JPH06103992B2

JPH06103992B2 - 運動体の速度制御装置

Info

Publication number: JPH06103992B2
Application number: JP2102460A
Authority: JP
Inventors: 博片山; 文男田島; 泰三宮崎; 茂樹森永; 信義武藤; 誠一成島; 祐司佐藤; 敏夫中本; 孝高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH044787A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、周期的な速度変動をする運動体の速度制御装
置等の周期的な制御を行なう制御装置に関し、特に、運
転時の速度変動を抑制する必要の有る制御機器、例えば
VTR用モータの速度制御装置に関する。

［従来の技術］ VTR（ビデオテープレコーダ）用の駆動モータの速度は
一定であることが望まれている。速度変動（回転むら、
速度リップル、トルクリップル）があると、画像が乱
れ、VTRとしての信頼性、品質が著しく損なわれてしま
う。

従来、この種の装置は、直流モータを主として使用して
いたが、近年では、速度を自由に、しかも、簡単に変え
ることの出来るブラシレスモータを採用する例が増加し
ている。

ブラシレスモータは、機械的なブラシがないのでブラシ
やコンミテータの摩耗あるいは摩耗粉による種々の問題
点が除去される反面、120度通電方式のブラシレスモー
タにおいては通電コイルの磁束交叉数が回転子の位置に
よって異なり、これに起因してトルクリップルが発生
し、運転時の回転むら（速度変動）となる。

今、駆動相のコイルの磁束交叉数をＫ（θ）（θは運動体の位置）とすると、発生トルクは、Ｋ（θ）ｉ（ｉはコイルに流す電流）となり、電流が一定の場合、磁束交叉数と同じくＫ
（θ）に比例してトルクリップルを発生する。

このトルクリップルが外乱と成って速度変動が生じる。

以上のことから、速度変動は、モータの回転位置に対し
て周期性をもっており、この性質に着目して速度変動を
補正する技術が特開平1-218380号公報に開示されてい
る。この技術は、速度変動の特徴をフーリエ級数展開す
ることによって抽出し、この抽出した値が零になるよう
に比例・積分制御演算を行った後、この演算出力をフー
リエ逆変換した信号によりコイルに流す電流を変化さ
せ、速度変動を補正する。

［発明が解決しようとする課題］上記公報記載の技術においては、フーリエ級数展開およ
びフーリエ逆変換を行う際に、非常に多くの乗算あるい
は加算を高速に実行する、高価な演算装置が必要であ
り、且つ、処理に多くの時間を要するという問題があ
る。

本発明は、速度変動の特徴抽出、および速度変動補正信
号作成を行う際に、演算をより簡略化して安価な演算装
置で実行でき、高価な演算装置を必要としないことを目
的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明は、フーリエ変換で
用いる三角関数系に非常によく似た特性をもつ正規直交
関数で、しかもその値は階段関数値である関数系（例え
ば、２値の階段関数値を使用する場合は、Valsh関数）
を用いることにより、高価な高速演算装置を必要とせず
に速度変動補正信号を作成する構成としたものであり、
運動体の運動速度を検出する速度検出手段と、この速度
検出手段から得られた速度検出信号と速度指令信号か
ら、電流あるいは電圧指令を作り出す速度制御手段と、
前記速度制御手段の指令に応じて運動体の運動速度を変
化させる駆動手段とを備える運動体の速度制御装置にお
いて、前記速度制御手段は、前記速度検出手段から得られた速
度検出信号と前記速度指令信号の差から速度誤差信号を
得る速度誤差検出手段と、階段関数値を発生する階段関
数発生手段と、前記階段関数発生手段による関数値と前
記速度誤差検出手段による速度誤差信号との乗算値を積
算して速度誤差変動成分を検出する変動成分検出手段
と、前記変動成分検出手段による速度誤差変動成分と前
記階段関数発生手段による関数値を乗算して速度誤差補
正信号を作る補正信号作成手段とを備え、電流あるいは
電圧指令を検出するものである。

［作用］前記構成において、関数発生手段は、デジタル値とし
て、−1,0,1の値を発生したとすると、変動成分検出手
段の乗算および、補正信号作成手段の乗算において、１
の乗算は演算の必要がなく、零の乗算は零を代入するこ
とによって、また、−１の乗算は符号を反転することに
よって、実現することができる。従って、簡単な演算装
置で実行でき、高価な演算装置を必要としない。

［実施例］以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の第１実施例を第１図に示す。

第１図はその全体を示すブロック図である。

以下、第１実施例の構成について述べる。

本実施例は運動体をブラシレスモータとした速度制御手
段であるマイクロコンピュータ９と、モータ８と、モー
タ８の回転子の位置を検出する磁極検出器31と、駆動手
段である駆動部１と、速度検出手段である速度検出回路
６および速度検出器５とを備える。

モータ８は、回転形，直線形のいずれでもよく、また、
ブラシの有無も問わないが、ブラシレスの方が都合がよ
い。

モータ８の内部構成については図示していないが、ブラ
シレスモータは、回転子の位置を電子的に検出し、回転
子の位置に応じて選択された二つの相巻線に電流を流す
ように構成されている。

磁極位置検出器31は、モータ８の図示しない回転子の位
置を検出する。この磁極位置検出器31の出力は、モータ
８の相電流を切換えるのに用いられる。

速度検出器５は、モータ８の回転軸に取付けたエンコー
ダからなり、パルスを出力する。速度検出器としては、
エンコーダに限られるものではなく、周波数発電機、タ
コシェネレータ、パルスジェネレータ等を使用しても良
い。

速度検出回路６は、例えば、カウンタで構成されてお
り、一定のサンプリング時間内に速度検出器５により検
出されたパルスに基づいて、パルスの総数、あるいは、
パルスの間隔を求めて、速度検出信号である速度信号Nf
を出力する。

駆動部１は、自動電流調整回路２と、インバータ７と、
電流トランスCTより構成されている。

インバータ７は、モータ８を駆動するドライバである。
インバータ７は、通常６個のスイッチング素子により
正、負それぞれ３個のアームを構成し、その大きさを変
えられるものである。

自動電流調整回路２は、電流トランス４で得られた電流
検出値により、電流指令との差を検知してフィードバッ
ク制御する。高精度なモータ制御が要求されない時は、
自動電流調整回路２と整流トランス４はなくても良い。

速度制御手段３は、マイクロコンピュータ９と速度検出
回路６より構成される。

速度検出回路６とマイクロコンピュータ９内の後述する
速度比較回路51とは、速度誤差検出手段を構成する。

マイクロコンピュータ９は、速度検出回路６の出力信号
である速度信号Nfを処理して電流自動調整回路２に電流
指令を出力する。

マイクロコンピュータ９は第２図に示した構成からなっ
ている。すなわち、演算部（CPU）38、D/A変換器34およ
び記憶部35を具備している。

記憶部35は、ROM36とRAM37を含み、ROM36には、CPU38の
動作プログラムと速度指令信号NsとWalsh関数のテーブ
ルが記憶されている。

CPU38では、速度検出回路６からの速度信号Nfを受け、
記憶部35のROM36に記憶されている、速度指令信号N₆と
比較し、速度誤差信号を算出する。

次いで、これによって算出された速度誤差信号Neに基づ
き、速度誤差補正信号Icを作成する。そして、この速度
誤差補正信号Icを随時、記憶部35のRAM37に格納し、最
新のデータに順次更新する。

第１実施例では速度指令信号NsはROM36に記憶されてい
るが、これに限るものではなく、外部から与えても良
い。

なお、マイクロコンピュータ32と速度検出回路６を１チ
ップのIC化し、自動電流調節回路とインバータとを１チ
ップのIC化することもでき、このようにIC化すると有用
である。

次に、第３図に基づきマイクロコンピュータ９内により
実現される各種機能について述べる。

第３図は、本実施例の速度制御装置とモータを示す全体
のブロック図であるが、マイクロコンピュータ９内の機
能を中心に示す。なお、磁極位置検出器31および電流ト
ランス４は図示しない。

次に、動作の概要について述べる。

速度検出器５から、得られたパルスに基づいて、速度検
出回路６は速度信号Nfを出力する。

速度信号Nfは、マイクロコンピュータ９に取込まれる。
マイクロコンピュータ９内ではソフトウェアを用いた処
理手法によって、ROM36からの速度指令信号Nsと、速度
検出回路６からの速度信号Nfとの差から、速度比較手段
51により速度誤差信号Neを算出し、この速度誤差信号Ne
に基づいて、第３図の破線で示す部分で速度誤差補正信
号Icを作成する。

そして、速度誤差信号Neを比例制御手段53によりＫ倍の
処理をしたものと、上記の速度誤差補正信号Icとを、指
令信号作成手段52により、加算して、電流指令Isを出力
する。駆動部１は、この指令にもとづいて必要なトルク
を発生させる電流を出力する。

ここで、本発明に関する速度変動の制御アルゴリズムに
ついて述べる。

一般に周期１で変動する速度信号Nfは、次式に従って展
開することができる。

ただし、ここで、n₀は速度信号Nfの直流成分、a_nは、速度信号Nf
と交番数ｎのcosine Walsh関数（cal（n,θ））との相
関の強さ、b_nは、速度信号Nfと交番数ｎのsine Walsh関
数（sal（n,θ））との相関の強さを表わす。

cal（n,θ）とsal（n,θ）のグラフをｎ＝1,2,3につい
て、第７図に示す。

なお、交番数ｎとは、０≦θ≦１の区間における零点の
数の半分を示すものである。

第１実施例においては、Ns＝n₀の場合、すなわち、速度
信号Nfの直流成分が、速度指令信号Nsと一致している場
合について述べるが、本発明はこれに限られるものでは
ない。

第３図においては、Ns＝n₀のため、Ne＝Nf−Ns＝Nf−n₀
が成り立つ。すなわち、（３），（４）式のみが速度変
動分である。

さらに、cal（n,θ）、sal（n,θ）においてが成立するため、（３），（４）式は以下の様になる。

実際に上記演算を実現するために、１回転当りＰ個のパ
ルスを発生するエンコーダＥを用いた場合には、速度誤
差信号をNe（ｊ）とすると、ただし、Nel…エンコーダ信号のｌ番目（１≦ｌ≦Ｐ）
パルス周期から算出したモータ速度誤差と表現することができる。よって、速度信号Nfから速度
変動の特徴を検出する手段として、（６），（７）式に
示す演算を実行する。ここで、cosine Walsh関数とsine
Walsh関数の情報が必要であるが、これはROM36に予め
格納されている。

次に、本発明の新規な要素である、第３図の破線枠で示
す部分の構成の概要について述べる。

破線内の構成要素は、速度検出器５からのパルスに対応
して出されるカウン値（（６），（７）式のｌに相当す
る）を出力するカウント手段であるカウンタ10と、この
カウント値に対応して決まる階段関数値を出力する関数
発生手段11,16と、この階段関数値と速度比較手段51か
らの速度誤差信号Neとに基づいて速度誤差変動成分を求
める変動成分検出手段13,18と、この速度誤差変動成分
の符号を反転するための減算手段55,56と、反転された
ものを積分制御のために、和をとる制御演算手段14,19
と、補正信号作成手段15,20に階段関数値を出力する関
数発生手段12,17と、制御演算手段14,19の結果と前記関
数値により、補正信号Ic₁,Ic₂を作成する補正信号作成
手段15,20とよりなる。

補正信号Ic₁とIc₂を、補正信号作成手段の１部である加
算手段54により、加算して、速度誤差補正信号Icを出力
する。

関数発生手段、変動成分検出手段、制御演算手段、補正
信号作成手段がそれぞれ、２組ずつあるのはcal（n,
θ）とsal（n,θ）を、それぞれ、求めるためである。
また、補正したい高周波成分が複数ある場合は、成分の
数だけ、たとえば、ｎ＝1,5,7について計算する場合
は、破線で示すブロックを３個用意する。

なお、上記の制御演算手段14,19では積分制御のために
和を取ったが、これに限られるものではなく、比例制
御、比較・積分制御でも良い。

また、積分制御、比例制御、比例・積分制御のいづれも
実施しない場合は、制御演算手段14,19は不要である。

さらに、関数発生手段については、変動成分検出手段1
3,18と補正信号作成手段15,20にたいして、それぞれ、
独立に設けたのは、変動成分検出手段13,18に対する関
数値と、補正信号作成手段15,20に対する関数値の位相
をずらして供給する場合にも対応できるようにするため
で有り、１個の関数発生手段であっても、本発明の効果
を損なうことはない。

次に、具体的に、速度変動を除去する方法について第３
図にもとづいて説明する。

モータＭが１回転する間に、（６），（７）式の演算を
行い、速度変動成分を検出する。これは、第３図13,18
で示される変動成分検出手段で行われる。これが零にな
るように目標指令が零のフィードバック制御系を構成す
ればよい。そこで次の演算を行う。

Sn＝Sn＋・（1/P）・（−An） …（８） Cn＝Cn＋・（1/P）・（−Bn） …（９）これが第３図14,19に示す制御演算である。ここでは積
分ゲイン１の積分制御であるが、それぞれゲインを持っ
た比例制御または比例・積分制御等も用いることができ
る。

この結果を基に速度変動を補正する信号を作成する手段
として次式を用いた。

これが第３図15,20に示す補正信号作成手段で行われる
演算の内容である。すなわち（10）式は、交番数ｎのsi
ne Walsh成分を表わし、（11）式は、交番数ｎのcosine
Walsh成分を表わしている。なお、ｉ番目の回転中に
（８）、（９）式よりもとめたSn,Cnを用いて、ｉ＋１
番目の回転中に、（10）、（11）式の演算を行なう。

結局、第３図Icに示す補正信号として、 Ic＝Ic₁＋Ic₂ …（12）を出力することになる。これは（５）式からもわかると
おり、交番数ｎの速度変動成分の逆相波形となる。この
補正信号Icを第３図Isに加算して、変速変動をキャンセ
ルするものである。また、補正信号を加算するのではな
く、この補正信号によって速度制御系の比例ゲインＫを
変化させることによっても同様の効果を得ることができ
る。

ここで、無限に存在する交番数成分に対して上記処理を
実行するのが理想的であるが、処理時間の都合上実現不
可能である。このため、実際には、特に影響の大きい交
番数成分のみ行えばよい。

また、（10），（11），（12）式は、Walsh関数が一定
の値であれば結果も一定となるため、Walsh関数が変化
する点で演算を行い、変化がなければ以前の値を保持す
ることによって、演算時間が少なくてかつ同様の効果を
得ることができる。

また、（12）式の結果は、速度変動成分の逆信号を補正
信号として電流指令に加算することになるが、交番数の
高い成分は、モータの慣性によって、加えた補正信号と
実際のモータの対応に遅れが生じる可能性があるため、
補正信号の位相を進めることが望ましい。

これを実現するために（10），（11）式のかわりに次式
を用いることも有効である。

これによれば、処理時間を増やすことなく、補正信号の
位相をπ/2（rad）だけ進めることができる。

以上の制御動作をマイクロコンピュータで処理するため
のフローチャートを第４図（ｂ）に示す。第４図（ａ）
は、上記処理を実行するのに有効な制御テーブルであ
り、ビット0,4にWalsh関数、その他のビットにプログラ
ムの流れを制御するデータがROM36に記憶されている。

この制御テーブルおよびフローチャートは、エンコーダ
５の１回転当りのパルス数が24パルスでモータ１回転当
りの交番数が１の速度変動成分を補正し、補正信号の位
相進め処理をしない例である。

図面を参照して、説明すると、ステップ41および42で速
度指令Nsおよび速度Nfを取込み、ステップ43で前記取込
まれた速度指令Nsと実際の速度Nfから速度誤差Neを計算
（Ne＝Ns−Nf）し、更にステップ44で比例制御のための
比例ゲインＫを乗算（Is＝K/Ne）する。ステップ45でカ
ウンタＩをインクリメントする。

ステップ46では、カウンタＩの値をポインタとして制御
テーブルを取込む。ステップ47では、取込んだ制御テー
ブルのbit0が“0"か“1"のかの状態を調べて分岐する。
このbit状態が“1"であれば、ステップ50,51を実行、
“0"であれば、ステップ48,49を実行する。なお、ステ
ップ48,50は（６）式、ステップ49,51は（10）式を実行
している。すなわち、ブロック１で速度変動の内でsine
Walsh関数成分を検出し、補正信号Ic₁を作成してい
る。

次に、ステップ52では、取込んだ制御テーブルのbit4が
“0"か“1"かの状態を調べて分岐する。このbit状態が
“1"であればステップ55,56を実行、“0"であればステ
ップ53,54を実行する。なお、ステップ53,55は、（７）
式、ステップ54,56は（１）式を実行している。すなわ
ち、ブロック２で、速度変動内でcosine Walsh関数成分
を検出し、補正信号Ic₂を作成している。

次に、ステップ57では取り込んだ制御テーブルのbit7が
“0"か“1"かで分岐する。このbit状態が“1"の場合
は、ステップ58で（８）式をステップ60で（９）式を実
行する。また、ステップ59,61ではsine Walsh関数成分A
nとcosine Walsh関数成分Bnのイニシャライズ、ステッ
プ62でカウンタＩをイニシャライズする。またbit状態
が“0"のときはこの処理を行わない。すなわち、ブロッ
ク３の処理はモータの１回転に対して１度だけ実行さ
れ、積分制御演算と、各種イニシャライズを実行する。

次に、ステップ63では（12）式を実行し、ステップ64で
演算結果を出力し終了する。

これが、本発明を実施するための一方法である。

ここでは、モータ１回転当りの交番数が１の速度変動成
分に対しての補正であるが、ステップ45でカウンタＩの
加算量を２にすれば交番数２の速度変動成分に対して補
正することができる。すなわち、ステップ45でカウンタ
Ｉの加算量をＬとすることにより交番数Ｌの速度変動成
分に対して補正することができる。

また、補正したい交番数Ｌに対して、エンコーダ５のパ
ルスが十分多い場合は、ブロック１〜３までとステップ
63からなる速度変動補正処理部は必ずしもエンコーダの
パルスごとに実行する必要はなく、たとえば、交番数の
小さいWalsh関数、すなわち、低周波成分に相当するも
のに対しては、１例としてエンコーダの２パルスごと
に、実行してもよい。これによりマイクロコンピュータ
の演算負荷を減らすことができる。

ここで、Walsh関数をフーリエ級数展開するととなる。

第５図（ａ）に交番数１のWalsh関数（実線）とその基
本周波数成分（破線）を示す。

（15），（16）式に示すようにWalsh関数は、奇数倍調
波の高周波成分を多数含んでいる。一方、モータの速度
変動は、各相関の電流のアンバランス等により発生して
おり、基本周波数成分以外の高調波成分はほとんど含ま
れていない。そこで、この速度変動に対してWalsh関数
で補正を加えると、補正信号に含まれる高調波が駆動部
を介して外乱となり、基本波成分については低減できて
も奇数倍調波の高調波成分が逆に発生する可能性があ
る。

そこで、高調波成分の発生しにくい関数の一例として示
したのが第５図（ｂ）である。この関数は1,0,−１の３
値からなる関数であり、この関数を用いれば奇数倍調波
の高周波成分の内３の倍調波成分を発生させない。

以上の演算は加減算のみで実行可能であり、安価な低機
能マイクロコンピュータでも十分な速度変動低減効果を
得ることができる。

以上示した例を更に簡略化した方法として、次の方法が
ある。それは、（６），（７式のかわりにただし、Kn…比例係数とし、さらに（10），（11）式のかわりにを用いればよい。これは、（17），（18）式により速度
変動成分の要素を検出しながら（19），（20）式により
その信号をもとに補正信号を作成する。（17），（18）
式の結果は、速度変動がなくなるまで変動成分の要素を
積算したものとなる。すなわち、（17），（18）式の結
果はある値に収束し、速度変動はなくなる。こうするこ
とにより、（８），（９）式を省略でき、マイクロコン
ピュータの演算負荷を減らすことができる。

また、上記方法はモータの速度制御について示したもの
であるが、PLL等の位置制御やインバータ等の正弦波発
生回路の高調波抑制などの制御装置についても適用可能
である。

次に、本発明をVTRに適用した第２の実施例について第
６図に基づいて、説明する。

第６図に、VTRのシリンダモータ71とキャプスタンモー
タ74の制御ブロック図を示す。

構成の概要を述べる。

VTRの制御系は、シリンダモータのサーボ系とキャプス
タンモータのサーボ系から成り、それぞれに本発明に係
る速度制御装置である。第６図の破線で示す回転むら学
習61,62という制御ブロックを有する。

キャプスタンモータのサーボ系は、テープ速度の平坦値
を、指令速度にあわせるように制御するテープ速度制御
63および速度変動を制御する回転むら学習61と、キャプ
スタンモータ74とシリンダモータ71間の位相合わせを行
なうトラッキング制御64が有り、これらの出力はデジタ
ルフイルタ67,68を介してモータ駆動回路75に加えられ
る。

シリンダモータ71のサーボ系は、テープ速度の平均値
を、指令速度にあわせるように制御するシリンダ回転制
御65および速度変動を制御する回転むら学習62と、キャ
プスタンモータ74およびシリンダモータ71間の位相合わ
せを行なうヘッド位相制御66とが有り、これらデジタル
フイルタ69,70を介してモータ駆動回路72に加えられ
る。

次に、動作について説明する。

これらのモータは、通常ブラシレスモータであるがブラ
シの有無は問わない。ここで、シリンダモータ71は、シ
リンダとテープ間の摩擦負荷があり、キャプスタンモー
タ74は、テープ負荷がある。また、それぞれのモータ
は、トルクリップルやコキングトルクを発生する要因が
ある。これらの負荷変動や脈動トルクによりモータは速
度変動する。また、図示していないがそれぞれのモータ
は、回転速度信号を発生する速度検出器を有している。
速度検出器としては、エンコーダ、周波数発電機タコジ
ェネレータ、パルスジェネレータ等が採用され得る。シ
リンダモータ71とキャプスタンモータ74の制御の種類と
してはテープ速度制御63、シリンダ回転制御65、トラッ
キング制御64、ヘッド位相制御66の４つがある。

テープ速度制御63及びシリンダ回転制御65は、システム
コントロール76から発生される複数のモード指令と、そ
れぞれのモータの速度検出器の回転速度信号からモータ
の速度を複数のモード指令どおりに制御する。なお、こ
の制御は比例（Ｐ）制御である。この制御出力は、デジ
タルフィルタ67,69により制御系が安定になるようにゲ
インと位相を保償する。なお、このフィルタは同様の特
性をもつアナログフィルタでもかまわない。この出力
は、モータ駆動回路72、75へ送られモータを駆動し、所
望の回転速度を得る。

一方、トラッキング制御64とヘッド位相制御66は、映像
信号を正確に記録再生するために、両モータを位相合わ
せする。

これらの制御ブロックは従来より知られているものであ
るが、本発明は第６図破線枠で示した新規な要素を有す
る。これは、第３図に破線枠で示した回転むら学習61,6
2であり、回転むらを制御する制御ブロックである。

この制御構成により、両モータの回転むらを低減するこ
とができ安定な映像を記録再生することができる。

なお、この例は、VTRで示したが、フロッピーディスク
ドライブ装置のスピンドルモータの制御、レーザプリン
タのポリゴンミラー駆動モータの制御、デジタルオーデ
ィオテープ装置のシリンダ・キャプスタンモータの制
御、リニアモータの制御等に適用してもよい。

［発明の効果］本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。

従来の技術においては、フーリエ級数展開およびフーリ
エ逆変換を行う際に、非常に多くの乗算あるいは加算を
高速に実行する高価な演算装置が必要であり、且つ、処
理に多くの時間を要していたが、本発明は、速度変動の
特徴抽出、および速度変動補正信号作成を行う際に、乗
算が不要であり、より簡略した安価な演算装置で上記の
制御装置と同程度の効果を得ることができる。

この結果、高定速性が要求されるVTR等に好適な電動機
の速度制御装置を安価に提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の全体構成を示すブロッ
ク図、第２図は、第１実施例のマイクロコンピュータの
内部構成図、第３図は、マイクロコンピュータの内部処
理を主として示すブロック図、第４図は、速度変動を低
減するためのマイクロコンピュータの制御フローチャー
トと制御テーブル、第５図は、Walsh関数の例と３倍の
高調波低減に有効な３値関数を示すグラフ、第６図は、
第２実施例のVTRのモータ制御のブロック図、第７図
は、cosine Walsh関数およびsine Walsh関数の１例をし
めすグラフである。８……モータ、31……磁極位置検出器、５……エンコー
ダ（速度検出器）、６……速度検出回路、９……マイク
ロコンピュータ、７……インバータ、Is…電流指令、Ns
……速度指令、10……カウンタ、11,16……関数発生手
段、13,18……変動成分検出手段、14,19……制御演算手
段、15,20……補正信号作成手段、51……速度比較手
段、52……指令信号作成手段、53……比例制御手段、54
……加算手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森永茂樹茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者武藤信義茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者成島誠一茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (72)発明者佐藤祐司茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (72)発明者中本敏夫茨城県勝田市大字稲田1410番地株式会社日立製作所東海工場内 (72)発明者高橋孝東京都小平市上水本町５丁目22番１号日立マイクロコンピュータエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運動体の運動速度を検出する速度検出手段
と、この速度検出手段から得られた速度検出信号と速度
指令信号から、電流あるいは電圧指令を作り出す速度制
御手段と、前記速度制御手段の指令に応じて運動体の運
動速度を変化させる駆動手段とを備える運動体の速度制
御装置において、前記速度制御手段は、前記速度検出手段から得られた速度検出信号と前記速度
指令信号の差から速度誤差信号を得る速度誤差検出手段
と、階段関数値を発生する階段関数発生手段と、前記階
段関数発生手段による関数値と前記速度誤差検出手段に
よる速度誤差信号との乗算値を積算して速度誤差変動成
分を検出する変動成分検出手段と、前記変動成分検出手
段による速度誤差変動成分と前記階段関数発生手段によ
る関数値を乗算して速度誤差補正信号を作る補正信号作
成手段とを備え、電流あるいは電圧指令を出力すること
を特徴とする運動体の速度制御装置。
【請求項２】運動体の運動速度を検出する速度検出手段
と、この速度検出手段から得られた速度検出信号と速度
指令信号から、電流あるいは電圧指令を作り出す速度制
御手段と、前記速度制御手段の指令に応じて運動体の運
動速度を変化させる駆動手段とを備える運動体の速度制
御装置において、前記速度制御手段は、前記速度検出手段から得られた速度検出信号と前記速度
指令信号の差から速度誤差信号を得る速度誤差検出手段
と、２あるいは３値の関数値を発生する階段関数発生手
段と、前記階段関数発生手段による関数値と前記速度誤
差検出手段による速度誤差信号との乗算値を積算して速
度誤差変動成分を検出する変動成分検出手段と、前記変
動成分検出手段による速度誤差変動成分と前記階段関数
発生手段による関数値を乗算して速度誤差補正信号を作
る補正信号作成手段とを備え、電流あるいは電圧指令を
出力することを特徴とする運動体の速度制御装置。
【請求項３】運動体の運動速度を検出する速度検出手段
と、この速度検出手段から得られた速度検出信号と速度
指令信号から、電流あるいは電圧指令を作り出す速度制
御手段と、前記速度制御手段の指令に応じて運動体の運
動速度を変化させる駆動手段とを備える運動体の速度制
御装置において、前記速度制御手段は、前記速度検出手段から得られた速度検出信号と前記速度
指令信号の差から速度誤差信号を得る速度誤差検出手段
と、前記速度検出手段が速度検出信号を得るのに対応し
て、位置あるいは角度情報であるカウント値を出力する
カウント手段と、前記カウント値に対応して、２あるい
は３値の関数値を発生する階段関数発生手段と、前記階
段関数発生手段による関数値と前記速度誤差検出手段に
よる速度誤差信号との乗算値を積算して速度誤差変動成
分を検出する変動成分検出手段と、前記変動検出手段に
よる速度誤差変動成分を比例または、積分制御演算する
制御演算手段と、前記制御演算手段による出力信号と前
記階段関数発生手段による関数値を乗算して速度差補正
信号を作る補正信号作成手段とを備え、電流あるいは電
圧指令を出力することを特徴とする運動体の速度制御装
置。
【請求項４】制御手段と、この制御手段から与えられた
指令値に基づき、前記被制御機器に電流あるいは電圧を
付与する駆動手段と、制御機器の動作を電流あるいは電
圧の検出信号として検出する検出手段とを備える制御装
置において、前記制御手段は、被制御機器の実祭の動作に対応して、
階段関数値を発生する階段関数発生手段と、前記階段関
数発生手段による関数値と前記検出手段から検出された
検出信号との乗算値を積算して被制御機器の実際の動作
に含まれている変動成分を検出する変動成分検出手段
と、この変動成分検出手段によって検出された信号を比
例または、積分制御演算する制御演算手段と、前記制御
演算手段による信号と前記階段関数発生手段による階段
関数値とを乗算して補正信号を生成する補正信号作成手
段とを具備していることを特徴とする制御装置。
【請求項５】前記の速度制御手段が、電流あるいは電圧
指令を出力する時期を、前記速度検出手段が新しい速度
検出信号をＭ回（ここにＭは、２以上の整数）得る度毎
に行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の運
動体の速度制御装置。
【請求項６】前記の変動成分検出手段と補正信号作成手
段の動作時期を、前記階段関数発生手段による関数値の
変化するタイミングのみに限定したことを特徴とする請
求項１、２、３または５記載の運動体の速度制御装置。
【請求項７】前記階段関数発生手段による関数値は、周
期的であり、前記変動成分検出手段と補正信号作成手段
に対して、それぞれ、階段関数発生手段を設け、該階段
関数発生手段による関数値の位相差が０または±π/2ra
dの整数倍であることを特徴とする請求項１、２、３、
５または６記載の運動体の速度制御装置。