JPH01186186A - Ｐｌｌモータ制御装置 - Google Patents
Ｐｌｌモータ制御装置Info
- Publication number
- JPH01186186A JPH01186186A JP63007391A JP739188A JPH01186186A JP H01186186 A JPH01186186 A JP H01186186A JP 63007391 A JP63007391 A JP 63007391A JP 739188 A JP739188 A JP 739188A JP H01186186 A JPH01186186 A JP H01186186A
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- Japan
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- phase deviation
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- pulse
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- Pending
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- 230000001934 delay Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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- 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〕
本発明はＰＬＬモータ制御装置に関する。
従来、モータの一定速度（一定角速度）の速度制御方式
として、ＰＬＬ制御方式が家庭用のＶＴＲ回転ヘッドの
制御あるいは磁気ディスクのスピンドルモータ制御など
に多数用いられてきた。
として、ＰＬＬ制御方式が家庭用のＶＴＲ回転ヘッドの
制御あるいは磁気ディスクのスピンドルモータ制御など
に多数用いられてきた。
この例の用途では、いかに一定速で回転するかに重点が
おかれ、その回転数精度も０．００１！にぐらいに達、
するものもある。
おかれ、その回転数精度も０．００１！にぐらいに達、
するものもある。
第４図は従来のＰＬＬモータ制御装置の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
このＰＬＬモータ制御装置は、モータ６の回転位置を検
出する回転位置検出器７と、基準位相を表わす指令パル
スａを発生する指令パルス発生器１と、指令パルスａと
回転位置検出器７の回転位置検出信号（フィードバック
パルスｂ）とを位相比較する位相比較器２と、位相比較
器２の出力に含まれる不要高周波成分や雑音を除去する
ローパスフィルタ３およびループフィルタ４と、モータ
６の回転位相を制御するパワーアンプ５で構成されてい
る。
出する回転位置検出器７と、基準位相を表わす指令パル
スａを発生する指令パルス発生器１と、指令パルスａと
回転位置検出器７の回転位置検出信号（フィードバック
パルスｂ）とを位相比較する位相比較器２と、位相比較
器２の出力に含まれる不要高周波成分や雑音を除去する
ローパスフィルタ３およびループフィルタ４と、モータ
６の回転位相を制御するパワーアンプ５で構成されてい
る。
このＰＬＬ方式は、第５図（１）に示すように、位相だ
けしか制御していないため、指令パルスａの周波数をス
テップ的に変化させた時に位相の微分値である速度にお
いて、第５図（４）に示すようにアンダーシュート（あ
るいはオーバーシュート）が必然的に発生する欠点を持
っている。
けしか制御していないため、指令パルスａの周波数をス
テップ的に変化させた時に位相の微分値である速度にお
いて、第５図（４）に示すようにアンダーシュート（あ
るいはオーバーシュート）が必然的に発生する欠点を持
っている。
ここで、指令パルスａの周波数がステップ的に変化した
場合、なぜ速度にアンダーシュートが生じるかを第５図
、第６図により説明する。
場合、なぜ速度にアンダーシュートが生じるかを第５図
、第６図により説明する。
今、モータ６が定常状態に入っていると想定すると、指
令パルスａとフィードバックパルスｂは第６図（１）に
示すようにフィードバックパルスｂが通常ΔＴ、の遅れ
をもって指令パルスａと同期状態に入っていると考えら
れる。そこへ、指令パルスａの周波数がステップ的に低
くなった状態を考えると、フィードバックパルスｂはモ
ータ６の慣性で急激に変化できないので、瞬間的には第
６図（２）に示すような関係になる。この図からもわか
るように指令パルスａとフィードバックパルスｂの位相
偏差はΔＴ１．ΔＴ２．ΔＴ３ （ΔＴ。
令パルスａとフィードバックパルスｂは第６図（１）に
示すようにフィードバックパルスｂが通常ΔＴ、の遅れ
をもって指令パルスａと同期状態に入っていると考えら
れる。そこへ、指令パルスａの周波数がステップ的に低
くなった状態を考えると、フィードバックパルスｂはモ
ータ６の慣性で急激に変化できないので、瞬間的には第
６図（２）に示すような関係になる。この図からもわか
るように指令パルスａとフィードバックパルスｂの位相
偏差はΔＴ１．ΔＴ２．ΔＴ３ （ΔＴ。
くΔＴ２くΔＴ３）のように最初フィードバックパルス
ｂが遅れる関係から、逆にフィードバックパルスｂが指
令パルスａに対して進みの状態になってしまう。通常の
制御状態では位相比較器２がフィードバックパルスｂが
指令パルスａに対して進んでいるということを判断して
減速指令を発生する。したがって、モータ６が減速され
フィードバックパルスｂの周期も指令パルスａに近ずく
ように長くなる。ところが、指令パルスａとフィードバ
ックパルスｂの周期に着目してみるとモータ６を減速し
ていく過程で、第６図（３）に示すような状態が生じる
。この状態は指令パルスａの周期とフィードバックパル
スｂの周期が同じにもかかわらず、フィードバックパル
スｂが指令パルスａに対し進んだ状態になっている。こ
の状態を位相偏差的にみると第５図（２）に示している
点Ａに位相偏差Ｃがなったときである。また、この状態
の意味は指令パルスａとフィードバックパルスｂの周期
が等しい、即ち、速度が等しいにもかわらず位相比較器
２はフィードバックパルスｂが進んでいると判断してさ
らに減速指令を出すことを意味する。したがって、点Ａ
通過以降は最終的な目標速度よりもさらに減速してしま
い、位相が遅れ状態になって始めて加速指令を出し、定
常状態になるため、第５図（４）に示したように速度に
大きなアンダーシュートが生じてしまう結果になる。
ｂが遅れる関係から、逆にフィードバックパルスｂが指
令パルスａに対して進みの状態になってしまう。通常の
制御状態では位相比較器２がフィードバックパルスｂが
指令パルスａに対して進んでいるということを判断して
減速指令を発生する。したがって、モータ６が減速され
フィードバックパルスｂの周期も指令パルスａに近ずく
ように長くなる。ところが、指令パルスａとフィードバ
ックパルスｂの周期に着目してみるとモータ６を減速し
ていく過程で、第６図（３）に示すような状態が生じる
。この状態は指令パルスａの周期とフィードバックパル
スｂの周期が同じにもかかわらず、フィードバックパル
スｂが指令パルスａに対し進んだ状態になっている。こ
の状態を位相偏差的にみると第５図（２）に示している
点Ａに位相偏差Ｃがなったときである。また、この状態
の意味は指令パルスａとフィードバックパルスｂの周期
が等しい、即ち、速度が等しいにもかわらず位相比較器
２はフィードバックパルスｂが進んでいると判断してさ
らに減速指令を出すことを意味する。したがって、点Ａ
通過以降は最終的な目標速度よりもさらに減速してしま
い、位相が遅れ状態になって始めて加速指令を出し、定
常状態になるため、第５図（４）に示したように速度に
大きなアンダーシュートが生じてしまう結果になる。
ところで、近年マイクロエレクトロニクスの発展があり
、そのシステムの中で使用される記憶媒体などの容量も
年々増大の一途をたどっている。
、そのシステムの中で使用される記憶媒体などの容量も
年々増大の一途をたどっている。
記憶媒体（磁気ディスク）は、−数的に単位長さ当りの
記憶容量が一定と考えられるが、一定速で回転させると
その記憶容量は内周側の制限で決まり外周側に行く程周
長が長くなるため、単位長さ当りの記憶密度が疎となり
、そのもっている記憶能力を十分に使用できない状態が
発生する。そこで記憶容量を増大させる方法として記憶
読み書きのヘッドが外周に行くにつれスピンドルモータ
の回転を下げていき、単位長さ当りの記録密度が一定に
なるようにスピンドルモータの回転数を制御してやれば
、記憶媒体を効率よく使用でき、記憶容量もアップする
ことになる。このように、速度を可変にすれば、一定速
で駆動する場合に比べ一般に記憶容量が３倍近くアップ
するといわれている。
記憶容量が一定と考えられるが、一定速で回転させると
その記憶容量は内周側の制限で決まり外周側に行く程周
長が長くなるため、単位長さ当りの記憶密度が疎となり
、そのもっている記憶能力を十分に使用できない状態が
発生する。そこで記憶容量を増大させる方法として記憶
読み書きのヘッドが外周に行くにつれスピンドルモータ
の回転を下げていき、単位長さ当りの記録密度が一定に
なるようにスピンドルモータの回転数を制御してやれば
、記憶媒体を効率よく使用でき、記憶容量もアップする
ことになる。このように、速度を可変にすれば、一定速
で駆動する場合に比べ一般に記憶容量が３倍近くアップ
するといわれている。
しかし、速度を可変にするには前述のＰＬＬ制御方式で
は、速度のオーバーシュートあるいはアンダーシュート
などのため、非常に使用しすらい。その理由として、オ
ーバシュートやアンダーシュートが整定するまで待つと
すると、それだけアクセス時間が長くなるなどの理由が
考えられる。
は、速度のオーバーシュートあるいはアンダーシュート
などのため、非常に使用しすらい。その理由として、オ
ーバシュートやアンダーシュートが整定するまで待つと
すると、それだけアクセス時間が長くなるなどの理由が
考えられる。
前述のように可変速用途に現状のｐＬＬＩＪｍ方式を適
用することは難かしいが、一定速の精度を得るためには
ＰＬＬ方式が最適である。したがって、現状のＰＬＬ方
式を改良することにより、可変速用途に適する方式とす
れば可変速と回転精度の２つのメリットが生じることに
なる。
用することは難かしいが、一定速の精度を得るためには
ＰＬＬ方式が最適である。したがって、現状のＰＬＬ方
式を改良することにより、可変速用途に適する方式とす
れば可変速と回転精度の２つのメリットが生じることに
なる。
本発明のＰＬＬモータ制御装置は、位相偏差を微分する
微分器と、フィードバックパルスが最終位相偏差の遅れ
をもって指令パルスと同期状態にあるときに指令パルス
の周波数がステップ的に変化し、その後位相偏差の微分
値が零になると、該位相偏差が前記最終位相偏差と等し
くなるように、指令パルスの周波数が低い方に変化した
場合は指令パルスの位相を進め、指令パルスの周波数が
高い方に変化した場合は指令パルスの位相を遅らせる位
相シフト器を有している。
微分器と、フィードバックパルスが最終位相偏差の遅れ
をもって指令パルスと同期状態にあるときに指令パルス
の周波数がステップ的に変化し、その後位相偏差の微分
値が零になると、該位相偏差が前記最終位相偏差と等し
くなるように、指令パルスの周波数が低い方に変化した
場合は指令パルスの位相を進め、指令パルスの周波数が
高い方に変化した場合は指令パルスの位相を遅らせる位
相シフト器を有している。
前述の現象論かられかるように速度にアンダーシュート
やオーバーシュートを生じさせないようにするには第６
図（３）の状態、即ち、指令パルスａとフィードバック
パルスｂの周期が等しくなった時にお互いの位相関係を
最終状態に近い関係にもっていけば良いことになる。フ
ィードバックパルスｂを動かすことはモータを素早く変
化させる必要があるため制御上不可能であるが、指令パ
ルスａを位相シフトすることは簡単である。
やオーバーシュートを生じさせないようにするには第６
図（３）の状態、即ち、指令パルスａとフィードバック
パルスｂの周期が等しくなった時にお互いの位相関係を
最終状態に近い関係にもっていけば良いことになる。フ
ィードバックパルスｂを動かすことはモータを素早く変
化させる必要があるため制御上不可能であるが、指令パ
ルスａを位相シフトすることは簡単である。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明のＰＬＬモータ制御装置の一実施例のブ
ロック図、第２図は第１図の実施例において指令パルス
ａの周波数がステップ的に低くなった場合の位相偏差Ｃ
１位相偏差微分値、速度の関係を示す図、第３図は第１
図の実施例において位相偏差微分値が零になる前と零に
なったときの指令パルスａとフィードバックパルスｂの
位相関係を示す図である。
ロック図、第２図は第１図の実施例において指令パルス
ａの周波数がステップ的に低くなった場合の位相偏差Ｃ
１位相偏差微分値、速度の関係を示す図、第３図は第１
図の実施例において位相偏差微分値が零になる前と零に
なったときの指令パルスａとフィードバックパルスｂの
位相関係を示す図である。
本実施例は、ローパスフィルタ３を通過した位相偏差Ｃ
を微分する微分器８と、微分器８の出力（位相偏差Ｃの
微分値）が零になったとき、位相偏差が最終位相偏差Δ
Ｔ１になるように指令パルスａを進め（指令パルスａの
周波数がステップ的に低くなった場合）、あるいは遅ら
せる（指令パルスａの周波数がステップ的に高くなった
場合）位相シフト器９が第４図の従来例に付加されてい
る。
を微分する微分器８と、微分器８の出力（位相偏差Ｃの
微分値）が零になったとき、位相偏差が最終位相偏差Δ
Ｔ１になるように指令パルスａを進め（指令パルスａの
周波数がステップ的に低くなった場合）、あるいは遅ら
せる（指令パルスａの周波数がステップ的に高くなった
場合）位相シフト器９が第４図の従来例に付加されてい
る。
次に、指令パルスａの周波数がステップ的に低くなフた
状態での本実施例の動作を説明する。
状態での本実施例の動作を説明する。
第２図（１）に示すように指令パルスａの周波数が変化
すると、指令パルスａとフィードバックｂの周期が等し
くなる点Ａ（第２図（２）の零クロス点）が微分器７に
より検出され、第３図に示すように位相偏差Ｃが最終位
相偏差ΔＴ工に等しくなるように指令パルスａの位相が
位相シフト器８により進められる。すると、位相偏差Ｃ
１位相偏差微分値、速度の応答はそれぞれ第２図（２）
、 （３） 。
すると、指令パルスａとフィードバックｂの周期が等し
くなる点Ａ（第２図（２）の零クロス点）が微分器７に
より検出され、第３図に示すように位相偏差Ｃが最終位
相偏差ΔＴ工に等しくなるように指令パルスａの位相が
位相シフト器８により進められる。すると、位相偏差Ｃ
１位相偏差微分値、速度の応答はそれぞれ第２図（２）
、 （３） 。
（４）のようになり速度のアンダーシュートが生じない
ことになる。
ことになる。
なお、微分器７としては公知の構成を用いることができ
、位相シフト器８にしても、抵抗とコンデンサなどの遅
れ時定数で構成したり、デジタル的には簡易的にはリセ
ット機能を使用するか、あるいは本格的に位相シフト器
８を作るかその選択は種々あると考えられる。
、位相シフト器８にしても、抵抗とコンデンサなどの遅
れ時定数で構成したり、デジタル的には簡易的にはリセ
ット機能を使用するか、あるいは本格的に位相シフト器
８を作るかその選択は種々あると考えられる。
以上説明したように本発明は、位相偏差の微分値が零に
なったとき、位相偏差が最終位相偏差になるように指令
パルスの位相を進め、あるいは遅らせることにより、速
度のオーバーシュートあるいはアンダーシュートを抑え
ることができ、ＰＬＬモータ制御装置を可変速用途に使
用できるという効果がある。
なったとき、位相偏差が最終位相偏差になるように指令
パルスの位相を進め、あるいは遅らせることにより、速
度のオーバーシュートあるいはアンダーシュートを抑え
ることができ、ＰＬＬモータ制御装置を可変速用途に使
用できるという効果がある。
第１図は本発明のＰＬＬモータ制御装置の一実施例のブ
ロック図、第２図は第１図の実施例において指令パルス
ａの周波数がステップ的に低くなった場合の位相偏差、
位相偏差微分値、速度の関係を示す図、第３図は第１図
の実施例において位相偏差−微分値が零になる前と零に
なったときの指令パルスａとフィードバックパルスｂの
位相関係を示す図、第４図はＰＬＬモータ制御装置の従
来例のブロック図、第５図は第４図の従来例において指
令パルスａの周波数がステップ的に低くなった場合の位
相偏差、位相偏差微分値、速度の関係を示す図、第６図
は第４図の従来例において位相偏差微分値が零になる前
と零になったときの指令パルスａとフィードバックパル
スｂの位相関係を示す図である。 ｌ・・・指令パルス発生器、 ２・・・位相比較器、 ３・・・ローパスフィルタ、 ４・・・ループフィルタ、 ５・・・パワーアンプ、 ６・−モータ、 ７・一回転位置検出器、 ８・−微分器、 ９・・・位相シフト器、 ａ・・・指令パルス、 ｂ−・フィードバックパルス。
ロック図、第２図は第１図の実施例において指令パルス
ａの周波数がステップ的に低くなった場合の位相偏差、
位相偏差微分値、速度の関係を示す図、第３図は第１図
の実施例において位相偏差−微分値が零になる前と零に
なったときの指令パルスａとフィードバックパルスｂの
位相関係を示す図、第４図はＰＬＬモータ制御装置の従
来例のブロック図、第５図は第４図の従来例において指
令パルスａの周波数がステップ的に低くなった場合の位
相偏差、位相偏差微分値、速度の関係を示す図、第６図
は第４図の従来例において位相偏差微分値が零になる前
と零になったときの指令パルスａとフィードバックパル
スｂの位相関係を示す図である。 ｌ・・・指令パルス発生器、 ２・・・位相比較器、 ３・・・ローパスフィルタ、 ４・・・ループフィルタ、 ５・・・パワーアンプ、 ６・−モータ、 ７・一回転位置検出器、 ８・−微分器、 ９・・・位相シフト器、 ａ・・・指令パルス、 ｂ−・フィードバックパルス。
Claims (1)
- ＰＬＬモータ制御装置において、位相偏差を微分する微
分器と、フィードバックパルスが最終位相偏差の遅れを
もって指令パルスと同期状態にあるときに指令パルスの
周波数がステップ的に変化し、その後位相偏差の微分値
が零になると、該位相偏差が前記最終位相偏差と等しく
なるように、指令パルスの周波数が低い方に変化した場
合は指令パルスの位相を進め、指令パルスの周波数が高
い方に変化した場合は指令パルスの位相を遅らせる位相
シフト器を有することを特徴とするＰＬＬモータ制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007391A JPH01186186A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | Ｐｌｌモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63007391A JPH01186186A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | Ｐｌｌモータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186186A true JPH01186186A (ja) | 1989-07-25 |
Family
ID=11664619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63007391A Pending JPH01186186A (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | Ｐｌｌモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01186186A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6274994B2 (en) | 1999-05-14 | 2001-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Servo control apparatus |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP63007391A patent/JPH01186186A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6274994B2 (en) | 1999-05-14 | 2001-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Servo control apparatus |
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