JPH06233573A - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JPH06233573A
JPH06233573A JP5012289A JP1228993A JPH06233573A JP H06233573 A JPH06233573 A JP H06233573A JP 5012289 A JP5012289 A JP 5012289A JP 1228993 A JP1228993 A JP 1228993A JP H06233573 A JPH06233573 A JP H06233573A
Authority
JP
Japan
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signal
disturbance
motor
speed
processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP5012289A
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English (en)
Inventor
Keisuke Matsuo
景介 松尾
Toshio Inaji
稲治  利夫
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US08/153,102 priority patent/US5467004A/en
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Priority to EP93118534A priority patent/EP0599190B1/en
Priority to KR1019930024979A priority patent/KR0133354B1/ko
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱推定器を含むモータ制御装置において、
ソフトウェアサーボで構成した場合の外乱トルクの補正
遅れによる外乱抑圧性能の劣化を低減するモータ制御装
置を提供する。 【構成】 FG信号のエッジが入力されると、まず、処
理31において速度信号Vを算出し、処理32において
誤差信号Eを算出する。次に、処理33において外乱推
定信号dを算出し、処理1において前回のFG信号のエ
ッジが入力した時点での処理34において算出された制
御信号Cn-1に外乱推定信号dを加算して第1の補正を
行い、加算結果を駆動信号Dとして出力する。次に、処
理34において制御信号Cnを算出し、処理35におい
て制御信号Cnに外乱推定信号dを加算して第2の補正
を行い、加算結果を駆動信号Dとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外乱推定器を含むモー
タ制御装置に関し、特に、ソフトウェアサーボで構成さ
れたモータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】VTRのドラム・モータあるいはキャプ
スタン・モータの制御装置においては、モータを一定の
速度で回転させる必要がある。したがって、外乱トルク
(テープ走行負荷、軸摩擦、モータトルクリップル、外
部振動等)が制御系に入力されても速度変動が少ないこ
とが要求され、外乱トルクに対して、どれだけの速度変
動が生じるかによって制御系の性能が決定される。
【0003】近年、外乱トルクによる回転速度変動を大
幅に低減できるモータ制御装置として、モータに印加さ
れている外乱トルクを推定し、これを用いて外乱トルク
の影響を打ち消すようにしたモータ制御装置が提案され
ている(例えば、特開平3−155383号公報な
ど)。
【0004】(図3)はこのような制御装置の構成の一
例を示すブロック図である。(図3)において、10は
モータであり、外乱トルクτdが印加されている。モー
タ10には周波数発電機11がとりつけられており、モ
ータ10の回転速度に比例した周波数信号を出力する。
12は周波数信号を入力としモータ10の回転速度に応
じた速度信号Vを出力する速度検出器、13は速度信号
Vと速度指令値Vrとの偏差に応じた誤差信号Eを出力
する比較器、14は誤差信号Eに比例・積分等の制御補
償を行い制御信号Cを出力する制御器、21は制御信号
Cを後述の外乱推定信号dにより補正して駆動信号Dを
出力する補正器、15は駆動信号Dに応じた駆動電流I
aをモータに供給する駆動器であり、20はモータ10
に印加されている外乱トルクτdを速度信号Vと駆動信
号Dより推定し、これを駆動信号に換算した外乱推定信
号dを出力する外乱推定器である。
【0005】次に動作について説明する。ここでは、
(図3)の構成をマイクロコンピュータを用いたソフト
ウェアサーボで構成した場合を考える。(図4)はソフ
トウェアでの処理の流れを説明するフローチャートであ
る。ソフトウェアサーボの場合には、速度検出器12、
比較器13、制御器14、補正器21および外乱推定器
20はソフトウェアにより構成される。
【0006】まず、モータ10の回転速度に比例した周
波数を持つ周波数信号(以下、FG信号と呼ぶ)が周波
数発電機11から出力される。FG信号はマイクロコン
ピュータに入力され、ソフトウェアプログラムにより
(図4)のフローチャートに従った制御処理がなされ
る。以下、この制御処理について図面を参照しながら説
明する。
【0007】処理30においては、FG信号のエッジが
入力されたかを判断し、エッジが入力された場合には次
の処理31に移り、入力されていない場合には入力され
るまで処理30を続ける。処理31においては、FG信
号のエッジの入力時刻を順次取り込み、その都度FG信
号のエッジの入力時刻とその一つ前のFG信号のエッジ
(以後、前回のFG信号のエッジと呼ぶ)の入力時刻と
の時間差すなわちFG信号の周期を計算し、適当な処理
を施すことにより速度信号V(ディジタル値)を算出す
る(速度検出器12の動作に対応)。処理32において
は、処理31において算出された速度信号Vを速度指令
値Vrから減算し誤差信号E(ディジタル値)を算出す
る(比較器13の動作に対応)。処理33においては、
処理31において算出された速度信号Vと前回のFG信
号のエッジが入力された時点での処理35において算出
されている駆動信号Dを入力として外乱推定信号dを算
出する(外乱推定器20の動作に対応)。処理34にお
いては、処理32において算出された誤差信号Eに制御
系の速応性および安定性を改善するための比例あるいは
積分補償を行い制御信号C(ディジタル値)を算出する
(制御器14の動作に対応)。処理35においては、処
理34において算出された制御信号Cに処理33におい
て算出された外乱推定信号dを加算することにより、外
乱トルクτdの影響を打ち消した駆動信号D(ディジタ
ル値)を算出する(補正器21の動作に対応)。処理3
6においては、処理35において算出された駆動信号D
をD/A変換器に出力する。駆動信号Dは次回のFG信
号のエッジが入力した時点の処理33において利用され
るため、メモリに記憶しておく。以上が、ソフトウェア
での処理であり、処理36を行った後、処理30に戻
り、次回のFG信号のエッジが入力されるまで待機す
る。
【0008】一方、D/A変換器に出力された駆動信号
Dは、アナログ電圧に変換され、駆動器15に入力され
る。駆動器15は、入力電圧に応じた駆動電流Iaをモ
ータ10に供給する。
【0009】以上の動作が、FG信号のエッジが入力さ
れる毎に繰り返し行われる。したがって、モータ10
は、速度信号Vが所定の速度指令値Vrに一致するよう
に駆動制御され、モータ10の回転速度が一定に保たれ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ソフトウェア処理では、外乱推定信号dを算出してから
補正を行うまでに、「制御信号の算出」を行う処理時間
に対応した待ち時間が発生しており、この待ち時間は外
乱トルクの補正を遅らせることから外乱抑圧性能の劣化
につながるという問題点があった。
【0011】(図5)は、(図4)に示したソフトウェ
ア処理のタイミングチャートである。図中の処理に付し
た処理番号は(図4)中の処理番号に対応している。
【0012】今、時間TdをFG信号のエッジが入力さ
れてから外乱推定信号dによる補正が行われるまでの時
間と定義し、時間TcをFG信号のエッジが入力されて
から制御信号Cがモータに帰還されるまでの時間と定義
する。この時間Td、時間Tcは時間遅れ要素となり、制
御性能の劣化を招くことから、時間Td、時間Tcはでき
るだけ短くする必要がある。特に、時間Tdについて
は、外乱推定信号dによる補正が遅れると補正が正確に
行われないことから、その短縮は極めて重要である。
【0013】(図4)に示した処理の場合、(図5)に
示したタイミングチャートから明らかなように、時間T
dおよび時間Tcは、いずれもT3となる(駆動信号Dを
D/A変換器に出力してから、駆動信号Dに応じた駆動
電流Iaがモータ10に供給されるまでの時間はT3に比
べて無視できる)。時間Td、時間TcすなわちT3を短
縮するためには処理速度の速い高価なマイクロコンピュ
ータを用いれば良いが、コストアップにつながるため、
処理時間そのものの短縮には限界がある。
【0014】本発明は、このような点を考慮して、FG
信号のエッジが入力されてから外乱推定信号による外乱
トルクの補正を行うまでの時間すなわち時間Tdを処理
アルゴリズムの工夫により短縮したものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、モータの回転速度に比例した周波数信号を
発生する周波数発電機と、周波数信号よりモータの回転
速度情報を検出し速度信号を出力する速度検出手段と、
速度信号と指令値との差に応じた誤差信号を出力する比
較手段と、誤差信号に応じた制御信号を出力する制御手
段と、駆動信号に応じた電力をモータに供給する駆動手
段と、速度信号と駆動信号からモータに印加される外乱
トルクを推定し、駆動信号に換算した外乱推定信号を出
力する外乱推定手段と、制御信号を外乱推定信号により
補正して駆動信号を出力する補正手段を具備し、補正手
段は外乱推定手段が外乱推定信号を更新した時点で第1
の補正を行い、制御手段が制御信号を更新した時点で第
2の補正を行うように構成したものである。
【0016】
【作用】本発明では上記のように構成することによっ
て、外乱推定信号による外乱トルクの補正を、外乱推定
信号の算出後、直ちに行うようにしている。その結果、
制御信号の算出に要する時間に対応した待ち時間が発生
せず、外乱トルクの補正遅れによる外乱抑圧性能の劣化
を抑えることができる。
【0017】
【実施例】(図1)は本発明の一実施例による制御装置
のソフトウェアでの処理を説明するフローチャートであ
り、(図2)はそのタイミングチャートである。
【0018】本実施例による制御装置の構成は(図3)
に示した従来例による制御装置の構成と同じである。
【0019】以下、本実施例の動作について図面を参照
しながら説明する。まず、モータ10の回転速度に比例
した周波数を持つ周波数信号(以下、FG信号と呼ぶ)
が周波数発電機11から出力される。FG信号はマイク
ロコンピュータに入力され、ソフトウェアプログラムに
より(図1)のフローチャートに従った制御処理がなさ
れる。(図4)に示した従来例の処理と異なるのは、処
理1および処理2を追加している点である。その他の処
理は従来例と同じであり、同じ処理番号を付している。
以下、本実施例のソフトウェア処理について説明する。
【0020】処理30においては、FG信号のエッジが
入力されたかを判断し、エッジが入力された場合には次
の処理31に移り、入力されていない場合には入力され
るまで処理30を続ける。処理31においては、FG信
号のエッジの入力時刻を順次取り込み、その都度FG信
号のエッジの入力時刻とその一つ前のFG信号のエッジ
(以後、前回のFG信号のエッジと呼ぶ)の入力時刻と
の時間差すなわちFG信号の周期を計算し、適当な処理
を施すことにより速度信号V(ディジタル値)を算出す
る(速度検出器12の動作に対応)。処理32において
は、処理31において算出された速度信号Vを速度指令
値Vrから減算し誤差信号E(ディジタル値)を算出す
る(比較器13の動作に対応)。
【0021】処理33においては、処理31において算
出された速度信号Vと前回のFG信号のエッジが入力さ
れた時点での処理35において算出されている駆動信号
Dを入力として外乱推定信号dを算出する(外乱推定器
20の動作に対応)。外乱推定信号を算出するための具
体的な処理については、公知の技術により広く知られて
いるので、説明を省略する。処理1においては、前回の
FG信号のエッジが入力された時点での処理34におい
て算出されている制御信号C(以下、Cn-1と表記す
る)に処理33において算出された外乱推定信号dを加
算することにより、外乱トルクτdの影響を打ち消した
駆動信号D(ディジタル値)を算出する(補正器21の
動作に対応)。処理2においては、処理1において算出
された駆動信号DをD/A変換器に出力する。処理34
においては、処理32において算出された誤差信号Eに
制御系の速応性および安定性を改善するための比例ある
いは積分補償を行い制御信号C(ディジタル値、以下、
nと表記する)を算出する(制御器14の動作に対
応)。
【0022】処理35においては、処理34において算
出された制御信号Cnに処理33において算出された外
乱推定信号dを加算することにより、外乱トルクτd
影響を打ち消した駆動信号D(ディジタル値)を算出す
る(補正器21の動作に対応)。処理36においては、
処理35において算出された駆動信号DをD/A変換器
に出力する。以上が、ソフトウェアでの処理であり、処
理36を行った後、処理30に戻り、次回のFG信号の
エッジが入力されるまで待機する。なお、処理34にお
いて算出された制御信号Cnおよび処理35において算
出された駆動信号Dは、次回のFG信号のエッジが入力
した時点の処理1、処理33においてそれぞれ利用され
るため、処理36終了後もメモリに記憶しておく。
【0023】一方、D/A変換器に出力された駆動信号
Dは、アナログ電圧に変換され、駆動器15に入力され
る。駆動器15は、入力電圧に応じた駆動電流Iaをモ
ータ10に供給する。
【0024】以上の動作が、FG信号のエッジが入力さ
れる毎に繰り返し行われる。したがって、モータ10
は、速度信号Vが所定の速度指令値Vrに一致するよう
に駆動制御され、モータ10の回転速度が一定に保たれ
る。
【0025】次に、本実施例における時間Td、時間Tc
について説明する。ここで、時間T d、時間Tcは、それ
ぞれ前述のようにFG信号のエッジが入力されてから外
乱推定信号dによる補正が行われるまでの時間および制
御信号Cがモータに帰還されるまでの時間である。本実
施例の場合、(図2)に示したタイミングチャートよ
り、時間TdはT1となり、時間TcはT2となる。(図
5)に示した従来例のタイミングチャートと比較する
と、時間Tdについては、本実施例では、従来例の場合
に比べて「制御信号の算出(処理34)」に要する処理
時間だけ短縮されている。また、時間Tcについては、
処理1および処理2に要する処理時間は処理33や処理
34に要する処理時間に比べて短いので、従来例の場合
とほとんど同等である。
【0026】したがって、本実施例によれば、従来のソ
フトウェア処理に処理1および処理2を追加することに
より、特に短縮が望まれる時間Tdを容易に短縮でき
る。その結果、外乱トルクの補正遅れによる外乱抑圧性
能の劣化を低減することができる。
【0027】このように本発明のモータ制御装置では、
外乱推定信号dを算出した直後に第1の補正を行い(処
理1に対応)、外乱トルクを補正した駆動信号Dを出力
し(処理2に対応)、さらに制御信号Cnを算出した後
に、従来行っていた補正を第2の補正として行い(処理
35に対応)、外乱トルクを補正した駆動信号Dを出力
する(処理36に対応)ようにしている。その結果、F
G信号のエッジが入力されてから外乱トルクの補正が行
われるまでの時間遅れを短縮しており、外乱トルクの補
正遅れによる外乱抑圧性能の劣化を低減することができ
る。
【0028】なお、本実施例においては、外乱推定器の
処理(処理33)は一括して行うようにしたが、この処
理のうち外乱推定信号dを算出するのに直接必要でない
処理を、駆動信号Dの出力後すなわち処理36の実行後
に「外乱推定器の後処理」として行うようにしてもよ
い。この場合には、外乱トルクの補正遅れを「外乱推定
器の後処理」に要する処理時間だけさらに短縮すること
ができる。また、本実施例においては、モータ10の回
転速度を検出した速度信号Vを帰還してモータ制御装置
を構成したが、回転速度の代わりにFG信号の周期を検
出し、その周期検出信号を帰還するように構成しても、
同様の効果が得られる。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。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明のモータ制御装置
は、外乱推定信号の算出直後に外乱トルクの補正を行う
ことにより、FG信号のエッジが入力されてから外乱ト
ルクの補正を行うまでの時間を短縮するようにしてい
る。その結果、従来のソフトウェアプログラムに簡単な
処理を追加することにより、外乱トルクの補正遅れによ
る外乱抑圧性能の劣化を低減することができる。したが
って、本発明の制御装置によれば、制御特性の優れた、
しかも、安価かつ小型な制御機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるモータ制御装置でのソ
フトウェアの処理を説明するフローチャート
【図2】本発明の一実施例によるモータ制御装置でのソ
フトウェアの処理のタイミングチャート
【図3】従来例および本発明の一実施例によるモータ制
御装置の構成を示すブロック図
【図4】従来例によるモータ制御装置でのソフトウェア
の処理を説明するフローチャート
【図5】従来例によるモータ制御装置でのソフトウェア
の処理のタイミングチャート
【符号の説明】 1 補正器における第1の補正処理 31 速度検出器の処理 32 比較器の処理 33 外乱推定器の処理 34 制御器の処理 35 補正器における第2の補正処理

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータの回転速度に比例した周波数信号を
    発生する周波数発電機と、前記周波数信号よりモータの
    回転速度情報を検出し速度信号を出力する速度検出手段
    と、前記速度信号と指令値との差に応じた誤差信号を出
    力する比較手段と、前記誤差信号に応じた制御信号を出
    力する制御手段と、駆動信号に応じた電力をモータに供
    給する駆動手段と、前記速度信号および駆動信号からモ
    ータに印加される外乱トルクを推定し、前記駆動信号に
    換算した外乱推定信号を出力する外乱推定手段と、前記
    制御信号を前記外乱推定信号により補正して前記駆動信
    号を出力する補正手段とを具備し、前記補正手段は前記
    外乱推定手段が前記外乱推定信号を更新した時点で第1
    の補正を行い、前記制御手段が前記制御信号を更新した
    時点で第2の補正を行うことを特徴とするモータ制御装
    置。
  2. 【請求項2】速度検出手段と比較手段と制御手段と外乱
    推定手段と補正手段は、処理内容に従ったプログラム・
    データを保存するメモリ手段と、前記プログラム・デー
    タに従って処理を実行する演算処理ユニットより構成さ
    れたことを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。
JP5012289A 1992-11-24 1993-01-28 モータ制御装置 Pending JPH06233573A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5012289A JPH06233573A (ja) 1993-01-28 1993-01-28 モータ制御装置
US08/153,102 US5467004A (en) 1992-11-24 1993-11-17 Motor speed control apparatus for keeping the speed of the motor fixed in the presence of a disturbance torque
DE69309857T DE69309857T2 (de) 1992-11-24 1993-11-18 Einrichtung zur Drehzahlregelung von Motoren
EP93118534A EP0599190B1 (en) 1992-11-24 1993-11-18 Motor speed control apparatus
KR1019930024979A KR0133354B1 (ko) 1992-11-24 1993-11-23 모터제어장치
CN93121407A CN1038172C (zh) 1992-11-24 1993-11-24 电动机速度控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5012289A JPH06233573A (ja) 1993-01-28 1993-01-28 モータ制御装置

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ID=11801193

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JP5012289A Pending JPH06233573A (ja) 1992-11-24 1993-01-28 モータ制御装置

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