JPS6115577A - 速度サ−ボ回路 - Google Patents
速度サ−ボ回路Info
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- JPS6115577A JPS6115577A JP59134893A JP13489384A JPS6115577A JP S6115577 A JPS6115577 A JP S6115577A JP 59134893 A JP59134893 A JP 59134893A JP 13489384 A JP13489384 A JP 13489384A JP S6115577 A JPS6115577 A JP S6115577A
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- JP
- Japan
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- signal
- speed
- motor
- rotation
- pulse
- 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.)
- Granted
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-
- 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
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
-
- 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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rotational Drive Of Disk (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明はフロッピーディスクを駆動するモータ等に適
用して好適なモータの速度サーボ回路。
用して好適なモータの速度サーボ回路。
特に過渡特性の優れた速度サーボ回路に関する。
背景技術とその問題点
モータの回転速度を基準の回転速度に制御するために使
用される速度サーボ回路は一般に第2図に示すように構
成される。
用される速度サーボ回路は一般に第2図に示すように構
成される。
制御対象たるモータ(1)にはモータ(1)の回転速度
に比例した回転信号SMを得る周波数発電機(FG)等
の回転信号発生手段(2)が設けられ、この回転信号S
Mと端子(3)に供給された基準信号5REP−とが速
度偏差形成手段(4)に供給されて、基準信号5REP
に対するモータ回転速度の偏差量(PWM信号)が求め
られ、この速度偏差信号ΔVがローパスフィルタ(5)
にて直流制御電圧VCTLに変換され、変換されたこの
直流制御電圧VcTLがモータドライバー(6)に供給
されることによって、モータ(1)は基準信号5REF
に対応した回転速度にコントロールされる。
に比例した回転信号SMを得る周波数発電機(FG)等
の回転信号発生手段(2)が設けられ、この回転信号S
Mと端子(3)に供給された基準信号5REP−とが速
度偏差形成手段(4)に供給されて、基準信号5REP
に対するモータ回転速度の偏差量(PWM信号)が求め
られ、この速度偏差信号ΔVがローパスフィルタ(5)
にて直流制御電圧VCTLに変換され、変換されたこの
直流制御電圧VcTLがモータドライバー(6)に供給
されることによって、モータ(1)は基準信号5REF
に対応した回転速度にコントロールされる。
さて、このような速度サーボ回路a0では、周知のよう
にモータ(1)の回転の立上り、すなわち過渡特性が悪
(、オーバーシュートしてしまうので整定時間が長くか
かるという欠点がある。
にモータ(1)の回転の立上り、すなわち過渡特性が悪
(、オーバーシュートしてしまうので整定時間が長くか
かるという欠点がある。
すなわち、第2図に示す速度サーボ回路00)のよちな
フィードバンク制御系は、第3図に示すような制御ブロ
ックとして表わすことができる。同図で、ωはフィード
バック制御後のモータ11+の回転周波数、ωrefは
基準周波数であ−、で、1:1−バスフィルタ(5)及
びモータドライバー(6)をaめノこ];−タ(11は
夫々−次遅れ要素として表わされることから、このフィ
ードバンク制御系の伝達関数は次のようになる。
フィードバンク制御系は、第3図に示すような制御ブロ
ックとして表わすことができる。同図で、ωはフィード
バック制御後のモータ11+の回転周波数、ωrefは
基準周波数であ−、で、1:1−バスフィルタ(5)及
びモータドライバー(6)をaめノこ];−タ(11は
夫々−次遅れ要素として表わされることから、このフィ
ードバンク制御系の伝達関数は次のようになる。
・・・・(1)
山弐の分母を
f fs)=Tt T2 s2+ (T14−T2)
:: 1−AK+ +1・・・・(2) とおけば、(2)式をダンピングファクタξ・6−使用
して表わすと(3)式のようになる。
:: 1−AK+ +1・・・・(2) とおけば、(2)式をダンピングファクタξ・6−使用
して表わすと(3)式のようになる。
f (S) = T I T 2 (s 2+ 2ξ
ω11S」ωn ’ )・・・・に() ダンピングファクタξが1より小さりコ1ば小さいほど
、モータ回転数の立上り時の;イーバーシュートが大き
くなり、逆にξ〉1であれぽオー・パーシュートが小さ
くなるか、若しくは零に1“ることができる。
ω11S」ωn ’ )・・・・に() ダンピングファクタξが1より小さりコ1ば小さいほど
、モータ回転数の立上り時の;イーバーシュートが大き
くなり、逆にξ〉1であれぽオー・パーシュートが小さ
くなるか、若しくは零に1“ることができる。
ここで、(2)式は次のように変形できる。
・・・・(4)
(3)式との関係から、
となる。モータ回転数制御の場合、通常T 1 <<
72であることから、(5)式は(7)式のように変形
できる。
72であることから、(5)式は(7)式のように変形
できる。
オーバーシュート量は(7)式の分子と分母の比によっ
て決まり、通常はに1が充分大きいために、ξ〈1.0
・・・・(1;)従って、従
来のフィードバック制御系では、(8)式から明らかな
ように必ずオーバーシブ、−トが発生する。
て決まり、通常はに1が充分大きいために、ξ〈1.0
・・・・(1;)従って、従
来のフィードバック制御系では、(8)式から明らかな
ように必ずオーバーシブ、−トが発生する。
なお、比例ゲインに工を小さくすれば、オーバーシュー
トを抑圧することができるが1、τの比例ゲインに1は
モータ回転数の定常偏差と反比例する関係にあり、比例
ゲインに1を小さくするとそれだけ定常偏差が大きくな
り、このため一般的には定常偏差を小さくしてオーバー
シフ、−トの発生も余儀なしとしていた。従って、当然
ながら整定時間が長い。
トを抑圧することができるが1、τの比例ゲインに1は
モータ回転数の定常偏差と反比例する関係にあり、比例
ゲインに1を小さくするとそれだけ定常偏差が大きくな
り、このため一般的には定常偏差を小さくしてオーバー
シフ、−トの発生も余儀なしとしていた。従って、当然
ながら整定時間が長い。
第4図は従来回路におけるモニタ回転数の立」−り特性
を示すもので、この例ではKt −5としたときの過
渡特性であって、オーパージJ、−1・が発生し、目標
の回転数に到達するまでの整定時間が相当長いことが判
る。
を示すもので、この例ではKt −5としたときの過
渡特性であって、オーパージJ、−1・が発生し、目標
の回転数に到達するまでの整定時間が相当長いことが判
る。
発明の目的
そこで、この発明では、定常偏差を劣化さ・けることな
く、オーバーシュートを抑えて過渡特性を改善したもの
である。
く、オーバーシュートを抑えて過渡特性を改善したもの
である。
発明の概要
そのため、この発明ではフィードバック制御系に微分制
御系を導入したものである。
御系を導入したものである。
微分制御系を導入することにより、後述する理由によっ
てオーバーシュートが抑えられる。このとき比例ゲイン
に1は変更しないので定常偏差は大きくならない。
てオーバーシュートが抑えられる。このとき比例ゲイン
に1は変更しないので定常偏差は大きくならない。
実施例
続いて、この発明に係るモータの速度サーボ回路につい
て第1図及び第5図以下を参照して詳細に説明する。
て第1図及び第5図以下を参照して詳細に説明する。
第1図はこの発明に係るモータの速度サーボ回路αO)
の−例を示すものであって、これは第2図の従来回路に
適用した場合である。速度偏差信号の形成手段(4)は
デジタル処理構成のものが使用され、この形成手段(4
)には速度偏差信号の微分特性を付与する手段、この例
ではデジタル微分回路(特に図示せず)が設番ノられる
。
の−例を示すものであって、これは第2図の従来回路に
適用した場合である。速度偏差信号の形成手段(4)は
デジタル処理構成のものが使用され、この形成手段(4
)には速度偏差信号の微分特性を付与する手段、この例
ではデジタル微分回路(特に図示せず)が設番ノられる
。
第5図は第1図に示す速度サーボ回路00)における伝
達関数を求めるためのフィードバック制御系を示すもの
で、この場合微分回路を挿入するごとによってskなる
微分要素が加わったものとして表わすことができる。
達関数を求めるためのフィードバック制御系を示すもの
で、この場合微分回路を挿入するごとによってskなる
微分要素が加わったものとして表わすことができる。
このときの伝達関数は(8)式となる。
・・・・(8)
f(S)=T1T2 s2+(Tl +T2 +Ak)
s +AI(を月ff3)=Tx T2 (s2+
2ξ6)nS +ωn 2) ”= (1
0)ここに、 である。
s +AI(を月ff3)=Tx T2 (s2+
2ξ6)nS +ωn 2) ”= (1
0)ここに、 である。
さて、(12)式において、kは微分ゲインを表わすも
のであるから、このkを大きくすれば、ダンビンダファ
クタξを1よりも大きくすることができる。ξ〉1であ
ればダンピング効果が大きくなるので、このkを適当な
値にすることによってオーバーシュートを完全になくす
ことが可能である。
のであるから、このkを大きくすれば、ダンビンダファ
クタξを1よりも大きくすることができる。ξ〉1であ
ればダンピング効果が大きくなるので、このkを適当な
値にすることによってオーバーシュートを完全になくす
ことが可能である。
第6図の曲線7!1はに=8としたときの過渡特性を示
す。このように、微分制御系を付加することで、オーバ
ーシュートを改善でき、それだけモータ(1)の整定時
間を短縮できる。図の例では整定時間は約2.0秒であ
る。
す。このように、微分制御系を付加することで、オーバ
ーシュートを改善でき、それだけモータ(1)の整定時
間を短縮できる。図の例では整定時間は約2.0秒であ
る。
この場合比例ゲインに1を従来よりも大きくすると、例
えばに+=20位にすると定常偏差も改善でき、曲線β
1の場合、目標回転数が40Orpmのとき、実際のモ
ータ回転数は394rpmとなる。
えばに+=20位にすると定常偏差も改善でき、曲線β
1の場合、目標回転数が40Orpmのとき、実際のモ
ータ回転数は394rpmとなる。
第7図はこの発明に係る速度サーボ回路0111の他の
例を示すもので、この例は過渡特性の改善に加え、定常
偏差も改善した例である。
例を示すもので、この例は過渡特性の改善に加え、定常
偏差も改善した例である。
回転信号発生手段(2)より得られた回転信号Sr+と
端子(3)に供給された基準信号5IIEPが第1の信
号形成手段(11)に供給されて、!&べに周波数ωt
elに対するモータ(11の回転速度偏差に対応したパ
ルス幅を有する第1の速度偏差信号S1が形成さ引する
。第1の信号形成手段(11)には微分要素が含まれて
いる。この第1の速度偏差量′;3S1は基/1r′。
端子(3)に供給された基準信号5IIEPが第1の信
号形成手段(11)に供給されて、!&べに周波数ωt
elに対するモータ(11の回転速度偏差に対応したパ
ルス幅を有する第1の速度偏差信号S1が形成さ引する
。第1の信号形成手段(11)には微分要素が含まれて
いる。この第1の速度偏差量′;3S1は基/1r′。
信号5REFが速度偏差に応じてパルス幅変調されたパ
ルス信号であって、第2図に示ず速度偏差信号ΔVに対
応する。
ルス信号であって、第2図に示ず速度偏差信号ΔVに対
応する。
第1の速度偏差信号S1は端子(12)に加えられた基
準クロックCKaと共に、第2の信“づ−形成手段(1
3)に供給されて、回転信号SHの回転周期ごとに、速
度偏差の極性に対応した極性と速度偏差量に対応したパ
ルス幅を有する第2の速度偏差信号S2が形成される。
準クロックCKaと共に、第2の信“づ−形成手段(1
3)に供給されて、回転信号SHの回転周期ごとに、速
度偏差の極性に対応した極性と速度偏差量に対応したパ
ルス幅を有する第2の速度偏差信号S2が形成される。
基準クロックCKaは後述するように、モータ(1)が
基準回転速度に達したときに得られる回転信号sMの周
波数よりも高い周波数に選定され、また速度偏差の極性
とは、この例では基21へ回転速度よりも速いときを正
極性とし、遅いときを負極性とする。このため、基準回
転速度よりも速いとき、第2の速度偏差信号S2はその
速度偏差量に応じたパルス幅を有する正極性のパルス信
号が得られ、これとは逆に基準回転速度よりも遅いとき
には、その速度偏差量に応じたパルス幅を有する負極性
の第2の速度偏差信号S2が得られる。また、この正又
は負極性のパルスは回転信号sMの回転周期ごとに得ら
れる。
基準回転速度に達したときに得られる回転信号sMの周
波数よりも高い周波数に選定され、また速度偏差の極性
とは、この例では基21へ回転速度よりも速いときを正
極性とし、遅いときを負極性とする。このため、基準回
転速度よりも速いとき、第2の速度偏差信号S2はその
速度偏差量に応じたパルス幅を有する正極性のパルス信
号が得られ、これとは逆に基準回転速度よりも遅いとき
には、その速度偏差量に応じたパルス幅を有する負極性
の第2の速度偏差信号S2が得られる。また、この正又
は負極性のパルスは回転信号sMの回転周期ごとに得ら
れる。
第2の速度偏差信号S2はさらに第3の信号形成手段(
14)に供給されて第2の速度偏差信号S2ノハルス幅
と極性に対応してモータコントロール電圧Vcvt
(DC電圧)のDCレベルがコントロールされる。すな
わち、第2の速度偏差信号s2が正極性のパルス信号で
ある場合にはモータコントロール電圧vctt、のDC
レベルが基準値よりも低くなるようにコントロールされ
、逆の場合には基準値よりも高くなるようにコントロー
ルされる。
14)に供給されて第2の速度偏差信号S2ノハルス幅
と極性に対応してモータコントロール電圧Vcvt
(DC電圧)のDCレベルがコントロールされる。すな
わち、第2の速度偏差信号s2が正極性のパルス信号で
ある場合にはモータコントロール電圧vctt、のDC
レベルが基準値よりも低くなるようにコントロールされ
、逆の場合には基準値よりも高くなるようにコントロー
ルされる。
従って、モータコントロール電圧VcTLによってモー
タドライバー(6)が駆動されてモータ(1)が基準回
転速度にコントロールされる。
タドライバー(6)が駆動されてモータ(1)が基準回
転速度にコントロールされる。
さて、第2の速度偏差信号S2によっ゛Cコン10−ル
電圧VcTLのDCレベルは増減するものであるから、
第2及び第3の信号形成手段(II) 。
電圧VcTLのDCレベルは増減するものであるから、
第2及び第3の信号形成手段(II) 。
(13)は一種の積分回路とみなすことができる。
説明の都合上、微分要素及びローパスフィルタ(5)の
−次遅れ要素を除外して、定常偏差のみについて考察す
ると、この場合の伝達関数を示すフィードハック制御系
は第8図に示すように積分要素に2/5(K2は積分ゲ
イン)を含んだゾ1ドックとして表わすことができ、ω
とωrefとの関1.+M +;I、となり、このとき
j −* ooでのωの仙番、1、− ωref
・・・・(15)となり、偏差
Δωは、 Δ ω −ω、。量 −ω ref=0
・・ ・・ (16)となっ
て、定常偏差Δωは零になる。
−次遅れ要素を除外して、定常偏差のみについて考察す
ると、この場合の伝達関数を示すフィードハック制御系
は第8図に示すように積分要素に2/5(K2は積分ゲ
イン)を含んだゾ1ドックとして表わすことができ、ω
とωrefとの関1.+M +;I、となり、このとき
j −* ooでのωの仙番、1、− ωref
・・・・(15)となり、偏差
Δωは、 Δ ω −ω、。量 −ω ref=0
・・ ・・ (16)となっ
て、定常偏差Δωは零になる。
このため、第7図に示す速度サーボ回路α0)では基準
信号5REFに完全に比例した基準回転速度にモータ(
1)をコントロールすることができる。従って、このと
きの過渡特性は第6図曲線β2のようになる。
信号5REFに完全に比例した基準回転速度にモータ(
1)をコントロールすることができる。従って、このと
きの過渡特性は第6図曲線β2のようになる。
第9図は第2図に示す従来の速度サーボ回路00に第7
図に示す技術を応用した場合であって、この場合には第
1の速度偏差信号S1が第2図の速度偏差信号ΔVにな
ることから、第3の信号形成手段(4)の出力であるコ
ントロール電圧(V3とする)とローパスフィルタ(5
)で平滑されたコントロール電圧(Vtとする)が混合
回路(15)で重畳され、重畳されたこのコントロール
電圧■cTLカモータドライバー(6)に供給される。
図に示す技術を応用した場合であって、この場合には第
1の速度偏差信号S1が第2図の速度偏差信号ΔVにな
ることから、第3の信号形成手段(4)の出力であるコ
ントロール電圧(V3とする)とローパスフィルタ(5
)で平滑されたコントロール電圧(Vtとする)が混合
回路(15)で重畳され、重畳されたこのコントロール
電圧■cTLカモータドライバー(6)に供給される。
この構成によっても、過渡特性及び定常偏差を改善する
ことができる。
ことができる。
続いて、この発明の詳細な説明する。第10図は第9図
に対応する実施例であって、その要部のみ示す。
に対応する実施例であって、その要部のみ示す。
この実施例は第1及び第2の速度偏差信号<Ell。
S2をデジタル的に形成するようにし7だ場合であって
、第1の信号形成手段(11)は計測カウンタ(21)
、バイアスデータ用メモリ (又は【/ジスタ)(2
2)及びデータカウンタ(23)を有し7、a[渕カウ
ンタ(21)には回転信号st1番、二1司Jilt
t−、どバイアスデータ(初期データ)がロードされ、
データカウンタ(23)にはやはりこの回転信!+t’
S tlに同町して計測カウンタ(21)の計測デー
タが1ドーI・される。
、第1の信号形成手段(11)は計測カウンタ(21)
、バイアスデータ用メモリ (又は【/ジスタ)(2
2)及びデータカウンタ(23)を有し7、a[渕カウ
ンタ(21)には回転信号st1番、二1司Jilt
t−、どバイアスデータ(初期データ)がロードされ、
データカウンタ(23)にはやはりこの回転信!+t’
S tlに同町して計測カウンタ(21)の計測デー
タが1ドーI・される。
そのため、回転信号SM (第[[図へ)は?(日の
モノマルチ(25)に供給されて、そのλγ1゛りに同
期した第1のマルチ出力M1(同図「3)が形成;)れ
ると共に、この第1のマルチ出力M、かさらに第2のモ
ノマルチ(26)に供給されてぞの1γ、[−4りに同
期した第2のマルチ出力M2(同図0)が形成される。
モノマルチ(25)に供給されて、そのλγ1゛りに同
期した第1のマルチ出力M1(同図「3)が形成;)れ
ると共に、この第1のマルチ出力M、かさらに第2のモ
ノマルチ(26)に供給されてぞの1γ、[−4りに同
期した第2のマルチ出力M2(同図0)が形成される。
第2のマルチ出力M2はNビットの計測カウンタ(21
)に対するロードパルスとして使用サレ、第2のマルチ
出力M2のローレベルの期間にバイアスデータがロード
される。バイアスデータは計測カウンタ(21)が一度
キャリーを出してから2)ト1の値となる時点が目標の
回転数となるような所定の値2M (M<N)に設定
される。
)に対するロードパルスとして使用サレ、第2のマルチ
出力M2のローレベルの期間にバイアスデータがロード
される。バイアスデータは計測カウンタ(21)が一度
キャリーを出してから2)ト1の値となる時点が目標の
回転数となるような所定の値2M (M<N)に設定
される。
第1のマルチ出力M1は計測カウンタ(21)に対する
クロックCI(bをゲートするゲートパルスとして使用
され、そのためこのクロックCKbと第1のマルチ出力
M1がアントゲ−1−(27)に供給される。a1測カ
ウンタ(21)の動作をアナログ的に図示すれば第11
図りのようになり、第2のマルチ出力M2でロードされ
たバイアスデータはこの第2のマルチ出力M2がハイレ
ベルになった時からカウントアンプ動作が開始し、回転
信号sMの1回転周期内で計測カウンタ(21)がフル
カウントになった後再びカウントアンプ動作が継続し、
次に得られる第1のマルチ出力M1の時点で計測カウン
タ(21)の計測データがデジタル微分回路(40)に
供給される。
クロックCI(bをゲートするゲートパルスとして使用
され、そのためこのクロックCKbと第1のマルチ出力
M1がアントゲ−1−(27)に供給される。a1測カ
ウンタ(21)の動作をアナログ的に図示すれば第11
図りのようになり、第2のマルチ出力M2でロードされ
たバイアスデータはこの第2のマルチ出力M2がハイレ
ベルになった時からカウントアンプ動作が開始し、回転
信号sMの1回転周期内で計測カウンタ(21)がフル
カウントになった後再びカウントアンプ動作が継続し、
次に得られる第1のマルチ出力M1の時点で計測カウン
タ(21)の計測データがデジタル微分回路(40)に
供給される。
この例では、第1の定数器(41)と、計測カウンタ(
21)よりiυられる1時点前の計測データをメモリす
るメモリ回路(42)と、メ:[、り回1/Ji(42
)より出力された1時点前の計測データ(・ll″対J
マ〕定数器(第2の定数器) (43)と、第11(
Iびり(2の定数器出力を減算する減算器(44)とで
j”1.(分目118(40)が構成される。第1の定
数器(旧)の微分ゲイン(定数)をk (kは1以上の
適当lc TK数値)としたとき、第2の定数器(43
)の微分ゲインは(k−1)に選定される。
21)よりiυられる1時点前の計測データをメモリす
るメモリ回路(42)と、メ:[、り回1/Ji(42
)より出力された1時点前の計測データ(・ll″対J
マ〕定数器(第2の定数器) (43)と、第11(
Iびり(2の定数器出力を減算する減算器(44)とで
j”1.(分目118(40)が構成される。第1の定
数器(旧)の微分ゲイン(定数)をk (kは1以上の
適当lc TK数値)としたとき、第2の定数器(43
)の微分ゲインは(k−1)に選定される。
メモリ回路(42)への計測データのストアは第1のマ
ルチ出力M1によって行なわれる。
ルチ出力M1によって行なわれる。
さて、微分要素skを介在させたとき+J、入/、1(
ωre+−ω)が次のように変更されて11 jA;す
るうソチ回路(28)に供給される。
ωre+−ω)が次のように変更されて11 jA;す
るうソチ回路(28)に供給される。
今、ある制御時点のモータ回転周波数をω11.1時点
前のモータ回転周波数をω旧とすれば、微分回路(40
)を設けることによってその出力ω′(ランチ回路(2
8)への入力)は、 ω′−k(ωref−ωn ) (k 1 )
(ω+am−1kln−x)−ωref−ωn(k−
1)ωI、 +(lc−1)ω11−1−−ωref−
ωn(k−1)((dr+−一ωn−1)・・・・(1
7) 一方、微分目V&(40)を設けない場合には、ω′−
ωrel−ωn ・・・・(18)である
。
前のモータ回転周波数をω旧とすれば、微分回路(40
)を設けることによってその出力ω′(ランチ回路(2
8)への入力)は、 ω′−k(ωref−ωn ) (k 1 )
(ω+am−1kln−x)−ωref−ωn(k−
1)ωI、 +(lc−1)ω11−1−−ωref−
ωn(k−1)((dr+−一ωn−1)・・・・(1
7) 一方、微分目V&(40)を設けない場合には、ω′−
ωrel−ωn ・・・・(18)である
。
(17)式の右辺第3項の(k−1) (ωn −ω
n−t)はdω/dtと等しいことから、微分回路(4
0)を設&Jることによって、出力ω′は微分特性が付
与された状態で出力されることになる。
n−t)はdω/dtと等しいことから、微分回路(4
0)を設&Jることによって、出力ω′は微分特性が付
与された状態で出力されることになる。
このように出力ω′に微分特性を付与する場合には、上
述したようなダンピング効果が得られる。
述したようなダンピング効果が得られる。
微分特性がイ;JLj、された計測カウンタ(21)の
出力、すなわちd1測データはラッチ回路(28)でラ
ーソチされる。ラッチされた計測データをアナログ的に
図示すると、第11図Eのようになる。
出力、すなわちd1測データはラッチ回路(28)でラ
ーソチされる。ラッチされた計測データをアナログ的に
図示すると、第11図Eのようになる。
第1のマルチ出力M1が得られる時点での計測データは
回転信号sMの周期、すなわちモータ(])の回転数の
速さに応じて変化する。モータ回転数が速いときはそれ
だけ1回転周期が短かくなるので、ラッチされる計測デ
ータは小さく、これとは逆にモータ回転数が遅いときは
それだけ1回転周期が長くなるのでこのときの計測デー
タは大きくなる。
回転信号sMの周期、すなわちモータ(])の回転数の
速さに応じて変化する。モータ回転数が速いときはそれ
だけ1回転周期が短かくなるので、ラッチされる計測デ
ータは小さく、これとは逆にモータ回転数が遅いときは
それだけ1回転周期が長くなるのでこのときの計測デー
タは大きくなる。
ラッチされた計測データはNピッ]・のデータカウンタ
(23)にロードされる。そのため、データカウンタ(
23)には端子(32)に得られるクロック CKa’
(CKaと同一でも相違してもよい)が供給される
と共に、分周器(33)に供給されて、これが1/2N
に分周されて第12図Bに示す基準クロックCKaが形
成され、この基準クロックCKaの立下りタイミングに
同期してランチされたd1測データがロードされる。
(23)にロードされる。そのため、データカウンタ(
23)には端子(32)に得られるクロック CKa’
(CKaと同一でも相違してもよい)が供給される
と共に、分周器(33)に供給されて、これが1/2N
に分周されて第12図Bに示す基準クロックCKaが形
成され、この基準クロックCKaの立下りタイミングに
同期してランチされたd1測データがロードされる。
データロード後はクロック CKa’によって13−ド
された計測データがカウントアツプされ、カウントアツ
プされたカウントデータのうらMSBに゛ソト示すMS
BパルスPM (第12図A)とりしIツクCKaが
パルス形成手段(30)に供給されて、第1の速度偏差
信号S1が形成される。
された計測データがカウントアツプされ、カウントアツ
プされたカウントデータのうらMSBに゛ソト示すMS
BパルスPM (第12図A)とりしIツクCKaが
パルス形成手段(30)に供給されて、第1の速度偏差
信号S1が形成される。
MSBパルスpMはデータカウンタ(23)のカウント
データが、θ〜2N−1の間は” (1’で、2N−1
〜2N−1の間は1″となるデー1、−テ・−50%の
パルスであって、しかもデータカウンタ(23)と分周
器(33)とは同一のクロック CKa’で駆動される
ものであるから、1/2Nに分周された基準クロックC
KaとMSBパルスPMとはそのパルス周期が一致する
。
データが、θ〜2N−1の間は” (1’で、2N−1
〜2N−1の間は1″となるデー1、−テ・−50%の
パルスであって、しかもデータカウンタ(23)と分周
器(33)とは同一のクロック CKa’で駆動される
ものであるから、1/2Nに分周された基準クロックC
KaとMSBパルスPMとはそのパルス周期が一致する
。
ただし、基準クロックCKaに対するMSBパルスPM
の位相はデータカウンタ(23)にロードされる計測デ
ータの大小によって相違する。ずなわち、モータ(11
の回転数が速いときは第1のマルチ出力M1によってラ
ッチされる計測データは2N−1以下の値であるから、
そのときのMSBパルスPMは0″であり、データカウ
ンタ(23)にロードされる計測データが2N−1にな
るまでは“0”のままである(第12図A、B参照)。
の位相はデータカウンタ(23)にロードされる計測デ
ータの大小によって相違する。ずなわち、モータ(11
の回転数が速いときは第1のマルチ出力M1によってラ
ッチされる計測データは2N−1以下の値であるから、
そのときのMSBパルスPMは0″であり、データカウ
ンタ(23)にロードされる計測データが2N−1にな
るまでは“0”のままである(第12図A、B参照)。
なお、データカウンタ(23)はリミッタ付きデータカ
ウンタが使用され、演算の結果ポローが発生ずるようで
あれば、カウントデータが強制的にOにセットされ、キ
ャリーが発生するようであれば、2N−1がセットされ
る。
ウンタが使用され、演算の結果ポローが発生ずるようで
あれば、カウントデータが強制的にOにセットされ、キ
ャリーが発生するようであれば、2N−1がセットされ
る。
パルス形成手段(30)はフリツプフロツプ等で構成す
ることができ、MSBパルスPMの立下りでセントし、
基準クロック(Jaの立1・りでリセットさせるように
しておけば、第12図A、Bの位相関係にあるときは、
同図Cに示すような第1のj1!度偏差信号Sユが出力
される。
ることができ、MSBパルスPMの立下りでセントし、
基準クロック(Jaの立1・りでリセットさせるように
しておけば、第12図A、Bの位相関係にあるときは、
同図Cに示すような第1のj1!度偏差信号Sユが出力
される。
これに対し、モータ(1)の回転数が遅いときにはデー
タカウンタ(23)にロードされる計測データは2N−
1以上になっているので、基準クロックCKaのタイミ
ングでみれば、そのときのM S T3パルスphは1
′になっている(第12図1))。従って、このとき得
られる第1の速度偏差信号S1は同図Eのようになり、
速度偏差に対応したパルス幅を有する信号が得られる。
タカウンタ(23)にロードされる計測データは2N−
1以上になっているので、基準クロックCKaのタイミ
ングでみれば、そのときのM S T3パルスphは1
′になっている(第12図1))。従って、このとき得
られる第1の速度偏差信号S1は同図Eのようになり、
速度偏差に対応したパルス幅を有する信号が得られる。
MSBパルスPt1及び基準クロックCKaはさらに第
2の信号形成手段(13)に供給される。
2の信号形成手段(13)に供給される。
第2の信号形成手段(13)はモータ回転数が速いとき
、その速さに応じたパルス幅を自する負極性のパルスが
得られ、遅いときにはそのjハiさに応じたパルス幅を
有する正極性のパルスがiQられるようにしたものであ
って、第13図Cに示すような計測データ(アナログ換
算値)の、ときにL:I: 、 M S 13パルスP
Mと基準クロックCKaとの位相関係は第13図り、E
のようになるので、基準クロックCKaに対しMSBパ
ルスPr1の位相が進んでいる場合、すなわち回転数が
遅い場合には同図Gに示す負極性のパルスS2r+をも
つ第2の速度偏差信号S2が得られる。
、その速さに応じたパルス幅を自する負極性のパルスが
得られ、遅いときにはそのjハiさに応じたパルス幅を
有する正極性のパルスがiQられるようにしたものであ
って、第13図Cに示すような計測データ(アナログ換
算値)の、ときにL:I: 、 M S 13パルスP
Mと基準クロックCKaとの位相関係は第13図り、E
のようになるので、基準クロックCKaに対しMSBパ
ルスPr1の位相が進んでいる場合、すなわち回転数が
遅い場合には同図Gに示す負極性のパルスS2r+をも
つ第2の速度偏差信号S2が得られる。
従って、第2の信号形成手段(13)では基準クロック
CKaの立上りがMSBパルスPMの立下りタイミング
よりも速いときに、負極性のパルスが得られることにな
る。そのパルス幅は回転数によって相違する。回転が速
いとそれだけパルス幅が広くなる。そのため、この負極
性のパルスは基準クロックの立上りタイミングからMS
BパルスPMの立下りタイミングまでの期間得られるこ
とになる。
CKaの立上りがMSBパルスPMの立下りタイミング
よりも速いときに、負極性のパルスが得られることにな
る。そのパルス幅は回転数によって相違する。回転が速
いとそれだけパルス幅が広くなる。そのため、この負極
性のパルスは基準クロックの立上りタイミングからMS
BパルスPMの立下りタイミングまでの期間得られるこ
とになる。
回転数が遅い場合にはMSBパルスPMと基準クロック
CKaとの位相関係は上述と逆になって、MSBパルス
PMの立下りタイミングよりも基準クロック(Jaの立
上りが遅くなるので、正極性のパルス32Pをもつ第2
の速度偏差信号S2が得られ、パルス幅は回転数が遅く
なるほどIIYi広くなる。
CKaとの位相関係は上述と逆になって、MSBパルス
PMの立下りタイミングよりも基準クロック(Jaの立
上りが遅くなるので、正極性のパルス32Pをもつ第2
の速度偏差信号S2が得られ、パルス幅は回転数が遅く
なるほどIIYi広くなる。
このように、第2の速度偏差信号32は回転数が基準の
回転数より速いか遅いかに対応した極性をもつと共に、
その偏差量に対応したパルス幅売有するものであり、基
準の回転数のときはM S Bパルス幅期間と基準クロ
ックCKaとがト旧・ト−なるので、正又は負極性のパ
ルスはいずれt)出力されtl′い。
回転数より速いか遅いかに対応した極性をもつと共に、
その偏差量に対応したパルス幅売有するものであり、基
準の回転数のときはM S Bパルス幅期間と基準クロ
ックCKaとがト旧・ト−なるので、正又は負極性のパ
ルスはいずれt)出力されtl′い。
なお、第2の速度偏差信号S y &:l’ Ii、i
1転(iT Sシ!、; +1の立下りで1周期ごとに
クリアされY> r卜1jに5、−の1回転周期内にお
いて得た正又は負11ム件の・旬トスS 2P 、
S 211は最初のパルスが得(・]れノ、:の1−)
は自己保持される。従って、回転信号S fJの1周期
G1′1個の割合でパルス32P又は32Mが生成され
る。
1転(iT Sシ!、; +1の立下りで1周期ごとに
クリアされY> r卜1jに5、−の1回転周期内にお
いて得た正又は負11ム件の・旬トスS 2P 、
S 211は最初のパルスが得(・]れノ、:の1−)
は自己保持される。従って、回転信号S fJの1周期
G1′1個の割合でパルス32P又は32Mが生成され
る。
そして、パルス32P 、 S 2+1のない区間1
+い一二1゛れもハイインピーダンスに保持される。
+い一二1゛れもハイインピーダンスに保持される。
第2の速度偏差信号S2は直流制御f■i 1−IE
v 、Iに変換するための第3の信号形成手段(14)
に供給される。第3の信号形成手段(14)はチャージ
ポンプを使用することができ、正極性のパルスS2Pで
そのパルス幅期間だけチャージ、負極性のパルス32M
でそのパルス幅期間だけディスチャージすれば、回転数
の速度偏差に対応した直流制御電圧V3 (第13図
H)を得ることができる。
v 、Iに変換するための第3の信号形成手段(14)
に供給される。第3の信号形成手段(14)はチャージ
ポンプを使用することができ、正極性のパルスS2Pで
そのパルス幅期間だけチャージ、負極性のパルス32M
でそのパルス幅期間だけディスチャージすれば、回転数
の速度偏差に対応した直流制御電圧V3 (第13図
H)を得ることができる。
以上のように、第2の速度偏差信号S2に基づく直流制
御電圧■3は速度偏差が生じたときには必ずその直流レ
ベルが変更されるものであり、従って、この直流制御電
圧V3でモータ(11の回転数を制御すれば、定に勺偏
差Δ−ωのない状態で正規の回転数に正しく制御するこ
とができる。
御電圧■3は速度偏差が生じたときには必ずその直流レ
ベルが変更されるものであり、従って、この直流制御電
圧V3でモータ(11の回転数を制御すれば、定に勺偏
差Δ−ωのない状態で正規の回転数に正しく制御するこ
とができる。
なお、レンジ外検出回路(35)は計測カウンタ(21
)のCN+1)ビット目と、(N+2)ビット目をカウ
ントできるカウンタであって、第1のマルチ出力M1の
ローレベルの期間に、(N+1)ビットl」が“0”の
ままで、” 1 ”になっていなければ、モータ[11
の回転が速すぎると判断する。
)のCN+1)ビット目と、(N+2)ビット目をカウ
ントできるカウンタであって、第1のマルチ出力M1の
ローレベルの期間に、(N+1)ビットl」が“0”の
ままで、” 1 ”になっていなければ、モータ[11
の回転が速すぎると判断する。
このときのレンジ外検出回路(35)の出力でパルス形
成手段(30)及び第2の信号形成手段(13)を強制
的に、“■7”及び負極性パルス82Nを発生させる。
成手段(30)及び第2の信号形成手段(13)を強制
的に、“■7”及び負極性パルス82Nを発生させる。
これとは逆に、 (N+2)ビットI:81が“1”6
1″。
1″。
なると、モータ回転数が遅すぎると11J tlli
シ、このときは上述と逆の動作が強制的に行2.Hわれ
る。
シ、このときは上述と逆の動作が強制的に行2.Hわれ
る。
なお、第10図において、MSBパルス1〕11とJン
準クりックCKaに基づいて第2の速度偏差(4号S2
を形成するのではなく、第1の速度偏差信りSlそのも
のを利用し、これと基準クロックCKa 4ご基づいて
第2の速度偏差信号S2を形成することもできる。
準クりックCKaに基づいて第2の速度偏差(4号S2
を形成するのではなく、第1の速度偏差信りSlそのも
のを利用し、これと基準クロックCKa 4ご基づいて
第2の速度偏差信号S2を形成することもできる。
発明の詳細
な説明したようにこの発明によればフィードハック制御
系に微分特性付与手段を設りたので、モータ回転立上り
時における過渡特性、A゛なわらオーバーシュートを抑
圧するか、名しくは完全になくすことができる。このた
め、モータ回転数が基準の回転数に至までの整定時間を
従来まりら大幅に短縮することができる。
系に微分特性付与手段を設りたので、モータ回転立上り
時における過渡特性、A゛なわらオーバーシュートを抑
圧するか、名しくは完全になくすことができる。このた
め、モータ回転数が基準の回転数に至までの整定時間を
従来まりら大幅に短縮することができる。
しかも、この過渡特性の改善に際し1、比例ゲ・インに
1を小さくする必要がないため、定席偏差1)少ない。
1を小さくする必要がないため、定席偏差1)少ない。
勿論、第7図あるいは第9121に示すように構成する
ことによって、定席偏差もなくすことができるから、こ
の発明では回転数の立上りが早く、しかも正規の回転数
で駆動する必要のあるフロッピーディスクなどのモーフ
制御系に適用して極めて好適である。
ことによって、定席偏差もなくすことができるから、こ
の発明では回転数の立上りが早く、しかも正規の回転数
で駆動する必要のあるフロッピーディスクなどのモーフ
制御系に適用して極めて好適である。
第1図はこの発明に係る速度サーボ回路の一例を示す系
統図、第2図は従来の速度サーボ回路の系統図、第3図
はその制御動作の説明に供する制御ブロック図、第4図
及び第6図はモータ回転の過渡特性図、第5図は第1図
の制御ブロック図、第7ヌ1及び第9図はこの発明に係
る速度サーボ回路の夫々化の例を示す系統図、第8図は
第7図の制御ブロック図、第1O図は第9図の具体例を
示す要部の系統図、第11図〜第13図は夫々その動作
説明に供する波形図である。 (1)はモータ、(2)は回転信号発生手段、(11)
。 (13) 、 (14)は第1〜第3信号形成手段、
St。 Stは第1及び第2の速度偏差信号、VCTLは制御電
圧、(40)は微分特性付与手段たるデジタル微分回路
である。 ′−(−・−゛ 同 松隈秀盛r] 、′1、 第9・図 第9図 第12図 第11図
統図、第2図は従来の速度サーボ回路の系統図、第3図
はその制御動作の説明に供する制御ブロック図、第4図
及び第6図はモータ回転の過渡特性図、第5図は第1図
の制御ブロック図、第7ヌ1及び第9図はこの発明に係
る速度サーボ回路の夫々化の例を示す系統図、第8図は
第7図の制御ブロック図、第1O図は第9図の具体例を
示す要部の系統図、第11図〜第13図は夫々その動作
説明に供する波形図である。 (1)はモータ、(2)は回転信号発生手段、(11)
。 (13) 、 (14)は第1〜第3信号形成手段、
St。 Stは第1及び第2の速度偏差信号、VCTLは制御電
圧、(40)は微分特性付与手段たるデジタル微分回路
である。 ′−(−・−゛ 同 松隈秀盛r] 、′1、 第9・図 第9図 第12図 第11図
Claims (1)
- 制御すべきモータの回転速度に比例した回転信号を得
る回転信号発生手段と、この回転信号と基準信号からモ
ータの速度偏差に対応した速度偏差信号を形成する信号
形成手段と、この速度偏差信号に微分特性を付与する微
分特性付与手段と、微分特性が付与されたこの速度偏差
信号からモータコントロール電圧を形成する信号形成手
段とで構成された速度サーボ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59134893A JPH0817583B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 速度サ−ボ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59134893A JPH0817583B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 速度サ−ボ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115577A true JPS6115577A (ja) | 1986-01-23 |
| JPH0817583B2 JPH0817583B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=15138977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59134893A Expired - Lifetime JPH0817583B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 速度サ−ボ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817583B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63298163A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転速度検出装置 |
| JPS648885A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary speed detector |
| JPS648886A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary speed detector |
| JPS648884A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary phase detector |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5785894U (ja) * | 1980-11-14 | 1982-05-27 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP59134893A patent/JPH0817583B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5785894U (ja) * | 1980-11-14 | 1982-05-27 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63298163A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転速度検出装置 |
| JPS648885A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary speed detector |
| JPS648886A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary speed detector |
| JPS648884A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Rotary phase detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817583B2 (ja) | 1996-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |