JPH0210673B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0210673B2
JPH0210673B2 JP57010692A JP1069282A JPH0210673B2 JP H0210673 B2 JPH0210673 B2 JP H0210673B2 JP 57010692 A JP57010692 A JP 57010692A JP 1069282 A JP1069282 A JP 1069282A JP H0210673 B2 JPH0210673 B2 JP H0210673B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
motor
control loop
control device
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57010692A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58130784A (ja
Inventor
Makoto Akyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57010692A priority Critical patent/JPS58130784A/ja
Publication of JPS58130784A publication Critical patent/JPS58130784A/ja
Publication of JPH0210673B2 publication Critical patent/JPH0210673B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/22Controlling the speed digitally using a reference oscillator, a speed proportional pulse rate feedback and a digital comparator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、いくつかの設定回転速度をもつ、ま
たは連続的に回転速度を変えて使用するモータの
制御装置に関するもので、それぞれの設定回転数
と対応させて、制御ループ利得を自動的に可変
し、常にその設定回転数において可能な最大ルー
プ利得を得て、モータの制御性能を最大限にひき
出そうとするものである。
一般にモータ制御系を設計する際、モータの外
乱に対する回転数変動率を小さくしたり、応答時
間をはやくしたりするために、できるだけ制御ル
ープの利得を大きく設計するのが普通であるが、
通常は、制御ループの利得の最大値、いいかえる
と、制御系の可能なカツト・オフ周波数の最大値
は、モータの回転数に比例した周波数を出力する
周波数発電機の出力周波数の値によつて、限定さ
れる。例えば、一般的にサンプル・アンド・ホー
ルド式の速度デイスクリミネータを用いたモータ
制御系では、周波数発電機の出力周波数の約1/12
から1/20程度が制御系の応答周波数の最大の限界
値であると考えられる。
以上の理由から、常に最高の制御特性を得るた
めには、基準周波数を可変して、モータの回転数
設定を変えるたびに、それぞれの回転数に対応す
る制御ループ利得、すなわち、低速回転時には低
い制御ループ利得を、高速回転時には高い制御ル
ープ利得を設定する必要が生じ、上記基準周波数
を切換えると同時に制御ループ利得も切換える必
要があつた。
本発明は以上の欠点をなくしたモータの制御装
置を提供するもので、基準周波数を可変してモー
タの回転数を変える時、その回転数に応じて自動
的に制御系のループ利得を制御して、常に最高の
制御性能を得ようとするものである。
第1図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。同図において、1はデイスク2を回転させ、
かつその回転数に比例した周波数信号FGを発生
する周波数発電機3を備えたモータ、4は発振回
路5の出力周波数を分周する分周回路であり、そ
の出力周波数Rはモータ1の回転の基準周波数と
なる。6は基準周波数Rと周波数発電機3の出力
周波数FGとの位相を比較して位相誤差信号をつ
くる位相比較回路、7はモータ1の基準回転数に
対する速度誤差信号を検出する速度誤差検出回路
である。8は発振回路5の出力周波数Cに比例し
て、すなわち基準周波数Rに比例して、増幅度が
制御される増幅器、9は周波数Cの2乗の値に比
例して増幅度が制御される増幅器、10は増幅器
8と9の出力を加算するための加算回路である。
11は加算回路10の出力に含まれる雑音やリツ
プル成分を除去するためのローパス・フイルタ
で、そのカツト・オフ周波数rも発振回路5の出
力周波数Cに比例して可変される。12はローパ
ス・フイルタ11の出力電圧を増幅してモータ1
に電流を供給するための駆動回路である。
以上述べたモータ1、周波数発電機3、速度誤
差検出回路7、増幅器8、加算回路10、ローパ
ス・フイルタ11、および駆動回路12で速度制
御ループが構成されている。一方、モータ1、周
波数発電機3、位相比較回路6、増幅器9、加算
回路10、ローパス・フイルタ11、および駆動
回路12で位相制御ループが構成され、モータ1
は基準周波数Rに比例して回転制御される。
第2図は、最高(限界)の制御特性を維持した
まま、モータ1の回転数を1/2に可変した時のモ
ータの制御特性(回転数変動率)の変化を示す図
で、Aは可変前、Bは可変後の状態に対応する。
第2図において、a1はデイスク2を含むモータ
1の慣性モーメントに、a2、b2は速度制御ループ
の速度帰還利得に、またa3、b3は位相制御ループ
の位相帰還利得にそれぞれ対応する。
12、′1および′2は、それぞれ順にa2とa3

a1とa2、b2とb3、およびa1とb2の交点として求め
られ、12、または′1と′2の相乗平均は系の
応答周波数(自然周波数)を示す。aの文字のつ
いた項は速度可変前に、bの文字のついた項は速
度可変後に対応し、総合的なモータの制御特性は
実線で描いたグラフAとBに対応する。
第2図のAの状態において、モータの制御特性
を良好にする為、例えば2FG/12の様に、ほぼそ の上限に近い値までの応答周波数、すなわちルー
プ利得を上げてあると仮定すると、基準周波数R
を1/2にしてモータ1の回転速度を1/2にしようと
する場合、もし両ループ利得が一定で変化しない
時は、周波数発電機3の出力周波数と制御系のカ
ツト・オフ周波数の比が限界値の半分の6倍とな
つて、制御系の動作は不安定となる。
このため、第2図に示すように、位相系のルー
プ利得を12dB下げ、同時に速度系のループ利得
を6dB下げることにより(第2図の制御特性図上
では、回転数変動率がそれぞれ12dB、6dBの上
昇となつて示される。)、制御系のカツト・オフ周
波数を2から′2へ、つまり1/2に下げることがで
きる。その結果、周波数発電機3の出力周波数
FGと、制御系のカツト・オフ周波数′2との比は
12倍に保たれ、制御系の安定性は確保される。
第3図は速度誤差検出回路7の構成例で、21
は周波数発電機3の出力周波数の立上り、または
立下がりエツジでトリガされてクロツク周波数
(本説明の場合、発振回路5の出力周波数C)の
カウントを開始し、一定数カウントした後に動作
を停止して一定幅のパルスτ1を発生するカウン
タ、22はカウンタ21の立下がりエツジでトリ
ガされクロツク周波数Cのカウントを開始し、一
定数カウントした後に動作を停止して一定幅のパ
ルスτ2を発生するカウンタである。23はカウン
タ21、カウンタ22の出力パルスを加算する加
算回路である。
第4図は速度誤差検出回路7の動作を示すタイ
ムチヤートで、同図Aは速度同期がかかつている
状態を示し、周波数発電機3の出力周波数の周期
1/FGと、カウンタ21とカウンタ22の出力
パルス幅の和τ1+τ2が一致する様に動作する。
第4図Bはモータが遅すぎる場合で、周波数発
電機3の出力周波数の周期が大きくなり、その結
果、1/FG−(τ1+τ2)の幅のモータ加速パルス
e1を発生する様子を示している。また同図Cはモ
ータが速すぎる場合で、周波数発電機3の出力周
波数の周期が小さくなり、その結果、(τ1+τ2)−
1/FGの幅のモータ減速パルスe2を発生する様
子を示している。
第5図は位相比較回路6の構成例で、通常よく
用いられるデジタル式の位相比較器31と加算回
路32で構成されている。
第6図は位相比較器31と、位相誤差出力Pe
を出力する加算回路の動作を示すタイムチヤート
で、同第6図A,B,Cはそれぞれ周波数発電機
3の出力周波数FGが基準周波数Rを基準に、位
相差なしの状態、位相進みの状態、位相遅れの状
態に対応する。
第7図は周波数によつて増幅度が制御される増
幅器8の構成例で、スイツチド・キヤパシタ41
で構成される等価抵抗を入力素子、抵抗値Rの
抵抗42を帰還素子とした演算増幅器43および
増幅器の動作点を決定するための基準電圧源44
で構成される反転増幅器45と、スイツチド・キ
ヤパシタ41のスイツチングを行なうスイツチン
グパルス発生回路46で構成されている。
第8図はスイツチド・キヤパシタ41の構成例
図で、電子スイツチ51,52およびコンデンサ
53で構成されている。
第9図は入力周波数Cによつてトリガされ、電
子スイツチ51,52を交互にスイツチングし
て、コンデンサ53の充放電電流を制御するスイ
ツチングパルス発生回路46の出力波形のタイム
チヤートである。
一般に、スイツチド・キヤパシタの等価抵抗値
はスイツチング周期とスイツチド・キヤパシタを
構成するコンデンサの容量の比で表わされるた
め、スイツチド・キヤパシタ41を構成するコン
デンサの容量をCとし、さらにスイツチング周期
をTとすると、等価抵抗値RはT/Cとなり、T
=1/2π・Cとすると、R=1/2π・C・Cとなつ
て、 Rはスイツチング周波数に反比例して変化する。
第7図において、反転増幅器45の増幅度G
は、 G=R/R=2π・C・C・R となつて、スイツチング周波数Cに比例して変化
する。
第10図は周波数Cの2乗の値に比例して増幅
度が制御される増幅器9の構成例で、61と62
は第7図の反転増幅器45と同様の構成をもつ反
転増幅器、63もスイツチングパルス発生回路4
6と同様の構成をもつスイツチングパルス発生回
路である。
増幅器61,62の増幅度G1,G2は、それぞ
れの帰還抵抗をR1,R2とすると、 G1=2π・C・C・R1 G2=2π・C・C・R2 となつて、総合的な増幅度G12は、 G12=G1・G2=4・π2C2・R1・R22 C となり、スイツチング周波数Cの2乗に比例して
変化する。
以上のことから、モータの回転数を1/2にする
ために発振回路5の出力周波数Cを1/2にして、
基準周波数Rを1/2にすることにより、増幅器8
の増幅度は1/2に減少(−6dB)し、また同時に
増幅器9の増幅度は1/4に減少(−12dB)して、
第2図で説明した様に制御特性の安定性は確保さ
れる。
第11図は周波数によつてそのカツト・オフ周
波数が制御されるローパス・フイルタ11の構成
例で、71はスイツチングパルス発生回路46と
同様の構成のスイツチングパルス発生回路であ
る。72,73は第8図と同様の構成のスイツチ
ド・キヤパシタからなる等価抵抗で、コンデンサ
74,75、演算増幅器76からなる電圧ホロワ
回路と共に2次のアクテイブ・ローパス・フイル
タを構成する。
スイツチド・キヤパシタ72,73からなる等
価抵抗の値は、第8図のスイツチド・キヤパシタ
で説明した様に、スイツチング周波数Cに反比例
して制御されるため、この2次ローパス・フイル
タのカツト・オフ周波数はスイツチング周波数に
比例して可変される。
第12図はスイツチング周波数に比例してその
伝達利得が制御されるアツテネータの構成例図
で、動作点を決定するための基準電圧源81、ス
イツチド・キヤパシタ82、抵抗83、演算増幅
器による電圧ホロワ回路84で構成されている。
抵抗83の値をスイツチド・キヤパシタ82の等
価抵抗値より十分に小さく設定することにより、
伝達利得はほぼスイツチング周波数に比例して制
御される。このため入出力電圧の位相関係を考慮
しておけば、このアツテネータを、第7図で説明
した反転増幅器45、さらには増幅器8,9のか
わりに用いても同様の動作を行なわせることがで
きる。
以上の説明ではスイツチングパルス発生回路4
6,63,71は独立したものとして扱つたが、
1つのスイツチングパルス発生回路ですべてのス
イツチド・キヤパシタをスイツチングする構成に
しても良い。
また、演算増幅器の動作点を決定するための基
準電圧源44,81も共通にしても良い。
第13図は周波数によつて増幅度が制御される
増幅器の挿入箇所を変えた場合の本発明の別の実
施例で、この場合も、増幅器の入出力電圧の位相
関係を考慮する必要はあるが、この場合の増幅器
91,92は共に第7図に示したものと同一構成
となつて、前の実施例とくらべて全体の構成はや
や簡単となる。
この場合も、速度制御ループは増幅器92を1
個だけ含み、位相制御ループは91,92の2個
の増幅器を含み前の実施例と等価な動作をするこ
とがわかる。
以上述べた様に、本発明のモータの制御装置
は、モータの基準周波数すなわち回転数に比例し
て、制御系のカツト・オフ周波数、およびローパ
ス・フイルタのカツト・オフ周波数を可変するこ
とができ、その結果、いかなる回転数設定におい
ても、周波数発電機の出力周波数と制御系のカツ
ト・オフ周波数の比、さらにはローパス・フイル
タのカツト・オフ周波数との比も一定にできるた
め、常にその回転数における最大のループ利得を
得ることができて、最高の性能を発揮することが
できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク構成
図、第2図はモータの制御特性を示す図、第3図
および第4図A,B,Cは速度誤差検出回路の構
成図およびその動作説明のためのタイムチヤー
ト、第5図および第6図A,B,Cは位相比較回
路の構成図および、その動作説明のためのタイム
チヤート、第7図は周波数で制御される増幅器の
構成例図、第8図はスイツチド・キヤパシタの構
成例図、第9図はスイツチングパルス発生回路の
出力パルスのタイムチヤート、第10図は周波数
で制御される増幅器の他の構成例図、第11図は
ローパス・フイルタの構成例図、第12図はアツ
テネータの構成例図、第13図は本発明の他の実
施例を示すブロツク構成図である。 1……モータ、3……周波数発電機、4……分
周回路、5……発振回路、6……位相比較回路、
7……速度誤差検出回路、8,9……増幅器、1
0……加算回路、11……ローパス・フイルタ、
12……駆動回路、41,72,73,82……
スイツチ・キヤパシタ、91,92……増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転数に応じた周波数信号を発生する周波数
    発電機を備えたモータと、前記周波数発電機の出
    力周波数信号を入力として速度誤差信号を出力す
    る速度誤差検出手段と、基準周波数信号と前記周
    波数発電機の出力周波数信号を比較して位相誤差
    信号を出力する位相比較手段と、該位相比較手段
    の出力信号と前記速度誤差検出手段の出力信号を
    加算する加算手段と、該加算手段の出力信号に含
    まれるリツプル成分を除去するためのフイルタ手
    段と、該フイルタ手段の出力電圧を増幅して前記
    モータに駆動電流を供給する駆動手段を具備し、
    かつ前記モータ、周波数発電機、速度誤差検出手
    段、加算手段、フイルタ手段および駆動手段を含
    めて速度制御ループを構成し、前記モータ、周波
    数発電機、位相比較手段、加算手段、フイルタ手
    段、駆動手段を含めて位相制御ループを構成し、
    前記速度制御ループのループ利得を、前記モータ
    の回転数に比例して可変し、かつ前記位相制御ル
    ープのループ利得を、前記モータの回転数の2乗
    に比例して可変するように構成したことを特徴と
    するモータの制御装置。 2 特許請求の範囲第1項の記載において、速度
    制御ループのループ利得を、前記基準周波数の整
    数倍の周波数の値に比例して可変し、かつ前記位
    相制御ループのループ利得を、前記基準周波数の
    整数倍の周波数の値の2乗に比例して可変するよ
    うに構成したことを特徴とするモータの制御装
    置。 3 特許請求の範囲第1項または第2項の記載に
    おいて、基準周波数を発振器の出力周波数信号を
    分周することによつて得、速度制御ループのルー
    プ利得を、前記発振器の出力周波数の値に比例し
    て可変し、かつ前記位相制御ループのループ利得
    を、前記発振器の出力周波数の値の2乗に比例し
    て可変するように構成したことを特徴とするモー
    タの制御装置。 4 特許請求の範囲第3項の記載において、発振
    器の出力周波数で速度制御ループ、位相制御ルー
    プの両方のループ利得を制御するとともに、フイ
    ルタ手段のカツト・オフ周波数を制御するように
    構成したことを特徴とするモータの制御装置。 5 特許請求の範囲第1項または第2項の記載に
    おいて、速度制御ループが、スイツチド・キヤパ
    シタで構成される等価抵抗を入力素子とした反転
    増幅器を含めて構成されていることを特徴とする
    モータの制御装置。 6 特許請求の範囲第1項または第2項の記載に
    おいて、速度制御ループが、スイツチド・キヤパ
    シタで構成される等価抵抗を入力素子としたアツ
    テネータを含めて構成されていることを特徴とす
    るモータの制御装置。 7 特許請求の範囲第1項または第2項の記載に
    おいて、位相制御ループが、スイツチド・キヤパ
    シタで構成される等価抵抗を入力素子とした反転
    増幅器を2個含めて構成されていることを特徴と
    するモータの制御装置。 8 特許請求の範囲第1項または第2項の記載に
    おいて、位相制御ループが、スイツチド・キヤパ
    シタで構成される等価抵抗を入力素子としたアツ
    テネータを2個含めて構成されていることを特徴
    とするモータの制御装置。 9 特許請求の範囲第1項または第2項の記載に
    おいて、位相制御ループが、スイツチド・キヤパ
    シタで構成される等価抵抗を入力素子とした反転
    増幅器と、スイツチド・キヤパシタで構成される
    等価抵抗を入力素子とした反転増幅器と、スイツ
    チド・キヤパシタで構成される等価抵抗を入力素
    子としたアツテネータを含めて構成されているこ
    とを特徴とするモータの制御装置。 10 特許請求の範囲第1項または第2項の記載
    において、フイルタ手段を構成する抵抗をスイツ
    チド・キヤパシタで構成される等価抵抗としたこ
    とを特徴とするモータの制御装置。
JP57010692A 1982-01-26 1982-01-26 モ−タの制御装置 Granted JPS58130784A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57010692A JPS58130784A (ja) 1982-01-26 1982-01-26 モ−タの制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57010692A JPS58130784A (ja) 1982-01-26 1982-01-26 モ−タの制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58130784A JPS58130784A (ja) 1983-08-04
JPH0210673B2 true JPH0210673B2 (ja) 1990-03-09

Family

ID=11757329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57010692A Granted JPS58130784A (ja) 1982-01-26 1982-01-26 モ−タの制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58130784A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61150685A (ja) * 1984-12-25 1986-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd モ−タの制御装置
JPS62201083A (ja) * 1986-02-25 1987-09-04 Toshiba Corp モ−タ制御方法
JPS6364590A (ja) * 1986-09-05 1988-03-23 Canon Inc モ−タ制御回路
JPS63110988A (ja) * 1986-10-27 1988-05-16 Sony Corp 回転速度制御装置
JPH01133584A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Sanyo Electric Co Ltd モータの回転数制御装置
US4816723A (en) * 1988-04-04 1989-03-28 Sony Corporation Variable speed motor control method and apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55144789A (en) * 1979-04-27 1980-11-11 Hitachi Ltd Variable speed control device
JPS56148187A (en) * 1980-04-17 1981-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor controller

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55144789A (en) * 1979-04-27 1980-11-11 Hitachi Ltd Variable speed control device
JPS56148187A (en) * 1980-04-17 1981-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor controller

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58130784A (ja) 1983-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2883252B2 (ja) モーター回転制御装置
JP2987202B2 (ja) 可変帯域幅を有する位相ロックループ
US4376914A (en) Motor control device
EP0247624A2 (en) Motor speed control system
JPH0210673B2 (ja)
JPH0231598B2 (ja)
US5329560A (en) AGC circuit with non-linear gain for use in PLL circuit
US4792754A (en) Device for production of a tachometry signal of infinite resolution and without ripple from an inductive position sensor
JPS648545B2 (ja)
JPS6310668B2 (ja)
JPS648544B2 (ja)
US4308466A (en) Circuit to compensate for semiconductor switching speed variations
JPS6147447B2 (ja)
JPS648541B2 (ja)
JP3302362B2 (ja) ノイズパルスの減衰方法および減衰装置
JPH0117161B2 (ja)
JPS6016192A (ja) パルス発生装置
JPS6367439B2 (ja)
JPH025675Y2 (ja)
JPH0638563A (ja) モータ速度制御装置
JPS6154888A (ja) 速度制御装置
JPS61177185A (ja) モ−タの速度制御装置
JPS6139769B2 (ja)
JPS6156897B2 (ja)
JPH0116114B2 (ja)