JP2553695B2 - 速度制御装置 - Google Patents
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は回転体の回転速度が所望値になるように制御
する速度制御装置に関する。
する速度制御装置に関する。
従来の技術 従来より回転体の回転速度を所望の値に制御する方法
として、速度発電機を回転体に連結することなく、回転
体の固定子巻線に誘起される交番電圧を矩形波に波形整
形した信号(FG信号)を用いる方法(例えば、「位置検
出素子を省略したブラシレス直流モータ駆動方式」ナシ
ョナル テクニカル レポートP614 Vol.33 No.5 OCT.1
987)があり、FG信号の周波数もしくぱ繰り返し周期の
みを速度情報として用いて速度制御を行ない、簡単な構
成で回転体を比較的安定に速度制御することができる。
(例えば、特公昭57−18434号公報に示されている。) ところで、この周波数あるいは周期検出方式は固定子
巻線に誘起された交番電圧を矩形波信号になるまでに十
分増幅し、その矩形波信号の所定のエッジが速度情報を
有しているものとみなして誤差出力信号を発生する。
として、速度発電機を回転体に連結することなく、回転
体の固定子巻線に誘起される交番電圧を矩形波に波形整
形した信号(FG信号)を用いる方法(例えば、「位置検
出素子を省略したブラシレス直流モータ駆動方式」ナシ
ョナル テクニカル レポートP614 Vol.33 No.5 OCT.1
987)があり、FG信号の周波数もしくぱ繰り返し周期の
みを速度情報として用いて速度制御を行ない、簡単な構
成で回転体を比較的安定に速度制御することができる。
(例えば、特公昭57−18434号公報に示されている。) ところで、この周波数あるいは周期検出方式は固定子
巻線に誘起された交番電圧を矩形波信号になるまでに十
分増幅し、その矩形波信号の所定のエッジが速度情報を
有しているものとみなして誤差出力信号を発生する。
例えば代表的な周期検出方式においては、増幅後の交
番電圧の矩形波信号のリーディングエッジ(前縁)から
次のリーディングエッジまでの期間にクロックパルスを
計数することによって、回転体の回転速度に依存した計
数値を得て、この計数値をもとにパルス幅変調信号(チ
ョッパ型の駆動法を探る場合に使用される。)を作り出
したり、あるいは前記計数値をアナログ電圧に変換した
りして誤差出力を得ている。
番電圧の矩形波信号のリーディングエッジ(前縁)から
次のリーディングエッジまでの期間にクロックパルスを
計数することによって、回転体の回転速度に依存した計
数値を得て、この計数値をもとにパルス幅変調信号(チ
ョッパ型の駆動法を探る場合に使用される。)を作り出
したり、あるいは前記計数値をアナログ電圧に変換した
りして誤差出力を得ている。
したがって、より高精度な制御を実現しようとする
と、一定の回転速度において固定子巻線に誘起される交
番電圧を同じにし、矩形波信号の周期をより正確なもの
にしなければならない。
と、一定の回転速度において固定子巻線に誘起される交
番電圧を同じにし、矩形波信号の周期をより正確なもの
にしなければならない。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成において、例えば回転
子に12極(6極対)、固定子に9コイルよりなる回転体
を3相半波方式の駆動方式を用いて回転させたとき、固
定子巻線に誘起される交番電圧を増幅して得られる矩形
波信号の周期は、回転子の着磁精度、回転子・固定子の
取付精度などのバラツキにより、1周期ごとに正規の周
期より長い周期・短い周期が交互に現われるため、制御
系に矩形波信号の周波数の1/2の周波数の外乱となって
現われ、制御特性が悪化してしまうという問題があっ
た。特にビデオテープレコーダ(VTR)のシリンダモー
タのように高精度な回転体が要求される制御系では、外
乱の周波数が制御系の慣性領域にもかかわらず問題とな
っていた。また、量産時には調製をほとんど行なわない
ので、全数においてFG信号の周期を正確に管理しておく
ことは困難であった。
子に12極(6極対)、固定子に9コイルよりなる回転体
を3相半波方式の駆動方式を用いて回転させたとき、固
定子巻線に誘起される交番電圧を増幅して得られる矩形
波信号の周期は、回転子の着磁精度、回転子・固定子の
取付精度などのバラツキにより、1周期ごとに正規の周
期より長い周期・短い周期が交互に現われるため、制御
系に矩形波信号の周波数の1/2の周波数の外乱となって
現われ、制御特性が悪化してしまうという問題があっ
た。特にビデオテープレコーダ(VTR)のシリンダモー
タのように高精度な回転体が要求される制御系では、外
乱の周波数が制御系の慣性領域にもかかわらず問題とな
っていた。また、量産時には調製をほとんど行なわない
ので、全数においてFG信号の周期を正確に管理しておく
ことは困難であった。
本発明は上記問題点に鑑み、固定子巻線に誘起される
交番電圧より得られた矩形波信号の周期が定速回転時に
おいて異なっていても、矩形波信号の周期が一定である
かのように矩形信号の周期のずれを補正い、高精度な制
御を行う速度制御装置を実現せんとするものである。
交番電圧より得られた矩形波信号の周期が定速回転時に
おいて異なっていても、矩形波信号の周期が一定である
かのように矩形信号の周期のずれを補正い、高精度な制
御を行う速度制御装置を実現せんとするものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の速度制御装置は、
回転体の速度情報を有する交流信号の周期を検出する周
期検出手段と、前記周期検出手段の検出値を格納するメ
モリ手段と、前記検出値と基準値から誤差出力を算出す
る演算器と、前記誤差出力に基づいて前記回転体に駆動
電力を供給する駆動手段と、前記メモリ手段に格納され
ている連続する第1,第2の周期検出値と前記基準値とか
ら第1,第2の偏位量を算出し、前記第1,第2の偏位量の
減算値が略一定であるときにその算出結果から前記基準
値の補正値を算出する補正値算出手段と、前記補正値に
より各周期の基準値の補正を行わせる基準値補正手段
と、前記補正値算出手段の動作時に制御系のゲインを通
常動作時より小さくするゲイン切り換え手段を具備した
ことを特徴とするものである。また、前記基準値補正手
段により補正された基準値と前記周期検出手段の検出値
により前記演算器が算出する誤差出力が略一定であるこ
とを監視するモニタ手段を具備したことを特徴とするも
のである。
回転体の速度情報を有する交流信号の周期を検出する周
期検出手段と、前記周期検出手段の検出値を格納するメ
モリ手段と、前記検出値と基準値から誤差出力を算出す
る演算器と、前記誤差出力に基づいて前記回転体に駆動
電力を供給する駆動手段と、前記メモリ手段に格納され
ている連続する第1,第2の周期検出値と前記基準値とか
ら第1,第2の偏位量を算出し、前記第1,第2の偏位量の
減算値が略一定であるときにその算出結果から前記基準
値の補正値を算出する補正値算出手段と、前記補正値に
より各周期の基準値の補正を行わせる基準値補正手段
と、前記補正値算出手段の動作時に制御系のゲインを通
常動作時より小さくするゲイン切り換え手段を具備した
ことを特徴とするものである。また、前記基準値補正手
段により補正された基準値と前記周期検出手段の検出値
により前記演算器が算出する誤差出力が略一定であるこ
とを監視するモニタ手段を具備したことを特徴とするも
のである。
作用 本発明は上記した構成によって固定子巻線に誘起され
る交番電圧より得られた矩形波信号の周期が定速回転時
において異なっていても、矩形波信号の周期が一定であ
るかのように矩形波信号の周期のずれを演算器によって
補正するようにしているので、誘起される交番電圧より
得られた矩形波信号の周期がずれていても制御系に外乱
となって現れず高精度な制御を行うことができる。
る交番電圧より得られた矩形波信号の周期が定速回転時
において異なっていても、矩形波信号の周期が一定であ
るかのように矩形波信号の周期のずれを演算器によって
補正するようにしているので、誘起される交番電圧より
得られた矩形波信号の周期がずれていても制御系に外乱
となって現れず高精度な制御を行うことができる。
実施例 以下、本発明の一実施例の速度制御装置について図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示したブロックダイ
アグラムであり、ここではプロセッサを用いて実現して
いる。回転体1の固定子巻線(図示せず)に誘起される
交番電圧信号が波形整形器2に入力される。波形整形器
2の出力信号はチャンネルセレクタ3a,演算器3b,メモリ
3c,周期検出器3d,データバス4,5,6からなるプロセッサ
3のチャネルセレクタ3aに供給される。前記チャンネル
セレクタ3aは前記プロセッサ3のメモリ3cのアドレス更
新信号を発生し、アドレス更新信号はコントロールバス
4を介して前記プロセッサ3のメモリ3cに供給される。
アグラムであり、ここではプロセッサを用いて実現して
いる。回転体1の固定子巻線(図示せず)に誘起される
交番電圧信号が波形整形器2に入力される。波形整形器
2の出力信号はチャンネルセレクタ3a,演算器3b,メモリ
3c,周期検出器3d,データバス4,5,6からなるプロセッサ
3のチャネルセレクタ3aに供給される。前記チャンネル
セレクタ3aは前記プロセッサ3のメモリ3cのアドレス更
新信号を発生し、アドレス更新信号はコントロールバス
4を介して前記プロセッサ3のメモリ3cに供給される。
また、前記波形整形器2の出力信号は周期検出器3dに
供給される。前記周期検出器3dは前記波形整形器2の出
力信号の周期を測定し、データバス6を介して前記プロ
セッサ3のメモリ3cに供給する。前記メモリ3cはチャン
ネルセレクタ3aのアドレス更新信号に基づいたアドレス
に周期検出値を格納する。
供給される。前記周期検出器3dは前記波形整形器2の出
力信号の周期を測定し、データバス6を介して前記プロ
セッサ3のメモリ3cに供給する。前記メモリ3cはチャン
ネルセレクタ3aのアドレス更新信号に基づいたアドレス
に周期検出値を格納する。
ここで、周期検出器3dの一構成例について説明する。
周期検出器3dは基準クロック信号をカウントするカウン
トとラッチ回路より構成され、波形整形器2の出力信号
の立ち上がりエッジが周期検出器3dに入力されると、カ
ウンタのカウント値がラッチ回路にラッチされ、その後
速やかにカウンタはリセットされる。すなわち、波形整
形器2の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジま
での周期を基準クロック信号でカウントしたカウント値
がラッチ回路に格納されることになる。これは、波形整
形器2の出力信号の周期を基準クロック信号を用いて、
ディジタル的に計測していることである。
周期検出器3dは基準クロック信号をカウントするカウン
トとラッチ回路より構成され、波形整形器2の出力信号
の立ち上がりエッジが周期検出器3dに入力されると、カ
ウンタのカウント値がラッチ回路にラッチされ、その後
速やかにカウンタはリセットされる。すなわち、波形整
形器2の立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジま
での周期を基準クロック信号でカウントしたカウント値
がラッチ回路に格納されることになる。これは、波形整
形器2の出力信号の周期を基準クロック信号を用いて、
ディジタル的に計測していることである。
次に、前記プロセッサ3では前記周期検出器3dよりデ
ータバス6を介して前記プロセッサ3のメモリ3cに記憶
されている周期検出値とあらかじめ設定している速度基
準値より演算器3bが回転体1の速度誤差出力を算出し、
その算出結果をデータバス5を介してディジタル−アナ
ログ変換器(図中においてはD−A変換器と表示されて
いる)に供給している。前記ディジタル−アナログ変換
器7の出力は電力増幅器(図中においてはパワーアンプ
と表示されている。)8によって増幅されて前記回転体
1に駆動電力として供給されている。
ータバス6を介して前記プロセッサ3のメモリ3cに記憶
されている周期検出値とあらかじめ設定している速度基
準値より演算器3bが回転体1の速度誤差出力を算出し、
その算出結果をデータバス5を介してディジタル−アナ
ログ変換器(図中においてはD−A変換器と表示されて
いる)に供給している。前記ディジタル−アナログ変換
器7の出力は電力増幅器(図中においてはパワーアンプ
と表示されている。)8によって増幅されて前記回転体
1に駆動電力として供給されている。
第2図は周期補正の動作説明をするための信号波形図
であり、回転体1が定速回転しているときの信号波形図
である。第2図aは固定子巻線に誘起された交番電圧の
信号波形(FG信号)を示したもので、第2図bは波形整
形器2の出力信号波形、第2図cは波形整形器2の出力
信号より作成した立ち上がり信号波形であり、その周期
を測定して速度情報としている。第2図dは演算器3bに
より算出された速度誤差信号波形であり、回転体1の回
転速度が定速にもかかわらず、速度誤差信号が一定値で
はなくFG信号が入力されるごとに‘0'より大きくなった
り小さくなったりしている。これは、FG信号の周期が常
に一定ではなく1周期ごとに変化し、正規の値より大き
くなったり小さくなったりしているからである。例え
ば、回転体1が設定速度で回転しているとき、連続する
FG信号の波形整形後の周期をP1,P2とし、P1:P2の比が9
8:102になっているとすると、周期検出器3dの周期P1の
検出値は第2図の時刻t1から時刻t2までの時間間隔とな
り、正規の値より2%短い値となる。また、周期検出器
3dの周期P2の検出値は時刻t2から時刻t3までの時間間隔
であり、周期の値は正規の値より2%長い値となる。
であり、回転体1が定速回転しているときの信号波形図
である。第2図aは固定子巻線に誘起された交番電圧の
信号波形(FG信号)を示したもので、第2図bは波形整
形器2の出力信号波形、第2図cは波形整形器2の出力
信号より作成した立ち上がり信号波形であり、その周期
を測定して速度情報としている。第2図dは演算器3bに
より算出された速度誤差信号波形であり、回転体1の回
転速度が定速にもかかわらず、速度誤差信号が一定値で
はなくFG信号が入力されるごとに‘0'より大きくなった
り小さくなったりしている。これは、FG信号の周期が常
に一定ではなく1周期ごとに変化し、正規の値より大き
くなったり小さくなったりしているからである。例え
ば、回転体1が設定速度で回転しているとき、連続する
FG信号の波形整形後の周期をP1,P2とし、P1:P2の比が9
8:102になっているとすると、周期検出器3dの周期P1の
検出値は第2図の時刻t1から時刻t2までの時間間隔とな
り、正規の値より2%短い値となる。また、周期検出器
3dの周期P2の検出値は時刻t2から時刻t3までの時間間隔
であり、周期の値は正規の値より2%長い値となる。
さらに、時刻t3から時刻t5までの次の周期においても
同様となり、時刻t3から時刻t4までの時間間隔は正規の
値より2%短い値となり、時刻t4から時刻t5までの時間
間隔は正規の値より2%長い値となる。したがって、連
続するFG信号の周期は正規の周期の値より短い区間と長
い区間が交互に現れる。
同様となり、時刻t3から時刻t4までの時間間隔は正規の
値より2%短い値となり、時刻t4から時刻t5までの時間
間隔は正規の値より2%長い値となる。したがって、連
続するFG信号の周期は正規の周期の値より短い区間と長
い区間が交互に現れる。
すなわちFG信号の周期の値が正規の値より短い区間と
長い区間が現れる信号を用いてプロセッサ3の演算器3b
が速度誤差出力を算出すると、時刻t1から時刻t2までの
時間間隔を計測した区間では周期が2%短くなっている
ことから速度が2%速くなったときの速度誤差出力とな
り、時刻t2から時刻t3までの区間では周期が2%長くな
っていることから速度が2%遅くなったときの速度誤差
出力となる。そのため、回転体1が設定速度で回転して
いるにもかかわらず誤差出力は大きくなったり小さくな
ったりし、制御系として好ましくない。
長い区間が現れる信号を用いてプロセッサ3の演算器3b
が速度誤差出力を算出すると、時刻t1から時刻t2までの
時間間隔を計測した区間では周期が2%短くなっている
ことから速度が2%速くなったときの速度誤差出力とな
り、時刻t2から時刻t3までの区間では周期が2%長くな
っていることから速度が2%遅くなったときの速度誤差
出力となる。そのため、回転体1が設定速度で回転して
いるにもかかわらず誤差出力は大きくなったり小さくな
ったりし、制御系として好ましくない。
しかしながら、第1図に示した本発明の実施例では回
転体1が定速回転しているときに、FG信号の周期の比が
正確に100:100になっていなくても、周期のずれを補正
することにより充分な周期の比を確保することができ、
高精度な制御が実現できるように構成されており、以下
そのもようについて説明する。
転体1が定速回転しているときに、FG信号の周期の比が
正確に100:100になっていなくても、周期のずれを補正
することにより充分な周期の比を確保することができ、
高精度な制御が実現できるように構成されており、以下
そのもようについて説明する。
連続するFG信号の第1のFG信号の区間をA区間、第2
のFG信号の区間をB区間とすると、回転体1はFG信号の
1周期で制御されており、FG信号の周期が交互にずれた
状態で制御が行なわれている。このときに、FG信号の1/
2の周波数における回転体1の制御特性は慣性領域であ
り、制御領域がFG信号の周波数の1/12程度であることか
ら、FG信号の1/2の周波数における外乱抑制特性は制御
領域に比べ約1/6になっている。それにもかかわらず、F
G信号の周期のずれにより誤差信号としては回転体1の
本来の応答により得られる値より大きくなっている。通
常FG信号の1/2の周波数での回転体1の応答はほとんど
外乱の影響を受けず、その結果、誤差出力の値もほぼ一
定となる。
のFG信号の区間をB区間とすると、回転体1はFG信号の
1周期で制御されており、FG信号の周期が交互にずれた
状態で制御が行なわれている。このときに、FG信号の1/
2の周波数における回転体1の制御特性は慣性領域であ
り、制御領域がFG信号の周波数の1/12程度であることか
ら、FG信号の1/2の周波数における外乱抑制特性は制御
領域に比べ約1/6になっている。それにもかかわらず、F
G信号の周期のずれにより誤差信号としては回転体1の
本来の応答により得られる値より大きくなっている。通
常FG信号の1/2の周波数での回転体1の応答はほとんど
外乱の影響を受けず、その結果、誤差出力の値もほぼ一
定となる。
しかしながら、制御系を動作させながらFG信号の周期
を高精度に測定するため、制御系が測定系に影響を与え
てしまう。そのため、より高精度にFG信号の周期を測定
するには、制御系のゲインを下げ制御系の影響が測定系
に現われにくいようにしなければならない。したがっ
て、FG信号の周期を高精度に測定するときにはゲイン切
り換え手段により制御系のゲインを下げて測定し、補正
値算出手段により補正値を求める。補正値算出手段によ
り補正値を求めた後、ゲイン切り換え手段によりゲイン
を元に戻して通常の制御特性が得られるようにする。
を高精度に測定するため、制御系が測定系に影響を与え
てしまう。そのため、より高精度にFG信号の周期を測定
するには、制御系のゲインを下げ制御系の影響が測定系
に現われにくいようにしなければならない。したがっ
て、FG信号の周期を高精度に測定するときにはゲイン切
り換え手段により制御系のゲインを下げて測定し、補正
値算出手段により補正値を求める。補正値算出手段によ
り補正値を求めた後、ゲイン切り換え手段によりゲイン
を元に戻して通常の制御特性が得られるようにする。
ゲイン切り換え手段はプロセッサ3のソフトウェアに
より実現することができ、例えば、得られた速度誤差に
ゲイン定数を乗算することにより実現できる。ゲイン定
数を‘1'より小さくすればゲインは小さくなり、‘1'よ
り大きくすれば、ゲインを大きくすることができる。
より実現することができ、例えば、得られた速度誤差に
ゲイン定数を乗算することにより実現できる。ゲイン定
数を‘1'より小さくすればゲインは小さくなり、‘1'よ
り大きくすれば、ゲインを大きくすることができる。
FG信号の1/2の周波数での回転体1の誤差出力の値が
ほぼ一定となるという特性を用いて、FG信号の周期のず
れを検出する。すなわち、連続するFG信号の周期が交互
に大きくなったり小さくなったりしたときには、その原
因が回転体1の応答ではなくFG信号による周期のずれで
あるものと判断して補正するようにする。
ほぼ一定となるという特性を用いて、FG信号の周期のず
れを検出する。すなわち、連続するFG信号の周期が交互
に大きくなったり小さくなったりしたときには、その原
因が回転体1の応答ではなくFG信号による周期のずれで
あるものと判断して補正するようにする。
回転体1の回転速度が一定であるときに、FG信号の周
期の比にずれがなければ、A区間とB区間の周期の値は
同じとなる。しかし、FG信号作成時においてFG信号の周
期の比が100:100からずれるため、A区間とB区間の周
期の値は同じとはならずに周期のずれに応じた値だけず
れてしまう。A区間における周期のずれ量を−ΔAとす
ると、B区間での周期のずれ量はΔAとなる。すなわ
ち、FG信号の周期のずれ量はA区間,B区間の偏位量の差
より求めることができ、(1)式で表される。
期の比にずれがなければ、A区間とB区間の周期の値は
同じとなる。しかし、FG信号作成時においてFG信号の周
期の比が100:100からずれるため、A区間とB区間の周
期の値は同じとはならずに周期のずれに応じた値だけず
れてしまう。A区間における周期のずれ量を−ΔAとす
ると、B区間での周期のずれ量はΔAとなる。すなわ
ち、FG信号の周期のずれ量はA区間,B区間の偏位量の差
より求めることができ、(1)式で表される。
ここで、A,BはそれぞれA区間、B区間の周期の値
を、Dは速度基準値を示す。このとき、制御系のゲイン
はゲイン切り換え手段により通常時より小さく設定され
ている。また、A区間,B区間に応じたメモリ3cのアドレ
スの選択はチャンネルセレクタ3aのアドレス更新信号に
基づいて行われる。
を、Dは速度基準値を示す。このとき、制御系のゲイン
はゲイン切り換え手段により通常時より小さく設定され
ている。また、A区間,B区間に応じたメモリ3cのアドレ
スの選択はチャンネルセレクタ3aのアドレス更新信号に
基づいて行われる。
したがって、(1)式によりFG信号の周期のずれΔA
を求め、A区間においては速度基準値に+ΔAの演算を
行い、B区間においては速度基準値に−ΔAの演算を行
なえばFG信号の周期のずれを補正することができる。
を求め、A区間においては速度基準値に+ΔAの演算を
行い、B区間においては速度基準値に−ΔAの演算を行
なえばFG信号の周期のずれを補正することができる。
第2図eは上記方法により求めた速度基準値の補正値
であり、A区間では負の値となりB区間では正の値とな
っている。
であり、A区間では負の値となりB区間では正の値とな
っている。
ここで、チャンネルセレクタ3aの動作を第3図を用い
て説明する。
て説明する。
第3図のブランチ301では、回転体1のFG信号がプロ
セッサ3に入力されたかどうかの判断を行なっており、
FG信号が入力されていなければ再びブランチ301を実行
して、FG信号の到来を待つ。FG信号が入力されていれ
ば、処理ブロック302に移行し、処理ブロック302ではチ
ャンネルカウンタCをインクリメントする。そして、ブ
ランチ303に移行し、チャンネルカウンタCが偶数か奇
数かの判断を行なう。チャンネルカウンタCが偶数であ
れば、処理ブロック304に移行しメモリ3cのアドレスを
A区間のアドレスにする。ブランチ303においてチャン
ネルカウンタCが奇数であれば、処理ブロック305に移
行しメモリ3cのアドレスをB区間のアドレスにする。以
上のようにして、A区間,B区間に対応するメモリ3cのア
ドレスはチャンネルセレクタ3aにより決定される。
セッサ3に入力されたかどうかの判断を行なっており、
FG信号が入力されていなければ再びブランチ301を実行
して、FG信号の到来を待つ。FG信号が入力されていれ
ば、処理ブロック302に移行し、処理ブロック302ではチ
ャンネルカウンタCをインクリメントする。そして、ブ
ランチ303に移行し、チャンネルカウンタCが偶数か奇
数かの判断を行なう。チャンネルカウンタCが偶数であ
れば、処理ブロック304に移行しメモリ3cのアドレスを
A区間のアドレスにする。ブランチ303においてチャン
ネルカウンタCが奇数であれば、処理ブロック305に移
行しメモリ3cのアドレスをB区間のアドレスにする。以
上のようにして、A区間,B区間に対応するメモリ3cのア
ドレスはチャンネルセレクタ3aにより決定される。
次に、(1)式の計算式に基づくプロセッサ3による
FG信号周期ずれ補正のフローチャートを第4図に示す。
FG信号周期ずれ補正のフローチャートを第4図に示す。
ここでは、A区間とB区間の周期検出の検出精度を高
くするため(1回の測定ではノイズなどに対して弱いた
め)数回測定したものを平均化するものとし、大きく周
期が異なるものは平均データから除外する。平均化の回
数をnとすれば、A区間,B区間における偏位量の平均値
はそれぞれ で表される。ここで、AiはA区間の検出周期を、BiはB
区間の検出周期を表している。よって、(1)式は
(2)式のようになる。
くするため(1回の測定ではノイズなどに対して弱いた
め)数回測定したものを平均化するものとし、大きく周
期が異なるものは平均データから除外する。平均化の回
数をnとすれば、A区間,B区間における偏位量の平均値
はそれぞれ で表される。ここで、AiはA区間の検出周期を、BiはB
区間の検出周期を表している。よって、(1)式は
(2)式のようになる。
まず、処理ブロック401では連続するFG信号の周期を
計算し、ブランチ402ではFG信号の周期より偏位量を求
め、連続するFG信号の偏位量の差がほぼ一定であるかど
うかを判断する。偏位量の差がほぼ一定でなければ回転
体1の回転速度が変化しており、定速になるまでFG信号
の周期の補正を行なわずに1周期の値をもとに回転体1
を制御する。回転体1が定速で回転するようになれば、
処理ブロック403においてゲイン切り換え手段により制
御系のゲインを小さくする。
計算し、ブランチ402ではFG信号の周期より偏位量を求
め、連続するFG信号の偏位量の差がほぼ一定であるかど
うかを判断する。偏位量の差がほぼ一定でなければ回転
体1の回転速度が変化しており、定速になるまでFG信号
の周期の補正を行なわずに1周期の値をもとに回転体1
を制御する。回転体1が定速で回転するようになれば、
処理ブロック403においてゲイン切り換え手段により制
御系のゲインを小さくする。
次に、処理ブロック404ではチャンネルセレクタ3aに
より指定されたA区間,B区間それぞれの偏位量を算出
し、ブランチ405でn回終了したかどうかを判断し、n
回終了していなければ処理ブロック404にもどる。n回
終了すれば処理ブロック406においてA区間,B区間それ
ぞれの偏位量の平均を求めた後、B区間の平均値からA
区間の平均値を減算し、減算結果を1/2して補正値ΔA
の値を求めている。
より指定されたA区間,B区間それぞれの偏位量を算出
し、ブランチ405でn回終了したかどうかを判断し、n
回終了していなければ処理ブロック404にもどる。n回
終了すれば処理ブロック406においてA区間,B区間それ
ぞれの偏位量の平均を求めた後、B区間の平均値からA
区間の平均値を減算し、減算結果を1/2して補正値ΔA
の値を求めている。
速度基準値の補正値ΔAが求まった後では、処理ブロ
ック407においてゲイン切り換え手段により制御系のゲ
インを通常の値に戻している。
ック407においてゲイン切り換え手段により制御系のゲ
インを通常の値に戻している。
次に、処理ブロック408において、処理ブロック406で
得られた補正値ΔAを用いて、速度基準値Dの補正を行
なう。すなわち、A区間においては速度基準値Dに−Δ
Aの演算を行い、B区間においては速度基準値Dに+Δ
Aの演算を行えばFG信号の周期のずれを補正することが
できる。速度基準値Dの補正は(3),(4)式であら
わされる。
得られた補正値ΔAを用いて、速度基準値Dの補正を行
なう。すなわち、A区間においては速度基準値Dに−Δ
Aの演算を行い、B区間においては速度基準値Dに+Δ
Aの演算を行えばFG信号の周期のずれを補正することが
できる。速度基準値Dの補正は(3),(4)式であら
わされる。
DA=D−ΔA ……(3) DB=D+ΔA ……(4) ここで、DA,DBはそれぞれA区間,B区間の補正後の速
度基準値であり、メモリ3cに格納される。
度基準値であり、メモリ3cに格納される。
そして、処理ブロック409のFG周期補正の制御へ移行
する。FG周期補正の制御へ移行した後の演算器3bによる
速起誤差出力の計算式は(3),(4)式で求めた補正
後の速度基準値DA,DBを用いて(5),(6)式のよう
になる。
する。FG周期補正の制御へ移行した後の演算器3bによる
速起誤差出力の計算式は(3),(4)式で求めた補正
後の速度基準値DA,DBを用いて(5),(6)式のよう
になる。
OA=A−DB ……(5) OB=B−DB ……(6) ここで、OAはA区間の速度誤差出力、OBはB区間の速
度誤差出力である。
度誤差出力である。
このようにFGS信号の周期のずれを、(2)式より求
めた補正値ΔAを用いて、(3),(4)式のように速
度基準値Dを補正するので、高精度な制御が可能とな
る。また、FG周期補正の制御に移行した後は、基準値D
が補正後の基準値DA,DBに変化しているだけなので、プ
ロセッサとしての処理は通常の処理と何等変わらない。
さらに、FG周期補正の制御に移行した後は、固定値によ
る補正動作であるので、補償フィルタ(例えばトラップ
フィルタ)のように制御系へ悪影響を及ぼすことはな
い。
めた補正値ΔAを用いて、(3),(4)式のように速
度基準値Dを補正するので、高精度な制御が可能とな
る。また、FG周期補正の制御に移行した後は、基準値D
が補正後の基準値DA,DBに変化しているだけなので、プ
ロセッサとしての処理は通常の処理と何等変わらない。
さらに、FG周期補正の制御に移行した後は、固定値によ
る補正動作であるので、補償フィルタ(例えばトラップ
フィルタ)のように制御系へ悪影響を及ぼすことはな
い。
第4図のフローチャートでは、A,B区間のそれぞれの
偏位量より補正値ΔAを求めたが、各々の周期より求め
ることも可能である。すなわち、(1),(2)式にお
いて速度基準値Dを考慮しなければA,B区間それぞれの
周期の検出値のみから補正値を求めることになる。
偏位量より補正値ΔAを求めたが、各々の周期より求め
ることも可能である。すなわち、(1),(2)式にお
いて速度基準値Dを考慮しなければA,B区間それぞれの
周期の検出値のみから補正値を求めることになる。
次に、本発明の第2の実施例の速度制御装置について
説明する。第2の実施例では、FG周期補正の制御に移行
した後に、なんらかの原因により補正値がずれた場合に
おいてもFG周期補正の機能が正常に動作する速度制御装
置について説明する。
説明する。第2の実施例では、FG周期補正の制御に移行
した後に、なんらかの原因により補正値がずれた場合に
おいてもFG周期補正の機能が正常に動作する速度制御装
置について説明する。
第2の実施例において速度基準値の補正値を求め、FG
周期補正の動作に移行するまでは第1の実施例と同じで
あるので説明を省略する。したがって、ここではFG周期
補正動作に移行した後の動作について説明する。
周期補正の動作に移行するまでは第1の実施例と同じで
あるので説明を省略する。したがって、ここではFG周期
補正動作に移行した後の動作について説明する。
第5図はFG周期補正動作に移行した後、FG周期補正動
作が正常に動作しているかどうかをモニタするモニタ手
段の動作を説明するためのフローチャートを示す。
作が正常に動作しているかどうかをモニタするモニタ手
段の動作を説明するためのフローチャートを示す。
処理ブロック501において、A区間,B区間における誤
差出力OA,OBを算出する。(この処理ブロックは速度制
御処理で行なわれるのでその結果を用いてもよい。)そ
して、処理ブロック502において、A区間,B区間それぞ
れの誤差出力OA,OBの差の絶対値を求め、その値がある
しきい値S以下であるかどうかの判断を行なう。誤差出
力OA,OBの差の絶対値がしきい値S以下であれば処理ブ
ロック503に移行し、モニタカウンタRに‘0'を代入し
て終了する。ブランチ502において、誤差出力OA,OBの差
の絶対値がしきい値S以上であれば処理ブロック504に
移行し、モニタカウンタRをインクリメントする。ブラ
ンチ505において、モニタウンタRの値がNR(モニタカ
ウンタRのしきい値)より小さければ終了し、NRより大
きければ処理ブロック506に移行し、補正値ΔAを再計
算する処理を行ない、さらに、(3),(4)式の速度
基準値Dの補正を行い、補正後の速度基準値DA,DBを
得、再びFG精度補正の動作へと移行する。
差出力OA,OBを算出する。(この処理ブロックは速度制
御処理で行なわれるのでその結果を用いてもよい。)そ
して、処理ブロック502において、A区間,B区間それぞ
れの誤差出力OA,OBの差の絶対値を求め、その値がある
しきい値S以下であるかどうかの判断を行なう。誤差出
力OA,OBの差の絶対値がしきい値S以下であれば処理ブ
ロック503に移行し、モニタカウンタRに‘0'を代入し
て終了する。ブランチ502において、誤差出力OA,OBの差
の絶対値がしきい値S以上であれば処理ブロック504に
移行し、モニタカウンタRをインクリメントする。ブラ
ンチ505において、モニタウンタRの値がNR(モニタカ
ウンタRのしきい値)より小さければ終了し、NRより大
きければ処理ブロック506に移行し、補正値ΔAを再計
算する処理を行ない、さらに、(3),(4)式の速度
基準値Dの補正を行い、補正後の速度基準値DA,DBを
得、再びFG精度補正の動作へと移行する。
このように、補正値ΔAがずれた場合でもモニタ手段
を設けることにより、再度補正値の算出を行なうので何
等問題なく対応することができる。
を設けることにより、再度補正値の算出を行なうので何
等問題なく対応することができる。
以上のように本実施例によれば、FG信号の周期のずれ
を連続するFG信号の周期の値の偏位量がほぼ一定になる
ことより検出し、速度基準値Dを補正し、その補正後の
速度基準値DA,DBとしてプロセッサ3のメモリ3cに格納
しており、定速回転時には、補正後の速度基準値DA,DB
を用いて速度誤差を算出するのでFG信号の周期のずれの
影響を受けない誤差出力を出力することができ、高精度
な制御が実現できる。また、補正値ΔAがずれた場合で
もモニタ手段を設けることにより、再度補正値の算出を
行なうので何等問題なく対応することができる。
を連続するFG信号の周期の値の偏位量がほぼ一定になる
ことより検出し、速度基準値Dを補正し、その補正後の
速度基準値DA,DBとしてプロセッサ3のメモリ3cに格納
しており、定速回転時には、補正後の速度基準値DA,DB
を用いて速度誤差を算出するのでFG信号の周期のずれの
影響を受けない誤差出力を出力することができ、高精度
な制御が実現できる。また、補正値ΔAがずれた場合で
もモニタ手段を設けることにより、再度補正値の算出を
行なうので何等問題なく対応することができる。
なお、本実施例ではFG信号の作成に回転体の固定子巻
線に誘起される交番電圧を用いたが、他の方法により作
成されたFG信号でもFG信号の1/2の周波数において周期
のずれがあるものであれば本発明は十分な効果を発揮す
る。
線に誘起される交番電圧を用いたが、他の方法により作
成されたFG信号でもFG信号の1/2の周波数において周期
のずれがあるものであれば本発明は十分な効果を発揮す
る。
また、プロセッサを用いてチャンネルセレクタ,演算
器,メモリ,周期検出器,速度基準値補正手段,ゲイン
切り換え手段,モニタ手段を構成したが、各々個別のハ
ードウェアで構成しても何等差しつかえない。
器,メモリ,周期検出器,速度基準値補正手段,ゲイン
切り換え手段,モニタ手段を構成したが、各々個別のハ
ードウェアで構成しても何等差しつかえない。
発明の効果 以上のように本発明は、回転体の速度情報を有する交
流信号の周期を検出する周期検出手段と、前記周期検出
手段の検出値を格納するメモリ手段と、前記検出値と基
準値から誤差出力を算出する演算器と、前記誤差出力に
基づいて前記回転体に駆動電力を供給する駆動手段と、
前記メモリ手段に格納されている連続する第1,第2の周
期検出値と前記基準値とから第1,第2の偏位量を算出
し、前記第1,第2の偏位量の減算値が略一定であるとき
にその算出結果から前記基準値の補正値を算出する補正
値算出手段と、前記補正値により各周期の基準値の補正
を行わせる基準値補正手段と、前記補正値算出手段の動
作時に制御系のゲインを通常動作時より小さくするゲイ
ン切り換え手段を具備したことを特徴とするものであ
り、また、前記基準値補正手段により補正された基準値
と前記周期検出手段の検出値により前記演算器が算出す
る誤差出力が略一定であることを監視するモニタ手段を
具備したことを特徴とするもので、FG信号の1/2の周波
数で生じる周期のずれを連続するFG信号の周期の値の偏
位量がほぼ一定になることより検出し、速度基準値Dを
補正し、その補正後の速度基準値DA,DBとしてプロセッ
サ3のメモリ3cに格納しており、定速回転時には、補正
後の速度基準値D,Dを用いて速度誤差を算出するのでFG
信号の周期のずれの影響を受けない誤差出力を出力する
ことができ、高精度な制御が実現できるというきわめて
大なる効果を奏する。また、速度基準値の補正値を算出
するときには、ゲイン切り換え手段により制御系のゲイ
ンを下げているので、より高精度に補正値を求めること
が可能である。
流信号の周期を検出する周期検出手段と、前記周期検出
手段の検出値を格納するメモリ手段と、前記検出値と基
準値から誤差出力を算出する演算器と、前記誤差出力に
基づいて前記回転体に駆動電力を供給する駆動手段と、
前記メモリ手段に格納されている連続する第1,第2の周
期検出値と前記基準値とから第1,第2の偏位量を算出
し、前記第1,第2の偏位量の減算値が略一定であるとき
にその算出結果から前記基準値の補正値を算出する補正
値算出手段と、前記補正値により各周期の基準値の補正
を行わせる基準値補正手段と、前記補正値算出手段の動
作時に制御系のゲインを通常動作時より小さくするゲイ
ン切り換え手段を具備したことを特徴とするものであ
り、また、前記基準値補正手段により補正された基準値
と前記周期検出手段の検出値により前記演算器が算出す
る誤差出力が略一定であることを監視するモニタ手段を
具備したことを特徴とするもので、FG信号の1/2の周波
数で生じる周期のずれを連続するFG信号の周期の値の偏
位量がほぼ一定になることより検出し、速度基準値Dを
補正し、その補正後の速度基準値DA,DBとしてプロセッ
サ3のメモリ3cに格納しており、定速回転時には、補正
後の速度基準値D,Dを用いて速度誤差を算出するのでFG
信号の周期のずれの影響を受けない誤差出力を出力する
ことができ、高精度な制御が実現できるというきわめて
大なる効果を奏する。また、速度基準値の補正値を算出
するときには、ゲイン切り換え手段により制御系のゲイ
ンを下げているので、より高精度に補正値を求めること
が可能である。
さらに、モニタ手段により補正動作が正常に動作して
いるかどうかを絶えず監視しているので、負荷変動など
により補正値がずれた場合でも、再度補正値を算出する
ようにしているので、高性能な制御を維持することがで
きる。
いるかどうかを絶えず監視しているので、負荷変動など
により補正値がずれた場合でも、再度補正値を算出する
ようにしているので、高性能な制御を維持することがで
きる。
第1図は本発明の一実施例における速度制御装置のブロ
ックダイアグラム、第2図は回路動作を説明するための
信号波形図、第3図はチャンネルセレクタの動作を説明
するためのフローチャート、第4図は速度基準値補正手
段の動作を説明するためのフローチャート、第5図はモ
ニタ手段の動作を説明するためフローチャートである。 1……モータ、2……波形整形器、3……プロセッサ、
3a……チャンネルセレクタ、3b……演算器、3c……メモ
リ、3d……周期検出器、4,5,6……データバス、7……
ディジタル−アナログ変換器、8……パワーアンプ。
ックダイアグラム、第2図は回路動作を説明するための
信号波形図、第3図はチャンネルセレクタの動作を説明
するためのフローチャート、第4図は速度基準値補正手
段の動作を説明するためのフローチャート、第5図はモ
ニタ手段の動作を説明するためフローチャートである。 1……モータ、2……波形整形器、3……プロセッサ、
3a……チャンネルセレクタ、3b……演算器、3c……メモ
リ、3d……周期検出器、4,5,6……データバス、7……
ディジタル−アナログ変換器、8……パワーアンプ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−141817(JP,A) 特開 昭60−226784(JP,A) 特開 昭61−1286(JP,A) 特開 昭61−266086(JP,A) 特開 昭62−126882(JP,A) 特開 昭62−236372(JP,A) 特開 平1−101721(JP,A) 特開 平1−103183(JP,A) 特開 平1−126182(JP,A) 特開 平1−144378(JP,A) 特開 平1−298975(JP,A) 特開 昭64−26385(JP,A)
Claims (4)
- 【請求項1】回転体の速度情報を有する交流信号の周期
を検出する周期検出手段と、前記周期検出手段の検出値
を格納するメモリ手段と、前記検出値と基準値から誤差
出力を算出する演算器と、前記誤差出力に基づいて前記
回転体に駆動電力を供給する駆動手段と、前記メモリ手
段に格納されている連続する第1,第2の周期検出値と前
記基準値とから第1,第2の偏位量を算出し、前記第1,第
2の偏位量の減算値が略一定であるときにその算出結果
から前記基準値の補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値により各周期の基準値の補正を行わせる基準
値補正手段と、前記補正値算出手段の動作時に制御系の
ゲインを通常動作時より小さくするゲイン切り換え手段
を具備してなる速度制御装置。 - 【請求項2】回転体の速度情報を有する交流信号の少な
くとも2周期にわたって周期検出手段が周期検出を行な
うごとに周期検出手段の検出値を格納するメモリ手段の
アドレスを更新するとともに演算器に前記メモリ手段の
該当アドレスに格納された周期データと基準値を比較し
てその大小に応じた誤差出力を駆動手段に送出せしめる
チャンネルセレクタを具備してなる請求項(1)記載の
速度制御装置。 - 【請求項3】回転体の速度情報を有する交流信号の周期
を検出する周期検出手段と、前記周期検出手段の検出値
を格納するメモリ手段と、前記検出値と基準値から誤差
出力を算出する演算器と、前記誤差出力に基づいて前記
回転体に駆動電力を供給する駆動手段と、前記メモリ手
段に格納されている連続する第1,第2の周期検出値と前
記基準値とから第1,第2の偏位量を算出し、前記第1,第
2の偏位量の減算値が略一定であるときにその算出結果
から前記基準値の補正値を算出する補正値算出手段と、
前記補正値により各周期の基準値の補正を行わせる基準
値補正手段と、前記基準値補正手段より補正された基準
値と前記周期検出手段の検出値により前記演算器が算出
する誤差出力が略一定であることを監視するモニタ手段
を具備してなる速度制御装置。 - 【請求項4】誤差出力が略一定でないとモニタ手段が判
断したときに再度基準値の補正値の演算を行なうことを
特徴とする請求項(3)記載の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1067070A JP2553695B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1067070A JP2553695B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246787A JPH02246787A (ja) | 1990-10-02 |
| JP2553695B2 true JP2553695B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=13334229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1067070A Expired - Fee Related JP2553695B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553695B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0322888A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 速度制御装置 |
| JP2008289293A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Hokuto Seigyo Kk | モータ駆動装置 |
| JP5776925B2 (ja) * | 2010-12-17 | 2015-09-09 | 株式会社ジェイテクト | 回転角検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6426385A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-27 | Sanyo Electric Co | Correction of motor revolution nonuniformity |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1067070A patent/JP2553695B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02246787A (ja) | 1990-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |