JPS62210879A - モ−タの速度制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、モータの速度制御装置に関するものである。 従来の技術 モータの回転速度を速度検出器により検出して、御する
モータの速度制御装置は、ビデオテープレコーダのキャ
プスタンモータやシリンダモータ等に広く利用されてい
る（たとえば、本出願人が提案した特願昭５６−１４２
７２４号を参照）。しがしながら、このような速度制御
装置では、従来がら利用されている比例・積分・微分制
御を行っているだけであり、負荷トルク変動による回転
速度の変動を十分に抑制することができなかった。 このような問題を解決するために、本出願人は特願昭６
０−２Ｚｐ１４３号および特願昭６０−２Ｚｐ１４４号
に負荷トルク変動に対して非常に強くした高性能なモー
タの速度制御装置を提案した。すなわち、特訓昭和６０
−２Ｚｐ１４３号や特願昭６０−２Ｚｐ１４４号では、
モータの回転速度に応じた周期の交流信号を生じる回転
センサと、回転センサの交流信号によりモータの１回転
当たり複数回の検出を行う速度検出手段と、速度検出手
段の検出信号にもとずき演算・記憶して制御信号を作り
出す補償手段と、補償手段の制御信号に応じた電力を前
記モータに供給する電力増幅手段（駆動手段）によって
速度制御系を構成している。さらに、速度検出手段の検
出信号に応動した回転誤差を得る回転誤差検出手段と、
Ｎｘ　Ｌ個（複数個）のメモリ値群Ｍ

〔０〕からＭ〔Ｎ
ｘＬ−１）を格納するメモリ手段と、メモリ手段のＬ間
隔ずつ離れたＮｘ個のメモリ値群を使って合成計算され
る合成値を実質的に算出する合成値算出手段（メモリ出
力値作成手段）と、合成値算出手段の合成値と回転誤差
検出手段の回転誤差を演算合成した値に対応した更新値
によってメモリ手段のメモリ値を実質的に順匿に更新保
存する更新保存手段と、合成値算出手段の合成値と回転
誤差検出手段の回転誤差を演算合成して制御信号を作り
出す制御信号作成手段とを有する補償手段を使用するこ
とによって、高性能なモータの速度制御装置を実現して
いる。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、特願昭６０−２Ｚｐ１４３号や特願昭６
０−２Ｚｐ１４４号で４Ｊ、多数のディジタルメモリを
使用することが必要不可欠であり、通常、１６ｂｉｔｓ
ｘ１０００ｗｏｒｄｓ＝１６　ｋ　ｂｉｔｓ程度のメモ
リが必要とされる。 近年の半導体製造技術の向上によってメモリ用のＩＣ素
子が急速に低価格化しているとはいえ、１Ｇｋｂｉｔｓ
ものメモリを使用することはコストの大幅な上昇を招き
、好ましくない。 本発明は、このような点を考慮して、上記の例に示され
るような多くのメモリを使用するモータの速度制御装置
における必要メモリ数を大幅に低減するように工夫した
ものである。 問題点を解決するための手段 本発明では、モータの回転速度に応じた周期の交流信号
を生じる回転センサと、前記回転センサの交流信号によ
り前記モータの１回転当たり複数回の検出を行う速度検
出手段と、前記速度検出手段の検出信号にもとずき制御
信号を作り出す補償手段と、前記補償手段の制御信号に
応じて前記モータを駆動する駆動手段とを具備し、 前記補償手段は、前記速度検出手段の検出信号に応動し
た回転誤差を得る回転誤差検出手段と、４個以上のメモ
リ値を格納するメモリ手段と、前記メモリ手段に格納さ
れている少なくとも１個のメモリ値を使ってメモリ出力
値を作り出すメモリ出力値作成手段と、前記メモリ出力
値作成手段のメモリ出力値と前記回転誤差検出手段の回
転誤差を演算合成した値に対応した更新値によって前記
メモリ手段のメモリ値を実質的に順番に更新保存する更
新保存手段と、前記メモリ出力値作成手段のメモリ出力
値と前記回転誤差検出手段の回転誤差を演算合成して前
記制御信号を作り出す制御信号作成手段とを有し、 前記速度検出手段が新しい検出器’ｊ４−１ｉｆる毎に
前記制御信号作成手段は新しい制御１３号を作り出すよ
うになされ、かつ、前記速度検出器２段が新しい検出信
号をＱ個（ここに、Ｑは２以上の整数）得る毎に前記更
新保存手段は実質的に１個のメモリ値を更新するように
なすことによって、上記の問題点を解決したものである
。 作用 本発明では上記の構成にすることによって、少数（Ｑ分
の１）のメモリ数によって高性能なモータの速度制御装
置を実現している。本発明のモータの速度制御装置にお
いても、特願昭６０−２Ｚｐ１４３号や特願昭６０−２
Ｚｐ１４４号に示したように、負荷トルクの特定の周波
数の変動の影響を大幅に低減させることができる。すな
わち、本発明に３１、り高性能のモータの速度制御装置
を経済的に構成することができる。 実施例 第２図に本発明の実施例を表す構成図を示す。 第２図において、直流モーターは回転センサ２と負荷１
０を直接回転駆動する。回転センサ２はモータ１の回転
に伴って１回転当たりＺｑ回（Ｚｑは２以」二の整数で
あり、ビデオテープレコーダのキャプスタンモータでは
、通常、Ｚｑ　＝　３５７）の交流信号ａを発生する。 回転センサ２の交流信号ａは速度検出器３に入力され、
交流信号ａの周期に応じたディジタル信号すを得ている
。 速度検出器３の具体的な構成例を第３図に示す。 交流信号ａは波形整形回路３１によって波形整形され、
整形信号ｇを得ている。整形信号ｇはアンド回路３３と
フリッププロップ３５に入力されている。 アンド回路３３の入力側には、さらに、発振回路３２の
クロックパルスｐとカウンタ３４のオーバフロー出力信
号Ｗも入力されている。発振回路３２は水晶発振器と分
周器等によって構成され、整形信号ｇの周波数よりもか
なり高周波のクロ・ツクパルスｐ（５００ｋＨｚ程度）
を発生している。カウンタ３４は、アンド回路３３の出
力パルスｈの到来毎にその内容をカウントアンプする１
２ビツトのアップカウンタになっている。また、オーバ
フロー出カイ言号Ｗはカウンタ３４のカウント内容が所
定値以下の時には”　１）”であり、カウンタ３４のカ
ラン１内容が所定値以−ＬになるとＷは”Ｌ″に変化す
る（ごごに、”Ｈ”は高電位状態を表し、”■７”は低
電位状態を表している）。データ入力型フリノプフ１」
ツブ３５は、整形信号ｇの立ち下がりエツジをトリガ信
号としてデータ入力端子に入力された”ｌビ′を取り込
み、その出力Ｑを”Ｈ”にする（ｑ−’　Ｉ（”）。 また、補償器４からのリセット信号ｒが’　Ｈ”になる
と、カウンタ３４とフリップフロップ３５の内部状態が
りセットされる（ｂ−”ｌ、Ｌｌ、１，１、Ｌｌ、ＬＬ
Ｉ、Ｌｌ、゛、ｗ　−”　Ｉ（″、ｑ−Ｉ７″）。 次に、第３図の速度検出器３の動作について説明する。 いま、カウンタ３４とフリップフロップ３５がリセット
（３号ｒによってリセットされているものとする。波形
整形回路３１の出力信号ｇが”Ｉ７”から”［１”に変
わると、アンド回路３３の出力信号りとして発振回路３
２のクロックパルスｐが出力される。カウンタ３４は出
力信号りをカウントし、その内部状態を変化させていく
。波形整形回路３１の出力信号ｇが”Ｈ”から”Ｌ”に
変わると、アン１回路３３の出力信号りは“Ｉ７”にな
り、カウンタ３４はその内部状態を保持する。また、フ
リップフロップ３５は信号ｇの立ち下がりエツジによっ
てデータ゛’　Ｈ”を取り込み、その出力信号ｑを”■
、”から”１）”に変化させる。カウンタ３４のディジ
タル信号すは、回転センサ２の交流体列ａの（半）周期
長に比例した値であり、モータＩの回転速度に反比例し
ている。後述の補償器４は、フリップフロップ３５の出
力信号ｑを見て、ｑが”Ｈ”になるとカウンタ３４のデ
ィジタル信号すを入力し、その後にリセット信号ｒを所
定の短時間の間”Ｈ”にして、カウンタ３４とフリップ
フロップ３５を初期状態にリセットし、次の速度検出動
作に備えている。なお、モータ１の回転速度が遅過ぎる
ときには、波形整形回路３１の出力信号ｇの周期が長い
ためにカウンタ３４の内部状態が所定値以」二になり、
オーバフロー出力信号Ｗが”■］”から”■、”に変わ
り、アンド回路３３の出力信号りが“Ｌ”になり、カウ
ンタ３４が所定の大きな値を保持することもあ第２図の
補償器４は、演算器５とメモ’Ｊ　６と１）／Ａ変換器
７によって構成され、速度検出器３のディジタル信号す
を後述する内蔵のプログラムによって計算加工し、制御
信号Ｃを出力する。補償器４の制御信号Ｃは電力増幅器
８（駆動手段）に入力され、電力増幅された駆動信号ｄ
（制御信号Ｃに比例した電流）がモータ１に供給される
。従って、モータ１と回転センサ２と速度検出器３と補
償器４と電力増幅器８（駆動手段）によって速度制御系
が構成され、モータ１の回転速度が所定の値に制御され
る。 補償器４のメモリ６は、所定のプログラムと定数が格納
されたロム領域（ＲＯＭ：リードオンリーメモリ）と随
時必要な値を格納するラム領域ＣＲＡＭ：ランダムアク
セスメモリ）に別れている。演算器５はロム領域内のプ
ログラムに従って所定の動作や演算を行っている。第１
図にそのプログラムの具体的な一例を示す。次に、その
動作について詳細に説明する。 （１）〈回転誤差検出手段〉 まず、演算器５は速度検出器３のフリップフロップ３５
の出力信号ｑを入力し、信号ｑが”Ｉ（”となるのを待
っている。すなわち、速度検出器３が交流信号ａの（半
）周期を検出し、新しいディジタル信号すを出力するの
をモニタしている。ｑが”Ｈ”になると、速度検出器３
のディジタル信号すを読み込んで、ディジタル信号すに
対応する速度検出値Ｓ（ディジタル値）に直すと共に、
リセット信号ｒを所定時間”Ｈ”にして速度検出器３の
カウンタ３４とフリップフロップ３５をリセットする。 所定の基準値Ｓ　ｒｅｆから速度検出値Ｓを引いて、そ
の値をＲ倍（ここに、Ｒは所定の正の定数）し、モータ
１の現時点での回転誤差Ｅを計算する（Ｅ＝Ｒ・（Ｓｒ
ｅｆ　−３）　）。 （２）〈制御信号作成手段〉 後述するメモリ出力値作成手段によるメモリ出力値ＶＯ
と現時点の回転誤差Ｅを所定の比率Ｄ：１　（ここに、
ＤはＯ＜Ｄ≦１なる定数で、好ましくはＤ−１）にて演
算合成し、制御信号値Ｙを計算する（Ｙ＝Ｆ、＋Ｄ　−
Ｖ　Ｏ）。制御信号値ＹをＤ／Ａ変換器７に出力し、Ｙ
の値に対応した直流的な電圧（制御信号）に変換する。 （３）〈第１のカウント手段〉 Ｑ（ここに、Ｑは２以上の整数）をｍｏｄ　（法）とし
て、新しい速度検出値Ｓを得る毎に第１のカウント変数
１）をカウントアンプしていく。すなわち、１）＝１）
＋１　　（１）＋１を新しくＩｆにする）にした後に、
Ｔ１＝Ｑならば１）を０にリセットする。このような演
算をするならば、Ｉ１はＯからＱ−１の間の整数になる
。なお、Ｉｔの初期値は０とする。１）がＯならば（４
）以降の動作を実行し、１）が０でないならばｆｉ＋の
動作に復帰する。 （４）〈第２のカウント手段〉 Ｎｘ−Ｌ（一般に、Ｎｘは整数、Ｌは４以上の整数。こ
こでは、Ｎｘが２以上の整数で、Ｌが（Ｚｑ　／Ｑ）の
２以上の整数倍の整数であることが好ましいので、以後
このような場合について説明する。）をｍｏｄ　（法）
として、第１のカウント変数１）がＯになる毎に（新し
い速度検出値ＳをＱ個得る毎に）第２の力うント変数１
２をカウントアンプブしていく。すなわち、＋２＝ｒ２
＋１にした後に、Ｔ２＝ＮｘＬならばＬを０にリセット
する。このような演算をするならば、ＬはＯからＮｘＬ
−１の間の整数になる。なお、Ｌの初期値はＮｘＬ−１
とする。 （５）〈メモリ出力値作成手段〉 整数Ｊを１２に等しくＬ　〔Ｊ＝１２）　、ラム領域内
のＬ間隔ずつ離れたＮｘ個のメモリ値群Ｍ〔Ｊ−ｎＬ　
（ｍｏｄ　　Ｎｘ　Ｌ）　）　　（ｎ＝１．−−。 Ｎｘ）を使って、次式によりメモリ出力値■０を作り出
す。 一＝−−−−−−−・−＋１） ここに、比率Ｗｎの値は、 ０　＜Ｗｎ　＜　２／Ｎｘ　　（ｎ　＝　１　、　・・
・・・・、　Ｎｘ　）−−−−−一・・−−−−−＋２
１ であり、さらに、 に Ｗｎ　　＝　１　／Ｎｘ　　（ｎ　＝　１　、　　＝、
　　Ｎｘ　）−−−−ｍ−−・・−−−−（４１ にすると、（１）式はメモリ値群Ｍ　〔Ｊ−ｎＬ　（ｎ
ｏｄＮｘ　Ｌ））（”＝１＋　＋＋ｍ、Ｎｘ　）を単純
に加算合成した後にＮｘ　　（整、数）で割ることにな
り、演算が非常に簡単になる。 （６）〈更新保存手段〉 メモリ出力値作成手段によるメモリ出力値ＶＯと回転誤
差Ｅを１：１の比率に゛ζ演算合成して更新値を計算し
、第２のカウント変数１２に対応したラム領域内のメモ
リ値Ｍ（＋２）を更新しくＭ（Ｉ　２）＝Ｅ＋ＶＯ）　
、次の更新時まで格納保存する。その後に、（１）の動
作に復帰する。 このように構成するならば、第２図の負荷１０の生じる
負荷トルク変動の特定の周波数成分に対して極めて強く
なることは、先願の特許と同様である。さらに、本実施
例に示すように、速度検出器が新しい検出信号を得る毎
に制御信号作成手段は新しい制御信号を作り出すように
し、かつ、速度検出器が新しい検出信号をＱ個得る毎に
更新保存手段が１個のメモリ値を更新するようになすな
らば、実質的にメモリ手段に必要とされるメモリ数がＱ
分の１に削減される。すなわち、このようにメモリ数を
削減しても、前述の負荷トルク変動の特定の周波数成分
に対して極めて強くなる効果（回転速度変動が生じない
効果）は保持されている。これは、次のように説明でき
る。Ｌの値を大きくすると、メモリ手段やメモリ出力値
作成手段や更新保存手段の動作によって改善される周波
数成分が速度検出器の検出周波数に較べてかなり低くで
きることがわかった。従って、更新保存手段において利
用する速度検出器の検出信号の頻度をＱ分の１に小さく
しても、上述の改善効果に悪影響を生じないようにでき
るのである。 また、Ｌ＝　（Ｚｑ　／Ｑ）　　・ｋ（ここに、ｋは２
以上の整数）とするならば、モータｌの１回転周期のに
倍の周期の負荷トルク変動による回転速度変動を大幅に
抑制する効果がある。このような効果は、ビデオテープ
レコーダのキャプスタンモータの場合、非常に好ましい
ものである。これについて説明する。キャプスタンモー
タの負荷は磁気テープやピンチローラであるので、負荷
１０の発生する負荷変動はモータ１の回転に同期してい
る成分（モータ１の１回転を基本周期とした周期的な負
荷変動）以外に、モータ１の回転周波数よりも低い周波
数の負荷変動成分が生しることが多い。 このような負荷変動はキャプスタンモータの回転速度変
動の原因であり、テープ速度のワウ・フラッタを生じさ
せる。ところで、このような負荷変動はモータ１の１回
転の周期の整数倍の周期を持つ周期的な変動が多いこと
がわかった。槌って、上述の効果によって、負荷ｌ・ル
ク変動によるモータ１の回転速度のかなり低周波の変動
分を効果的に低減できる。なお、ＱはＺｑの約数に限ら
ないことを指摘しておく　（たとえば、Ｑ＝にとすれば
、ＱはＺｑに無関係になる）。 第４図に制御系全体の安定性を考慮にいれた補償器４の
プログラム例を示す。ここでは、更新保存手段における
更新値の計算の仕方と、メモリ出力値作成手段における
メモリ出力値の準備の個数と、制御信号作成手段におけ
るメモリ出力値作成手段のメモリ出力値の利用の仕方を
改良している。 次に、その動作について詳細に説明する（全体の構成は
第２図と同じであり、説明を省略する）。 ａｌｌ〈回転誤差検出手段〉 まず、演算器５は速度検出器３のフリップフロップ３５
の出力信号ｑを入力し、信号ｑが“Ｈ”となるのを待っ
ている。すなわち、速度検出器３が交流信号ａの（半）
周期を検出し、新しいディジタル信号すを出力するのを
モニタしている。ｑが”Ｈ”になると、速度検出器３の
ディジタル信号すを読み込んで、ディジタル信号すに対
応する速度検出値Ｓ（ディジタル値）に直すと共に、リ
セット信号ｒを所定時間”Ｈ”にして速度検出器３のカ
ウンタ３４とフリップフロップ３５をリセットする。所
定の基準値Ｓ　ｒｅｆから速度検出値Ｓを引いて、その
値をＲ倍（ここに、Ｒは所定の正の定数）し、モータ１
の現時点での回転誤差Ｅを計算する（Ｅ＝Ｒ・（Ｓｒｅ
ｆ　−３）　）。 α巧　く制御信号作成手段〉 後述するメモリ出力値作成手段によるメモリ出力値ｖＯ
と現時点の回転誤差Ｅを所定の比率Ｄ：１にて演算合成
し、制御信号値Ｙを計算する（Ｙ＝Ｅ＋Ｄ−ＶＯ）、制
御信号値ＹをＤ／Ａ変換器７に出力し、Ｙの値に対応し
た直流的な電圧（制御信号）に変換する。 ０争　〈第１のカウント手段〉 Ｑをｓｏｄ　（法）として、新しい速度検出値Ｓを得る
毎に第１のカウント変数１）をカウントアツプしていく
。１）がＱａ　　（ここに、ＱａはＱよりも小さい整数
）に等しくなるとメモリ出力値■０を後述のＶ（Ｐｘ）
に変更しＪ１がＱａに等しくない場合にはこのような変
更動作を行わない。 これにより、ＩＩ＜Ｑａの範囲ではＶＯ＝Ｖ　（Ｐｘ−
１〕　（後述）になり、Ｉｆ≧Ｑａの範囲ではＶＯ＝Ｖ
（Ｐｘ）になっている。さらに、ＩＩが０ならば０４）
以降の動作を実行し、１）が０でないならば０υの動作
に復帰する。 ０４）〈第２のカウント手段〉 Ｎｘ　−Ｌをｍｏｄ　（法）として、第１のカウント変
数１）が０になる毎に（新しい速度検出値ＳをＱ個得る
毎に）第２のカウント変数１２をカウントアンプしてい
く。 ０ω　〈メモリ出力値作成手段〉 レジスタ変数ｖ（ｍ＋１）の内容をＶ　（ｍ）に順番に
転送した後に（ｍ＝ｏ、１．・・・・・・、Ｐｘ−１）
、ＮｘＬをｍｏｄとして第２のカウント変数１２にＰｘ
　　（ここに、Ｐｘは１以上で３以下の整数であり、Ｐ
ｘ＝１が好ましい）を足した整数Ｊを計算する〔Ｊ＝１
２＋Ｐｘ　　（ｓｏｄ　　ＮｘＬ））。 ラム領域内のメモリ値群Ｍ　〔Ｊ−ｎＬ　（ｌｌ１ｏｄ
　　ＮｘＬ））（ｎ＝１．・・・・・・、Ｎｘ）を使っ
て次の式によって計算される最新のメモリ出力値をＶ　
（Ｐｘ　）に入れる。 （ｍｏｄ　　Ｎｘ　　Ｌ）　　）　　　　　−−一−＋
５１ここに、Ｗｎの値は（２１，＋３１式および（４）
式を満たしている。すなわち、Ｖ　（Ｐｘ　）から■〔
０〕ζ、二連続するＰｘ　＋１個のメモリ出力値群を得
る。このとき、Ｖ　（Ｐｘ　）を計算する時の（５）式
中の整数ＪとをＪｌとし、Ｖ　（０）を計算する時の（
５）式中の整数ＪをＪ２とすると、Ｊ１＝Ｊ２＋ＰＸの
関係がある。次に、制御信号作成手段において最初に利
用されるメモリ出力値ｖＯをＶ（Ｐｘ−１）にする　（
ＶＯ＝Ｖ　（Ｐｘ−１））。 θｅ　〈更新保存手段〉 レジスタ変数Ｘ（ｍ−１））の内容をＸ　（ｍ）に順番
に転送した後に（ｍ＝ｏ、１，２．・・・・・・、２Ｋ
ｄ　−１）　、Ｘ　（２Ｋｄ　）（ここに、Ｋｄは整数
であり、Ｋｄ＝３が好ましい）にメモリ出力値作成手段
によって作成された古いメモリ出力値Ｖ

〔０〕と回転誤
差Ｅを１：１の比率にて演算合成した合成値を入れる（
Ｘ　（２Ｋｄ　）　＝Ｅｉ：＋Ｖ　（０）　）。 すなわち、Ｘ（２Ｋｄ）からＸ　（０）に連続する２Ｋ
ｄ＋１個の加算値（メモリ出力値と回転誤差の加算値）
を得る。Ｎｘ　ＬをＩＩｏｄとして第２のカウント変数
１２からＫｄを引いた整数Ｋを計算する（Ｋ＝１２−Ｋ
ｄ　　（ｍｏｄ　　ＮｘＬ））、次に、Ｘ　Ｃｍ）に所
定の正の比率Ｃｌ１ｌ　（ｍ＝ｏ、１．−・・・、２Ｋ
ｄ）を掛けた値を加算合成した新しい更新値を得て、ラ
ム領域内のメモリ値Ｍ　（Ｋ）として次の更新時まで格
納保存する。すなわち、とする。ここに、比率Ｃｍには
次の関係がある。 Ｃｍ　＝Ｃ２Ｋｄ−ｍ　　（ｍ＝ｏ、１．−−、Ｋｄ）
−−ｍ−−−−−−−−−−−・−（７）その後に、０
１Ｊの動作に復帰する。 本実施例のように、更新保存手段に加重平均を取る演算
を挿入したり、制御信号作成手段において使用するメモ
リ出力値作成手段の第一のメモリ出力値ＶＯ（Ｖ　（Ｐ
ｘ　）　）と更新保存手段において使用するメモリ出力
値作成手段の第二のメモリ出力値Ｖ

〔０〕の間に所定の
ズレ（７口）ｘ〕がＶ　（０）よりも進んでいる）を設
けるならば、制御系全体の動作も安定になることを確認
した。特に、その利用タイミングに関係するＰｘやＱａ
。 値はＱの値に深く関係し、（ＱＰｘ　−Ｑａ　）≧Ｑ／
２にしたほうが良いことも解った。これは、メモリ出力
値作成手段の同一のメモリ出力値（たとえば、■

〔０〕
の値）の更新保存手段における利用タイミングに較べて
制御信号作成手段における利用タイミングを、速度検出
器の検出回数に換算したときに、Ｑ／２回以上早くする
ことを意味する。 第５図に制御系全体の安定性を考慮にいれた補償器４の
他のプログラム例を示す。ここでは、メモリ出力値作成
手段におけるメモリ出力値の計算の仕方および準備の個
数と、制御信号作成手段におけるメモリ出力値作成手段
のメモリ出力値の利用の仕方を改良している。次に、そ
の動作について詳細に説明する（全体の構成は第２図と
同じであり、説明を省略する）。 （２１）　＜回転誤差検出手段〉 まず、演算器５は速度検出器３のフリップフロップ３５
の出力信号ｑを入力し、信号ｑが”Ｉ（”となるのを待
っている。すなわち、速度検出器３が交流信号ａの（半
）周期を検出し、新しいディジタル信号すを出力するの
をモニタしている。ｑが”１）”になると、速度検出器
３のディジタル信号すを読み込んで、ディジタル信号す
に対応する速度検出値Ｓ（ディジタル値）に直すと共に
、リセット信号ｒを所定時間”Ｈ”にして速度検出器３
のカウンタ３４とフリップフロップ３５をリセットする
。所定の基準値５ｒｅｆから速度検出値Ｓを引いて、そ
の値をＲ倍（ここに、Ｒは所定の正の定数）し、モータ
１の現時点での回転誤差Ｅを計算する（Ｅ＝Ｒ・（Ｓｒ
ｅｆ　−３）　）。 （２２）　＜制御信号作成手段〉 後述するメモリ出力値作成手段によるメモリ出力値■０
と現時点の回転誤差Ｅを所定の比率Ｄ：ｌにて演算合成
し、制御信号値Ｙを計算する（Ｙ−Ｅ＋Ｄ−ＶＯ）。制
御信号値ＹをＤ／Ａ変換器７に出力し、Ｙの値に対応し
た直流的な電圧（制御信号）に変換する。 （２３）　＜第１のカウント手段〉 Ｑをｍｏｄ　（法）として、新しい速度検出値Ｓを得る
毎に第１のカウント変数１）をカウントアツプしていく
。１）がＱａ　　（ここに、ＱａはＱよりも小さい整数
）に等しくなるとメモリ出力値ｖ。 を後述の■〔Ｐｘ〕に変更しＪ１がＱａに等しくない場
合にはこのような変更動作を行わない。 これにより、１）＜Ｑａの範囲ではＶＯ＝Ｖ（Ｐｘ−１
〕　（後述）になりＪ１≧Ｑａの範囲ではＶＯ＝Ｖ［Ｐ
ｘ）になっている。さらに１）がＯならば（２４）以降
の動作を実行し、１）が０でないならば（２１）の動作
に復帰する。 （２４）　＜第２のカウント手段〉 Ｎｘ　−Ｌをｓｏｄ　（法）として、第１のカウント変
数１）が０になる毎に（新しい速度検出値ＳをＱ個得る
毎に）第２のカウント変数１２をカウントアツプしてい
く。 （２５）　＜メモリ出力値作成手段〉 レジスタ変数Ｘ（ｍ＋１３の内容をＸ　（ｍ）に順番に
転送した後に（ｍ＝ｏ、１，２．・・・・・・、２Ｋｄ
−１）、ＮｘＬをｍｏｄとして第２のカウント変数■２
にＰｘ　＋Ｋｄ　　（Ｐｘは１以上で３以下の整数であ
り、Ｋｄは１以上の整数）を足した整数Ｊを計算する〔
Ｊ＝１２＋Ｐｘ　＋Ｑｘ　　（ｍｏｄ　　ＮｘＬ））。 ラム領域内のＮｘ個のメモリ値群Ｍ〔Ｊ−ｎＬ　（ｌｌ
１ｏｄ　　Ｎｘ　Ｌ）　）　　（ｎ＝　１．−・＝、　
　Ｎｘ　）を使って次式によって算出した算出値をＸ（
２Ｋｄ）に入れる。 （ｍｏｄ　　Ｎｘ　Ｌ）　）　　−−−−−（９１ここ
に、Ｗｎの値は（２）、（３）式および（４）式を満た
している。すなわち、Ｘ（２Ｋｄ）からＸ（０，）に連
続する２Ｋｄ＋１個の算出値（Ｌ間隔ずつ離れたＮｘ個
のメモリ値から求めた算出値）を得ている。次に、レジ
スタ変数Ｖ（ｍ＋１）の内容をＶ（ｍ　）に順番に転送
した後に（ｍ＝ｏ、１．・・・・・・。 Ｐｘ　　−１）　　、Ｘ　　（ｍ）　　（ｍ＝ｏ、　　
１．−−、　２Ｋｄ）に所定の正の比率Ｃｍ　　（ｍ＝
０．１．−・”、２Ｋｄ）を掛けた値を加算合成した最
新のメモリ出力値を得て、Ｖ（Ｐｘ）に入れる。 ここに、比率Ｃｌ１）には（？）、　（８１式の関係が
ある。すなわち、Ｖ　（Ｐｘ　）からｖ

〔０〕に連続す
るＰｘ＋１個のメモリ出力値を得ている。このとき、実
質的にＶ（Ｐｘ）を計算する時の（９）式中の整数Ｊを
Ｊｌとし、実質的に■

〔０〕を計算する時の（９）式中
の整数ＪをＪ２とすると、Ｊ１＝Ｊ２＋Ｐｘの関係があ
る。すなわち、Ｖ（Ｐｘ）とＶ　（０）の間には整数Ｐ
ｘに対応したズレがある。次に、メモリ出力値ｖＯをＶ
　（Ｐｘ−１）にする（ＶＯ＝Ｖ　（Ｐｘ−１）。 （２６）　＜更新保存手段〉 メモリ出力値作成手段によって作成された古いメモリ出
力値Ｖ　（０）と回転誤差Ｅを１：１の比率にて演算合
成して更新値を計算し、第２のカラント変数１２に対応
したラム領域内のメモリ値Ｍ〔■２〕を更新しくＭ　（
１２）　＝Ｅ＋Ｖ　（０）　）、次の更新時まで格納保
存する。その後に、（２１）の動作に復帰する。 本実施例のように、メモリ出力値作成手段に加重平均を
取る演算および複数個のメモリ出力値を準備する演算を
挿入し、制御信号作成手段において使用するメモリ出力
値作成手段の第一のメモリ出力値Ｖｏ　　（Ｖ　（Ｐｘ
　）　）と更新保存手段において使用するメモリ出力値
作成手段の第二のメモリ出力値ｖ

〔０〕の間に所定のズ
レ（Ｖ　（Ｐｘ　）がＶ

〔０〕よりも進んでいる）を設
けておくと、制御系全体の動作も安定になる。この場合
も、（ＱＰｘ　−Ｑａ　）≧Ｑ／２にしたほうが良い。 なお、比率ＷｎやＣｌ１）による演算は上記の形に限ら
れるものではなく、上記のプログラムの内容を実質的に
実現するものであればよく、各種の等価的な式変形が可
能であることは言うまでもない。 また、新しい回転誤差が得られた時に、最初に制御信号
作成手段による新しい制御信号の出力動作を行い、その
後に、メモリ出力値作成手段によって次のサンプリング
時点で使用するメモリ出力値を計算するようになすなら
ば、メモリ出力値作成手段の演算時間を長くとれると共
に、制御信号の出力までの時間遅れを短くできるので、
制御系の安定性を確保し易い。 前述の各実施例では、速度検出器によってモータの回転
速度のみを検出するようにしたが、これ以外にモータの
回転位相を周知の位相検出器によって検出し、その両者
を合成して回転誤差としてもよく、本発明に含まれるこ
とは言うまでもない。 また、補償器の出力をディジタル信号やＰＷＭ信号（パ
ルス幅変調信号）にしたり、電力増幅器（駆動手段）の
出力信号をＰＷＭ信号にしてもよい。また、モータにブ
ラシレス直流モータを用いても良い。さらに、補償器を
ＰＬＡ（プログラマブル・ロジック・アレイ）等により
完全なハードウェアによって構成し、前述のプログラム
による動作と同じ動作をおこなわせるようにしてもよい
。 また、アナログ的な演算素子を利用するようにしてもよ
い。その他、本発明の主旨を変えずして種々の変更が可
能である。 発明の効果 本発明のモータの速度制御装置は、メモリ数を大幅に削
減しながらも、特定の周波数に於て極めて良好な制御特
性を有し、負荷トルクの変動による回転速度の変動が大
幅に低減されている。従って、本発明に基き、ビデオテ
ープレコーダのキャプスタンモータを構成するならば、
高性能なモータの速度制御装置を経済的に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の補償器の内蔵プログラムの一例を表す
フローチャート図、第２図は本発明の実施例の全体の構
成を表す構成図、第３図は第２図の速度検出器の具体的
な構成例を表す構成図、第４図は本発明の補償器の内蔵
プログラムの他の例を表すフローチャート図、第５図は
本発明の補償器の内蔵プログラムの他の例を表すフロー
チャート図である。 １・・・・・・モータ、２・旧・・回転センサ、３・旧
・・速度検出器、４・・・・・・補償器、５・・・・・
・演算器、６・旧・・メモリ、７・・・・・・Ｄ／Ａ変
換器、８・・・・・・電力増幅器、１０・・・・・・負
荷。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータの回転速度に応じた周期の交流信号を生じ
   る回転センサと、前記回転センサの交流信号により前記
   モータの１回転当たり複数回の検出を行う速度検出手段
   と、前記速度検出手段の検出信号にもとずき制御信号を
   作り出す補償手段と、前記補償手段の制御信号に応じて
   前記モータを駆動する駆動手段とを具備し、 前記補償手段は、前記速度検出手段の検出信号に応動し
   た回転誤差を得る回転誤差検出手段と、４個以上のメモ
   リ値を格納するメモリ手段と、前記メモリ手段に格納さ
   れている少なくとも１個のメモリ値を使ってメモリ出力
   値を作り出すメモリ出力値作成手段と、前記メモリ出力
   値作成手段のメモリ出力値と前記回転誤差検出手段の回
   転誤差を演算合成した値に対応した更新値によって前記
   メモリ手段のメモリ値を実質的に順番に更新保存する更
   新保存手段と、前記メモリ出力値作成手段のメモリ出力
   値と前記回転誤差検出手段の回転誤差を演算合成して前
   記制御信号を作り出す制御信号作成手段とを有し、 前記速度検出手段が新しい検出信号を得る毎に前記制御
   信号作成手段は新しい制御信号を作り出すようになされ
   、かつ、前記速度検出手段が新しい検出信号をＱ個（こ
   こに、Ｑは２以上の整数）得る毎に前記更新保存手段は
   実質的に１個のメモリ値を更新するようになされたこと
   を特徴とするモータの速度制御装置。
2. （２）メモリ手段はＮｘＬ個（ここに、Ｎｘは１以上の
   整数、Ｌは４以上の整数）のメモリ値群Ｍ〔０〕からＭ
   〔ＮｘＬ−１〕を格納し、更新保存手段は順次Ｍ〔０〕
   、Ｍ〔１〕、……、Ｍ〔ＮｘＬ−１〕の順に更新してい
   くことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のモ
   ータの速度制御装置。
3. （３）Ｎｘ≧２となし、メモリ出力値作成手段がメモリ
   手段のＬ間隔ずつ離れたメモリ値群Ｍ〔Ｊ−ｎＬ（ｍｏ
   ｄ　ＮｘＬ）〕（ｎ＝１、……、Ｎｘ）（ここに、Ｊは
   整数）を演算合成した値に実質的に対応したメモリ出力
   値を算出するようになされたことを特徴とする特許請求
   の範囲第（２）項記載のモータの速度制御装置。
4. （４）速度検出手段がモータの１回転あたりＺｐ回（こ
   こに、Ｚｐは２以上の整数）の検出信号を得るようにな
   されているときに、Ｌ＝（Ｚｐ／Ｑ）・ｋ（ここに、ｋ
   は２以上の整数で、Ｌを整数となす値）にしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第（２）項記載のモータの速度
   制御装置。
5. （５）メモリ出力値作成手段は、メモリ手段のＮｘ個の
   メモリ値Ｍ〔Ｊ−ｎＬ（ｍｏｄ　ＮｘＬ）〕（ｎ＝１、
   ……、Ｎｘ）（ここに、Ｊは整数）を使って算出した算
   出値を求め、さらに、前記整数Ｊに関して連続する複数
   個の前記算出値にそれぞれ所定の比率を掛けた値を加算
   合成してメモリ出力値としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第（２）項記載のモータの速度制御装置。
6. （６）更新保存手段は、メモリ出力値作成手段のメモリ
   出力値と回転誤差検出手段の回転誤差を加算した加算値
   を求め、連続する複数個の前記加算値にそれぞれ所定の
   比率を掛けた値を加算合成した値を新しい更新値として
   メモリ手段のメモリ値に保存格納するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載のモータの速
   度制御装置。
7. （７）制御信号作成手段において利用されるメモリ出力
   値作成手段の第一のメモリ出力値は実質的にメモリ手段
   のＮｘ個のメモリ値Ｍ５〔Ｊ１−ｎＬ（ｍｏｄ　ＮｘＬ
   ）〕（ｎ−１、……、Ｎｘ）（ここに、Ｊ１は整数）を
   使って作成され、更新保存手段において利用される前記
   メモリ出力値作成手段の第二のメモリ出力値は実質的に
   前記メモリ手段の他のＮｘ個のメモリ値Ｍ〔Ｊ２−ｎＬ
   （ｍｏｄ　ＮｘＬ）〕（ｎ＝１、……、Ｎｘ）（ここに
   、Ｊ２は整数）を使って作成され、前記整数Ｊ１とＪ２
   の間に実質的にＪ１＝Ｊ２＋Ｐｘ（ｍｏｄ　ＮｘＬ）（
   ここに、Ｐｘは１以上の整数）の関係があることを特徴
   とする特許請求の範囲第（２）項記載のモータの速度制
   御装置。
8. （８）速度検出手段の検出回数に換算したときに、メモ
   リ出力値作成手段のメモリ出力値の制御信号作成手段に
   おける利用タイミングが更新保存手段における利用タイ
   ミングよりもＱ／２回以上早いことを特徴とする特許請
   求の範囲第（２）項記載のモータの速度制御装置。