JPH02206381A - Digital controller - Google Patents
Digital controllerInfo
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- JPH02206381A JPH02206381A JP1025814A JP2581489A JPH02206381A JP H02206381 A JPH02206381 A JP H02206381A JP 1025814 A JP1025814 A JP 1025814A JP 2581489 A JP2581489 A JP 2581489A JP H02206381 A JPH02206381 A JP H02206381A
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、デジタル制御装置に係り、特に、制御量の変
動が少く、かつ演算時間、応答時間の短いデジタル制御
装置を提供するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a digital control device, and in particular provides a digital control device with little variation in control amount and short calculation time and response time. .
V T R(Video Tape Recorder
)用の駆動モータの速度は一定であることが望まれてい
る。速度変動(回転むら、速度リップル)があると画像
が乱れ、VTRとしての信頼性、品位が著しく損なわれ
てしまう。従来この種装置は直流モータを主として使用
していたが、近年では速度を自由に、しかも簡単に変え
ることができて信頼性の良いブラシレスモータを採用す
る例が増加している。ブラシレスモータは機械的なブラ
シがないので、直流機の持つ種々の欠点が除かれる反面
、120度通電方式のブラシレスモータでは原理上モー
タ自体でトルクリップルを発生し、回転むらを大きくす
る欠点がある。VTR (Video Tape Recorder)
) is desired to have a constant speed. If there is a speed fluctuation (uneven rotation, speed ripple), the image will be distorted, and the reliability and quality of the VTR will be significantly impaired. Conventionally, this type of device has mainly used a DC motor, but in recent years, brushless motors, which can freely and easily change the speed and are highly reliable, are increasingly being used. Brushless motors do not have mechanical brushes, so they eliminate the various drawbacks of DC machines, but 120-degree energizing brushless motors have the disadvantage that, in principle, the motor itself generates torque ripples, increasing uneven rotation. .
上記欠点を除く方式として回転むらの中の調波成分を検
出し、同じ調波成分で電流指令(トルク指令)に補正を
行うことによって回転むらを小さくする方式を考案し、
特願昭63−39424号として先願した。この主構成
は、制御量(回転数)を発生する制御対象(モータ)と
、制御量(回転数)を検出する検出部(エンコーダ、カ
ウンタ)と目標値と検出部の測定値とから偏差を算出す
る弁別部と、偏差によって制御対象(モータ)への操作
量(電流指令)を決める制御部とからなり、制御部、弁
別部とがマイコン等のデジタル演算器を備える。また、
一定サンプリング周期毎に操作量を出力するデジタル制
御装置であって、制御量(回転数)および偏差等に含ま
れる一定周期毎の変動成分を検出し、その変動調波成分
と同じ周期の補正を操作量に作用させることによって制
御対象に含まれる変動調波成分を低減させる原理を持つ
ものである。As a method to eliminate the above drawbacks, we devised a method to reduce rotational unevenness by detecting harmonic components in rotational unevenness and correcting the current command (torque command) with the same harmonic components.
The patent application was filed as Japanese Patent Application No. 63-39424. This main configuration consists of a controlled object (motor) that generates a controlled variable (rotational speed), a detection section (encoder, counter) that detects the controlled variable (rotational speed), and a deviation between the target value and the measured value of the detection section. It consists of a discrimination section that calculates, and a control section that determines the amount of operation (current command) to the controlled object (motor) based on the deviation, and the control section and the discrimination section are equipped with a digital computing unit such as a microcomputer. Also,
A digital control device that outputs a manipulated variable at a fixed sampling period, detects fluctuation components included in the controlled variable (rotation speed) and deviation, etc. at a fixed period, and corrects the same period as the fluctuating harmonic component. It has the principle of reducing fluctuating harmonic components included in the controlled object by acting on the manipulated variable.
上記従来技術において制御量の変動に複数の調波成分が
存在し、複数の調波成分検出、補正手段を持つ必要があ
る。この場合、1つのサンプリング時間内に2つの調波
成分の検出、補正を行うため、時間がかかる点、また、
補正のサンプリングを周期の長い周期の調波成分検出補
正部と短い周期の調波成分検出補正部とで同一にしてい
るために短い周期の調波成分検出補正部の応答時間が短
くできなかった。In the above-mentioned conventional technology, there are a plurality of harmonic components in the fluctuation of the controlled variable, and it is necessary to have a plurality of harmonic component detection and correction means. In this case, it takes time to detect and correct two harmonic components within one sampling time, and
Because the correction sampling was made the same for the long-cycle harmonic component detection and correction section and the short-cycle harmonic component detection and correction section, the response time of the short-cycle harmonic component detection and correction section could not be shortened. .
本発明の目的は、それぞれの調波成分検出補正部の応答
時間を十分早くし、かつ、1つの補正に要する時間を短
縮させることにある。An object of the present invention is to sufficiently speed up the response time of each harmonic component detection and correction section and to shorten the time required for one correction.
上記の目的は、複数の調波成分検出、補正部の検出もし
くは補正出力のいずれかのタイミングをずらすことによ
って達成される。The above object is achieved by shifting the timing of any one of the detection of a plurality of harmonic components, the detection of the correction section, or the correction output.
検出のタイミングをずらすことによって、1サンプリン
グ内の検出回数を少なくすることができ、演算時間を少
なくすることができる。また、検出、補正のサンプリン
グの周期をそれぞれ変えることによって補正の応答時間
が早くなる。By shifting the detection timing, the number of detections within one sampling can be reduced, and the calculation time can be reduced. Furthermore, by changing the sampling periods for detection and correction, the response time for correction becomes faster.
以下、本発明の実施例について説明する。第2図は本発
明の対象とするデジタル制御装置を示す。Examples of the present invention will be described below. FIG. 2 shows a digital control device to which the present invention is applied.
本実施例では制御対象をモータ、検出部をエンコーダ、
カウンタとで構成し、制御量が回転数、操作量が電流指
令で、かつ、制御部、弁別部と検出部の一部がマイコン
等のデジタル演算器によって構成される実施例で示す。In this example, the controlled object is a motor, the detection section is an encoder,
An embodiment will be shown in which the control amount is the number of rotations, the operation amount is a current command, and a part of the control section, the discrimination section, and the detection section are formed by a digital arithmetic unit such as a microcomputer.
第2図においてMはモータで1回転内で周期的なトルク
変動成分を持つか、あるいは周期的に変動する負荷を持
ち、速度変動が生じる。このモータは回転形、直進形の
いずれでも良く、更にブラ・シの有無は問わない。ここ
ではブラシレスモータの例で示す。PSはモータMの特
に回転子の磁極位置を検出する磁極位置検出器で、これ
はモータMの相電流を切換えるのに用いられる。モータ
の内部構成については図示していないが、ブラシレスモ
ータは回転子の位置を電子的に検出し、回転子の位置に
応じて選択された二つの相巻線に電流を流すよう通常構
成されている。EはモータMの回転軸に取付けたエンコ
ーダ等から成る速度検出器である。速度検出器はエンコ
ーダの外に周波数発電機、タコジェネレータ、パルスジ
ェネレータ等が採用される。INVはモータMを駆動す
るドライバであるインバータで通常6個のスイッチング
素子で正、負それぞれ3ケのアームを構成させ、選択さ
れた二つの相巻線に電流を流し、又、その大きさを変え
られるものである。ACRは自動電流調整回路(Aut
o matic Current Regulator
)で電流トランスCTで得られた電流検出値を受けるよ
う構成している。MCはマイクロコンピュータで後述す
る機能を有する。C0UNTは速度検出回路で、実際は
カウンタから構成されており、−定のサンプリング時間
で検出されたパルス数あるいはパルス間隔を検出するこ
とによって行なわれる。速度制御手段Cは前記のマイク
ロコンピュータMC1自動電流調整回路ACR、ドライ
バ(インバータ)INV、速度検出回路C0UNTで主
要部が構成される。In FIG. 2, M is a motor that has a periodic torque fluctuation component within one rotation, or has a load that changes periodically, causing speed fluctuations. This motor may be either a rotary type or a linear type, and may or may not have brushes. Here, we will use an example of a brushless motor. PS is a magnetic pole position detector that detects the magnetic pole position of the motor M, especially the rotor, and is used to switch the phase current of the motor M. Although the internal structure of the motor is not shown, brushless motors are typically configured to electronically detect the rotor position and apply current to two selected phase windings depending on the rotor position. There is. E is a speed detector consisting of an encoder etc. attached to the rotating shaft of the motor M. In addition to the encoder, the speed detector employs a frequency generator, tacho generator, pulse generator, etc. INV is an inverter that is a driver that drives motor M, and normally consists of six switching elements to form three arms each for positive and negative, and flows current to two selected phase windings, and also controls the magnitude of the windings. It is something that can be changed. ACR is an automatic current adjustment circuit (Aut
o matic Current Regulator
) is configured to receive the current detection value obtained by the current transformer CT. MC is a microcomputer and has functions described later. C0UNT is a speed detection circuit, which is actually composed of a counter, and is operated by detecting the number of pulses or the pulse interval detected at a constant sampling time. The main parts of the speed control means C include the above-mentioned microcomputer MC1 automatic current adjustment circuit ACR, driver (inverter) INV, and speed detection circuit C0UNT.
そして、速度検出回路C0UNTで得られた速度をマイ
クロコンピュータMCに伝え、磁極位置検出部PSから
の信号を同じくマイクロコンピュータMCとドライバI
NVに伝え、マイクロコンピュータMCは前記信号を処
理してドライバのスイッチング素子のオン、オフ制御と
、電流値の大きさを調整するように機能する。Then, the speed obtained by the speed detection circuit C0UNT is transmitted to the microcomputer MC, and the signal from the magnetic pole position detection section PS is transmitted to the microcomputer MC and the driver I.
The microcomputer MC processes the signal to control the switching element of the driver on and off, and adjusts the magnitude of the current value.
マイクロコンピュータMCは第3図に示した内部機能を
有する。すなわち、演算部ALU、カウンタCNT、D
/AコンバータDAおよび記憶部MRYを具備している
。カウンタCNTはエンコーダEからのパルス信号の周
期を計り、これの逆数として速度検出をする。演算部A
LUではカウンタからの信号を受け、記憶部MRYのR
OMに記憶させている指令速度と比較し、速度誤差を算
出する。次いで、これによって算出された速度誤差に基
づき補正信号を作成する。そして、この補正信号を随時
記憶部MRYのRAMに記憶し、新規なデータに順次更
新する。更に、演算部ALUでは前記で検出された実際
のモータMの速度モードに内在している調波成分を検出
する要素を有している。又、この調波成分の検出は基本
波成分と特にトルクリップルを生じさせる例えば第3次
あるいは第5次調波成分等を対象にして行なうものであ
る。尚、前記カウンタCNTは外付けのものを示してい
るが、マイクロコンピュータMC内蔵のものでもよい。Microcomputer MC has the internal functions shown in FIG. That is, the calculation unit ALU, counter CNT, D
/A converter DA and storage unit MRY. The counter CNT measures the period of the pulse signal from the encoder E, and detects the speed as the reciprocal of this period. Arithmetic unit A
The LU receives the signal from the counter and stores the R of the storage MRY.
The speed error is calculated by comparing it with the command speed stored in the OM. Next, a correction signal is created based on the speed error thus calculated. Then, this correction signal is stored in the RAM of the storage unit MRY from time to time, and is sequentially updated with new data. Furthermore, the calculation unit ALU has an element for detecting harmonic components inherent in the actual speed mode of the motor M detected above. Further, this detection of harmonic components is carried out targeting the fundamental wave component and, in particular, the third or fifth harmonic components that cause torque ripple. Although the counter CNT is shown as an external one, it may be built into the microcomputer MC.
第1図は速度制御装置の具体化されたブロック図である
。この図において制御量である速度信号は、検出部を構
成する速度検出器(エンコーダ)Eのパルス間隔に入る
基準発振器(マイクロコンピュータに内在するクロック
又はカウンタ)のパルス数を数え、これの逆値をとるこ
とによって検出され(F/V変換)、これによって得ら
れた速度信号ntはマイクロコンピュータに取込まれる
。FIG. 1 is a concrete block diagram of the speed control device. In this figure, the speed signal, which is a controlled variable, is obtained by counting the number of pulses of a reference oscillator (clock or counter internal to the microcomputer) that falls between the pulses of the speed detector (encoder) E that constitutes the detection section, and the inverse value of this is obtained. (F/V conversion), and the speed signal nt obtained thereby is taken into a microcomputer.
マイクロコンピュータ内ではソフト的な処理手法によっ
て、目標値である速度指令nsと速度信号n、の差から
速度偏差信号neを算出しく弁別部にて行なう)、制御
部で比例・積分制御(PI制御)処理後に操作量である
新たな電流指令工、を出力する。電流制御系はハードで
構成され、速度指令nsに基づいて与えられた電流指令
Isと電流トランスCTから得られた電流検出値■□と
から電流誤差Ieを算出し、自動電流調整装置ACRを
介して制御対象のモータMに電流を付与するように構成
される。尚、第1図ではインバータが省略されている。In the microcomputer, a software processing method is used to calculate the speed deviation signal ne from the difference between the speed command ns, which is the target value, and the speed signal n.The controller performs proportional/integral control (PI control). ) After processing, a new current command value, which is the manipulated variable, is output. The current control system is composed of hardware, and calculates the current error Ie from the current command Is given based on the speed command ns and the current detection value obtained from the current transformer CT, and calculates the current error Ie through the automatic current adjustment device ACR. The motor M is configured to apply current to the motor M to be controlled. Note that the inverter is omitted in FIG. 1.
これらの全体的な構成は従来知られているものであるが
、本発明対象のブロックは第1図破線枠で示した新規な
要素である調波成分検出手段1゜を有する。つまり、速
度信号nff1、あるいは速度偏差信号n。に内在する
任意の調波(周波数)成分を算出し、これに比例制御(
P制御)、もしくは比例・積分制御(PI制御)によっ
て補正信号を作成し、これを前記の電流指令Isに加え
るものである。IOA、IOB、Ionはそれぞれ第n
1火成分検出手段、第nZ火成分検出手段、第nh次成
分検出手段である。そして、それぞれの検出手段にPI
制御要素が接続され、その出方信号である補正信号を1
つにまとめて電流指令Isに加えるものである。それぞ
れの出力信号はそれぞれパラレルに電流指令Isに与え
てもよい。又、検出すべき任意の調波成分および数は個
々の対象モータに対し、自由に変えることが可能である
。Although their overall configuration is conventionally known, the block to which the present invention is applied has a harmonic component detection means 1°, which is a novel element, indicated by a broken line frame in FIG. That is, the speed signal nff1 or the speed deviation signal n. Calculate the arbitrary harmonic (frequency) component inherent in , and apply proportional control (
A correction signal is created by P control) or proportional/integral control (PI control), and this is added to the current command Is. IOA, IOB, and Ion are each nth
They are the 1st fire component detection means, the nZth fire component detection means, and the nhth fire component detection means. Then, each detection means has a PI
The control element is connected, and its output signal, the correction signal, is
The current command Is is added to the current command Is. The respective output signals may be given to the current command Is in parallel. Further, the arbitrary harmonic components to be detected and their number can be freely changed for each target motor.
第4図にモータMの1回転当りにおける速度変動状況を
示す、1回転当りのエンコーダEが発生するパルス数は
Nkであり、速度検出のための演算は1パルス間隔にお
いて1回行なうものである。Figure 4 shows the speed fluctuations per rotation of the motor M. The number of pulses generated by the encoder E per rotation is Nk, and the calculation for speed detection is performed once at each pulse interval. .
速度ntはエンコーダEのそれぞれのパルス間隔に入る
マイクロコンピュータ内蔵の基準発振器のパルス数の逆
数で求めることができる。実際は速度検出のカウンタで
計測し、速度信号n1は第4図に表わされる。The speed nt can be determined by the reciprocal of the number of pulses of the reference oscillator built in the microcomputer that enters each pulse interval of the encoder E. Actually, it is measured by a speed detection counter, and the speed signal n1 is shown in FIG.
一般に速度ni(θ)は次式に従ってそれぞれの周波数
成分に展開することができる。Generally, the speed ni(θ) can be expanded into each frequency component according to the following equation.
但し、no・・・直流分、al・・・正弦の係数、b。However, no...DC component, al...Sine coefficient, b.
・・・余弦の係数、
そして、任意の周波数成分に対するn。1an1b、の
絶対値は次式で表わされる。...cosine coefficient, and n for any frequency component. The absolute value of 1an1b is expressed by the following equation.
n s P P R(Pulse Per Revol
ution)の速度変動分は次式で求められる。n s P P R (Pulse Per Revol)
The speed fluctuation amount of
但し、Nk・・・1回転当りのパルス数、nfn・・・
n番目パルスとn−1番目のパルス間の速度、更に、n
IP P Rの速度変動Nは次式で求められる。However, Nk...number of pulses per rotation, nfn...
The speed between the nth pulse and the n−1th pulse, and further n
The speed fluctuation N of IP PR is obtained by the following formula.
比例制御における補正項は
1回転当りnm個のパルスを発生するエンコーダEを用
いた第4図の例において、1回転にここで、CNI:K
′ANII DN1=K o13HtK:比例ゲイン
第4図には1回転分について示しであるが、次の回転に
ついても同様の変動モードを示し、これを繰かえす。In the example of FIG. 4 using encoder E that generates nm pulses per revolution, the correction term in proportional control is CNI:K per revolution.
'ANII DN1=K o13HtK: Proportional gain Although the graph shown in FIG. 4 is for one revolution, the same fluctuation mode is shown for the next revolution, and this is repeated.
計算の起点は回転子の基準位置である。基準位置はエン
コーダEによって与えられる基準信号、又は、ブラシレ
スモータの場合はホール素子によって与えられる回転子
の磁極位置検出信号を利用して検知するようにしている
。尚、直流機でエンコーダ等を用いないものにあっては
基準位置を別に設け、任意の位置を設定するように構成
してもよい。The starting point of the calculation is the reference position of the rotor. The reference position is detected using a reference signal provided by the encoder E or, in the case of a brushless motor, a rotor magnetic pole position detection signal provided by a Hall element. Incidentally, in the case of a DC machine that does not use an encoder or the like, a reference position may be separately provided and an arbitrary position may be set.
前述の手法においては、正弦波あるいは余弦波情報を必
要とするが、これはROMに予め格納しておくことで対
処できる。又、後述のように、ブラシレスモータの各相
に流す電流を正弦波状に与えるドライブ方式を取入れて
いるものにおいては、ROM内の既に正弦波および余弦
波情報を有しているので、これをそのまま利用可能であ
る。The above-mentioned method requires sine wave or cosine wave information, but this can be handled by storing it in ROM in advance. Furthermore, as will be described later, in a brushless motor that uses a drive method that supplies current to each phase in a sinusoidal manner, it already has sine wave and cosine wave information in the ROM, so it can be used as is. Available.
第4図に本発明の速度リップル低減の具体的な手法を示
す。本発明は速度リップルを生ぜしぬる要因が2つ以上
存在し、二つ以上のリップルの補正を行う必要があるも
のを対象とする。図において(,1)はモータの実際の
速度変動モードを示す。FIG. 4 shows a specific method of speed ripple reduction according to the present invention. The present invention is directed to systems in which there are two or more factors that cause speed ripples, and it is necessary to correct two or more ripples. In the figure, (, 1) indicates the actual speed fluctuation mode of the motor.
(b)はそれぞれのパルス間で1回の速度検出を行なう
ことを示している。(c)はそれぞれのパルス間隔毎に
求められた速度信号(電流信号)でデジタル的に階段状
になる。(cl)は(c)の速度信号から求められた速
度信号の基本波成分(−火成分)である。(e)は同じ
く(c)がら求められた速度信号の第n吹成分である。(b) shows that speed detection is performed once between each pulse. (c) is a speed signal (current signal) obtained at each pulse interval, which is digitally stepped. (cl) is the fundamental wave component (-fire component) of the speed signal obtained from the speed signal in (c). (e) is the n-th blowing component of the speed signal similarly obtained from (c).
これらの(d)および(e)の調波成分は前述の(5)
、 (6)式の周波数分哲針算により求めることができ
る。The harmonic components of these (d) and (e) are as described in (5) above.
, can be obtained by frequency division calculation using equation (6).
このように調波成分が求められるので(f)および(g
)に示す補正信号(電流)を加えることによりこれらの
調波成分は相殺され、消滅するので、これに起因するト
ルクリップル(速度リップル)は消滅あるいは減じるこ
とができる。Since the harmonic components are obtained in this way, (f) and (g
) These harmonic components are canceled out and eliminated by adding the correction signal (current) shown in (), so that the torque ripple (speed ripple) caused by this can be eliminated or reduced.
第5図にこれらの速度制御系をデジタル方式で構成する
一例を示す。一定速度で回転させねばならないVTR用
モータ等において速度制御を行なう間隔はエンコーダあ
るいは周波数発電機FGから得られるパルス周期あるい
はその数倍の間隔で行なうのが一般的である。前記第5
図の例はパルス周期と速度制御の周期を等しくした場合
を示すもので、エンコーダが1回転で16パルスの例で
示す、n回目の速度制御のための計算に際してはn−1
回目のエンコーダあるいは周波数発電機の信号周期の情
報をデータとして使用する。一方、補正制御のサンプリ
ング周期は速度制御の周期より長くするのがよい。FIG. 5 shows an example of a digital system for constructing these speed control systems. In a VTR motor or the like which must be rotated at a constant speed, speed control is generally performed at intervals of a pulse period obtained from an encoder or frequency generator FG or several times that period. Said fifth
The example in the figure shows a case where the pulse period and the speed control period are made equal, and when calculating for the n-th speed control, as shown in the example of 16 pulses per encoder rotation, n-1
Information on the signal period of the second encoder or frequency generator is used as data. On the other hand, it is preferable that the sampling period of the correction control be longer than the period of the speed control.
図において1回転に16ケの速度情報f1〜flBが得
られる0本発明においては、2つの速度リップル分の1
つの成金、例えば、第2調波成分についてはfz* f
3.fs、f7の速度情報をもとに(5)、 (6)の
計算式でリップル分ANz、 BNZを算出する。補正
項はこの値に例えば比例定数Kc を乗じて、(8)の
CNi Dnzを算出する。1回転に2回の補正項の大
きさの更新ができる6一方、1回転で1回の周期を有す
る第1調波成分については、f zt f 41 f
eg・・・・・・flBの速度情報をもとに(5)、
(6)の計算式でリップル分ANI、 BNIを算出し
た後、補正項を第2調波成分の場合と同様に算出する。In the figure, 16 pieces of speed information f1 to flB are obtained per rotation.In the present invention, 1 of the two speed ripples is
For example, for the second harmonic component, fz* f
3. Based on the speed information of fs and f7, ripple components ANZ and BNZ are calculated using the formulas (5) and (6). The correction term calculates CNi Dnz in (8) by multiplying this value by, for example, a proportionality constant Kc. The magnitude of the correction term can be updated twice per revolution.6On the other hand, for the first harmonic component that has one period per revolution, f zt f 41 f
eg...Based on the speed information of flB (5),
After calculating the ripple components ANI and BNI using formula (6), the correction term is calculated in the same way as for the second harmonic component.
第1調波成分の場合は当然、1回転に1回の補正項の大
きさの更新になる0以上の方式によれば、1回の速度制
御に占める(5)、 (6)式の算出は第1もしくは第
2調波成分のいずれかを行なうだけで良く、計算時間を
減らすことができる。In the case of the first harmonic component, of course, according to the 0 or more method in which the magnitude of the correction term is updated once per rotation, calculation of equations (5) and (6) for one speed control It is only necessary to perform either the first or second harmonic component, and the calculation time can be reduced.
また、補正信号作成のための(8)式の算出時間も短く
することができる。このように調波成分検出、補正の検
出もしくは補正出力のタイミングを2つの調波検出手段
の間でずらせることによって、1回の速度制御内に占め
る計算時間を少なくすることができる。第5図のように
、周期の短い調波成分検出、補正のサンプリング期間を
、周期の長い調波成分検出、補正のサンプリング周期よ
りも短くすることによって、短い周期に対する応答性が
向上する。Furthermore, the calculation time of equation (8) for creating the correction signal can also be shortened. By shifting the timing of harmonic component detection, correction detection, or correction output between the two harmonic detection means in this way, the calculation time occupied in one speed control can be reduced. As shown in FIG. 5, by making the sampling period for harmonic component detection and correction with a short period shorter than the sampling period for harmonic component detection and correction with a long period, responsiveness to short periods is improved.
第6図は前述した本発明の手法をマイクロコンピュータ
によって実行するためのフローチャートを示している0
図面を参照し説明すると、まず、ステップのでカウンタ
を+1 (インクリメント)する。次にステップ■、■
、■、■は速度制御の動作で、速度指令ns、速度信号
nfの取り込み、速度誤差のng、比例項出力(比例制
御の例で示す)Pを計算する。ステップ■は第1調波も
しくは第2調波のいずれかの算出を行なうか選択する。FIG. 6 shows a flowchart for executing the method of the present invention described above by a microcomputer.
To explain with reference to the drawings, first, the counter is incremented by 1 at step. Next step ■,■
, ■, ■ are speed control operations, in which a speed command ns, a speed signal nf is taken in, a speed error ng, and a proportional term output (shown as an example of proportional control) P are calculated. In step (2), it is selected whether to calculate the first harmonic or the second harmonic.
ステップ■〜■は速度信号の中より第2調波成分の正弦
項係数、余弦項係数AN2 + BNZを算出し、さら
に、補正項係数CNz、 DNzを算出するためのもの
である。ステップ■、■でAsz 、 BN2の算出を
進め、■で計算の完了の確認で、ステップ[相]で、補
正項係数cN、、DN2を算出する。さらにステップ0
で初期化を行なう。ステップ@〜Oは第1調波に関する
ものでステップ■〜■と全く同一のものである。最後に
ステップ@において速度制御系の出力と補正値を加えて
出力するものである。Steps 1 to 2 are for calculating the sine term coefficient and cosine term coefficient AN2 + BNZ of the second harmonic component from the speed signal, and further calculating the correction term coefficients CNz and DNz. Calculation of Asz and BN2 is proceeded in steps (2) and (2), and upon confirmation of completion of calculation in (2), correction term coefficients cN, , DN2 are calculated in step [phase]. Further step 0
Initialize with . Steps @ to O relate to the first harmonic and are exactly the same as steps ① to ①. Finally, in step @, the output of the speed control system and the correction value are added and output.
第6図では、第5図で示したように速度情報n1の中の
1つおきのデータをそれぞれ第1調波用、第2調波用の
演算用として割りふることによって1回の速度制御での
計算時間が短くすることができる。また、第1調波と第
2調波で別々のカウンタを設け、補正項係数CN、DN
の出力回数を多くすることによって応答性を良くするこ
とができる。In FIG. 6, as shown in FIG. 5, one-time speed control is performed by allocating every other piece of data in the speed information n1 as calculations for the first harmonic and the second harmonic, respectively. The calculation time can be shortened. In addition, separate counters are provided for the first harmonic and the second harmonic, and the correction term coefficients CN, DN
Responsiveness can be improved by increasing the number of outputs.
なお、以上の例では、各調波の補正値は2回の速度制御
の間にカウンタが止まっているため同一の値となったが
、カウンタを別個に持ち、これをすすめることによって
補正値を変えることも可能である。In the above example, the correction value for each harmonic is the same value because the counter stopped between two speed controls, but by having a separate counter and using this, it is possible to change the correction value. It is also possible to change.
なお、以上の実施例では、補正の算出法としてフーリエ
展開する方式について述べたが、本手法は速度情報をデ
ジタルフィルタを介して補正する方式についても全く同
様の方法で行なうことができる。以上の場合に、速度情
報はメモリー内に記・憶し、必要に応じて、必要な個数
だけ呼び出して演算することもできるし、速度情報をメ
モリに入れずに第5図のように行なう補正にも任意のサ
ンプリングタイムを導入してその間は一定の定数で行な
う方法も可能である。In the above embodiments, a Fourier expansion method has been described as a correction calculation method, but the present method can be applied in exactly the same manner to a method of correcting speed information via a digital filter. In the above case, the speed information can be stored in the memory and calculated by recalling as many pieces as necessary, or the speed information can be corrected as shown in Figure 5 without being stored in the memory. It is also possible to introduce an arbitrary sampling time and perform the sampling at a constant constant during that time.
以上、本発明によれば、1回の速度制御における計算時
間を減らすことができ、かつ応答性も良くすることがで
きる。As described above, according to the present invention, calculation time for one speed control can be reduced, and responsiveness can also be improved.
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は基本ブロ
ック図、第3図は°マイクロコンピュータの内部構造図
、第4図は調波成分の検出、補正の原理図、第5図は調
波成分の検出法の原理図、第6図は本発明のマイクロコ
ンピュータのフロー図を示す。
M・・・電動機、PS・・・ポジションセンサ、E・・
・エンコーダ、C0UNT・・・速度検出回路、MC・
・・マイクロコンピュータ、ACR・・・自動電流調整
回路、C・・・制御装置。
第
図
第
図
円Cにへ
第4図
第6図
第5図Fig. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a basic block diagram, Fig. 3 is an internal structure diagram of a microcomputer, Fig. 4 is a principle diagram of harmonic component detection and correction, FIG. 5 shows a principle diagram of a harmonic component detection method, and FIG. 6 shows a flow diagram of a microcomputer according to the present invention. M...Electric motor, PS...Position sensor, E...
・Encoder, C0UNT...Speed detection circuit, MC・
...Microcomputer, ACR...Automatic current adjustment circuit, C...Control device. Figure Figure 6 To circle C Figure 4 Figure 6 Figure 5
Claims (1)
出部と、目標値と検出部の測定値とから偏差を算出する
弁別部と、偏差によつて制御対象への操作量を決める制
御部とを備え、かつ、制御部、別弁部とがマイコン等の
デジタル演算部を備え、かつ、一定サンプリング周期毎
に操作量を出力するデジタル制御装置であつて、かつ、
制御量および偏差等に含まれる一定周期毎の複数の変動
調波成分を検出し、その変動調波成分と同じ周期の補正
を操作量に作用させることによつて制御対象に含まれる
変動調波成分を低減させる調波成分検出補正部を持つデ
ジタル制御装置において、複数の調波成分検出、補正部
の検出もしくは補正出力のいずれかのタイミングをずら
したことを特徴とするデジタル制御装置。 2、特許請求範囲第1項記載において、周期の長い調波
成分検出、補正の周期を周期の短い調波成分検出、補正
の周期よりも長くしたことを特徴とするデジタル制御装
置。 3、特許請求範囲の第1項記載において、周期の異なる
調波成分補正に使用する制御量のデータは少なくとも1
つは異ならしめたことを特徴とするデジタル制御装置。 4、特許請求範囲第1項記載において、制御対象が、リ
ニアもしくはロータリの移動体であつて、制御量が速度
もしくは回転数であることを特徴とするデジタル制御装
置。[Claims] 1. A controlled object that generates a controlled amount, a detection section that detects the controlled amount, a discrimination section that calculates a deviation from a target value and a measured value of the detection section, and a controlled object that generates a controlled amount based on the deviation. A digital control device comprising: a control unit that determines the amount of operation to be performed; the control portion and the separate valve portion each include a digital calculation unit such as a microcomputer; and,
By detecting multiple fluctuating harmonic components with a fixed period included in the controlled variable and deviation, and applying a correction having the same period as the fluctuating harmonic components to the manipulated variable, the fluctuating harmonics contained in the controlled object can be detected. What is claimed is: 1. A digital control device having a harmonic component detection and correction section for reducing components, characterized in that the timing of any one of the detection of a plurality of harmonic components, the detection of the correction section, or the correction output is shifted. 2. A digital control device according to claim 1, characterized in that the period for detecting and correcting harmonic components with a long period is longer than the period for detecting and correcting harmonic components with a short period. 3. In the first claim, the control amount data used for correcting harmonic components with different periods is at least one
A digital control device characterized by one difference. 4. A digital control device according to claim 1, wherein the object to be controlled is a linear or rotary moving body, and the controlled variable is a speed or a rotational speed.
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---|---|---|---|
JP1025814A JPH0817586B2 (en) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | Digital controller |
KR1019900001051A KR900015432A (en) | 1989-02-06 | 1990-01-31 | Speed control device of moving object |
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JPH0817586B2 JPH0817586B2 (en) | 1996-02-21 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014166137A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Nidec Sr Drives Ltd | Method of controlling brushless electrical machine, control system and drive |
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JPS62293983A (en) * | 1986-06-10 | 1987-12-21 | Sony Corp | Rotation control device |
JPS63290182A (en) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Hitachi Ltd | Torque control type rotary motor machine |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1025814A patent/JPH0817586B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0817586B2 (en) | 1996-02-21 |
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