JPH0127674B2 - - Google Patents
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- 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基準発振器より出力された基準パルスと直流
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。
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 (ja) | 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 (ja) |
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 (ja) * | 1979-06-27 | 1988-07-14 |
-
1981
- 1981-01-26 JP JP56009974A patent/JPS57126292A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57126292A (en) | 1982-08-05 |
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