JPH01126185A - Speed controller - Google Patents
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- JPH01126185A JPH01126185A JP62282458A JP28245887A JPH01126185A JP H01126185 A JPH01126185 A JP H01126185A JP 62282458 A JP62282458 A JP 62282458A JP 28245887 A JP28245887 A JP 28245887A JP H01126185 A JPH01126185 A JP H01126185A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は回転体などの制御対象の速度信号の周期を計測
して、基準値からの誤差データに基づいて制御対象を駆
動する速度制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a speed control device that measures the period of a speed signal of a controlled object such as a rotating body and drives the controlled object based on error data from a reference value. It is.
従来の技術
第6図は家庭用ビデオテープデコーダのキャプスタンモ
ータの回転速度制御系の代表的な機能ブロックダイアグ
ラムを示したものである。第6図において、キャプスタ
ンモータ1に連結された周波数発電機2からは、第7図
Aに示すような交流信号が出力されるが、この交流信号
はキャプスタンモータ1の回転速度に依存した繰り返し
周期を有しており、FC信号増幅器3によって第7図B
に示すような方形波にまで増幅されて波形整形される。BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 6 shows a typical functional block diagram of a rotational speed control system for a capstan motor in a home video tape decoder. In FIG. 6, the frequency generator 2 connected to the capstan motor 1 outputs an AC signal as shown in FIG. 7A, but this AC signal depends on the rotation speed of the capstan motor 1. It has a repetition period, and the FC signal amplifier 3
The waveform is amplified and shaped into a square wave as shown in the figure below.
さらに、逓倍回路4において、第7図Bの信号波形から
第7図Cの信号波形が作りだされて速度誤差検出器5に
送られる。一方、速度誤差検出器5では第7図Cの信号
波形のリーディングエツジ(前縁)から次のリーディン
グエツジまでの周期がカウンタ等によってディジタル的
に計測され、固定基準値からの誤差データが出力される
。Further, in the multiplier circuit 4, the signal waveform shown in FIG. 7C is generated from the signal waveform shown in FIG. 7B, and sent to the speed error detector 5. On the other hand, the speed error detector 5 digitally measures the period from the leading edge of the signal waveform shown in FIG. 7C to the next leading edge using a counter, etc., and outputs error data from the fixed reference value. Ru.
この誤差データは、ディジタルフィルタ6によって周波
数領域のゲイン補償が行なわれたうえで、D−Aコンバ
ータ7に供給され、D−Aコンバータ7の出力はキャプ
スタンモータ1を駆動するためのモータ駆動回路8に供
給される。This error data is subjected to gain compensation in the frequency domain by the digital filter 6 and then supplied to the D-A converter 7, and the output of the D-A converter 7 is used in the motor drive circuit for driving the capstan motor 1. 8.
したがって、第6図に示したブロックはキャプスタンモ
ータ1を定速回転させるための閉ループ速度制御系を構
成している、また、第6図の装置において、逓倍回路4
は速度制御系の応答性を改善するために使われている。Therefore, the blocks shown in FIG. 6 constitute a closed loop speed control system for rotating the capstan motor 1 at a constant speed.
is used to improve the responsiveness of speed control systems.
すなわち、キャプスタンモータの回転速度は、第7図C
の信号波形のリーディングエツジが到来する毎に、前回
のリーディングエツジの到来時点からの速度変化分の平
均値として計測される(一般に移動平均と呼ばれる。)
が、逓倍回路4を用いない場合には第7図Bの信号波形
のリーディングエツジ間を計測することになり、計測イ
ンターバルが長くなって制御B系の応答特性が悪化する
、これを解消するには、周波数発電機2の出力周波数(
以下、FG周波数と略記する。)を高くすればよいが、
機械的な加工精度の問題から限界があった。したがって
、FG周波数を電気的に逓倍する方法が多用され、第7
図に示したようなエツジ逓倍法はその代表的なものであ
る。That is, the rotational speed of the capstan motor is as shown in Fig. 7C.
Each time the leading edge of the signal waveform arrives, it is measured as the average value of the speed change from the time the previous leading edge arrived (generally called a moving average).
However, if the multiplier circuit 4 is not used, the measurement will be performed between the leading edges of the signal waveform shown in FIG. is the output frequency of frequency generator 2 (
Hereinafter, it will be abbreviated as FG frequency. ) can be made higher, but
There were limitations due to problems with mechanical processing accuracy. Therefore, a method of electrically multiplying the FG frequency is often used, and
The edge multiplication method shown in the figure is a typical example.
発明が解決しようとする問題点
ところで、このような速度制御装置における制JTj系
の最高動作周波数はFC周波数によって規制されること
になるが、その模様を第8図に示した制御系のブロック
図を参照しながら説明する。まず、第8図において、モ
ータのトルク定数を表すKt (g−e1m/A)と
、慣性および粘性ブロックがモータの伝達関数を表して
おり、J (g−01・5ec−sac/rad)は慣
性モーメント、D(g−cm・aec/rad)は粘性
抵抗、Sはラプラス演算子である。モータの回転速度は
、一回転あたりP個の歯数を有する周波数発電機(FG
)によって速度信号に変換され、入出力サンプラとカウ
ンタおよび移動平均要素によって構成されるカウンタに
よってこの速度信号の周期毎のインターバルが計測され
る。サンプラを除いたカウンタ部の伝達関数Gcは次式
で示される。Problems to be Solved by the Invention Incidentally, the maximum operating frequency of the control JTj system in such a speed control device is regulated by the FC frequency, and this is illustrated in the block diagram of the control system shown in FIG. This will be explained with reference to. First, in Fig. 8, Kt (g-e1m/A), which represents the torque constant of the motor, and the inertia and viscosity blocks represent the motor transfer function, and J (g-01・5ec-sac/rad) is The moment of inertia, D (g-cm·aec/rad) is viscous resistance, and S is the Laplace operator. The rotational speed of the motor is controlled by a frequency generator (FG) with P teeth per rotation.
) is converted into a speed signal by a counter configured with an input/output sampler, a counter, and a moving average element to measure the interval of each period of this speed signal. The transfer function Gc of the counter section excluding the sampler is expressed by the following equation.
ただし、
2π
ここに、F(k(Hz)はカウンタに供給される基準ク
ロックの周波数、”l”(sec)はサンプリング周期
である。However, 2π Here, F(k (Hz)) is the frequency of the reference clock supplied to the counter, and "l" (sec) is the sampling period.
カウンタから出力される計測値から基準値が減算され、
その誤差データは伝達関数Ofを有するディジタルフィ
ルタを介してD−Aコンバータの入力バッファによって
構成される0次ホルダーに供給される。この0次ホルダ
ーの伝達関数は良(知られているように次式で与えられ
る。The reference value is subtracted from the measured value output from the counter,
The error data is supplied to a zero-order holder constituted by an input buffer of a DA converter via a digital filter having a transfer function Of. The transfer function of this zero-order holder is good (as is known, it is given by the following equation.
また、D−Aコンバータのビット数をn、供給電圧をV
ccとしたとき、D−Aコンバータの変換ゲインKxは
次式で与えられる。Also, the number of bits of the D-A converter is n, and the supply voltage is V.
cc, the conversion gain Kx of the DA converter is given by the following equation.
D−Aコンバータの出力は伝達コンダクタンスgm(A
/V)を有するモータ駆動回路に供給され、その出力電
流がモータに供給される。The output of the D-A converter is the transfer conductance gm (A
/V), and its output current is supplied to the motor.
さて、第8図の各ブロックのうち、サンプリング周期T
によって伝達関数の位相特性が変化するのがカウンタと
ホルダーであり、任倉の周波数fに対する両者の位相特
性θC9θhは、それぞれ[1,+31式から以下のよ
うになる。Now, among each block in FIG. 8, the sampling period T
It is the counter and the holder that change the phase characteristics of the transfer function by , and the phase characteristics θC9θh of both with respect to the Ninokura frequency f are as follows from the equations [1 and +31, respectively.
θC−π・f−T ・・・・・・(
5)θh−π・f−T ・・・・・
・(6)一方、制御系が安定に動作するためには、開ル
ープゲインが0になる周波数において、40〜60度の
位相余裕が要求されるが、その周波数では第8図の慣性
・粘性ブロック内の伝達関数のうち、慣性項が支配的と
なって、この部分で90度の位相遅れが生じる。したが
って、仮に60度の位相余裕を確保しようとすると、(
51,+61式で与えられるθCとθhの和が30度、
すなわち、π/6よりも小さくなる必要がある。この条
件からFC周波数Ffgと、安定に制御可能な最高周波
数Fcの関係が求められ、次式が成立する。θC-π・f-T ・・・・・・(
5) θh-π・f-T...
・(6) On the other hand, in order for the control system to operate stably, a phase margin of 40 to 60 degrees is required at the frequency where the open loop gain becomes 0, but at that frequency, the inertia and viscosity shown in Figure 8 are Among the transfer functions within the block, the inertia term becomes dominant, and a 90 degree phase delay occurs in this portion. Therefore, if we try to secure a phase margin of 60 degrees, (
The sum of θC and θh given by formula 51, +61 is 30 degrees,
That is, it needs to be smaller than π/6. From this condition, the relationship between the FC frequency Ffg and the highest frequency Fc that can be stably controlled is determined, and the following equation holds true.
Fcツ□
2T
2T
このように、速度制御装置における制御系の最高動作周
波数はFC周波数によって規制されるが、先に述べたF
C周波数の逓倍法は、速度信号のリーディングエツジと
トレイリングエツジを利用することによってサンプリン
グ周期Tを2分の1に短縮し、実質的にFC周波数の6
分の1の周波数まで制御帯域を広げる効果を有する。し
かしながら、従来技術ではここまでの制御特性の向上が
限界であり、それ以上の周波数まで制御帯域を広げるに
はFC周波数そのものを高くする必要があった。Fc Tsu□ 2T 2T In this way, the maximum operating frequency of the control system in the speed control device is regulated by the FC frequency, but the Fc frequency mentioned earlier
The C frequency multiplication method shortens the sampling period T by half by utilizing the leading edge and trailing edge of the speed signal, which effectively reduces the frequency by 6
It has the effect of widening the control band to one-fold the frequency. However, with the conventional technology, there is a limit to improving the control characteristics to this extent, and in order to expand the control band to a higher frequency, it was necessary to increase the FC frequency itself.
問題点を解決するための手段
前記した問題点を解決するために本発明の速度制御装置
では、平均速度計測手段によって各計測時点に測定され
る平均速度の測定値から得られる速度誤差データを出力
する速度誤差演算手段と、各計測時点における平均測定
値とそれ以前の測定値から、次の速度誤差データが出力
される以前に出力すべき速度誤差データを予測してその
データを出力する中間点誤差予測手段と、前記速度誤差
演算手段の出力データと前記中間点誤差予測手段の出力
データの基づいて前記制御対象を駆動する駆動手段を備
えている。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the speed control device of the present invention outputs speed error data obtained from the average speed measured at each measurement point by the average speed measuring means. and an intermediate point that predicts the speed error data to be output before the next speed error data is output from the average measured value at each measurement point and the previous measured value and outputs that data. The apparatus includes an error prediction means, and a drive means for driving the controlled object based on the output data of the speed error calculation means and the output data of the intermediate point error prediction means.
作用
本発明では前記した構成によって、これまで以上に高い
周波数まで安定に動作させ得る速度制御装置を実現でき
る。Function: According to the present invention, with the above-described configuration, it is possible to realize a speed control device that can stably operate up to a higher frequency than ever before.
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
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
ックダイアグラムを示したものであり、第6図と同一の
ブロックは同一図番にて示されている。第1図の装置で
は、外部からの基準クロックをカウントするカウンタ9
の出力が速度誤差演算ブロック10に供給され、前記速
度誤差演算ブロック10の出力データは中間点誤差予測
ブロック20に供給され、前記中間点誤差予測ブロック
20からの出力データはディジタルフィルタ6に供給さ
れている。また、逓倍回路4の出力信号は前記カウンタ
9と前記速度誤差演算ブロック10および前記中間点誤
差予測ブロック20に制御信号として供給されている。FIG. 1 shows a block diagram of a speed control device according to an embodiment of the present invention, and blocks that are the same as those in FIG. 6 are designated by the same figure numbers. In the device shown in FIG. 1, a counter 9 counts an external reference clock.
The output data of the speed error calculation block 10 is supplied to the speed error calculation block 10, the output data of the speed error calculation block 10 is supplied to the midpoint error prediction block 20, and the output data from the midpoint error prediction block 20 is supplied to the digital filter 6. ing. Further, the output signal of the multiplier circuit 4 is supplied as a control signal to the counter 9, the speed error calculation block 10, and the midpoint error prediction block 20.
前記速度誤差演算ブロック10は、前記逓倍回路4の出
力信号のリーディングエツジが到来したときに、前記カ
ウンタ9のカウント量と基準値を加算する加算器11と
、前記加算器11に基準値データを供給する基準値発生
器12と、前記加算器11の出力データを記憶する第1
メモリ13によって構成され、前記中間点誤差予測ブロ
ック20は、前記逓倍回路4の出力信号のリーディング
エツジが到来したときに、前記第1メモリ13のそれま
での記憶データを記憶する第2メモリ21と、前記逓倍
回路4の出力信号のリーディングエツジが到来した後に
前記第1メモリ13と前記第2メモリ21の記憶データ
から、その時点のデータの推移を予測する予測器22に
よって構成されている。なお、ディジタルフィルタ6の
サンプリングクロックは逓倍回路4と前記予蒼器22か
ら供給されている。また、前記基準値発生器12は、前
記加算器11において減算を行なわせるために負の符号
付データを出力するものとする。The speed error calculation block 10 includes an adder 11 that adds the count amount of the counter 9 and a reference value when the leading edge of the output signal of the multiplier circuit 4 arrives, and an adder 11 that adds reference value data to the adder 11. a reference value generator 12 for supplying a reference value generator 12; and a first
When the leading edge of the output signal of the multiplier circuit 4 arrives, the midpoint error prediction block 20 is configured with a memory 13, and a second memory 21 that stores the data stored up to that point in the first memory 13. , a predictor 22 predicts the transition of data at that time from the data stored in the first memory 13 and the second memory 21 after the leading edge of the output signal of the multiplier circuit 4 arrives. Incidentally, the sampling clock of the digital filter 6 is supplied from the multiplier circuit 4 and the preamplifier 22. Further, it is assumed that the reference value generator 12 outputs data with a negative sign in order to cause the adder 11 to perform subtraction.
以上のように構成された速度制御装置について、第1図
のブロック構成図、第2図のフローチャート、ならびに
第3図の信号波形図をもとにその動作を説明する。なお
、第2図は中間点誤差予測ブロック20の動作を表した
フローチャートであり、この中では第1図のブロック図
に示されていないレジスタを使用しているが、これは、
マイクロプロセッサを用いて速度誤差演算ブロック10
および中間点誤差予測ブロック20の動作を行なわせる
ことを想定したもので、第1メモリ13、第2メモリ2
1ならびにフローチャート内で用いられている第3メモ
リはいずれもマイクロプロセッサ内のデータメモリを使
用することができ、加減算を始めとする各種の算術演算
もマイクロプロセッサが有している算術論理演算ユニッ
ト(ALU)によって実行することができる。また、第
3図Aは周波数発電a2の出力信号波形図で、第3図B
は逓倍回路4の出力信号波形図である。The operation of the speed control device configured as described above will be explained based on the block diagram of FIG. 1, the flowchart of FIG. 2, and the signal waveform diagram of FIG. 3. Note that FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the midpoint error prediction block 20, and in this flowchart, registers not shown in the block diagram of FIG. 1 are used;
Speed error calculation block 10 using a microprocessor
It is assumed that the operation of the midpoint error prediction block 20 is performed, and the first memory 13 and the second memory 2
1 and the third memory used in the flowcharts can both use the data memory in the microprocessor, and various arithmetic operations such as addition and subtraction can also be performed using the arithmetic logic unit ( ALU). In addition, Fig. 3A is an output signal waveform diagram of frequency power generation a2, and Fig. 3B
is an output signal waveform diagram of the multiplier circuit 4. FIG.
第2図のブランチ61において逓倍回路4から出力され
る速度信号、すなわち、第3図Bの信号のリーディング
エツジが到来したか否かを判別し、到来していれば処理
ブロック62に処理を移し、新たなリーディングエツジ
が到来していなければブランチ66に処理を移す。At branch 61 in FIG. 2, it is determined whether the leading edge of the speed signal output from the multiplier circuit 4, that is, the signal shown in FIG. , if no new leading edge has arrived, the process moves to branch 66.
処理ブロック62では第1図の第1メモリ13に格納さ
れているデータを第2メモリ21に転送し、カウンタ9
から出力される区間あたりのカウント量に基準値を加算
して求めた平均誤差データを第1メモリ13に格納して
いる。A processing block 62 transfers the data stored in the first memory 13 in FIG.
The first memory 13 stores average error data obtained by adding a reference value to the count amount per section output from the first memory 13.
処理ブロック63では第2メモリ21に格納されている
データの値から第1メモリ13のデータの値を減算して
レジスタに格納し、レジスタの値とあらかじめ準備され
ている予測係数値の乗算を行なってその結果をレジスタ
に再格納し、第1メモリ13に格納されているデータの
値からレジスタの値を減算して、その結果を一時的に待
避させるために、第1図には図示されていない第3メモ
リに格納している。In the processing block 63, the value of the data in the first memory 13 is subtracted from the value of the data stored in the second memory 21, stored in a register, and the value in the register is multiplied by a prediction coefficient value prepared in advance. In order to store the result in the register again, subtract the register value from the value of the data stored in the first memory 13, and temporarily save the result, It is stored in the third memory.
処理ブロック64では第2メモリ21に格納されている
データのイ直から第1メモリ13のデータの値を減算し
てレジスタに格納し、レジスタの値を2分の1にしてい
る。In the processing block 64, the value of the data in the first memory 13 is subtracted from the value of the data stored in the second memory 21, and the result is stored in a register, thereby halving the value in the register.
処理ブロック65では、第1メモリ13に格納されてい
るデータの値からレジスタの値を減算してその結果を出
力している。第1図のディジタルフィルタ6にはこの出
力データが供給される。The processing block 65 subtracts the value of the register from the value of the data stored in the first memory 13 and outputs the result. This output data is supplied to the digital filter 6 in FIG.
この一連の処理の意味を第3図を用いて説明する。第3
図の時刻t5が経過した後に処理ブロック62〜65に
おける処理が行なわれていると仮定すると、処理ブロッ
ク62での処理によって、第1メモリ13には時刻t3
から時刻t5までの区間におけるキャプスタンモーター
の平均速度誤差に依存したデータが格納され、第2メモ
リ21には時刻t1から時刻t3までの区間における平
均速度誤差に依存したデータが格納される0時刻t1か
ら時刻t5までの速度信号の1サイクルの間のキャプス
タンモーターの回転速度誤差の瞬時計測値が直線近似で
きるものとすると、第1メモ’J 13に格納されてい
るデータは時刻t4、すなわち、時刻t3と時刻t5の
中間点における瞬時計測値m1を表し、第2メモリ21
に格納されているデータは時刻t2における瞬時計測値
m2を表すことになる。したがって、第3図の時刻t5
における瞬時計測値の推定値ROは以下の演算を実行す
ることによって求まり、この演算は処理プロ7り64と
処理ブロック65において行なわれる。The meaning of this series of processing will be explained using FIG. 3. Third
Assuming that the processing in processing blocks 62 to 65 is performed after time t5 in the figure, the processing in processing block 62 causes the first memory 13 to store data at time t3.
The second memory 21 stores data dependent on the average speed error of the capstan motor in the section from time t1 to time t5, and the second memory 21 stores data dependent on the average speed error in the section from time t1 to time t3. Assuming that the instantaneous measurement value of the rotational speed error of the capstan motor during one cycle of the speed signal from t1 to time t5 can be approximated by a straight line, the data stored in the first memo 'J13 is calculated at time t4, i.e. , represents the instantaneous measurement value m1 at the midpoint between time t3 and time t5, and the second memory 21
The data stored in will represent the instantaneous measurement value m2 at time t2. Therefore, time t5 in FIG.
The estimated value RO of the instantaneous measurement value at is determined by executing the following calculation, which is performed in the processing unit 74 and processing block 65.
2−ml
RO= m 1−− −−− ・−(81さて
、第3図の時刻t3.t5.t6の関係は以下のように
設定されている。2-ml RO=m 1-- --- (81) Now, the relationship between times t3, t5, and t6 in FIG. 3 is set as follows.
t 5−t 3
t 6 = t、 5 + □ ・・
・・・・(9)すなわち、時刻t5から時刻t6までの
時間は時刻t3から時刻t5までの時間の半分になるよ
うに設定されている。したがって、時刻t3から時刻t
6までの間にキャプスタンモーターの回転速度の瞬時誤
差が直線的に変化するなら、時刻t6における瞬時誤差
R1は(8)式で求まる推定値ROから(8)式の右辺
第2項をさらに減算すればよいことになる。しかしなが
ら、時刻t5での瞬時誤差の推定値ROが、時刻t3か
ら時刻t5までの間の実際の平均速度の計測値に基づい
て推定できるのに対して、時刻t5時点での時刻t6に
おける瞬時誤差R1の予測は、時刻t5から時刻t6ま
での間のキャプスタンモーターの挙動が未知であること
から、あいまい度が高くなる。事実、時刻t5における
推定誤差ROの出力は、キャプスタンモーターの慣性モ
ーメントの違いによってその影響度が異なるものの、時
刻t6における瞬時回転速度に影響を与え、実際の瞬時
誤差は第3図に示したR1の大きさよりも小さくなる。t 5 - t 3 t 6 = t, 5 + □ ・・
(9) That is, the time from time t5 to time t6 is set to be half the time from time t3 to time t5. Therefore, from time t3 to time t
If the instantaneous error in the rotational speed of the capstan motor changes linearly between t6 and t6, then the instantaneous error R1 at time t6 is calculated by subtracting the second term on the right side of equation (8) from the estimated value RO found by equation (8). All you have to do is subtract it. However, while the estimated value RO of the instantaneous error at time t5 can be estimated based on the measured value of the actual average speed between time t3 and time t5, the instantaneous error at time t6 from time t5 to The prediction of R1 has a high degree of ambiguity because the behavior of the capstan motor from time t5 to time t6 is unknown. In fact, the output of the estimated error RO at time t5 affects the instantaneous rotational speed at time t6, although the degree of influence differs depending on the moment of inertia of the capstan motor, and the actual instantaneous error is shown in Figure 3. It becomes smaller than the size of R1.
このため、処理ブロック63では、第2メモリ21に格
納されているデータの値m2から第1メモリ13のデー
タの値m1を減算した値と、1よりも小さい予測係数の
乗算を行なったうえで予測値を導出している。この予測
係数はキャプスタンモータ1の慣性モーメントなどを反
映させた固定値としてあらかじめ用意しておくことがで
きる。また、第3図の時刻t7が経過した時点で、時刻
t5から時刻t7までの区間における平均速度誤差が計
測されるので、その時点で予測係数の値の妥当性を評価
して修正していくこともできる。Therefore, in the processing block 63, the value obtained by subtracting the data value m1 of the first memory 13 from the data value m2 stored in the second memory 21 is multiplied by a prediction coefficient smaller than 1. The predicted value is derived. This prediction coefficient can be prepared in advance as a fixed value that reflects the moment of inertia of the capstan motor 1. Furthermore, after time t7 in Figure 3 has passed, the average speed error in the section from time t5 to time t7 is measured, so at that point the validity of the prediction coefficient value is evaluated and corrected. You can also do that.
第2図のブランチ66では第2の誤差データの出力点が
到来したか否かを判別しているが、ここでは、第3図の
時刻t5が経過した後に時刻t6の時点が到来するまで
の待ち合わせを行なっている。At branch 66 in FIG. 2, it is determined whether or not the second error data output point has arrived. We are making a meeting.
第2の誤差データの出力点が到来すれば、処理ブロック
63において第3メモリに待避させた瞬時誤差の予測値
を出力しく処理ブロック67)、処理ブロック68にお
いて、ディジタルフィルタ6にサンプリングを開始させ
る(サンプリングクロックの供給、)。When the second error data output point arrives, a processing block 63 outputs the predicted value of the instantaneous error saved in the third memory, and a processing block 67 causes the digital filter 6 to start sampling. (Sampling clock supply,).
なお、第2図のフローチャートにおいて、処理ブロック
62におけるカウント量と基準値との加算ならびに加算
結果の第1メモリへの格納が速度誤差演算ブロック10
での処理であり、その以外の処理はすべて中間点誤差予
測ブロック20での処理である。In the flowchart of FIG. 2, the addition of the counted amount and the reference value in the processing block 62 and the storage of the addition result in the first memory are performed by the speed error calculation block 10.
All other processing is performed by the midpoint error prediction block 20.
このようにして、第1図に示した速度制御装置では、例
えば第3図の時刻t5と時刻t6の時点において、キャ
プスタンモータ1の速度誤差の瞬時値が中間点誤差予測
ブロック20を構成する予測器22による推定値ROと
予m値R1として出力されるため、制御可能な最高周波
数Fcは従来の速度制御装置に比べて高くなる。In this manner, in the speed control device shown in FIG. 1, the instantaneous value of the speed error of the capstan motor 1 constitutes the midpoint error prediction block 20, for example at time t5 and time t6 in FIG. Since the estimated value RO and the predetermined value R1 are output from the predictor 22, the maximum controllable frequency Fc is higher than that of the conventional speed control device.
ところで、第1図に示した実施例では、中間点誤差予測
ブロック20から推定値ROと予測値R1を出力させて
いるが、第3図の時刻t5の時点には第1メモリに格納
された平均速度誤差データm1を出力させ、時刻t6の
時点で瞬時速度誤差の推定値ROを平均速度誤差の予測
値として出力させるようにすれば、制御帯域の拡大の効
果は小さくなるものの、予測処理は簡単になる。第4図
ならびに第5図はそれぞれこの場合のブロックダイアダ
ラムとフローチャートを示したものであり、第5図から
れかるように、第1図に示した速度制御装置では、例え
ば第3図の時刻t5の時点では、計測された平均速度誤
差データmlをそのまま出力し、時刻t6の時点が到来
すれば、平均速度誤差の予測値ROを導出して出力して
いる。By the way, in the embodiment shown in FIG. 1, the estimated value RO and the predicted value R1 are output from the midpoint error prediction block 20, but at time t5 in FIG. If the average speed error data m1 is output and the estimated value RO of the instantaneous speed error is output as the predicted value of the average speed error at time t6, the effect of expanding the control band will be reduced, but the prediction processing will be It gets easier. 4 and 5 respectively show a block diagram and a flowchart in this case. As can be seen from FIG. 5, in the speed control device shown in FIG. At time t5, the measured average speed error data ml is output as is, and when time t6 arrives, a predicted value RO of the average speed error is derived and output.
第1図および第4図に示した速度制御装置では、逓倍回
路4の出力信号によるサンプリング周期をTとしたとき
、ディジタルフィルタ6の入力データはT/2の周期で
更新され、ディジタルフィルタのサンプリングクロック
の周期もT/2となるので、D−Aコンバータの入力バ
ッファによって構成される0次ホルダーの位相特性θh
は次式で与えられる。In the speed control devices shown in FIGS. 1 and 4, when the sampling period of the output signal of the multiplier circuit 4 is T, the input data of the digital filter 6 is updated at a period of T/2, and the sampling period of the digital filter is Since the clock period is also T/2, the phase characteristic θh of the zero-order holder configured by the input buffer of the D-A converter is
is given by the following equation.
π ・ f−T
したがって、この部分における位相遅れは従来の半分に
なり、逓倍回路4を使用するものとすると、FC周波数
Ffgと安定に制御可能な最高周波数F’cの関係は以
下のようになる。π · f-T Therefore, the phase delay in this part is half of that of the conventional one, and assuming that the multiplier circuit 4 is used, the relationship between the FC frequency Ffg and the maximum frequency F'c that can be stably controlled is as follows. Become.
4.5
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明の速度制御装置
は、キャプスタンモーターなどに代表される制御対象の
速度に依存した周期を有する速度信号の周期毎のインタ
ーバルを計測して、該計測区間における平均測定値とし
て出力する平均速度計測手段(実施例ではカウンタ9に
よって平均速度計測手段を実現しているが、マイクロプ
ロセッサのプログラムとデータメモリとの組み合わせな
どによってもこれを実現することができる。)と、平均
速度の測定値から得られる速度誤差データを出力する速
度誤差演算手段(速度誤差演算プロフり10)と、各計
測時点における平均測定値とそれ以前の測定値から、次
の速度誤差データが出力される以前に出力すべき速度誤
差データを予測してそのデータを出力する中間点誤差予
測手段(中間点誤差予測ブロック20)と、前記速度誤
差演算手段の出力データと前記中間点誤差予測手段の出
力データに基づいて前記制御対象を駆動する駆動手段(
モータ駆動回路8)を備えているので、これまで以上に
高い周波数まで安定に動作させ得る速度制御装置を実現
でき、大なる効果を奏する。4.5 Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the speed control device of the present invention measures the interval for each period of a speed signal whose period depends on the speed of a controlled object, such as a capstan motor. An average speed measuring means (in the embodiment, the average speed measuring means is realized by the counter 9, but it can also be realized by a combination of a microprocessor program and a data memory, etc.) and outputs it as an average measured value in the measurement section. ), a speed error calculation means (speed error calculation profile 10) that outputs speed error data obtained from the measured value of the average speed, and the average measured value at each measurement point and previous measured values. intermediate point error prediction means (halfway point error prediction block 20) that predicts speed error data to be output before outputting the next speed error data and outputs that data; and an output of the speed error calculation means. Driving means (
Since the motor drive circuit 8) is provided, it is possible to realize a speed control device that can stably operate up to a higher frequency than ever before, which has great effects.
第1図は本発明の一実施例を示す速度制御装置のブロッ
クダイアグラム、第2図は第1図の装置の動作を説明す
るフローチャート、第3図は第1図の主要部の信号波形
図、第4図は本発明の別の実施例を示すブロックダイア
グラム、第5図は第4図の装置の動作を説明するフロー
チャート、第6図は従来例を示すブロックダイアグラム
、第7図は第6図の主要部の信号波形図、第8図は制御
系の伝達関数を示したブロックダイアグラムであl・・
・・・・キャプスタンモータ、8・・・・・・モータ駆
動装置、9・・・・・・カウンタ、1o・・・・・・速
度誤差演算ブロック、20・・・・・・中間点誤差予測
ブロック。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名i
派FIG. 1 is a block diagram of a speed control device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart explaining the operation of the device in FIG. 1, and FIG. 3 is a signal waveform diagram of the main parts of FIG. 1. FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart explaining the operation of the device shown in FIG. 4, FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example, and FIG. Figure 8 is a block diagram showing the transfer function of the control system.
... Capstan motor, 8 ... Motor drive device, 9 ... Counter, 1o ... Speed error calculation block, 20 ... Midpoint error prediction block. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao
sect
Claims (1)
毎のインターバルを計測して、前記計測区間における平
均測定値として出力する平均速度計測手段と、平均速度
の測定値から得られる速度誤差データを出力する速度誤
差演算手段と、各計測時点における平均測定値とそれ以
前の測定値から、次の速度誤差データが出力される以前
に出力すべき速度誤差データを予測してそのデータを出
力する中間点誤差予測手段と、前記速度誤差演算手段の
出力データと前記中間点誤差予測手段の出力データに基
づいて前記制御対象を駆動する駆動手段とを具備してな
る速度制御装置。An average speed measuring means for measuring an interval for each period of a speed signal having a period dependent on the speed of the controlled object and outputting it as an average measured value in the measurement interval, and speed error data obtained from the measured value of the average speed. An intermediate device that predicts the speed error data that should be output before the next speed error data is output based on the average measured value at each measurement point and the previous measured value, and outputs that data. A speed control device comprising: point error prediction means; and drive means for driving the controlled object based on output data of the speed error calculation means and output data of the intermediate point error prediction means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62282458A JPH01126185A (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Speed controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62282458A JPH01126185A (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Speed controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126185A true JPH01126185A (en) | 1989-05-18 |
Family
ID=17652685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62282458A Pending JPH01126185A (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Speed controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01126185A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992009016A1 (en) * | 1990-11-09 | 1992-05-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Speed control device and predicting machine |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596782A (en) * | 1982-07-01 | 1984-01-13 | Hitachi Ltd | Digital speed control device for electric motor |
| JPS60171464A (en) * | 1984-02-17 | 1985-09-04 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Electromotor and speed detection system of moving body driven by said electromotor |
| JPS61132089A (en) * | 1984-11-30 | 1986-06-19 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Speed controller for motor |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP62282458A patent/JPH01126185A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS596782A (en) * | 1982-07-01 | 1984-01-13 | Hitachi Ltd | Digital speed control device for electric motor |
| JPS60171464A (en) * | 1984-02-17 | 1985-09-04 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Electromotor and speed detection system of moving body driven by said electromotor |
| JPS61132089A (en) * | 1984-11-30 | 1986-06-19 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Speed controller for motor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992009016A1 (en) * | 1990-11-09 | 1992-05-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Speed control device and predicting machine |
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