JPS6198175A - モ−タの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、モータの制御装置、特に可搬型機器に使用さ
れるモータのＩＩ＋御装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 一般にモータの固定部は、装置の基台に収り付けられ、
回転部は固定部に対向して取りつけられている。ビデオ
テープレコーダ等の情報記録再生装置においては、記録
再生ヘッドあるいは記録媒体を駆動するモータは、固定
部と回転部の相対角速度を一定に保つように制御されて
いる。

しかしながら、可搬型の情報記録再生装置では装置その
もの、すなわち装置の基台に収り付けられたモータの固
定部が外力により揺り動かされるため、モータの固定部
と回転部の相対角速度、すなわち制御するべき角速度が
装置そのものの運動によって変動するという問題点を有
している。

一般に、回転部に加わるトルクΦと回転部の角速度ω。

φ　の間には（１）式の関係がある。

０℃ ここに■。はモータ回転部の個性モーメントである。

外乱によるモータ固定部の角速度をωφ、固定部に対す
る回転部の相対角速度をω工＝融φ−ωφとすると（１
）式より次のように表現できる。

定速制御されるモータは相対角速度ω。を一定して作用
していることになる。

従来より、このような外乱による相対角速度の変動を抑
える方法としてジャイロ装置（たとえば振動ジャイロ装
置）を用いて外乱による装置の基台、すなわちモータ固
定部の角速度ωφを電気的て外乱トルクを相殺するよう
にした装置が提案されている。しかしながら、ビデオテ
ープレコーダ等の情報記録再生装置に使用した場合、ジ
ャイロ装置の出力信号に含まれるノイズや信号を処理す
る時に発生するＩＪ　、プル等により外乱がない場合−
夕の相対角速度ω工が変動し、性能が劣化するという問
題点を有していた。

発明の目的 本発明の目的は、このような点を考慮し、小さな外乱の
時は角加速度検出手段の出力信号に含まれるノイズ成分
等によるモータの相対角速度の変動を無くシ、大きな外
乱の時は相対角速度の変動を非常に小さくすることが可
能なモータの制御装置を提供することである。

発明の構成 本発明のモータ制御装置は、モータと、前記モータの回
転部と固定部の相対角速度と基準角速度との差を検出す
る角速度誤差検出手段と、前記モータの固定部の角加速
度を検出する角加速度検出手段と、前記角速度誤差検出
手段および前記角加速度検出手段の出力信号を加算する
加算手段と、前記加算手段の出力信号に対応して前記モ
ータの駆動電流を制御する駆動手段を具備し、前記加算
手段が前記角加速度検出手段の出力信号が所定の振幅以
下の場合は前記角速度誤差検出手段の出力信号のみを出
力し、所定め振幅以上の場合は前記角速度誤差検出手段
と前記角加速度検出手段の各出力信号を加算して出力す
るように構成したものであり、これにより、小さい外乱
の場合は角加速度検出手段の出力信号に含まれるノイズ
成分等によるモータの相対角速度の変動を無くシ、大き
い外乱の場合はモータの相対角速度の変動を非常に小さ
くすることが可能となるものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の一実施例におけるモータと基台と角加
速度検出手段との位置関係を示すものである。第１図に
おいて１は角速度ω工φで回転するモータ回転部、２は
モータ固定部、３はモータる角加速度検出器である。第
２図は本発明のモータの制御装置のブロック構成図であ
る。第２図において１．２，３．４は第１図に示したも
のと同一であり、６はモータの相対角速度ω工と基準角
速度ω８の差に対応した信号ｅ１を出“力する角速度誤
差検出回路、６は角加速度検出器４と角速度誤差検出回
路５の各出力信号を加算する加算回路、７は加算回路６
の出力信号に対応してモータの駆動電流を制御する駆動
回路である。

第３図は、第２図の加算回路の具体的な一実施例である
。６０１および６０３は比較器、６０２゜６０４は直流
電圧源であり、比較器６０１の正転入力端子および比較
器６０３の反転入力端子は、第２図の角加速度検出器４
の出力信号ｅ２が接続されている。比較器６０１の反転
入力端子には直流電圧源６０２の正極側が接続され負極
側は接地されている。同様に比較器６０３の正転入力端
子には直流電圧源６０４の正極側が接続され負極側は接
地されている。直流電圧源６０２および６０４の電位ｖ
１　　およびｖ２の関係は、ｖｌ〉ｖ２　である。６０
５は、比較器６０１および６０３の出力信号を入力とす
るオア回路、６０８はオア回路６０５の論理出力で制御
されるリドリガー型モノマルチバイブレータ回路である
。６０７はモノマルチバイブレータ回路６０６の出力で
オン／オフ制御されるアナログスイッチ回路であり、角
加速度検出器４の出力信号ｅ２を入力信号としている。

抵抗６ｏ８および６０９の各一端は演算増幅器６１１０
反転入力端子に接続され、抵抗６０Ｂの他端はモータの
角速度検出回路の出力、抵抗６０９の他端はアナログス
イッチ回路の出力に接続されモータの角速度誤差検出回
路５の出力信号ｅ１と角加速度検出器４の出力信号ｅ２
の加算比を決める抵抗である。６１０は演算増幅器６１
１の出力端子から反転入力端子の間に接続される帰還用
抵抗である。６１２は演算増幅器６０９の正転入力端子
に正極側が接続される直流電圧源であり、負（玉側は接
地されている。

以上の様に構成された木実雄側のモータの制御装置につ
いて以下その動作を説明する。

まず、外乱のない場合について説明する。このやリップ
ル等による誤角加速度成分Δａφのみに対応したものと
なる。周波数・電圧変換器等で構成される角速度誤差検
出回路５は、相対角速度ω工＝ω工φ　に対応した信号
ｅ１を出力する。

従って、第４図のオア回路６０５の出力は°“０”であ
り信号ｅ　は抵抗６０９に加えられない。即ち加算回路
６の出力信号ｅ　は、信号ｅ１のみ抵抗６０８．６１０
で決定される増幅度で増幅したものとなる。駆動回路７
は、信号ｅ３に対応した駆動電流ＩＭにより発生トルク
を制御し、定速制御を行う。

次に、外乱のある場合について説明する。この場合には
外乱によシモータ固定部２に角加速度ａφが発生するた
め角加速度検出器４から信号ｅ２が出力される。また、
外乱角速度ωφによりモータの相対角速度ω工も変化し
、角速度誤差検出回路５からω。に対応したｅｌが出方
される。　、角加速度検出器４の出力信号ｅ２が■１〉
ｅ２〉ｖ２の場合、オア回路６０５の出力ａは“０”と
なる。

従って、モノマルチバイブレータ６０６の出力も′“０
″のままであるから、アナログスイッチ回路６０７は゛
オフ”となり、信号ｅ２は抵抗６０９に加えられない。

即ち、加算回路６の出力信号ｅ３は信Ｊｊ）ｅｌのみを
抵、抗６０８，６１０で決定される増幅度で増幅したも
のとなる（第４図ｔ１〜ｔ２　、ｔ３〜１４）。駆動回
路７は、信号ｅ３に対応した駆動電流ＩＭにより発生ト
ルクを制御している。モータの発生トルクΦｑは、Φｑ
＝Ｋｔ°ｑｍ−８３・・・・・・・・・（３）である。

ここにに、はモータのトルク定数’　ｑｍは駆動回路７
のコンダクタンスである。

また、（２）式より、モータ回転部に加わるトルクΦは であるから、Ｊｍａφは外乱トルクとなるが、この場合
の相対角速度の変動は充分小さい。

角加速度検出器４の出力信号ｅ２がｖｌ〈ｅ２あるいは
ｖ２〉ｅ２の場合、（即ち、大きな外乱の場合であり、
ａφ）ｄａφの場合）、オア回路６０６の出力ａは１”
となる。＠号ａでマルチバイブレータ回路６０６が動作
しである時間゛′１”を保持し、信号すとして出力する
。信号すが１”の場合にアナログスイッチ回路６０７が
“オン”となるから演算増幅器６１１の出力ｅ３は信号
ｅ１　を抵抗６０８．６１０で、信号ｅ２を６０９゜６
１ｏで決定される増幅度で増幅し加算した信号である（
第４図ｔ２〜ｔ３．ｔ４〜　）。駆動回路７は、信号ｅ
３に対応した駆動電流ＩＭでモータの発生トルクを制御
する。モータの発生トルクΦ９は、次式で示される。

Φｑ＝Ｋｔｑｍ８３ ＝Ｋｔ　　（Ｋａ　（ωｍ−ωｒｒｘ＞＋Ｋｓ（”φ十
Δａφ））　　・（５）ここで、Ｋ、はモータのトルク
定Ｌ　Ｋａは角速度検出器５から加算回路６を経て１駆
動回路７に至るまでの利得、Ｋｇ　は角加速度検出器４
がら加算器６を経て駆動回路７に至るまでの利得、箱は
駆動回路７のコンダクタンス、Δａφ　はノイズ等によ
る誤角加速度成分でもある。

また、モータの回転部に加わるトル名Φと相対角速度輻
及び固定部角加速度ａφの関係は、前、記（２）式より ｄω工 Ｋｔ（Ｋａ（ω８−ωｍ）十Ｋｓａφ十に３Δａφ）−
Ｉｒｎａφ＝Ｊｍ−ｔ となる。利得ＫｌＩを調整して ＫｔＫ、＝Ｊ！ｎ　　　　　　　　　　　・・・・・・
・・・（６）とすると、（５）式は ｄω工 Ｋｔ（Ｋａ（ω８−ωｍ）十に、Δａφ）＝■ｏ−・・
・・・・（６）ｔ となり、モータの回転部１と固定部２の相対速度ω。の
変動は、大きな外乱が加わっているにもかかわらず、非
常に小さなものとなる。

即ち、外乱のない場合には、角加速度検出器４はモータ
の速度制御系に含まれないため誤角加速度成分Δａφ　
は影響しない。

次に、外乱のある場合で、角加速度検出器４の出力信号
ｅ２がｖｌ〉ｅ２〉■２の間で出力される時は、外乱の
ない場合と同様に速度制御系、に角加速度検出器４が含
まれないため、誤角加速度成分Δａφ　は、速度変動に
は寄与しない。

また、ｖｌ〈ｅ２あるいはｖ２〉ｅ２まで信号ｅ２が、
出力される時は、角加速度検出器４が制御系に接続され
るため基台に加わる角加速度ａφによる相対角速度ω工
の変動は、角加速度検出器４から加算器６を経て駆動回
路７に至るまでの利得Ｋｓを調整することにより、外乱
に応じて制御信号ｅ１に外乱補償信号ｅ２が加えられる
ため、零となり相対角速度ω工の変動は非常に小さくな
る。

以上のように本実施例によれば、角速度制御信号ｅ１　
　と角加速度検出器４の出力信号ｅ２をウィンドウ・コ
ンパレータを含んで構成・される加算器６により外乱角
加速度ａφが一定振幅以上となる場合は、角加速度検出
器４による外乱補償信号が制御信号に加算されるために
外乱角加速度ａφによる相対角速度ω工の変動は零とな
り、微小な変！ｖＪ改分である誤角加速度成分Δａφが
主要因となる。一定振幅以下の場合は、角加速度検出器
４が制御系に含まれないため、角加速度検出器４のノイ
ズやＩＪ　、プル等の誤成分の影響は考えなくてもよい
。また、その頻度は非常に多いため、誤角加速度成分Δ
ａφの影響は非常に小さくなる。

なお、アナログスイッチ回路６０７は、第５図に示すよ
うに信号ｅ２を入力信号とする電圧制御型増幅器６０７
ａと、信号すを入力としてその制御電圧Ｐを発生する制
御電圧発生回路ｅｏ７ｂの様に構成されていてもよく、
信号ｅ２を抵抗６０９に加えるかどうかを信号すにより
制御するという機能を有するものであれば何でもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明はモータの制御
信号に、角加速度検出器の出力信号（即ち、外乱補償信
号）をある程度大きな外乱が入力されたときだけ加算す
るように構成しているので角加速度検出器のノイズや信
号処理上発生するリップル等によるモータあ相対角速度
の変動への影響を小さくできるという優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるモータの制御装置の
モータと基台と角加速度検出器の位置関係を示す図、第
２図は同ブロック構成図、第３図及び第５図は加算回路
を示す電気回路図、第４図はその動作説明のための波形
図である。 １・・・・・・モータ回転部、２・・・・・・モータ固
定部、３・・・・・・基台、４・・・・・・角加速度検
出器、５・・・・・・角速度誤差検出回路、６・・・・
・・加算回路、７・・・・・・駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータと、前記モータの回転部と固定部との相対角速度
   と基準角速度との差を検出する角速度誤差検出手段と、
   前記モータの固定部の角速度を検出する角加速度検出手
   段と、前記角速度誤差検出手段および前記角加速度検出
   手段の出力信号を加算する加算手段と、前記加算手段の
   出力信号に対応して前記モータの駆動電流を制御する駆
   動手段を具備し、前記加算手段が前記角加速度検出手段
   の出力信号が所定の振幅以下の場合は前記角速度誤差検
   出手段の出力信号のみを出力し、所定の振幅以上の場合
   は前記角速度誤差検出手段と前記角加速度検出手段の各
   出力信号を加算して出力することを特徴とするモータの
   制御装置。