JPH0127674B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0127674B2 JPH0127674B2 JP56009974A JP997481A JPH0127674B2 JP H0127674 B2 JPH0127674 B2 JP H0127674B2 JP 56009974 A JP56009974 A JP 56009974A JP 997481 A JP997481 A JP 997481A JP H0127674 B2 JPH0127674 B2 JP H0127674B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- speed
- frequency
- motor
- control system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流モータを用いたフエーズロツクド
ループ形速度制御方式に、安定性、制御精度を向
上させるためのローパスフイルタ、微分回路、基
準発振器の信号を周波数変調する回路を付加した
直流モータを用いた速度制御方式に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a phase-locked loop speed control system using a DC motor including a low-pass filter, a differentiation circuit, and a circuit for frequency modulating the reference oscillator signal to improve stability and control accuracy. This relates to a speed control method using a DC motor with an additional function.
直流モータを用いた速度制御系には、その検出
器に速度発電機を用いたアナログ形のものが従来
より広く使用されている。近年ロータリエンコー
ダ、リニアエンコーダ等、のデイジタル形の検出
器が容易に使用可能となり、これを用いたデイジ
タル形の速度制御系が使用されるようになつた。
特に制御精度の良さ、制御回路構成の簡易さか
ら、位相差信号を検出し、このデイジタル信号に
よりモータに加える電圧を直接スイツチングし
て、速度を制御するフエーズロツクドループ形の
デイジタル速度制御系が多く使用されている。 Analog type speed control systems using a speed generator as a detector have been widely used in speed control systems using DC motors. In recent years, digital detectors such as rotary encoders and linear encoders have become readily available, and digital speed control systems using them have come into use.
In particular, due to its high control accuracy and simple control circuit configuration, a phase-locked loop type digital speed control system detects a phase difference signal and directly switches the voltage applied to the motor using this digital signal to control the speed. Used a lot.
第1図にこの制御系のブロツク図を示す。基準
発振器1で発振した基準速度パルス6とモータに
取付けたエンコーダ5からの速度に対応したパル
ス列7の位相差を位相比較器2で検出し、その位
相差によりデユーテイが変化するパルス信号8に
よりスイツチング回路3を介して直流モータ4を
駆動し速度制御をおこなう。 FIG. 1 shows a block diagram of this control system. A phase comparator 2 detects the phase difference between a reference speed pulse 6 generated by a reference oscillator 1 and a pulse train 7 corresponding to the speed from an encoder 5 attached to the motor, and switching is performed using a pulse signal 8 whose duty changes depending on the phase difference. A DC motor 4 is driven via a circuit 3 to control its speed.
この様な制御系は基準発振器1や位相比較器2
が集積回路として市販されており、スイツチング
回路3もトランジスタを用いて簡単に構成できる
ことから、民生用機器の制御系に多く使用されて
いる。 This kind of control system uses the reference oscillator 1 and phase comparator 2.
is commercially available as an integrated circuit, and the switching circuit 3 can be easily configured using transistors, so it is often used in control systems of consumer equipment.
この制御系の特徴として、速度の精度が基準発
振器1の安定性で決定されるためきわめて高い制
御精度が得られる。回路やモータの発熱が小さい
等の長所を有する反面、制御ループのゲインが高
く、またこれを容易に変える事ができないため、
発振を起こしやすく、安定性が悪い欠点を有す
る。特に高速応答を要求されるプリンタのキヤリ
ツジ制御系に使用する際はモータの出力に比べて
負荷を小さくとる設計をするため、この欠点が顕
著に表われてしまい、安定性、ダンピング性がき
わめて悪い制御系となつてしまう。 A feature of this control system is that the speed accuracy is determined by the stability of the reference oscillator 1, so that extremely high control accuracy can be obtained. Although it has advantages such as low heat generation in the circuit and motor, the gain of the control loop is high and cannot be changed easily.
It has the disadvantage of being prone to oscillation and poor stability. Especially when used in the carriage control system of a printer that requires high-speed response, the design is such that the load is small compared to the output of the motor, so this drawback becomes noticeable and the stability and damping properties are extremely poor. It becomes a control system.
高い印字品質を目的とした高ドツト密度のドツ
トインパクトプリンタやインクジエツトプリンタ
では、キヤリツジ移動の速度制御系に高い精度、
安定性が要求されるが、安定性、ダンピング性の
悪さに起因する振動現象によりドツト間隔が一定
とならず、印字品質が低下してしまう。 Dot impact printers and inkjet printers with high dot densities that aim for high print quality require high accuracy and precision in the speed control system for carriage movement.
Although stability is required, the dot spacing is not constant due to vibration phenomena caused by poor stability and damping properties, resulting in a decrease in printing quality.
かかる欠点を取り除くために、制御ループのゲ
インを下げる方法が考えられるが回路が複雑にな
り、また制御精度も低下してしまう。 In order to eliminate this drawback, a method of lowering the gain of the control loop can be considered, but this would complicate the circuit and reduce control accuracy.
そこでループゲインを低下させずに、簡単な回
路を付加することにより、この制御系の安定性を
向上させる方式を発明した。 Therefore, we invented a method to improve the stability of this control system by adding a simple circuit without reducing the loop gain.
第2図は本方式のブロツク図である。位相比較
器2で検出した位相差信号8をローパスフイルタ
9を介してアナログの速度信号11に変換し、更
に微分回路10により疑似加速度信号12に変換
する。この信号で基準発振器1の出力信号を周波
数変調する。信号12が、正すなわち加速側で
は、該信号の大きさに比例して、基準発振器1の
周波数を低下させる様周波数変調を行う。一方、
信号12が負の時、すなわち減速側ではその大き
さに比例して基準発振器1の周波数を増大させる
様周波数変調を行う。 FIG. 2 is a block diagram of this system. The phase difference signal 8 detected by the phase comparator 2 is converted into an analog speed signal 11 via a low-pass filter 9, and further converted into a pseudo acceleration signal 12 by a differentiating circuit 10. This signal frequency-modulates the output signal of the reference oscillator 1. When the signal 12 is positive, that is, on the acceleration side, frequency modulation is performed to reduce the frequency of the reference oscillator 1 in proportion to the magnitude of the signal. on the other hand,
When the signal 12 is negative, that is, on the deceleration side, frequency modulation is performed to increase the frequency of the reference oscillator 1 in proportion to its magnitude.
本発明においては、ローパスフイルタ9により
基準パルス6とモータ速度パルス7との周波数差
(つまり速度差)信号が得られ、更に微分回路1
0により加速度信号12が得られる。ここで、位
相比較器2は、基準パルス6の周波数の近傍の狭
い範囲の周波数差(位相差)のみ検出するため、
加速度信号12は、狭い範囲内でしか出力されな
い。すなわち、モータを回転させ始めた直後の場
合のように基準パルス6とモータ速度パルス7と
の周波数が大きすぎる場合には、位相比較器2
は、その位相差を検出できず、ある飽和した一定
の位相差信号を出力する。そのため、ローパスフ
イルタ9よりの信号11も一定値の信号となり、
微分回路10で微分されると0となり、結局、周
波数変調を行わないことになる。一方、モータ速
度パルス7が、基準パルス6の周波数の近傍にな
つた時には、位相比較器2は、2つのパルスの位
相差を正確に検出できるので、両者の速度差が大
きくなりつつある場合、あるいは、小さくなりつ
つある場合には、微分回路12より信号が出力さ
れ、基準パルス6が周波数変調される。 In the present invention, a frequency difference (that is, speed difference) signal between the reference pulse 6 and the motor speed pulse 7 is obtained by the low-pass filter 9, and the differentiating circuit 1
0, an acceleration signal 12 is obtained. Here, since the phase comparator 2 detects only a frequency difference (phase difference) in a narrow range near the frequency of the reference pulse 6,
The acceleration signal 12 is output only within a narrow range. That is, when the frequencies of the reference pulse 6 and the motor speed pulse 7 are too large, such as immediately after the motor starts rotating, the phase comparator 2
cannot detect the phase difference and outputs a certain saturated phase difference signal. Therefore, the signal 11 from the low-pass filter 9 also becomes a constant value signal,
When differentiated by the differentiating circuit 10, it becomes 0, and as a result, no frequency modulation is performed. On the other hand, when the motor speed pulse 7 becomes close to the frequency of the reference pulse 6, the phase comparator 2 can accurately detect the phase difference between the two pulses. Alternatively, if it is becoming smaller, the differentiating circuit 12 outputs a signal and the reference pulse 6 is frequency modulated.
又、以上の実施例では、信号12が正の時、基
準パルス6の周波数を低下させ、負の時、6の周
波数を増大させる旨示したが、位相比較器2の比
較の仕方次第では、信号12が正の時、周波数増
大、負の時、周波数低下というように周波数変調
してもよい。この制御系はアナログ回路で構成し
た速度制御系に、加速度フイードバツクループを
付加したと同様の効果を得られるもので、デイジ
タル形のフエーズロツクドループ速度制御系の持
つ即応性、高精度性を低下させずに安定性、ダン
ピング性を向上させる効果を持つ。 Furthermore, in the above embodiment, when the signal 12 is positive, the frequency of the reference pulse 6 is lowered, and when it is negative, the frequency of the reference pulse 6 is increased. However, depending on the method of comparison by the phase comparator 2, Frequency modulation may be performed such that when the signal 12 is positive, the frequency increases, and when the signal 12 is negative, the frequency decreases. This control system achieves the same effect as adding an acceleration feedback loop to a speed control system composed of analog circuits, and has the quick response and high precision of a digital phase-locked loop speed control system. It has the effect of improving stability and damping performance without reducing the
第3図は第2図のブロツク図のうちローパスフ
イルタ9、微分回路10を示す。ローパスフイル
タ9は一般に知られている演算増幅器20を用い
た2次のアクテイブフイルタで、そのバンド幅は
抵抗16,17、コンデンサ18,19で決定さ
れる。バンド幅は基準速度発振器の周波数の1/10
以下でかつ制御系の固有振動数より大きく定め
る。また微分回路10はコンデンサ21と抵抗2
2で構成されるもので、この時定数を変化させる
事で制御系のダンピング比が変えられる。微分回
路の時定数は制御系の固有振動数付近に設定す
る。基準発振器1は周波数変調端子を持つ矩形波
発振用集積回路である。 FIG. 3 shows the low-pass filter 9 and the differential circuit 10 of the block diagram of FIG. The low-pass filter 9 is a secondary active filter using a generally known operational amplifier 20, and its bandwidth is determined by resistors 16 and 17 and capacitors 18 and 19. Bandwidth is 1/10 of the reference speed oscillator frequency
Set it to be below and larger than the natural frequency of the control system. Also, the differentiating circuit 10 includes a capacitor 21 and a resistor 2.
By changing this time constant, the damping ratio of the control system can be changed. The time constant of the differential circuit is set near the natural frequency of the control system. The reference oscillator 1 is an integrated circuit for rectangular wave oscillation having a frequency modulation terminal.
第4図aに第1図に示したフエーズロツクドル
ープ制御系の応答24およびbに第2図に示した
本発明の制御系の応答25を示す。以上、詳細に
説明したように、本発明によれば、デイジタル形
のフエーズロツクドループ速度制御系の持つ即応
性、高精度性を低下させずに制御系の安定性、ダ
ンピング性を向上させることができる。位相比較
器の特性により、本願の周波数変調が起動するの
は、モータが目標速度に近づき、基準パルスとモ
ータ速度パルスの位相差が、所定の範囲内におさ
まるようになつてからである。 FIG. 4a shows the response 24 of the phase-locked loop control system shown in FIG. 1, and FIG. 4b shows the response 25 of the control system of the present invention shown in FIG. As described in detail above, according to the present invention, it is possible to improve the stability and damping performance of a digital phase-locked loop speed control system without reducing its responsiveness and high accuracy. Can be done. Due to the characteristics of the phase comparator, the frequency modulation of the present invention is activated only after the motor approaches the target speed and the phase difference between the reference pulse and the motor speed pulse falls within a predetermined range.
したがつて、例えば、モータを回転させた直後
等には、本願のフイードバツク系は、起動せず、
したがつて、たとえ基準パルスの位相が進みつつ
あつても、基準パルスの周波数を低下させるフイ
ードバツクはかからず、目標速度付近までは、モ
ータが速やかに加速される。 Therefore, for example, immediately after the motor is rotated, the feedback system of the present application does not start.
Therefore, even if the phase of the reference pulse is advancing, no feedback is applied to lower the frequency of the reference pulse, and the motor is quickly accelerated to around the target speed.
したがつて、本願によれば起動直後よりの速や
かなモータの加速(目標速度の近辺まで)と、そ
れ以降、さらに目標速度に近づいた範囲における
制御系の安定性が両立でき、すぐれたモータ速度
制御系が実現できる。 Therefore, according to the present application, it is possible to achieve both rapid acceleration of the motor immediately after startup (up to near the target speed) and stability of the control system in the range where the target speed is further approached after that, resulting in an excellent motor speed. A control system can be realized.
第1図は従来のフエーズロツクドループ制御系
のブロツク図で13はプリンタのキヤリツジ、1
4はベルトプーリ、15は印字紙を示す。
第2図は本発明の速度制御系のブロツク図であ
る。第3図はブロツク図中のローパスフイルタ9
と微分回路10の回路を示す。第4図は従来のフ
エーズロツクドループ制御系の応答例24と本発
明の速度制御系の応答例25で、図中の23は設
定速度を示し、時刻0で停止から23の設定速度
信号が与えられた事を示す。
Figure 1 is a block diagram of a conventional phase-locked loop control system.
4 is a belt pulley, and 15 is a printing paper. FIG. 2 is a block diagram of the speed control system of the present invention. Figure 3 shows the low-pass filter 9 in the block diagram.
and shows the circuit of the differentiating circuit 10. Figure 4 shows response example 24 of the conventional phase-locked loop control system and response example 25 of the speed control system of the present invention. 23 in the figure indicates the set speed, and the set speed signal 23 changes from stop at time 0. Show what is given.
Claims (1)
モータ速度検出器より出力されるモータ速度パル
スとの位相差を比較する位相比較器を有し、該位
相比較器より出力される信号により前記直流モー
タの速度制御を行う直流モータ速度制御方式にお
いて、 前記位相比較器より出力される信号を 速度信号に変換するローパスフイルタと、該ロ
ーパスフイルタよりの速度信号を微分する微分回
路とを有し、 該微分回路よりの出力信号により前記基準発振
器より出力される基準パルスを 前記微分回路よりの出力信号が、加速の状態を
示す場合には、前記基準パルスの周波数を低下さ
せ、 前記微分回路よりの出力信号が減速の状態を示
す場合には、前記基準パルスの周波数を増大させ
るよう周波数変調することを特徴とする直流モー
タ速度制御方式。[Claims] 1. It has a phase comparator that compares the phase difference between the reference pulse output from the reference oscillator and the motor speed pulse output from the DC motor speed detector, and the motor speed pulse output from the phase comparator is A DC motor speed control method that controls the speed of the DC motor using a signal includes: a low-pass filter that converts the signal output from the phase comparator into a speed signal; and a differentiation circuit that differentiates the speed signal from the low-pass filter. a reference pulse outputted from the reference oscillator by the output signal from the differentiating circuit; and when the output signal from the differentiating circuit indicates a state of acceleration, lowering the frequency of the reference pulse; A direct current motor speed control method, characterized in that when an output signal from the circuit indicates a state of deceleration, frequency modulation is performed to increase the frequency of the reference pulse.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56009974A JPS57126292A (en) | 1981-01-26 | 1981-01-26 | Speed controlling system for dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56009974A JPS57126292A (en) | 1981-01-26 | 1981-01-26 | Speed controlling system for dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57126292A JPS57126292A (en) | 1982-08-05 |
| JPH0127674B2 true JPH0127674B2 (en) | 1989-05-30 |
Family
ID=11734882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56009974A Granted JPS57126292A (en) | 1981-01-26 | 1981-01-26 | Speed controlling system for dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57126292A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4848791A (en) * | 1988-01-06 | 1989-07-18 | Ford Motor Company | Method and apparatus for determining steering position of automotive steering mechanism |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6325911Y2 (en) * | 1979-06-27 | 1988-07-14 |
-
1981
- 1981-01-26 JP JP56009974A patent/JPS57126292A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57126292A (en) | 1982-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5004964A (en) | Control apparatus for vibration driven motor | |
| US4457639A (en) | Motor control for printer carriage | |
| US4143311A (en) | Hysteresis synchronous motor rate servo system | |
| US4540928A (en) | Closed loop resonance compensation circuit for stepper motors | |
| US3629677A (en) | Motor speed control circuit | |
| JPH0127674B2 (en) | ||
| US4675590A (en) | Stepping motor driver with mid-frequency stability control | |
| US4114075A (en) | Rotation control system | |
| US4138728A (en) | Electronic tachometer with variable bandwidth differentiator | |
| JPS60156285A (en) | Rotating speed regulator for dc motor | |
| KR940003549B1 (en) | Track control circuit for remote-scanning audio or viedio disk player | |
| GB1588738A (en) | Electrical motor speed regulators | |
| US4167027A (en) | Stabilizing circuit for phase locked loop | |
| JP2830206B2 (en) | PLL control circuit | |
| JPS60230884A (en) | Printer | |
| JP2626287B2 (en) | PLO circuit | |
| JPS6232716B2 (en) | ||
| SU913485A1 (en) | CONTROL DEVICE FOR PIEZO-ELECTRIC ENGINE | |
| JPS6329514B2 (en) | ||
| JPS5912218B2 (en) | variable frequency oscillation circuit | |
| JPS6334479Y2 (en) | ||
| US5375186A (en) | Device for speed stabilization of a motor employing phase comparison | |
| JPH0633421Y2 (en) | Damping force control device for vehicle shock absorber | |
| FI74842B (en) | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINSKNING AV BULLEROLAEGENHETERNA VID EN MED CHOPPERPRINCIP MATAD ELMOTOR. | |
| JPS61106283A (en) | Motor drive control device |