JPH03226287A - Controller - Google Patents

Controller

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Publication number
JPH03226287A
JPH03226287A JP2020128A JP2012890A JPH03226287A JP H03226287 A JPH03226287 A JP H03226287A JP 2020128 A JP2020128 A JP 2020128A JP 2012890 A JP2012890 A JP 2012890A JP H03226287 A JPH03226287 A JP H03226287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
filter
digital filter
motor
phase compensation
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.)
Pending
Application number
JP2020128A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Okumura
信義 奥村
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2020128A priority Critical patent/JPH03226287A/en
Publication of JPH03226287A publication Critical patent/JPH03226287A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve output accuracy and to prevent deterioration of rotary performance of a motor by setting the number of input bit to a digital phase compensation filter higher than that of output bit. CONSTITUTION:A phase compensation filter in a control loop is a digital filter comprising multipliers 20, 22, 24, a subtractor 23, delay units 21, 25, and an adder/subtractor 26. Coefficients K1-K4, shown on the figure, are determined by subjecting transfer function to double primary conversion. Number of input bit to the digital filter is set higher than the number of output bit(n+m). By such arrangement, electrical disturbance of output from the digital filter can be suppressed resulting in suppression of the rotational fluctuation of motor.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、制御ループ内の位相補償フィルタをディジ
タル・フィルタで構成した制御装置に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device in which a phase compensation filter in a control loop is configured with a digital filter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は、例えばVTRのドラム・モータあるいはキャ
プスタン・モータの速度及び位相を制御する制御系のブ
ロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a control system that controls the speed and phase of, for example, a drum motor or capstan motor of a VTR.

図において、1はモータ、2はモータ角速度をF G 
(Frequency Generator)周波数に
変換するFG部、3はFC周波数から速度を検出する速
度検出器、4はモータ角速度を位相に変換する積分器、
5は基準位相とモータの回転位相の差を検出する位相検
出器、6は系の周波数特性を補償する位相補償フィルタ
、7は制御指令を増幅するアンプ、8はモータを駆動す
るMDA (モータ・ドライバ・アンプ)である。
In the figure, 1 is the motor and 2 is the motor angular velocity.
(Frequency Generator) FG section that converts into frequency, 3 is a speed detector that detects speed from FC frequency, 4 is an integrator that converts motor angular velocity into phase,
5 is a phase detector that detects the difference between the reference phase and the rotational phase of the motor, 6 is a phase compensation filter that compensates for the frequency characteristics of the system, 7 is an amplifier that amplifies the control command, and 8 is an MDA that drives the motor. driver amplifier).

第2図の位相補償フィルタ6をアナログ回路で構成した
一例が第3図に示した回路である0図において、10は
抵抗値R,の抵抗器、11は抵抗fl Rzの抵抗器、
12はキャパシタンスCのコンデンサ、13は入力端子
、14は出力端子である。
An example of the phase compensation filter 6 of FIG. 2 configured with an analog circuit is the circuit shown in FIG. 3. In FIG.
12 is a capacitor with a capacitance C, 13 is an input terminal, and 14 is an output terminal.

この回路の伝達関数G (II)は次式で表わされる。The transfer function G (II) of this circuit is expressed by the following equation.

この回路の入出力ゲインは、周波数1/2πC(R1+
Rt)以下では1であり、周波数1/2πCR1以上で
はRt /(R+ +Rz)である。
The input/output gain of this circuit is the frequency 1/2πC(R1+
Rt) and below, it is 1, and above the frequency 1/2πCR1, it is Rt/(R+ +Rz).

この位相補償フィルタをディジタル・フィルタで構成し
た一例が第4図に示したブロック図である0図において
、20.22.24は乗算器、23は除算器、21.2
5は遅延器、2Gは加減算器、27は入力端子、28は
出力端子である。係数K1.Kg 、Ks 、に4は前
述の伝達関数G (りを双一次変換して求められる。
An example of this phase compensation filter configured with a digital filter is the block diagram shown in FIG.
5 is a delay device, 2G is an adder/subtractor, 27 is an input terminal, and 28 is an output terminal. Coefficient K1. Kg, Ks, and 4 are obtained by bilinear transformation of the aforementioned transfer function G.

マイクロコンピュータなどを用いたソフトウェア・サー
ボ方式の制御装置では、第2図における速度検出器32
位相検出器51位相補償フィルタ6はソフトウェアで構
成され、位相補償フィルタ6は、例えば第4図に示した
ソフトウェアによるディジタル・フィルタで構成される
In a software servo type control device using a microcomputer or the like, the speed detector 32 in FIG.
The phase detector 51 and phase compensation filter 6 are configured by software, and the phase compensation filter 6 is configured by, for example, a software-based digital filter shown in FIG.

次に動作について説明する。モータの角速度はFC部2
でFC周波数に変換されて速度検出器3に入力され、速
度誤差に応じた電圧が速度検出器3から出力される。一
方、モータの回転位相は角速度が積分器4で積分されて
位相となり、位相検出器5で基準位相と位相比較され、
位相誤差に応じた電圧が位相検出器5から出力される。
Next, the operation will be explained. The angular velocity of the motor is FC part 2
It is converted into an FC frequency and input to the speed detector 3, and a voltage corresponding to the speed error is output from the speed detector 3. On the other hand, the rotational phase of the motor is obtained by integrating the angular velocity in an integrator 4 to obtain a phase, which is compared with a reference phase in a phase detector 5.
A voltage corresponding to the phase error is output from the phase detector 5.

位相検出器5の出力は位相補償フィルタ6を経て速度検
出器3の出力と加算され、アンプ7で増幅された後、M
DA8に入力され、モータエの駆動が制御される。
The output of the phase detector 5 passes through a phase compensation filter 6, is added to the output of the speed detector 3, and is amplified by an amplifier 7.
The signal is input to DA8, and the drive of the motor is controlled.

次に第4図に示したディジタル・フィルタの動作につい
て説明する。
Next, the operation of the digital filter shown in FIG. 4 will be explained.

例えば、K、=27.Kg =25.に、=213、に
、−211、入出力は8ビツトで、θ〜255の値をと
るとする。(N−1)回目の入出力が128であったと
し、N回目の入力が115であったとすると、乗算器2
0の出力は115X27=3105、乗算器22の出力
は128X25=3200、乗算器24の出力は128
x211=27008、加減算器26の出力は3105
−3200+27008=26913、除算器23の出
力は26913÷213−126.35211、、、、
、、(01111110,01011010゜、、、;
 2進表示)となり、出力端子28からは整数部の12
6 (OIIIIILO)が8ビツトのデータとして出
力される。
For example, K,=27. Kg = 25. Assume that, =213, -211, input/output is 8 bits, and takes a value of θ~255. If the (N-1)th input/output is 128 and the Nth input is 115, then the multiplier 2
The output of 0 is 115X27=3105, the output of multiplier 22 is 128X25=3200, and the output of multiplier 24 is 128
x211=27008, the output of adder/subtractor 26 is 3105
-3200+27008=26913, the output of the divider 23 is 26913÷213-126.35211,...
,,(01111110,01011010°,,,;
(binary display), and the integer part 12 is output from the output terminal 28.
6 (OIIIILO) is output as 8-bit data.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の位相補償フィルタをディジタル・フィルタで構成
した制御装置は以上のように構成されており、ディジタ
ル・フィルタの入力と出力のビット数が同じであるため
、ディジタル・フィルタの出力に十分な計算精度が得ら
れず、この計算精度の不足が結果として電気的外乱とな
り、モータの回転変動の原因となるという問題点があっ
た。
A control device in which a conventional phase compensation filter is configured with a digital filter is configured as described above, and since the number of bits of the input and output of the digital filter is the same, sufficient calculation accuracy can be achieved for the output of the digital filter. cannot be obtained, and this lack of calculation accuracy results in electrical disturbances that cause rotational fluctuations in the motor.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、ディジタル・フィルタから出力される電気
的外乱を減少させ、モータの回転変動を減少させる制御
装置を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above problems, and aims to provide a control device that reduces electrical disturbances output from a digital filter and reduces rotational fluctuations of a motor. .

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る制御装置・は、制御系の位相補償フィル
タをディジタル・フィルタで構成した際、ディジタル・
フィルタの入力のピント数よりも出力のピント数を多く
するようにしたものである。
The control device according to the present invention has a digital filter when the phase compensation filter of the control system is configured with a digital filter.
The number of output points of the filter is greater than the number of input points of the filter.

〔作用〕[Effect]

この発明における位相補償用のディジタル・フィルタは
、入力のビット数より出力のビット数を多くして精度を
よくしているので、十分小さな電気的外乱にしかならず
、殆どモータの回転変動の原因とならない。
The digital filter for phase compensation in this invention improves accuracy by increasing the number of output bits than the number of input bits, so the electrical disturbance is sufficiently small and hardly causes rotational fluctuations of the motor. .

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例による制御系の位相補償用の
ディジタル・フィルタのブロック図であり、各ブロック
の構成は第4図に示した従来のディジタル・フィルタと
同じである。従来例では入力と出力のビット数が同じで
あるのに対し、本実施例では入力nビットに対し出力(
n+m)ビットと、入力より出力のビット数が多くなっ
ている。
FIG. 1 is a block diagram of a digital filter for phase compensation in a control system according to an embodiment of the present invention, and the configuration of each block is the same as the conventional digital filter shown in FIG. In the conventional example, the input and output bit numbers are the same, whereas in this example, the output (
n+m) bits, which means that the number of output bits is greater than that of input.

なお、制御装置全体の構成は第2図に示した従来の制御
系のブロック図と同じである。
The overall configuration of the control device is the same as the block diagram of the conventional control system shown in FIG.

次に動作についてn=8.m=4の場合を例にとって説
明する。計算途中の動作は前述した従来のディジタル・
フィルタの動作と同じであるが、除算器23の出力(例
えば、01111110゜01011010 、、、、
、、)のうち、整数部8ビットと少数部4ビットの12
ビツトのデータ(011111100101)を出力端
子28から出力する、この出力はPWM出力によりD/
A変換されて速度検出器3の出力と加算される。あるい
は、出力端子の出力は、ソフトウェアで速度検出器3の
出力と加算された後、PWM出力によりD/A変換され
る。ディジタル・フィルタによる位相補償フィルタを経
た位相検出器5の出力と速度検出器3の出力とが加算さ
れた出力は、アンプ7で増幅された後、MDA8に印加
され、モータlの駆動が制御される。
Next, regarding the operation, n=8. The case where m=4 will be explained as an example. The operation during calculation is the same as the conventional digital
The operation is the same as that of the filter, but the output of the divider 23 (for example, 01111110°01011010 , ,
, , ), 8 bits of integer part and 4 bits of fractional part are 12
Bit data (011111100101) is output from the output terminal 28. This output is converted to D/D by PWM output.
The signal is A-converted and added to the output of the speed detector 3. Alternatively, the output of the output terminal is added to the output of the speed detector 3 by software, and then D/A converted by the PWM output. The output obtained by adding the output of the phase detector 5 and the output of the speed detector 3, which have passed through a phase compensation filter using a digital filter, is amplified by the amplifier 7 and then applied to the MDA 8 to control the drive of the motor l. Ru.

なお、上記実施例では第1図の形のディジタル・フィル
タを示したが、他の形のディジタル・フィルタでもよい
In the above embodiment, a digital filter of the form shown in FIG. 1 is shown, but other forms of digital filter may be used.

また、上記実施例では、位相制御系の位相補償フィルタ
について説明したが、速度制御系の位相補償フィルタや
他の用途のフィルタに適用してもよく、上記と同様の効
果を発揮する。
Further, in the above embodiment, a phase compensation filter for a phase control system has been described, but the present invention may be applied to a phase compensation filter for a speed control system or a filter for other purposes, and the same effects as described above can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明に係る制御装置によれば、制御
系の位相補償用のディジタル・フィルタの入力のビット
数より出力のビット数を多くしたので、出力の精度が向
上し、モータの回転性能を悪化させることがないという
効果がある。
As described above, according to the control device of the present invention, the number of output bits is greater than the number of input bits of the digital filter for phase compensation in the control system, so the accuracy of the output is improved and the rotation of the motor is This has the effect of not deteriorating performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による制御装置におけるデ
ィジタル・フィルタを示すブロック図、第2図は従来の
制御装置の制御系のブロック図、第3図は従来の位相補
償フィルタの回路図、第4図は従来のディジタル・フィ
ルタのブロック図である。 図において、20,22.24は乗算器、23は除算器
、21.25は遅延器、26は加減算器である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a digital filter in a control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control system of a conventional control device, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional phase compensation filter. FIG. 4 is a block diagram of a conventional digital filter. In the figure, 20, 22, and 24 are multipliers, 23 is a divider, 21.25 is a delay device, and 26 is an adder/subtractor. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)制御系の位相補償を行なうディジタル・フィルタ
の入力のビット数より該フィルタの出力のビット数を多
くしてなることを特徴とする制御装置。
(1) A control device characterized in that the number of bits of the output of a digital filter for performing phase compensation of the control system is greater than the number of bits of the input of the filter.
JP2020128A 1990-01-29 1990-01-29 Controller Pending JPH03226287A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020128A JPH03226287A (en) 1990-01-29 1990-01-29 Controller

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4779969B2 (en) * 2004-03-26 2011-09-28 株式会社安川電機 Electric motor control device

Cited By (1)

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