相位的驱动波形的超前角和针对转动速度的驱动电压。日本专利4165915论述了如下的步进马达控制装置，其中该步进马达控制装置通过根据到目标位置的距离使控制在反馈控制和开环控制之间切换，来高速且高精度地执行转动控制。然而，日本专利6004830所描述的控制装置要求位置传感器具有高分辨率，使得用于获取高分辨率的结构变得复杂，因而成本增加。换句话说，如果位置传感器具有低检测分辨率，则在马达的启动开始和位置传感器所执行的检测之间的时间段内产生时滞，因而在该时间段内不能执行反馈控制。此外，在低速范围中，位置传感器的检测周期变长，使得不能充分获取到反馈控制的性能或者针对目标位置的位置精度。另一方面，日本专利4165915所描述的步进马达控制装置根据到目标位置的距离来使控制在反馈控制和开环控制之间切换。因此，利用该结构，可以通过紧挨在马达启动之后或者在执行针对目标位置的定位或马达低速转动时执行开环控制，来解决上述问题。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，一种控制装置，用于控制步进马达，所述控制装置包括：存储器和至少一个处理器，所述至少一个处理器用作：控制单元，用于通过使用控制信号，经由第一控制方法或第二控制方法来控制所述步进马达，其中，所述存储器用于针对所述控制信号的各波形，存储表示超前角和所述步进马达的转动速度之间的关系的多个轨迹数据，其中所述超前角是与所述步进马达的转动位置相对应的相位和所述控制信号的相位之间的相位差，以及所述控制单元在使控制方法在所述第一控制方法和所述第二控制方法之间切换之前，从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择一个轨迹数据。一种光学装置，包括：步进马达；从动构件，其由所述步进马达驱动；以及控制装置，用于控制所述步进马达，其中，所述控制装置包括：存储器和至少一个处理器，所述至少一个处理器用作：控制单元，用于通过使用控制信号，经由第一控制方法或第二控制方法来控制所述步进马达，其中，所述存储器用于针对所述控制信号的各波形，存储表示超前角和所述步进马达的转动速度之间的关系的多个轨迹数据，其中所述超前角是与所述步进马达的转动位置相对应的相位和所述控制信号的相位之间的相位差，以及所述控制单元在使控制方法在所述第一控制方法和所述第二控制方法之间切换之前，从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择一个轨迹数据。一种控制方法，包括：生成用于控制步进马达的控制信号；以及通过使用所述控制信号，经由第一控制方法或第二控制方法来控制所述步进马达，其中，控制所述步进马达包括：在控制方法在所述第一控制方法和所述第二控制方法之间切换的情况下，从存储单元内所存储的多个轨迹数据中选择一个轨迹数据，以及所述多个轨迹数据针对所述控制信号的各波形表示超前角和所述步进马达的转动速度之间的关系，其中所述超前角是与所述步进马达的转动位置相对应的相位和所述控制信号的相位之间的相位差。一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储程序，所述程序用于使计算机执行上述的控制方法。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1提供根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的典型立体图。图2是根据主题专利技术的一个或多个方面的用于步进马达的马达控制装置的框图。图3是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的用于步进马达的转动相位、脉冲输入(PI)信号和马达控制信号之间的关系的图。图4是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的超前角和步进马达的马达转动速度之间的关系的图。图5是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的超前角和步进马达的马达转动速度之间的关系表达式的图。图6是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的超前角控制单元所执行的处理的流程图。图7是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的功率比控制单元所执行的处理的流程图。图8是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第一典型实施例的控制方法选择单元所执行的处理的流程图。图9A和9B是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的在开环控制向反馈控制切换时产生的问题的图。图10是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第一典型实施例的切换处理的图。图11是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第二典型实施例的控制方法选择单元所执行的处理的流程图。图12A和12B是示出根据本专利技术的一个或多个方面的在反馈控制向开环控制切换时产生的问题的图。图13是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第二典型实施例的切换处理的图。图14是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第三典型实施例的控制方法选择单元所执行的处理的流程图。图15是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第三典型实施例的控制方法选择单元所执行的处理的流程图。图16是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第三典型实施例的切换处理的图。图17是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第四典型实施例的控制方法选择单元所执行的处理的流程图。图18是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第四典型实施例的控制方法选择单元所执行的处理的流程图。图19是示出根据主题专利技术的一个或多个方面的步进马达的第四典型实施例的切换处理的图。具体实施方式如上所述，在日本专利4165915中，紧挨在马达启动之后或者在执行针对目标位置的定位或马达低速转动时，使用开环控制，使得可以解决诸如位置精度下降等的问题。然而，本专利技术发现：在日本专利4165915所描述的步进马达控制装置中，在控制在开环控制和反馈控制之间切换时，可能会发生速度级差。因此，在以下典型实施例中，将说明如下的控制装置、光学装置及其控制方法，其中该控制装置能够减少在使控制在开环控制和反馈控制之间切换时发生的马达的转动速度的波动。以下将参考附图来详细说明本专利技术的典型实施例。首先，将参考图1来说明典型实施例的马达单元的示意结构。图1是马达单元100的示意结构的图。在图1中，马达单元100包括步进马达101、步进马达101的转动轴102和齿条103。转动轴102用作导螺杆，其中该导螺杆与齿条103啮合，以根据转动轴102的转动使连接至齿条103的移动构件(未示出)在轴方向上移动。光遮断器设置有通道CH0104和通道CH1105。以下将光遮断器的通道CH0和CH1分别表示为“ch0-PI”和“ch1-PI”。马达单元100还包括开裂转动板106。开裂转动板106包括具有相同宽度的多个反射部和透过部。根据马达的极数来设置反射部和透过部的数量。通常，如果马达具有10个极，则将反射部和透过部的数量总共设置为10个。将参考图2来说明本典型实施例的马达控制装置(包括电动马达驱动电路的系统)。图2是示出马达控制装置200的框图。马达控制装置200包括图1所示的步进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，用于控制步进马达，所述控制装置包括：存储器和至少一个处理器，所述至少一个处理器用作：控制单元，用于通过使用控制信号，经由第一控制方法或第二控制方法来控制所述步进马达，其中，所述存储器用于针对所述控制信号的各波形，存储表示超前角和所述步进马达的转动速度之间的关系的多个轨迹数据，其中所述超前角是与所述步进马达的转动位置相对应的相位和所述控制信号的相位之间的相位差，以及所述控制单元在使控制方法在所述第一控制方法和所述第二控制方法之间切换之前，从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择一个轨迹数据。

【技术特征摘要】
2017.05.10 JP 2017-0935921.一种控制装置，用于控制步进马达，所述控制装置包括：存储器和至少一个处理器，所述至少一个处理器用作：控制单元，用于通过使用控制信号，经由第一控制方法或第二控制方法来控制所述步进马达，其中，所述存储器用于针对所述控制信号的各波形，存储表示超前角和所述步进马达的转动速度之间的关系的多个轨迹数据，其中所述超前角是与所述步进马达的转动位置相对应的相位和所述控制信号的相位之间的相位差，以及所述控制单元在使控制方法在所述第一控制方法和所述第二控制方法之间切换之前，从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择一个轨迹数据。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制单元从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择一个轨迹数据，以减少在使控制方法在所述第一控制方法和所述第二控制方法之间切换的情况下发生的所述转动速度的波动。3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制单元进行以下操作：在所述第一控制方法向所述第二控制方法切换之前，在通过所述第一控制方法正在执行控制期间获取所述超前角和所述转动速度，基于在通过所述第一控制方法正在执行控制期间所获取到的所述超前角和所述转动速度的组合，来从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择所述一个轨迹数据，以及基于所述一个轨迹数据来开始执行通过所述第二控制方法的控制。4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，在所述步进马达的转动速度达到作为利用通过所述第二控制方法所执行的控制能够控制的转数的第一阈值的情况下，所述控制单元将所述第一控制方法切换为所述第二控制方法。5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，在控制方法切换为所述第二控制方法时、判断为所述步进马达的目标转动速度大于所述第一阈值的情况下，所述控制单元不执行以下处理：在改变所述超前角的同时控制所述控制信号的波形以使所述转动速度恒定。6.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制单元进行以下操作：在将所述第二控制方法切换为所述第一控制方法之前，基于所述第一控制方法所使用的所述控制信号的波形来从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择所述一个轨迹数据，以及在选择所述一个轨迹数据之后，开始执行通过所述第一控制方法的控制。7.根据权利要求6所述的控制装置，其中，所述控制单元进行以下操作：在将所述第二控制方法切换为所述第一控制方法之前，在通过所述第二控制方法正在执行控制期间获取所述转动速度，以及在基于所述一个轨迹数据和所述转动速度通过所述第二控制方法控制所述步进马达之后，开始执行通过所述第一控制方法的控制。8.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制单元进行以下操作：在所述第一控制方法切换为所述第二控制方法之后、判断为从所述多个轨迹数据中所选择的所述一个轨迹数据不适合所述步进马达的目标转动速度的情况下，在改变所述超前角的同时调整所述控制信号的波形，以使所述转动速度恒定，基于调整后的所述控制信号的波形，来从所述存储器内所存储的多个轨迹数据中选择所述一个轨迹数据，以及基于所述一个轨迹数据来开始执行通过所述第二控制方法的控制。9.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制单元进行以下操作：在将所述第二控制方法切换为所述第一控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：本田公文，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP