JPS6121008B2 - - Google Patents
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- JPS6121008B2 JPS6121008B2 JP53083623A JP8362378A JPS6121008B2 JP S6121008 B2 JPS6121008 B2 JP S6121008B2 JP 53083623 A JP53083623 A JP 53083623A JP 8362378 A JP8362378 A JP 8362378A JP S6121008 B2 JPS6121008 B2 JP S6121008B2
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- JP
- Japan
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- notch filter
- frequency
- notch
- resonant frequency
- natural resonant
- Prior art date
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/0153—Electrical filters; Controlling thereof
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B5/00—Anti-hunting arrangements
- G05B5/01—Anti-hunting arrangements electric
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
- G05D3/14—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
- G05D3/1445—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device with a plurality of loops
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/06—Frequency selective two-port networks including resistors
- H03H7/065—Parallel T-filters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
過去において、サーボ制御システムで駆動され
る機械的な装置が或る種のシヨツク例えば駆動方
向の逆回転をうける時、サーボ制御システムは不
安定な発振状態にもたらされた。このシヨツク
は、この装置に特有の周波数で装置に振動を誘起
する。振動周波数は、装置の固有共振周波数と云
われる。この共振周波数はサーボ・システムの電
子回路に誘起されて制御信号を生じ、この制御信
号の周波数成分は固有共振周波数の周波数成分に
相当する。制御信号へ導入される固有共振周波数
は正帰還と考えることができ、これは装置の振動
を制御不能にすることになる。
る機械的な装置が或る種のシヨツク例えば駆動方
向の逆回転をうける時、サーボ制御システムは不
安定な発振状態にもたらされた。このシヨツク
は、この装置に特有の周波数で装置に振動を誘起
する。振動周波数は、装置の固有共振周波数と云
われる。この共振周波数はサーボ・システムの電
子回路に誘起されて制御信号を生じ、この制御信
号の周波数成分は固有共振周波数の周波数成分に
相当する。制御信号へ導入される固有共振周波数
は正帰還と考えることができ、これは装置の振動
を制御不能にすることになる。
共振周波数の悪影響を除去する１つの解決策
は、機械的装置の共振周波数に調節されたノツチ
周波数を有する双Ｔ型または並列Ｔ型のノツチ・
フイルタを組み込むことであつた。この方法は本
出願人のカナダ国特許第822306号に述べられてい
る。このカナダ国特許は、双Ｔ型の回路を開示す
る。第１“Ｔ”型回路の幹部（すなわち垂直部
分）は、その両側の一対のコンデンサの接続点か
ら接地導体に至る抵抗によつて形成される。そし
て上述したコンデンサ対は、第１“Ｔ”型回路の
枝部（すなわち水平部分）を形成する。第２
“Ｔ”型回路の幹部はその両側の一対の抵抗の接
続点から接地導体に至るコンデンサによつて形成
され、そして抵抗体は第２“Ｔ”型回路の枝部を
形成する。更に、抵抗対の両終端々子はコンデン
サ対の両終端々子と並列に接続される。上述した
カナダ国特許に記載の回路は、サーボ・システム
の動作を安定させることになるが、コンデンサお
よび抵抗の値が一度固定されると、ノツチ・フイ
ルタの中心周波数、帯域幅および減衰度を変えて
サーボ・システムの位相遅れを最小にできないと
云う欠点を持つている。サーボ・システムの応答
遅れは、制御信号の変動のせいで機械的装置の運
転応答に存在するオーバシユートの量を多くする
ことになり得る。
は、機械的装置の共振周波数に調節されたノツチ
周波数を有する双Ｔ型または並列Ｔ型のノツチ・
フイルタを組み込むことであつた。この方法は本
出願人のカナダ国特許第822306号に述べられてい
る。このカナダ国特許は、双Ｔ型の回路を開示す
る。第１“Ｔ”型回路の幹部（すなわち垂直部
分）は、その両側の一対のコンデンサの接続点か
ら接地導体に至る抵抗によつて形成される。そし
て上述したコンデンサ対は、第１“Ｔ”型回路の
枝部（すなわち水平部分）を形成する。第２
“Ｔ”型回路の幹部はその両側の一対の抵抗の接
続点から接地導体に至るコンデンサによつて形成
され、そして抵抗体は第２“Ｔ”型回路の枝部を
形成する。更に、抵抗対の両終端々子はコンデン
サ対の両終端々子と並列に接続される。上述した
カナダ国特許に記載の回路は、サーボ・システム
の動作を安定させることになるが、コンデンサお
よび抵抗の値が一度固定されると、ノツチ・フイ
ルタの中心周波数、帯域幅および減衰度を変えて
サーボ・システムの位相遅れを最小にできないと
云う欠点を持つている。サーボ・システムの応答
遅れは、制御信号の変動のせいで機械的装置の運
転応答に存在するオーバシユートの量を多くする
ことになり得る。
発明の要点
この発明は、制御信号がサーボ・システム中の
機械的装置を運転しそして小さくされた周波数成
分が機械的装置の固有共振周波数に相当する場
合、制御信号の周波数成分を小さくするためめの
新規なノツチ・フイルタに関するものである。制
御信号は直流信号が普通であるが、時には交流信
号でもよい。なお、両者はその大きさを変えるこ
とができる。機械的装置の運転は、制御信号の大
きさに直接対応し得るし、或は反比例し得る。制
御信号の大きさが突然変ると、装置の運転状態も
突然変ることになる。正常運転中に装置の動きま
たは振動が突然変ると、これは装置の固有共振周
波数に相当する周波数成分を制御信号に誘起する
かもしれない。このような制御信号が装置へ印加
されると、装置は制御不能な状態で振動する。サ
ーボ制御システムと機械的装置の間にノツチ・フ
イルタを置くと、装置の固有共振周波数に対応す
る制御信号周波数帯を除去するが、それでもまだ
制御信号の直流成分または交流成分はフイルタを
通過させられる。
機械的装置を運転しそして小さくされた周波数成
分が機械的装置の固有共振周波数に相当する場
合、制御信号の周波数成分を小さくするためめの
新規なノツチ・フイルタに関するものである。制
御信号は直流信号が普通であるが、時には交流信
号でもよい。なお、両者はその大きさを変えるこ
とができる。機械的装置の運転は、制御信号の大
きさに直接対応し得るし、或は反比例し得る。制
御信号の大きさが突然変ると、装置の運転状態も
突然変ることになる。正常運転中に装置の動きま
たは振動が突然変ると、これは装置の固有共振周
波数に相当する周波数成分を制御信号に誘起する
かもしれない。このような制御信号が装置へ印加
されると、装置は制御不能な状態で振動する。サ
ーボ制御システムと機械的装置の間にノツチ・フ
イルタを置くと、装置の固有共振周波数に対応す
る制御信号周波数帯を除去するが、それでもまだ
制御信号の直流成分または交流成分はフイルタを
通過させられる。
機械的装置は、固有共振周波数用の唯一の値を
持たないことを理解されたい。機械的装置は、多
数の周波数（その全部が互に極めて近い）を有
し、かつ装置の固有共振周波数帯を良く構成す
る。更に、この周波数帯は制御信号の直流成分に
近く、従つてノツチ・フイルタは固有共振周波数
帯を除去すべきであるが機械の直流成分を含めて
それと近い他の周波数に影響すべきでない。
持たないことを理解されたい。機械的装置は、多
数の周波数（その全部が互に極めて近い）を有
し、かつ装置の固有共振周波数帯を良く構成す
る。更に、この周波数帯は制御信号の直流成分に
近く、従つてノツチ・フイルタは固有共振周波数
帯を除去すべきであるが機械の直流成分を含めて
それと近い他の周波数に影響すべきでない。
機械的装置の固有周波数帯を有効に除去するた
めに、この発明のノツチ・フイルタはその“同
相”出力を入力部に帰還する。帰還量を調整する
ことでノツチ・フイルタのノツチ幅を制御する。
ノツチ・フイルタのノツチ幅を制御することによ
り、ノツチ・フイルタの中心周波数が装置の固有
共振周波数の中心周波数に一度セツトされたなら
ば、ノツチ・フイルタの帯域幅は固有共振周波数
の帯域幅よりも狭くできるという利点が得られ
る。ノツチ・フイルタのノツチ幅を固有共振周波
数帯のノツチ幅まで狭くすることにより、固有共
振周波数を有効に低減できるが、同時にノツチ・
フイルタの中心周波数よりも低い周波数に及ぼす
位相遅れの影響を大巾に少なくすることができ
る。中心周波数よりも低くかつ制御信号の直流成
分に近い種々の周波数における位相遅れを小さく
することにより、制御信号の大きさが変化する時
の機械的装置の応答中に出会うオーバシユートを
最小にすることになる。
めに、この発明のノツチ・フイルタはその“同
相”出力を入力部に帰還する。帰還量を調整する
ことでノツチ・フイルタのノツチ幅を制御する。
ノツチ・フイルタのノツチ幅を制御することによ
り、ノツチ・フイルタの中心周波数が装置の固有
共振周波数の中心周波数に一度セツトされたなら
ば、ノツチ・フイルタの帯域幅は固有共振周波数
の帯域幅よりも狭くできるという利点が得られ
る。ノツチ・フイルタのノツチ幅を固有共振周波
数帯のノツチ幅まで狭くすることにより、固有共
振周波数を有効に低減できるが、同時にノツチ・
フイルタの中心周波数よりも低い周波数に及ぼす
位相遅れの影響を大巾に少なくすることができ
る。中心周波数よりも低くかつ制御信号の直流成
分に近い種々の周波数における位相遅れを小さく
することにより、制御信号の大きさが変化する時
の機械的装置の応答中に出会うオーバシユートを
最小にすることになる。
この発明のノツチ・フイルタは、また、その中
心周波数および減衰度を調節できる。
心周波数および減衰度を調節できる。
この発明のノツチ・フイルタは基本的な双Ｔ型
ノツチ・フイルタを新に変更したものである。変
更したノツチ・フイルタは、慣用の双Ｔ型ノツ
チ・フイルタからの“同相”出力の帰還量を調整
することでこの発明のノツチ・フイルタのノツチ
幅を変えれるので、慣用の双Ｔ型ノツチ・フイル
タよりも融通性に富んでいる。出力は双Ｔフイル
タの各Ｔフイルタの幹部の一点に帰還される。帰
還量を調整することにより各システム中でのノツ
チ幅は最適になり、従つてノツチ周波数よりも低
い周波数での制御信号の周波数成分の位相遅れは
最小になる。
ノツチ・フイルタを新に変更したものである。変
更したノツチ・フイルタは、慣用の双Ｔ型ノツ
チ・フイルタからの“同相”出力の帰還量を調整
することでこの発明のノツチ・フイルタのノツチ
幅を変えれるので、慣用の双Ｔ型ノツチ・フイル
タよりも融通性に富んでいる。出力は双Ｔフイル
タの各Ｔフイルタの幹部の一点に帰還される。帰
還量を調整することにより各システム中でのノツ
チ幅は最適になり、従つてノツチ周波数よりも低
い周波数での制御信号の周波数成分の位相遅れは
最小になる。
基本的な双Ｔ型ノツチ・フイルタは、その中心
周波数でのかつこの両側の周波数での減衰度を調
節するための手段を提供するように、変更され得
る。減衰度を小さくする能力は、中心周波数より
も低い周波数での位相遅れの量を減少する。双Ｔ
型ノツチ・フイルタの一方の幹部中に通常見い出
されるコンデンサと直列に可変抵抗を付加するこ
とは、必要に応じて、減衰度の調節を容易にす
る。
周波数でのかつこの両側の周波数での減衰度を調
節するための手段を提供するように、変更され得
る。減衰度を小さくする能力は、中心周波数より
も低い周波数での位相遅れの量を減少する。双Ｔ
型ノツチ・フイルタの一方の幹部中に通常見い出
されるコンデンサと直列に可変抵抗を付加するこ
とは、必要に応じて、減衰度の調節を容易にす
る。
双Ｔ型フイルタの抵抗を調整するための手段
は、ノツチ・フイルタの中心周波数を調節するた
めの手段にもなる。
は、ノツチ・フイルタの中心周波数を調節するた
めの手段にもなる。
サーボ・システムに使用された時のこの新規な
ノツチ・フイルタの利点は、その中心周波数を簡
単に調節できることである。その上、ノツチ幅お
よびノツチの深さを調節することにより、位相遅
れを小さくすること（これはサーボ・システムの
性能を最適にする）に加えて機械的装置の固有共
振周波数を制御信号から除去できる。
ノツチ・フイルタの利点は、その中心周波数を簡
単に調節できることである。その上、ノツチ幅お
よびノツチの深さを調節することにより、位相遅
れを小さくすること（これはサーボ・システムの
性能を最適にする）に加えて機械的装置の固有共
振周波数を制御信号から除去できる。
望ましい実施例についての説明
第１図は、この発明に係るノツチ・フイルタの
望ましい一実施例を示す。制御信号は、サーボ制
御システムからノツチ・フイルタへ入力端子２で
入り、かつ、出力端子４（これは機械的装置の駆
動用電動機の入力端子へ接続されることができ
る）を通つてノツチ・フイルタから出て行く。ノ
ツチ・フイルタを通つている間に、機械的装置の
固有共振周波数と実質的に等しい周波数の制御信
号成分は除去される。
望ましい一実施例を示す。制御信号は、サーボ制
御システムからノツチ・フイルタへ入力端子２で
入り、かつ、出力端子４（これは機械的装置の駆
動用電動機の入力端子へ接続されることができ
る）を通つてノツチ・フイルタから出て行く。ノ
ツチ・フイルタを通つている間に、機械的装置の
固有共振周波数と実質的に等しい周波数の制御信
号成分は除去される。
ノツチ・フイルタは３個の可変抵抗１０，１２
および１４を備える。破線１６は、可変抵抗１
０，１２および１４の抵抗値を一斉に制御する唯
一の制御器を示す。コンデンサ１８，２０および
２２並びに可変抵抗１０，１２および１４は、ノ
ツチ・フイルタの残りの回路素子を考慮に入れな
いならば、唯一の例外を有する基本的な双Ｔ型ノ
ツチ・フイルタを例示する。例外とは、可変抵抗
１０，１２および１４が固定抵抗（これは制御器
１６を不要にする）で置換されることである。従
つて、ノツチ・フイルタの幾つかの新規な特色の
うちの１つの特色は、可変抵抗１０，１２および
１４がノツチ・フイルタの中心周波数を変えるた
めに一斉に変えられ得ることを明らかにすべきで
ある。
および１４を備える。破線１６は、可変抵抗１
０，１２および１４の抵抗値を一斉に制御する唯
一の制御器を示す。コンデンサ１８，２０および
２２並びに可変抵抗１０，１２および１４は、ノ
ツチ・フイルタの残りの回路素子を考慮に入れな
いならば、唯一の例外を有する基本的な双Ｔ型ノ
ツチ・フイルタを例示する。例外とは、可変抵抗
１０，１２および１４が固定抵抗（これは制御器
１６を不要にする）で置換されることである。従
つて、ノツチ・フイルタの幾つかの新規な特色の
うちの１つの特色は、可変抵抗１０，１２および
１４がノツチ・フイルタの中心周波数を変えるた
めに一斉に変えられ得ることを明らかにすべきで
ある。
双Ｔ型ノツチ・フイルタの中心周波数ｆcは次
式で表わせる。
式で表わせる。
ｆc＝１／２πＲＣ
こゝで、Ｒは可変抵抗１２の抵抗値であり、そ
してＣはコンデンサ２０のキヤパシタンス値に相
当する。その上、下記の条件が呈示される。
してＣはコンデンサ２０のキヤパシタンス値に相
当する。その上、下記の条件が呈示される。
１ 可変抵抗１０の抵抗値は可変抵抗１２の抵抗
値に等しく、そして可変抵抗１２の抵抗値は可
変抵抗１４の抵抗値の２倍に等しい。
値に等しく、そして可変抵抗１２の抵抗値は可
変抵抗１４の抵抗値の２倍に等しい。
２ コンデンサ２０のキヤパシタンス値はコンデ
ンサ２２のキヤパシタンス値に等しく、そして
コンデンサ２２のキヤパシタンス値はコンデン
サ１８のキヤパシタンス値の1/2に等しい。
ンサ２２のキヤパシタンス値に等しく、そして
コンデンサ２２のキヤパシタンス値はコンデン
サ１８のキヤパシタンス値の1/2に等しい。
可変抵抗２４，２６はそれぞれノツチ・フイル
タの減衰度、ノツチ幅を変える。利得１の増幅器
２８および３０は、バツフア増幅器として働き、
かつ接続点３２から増幅器２８、帰還抵抗３４お
よび増幅器３０を通して接続点３６へ“同相”帰
還を行なう。可変抵抗２４と２６は個別に制御で
きる。帰還される出力信号量Ｆは次式で表わされ
る。
タの減衰度、ノツチ幅を変える。利得１の増幅器
２８および３０は、バツフア増幅器として働き、
かつ接続点３２から増幅器２８、帰還抵抗３４お
よび増幅器３０を通して接続点３６へ“同相”帰
還を行なう。可変抵抗２４と２６は個別に制御で
きる。帰還される出力信号量Ｆは次式で表わされ
る。
Ｆ＝ＲＶ／ＲＶ＋ＲＦ
こゝで、ＲVは可変抵抗２６の抵抗値であり、
そしてＲFは帰還抵抗３４の抵抗値である。
そしてＲFは帰還抵抗３４の抵抗値である。
１の帰還値は、理論上は、ノツチ・フイルタの
帯域幅を無限に狭くする。帰還抵抗３４は１より
も小さい帰還を確保するために回路中に組み込ま
れ、従つて帯域幅は固有共振周波数の帯域幅より
も狭く調節され得ない。もしノツチ・フイルタの
ノツチ幅が固有共振周波数の帯域幅よりも狭くな
るならば、ノツチ・フイルタはあまりにも敏感に
なりかつサーボ制御システムは簡単に不安定発振
状態にされる。
帯域幅を無限に狭くする。帰還抵抗３４は１より
も小さい帰還を確保するために回路中に組み込ま
れ、従つて帯域幅は固有共振周波数の帯域幅より
も狭く調節され得ない。もしノツチ・フイルタの
ノツチ幅が固有共振周波数の帯域幅よりも狭くな
るならば、ノツチ・フイルタはあまりにも敏感に
なりかつサーボ制御システムは簡単に不安定発振
状態にされる。
この新規なノツチ・フイルタを適用することの
融通性を例示するために、ノツチ・フイルタを調
節して機械的装置の固有周波数を効果的に除去す
るとともに位相進みおよび位相遅れの影響を最小
にする１つの可能な方法について今から説明す
る。
融通性を例示するために、ノツチ・フイルタを調
節して機械的装置の固有周波数を効果的に除去す
るとともに位相進みおよび位相遅れの影響を最小
にする１つの可能な方法について今から説明す
る。
ノツチ・フイルタを同調させるための説明の手
助けとして、第２図の４つのカーブ９０，９２，
９４および９６について説明する。第２図は時間
対機械の速度を示す。機械の速度は軸の回転速度
または直線速度に相当し得る。
助けとして、第２図の４つのカーブ９０，９２，
９４および９６について説明する。第２図は時間
対機械の速度を示す。機械の速度は軸の回転速度
または直線速度に相当し得る。
第１スラツプは可変抵抗２６を時計方向で最大
まで調節してノツチ・フイルタに最も狭い幅を持
たせることである。次に、可変抵抗２４を中間に
セツトすることである。可変抵抗２４と２６がこ
のようにセツトされる時、制御器１６は可変抵抗
１０，１２および１４を中心周波数にセツトする
ように作動できる。
まで調節してノツチ・フイルタに最も狭い幅を持
たせることである。次に、可変抵抗２４を中間に
セツトすることである。可変抵抗２４と２６がこ
のようにセツトされる時、制御器１６は可変抵抗
１０，１２および１４を中心周波数にセツトする
ように作動できる。
もし時間対機械の速度がスコープ上に描かれる
ならば、機械の速度が或る有限値100まで増加さ
れる時最初に見れるのは第２図のカーブ９０であ
る。速度は傾斜１０２を伴つて上昇し、そして機
械の固有共振周波数のせいでリンキング１０４が
起る。第２に、リンキングのサイクル数は機械の
固有共振周波数を示す。この時点で、第１図の制
御器１６はカーブが点１０６でほゝ水平になるま
で調節される。機械を停止させその後再び機械を
速度100まで上げると、カーブ９０と同様なカー
ブ９２が得られる。この場合の傾斜１０８はカー
ブ９０の傾斜１０２と同じである。リンキング１
１０はリンキング１０４よりも相当小さく、そし
て速度は線１１２へ向つてより滑らかに水平にな
る。カープ９２のリンキング１１０にもつと近づ
けるために制御器１６を調節してカープ９０のリ
ンキング１０４を最小にすることにより、ノツ
チ・フイルタの中心周波数は機械の固有共振周波
数の中心周波数に事実上等しくセツトされる。カ
ープ９２中にまだ存在するリンキング１１０は多
くはノツチ幅があまりにも狭くかつ感度の問題を
起させるせいである。
ならば、機械の速度が或る有限値100まで増加さ
れる時最初に見れるのは第２図のカーブ９０であ
る。速度は傾斜１０２を伴つて上昇し、そして機
械の固有共振周波数のせいでリンキング１０４が
起る。第２に、リンキングのサイクル数は機械の
固有共振周波数を示す。この時点で、第１図の制
御器１６はカーブが点１０６でほゝ水平になるま
で調節される。機械を停止させその後再び機械を
速度100まで上げると、カーブ９０と同様なカー
ブ９２が得られる。この場合の傾斜１０８はカー
ブ９０の傾斜１０２と同じである。リンキング１
１０はリンキング１０４よりも相当小さく、そし
て速度は線１１２へ向つてより滑らかに水平にな
る。カープ９２のリンキング１１０にもつと近づ
けるために制御器１６を調節してカープ９０のリ
ンキング１０４を最小にすることにより、ノツ
チ・フイルタの中心周波数は機械の固有共振周波
数の中心周波数に事実上等しくセツトされる。カ
ープ９２中にまだ存在するリンキング１１０は多
くはノツチ幅があまりにも狭くかつ感度の問題を
起させるせいである。
次のステツプはノツチ・フイルタのノツチ幅を
調節することである。これは、機械の速度を最高
値１１４（第２図）まで上げることにより、行な
われ得る。速度が傾斜１１６を伴つて上昇するの
で、カーブ９４ではカーブ９２での場合よりも広
い範囲に亘つてオーバシユート１１８が存在す
る。これは、機械の速度を上げる場合にあまりに
も急に変化するためである。ノツチ幅は可変抵抗
２６を制御することによつて調節される。ノツチ
幅は、或る時点でカーブ９４が線１２０と同一レ
ベルになるまで調節される。機械は停止されその
後再び最高の速度１１４にもたらされる。これは
カーブ９４と同様なカーブ９６になるが、オーバ
シユート１２４は最小であり、線１２６は素早く
同一レベルにされ、そして傾斜１２２は傾斜１１
６に等しい。
調節することである。これは、機械の速度を最高
値１１４（第２図）まで上げることにより、行な
われ得る。速度が傾斜１１６を伴つて上昇するの
で、カーブ９４ではカーブ９２での場合よりも広
い範囲に亘つてオーバシユート１１８が存在す
る。これは、機械の速度を上げる場合にあまりに
も急に変化するためである。ノツチ幅は可変抵抗
２６を制御することによつて調節される。ノツチ
幅は、或る時点でカーブ９４が線１２０と同一レ
ベルになるまで調節される。機械は停止されその
後再び最高の速度１１４にもたらされる。これは
カーブ９４と同様なカーブ９６になるが、オーバ
シユート１２４は最小であり、線１２６は素早く
同一レベルにされ、そして傾斜１２２は傾斜１１
６に等しい。
カーブ９０，９４からそれぞれカーブ９２，９
６を得る場合、機械は数回始動されかつ所望の速
度までもたらされなければならなかつた。
６を得る場合、機械は数回始動されかつ所望の速
度までもたらされなければならなかつた。
次のステツプは、可変抵抗２４を調節してカー
ブ９６のオーバシユート１２４を最小にするため
の減衰率をセツトすることである。可変抵抗の抵
抗値を変えればノツチ・フイルタの中心周波数を
シフトすることになるが、周波数のシフトは通常
非常に小さいので重要なことではない。
ブ９６のオーバシユート１２４を最小にするため
の減衰率をセツトすることである。可変抵抗の抵
抗値を変えればノツチ・フイルタの中心周波数を
シフトすることになるが、周波数のシフトは通常
非常に小さいので重要なことではない。
第３Ａ図および第３Ｂ図は、第１図のノツチ・
フイルタのノツチ幅を変えると位相にどのような
影響を及ぼすかを示すグラフである。破線５０Ａ
と５０Ｂは、周波数５０Ａが周波数５０Ｂに等し
い場合、ノツチ・フイルタの中心周波数の設定値
に相当する。カーブ５２Ａと５２Ｂは、接続点３
８が可変抵抗２６を短絡して接地導体４０へ接続
されるようにセツトされ従つて無帰還になつた際
の可変抵抗２６に相当する。中心周波数以外の全
周波数に亘つて、カーブ５２Ａのノツチ幅は他の
“Ａ”カープすなわち５４Ａおよび５６Ａよりも
広く、そしてカーブ５２Ｂの位相進みおよび位相
遅れは他の“Ｂ”カーブすなわち54Bおよび56B
よりも大きい。帰還信号を無しにすると、位相カ
ーブ５２Ｂは一番貧弱になり、“Ｂ”カーブの位
相遅れを帰還にするとともにオーバシユートの問
題を生じる。
フイルタのノツチ幅を変えると位相にどのような
影響を及ぼすかを示すグラフである。破線５０Ａ
と５０Ｂは、周波数５０Ａが周波数５０Ｂに等し
い場合、ノツチ・フイルタの中心周波数の設定値
に相当する。カーブ５２Ａと５２Ｂは、接続点３
８が可変抵抗２６を短絡して接地導体４０へ接続
されるようにセツトされ従つて無帰還になつた際
の可変抵抗２６に相当する。中心周波数以外の全
周波数に亘つて、カーブ５２Ａのノツチ幅は他の
“Ａ”カープすなわち５４Ａおよび５６Ａよりも
広く、そしてカーブ５２Ｂの位相進みおよび位相
遅れは他の“Ｂ”カーブすなわち54Bおよび56B
よりも大きい。帰還信号を無しにすると、位相カ
ーブ５２Ｂは一番貧弱になり、“Ｂ”カーブの位
相遅れを帰還にするとともにオーバシユートの問
題を生じる。
カーブ５４Ａと５４Ｂは、第１図の可変抵抗２
６が中間にセツトされた場合の状態を示す。明ら
かに、カーブ５４Ａのノツチ幅はカーブ５２Ａよ
りも狭く、またカーブ５４Ｂの位相進みおよび位
相遅れは中心周波数５０Ｂ以外カーブ５２Ｂより
も小さい。
６が中間にセツトされた場合の状態を示す。明ら
かに、カーブ５４Ａのノツチ幅はカーブ５２Ａよ
りも狭く、またカーブ５４Ｂの位相進みおよび位
相遅れは中心周波数５０Ｂ以外カーブ５２Ｂより
も小さい。
カーブ５６Ａと５６Ｂは、第１図の可変抵抗２
６がその最大抵抗値の3/4になるようにセツトさ
れた場合の状態を示す。明らかに、カーブ５６Ａ
のノツチ幅は他のカーブよりも狭く、カーブ５６
Ｂの位相進みおよび位相遅れは他の“Ｂ”カーブ
よりも小さくなる。
６がその最大抵抗値の3/4になるようにセツトさ
れた場合の状態を示す。明らかに、カーブ５６Ａ
のノツチ幅は他のカーブよりも狭く、カーブ５６
Ｂの位相進みおよび位相遅れは他の“Ｂ”カーブ
よりも小さくなる。
明らかに、ノツチ幅が狭くなると、位相応答が
小さくなつてオーバシユートも小さくなる。たゞ
し、ノツチ幅を狭くしすぎると、機械の全ての固
有共振周波数を有効に除去し得ない。
小さくなつてオーバシユートも小さくなる。たゞ
し、ノツチ幅を狭くしすぎると、機械の全ての固
有共振周波数を有効に除去し得ない。
大抵の場合、機械的装置の固有共振周波数は数
ヘルツ程度である。この低周波を除去するため
に、コンデンサ２０および２２は0.5マイクロフ
アラツド程度に選ばれ得る。可変抵抗１０および
１２は100キロオーム程度で良い。可変抵抗２４
および２６は、固定抵抗３４が20キロオーム前後
で、50キロオーム程度で良い。
ヘルツ程度である。この低周波を除去するため
に、コンデンサ２０および２２は0.5マイクロフ
アラツド程度に選ばれ得る。可変抵抗１０および
１２は100キロオーム程度で良い。可変抵抗２４
および２６は、固定抵抗３４が20キロオーム前後
で、50キロオーム程度で良い。
サーボ・システムによつて運転される機械的装
置の固有共振周波数に対してノツチ・フイルタの
中心周波数を調節することに極めて融通性に富ん
だサーボ・システム用の新規なノツチ・フイルタ
がこゝに開示された。この新規なノツチ・フイル
タは、装置の動作変動による位相遅れおよびオー
バシユートを小さくする。
置の固有共振周波数に対してノツチ・フイルタの
中心周波数を調節することに極めて融通性に富ん
だサーボ・システム用の新規なノツチ・フイルタ
がこゝに開示された。この新規なノツチ・フイル
タは、装置の動作変動による位相遅れおよびオー
バシユートを小さくする。
サーボ・システム用の唯一の双Ｔ型ノツチ・フ
イルタについて説明したが、多駆動式サーボ・シ
ステムの運転を安定させるために２個以上のサー
ボ・システムが使用できることは明らかである。
多駆動式サーボ・システムの一例は1972年12月26
日付のカナダ国特許第917773号に記載されたＸ―
Ｙ座標系光電駆動システムである。
イルタについて説明したが、多駆動式サーボ・シ
ステムの運転を安定させるために２個以上のサー
ボ・システムが使用できることは明らかである。
多駆動式サーボ・システムの一例は1972年12月26
日付のカナダ国特許第917773号に記載されたＸ―
Ｙ座標系光電駆動システムである。
第１図はこの発明に係るノツチ・フイルタの望
ましい実施例を示す回路図、第２図は機械的装置
の時間対速度の関係を示す図、第３Ａ図は第１図
のノツチ・フイルタの周波数対利得の関係を示す
図、第３Ｂ図は周波数対位相応答の関係を示す図
である。 １０，１２，１４，２４および２６は可変抵
抗、１８，２０および２２はコンデンサ、３２お
よび３６は接続点、３４は帰還抵抗である。
ましい実施例を示す回路図、第２図は機械的装置
の時間対速度の関係を示す図、第３Ａ図は第１図
のノツチ・フイルタの周波数対利得の関係を示す
図、第３Ｂ図は周波数対位相応答の関係を示す図
である。 １０，１２，１４，２４および２６は可変抵
抗、１８，２０および２２はコンデンサ、３２お
よび３６は接続点、３４は帰還抵抗である。
Claims (1)
- １ 固有共振周波数を有する機械的装置の運転を
制御するための制御信号を含み、かつこの制御信
号を入力端子で受けて運転時上記機械的装置へ接
続される出力端子へ上記制御信号を通過させる双
Ｔ型ノツチ・フイルタを含むサーボ・システムに
おいて、上記双Ｔ型ノツチ・フイルタは、上記入
力端子と上記出力端子の間で直列に接続された２
個の可変抵抗およびこれら可変抵抗の接続点に一
端が接続された１個のコンデンサからなる一方の
Ｔ型フイルタ並びに上記２個の可変抵抗と並列に
接続された２個のコンデンサおよびこれらコンデ
ンサの接続点に一端が接続された１個の可変抵抗
からなる他方のＴ型フイルタを含み、上記ノツ
チ・フイルタの中心周波数を上記固有共振周波数
に調節し、もつて上記固有共振周波数と実質的に
等しい周波数の制御信号成分を実質的に除去する
手段を、上記出力端子からの上記制御信号の同相
分を上記１個の可変抵抗の他端へ帰還するための
手段と、上記１個のコンデンサと上記１個の可変
抵抗の他端間に接続されて上記ノツチ・フイルタ
のノツチの減衰度を調節するための手段とを備
え、上記帰還手段は、帰還量を調整し、もつてノ
ツチ幅を調節して上記固有共振周波数に極く近い
周波数成分および上記固有共振周波数よりも実質
的に低い周波数成分に及ぼす位相遅れの影響を最
小にするための制御手段を含むことを特徴とする
ノツチ・フイルタ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA282,504A CA1101101A (en) | 1977-07-11 | 1977-07-11 | Variable response notch filter for machine resonance elimination in a servo control system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5419633A JPS5419633A (en) | 1979-02-14 |
| JPS6121008B2 true JPS6121008B2 (ja) | 1986-05-24 |
Family
ID=4109115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8362378A Granted JPS5419633A (en) | 1977-07-11 | 1978-07-11 | Notch filter |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4195265A (ja) |
| JP (1) | JPS5419633A (ja) |
| CA (1) | CA1101101A (ja) |
| DE (1) | DE2830487A1 (ja) |
| GB (1) | GB1578514A (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55135411A (en) * | 1979-04-11 | 1980-10-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Surface elastic wave filter circuit |
| JPS56105928U (ja) * | 1980-01-14 | 1981-08-18 | ||
| US4496859A (en) * | 1982-09-30 | 1985-01-29 | Barcus-Berry, Inc. | Notch filter system |
| US4707356A (en) * | 1985-07-03 | 1987-11-17 | The Salk Institute For Biological Studies | Synthetic peptide-based anti-rabies compositions and methods |
| FR2590674B1 (fr) * | 1985-11-25 | 1989-03-03 | Inst Nat Sante Rech Med | Nouveaux reactifs de diagnostic |
| US5006810A (en) * | 1989-12-14 | 1991-04-09 | Northern Telecom Limited | Second order active filters |
| US5331299A (en) * | 1990-02-23 | 1994-07-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Adaptive tracking notch filter system |
| EP1674974A3 (en) * | 1994-06-07 | 2007-03-21 | Hitachi, Global Storage Technologies Japan, Ltd. | Information storing device |
| US5929700A (en) * | 1996-06-26 | 1999-07-27 | United Technologies Corporation | Increased bandwidth for plants with resonant modes using nonlinear notch filters |
| US7483232B2 (en) * | 1999-03-04 | 2009-01-27 | Convolve, Inc. | Dynamic system control method |
| DE60100372T2 (de) | 2000-02-10 | 2003-12-04 | Fanuc Ltd., Yamanashi | Steuervorrichtung für eine Maschine |
| US6552604B2 (en) * | 2001-02-16 | 2003-04-22 | The Boeing Company | Digitally tuned analog notch filter circuit |
| US6636128B2 (en) | 2001-06-07 | 2003-10-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Frequency-tunable notch filter |
| NL1019715C2 (nl) * | 2002-01-09 | 2003-07-11 | Tno | Inrichting en werkwijze voor het verminderen van geluid. |
| JP3956120B2 (ja) * | 2002-08-23 | 2007-08-08 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | データ記憶装置、サーボ制御方法およびプログラム |
| US7592882B2 (en) * | 2007-02-22 | 2009-09-22 | John Mezzalingua Associates, Inc. | Dual bandstop filter with enhanced upper passband response |
| US7613540B2 (en) * | 2007-05-04 | 2009-11-03 | Teknic, Inc. | Method and system for vibration avoidance for automated machinery |
| JP4238273B2 (ja) * | 2007-07-02 | 2009-03-18 | ファナック株式会社 | 制御装置 |
| US8392000B2 (en) * | 2009-06-05 | 2013-03-05 | University Of Southern California | Adaptive notch filter |
| US8803465B1 (en) | 2012-04-06 | 2014-08-12 | Exelis Inc. | Frequency-selective command profile motion control |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3355668A (en) * | 1963-09-30 | 1967-11-28 | Bendix Corp | Tunable notch filter |
| US3369189A (en) * | 1964-07-24 | 1968-02-13 | Navy Usa | Variable feedback notch filter |
| US3577179A (en) * | 1969-08-06 | 1971-05-04 | Geo Space Corp | Active filter |
| US3628057A (en) * | 1970-06-19 | 1971-12-14 | Allen Bradley Co | Corrective circuit for an active narrow notch filter |
| US3673503A (en) * | 1971-07-06 | 1972-06-27 | Gen Electric | Harmonic suppression circuit |
| SE393188B (sv) * | 1975-08-28 | 1977-05-02 | Asea Ab | Vegningsutrustning |
-
1977
- 1977-07-11 CA CA282,504A patent/CA1101101A/en not_active Expired
-
1978
- 1978-05-08 GB GB18224/78A patent/GB1578514A/en not_active Expired
- 1978-06-08 US US05/913,526 patent/US4195265A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-07-11 JP JP8362378A patent/JPS5419633A/ja active Granted
- 1978-07-11 DE DE19782830487 patent/DE2830487A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1101101A (en) | 1981-05-12 |
| DE2830487A1 (de) | 1979-01-25 |
| US4195265A (en) | 1980-03-25 |
| JPS5419633A (en) | 1979-02-14 |
| GB1578514A (en) | 1980-11-05 |
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