JP6264611B2 - Vibration type actuator, its control device, electric device equipped with vibration type actuator, and program for vibration type actuator - Google Patents
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Description
本発明は、振動型アクチュエーター、その制御装置、振動型アクチュエーターを備える電動装置、および、振動型アクチュエーターのプログラムに関する。 The present invention relates to a vibration type actuator, a control device therefor, an electric device including the vibration type actuator, and a program for the vibration type actuator.
駆動源に振動型アクチュエーターを用いた電動装置の一例として、バリカンまたはシェーバーが知られている。振動型アクチュエーターは例えば、相対的かつ直線的に往復運動できるように配置される一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロック、ならびに、直線的に往復運動できるように出力ブロックを支持するばねを備える。出力ブロックには、バリカンまたはシェーバーの可動刃が取り付けられる。一例によれば、出力ブロックは永久磁石を含み、対偶ブロックは電磁石を含む。 A clipper or a shaver is known as an example of an electric device using a vibration type actuator as a drive source. The vibration type actuator includes, for example, an output block and an even block that are a pair of magnetic blocks arranged so as to be able to reciprocate relatively and linearly, and a spring that supports the output block so as to be able to reciprocate linearly. . A clipper or a shaver movable blade is attached to the output block. According to one example, the output block includes a permanent magnet and the even block includes an electromagnet.
振動型アクチュエーターはさらに、制御量の一例である出力ブロックの変位をフィードバック制御する制御装置、電磁石に電流を供給する駆動回路、および、出力ブロックの変位に応じて変化する測定信号を出力するセンサーを備える。 The vibration type actuator further includes a control device that feedback-controls the displacement of the output block, which is an example of the controlled variable, a drive circuit that supplies current to the electromagnet, and a sensor that outputs a measurement signal that changes according to the displacement of the output block. Prepare.
制御装置は、センサーの測定信号に基づいて出力ブロックの変位に関する測定値を算出し、その測定値と制御量の目標値との偏差に基づいて、駆動回路から電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行する。 The control device calculates a measured value related to the displacement of the output block based on the sensor measurement signal, and adjusts the amount of current supplied from the drive circuit to the electromagnet based on the deviation between the measured value and the target value of the controlled variable Execute feedback control.
このフィードバック制御では、出力ブロックが往復運動方向の一方である第1の運動方向に運動するときの測定値と目標値との偏差である第1の偏差に基づいて、出力ブロックが第1の運動方向に運動するときに電磁石に電流が供給される時間である電流供給時間が設定される。そして、設定された電流供給時間に応じて駆動回路から電磁石に電流が供給されるように、制御装置から駆動回路に制御信号が出力される。 In this feedback control, based on a first deviation that is a deviation between a measured value and a target value when the output block moves in the first movement direction that is one of the reciprocating movement directions, the output block performs the first movement. A current supply time is set, which is a time during which current is supplied to the electromagnet when moving in the direction. Then, a control signal is output from the control device to the drive circuit so that current is supplied from the drive circuit to the electromagnet according to the set current supply time.
駆動回路が制御信号に基づいて電磁石に電流を供給したとき、電磁石により形成される磁界と出力ブロックにより形成される磁界との関係により、出力ブロックが対偶ブロックに対して直線的に運動する。なお、出力ブロックが往復運動方向の他方である第2の運動方向に運動するときには、そのときの測定値と目標値との偏差である第2の偏差に基づいて電流供給時間が設定され、その電流供給時間に応じて駆動回路から電磁石に電流が供給される。 When the drive circuit supplies current to the electromagnet based on the control signal, the output block moves linearly with respect to the even block due to the relationship between the magnetic field formed by the electromagnet and the magnetic field formed by the output block. When the output block moves in the second movement direction which is the other of the reciprocating movement directions, the current supply time is set based on the second deviation which is the deviation between the measured value and the target value at that time. Current is supplied from the drive circuit to the electromagnet according to the current supply time.
上記バリカンまたはシェーバーによれば、出力ブロックが対偶ブロックに対して直線的に往復運動することにより、可動刃が固定刃に対して直線的に往復運動し、可動刃および固定刃により毛が切断される。なお、特許文献1はこのような振動型アクチュエーターの一例を開示している。 According to the clipper or shaver, the output block reciprocates linearly with respect to the even block, so that the movable blade linearly reciprocates with respect to the fixed blade, and the hair is cut by the movable blade and the fixed blade. The Patent Document 1 discloses an example of such a vibration type actuator.
従来の振動型アクチュエーターによれば、上記のとおり出力ブロックの変位がフィードバック制御により制御される。しかし、可動刃に作用する負荷が増加した場合、出力ブロックが第1の運動方向および第2の運動方向の一方に運動するときの変位と目標値との偏差が急激に増加し、その偏差が0に収束するまでに比較的長い時間がかかることがある。この場合には、バリカンまたはシェーバーにおける毛の切断に関する能力が低下するおそれがある。 According to the conventional vibration type actuator, the displacement of the output block is controlled by feedback control as described above. However, when the load acting on the movable blade increases, the deviation between the displacement and the target value when the output block moves in one of the first movement direction and the second movement direction increases rapidly, and the deviation is It may take a relatively long time to converge to zero. In this case, the hair clipper or shaver's ability to cut hair may be reduced.
本願発明者が上記のように偏差が増加する理由について検討したところ、次の事項が確認された。例えば、出力ブロックに一定の負荷が作用した状態において振動型アクチュエーターが駆動しはじめたとき、所定の時間が経過した後に第1の偏差および第2の偏差がそれぞれ0に収束する。そのとき、例えば、第1の運動方向に対応する操作量が第2の運動方向に対応する操作量に対して十分に小さい値を持つことがある。 When the inventor of the present application examined the reason why the deviation increases as described above, the following matters were confirmed. For example, when the vibration actuator starts to be driven in a state where a certain load is applied to the output block, the first deviation and the second deviation converge to 0 after a predetermined time has elapsed. At that time, for example, the operation amount corresponding to the first movement direction may have a sufficiently small value with respect to the operation amount corresponding to the second movement direction.
その状態から、出力ブロックに作用する負荷が上記一定の負荷から増加した場合、第1の運動方向に対応する操作量が小さいことにより第1の偏差が急激に増加する。その後、フィードバック制御により第1の偏差が0に収束するように電流供給時間が調節されるものの、負荷が増加したときに発生した第1の偏差が大きいため、第1の偏差が0に収束するまでに比較的長い時間がかかる。 From this state, when the load acting on the output block increases from the constant load, the first deviation increases rapidly due to the small amount of operation corresponding to the first movement direction. Thereafter, the current supply time is adjusted so that the first deviation converges to 0 by feedback control, but the first deviation that occurs when the load increases is large, so the first deviation converges to 0. Takes a relatively long time.
なお、ここでは、バリカンまたはシェーバーを例にその課題について検討しているが、振動型アクチュエーターを備える他の電動装置においても上記とおおよそ同じ課題が存在していると考えられる。 Here, the problem is examined by using a clipper or a shaver as an example, but it is considered that the same problem as described above exists also in other electric devices including a vibration type actuator.
本発明の目的は、出力ブロックに作用する負荷が増加しても制御量と目標値との偏差が増加しにくい振動型アクチュエーター、その制御装置、電動装置、および、振動型アクチュエーターのプログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a vibration type actuator in which a deviation between a control amount and a target value is unlikely to increase even when a load acting on an output block increases, a control device thereof, an electric device, and a program for the vibration type actuator. That is.
本発明の一形態に従う振動型アクチュエーターの制御装置は、相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石とを備え、前記制御装置は、前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行し、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値、および、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値のうちの小さい値を用いて、前記第1の運動方向に対応する前記操作量および前記第2の運動方向に対応する前記操作量を調節する。 A control device for a vibration type actuator according to an embodiment of the present invention is capable of reciprocating with an output block and an even block that are a pair of magnetic blocks that reciprocate relatively in a first motion direction and a second motion direction. A spring for supporting the output block; and an electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks. The control device is supplied to the electromagnet so that a vibration system including the output block and the spring vibrates. The amount of current supplied to the electromagnet, which is the manipulated variable, based on the deviation between the measured value related to the displacement, speed, or acceleration of the output block, which is the controlled variable, and the target value of the controlled variable A feedback control to adjust the measured value when the output block moves in the first movement direction, and The operation amount corresponding to the first movement direction and the operation corresponding to the second movement direction using a small value among the measured values when the output block moves in the second movement direction. Adjust the amount.
振動型アクチュエーター、その制御装置、振動型アクチュエーターを備える電動装置、および、振動型アクチュエーターのプログラムの一形態によれば、出力ブロックに作用する負荷が増加しても制御量と目標値との偏差が増加しにくくなる。 According to one form of the vibration type actuator, its control device, the electric device equipped with the vibration type actuator, and the program of the vibration type actuator, even if the load acting on the output block increases, the deviation between the control amount and the target value is It becomes difficult to increase.
(振動型アクチュエーターの制御装置等が取り得る形態の一例)
〔1〕本発明の一形態に従う振動型アクチュエーターは、振動型アクチュエーターの制御装置であって、前記振動型アクチュエーターは、相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石とを備え、前記制御装置は、前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行し、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値、および、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値のうちの小さい値を用いて、前記出力ブロックが前記第1の運動方向および前記第2の運動方向に運動するときの前記操作量を調節する。
(An example of a configuration that a vibration actuator control device can take)
[1] A vibration type actuator according to an aspect of the present invention is a control device for a vibration type actuator, wherein the vibration type actuator reciprocates relatively in a first movement direction and a second movement direction. An output block and a pair block that are magnetic blocks; a spring that supports the output block so as to be capable of reciprocating; and an electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks. The current supplied to the electromagnet is controlled so that the vibration system including the spring vibrates, and the deviation between the measured value relating to the displacement, speed, or acceleration of the output block, which is a controlled variable, and the target value of the controlled variable. Feedback control for adjusting the amount of current supplied to the electromagnet, which is an operation amount, is performed based on Using the smaller value of the measured value when the block moves in the first movement direction and the measured value when the output block moves in the second movement direction, the output block The operation amount when moving in the first movement direction and the second movement direction is adjusted.
本振動型アクチュエーターの制御装置によれば、上記小さい値が各運動方向に対応する操作量の調節に用いられるため、第1の運動方向に対応する操作量および第2の運動方向に対応する操作量の一方が他方に対して小さな値に設定される状況が形成されにくい。このため、第1の運動方向に対応する駆動力および第2の運動方向に対応する駆動力の一方が、ばねの公差等の影響により、好ましい駆動力よりも小さな値に設定されるおそれが低くなる。このため、出力ブロックに作用する負荷が増加しても制御量と目標値との偏差が増加しにくい。 According to the control device for the vibration type actuator, since the small value is used for adjusting the operation amount corresponding to each motion direction, the operation amount corresponding to the first motion direction and the operation corresponding to the second motion direction. It is difficult to form a situation where one of the quantities is set to a smaller value than the other. For this reason, there is a low possibility that one of the driving force corresponding to the first movement direction and the driving force corresponding to the second movement direction is set to a value smaller than the preferable driving force due to the influence of spring tolerance and the like. Become. For this reason, even if the load acting on the output block increases, the deviation between the control amount and the target value is unlikely to increase.
〔2〕前記振動型アクチュエーターの制御装置に従属する一形態によれば、振動型アクチュエーターの制御装置であって、前記振動型アクチュエーターは、相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石とを備え、前記制御装置は、前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行し、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差、および、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差の一方が正の偏差であり、他方が負の偏差であるとき、前記負の偏差を用いて、前記第1の運動方向に対応する前記操作量および前記第2の運動方向に対応する前記操作量を調節する。 [2] According to an embodiment subordinate to the control device for the vibration type actuator, the control device for the vibration type actuator is configured such that the vibration type actuator is relatively in the first movement direction and the second movement direction. The control device comprises an output block and a pair block that are a pair of magnetic blocks that reciprocate, a spring that supports the output block so as to be able to reciprocate, and an electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks. The current supplied to the electromagnet is controlled so that the vibration system including the output block and the spring vibrates, and the measured value related to the displacement, speed, or acceleration of the output block, which is a controlled variable, and the controlled variable are controlled. Feedback control for adjusting the amount of current supplied to the electromagnet, which is the operation amount, based on the deviation from the target value A deviation between the measured value and the target value when the output block moves in the first movement direction, and the measured value when the output block moves in the second movement direction. When one of the deviations from the target value is a positive deviation and the other is a negative deviation, the manipulated variable and the second movement corresponding to the first movement direction are used by using the negative deviation. The operation amount corresponding to the direction is adjusted.
本振動型アクチュエーターの制御装置によれば、上記負の偏差が各運動方向に対応する操作量の調節に用いられるため、第1の運動方向に対応する操作量および第2の運動方向に対応する操作量の一方が他方に対して小さな値に設定される状況が形成されにくい。このため、上記〔1〕の振動型アクチュエーターと同様に、出力ブロックに作用する負荷が増加しても制御量と目標値との偏差が増加しにくい。 According to the control device for the vibration type actuator, since the negative deviation is used for adjusting the operation amount corresponding to each movement direction, it corresponds to the operation amount corresponding to the first movement direction and the second movement direction. It is difficult to form a situation where one of the manipulated variables is set to a smaller value than the other. For this reason, as with the vibration type actuator [1], even if the load acting on the output block increases, the deviation between the control amount and the target value is unlikely to increase.
〔3〕前記振動型アクチュエーターの制御装置に従属する一形態によれば、前記制御装置は、前記出力ブロックが前記第1の運動方向または前記第2の運動方向に運動するときに前記電磁石に電流が供給される時間である電流供給時間を調節することにより前記操作量を調節する。 [3] According to an embodiment subordinate to the control device for the vibration type actuator, the control device supplies current to the electromagnet when the output block moves in the first movement direction or the second movement direction. The operation amount is adjusted by adjusting a current supply time which is a time during which the current is supplied.
〔4〕前記振動型アクチュエーターの制御装置に従属する一形態によれば、前記振動型アクチュエーターは、前記電磁石に電流を供給する駆動回路をさらに備え、前記制御装置は、前記偏差に基づいて前記電流供給時間を調節し、前記電流供給時間に応じて前記駆動回路から前記電磁石に電流が供給されるように前記駆動回路を制御する。 [4] According to one aspect dependent on the control device for the vibration type actuator, the vibration type actuator further includes a drive circuit for supplying a current to the electromagnet, and the control device is configured to output the current based on the deviation. A supply time is adjusted, and the drive circuit is controlled so that a current is supplied from the drive circuit to the electromagnet according to the current supply time.
〔5〕前記振動型アクチュエーターの制御装置に従属する一形態によれば、前記振動型アクチュエーターは、前記出力ブロックの変位、速度、および、加速度の少なくとも1つを検出し、その結果に応じて変化する測定信号を出力するセンサーをさらに備え、前記制御装置は、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときに検出された前記測定信号に基づいて、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値である第1の測定値を算出し、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときに検出された前記測定信号に基づいて、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値である第1の測定値を算出する。 [5] According to an embodiment dependent on the control device for the vibration type actuator, the vibration type actuator detects at least one of displacement, speed, and acceleration of the output block, and changes according to the result. And a sensor that outputs a measurement signal to be output, wherein the control device is configured such that the output block is based on the measurement signal detected when the output block moves in the first movement direction. Calculating a first measurement value that is the measurement value when moving in a direction, and based on the measurement signal detected when the output block moves in the second movement direction, the output block A first measurement value that is the measurement value when moving in the second movement direction is calculated.
〔6〕前記振動型アクチュエーターの制御装置に従属する一形態によれば、前記操作量の調節に用いる前記測定値、または、前記負の偏差を所定の周期毎に判定する。
〔7〕前記振動型アクチュエーターの制御装置に従属する一形態によれば、前記所定の周期が、前記出力ブロックの運動方向が切り替わる周期である。
[6] According to one mode dependent on the control device of the vibration type actuator, the measurement value used for adjusting the operation amount or the negative deviation is determined every predetermined period.
[7] According to one mode dependent on the control device for the vibration type actuator, the predetermined cycle is a cycle in which the movement direction of the output block is switched.
〔8〕本振動型アクチュエーターの一形態は、前記振動型アクチュエーターの制御装置を備える。
〔9〕本電動装置の一形態は、前記振動型アクチュエーターを備える。
[8] One mode of the vibration type actuator includes a control device for the vibration type actuator.
[9] One embodiment of the present electric device includes the vibration type actuator.
〔10〕本振動型アクチュエーターのプログラムの一形態は、振動型アクチュエーターを制御するプログラムであって、前記振動型アクチュエーターは、相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石と、前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行する制御装置とを備え、前記プログラムは、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値である第1の測定値を前記制御装置に算出させるステップと、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値である第2の測定値を前記制御装置に算出させるステップと、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記操作量を前記第1の測定値および前記第2の測定値のうちの小さい値に基づいて前記制御装置に調節させるステップと、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記操作量を前記小さい値に基づいて前記制御装置に調節させるステップとを含む。 [10] One form of the program of the vibration type actuator is a program for controlling the vibration type actuator, and the vibration type actuator reciprocates relatively in the first movement direction and the second movement direction. An output block and an even block, which are magnetic blocks, a spring which supports the output block so as to be able to reciprocate, an electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks, and a vibration system including the output block and the spring The amount of operation is controlled based on the deviation between the measured value related to the displacement, speed, or acceleration of the output block, which is a controlled variable, and the target value of the controlled variable. And a control device that performs feedback control for adjusting the amount of current supplied to the electromagnet. The program causes the controller to calculate a first measurement value that is the measurement value when the output block moves in the first movement direction, and the output block moves to the second movement direction. A step of causing the control device to calculate a second measurement value, which is the measurement value when moving in the first movement, and the operation amount when the output block moves in the first movement direction as the first measurement value. And the step of causing the control device to adjust based on a small value of the second measured value, and the operation amount when the output block moves in the second movement direction based on the small value. Adjusting the control device.
本振動型アクチュエーターのプログラムによれば、上記小さい値が各運動方向に対応する操作量の調節に用いられるため、第1の運動方向に対応する操作量および第2の運動方向に対応する操作量の一方が他方に対して小さな値に設定される状況が形成されにくい。このため、上記〔1〕の振動型アクチュエーターの制御装置と同様に、出力ブロックに作用する負荷が増加しても制御量と目標値との偏差が増加しにくい。 According to the program of the vibration type actuator, since the small value is used for adjusting the operation amount corresponding to each movement direction, the operation amount corresponding to the first movement direction and the operation amount corresponding to the second movement direction. It is difficult to form a situation where one of the two is set to a smaller value than the other. For this reason, similarly to the control device for the vibration type actuator of [1], even if the load acting on the output block increases, the deviation between the control amount and the target value is unlikely to increase.
〔11〕本振動型アクチュエーターのプログラムの一形態は、振動型アクチュエーターを制御するプログラムであって、前記振動型アクチュエーターは、相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石と、前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行する制御装置とを備え、前記プログラムは、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差である第1の偏差を前記制御装置に算出させるステップと、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差である第2の偏差を前記制御装置に算出させるステップと、前記第1の偏差および前記第2の偏差の一方が正の偏差であり、他方が負の偏差であるとき、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記操作量を前記負の偏差に基づいて前記制御装置に調節させるステップと、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記操作量を前記負の偏差に基づいて前記制御装置に調節させるステップとを含む。 [11] One form of the program of the vibration actuator is a program for controlling the vibration actuator, and the vibration actuator reciprocates relatively in the first movement direction and the second movement direction. An output block and an even block, which are magnetic blocks, a spring which supports the output block so as to be able to reciprocate, an electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks, and a vibration system including the output block and the spring The amount of operation is controlled based on the deviation between the measured value related to the displacement, speed, or acceleration of the output block, which is a controlled variable, and the target value of the controlled variable. And a control device that performs feedback control for adjusting the amount of current supplied to the electromagnet. The program causes the controller to calculate a first deviation which is a deviation between the measured value and the target value when the output block moves in the first movement direction; and Causing the control device to calculate a second deviation which is a deviation between the measured value and the target value when moving in the second movement direction, and one of the first deviation and the second deviation When the output block moves in the first motion direction when the output block is a positive deviation and the other is a negative deviation, the control device adjusts the operation amount based on the negative deviation; And causing the control device to adjust the operation amount when the output block moves in the second movement direction based on the negative deviation.
本振動型アクチュエーターのプログラムによれば、上記負の偏差が各運動方向に対応する操作量の調節に用いられるため、第1の運動方向に対応する操作量および第2の運動方向に対応する操作量の一方が他方に対して小さな値に設定される状況が形成されにくい。このため、上記〔1〕の振動型アクチュエーターの制御装置と同様に、出力ブロックに作用する負荷が増加しても制御量と目標値との偏差が増加しにくい。 According to the program of the present vibration type actuator, the negative deviation is used for adjusting the operation amount corresponding to each motion direction, and therefore the operation amount corresponding to the first motion direction and the operation corresponding to the second motion direction. It is difficult to form a situation where one of the quantities is set to a smaller value than the other. For this reason, similarly to the control device for the vibration type actuator of [1], even if the load acting on the output block increases, the deviation between the control amount and the target value is unlikely to increase.
(実施の形態1)
図1は、駆動源として振動型アクチュエーター10を搭載した電動装置であるバリカン100を示している。バリカン100は、ユーザーが持つためのボディ110、毛をカットするためのヘッドユニット120、および、ヘッドユニット120を駆動する振動型アクチュエーター10を備える。バリカン100はさらに、振動型アクチュエーター10に電力を供給する電源130、および、電源130の電力に基づいて一定の電圧を振動型アクチュエーター10に供給する定電圧源140を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a clipper 100 which is an electric device equipped with a vibration type actuator 10 as a drive source. The clipper 100 includes a body 110 for a user to hold, a head unit 120 for cutting hair, and a vibration type actuator 10 that drives the head unit 120. The clipper 100 further includes a power source 130 that supplies power to the vibration type actuator 10 and a constant voltage source 140 that supplies a constant voltage to the vibration type actuator 10 based on the power of the power source 130.
ボディ110は、振動型アクチュエーター10をはじめとしてバリカン100を構成する各種の部品を内蔵している。ボディ110およびヘッドユニット120は、ヘッドユニット120をボディ110に取り付けること、および、ヘッドユニット120をボディ110から取り外すことをユーザーが任意に選択できる取付構造を備える。 The body 110 incorporates various components constituting the clipper 100 including the vibration type actuator 10. The body 110 and the head unit 120 include a mounting structure that allows the user to arbitrarily select whether to attach the head unit 120 to the body 110 and to remove the head unit 120 from the body 110.
ヘッドユニット120は、直線的かつ相対的に往復運動する一対の刃である固定刃121および可動刃122、ならびに、振動型アクチュエーター10の出力軸33が連結される連結部123を備える。 The head unit 120 includes a fixed blade 121 and a movable blade 122 that are a pair of blades that linearly and relatively reciprocate, and a connecting portion 123 to which the output shaft 33 of the vibration type actuator 10 is connected.
振動型アクチュエーター10は、その骨格を形成するフレーム20、直線的かつ相対的に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロック30および対偶ブロック40、ならびに、出力ブロック30と結合された出力軸33を備える。振動型アクチュエーター10はさらに、対偶ブロック40に電力を供給する駆動回路70、および、駆動回路70から対偶ブロック40に供給される電流を制御する制御装置60を備える。 The vibration-type actuator 10 includes a frame 20 that forms a skeleton thereof, an output block 30 and a pair block 40 that are a pair of linear and relatively reciprocating magnetic blocks, and an output shaft 33 that is coupled to the output block 30. Prepare. The vibration type actuator 10 further includes a drive circuit 70 that supplies electric power to the even block 40 and a control device 60 that controls a current supplied from the drive circuit 70 to the even block 40.
フレーム20はヘッドユニット120に固定されている。出力ブロック30は、対偶ブロック40に電流が供給されることにより、対偶ブロック40に対して第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する。制御装置60は、定電圧源140と電気的に接続され、定電圧源140から供給される一定の電圧に基づいて駆動する。駆動回路70は電源130と電気的に接続され、電源130から供給される電力に基づいて駆動する。 The frame 20 is fixed to the head unit 120. The output block 30 reciprocates in the first movement direction and the second movement direction with respect to the pair block 40 by supplying a current to the pair block 40. The control device 60 is electrically connected to the constant voltage source 140 and is driven based on a constant voltage supplied from the constant voltage source 140. The drive circuit 70 is electrically connected to the power source 130 and is driven based on the power supplied from the power source 130.
ヘッドユニット120がボディ110に取り付けられることにより、連結部123および出力軸33が互いに連結され、出力軸33および連結部123が出力ブロック30の往復運動を可動刃122に伝達し得る。このため、ヘッドユニット120がボディ110に取り付けられた状態において出力ブロック30が往復運動することにより、可動刃122が出力ブロック30の往復運動に同期して固定刃121に対して直線的に往復運動する。 By attaching the head unit 120 to the body 110, the connecting portion 123 and the output shaft 33 are connected to each other, and the output shaft 33 and the connecting portion 123 can transmit the reciprocating motion of the output block 30 to the movable blade 122. Therefore, when the output block 30 reciprocates while the head unit 120 is attached to the body 110, the movable blade 122 reciprocates linearly with respect to the fixed blade 121 in synchronization with the reciprocating motion of the output block 30. To do.
図2を参照して、振動型アクチュエーター10の構成について説明する。
振動型アクチュエーター10は、フレーム20等に加えて、互いに反対の方向に作用する反力を出力ブロック30に与える一対のばね50、および、出力ブロック30の運動情報の一例である出力ブロック30の変位を検出するセンサー80をさらに備える。出力ブロック30および対偶ブロック40は往復運動方向に広がるギャップを隔てて対向している。出力ブロック30および一対のばね50は振動系を構成している。
With reference to FIG. 2, the structure of the vibration type actuator 10 is demonstrated.
In addition to the frame 20 and the like, the vibration actuator 10 includes a pair of springs 50 that apply reaction forces acting in opposite directions to the output block 30, and displacement of the output block 30 that is an example of motion information of the output block 30. It further includes a sensor 80 for detecting. The output block 30 and the even block 40 are opposed to each other with a gap extending in the reciprocating direction. The output block 30 and the pair of springs 50 constitute a vibration system.
対偶ブロック40はフレーム20に固定されている。対偶ブロック40には、電磁石41が固定されている。電磁石41は、例えば焼結により形成されたコア42、または、電磁鋼鈑が積層されたコア42、および、コア42に巻き付けられたコイル43を備える。コイル43は駆動回路70と電気的に接続されている。 The even number block 40 is fixed to the frame 20. An electromagnet 41 is fixed to the kinematic block 40. The electromagnet 41 includes, for example, a core 42 formed by sintering, a core 42 on which electromagnetic steel plates are stacked, and a coil 43 wound around the core 42. The coil 43 is electrically connected to the drive circuit 70.
出力ブロック30は、ヘッドユニット120に対して往復運動できるように一対のばね50により支持されている。出力ブロック30には、出力ブロック30を駆動するための永久磁石である駆動用磁石31、および、出力ブロック30の変位をセンサー80に検出させるための検出用磁石32が取り付けられている。 The output block 30 is supported by a pair of springs 50 so as to reciprocate with respect to the head unit 120. A drive magnet 31 that is a permanent magnet for driving the output block 30 and a detection magnet 32 for causing the sensor 80 to detect the displacement of the output block 30 are attached to the output block 30.
駆動用磁石31は出力ブロック30の往復運動方向に並ぶ一対の磁極を有する。振動型アクチュエーター10によれば、駆動用磁石31および電磁石41のそれぞれにより形成される磁界が互いに影響を及ぼし合うように、出力ブロック30および対偶ブロック40の位置が設定される。 The drive magnet 31 has a pair of magnetic poles arranged in the reciprocating direction of the output block 30. According to the vibration type actuator 10, the positions of the output block 30 and the even block 40 are set so that the magnetic fields formed by the drive magnet 31 and the electromagnet 41 influence each other.
検出用磁石32は出力ブロック30の往復運動方向に並ぶ一対の磁極を有する。振動型アクチュエーター10によれば、検出用磁石32により形成される磁界がセンサー80に影響を及ぼすように、出力ブロック30に対するセンサー80の位置が設定される。 The detection magnet 32 has a pair of magnetic poles arranged in the reciprocating direction of the output block 30. According to the vibration type actuator 10, the position of the sensor 80 with respect to the output block 30 is set so that the magnetic field formed by the detection magnet 32 affects the sensor 80.
一方のばね50である第1のばね50は、出力ブロック30が第1の運動方向に運動するときに圧縮量が増加するように出力ブロック30とフレーム20との間に配置され、出力ブロック30およびフレーム20のそれぞれに固定されている。他方のばね50である第2のばね50は、出力ブロック30が第2の運動方向に運動するときに圧縮量が増加するように出力ブロック30とフレーム20との間に配置され、出力ブロック30およびフレーム20のそれぞれに固定されている。第1のばね50および第2のばね50は互いに同じ諸元に設定される。ただし、それぞれのばね50の製造上の公差等により各ばね50の実際の特性が互いに相違することがある。 The first spring 50, which is one of the springs 50, is disposed between the output block 30 and the frame 20 so that the amount of compression increases when the output block 30 moves in the first movement direction. And fixed to each of the frames 20. The second spring 50, which is the other spring 50, is disposed between the output block 30 and the frame 20 so that the amount of compression increases when the output block 30 moves in the second movement direction. And fixed to each of the frames 20. The first spring 50 and the second spring 50 are set to the same specifications. However, the actual characteristics of the springs 50 may differ from each other due to manufacturing tolerances of the springs 50.
出力軸33に負荷が作用していないとき、かつ、電磁石41に電流が供給されていないとき、第1のばね50の反力と第2のばね50の反力とが釣り合うことにより、対偶ブロック40に対する出力ブロック30の位置である相対位置が中立位置を取る。出力ブロック30が中立位置から第1の運動方向に運動することにより、出力ブロック30の第1の運動方向における変位が変化する。一方、出力ブロック30が中立位置から第2の運動方向に運動することにより、出力ブロック30の第2の運動方向における変位が変化する。 When no load is applied to the output shaft 33 and no electric current is supplied to the electromagnet 41, the reaction force of the first spring 50 and the reaction force of the second spring 50 are balanced, so that the even block The relative position which is the position of the output block 30 with respect to 40 takes the neutral position. As the output block 30 moves from the neutral position in the first movement direction, the displacement of the output block 30 in the first movement direction changes. On the other hand, when the output block 30 moves from the neutral position in the second movement direction, the displacement of the output block 30 in the second movement direction changes.
制御装置60は、駆動回路70を例えばPWM制御に基づいて制御することにより、出力ブロック30および一対のばね50を含む振動系が固有振動数で振動するように駆動回路70から電磁石41に供給される電流の周波数を調節する。制御装置60はさらに、制御対象である出力ブロック30の制御量をフィードバック制御する。制御装置60が実行するフィードバック制御の一例はPID制御である。このフィードバック制御では、制御量の一例である出力ブロック30の変位が目標値に収束するように、操作量である駆動回路70から電磁石41に供給される電流量を調節する。制御装置60が備える記憶部には、フィードバック制御を記述したプログラム、および、フィードバック制御等に用いられる各種の設定値が記憶されている。 The control device 60 is supplied from the drive circuit 70 to the electromagnet 41 so that the vibration system including the output block 30 and the pair of springs 50 vibrates at the natural frequency by controlling the drive circuit 70 based on, for example, PWM control. Adjust the current frequency. The control device 60 further performs feedback control of the control amount of the output block 30 that is the control target. An example of feedback control executed by the control device 60 is PID control. In this feedback control, the amount of current supplied from the drive circuit 70, which is an operation amount, to the electromagnet 41 is adjusted so that the displacement of the output block 30, which is an example of the control amount, converges to a target value. The storage unit included in the control device 60 stores a program describing feedback control and various setting values used for feedback control and the like.
駆動回路70は例えば単相フルブリッジ型のインバータを備える。このインバータは並列的に接続された2つのアームを備える。各アームは直列的に接続された2つのMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)を備える。各MOSFETが制御装置60から入力される制御信号SDに応じてオンまたはオフすることにより、駆動回路70から電磁石41に交流電流が供給される。 The drive circuit 70 includes, for example, a single-phase full bridge type inverter. This inverter includes two arms connected in parallel. Each arm includes two MOSFETs (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors) connected in series. Each MOSFET is turned on or off in accordance with a control signal SD input from the control device 60, whereby an alternating current is supplied from the drive circuit 70 to the electromagnet 41.
センサー80の一例はコイルである。センサー80はフレーム20に固定され、制御装置60と電気的に接続されている。出力ブロック30が対偶ブロック40に対して運動することにより、出力ブロック30に取り付けられている検出用磁石32も併せて運動する。このため、検出用磁石32により形成される磁界の影響によりセンサー80に誘導電流が流れる。センサー80は、出力ブロック30の変位に関する測定信号SXである誘導電流の電圧を制御装置60に入力する。 An example of the sensor 80 is a coil. The sensor 80 is fixed to the frame 20 and is electrically connected to the control device 60. As the output block 30 moves relative to the even block 40, the detection magnet 32 attached to the output block 30 also moves. For this reason, an induced current flows through the sensor 80 due to the influence of the magnetic field formed by the detection magnet 32. The sensor 80 inputs the voltage of the induced current that is the measurement signal SX related to the displacement of the output block 30 to the control device 60.
図3を参照して、制御装置60のフィードバック制御について説明する。
制御装置60は予め記憶されたプログラムを実行することにより、フィードバック制御に関する機能ブロックである検出部61、比較部62、および、調節部63を構築し、これらの機能ブロックにより出力ブロック30の変位を制御する。
The feedback control of the control device 60 will be described with reference to FIG.
The control device 60 executes a program stored in advance to construct a detection unit 61, a comparison unit 62, and an adjustment unit 63, which are functional blocks related to feedback control, and the displacement of the output block 30 is determined by these functional blocks. Control.
検出部61は、センサー80が出力した測定信号SXに基づいて、出力ブロック30の運動情報である出力ブロック30の変位、速度、加速度、および、運動方向に関する測定値を算出する。振動型アクチュエーター10によれば、センサー80に流れる誘導電流の電圧が出力ブロック30の運動に応じて変化する。このため、検出部61は測定信号SXに基づいて出力ブロック30の運動情報に関する各種の測定値を算出することができる。 Based on the measurement signal SX output from the sensor 80, the detection unit 61 calculates measurement values related to the displacement, velocity, acceleration, and movement direction of the output block 30 that are movement information of the output block 30. According to the vibration type actuator 10, the voltage of the induced current flowing through the sensor 80 changes according to the movement of the output block 30. For this reason, the detection part 61 can calculate the various measured values regarding the exercise information of the output block 30 based on the measurement signal SX.
検出部61により算出された変位の測定値である変位測定値XA、速度の測定値である速度測定値XB、加速度の測定値である加速度測定値XC、および、運動方向の測定値である運動方向測定値XDは比較部62に入力される。 The displacement measurement value XA, which is the displacement measurement value calculated by the detection unit 61, the speed measurement value XB, which is the velocity measurement value, the acceleration measurement value XC, which is the acceleration measurement value, and the exercise, which is the measurement value in the movement direction The direction measurement value XD is input to the comparison unit 62.
検出部61は、出力ブロック30の変位が第1の運動方向における最大変位に到達したタイミングを測定信号SXに基づいて検出し、そのときに変位測定値XAである第1の変位測定値XA1を算出する。また検出部61は、出力ブロック30の変位が第2の運動方向における最大変位に到達したタイミングを測定信号SXに基づいて検出し、そのときに変位測定値XAである第2の変位測定値XA2を算出する。 The detection unit 61 detects the timing at which the displacement of the output block 30 reaches the maximum displacement in the first movement direction based on the measurement signal SX, and at this time, the first displacement measurement value XA1 that is the displacement measurement value XA is detected. calculate. The detection unit 61 detects the timing when the displacement of the output block 30 reaches the maximum displacement in the second movement direction based on the measurement signal SX, and the second displacement measurement value XA2 that is the displacement measurement value XA at that time. Is calculated.
比較部62には、出力ブロック30が第1の運動方向に運動するとき、および、出力ブロック30が第2の運動方向に運動するとき、互いに同じ目標値XTが入力される。なお、制御装置60が備える記憶部は比較部62に入力される目標値TXを予め記憶している。この目標値TXは記憶部に予め記憶される設定値の一例である。 The comparison unit 62 receives the same target value XT when the output block 30 moves in the first movement direction and when the output block 30 moves in the second movement direction. Note that the storage unit included in the control device 60 stores the target value TX input to the comparison unit 62 in advance. This target value TX is an example of a set value stored in advance in the storage unit.
比較部62は、出力ブロック30の運動方向が切り替わる毎に、最後に算出された第1の変位測定値XA1と第2の変位測定値XA2とを比較し、そのうちの小さい値を操作量の調節に用いる調節用の変位測定値XAXに設定する。比較部62は、出力ブロック30が第1の運動方向に運動するとき、調節用の変位測定値XAXと目標値XTとの偏差ΔXを算出する。また比較部62は、出力ブロック30が第2の運動方向に運動するとき、同様に調節用の変位測定値XAXと目標値XTとの偏差ΔXを算出する。 Each time the movement direction of the output block 30 is switched, the comparison unit 62 compares the first displacement measurement value XA1 calculated last and the second displacement measurement value XA2, and adjusts the smaller value of the first displacement measurement value XA1. Is set to the displacement measurement value XAX for adjustment used in the above. When the output block 30 moves in the first movement direction, the comparison unit 62 calculates a deviation ΔX between the adjustment displacement measurement value XAX and the target value XT. Further, when the output block 30 moves in the second movement direction, the comparison unit 62 similarly calculates a deviation ΔX between the displacement measurement value XAX for adjustment and the target value XT.
このように、出力ブロック30が第1の運動方向に運動するとき、および、出力ブロック30が第2の運動方向に運動するとき、同一の調節用の変位測定値XAXおよび目標値TXに基づいて偏差ΔXが算出される。このため、第1の運動方向における偏差ΔXおよび第2の運動方向における偏差ΔXが互いに同じ値を持つ。 In this way, when the output block 30 moves in the first movement direction and when the output block 30 moves in the second movement direction, based on the same displacement measurement value XAX for adjustment and the target value TX. Deviation ΔX is calculated. For this reason, the deviation ΔX in the first movement direction and the deviation ΔX in the second movement direction have the same value.
調節部63は、偏差ΔXが0に収束するように、駆動回路70から電磁石41に電流が供給される時間である電流供給時間を調節することにより、電磁石41に供給される電流量を調節する。また調節部63は、偏差ΔXに基づいて電流供給時間を設定し、運動方向測定値XDに基づいて電磁石41に流す電流の方向を設定する。調節部63はさらに、速度測定値XBまたは加速度測定値XCに基づいて、駆動回路70による電流の出力が開始されるタイミングを設定する。調節部63は、これらの情報に応じて駆動回路70に電流を出力させるための制御信号SDを生成し、生成した制御信号SDを駆動回路70に出力する。 The adjustment unit 63 adjusts the amount of current supplied to the electromagnet 41 by adjusting the current supply time, which is the time during which current is supplied from the drive circuit 70 to the electromagnet 41 so that the deviation ΔX converges to zero. . Further, the adjusting unit 63 sets the current supply time based on the deviation ΔX, and sets the direction of the current flowing through the electromagnet 41 based on the movement direction measurement value XD. The adjustment unit 63 further sets the timing at which the drive circuit 70 starts to output current based on the speed measurement value XB or the acceleration measurement value XC. The adjustment unit 63 generates a control signal SD for causing the drive circuit 70 to output a current in accordance with these pieces of information, and outputs the generated control signal SD to the drive circuit 70.
電流供給時間は、往復運動の1周期において出力ブロック30が第1の運動方向に運動するとき、または、出力ブロック30が第2の運動方向に運動するときに、駆動回路70から電磁石41に電流が供給される時間である。 The current supply time is the current from the drive circuit 70 to the electromagnet 41 when the output block 30 moves in the first movement direction during one cycle of the reciprocating movement or when the output block 30 moves in the second movement direction. Is the time to be supplied.
駆動回路70は調節部63から入力された制御信号SDに基づいて駆動し、電磁石41に電流を供給する。このため、駆動回路70から供給された電流により電磁石41が磁界を形成する。このとき、電磁石41により形成される磁界と駆動用磁石31により形成される磁界との関係により、出力ブロック30を第1の運動方向または第2の運動方向に運動させる駆動力が出力ブロック30に作用する。 The drive circuit 70 is driven based on the control signal SD input from the adjustment unit 63 and supplies current to the electromagnet 41. For this reason, the electromagnet 41 forms a magnetic field by the current supplied from the drive circuit 70. At this time, depending on the relationship between the magnetic field formed by the electromagnet 41 and the magnetic field formed by the driving magnet 31, a driving force that moves the output block 30 in the first movement direction or the second movement direction is applied to the output block 30. Works.
制御装置60は、出力ブロック30が第1の運動方向に運動するとき、第1の運動方向に作用する駆動力である第1の駆動力が出力ブロック30に作用するように、電磁石41に流れる電流の方向を設定する。また制御装置60は、出力ブロック30が第2の運動方向に運動するとき、第2の運動方向に作用する駆動力である第2の駆動力が出力ブロック30に作用するように、電磁石41に流れる電流の方向を設定する。 When the output block 30 moves in the first movement direction, the control device 60 flows to the electromagnet 41 so that a first driving force that is a driving force acting in the first movement direction acts on the output block 30. Sets the current direction. In addition, when the output block 30 moves in the second movement direction, the control device 60 applies a force to the electromagnet 41 so that a second driving force that is a driving force acting in the second movement direction acts on the output block 30. Sets the direction of the flowing current.
図4を参照して、フィードバック制御のフローチャートについて説明する。制御装置60は、フローチャートに示される処理を所定の制御周期毎に繰り返し実行する。
ステップS11では比較部62が動作する。比較部62は、最後に算出された第1の変位測定値XA1および第2の変位測定値XA2を記憶部から読み出す。
A flowchart of feedback control will be described with reference to FIG. The control device 60 repeatedly executes the processing shown in the flowchart every predetermined control cycle.
In step S11, the comparison unit 62 operates. The comparison unit 62 reads the first displacement measurement value XA1 and the second displacement measurement value XA2 calculated last from the storage unit.
ステップS12では比較部62が動作する。比較部62は、第1の変位測定値XA1と第2の変位測定値XA2とのうちの小さい値を判定し、判定した小さい値を調節用の変位測定値XAXに設定する。第1の変位測定値XA1が第2の変位測定値XA2よりも小さい場合、次に調節用の変位測定値XAXが更新されるまで、第1の変位測定値XA1が、第1の運動方向に対応する電流供給時間および第2の運動方向に対応する電流供給時間の調節に用いられる。一方、第2の変位測定値XA2が第1の変位測定値XA1よりも小さい場合、次に調節用の変位測定値XAXが更新されるまで、第2の変位測定値XA2が、第1の運動方向に対応する電流供給時間および第2の運動方向に対応する電流供給時間の調節に用いられる。 In step S12, the comparison unit 62 operates. The comparison unit 62 determines a small value of the first displacement measurement value XA1 and the second displacement measurement value XA2, and sets the determined small value as the adjustment displacement measurement value XAX. When the first displacement measurement value XA1 is smaller than the second displacement measurement value XA2, the first displacement measurement value XA1 is moved in the first motion direction until the adjustment displacement measurement value XAX is updated next time. It is used to adjust the corresponding current supply time and the current supply time corresponding to the second movement direction. On the other hand, when the second displacement measurement value XA2 is smaller than the first displacement measurement value XA1, the second displacement measurement value XA2 is the first motion until the adjustment displacement measurement value XAX is updated next time. It is used to adjust the current supply time corresponding to the direction and the current supply time corresponding to the second movement direction.
ステップS13では調節部63が動作する。調節部63は、出力ブロック30が第1の運動方向または第2の運動方向に運動するとき、ステップS12で設定された調節用の変位測定値XAXと目標値XTとの偏差ΔXを算出し、この偏差ΔXに基づいて電流供給時間を設定する。 In step S13, the adjusting unit 63 operates. When the output block 30 moves in the first movement direction or the second movement direction, the adjustment unit 63 calculates a deviation ΔX between the displacement measurement value XAX for adjustment set in step S12 and the target value XT, The current supply time is set based on this deviation ΔX.
ステップS14では調節部63が動作する。調節部63は、ステップS13で設定した電流供給時間、および、検出部61により算出された運動方向測定値XDに基づいて制御信号SDを生成し、生成した制御信号SDを駆動回路70に出力する。 In step S14, the adjusting unit 63 operates. The adjustment unit 63 generates the control signal SD based on the current supply time set in step S13 and the movement direction measurement value XD calculated by the detection unit 61, and outputs the generated control signal SD to the drive circuit 70. .
ステップS15では検出部61が動作する。検出部61は、出力ブロック30が第1の運動方向に運動しているとき、測定信号SXに基づいて第1の変位測定値XA1等を算出し、算出した各測定値を記憶部に記憶する。また検出部61は、出力ブロック30が第2の運動方向に運動しているとき、測定信号SXに基づいて第2の変位測定値XA2等を算出し、算出した各測定値を記憶部に記憶する。 In step S15, the detection unit 61 operates. When the output block 30 is moving in the first movement direction, the detection unit 61 calculates the first displacement measurement value XA1 and the like based on the measurement signal SX, and stores each calculated measurement value in the storage unit. . Further, when the output block 30 is moving in the second movement direction, the detection unit 61 calculates the second displacement measurement value XA2 and the like based on the measurement signal SX and stores each calculated measurement value in the storage unit. To do.
図5および図6を参照して、比較例のフィードバック制御について説明する。
ここでは、比較例の振動型アクチュエーターの一例として特許文献1の振動型アクチュエーターを取りあげる。この振動型アクチュエーターが次の第1〜第3の初期条件のもとで駆動した場合、以下のようにフィードバック制御が実行される。第1の初期条件は、第1のばねのばね定数が設計されたばねの諸元におけるばね定数よりも小さいことである。第2の初期条件は、第2のばねのばね定数が設計されたばねの諸元におけるばね定数よりも大きいことである。第3の初期条件は、出力ブロックに一定の負荷が加えられることである。
The feedback control of the comparative example will be described with reference to FIGS.
Here, the vibration type actuator of Patent Document 1 is taken up as an example of the vibration type actuator of the comparative example. When this vibration actuator is driven under the following first to third initial conditions, feedback control is executed as follows. The first initial condition is that the spring constant of the first spring is smaller than the spring constant in the designed spring specifications. The second initial condition is that the spring constant of the second spring is greater than the spring constant in the designed spring specifications. The third initial condition is that a certain load is applied to the output block.
制御装置はフィードバック制御を開始した直後、例えば、駆動回路を制御することにより出力ブロックを第2の運動方向に運動させる。このとき制御装置は、所定のタイミングにおいて駆動回路からの電流の出力が開始され、かつ、電流供給時間の初期値に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路に制御信号を出力する。 The control device moves the output block in the second movement direction immediately after starting the feedback control, for example, by controlling the drive circuit. At this time, the control device outputs a control signal to the drive circuit so that the output of the current from the drive circuit is started at a predetermined timing and the output of the current is continued according to the initial value of the current supply time.
この制御信号に基づいて駆動回路が電流を出力することにより、出力ブロックが第2の運動方向に運動し、出力ブロックの変位が目標値に接近する。比較例の振動型アクチュエーターによれば、第1のばねのばね定数が小さいため、電流供給時間の初期値に応じて電磁石に電流が供給されても、第2の運動方向における出力ブロックの最大変位が目標値に到達しない。 The drive circuit outputs a current based on this control signal, whereby the output block moves in the second movement direction, and the displacement of the output block approaches the target value. According to the vibration type actuator of the comparative example, since the spring constant of the first spring is small, even when current is supplied to the electromagnet according to the initial value of the current supply time, the maximum displacement of the output block in the second movement direction Does not reach the target value.
その後の一時刻である時刻t51において、制御装置は、センサーの測定信号に基づいて、出力ブロックの変位が第2の運動方向における最大変位に到達したことを検出し、第2の変位測定値と目標値との偏差である第2の偏差を算出する。制御装置は次に、所定のタイミングにおいて駆動回路からの電流の出力が開始され、かつ、電流供給時間の初期値に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路に制御信号を出力する。この制御信号は、最初に電磁石に供給された電流とは反対の方向に電流を流すための情報も含む。 At time t51, which is one time thereafter, the control device detects that the displacement of the output block has reached the maximum displacement in the second movement direction based on the sensor measurement signal, and the second displacement measurement value and A second deviation which is a deviation from the target value is calculated. Next, the control device outputs a control signal to the drive circuit so that output of current from the drive circuit is started at a predetermined timing and current output is continued according to the initial value of the current supply time. This control signal also includes information for flowing a current in a direction opposite to that initially supplied to the electromagnet.
その後の一時刻である時刻t52において、駆動回路が電磁石に電流を供給しはじめる。このため、出力ブロックに第1の駆動力が作用する。駆動回路は、時刻t52から電流供給時間が経過する時刻t53まで電磁石に電流を供給する。時刻t53において、駆動回路が電流の供給を停止することにより、それまで出力ブロックに作用していた第1の駆動力が作用しなくなる。 At time t52, which is one time thereafter, the drive circuit starts to supply current to the electromagnet. For this reason, the first driving force acts on the output block. The drive circuit supplies current to the electromagnet from time t52 until time t53 when the current supply time elapses. At time t <b> 53, the drive circuit stops supplying current, so that the first driving force that has been applied to the output block until then stops operating.
この振動型アクチュエーターによれば、第2のばねのばね定数が大きいため、電流供給時間の初期値に応じて電磁石に電流が供給されることにより、第1の運動方向における出力ブロックの最大変位が目標値を超える。 According to this vibration type actuator, since the spring constant of the second spring is large, the current is supplied to the electromagnet according to the initial value of the current supply time, whereby the maximum displacement of the output block in the first movement direction is reduced. The target value is exceeded.
その後の一時刻である時刻t54において、制御装置は、センサーの測定信号に基づいて、出力ブロックの変位が第1の運動方向における最大変位に到達したことを検出し、第1の変位測定値と目標値との偏差である第1の偏差を算出する。制御装置は次に、先に算出した第2の偏差に基づいて新しい電流供給時間を設定し、所定のタイミングにおいて駆動回路からの電流の出力が開始され、かつ、設定した電流供給時間に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路に制御信号を出力する。この制御信号は、時刻t52〜t53の期間に電磁石に供給された電流とは反対の方向に電流を流すための情報も含む。 At time t54, which is one time thereafter, the control device detects that the displacement of the output block has reached the maximum displacement in the first movement direction based on the measurement signal of the sensor, and the first displacement measurement value and A first deviation which is a deviation from the target value is calculated. Next, the control device sets a new current supply time based on the previously calculated second deviation, starts output of current from the drive circuit at a predetermined timing, and according to the set current supply time A control signal is output to the drive circuit so that the current output is continued. This control signal also includes information for causing a current to flow in the direction opposite to the current supplied to the electromagnet during the period from time t52 to t53.
その後の一時刻である時刻t55において、駆動回路が電磁石に電流を供給しはじめる。このため、出力ブロックに第2の駆動力が作用する。駆動回路は、時刻t55から電流供給時間が経過する時刻t56まで電磁石に電流を供給する。時刻t56において、駆動回路が電流の供給を停止することにより、それまで出力ブロックに作用していた第2の駆動力が作用しなくなる。 At time t55, which is one time thereafter, the drive circuit starts to supply current to the electromagnet. For this reason, the second driving force acts on the output block. The drive circuit supplies current to the electromagnet from time t55 to time t56 when the current supply time elapses. At time t56, the drive circuit stops supplying current, so that the second driving force that has been applied to the output block until then stops operating.
その後の一時刻である時刻t57において、制御装置は、センサーの測定信号に基づいて、出力ブロックの変位が第2の運動方向における最大変位に到達したことを再び検出する。 At time t57, which is one time thereafter, the control device again detects that the displacement of the output block has reached the maximum displacement in the second movement direction, based on the sensor measurement signal.
そして制御装置は、時刻57以降において出力ブロックの変位が第1の運動方向または第2の運動方向の最大変位に到達する毎に、時刻t54〜t57の期間と同様の方法により第1の偏差または第2の偏差に基づいて電流供給時間を設定する。このため、出力ブロックに一定の負荷が加えられた状態においてフィードバック制御が継続されることにより、第1の運動方向に対応する電流供給時間が次第に短縮され、第2の運動方向に対応する電流供給時間が次第に延長される。 Then, every time the displacement of the output block reaches the maximum displacement in the first movement direction or the second movement direction after time 57, the control device performs the first deviation or the same in the same way as the period from time t54 to t57. The current supply time is set based on the second deviation. For this reason, by continuing the feedback control in a state where a certain load is applied to the output block, the current supply time corresponding to the first movement direction is gradually shortened, and the current supply corresponding to the second movement direction is performed. Time is gradually extended.
図6は、時刻t57以降においてフィードバック制御が継続されたことにより、第1の偏差および第2の偏差がそれぞれ0に収束した状態を示している。
時刻t57以降の一時刻である時刻t61において、制御装置は、センサーの測定信号に基づいて、出力ブロックの変位が第2の運動方向における最大変位に到達したことを検出し、第2の偏差を算出する。このときに算出される第2の偏差は実質的に0である。
FIG. 6 shows a state in which the first deviation and the second deviation have converged to 0, respectively, by continuing the feedback control after time t57.
At time t61, which is one time after time t57, the control device detects that the displacement of the output block has reached the maximum displacement in the second movement direction based on the measurement signal of the sensor, and determines the second deviation. calculate. The second deviation calculated at this time is substantially zero.
制御装置は次に、所定のタイミングにおいて駆動回路からの電流の出力が開始され、かつ、そのときに設定されている電流供給時間に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路に制御信号を出力する。このときの電流供給時間は、電流供給時間の初期値、および、第2の運動方向に対応する電流供給時間よりも十分に短い。一例によれば、その電流供給時間が、フィードバック制御における電流供給時間の下限値を取ることがある。 Next, the control device starts a current output from the drive circuit at a predetermined timing, and controls the drive circuit so that the current output is continued according to the current supply time set at that time. Is output. The current supply time at this time is sufficiently shorter than the initial value of the current supply time and the current supply time corresponding to the second movement direction. According to an example, the current supply time may take a lower limit value of the current supply time in the feedback control.
駆動回路は、その後の一時刻である時刻t62から時刻t63までの期間において電磁石に電流を供給する。このとき、設定されている電流供給時間が短いことにより電磁石に供給される電流量が少ないため、出力ブロックに作用する第1の駆動力は、例えばフィードバック制御が開始された直後と比較して小さい。 The drive circuit supplies current to the electromagnet during a period from time t62 to time t63, which is one time thereafter. At this time, since the amount of current supplied to the electromagnet is small because the set current supply time is short, the first driving force acting on the output block is smaller than that immediately after the feedback control is started, for example. .
その後の一時刻である時刻t64において、制御装置は、センサーの測定信号に基づいて、出力ブロックの変位が第1の運動方向における最大変位に到達したことを検出し、第1の偏差を算出する。このときに算出される第1の偏差は実質的に0である。 At time t64, which is one time thereafter, the control device detects that the displacement of the output block has reached the maximum displacement in the first movement direction based on the sensor measurement signal, and calculates the first deviation. . The first deviation calculated at this time is substantially zero.
制御装置は次に、所定のタイミングにおいて駆動回路からの電流の出力が開始され、かつ、そのときに設定されている電流供給時間に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路に制御信号を出力する。このときの電流供給時間は、電流供給時間の初期値、および、第1の運動方向に対応する電流供給時間よりも十分に長い。一例によれば、その電流供給時間が、フィードバック制御における電流供給時間の上限値を取ることがある。 Next, the control device starts a current output from the drive circuit at a predetermined timing, and controls the drive circuit so that the current output is continued according to the current supply time set at that time. Is output. The current supply time at this time is sufficiently longer than the initial value of the current supply time and the current supply time corresponding to the first movement direction. According to an example, the current supply time may take an upper limit value of the current supply time in the feedback control.
駆動回路は、その後の一時刻である時刻t65から時刻t66までの期間において電磁石に電流を供給する。このとき、設定されている電流供給時間が長いことにより電磁石に供給される電流量が多いため、出力ブロックに作用する第2の駆動力は、例えばフィードバック制御が開始された直後と比較して大きい。 The drive circuit supplies current to the electromagnet in a period from time t65 to time t66, which is one time thereafter. At this time, since the amount of current supplied to the electromagnet is large due to the set current supply time being long, the second driving force acting on the output block is larger than, for example, immediately after the feedback control is started. .
以上のように各偏差が0に収束した状態において、出力ブロックが第1の運動方向に運動するときに出力ブロックに作用する負荷が増加した場合、第1の駆動力が小さいことに起因して第1の運動方向における最大変位が急激に低下する。このため、第1の運動方向における第1の変位測定値と目標値との偏差である第1の偏差が急激に増加する。 As described above, in the state where each deviation has converged to 0, when the load acting on the output block increases when the output block moves in the first movement direction, the first driving force is small. The maximum displacement in the first movement direction decreases rapidly. For this reason, the first deviation, which is the deviation between the first measured displacement value and the target value in the first movement direction, rapidly increases.
その後、フィードバック制御により第1の偏差が0に収束するように電流供給時間が調節されるものの、負荷が増加したときに発生した第1の偏差が大きいため、第1の偏差が0に収束するまでに比較的長い時間がかかる。このため、バリカンにおける毛の切断に関する能力が低下した状態が比較的長く継続されるおそれがある。なお、ここでは、各偏差が0に収束した状態を例に取りあげているが、各偏差が0に収束する前であっても、第1の駆動力および第2の駆動力の一方が他方に対して低下している場合に出力ブロックの負荷が増加したときには同様の状況が生じ得る。 Thereafter, the current supply time is adjusted so that the first deviation converges to 0 by feedback control, but the first deviation that occurs when the load increases is large, so the first deviation converges to 0. Takes a relatively long time. For this reason, there exists a possibility that the state in which the capability regarding the cutting | disconnection of the hair in a clipper fell may continue comparatively long. In addition, although the case where each deviation converged to 0 is taken as an example here, even before each deviation converges to 0, one of the first driving force and the second driving force is set to the other. A similar situation can occur when the load on the output block increases when it is decreasing.
図5および図7を参照して、制御装置60のフィードバック制御について説明する。
振動型アクチュエーター10が比較例の振動型アクチュエーターに与えられた上記3つの初期条件と同じ初期条件のもとで駆動した場合、以下のようにフィードバック制御が実行される。
The feedback control of the control device 60 will be described with reference to FIGS.
When the vibration type actuator 10 is driven under the same initial conditions as the three initial conditions given to the vibration type actuator of the comparative example, feedback control is executed as follows.
制御装置60はフィードバック制御を開始した直後、例えば、駆動回路70を制御することにより出力ブロック30を第2の運動方向に運動させる。このとき制御装置60は、所定のタイミングにおいて駆動回路70からの電流の出力が開始され、かつ、電流供給時間の初期値に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路70に制御信号SDを出力する。 Immediately after starting the feedback control, the control device 60 controls the drive circuit 70 to move the output block 30 in the second movement direction, for example. At this time, the control device 60 starts the output of the current from the drive circuit 70 at a predetermined timing, and the control signal SD to the drive circuit 70 so that the output of the current is continued according to the initial value of the current supply time. Is output.
この制御信号SDに基づいて駆動回路70が電流を出力することにより、出力ブロック30が第2の運動方向に運動し、出力ブロック30の変位が目標値XTに接近する。振動型アクチュエーター10によれば、第1のばね50のばね定数が小さいため、電流供給時間の初期値に応じて電磁石41に電流が供給されても、第2の運動方向における出力ブロック30の最大変位が目標値XTに到達しない。 When the drive circuit 70 outputs a current based on the control signal SD, the output block 30 moves in the second movement direction, and the displacement of the output block 30 approaches the target value XT. According to the vibration type actuator 10, since the spring constant of the first spring 50 is small, even if a current is supplied to the electromagnet 41 according to the initial value of the current supply time, the maximum of the output block 30 in the second movement direction. The displacement does not reach the target value XT.
その後の一時刻である時刻t51において、制御装置60は、センサー80の測定信号SXに基づいて、出力ブロック30の変位が第2の運動方向における最大変位に到達したことを検出する。制御装置60は次に、時刻t51に算出した第2の変位測定値XA2と、第1の変位測定値XA1の初期値とのうちの小さい値を判定し、判定した小さい値を調節用の変位測定値XAXに設定する。ここでは、第1の変位測定値XA1の初期値が0を持つことから、第2の変位測定値XA2が調節用の変位測定値XAXに設定される。 At time t51 that is one time thereafter, the control device 60 detects that the displacement of the output block 30 has reached the maximum displacement in the second movement direction based on the measurement signal SX of the sensor 80. Next, the control device 60 determines a smaller value between the second measured displacement value XA2 calculated at time t51 and the initial value of the first measured displacement value XA1, and uses the determined smaller value as a displacement for adjustment. Set to measured value XAX. Here, since the initial value of the first displacement measurement value XA1 has 0, the second displacement measurement value XA2 is set as the adjustment displacement measurement value XAX.
制御装置60は次に、所定のタイミングにおいて駆動回路70からの電流の出力が開始され、かつ、電流供給時間の初期値に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路70に制御信号SDを出力する。制御信号SDは、最初に電磁石41に供給された電流とは反対の方向に電流を流すための情報も含む。 Next, the control device 60 starts the output of the current from the drive circuit 70 at a predetermined timing, and the control signal SD to the drive circuit 70 so that the output of the current is continued according to the initial value of the current supply time. Is output. The control signal SD also includes information for causing a current to flow in a direction opposite to the current first supplied to the electromagnet 41.
その後の一時刻である時刻t52において、駆動回路70が電磁石41に電流を供給しはじめる。このため、出力ブロック30に第1の駆動力が作用する。駆動回路70は、時刻t52から電流供給時間が経過する時刻t53まで電磁石41に電流を供給する。時刻t53において、駆動回路70が電流の供給を停止することにより、それまで出力ブロック30に作用していた第1の駆動力が作用しなくなる。 The drive circuit 70 starts to supply current to the electromagnet 41 at time t52, which is one time thereafter. For this reason, the first driving force acts on the output block 30. The drive circuit 70 supplies current to the electromagnet 41 from time t52 until time t53 when the current supply time elapses. At time t <b> 53, the drive circuit 70 stops supplying current, so that the first driving force that has been applied to the output block 30 until then is no longer applied.
振動型アクチュエーター10によれば、第2のばね50のばね定数が大きいため、電流供給時間の初期値に応じて電磁石41に電流が供給されることにより、第1の運動方向における出力ブロック30の最大変位が目標値XTを超える。 According to the vibration type actuator 10, since the spring constant of the second spring 50 is large, the current is supplied to the electromagnet 41 according to the initial value of the current supply time, whereby the output block 30 in the first movement direction is The maximum displacement exceeds the target value XT.
その後の一時刻である時刻t54において、制御装置60はセンサー80の測定信号SXに基づいて、出力ブロック30の変位が第1の運動方向における最大変位に到達したことを検出する。 At time t54, which is one time thereafter, the control device 60 detects that the displacement of the output block 30 has reached the maximum displacement in the first movement direction based on the measurement signal SX of the sensor 80.
制御装置60は次に、時刻t54に算出した第1の変位測定値XA1と、時刻t51に算出した第2の変位測定値XA2とのうちの小さい値を判定し、判定した小さい値を調節用の変位測定値XAXに設定する。図示された例によれば、第2の変位測定値XA2が第1の変位測定値XA1よりも小さいため、第2の変位測定値XA2が引き続き調節用の変位測定値XAXに設定される。 Next, the control device 60 determines a small value between the first displacement measurement value XA1 calculated at time t54 and the second displacement measurement value XA2 calculated at time t51, and uses the determined small value for adjustment. Set to the measured displacement value XAX. According to the illustrated example, since the second displacement measurement value XA2 is smaller than the first displacement measurement value XA1, the second displacement measurement value XA2 is continuously set to the adjustment displacement measurement value XAX.
制御装置60は次に、調節用の変位測定値XAXと目標値XTとの偏差ΔXを算出し、この偏差ΔXに基づいて電流供給時間を設定する。制御装置60は次に、所定のタイミングにおいて駆動回路70からの電流の出力が開始され、かつ、設定した電流供給時間に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路70に制御信号SDを出力する。制御信号SDは、時刻t52〜t53の期間に電磁石41に供給された電流とは反対の方向に電流を流すための情報も含む。 Next, the controller 60 calculates a deviation ΔX between the displacement measurement value XAX for adjustment and the target value XT, and sets a current supply time based on the deviation ΔX. Next, the control device 60 sends a control signal SD to the drive circuit 70 so that output of current from the drive circuit 70 is started at a predetermined timing and output of current is continued according to the set current supply time. Output. The control signal SD also includes information for causing a current to flow in a direction opposite to the current supplied to the electromagnet 41 during the period from time t52 to t53.
その後の一時刻である時刻t55において、駆動回路70が電磁石41に電流を供給しはじめる。このため、出力ブロック30に第2の駆動力が作用する。駆動回路70は、時刻t55から電流供給時間が経過する時刻t56まで電磁石に電流を供給する。時刻t56において、駆動回路70が電流の供給を停止することにより、それまで出力ブロック30に作用していた第2の駆動力が作用しなくなる。 The drive circuit 70 starts to supply current to the electromagnet 41 at time t55, which is one time thereafter. For this reason, the second driving force acts on the output block 30. The drive circuit 70 supplies current to the electromagnet from time t55 to time t56 when the current supply time elapses. At time t56, the driving circuit 70 stops supplying current, so that the second driving force that has been applied to the output block 30 until then stops operating.
その後の一時刻である時刻t57において、制御装置60は、センサー80の測定信号SXに基づいて、出力ブロック30の変位が第2の運動方向における最大変位に到達したことを再び検出する。制御装置60は次に、時刻t57に算出した第2の変位測定値XA2と、時刻t54に算出した第1の変位測定値XA1とのうちの小さい値を判定し、判定した小さい値を調節用の変位測定値XAXに設定する。図示された例によれば、第2の変位測定値XA2が第1の変位測定値XA1よりも小さいため、第2の変位測定値XA2が引き続き調節用の変位測定値XAXに設定される。 At time t57, which is one time thereafter, the control device 60 detects again that the displacement of the output block 30 has reached the maximum displacement in the second movement direction based on the measurement signal SX of the sensor 80. Next, the control device 60 determines a small value between the second displacement measurement value XA2 calculated at time t57 and the first displacement measurement value XA1 calculated at time t54, and uses the determined small value for adjustment. Set to the measured displacement value XAX. According to the illustrated example, since the second displacement measurement value XA2 is smaller than the first displacement measurement value XA1, the second displacement measurement value XA2 is continuously set to the adjustment displacement measurement value XAX.
制御装置60は次に、調節用の変位測定値XAXと目標値XTとの偏差ΔXを算出し、この偏差ΔXに基づいて電流供給時間を設定する。制御装置60は次に、所定のタイミングにおいて駆動回路70からの電流の出力が開始され、かつ、設定した電流供給時間に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路70に制御信号SDを出力する。 Next, the controller 60 calculates a deviation ΔX between the displacement measurement value XAX for adjustment and the target value XT, and sets a current supply time based on the deviation ΔX. Next, the control device 60 sends a control signal SD to the drive circuit 70 so that output of current from the drive circuit 70 is started at a predetermined timing and output of current is continued according to the set current supply time. Output.
そして制御装置60は、時刻57以降において出力ブロック30の変位が第1の運動方向または第2の運動方向の最大変位に到達する毎に、時刻t54〜t57の期間と同様の方法により電流供給時間を設定する。このため、出力ブロック30に一定の負荷が加えられた状態においてフィードバック制御が継続されることにより、第1の運動方向に対応する電流供給時間、および、第2の運動方向に対応する電流供給時間が互いに同じ値を持ち、かつ、次第に延長される。 Then, every time the displacement of the output block 30 reaches the maximum displacement in the first movement direction or the second movement direction after the time 57, the control device 60 performs the current supply time by the same method as the period from the time t54 to t57. Set. For this reason, the feedback control is continued in a state where a certain load is applied to the output block 30, whereby the current supply time corresponding to the first movement direction and the current supply time corresponding to the second movement direction Have the same value and are gradually extended.
図7は、時刻t57以降においてフィードバック制御が継続されたことにより、第2の変位測定値XA2と目標値XTとの偏差である第2の偏差ΔX2が0に収束した状態を示している。 FIG. 7 shows a state in which the second deviation ΔX2, which is the deviation between the second displacement measurement value XA2 and the target value XT, has converged to 0 due to the feedback control being continued after time t57.
時刻t57以降の一時刻である時刻t71において、制御装置60は、センサー80の測定信号SXに基づいて、出力ブロック30の変位が第2の運動方向における最大変位に到達したことを検出する。制御装置60は次に、時刻t71に算出した第2の変位測定値XA2と、最後に算出した第1の変位測定値XA1とのうちの小さい値を判定し、判定した小さい値を調節用の変位測定値XAXに設定する。制御装置60は次に、調節用の変位測定値XAXと目標値XTとの偏差ΔXを算出し、偏差ΔXに基づいて電流供給時間を設定する。このときに算出される偏差ΔXは実質的に0である。 At time t71, which is one time after time t57, based on the measurement signal SX of the sensor 80, the control device 60 detects that the displacement of the output block 30 has reached the maximum displacement in the second movement direction. Next, the control device 60 determines a small value of the second displacement measurement value XA2 calculated at time t71 and the first displacement measurement value XA1 calculated last, and uses the determined small value for adjustment. The displacement measurement value XAX is set. Next, the control device 60 calculates a deviation ΔX between the displacement measurement value XAX for adjustment and the target value XT, and sets a current supply time based on the deviation ΔX. The deviation ΔX calculated at this time is substantially zero.
制御装置60は次に、所定のタイミングにおいて駆動回路70からの電流の出力が開始され、かつ、そのときに設定されている電流供給時間に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路70に制御信号SDを出力する。このときの電流供給時間は、電流供給時間の初期値よりも長い。 Next, the controller 60 starts output of current from the drive circuit 70 at a predetermined timing, and continues to output current according to the current supply time set at that time. The control signal SD is output to The current supply time at this time is longer than the initial value of the current supply time.
駆動回路70は、その後の一時刻である時刻t72から時刻t73までの期間において電磁石41に電流を供給する。このとき、設定されている電流供給時間が長いことにより電磁石41に供給される電流量が多いため、出力ブロック30に作用する第1の駆動力は、例えばフィードバック制御が開始された直後と比較して大きい。 The drive circuit 70 supplies current to the electromagnet 41 during a period from time t72 to time t73, which is one time thereafter. At this time, since the amount of current supplied to the electromagnet 41 is large due to the set current supply time, the first driving force acting on the output block 30 is compared with, for example, immediately after the feedback control is started. Big.
その後の一時刻である時刻t74において、制御装置60はセンサー80の測定信号SXに基づいて、出力ブロック30の変位が第2の運動方向における最大変位に到達したことを検出する。制御装置60は次に、時刻t74に算出した第1の変位測定値XA1と、時刻t71に算出した第2の変位測定値XA2とのうちの小さい値を判定し、判定した小さい値を調節用の変位測定値XAXに設定する。図示された例によれば、第2の変位測定値XA2が調節用の変位測定値XAXに設定されるため、制御装置60により算出される偏差ΔXは、第1の変位測定値XA1と目標値XTとの偏差である第1の偏差ΔX1とは異なり実質的に0を持つ。 At time t74, which is one time thereafter, the control device 60 detects that the displacement of the output block 30 has reached the maximum displacement in the second movement direction based on the measurement signal SX of the sensor 80. Next, the control device 60 determines a small value between the first displacement measurement value XA1 calculated at time t74 and the second displacement measurement value XA2 calculated at time t71, and uses the determined small value for adjustment. Set to the measured displacement value XAX. According to the illustrated example, since the second displacement measurement value XA2 is set to the adjustment displacement measurement value XAX, the deviation ΔX calculated by the control device 60 is equal to the first displacement measurement value XA1 and the target value. Unlike the first deviation ΔX1, which is a deviation from XT, it has substantially zero.
制御装置60は次に、偏差ΔXに基づいて電流供給時間を設定し、所定のタイミングにおいて駆動回路70からの電流の出力が開始され、かつ、設定した電流供給時間に応じて電流の出力が継続されるように駆動回路70に制御信号SDを出力する。このときの電流供給時間は、電流供給時間の初期値よりも長い。 Next, the control device 60 sets a current supply time based on the deviation ΔX, starts outputting current from the drive circuit 70 at a predetermined timing, and continues outputting current according to the set current supply time. As described above, the control signal SD is output to the drive circuit 70. The current supply time at this time is longer than the initial value of the current supply time.
駆動回路70は、その後の一時刻である時刻t75から時刻t76までの期間において電磁石41に電流を供給する。このとき、電流供給時間が長いことにより電磁石41に供給される電流量が多いため、出力ブロック30に作用する第2の駆動力は、例えばフィードバック制御が開始された直後と比較して大きい。 The drive circuit 70 supplies current to the electromagnet 41 during a period from time t75 to time t76, which is one time thereafter. At this time, since the amount of current supplied to the electromagnet 41 is large due to the long current supply time, the second driving force acting on the output block 30 is larger than that immediately after the feedback control is started, for example.
以上のように第2の偏差ΔX2が0に収束した状態において、出力ブロック30に作用する負荷が増加した場合を想定する。この場合、比較例の振動型アクチュエーターとは異なり出力ブロック30に作用する第1の駆動力が大きいため、第1の運動方向における最大変位が低下しにくい。このため、比較例の振動型アクチュエーターと比較して第1の運動方向における第1の偏差ΔX1が急激に増加しにくい。 As described above, it is assumed that the load acting on the output block 30 increases in the state where the second deviation ΔX2 converges to zero. In this case, since the first driving force acting on the output block 30 is large unlike the vibration type actuator of the comparative example, the maximum displacement in the first movement direction is unlikely to decrease. For this reason, the first deviation ΔX1 in the first movement direction is unlikely to increase rapidly compared to the vibration type actuator of the comparative example.
そして、出力ブロック30の負荷が増加した後、第1の変位測定値XA1または第2の変位測定値XA2と目標値XTとの偏差ΔXが0に収束するように電流供給時間が調節される。この場合、負荷の増加にともなう第1の変位測定値XA1および第2の変位測定値XA2の低下量が比較例の振動型アクチュエーターよりも小さいため、偏差ΔXが比較的短い時間で0に収束する。このため、バリカン100における毛の切断に関する能力が低下しにくい。 After the load of the output block 30 increases, the current supply time is adjusted so that the deviation ΔX between the first displacement measurement value XA1 or the second displacement measurement value XA2 and the target value XT converges to zero. In this case, since the amount of decrease in the first displacement measurement value XA1 and the second displacement measurement value XA2 as the load increases is smaller than that of the vibration type actuator of the comparative example, the deviation ΔX converges to 0 in a relatively short time. . For this reason, the capability regarding the cutting | disconnection of the hair in the clipper 100 cannot fall easily.
このように、振動型アクチュエーター10によれば、第1の変位測定値XA1と第2の変位測定値XA2とのうちの小さい値が操作量である電流量の調節に用いられる。このため、各ばね50の実際の特性が互いに相違する等の理由により、第1の運動方向に対応する操作量および第2の運動方向に対応する操作量の一方が他方に対して小さな値に設定される状況が形成されにくい。このため、第1の駆動力および第2の駆動力の一方が、各ばね50の公差等の影響により、好ましい駆動力よりも小さい値に設定されるおそれが低くなる。このため、出力ブロック30に作用する負荷が増加しても変位と目標値TXとの偏差ΔXが増加しにくい。このため、負荷が変動しても出力ブロック30が安定した往復運動を維持できる。 As described above, according to the vibration type actuator 10, a smaller value of the first displacement measurement value XA1 and the second displacement measurement value XA2 is used for adjusting the current amount as the operation amount. For this reason, one of the operation amount corresponding to the first movement direction and the operation amount corresponding to the second movement direction has a smaller value than the other because the actual characteristics of the springs 50 are different from each other. The set situation is difficult to form. For this reason, one of the first driving force and the second driving force is less likely to be set to a value smaller than the preferred driving force due to the influence of the tolerance of each spring 50 and the like. For this reason, even if the load acting on the output block 30 increases, the deviation ΔX between the displacement and the target value TX is difficult to increase. For this reason, even if the load fluctuates, the output block 30 can maintain a stable reciprocating motion.
なお、ここでは、第2の偏差ΔX2が0に収束した状態を例に取りあげているが、第1の偏差ΔX1が0に収束した状態において出力ブロック30の負荷が増加した場合であっても上記と同様の効果が得られる。さらに、第1の偏差ΔX1および第2の偏差ΔX2の一方が0に収束する前に出力ブロック30の負荷が増加した場合についても同様の効果が得られる。 In this example, the state where the second deviation ΔX2 converges to 0 is taken as an example, but even when the load of the output block 30 increases in the state where the first deviation ΔX1 converges to 0, The same effect can be obtained. Further, the same effect can be obtained when the load on the output block 30 increases before one of the first deviation ΔX1 and the second deviation ΔX2 converges to zero.
振動型アクチュエーター10によればさらに以下の効果が得られる。
(1)第1の運動方向に対応する目標値TXおよび第2の運動方向に対応する目標値TXが、ばね50の諸元に基づいて互いに同じ値に設定される。このため、各ばね50の実際の特性を予め測定して、それぞれの特性に適合するように第1の運動方向に対応する目標値TXおよび第2の運動方向に対応する目標値TXを個別に設定する場合と比較して、プログラムを容易に構築できる。
According to the vibration type actuator 10, the following effects can be further obtained.
(1) The target value TX corresponding to the first movement direction and the target value TX corresponding to the second movement direction are set to the same value based on the specifications of the spring 50. For this reason, the actual characteristic of each spring 50 is measured in advance, and the target value TX corresponding to the first movement direction and the target value TX corresponding to the second movement direction are individually adjusted so as to match each characteristic. Compared to the setting case, the program can be easily constructed.
(2)出力ブロック30の運動方向が切り替わる毎に、調節用の変位測定値XAXが更新される。このため、負荷の変動により第1の変位測定値XA1および第2の変位測定値XA2の関係が頻繁に変化する場合であっても、それらの測定値のうちの小さい値が調節用の変位測定値XAXに設定される状況が維持されやすい。このため、出力ブロック30が第1の運動方向または第2の運動方向に運動するときに偏差ΔXが急激に増加しにくい。このため、バリカン100における毛の切断に関する能力が一層低下しにくい。 (2) Each time the movement direction of the output block 30 is switched, the displacement measurement value XAX for adjustment is updated. For this reason, even if the relationship between the first displacement measurement value XA1 and the second displacement measurement value XA2 changes frequently due to the fluctuation of the load, the smaller value of these measurement values is the displacement measurement for adjustment. The situation set to the value XAX is easily maintained. For this reason, when the output block 30 moves in the first movement direction or the second movement direction, the deviation ΔX hardly increases rapidly. For this reason, the capability regarding the cutting | disconnection of the hair in the clipper 100 is hard to fall further.
(実施の形態2)
図8を参照して、実施の形態2の制御装置60について説明する。この制御装置60は、実施の形態1の制御装置60が実行するプログラムに代えて、以下に説明するプログラムを実行する点において実施の形態1の制御装置60と相違する。なお、実施の形態2の振動型アクチュエーター10によれば、実施の形態1の振動型アクチュエーター10により得られる効果と同様の効果が得られる。
(Embodiment 2)
With reference to FIG. 8, the control apparatus 60 of Embodiment 2 is demonstrated. The control device 60 is different from the control device 60 of the first embodiment in that a program described below is executed instead of the program executed by the control device 60 of the first embodiment. According to the vibration type actuator 10 of the second embodiment, the same effect as that obtained by the vibration type actuator 10 of the first embodiment can be obtained.
ステップS21では比較部62が動作する。比較部62は、最後に算出した第1の偏差ΔX1および第2の偏差ΔX2を記憶部から読み出す。
ステップS22では比較部62が動作する。比較部62は、第1の偏差ΔX1と第2の偏差ΔX2とに基づいて、相対的に大きな操作量を設定させることに寄与する偏差を判定し、判定した偏差を操作量の調節に用いる調節用の偏差ΔXに設定する。
In step S21, the comparison unit 62 operates. The comparison unit 62 reads the first deviation ΔX1 and the second deviation ΔX2 calculated last from the storage unit.
In step S22, the comparison unit 62 operates. The comparison unit 62 determines a deviation that contributes to setting a relatively large operation amount based on the first deviation ΔX1 and the second deviation ΔX2, and uses the determined deviation for adjusting the operation amount. Set to the deviation ΔX.
第1の偏差ΔX1および第2の偏差ΔX2の一方が正の偏差であり、他方が負の偏差である場合、負の偏差が調節用の偏差ΔXに設定される。第1の偏差ΔX1および第2の偏差ΔX2の両方が正の偏差である場合、絶対値が小さい偏差が調節用の偏差ΔXに設定される。第1の偏差ΔX1および第2の偏差ΔX2の両方が負の偏差である場合、絶対値が大きい偏差が調節用の偏差ΔXに設定される。 When one of the first deviation ΔX1 and the second deviation ΔX2 is a positive deviation and the other is a negative deviation, the negative deviation is set as the adjustment deviation ΔX. When both the first deviation ΔX1 and the second deviation ΔX2 are positive deviations, a deviation having a small absolute value is set as the adjustment deviation ΔX. When both the first deviation ΔX1 and the second deviation ΔX2 are negative deviations, a deviation having a large absolute value is set as the adjustment deviation ΔX.
第1の偏差ΔX1が該当する偏差と判定された場合、次に調節用の偏差ΔXが更新されるまで、第1の偏差ΔX1が調節用の偏差ΔXに設定される。一方、第2の偏差ΔX2が該当する偏差と判定された場合、次に調節用の偏差ΔXが更新されるまで、第2の偏差ΔX2が調節用の偏差ΔXに設定される。 When it is determined that the first deviation ΔX1 is a corresponding deviation, the first deviation ΔX1 is set to the adjustment deviation ΔX until the adjustment deviation ΔX is updated next time. On the other hand, when it is determined that the second deviation ΔX2 is a corresponding deviation, the second deviation ΔX2 is set to the adjustment deviation ΔX until the adjustment deviation ΔX is updated next time.
ステップS23では調節部63が動作する。調節部63は、出力ブロック30が第1の運動方向または第2の運動方向に運動するとき、ステップS22で設定された調節用の偏差ΔXに基づいて電流供給時間を設定する。 In step S23, the adjusting unit 63 operates. When the output block 30 moves in the first movement direction or the second movement direction, the adjustment unit 63 sets the current supply time based on the adjustment deviation ΔX set in step S22.
ステップS24では調節部63が動作する。調節部63は、ステップS23で設定した電流供給時間、および、検出部61により算出された運動方向測定値XDに基づいて制御信号SDを生成し、生成した制御信号SDを駆動回路70に出力する。 In step S24, the adjusting unit 63 operates. The adjustment unit 63 generates the control signal SD based on the current supply time set in step S23 and the movement direction measurement value XD calculated by the detection unit 61, and outputs the generated control signal SD to the drive circuit 70. .
ステップS25では検出部61が動作する。検出部61は、出力ブロック30が第1の運動方向に運動しているとき、測定信号SXに基づいて第1の変位測定値XA1等を算出し、算出した各測定値を記憶部に記憶する。また検出部61は、出力ブロック30が第2の運動方向に運動しているとき、測定信号SXに基づいて第2の変位測定値XA2等を算出し、算出した各測定値を記憶部に記憶する。 In step S25, the detection unit 61 operates. When the output block 30 is moving in the first movement direction, the detection unit 61 calculates the first displacement measurement value XA1 and the like based on the measurement signal SX, and stores each calculated measurement value in the storage unit. . Further, when the output block 30 is moving in the second movement direction, the detection unit 61 calculates the second displacement measurement value XA2 and the like based on the measurement signal SX and stores each calculated measurement value in the storage unit. To do.
ステップS26では比較部62が動作する。比較部62は、出力ブロック30が第1の運動方向に運動しているとき、ステップS25で算出された第1の変位測定値XA1と目標値XTとに基づいて第1の偏差ΔX1を算出し、算出した第1の偏差ΔX1を記憶部に記憶する。また比較部62は、出力ブロック30が第2の運動方向に運動しているとき、ステップS25で算出された第2の変位測定値XA2と目標値XTとに基づいて第2の偏差ΔX2を算出し、算出した第2の偏差ΔX2を記憶部に記憶する。 In step S26, the comparison unit 62 operates. When the output block 30 is moving in the first movement direction, the comparison unit 62 calculates the first deviation ΔX1 based on the first displacement measurement value XA1 and the target value XT calculated in step S25. The calculated first deviation ΔX1 is stored in the storage unit. Further, when the output block 30 is moving in the second movement direction, the comparison unit 62 calculates the second deviation ΔX2 based on the second displacement measurement value XA2 and the target value XT calculated in step S25. Then, the calculated second deviation ΔX2 is stored in the storage unit.
(変形例)
各実施の形態に関する説明は、本発明の振動型アクチュエーターの制御装置等が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明の振動型アクチュエーターの制御装置等は、各実施の形態以外に例えば以下に示される各実施の形態の変形例を取り得る。
(Modification)
The description regarding each embodiment is an illustration of the form which the control apparatus of the vibration type actuator of this invention, etc. can take, and it does not intend restrict | limiting the form. In addition to the embodiments, the control device for the vibration type actuator of the present invention can take, for example, modifications of the embodiments shown below.
・制御装置60の変形例は、出力ブロック30の往復運動の1周期毎または複数の周期毎に、調節用の変位測定値XAXまたは調節用の偏差ΔXを更新する。
・制御装置60の変形例は、制御量として出力ブロック30の速度または加速度が設定されたフィードバック制御を実行する。
The modified example of the control device 60 updates the displacement measurement value XAX for adjustment or the deviation ΔX for adjustment every cycle or a plurality of cycles of the reciprocating motion of the output block 30.
The modified example of the control device 60 executes feedback control in which the speed or acceleration of the output block 30 is set as the control amount.
・制御装置60の変形例は、第1の運動方向における目標値XTと第2の運動方向における目標値XTとを互いに異なる値に設定する。
・制御装置60の変形例は、電流供給時間とは別のパラメーターを調節することにより、電磁石41に供給される電流量を調節する。
The modification of the control device 60 sets the target value XT in the first movement direction and the target value XT in the second movement direction to different values.
The modification of the control device 60 adjusts the amount of current supplied to the electromagnet 41 by adjusting a parameter different from the current supply time.
・制御装置60の変形例は、PID制御に代えて別のフィードバック制御を実行する。他のフィードバック制御の一例は、P制御、PD制御、または、PI制御である。
・制御装置60の変形例は、実施の形態1または2の制御装置60が実行するプログラムと実質的に同じ機能を持つ回路を備える。
-The modification of the control apparatus 60 performs another feedback control instead of PID control. An example of other feedback control is P control, PD control, or PI control.
The modification of the control device 60 includes a circuit having substantially the same function as the program executed by the control device 60 of the first or second embodiment.
・振動型アクチュエーター10の変形例は、駆動用磁石31に代えて出力ブロック30に取り付けられる電磁石を備える。この変形例に基づく別の変形例は、電磁石41に代えて対偶ブロック40に取り付けられる永久磁石を備える。これらの変形例に対応する制御装置60は、出力ブロック30の電磁石に供給される電流を電磁石41に供給される電流に準じて制御することにより出力ブロック30を往復運動させる。 A modification of the vibration type actuator 10 includes an electromagnet attached to the output block 30 instead of the driving magnet 31. Another modification based on this modification includes a permanent magnet attached to the even block 40 instead of the electromagnet 41. The control device 60 corresponding to these modifications causes the output block 30 to reciprocate by controlling the current supplied to the electromagnet of the output block 30 according to the current supplied to the electromagnet 41.
・振動型アクチュエーター10の変形例は、電磁誘導式のセンサー80に代えて、出力ブロック30の変位を検知できる別のセンサーを備える。別のセンサーの一例は光学式のセンサーである。 The modification of the vibration type actuator 10 includes another sensor that can detect the displacement of the output block 30 instead of the electromagnetic induction type sensor 80. An example of another sensor is an optical sensor.
・振動型アクチュエーター10の変形例は、出力ブロック30の運動情報である速度または加速度を検出するセンサーを備える。
・バリカン100の変形例は、ボディ110およびヘッドユニット120が一体化された構造を有する。
A modification of the vibration type actuator 10 includes a sensor that detects speed or acceleration that is motion information of the output block 30.
-The modification of the clipper 100 has a structure in which the body 110 and the head unit 120 are integrated.
・電動装置の変形例はシェーバーまたは電動歯ブラシである。 -The modification of an electric device is a shaver or an electric toothbrush.
本振動型アクチュエーターの制御装置等は各種の電動装置に適用可能であり、その一例はバリカン、シェーバー、または、電動歯ブラシである。 The control device or the like of the vibration type actuator can be applied to various electric devices, and an example thereof is a clipper, a shaver, or an electric toothbrush.
10 :振動型アクチュエーター
20 :フレーム
30 :出力ブロック
31 :駆動用磁石
32 :検出用磁石
33 :出力軸
40 :対偶ブロック
41 :電磁石
42 :コア
43 :コイル
50 :ばね
60 :制御装置
61 :検出部
62 :比較部
63 :調節部
70 :駆動回路
80 :センサー
100:バリカン
110:ボディ
120:ヘッドユニット
121:固定刃
122:可動刃
123:連結部
130:電源
140:定電圧源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Vibration type actuator 20: Frame 30: Output block 31: Drive magnet 32: Detection magnet 33: Output shaft 40: Pair block 41: Electromagnet 42: Core 43: Coil 50: Spring 60: Control device 61: Detection part 62: Comparison unit 63: Adjustment unit 70: Drive circuit 80: Sensor 100: Hair clipper 110: Body 120: Head unit 121: Fixed blade 122: Movable blade 123: Connection unit 130: Power supply 140: Constant voltage source
Claims (12)
前記振動型アクチュエーターは、相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石とを備え、
前記制御装置は、前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行し、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値と、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値とのうちの小さい値を用いて、前記第1の運動方向に対応する前記操作量および前記第2の運動方向に対応する前記操作量を調節する
振動型アクチュエーターの制御装置。 A control device for a vibration type actuator,
The vibration type actuator includes a pair of magnetic blocks that reciprocate relatively in a first movement direction and a second movement direction, an output block that is a pair of magnetic blocks, and a spring that supports the output block so as to reciprocate. An electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks,
The control device controls a current supplied to the electromagnet so that a vibration system including the output block and the spring vibrates, and a measurement value relating to a displacement, speed, or acceleration of the output block as a control amount; Based on the deviation of the control amount from the target value, feedback control is performed to adjust the amount of current supplied to the electromagnet, which is an operation amount, and the output block moves in the first movement direction. the measured values, using a smaller value ones of said measured value when said output block moves in the second direction of motion, the operation amount and the second movement corresponding to the first direction of movement A control device for a vibration type actuator that adjusts the operation amount corresponding to a direction.
前記振動型アクチュエーターは、相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石とを備え、
前記制御装置は、前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行し、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差、および、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差の一方が正の偏差であり、他方が負の偏差であるとき、前記負の偏差を用いて、前記第1の運動方向に対応する前記操作量および前記第2の運動方向に対応する前記操作量を調節する
振動型アクチュエーターの制御装置。 A control device for a vibration type actuator,
The vibration type actuator includes a pair of magnetic blocks that reciprocate relatively in a first movement direction and a second movement direction, an output block that is a pair of magnetic blocks, and a spring that supports the output block so as to reciprocate. An electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks,
The control device controls a current supplied to the electromagnet so that a vibration system including the output block and the spring vibrates, and a measurement value relating to a displacement, speed, or acceleration of the output block as a control amount; Based on the deviation of the control amount from the target value, feedback control is performed to adjust the amount of current supplied to the electromagnet, which is an operation amount, and the output block moves in the first movement direction. One of the deviation between the measured value and the target value, and the deviation between the measured value and the target value when the output block moves in the second movement direction is a positive deviation, and the other is negative. When it is a deviation, the control unit for the vibration type actuator that adjusts the operation amount corresponding to the first movement direction and the operation amount corresponding to the second movement direction using the negative deviation. Place.
請求項1または2に記載の振動型アクチュエーターの制御装置。 The control device adjusts the operation amount by adjusting a current supply time which is a time during which a current is supplied to the electromagnet when the output block moves in the first movement direction or the second movement direction. The control device of the vibration type actuator according to claim 1 or 2.
前記制御装置は、前記偏差に基づいて前記電流供給時間を調節し、前記電流供給時間に応じて前記駆動回路から前記電磁石に電流が供給されるように前記駆動回路を制御する
請求項3に記載の振動型アクチュエーターの制御装置。 The vibration type actuator further includes a drive circuit for supplying a current to the electromagnet,
The said control apparatus adjusts the said current supply time based on the said deviation, and controls the said drive circuit so that an electric current is supplied to the said electromagnet from the said drive circuit according to the said current supply time. Vibration type actuator control device.
前記制御装置は、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときに検出された前記測定信号に基づいて、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値を算出し、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときに検出された前記測定信号に基づいて、前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値を算出する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の振動型アクチュエーターの制御装置。 The vibration actuator further includes a sensor that detects at least one of a displacement, a speed, and an acceleration of the output block and outputs a measurement signal that changes in accordance with the detection result.
The control device calculates the measurement value when the output block moves in the first movement direction based on the measurement signal detected when the output block moves in the first movement direction. The measurement value when the output block moves in the second movement direction is calculated based on the measurement signal detected when the output block moves in the second movement direction. The control apparatus of a vibration type actuator as described in any one of 1-4.
請求項1、請求項1を引用する請求項3、同請求項3を引用する請求項4、または、同請求項1、3、4のいずれか一項を引用する請求項5に記載の振動型アクチュエーターの制御装置。 The measured value used for adjusting the manipulated variable is updated every predetermined cycle.
The vibration according to claim 1, claim 3 that cites claim 1, claim 4 that cites claim 3, or claim 5 that cites any one of claims 1, 3, and 4. Type actuator control device.
請求項2、請求項2を引用する請求項3、同請求項3を引用する請求項4、または、同請求項2〜4のいずれか一項を引用する請求項5に記載の振動型アクチュエーターの制御装置。 6. A vibration type actuator according to claim 2, wherein claim 3 refers to claim 2, claim 4 refers to claim 3, or claim 5 refers to any one of claims 2 to 4. Control device.
請求項6または7に記載の振動型アクチュエーターの制御装置。 The predetermined cycle is a cycle in which the movement direction of the output block is switched.
The control device for a vibration type actuator according to claim 6 or 7 .
前記振動型アクチュエーターは、
相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、
往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、
前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石と、
前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行する制御装置と
を備え、
前記プログラムは、
前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値である第1の測定値を前記制御装置に算出させるステップと、
前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値である第2の測定値を前記制御装置に算出させるステップと、
前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記操作量を前記第1の測定値と前記第2の測定値とのうちの小さい値に基づいて前記制御装置に調節させるステップと、
前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記操作量を前記小さい値に基づいて前記制御装置に調節させるステップと
を含む
振動型アクチュエーターのプログラム。 A program for controlling a vibration actuator,
The vibration type actuator is
An output block and an even block that are a pair of magnetic blocks that reciprocate relatively in a first movement direction and a second movement direction;
A spring that supports the output block for reciprocal movement;
An electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks;
The current supplied to the electromagnet is controlled so that the vibration system including the output block and the spring vibrates, and the measured value related to the displacement, speed, or acceleration of the output block, which is a controlled variable, and the target of the controlled variable A control device for performing feedback control for adjusting the amount of current supplied to the electromagnet, which is an operation amount, based on a deviation from the value;
The program is
Causing the control device to calculate a first measurement value that is the measurement value when the output block moves in the first movement direction;
Causing the control device to calculate a second measurement value that is the measurement value when the output block moves in the second movement direction;
A step of adjusting the controller based on the smaller value ones of said operating amount of said first measurement and the second measurement value when the output block moves in the first direction of movement,
And causing the control device to adjust the operation amount when the output block moves in the second movement direction based on the small value.
前記振動型アクチュエーターは、
相対的に第1の運動方向および第2の運動方向に往復運動する一対の磁性ブロックである出力ブロックおよび対偶ブロックと、
往復運動できるように前記出力ブロックを支持するばねと、
前記一対の磁性ブロックの少なくとも一方に取り付けられる電磁石と、
前記出力ブロックおよび前記ばねを含む振動系が振動するように前記電磁石に供給される電流を制御し、制御量である前記出力ブロックの変位、速度、または、加速度に関する測定値と前記制御量の目標値との偏差に基づいて、操作量である前記電磁石に供給される電流量を調節するフィードバック制御を実行する制御装置と
を備え、
前記プログラムは、
前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差である第1の偏差を前記制御装置に算出させるステップと、
前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記測定値と前記目標値との偏差である第2の偏差を前記制御装置に算出させるステップと、
前記第1の偏差および前記第2の偏差の一方が正の偏差であり、他方が負の偏差であるとき、前記出力ブロックが前記第1の運動方向に運動するときの前記操作量を前記負の偏差に基づいて前記制御装置に調節させるステップと、
前記出力ブロックが前記第2の運動方向に運動するときの前記操作量を前記負の偏差に基づいて前記制御装置に調節させるステップと
を含む
振動型アクチュエーターのプログラム。 A program for controlling a vibration actuator,
The vibration type actuator is
An output block and an even block that are a pair of magnetic blocks that reciprocate relatively in a first movement direction and a second movement direction;
A spring that supports the output block for reciprocal movement;
An electromagnet attached to at least one of the pair of magnetic blocks;
The current supplied to the electromagnet is controlled so that the vibration system including the output block and the spring vibrates, and the measured value related to the displacement, speed, or acceleration of the output block, which is a controlled variable, and the target of the controlled variable A control device for performing feedback control for adjusting the amount of current supplied to the electromagnet, which is an operation amount, based on a deviation from the value;
The program is
Causing the control device to calculate a first deviation which is a deviation between the measured value and the target value when the output block moves in the first movement direction;
Causing the control device to calculate a second deviation which is a deviation between the measured value and the target value when the output block moves in the second movement direction;
When one of the first deviation and the second deviation is a positive deviation and the other is a negative deviation, the operation amount when the output block moves in the first movement direction is set to the negative deviation. Adjusting the control device based on a deviation of
And causing the control device to adjust the operation amount when the output block moves in the second movement direction based on the negative deviation.
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