JPH0197187A - 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、制御対象の状Ｂ量を検出してフィードバック
制御を行う制御装置に関するものである。 従来の技術 たとえば、モータ（制御対象）の回転速度（状態量）を
速度検出器により検出して、その検出信号によってモー
タへの供給電力を制御するモータの制御装置は、オーデ
ィオ用もしくはビデオ用のテープレコーダのキャプスタ
ンモータに使用されている。このような速度を制御する
制御装置には、負荷トルクの変動による回転速度の変動
を十分に抑制することが要求されている。 このような要求に対して、本出願人は特願昭６０−２２
９１４３号において、「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
流信号の周期に応じたデジタル信号を前記モータの１回
転当たりＺＱ回（ここに、Ｚｑは４以上の整数）得る速
度検出手段と、前記速度検出手段のデジタル信号に基づ
き演算・記憶して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た電力を前記モータに供給す
る電力増幅手段（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デジタル信号により前記モータ
の回転誤差Ｅを検出する回転誤差検出手段と、前記速度
検出手段が新しいデジタル信号を得るのに対応してカウ
ント動作を行い、Ｎｘ　　−Ｌ（ここに、Ｎｘは２以上
の整数で、Ｌは４以上の整数）をｍｏｄ　（法）とする
カウント値Ｉを作るカウント手段と、逐次書き換え可能
なラム領域内に少なくともＮｘ　Ｌ個のデジタル値Ｍ　
（０）からＭ［：ＮｘＬ−１）を格納するメモリ手段と
、前記カウント手段のカウント値Ｉに対応して変化する
整数Ｊに対して、少なくとも前記メモリ手段のＬ間隔ず
つ離れたＮｘ個のデジタル値群ＭＣＪ−ｎＬ　（ｍｏ　
ｄ　　Ｎｘ　Ｌ））（ｎ＝１．２．−、Ｎｘ）を使って
合成計算された合成値を算出する合成値算出手段（メモ
リ出力値作成手段）と、前記合成値算出手段によって算
出された合成値と前記回転誤差検出手段の回転誤差を加
算した加算値に実質的に対応した更新値によって、前記
カウント手段のカウント値■に対応した前記メモリ手段
のデジタル値を、順次Ｍ　（０）　、　Ｍ　（１）、　
Ｍ　（２）　。 ・・・・・・の順番に更新保存する更新保存手段と、前
記合成値算出手段によって算出された合成値と前記回転
誤差検出手段の現時点の回転誤差を加算合成して前記制
御信号を作り出す制御信号作成手段とから構成したモー
タの速度制御装置」を提案した。 発明が解決しようとする問題点 上記のモータの回転速度の制御装置では、負荷トルクの
変動から回転速度の変動への周波数伝達関数が特定の周
波数群において０もしくは極めて小さくなるという優れ
た効果を得ることができた。 しかしながら、メモリ手段のデジタル値Ｍ

〔０〕からＭ
（ＮｘＬ−１）に回転誤差に対応した値が記憶されるま
での間は、十分な低減効果を発揮していないことがわか
った。そのため、メモリ手段のデジタル値の個数が多い
場合には、上記の効果を得るまでの時間が非常に長くか
かるという欠点があった。特に、回転速度の設定値をス
テップ的に変化させた場合にその影響が収束するまでの
時間が長（かかっていた。 本発明は、このような点を考慮して、設定値のステップ
的な変化が生じても、負荷変動による制御対象の状Ｂ量
変動の低減効果を短時間に得ることができるよ°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、制御対象の状り、量を検出する検出手段と
、制御信号を作り出す補償手段と、前記補償手段の制御
信号に応じて前記制御対象の状態量を変化させる駆動手
段を具備し、前記補償手段は、前記検出手段の検出信号
に応動したデジタル誤差を得る誤差算出手段と、複数個
のデジタル記憶値の内の１個を順番に前記デジタル誤差
に対応した値と少なくとも１個の前記デジタル記憶値の
合成値によって更新保存する記憶値保存手段と、前記デ
ジタル誤差と少なくとも１個の前記デジタル記憶値を合
成して前記制御信号を作り出す制御信号作成手段と、前
記記憶値保存手段のデジタル記憶値の更新動作を適時停
止させる更新停止手段を有するように構成することによ
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、通常は、誤
差算出手段と記憶値保存手段と制御信号作成手段を用い
た制御によって、負荷変動に非常に強い、良好な制御特
性を得ることができる。さらに、たとえば設定値のステ
ップ的な変化等が生じた場合には、まず、更新停止手段
を動作させて一時的に記憶値保存手段の更新動作を停止
させ、その後に、たとえばデジタル誤差が十分に小さく
なってから記憶値保存手段の更新動作を再開させること
によって、ステップ的な変化の影響をすみやかに収束さ
せることができた。 実施例 以下、本発明の一実施例の制御装置について、テープレ
コーダのキャプスタンモータの速度制御装置を例にとり
、図面を参照しながら説明する。 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１　（制御対象）は回転センサ２と
負荷１０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４以上の整
数であり、ここでは、Ｚｑ＝１０２４とする）の２相の
交流信号ａｌと３２（波形整形されたパルス信号）を発
生する。回転センサ２のセンサ部品の物理的な配置によ
って、交流信号ａ１とａ２は９０°の位相差を常に有す
るようになされている（第５図（ａ）、（ｂ）参照）。 回転センサ２の交流信号ａ１は速度検出器３に入力され
、交流信号ａ１の周期に応じたデ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ａ１はアンド回路３３とフリップフロップ回路
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とカウンタ回
路３４のオーバフロー出力信号Ｗも人力されている。発
振回路３２は水晶発振器と分周器等によって構成され、
交流信号ａ１の周波数よりもかなり高周波のクロックパ
ルスｐ（５００ｋ　Ｈｚ程度）を発生している。カウン
タ回路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１２ビツトのアップカ
ウンタになっている。また、オーバーフロー出力信号Ｗ
はカウンタ回路３４のカウント内容が所定の値以下の時
には“Ｈ”であり、カウンタ回路３４のカウント内容が
所定値以上になるとＷは“Ｌ”に変化する（ここに、“
Ｈ”は高電位状態を表し、“Ｌ”は低電位状態を表して
いる）。データ入力型７９７１７０７１回路３５は、交
流信号ａ１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“Ｈ”を取り込み、その出力信
号ｑを“Ｈ”にする（ｑ＝“Ｈ”）。また、補償器４か
らのリセット信号ｒが“Ｈ”になると、カウンタ回路３
４とフリップフロップ回路３５の内部状態がリセットさ
れる（ｂ＝′″ＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬＬ”、Ｗ−“Ｈ
”、ｑ＝“Ｌ”）。 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、カウンタ回路３４とフリップフロップ回路３５が
リセット信号ｒによってリセットされているものとする
。回転センサ２の交流信号ａｌが“Ｌ”から“Ｈ”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。カウンタ回路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。交流信号ａ１が“Ｈ″から“Ｌ″に変わると、ア
ンド回路３３の出力信号りは“Ｌ”になり、カウンタ回
路３４はその内部状態を保持する。また、フリップフロ
ップ回路３５は交流信号ａｌ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“Ｌ”か
ら“Ｈ”に変化させる。カウンタ回路３４のデジタル信
号すは、回転センサ２の交流信号ａ１の（半）周期長に
比例した値であり、モータ１の回転速度に反比例してい
る。後述の補償器４は、フリップフロップ回路３５の出
力信号ｑを見て、ｑが“Ｈ”になるとカウンタ回路３４
のデ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、カウンタ回路３４とフ
リップフロップ回路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、回転センサ２の交流信号ａｌの周
期が長いためにカウンタ回路３４の内部状態が所定値以
上になり、オーバフロー出力信号Ｗが“Ｈ”から“Ｌ”
に変わり、アンド回路３３の出力信号りが“Ｌ”になり
、カウンタ回路３４が所定の大きな値を保持することも
ある。 第２図の補償器４は、演算器５とメモリ６とＤ／Ａ変換
器７と回転位置検出器８によって構成され、速度検出器
３のデ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９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　（制御対象）と回転センサ２・速度
検出器３（検出手段）と補償器４（補償手段）と電力増
幅器９（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（制御状態量）が所定の値に制御され
る。なお、補償器４には動作指令器１）の動作指令信号
ｊが入力されており、補償器４は動作指令信号ｊに応じ
た制御動作を行うようになされている。動作指令信号ｊ
は４ビット程度のデジタル信号であり、モータ１の動作
指令をコード化したものである。たとえば、テープレコ
ーダのキャプスタンモータの場合には、上述の高精度の
速度制御動作における速度設定値の変更以外に、正方向
の頭だしサーチや逆方向の頭だしサーチの動作等を行わ
せている。これらは、補償器４の制御動作内容を変更す
ることによって対応可能である。 補償器４の回転位置検出器８は、回転センサ２の交流信
号ａｌとａ２が入力され、モータ１の回転方向の判別を
含めてモータｌの回転位置に対応したデジタル信号ｉを
得ている。第４図に回転位置ネ★出器８の具体的な構成
例を示す。これについて、第５図の動作説明用の波形図
を参照して説明する。交流信号ａ１とａ２は９０°の位
相差を有する２相体号であるから、方向判別回路４１に
おいて交流信号ａ１の立ち上がりエツジにて交流信号ａ
２０レベル（“Ｈ”または“Ｌ”）をランチすれば、モ
ータ１の回転方向に対応した方向検出信号ｇを得ること
ができる（第５図（ａ）、　ｆｂｌ、　ｆｄ））。すな
わち、モータ１が正方向に回転しているときには方向判
別回路４１の出力信号ｇは“Ｈ”となり、モータ１が逆
方向に回転しているときには方向判別回路４１の出力信
号ｇは“Ｌ”となる。微分回路４２は、交流信号ａ１の
立ち上がりエツジにおいて所定の微小パルス幅の微分信
号ｅを発生する。 （第５図（Ｃ））。方向判別回路４１の方向検出信号ｇ
と微分回路４２の微分信号ｅは１０ビツトのアンプダウ
ン型のカウンタ回路４３に入力され、方向検出信号ｇが
“Ｈ”の時には微分信号ｅの立ち下がりエツジの到来毎
にカウンタ回路４３がカウントアンプしていき、方向検
出信号すが“Ｌ”の時には微分信号ｅの立ち下がりエツ
ジの到来毎にカウンタ回路４３がカウントダウンしてい
く。カウンタ回路４３は１０ビツトであるからその内容
であるデジタル信号ｉはＯから１０２３の値を取り、そ
の状態数（１０２４）は速度検出器３によるモータ１の
１回転の検出回数（Ｚｑ　＝１０２４）に対応している
。すなわち、カウンタ回路４３は常時モータ１の１回転
中の回転位置を検出し、モータ１の回転位置に対応した
デジタル値を得て、デジタル信号ｉとして出力する。 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（ＲＡＭ：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。 〔回転誤差算出部ＩＡ（誤差算出手段）〕（ＩＡ−１）
　　まず、演算器５は速度検出器３のフリップフロップ
回路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、新しい検出デジタル信号すを出
力するのをモニタしている。 （ＩＡ−２）（ｌが“Ｈ”になると、速度検出器３の検
出デジタル信号すを読み込んで、検出デジタル信号すに
対応する速度検出デジタル値Ｓ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
回路３４とフリップフロップ回路３５をリセットする。 （ＬＡ−３）　　所定の基準値５ｒｅｆから速度検出デ
ジタル値Ｓを引いて、モータ１の現時点での新しいデジ
タル速度誤差を得る（ＥＯ＝　５ｒｅｆ　−Ｓ）。 速度誤差Ｅ０を８倍して、モータ１の現時点での新しい
デジタル回転誤差Ｅ（デジタル誤差）を算出する（Ｅ＝
Ｒ−ＥＯ）。 〔制御信号作成部ＩＢ（制御信号作成手段）〕（ＩＢ−
１）　　現時点の回転誤差Ｅと後述する記憶値保存部Ｉ
Ｄのメモリ出力値作成部ＩＤｂによるメモリ出力値■を
所定の比率（１：Ｄ）にて加算合成し、デジタル合成値
Ｙを得る（Ｙ　＝　Ｅ　＋　Ｄ・Ｖ）。ここに、Ｄは０
．５以上で１．２以下の定数で、好ましくはＤ＝１゜ （ＩＢ−２）　　デジタル合成値Ｙ（制御信号デジタル
値）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Ｃ）に変換する。 〔記憶位置検出部ＩＣ） く安定状態判別部ＩＣａ＞ （ＩＣａ　−１）　　速度検出器の検出デジタル値Ｓに
比例したデジタル速度誤差の絶対値ＩＥＯＩが所定の値
Ｅｘよりも大きい時には（ＩＥＯＩ≧Ｅｘ）、不安定な
過渡状態であると判別し、回転位置検出部ＩＣｂと初期
値設定部Ｉｃｅの動作を行った後に、制御動作変更部Ｉ
Ｅの動作に移る。このとき、記憶値保存部ＩＤの動作は
実行されない。速度誤差の絶対値ＩＥ０１が所定の値Ｅ
ｘよりも小さい時には（ｌ　Ｅｏ　　ｌ　＜Ｅｘ　）　
、安定な速度制御状態であると判別し、回転位置検出部
ＩＣｂ、初期値設定部ＩＣｃの動作を行なわないで、記
憶値保存部ＩＤの動作に移る。 〈回転位置検出部ＩＣｂ＞ （ＩＣｂ−１）　　回転位置検出器８のデジタル信号ｉ
を入力し、デジタル信号ｉに対応したデジタル値１ｄに
する。 く初期値設定部ＩＣｃ＞ （ＩＣｃ　−１）　　後述のカウント変数Ｉに、デジタ
ル値１ｄを入れる（１＝Ｉｄ）。デジタル値１ｄに所定
のデジタル値Ｍ　ａ　（ここに、Ｍａは１以上でＮｘ　
Ｌ　（後述）以下の整数）をＮｘ　Ｌをｍｏｄ（法）と
して加算した値を設定デジタル値Ｉｎとする。　（１ｍ
　＝　Ｉｄ　＋Ｍａ（ｍｏ　ｄ　　Ｎｘ　Ｌ）　）。 メモリ出力値に相当する■の値を０にする（Ｖ＝０）。 分岐判断用変数Ｇｂを０にする（Ｇｂ＝Ｏ）。 その後に、制御動作変更部ＩＥの動作に移る。 〔記憶値保存部ＩＤ（記憶値保存手段）〕〈更新保存部
ＩＤａ＞ （ＩＤａ　−１）　　Ｎｘ　　−Ｌ　（ここに、ＬはＺ
ｑの整数倍の整数、Ｎｘは正の整数、好ましくはＮｘは
２以上の整数）をｍｏｄ（法）として、新しい速度検出
デジタル値Ｓを得る毎にカウント変数Ｉをカウントアツ
プしていく。すなわち、Ｉ＝Ｉ＋１　　（Ｉ＋１を新し
いＩにする）した後に、Ｉ−ＮｘＬならばＩ＝Ｏにする
。このような演算をするならば、ＩはＯからＮｘＬ−１
の間の整数になる。 また、記憶値保存部ＩＤの動作を開始するときのカウン
ト変数Ｉの初期値は回転位置検出器８のデジタル信号ｉ
に対応した値であり、モータ１の回転位置に対応した値
となっている。 （ＩＤａ−２：更新停止手段）　分岐判断用変数Ｇｂが
１の時には、（ＩＤａ−３）の動作に移る。 Ｇｂが１以外の時には（Ｇｂ＝Ｏの時）カウント変数Ｉ
と前述の設定デジタル値１ｍを比較し、■＝Ｉｍになっ
た時にＧｂを１にした後に（Ｇｂ　＝１）、メモリ出力
値作成部ＩＤｂの動作に移る。 これにより、下記の（ＩＤａ−３）の記憶値の更新保存
動作は、カウント変数■が設定デジタル値１ｍに等しく
なった後に行われるようになる。 （ＩＤａ　−３）　　現時点の回転誤差Ｅと後述するメ
モリ出力値作成部ＩＤｂによるメモリ出力値Ｖを１：１
の比率にて加算合成して更新値を計算し、カウント値■
に対応したラム領域内のデジタル記憶値Ｍ　（Ｉ）を更
新しくＭ　（１）＝Ｅ＋Ｖ）　、次の更新時まで格納保
存する。これにより、Ｎｘ　Ｌ個のデジタル記憶値Ｍ　
（１）（Ｉ−０，１，・・・・・・。 ＮｘＬ−１）は、速度検出器３が新しい検出デジタル信
号を得る毎に１個ずつ順番に更新保存される。 〈メモリ出力値作成部ＩＤｂ＞ （ＩＤｂ　−１）　　Ｎｘ　Ｌをｍｏｄとして■に１を
足した整数Ｊを計算し［Ｊ＝Ｉ＋１　　（ｍｏｄ　　Ｎ
ｘＬ）〕、ラム領域内のＬ間隔ずつ離れたＮｘ個のデジ
タル記憶値群Ｍ　（Ｊ−ｎＬ　（ｍｏｄ　　ＮｘＬ））
（ｎ＝１．・・・・・・、Ｎｘ）を使って、次式により
メモリ出力値Ｖを算出し、その後に、制御動作変更部Ｉ
Ｈの動作に移る。 Ｎｘ −−−−−−−−−−−・（１） ここに、比率Ｗｎの値は、 ０　＜Ｗｎ　＜　２／Ｎｘ（ｎ　＝　１．−−、　　Ｎ
ｘ）　−・−（２１Ｎχ を満たすものとする。具体的には、 Ｗｎ　＝　１／Ｎｘ（ｎ＝　１．２．−、Ｎｘ）　−（
４）にすると、所定のデジタル記憶値を加算した後に１
回の割り算（またはビットシフト）を行うことによって
簡単に（１）弐の演算を実現できる。なお、このメモリ
出力値Ｖは、次の速度検出値Ｓが得られた後に、制御信
号作成部ＩＢと更新保存部ＩＤａにおいて利用される。 〔制御動作変更部ＩＥ） （Ｉ　Ｅ−１）　　動作指令器１）の動作指令信号ｊを
入力する。 （ＩＢ−２）　　動作指令信号ｊを判読し、速度制御指
令の時には速度設定の変更をチエツクし、変更されてい
ない場合には、回転誤差算出部ＩＡの動作に復帰する。 速度設定の変更時には、速度基準値Ｓ　ｒｅｆを動作指
令信号ｊに対応した値に変更し、現在のカウント変数■
に所定値ＭａをＮｘ　Ｌをｍｏｄ　　（法）として加算
した設定デジタル値Ｉｍを計算しくＩｍ　＝　Ｉ　＋Ｍ
ａ（ｍｏ　ｄ　　Ｎｘ　Ｌ）　）、分岐判断用変数Ｇｂ
をＯにした後に（Ｇｂ＝０）、回転誤差算出部ＬＡの動
作に復帰する。さらに、速度制御指令以外の動作指令の
時には（たとえば、正方向のサーチや逆方向のサーチの
動作）、その指令に応じた動作をモータ１に行わせなが
ら、動作指令信号ｊの変化をチエツクし、再度速度制御
指令になった時に所定の設定動作を行った後に、回転誤
差算出部ＩＡの動作に移行する。ここで、速度制御動作
以外の実際の動作内容は本発明の主旨ではないので、そ
の具体的な説明を省略する。 このように構成するならば、モータ１の速度制御時にお
いて、第２図の負荷１０の生ずる負荷トルクの変動に対
して極めて強くなる。これについて簡単に説明する。回
転誤差とメモリ出力値を加算して新しいデジタル記憶値
にしているので、上記Ｎｘ　Ｌ個のデジタル記憶値Ｍ　
（１）（１＝０．１゜・・・・・・、ＮｘＬ−１）には
回転誤差の時間変化に対応したパターンが形成される。 これらのデジタル記憶値が保持したパターンはメモリ出
力値■に反映される。制御信号作成部ＩＢにおいて、回
転誤差Ｅとメモリ出力値Ｖの加算合成値Ｙにより制御信
号を作っているので、所要時間の制御動作の後にメモリ
出力値Ｖによって作り出されるパターンについては回転
誤差側は小さくなる（場合によっては零でもよい）。回
転誤差Ｅが小さいということは、モータ１の速度変動自
体が小さいことを意味し、極めて良い効果を得ている。 特に、このような効果は、Ｎｘ　Ｌ個のデジタル記憶値
の一巡の更新周期に対応した特定の周波数群において得
られるものである。 さらに、本実施例では、速度検出器３が新しい検出デジ
タル信号を得た直後に回転誤差算出部ＩＡと制御信号作
成部ＩＢの動作を記憶値保存部ＩＤの動作よりも優先し
て行わせるようにしている。 特に、記憶値保存部ＩＤのメモリ出力値作成部ＩＤｂが
次の速度検出時点において利用するメモリ出力値■をあ
らかじめ算出しているので、新しい検出デジタル信号を
得てからそれを使った新しい制御信号Ｙを得るまでの時
間遅れが極めて短くなっている。この時間遅れは制御に
おい、て非常に重要で有り、時間遅れが短いほど制御利
得を大きくでき、負荷変動に対する速度変動を小さくで
きる。 すなわち、本実施例の速度変動は、小さくなっている。 さらに、本実施例では、分岐判断用変数Ｇｂと設定デジ
タル値１ｍによって、設定値Ｓ　ｒｅｆのステップ的な
変更時に、記憶値保存部ＩＤの更新保存動作を行わせな
いで（メモリ出力値作成動作は行っている）、回転誤差
算出部ＩＡと制御信号作成部ＩＢを用いた制御動作を行
うようにし、所定値Ｍａによって決まる所定時間が経過
した後に記憶値保存部ＩＤの記憶値保存動作を行うよう
にし、回転誤差算出部ＩＡと記憶値保存部ＩＤと制御信
号作成部ＩＢを用いた制御動作に移行するように構成し
ている。これにより、設定値Ｓ　ｒｅｆが変化した直後
のスパイク的な速度変動による影響が迅速に収束するよ
うになった。これについて、説明する。設定値５ｒｅｆ
が変化した直後において、デジタル誤差Ｅは急に大きく
なり、設定値の変更直後も記憶値Ｍ　（１）の更新保存
を行うと、この大きなデジタル誤差の影響が記憶Ｍ　（
Ｉ）に入力・保存されてしまう。この記憶値の内容は、
はぼ−巡の更新動作後にメモリ出力値Ｖとして制御信号
Ｙに出力され、モータ１の速度を脈動させてしまう。こ
の脈動は、長時間経過すれば最終的にはなくなるのであ
るが、モータ１の速度変動を迅速に小さくするという目
的からみれば、ないほうが好ましい。そこで、本実施例
では、設定値Ｓ　ｒｅｆのステップ的な変更が生じた場
合には、所要時間の間、記憶値の更新保存を停止させる
ようにした。 （記憶値に対応したメモリ出力値の制御信号への出力は
行っている）。これにより、上述の設定値変更に伴うモ
ータ１の速度変動は迅速に小さくなることを確認した。 特に、上述の記憶値保存部ＩＤの更新動作を停止させて
いる場合にも、新しい速度検出デジタル信号が得られる
毎にカウント変数■をインクリメント（ｌずつ増加）さ
せているので、記憶値保存部ＩＤの更新動作を再開した
ときの更新保存すべき記憶値の位置は、カウント変数１
の値によって簡単にわかる（ソフトウェアによって記憶
位置の検出を行っている）。さらに、記憶値保存部、Ｌ
　Ｄに保持されている記憶値Ｍ　（Ｉ）によるメモリ出
力値を使った制御信号によって制御をかけているので、
更新動作を停止している間もほぼ良好な速度変動低減効
果を得ることができる。 また、速度誤差Ｅ０が大きい時には（ＩＥＯＩ＞Ｅｘ）
、−時的に記憶値保存部ＩＤの更新動作とメモリ出力値
作成動作の両方を停止するようにしている。 さらに、本実施例では、動作指令器１）の指示に従って
補償器４がモータ１の速度制御以外の動作を行っている
ときにも、記憶値保存部ＩＤ内の複数個のデジタル記憶
値ＭＣＩ）（１＝０．１．・・・・・・、ＮｘＬ−１）
は保持されていると共に、モータ１の回転位置をハード
ウェアによって構成された回転位置検出器８によって常
時検出している。 従って、その後の速度制御動作時において、モータ１の
デジタル速度誤差が所定の小さな範囲内になった時に、
回転位置検出器８のデジタル信号ｉ（デジタル値１ｄ）
を利用してモータ１の回転位置に対応した記憶値保存部
ＩＤのデジタル記憶値の記憶位置を検出でき、その記憶
位置から順次制御動作（回転誤差算出部ＩＡ、制御信号
作成部ＩＢ、記憶値保存部ＩＤ用いた速度制御動作）を
行わせることができる。これにより、゛更新保存部ＩＤ
に保持されていたデジタル記憶値の情報をモータ１の回
転位置に対応させてうまく利用できるので、短時間に速
度変動低減効果を得ることができる。 第６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、更新保存部における更
新値の計算の仕方と、メモリ出力値作成部におけるメモ
リ出力値の準備の個数と、制御信号作成部におけるメモ
リ出力値作成部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）。 〔回転誤差算出部６Ａ（誤差算出手段）〕（〕６Ａ−１
　　まず、演算器５は速度検出器３のフリップフロップ
回路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が交流信号の
ａの（半）周期を検出し、新しい検出デジタル信号すを
出力するのをモニタしている。 （６Ａ−２）　　（ｌがＨ”になると、速度検出器３の
検出デジタル信号すを読み込んで、検出デジタル信号す
に対応する速度検出デジタル値Ｓ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
タ回路３４とフリップフロップ回路３５をリセットする
。 （６Ａ−３）　　所定の基準値Ｓ　ｒｅｆから速度検出
デジタル値Ｓを引いて、モータ１の現時点での新しいデ
ジタル速度誤差を得る（Ｅ６−５ｒｅｆ　　Ｓ）。 速度誤差Ｅ０をＲ倍して、モータ１の現時点での新しい
デジタル回転誤差Ｅ（デジタル誤差）を算出する（Ｅ　
＝　Ｒ−Ｅｏ） 〔制御信号作成部６Ｂ（制御信号作成手段）〕（〕６Ｂ
−１　　現時点の回転誤差Ｅと後述する記憶値保存部６
Ｄのメモリ出力値作成部６Ｄｂによる新しいメモリ出力
値■を所定の比率（１：Ｄ）にて加算合成し、デジタル
合成値Ｙを得る（Ｙ＝Ｅ＋Ｄ・■）。ここに、Ｄは０．
５以上で１．２以下の定数で、好ましくはＤ＝１゜ （６Ｂ−２）　　デジタル合成値Ｙ（制御信号デジタル
値）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Ｃ）に変換する。 〔記憶位置検出部６Ｃ） 〈安定状態判別部６Ｃａ＞ （６Ｃａ　　　１）　　速度検出器の検出デジタル値Ｓ
に比例したデジタル速度誤差の絶対値ＩＥ０１が所定の
値Ｅｘよりも大きい時には（ＩＥＯＩ≧Ｅｘ）、不安定
な過渡状態であると判別し、回転位置検出部６Ｃｂと初
期設定部６Ｃｃの動作を行った後に、制御動作変更部６
Ｅの動作に移る。このとき、記憶値保存部６Ｄの動作は
実行されない。また、速度誤差の絶対値ＩＥ０１が所定
の値Ｅｘよりも小さい時には（ｌ　Ｅｏ　ｌ　＜　Ｅｘ
）、安定な速度制御状態であると判別し、回転位置検出
部６Ｃｂと初期値設定部６Ｃｃの動作を行なわないで、
記憶値保存部６Ｄの動作に移る。 〈回転位置検出部６Ｃｂ＞ （６Ｃｂ−１）　　回転位置検出器８のデジタル信号ｉ
を入力し、デジタル信号ｉに対応したデジタル値１ｄに
する。 〈初期値設定部６Ｃｃ＞ （６Ｃｃ　−１）　　後述のカウント変数Ｉに、デジタ
ル値１ｄを入れる（１＝Ｉｄ）。デジタル値１ｄに所定
のデジタル値Ｍａ（ここに、Ｍａは１以上でＮｘ　Ｌ　
（後述）以下の整数）をＮｘ　Ｌをｍ　ｏ　ｄ（法）と
して加算した値を設定デジタル１ｍとする。（１ｍ　＝
　Ｉｄ　＋Ｍａ（ｍｏ　ｄ　　Ｎｘ　Ｌ）　）　、メモ
リ出力値に相当するＶとＶ（Ｐｘ）の値を０にする（Ｖ
　（Ｐｘ　）　＝Ｏ）。分岐判断用変数ｃｂを０にする
（Ｇｂ＝Ｏ）。その後に、制御動作変更部６Ｅの動作に
移る。 〔記憶値保存部６Ｄ（記憶値保存手段）〕〈更新保存部
６Ｄａ＞ （６Ｄａ　　　１）　　Ｎｘ　　−Ｌ　（ここに、Ｌは
Ｚｑの整数倍の整数、Ｎｘは正の整数、好ましくはＮｘ
は２以上の整数）をｍｏｄ（法）として、新−しい速度
検出デジタル値Ｓを得る毎にカウント変数■をカウント
アツプしていく。すなわち、Ｉ＝Ｉ＋１　　（１＋１を
新しい■にする）した後に、Ｉ＝ＮｘＬならば！＝０に
する。このような演算をするならば、ＩはＯからＮｘＬ
−１の間の整数になる。 また、記憶値保存部ＩＤの動作を開始するときのカウン
ト変数■の初期値は回転位置検出器８のデジタル信号ｉ
に対応した値であり、モータ１の回転位置に対応した値
となっている。 （６Ｄａ　−２）　　Ｎｘ　Ｌをｍｏｄとしてカウント
値ＩからＫｄ　　（ここに、Ｋｄは２以上の整数であり
、Ｋｄ＝３が好ましい）を引いた整数Ｋを計算する。　
ＣＫ＝　Ｉ　−Ｋｄ　　（ｍｏ　ｄ　　Ｎｘ　Ｌ））。 （６Ｄａ　−３）　　　レジスタ変数＞（（ｍ＋１）の
内容をＸ　（ｍ）に順番に転送する（ｍ−０，１，２゜
・・・・・・、２Ｋｄ−１）。次に、現時点の回転誤差
Ｅと後述するメモリ出力値作成部６Ｄｂによって算出さ
れた古いメモリ出力値■

〔０〕を１：ｌの比率にて加算
合成した値をレジスタ変数Ｘ（２Ｋｄ）に入れる（Ｘ　
（２Ｋｄ　）＝Ｅ＋Ｖ　（０））。すなわちＸ（２Ｋｄ
）からＸ

〔０〕に連続する２Ｋｄ＋１個の加算値（メモ
リ出力値と回転誤差の加算値）を得る。 （６Ｄａ−４：更新停止手段）　分岐判断用変数Ｇｂが
１の時には、（６Ｄａ−５）の動作に移る。 Ｇｂが１以外の時には（Ｃ；ｂ＝ｏの時）カウント変数
Ｉと前述の設定デジタル値１ｍを比較し、■＝Ｉｍにな
った時にＧｂを１にした後に（Ｃ，ｂ　＝１）、メモリ
出力値作成部ＩＤｂの動作に移る。 これにより、下記の（６Ｄａ−５）の記憶値の更新保存
動作は、カウント変数■が設定デジタル値１ｍに等しく
なった後に行われるようになる。 （６Ｄａ　−５）　　Ｘ　（ｍ）に所定の正の比率Ｃｍ
（ｍ＝０．１．・・・・・・、２Ｋｄ）を掛けた値を加
算合成した新しい更新値を得て、整数Ｋに対応したラム
領域内のデジタル記憶値Ｍ　（Ｋ）として次の更新時ま
で格納保存する。ここに、比率Ｃｍには次の関係がある
。 これにより、Ｎｘ　Ｌ個のデジタル記憶値Ｍ　（Ｋ）（
Ｋ＝０．１．−・・・、Ｎｘ　Ｌ−１）は、速度検出器
が新しい検出デジタル信号を得る毎に１個ずつ順番に更
新保存される。 くメモリ出力値作成部６Ｄｂ＞ （６Ｄｂ　−１）　　Ｎｘ　Ｌをｍｏｄとしてカウント
値ＩにＰｘ　＋１　　（Ｐｘは１以上で５以下の整数で
あり、Ｐｘ＝３が好ましい）を足した整数Ｊを計算する
（Ｊ＝Ｉ＋Ｐｘ　＋１　　（ｍｏｄ　　ＮＸ　Ｌ））。 （６Ｄｂ−２）　　　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＝Ｑ、１゜・・・
・・・、Ｐｘ−１）、ラム領域内のＬ間隔ずつ離れたＮ
ｘ個のデジタル記憶値群Ｍ（Ｊ−ｎＬ（ｍ。 ｄ　　Ｎｘ　Ｌ）　）　　（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。その後に、制御動作変更部
６Ｅの動作に復帰する。 Ｎｘ 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、Ｖ　（Ｐｘ　）からｖ〔０
〕に連続するＰｘ＋１個のメモリ出力値を得る。このと
き、Ｖ（Ｐｘ）を計算する時の（７）式中の整数ＪをＪ
ｌとし、■

〔０〕を計算する時の（７）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Ｐｘに対応した
ズレがある。すでに説明したように、次の速度検出デジ
タル値Ｓを得た後にＶ（Ｐｘ　）は制御信号作成部６Ｂ
において使用され、■

〔０〕は更新保存部６Ｄａにおい
て使用される。 〔制御動作変更部６Ｅ） （６Ｅ−１）　　動作指令器１）の動作指令信号ｊを入
力する。 （６Ｅ−２）　　動作指令信号ｊを判読し、速度制御指
令の時には速度設定の変更をチエツクし、変更されてい
ない場合には、回転誤差算出部６Ａの動作に復帰する。 速度設定の変更時には、速度基準値Ｓ　ｒｅｆを動作指
令信号ｊに対応した値に変更し、現在のカウント変数■
に所定値ＭａをＮｘ　Ｌをｍｏｄ（法）として加算した
設定デジタル値１ｍを計算しＮｍ　−１＋Ｍａ　　（ｍ
ｏ　ｄＮｘ　Ｌ）］、分岐判断用変数Ｇｂを０にした後
に（Ｇｂ＝Ｏ）、回転誤差算出部６Ａの動作に復帰する
。速度制御指令以外の動作指令の時には（たとえば、正
方向のサーチや逆方向のサーチの動作）、その指令に応
じた動作をモータ１に行わせながら、動作指令信号ｊの
変化をチエツクし、再度速度制御指令になった時に所定
の設定動作を行った後に、回転誤差算出部６Ａの動作に
移行する。ここで、速度制御動作以外の制御動作内容は
本発明の主旨ではないので、その具体的な説明を省略す
る。 本実施例のように、更新保存部６Ｄｄに加重平均を取る
演算を挿入したり、制御信号作成部６Ｂにおいて使用す
るメモリ出力値作成部６Ｄｂの第一のメモリ出力値Ｖ（
Ｐｘ）と更新保存部６Ｄａにおいて使用するメモリ出力
値作成部６Ｄｂの第二のメモリ出力値ｖ

〔０〕の間に所
定のズレを設けるならば、制御範囲内において良好な制
御特性が得られると共に、制御系全体の動作も安定にな
ることを確認した。 また、更新保存部６Ｄａの更新保存動作〔（６Ｄａ−５
））を停止している場合（Ｇｂ＝Ｏの場合）においても
、レジスタ変数Ｘ　（ｍ）を準備しているので、更新保
存動作を行うようになった場合に、すでに準備されてい
るＸ　（ｍ）を使って直ちに更新値を計算できる。 なお、比率ＷｎやＣｍ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現するもの
であればよく、各種の等測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部による新しい制御信号の出力
動作を行い、その後に、記憶値保存部のメモリ出力値作
成部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、メモリ出力値作成部
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、これ以外に基準周波
数信号との位相関係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デジタル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。特に、位相同
期の基準値（設定値）をステップ的に変化させたときに
、記憶値保存部の更新保存動作を一時的に停止するよう
にしてもよく、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、電力増幅器の出力信号をＰ
ＷＭ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
同じ動作を行わせるようにしてもよい。 さらに、前述の実施例ではモータの回転速度の制御装置
について示したが、本発明はそのような場合に限らず、
種々のフィードバック形の制御装置に利用できることは
言うまでもない。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 本発明の制御装置は、制御対象の状態量を非常に正確に
制御できると共に、設定値の変更時等においても短時間
に良好な制御性能を得ることができる。従って、本発明
に基づき、オーディオ用もしくはビデオ用のテープレコ
ーダのキャプスタンモータの速度制御装置を構成するな
らば、磁気テープの走行速度を極めて正確に制御でき、
ワウ・フラッタの少ない高性能なビデオテープレコーダ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のモータの制御装置の補償器
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図は第２図の回転位置検出器８の具体的な構成例を
表す構成図、第５図は第４図の回転位置検出器８の動作
説明用の波形図、第６図は本発明の他の実施例を表すモ
ータの制御装置の補償器の内蔵プログラムの一例を表す
フローチャート図である。 １・・・・・・モータ、２・・・・・・回転センサ、３
・・・・・・速度検出器、４・・・・・・補償器、５・
・・・・・演算器、６・・・・・・メモリ、７・・・・
・・Ｄ／Ａ変換器、８・・・・・・回転位置検出器、９
・・・・・・電力増幅器、１０・・・・・・負荷、１）
・・・・・・動作指令器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御対象の状態量を検出する検出手段と、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
   じて前記制御対象の状態量を変化させる駆動手段を具備
   し、前記補償手段は、前記検出手段の検出信号に応動し
   たデジタル誤差を得る誤差算出手段と、複数個のデジタ
   ル記憶値の内の１個を順番に前記デジタル誤差に対応し
   た値と少なくとも１個の前記デジタル記憶値の合成値に
   よって更新保存する記憶値保存手段と、前記デジタル誤
   差と少なくとも１個の前記デジタル記憶値を合成して前
   記制御信号を作り出す制御信号作成手段と、前記記憶値
   保存手段のデジタル記憶値の更新動作を適時停止させる
   更新停止手段を有することを特徴とする制御装置。
2. （２）更新停止手段による更新停止後に記憶値保存手段
   の更新保存動作を再開するとき、更新保存すべきデジタ
   ル記憶値の位置を検出する記憶位置検出手段を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の制御
   装置。