JPH087837Y2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はモータ制御装置に係り、とくにモータの回
転速度を広範囲に可変設定したい場合に好適なモータ制
御装置に関する。

〔従来の技術〕

例えばDATのキャプスタンモータは、１つのモータが
広範囲に亘る複数種の速度で正確に回転しなければなら
ず、このためモータの速度制御にはデジタルPLLとモー
タコントローラを含むモータ制御装置が用いられてい
る。

具体的には第３図に示す如く、まずモータ10に周波数
発電機12が結合されてモータ回転周波数のｋ倍の周波数
のFG信号が出力される（但しｋは所定の整数）。

このFG信号はFGアンプ／波形整形回路14で増幅及び波
形整形されモータ10の１回転に従いｋ個発生する回転パ
ルスとしてモータ制御IC16の検出信号入力端子SIGへ出
力される。

また、周波数可変の基準周波数信号発生器18の出力が
モータ制御IC16の基準信号入力端子REFへ入力されてい
る。

このモータ制御IC16には、位相比較器20、LPF22、VCO
24、分周器26がループ接続されたデジタルPLLが含まれ
ている。

そして、基準周波数信号発生器18の出力は基準信号と
して位相比較器20に入力されており、基準信号の周波数
をF_ref、分周器26の分周比をＮとすると、VCO24からはF
_refをＮてい倍した周波数Ｎ・F_refにロックしたパルス
が出力される（但しＮは所定の整数）。

また、モータ制御IC16には、計測器28が設けられてお
り、この計測器28でVCO24出力をクロックとして回転パ
ルスの周期をカウントし、所定の設定値Ｐとの差が求め
られる。

例えば、Ｎ＝Ｐ＝2560のときモータ10の回転速度目標
値ω₀は２πF_ref/kとなり、回転パルスの周期が基準周
波数信号の周期と一致するように、回転パルスの１周期
間におけるクロック計数値が2560より多ければモータ10
の回転数が所定値より遅いとして誤差分が計測器28から
出力される。逆に回転パルスの１周期間のクロック計数
値が2560より少なければモータ10の回転数が所定値より
速いとして誤差分が計測器28から出力される。

この誤差データはD/A変換器30でアナログのエラー信
号に変換されたのちモータ制御IC16の出力端子OUTから
外部へ出力される。

エラー信号は、補償回路32で最適なゲイン，位相に補
償されたのち駆動回路34へ送られる。駆動回路34は補償
回路32の出力に従いモータ10を駆動し、回転数を目標値
に一致せしめる。

ここで基準周波数信号発生器18の信号周波数F_refはシ
ステム制御回路36により、必要に応じて切り換えられる
ようになっており、これに伴いVCO24出力周波数が変化
し２πF_ref/kで定まる回転速度目標値ω₀が変更設定さ
れ、かつ、制御系の働きでモータ10の回転速度がこの新
たな目標値となるように可変制御される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上記した従来技術では、VCO24の発振可能な
周波数範囲に限度があり、モータ10の設定速度を上げる
ため基準周波数信号の周波数F_refがかなり大きく設定さ
れてＮ・F_refがVCO24の上限周波数を越えると、計測器2
8での回転パルス周期の計測が不正確となり、最早正確
な誤差データを求めることができず、制御不能となる問
題があった。

これを解決するため予め周波数発電機12でのｋ値を小
さくしておき、等価的にVCO24の発振可能範囲を広げる
ことも考えられるが、モータ10の速度目標値が小さいと
きには、誤差データの計測周期が長くなり、帰還制御系
の帯域が低くなりすぎて位相遅れを生じ制御応答が悪化
する問題があった。

この考案は、かかる従来技術の問題に鑑み、制御系の
応答を良好に保ちながら速度可変域を大きくとれるモー
タ制御装置を提供することを、その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案に係るモータ制御装置では、モータの回転速
度に比例した周波数のパルスを発生する速度検出手段
と、周波数が可変の基準周波数信号を発生する基準周波
数信号発生手段と、この基準周波数信号発生手段が発生
する基準周波数信号から、該基準周波数信号のＮ倍の周
波数のクロック出力を得るPLL手段と、前記速度検出手
段が発生するパルスを可変の分周比ｎにより1/nに分周
する分周手段と、この分周手段の出力パルスの周期を,P
LL手段から出力されたクロックを用いて計測し、所定値
との差を出力する計測手段と、計測手段の出力が零とな
るようにモータの駆動を行う駆動手段と、基準周波数信
号発生手段の発生する基準周波数信号の周波数と分周手
段の分周比ｎを可変させてモータの設定速度の可変制御
を行う制御手段とを設け、該制御手段は基準周波数信号
の周波数の可変範囲を一定範囲内に保つとともに、モー
タの設定速度を低くするときはｎを優先して小さくする
ように構成したこと、を特徴としている。

〔実施例〕

第１図を参照して、この考案の１つの実施例を説明す
る。

第１図には、この考案に係るモータ制御装置のブロッ
ク図が示されている。

まずモータ10に周波数発電機12が結合されてモータ回
転周波数のｋ倍の周波数のFG信号が出力される（但し、
ｋは予め定められた整数値）。

周波数発電機12の出力側にはFGアンプ／波形整形回路
14が接続されており、ここでFG信号の増幅及び波形整形
がなされ、モータ10の１回転に従いｋ個発生する回転パ
ルスとして出力される。

FGアンプ／波形整形回路14の出力側には外部制御で分
周率を可変できる可変分周器15が接続されており、この
可変分周器15での分周比をｎとすると、回転パルスの周
波数を1/nに分周した分周回転パルスを出力する（ここ
でｎは外部設定された整数値）。

可変分周器15の出力側は、モータ制御IC16の検出信号
入力端子SIGと接続されている。

また、外部制御で周波数を可変できる基準周波数信号
発生器18の出力側が同じくモータ制御IC16の基準信号入
力端子REFと接続されている。

モータ制御IC16では、基準信号入力端子REFが位相比
較器20の一方の入力側に接続されている。この位相比較
器20の出力側はLPF22を介してVCO24と接続されており、
このVCO24の出力側が分周器26を介して位相比較器20の
他方の入力側に接続されて、デジタルPLLが構成されて
いる。

位相比較器20は基準周波数信号発生器18が出力する基
準周波数信号と分周器26の出力との間の位相差を検出す
る。この位相差信号はループフィルタとしてのLPF22で
低域が濾過されて周波数制御電圧としてVCO24へ入力さ
れる。

VCO24は周波数制御電圧に応じた周波数で発振する。
発振信号は分周器26で所定の分周比Ｎで分周されたのち
位相比較器20へ送られる（但しＮは予め定められた整数
値）。

よって、デジタルPLLがロックしているときVCO24は、
基準周波数信号の周波数をF_refとするとこれをＮてい倍
したＮ・F_refの周波数で発振し、発振信号をクロック信
号として出力する。

VCO24の出力側と検出信号入力端子SIGは、モータ制御
IC16に設けられた計測器28と接続されており、この計測
器28でVCO24出力をクロックとして分周回転パルスの周
期をカウントし、所定の設定値Ｐとの差が求められる。

例えば、Ｎ＝Ｐ＝2560のときモータ10の回転速度目標
値ω₀は２πｎF_ref/kとなり、分周回転パルスの周期を
基準周波数信号の周期と一致させるべく、分周回転パル
スの１周期間のクロック計数値が2560より多ければモー
タ10の回転数が所定値より遅いとしてその誤差分が計測
器28から出力される。

逆に分周回転パルスの１周期間のクロック計数値が25
60より少なければモータ10の回転数が所定値より速いと
してその誤差分が計測器28から出力される。

計測器28の出力側にはD/A変換器30が接続されてお
り、計測器28から送られる速度誤差データをアナログ値
に変換し、速度誤差信号としてモータ制御IC16の出力端
子OUTから外部へ出力する。

モータ制御IC16の出力端子OUTには補償回路32が接続
されており、速度誤差信号はここで最適なゲイン，位相
に補償される。

補償回路32の出力側には駆動回路34が接続されてお
り、補償回路32の出力に従いモータ10を駆動し、回転数
を目標値に一致せしめる。

ここで可変分周器15と基準周波数信号発生器18にはシ
ステム制御回路36Aが接続されており、分周比ｎと基準
周波数信号の周波数F_refが制御回路36Aの制御により、
必要に応じて切り換えられるようになっており、これに
伴い可変分周器15の分周比が変化したり、VCO24出力周
波数が変化したりしてモータ10の回転速度目標値ω₀が
変更設定され、かつ、制御系の働きでモータ10の回転速
度がこの新たな目標値へ可変制御される。

次に上記実施例の作用を説明する。

なお、ここではモータ10はDCモータとして説明する。

今、モータ10の回転速度がω（rad/sec）であると
き、周波数発電機12がモータ10の１回転当たりに出力す
るFGパルス信号数をｋ（puls/rev.）とすると、FGアン
プ／波形整形回路12の出力パルスの周波数はωk/2π（H
z）となる。

よって、可変分周数器15の分周比をｎ（ｎは外部設定
された整数）とすると可変分周器15の出力周波数はωk/
2πｎ（Hz）となる。

一方、基準周波数信号発生器18が出力する信号の周波
数をF_ref（Hz、F_refは外部設定された値）とし、分周器
26の分周比をＮ（Ｎは所定の整数）とするとVCO24が出
力するクロックの周波数はNF_ref（Hz）となる。

計測器28での設定値をＰとしたとき、第１図のモータ
制御系は可変分周器15の出力パルスの周期２πn/ωｋ
（ｓ）がP/NF_refに一致するように制御を行うため、安
定状態において ２πn/ωｋ＝P/NF_ref （１） が成り立つ。

よってモータの回転速度は ω＝（２πn/k）・（NF_ref/P） （２） で表わされることになる。

即ち、可変分周器15の分周比ｎに比例してモータ10の
回転速度が速くなり、また、基準周波数信号の周波数F
_refに比例してモータ10の回転速度が速くなることがわ
かる。

ところで、VCO24の発振可能範囲を、 F_osc（MIX）〜F_osc（MAX）とすると、NF_refは、 F_osc（MIX）≦NF_ref≦F_osc（MAX） の関係を満たしていなければならず、従ってF_refは、 F_osc（MIX）/N≦F_ref≦F_osc（MAX）/N （３） の範囲内でなければならない。

（２）式から、 F_ref＝ωkP/2πnN なので、これを（３）式に代入すると、 F_osc（MIX）≦ωkP/2πｎ≦F_osc（MAX）となり、モータ
10の回転速度ωに関しては、 ２πｎF_osc（MIX）/kP≦ω かつ、 ω≦２πｎF_osc（MAX）/kP （４） の成立が要求される。

ここで、ｎが固定していると仮定するとωはF_osc（MI
X）及びF_osc（MAX）で定まる範囲内しか可変できず、
（３）式の範囲を越えてF_refを変えても正確な速度制御
は出来ない。

しかし、この実施例では（４）式中のｎを可変できる
ので、F_refの可変は（３）式の関係を満たす範囲内で行
う一方、ｎを変えることでモータ10の大幅な速度変更が
できることになる。

具体的には、例えばＮ＝Ｐ＝2560、F_osc（MIX）＝500
kHz、F_osc（MAX）＝2.5MHzとすると、（３）式より基準
周波数信号F_refは、 195≦F_ref≦976（Hz） （５） の範囲で可変してよいので、今、システム制御回路36A
の可変設定制御で、基準周波数信号発生器18と可変分周
器15が、各々、F_ref＝400、ｎ＝１に設定されている
時、（２）式からω＝800π/kを回転速度目標値として
モータ10の速度制御がなされる。

このときVCO24の発振周波数はNF_ref＝1.024MHzとなっ
ている。

もし、何らかの原因でモータ10の速度が目標値より上
がれば周波数発電機12、FGアンプ／波形整形回路14、可
変分周器15の各出力パルスの周期が小さくなる。する
と、計測器28では分周回転パルスの周期のカウント値が
2560より少なくなり、目標値からの速度増加を示す速度
誤差データをD/Aコンバータ30へ出力する。

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度増加を示す速度誤差信
号を出力する。この速度誤差信号は補償回路32へ送られ
てゲインと位相の補償が成されたあと、駆動回路34へ入
力される。

駆動回路34は補償回路32からの入力に従いモータ10へ
の出力電圧を下げてモータ10の回転速度を遅くさせる。

逆に、モータ10の速度が目標値より下がれば周波数発
電機12、FGアンプ／波形整形回路14、可変分周器15の各
出力パルスの周期が大きくなる。すると、計測器28では
分周回転パルスの周期のカウント値が2560より多くな
り、目標値からの速度減少を示す速度誤差データをD/A
コンバータ30へ出力する。

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度減少を示す速度誤差信
号を出力する。この速度誤差信号は補償回路32へ送られ
てゲインと位相の補償が成されたあと、駆動回路34へ入
力される。

駆動回路34は補償回路32からの入力に従いモータ10へ
の出力電圧を上げてモータ10の回転速度を速くさせる。

このようにして、モータ10の回転速度が変動したと
き、元の速度に戻すようにフィードバックが掛かる。

この状態で、モータ10の回転目標値を例えば２倍に上
げたいとき、（５）式よりまだF_refに余裕があるので、
システム制御回路36Aはｎ＝１のままとし、基準周波数
信号発生器18のみ可変設定制御を行ってF_ref＝800とす
る。

すると、デジタルPLLループのロック状態が一旦外れ
たあと引き込み動作により、VCO24の発振周波数が上昇
していき一定時間後にNF_ref＝2.048MHzまで変化し、こ
の周波数にロックするようになる。換言すればVCO24出
力クロックの周期が短くなる。

（２）式から明らかなようにVCO24の発振周波数の変
化に伴い、モータ10の回転速度目標値がω＝800π/kか
ら連続的に増加し、最終的に２倍の1600π/kとなる。

計測器28は、VCO24のクロック周期が短くなると、分
周回転パルスの１周期の計数値が増え、Ｐが一定である
ことから相対的にモータ10の回転が遅くなったことを示
す速度誤差データを出力する。

よって、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速度
が遅いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路32
と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が上昇され
る。

このモータ10の回転速度の上昇で周波数発電機12、FG
アンプ／波形整形回路14、可変分周器15の出力の周波数
も上昇し、分周回転パルスの周期は短くなる。

けれど、VCO24出力の周波数が上昇中は、クロック周
期も更に短くなっているので、計測器28からは再びモー
タ10の速度が遅くなったことを示す速度誤差データが出
力される。

このため、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速
度が遅いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路
32と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が上昇され
る。

以下同様の制御動作を繰り返し、VCO24の発振周波数
が定常状態となり、この周波数で定まる目標値までモー
タ10の回転速度が上昇し安定状態となったところで、計
測器28が出力する速度誤差データが零となり、モータ10
の定速回転駆動がなされる。

これにより、モータ10の回転速度が２倍となる。

このようにして、1600π/kの速度によりモータ10が回
転しいる状態で、更にモータ速度を４倍に上げなければ
ならないとき、基準周波数信号を４倍にするのではF_ref
が（５）式の範囲を超えてしまう。このときシステム制
御回路36Aは、基準周波数信号発振器18の可変制御は行
わず、可変分周回路15の可変設定制御を行い分周比を４
倍の４とする。

すると、VCO24の発振周波数は2.048MHzのままである
が、（２）式から明らかなようにモータ10の回転速度目
標が４倍に設定されたことになる。このとき、FGアンプ
／波形整形回路14が出力する回転パルスが４分の１に分
周されて計測器28へ出力されることになり、分周回転パ
ルスの周期が４倍に伸びる。

このため、計測器28では初め分周回転パルスの１周期
を数えるクロックの計数値がＰより４倍に多くなり、モ
ータ10の回転速度が1/4に成ったとみなす速度誤差デー
タを出力する。

この速度誤差データがD/Aコンバータ30でアナログ信
号に変換されたあと、補償回路32で補償され、駆動回路
34より大きな駆動電圧が出力される。

この駆動電圧を受けてモータ10が加速され速度が上昇
する。よって周波数発電機12、FGアンプ／波形整形回路
14の各出力パルス周波数が高くなり、可変分周回路15が
出力する分周回転パルスの周期が短くなる。

但し、（２）式から分かるようにモータ10の回転速度
が6400π/kに成るまでは、計測器28では分周回転パルス
の１周期を数えるクロック数がＰを超えるので、モータ
10の速度が目標値より遅いことを示す速度誤差データを
出力し続け、これに伴い駆動電圧が増大されてモータ10
の速度の増大が図られる。

その後モータ10の速度が目標値に達すると、計測器28
では分周回転パルスの１周期を数えるクロック数がＰと
なり、速度誤差データが零となる。

よって、D/Aコンバータ30の出力も零となり、モータ1
0に対する駆動出力が一定となり、定速回転する。これ
により、モータ10の速度が目標値に設定されたことにな
る。

次に、モータ10がω＝6400π/kで回転している状態か
ら回転速度を４分の１に落としたいとき、（２）式と
（５）式より、F_refまたはｎのいずれかを1/4倍として
もよく、またF_refとｎを各々1/2倍としてもよい。ここ
ではモータ制御ループの制御帯域の低下をできるだけ避
けるため（即ちｎをできるだけ小さくするため）、基準
周波数信号発生器18に対する可変設定制御は行わず、可
変分周器15に対する可変設定制御を行い分周比を１とさ
せる。

すると、VCO24の発振周波数は2.048MHzのままである
が、（２）式から明らかなようにモータ10の回転速度目
標が1/4倍に設定されたことになる。このとき、分周回
転パルスの分周比が1/4倍となり周期が1/4に短くなる。

このため、計測器28では初め分周回転パルスの１周期
を数えるクロックの計数値がＰの1/4に少なくなり、モ
ータ10の回転速度が４倍に成ったとみなす速度誤差デー
タを出力する。

この速度誤差データがD/Aコンバータ30でアナログ信
号に変換されたあと、補償回路32で補償され、駆動回路
34の出力が低下される。

この駆動電圧を受けてモータ10が減速され速度が減少
する。よって周波数発電機12、FGアンプ／波形整形回路
14の各出力パルス周波数が低くなり、可変分周回路15が
出力する分周回転パルスの周期が長くなる。

但し、（２）式から分かるようにモータ10の回転速度
が1600π/kに成るまでは、計測器28では分周回転パルス
の１周期を数えるクロック数がＰを下回るので、モータ
10の速度が目標値より速いことを示す誤差データを出力
し続け、これに伴い駆動電圧が低下されてモータ10の速
度の減少が図られる。

その後モータ10の速度が目標値に達すると、計測器28
では分周回転パルスの１周期を数えるクロック数がＰと
なり、速度誤差データが零となる。

よって、D/Aコンバータ30の出力も零となり、モータ1
0に対する駆動出力が一定となり、定速回転する。これ
により、モータ10の速度が目標値に設定されることにな
る。

その後、更に速度を半減したい場合、ｎは最早小さく
できないので、システム制御回路36Aは可変分周器15に
対する可変設定制御は行わず、基準周波数信号発生器18
に対する可変設定制御を行い、F_refを半分の400Hzとす
る。

すると、デジタルPLLループのロック状態が一旦外れ
たあと引き込み動作により、VCO24の発振周波数が減少
していき一定時間後にNF_ref＝1.024MHzまで変化し、こ
の周波数にロックするようになる。換言すればVCO24出
力クロックの周期が長くなる。

（２）式から明らかなようにVCO24の発振周波数の変
化に伴い、モータ10の回転速度目標値がω＝1600π/kか
ら連続的に減少し、最終的に半分の800π/kとなる。

計測器28は、VCO24のクロック周期が長くなると、分
周回転パルスの１周期の計数値が減り、Ｐが一定である
ことから相対的にモータ10の回転が速くなったことを示
す速度誤差データを出力する。

よって、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速度
が速いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路32
と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が減少され
る。

このモータ10の回転速度の減少で周波数発電機12、FG
アンプ／波形整形回路14、可変分周器15の出力の周波数
も減少し、分周回転パルスの周期は長くなる。

けれど、VCO24出力の周波数が減少中は、クロック周
期も更に長くなっているので、計測器28からは再びモー
タ10の速度が速くなったことを示す速度誤差データが出
力される。

このため、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速
度が速いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路
32と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が減少され
る。

以下同様の制御動作を繰り返し、VCO24の発振周波数
が定常状態となり、この周波数で定まる目標値までモー
タ10の回転速度が減少し安定状態となったところで、計
測器28が出力する速度誤差データが零となり、モータ10
の定速回転駆動がなされる。

これにより、モータ10の回転速度が1/2となる。

なお、ｋ値はモータ制御系の制御帯域が低くならない
ように、例えば300puls/rev.程度に設定される。

この実施例によれば、基準周波数信号発生器18の可変
設定制御でデジタルPLLのVCO出力周波数を可変し、モー
タ10に対する速度可変設定を行える外、FGアンプ／波形
整形回路14の出力側と計測器28の間に可変分周器15を備
え、この可変分周器15に対し分周比の可変設定制御を行
えるようにしたことで、（２）式から明らかなように基
準周波数信号の周波数変化による速度設定とは独立して
モータ10の速度可変設定ができるようになり、しかも周
波数発電機12のｋ値を小さくしなくてよいので、DATの
キャプスタンモータのように１つのモータで広範囲に亘
る複数種の速度設定を行わなければならない場合でも、
VCO24の発振周波数は発振可能範囲内に保ちながら、確
実、かつ、広い制御帯域のもとに安定した制御を行うこ
とが可能となる。

次にこの考案に係る他の実施例を第２図に基づいて説
明する。

第１図の例ではモータ10に対する速度制御を行う場合
につき説明したが、第２図では同時に位相制御を掛ける
ようにしてある。

即ち、モータ制御IC16A内には前述した計測器28の外
に第２の計測器37も備えてある。

この計測器37には分周器26の出力パルス信号、VCO24
からのクロック信号、可変分周器15からの分周回転パル
スが入力されており、分周器26の出力パルスの立ち上が
りと分周回転パルスの立ち上がり間の位相差をクロック
で計数し、位相誤差データとして出力するようになって
いる。

計測器37の出力側にはD/Aコンバータ38が接続されて
おり、計測器37から入力した位相誤差データをアナログ
量に変換し、位相誤差信号として出力端子OUT′から補
償回路32Aへ出力する。

補償回路32Aは、出力端子OUTから入力する誤差信号
（速度誤差信号）とOUT′から入力する位相誤差信号と
に対し、適当なゲイン補償と位相補償を行いながら加算
して補償信号を得、この補償信号を駆動回路34へ出力す
る。

その他の構成部分は、第１図の場合と同様になってい
る。

次にこの実施例の動作を説明する。

今、例えばシステム制御回路36Aの可変設定制御で基
準周波数信号発生器18と可変分周器15が、各々、F_ref＝
400、ｎ＝１に設定されている時、（２）式からω＝800
π/kを回転速度目標値としてモータ10の速度制御がなさ
れ、同時に分周器26が出力するパルス（定常状態では基
準周波数信号にロックしている）の立ち上がりタイミン
グを目標値として分周回転パルスの位相制御がなされ
る。

このときVCO24の発振周波数はNF_ref＝1.024MHzとなっ
ている。

もし、何らかの原因でモータ10の速度が目標値より少
し上がり位相が進むと、周波数発電機12、FGアンプ／波
形整形回路14、可変分周器15の各出力パルスの周期が小
さくなり、かつ、分周回転パルスの位相が進む。計測器
28では前述と同様にして分周回転パルスの１周期のカウ
ント値が2560より少なくなり、目標値からの速度増加を
示す速度誤差データをD/Aコンバータ30へ出力する。

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度増加を示す速度誤差信
号を出力する。

一方、計測器37では分周器26出力と分周回転パルス間
の位相差に応じたカウント値が得られ、位相進みを示す
位相誤差データをD/Aコンバータ38へ出力する。

D/Aコンバータ38は計測器37から送られる位相誤差デ
ータをアナログ量に変換し、位相進みを示す位相誤差信
号を出力する。

速度誤差信号と位相誤差信号は補償回路32Aへ送られ
て各々ゲインと位相の補償が成されたあと加算され、駆
動回路34へ入力される。

駆動回路34は補償回路32からの入力に従いモータ10へ
の出力電圧を下げてモータ10の回転速度を遅くさせ、か
つ、位相を遅らせる。

逆に、モータ10の速度が目標値より少し下がり位相が
遅れれば、周波数発電機12、FGアンプ／波形整形回路1
4、可変分周器15の各出力パルスの周期が大きくなり、
かつ、分周回転パルスの位相が遅れる。計測器28では分
周回転パルスの周期のカウント値が2560より多くなり、
目標値からの速度減少を示す速度誤差データをD/Aコン
バータ30へ出力する。

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度減少を示す速度誤差信
号を出力する。

一方、計測器37では分周器26出力と分周回転パルス間
の位相差に応じたカウント値が得られ、位相遅れを示す
位相誤差データをD/Aコンバータ38へ出力する。

D/Aコンバータ38は計測器37から送られる位相誤差デ
ータをアナログ量に変換し、位相遅れを示す位相誤差信
号を出力する。

速度誤差信号と位相誤差信号は補償回路32Aへ送られ
て各々ゲインと位相の補償が成されたあと加算され、駆
動回路34へ入力される。

駆動回路34は補償回路32Aからの入力に従いモータ10
への出力電圧を上げてモータ10の回転速度を速くさせ、
かつ、位相を進める。

このようにして、モータ10の回転速度、位相が変動し
たとき、元に戻すようにフィードバックが掛かる。位相
制御を含めたことにより、フィードバック制御がより正
確、迅速になされる。

モータ10に対し、他の目標速度が設定されているとき
も全く同様である。

モータ10が所定の設定速度で定常回転している状態か
ら、基準周波数信号発生器18の可変設定制御を行った
り、可変分周器15の可変設定制御を行って速度目標値を
変更した場合、例えば速度を上昇したときは分周器26の
出力パルスに対し分周回転パルスの位相が相対的に遅れ
ることになり、計測器37からは位相の遅れを示す位相誤
差データが出力される。よって、D/Aコンバータ38から
は位相遅れを示す位相誤差信号が出力される。

この位相誤差信号は、D/Aコンバータ30から出力され
る速度誤差信号とともに補償回路32へ送られて信号補償
されたのち、駆動回路34へ出力されてモータ10の速度を
上昇させる。

モータ10の速度が目標値より低い間は、上記した位相
制御と速度制御が継続される。

そして、モータ10の速度が新たな目標値に達したとこ
ろで速度誤差信号が零となり、かつ、分周器26の出力パ
ルスと分周回転パルス間の位相差が零となったところで
位相誤差信号も零となり、速度変更が完了する。

この実施例によれば、計測器37で、VCO24出力のクロ
ックを用いて分周器26の出力パルスと分周回転パルスと
の間の位相誤差をデジタルで求め、D/Aコンバータ38で
アナログの位相誤差信号に変換したあと、D/Aコンバー
タ30側の速度誤差信号と一緒に補償回路32Aへ送り、各
々ゲインと位相補償を行わせて加算したあと駆動回路34
へ出力するようにしたので、位相制御を含めたモータ10
の高精度な速度制御が可能となり、速度可変に際しては
迅速に目標値に到達できる。

〔考案の効果〕

この考案に係るモータ制御装置によれば、簡単な回路
的附加を行うだけで、１つのモータに対し広範囲に亘る
複数種の設定速度の下に制御を行わなければならない場
合にも、速度検出手段がモータの１回転当たりに検出す
るパルス数を少なくすることなく、PLL手段のVCOの発振
周波数を発振可能範囲内に保ちながら確実に所望の設定
速度での回転制御を行うことかできる。

そして、速度検出手段でのモータ１回転当たりの検出
パルス数を大きくしておき、より低速度に可変設定する
ときは、分周比ｎを優先して小さくするように可変する
ことで、計測手段による測定周期が長くなるのを容易に
回避でき、低速設定時に制御帯域が狭くならないように
した制御応答の良好なモータ制御装置を実現できるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係るモータ制御装置のブ
ロック図、第２図は他の実施例を示すブロック図、第３
図は従来のモータ制御装置を示すブロック図である。 10:モータ、12:周波数発電機、14:FGアンプ／波形整形
回路、15:可変分周器、16A:モータ制御IC、18:基準周波
数信号発生器、24:VCO、28:計測器、30:D/Aコンバー
タ、32:補償回路、34:駆動回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転速度に比例した周波数のパル
   スを発生する速度検出手段と、 周波数可変の基準周波数信号を発生する基準周波数信号
   発生手段と、 この基準周波数信号発生手段が発生する基準周波数信号
   から、該基準周波数信号のＮ倍の周波数のクロック出力
   を得るPLL手段と、 前記速度検出手段が発生するパルスを可変の分周比ｎに
   より1/nに分周する分周手段と、 この分周手段の出力パルスの周期を,PLL手段から出力さ
   れたクロックを用いて計測し、所定値との差を出力する
   計測手段と、 計測手段の出力が零となるようにモータの駆動を行う駆
   動手段と、 基準周波数信号発生手段の発生する基準周波数信号の周
   波数と分周手段の分周比ｎを可変させてモータの設定速
   度の可変制御を行う制御手段とを設け、 該制御手段は基準周波数信号の周波数の可変範囲を一定
   範囲内に保つとともに、モータの設定速度を低くすると
   きはｎを優先的に小さくするように構成したこと、 を特徴とするモータ制御装置。