JPH05127667A - 自動ピアノの鍵駆動装置 - Google Patents
自動ピアノの鍵駆動装置Info
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- JPH05127667A JPH05127667A JP25814991A JP25814991A JPH05127667A JP H05127667 A JPH05127667 A JP H05127667A JP 25814991 A JP25814991 A JP 25814991A JP 25814991 A JP25814991 A JP 25814991A JP H05127667 A JPH05127667 A JP H05127667A
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- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
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- Feedback Control In General (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ソレノイドが発熱しても発生音が小さくなら
ず、機械系のバラつきや位相遅れを吸収することがで
き、しかも、学習をする場合のメモリ容量を少なくする
ことができる。 【構成】 鍵の速度を示す速度信号ｖｄｅｔと波形発生
器２１の出力信号の偏差が位相補償回路２３において位
相補償され、これがサーボアンプ２４によって増幅され
るとともに、加算器２５において鍵盤静止質量分定数値
が加えられ、さらに、乗算器２６において非線形補償が
された後にドライバ１１を介してアクション系１０に供
給される。この結果、アクション系１０は位相補償され
た駆動信号によって制御される。しかも、波形発生器２
１の出力信号に対して、フィードバック信号である速度
検出信号ｖｄｅｔによる補正が行われるので、制御回路
１２の出力信号である駆動信号は鍵の速度に応じた補正
が行われたものとなる。
ず、機械系のバラつきや位相遅れを吸収することがで
き、しかも、学習をする場合のメモリ容量を少なくする
ことができる。 【構成】 鍵の速度を示す速度信号ｖｄｅｔと波形発生
器２１の出力信号の偏差が位相補償回路２３において位
相補償され、これがサーボアンプ２４によって増幅され
るとともに、加算器２５において鍵盤静止質量分定数値
が加えられ、さらに、乗算器２６において非線形補償が
された後にドライバ１１を介してアクション系１０に供
給される。この結果、アクション系１０は位相補償され
た駆動信号によって制御される。しかも、波形発生器２
１の出力信号に対して、フィードバック信号である速度
検出信号ｖｄｅｔによる補正が行われるので、制御回路
１２の出力信号である駆動信号は鍵の速度に応じた補正
が行われたものとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、演奏データに従って
自動的に演奏を行う自動ピアノに用いて好適な自動ピア
ノの鍵駆動装置に関する。
自動的に演奏を行う自動ピアノに用いて好適な自動ピア
ノの鍵駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の自動ピアノの鍵駆動装置の
概略構成を示すブロック図である。図において、１は鍵
を駆動するソレノイドであり、自動ピアノの各鍵に設け
られている。この場合、ソレノイド１のプランジャが突
出すると鍵が押下状態となる構成と、プランジャが引き
込まれたときに鍵が押下状態となる構成の２通りがあ
る。２はドライバであり、波形発生器３が発生する電圧
印加パターンを増幅してソレノイド１に供給する。波形
発生器３が発生する電圧印加パターンは、例えば、図示
のようなパターンであり、押鍵の強さや鍵の重さなどに
応じた種々のパターンがある。上述した鍵駆動装置は、
例えば、特公昭１−３６６３７号公報に記載されてい
る。
概略構成を示すブロック図である。図において、１は鍵
を駆動するソレノイドであり、自動ピアノの各鍵に設け
られている。この場合、ソレノイド１のプランジャが突
出すると鍵が押下状態となる構成と、プランジャが引き
込まれたときに鍵が押下状態となる構成の２通りがあ
る。２はドライバであり、波形発生器３が発生する電圧
印加パターンを増幅してソレノイド１に供給する。波形
発生器３が発生する電圧印加パターンは、例えば、図示
のようなパターンであり、押鍵の強さや鍵の重さなどに
応じた種々のパターンがある。上述した鍵駆動装置は、
例えば、特公昭１−３６６３７号公報に記載されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の鍵駆動装置においては、所望の駆動状態に応じた電
圧印加パターンを予め発生するフィードフォワード制御
であるため、以下のような欠点があった。 演奏中にソレノイド１が熱くなるとその推力が落ちて
くるが、これにかかわらず所定の電圧印加パターンで駆
動するため、発生音が弱くなってしまう。 鍵から打鍵機構（ハンマ等）に至るまでの機械系の部
分は、その特性にバラつきがあるが、これを吸収するこ
とができない。このため、特に、弱音において発音され
ない事態が生じ易い。 誘導性負荷であるソレノイドを駆動すると位相遅れが
生じるが、この位相遅れを考慮すると印加電圧パターン
が極めて複雑になる。 機械系のバラつきをある程度吸収するために学習が必
要であるが、学習すべきパターンが複雑になり、多量の
メモリを必要とする。 この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ソ
レノイドの温度が上昇しても発生音が小さくならず、機
械系のバラつきや位相遅れを吸収することができ、しか
も、学習をする場合のメモリ容量を少なくすることがで
きる自動ピアノの鍵駆動装置を提供することを目的とし
ている。
来の鍵駆動装置においては、所望の駆動状態に応じた電
圧印加パターンを予め発生するフィードフォワード制御
であるため、以下のような欠点があった。 演奏中にソレノイド１が熱くなるとその推力が落ちて
くるが、これにかかわらず所定の電圧印加パターンで駆
動するため、発生音が弱くなってしまう。 鍵から打鍵機構（ハンマ等）に至るまでの機械系の部
分は、その特性にバラつきがあるが、これを吸収するこ
とができない。このため、特に、弱音において発音され
ない事態が生じ易い。 誘導性負荷であるソレノイドを駆動すると位相遅れが
生じるが、この位相遅れを考慮すると印加電圧パターン
が極めて複雑になる。 機械系のバラつきをある程度吸収するために学習が必
要であるが、学習すべきパターンが複雑になり、多量の
メモリを必要とする。 この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ソ
レノイドの温度が上昇しても発生音が小さくならず、機
械系のバラつきや位相遅れを吸収することができ、しか
も、学習をする場合のメモリ容量を少なくすることがで
きる自動ピアノの鍵駆動装置を提供することを目的とし
ている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した課
題を解決するために、誘導性の負荷特性を有し、供給さ
れた駆動信号に従って自動ピアノの鍵を駆動する駆動手
段と、前記鍵の目標速度を指令する目標速度指令手段
と、前記鍵の速度を検出する鍵速度検出手段と、前記鍵
速度検出手段が検出した速度と前記目標速度との偏差を
算出する偏差算出手段と、前記偏差を位相補償した信号
に対応する駆動信号を作成して前記駆動手段に供給する
補償手段とを具備することを特徴とする。
題を解決するために、誘導性の負荷特性を有し、供給さ
れた駆動信号に従って自動ピアノの鍵を駆動する駆動手
段と、前記鍵の目標速度を指令する目標速度指令手段
と、前記鍵の速度を検出する鍵速度検出手段と、前記鍵
速度検出手段が検出した速度と前記目標速度との偏差を
算出する偏差算出手段と、前記偏差を位相補償した信号
に対応する駆動信号を作成して前記駆動手段に供給する
補償手段とを具備することを特徴とする。
【０００５】
【作用】前記鍵速度検出手段により鍵の速度がリアルタ
イムに検出され、これと目標速度との偏差が算出され
る。そして、この偏差が位相補償され、位相補償された
偏差に基づいて駆動手段が制御される。
イムに検出され、これと目標速度との偏差が算出され
る。そして、この偏差が位相補償され、位相補償された
偏差に基づいて駆動手段が制御される。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１は、この発明の一実施例の構成を示
す制御ブロック図である。図において、１０は、ソレノ
イド、鍵、打弦機構等のアクション系を示している。１
１は制御回路１２が出力する駆動信号を増幅してアクシ
ョン系１０のソレノイドに供給するドライバである。１
３はアクション系１０内の鍵の位置を検出するセンサで
あり、例えば、光反射型フォトインタラプタが用いられ
る。この場合、反射型フォトインタラプタは、反射光量
が鍵の位置に応じて変化するように構成される。
いて説明する。図１は、この発明の一実施例の構成を示
す制御ブロック図である。図において、１０は、ソレノ
イド、鍵、打弦機構等のアクション系を示している。１
１は制御回路１２が出力する駆動信号を増幅してアクシ
ョン系１０のソレノイドに供給するドライバである。１
３はアクション系１０内の鍵の位置を検出するセンサで
あり、例えば、光反射型フォトインタラプタが用いられ
る。この場合、反射型フォトインタラプタは、反射光量
が鍵の位置に応じて変化するように構成される。
【０００７】次に、制御回路１２の構成について説明す
る。１４は、センサ１３の出力信号から所定の値を減算
する減算器であり、所定の値には鍵の上端位置（押鍵さ
れていない状態の上端位置）が設定される。これは鍵の
上端位置を基準にし、その位置におけるセンサ１３の出
力値をオフセットとして差し引くためである。したがっ
て、減算器１４の出力信号は、非押鍵状態の鍵上端位置
からの鍵の移動量に対応した値になる。この減算器１４
の出力信号は、センサーアンプ１５によって所定のゲイ
ンで増幅される。この増幅された信号を、以下において
位置信号ｘｄｅｔという。位置信号ｘｄｅｔは、微分回
路１６によって微分され、これにより、速度信号ｖｄｅ
ｔとなって減算器から成る偏差検出部２２に供給され
る。微分回路１６は、コンデンサと抵抗による構成でも
よく、また、図３に示すように演算増幅器を用いた構成
でもよい。
る。１４は、センサ１３の出力信号から所定の値を減算
する減算器であり、所定の値には鍵の上端位置（押鍵さ
れていない状態の上端位置）が設定される。これは鍵の
上端位置を基準にし、その位置におけるセンサ１３の出
力値をオフセットとして差し引くためである。したがっ
て、減算器１４の出力信号は、非押鍵状態の鍵上端位置
からの鍵の移動量に対応した値になる。この減算器１４
の出力信号は、センサーアンプ１５によって所定のゲイ
ンで増幅される。この増幅された信号を、以下において
位置信号ｘｄｅｔという。位置信号ｘｄｅｔは、微分回
路１６によって微分され、これにより、速度信号ｖｄｅ
ｔとなって減算器から成る偏差検出部２２に供給され
る。微分回路１６は、コンデンサと抵抗による構成でも
よく、また、図３に示すように演算増幅器を用いた構成
でもよい。
【０００８】一方、波形発生器２１は、所定の波形を発
生する回路であり、図２の（イ）、（ロ）および（ハ）
に各々示すステップ関数やランプ関数およびその任意の
組み合わせであるコンビネーション関数を発生できるよ
うに構成される。また、図２の（イ）、（ロ）および
（ハ）において、横軸は時間である。これは、例えば、
弱打時には定速運動の為ステップ関数、強打時には等速
度運動の為ランプ関数が好適であり、演奏状態に応じて
これらを組み合わせる必要も生じる為である。
生する回路であり、図２の（イ）、（ロ）および（ハ）
に各々示すステップ関数やランプ関数およびその任意の
組み合わせであるコンビネーション関数を発生できるよ
うに構成される。また、図２の（イ）、（ロ）および
（ハ）において、横軸は時間である。これは、例えば、
弱打時には定速運動の為ステップ関数、強打時には等速
度運動の為ランプ関数が好適であり、演奏状態に応じて
これらを組み合わせる必要も生じる為である。
【０００９】波形発生器２１の出力信号（目標速度）
は、偏差検出部２２に供給され、速度信号ｖｄｅｔとの
偏差がとられる。偏差検出部２２の出力信号は位相補償
回路２３によって位相補償がなされた後、サーボアンプ
２４を介して加算器２５に供給され、ここで、鍵盤静止
重量定数値が加えられる。鍵盤静止重量定数値を加える
のは、アクション系１０の伝達関数において、その静止
重量分がオフセットとして存在するため、これを打ち消
す必要があるからである。次に、加算点２５の出力信号
は乗算器２６によって逆関数発生器２７の出力信号と乗
算され、その乗算結果が駆動信号としてドライバ１１に
供給される。逆関数発生器２７は、センサ１３およびア
クション系１０内のソレノイドのそれぞれの非線形特性
を打ち消すための信号を出力する回路である。すなわ
ち、ソレノイドの通電電流に対する推力特性を線形化す
るための線形化手段である。非線形特性は、ソレノイド
およびセンサ１３とも鍵の位置の関数として把握できる
ため、逆関数発生器２７は位置信号ｘｄｅｔに基づい
て、その出力信号を作成する。この逆関数発生器２７の
出力信号は、上述のように乗算器２６に乗算信号として
供給され、これによって系のゲインが調整される。この
ため、非線形成分が吸収されたリニアな制御特性が得ら
れる。
は、偏差検出部２２に供給され、速度信号ｖｄｅｔとの
偏差がとられる。偏差検出部２２の出力信号は位相補償
回路２３によって位相補償がなされた後、サーボアンプ
２４を介して加算器２５に供給され、ここで、鍵盤静止
重量定数値が加えられる。鍵盤静止重量定数値を加える
のは、アクション系１０の伝達関数において、その静止
重量分がオフセットとして存在するため、これを打ち消
す必要があるからである。次に、加算点２５の出力信号
は乗算器２６によって逆関数発生器２７の出力信号と乗
算され、その乗算結果が駆動信号としてドライバ１１に
供給される。逆関数発生器２７は、センサ１３およびア
クション系１０内のソレノイドのそれぞれの非線形特性
を打ち消すための信号を出力する回路である。すなわ
ち、ソレノイドの通電電流に対する推力特性を線形化す
るための線形化手段である。非線形特性は、ソレノイド
およびセンサ１３とも鍵の位置の関数として把握できる
ため、逆関数発生器２７は位置信号ｘｄｅｔに基づい
て、その出力信号を作成する。この逆関数発生器２７の
出力信号は、上述のように乗算器２６に乗算信号として
供給され、これによって系のゲインが調整される。この
ため、非線形成分が吸収されたリニアな制御特性が得ら
れる。
【００１０】次に、３０はフィードフォワードアンプで
あり、減算器から成る偏差検出部２２や逆関数発生器２
７の出力信号を用いず波形発生器２１の出力信号によっ
てアクション系１０を制御する場合に用いられる。ま
た、フィードフォワードアンプ３０とサーボアンプ２４
のゲインは、マイクロコンピュータ等から供給される制
御信号によって制御されるようになっている。
あり、減算器から成る偏差検出部２２や逆関数発生器２
７の出力信号を用いず波形発生器２１の出力信号によっ
てアクション系１０を制御する場合に用いられる。ま
た、フィードフォワードアンプ３０とサーボアンプ２４
のゲインは、マイクロコンピュータ等から供給される制
御信号によって制御されるようになっている。
【００１１】次に、上述した構成によるこの実施例の動
作について説明する。押鍵および離鍵等の鍵の位置が変
化する際の制御においては、フィードフォワードアンプ
３０は動作せず、他の部分によるフィードバック制御が
行われる。すなわち、鍵の速度を示す速度信号ｖｄｅｔ
と波形発生器２１の出力信号の偏差が位相補償回路２３
において位相補償され、これがサーボアンプ２４によっ
て増幅されるとともに、加算器２５において鍵盤静止質
量分定数値が加えられ、さらに、乗算器２６において非
線形補償がされた後にドライバ１１を介してアクション
系１０に供給される。この結果、アクション系１０は位
相補償された駆動信号によって制御される。しかも、波
形発生器２１の出力信号に対して、フィードバック信号
である速度検出信号ｖｄｅｔによる補正が行われるの
で、制御回路１２の出力信号である駆動信号は鍵の速度
に応じた補正が行われたものとなる。
作について説明する。押鍵および離鍵等の鍵の位置が変
化する際の制御においては、フィードフォワードアンプ
３０は動作せず、他の部分によるフィードバック制御が
行われる。すなわち、鍵の速度を示す速度信号ｖｄｅｔ
と波形発生器２１の出力信号の偏差が位相補償回路２３
において位相補償され、これがサーボアンプ２４によっ
て増幅されるとともに、加算器２５において鍵盤静止質
量分定数値が加えられ、さらに、乗算器２６において非
線形補償がされた後にドライバ１１を介してアクション
系１０に供給される。この結果、アクション系１０は位
相補償された駆動信号によって制御される。しかも、波
形発生器２１の出力信号に対して、フィードバック信号
である速度検出信号ｖｄｅｔによる補正が行われるの
で、制御回路１２の出力信号である駆動信号は鍵の速度
に応じた補正が行われたものとなる。
【００１２】一方、鍵を押したまま保持する状態にする
場合は、フィードバック経路に代えてフィードフォワー
ドアンプ３０が用いられ、波形発生器２１の出力信号の
みに基づく制御が行われる。これは、鍵を押したまま保
持する場合は、アクション系の伝達関数が変化してフィ
ードバック制御では発振し易くなるため、保持時にはフ
ィードバック系を遮断し、フィードフォワードによる制
御を行うためである。この場合の波形発生器２１の出力
信号は固定値等の単純な波形でよい。
場合は、フィードバック経路に代えてフィードフォワー
ドアンプ３０が用いられ、波形発生器２１の出力信号の
みに基づく制御が行われる。これは、鍵を押したまま保
持する場合は、アクション系の伝達関数が変化してフィ
ードバック制御では発振し易くなるため、保持時にはフ
ィードバック系を遮断し、フィードフォワードによる制
御を行うためである。この場合の波形発生器２１の出力
信号は固定値等の単純な波形でよい。
【００１３】上述した実施例においては、以下の効果が
得られる。 ソレノイドのアクチェータの内部抵抗が発熱等によっ
て変化しても速度フィードバックによる補正が行われる
ため、発生音が弱くなることがない。 また、速度フィードバックがあるため、発音すべき音
が弱音であっても忠実に再現することができる。 誘導性負荷の位相遅れもフィードバックによって補償
されるため、速度目標値である波形発生器２１の発生波
形が矩形波やランプ波等の単純な波形で済む。 波形発生器２１の発生波形が単純で済むので、学習を
する場合でも単純なパラメータのみを記憶すればよく、
メモリも少なくて済む。 速度信号をフィードバックしているので位置のオフセ
ットの影響を受けない。
得られる。 ソレノイドのアクチェータの内部抵抗が発熱等によっ
て変化しても速度フィードバックによる補正が行われる
ため、発生音が弱くなることがない。 また、速度フィードバックがあるため、発音すべき音
が弱音であっても忠実に再現することができる。 誘導性負荷の位相遅れもフィードバックによって補償
されるため、速度目標値である波形発生器２１の発生波
形が矩形波やランプ波等の単純な波形で済む。 波形発生器２１の発生波形が単純で済むので、学習を
する場合でも単純なパラメータのみを記憶すればよく、
メモリも少なくて済む。 速度信号をフィードバックしているので位置のオフセ
ットの影響を受けない。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ソレノイドが発熱しても発生音が小さくならず、機
械系のバラつきや位相遅れを吸収することができ、しか
も、学習をする場合のメモリ容量を少なくすることがで
きる。
ば、ソレノイドが発熱しても発生音が小さくならず、機
械系のバラつきや位相遅れを吸収することができ、しか
も、学習をする場合のメモリ容量を少なくすることがで
きる。
【図１】 この発明の一実施例の構成を示す制御ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】 同実施例における波形発生器２１の出力波形
の一例を示す波形酢である。
の一例を示す波形酢である。
【図３】 同実施例における微分回路１６の構成例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図４】 従来の鍵駆動回路の概略構成を示すブロック
図である。
図である。
１０……アクション系（駆動手段）、１３……センサ
（鍵速度検出手段）、１６……微分回路（鍵速度検出手
段）、２１……波形発生器（目標速度指令手段）、２２
……減算器（偏差算出手段）、２３……位相補償回路
（補償手段）。
（鍵速度検出手段）、１６……微分回路（鍵速度検出手
段）、２１……波形発生器（目標速度指令手段）、２２
……減算器（偏差算出手段）、２３……位相補償回路
（補償手段）。
Claims (1)
- 【請求項１】 誘導性の負荷特性を有し、供給された駆
動信号に従って自動ピアノの鍵を駆動する駆動手段と、 前記鍵の目標速度を指令する目標速度指令手段と、 前記鍵の速度を検出する鍵速度検出手段と、 前記鍵速度検出手段が検出した速度と前記目標速度との
偏差を算出する偏差算出手段と、 前記偏差を位相補償した信号に対応する駆動信号を作成
して前記駆動手段に供給する補償手段とを具備すること
を特徴とする自動ピアノの鍵駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25814991A JP2923541B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 自動ピアノの鍵駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25814991A JP2923541B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 自動ピアノの鍵駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05127667A true JPH05127667A (ja) | 1993-05-25 |
| JP2923541B2 JP2923541B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=17316208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25814991A Expired - Fee Related JP2923541B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 自動ピアノの鍵駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923541B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07219526A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-08-18 | Yamaha Corp | 自動演奏ピアノの鍵盤駆動装置 |
| JP2005292769A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-10-20 | Yamaha Corp | 自動演奏楽器の演奏操作子の駆動装置及びその方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4661143B2 (ja) | 2004-09-15 | 2011-03-30 | ヤマハ株式会社 | 楽器の演奏駆動装置及び楽器の演奏操作子をフィードバック制御によって駆動するための方法及び該方法をコンピュータにより実行する制御プログラム。 |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP25814991A patent/JP2923541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07219526A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-08-18 | Yamaha Corp | 自動演奏ピアノの鍵盤駆動装置 |
| US5530198A (en) * | 1993-12-10 | 1996-06-25 | Yamaha Corporation | Piano-like keyboard musical instrument for automatically playing music through feedback control with key acceleration and key velocity |
| JP2005292769A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-10-20 | Yamaha Corp | 自動演奏楽器の演奏操作子の駆動装置及びその方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2923541B2 (ja) | 1999-07-26 |
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