JPH09147456A

JPH09147456A - モータ制御装置

Info

Publication number: JPH09147456A
Application number: JP7310474A
Authority: JP
Inventors: 昭 ▲よし▼川; Akira Yoshikawa; Osamu Okauchi; 理岡内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の経時変化や環境変化による負荷変動に
対しても起動時のオーバーシュートを無くし、起動動作
の安定化と時間短縮を図る。【解決手段】減算器９が出力する速度誤差からテープ
が定常走行状態であることを検出した場合にディジタル
フィルタ１４の巡回部の値をその時のテープ速度と巻位
置について正規化しメモリ２３に記憶させる。テープ走
行が一度停止し次に起動する時に、プリセット回路２２
は減算器９の出力からテープ速度が目標速度に到達した
ことを検出し、プリセット値算出回路２４が算出する値
をディジタルフィルタ１４の巡回部にプリセットする。
ただし、プリセット値算出回路２４は記憶回路２３に記
憶されている値とその時の巻位置とテープ速度指令から
プリセット値を算出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータにより機構部
を動作させるあらゆるモータ制御装置に関するものであ
り、特にテープや紙などを駆動する装置に適用すること
で有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータ制御装置はテープ駆動に適
用した例として特公平５−８００６３号報に記載された
「テープ駆動装置」が知られている。以下、その構成に
ついて図５を参照しながら説明する。

【０００３】図５はこの従来のモータ制御装置の構成図
を示すブロック図である。図５において、供給側（Ｓ）
リール１、巻取側（Ｔ）リール２のそれぞれの回転周期
の２乗の和と基準値との誤差を算出する演算処理手段５
〜９と、この演算処理手段５〜９の出力結果を入力とす
る補償ディジタルフィルタ１４と、ディジタルフィルタ
１４の出力でモータ１０を駆動する駆動回路１２とを有
し、ＳリールからＴリールへ一定速度でテープ移送を行
う。

【０００４】ここで、テープ移送が起動された際に、両
リール１，２のそれぞれの回転周期の２乗和を算出し
て、それが予め設定されたしきい値を越えるとディジタ
ルフィルタ１４の巡回部の値を所定の値に更新する。こ
れによりテープ移送の起動時に、テープ速度が目標とす
る制御速度に素速く引き込むことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このモータ制御装置に
おいては、図で示したようにテープ速度が所定の速度を
越えたときにディジタルフィルタ巡回部が更新される値
は固定値であり、メカニズムの経時変化により走行負荷
が変化した場合や、環境の変化によりメカニズムや搬送
物の動作負荷が変化した場合には更新される値が最適値
でなくなるため、このような経時変化や環境変化に対し
て常に安定した起動動作ができないと言う問題点があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この問題点を解決するた
めに、本発明は、定常動作状態におけるディジタルフィ
ルタ巡回部の値を記憶手段に記憶しておき、起動時に略
目標速度に到達したことを検出してディジタルフィルタ
巡回部の値を記憶手段に記憶されている値にプリセット
するように構成したものである。

【０００７】これにより、機器の経時変化や環境の変化
に対しても常に安定した起動動作が可能なモータ制御装
置が得られる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、モータと、モータを駆
動する駆動手段と、モータにより駆動される機構部と、
モータあるいは機構部の動作速度を検出する速度検出手
段と、速度検出手段の出力と目標速度との誤差を算出す
る速度誤差算出手段と、少なくとも１つの巡回部を有
し、速度誤差算出手段の出力を入力し駆動手段への指令
を出力するディジタルフィルタと、ディジタルフィルタ
巡回部の値を記憶する記憶手段と、モータあるいは機構
部が定常動作状態であることを検出しその時のディジタ
ルフィルタ巡回部の値を記憶手段に記憶させる記憶指令
手段と、モータおよび機構部が起動して略目標速度に到
達したことを検出しディジタルフィルタ巡回部の値を記
憶手段のデータでプリセットするプリセット手段とを備
えたものであり、定常動作状態におけるディジタルフィ
ルタ巡回部の値を記憶手段に記憶しておき、起動時に略
目標速度に到達したことを検出してディジタルフィルタ
巡回部にプリセットするという作用を有する。

【０００９】また本発明は、テープと、テープが巻かれ
ている供給側リールと、テープを巻きとる巻取側リール
と、巻取側リールを駆動するモータと、モータを駆動す
る駆動手段と、２つのリールのそれぞれの回転速度を検
出する回転速度検出手段と、テープ巻位置を検出する巻
位置検出手段と、回転速度検出手段が出力するそれぞれ
の信号を用いてテープの速度と目標速度との誤差を算出
する速度誤差算出手段と、少なくとも１つの巡回部を有
し、速度誤差算出手段の出力を入力し駆動手段への指令
を出力するディジタルフィルタと、少なくともテープの
巻位置とディジタルフィルタ巡回部の値を記憶する記憶
手段と、テープの走行速度が定常動作状態であることを
検出し少なくともその時のテープの巻位置とディジタル
フィルタ巡回部の値を記憶手段に記憶させる記憶指令手
段と、少なくとも記憶手段に記憶されている値と巻位置
検出手段が出力するその時のテープ巻位置からディジタ
ルフィルタ巡回部のプリセット値を算出するプリセット
値算出手段と、テープの送り動作が起動して略目標速度
に到達したことを検出しディジタルフィルタ巡回部をプ
リセット値算出手段が算出した値でプリセットするプリ
セット手段とを備えたものであり、定常動作状態におけ
るディジタルフィルタ巡回部の値とその時のテープ巻位
置を記憶手段に記憶しておき、起動時に略目標速度に到
達したことを検出してその時の巻位置と記憶手段に記憶
されている値から新しいプリセット値を算出し、ディジ
タルフィルタ巡回部にプリセットするという作用を有す
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。

【００１１】図１は本発明の実施例１におけるモータ制
御装置の構成を示すブロック図であり、図１において、
Ｓリール１からディジタルフィルタ１４までは図５の従
来例と同じ構成要素であり、その説明は省略する。図１
において、巻位置検出回路２５は２乗演算器５，６がそ
れぞれ出力する値を用いて（数１）からテープの巻位置
を検出する。

【００１２】

【数１】

【００１３】ただし、Ｔ_S ²，Ｔ_T ²はリールの周期２乗
値、Ｋはテープの巻位置情報、_S,_T はそれぞれ供給側お
よび巻取側を示す。

【００１４】記憶指令回路２１は減算器９が出力するテ
ープ速度の目標値からのズレ量が所定の範囲内（例えば
±３％）に納まっている状態が一定時間（例えば５秒）
以上経過するという条件でテープ走行が定常状態である
ことを検出し、その時の巻位置情報とテープ速度指令か
らディジタルフィルタ１４の巡回部の値Ｕを（数２）に
従って正規化しメモリ２３に書込む。

【００１５】

【数２】

【００１６】ただし、Ｕはディジタルフィルタ巡回部の
値、Ｕ_Iは正規化されたディジタルフィルタ巡回部の
値、Ｋはテープの巻位置情報、Ｖはテープ速度指令であ
る。

【００１７】プリセット回路２２はテープ走行が起動し
減算器９が出力するテープ速度の目標値からのズレ量が
ゼロ点を通過してテープ速度が目標値に達したことを検
出するとプリセット値算出回路２４に指令を出しディジ
タルフィルタ１４の巡回部をプリセットする。プリセッ
ト値算出回路２４は巻位置検出回路２５が出力する巻位
置情報とテープ速度指令とメモリ２３に記憶されている
正規化された値から（数３）に従ってプリセットすべき
値を算出する。

【００１８】

【数３】

【００１９】ただし、Ｕ_Iはメモリ２３に記憶されてい
る正規化された値、Ｖ_Nは現在のテープ速度指令、Ｋ_Nは
現在のテープの巻位置情報、Ｕ_Nはプリセット値であ
る。

【００２０】以上のように構成された本実施形態のモー
タ制御装置について、以下その動作について図１および
図２を用いて説明する。

【００２１】図２は本実施例のモータ制御装置の動作を
示すタイミングチャートであり、テープ速度指令と実際
のテープ速度とディジタルフィルタ巡回部の値の時間経
過に伴う変化を示している。図２において、停止状態か
ら初めて目標速度１（Ｖ₁）のテープ速度指令がくると
テープ送り動作が起動する。このときメモリ２３にはデ
フォルト値Ｕ_I0が記憶されている。テープ速度が目標速
度１（Ｖ₁）に到達するとプリセット回路２２はプリセ
ット値算出回路２４が算出する値をデジタルフィルタ１
４の巡回部にプリセットする。ただし、この時プリセッ
ト値算出回路２４はメモリ２３に記憶されているデフォ
ルト値Ｕ_I0に対して（数３）に示す演算を行いプリセッ
ト値を算出している。しかし、プリセットされた値はデ
フォルト値でありその時の負荷に対して最適値でないた
め、そのズレ分のオーバーシュートやアンダーシュート
を伴って定常走行に入る。定常走行では従来例と同様
に、２つのリール１，２の周期２乗和を常に一定に保つ
ように制御が働き、テープはテープ速度指令の一定速度
（Ｖ₁）で移送される。この定常走行では記憶指令回路
２１が減算器９の出力する周期２乗和の誤差から定常走
行であることを判別し、その時のディジタルフィルタ１
４の巡回部の値を（数２）を用いて正規化しメモリ２３
に書き込む。

【００２２】図２において、停止動作を経て目標速度２
（Ｖ₂）のテープ速度指令が来ると再びテープ送り動作
が起動する。テープ速度が目標速度２（Ｖ₂）に到達す
るとプリセット回路２２はプリセット値算出回路２４が
算出する値をデジタルフィルタ１４の巡回部にプリセッ
トする。その時、既にプリセット値算出回路２４はメモ
リ２３に記憶されている正規化された値Ｕ_INに対して
（数３）に示す演算を行いプリセット値を算出してい
る。テープ速度が目標速度に達してプリセットが行われ
てからは、ディジタルフィルタ１４の巡回部に設定され
た値が前回走行時の最新データであり最適値となってい
ることからオーバーシュートやアンダーシュートを起こ
すことなくスムースに定常走行に移行する。そして、こ
の定常走行中も同様にディジタルフィルタ１４の巡回部
の値を（数２）を用いて正規化した値がメモリ２３に書
き込まれる。

【００２３】そして、それ以降の起動ではディジタルフ
ィルタ１４の巡回部が常に最適値にプリセットされるこ
とになる。

【００２４】以上のように本実施例によれば、テープ送
り制御の定常走行状態においてディジタルフィルタ巡回
部の値を取り込み、その時のテープ速度とテープの巻位
置について正規化を行いメモリに記憶しておいて、次回
のテープ走行立ち上げ時にテープ速度が略目標速度に到
達したタイミングでメモリに記憶されている正規化デー
タとその時のテープ速度と巻位置から算出した値でディ
ジタルフィルタ巡回部をプリセットすることにより、目
標速度到達直後のテープ速度のオーバーシュートやアン
ダーシュートが無くなり短時間でのスムースな立ち上げ
で安定したテープ走行を実現できる。つまり、メカニズ
ムの経時変化による回転負荷の変動や環境の変化やテー
プ種類の変化によるテープ走行負荷の変動に対しても常
に安定した立ち上げ動作を実現できる。

【００２５】また、本実施例においては、テープ速度や
巻位置に応じて取り込んだ値を補正しているためテープ
速度や巻位置が変わっても常に安定した起動動作を実現
できる。

【００２６】さらに、本実施例においては、定常走行状
態でのディジタルフィルタ巡回部の値をテープ速度と巻
位置について正規化することによりメモリに記憶すべき
データを巻位置やテープ速度に関係なくすることがで
き、最小限の記憶容量で実現できる。

【００２７】また、本実施例においては、図１の破線で
囲んでいる部分は全てマイコンのソフトウェア処理で実
現しているものでありハードウェアの追加は必要無くコ
ストアップなしに安定した走行を実現できる。

【００２８】なお、本実施例で行っているテープ位置の
検出やテープ走行状態の判別の方法はほんの一例であ
り、この方法に限定されるものではない。

【００２９】また、本実施例ではその時の巻位置やテー
プ速度に応じてプリセットする最適値をその都度演算に
より求めるようにしているが、これは内部にテーブルを
持ってその中からあてはまる数値を引き出して用いるよ
うにしてもようことは言うまでもない。

【００３０】図３は本発明の実施例２におけるモータ制
御装置の構成を示すブロック図である。図３において、
紙３１は２本のローラー３２に挟まれて送られる。周期
検出器３３はモータ１０の回転周期を検出する。目標周
期発生器３４は紙送りを所定の速度にするための目標周
期を出力する。記憶指令回路２１′は減算器９が出力す
るモータ回転速度の目標値からのズレ量が所定の範囲内
（例えば±３％）に納まっている状態が一定時間（例え
ば５秒）以上経過したことで紙送り動作が定常状態であ
ることを検出し、その時のディジタルフィルタ１４の巡
回部の値Ｕをメモリ２３に書込む。それ以外の構成要素
については実施例１と同じであり説明は省略する。

【００３１】以上のように構成された本実施例のモータ
制御装置について、以下その動作について図３および図
４を用いて説明する。

【００３２】図４は本実施例のモータ制御装置の動作を
示すタイミングチャートであり、紙送り速度指令と実際
の紙送り速度とディジタルフィルタ巡回部の値の時間経
過に伴う変化を示している。図４において、停止状態か
ら初めて紙送り指令がくるとテープ送り動作が起動す
る。このときメモリ２３にはデフォルト値Ｕ₀が記憶さ
れている。紙送り速度が目標速度（Ｖ₃）に到達すると
プリセット回路２２はメモリ２３に記憶されているデフ
ォルト値Ｕ₀をデジタルフィルタ１４の巡回部にプリセ
ットする。紙送り速度が目標速度に達してからの動き
は、ディジタルフィルタ１４の巡回部にプリセットされ
た値がデフォルト値であり最適値でないためそのズレ分
のオーバーシュートやアンダーシュートを伴って定常走
行に入る。この定常走行では記憶指令回路２１′が減算
器９の出力する周期誤差の値から定常紙送り状態である
ことを判別し、その時のディジタルフィルタ１４の巡回
部の値をメモリ２３に書き込む。

【００３３】図４において、停止動作を経て目標速度
（Ｖ₃）の紙送り指令が来ると再び紙送り動作が起動す
る。１回目と同様に紙送り速度が目標速度（Ｖ₃）に到
達するとプリセット回路２２はメモリ２３に記憶されて
いる値をデジタルフィルタ１４の巡回部にプリセットす
る。紙送り速度が目標速度に達してからは、ディジタル
フィルタ１４の巡回部に設定された値が前回走行時の最
新データであり最適値となっていることからオーバーシ
ュートやアンダーシュートを起こすことなくスムースに
定常走行に移行する。そして、この定常紙送り状態でも
ディジタルフィルタ１４の巡回部の値をメモリ２３に書
込む動作が行われる。

【００３４】そして、それ以降の起動ではディジタルフ
ィルタ１４の巡回部に常に最適値が設定されることにな
る。

【００３５】以上のように本実施例によれば、紙送り制
御の定常状態においてディジタルフィルタ巡回部の値を
取り込み、次回の紙送り動作の立ち上げ時に紙送り速度
が目標速度に到達したタイミングでディジタルフィルタ
巡回部をプリセットすることにより、目標速度到達直後
のオーバーシュートやアンダーシュートが無くなり短時
間でのスムースな立ち上げで安定した紙送り動作を実現
できる。つまり、メカニズムの経時変化による回転負荷
の変動や環境の変化や紙の種類の変化による走行負荷の
変動に対しても常に安定した立ち上げ動作を実現でき
る。

【００３６】また、本実施例においては、図３の破線で
囲んでいる部分は全てマイコンのソフトウェア処理で実
現しているものでありハードウェアの追加は必要無くコ
ストアップなしに安定した走行を実現できる。

【００３７】なお、本実施例で行っている紙送り動作状
態の判別の方法はほんの一例であり、この方法に限定さ
れるものではない。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明は、ディジタルフ
ィルタ巡回部の値を記憶する記憶手段と、モータあるい
は機構部が定常動作状態であることを検出しその時のデ
ィジタルフィルタ巡回部の値を記憶手段に記憶させる記
憶指令手段と、モータおよび機構部が起動して略目標速
度に到達したことを検出しディジタルフィルタ巡回部の
値を記憶手段のデータでプリセットするプリセット手段
とを設けることにより、装置の経時変化や駆動する紙等
の材質や環境の変化による負荷の変動に対してもモータ
起動時のオーバーシュートを常に最小限に抑え、駆動さ
れる紙等の予備送り量を最小にできることで安定した動
作を実現できる。

【００３９】また本発明は、少なくともテープの巻位置
とディジタルフィルタ巡回部の値を記憶する記憶手段
と、テープの走行速度が定常動作状態であることを検出
し少なくともその時のテープの巻位置とディジタルフィ
ルタ巡回部の値を記憶手段に記憶させる記憶指令手段
と、少なくとも記憶手段に記憶されている値と巻位置検
出手段が出力するその時のテープ巻位置からディジタル
フィルタ巡回部のプリセット値を算出するプリセット値
算出手段と、テープの送り動作が起動して略目標速度に
到達したことを検出しディジタルフィルタ巡回部をプリ
セット値算出手段が算出した値でプリセットするプリセ
ット手段とを設けることにより、テープをリールに巻き
取る装置の場合にもその時のテープの巻位置を考慮して
ディジタルフィルタ巡回部のプリセット値を補正するこ
とができるので装置の経時変化やテープ種類の変化およ
び巻位置の変化による負荷の変動に対しても起動時のオ
ーバーシュートを常に最小限に抑え安定したテープ送り
起動動作を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるモータ制御装置の構
成を示すブロック図

【図２】同実施例１の動作を示すタイミングチャート

【図３】本発明の実施例２におけるモータ制御装置の構
成を示すブロック図

【図４】同実施例２の動作を示すタイミングチャート

【図５】従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１供給側リール２巻取側リール３Ｓリール周期検出器４Ｔリール周期検出器５，６２乗算出器７加算器８基準値発生器９減算器１０モータ１２モータ制御回路１４ディジタルフィルタ２１，２１′ 記憶指令回路２２プリセット回路２３メモリ２４プリセット値算出回路２５巻位置検出回路３１紙３２ローラー３３周期検出器３４目標周期発生器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータと、モータを駆動する駆動手段
と、前記モータにより駆動される機構部と、前記モータあるいは機構部の動作速度を検出する速度検
出手段と、前記速度検出手段の出力と目標速度との誤差を算出する
速度誤差算出手段と、少なくとも１つの巡回部を有し、前記速度誤差算出手段
の出力を入力し前記駆動手段への指令を出力するディジ
タルフィルタと、前記ディジタルフィルタ巡回部の値を記憶する記憶手段
と、前記モータあるいは機構部が定常動作状態であることを
検出しその時の前記ディジタルフィルタ巡回部の値を前
記記憶手段に記憶させる記憶指令手段と、前記モータおよび機構部が起動して略目標速度に到達し
たことを検出し前記ディジタルフィルタ巡回部の値を前
記記憶手段のデータでプリセットするプリセット手段と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】記憶指令手段は少なくとも速度誤差算出
手段の出力から制御対象物が定常動作状態であることを
検出し、その時のディジタルフィルタ巡回部の値を記憶
手段に記憶させることを特徴とする請求項１記載のモー
タ制御装置。
【請求項３】プリセット手段はモータおよび機構部が
起動して略目標速度に到達したことを検出し、少なくと
もその時の目標速度に応じて記憶手段のデータを補正し
てディジタルフィルタ巡回部にプリセットすることを特
徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】テープと、前記テープが巻かれている供
給側リールと、前記テープを巻きとる巻取側リールと、前記巻取側リールを駆動するモータと、前記モータを駆動する駆動手段と、前記２つのリールのそれぞれの回転速度を検出する回転
速度検出手段と、前記テープ巻位置を検出する巻位置検出手段と、前記回転速度検出手段が出力するそれぞれの信号を用い
て前記テープの速度と目標速度との誤差を算出する速度
誤差算出手段と、少なくとも１つの巡回部を有し、前記速度誤差算出手段
の出力を入力し前記駆動手段への指令を出力するディジ
タルフィルタと、少なくとも前記テープの巻位置と前記ディジタルフィル
タ巡回部の値を記憶する記憶手段と前記テープの走行速
度が定常動作状態であることを検出し少なくともその時
のテープの巻位置と前記ディジタルフィルタ巡回部の値
を前記記憶手段に記憶させる記憶指令手段と、少なくとも前記記憶手段に記憶されている値と前記巻位
置検出手段が出力するその時のテープ巻位置から前記デ
ィジタルフィルタ巡回部のプリセット値を算出するプリ
セット値算出手段と、前記テープの送り動作が起動して略目標速度に到達した
ことを検出し前記ディジタルフィルタ巡回部を前記プリ
セット算出手段が算出した値でプリセットするプリセッ
ト手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】記憶指令手段はテープの走行速度が定常
動作状態であることを検出し、ディジタルフィルタ巡回
部の値を少なくともその時のテープの巻位置に応じて正
規化して記憶手段に記憶させ、前記記憶手段は前記正規
化された値を記憶し、プリセット値算出手段は前記記憶
手段に記憶されている正規化された値を少なくともその
時のテープ巻位置により補正し前記ディジタルフィルタ
巡回部のプリセット値を算出することを特徴とする請求
項４記載のモータ制御装置。
【請求項６】記憶手段は各テープの巻位置に対応した
ディジタルフィルタ巡回部の値を記憶し、プリセット値
算出手段はその時のテープの巻位置とディジタルフィル
タ巡回部の値より各テープの巻位置に対応したプリセッ
ト値を算出し、記憶指令手段は前記プリセット値算出手
段が出力する各テープの巻位置に対応したプリセット値
を記憶手段に記憶させ、プリセット手段はその時の巻径
に応じて前記記憶手段のプリセット値を前記ディジタル
フィルタ巡回部にプリセットすることを特徴とする請求
項４記載のモータ制御装置。