JP2734754B2 - ディジタルサーボ装置 - Google Patents
ディジタルサーボ装置Info
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- JP2734754B2 JP2734754B2 JP2189076A JP18907690A JP2734754B2 JP 2734754 B2 JP2734754 B2 JP 2734754B2 JP 2189076 A JP2189076 A JP 2189076A JP 18907690 A JP18907690 A JP 18907690A JP 2734754 B2 JP2734754 B2 JP 2734754B2
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- rotating body
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気記録再生装置などに用いられる回転体の
速度および位相制御を行なうディジタルサーボ装置に関
する。
速度および位相制御を行なうディジタルサーボ装置に関
する。
従来の技術 回転体に取り付けられた周波数発電機の出力信号（以
下、FG信号と称す）の周期を所望の周期になるよに速度
制御が行なわれ、さらに、回転体に取り付けられた位置
を表す信号と基準位相信号との位相差を所望の値になる
ように位相制御が行なわれるディジタルサーボ装置にお
いて、回転速度が所望の回転速度になっていない起動時
には、位相系の引込時間を短くするため、ある一定の回
転速度に達するまで位相制御系の出力を位相が同期した
出力に固定する方法が提案されている（特開昭57−7533
21項公報）。
下、FG信号と称す）の周期を所望の周期になるよに速度
制御が行なわれ、さらに、回転体に取り付けられた位置
を表す信号と基準位相信号との位相差を所望の値になる
ように位相制御が行なわれるディジタルサーボ装置にお
いて、回転速度が所望の回転速度になっていない起動時
には、位相系の引込時間を短くするため、ある一定の回
転速度に達するまで位相制御系の出力を位相が同期した
出力に固定する方法が提案されている（特開昭57−7533
21項公報）。
以下、従来のディジタルサーボ装置に一例について図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
第４図は従来例のディジタルサーボ装置のブロック図
である。以下その構成とともにその動作を説明すると、
回転体１の回転情報は周波数発電機２で取り出され、FG
信号が出力され、速度検出手段３に入力される。速度検
出手段３は既に周知の方法であり、基準クロック信号を
用いてFG信号の周期を計測することにより回転体１の回
転速度を検出する。速度検出手段３の速度検出値は速度
誤差算出手段４に加えられ、速度検出手段３により検出
された周期と内部の基準周期とより速度誤差を算出し、
必要であればゲイン補正などの処理を行なう。判別手段
５は速度誤差算出手段４により算出された速度誤差が所
定の範囲内であるかどうかの判断を行なう。判別手段５
は比較回路などにより容易に構成することができる。判
別手段５の出力はディジタルフィルタ９に入力される。
一方、回転体１の位置信号は位置検出手段６により取り
出され、その位置信号は位相検出手段７に入力され、位
相検出手段７は位置信号と基準位相信号の位相差を基準
クロック信号により計測することにより位相差の検出を
行ない、位相誤差算出手段８は位相検出手段７により検
出された位相差と所望の位相差より位相誤差を算出し、
必要であればゲイン補正などの処理を行ない、その出力
はディジタルフィルタ９に入力され、ディジタルフィル
タ９は位相誤差算出手段８の出力を比例処理と積分処理
をすることにより低域補償の機能を実現する。また、デ
ィジタルフィルタ９の出力は判別手段５により制御され
る。合成手段11は速度誤差算出手段４の出力をディジタ
ルフィルタ９の出力にある比率で加算するもので、その
出力は駆動手段12に与えられる。これらの構成要素はほ
とんどマイクロプロセッサにより実現することが可能で
ある。駆動手段12により回転体１は回転する。
である。以下その構成とともにその動作を説明すると、
回転体１の回転情報は周波数発電機２で取り出され、FG
信号が出力され、速度検出手段３に入力される。速度検
出手段３は既に周知の方法であり、基準クロック信号を
用いてFG信号の周期を計測することにより回転体１の回
転速度を検出する。速度検出手段３の速度検出値は速度
誤差算出手段４に加えられ、速度検出手段３により検出
された周期と内部の基準周期とより速度誤差を算出し、
必要であればゲイン補正などの処理を行なう。判別手段
５は速度誤差算出手段４により算出された速度誤差が所
定の範囲内であるかどうかの判断を行なう。判別手段５
は比較回路などにより容易に構成することができる。判
別手段５の出力はディジタルフィルタ９に入力される。
一方、回転体１の位置信号は位置検出手段６により取り
出され、その位置信号は位相検出手段７に入力され、位
相検出手段７は位置信号と基準位相信号の位相差を基準
クロック信号により計測することにより位相差の検出を
行ない、位相誤差算出手段８は位相検出手段７により検
出された位相差と所望の位相差より位相誤差を算出し、
必要であればゲイン補正などの処理を行ない、その出力
はディジタルフィルタ９に入力され、ディジタルフィル
タ９は位相誤差算出手段８の出力を比例処理と積分処理
をすることにより低域補償の機能を実現する。また、デ
ィジタルフィルタ９の出力は判別手段５により制御され
る。合成手段11は速度誤差算出手段４の出力をディジタ
ルフィルタ９の出力にある比率で加算するもので、その
出力は駆動手段12に与えられる。これらの構成要素はほ
とんどマイクロプロセッサにより実現することが可能で
ある。駆動手段12により回転体１は回転する。
第５図にディジタルフィルタのブロック図を示す。ま
ず端子101から入力データが入力され、ブロック102によ
り定数倍される。ブロック103ではブロック102の出力デ
ータの累積加算を行ない累積結果をメモリに格納する。
ここで、Z-1は１サンプル遅延を表す記号である。ブロ
ック104ではブロック103の累積結果を定数倍し、ブロッ
ク105においてブロク104の出力データとブロック102の
出力データの加算を行ないディジタルフィルタの出力デ
ータとして出力端子106より出力する、したがって、位
相制御が行なわれるまでに位相誤差算出手段８の出力が
累積加算されると異常な出力が累積されるため、位相引
込時間が長くなる。
ず端子101から入力データが入力され、ブロック102によ
り定数倍される。ブロック103ではブロック102の出力デ
ータの累積加算を行ない累積結果をメモリに格納する。
ここで、Z-1は１サンプル遅延を表す記号である。ブロ
ック104ではブロック103の累積結果を定数倍し、ブロッ
ク105においてブロク104の出力データとブロック102の
出力データの加算を行ないディジタルフィルタの出力デ
ータとして出力端子106より出力する、したがって、位
相制御が行なわれるまでに位相誤差算出手段８の出力が
累積加算されると異常な出力が累積されるため、位相引
込時間が長くなる。
つぎに、第６図のタイムチャートについて第５図とと
もに説明する。
もに説明する。
第６図において、信号波形a'周波数発電機２より出力
されるFG信号であり、信号波形b'は速度誤差算出手段４
の速度誤差出力をアナログ量として表したものであり、
信号波形c'は判別手段５の出力信号である。信号波形d'
は位置検出手段６の出力信号であり、信号波形e'は基準
位相信号より作成される台形波信号であり、信号波形f'
は位相誤差算出手段８の位相誤差出力であり、出力をア
ナログ量として表している。信号波形g'はディジタルフ
ィルタ９の出力であり、信号波形h'は合成手段11の出力
であり、速度誤差算出手段４の出力波形b'とディジタル
フィルタ９の出力波形g'を合成したものである。したが
って、信号波形h'が駆動手段12の入力信号となり、回転
体１が回転する。
されるFG信号であり、信号波形b'は速度誤差算出手段４
の速度誤差出力をアナログ量として表したものであり、
信号波形c'は判別手段５の出力信号である。信号波形d'
は位置検出手段６の出力信号であり、信号波形e'は基準
位相信号より作成される台形波信号であり、信号波形f'
は位相誤差算出手段８の位相誤差出力であり、出力をア
ナログ量として表している。信号波形g'はディジタルフ
ィルタ９の出力であり、信号波形h'は合成手段11の出力
であり、速度誤差算出手段４の出力波形b'とディジタル
フィルタ９の出力波形g'を合成したものである。したが
って、信号波形h'が駆動手段12の入力信号となり、回転
体１が回転する。
まず、回転体１が起動し始めるとFG信号a'が速度検出
手段３より出力される。そして、時刻t1において位置検
出手段６より位置検出信号d'が出力されると位相誤差算
出手段８は基準位相信号e'から位相誤差（信号波形f'）
を算出し、ディジタルフィルタ９に出力する。ここで、
回転体１の回転速度が所定の範囲内でないので、すなわ
ち判別手段５の出力が‘L'であるので、位相誤差算出手
段８の出力は信号波形f'に示すように‘0.5'に固定され
る。したがって、ディジタルフィルタ９の出力も信号波
形g'に示すように‘0.5'に固定され、その結果、合成手
段11により合成された信号は信号波形h'に示すように
‘0'にはならずにほぼ‘0.25'となる。その結果、駆動
手段12への指令信号は最加速信号とならないので回転体
１は最加速されない。また、位置信号が入力される時刻
t6においても同様である。
手段３より出力される。そして、時刻t1において位置検
出手段６より位置検出信号d'が出力されると位相誤差算
出手段８は基準位相信号e'から位相誤差（信号波形f'）
を算出し、ディジタルフィルタ９に出力する。ここで、
回転体１の回転速度が所定の範囲内でないので、すなわ
ち判別手段５の出力が‘L'であるので、位相誤差算出手
段８の出力は信号波形f'に示すように‘0.5'に固定され
る。したがって、ディジタルフィルタ９の出力も信号波
形g'に示すように‘0.5'に固定され、その結果、合成手
段11により合成された信号は信号波形h'に示すように
‘0'にはならずにほぼ‘0.25'となる。その結果、駆動
手段12への指令信号は最加速信号とならないので回転体
１は最加速されない。また、位置信号が入力される時刻
t6においても同様である。
時刻t2にFG信号が速度検出手段３に入力され速度検出
が行なわれると、速度誤差算出手段４により速度誤差が
算出されるが、まだ所定の回転速度に達していないので
速度誤差算出手段４の出力は信号波形ｂのように最加速
指令の値を持続する。FG信号が入力される時刻t3,t4,
t5,t7,t8においても同様である。
が行なわれると、速度誤差算出手段４により速度誤差が
算出されるが、まだ所定の回転速度に達していないので
速度誤差算出手段４の出力は信号波形ｂのように最加速
指令の値を持続する。FG信号が入力される時刻t3,t4,
t5,t7,t8においても同様である。
つぎに、時刻t9においても同様にFG信号が速度検出手
段３に入力され、速度誤差算出手段４により速度誤差が
算出されるが、回転体１の回転速度が所定の回転速度に
達しているので判別手段５の出力は信号波形c'のように
‘H'になる。また、合成手段11の出力も、信号波形b'と
g'の合成した信号波形h'となる。
段３に入力され、速度誤差算出手段４により速度誤差が
算出されるが、回転体１の回転速度が所定の回転速度に
達しているので判別手段５の出力は信号波形c'のように
‘H'になる。また、合成手段11の出力も、信号波形b'と
g'の合成した信号波形h'となる。
時刻t10では回転体１の回転速度が所定の回転速度に
達しているので、合成手段11の出力は速度制御，位相制
御それぞれの誤差出力の合成となる。
達しているので、合成手段11の出力は速度制御，位相制
御それぞれの誤差出力の合成となる。
すなわち、位相制御の出力が固定されたものでなく、本
来の制御出力になる。
来の制御出力になる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、回転体の起動時
には、その回転速度が制御範囲内でなく、位相制御の出
力が中心値に固定されるため、速度制御の出力と位相制
御の出力を合成した駆動手段への出力は、回転体を最加
速する値にはならない。たとえば、速度制御と位相制御
の出力の合成比を1:1とし、速度制御の出力を‘0'位相
制御の出力を‘0.5'（ここでは回転体を最加速する出力
を‘0'、最減速する出力を‘1'とし動作点の出力を‘0.
5'としている。）とすると、駆動手段への出力は‘0.2
5'となり、最加速出力である‘0'にならない。そのた
め、回転体の回転速度が設定速度になるまでに時間がか
かるという課題があった。
には、その回転速度が制御範囲内でなく、位相制御の出
力が中心値に固定されるため、速度制御の出力と位相制
御の出力を合成した駆動手段への出力は、回転体を最加
速する値にはならない。たとえば、速度制御と位相制御
の出力の合成比を1:1とし、速度制御の出力を‘0'位相
制御の出力を‘0.5'（ここでは回転体を最加速する出力
を‘0'、最減速する出力を‘1'とし動作点の出力を‘0.
5'としている。）とすると、駆動手段への出力は‘0.2
5'となり、最加速出力である‘0'にならない。そのた
め、回転体の回転速度が設定速度になるまでに時間がか
かるという課題があった。
本発明は上記従来の課題を解決するディジタルサーボ
装置を提供するのを目的とする。
装置を提供するのを目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のディジタルサーボ
装置は、回転体の回転速度に応じて周波数の変化する回
転速度信号の周期をもとに速度を検出する速度検出手段
と、前記速度検出手段の検出手段と基準速度とにより速
度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記回転体の回
転位相と基準位相とにより位相を検出する位相検出手段
と、前記位相検出手段の検出位相をもとに位相誤差を算
出する位相誤差算出手段と、前記位相誤差算出手段の位
相誤差出力データに係数を乗算して得られる比例項と、
前記比例項を累算して得られる累算項に係数を乗算して
得られる積分項との加算結果を出力するディジタルフィ
ルタと、前記速度誤差算出手段の速度誤差出力が所定の
範囲内であることを判別する判別手段と、前記速度誤差
算出手段の速度誤差出力と前記ディジタルフィルタの出
力を合成する合成手段と、前記合成手段の出力により前
記回転体を駆動する駆動手段と、前記判別手段の判別結
果をもとに、前記回転体の起動時に前記ディジタルフィ
ルタの積分項を“0"にするとともに前記回転体を最加速
させる出力信号を前記ディジタルフィルタから出力させ
る出力制御手段を具備した構成より成る。
装置は、回転体の回転速度に応じて周波数の変化する回
転速度信号の周期をもとに速度を検出する速度検出手段
と、前記速度検出手段の検出手段と基準速度とにより速
度誤差を算出する速度誤差算出手段と、前記回転体の回
転位相と基準位相とにより位相を検出する位相検出手段
と、前記位相検出手段の検出位相をもとに位相誤差を算
出する位相誤差算出手段と、前記位相誤差算出手段の位
相誤差出力データに係数を乗算して得られる比例項と、
前記比例項を累算して得られる累算項に係数を乗算して
得られる積分項との加算結果を出力するディジタルフィ
ルタと、前記速度誤差算出手段の速度誤差出力が所定の
範囲内であることを判別する判別手段と、前記速度誤差
算出手段の速度誤差出力と前記ディジタルフィルタの出
力を合成する合成手段と、前記合成手段の出力により前
記回転体を駆動する駆動手段と、前記判別手段の判別結
果をもとに、前記回転体の起動時に前記ディジタルフィ
ルタの積分項を“0"にするとともに前記回転体を最加速
させる出力信号を前記ディジタルフィルタから出力させ
る出力制御手段を具備した構成より成る。
また第２の発明として、回転体の回転速度に応じて周
波数の変化する回転速度信号の周期をもとに速度を検出
する速度検出手段と、前記速度検出手段の検出速度と基
準速度とにより速度誤差を算出する速度誤差算出手段
と、前記回転体の回転位相と基準位相とにより位相を検
出する位相検出手段と、前記位相検出手段の検出位相を
もとに位相誤差を算出する位相誤差算出手段と、前記位
相誤差算出手段の位相誤差出力データに係数を乗算して
得られる比例項と、前記比例項を累算して得られる累算
項に係数を乗算して得られる積分項との加算結果を出力
するディジタルフィルタと、前記速度誤差算出手段の速
度誤差出力をもとに前記回転体の速度が制御範囲内、低
速側、高速側のいずれにあるかを判別する判別手段と、
前記速度誤差算出手段の速度誤差出力と前記ディジタル
フィルタの出力を合成する合成手段と、前記合成手段の
出力により前記回転体を駆動する駆動手段と、前記判別
手段の出力が前記回転体の速度が低速側であることを示
す場合には前記ディジタルフィルタの積分項を“0"にす
るとともに前記回転体を最加速させる出力信号を前記デ
ィジタルフィルタから出力させ、前記判別手段の出力が
前記回転体の速度が高速側であることを示す場合には前
記ディジタルフィルタをリセットするとともに前記回転
体を最減速させる出力信号を前記ディジタルフィルタか
ら出力させ、前記判別手段の出力が前記回転体の速度が
制御範囲内であることを示す場合には前記ディジタルフ
ィルタを動作させる出力制御手段を具備した構成より成
る。
波数の変化する回転速度信号の周期をもとに速度を検出
する速度検出手段と、前記速度検出手段の検出速度と基
準速度とにより速度誤差を算出する速度誤差算出手段
と、前記回転体の回転位相と基準位相とにより位相を検
出する位相検出手段と、前記位相検出手段の検出位相を
もとに位相誤差を算出する位相誤差算出手段と、前記位
相誤差算出手段の位相誤差出力データに係数を乗算して
得られる比例項と、前記比例項を累算して得られる累算
項に係数を乗算して得られる積分項との加算結果を出力
するディジタルフィルタと、前記速度誤差算出手段の速
度誤差出力をもとに前記回転体の速度が制御範囲内、低
速側、高速側のいずれにあるかを判別する判別手段と、
前記速度誤差算出手段の速度誤差出力と前記ディジタル
フィルタの出力を合成する合成手段と、前記合成手段の
出力により前記回転体を駆動する駆動手段と、前記判別
手段の出力が前記回転体の速度が低速側であることを示
す場合には前記ディジタルフィルタの積分項を“0"にす
るとともに前記回転体を最加速させる出力信号を前記デ
ィジタルフィルタから出力させ、前記判別手段の出力が
前記回転体の速度が高速側であることを示す場合には前
記ディジタルフィルタをリセットするとともに前記回転
体を最減速させる出力信号を前記ディジタルフィルタか
ら出力させ、前記判別手段の出力が前記回転体の速度が
制御範囲内であることを示す場合には前記ディジタルフ
ィルタを動作させる出力制御手段を具備した構成より成
る。
作用 本発明は上記した構成によって、起動時の回転体の回
転速度がある一定の回転速度に達していないときに、位
相制御の出力も回転体を最加速させる出力とすることに
より回転体をできるだけ速く設定速度にすることがで
き、また、ディジタルフィルタをリセットしていること
により、位相制御を動作させてからの位相引込を悪化さ
せることもない。
転速度がある一定の回転速度に達していないときに、位
相制御の出力も回転体を最加速させる出力とすることに
より回転体をできるだけ速く設定速度にすることがで
き、また、ディジタルフィルタをリセットしていること
により、位相制御を動作させてからの位相引込を悪化さ
せることもない。
また、起動時だけでなくとも、回転体の回転速度が制
御範囲より高速、あるいは低速になったときにも、位相
制御の出力も最減速または最加速させる出力にすること
により回転体をできるだけ速く設定速度にすることがで
きる。
御範囲より高速、あるいは低速になったときにも、位相
制御の出力も最減速または最加速させる出力にすること
により回転体をできるだけ速く設定速度にすることがで
きる。
実施例 以下、本発明の第１の実施例のディジタルサーボ装置
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例のディジタルサーボ装置の
ブロック図である。第４図の従来例と同一機能のものに
は同一符号を付して説明を省略する。回転体1,周波数発
電機2,速度検出手段3,速度誤差算出手段4,判別5,位置検
出手段6,位相検出手段7,位相誤差算出手段8,ディジタル
フィルタ9,合成手段11,駆動手段12等の個々の機能は同
一であり、第４図と異なる点は判別手段５とディジタル
フィルタ９との間に出力制御手段10が付加されたもの
で、第４図と同様にこれらの構成要素はほとんどマイク
ロプロセッサにより実現することが可能である。
ブロック図である。第４図の従来例と同一機能のものに
は同一符号を付して説明を省略する。回転体1,周波数発
電機2,速度検出手段3,速度誤差算出手段4,判別5,位置検
出手段6,位相検出手段7,位相誤差算出手段8,ディジタル
フィルタ9,合成手段11,駆動手段12等の個々の機能は同
一であり、第４図と異なる点は判別手段５とディジタル
フィルタ９との間に出力制御手段10が付加されたもの
で、第４図と同様にこれらの構成要素はほとんどマイク
ロプロセッサにより実現することが可能である。
出力制御手段10を中心とした構成と動作を説明する
と、速度誤差算出手段４により算出された速度誤差が所
定の範囲内であるかどうかを判断する判別手段５の出力
は出力制御手段10に入力される。
と、速度誤差算出手段４により算出された速度誤差が所
定の範囲内であるかどうかを判断する判別手段５の出力
は出力制御手段10に入力される。
一方、ディジタルフィルタ９は位相誤差算出手段８の
出力を比例処理と積分処理をすることにより低減補償の
機能を実現するが、このディジタルフィルタ９の出力は
出力制御手段10により制御される。
出力を比例処理と積分処理をすることにより低減補償の
機能を実現するが、このディジタルフィルタ９の出力は
出力制御手段10により制御される。
つぎに、第２図のタイムチャートを用いてその動作を
説明する。第２図において、信号波形ａは周波数発電機
２より出力されるFG信号、信号波形ｂは速度誤差算出手
段４の速度誤差出力をアナログ量として表したもの、信
号波形ｃは判別手段５の出力信号、信号波形ｄは位置検
出手段６の出力信号、信号波形ｅは基準位相信号より作
成された台形波信号、信号波形ｆは位相誤差算出手段８
の位相誤差出力で、出力をアナログ量として表してい
る。信号波形ｇはディジタルフィルタ９の出力、信号波
形ｈは合成手段11の出力であり、速度誤差算出手段４の
出力波形ｂとディジタルフィルタ９の出力波形ｇを合成
したものである。したがって、信号波形ｈが駆動手段12
に入力信号となり、回転体１が回転する。
説明する。第２図において、信号波形ａは周波数発電機
２より出力されるFG信号、信号波形ｂは速度誤差算出手
段４の速度誤差出力をアナログ量として表したもの、信
号波形ｃは判別手段５の出力信号、信号波形ｄは位置検
出手段６の出力信号、信号波形ｅは基準位相信号より作
成された台形波信号、信号波形ｆは位相誤差算出手段８
の位相誤差出力で、出力をアナログ量として表してい
る。信号波形ｇはディジタルフィルタ９の出力、信号波
形ｈは合成手段11の出力であり、速度誤差算出手段４の
出力波形ｂとディジタルフィルタ９の出力波形ｇを合成
したものである。したがって、信号波形ｈが駆動手段12
に入力信号となり、回転体１が回転する。
時刻t1において位置検出手段６より位置検出信号ｄが
出力されると位相誤差算出手段８は基準位相信号ｅから
位相誤差（信号波形ｆ）を算出し、ディジタルフィルタ
９に出力する。ここで、回転体１の回転速度が所定の範
囲内でないので、すなわち判別手段５の出力が‘L'（信
号波形ｃ）であるので、ディジタルフィルタ９の出力は
出力制御手段10により信号波形ｇに示すように最加速出
力である‘0'に固定されるとともにディジタルフィルタ
９はリセットされる（すなわち積分項がクリアされ
る）。したがって、速度誤差算出手段４とディジタルフ
ィルタ９の出力信号b,gを合成する合成手段11の出力信
号は信号波形ｈに示すように‘0'になる。その結果、駆
動手段12への指令信号は最加速信号となり、回転体１は
最加速される。また、位置信号が入力される時刻t6にお
いても同様である。
出力されると位相誤差算出手段８は基準位相信号ｅから
位相誤差（信号波形ｆ）を算出し、ディジタルフィルタ
９に出力する。ここで、回転体１の回転速度が所定の範
囲内でないので、すなわち判別手段５の出力が‘L'（信
号波形ｃ）であるので、ディジタルフィルタ９の出力は
出力制御手段10により信号波形ｇに示すように最加速出
力である‘0'に固定されるとともにディジタルフィルタ
９はリセットされる（すなわち積分項がクリアされ
る）。したがって、速度誤差算出手段４とディジタルフ
ィルタ９の出力信号b,gを合成する合成手段11の出力信
号は信号波形ｈに示すように‘0'になる。その結果、駆
動手段12への指令信号は最加速信号となり、回転体１は
最加速される。また、位置信号が入力される時刻t6にお
いても同様である。
時刻t2にFG信号a'が速度検出手段３に入力され速度検
出が行なわれると、速度誤差算出手段４により速度誤差
が算出されるが、まだ所定の回転速度に達していないの
で速度誤差算出手段４の出力は信号波形ｂのように最加
速指令の値を持続する。FG信号が入力される時刻t3,t4,
t5においても同様である。
出が行なわれると、速度誤差算出手段４により速度誤差
が算出されるが、まだ所定の回転速度に達していないの
で速度誤差算出手段４の出力は信号波形ｂのように最加
速指令の値を持続する。FG信号が入力される時刻t3,t4,
t5においても同様である。
つぎに、時刻t7においても同様にFG信号が速度検出手
段３に入力され、速度誤差算出手段４により速度誤差が
算出されるが、回転体１の回転速度が所定の回転速度に
達しているので判別手段５の出力は信号波形ｃのように
‘H'になる。また、合成手段11の出力も、ディジタルフ
ィルタ９の出力が‘0'に固定されなくなり、信号波形ｂ
とｇの合成した信号波形ｈとなる。ここで、位相誤差算
出手段８の出力がディジタルフィルタ９によりフィルタ
リングされた出力が速度誤差出力に加算されているの
で、位相引込が速やかに行なわれる。
段３に入力され、速度誤差算出手段４により速度誤差が
算出されるが、回転体１の回転速度が所定の回転速度に
達しているので判別手段５の出力は信号波形ｃのように
‘H'になる。また、合成手段11の出力も、ディジタルフ
ィルタ９の出力が‘0'に固定されなくなり、信号波形ｂ
とｇの合成した信号波形ｈとなる。ここで、位相誤差算
出手段８の出力がディジタルフィルタ９によりフィルタ
リングされた出力が速度誤差出力に加算されているの
で、位相引込が速やかに行なわれる。
時刻t1以降では回転体１の回転速度が所定の回転速度
に達しているので、判別手段５の出力は‘H'となり、第
６図の従来のディジタルサーボ装置と同様に合成手段11
の出力は速度制御，位置制御それぞれの誤差出力の合成
となる。すなわち、位相制御の出力が固定されたもので
なく、本来の制御出力になる。
に達しているので、判別手段５の出力は‘H'となり、第
６図の従来のディジタルサーボ装置と同様に合成手段11
の出力は速度制御，位置制御それぞれの誤差出力の合成
となる。すなわち、位相制御の出力が固定されたもので
なく、本来の制御出力になる。
以上のように、起動時において回転体１の回転速度が
所定の回転速度に達するまで、位相制御系の出力を最加
速出力に固定することにより、回転体１の起動時間を短
くすることができる。また、位相制御系のディジタルフ
ィルタ９を起動時はリセットしているので、位相制御が
動作しはじめても悪影響を及ぼすことなく位相引込を速
やかに行なうことができる。
所定の回転速度に達するまで、位相制御系の出力を最加
速出力に固定することにより、回転体１の起動時間を短
くすることができる。また、位相制御系のディジタルフ
ィルタ９を起動時はリセットしているので、位相制御が
動作しはじめても悪影響を及ぼすことなく位相引込を速
やかに行なうことができる。
つぎに本発明の第２の実施例のディジタルサーボ装置
について第３図を用いて説明する。
について第３図を用いて説明する。
第２の実施例の構成は第１の実施例で説明した第１図
と同じブロック構成で実現することができる。ここで、
第１の実施例とは判別手段５と出力制御手段10の機能が
異なるので、以下その機能について説明する。
と同じブロック構成で実現することができる。ここで、
第１の実施例とは判別手段５と出力制御手段10の機能が
異なるので、以下その機能について説明する。
判別手段５は速度誤差算出手段４の出力が所定の範囲
（制御範囲）内であるかどうかを判別し、範囲内であれ
ば‘M'を出力する。また、範囲外であるときには高速ま
たは低速のどちらになっているかを判別し、拘束のとき
には‘H'を、低速のときには‘L'を出力する。
（制御範囲）内であるかどうかを判別し、範囲内であれ
ば‘M'を出力する。また、範囲外であるときには高速ま
たは低速のどちらになっているかを判別し、拘束のとき
には‘H'を、低速のときには‘L'を出力する。
出力制御手段10は判別手段５の出力が‘M'のときには
ディジタルフィルタ９を動作させ、‘H'のときにはディ
ジタルフィルタ９をリセットするとともにその出力を最
減速指令である‘1'にする。また、判別手段５の出力が
‘L'のときにもディジタルフィルタ９をリセットすると
ともにその出力を最加速指令である‘0'にする。
ディジタルフィルタ９を動作させ、‘H'のときにはディ
ジタルフィルタ９をリセットするとともにその出力を最
減速指令である‘1'にする。また、判別手段５の出力が
‘L'のときにもディジタルフィルタ９をリセットすると
ともにその出力を最加速指令である‘0'にする。
以上の動作を第３図のタイムチャートを用いて説明す
る。信号波形a2は周波数発電機２より出力されるFG信号
であり、信号波形b2は速度誤差算出手段４の速度誤差出
力をアナログ量として表したものであり、信号波形c2は
判別手段５の出力信号である。信号波形g2はディジタル
フィルタ９の出力であり、出力をアナログ量として表し
ている。信号波形h2は合成手段11の出力であり、速度誤
差算出手段４の出力波形b2とディジタルフィルタ９の出
力波形g2を合成したものである。したがって、信号波形
h2が駆動手段12の入力信号となり、回転体１が回転す
る。
る。信号波形a2は周波数発電機２より出力されるFG信号
であり、信号波形b2は速度誤差算出手段４の速度誤差出
力をアナログ量として表したものであり、信号波形c2は
判別手段５の出力信号である。信号波形g2はディジタル
フィルタ９の出力であり、出力をアナログ量として表し
ている。信号波形h2は合成手段11の出力であり、速度誤
差算出手段４の出力波形b2とディジタルフィルタ９の出
力波形g2を合成したものである。したがって、信号波形
h2が駆動手段12の入力信号となり、回転体１が回転す
る。
まず、時刻t1までは速度誤差算出手段４の出力が低速
側の制御範囲外であるので判別手段５の出力は‘L'とな
り、ディジタルフィルタ９はリセットされ、その出力も
出力制御手段10により最加速出力である‘0'を出力す
る。従って、合成手段12の出力である信号波形h2の出力
も‘0'となる。
側の制御範囲外であるので判別手段５の出力は‘L'とな
り、ディジタルフィルタ９はリセットされ、その出力も
出力制御手段10により最加速出力である‘0'を出力す
る。従って、合成手段12の出力である信号波形h2の出力
も‘0'となる。
時刻t1からt2までは回転体１の回転速度が制御範囲内
にあるので判別手段５の出力は‘M'となり、ディジタル
フィルタ９のリセットが解除され、通常の動作となり、
そのときの位相誤差出力をフィルタリングした値が出力
される。第３図では位相誤差出力がほぼ中心値あたりに
あるものとして扱っている。
にあるので判別手段５の出力は‘M'となり、ディジタル
フィルタ９のリセットが解除され、通常の動作となり、
そのときの位相誤差出力をフィルタリングした値が出力
される。第３図では位相誤差出力がほぼ中心値あたりに
あるものとして扱っている。
時刻t2からt3までは回転体１の回転速度が高速側の制
御範囲外にあるので判別手段５の出力は‘H'となり、デ
ィジタルフィルタ９はリセットされ、その出力も出力制
御手段10により最減速出力である‘1'を出力する。した
がって、合成手段12の出力である信号波形h2の出力も
‘1'となる。
御範囲外にあるので判別手段５の出力は‘H'となり、デ
ィジタルフィルタ９はリセットされ、その出力も出力制
御手段10により最減速出力である‘1'を出力する。した
がって、合成手段12の出力である信号波形h2の出力も
‘1'となる。
また、時刻t3以降は回転体１の回転速度が制御範囲内
にあるので判別手段５の出力は‘M'となり、ディジタル
フィルタ９のリセットが解除され、通常の動作となり、
そのときの位相誤差出力をフィルタリングした値が出力
される。
にあるので判別手段５の出力は‘M'となり、ディジタル
フィルタ９のリセットが解除され、通常の動作となり、
そのときの位相誤差出力をフィルタリングした値が出力
される。
以上のように、回転体の回転速度が制範囲より高速
に、あるいは低速になったときに、位相制御の出力を最
減速または最加速させる出力にすることにより回転体を
できるだけ速く設定速度にすることができる。
に、あるいは低速になったときに、位相制御の出力を最
減速または最加速させる出力にすることにより回転体を
できるだけ速く設定速度にすることができる。
発明の効果 本発明のディジタルサーボ装置は上述のように、回転
体の回転速度に応じて周波数の変化する回転速度信号の
周期をもとに速度を検出する速度検出手段と、前記速度
検出手段の検出速度と基準速度とにより速度誤差を算出
する速度誤差算出手段と、前記回転体の回転位相と基準
位相とにより位相を検出する位相検出手段と、前記位相
検出手段の検出位相をもとに位相誤差を算出する位相誤
差算出手段と、前記位相誤差算出手段の位相誤差出力デ
ータに係数を乗算して得られる比例項と、前記比例項を
累算して得られる累算項に係数を乗算して得られる積分
項との加算結果を出力するディジタルフィルタと、前記
速度誤差算出手段の速度誤差出力が所定の範囲内である
ことを判別する判別手段と、前記速度誤差算出手段の速
度誤差出力と前記ディジタルフィルタの出力を合成する
合成手段と、前記合成手段の出力により前記回転体を駆
動する駆動手段と、前記判別手段の判別結果をもとに、
前記回転体の起動時に前記ディジタルフィルタの積分項
を“0"にするとともに前記回転体を最加速させる出力信
号を前記ディジタルフィルタから出力させる出力制御手
段を備えることにより、起動時に回転体の回転速度があ
る一定の回転速度に達していないときに、位相制御の出
力も回転体を最加速させる出力にすることにより回転体
をできるだけ速く設定速度にすることができ、また、デ
ィジタルフィルタをリセットしていることにより、位相
制御を動作させてからの位相引込動作を悪化させること
なく、大なる効果を発揮するものである。
体の回転速度に応じて周波数の変化する回転速度信号の
周期をもとに速度を検出する速度検出手段と、前記速度
検出手段の検出速度と基準速度とにより速度誤差を算出
する速度誤差算出手段と、前記回転体の回転位相と基準
位相とにより位相を検出する位相検出手段と、前記位相
検出手段の検出位相をもとに位相誤差を算出する位相誤
差算出手段と、前記位相誤差算出手段の位相誤差出力デ
ータに係数を乗算して得られる比例項と、前記比例項を
累算して得られる累算項に係数を乗算して得られる積分
項との加算結果を出力するディジタルフィルタと、前記
速度誤差算出手段の速度誤差出力が所定の範囲内である
ことを判別する判別手段と、前記速度誤差算出手段の速
度誤差出力と前記ディジタルフィルタの出力を合成する
合成手段と、前記合成手段の出力により前記回転体を駆
動する駆動手段と、前記判別手段の判別結果をもとに、
前記回転体の起動時に前記ディジタルフィルタの積分項
を“0"にするとともに前記回転体を最加速させる出力信
号を前記ディジタルフィルタから出力させる出力制御手
段を備えることにより、起動時に回転体の回転速度があ
る一定の回転速度に達していないときに、位相制御の出
力も回転体を最加速させる出力にすることにより回転体
をできるだけ速く設定速度にすることができ、また、デ
ィジタルフィルタをリセットしていることにより、位相
制御を動作させてからの位相引込動作を悪化させること
なく、大なる効果を発揮するものである。
また、第２の発明として、回転体の回転速度に応じて
周波数の変化する回転速度信号の周期をもとに速度を検
出する速度検出手段と、前記速度検出手段の検出速度と
基準速度とにより速度誤差を算出する速度誤差算出手段
と、前記回転体の回転位相と基準位相とにより位相を検
出する位相検出手段と、前記位相検出手段の検出位相を
もとに位相誤差を算出する位相誤差算出手段と、前記位
相誤差算出手段の位相誤差出力データに係数を乗算して
得られる比例項と、前記比例項を累算して得られる累算
項に係数を乗算して得られる積分項との加算結果を出力
するディジタルフィルタと、前記速度誤差算出手段の速
度誤差出力をもとに前記回転体の速度が制御範囲内、低
速側、高速側のいずれにあるかを判別する判別手段と、
前記速度誤差算出手段の速度誤差出力と前記ディジタル
フィルタの出力を合成する合成手段と、前記合成手段の
出力により前記回転体を駆動する駆動手段と、前記判別
手段の出力が前記回転体の速度が低速側であることを示
す場合には前記ディジタルフィルタの積分項を“0"にす
るとともに前記回転体を最加速させる出力信号を前記デ
ィジタルフィルタから出力させ、前記判別手段の出力が
前記回転体の速度が高速側であることを示す場合には前
記ディジタルフィルタをリセットするとともに前記回転
体を最減速させる出力信号を前記ディジタルフィルタか
ら出力させ、前記判別手段の出力が前記回転体の速度が
制御範囲内であることを示す場合には前記ディジタルフ
ィルタを動作させる出力制御手段を備えることにより、
回転体の回転速度が制御範囲より高速に、または低速に
なったときに、位相制御の出力も最減速または最加速さ
せる出力にすることにより回転体をできるだけ速く設定
速度にすることができるという効果も発揮できるもので
ある。
周波数の変化する回転速度信号の周期をもとに速度を検
出する速度検出手段と、前記速度検出手段の検出速度と
基準速度とにより速度誤差を算出する速度誤差算出手段
と、前記回転体の回転位相と基準位相とにより位相を検
出する位相検出手段と、前記位相検出手段の検出位相を
もとに位相誤差を算出する位相誤差算出手段と、前記位
相誤差算出手段の位相誤差出力データに係数を乗算して
得られる比例項と、前記比例項を累算して得られる累算
項に係数を乗算して得られる積分項との加算結果を出力
するディジタルフィルタと、前記速度誤差算出手段の速
度誤差出力をもとに前記回転体の速度が制御範囲内、低
速側、高速側のいずれにあるかを判別する判別手段と、
前記速度誤差算出手段の速度誤差出力と前記ディジタル
フィルタの出力を合成する合成手段と、前記合成手段の
出力により前記回転体を駆動する駆動手段と、前記判別
手段の出力が前記回転体の速度が低速側であることを示
す場合には前記ディジタルフィルタの積分項を“0"にす
るとともに前記回転体を最加速させる出力信号を前記デ
ィジタルフィルタから出力させ、前記判別手段の出力が
前記回転体の速度が高速側であることを示す場合には前
記ディジタルフィルタをリセットするとともに前記回転
体を最減速させる出力信号を前記ディジタルフィルタか
ら出力させ、前記判別手段の出力が前記回転体の速度が
制御範囲内であることを示す場合には前記ディジタルフ
ィルタを動作させる出力制御手段を備えることにより、
回転体の回転速度が制御範囲より高速に、または低速に
なったときに、位相制御の出力も最減速または最加速さ
せる出力にすることにより回転体をできるだけ速く設定
速度にすることができるという効果も発揮できるもので
ある。
第１図の本発明の一実施例のディジタルサーボ装置のブ
ロック図、第２図，第３図は同じくそれぞれ第1,第２の
実施例の動作を説明するためのタイムチャート、第４図
は従来例のディジタルサーボ装置のブロック図、第５図
は同じくディジタルフィルタのブロック図、第６図は同
じく動作を説明するためのタイムチャートである。 １……回転体、２……周波数発電機、３……速度検出手
段、４……速度誤差算出手段、５……判別手段、９……
位置検出手段、７……位相検出手段、８……位相誤差算
出手段、９……ディジタルフィルタ、10……出力制御手
段、11……合成手段、12……駆動手段。
ロック図、第２図，第３図は同じくそれぞれ第1,第２の
実施例の動作を説明するためのタイムチャート、第４図
は従来例のディジタルサーボ装置のブロック図、第５図
は同じくディジタルフィルタのブロック図、第６図は同
じく動作を説明するためのタイムチャートである。 １……回転体、２……周波数発電機、３……速度検出手
段、４……速度誤差算出手段、５……判別手段、９……
位置検出手段、７……位相検出手段、８……位相誤差算
出手段、９……ディジタルフィルタ、10……出力制御手
段、11……合成手段、12……駆動手段。
Claims (2)
- 【請求項１】回転体の回転速度に応じて周波数の変化す
る回転速度信号の周期をもとに速度を検出する速度検出
手段と、 前記速度検出手段の検出速度と基準速度とにより速度誤
差を算出する速度誤差算出手段と、 前記回転体の回転位相と基準位相とにより位相を検出す
る位相検出手段と、 前記位相検出手段の検出位相をもとに位相誤差を算出す
る位相誤差算出手段と、 前記位相誤差算出手段の位相誤差出力データに係数を乗
算して得られる比例項と、前記比例項を累算して得られ
る累算項に係数を乗算して得られる積分項との加算結果
を出力するディジタルフィルタと、 前記速度誤差算出手段の速度誤差出力が所定の範囲内で
あることを判別する判別手段と、 前記速度誤差算出手段の速度誤差出力と前記ディジタル
フィルタの出力を合成する合成手段と、 前記合成手段の出力により前記回転体を駆動する駆動手
段と、 前記判別手段の判別結果をもとに、前記回転体の起動時
に前記ディジタルフィルタの積分項を“0"にするととも
に前記回転体を最加速させる出力信号を前記ディジタル
フィルタから出力させる出力制御手段 を具備してなるディジタルサーボ装置。 - 【請求項２】回転体の回転速度に応じて周波数の変化す
る回転速度信号の周期をもとに速度を検出する速度検出
手段と、 前記速度検出手段の検出速度と基準速度とにより速度誤
差を算出する速度誤差算出手段と、 前記回転体の回転位相と基準位相とにより位相を検出す
る位相検出手段と、 前記位相検出手段の検出位相をもとに位相誤差を算出す
る位相誤差算出手段と、 前記位相誤差算出手段の位相誤差出力データに係数を乗
算して得られる比例項と、前記比例項を累算して得られ
る累算項に係数を乗算して得られる積分項との加算結果
を出力するディジタルフィルタと、 前記速度誤差算出手段の速度誤差出力をもとに前記回転
体の速度が制御範囲内、低速側、高速側のいずれにある
かを判別する判別手段と、 前記速度誤差算出手段の速度誤差出力と前記ディジタル
フィルタの出力を合成する合成手段と、 前記合成手段の出力により前記回転体を駆動する駆動手
段と、 前記判別手段の出力が前記回転体の速度が低速側である
ことを示す場合には前記ディジタルフィルタの積分項を
“0"にするとともに前記回転体を最加速させる出力信号
を前記ディジタルフィルタから出力させ、前記判別手段
の出力が前記回転体の速度が高速側であることを示す場
合には前記ディジタルフィルタをリセットするとともに
前記回転体を最減速させる出力信号を前記ディジタルフ
ィルタから出力させ、前記判別手段の出力が前記回転体
の速度が制御範囲内であることを示す場合には前記ディ
ジタルフィルタを動作させる出力制御手段 を具備してなるディジタルサーボ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189076A JP2734754B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ディジタルサーボ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189076A JP2734754B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ディジタルサーボ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475488A JPH0475488A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2734754B2 true JP2734754B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=16234907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189076A Expired - Lifetime JP2734754B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | ディジタルサーボ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734754B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856101A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-02 | Toshiba Corp | デジタルサ−ボ装置 |
| JPS6399790A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-05-02 | Hitachi Ltd | モ−タ制御回路 |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2189076A patent/JP2734754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475488A (ja) | 1992-03-10 |
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Legal Events
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