JPH01126183A - Rotational speed controller for motor - Google Patents
Rotational speed controller for motorInfo
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は速度信号の周期を計測して、基準値からの誤差
データをディジタル値で出力する速度誤差検出器を備え
たモータの回転速度制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a motor rotation speed control device equipped with a speed error detector that measures the period of a speed signal and outputs error data from a reference value as a digital value. It is something.
従来の技術
第３図は家庭用ビデオテープレコーダのキャプスタン速
度制御系の代表的な機能ブロックダイアダラムを示した
ものである。第３図において、キャプスタンモータ１に
連結された周波数発電機２からは、第４図Ａに示すよう
な交流信号が出力されるが、この交流信号はキャプスタ
ンモータ１の回転速度に依存した繰り返し周期を有して
おり、ＦＧ信号増幅器３によって第４図Ｂに示すような
方形波にまで増幅されて波形整形される。さらに、逓倍
回路４において、第４図Ｂの信号波形から第４図Ｃの信
号波形が作りだされて速度誤差検出器５に送られる。一
方、速度誤差検出器５では第４図Ｃの信号波形のリーデ
ィングエツジ（前縁）から次のリーディングエツジまで
の周期がカウンタ等によってディジタル的に計測され、
固定基準値からの誤差データが出力される。この誤差デ
ータは、ディジタルフィルタ６によって周波数領域のゲ
イン補償が行なわれたうえで、Ｄ−Ａコンバータ７に供
給され、Ｄ−Ａコンバータ７の出力はキャプスタンモー
タ１を駆動するためのモータ駆動回路８に供給される。BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 3 shows a typical functional block diagram of a capstan speed control system for a home video tape recorder. In FIG. 3, the frequency generator 2 connected to the capstan motor 1 outputs an AC signal as shown in FIG. 4A, but this AC signal depends on the rotation speed of the capstan motor 1. It has a repeating period, and is amplified by the FG signal amplifier 3 to a square wave as shown in FIG. 4B, and its waveform is shaped. Further, in the multiplier circuit 4, the signal waveform shown in FIG. 4C is generated from the signal waveform shown in FIG. 4B, and is sent to the speed error detector 5. On the other hand, in the speed error detector 5, the period from the leading edge of the signal waveform shown in FIG. 4C to the next leading edge is digitally measured by a counter or the like.
Error data from the fixed reference value is output. This error data is subjected to gain compensation in the frequency domain by the digital filter 6 and then supplied to the D-A converter 7, and the output of the D-A converter 7 is used in the motor drive circuit for driving the capstan motor 1. 8.
したがって、第３図に示したブロックはキャプスタンモ
ータ１を定速回転させるための閉ループ速度制御系を構
成している。また、第３図の装置において、逓倍回路４
は速度制御系の応答性を改善するために使われている。Therefore, the blocks shown in FIG. 3 constitute a closed loop speed control system for rotating the capstan motor 1 at a constant speed. In addition, in the device shown in FIG. 3, the multiplier circuit 4
is used to improve the responsiveness of speed control systems.
すなわち、キャプスタンモータの回転速度は、第４図Ｃ
の信号波形のリーディングエツジが到来する毎に、前回
のリーディングエツジの到来時点からの速度変化分の平
均値として計測される（一般に移動平均と呼ばれる。）
が、逓倍回路４を用いない場合には第４図Ｂの信号波形
のリーディングエツジ間を計測することになり、計測イ
ンターバルが長くなって制御系の応答特性が悪化する。That is, the rotational speed of the capstan motor is as shown in Fig. 4C.
Each time the leading edge of the signal waveform arrives, it is measured as the average value of the speed change from the time the previous leading edge arrived (generally called a moving average).
However, if the multiplier circuit 4 is not used, the measurement will be performed between the leading edges of the signal waveform shown in FIG. 4B, which will lengthen the measurement interval and deteriorate the response characteristics of the control system.
これを解消するには、周波数発電機２の出力周波数を高
くすればよいが、機械的な加工精度の問題から限界があ
づた。このため、周波数発電機の出力を電気的に逓倍す
る方法が多用されている。To solve this problem, the output frequency of the frequency generator 2 can be increased, but there is a limit due to problems with mechanical processing accuracy. For this reason, a method of electrically multiplying the output of a frequency generator is often used.
ところで、家庭用ビデオテープレコーダのキャプスタン
モータとしてはダイレクトドライブ形式のものが多用さ
れ、その場合にはモータ自身が発生する一回転中のトル
クリフプルがしばしば問題になる。これは、キャプスタ
ンモータの負荷トルクが変動しなかったとしても、発生
トルクの変動によって回転速度の変動をきたすもので、
モータの回転むらの一要因になっている。このトルクリ
ンプルは周期的に発生するため、その影響を除去するの
に、例えば、「中野他、“操り返し制御系の理論と応用
”、システムと制御、 ｖｏｌ、３０＋Ｎｏ、Ｌ＋ｐｐ
、 ３４〜４１．１９８６ Ｊで紹介されているような
繰り返し制御■（学習制御と呼ばれる場合もある。）が
有効であるといわれている。第５図は第３図の制御系に
繰り返し制御方式を適用したもので、一方の入力側に速
度誤差検出器５からの速度誤差データが供給される加算
器９と、逓倍回路４の出力信号のリーディングエツジが
到来する毎にカウントアツプし、キャプスタンモーター
が一回転するとカウント値が一巡するリングカウンター
０によって特定のアドレスが選択されて、その出力デー
タが前記加算器９の他方の入力側に供給されるデータメ
モリーｌによづて、繰り返しコントローラと呼ばれるブ
ロックが構成されている。なお、前記加算器９の出力デ
ータはディジタルフィルタ６に供給されるとともに、前
記データメモリの特定アドレスに格納される。By the way, direct drive type capstan motors are often used in home video tape recorders, and in this case, torque ripple generated by the motor itself during one revolution often becomes a problem. This is because even if the load torque of the capstan motor does not fluctuate, the rotational speed will fluctuate due to fluctuations in the generated torque.
This is one of the causes of uneven rotation of the motor. Since this torque ripple occurs periodically, in order to remove its influence, for example, "Nakano et al., "Theory and Application of Steering Control System", System and Control, vol. 30+No. L+pp.
, 34-41.1986 J, iterative control (sometimes called learning control) is said to be effective. FIG. 5 shows a repeating control system applied to the control system shown in FIG. A specific address is selected by the ring counter 0, which counts up every time the leading edge of the adder 9 arrives, and completes the count value when the capstan motor rotates once, and the output data is sent to the other input side of the adder 9. Based on the supplied data memory l, a block called an iterative controller is constructed. Note that the output data of the adder 9 is supplied to the digital filter 6 and is stored at a specific address in the data memory.
繰り返しコントローラ部分だけを、むだ時間要素を用い
てブロック表現すると第６図に示すようになり、前記リ
ングカウンターＯの一巡の周期をＬとすると、繰り返し
コントローラ部分の伝達関数Ｇｒは次式で与えられる。When only the repetitive controller part is expressed as a block using dead time elements, it becomes as shown in FIG. 6. If the period of one round of the ring counter O is L, the transfer function Gr of the repetitive controller part is given by the following equation. .
なお、Ｓはラプラス演算子であり、（１）式から次式を
満たす角周波数ωｋにおいて伝達関数の周波数ゲイン特
性が実質的に無限大となる。Note that S is a Laplace operator, and the frequency gain characteristic of the transfer function becomes substantially infinite at an angular frequency ωk that satisfies the following equation from equation (1).
ωに＝２πに／Ｌ、（ｋ ＝０．１’、２．・・・・・
・）・・・・・・（２）定性的には、速度誤差検出器５
から出力される誤差データの周期的変動成分がすべてデ
ータメモＵ １１に吸収されて、データメモリ１１によ
る速度誤差検出器５の肩代わりが行なわれたとき、キャ
プスタンモータ１の回転速度変動のうち、（２）式を満
足する周波数成分の変動はなくなって、速度誤差検出器
５の出力のデータの値が０となる。ω = 2π /L, (k = 0.1', 2.
・)・・・・・・(2) Qualitatively, speed error detector 5
When all the periodic fluctuation components of the error data output from the data memory U 11 are absorbed into the data memory U 11 and the data memory 11 takes over the role of the speed error detector 5, among the fluctuations in the rotational speed of the capstan motor 1, There is no longer a fluctuation in the frequency component that satisfies equation (2), and the value of the data output from the speed error detector 5 becomes zero.
このように、第５図に示した回転速度制御装置は、トル
クリップルなどの、周期的に発生する速度変動要因の影
響を相殺するのにきわめて効果的である。In this way, the rotational speed control device shown in FIG. 5 is extremely effective in canceling out the influence of periodically occurring speed fluctuation factors such as torque ripple.
発明が解決しようとする問題点
さて、第７図は第５図の装置のキャプスタンモータ１の
回転速度変動の時間応答特性図で、モータの起動後に繰
り返しコントローラの動作を開始させてから、キャプス
タンモータ１の回転速度変動の推移の模様をプロットし
たものである。第７図の時刻ｔＱ、ｔ１．ｔ２．ｔ３の
間の時間間隔はいずれもキャプスタンモータ１の一回転
周期に等しく、時刻ｔｏから時刻ｔ１までは第５図の速
度誤差検出器５によって計測された誤差データが次々と
データメモリ１１に格納されていく期間であり、誤差デ
ータの取り込み過程といえる０時刻ｔ１から時刻ｔ２ま
で、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、あるいはそれ以降はデ
ータメモリ１１に格納された誤差データの周期パターン
が速度誤差検出器５の出力を加味して修正されていく学
習過程といえる。また、第７図の例では２回の学習過程
を含む３回転周期の後に速度変動が最小値に収束してい
る。Problems to be Solved by the Invention Now, FIG. 7 is a time response characteristic diagram of the rotational speed fluctuation of the capstan motor 1 of the device shown in FIG. 4 is a plot of the pattern of changes in the rotational speed of the stun motor 1. Time tQ, t1. t2. The time interval between t3 is equal to one rotation period of the capstan motor 1, and from time to to time t1, error data measured by the speed error detector 5 shown in FIG. 5 is stored one after another in the data memory 11. From time t1 to time t2, from time t2 to time t3, or from time t2 to time t3, or thereafter, the periodic pattern of error data stored in the data memory 11 is used as the speed error detector. This can be said to be a learning process in which the output of step 5 is taken into account and modified. Further, in the example shown in FIG. 7, the speed fluctuation converges to the minimum value after three rotation periods including two learning processes.
ところで、（１１，＋２１式からもわかるように、繰り
返しコントローラを用いたフィードバック型の速度制御
系は、キャプスタンモータｌの１回転の整数倍の周波数
の周期性を有する外乱に対してきわめて高い抑制効果を
有しているが、その反面、制御系の応答周波数の上限に
おけるゲイン余裕や位相余裕の喪失による系の不安定化
の問題や、周期性を有さない外乱に対する制御特性の悪
化などの不都合を存している。By the way, as can be seen from equations (11 and +21), the feedback type speed control system using a repeating controller has extremely high suppression of disturbances having periodicity with a frequency that is an integral multiple of one rotation of the capstan motor l. However, on the other hand, there are problems such as system instability due to loss of gain margin and phase margin at the upper limit of the response frequency of the control system, and deterioration of control characteristics against non-periodic disturbances. There are some inconveniences.
これらの不都合を解消するには、ゲイン余裕や位相余裕
を確保するための補償フィルタの追加もさることながら
、できるかぎり早期に繰り返しコントローラを制御系か
ら切り離すことが重要な問題となってくる。In order to eliminate these inconveniences, it is important not only to add a compensation filter to ensure gain margin and phase margin, but also to disconnect the iterative controller from the control system as early as possible.
問題点を解決するための手段
前記した問題点を解決するために本発明のモータの回転
速度制御装置では、アドレスが平均速度の計測区間に応
じて選択され、該アドレスに平均速度の測定値に基づい
た区間データが格納されるデータメモリと、平均速度計
測手段からの出力と基準値と前記データメモリに格納さ
れている区間データの値を加算して誤差データを出力す
る誤差検出手段と、前記データメモリに格納する新たな
区間データと同一アドレスに格納されている区間データ
の値の差があらかじめ設定した範囲内に収束した時点で
区間データの更新を終了させる区間データ更新手段と、
前記推定誤差データに基づいて前記モータを駆動する駆
動手段を備えている。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, in the motor rotational speed control device of the present invention, an address is selected according to the measurement interval of the average speed, and the measured value of the average speed is assigned to the address. a data memory storing section data based on the average speed measuring means, an error detecting means for adding the output from the average speed measuring means, a reference value, and the value of the section data stored in the data memory to output error data; Section data updating means that finishes updating the section data when the difference between the values of the new section data stored in the data memory and the section data stored at the same address converges within a preset range;
The apparatus further includes driving means for driving the motor based on the estimated error data.
作用
本発明では前記した構成によって、繰り返しコントロー
ラを制御系から切り離すことが可能なモータの回転速度
制御装置を実現できる。According to the present invention, with the above-described configuration, it is possible to realize a motor rotation speed control device in which the repeat controller can be separated from the control system.
実施例
以下、本発明の一実施例のモータの回転速度制御装置に
ついて図面を参照しながら説明する。Embodiment Hereinafter, a motor rotation speed control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図はモータの回転速度制御装置のブロックダイアグ
ラムを示したものであり、第５図と同一のブロックは同
一図番にて示されている。第１図の装置では、ＦＣ信号
増幅器３の出力信号のリーディングエツジが到来する毎
にカウントアツプし、キャプスタンモータ１が一回転し
たときにそのカウント値が一巡するリングカウンタ１０
と、逓倍回路４の出力信号のリーディングエツジが到来
する毎にその区間内の基準クロックの個数をカウントす
ることにより、周期毎のインターバルを計測して該計測
区間における平均測定値として出力するカウンタ２０と
、前記カウンタ２０の出力が一方の入力側に供給され、
その出力が誤差データとしてディジタルフィルタ６に供
給される第１加算器２１と、複数のアドレスを有し、そ
のアドレスが前記リングカウンタ１０の出力によって切
り換えられるデータメモリ１１と、あらかじめ用意され
た固定基準値を出力する基準値発生器１５からの出力と
、前記データメモリ１１の特定アドレスの区間データを
加算して前記第１加算器２１の他方の入力側に供給する
第２加算器２２と、前記第１加算器２１の出力が一方の
入力側に供給された第３加算器２３と、前記データメモ
リの区間データの符号を反転して前記第３加算器２３の
他方の入力側に供給する補数器２４と、前記第３加算器
２３から誤差データと区間データとの偏差データが供給
されるとともに、前記リングカウンタ１０から一巡信号
が供給される最大値検出器２６と、タイミング判別のた
めに前記ＦＣ信号増幅器３と前記逓倍回路４の出力が供
給され、前記第１加算器２１の出力データを前記データ
メモリ１１に格納するかどうかを判別するとともに、前
記最大値検出器２６の出力によって区間データの更新を
中止する判別器２５を備えている。また、前記第３加算
器２３と前記補数器２４ならびに前記判別器２５、前記
最大値検出器２６によって、前記データメモリ１１の特
定アドレスに格納する新たな区間データを出力する区間
データ更新ブロック３０が構成されている。なお、第１
加算器２１に減算を行なわせるために基準値発生器１５
からはマイナスの基準値データが供給されるものとする
。FIG. 1 shows a block diagram of a motor rotational speed control device, and the same blocks as in FIG. 5 are designated by the same figure numbers. In the device shown in FIG. 1, a ring counter 10 counts up each time the leading edge of the output signal of the FC signal amplifier 3 arrives, and the count value completes one cycle when the capstan motor 1 rotates once.
and a counter 20 which counts the number of reference clocks within the interval each time the leading edge of the output signal of the multiplier circuit 4 arrives, thereby measuring the interval for each cycle and outputting the result as an average measured value in the measurement interval. and the output of the counter 20 is supplied to one input side,
a first adder 21 whose output is supplied to the digital filter 6 as error data; a data memory 11 having a plurality of addresses whose addresses are switched by the output of the ring counter 10; and a fixed reference prepared in advance. a second adder 22 that adds the output from the reference value generator 15 that outputs a value and section data of a specific address of the data memory 11 and supplies the result to the other input side of the first adder 21; a third adder 23 whose one input side is supplied with the output of the first adder 21; and a complement which inverts the sign of the interval data of the data memory and supplies it to the other input side of the third adder 23; a maximum value detector 26 to which deviation data between error data and interval data is supplied from the third adder 23 and a cycle signal from the ring counter 10; The outputs of the FC signal amplifier 3 and the multiplier circuit 4 are supplied, and it is determined whether or not the output data of the first adder 21 is stored in the data memory 11, and the section data is determined by the output of the maximum value detector 26. It is equipped with a discriminator 25 that stops the update of . Further, the third adder 23, the complementer 24, the discriminator 25, and the maximum value detector 26 cause an interval data update block 30 to output new interval data to be stored at a specific address in the data memory 11. It is configured. In addition, the first
A reference value generator 15 is used to cause the adder 21 to perform subtraction.
It is assumed that negative reference value data is supplied from .
以上のように構成されたモータの回転速度制御装置につ
いて、第１図のブロック構成図と第２図に示したタイミ
ングチャートをもとにその動作を説明する。ここに、第
２図ＡはＦＣ信号増幅器３の出力信号波形を示し、第２
図Ｂば逓倍回路４の出力信号波形を示し、第２図Ｃはリ
ングカウンタ１０のカウント値の推移を示し、第２図り
はデータメモリ１１に格納される区間データの値の推移
を示したものである。The operation of the motor rotational speed control device configured as described above will be explained based on the block diagram shown in FIG. 1 and the timing chart shown in FIG. 2. Here, FIG. 2A shows the output signal waveform of the FC signal amplifier 3, and the second
Figure B shows the output signal waveform of the multiplier circuit 4, Figure 2C shows the change in the count value of the ring counter 10, and Figure 2 shows the change in the value of the interval data stored in the data memory 11 It is.
なお、キャプスタンモータ１が一回転する間に周波数発
電機２がｐサイクルの出力信号を発生するものとし、リ
ングカウンタ１０のカウント値は０から（ｐ−１）まで
変化するとともに、そのカウント値が０のときに一巡信
号を最大値検出器２６に送出し、データメモリ１１はｐ
個のメモリセルを有しているものとする。It is assumed that the frequency generator 2 generates a p-cycle output signal during one revolution of the capstan motor 1, and the count value of the ring counter 10 changes from 0 to (p-1). When p is 0, a cycle signal is sent to the maximum value detector 26, and the data memory 11
It is assumed that the memory cell has 1 memory cell.
第２図の時刻ｔｏが到来すると、リングカウンタＩＯの
カウント値は０となり、で−タメモリ１１の０番地に格
納されている区間データが選択され、第２加算器２２に
よって基準値発生器１５からの基準値データとの加算が
行なわれて、その結果が第１加算器２１に供給される。When the time to shown in FIG. is added to the reference value data, and the result is supplied to the first adder 21.
一方、カウンタ２０によって時刻ｔ１までに計測された
キャプスタンモータ１の平均速度誤差データと前記第２
加算器２２の出力データが第１加算器２１によって加算
されて、その結果が誤差データとしてディジタルフィル
タ６に供給されるとともに第３加算器２３３判別器２５
にも供給される。第３加算器２３では、この誤差データ
と、補数器２４によって符号反転された区間データとの
加算が行なわれ、加算結果が最大値検出器２６に供給さ
れる。On the other hand, the average speed error data of the capstan motor 1 measured by the counter 20 up to time t1 and the second
The output data of the adder 22 is added by the first adder 21, and the result is supplied as error data to the digital filter 6, and also to the third adder 233 and the discriminator 25.
Also supplied. The third adder 23 adds this error data to the section data whose sign has been inverted by the complementer 24, and the addition result is supplied to the maximum value detector 26.
最大値検出器２６ではリングカウンタ１０からの一巡信
号を受は付けてから次の一巡信号を受は付けるまでの間
の前記第３加算器２３の出力データの絶対値の最も大き
なものを保持するように構成されている。The maximum value detector 26 holds the largest absolute value of the output data of the third adder 23 from when one cycle signal is received from the ring counter 10 until when the next cycle signal is accepted. It is configured as follows.
ここで、基準値発生器１５から供給される基準値を（−
Ｒｓ）、時刻ｔ１以前にデータメモリ１１のＯ番地に格
納されている区間データをＤＯ１時刻ｔ１が到来したと
きのカウンタ２０のカウント値をＮＯとすると、誤差デ
ータの値ＥｒＯは次式によって導出される。Here, the reference value supplied from the reference value generator 15 is (-
Rs), the interval data stored at address O of the data memory 11 before time t1 is DO1.If the count value of the counter 20 when time t1 arrives is NO, then the error data value ErO is derived by the following equation. Ru.
Ｅｒ０−ＮＯ−（Ｒｓ−Ｄｏ） ・・・・・・（
３１また、第３加算器２３による加算結果ＣＯは、Ｃ０
−Ｅｒ０−Ｄ。Er0-NO-(Rs-Do) ・・・・・・(
31 Furthermore, the addition result CO by the third adder 23 is C0
-Er0-D.
＝ＮＯ−Ｒｓ ・・・・・・（４）
すなわち、第１加算器２１からは偏位置にデータメモリ
１１の０番地に格納されている区間データを加算したも
のが誤差データＥｒＯとして出力され、第３加算器２３
からは偏位量ＣＯに相当するデータが出力される。最大
値検出器２６はこの時点でそれまでに自身が保持してい
た一回転周期の間の第３加算器２３の出力データの最大
値の大きさを評価し、その値があらかじめ設定された範
囲内であるときには、判別器２５に対して区間データの
更新中止の指令信号を送出するが、ここでは、その値が
あらかじめ設定された範囲を越えていたものとすると、
第３加算器２３からの出力データの絶対値が最大値検出
器２６に保持される。=NO-Rs (4)
That is, the first adder 21 outputs the result obtained by adding the interval data stored at address 0 of the data memory 11 to the offset position as error data ErO, and the third adder 23
Data corresponding to the amount of deviation CO is output from. At this point, the maximum value detector 26 evaluates the magnitude of the maximum value of the output data of the third adder 23 during one rotation period that it has held up to that point, and determines that value within a preset range. When the value is within the preset range, a command signal to stop updating the section data is sent to the discriminator 25. Here, it is assumed that the value exceeds the preset range.
The absolute value of the output data from the third adder 23 is held in the maximum value detector 26.
また、時刻ｔ２が到来した後に、判別器２５によって誤
差データＥｒＯが区間データとしてデータメモリ１１の
Ｏ番地に格納される。Further, after time t2 arrives, the discriminator 25 stores the error data ErO as interval data at address O of the data memory 11.
時刻ｔ２が到来すると、カウンタ２０は時刻ｔ１から時
刻ｔ２までの新たなカウント値Ｎ１を出力するが、リン
グカウンタ１０のカウント値は０のまま変化せず、次式
で与えられる誤差データＥｒｌが第１加算器２１から出
力される。When time t2 arrives, the counter 20 outputs a new count value N1 from time t1 to time t2, but the count value of the ring counter 10 remains 0 and does not change, and the error data Erl given by the following equation is 1 adder 21.
Ｅ ｒ １ ＝Ｎ １− （Ｒｓ −Ｄ Ｏ）
−（５１時刻ｔ３が到来すると、リングカウンタ１０の
カウント値は１となり、データメモリ１１の１番地に格
納されている区間データが選択される０時刻ｔ３以前に
データメモリ１１の１番地に格納されている区間データ
Ｄ１とし、カウンタ２０のカウント値をＮ２とすると、
誤差データの値Ｅｒ２は次式によって導出される。E r 1 =N 1- (Rs -D O)
-(51 When time t3 arrives, the count value of the ring counter 10 becomes 1, and the interval data stored at address 1 of data memory 11 is selected.) Assuming that the interval data is D1 and the count value of the counter 20 is N2,
The error data value Er2 is derived from the following equation.
Ｅｒ ２＝Ｎ２− （Ｒｓ−ＤＩ） ・・・・・
（６１また、第３加算器２３による加算結果Ｃ１は、Ｃ
ｌ−Ｅｒ２＋ＤＩ
ツＮ２−Ｒ５・・・・・・（７）
偏位量Ｃ１の絶対値が最大値検出器２６に保持されてい
る値よりも大きければ、最大値検出器２６の値が書き換
えられる。また１時刻ｔ４が到来した後に、判別器２５
によって誤差データＥｒ２がこの区間の区間データとし
てデータメモリ１１のＯ番地に格納される。Er2=N2- (Rs-DI)...
(61 Also, the addition result C1 by the third adder 23 is C
l-Er2+DI TSN2-R5 (7) If the absolute value of the deviation amount C1 is larger than the value held in the maximum value detector 26, the value of the maximum value detector 26 is rewritten. . Furthermore, after the arrival of one time t4, the discriminator 25
Accordingly, the error data Er2 is stored at address O of the data memory 11 as section data of this section.
第２図の時刻ｔ１の時点からキャプスタンモータ１が一
回転して、時刻ｔｌｌが到来すると、リングカウンタ１
０のカウント値は再び０となり、時刻ｔ２が到来した後
にデータメモリ１１のＯ番地に格納された区間データＥ
ｒＯが選択される。この時点のカウンタ２０のカウント
値をＮ（２Ｐ）とすると、誤差データの値Ｅｒ （２
Ｐ）は次式によって導出される。When the capstan motor 1 rotates once from time t1 in FIG. 2 and time tll arrives, the ring counter 1
The count value of 0 becomes 0 again, and the section data E stored at address O of the data memory 11 after time t2 arrives.
rO is selected. If the count value of the counter 20 at this point is N (2P), then the error data value Er (2
P) is derived from the following equation.
Ｅｒ （２Ｐ）−Ｎ （２Ｐ）
（Ｒｓ−Ｅ ｒ Ｏ） −−（８１また、第３加
算器２３での加算結果Ｃ（２Ｐ）は、
Ｃ（２Ｐ）＝Ｅｒ （２Ｐ）−ＥｒＯ
＝Ｎ （２Ｐ） −Ｒｓ −・・・・−（９１時
刻ｔ１から時刻ｔｌｌまでの一回転周期の間に最大値検
出器２６に保持された量大偏位量があらかじめ設定され
た範囲を越えていたものとすると、第３加算器２３から
の出力Ｃ（２Ｐ）の絶対値が最大検出器２６に保持され
る。また、判別器２５によって誤差データＥｒ（２Ｐ）
がこの区間の区間データとしてデータメモリ１１の０番
地に格納される。Er (2P) - N (2P) (Rs - E r O) -- (81 Also, the addition result C (2P) in the third adder 23 is C (2P) = Er (2P) - ErO = N (2P) -Rs -...- (91 The large deviation amount held in the maximum value detector 26 during one rotation period from time t1 to time tll exceeded the preset range. Then, the absolute value of the output C(2P) from the third adder 23 is held in the maximum detector 26. Also, the error data Er(2P)
is stored at address 0 of the data memory 11 as section data of this section.
このように、第１図に示したモータの回転速度制？２１
１装置においても、最大値検出器２６から判別器２５に
対して区間データの更新中止の指令信号が送出されるま
では、第１加算器２１．第２加算器２２１区間データ更
新ブロンク３０． リングカウンタ１０．データメモ
リ１１によって第５図の装置と同じ効果が得られる繰り
返しコントローラが構成されており、キャプスタンモー
タ１が周期的な回転速度の変動要因を有していたとする
と、データメモリ１１から出力される区間データはリン
グカウンタ１０のカウント値の変化に応じて第２図Ｃの
ように周期的に変化し、誤差データの周期的変動成分は
すべてデータメモリ１１に吸収されることになる。In this way, the rotation speed control of the motor shown in Fig. 1? 21
Even in one device, the first adder 21 . Second adder 221 section data update bronch 30. Ring counter 10. The data memory 11 constitutes a repeating controller that can obtain the same effect as the device shown in FIG. The interval data changes periodically as shown in FIG.
さて、第７図の学習過程が終了する時刻ｔ３以降におい
てはキャプスタンモータ１の一回転周期にわたって、第
３加算器２３の出力データの値がほぼ０になる（量子化
エラーに伴う変動や非周期的な外乱による影響は残る。Now, after time t3 when the learning process in FIG. The effects of periodic disturbances remain.
）が、この状態で次の一回転周期の開始時点（第７図の
時刻ｔ４）が到来すると、最大値検出器２６は判別器２
５に対して区間データの更新中止の指令信号を送出し、
この時点で繰り返しコントローラが制御系から切り離さ
れる。), when the start time of the next rotation period (time t4 in FIG. 7) arrives in this state, the maximum value detector 26
5, sends a command signal to stop updating the section data,
At this point, the repeat controller is disconnected from the control system.
結局、最大値検出器２６はデータメモリ１１に新たに格
納した誤差パターンがそれまでに格納されていた誤差パ
ターンと同一であるとみなせるかどうかをチエツクする
ために用意されていることになる。したがって、最大値
検出器２６と判別器２５の連携によって、早期に繰り返
しコントローラを制御系から切り離すことができる。After all, the maximum value detector 26 is provided to check whether the error pattern newly stored in the data memory 11 can be considered to be the same as the previously stored error pattern. Therefore, due to the cooperation between the maximum value detector 26 and the discriminator 25, the iterative controller can be separated from the control system at an early stage.
ところで、第２図に示したタイミングチャートによれば
、データメモリ１１には周波数発電機２の出力信号の一
回転あたりのサイクル数に等しいだけのアドレス数を必
要とするが、多くの場合、このアドレス数は少なくする
ことができる。例えば、キャプスタンモータ１が３相全
波形のダイレクトドライブ形式の無整流子モータで、回
転子磁極数が８であり、キャプスタンモータ１に直結さ
れた周波数発電機２の出力信号の一回転あたりのサイク
ル数が３５７であったとすると、まず、キャプスタンモ
ータ１は一回転あたり２４サイクルのトルクリフプルは
発生するが、繰り返し制御によりこれを抑制するために
は、一回転あたり４８種類以上の区間データを用意して
おけばよく、デ−タメモリ１１のアドレス数は３５７の
公約数である５１に設定すればよい。By the way, according to the timing chart shown in FIG. 2, the data memory 11 requires a number of addresses equal to the number of cycles per revolution of the output signal of the frequency generator 2; The number of addresses can be reduced. For example, the capstan motor 1 is a direct drive non-commutator motor with 3-phase full waveforms, the number of rotor magnetic poles is 8, and the output signal of the frequency generator 2 directly connected to the capstan motor 1 per revolution. Assuming that the number of cycles is 357, first, the capstan motor 1 generates 24 cycles of torque ripple per rotation, but in order to suppress this through repetitive control, it is necessary to collect 48 or more types of section data per rotation. The number of addresses in the data memory 11 may be set to 51, which is a common divisor of 357.
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明のモータの回転
速度制御装置は、モータの回転速度信号の周期毎のイン
ターバルを計測して、該計測区間における平均測定値と
して出力する平均速度計測手段（カウンタ２０）と、ア
ドレスが前記計測区間に応じて選択され、該アドレスに
前記平均測定値に基づいた区間データが格納されるデー
タメモリ１１と、前記平均速度計測手段からの出力と基
準値と前記データメモリに格納されている区間データの
値を加算して誤差データを出力する誤差検出手段（実施
例においては第１加算器２１と第２加算器２２によって
構成されている。）と、前記データメモリに格納する区
間データと同一アドレスに格納されている区間データの
値の差があらかじめ設定した範囲内に収束した時点で区
間データの更新を終了させる区間データ更新手段（区間
データ更新ブロック３０）と、前記誤差データに基づい
て前記モータを駆動する駆動手段（モータ駆動回路８）
を備えているので、誤差データの導出に伴う演算むだ時
間の少ない装置を実現することができ、大なる効果を奏
する。Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the motor rotation speed control device of the present invention measures the interval of each period of the motor rotation speed signal and outputs the average speed as the average measured value in the measurement interval. a measuring means (counter 20), a data memory 11 whose address is selected according to the measurement section and in which section data based on the average measured value is stored, and an output from the average speed measuring means and a reference. error detection means (in the embodiment, it is constituted by a first adder 21 and a second adder 22) that adds the value and the value of the interval data stored in the data memory and outputs error data; , a section data update means (section data update block) that finishes updating the section data when the difference between the section data stored in the data memory and the section data stored at the same address converges within a preset range; 30) and a drive means (motor drive circuit 8) that drives the motor based on the error data.
, it is possible to realize a device with less dead time in calculations associated with deriving error data, which is highly effective.
第１図は本発明の一実施例を示すモータの回転速度制御
装置のブロックダイアグラム、第２図は第１図の装置の
動作を説明するタイミングチャート、第３図は従来例を
示すブロックダイアグラム、第４図は第３図の主要部の
信号波形図、第５図は別の従来例を示すブロックダイア
グラム、第６図は繰り返しコントローラ部の伝達関数の
ブロック図、第７図は第５図の装置の時間応答特性図で
ある。
１・・・・・・キャプスタンモータ、８・・・・・・モ
ータ駆動回路、１１・・・・・・データメモリ、２０・
・・・・・カウンタ、２１・・・・・・第１加算器、２
２・・・・・・第２加算器、３０・・・・・・区間デー
タ更新ブロック。
代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第３図
第４図
ψト
派 蘇FIG. 1 is a block diagram of a motor rotation speed control device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart explaining the operation of the device in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example. Fig. 4 is a signal waveform diagram of the main part of Fig. 3, Fig. 5 is a block diagram showing another conventional example, Fig. 6 is a block diagram of the transfer function of the repeat controller section, and Fig. 7 is the same as that of Fig. 5. FIG. 3 is a time response characteristic diagram of the device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Capstan motor, 8... Motor drive circuit, 11... Data memory, 20...
...Counter, 21...First adder, 2
2...Second adder, 30...Section data update block. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 3 Figure 4
Claims (1)
て、前記計測区間における平均測定値として出力する平
均速度計測手段と、アドレスが前記計測区間に応じて選
択され、前記アドレスに前記平均測定値に基づいた区間
データが格納されるデータメモリと、前記平均速度計測
手段からの出力と基準値と前記データメモリに格納され
ている区間データの値を加算して誤差データを出力する
誤差検出手段と、前記データメモリに格納する区間デー
タと同一アドレスに格納されている区間データの値の差
があらかじめ設定した範囲内に収束した時点で区間デー
タの更新を終了させる区間データ更新手段と、前記誤差
データに基づいて前記モータを駆動する駆動手段とを具
備してなるモータの回転速度制御装置。an average speed measuring means that measures an interval for each cycle of a motor rotational speed signal and outputs it as an average measured value in the measurement section; an address is selected according to the measurement section; a data memory in which the based section data is stored; an error detection means for adding the output from the average speed measuring means, the reference value, and the value of the section data stored in the data memory to output error data; an interval data updating means that terminates updating of the interval data when the difference between the interval data stored in the data memory and the interval data stored at the same address converges within a preset range; and a drive means for driving the motor based on the rotational speed of the motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62282452A JP2553591B2 (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Motor rotation speed controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62282452A JP2553591B2 (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Motor rotation speed controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126183A true JPH01126183A (en) | 1989-05-18 |
| JP2553591B2 JP2553591B2 (en) | 1996-11-13 |
Family
ID=17652610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62282452A Expired - Fee Related JP2553591B2 (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Motor rotation speed controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553591B2 (en) |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP62282452A patent/JP2553591B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2553591B2 (en) | 1996-11-13 |
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