JPH10228276A - Device and method for correcting feedback path characteristic of automatically controlled musical instrument - Google Patents

Device and method for correcting feedback path characteristic of automatically controlled musical instrument

Info

Publication number
JPH10228276A
JPH10228276A JP2941097A JP2941097A JPH10228276A JP H10228276 A JPH10228276 A JP H10228276A JP 2941097 A JP2941097 A JP 2941097A JP 2941097 A JP2941097 A JP 2941097A JP H10228276 A JPH10228276 A JP H10228276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
characteristic
path
sensor
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.)
Granted
Application number
JP2941097A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3758273B2 (en
Inventor
Yuji Fujiwara
祐二 藤原
Taro Kawabata
太郎 川端
Yasuhiko Oba
保彦 大場
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.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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 Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP02941097A priority Critical patent/JP3758273B2/en
Publication of JPH10228276A publication Critical patent/JPH10228276A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3758273B2 publication Critical patent/JP3758273B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct characteristics of an element in a feedback loop by absorbing solid-body difference as to the automatically controlled musical instrument which acts feedback control for the driving of a movable part such as a key. SOLUTION: In the feedback loop consisting of a solenoid 4 which drives a key by operating a plunger at 2 speed corresponding to an exciting current, a speed sensor 7 which detects the plunger speed of the solenoid 4, an adder 14 which outputs the deviation of the plunger speed fed back from the speed sensor from 21 command, and a solenoid driving means 16 which excites the solenoid 4 with a current having a value corresponding to the deviation outputted from the adder 14, an amplifier 14 is provided which can have an offset and a gain set for an input signal; and the offset and gain of the amplifier 15 are so set that solid-body differences of an offset and a gain presumed to be already present for the plunger speed is absorbed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鍵等の可動部の駆
動にフィードバック制御を採用した自動制御楽器の帰還
経路特性補正装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for correcting a feedback path characteristic of an automatic musical instrument employing feedback control for driving a movable portion such as a key.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動制御楽器である自動ピアノにおいて
は、ソレノイドを励磁して対応する鍵を駆動すると、こ
れに応じてハンマが回動して打弦が行われる。ハンマに
よる打弦の強弱は、鍵の駆動速度に対応し、鍵の駆動速
度はソレノイドへの給電電流に対応しているので、ソレ
ノイドへの給電量を制御することにより、打弦の強弱、
すなわち発生楽音の大きさを制御することができる。な
お、ソレノイドへの給電電流制御は、一般にはパルス幅
変調(PWM)によって行われる。
2. Description of the Related Art In an automatic piano, which is an automatic control instrument, when a solenoid is excited to drive a corresponding key, a hammer is rotated and a string is struck accordingly. The strength of the hammer striking corresponds to the key driving speed, and the key driving speed corresponds to the power supply current to the solenoid, so by controlling the amount of power supplied to the solenoid, the strength of the string striking,
That is, the magnitude of the generated musical tone can be controlled. Note that the control of the power supply current to the solenoid is generally performed by pulse width modulation (PWM).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の自動ピアノは、一般に、演奏情報中の打弦時刻デー
タに対応させたタイミングで、打弦強度データに応じた
電流をソレノイドに供給することで各音に対応した鍵駆
動を行っている。すなわち、押鍵開始タイミングおよび
押鍵開始時の押下力のみを制御しており、押鍵開始から
離鍵に至るまでの鍵の軌道(この場合の軌道は時間経過
に対する位置変化をいう)を正確に再現している訳では
ない。また、オープンループ制御を採用しているので、
鍵の軌道が期待される軌道に一致しなくてもこれを知る
術がなく、当然ながら補正することもできないという欠
点もある。
By the way, the above-mentioned conventional automatic piano generally supplies a current corresponding to string striking strength data to a solenoid at a timing corresponding to string striking time data in performance information. The key drive corresponding to each sound is performed. That is, only the key press start timing and the key press force at the start of key press are controlled, and the trajectory of the key from the start of key press to the key release (the trajectory in this case is a change in position over time) is accurately determined Is not necessarily reproduced. In addition, since open loop control is adopted,
Even if the key trajectory does not match the expected trajectory, there is no way to know this, and there is also the disadvantage that it cannot be corrected, of course.

【0004】そこで、本願出願人は、上記事情に鑑み、
押鍵開始から離鍵に至るまでの鍵の軌道に応じたデータ
を演奏情報中に含めるとともに、鍵の駆動にフィードバ
ック制御を採用した自動ピアノを提案し、上記欠点の解
消を図っている(特願平5−344241号の願書に添
付した明細書および図面参照)。当該自動ピアノによれ
ば、押鍵開始から離鍵に至るまでの鍵の軌道の正確な再
現を期待できる。
[0004] In view of the above circumstances, the applicant of the present application has
To solve the above drawbacks, we proposed an automatic piano that includes data corresponding to the key trajectory from the start of key depression to the key release in the performance information and adopts feedback control for driving the key. (See the specification and drawings attached to the application of Japanese Patent Application No. 5-344241). According to the automatic piano, accurate reproduction of the key trajectory from the start of key depression to the key release can be expected.

【0005】さらに、上記自動ピアノによれば、フィー
ドバック制御が適正に行われている場合には、自動ピア
ノの特性の個体差を吸収して適正な軌道で鍵を駆動する
ことができるという利点がある。しかしながら、フィー
ドバックループ中の要素の特性に個体差が存在し、フィ
ードバック制御自体が適正に行われない場合には、自動
ピアノの特性の個体差を十分に吸収することは困難とな
り、鍵軌道の正確な再現は望めなくなってしまう。な
お、上記個体差は、工場出荷時に既に存在していること
もあるし、経年変化によって発生することもある。
Further, according to the above-mentioned automatic piano, when the feedback control is properly performed, there is an advantage that the key can be driven in an appropriate trajectory by absorbing individual differences in characteristics of the automatic piano. is there. However, if there are individual differences in the characteristics of the elements in the feedback loop and the feedback control itself is not performed properly, it will be difficult to sufficiently absorb the individual differences in the characteristics of the automatic piano, and the key trajectory will not be accurate. Reproduction cannot be expected. The individual difference may already exist at the time of shipment from the factory, or may occur due to aging.

【0006】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、鍵等の可動部の駆動にフィードバック制御を採用
した自動制御楽器において、個体差を吸収してフィード
バックループ中の要素の特性を補正することができる自
動制御楽器の帰還経路特性補正装置および方法を提供す
ることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an automatic control instrument employing feedback control for driving a movable portion such as a key, the characteristics of elements in a feedback loop are absorbed by absorbing individual differences. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for correcting a feedback path characteristic of an automatically controlled musical instrument, which can be corrected.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による自動制御楽器の帰還経路特性補正
装置は、可動部と、前記可動部の動作速度を検出する速
度センサと、前記速度センサが検出した動作速度を表す
帰還信号を入力し、演奏データに基づいた目標値と入力
した帰還信号で表される値とが一致するよう前記可動部
を駆動する駆動手段とを備えた自動制御楽器に適用さ
れ、前記速度センサを含む前記帰還信号の経路の特性を
補正する自動制御楽器の帰還経路特性補正装置であっ
て、前記経路に挿入され、内部のパラメータに応じた特
性を有する特性補正手段を具備することを特徴としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a feedback path characteristic correcting apparatus for an automatically controlled musical instrument according to the present invention comprises a movable part, a speed sensor for detecting an operating speed of the movable part, A driving means for inputting a feedback signal indicating an operation speed detected by the speed sensor, and driving the movable portion such that a target value based on the performance data matches a value represented by the input feedback signal. A feedback path characteristic correction device for an automatic control musical instrument, which is applied to a control instrument and corrects a characteristic of a path of the feedback signal including the speed sensor, wherein the characteristic is inserted into the path and has a characteristic according to an internal parameter. It is characterized by having a correction means.

【0008】また、前記特性補正手段内部のパラメータ
は外部から変更可能であるようにしてもよく、さらに加
えて、前記可動部と前記駆動手段と前記特性補正手段を
含む経路とからなる回路をモデル化して得られる伝達関
数式の要素の値を実測する測定手段と、前記伝達関数式
と前記目標値と前記測定手段による実測値と前記経路の
特性とに基づいて前記パラメータを算出し、算出したパ
ラメータを前記特性補正手段に設定する調整手段とを設
けるようにしてもよい。なお、前記測定手段が値を実測
する要素は前記目標値と別種の要素である。あるいは、
前記目標値が0であるときに、前記速度センサおよび前
記特性補正手段間の帰還信号の値を実測し、この実測値
に基づいて前記特性補正手段内部のパラメータを設定す
るようにしてもよい。
Further, the parameters inside the characteristic correcting means may be changeable from the outside. In addition, a circuit comprising the movable part, the driving means and a path including the characteristic correcting means may be used as a model. Measuring means for actually measuring the values of the elements of the transfer function formula obtained by the conversion, and calculating and calculating the parameters based on the transfer function formula, the target value, the actually measured values by the measuring means, and the characteristics of the path. Adjustment means for setting a parameter to the characteristic correction means may be provided. Note that the element whose actual value is measured by the measuring means is a different element from the target value. Or,
When the target value is 0, a value of a feedback signal between the speed sensor and the characteristic correction unit may be measured, and a parameter inside the characteristic correction unit may be set based on the measured value.

【0009】また、本発明による自動制御楽器の帰還経
路特性補正方法は、可動部と、前記可動部の動作速度を
検出する速度センサと、前記速度センサが検出した動作
速度を表す帰還信号を入力し、演奏データに基づいた目
標値と入力した帰還信号で表される値とが一致するよう
前記可動部を駆動する駆動手段とを備えた自動制御楽器
に適用され、前記速度センサを含む前記帰還信号の経路
の特性を補正する自動制御楽器の帰還経路特性補正方法
であって、前記可動部と前記駆動手段と前記経路とから
なる回路をモデル化し、該モデル化によって得られた伝
達関数式の要素のうち、少なくとの1つの要素に異なる
値を設定し、各設定について前記可動部を動作させると
ともに前記少なくとも1つの要素と別種の要素の値を実
測し、前記伝達関数式と前記少なくとも1つの要素の設
定値と前記測定手段による実測値とに基づいて未知の要
素の値を求め、求めた値に基づいて前記経路の特性を補
正することを特徴としている。
In addition, according to the present invention, there is provided a method for correcting a feedback path characteristic of an automatically controlled musical instrument, comprising: a movable section; a speed sensor for detecting an operation speed of the movable section; A driving means for driving the movable portion so that a target value based on the performance data coincides with a value represented by the input feedback signal, wherein the feedback control includes the speed sensor. A method of correcting a feedback path characteristic of an automatic musical instrument for correcting a characteristic of a signal path, wherein a circuit including the movable section, the driving means, and the path is modeled, and a transfer function expression obtained by the modeling is obtained. A different value is set for at least one of the elements, the movable section is operated for each setting, and the values of the at least one element and another element are measured, and the transmission function is set. Obtains the value of the unknown elements based on the measured value by the measuring means with a set value of the Equation least one element is characterized by correcting the characteristics of the path based on the values obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。 A.実施形態の構成 A−1.全体構成 図1は本発明の一実施形態による自動制御楽器の帰還経
路特性補正装置を実装した自動ピアノの要部の構成を示
す図である。この図においては1つの鍵(鍵1)のみが
示されているが、実際には、演奏者の左右方向(図面の
表裏方向)に88個の鍵が配置されている。鍵1は棚板
2上に図示せぬバランスピンを介して回動自在に取り付
けられており、バランスピンを中心として後端が上動す
ると(押鍵状態になると)、その運動が図示せぬアクシ
ョンを介してダンパー及びハンマに伝達され、これによ
ってダンパーが弦から離れるとともに、ハンマが回動し
て鍵1に対応して張られた弦を打撃(打弦)するよう構
成されている。なお、鍵1に加わる力が消失すると、鍵
1は図示せぬアクションの重量によりバランスピンを中
心として回動し、レスト位置に復帰する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A. Configuration of Embodiment A-1. 1. Overall Configuration FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an automatic piano equipped with an apparatus for correcting a feedback path characteristic of an automatic musical instrument according to an embodiment of the present invention. Although only one key (key 1) is shown in this drawing, 88 keys are actually arranged in the left-right direction of the player (front and back in the drawing). The key 1 is rotatably mounted on a shelf plate 2 via a balance pin (not shown). When the rear end of the key 1 is moved upward about the balance pin (when the key is pressed), the movement is not shown. The action is transmitted to the damper and the hammer via the action, whereby the damper separates from the string, and the hammer rotates to strike (strike) the string stretched corresponding to the key 1. When the force applied to the key 1 disappears, the key 1 rotates around the balance pin due to the weight of an action (not shown) and returns to the rest position.

【0011】棚板2における鍵1の後端下方の部分に
は、鍵1を駆動する鍵駆動部3が鍵1の後端下面に対向
して設けられている。鍵駆動部3は、略円筒状のボビン
部及びその胴部に巻かれたコイルからなるソレノイド4
と、同ボビン部内に嵌挿されたプランジャ5とを備え、
さらにプランジャ5は、上端が鍵1の後端下部に接する
プランジャヘッド6を有しており、ソレノイド4のコイ
ルに供給される電流(励磁電流)に応じた力でプランジ
ャ5を突き上げる。
A key driving unit 3 for driving the key 1 is provided in a portion of the shelf 2 below the rear end of the key 1 so as to face the lower surface of the rear end of the key 1. The key driving unit 3 includes a solenoid 4 including a substantially cylindrical bobbin and a coil wound around the body.
And a plunger 5 fitted in the bobbin portion,
Further, the plunger 5 has a plunger head 6 whose upper end is in contact with the lower rear end of the key 1, and pushes up the plunger 5 with a force corresponding to a current (excitation current) supplied to the coil of the solenoid 4.

【0012】鍵駆動部3の下方にはプランジャ5の動作
速度を検出する速度センサ(フィードバックセンサ)7
が設けられている。速度センサ7は、ソレノイド4を構
成するボビン部と同軸的に形成された小径のボビン部
と、同ボビン部の胴部に巻かれたコイル8と、同ボビン
部内に嵌挿され、上端がプランジャ5の下端部に同軸的
に固定された細い円柱状の磁石棒9とを有しており、磁
石棒9がプランジャ5と一体に上動すると、その動作の
速度に応じてコイル8に生じる誘起電圧をプランジャ速
度(帰還信号)として出力する。なお、演奏者が自ら弾
く場合には、プランジャ5および磁石棒9は動作しな
い。
A speed sensor (feedback sensor) 7 for detecting the operating speed of the plunger 5 is provided below the key driving unit 3.
Is provided. The speed sensor 7 has a small-diameter bobbin formed coaxially with the bobbin forming the solenoid 4, a coil 8 wound around the body of the bobbin, and a plunger whose upper end is inserted into the bobbin. 5 has a thin cylindrical magnet rod 9 coaxially fixed to the lower end thereof. When the magnet rod 9 moves upward integrally with the plunger 5, an induction generated in the coil 8 according to the speed of the operation. The voltage is output as the plunger speed (feedback signal). Note that when the player plays by himself, the plunger 5 and the magnet bar 9 do not operate.

【0013】また、10は再生前処理部であり、記録メ
ディアあるいはリアルタイム通信装置から供給される演
奏データ中の各音に対応する鍵の軌道を示すデータを生
成する。11は、再生前処理部10が作成した軌道デー
タに基づいてプランジャ5の動き示すデータを作成する
モーションコントローラ、12はサーボコントローラで
あり、モーションコントローラ11から供給されるデー
タに応じてソレノイド4の励磁電流を制御する。
Reference numeral 10 denotes a pre-reproduction processing unit which generates data indicating the trajectory of a key corresponding to each sound in performance data supplied from a recording medium or a real-time communication device. Reference numeral 11 denotes a motion controller that creates data indicating the movement of the plunger 5 based on the trajectory data created by the reproduction preprocessing unit 10. Reference numeral 12 denotes a servo controller, which excites the solenoid 4 in accordance with data supplied from the motion controller 11. Control the current.

【0014】サーボコントローラ12には、また、速度
センサ9により検出されたプランジャ速度と、打弦位置
近くのハンマーの動作速度(打弦速度)を検出する図示
せぬハンマセンサ(測定手段)により検出された打弦速
度とが入力される。そして、再生時において、サーボコ
ントローラ12は、モーションコントローラ11から供
給されるデータとフィードバックセンサ13からのプラ
ンジャ速度とを照合しながら、両者が一致するようにソ
レノイド4の励磁電流を制御する。なお、ハンマセンサ
としては周知のものを適用可能であるので、ここでは詳
細な説明を省略する。
The servo controller 12 also detects a plunger speed detected by the speed sensor 9 and a hammer sensor (measuring means) (not shown) for detecting the operating speed (stringing speed) of the hammer near the stringing position. The entered string striking speed is input. Then, at the time of reproduction, the servo controller 12 controls the excitation current of the solenoid 4 so that the data supplied from the motion controller 11 and the plunger speed from the feedback sensor 13 match each other, while comparing them. In addition, since a well-known hammer sensor is applicable, detailed description is omitted here.

【0015】A−2.サーボコントローラ12の構成 図2はサーボコントローラ12の構成を説明するための
ブロック図であり、この図において、図1の各部に相当
する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
A-2. Configuration of Servo Controller 12 FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the servo controller 12. In this figure, parts corresponding to the respective parts in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0016】サーボコントローラ12において、13は
モーションコントローラ11から供給されるデータに応
じて、プランジャ速度の目標値(電圧値)を生成する目
標値生成手段、14は目標値生成手段13により生成さ
れる目標値を非反転入力端から入力し、これに反転入力
端から入力される値を加算して出力する加算器であり、
反転入力端には、後述する増幅器(特性補正手段)15
を介して速度センサ7からのプランジャ速度が入力され
る。すなわち、加算器14は目標値とプランジャ速度と
の偏差を出力する。また、16は加算器14から出力さ
れる偏差に応じた値の電流でソレノイド4を励磁するソ
レノイド駆動手段であり、駆動方式としては、例えば、
パルス幅変調による駆動方式を採用している。上述した
ことから明らかなように、サーボコントローラ12は、
プランジャ速度をフィードバック制御するよう構成され
ている。
In the servo controller 12, reference numeral 13 denotes a target value generating means for generating a target value (voltage value) of the plunger speed according to data supplied from the motion controller 11, and 14 denotes a target value generating means 13. An adder that inputs a target value from a non-inverting input terminal, adds a value input from an inverting input terminal to the target value, and outputs the added value.
An amplifier (characteristic correcting means) 15 described later is connected to the inverting input terminal.
, The plunger speed from the speed sensor 7 is input. That is, the adder 14 outputs a deviation between the target value and the plunger speed. Reference numeral 16 denotes a solenoid driving unit that excites the solenoid 4 with a current having a value corresponding to the deviation output from the adder 14. As a driving method, for example,
A drive method based on pulse width modulation is adopted. As is clear from the above, the servo controller 12
It is configured to feedback control the plunger speed.

【0017】なお、既出の増幅器15は入力信号に対す
るオフセットおよびゲイン(増幅度)を設定可能であ
り、予め設定されたオフセットを入力信号に加算し、そ
の結果に対して、予め設定されたゲインでの増幅を行
う。この増幅器15は、自動ピアノの特性の個体差を吸
収して適正なフィードバック制御を行うためには速度セ
ンサ7およびサーボコントローラ12の個体差を吸収し
て正規化する必要があることと、当該個体差の要素とし
ては、実際のプランジャ速度(打弦速度)と速度センサ
7の出力値との比率(ゲイン)と、サーボコントローラ
12内部において速度センサの出力値に加算されるオフ
セット(電圧値)とが挙げられることとに基づいて設け
られたものであり、以後、増幅器15のゲインおよびオ
フセットを、それぞれ、センサゲイン補正値およびセン
サオフセット補正値と称す。
The above-mentioned amplifier 15 can set an offset and a gain (amplification degree) with respect to the input signal, add a preset offset to the input signal, and apply a predetermined gain to the result. Is amplified. The amplifier 15 needs to absorb and normalize the individual difference between the speed sensor 7 and the servo controller 12 in order to absorb individual differences in the characteristics of the automatic piano and perform appropriate feedback control. Elements of the difference include the ratio (gain) between the actual plunger speed (string striking speed) and the output value of the speed sensor 7, and the offset (voltage value) added to the output value of the speed sensor inside the servo controller 12. The gain and the offset of the amplifier 15 are hereinafter referred to as a sensor gain correction value and a sensor offset correction value, respectively.

【0018】また、17は調整手段であり、予め設定さ
れた各種パラメータ(後述する)と、目標値生成手段1
3により生成される目標値と、増幅器15を介して供給
されるプランジャ速度と、ハンマセンサ(図示略)によ
り検出される打弦速度とに基づいて増幅器15のセンサ
ゲイン補正値およびセンサオフセット補正値を算出し、
増幅器15に設定する。なお、調整手段17は自動ピア
ノから着脱可能に設けてもよいが、ここでは、自動ピア
ノに固定して設けられているものとする。このことはハ
ンマセンサについても同様である。
Reference numeral 17 denotes an adjusting means, which controls various preset parameters (described later) and the target value generating means 1;
3, a sensor gain correction value and a sensor offset correction value of the amplifier 15 based on a plunger speed supplied via the amplifier 15 and a stringing speed detected by a hammer sensor (not shown). Is calculated,
Set to amplifier 15. Although the adjusting means 17 may be provided detachably from the automatic piano, it is assumed here that the adjusting means 17 is fixedly provided on the automatic piano. This is the same for the hammer sensor.

【0019】B.各補正値の算出方法 次に、調整手段17によるセンサゲイン補正値およびセ
ンサオフセット補正値の算出方法について説明する。な
お、各補正値の算出・設定は、通常、工場出荷時やメン
テナンス時などに行われる。
B. Next, a method of calculating the sensor gain correction value and the sensor offset correction value by the adjusting unit 17 will be described. The calculation and setting of each correction value is usually performed at the time of factory shipment or maintenance.

【0020】B−1.モデル化 センサゲイン補正値およびセンサオフセット補正値を算
出するには、まず、対象のフィードバック制御系をモデ
ル化しておく必要がある。図3は図2に示すフィードバ
ック制御系のモデルを示すブロック線図であり、この図
において、G1はソレノイド駆動手段16の伝達関数、
2 は制御対象たる可動部(ソレノイド4,鍵,アクシ
ョン,ハンマを含む)の伝達関数、f[N]はソレノイ
ド4に加わる外力(具体的には、鍵,アクション等の重
量に起因してソレノイド4に加わる力)である。本モデ
ルにおいて、外乱は外力fのみとし、外力fの時間関数
f(t)は定常値Fをとるものとする。また、速度セン
サ7のゲインは一定値k3を、サーボコントローラ12
のオフセットdの時間関数d(t)は一定値Dを、セン
サオフセット補正値cの時間関数c(t)は一定値C
を、センサゲイン補正値は一定値k4 をとる。また、r
[m/s]は目標値生成手段13により生成される目標
値、y[m/s]は制御量、eは目標値rと制御量yと
の偏差を示す。なお、本実施形態において、制御量y
は、ハンマセンサ(図示略)により検出される打弦速度
に相当し、また、全ての変数は、特に示さない限り、s
の関数である。
B-1. Modeling To calculate the sensor gain correction value and the sensor offset correction value, it is necessary to first model the target feedback control system. FIG. 3 is a block diagram showing a model of the feedback control system shown in FIG. 2, where G 1 is a transfer function of the solenoid driving means 16,
G 2 is the control target serving movable part transfer function (solenoid 4, keys, action, including hammer), f [N] to the external force (specifically applied to the solenoid 4, due to the weight of the key, action, etc. (Force applied to the solenoid 4). In the present model, the disturbance is only the external force f, and the time function f (t) of the external force f takes a steady value F. Also, the gain of the speed sensor 7 is a constant value k 3, the servo controller 12
The time function d (t) of the offset d is a constant value D, and the time function c (t) of the sensor offset correction value c is a constant value C
The sensor gain correction value takes a constant value k 4. Also, r
[M / s] is a target value generated by the target value generating means 13, y [m / s] is a control amount, and e is a deviation between the target value r and the control amount y. In the present embodiment, the control amount y
Corresponds to the stringing speed detected by a hammer sensor (not shown), and all variables are s unless otherwise specified.
Is a function of

【0021】図3に示すモデルにおいては、目標値rと
制御量yとの偏差eが加算点18にて求められ、伝達関
数G1 のブロック19へ入力される。そして、ブロック
19の出力と外力fとの偏差が加算点20にて求めら
れ、伝達関数G2 のブロック21へ入力される。ブロッ
ク21の出力は制御量yとなり、ブロック22へ入力さ
れ、ここでk3 倍される。そして、ブロック22にてk
3 倍された値とオフセットdとの差が加算点23にて求
められ、当該差とセンサオフセット補正値cとの和が加
算点24にて求められる。加算点24にて求められた和
は、ブロック25にてk4 倍され、フィードバック値と
して加算点18に供給される。
In the model shown in FIG. 3, a deviation e between the target value r and the control amount y is obtained at an addition point 18 and input to a block 19 of the transfer function G 1 . The deviation between the output and the external force f of the block 19 is obtained by summing point 20 and input to block 21 of the transfer function G 2. Output control variable y next to block 21, are input to block 22, is where k 3 times. Then, at block 22, k
The difference between 3 times the value and the offset d is obtained at the summing point 23, the sum of the difference and the sensor offset correction value c is calculated by summing point 24. The sum obtained at the addition point 24 is multiplied by k 4 in a block 25 and supplied to the addition point 18 as a feedback value.

【0022】図3から明らかなように、センサオフセッ
ト補正値cおよびセンサゲイン補正値k4 が適正であれ
ば、 e=r−y となり、 e=er+ef+ed とすることができる。ただし、
[0022] As apparent from FIG. 3, if appropriate sensor offset correction value c and sensor gain correction value k 4 is can e = r-y, and the a e = e r + e f + e d to. However,

【数1】 である。(Equation 1) It is.

【0023】また、偏差eの時間関数e(t)の定常偏
差Eはt→∞におけるe(t)の極限値であるから、ラ
プラス変換の最終値定理より、
Further, since the steady-state error E of the time function e (t) of the error e is the limit value of e (t) at t → ∞, the final value theorem of the Laplace transform gives

【数2】 によって定常偏差Eを求めることができる。(Equation 2) Thus, the steady-state error E can be obtained.

【0024】ここで、目標値rの時間関数r(t)が一
定値Rの場合、すなわちステップ入力(等速制御)の場
合の定常偏差Eについて考察する。 r(t)=R とすると、 r=R/s となる。また、前述したように、 f=R/s d−c=(D−C)/s であるので、(1)式より、
Here, the steady-state deviation E when the time function r (t) of the target value r is a constant value R, that is, in the case of step input (constant speed control) will be considered. If r (t) = R, then r = R / s. Further, as described above, since f = R / s dc = (D−C) / s, from the equation (1),

【数3】 となる。(Equation 3) Becomes

【0025】ただし、(3)式の右辺中の各項Er ,E
f ,Ed はそれぞれ(2)式の右辺中の各項に対応して
いる。なお、
However, each term E r , E in the right side of the equation (3)
f, which corresponds to each term in the right side of E d, respectively (2). In addition,

【数4】 である。上述したことから明らかなように、k1 が有限
である限り、目標値に対する定常偏差Er 、外力による
定常偏差Ef 、およびオフセットによる定常偏差Ed
存在する。
(Equation 4) It is. As apparent from the above description, as long as k 1 is finite, steady-state error E r with respect to the target value, the steady state error due to the external force E f, and steady-state deviation E d by the offset present.

【0026】B−2.原理 フィードバック制御の原理から明らかなように、定常偏
差Eを0に近づけることにより、より正確なフィードバ
ック制御を実現することができる。よって、本発明の課
題を言い換えると、「定常偏差Eを0にする」ことにな
る。この課題について検討すると、制御側(調整手段1
7)で設定可能な変数はk4 およびCのみであることか
ら、適当なk4 およびCのみを設定することによってE
を0にすることができるか否かが重要となる。
B-2. Principle As is clear from the principle of feedback control, more accurate feedback control can be realized by making the steady-state error E close to zero. Therefore, in other words, the problem of the present invention is to “set the steady-state error E to 0”. Considering this problem, the control side (adjusting means 1
Since only k 4 and C can be set in 7), E is set by setting only appropriate k 4 and C.
Is important.

【0027】自動ピアノにおいては、各発音毎にRが異
なるので、異なるRについて定常偏差Eを0にする必要
があるが、(3)式から明らかなように、E=0とする
ための必要十分条件は、Er =0、かつ、Ef −Ed
0である。Er =0とするためには、(2)および
(3)式から明らかなように、 1+k1234−k12 = 0 …(4) が成立しなければならない。(4)式にはk4 を含む項
があるので、このk4 を適切に選択することによってE
r =0とすることができることが分かる。また、Ef
d =0とするためには、(2)および(3)式から、 k2F−k124(D−C)= 0 …(5) が成立しなければならないことが明白である。(5)式
にはk4 およびCを含む項があるので、k4 およびCを
適切に選択することによってEf −Ed =0とすること
ができることが分かる。また、(5)式は、k4 がEr
=0を成立させるために固定されても、Cを適当に選択
することによってEf −Ed =0を成立させることがで
きることを示している。
In an automatic piano, since the R differs for each tone, it is necessary to set the steady-state deviation E to 0 for different Rs. However, as is apparent from the equation (3), it is necessary to set E to 0. enough conditions, and E r = 0,, E f -E d =
0. To the E r = 0 is (2) and (3) As apparent from the equation, 1 + k 1 k 2 k 3 k 4 -k 1 k 2 = 0 ... (4) must be established. Since the equation (4) there is a term including k 4, E by selecting the k 4 properly
It can be seen that r = 0 can be set. Also, E f
From Eqs. (2) and (3), it is clear that k 2 F−k 1 k 2 k 4 (DC) = 0 (5) must be satisfied in order to set E d = 0. It is. Since there is a term including k 4 and C in the equation (5), it is understood that E f −E d = 0 can be obtained by appropriately selecting k 4 and C. Equation (5) indicates that k 4 is equal to E r
It is shown that E f −E d = 0 can be established by appropriately selecting C even if it is fixed to establish = 0.

【0028】B−3.k4 およびCの算出方針 次に、適切なk4 およびCの算出方針について説明す
る。本実施形態では、基本的に、予想される範囲内でパ
ラメータを設定し、その上で自動ピアノを再生動作さ
せ、このときに得られる測定値に基づいて適切なk4
よびCを算出する。この際、測定値は測定容易であるこ
とが望ましく、本実施形態では、前述したハンマセンサ
(図示略)によって制御量(打弦速度)を測定して測定
値としている。
B-3. k 4 and C calculated strategy will be explained calculation policies appropriate k 4 and C. In the present embodiment, basically, to set the parameters within the expected range, the on the piano is played operate in, and calculates the appropriate k 4 and C on the basis of the measurement value obtained at this time. At this time, it is desirable that the measured value is easy to measure, and in the present embodiment, the control amount (string striking speed) is measured by the above-mentioned hammer sensor (not shown) to obtain the measured value.

【0029】ここで、上記方針にて他の観点から説明す
る。目標値rをステップ入力とし、
Here, the above policy will be described from another viewpoint. Using the target value r as a step input,

【数5】 とすると、(2)式より次式が得られる。(Equation 5) Then, the following equation is obtained from the equation (2).

【0030】[0030]

【数6】 (6)式においてRは既知であるので、Yを測定するこ
とにより、定常偏差Eが得られる。定常偏差Eが得られ
れば、以降、定常偏差Eが0になるようk4 およびCを
算出すれば適切なk4 およびCを算出することができ
る。
(Equation 6) Since R is known in the equation (6), a steady-state error E is obtained by measuring Y. Once the steady-state error E is obtained, appropriate k 4 and C can be calculated by calculating k 4 and C so that the steady-state error E becomes zero.

【0031】なお、定常偏差Eを0にするために求める
パラメータとしては、k4 が既に設定・固定されている
場合にはCのみ、Cが既に設定・固定されている場合に
はk4 のみ、いずれも設定・固定されていない場合には
Cおよびk4 の3通りが考えられ、具体的な算出過程は
それぞれ異なる。したがって、以下、各ケース毎に算出
方法を説明する。ただし、以降の説明において、Er
0とする最適なセンサゲイン補正値をk4 '、Ef −Ed
=0となる最適なセンサオフセット補正値をC' とす
る。
The parameters required to set the steady-state error E to 0 are only C when k 4 is already set and fixed, and only k 4 when C is already set and fixed. both when it is not set and fixed is considered are three C and k 4, specific calculation processes are different. Therefore, the calculation method will be described below for each case. However, in the following description, E r =
The optimum sensor gain correction value to be 0 is k 4 , E f −E d
The optimal sensor offset correction value where = 0 is assumed to be C .

【0032】B−4.k4 が既に設定・固定されている
ケース [1]相異なる2種のセンサオフセット補正値にて動作
させる方法 まず、予想される範囲内で相異なる適当なセンサオフセ
ット補正値C0 ,C1を設定して再生動作を行わせ、そ
のときの制御量(打弦速度)をハンマセンサにより測定
し測定値をY0 ,Y1 とする。なお、C0 ,C1 として
は、予想される範囲内で任意の値を選択可能であり、例
えば、予想される範囲内の最高値および最低値を用いる
ようにしてもよい。また、C0 ,C1 についての計2回
の再生動作において、センサオフセット補正値以外のパ
ラメータは変更しないものとする。
B-4. Case in which k 4 is already set and fixed [1] Method of operating with two different sensor offset correction values First, appropriate different sensor offset correction values C 0 and C 1 within an expected range are determined. The reproduction operation is performed by setting, and the control amount (string striking speed) at that time is measured by a hammer sensor, and the measured values are defined as Y 0 and Y 1 . In addition, as C 0 and C 1 , arbitrary values can be selected within the expected range. For example, the highest value and the lowest value within the expected range may be used. It is assumed that parameters other than the sensor offset correction value are not changed in the two reproduction operations for C 0 and C 1 .

【0033】ところで、(6)式中のC,Yに、上記C
0 およびY0 、C1 およびY1 を代入すると、
By the way, C and Y in the equation (6) are replaced with the above C
Substituting 0 and Y 0 , C 1 and Y 1 gives

【数7】 が得られる。(Equation 7) Is obtained.

【0034】そして、これらの式から、Then, from these equations,

【数8】 が得られる。(Equation 8) Is obtained.

【0035】ところで、最適なセンサオフセット補正値
' は、(5)式より、 C' =D−F/k14 となる。すなわち、k1 ,D,Fの値が個々には不明で
あっても、D−F/k14 の値が分かればその値をC'
とすることができる。したがって、D−F/k14
を既知の値で表すよう式を変形することにより、既知の
値からC’を算出する式を導出することができる。具体
的には、(8)式を(7)式に代入し、次式を得る。
By the way, the optimum sensor offset correction value C ', from the equation (5), C' becomes = D-F / k 1 k 4. That is, even if the values of k 1 , D, and F are individually unknown, if the value of DF / k 1 k 4 is known , the values can be changed to C ′.
It can be. Therefore, DF / k 1 k 4
Can be derived from the known value by modifying the equation so that is represented by a known value. Specifically, the following equation is obtained by substituting the equation (8) into the equation (7).

【数9】 (Equation 9)

【0036】上式を変形すると、D−F/k14 を既
知の値で表すことができる。すなわち、次式が得られ
る。
By modifying the above equation, DF / k 1 k 4 can be represented by a known value. That is, the following equation is obtained.

【数10】 上式に既知の値を代入することによりC’を得るのが本
方法である。
(Equation 10) This method is to obtain C ′ by substituting a known value into the above equation.

【0037】[2]相異なる2種の目標値にて動作させ
る方法 まず、予想される範囲内で相異なる適当な目標値R0
1 を設定して再生動作を行わせ、そのときの制御量
(打弦速度)をハンマセンサにより測定し測定値をY
0 ,Y1 とする。なお、R0 ,R1 としては、予想され
る範囲内で任意の値を選択可能であり、例えば、予想さ
れる範囲内の最高値および最低値を用いるようにしても
よい。また、R0 ,R1 についての計2回の再生動作に
おいて、目標値以外のパラメータは変更しないものとす
る。
[2] Method of Operating with Two Different Target Values First, different suitable target values R 0 , within the expected range.
R 1 is set to perform a reproducing operation, and the control amount (string striking speed) at that time is measured by a hammer sensor, and the measured value is Y
0 and Y 1 . In addition, as R 0 and R 1 , arbitrary values can be selected within the expected range. For example, the highest value and the lowest value within the expected range may be used. It is assumed that parameters other than the target value are not changed in a total of two reproduction operations for R 0 and R 1 .

【0038】ところで、前出の(6)式中のC,Yに、
上記R0 およびY0 、R1 およびY 1 を代入すると、次
式が得られる。 Y0 =A1・R0+A0 …(9a) Y1 =A1・R1+A0 …(9b) ただし、
By the way, in C and Y in the above-mentioned equation (6),
R above0 And Y0 , R1 And Y 1 Substituting
An expression is obtained. Y0 = A1・ R0+ A0 ... (9a) Y1 = A1・ R1+ A0 … (9b) However,

【数11】 である。上記(9a),(9b)式から、 A0 =(Y01−Y10)/(R1−R0) A1 =(Y0−Y1)/(R0−R1) が得られ、A0 およびA1 を既知のパラメータで表すこ
とができる。
[Equation 11] It is. Above (9a), from (9b) type, A 0 = (Y 0 R 1 -Y 1 R 0) / (R 1 -R 0) A 1 = (Y 0 -Y 1) / (R 0 -R 1 ) Can be obtained, and A 0 and A 1 can be represented by known parameters.

【0039】一方、(10a),(10b)式より、1
+k1234を消去して、
On the other hand, from equations (10a) and (10b), 1
+ K 1 k 2 k 3 k 4

【数12】 が得られる。さらに、(11)式の両辺をA14 で除
すことにより、 A0/(A14)=D−F/(k14)−C が得られる。したがって、 C' =D−F/(k14) =A0/(A14)+C となり、前述したように、A0 およびA1 は既知のパラ
メータで表されるので、C’を得ることができる。上式
に既知の値、あるいは既知の値から得られる値を代入す
ることによりC’を得るのが本方法である。
(Equation 12) Is obtained. Further, by dividing both sides of the equation (11) by A 1 k 4 , A 0 / (A 1 k 4 ) = D−F / (k 1 k 4 ) −C is obtained. Therefore, C = D−F / (k 1 k 4 ) = A 0 / (A 1 k 4 ) + C As described above, since A 0 and A 1 are represented by known parameters, C ′ Can be obtained. This method is to obtain C ′ by substituting a known value or a value obtained from the known value into the above equation.

【0040】B−5.Cが既に設定・固定されているケ
ース [1]相異なる2種のセンサゲイン補正値にて動作させ
る方法 まず、予想される範囲内で相異なる適当センサゲイン補
正値k40,k41を設定して再生動作を行わせ、そのとき
の制御量(打弦速度)をハンマセンサにより測定し測定
値をY0 ,Y1 とする。なお、k40,k41としては、予
想される範囲内で任意の値を選択可能であり、例えば、
予想される範囲内の最高値および最低値を用いるように
してもよい。また、k40,k41についての計2回の再生
動作において、センサゲイン補正値以外のパラメータは
変更しないものとする。
B-5. Case where C is already set and fixed [1] Method of operating with two different sensor gain correction values First, different appropriate sensor gain correction values k 40 and k 41 within the expected range are set. To perform a reproducing operation, and the control amount (string striking speed) at that time is measured by a hammer sensor, and the measured values are defined as Y 0 and Y 1 . In addition, arbitrary values can be selected as k 40 and k 41 within an expected range.
The highest and lowest values within the expected range may be used. In addition, it is assumed that parameters other than the sensor gain correction value are not changed in a total of two reproduction operations for k 40 and k 41 .

【0041】ところで、Cが既に設定・固定されている
ということは、Ef +Ed =0が既に成立していること
を意味している。したがって、(6)式より、Yは次式
で表される。
By the way, that C has already been set and fixed means that E f + E d = 0 has already been established. Therefore, from equation (6), Y is represented by the following equation.

【数13】 (Equation 13)

【0042】よって、Y0 およびY1 は次式で表され
る。
Therefore, Y 0 and Y 1 are represented by the following equations.

【数14】 [Equation 14]

【0043】上式より、右辺の分子のk12を消去する
と、 k123=(Y0−Y1)/(Y141−Y040) が得られ、この式を(12)式に代入すると、k12
次式で表される。
From the above equation, if k 1 k 2 of the numerator on the right side is eliminated, k 1 k 2 k 3 = (Y 0 −Y 1 ) / (Y 1 k 41 −Y 0 k 40 ) is obtained. When the equation is substituted into the equation (12), k 1 k 2 is represented by the following equation.

【数15】 (Equation 15)

【0044】この式と(4)式より、次式が得られる。From this equation and equation (4), the following equation is obtained.

【数16】 この式に既知の値を代入することによりk4 'を得るのが
本方法である。
(Equation 16) This method is to obtain k 4 by substituting a known value into this equation.

【0045】[2]相異なる2種以上の目標値にて動作
させる方法 本方法では、前述のB−4[2]におけるC' の導出方
法と同様に、予想される範囲内で相異なる適当な目標値
0 ,R1 を設定して再生動作を行わせ、そのときの制
御量(打弦速度)をハンマセンサにより測定し測定値を
0 ,Y1 とする。また、(9a),(9b),(10
a),(10b),(11)式を用いる点もB−4
[2]におけるC' の導出方法と同様である。ただし、
(9a),(9b)式中のA0 については、Cは既に最
適値であるという前提のため、ほぼ“0”とみなしてよ
い。一方、A1 は、前述したように、近似直線の傾きに
相当するから、次式で実際の値を求めることができる。 A1 =(Y0−Y1)/(R0−R1
[2] Method of operating with two or more different target values In this method, similar to the method of deriving C in B-4 [2] above, different methods are used within the expected range. The reproducing operation is performed by setting the desired target values R 0 and R 1, and the control amount (string striking speed) at that time is measured by a hammer sensor, and the measured values are defined as Y 0 and Y 1 . Also, (9a), (9b), (10
a), (10b) and (11) are also used in B-4.
This is the same as the method for deriving C in [2]. However,
Regarding A 0 in the equations (9a) and (9b), C may be regarded as almost “0” on the assumption that C is already an optimum value. Meanwhile, A 1, as described above, because that corresponds to the slope of the approximate line can be obtained the actual value by the following equation. A 1 = (Y 0 −Y 1 ) / (R 0 −R 1 )

【0046】また、(10a)式より、 1+k1234=k12/A1 であり、したがって、 k12=A1+k12341 である。ゆえに、最適なセンサゲイン補正値k4 'は次式
で表される。
From equation (10a), 1 + k 1 k 2 k 3 k 4 = k 1 k 2 / A 1. Therefore, k 1 k 2 = A 1 + k 1 k 2 k 3 k 4 A 1 is there. Therefore, the optimum sensor gain correction value k 4 is expressed by the following equation.

【数17】 である。このとき、 A1 =(Y0−Y1)/(R0−R1)≒1 であれば、 k4 '≒k41 …(14) としてよい。本方法は、上述した操作をA1 ≒1となる
まで繰り返すことによってk4 を収束させ、k4 'を求め
るものである。
[Equation 17] It is. At this time, if A 1 = (Y 0 −Y 1 ) / (R 0 −R 1 ) ≒ 1, k 4 ≒ k 4 A 1 (14) may be used. In this method, k 4 is converged by repeating the above operation until A 1 ≒ 1, and k 4 is obtained.

【0047】[3]2種の異なるk4 値について各々2
回づつ動作させる方法 本方式では、予想される範囲内で適当な値k40,k41
設定し、それぞれについて2回ずつ鍵盤を動作させ、そ
のときのA1 を前述のB−5[2]において説明した方
法にて求め、それぞれA10,A11とする。なお、同一の
センサゲイン補正値での動作時においては目標値以外の
パラメータは変更せず、異なるセンサゲイン補正値での
動作において、センサゲイン補正値以外のパラメータは
変更しない。
[3] For each of two different k 4 values, 2
Method of operating each time In this method, appropriate values k 40 and k 41 are set within the expected range, and the keyboard is operated twice for each of them, and A 1 at that time is changed to B-5 [2 determined by the method described in, and a 10, a 11, respectively. Note that parameters other than the target value are not changed during operation with the same sensor gain correction value, and parameters other than the sensor gain correction value are not changed during operation with different sensor gain correction values.

【0048】ところで、(13)式より、 k4 '=(A10−1)/(k123)+k40104 '=(A11−1)/(k123)+k4111 であるので、 k123=(A10−A11)/(k4111−k4010) となり、ゆえに、次式が得られる。From the equation (13), k 4 = (A 10 −1) / (k 1 k 2 k 3 ) + k 40 A 10 k 4 = (A 11 −1) / (k 1 k 2) Since k 3 ) + k 41 A 11 , k 1 k 2 k 3 = (A 10 −A 11 ) / (k 41 A 11 −k 40 A 10 ). Therefore, the following equation is obtained.

【数18】 この式に既知の値を代入することによりk4 'を得るのが
本方法である。
(Equation 18) This method is to obtain k 4 by substituting a known value into this equation.

【0049】B−6.k4 およびCが未確定のケース 本方法では、予想される範囲内で適当な目標値およびセ
ンサゲイン補正値(R00およびk40,R01およびk40
10およびk41,R11およびk41)を設定して再生動作
を行わせ、そのときの制御量(打弦速度)を観察しその
値をY00,Y01,Y10,Y11とする。なお、各再生動作
において、目標値およびセンサゲイン補正値以外のパ
ラメータは変更しない。また、R00,R01,R10,R11
ならびにk40,k40,k41,k41は互いに異なってい
る。
B-6. Case in which k 4 and C are not determined In this method, appropriate target values and sensor gain correction values (R 00 and k 40 , R 01 and k 40 ,
R 10 and k 41 , R 11 and k 41 ) are set and a reproducing operation is performed, the control amount (string striking speed) at that time is observed, and the values are referred to as Y 00 , Y 01 , Y 10 , and Y 11 . I do. In each reproduction operation, parameters other than the target value and the sensor gain correction value are not changed. Also, R 00 , R 01 , R 10 , R 11
And k 40 , k 40 , k 41 , and k 41 are different from each other.

【0050】上記Y00,Y01,Y10,Y11を(6)式に
代入して得られる各式の差をとると、次式が得ら れ
る。
By substituting the above-mentioned Y 00 , Y 01 , Y 10 , and Y 11 into the equation (6) and taking the difference between them, the following equation is obtained.

【数19】 [Equation 19]

【0051】上記(15),(16)式より、分子のk
12を消去すると、
From the above equations (15) and (16), k
If you clear the 1 k 2,

【数20】 が得られ、これを(15)式に代入すると、k12は次
式で表される。
(Equation 20) Is obtained, and when this is substituted into the equation (15), k 1 k 2 is represented by the following equation.

【0052】[0052]

【数21】 ところで、Er を0にするk4 をk4 'とすると、(4)
式よりk4 'は、次式で表される。 k4 '=(k12−1)/(k123) すなわち、(k12−1)/(k123)が既知であ
ればk4 'を求めることができる。
(Equation 21) By the way, assuming that k 4 for setting Er to 0 is k 4 , (4)
From the equation, k 4 is represented by the following equation. k 4 = (k 1 k 2 −1) / (k 1 k 2 k 3 ) That is, if (k 1 k 2 −1) / (k 1 k 2 k 3 ) is known, k 4 is obtained. be able to.

【0053】前述したようにk12およびk123
既知の値で表現可能であるので、次式に示すように、k
4 'は既知の値から得られる。
As described above, k 1 k 2 and k 1 k 2 k 3 can be represented by known values.
4 ' is obtained from known values.

【数22】 この式に既知の値を代入することによりk4 'を得るのが
本方法である。
(Equation 22) This method is to obtain k 4 by substituting a known value into this equation.

【0054】なお、R00=R10,R01=R11と設定して
も実用上は問題にならない。この場合には、R00 =R
10≡R0 ,R01=R11≡R1 とおくことができるので、
(17)式を次式のように簡単化 できる。
Even if R 00 = R 10 and R 01 = R 11 , there is no practical problem. In this case, R 00 = R
10 ≡R 0 , R 01 = R 11 ≡R 1
Equation (17) can be simplified as follows.

【数23】 (Equation 23)

【0055】C:まとめ 調整手段17は、上述した方法のいずれか、あるいは組
み合わせにより、最適なセンサオフセット補正値および
センサゲイン補正値を算出し、それらを増幅器15に設
定することができる。すなわち、フィードバックループ
中の各要素(実際にはサーボコントローラ12内部のパ
ラメータ)を適切に設定することが可能であり、より正
確なフィードバック制御を実現することができる。した
がって、本自動演奏ピアノは、再生動作時において、鍵
の軌道を正確に再現することができる。
C: Summary The adjusting means 17 can calculate the optimum sensor offset correction value and sensor gain correction value by any one or a combination of the above-mentioned methods, and can set them in the amplifier 15. That is, each element (actually, a parameter inside the servo controller 12) in the feedback loop can be appropriately set, and more accurate feedback control can be realized. Therefore, the automatic performance piano can accurately reproduce the key trajectory during the reproducing operation.

【0056】また、自動演奏ピアノにおいては、演奏者
による演奏操作を検出して、これを演奏データとして記
録し、この記録された演奏データを読み出してソレノイ
ドを駆動することにより自動演奏することが行われる。
この場合において、演奏者による演奏操作を検出するた
めに、ハンマの動作速度を検出するハンマセンサ,鍵の
操作を検出するキーセンサ等が設けられる。すると、セ
ンサオフセット補正値およびセンサゲイン補正値を算出
するにあたって、演奏操作を記録するために設けられた
センサを流用することができる。したがって、既存の自
動演奏ピアノに新たな構成を付加することなく、センサ
オフセット補正値およびセンサゲイン補正値を算出する
ことが可能となるのである。
In an automatic performance piano, a performance operation by a player is detected, the performance operation is recorded as performance data, and the recorded performance data is read out and an automatic performance is performed by driving a solenoid. Will be
In this case, a hammer sensor for detecting the operation speed of the hammer, a key sensor for detecting key operation, and the like are provided to detect a performance operation by the player. Then, when calculating the sensor offset correction value and the sensor gain correction value, the sensor provided for recording the performance operation can be used. Therefore, it is possible to calculate the sensor offset correction value and the sensor gain correction value without adding a new configuration to the existing automatic performance piano.

【0057】なお、上述した実施形態においては、セン
サオフセット補正値およびセンサゲイン補正値を変更可
能な増幅器15を用いた例を示したが、これに代えて、
センサオフセット補正値および/またはセンサゲイン補
正値を変更不可能な増幅器を用いるようにしてもよい。
ただし、この場合には、増幅器を除いた構成において正
確なセンサオフセットおよび/またはセンサゲインを求
め、当該センサオフセットおよび/またはセンサゲイン
に応じたセンサオフセット補正値および/またはセンサ
ゲイン補正値の増幅器を挿入する、という手順となる。
また、増幅器15のセンサオフセット補正値および/ま
たはセンサゲイン補正値を作業員などが直接的に設定す
ることができるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, an example is shown in which the amplifier 15 capable of changing the sensor offset correction value and the sensor gain correction value is used.
An amplifier that cannot change the sensor offset correction value and / or the sensor gain correction value may be used.
However, in this case, an accurate sensor offset and / or sensor gain is obtained in a configuration excluding the amplifier, and an amplifier having a sensor offset correction value and / or a sensor gain correction value corresponding to the sensor offset and / or the sensor gain is used. It is the procedure of inserting.
In addition, the sensor offset correction value and / or the sensor gain correction value of the amplifier 15 may be directly set by an operator or the like.

【0058】さらに、本実施形態において示した方法以
外の方法によって最適なセンサオフセット補正値および
/またはセンサゲイン補正値を求めるようにしてもよ
い。例えば、まず、r=0とし、鍵(プランジャ)が静
止状態となるまで、すなわち、y=0となるまで待つ。
次に、k4 =0とし、加算点18へのフィードバック入
力を遮断し、この時点で、加算点23,24間の値を測
定する。ここでの測定値は“−d”とみなすことができ
るので、再生駆動時にC=dとすれば、センサオフセッ
トdを確実かつ容易にキャンセルすることができる。
Further, the optimum sensor offset correction value and / or sensor gain correction value may be obtained by a method other than the method shown in this embodiment. For example, first, r is set to 0, and the process waits until the key (plunger) becomes stationary, that is, y = 0.
Next, k 4 = 0, the feedback input to the adding point 18 is cut off, and at this point, the value between the adding points 23 and 24 is measured. Since the measured value here can be regarded as "-d", the sensor offset d can be surely and easily canceled if C = d during the reproduction driving.

【0059】また、本実施形態においては、ステップ入
力の場合(等速制御)について説明したが、加速度制御
に適用するようにしてもよい。具体的には、予想される
各目標値に対するセンサオフセット補正値およびセンサ
ゲイン補正値を前述のいずれかの方法で求めておき、再
生動作時に、目標生成手段13により生成される目標値
に応じてセンサオフセット補正値およびセンサゲイン補
正値を切り換えるようにする。
In the present embodiment, the case of step input (constant speed control) has been described, but the present invention may be applied to acceleration control. More specifically, a sensor offset correction value and a sensor gain correction value for each expected target value are obtained by any of the above-described methods, and are set in accordance with the target value generated by the target generation unit 13 during the reproducing operation. The sensor offset correction value and the sensor gain correction value are switched.

【0060】さらに、測定値を得るための再生動作の回
数は2回あるいは4回に限定されるものではなく、3回
あるいは5回以上であってもよい。この場合には、例え
ば、複数のC' および/またはk4 '候補を算出した後
に、平均をとってC' および/またはk4 'を求めること
ができる。
Further, the number of reproduction operations for obtaining the measured value is not limited to two or four, but may be three or five or more. In this case, for example, after calculating a plurality of C and / or k 4 candidates, C and / or k 4 can be obtained by taking an average.

【0061】なお、本実施形態においては、ハンマセン
サを使用する例を挙げたが、制御量を正確に検出できる
ものであれば、これに限定されるものではなく、例え
ば、プランジャ速度を機械的に検出するセンサや鍵の動
作を検出するセンサを用いてもよい。ただし、自身がフ
ィードバックループの要素となるようなセンサを用いる
べきではない。また、可動部の一例として鍵を示した
が、ペダルであってもよいことは言うまでもない。
In this embodiment, an example in which a hammer sensor is used has been described. However, the present invention is not limited to this as long as the control amount can be accurately detected. Alternatively, a sensor for detecting the key operation or a sensor for detecting the operation of the key may be used. However, you should not use a sensor that becomes a component of the feedback loop. Further, although the key is shown as an example of the movable portion, it is needless to say that the pedal may be used.

【0062】さらに、上述した実施形態においては、本
発明を自動ピアノに適用した例を示したが、鍵、ペダル
等の操作子を自動的に駆動するものであれば、どのよう
な楽器にも適用可能であり、例えば、チェンバロ、パイ
プオルガン等の自然楽器あるいは楽音を電子的に発生す
る電子楽器にも適用可能である。
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to an automatic piano. However, any instrument that automatically drives operators such as keys and pedals can be used. The present invention is applicable to natural musical instruments such as harpsichords and pipe organs, and electronic musical instruments that generate musical sounds electronically.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鍵等の可動部の動作速度を表す帰還信号の経路の特性を
設定可能としたので、該経路の特性を最適な特性に設定
することができる。すなわち、自動制御楽器の個体差を
吸収するようフィードバックループの特性を補正するこ
とができる。また、前記経路の特性を外部から設定可能
としたので、設定不可能な場合に比較して、最適な特性
を設定する処理を簡素化することができる。さらに、特
性の算出手順を定式化したので、半自動的あるいは全自
動処理が可能となり、作業員にかかる負担を低減するこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
Since the characteristic of the path of the feedback signal indicating the operation speed of the movable part such as a key can be set, the characteristic of the path can be set to an optimum characteristic. That is, the characteristics of the feedback loop can be corrected so as to absorb the individual differences between the automatically controlled musical instruments. Further, since the characteristic of the route can be set from the outside, the process of setting the optimum characteristic can be simplified as compared with the case where the setting is not possible. Further, since the characteristic calculation procedure is formulated, semi-automatic or fully automatic processing becomes possible, and the burden on the operator can be reduced.

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

【図1】 本発明の一実施形態による自動制御楽器の帰
還経路特性補正装置を実装した自動ピアノの要部の構成
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of an automatic piano equipped with an apparatus for correcting a feedback path characteristic of an automatic musical instrument according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同装置中のサーボコントローラ12の構成を
説明するためのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a configuration of a servo controller 12 in the same device.

【図3】 同装置中のフィードバック制御系のモデルを
示すブロック線図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a model of a feedback control system in the apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4…ソレノイド、7…速度センサ、12…サーボコント
ローラ、13…目標値生成手段、14…加算器、15…
増幅器、16…ソレノイド駆動手段、17…調整手段
4 ... solenoid, 7 ... speed sensor, 12 ... servo controller, 13 ... target value generation means, 14 ... adder, 15 ...
Amplifier, 16: Solenoid driving means, 17: Adjusting means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可動部と、前記可動部の動作速度を検出
する速度センサと、前記速度センサが検出した動作速度
を表す帰還信号を入力し、演奏データに基づいた目標値
と入力した帰還信号で表される値とが一致するよう前記
可動部を駆動する駆動手段とを備えた自動制御楽器に適
用され、前記速度センサを含む前記帰還信号の経路の特
性を補正する自動制御楽器の帰還経路特性補正装置であ
って、 前記経路に挿入され、内部のパラメータに応じた特性を
有する特性補正手段を具備することを特徴とする自動制
御楽器の帰還経路特性補正装置。
1. A movable unit, a speed sensor for detecting an operation speed of the movable unit, and a feedback signal indicating an operation speed detected by the speed sensor, and a target value based on performance data and a feedback signal input And a driving unit for driving the movable portion so that the value represented by the following formula (1) is equal to the value of the return path of the automatic control instrument for correcting the characteristic of the path of the feedback signal including the speed sensor. A characteristic correction device, comprising: a characteristic correction unit inserted into the path and having a characteristic according to an internal parameter.
【請求項2】 前記特性補正手段内部のパラメータは外
部から変更可能であることを特徴とする請求項1記載の
自動制御楽器の帰還経路特性補正装置。
2. A feedback path characteristic correcting device for an automatically controlled musical instrument according to claim 1, wherein parameters inside said characteristic correcting means can be changed from outside.
【請求項3】 前記経路は前記特性補正手段を含み、 前記可動部と前記駆動手段と前記経路とからなる回路を
モデル化して得られる伝達関数式の要素の値を実測する
測定手段と、 前記伝達関数式と前記目標値と前記測定手段による実測
値と前記経路の特性とに基づいて前記パラメータを算出
し、算出したパラメータを前記特性補正手段に設定する
調整手段とを具備し、 前記測定手段が値を実測する要素は前記目標値と別種の
要素であることを特徴とする請求項2記載の自動制御楽
器の帰還経路特性補正装置。
3. The path includes the characteristic correction unit, a measurement unit that measures a value of an element of a transfer function equation obtained by modeling a circuit including the movable unit, the driving unit, and the path, Adjusting means for calculating the parameter based on a transfer function formula, the target value, an actually measured value by the measuring means, and characteristics of the route, and setting the calculated parameter in the characteristic correcting means; 3. The feedback path characteristic correction device for an automatically controlled musical instrument according to claim 2, wherein the element whose value is actually measured is a different element from the target value.
【請求項4】 前記目標値が0であるときに、前記速度
センサおよび前記特性補正手段間の帰還信号の値を実測
し、この実測値に基づいて前記特性補正手段内部のパラ
メータを設定することを特徴とする請求項1記載の自動
制御楽器の帰還経路特性補正装置。
4. When the target value is 0, a value of a feedback signal between the speed sensor and the characteristic correction unit is measured, and a parameter inside the characteristic correction unit is set based on the measured value. The feedback path characteristic correction device for an automatically controlled musical instrument according to claim 1, wherein:
【請求項5】 可動部と、前記可動部の動作速度を検出
する速度センサと、前記速度センサが検出した動作速度
を表す帰還信号を入力し、演奏データに基づいた目標値
と入力した帰還信号で表される値とが一致するよう前記
可動部を駆動する駆動手段とを備えた自動制御楽器に適
用され、前記速度センサを含む前記帰還信号の経路の特
性を補正する自動制御楽器の帰還経路特性補正方法であ
って、 前記可動部と前記駆動手段と前記経路とからなる回路を
モデル化し、 該モデル化によって得られた伝達関数式の要素のうち、
少なくとの1つの要素に異なる値を設定し、各設定につ
いて前記可動部を動作させるとともに前記少なくとも1
つの要素と別種の要素の値を実測し、 前記伝達関数式と前記少なくとも1つの要素の設定値と
前記測定手段による実測値とに基づいて未知の要素の値
を求め、求めた値に基づいて前記経路の特性を補正する
ことを特徴とする自動制御楽器の帰還経路特性補正方
法。
5. A movable unit, a speed sensor for detecting an operation speed of the movable unit, and a feedback signal representing an operation speed detected by the speed sensor, and a target value based on performance data and a feedback signal input thereto. And a drive unit for driving the movable unit so that the value is equal to the value represented by the formula (1), wherein the feedback path of the automatic control instrument for correcting the characteristic of the path of the feedback signal including the speed sensor A characteristic correction method, comprising modeling a circuit including the movable section, the driving unit, and the path, and among the elements of a transfer function equation obtained by the modeling,
Different values are set for at least one element, the movable section is operated for each setting, and the at least one element is set.
One element and another element are actually measured, and the value of the unknown element is obtained based on the transfer function formula, the set value of the at least one element, and the actually measured value of the measuring means, and based on the obtained value. A method for correcting a feedback path characteristic of an automatically controlled musical instrument, wherein the characteristic of the path is corrected.
JP02941097A 1997-02-13 1997-02-13 Apparatus and method for correcting feedback path characteristic of automatic control instrument Expired - Lifetime JP3758273B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02941097A JP3758273B2 (en) 1997-02-13 1997-02-13 Apparatus and method for correcting feedback path characteristic of automatic control instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02941097A JP3758273B2 (en) 1997-02-13 1997-02-13 Apparatus and method for correcting feedback path characteristic of automatic control instrument

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10228276A true JPH10228276A (en) 1998-08-25
JP3758273B2 JP3758273B2 (en) 2006-03-22

Family

ID=12275368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02941097A Expired - Lifetime JP3758273B2 (en) 1997-02-13 1997-02-13 Apparatus and method for correcting feedback path characteristic of automatic control instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3758273B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006084687A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Yamaha Corp Playing drive device of musical instrument, method for driving playing operator of musical instrument under feedback control, and computer-executable control program for same method
JP2007264044A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Yamaha Corp Keyboard instrument
JP2008112184A (en) * 2007-12-17 2008-05-15 Yamaha Corp Player piano capable of recording playing information

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006084687A (en) * 2004-09-15 2006-03-30 Yamaha Corp Playing drive device of musical instrument, method for driving playing operator of musical instrument under feedback control, and computer-executable control program for same method
US7361828B2 (en) 2004-09-15 2008-04-22 Yamaha Corporation Automatic player musical instrument, automatic player incorporated therein and method used therein
US7521627B2 (en) 2004-09-15 2009-04-21 Yamaha Corporation Automatic player musical instrument, automatic player incorporated therein and method used therein
JP2007264044A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Yamaha Corp Keyboard instrument
JP2008112184A (en) * 2007-12-17 2008-05-15 Yamaha Corp Player piano capable of recording playing information
JP4552234B2 (en) * 2007-12-17 2010-09-29 ヤマハ株式会社 Automatic performance piano that can record performance information

Also Published As

Publication number Publication date
JP3758273B2 (en) 2006-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4524798B2 (en) Method and apparatus for identifying half point of pedal of keyboard instrument, and program
JP4967406B2 (en) Keyboard instrument
JP5338401B2 (en) Key drive device, upright automatic piano and program
JP4636364B2 (en) Performance operator drive method, performance operator drive device, program, and automatic piano
JP2890557B2 (en) Automatic musical instrument for keyboard instruments
US9099062B2 (en) Keyboard musical instrument, method of controlling actuator in the keyboard musical instrument, and non-transitory recording medium storing program for controlling the actuator
JP2006251633A (en) Keyboard musical instrument
JPH10232672A (en) Playing data conversion device of automatic piano
KR20060051282A (en) Transducer free from aged deterioration, musical instrument using the same and method used therein
JP2005321576A (en) Automatic playing piano
JPH10161648A (en) Keying-string hammering characteristic conforming device, drive signal-string hammering characteristic conforming device, and keyed instrument
JPH0981125A (en) Automatic piano
JP2006084823A (en) Music playing information output device, musical instrument, method for outputting music playing information, and program making computer implement same method
JPH05313655A (en) Musical performance recording device of keyboard musical instrument and musical performance reproducing device therefor
US7235727B2 (en) Automatic piano, and method and program for automatically operating a key
JP4222210B2 (en) Performance system
JPH10228276A (en) Device and method for correcting feedback path characteristic of automatically controlled musical instrument
JP4134952B2 (en) Automatic piano
JP4218552B2 (en) Keyboard instrument
JP4661143B2 (en) A musical instrument performance driving apparatus, a method for driving a musical instrument performance operator by feedback control, and a control program for executing the method by a computer.
US6075196A (en) Player piano reproducing special performance techniques using information based on musical instrumental digital interface standards
JP3541411B2 (en) Automatic piano
JP2606616B2 (en) Automatic piano
JPH0398093A (en) Key stroke force correcting device for automatic playing piano
JP4677800B2 (en) Performance information playback device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050726

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100113

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110113

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120113

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130113

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140113

Year of fee payment: 8

EXPY Cancellation because of completion of term