JPS6289488A - Speed controller for motor - Google Patents

Speed controller for motor

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JPS6289488A
JPS6289488A JP60229144A JP22914485A JPS6289488A JP S6289488 A JPS6289488 A JP S6289488A JP 60229144 A JP60229144 A JP 60229144A JP 22914485 A JP22914485 A JP 22914485A JP S6289488 A JPS6289488 A JP S6289488A
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JP
Japan
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motor
calculated value
signal
digital
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Makoto Goto
誠 後藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0077Characterised by the use of a particular software algorithm

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a motor from varying at its speed by reducing frequency transfer function from the variation in a load torque to the variation in the rotating speed of a motor in a specific frequency. CONSTITUTION:A speed detector 3 outputs a digital signal (b) in response to the period of an AC signal (a) output from a rotary sensor 2. A compensator 4 compares a speed detection value S corresponding to the signal (b) with a reference value Sref to obtain a rotary error E multiplied by R of gain. A calculated value V and the error E are added at a ratio of D:1 to obtain a control signal Y. The value V and the error E are added at a ratio of 1:1 to obtain an updated value and updated and stored as a new digital value M(I). Further, next new combined value V is obtained from the digital value group in a ram range.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、モータの速度制御装置に関するものである。 従来の技術 モータの回転速度を速度検出器により検出して、その検
出信号によってモータへの供給電力を制御するモータの
速度制御装置は、ビデオテープレコーダのキャブスタン
モータやシリンダモータ等に広く利用されている(たと
えば、本出願人が提案した特願昭56−142724号
を参照)。しかしながら、このような速度制御装置では
、従来から利用されている比例・積分・微分制御を行っ
ているだけであり、負荷トルク変動による回転速度の変
動を十分に抑制することができなかった。以下、これに
ついて図面を参照して説明する。 従来のモータの速度制御装置の構成を第8図に示す。直
流モータlに直結された回転センサ2ばモータ1の回転
に伴って交流信号を発生する。速度検出器3は回転セン
サ2の交流信号の周期に応じた直流的な電圧を作り出し
、比例補償器9に入力している。比例補償器9により所
定倍の増幅をされた信号は電力増幅器8に入力される。 電力増幅器8は入力信号を電力増幅してモータの供給電
力とし、モータ1の発生トルクを増減して負荷10の回
転速度を制御する。 発明が解決しようとする問題点 この従来の速度制御装置の制御ブロック線図を第9図に
示す。第9図において、モータ1の発生トルクTmから
負荷l・ルクT1を引いた値(Tm−TI)が正味の駆
動トルクとなり(加算点41)、モータ1と負荷10の
合成の慣性モーメントJmを回転駆動する。駆動トルク
は慣性モーメントJmにより積分され(ブロック42)
、モータ1の回転速度ωmに変換される。なお、ブロッ
ク42内のSはラプラス演算子である。回転速度ωmは
回転センサ2と速度検出器3によりKV倍されて検出さ
れた後に(ブロック43)、基準信号5refと比較さ
れ、(加算点44)、等価的な速度誤差eが得られる。 速度誤差eは比例補償器9によりR倍に増幅され(ブロ
ック45)、さらに、電力増幅器8によりBa倍の電流
に変換されて(ブロック46)、モータ1に供給される
。 モータ1は、電力増幅器8の供給電流のトルク定数Kt
倍のトルクTmを発生ずる(ブロック47)負荷トルク
TIから回転速度ωmへの伝達関数は、 ω m G(s)=− 1+  (KvRBaKt)/  〔Jm   s)と
なる。周波数伝達関数G(jω)のボード・ゲイン線図
を第10図に示す。折点周波数fc以下の制御範囲内に
おいて、 G (jω)#−1/ (KvRBaKt)  −(2
)と近似できる。 (2)弐より、比例補償器9の利得Rを大きくすれば、
負荷トルクTIの変動によるモータ1の回転速度ωmの
変動を小さくなることがわかる。しかしながら、実際上
は、回転センサ2と速度検出器3の速度検出動作が時間
遅れを有しているために、比例補償器9の利得Rを大き
くしすぎると制御系が不安定になってしまう。すなわち
、比例補償器9の利得Rには限界がある。その結果、負
荷10の生じるトルク変動によってモータ1の回転速度
は大きく変動していた。 本発明は、このような点を考慮して、負荷トルクの変動
によるモータの回転速度の変動を大幅に低減するように
工夫したものである。 問題点を解決するだめの手段 本発明では、モータの回転速度に応じた周期の交流信号
を生じる回転センサと、前記回転センサの交流信号の周
期に応じたディジタル信号を前記モータの1回転当たり
Zq回(ここに、Zqは4以上の整数)得る速度検出手
段と、前記速度検出手段のディジタル信号にもとずき演
算・記憶して制御信号を作り出す補償手段と、前記補償
手段の制御信号に応じた電力を前記モータに供給する電
力増幅手段とを具備し、前記補償手段は、前記速度検出
手段のディジタル信号により前記モータの回転誤差Eを
検出する回転誤差検出手段と、前記速度検出手段が新し
いディジタル信号を得るのに対応してカウント動作を行
い、Nx−L(ここに、Nxは1以上の正数で、Lは4
以上の整数)をmod (法)とするカウント値■を作
るカウント手段と、逐次書き換え可能なラム領域内に少
なくともNxL個のディジタル値M
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a motor speed control device. Conventional technology A motor speed control device that detects the rotational speed of a motor using a speed detector and controls the power supplied to the motor based on the detection signal is widely used in cab stan motors of video tape recorders, cylinder motors, etc. (For example, see Japanese Patent Application No. 56-142724 proposed by the present applicant). However, such a speed control device only performs conventionally used proportional, integral, and differential control, and cannot sufficiently suppress fluctuations in rotational speed due to fluctuations in load torque. This will be explained below with reference to the drawings. The configuration of a conventional motor speed control device is shown in FIG. A rotation sensor 2 directly connected to the DC motor 1 generates an AC signal as the motor 1 rotates. The speed detector 3 generates a DC-like voltage according to the period of the AC signal from the rotation sensor 2, and inputs it to the proportional compensator 9. The signal amplified by a predetermined factor by the proportional compensator 9 is input to the power amplifier 8 . The power amplifier 8 amplifies the power of the input signal to supply power to the motor, increases or decreases the torque generated by the motor 1, and controls the rotational speed of the load 10. Problems to be Solved by the Invention A control block diagram of this conventional speed control device is shown in FIG. In Fig. 9, the value (Tm - TI) obtained by subtracting the load l and the torque T1 from the generated torque Tm of the motor 1 becomes the net driving torque (addition point 41), and the combined moment of inertia Jm of the motor 1 and the load 10 is Drive rotation. The drive torque is integrated by the moment of inertia Jm (block 42)
, is converted into the rotational speed ωm of the motor 1. Note that S in block 42 is a Laplace operator. After the rotational speed ωm is multiplied by KV and detected by the rotational sensor 2 and the speed detector 3 (block 43), it is compared with the reference signal 5ref (addition point 44) to obtain an equivalent speed error e. The speed error e is amplified by R times by the proportional compensator 9 (block 45), further converted into a current by Ba times by the power amplifier 8 (block 46), and supplied to the motor 1. The motor 1 has a torque constant Kt of the supply current of the power amplifier 8.
Generating double the torque Tm (block 47) The transfer function from the load torque TI to the rotational speed ωm is ω m G(s)=−1+(KvRBaKt)/[Jm s). A Bode gain diagram of the frequency transfer function G(jω) is shown in FIG. Within the control range below the corner frequency fc, G (jω)#-1/ (KvRBaKt) -(2
) can be approximated as (2) If the gain R of the proportional compensator 9 is made larger than the second one,
It can be seen that fluctuations in the rotational speed ωm of the motor 1 due to fluctuations in the load torque TI are reduced. However, in practice, the speed detection operations of the rotation sensor 2 and the speed detector 3 have a time delay, so if the gain R of the proportional compensator 9 is made too large, the control system becomes unstable. . That is, there is a limit to the gain R of the proportional compensator 9. As a result, the rotational speed of the motor 1 fluctuated greatly due to torque fluctuations caused by the load 10. In consideration of these points, the present invention has been devised to significantly reduce fluctuations in the rotational speed of the motor due to fluctuations in load torque. Means for Solving the Problems The present invention includes a rotation sensor that generates an alternating current signal with a period corresponding to the rotational speed of a motor, and a digital signal corresponding to the period of the alternating current signal of the rotation sensor at Zq per rotation of the motor. speed detecting means for calculating and storing a control signal based on the digital signal of the speed detecting means; power amplifying means for supplying the motor with a corresponding electric power; A counting operation is performed in response to obtaining a new digital signal, and Nx-L (where Nx is a positive number of 1 or more, and L is 4
a counting means for generating a count value (modulo) of an integer above), and at least NxL digital values M in a sequentially rewritable RAM area.

〔0〕からM〔Nx
L−1)を格納するメモリ手段と、前記カウント手段の
カウント値Iに対応して変化する整数Jに対して、少な
くとも前記メモリ手段のNx個のディジタル値M 〔J
−nL (modNxL))(n=1. ・・・・・・
、Nx)を使って算出値を求める算出値計算手段と、前
記算出値計算手段によって求められた算出値と前記回転
誤差検出手段の回転誤差を1:1の比率にて加算した加
算値に実質的に対応した更新値によって、前記カウント
手段のカウント値Iに対応した前記メモリ手段のディジ
タル値を、順次M (0) 、 M (1) 。 M (2) 、・・・・・・の順番に更新保存する更新
保存手段と、前記算出値計算手段によって求められた算
出値と前記回転誤差検出手段の現時点の回転誤差をD:
1の比率にて加算合成して前記制御信号を作り出す制御
信号作成手段とからなり、かつ、前記比率りを0.25
≦D≦0.5となすことによって、上記の問題点を解決
したものである。 作用 本発明では上記の構成にすることによって、負荷トルク
の変動から回転速度の変動への周波数伝達関数が特定の
周波数においてOもしくは極めて小さくなると共に、そ
の他の周波数においても従来の特性とほぼ同じ程度にな
ることがわかった。 すなわち、負荷トルクの特定の周波数の変動の影響が大
幅に低減され、かつ、その他の周波数の変動に対して従
来並の抑制効果を得ることができた。 その結果、回転速度変動の合成値は大幅に低減し、高性
能のモータの速度制御装置が実現できた。 実施例 第2図に本発明の実施例を表す構成図を示す。 第2図において、直流モータ1は回転センサ2と負荷1
0を直接回転駆動する。回転センサ2ばモータ1の回転
に伴って一回転当たりZq回(Zqは4以上の整数であ
り、ビデオテープレコーダのキャプスタンモータでは、
通常、Zq=100>の交流信号aを発生ずる。回転セ
ンサ2の交流信号aは速度検出器3に入力され、交流信
号aの周期に応じたディジタル信号すを得ている。 速度検出器3の具体的な構成例を第3図に示す。 交流信号aは波形整形回路31によって波形整形され、
整形信号gを得ている。整形信号gはアンド回路33と
フリップフロップ35に入力されている。アンド回路3
3の入力側には、さらに、発振回路32のクロックパル
スpとカウンタ34のオーバフロー出力信号Wも入力さ
れている。発振回路32は水晶発振器と分周器等によっ
て構成され、整形信号gの周波数よりもかなり高周波の
クロックパルスII)(500kHz程度)を発生して
いる。カウンタ34は、アンド回路33の出力パルスh
の到来毎にその内容をカウントアツプする12ビア 1
・のアップカウンタになっている。また、オーバフロー
出力信号Wはカウンタ34のカラン1〜内容が所定値以
下の時には”H”であり、カウンタ34のカウント内容
が所定値以上になるとWば”L″に変化する。(ここに
、”H″は高電位状態を表し、”■、゛′は低電位状態
を表している)。 データ入力型フリップフロップ35は、整形信号gの立
ち下がりエツジをトリガ信号としてデータ入力端子に入
力された”H”を取り込み、その出力Qを”H”にする
(q−”H”)。また、補償器4からのリセット信号r
がH”になると、カウンタ34とフリップフロップ35
の内部状態がりセットされる(b−”L L L L 
L L L L L L LL”1 W−H″、q−”
L″)。 次に、第3図の速度検出器3の動作について説明する。 いま、カウンタ34とフリップフロップ35がリセット
信号rによってリセットされているものとする。波形整
形回路31の出力信号gがL”から”H”に変わると、
アンド回路33の出力信号りとして発振回路32のクロ
ックパルスpが出力される。カウンタ34の出力信号り
をカウントし、ぞの内部状態を変化させていく。波形整
形回路31の出力信号gが”■(”から”I4”に変わ
ると、アンド回路33の出力信号りは”I2”になり、
カウンタ34はその内部状り易を保持する。また、フリ
ップフロップ 立ち下がりエツジによってデータ”11”を朋り込み、
その出力信号qを1,゛から”I]”に変化させる。カ
ウンタ34のディジクル信号すは、回転センサ2の交流
信号aの(半)周期長に比例した値であり、モータ1の
回転速度に反比例している。 後述の補償器4は、フリップフロップ35の出力信号q
を見て、qがI]″になるとカウンタ34のディジタル
信号すを入力し、その後にリセット信号rを所定の短時
間の間”H”にして、カウンタ34とフリップフロップ
35を初期状態にリセットし、次の速度検出動作に備え
ている。なお、モータ1の回転速度が遅過ぎるときには
、波形整形回路31の出力信号8の周期が長いためにカ
ウンタ34の内部状態が所定値以上になり、オーバフロ
ー出力信号Wが”■4″から”■,”に変わり、アンド
回路33の出力信号りが”■、”になり、カウンタ34
が所定の大きな値を保持することもある。 第2図の補
償器4は、演算器5とメモリ6とD/A変換器7によっ
て構成され、速度検出器3のディジタル1R号すを後述
する内蔵のプログラムによって計算加工し、制御信号C
を出力する。 補償器4の制御信号Cは電力増幅器8に入力され、電力
増幅された駆動信号d(制御信号Cに比例した電流)が
モータ1に供給される。従って、モータ1と回転センサ
2と速度検出器3と補償器4と電力増幅器8によって速
度制御系が構成され、モータ】の回転速度が所定の値に
制御される。 補償器4のメモリ6は、所定のプログラムと定数が格納
されたロム領域(ROM:リードオンリーメモリ)と随
時必要な値を格納するラム領域(RAM:ランダムアク
セスメモリ)に別れている。演算器5はロム領域内のプ
ログラムに従って所定の動作や演算を行っている。第1
図にそのプログラムの具体的な一例を示す。次に、その
動作について詳細に説明する。 (1)まず、演算器5は速度検出器3のフリップフロッ
プ35の出力信号qを入力し、信号qが”H″となるの
を待っている。ずなわら、速度検出器3が交流信号aの
(半)周期を検出し、新しいディジタル信号すを出力す
るのをモニタしている。 (2)qが”I]”になると、速度検出器3のディジタ
ル信号すを読み込んで、ディジタル信号すに対応する速
度検出値S(ディジタル値)に直すと共に、リセット信
号rを所定時間”I]”にして速度検出器3のカウンタ
34とフリップフロ・7プ35をリセットする。 (3)所定の基準値S refから速度検出値Sを引い
て(Eo =Sref  S) 、その値E。をR倍し
くE=R・Eo)、モータ1の現時点での回転誤差Eを
計算する(回転誤差検出手段)。 (4,1Nx −L (ここに、Nxは1以上の整数で
あり、LはZqの2以上の整数倍の整数)をmod(法
)として、新しい速度検出値Sを得る毎に変数Iをカウ
ントアツプしていく (カウント手段)。ずなわち、L
I+]、(I+1を新しくIにする)にした後に、I=
Nxl、ならばI=0にする。このような演算をするな
らば、■はOからN x、 L−1の間の整数になる。 なお、■の初期値はN x L −1とする。 (5)後述する算出値計算手段による算出値Vと現時点
の回転誤差Eを所定の比率D:】にて加算合成し、制御
信号値Yを計算する(制御信号作成手段)。ずなわち、
Y=E+D・■。ここに、比率りは0.25≦D≦0.
5の範囲内の値に選定されている。 (6)制御信号値YをD/A変換器7に出力し、Yの値
に対応した直流的な電圧(制御電圧)に変換する。 (7)後述する算出値計算手段による算出値■と現時点
の回転誤差Eを1:1の比率にて加算合成して更新値を
計算し、カウント手段のカウント値Iに対応したラム領
域内のディジタル値M〔1〕を更新しくM CI)=E
+V) 、次の更新時まで格納保存する(更新保存手段
)。 (81NxLをmo、dとして■に1を足した整数Jを
計算しく、J=I+1.(mod、  NxL) 〕、
ラム領域内の■7間隔ずつ離れたNx個のディジタル値
M [J−nL (mod、  Nxl、) )  (
n=1,……,Nx)を使って、次式により算出値■を
求め(算出値計算手段)、その後に、(])の動作に復
帰する。 (m o d   N x L)  )  −−(3)
ここに、比率Wnの値は、 0<Wn<2/Nx (n=1.−−−−、Nx) ・
=(41x Σ W n、 = ]              ・
・・(5)n=1 を満たずものとする。具体的には、 Wn=1/Nx (n=1.−−−−、Nx)  =・
(61にすると、好ましい特性が得られ易い。なお、こ
の算出値Vは、次の速度検出値Sが得られてカウント手
段がカランl−値Iをインクリメントした後に(実質的
にIとJが等しくなってから)、制御信号作成手段と更
新保存手段において利用される。 このように構成するならば、第2図の負荷10の生じる
負荷1−ルクの変動に対して極めて強(なる。これにつ
いて説明する。本実施例の制御ブロック図を第4図に示
す。なお、第9図に示した要素と同じものには同じ番号
と記号を(t L、説明を省略する。補償器4の動作は
図示の破線部分50に相当する。基準値5refと検出
値Sを加算点44にて比較し、利得2倍した回転誤差E
を得ている(ブロック45)。算出値■と回転誤差Eを
D:1の比率にて加算合成して制御信号値Yを得る(加
算点53とブロック54)。また、算出値■と回転誤差
Eを1:1の比率にて加算合成して更新値を得て、新し
いディジタル値M (1)として更新保存する(加算点
51)。さらに、ラム領域内のディジタル値群から(3
)式に従って次の新しい算出値Vが計算されるので、デ
ィジタル値M CI)と算出値Vの関係はブロック52
のように表される。ここに、ブロック52内の2はz=
exp (sTx)           −(71で
あり、Txは速度検出器3の1サンプリング周期に対応
している。 第4図の制御ブロックの負荷トルクTIから回転速度ω
mへの伝達関数を計算すると、Qx  (s)= 1 +  (KvRBaKt)/ 〔Jm  s ・H
(s))n=1 となる。折点周波数fc以下の制御範囲内において、 Gx  (jω)#   (1/  (KvRBaKt
))・H(jω) #G  (jω) ・H(jω)・・・α0)と近似で
きる。GO)式は、本実施例の制御特性Gx (jω)
が従来の制御特性G〔Jω)にH(jω)を掛けたもの
に等しいことを意味している。 第5図にNx=2.W1=0.5.W2−〇、5の場合
の周波数伝達関数H(jω)の振幅特性の例を示す。第
5図の■はD=0.5の場合であり、■はD=0.25
の場合であり、また、比較のために■にD=1の場合を
示す。また、frは f r = 1/ (L−Tx)        −Q
υであり、H(jω)はfrの周期関数になっている。 第5図の■、■に示されるように、周波数fr、2fr
、3fr、・・・・・・において周波数伝達関数はN(
(jω)1−0となることがわかる。 かつ、■、■と■を比較すれば理解されるように、D=
1の場合(■)に比べて、D=0.5の場合(■)およ
びD=0.25の場合(■)には、fr、2fr、・・
・・・・以外の周波数においても111(jω)1はほ
ぼ1に等しくなることがわかった。一般に、Dを小さく
すればする程、fr。 2fr、・・・・・・以外の周波数においてIH(jω
)1が1に近ずく。しかしながら、Dを小さくしずぎる
と、fr、2fr、 ・・・・・・近傍のIH(jω)
l<<1となる周波数範囲が狭くなることもわかった。 すなわち、比率りの値には最適な範囲が存在し、本実施
例のように 0.25≦D≦0゜5とするならば、その周波数伝達関
数Gx (jω)は、周波数fr、2fr。 3fr、・・・・・・およびその近傍の周波数において
IGx(jω)1=0および1Gx(3ω)l<<1と
なり、かつ、それ以外の周波数においては従来の周波数
伝達関数G(jω)とほぼ等しくなる。 その結果、非常に良好な制御特性Gx (jω)を得る
ことができ、負荷トルクTIの変動によるモータ1の回
転速度ωmの変動の合成値は確実に従来の制御性能値よ
りも小さくすることが可能となった。また、このような
効果は、Nxが大きい程得られ易いこともわかった。し
かしながら、前述の効果を得ながらもラム領域のメモリ
数を少なくするためには、Nx=2が好ましいといえる
。 また、LをZqの2以上の整数倍に等しくするならば(
Lをモータ1の1回転周期の2以上の整数倍に対応した
値にするならば)、負荷トルクT1の変動による回転速
度ωmの変動を全体的に大幅に抑制する効果がある。次
に、これについてビデオテープレコーダのキャプスタン
モータを例にとり説明する。キャプスタンモータの負荷
は磁気テープやピンチローラであるので、負荷10の発
生ずる負荷変動はモータ1の回転に同期している成分(
モータ1の1回転を基本周期とした周期的な負荷変動)
以外に、モータ1の回転周波数よりも低い周波数の負荷
変動成分が生じることが多い。このような負荷変動はキ
ャプスタンモータの回転速度の変動の原因であり、テー
プ速度のワウ・フラッタを生じさせる。ところで、この
ような負荷変動はモータ1の1回転の周期の整数倍の周
期を持つ周期的な変動が多く、従来のモータ1の回転速
度の変動も1回転の周期の整数倍の周期を持つ低周波の
周期的な変動が多く生じていることがわかった。従って
、Lをモータ1の1回転周期の2以上の整数倍に対応し
た値にするならば、frがモータ1の回転周波数fmの
2以上の整数分の1になり、負荷l−ルクT1によるモ
ータ1の回転速度ωmの低周波の変り1分を効果的に低
減できる。 このような効果は、第8図の従来のモータの速度制御装
置の比例補償器9の利得を大きくしたり、比例補償器9
の後に積分や微分の補償器を追加しても得られるもので
はない。なお、Lの値は大きいほど長い周期の負荷変動
に対して効果があるが、ラム領域の大きさが大きくなり
、実際には限界がある。通常、Lをモータの1回転周期
の6倍とすることが、次の点から好ましい。ずなわち、
6は1.2,3.6と多くの約数を持っているので、モ
ータ1の1回転周期の1.2,3.6倍の周期の負荷変
動による回転速度の変動を完全に抑制することが期待で
きる。 第6図に制御系全体の安定性を考慮にいれた補償器4の
プログラム例を示す。ここでは、更新保存手段における
更新値の計算の仕方と、算出値計算手段における算出値
の準備の個数と、制御信号作成手段における算出値計算
手段の算出値の利用の仕方を改良している。次に、その
動作について詳細に説明する(全体の構成は第2図と同
じであり、説明を省略する)。 Ql)  まず、演算器5は速度検出器3のフリップフ
ロップ35の出力信号qを入力し、信号qが”H″とな
るのを待っている。すなわち、速度検出器3が交流信号
aの(半)周期を検出し、新しいディジタル信号すを出
力するのをモニタしている。 (ロ) qが”H”になると、速度検出器3のディジタ
ル信号すを読み込んで、ディジタル信号すに対応する速
度検出値S(ディジタル値)に直すと共に、リセット信
号rを所定時間”H”にして速度検出器3のカウンタ3
4とフリップフロップ35をリセットする。 0■ 所定の基準4fiSrefから速度検出値Sを引
いて(Eo−8ref−8)、そのJlaEoをR倍し
くE=R−go)、モータ1の現時点での回転誤差Eを
計算する(回転誤差検出手段)。 Q4)Nx−Lをmod (法)として、新しい速度検
出値Sを得る毎に変数Iをカウントアツプしていく (
カウント手段)。 θつ 後述する算出値計算手段によって算出された最新
の算出値V CPx)と現時点の回転誤差EをD:1の
比率にて加算合成しく0.25≦D≦0.5)、制御信
号値Yを計算する(制御信号作成手段)。すなわち、Y
=E+D−V CPx)。 Q61  制御信号値YをD/A変換器7に出力し、Y
の値に対応した直流的な電圧(制御信号)に変換する。 0力 後述する算出値計算手段によって算出された古い
算出値■
[0] to M[Nx
L-1), and at least Nx digital values M [J
-nL (modNxL)) (n=1.
. The digital values of the memory means corresponding to the count value I of the counting means are sequentially changed to M (0) and M (1) by update values corresponding to the values I of the count means. M (2) The update storage means updates and saves in the order of .
control signal generating means for producing the control signal by adding and combining at a ratio of 1, and the ratio is 0.25.
The above problem is solved by satisfying ≦D≦0.5. In the present invention, by adopting the above-mentioned configuration, the frequency transfer function from load torque fluctuation to rotational speed fluctuation becomes O or extremely small at a specific frequency, and at other frequencies, the characteristics are almost the same as the conventional characteristics. It turns out that it becomes. That is, the influence of fluctuations in a specific frequency of load torque was significantly reduced, and the effect of suppressing fluctuations in other frequencies as well as that of the conventional technology could be obtained. As a result, the composite value of rotational speed fluctuations was significantly reduced, and a high-performance motor speed control device was realized. Embodiment FIG. 2 shows a configuration diagram representing an embodiment of the present invention. In Fig. 2, a DC motor 1 has a rotation sensor 2 and a load 1.
0 is directly rotationally driven. The rotation sensor 2 rotates Zq times per rotation as the motor 1 rotates (Zq is an integer of 4 or more; in the capstan motor of a video tape recorder,
Normally, an AC signal a of Zq=100> is generated. The alternating current signal a of the rotation sensor 2 is input to the speed detector 3, and a digital signal corresponding to the period of the alternating current signal a is obtained. A specific example of the configuration of the speed detector 3 is shown in FIG. The AC signal a is waveform-shaped by a waveform shaping circuit 31,
A shaped signal g is obtained. The shaped signal g is input to an AND circuit 33 and a flip-flop 35. AND circuit 3
Further, the clock pulse p of the oscillation circuit 32 and the overflow output signal W of the counter 34 are also input to the input side of the counter 3. The oscillation circuit 32 is composed of a crystal oscillator, a frequency divider, etc., and generates a clock pulse II) (approximately 500 kHz) that has a considerably higher frequency than the frequency of the shaped signal g. The counter 34 receives the output pulse h of the AND circuit 33
12 vias that count up the contents each time they arrive 1
・It is an up counter. Further, the overflow output signal W is "H" when the contents of the counter 34 are below a predetermined value, and changes to "L" when the count contents of the counter 34 exceed the predetermined value. (Here, "H" represents a high potential state, and "■" and "'" represent a low potential state.) The data input type flip-flop 35 inputs data using the falling edge of the shaping signal g as a trigger signal. The "H" input to the terminal is taken in and the output Q is set to "H"(q-"H").In addition, the reset signal r from the compensator 4 is
When becomes H”, the counter 34 and the flip-flop 35
The internal state of is set (b-”L L L L
L L L L L L LL"1 W-H", q-"
Next, the operation of the speed detector 3 shown in FIG. 3 will be explained. It is assumed that the counter 34 and the flip-flop 35 are reset by the reset signal r. When changes from “L” to “H”,
The clock pulse p of the oscillation circuit 32 is output as the output signal of the AND circuit 33. The output signal of the counter 34 is counted and its internal state is changed. When the output signal g of the waveform shaping circuit 31 changes from "■(" to "I4", the output signal g of the AND circuit 33 becomes "I2",
Counter 34 maintains its internal state. Also, data “11” is read in by the falling edge of the flip-flop,
The output signal q is changed from 1,゛ to "I". The digital signal S of the counter 34 has a value proportional to the (half) period length of the AC signal a of the rotation sensor 2, and is inversely proportional to the rotation speed of the motor 1. A compensator 4, which will be described later, receives the output signal q of the flip-flop 35.
When q becomes I]'', input the digital signal of the counter 34, and then set the reset signal r to ``H'' for a predetermined short time to reset the counter 34 and the flip-flop 35 to the initial state. However, when the rotational speed of the motor 1 is too slow, the internal state of the counter 34 exceeds a predetermined value because the period of the output signal 8 of the waveform shaping circuit 31 is long. The overflow output signal W changes from "■4" to "■,", the output signal of the AND circuit 33 becomes "■,", and the counter 34
may hold a predetermined large value. The compensator 4 shown in FIG. 2 is composed of an arithmetic unit 5, a memory 6, and a D/A converter 7. The compensator 4 in FIG.
Output. The control signal C of the compensator 4 is input to the power amplifier 8, and the power amplified drive signal d (current proportional to the control signal C) is supplied to the motor 1. Therefore, a speed control system is constituted by the motor 1, the rotation sensor 2, the speed detector 3, the compensator 4, and the power amplifier 8, and the rotation speed of the motor is controlled to a predetermined value. The memory 6 of the compensator 4 is divided into a ROM area (ROM: read-only memory) in which predetermined programs and constants are stored, and a RAM area (RAM: random access memory) in which necessary values are stored. The arithmetic unit 5 performs predetermined operations and calculations according to a program in the ROM area. 1st
The figure shows a specific example of the program. Next, the operation will be explained in detail. (1) First, the arithmetic unit 5 inputs the output signal q of the flip-flop 35 of the speed detector 3, and waits for the signal q to become "H". At the same time, the speed detector 3 detects the (half) cycle of the AC signal a and monitors the output of a new digital signal. (2) When q becomes "I", read the digital signal of the speed detector 3, convert it to the speed detection value S (digital value) corresponding to the digital signal, and set the reset signal r to "I" for a predetermined period of time. ]” to reset the counter 34 of the speed detector 3 and the flip-flop 7 35. (3) Subtract the detected speed value S from the predetermined reference value S ref (Eo = Sref S) to obtain the value E. is multiplied by R (E=R·Eo), and the current rotation error E of the motor 1 is calculated (rotation error detection means). (4,1Nx -L (here, Nx is an integer of 1 or more, and L is an integer that is an integer of 2 or more than Zq) as a modulus, and the variable I is set every time a new speed detection value S is obtained. Count up (counting means). That is, L
I+], (make I+1 a new I), then I=
If Nxl, then set I=0. If such an operation is performed, ■ becomes an integer between O and Nx, L-1. Note that the initial value of ■ is N x L −1. (5) A calculated value V by a calculated value calculating means, which will be described later, and a current rotational error E are added and combined at a predetermined ratio D: to calculate a control signal value Y (control signal generating means). Zunawachi,
Y=E+D・■. Here, the ratio is 0.25≦D≦0.
A value within the range of 5 is selected. (6) Output the control signal value Y to the D/A converter 7 and convert it into a DC voltage (control voltage) corresponding to the value of Y. (7) Calculate an updated value by adding and combining the calculated value ■ by the calculated value calculating means (to be described later) and the current rotational error E at a ratio of 1:1, and Update the digital value M [1] M CI) = E
+V), is stored and saved until the next update (update storage means). (Calculate the integer J by adding 1 to ■, with 81NxL as mo and d, J = I + 1. (mod, NxL))],
Nx digital values M [J-nL (mod, Nxl,) ) (
Using n=1, . (mod N x L) ) --(3)
Here, the value of the ratio Wn is 0<Wn<2/Nx (n=1.----, Nx)
= (41x Σ W n, = ] ・
...(5) Assume that n=1 is not satisfied. Specifically, Wn=1/Nx (n=1.----, Nx) =・
(If the value is set to 61, favorable characteristics are easily obtained. This calculated value V is calculated after the next speed detection value S is obtained and the counting means increments the current value I (substantially I and J are This is used in the control signal generation means and the update storage means.If configured in this way, it is extremely resistant to fluctuations in the load 1-lux caused by the load 10 in FIG. A control block diagram of this embodiment is shown in FIG. 4. The same elements as those shown in FIG. The operation corresponds to the broken line portion 50 in the figure.The reference value 5ref and the detected value S are compared at the addition point 44, and the rotation error E is obtained by multiplying the gain by 2.
(block 45). The calculated value ■ and the rotational error E are added and combined at a ratio of D:1 to obtain a control signal value Y (addition point 53 and block 54). Further, the calculated value ■ and the rotation error E are added and combined at a ratio of 1:1 to obtain an updated value, which is updated and stored as a new digital value M (1) (addition point 51). Furthermore, from the group of digital values in the RAM area, (3
Since the next new calculated value V is calculated according to the formula ), the relationship between the digital value MCI) and the calculated value V is shown in block 52.
It is expressed as follows. Here, 2 in block 52 is z=
exp (sTx) - (71, where Tx corresponds to one sampling period of the speed detector 3. From the load torque TI of the control block in FIG. 4, the rotational speed ω
Calculating the transfer function to m, Qx (s) = 1 + (KvRBaKt)/[Jm s ・H
(s)) n=1. Within the control range below the corner frequency fc, Gx (jω)# (1/ (KvRBaKt
))・H(jω) #G(jω)・H(jω)...α0) GO) formula is the control characteristic Gx (jω) of this embodiment
This means that is equal to the conventional control characteristic G[Jω) multiplied by H(jω). In FIG. 5, Nx=2. W1=0.5. An example of the amplitude characteristic of the frequency transfer function H(jω) in the case of W2-〇, 5 is shown. ■ in Figure 5 is for D=0.5, and ■ is for D=0.25.
For comparison, the case where D=1 is shown in (■). Also, fr is f r = 1/ (L-Tx) -Q
υ, and H(jω) is a periodic function of fr. As shown in ■ and ■ in Figure 5, the frequencies fr and 2fr
, 3fr, ......, the frequency transfer function is N(
It can be seen that (jω) is 1-0. And, as can be understood by comparing ■, ■ and ■, D=
1 (■), when D=0.5 (■) and when D=0.25 (■), fr, 2fr,...
It was found that 111(jω)1 is approximately equal to 1 also at frequencies other than . Generally, the smaller D is, the more fr. IH(jω
) 1 approaches 1. However, if D is made small, fr, 2fr, ......IH(jω) in the vicinity
It was also found that the frequency range where l<<1 becomes narrower. That is, there is an optimal range for the ratio value, and if 0.25≦D≦0°5 as in this embodiment, the frequency transfer function Gx (jω) will be the frequencies fr, 2fr. 3fr, . . . and its neighboring frequencies, IGx(jω)1=0 and 1Gx(3ω)l<<1, and at other frequencies, the conventional frequency transfer function G(jω) almost equal. As a result, a very good control characteristic Gx (jω) can be obtained, and the composite value of the fluctuations in the rotational speed ωm of the motor 1 due to the fluctuations in the load torque TI can be reliably made smaller than the conventional control performance value. It has become possible. It was also found that such an effect is more easily obtained as Nx is larger. However, in order to reduce the number of memories in the RAM area while obtaining the above-mentioned effects, it can be said that Nx=2 is preferable. Also, if L is made equal to an integer multiple of 2 or more of Zq, then (
If L is set to a value corresponding to an integer multiple of 2 or more of one rotation period of the motor 1), there is an effect of greatly suppressing fluctuations in the rotational speed ωm due to fluctuations in the load torque T1 as a whole. Next, this will be explained using the capstan motor of a video tape recorder as an example. Since the load on the capstan motor is a magnetic tape or a pinch roller, the load fluctuation caused by the load 10 is a component that is synchronized with the rotation of the motor 1 (
(Periodic load fluctuations with one rotation of motor 1 as the basic cycle)
In addition, load fluctuation components with a frequency lower than the rotational frequency of the motor 1 often occur. Such load fluctuations cause fluctuations in the rotational speed of the capstan motor, causing wow and flutter in the tape speed. By the way, such load fluctuations are often periodic fluctuations that have a period that is an integral multiple of the period of one rotation of the motor 1, and conventional fluctuations in the rotational speed of the motor 1 also have a period that is an integral multiple of the period of one rotation. It was found that many periodic fluctuations occur in low frequencies. Therefore, if L is set to a value corresponding to an integer multiple of 2 or more of one rotation period of motor 1, then fr will be an integer multiple of 2 or more of the rotation frequency fm of motor 1, and the load l - torque T1 It is possible to effectively reduce the change in the low frequency of the motor 1 by 1 minute. Such an effect can be obtained by increasing the gain of the proportional compensator 9 of the conventional motor speed control device shown in FIG.
This cannot be obtained by adding an integral or differential compensator after . It should be noted that the larger the value of L, the more effective it is against long-cycle load fluctuations, but the size of the ram area becomes larger, so there is a limit in practice. Normally, it is preferable to set L to six times the period of one rotation of the motor from the following point of view. Zunawachi,
Since 6 has many divisors such as 1.2 and 3.6, it completely suppresses fluctuations in rotational speed due to load fluctuations with periods that are 1.2 and 3.6 times the period of one rotation of motor 1. We can expect that. FIG. 6 shows an example of a program for the compensator 4 that takes into consideration the stability of the entire control system. Here, improvements have been made in the method of calculating update values in the update storage means, the number of calculated values prepared in the calculated value calculating means, and the way in which the calculated values of the calculated value calculating means are used in the control signal generating means. Next, its operation will be explained in detail (the overall configuration is the same as that in FIG. 2, so the explanation will be omitted). Ql) First, the arithmetic unit 5 inputs the output signal q of the flip-flop 35 of the speed detector 3, and waits for the signal q to become "H". That is, the speed detector 3 detects a (half) cycle of the AC signal a and monitors the output of a new digital signal. (b) When q becomes "H", the digital signal S of the speed detector 3 is read, the speed detection value S (digital value) corresponding to the digital signal S is restored, and the reset signal r is kept "H" for a predetermined period of time. counter 3 of speed detector 3
4 and reset the flip-flop 35. 0■ Subtract the speed detection value S from the predetermined reference 4fiSref (Eo-8ref-8), multiply JlaEo by R times E=R-go), and calculate the current rotational error E of motor 1 (rotation error detection means). Q4) Set Nx-L as mod, and count up the variable I every time a new speed detection value S is obtained (
counting means). The latest calculated value V (CPx) calculated by the calculated value calculation means described later and the current rotational error E are added and synthesized at a ratio of D:1 (0.25≦D≦0.5), and the control signal value is Calculate Y (control signal generation means). That is, Y
=E+D−V CPx). Q61 Outputs the control signal value Y to the D/A converter 7,
Converts to a DC voltage (control signal) corresponding to the value of . 0 power Old calculated value calculated by the calculated value calculation means described later ■

〔0〕と現時点の回転誤差Eを】:1の比率に
て加算合成した加算値MOを求める(MO=E+V (
0) ) 、 Nx Lをm o dとしてカウント変
数IからQf  (Qfは2以上の整数であり、Qf=
3が好ましい)を引いた整数Kを計算する(K−1−Q
f  (mod  NxL) 〕。 レジスタ変数)((m+1.)の内容をX Cm)に順
番に転送しくm=0.1,2.−.2Qf−1)、X 
[2Qf)にMOを入れる。すなわち、X (2Qf)
からX
[0] and the current rotational error E are added and combined at a ratio of ]:1 to find the added value MO (MO=E+V (
0) ), Nx L as m o d, count variable I to Qf (Qf is an integer greater than or equal to 2, Qf=
(preferably 3) minus the integer K (K-1-Q
f (mod NxL)]. Transfer the contents of register variable) ((m+1.) to X Cm) in order. m=0.1, 2. −. 2Qf-1),X
Insert MO into [2Qf). That is, X (2Qf)
From X

〔0〕に連続する2 Q f −1−1個の加算
値(算出値と回転誤差を1=1の比率にて加算合成した
加算値)を得る。次に、X (m)に所定の正の比率C
m (m=o、1. ・=2Qf)を掛けた値を加算合
成した新しい更新値を得て、ラム領域内のディジタル値
M (K)として次の更新時まで格納保存する(更新保
存手段)。ここしこ、比率Cmには次の関係がある。 Cm=C2Cm=C2Qf−,1,=・、Qf)−02
)08)NxLをmodとしてカウント変数1にl−1
−Px(Pxは1以上で5以下の整数であり、Px=3
が好ましい)を足した整数Jを計算する〔J=T+1+
Px (mod  NxL))、レジスタ変数V(m−
1−1〕の内容をV(m)に順番に転送した後に(m=
0.1.=−、Px−1)、ラム領域内のディジクル値
群M〔J−nL(mod  NxL) ) (n=1.
−−、 Nx)を使って次の式によって計算される最新
の算出値をVCPx)に入れる(算出値計算手段)。そ
の後に、0υの動作に復帰する。 Nx n=1 (nod  NxL))=J4) ここに、Wnの値は、(4)、(5)式および(6)式
を満たしている。すなわち、V= CPx)から
2 Q f -1-1 consecutive addition values to [0] (addition values obtained by adding and combining the calculated value and the rotation error at a ratio of 1=1) are obtained. Next, a predetermined positive ratio C to X (m)
A new update value is obtained by adding and combining the values multiplied by m (m=o, 1. . . . = 2Qf), and is stored and saved as a digital value M (K) in the RAM area until the next update (update storage means ). Here, the ratio Cm has the following relationship. Cm=C2Cm=C2Qf-,1,=・,Qf)-02
)08) Set NxL as mod to count variable 1 to l-1
-Px (Px is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to 5, Px=3
(preferably)) [J=T+1+
Px (mod NxL)), register variable V(m-
1-1] to V(m) in order, then (m=
0.1. =-, Px-1), dicicle value group M [J-nL (mod NxL)) in the RAM region (n=1.
--, Nx) and enter the latest calculated value calculated by the following formula into VCPx) (calculated value calculation means). After that, the operation returns to 0υ. Nx n=1 (nod NxL))=J4) Here, the value of Wn satisfies equations (4), (5), and (6). That is, from V= CPx)

〔0〕
に連続するPx+1個の算出値を得る。このとき、V(
Px)を計算する時の04)式中の整数JをJlとし、
[0]
Obtain consecutive Px+1 calculated values. At this time, V(
When calculating Px), let the integer J in the formula 04) be Jl,

〔0〕を計算する時の開式中の整数JをJ2とすると
、J1=J2+Pxの関係がある。 すなわち、V(Px〕と■
If the integer J in the opening formula when calculating [0] is J2, then there is a relationship of J1=J2+Px. In other words, V(Px) and ■

〔0〕の間には整数Pxに対
応したズレがある。すでに説明したように、次の速度検
出値Sを得てカウント手段のカウント値Iをインクリメ
ントした後に、VCPx)は制御信号作成手段において
使用され、■
There is a gap between [0] corresponding to the integer Px. As already explained, after obtaining the next speed detection value S and incrementing the count value I of the counting means, VCPx) is used in the control signal generating means, and

〔0〕は更新保存手段において使用される
。 本実施例のように、更新保存手段に加重平均を取る演算
を挿入したり、制御信号作成手段におし)で使用する算
出値計算手段の第一の算出値と更新保存手段において使
用する算出値計算手段の第ニア の算出値の間に所定のズレを設けるならば、制御範囲内
において前述のごとき良好な制御特性が得られると共に
、制御系全体の動作も安定になることを確認したくナイ
キストの安定条件を満足する)。特に、制御系の安定性
を確保しながら演算を簡単にするには、Qf=3、Px
=3.L>Qf十Pxにすると良いことも解った。 第7図に制御系全体の安定性を考慮にいれた補償器4の
他のプログラム例を示す。ここでは、算出値計算手段に
おける算出値の計算の仕方および準備の個数と、制御信
号作成手段における算出値計算手段の算出値の利用の仕
方を改良している。 次に、その動作について詳細に説明する(全体の構成は
第2図と同じであり、説明を省略する)。 (21)  まず、演算器5は速度検出器3のフリップ
フロップ35の出力信号qを入力し、信号qが”H”と
なるのを待っている。すなわち、速度検出器3が交流信
号aの(半)周期を検出し、新しいディジタル信号すを
出力するのをモニタしている。 B (22)  qが”H”になると、速度検出器3のディ
ジタル信号すを読み込んで、ディジタル信号すに対応す
る速度検出器S(ディジタル値)に直すと共に、リセソ
1〜信号rを所定時間”H″にして速度検出器3のカウ
ンタ34とフリップフロップ35をリセツトする。 (23)所定の基準値5refから速度検出値Sを引い
て(EO=Sref  S) 、その値E0をR倍しく
E=R−Eo) 、モータ1の現時点での回転誤差Eを
計算する(回転誤差検出手段)。 (24)  Nx−Lをrnod (法)として、新し
い速度検出値Sを得る毎に変数■をカウントアツプして
いく (カウント手段)。 (25)  後述する算出値計算手段によって算出され
た最新の算出値V(Px)と現時点の回転誤差E)!c
D : 1の比率にて加算合成しく0.25≦D≦0.
5)、制御信号値Yを計算する(制御信号作成手段)。 すなわち、Y=E+D −V (P x)。 (26)制御信号値YをD/A変換器7に出力し、Yの
値に対応した直流的な電圧(制御信号)に変換する。 (27)  後述する算出値計算手段によって算出され
た古い算出値v
[0] is used in the update storage means. As in this embodiment, the first calculation value of the calculation means and the calculation used in the update storage means are used for inserting a calculation for taking a weighted average into the update storage means, or for the control signal generation means. If a predetermined deviation is provided between the near calculated values of the value calculation means, it is necessary to confirm that not only the above-mentioned good control characteristics can be obtained within the control range, but also the operation of the entire control system will be stable. satisfies the Nyquist stability condition). In particular, in order to simplify calculations while ensuring the stability of the control system, Qf=3, Px
=3. I also learned that it is better to set L>Qf0Px. FIG. 7 shows another example of a program for the compensator 4 that takes into consideration the stability of the entire control system. Here, the method of calculating the calculated value in the calculated value calculating means and the number of preparations, and the way of using the calculated value of the calculated value calculating means in the control signal generating means are improved. Next, its operation will be explained in detail (the overall configuration is the same as that in FIG. 2, so the explanation will be omitted). (21) First, the arithmetic unit 5 inputs the output signal q of the flip-flop 35 of the speed detector 3, and waits for the signal q to become "H". That is, the speed detector 3 detects a (half) cycle of the AC signal a and monitors the output of a new digital signal. B (22) When q becomes "H", read the digital signal S of the speed detector 3, change it to the speed detector S (digital value) corresponding to the digital signal S, and set the reset signal 1 to r for a predetermined time. The counter 34 and flip-flop 35 of the speed detector 3 are reset to "H". (23) Subtract the detected speed value S from the predetermined reference value 5ref (EO=Sref S), multiply that value E0 by R (E=R-Eo), and calculate the current rotational error E of the motor 1 ( rotation error detection means). (24) Using Nx-L as rnod (modulus), count up the variable ■ every time a new speed detection value S is obtained (counting means). (25) The latest calculated value V(Px) calculated by the calculated value calculation means described later and the current rotation error E)! c.
D: Additive synthesis at a ratio of 1, 0.25≦D≦0.
5) Calculate the control signal value Y (control signal generation means). That is, Y=E+D −V (P x). (26) Output the control signal value Y to the D/A converter 7 and convert it into a DC voltage (control signal) corresponding to the value of Y. (27) Old calculated value v calculated by the calculated value calculation means described later

〔0〕と現時点の回転誤差Eを1:1の
比率にて加算合成して更新値を計算し、カウント手段の
カウント値Iに対応したラム領域内のディジタル値MC
I〕を更新しくM(1)−E十V
[0] and the current rotational error E are added and combined at a ratio of 1:1 to calculate an updated value, and the digital value MC in the ram area corresponding to the count value I of the counting means is calculated.
I] to update M(1)-E1V

〔0〕)、次の更新時
まで格納保存する(更新保存手段)。 (28)  N x Lをm o dとしてカウント変
数Iに1+px+Qf  (Pxは1以上で5以下の整
数であり、Qfは2以上の整数)を足した整数Jを計算
する〔J=1+1→−Px→−Qx、(modNxL)
)。レジスタ変数X(m+1)の内容をX Cm)に順
番に転送しくm=o、1.2.−。 2Qf−1) 、ラム領域内のNx個のディジタル値群
M 〔J−nL (m、od  NxL))(n=1゜
・・・・・・、Nx>を次式によって計算した加算値を
X (2Qf)に入れる。 Nx n=1 (mo d   NxL))     −−αつここに
、Wnの値は、(4,1,09式および(6)式を満た
している。すなわち、X (2Qf)からX
[0]), is stored and saved until the next update (update storage means). (28) Calculate the integer J by adding 1+px+Qf (Px is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to 5, and Qf is an integer greater than or equal to 2) to the count variable I with N x L as mod [J=1+1→- Px → −Qx, (mod NxL)
). Transfer the contents of register variable X(m+1) to X Cm) in order, m=o, 1.2. −. 2Qf-1), the sum of the Nx digital value group M [J-nL (m, od NxL)) (n=1゜..., Nx> in the RAM area) is calculated by the following formula. Enter into 2Qf) to X

〔0〕に連
続する2Qf+1個の加算値(Nx個のディジタル値か
ら求めた加算値)を得ている。次に、レジスタ変数V(
m+1)の内容をV (m)に順番に転送した後に(m
=0.1.−、Px−1)。 X Cm)  (m=0.1.−.2Qf)を掛けた値
を加算合成した最新の算出値を得てV(Px)に入れる
(算出値計算手段)。すなわち、V(Px)からV〔0
〕に連続するpx+1個の算出値を得ている。ここに、
比率CmにはQ2)、09式の関係がある。その後に、
(21)の動作に復帰する。 このとき、実質的にV(Px)を計算する時の051式
中の整数JをJlとし、実質的にV
2Qf+1 added values (added values obtained from Nx digital values) consecutive to [0] are obtained. Next, register variable V(
After sequentially transferring the contents of m+1) to V (m),
=0.1. -, Px-1). X Cm) (m=0.1.-.2Qf), the latest calculated value is obtained by adding and combining the multiplied values, and is input into V(Px) (calculated value calculation means). That is, from V(Px) to V[0
], we have obtained px+1 consecutive calculated values. Here,
The ratio Cm has the relationship of Q2), formula 09. After that,
The operation returns to (21). At this time, the integer J in formula 051 when calculating V(Px) is set to Jl, and the actual V(Px) is

〔0〕を計算する時
のα0式中の整数JをJ2とすると、J1=J2+Px
の関係がある。すなわち、VCPx)とV
If the integer J in the α0 formula when calculating [0] is J2, then J1=J2+Px
There is a relationship between That is, VCPx) and V

〔0〕の間に
は整数Pxに対応したズレがある。すでに説明したよう
に、新しい速度検出値Sを得てカウント手段のカウント
値Iをインクリメントした後に、V(Px)は制御信号
作成手段において使用され、■
There is a gap between [0] corresponding to the integer Px. As already explained, after obtaining a new speed detection value S and incrementing the count value I of the counting means, V(Px) is used in the control signal generating means, and

〔0〕は更新保存手段に
おいて使用される。 本実施例のように、算出値計算手段に加重平均を取る演
算および複数個の算出値を準備する演算を挿入し、制御
信号作成手段において使用する算出値計算手段の第一の
算出値と更新保存手段において使用する算出値計算手段
の第二の算出値の間に所定のズレを設けておくと、前述
のごとき良好な制御特性が得られると共に、制御系全体
の動作も安定になる(ナイキストの安定条件を満足する
)。この場合も、制御系の安定性を確保しながら演算を
簡単にするには、Qf=3.Px=3゜L>Qf+Px
にすると良い。 なお、比率WnやCmによる演算は上記の形に限られる
ものではなく、上記のプログラムの内容を実現するもの
であればよく、各種の等価的な式変形が可能であること
は言うまでもない。また、新しい回転誤差が得られた時
に、最初に制御信号作成手段による新しい制御信号の出
力動作を行い、その後に、算出値計算手段によって次の
サンプリング時点で使用する算出値を計算するようにな
すならば、算出値計算手段の演算時間を長くとれると共
に、制御信号の出力までの時間遅れを短くできるので、
制御系の安定性を確保し易い。 前述の各実施例では、速度検出器によってモータの回転
速度のみを検出するようにしたが、これ以外にモータの
回転位相を周知の位相検出器によって検出し、その両者
を合成して回転誤差としてもよく、本発明に含まれるこ
とは言うまでもない。 また、補償器の出力をディジタル信号やPWM信号(パ
ルス幅変調信号)にしたり、電力増幅器の出力信号をP
WM信号にしてもよい。また、モータにブラシレス直流
モータを用いても良い。さらに、補償器を完全なハード
ウェアによって構成し、前述のプログラムによる動作と
同じ動作をおこなわせるようにしてもよい。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。 発明の効果 本発明のモータの速度制御装置は、特定の周波数に於て
極めて良好な制御特性を有し、かつ、その他の周波数に
おいても従来の制御特性とほぼ同じであり、全体として
負荷1〜ルクの変動による回転速度の変動が大幅に低減
されている。従って、本発明に基き、ビデオテープレコ
ーダのキャプスタンモータを構成するならば、磁気テー
プの走行速度を極めて正確に制御でき、ワウ・フラッタ
の少ない高性能のビデオテープレコーダを得ることがで
きる。
[0] is used in the update storage means. As in this embodiment, an operation for taking a weighted average and an operation for preparing a plurality of calculated values are inserted into the calculated value calculation means, and updated with the first calculated value of the calculated value calculation means used in the control signal generation means. If a predetermined deviation is provided between the second calculated value of the calculated value calculation means used in the storage means, good control characteristics as described above can be obtained, and the operation of the entire control system will also be stabilized (Nyquist ). In this case as well, in order to simplify the calculation while ensuring the stability of the control system, Qf=3. Px=3゜L>Qf+Px
It is better to make it . It should be noted that calculations using the ratios Wn and Cm are not limited to the above-mentioned forms, but may be any form that realizes the contents of the above-mentioned program, and it goes without saying that various equivalent expression transformations are possible. Further, when a new rotation error is obtained, the control signal generation means first outputs a new control signal, and then the calculated value calculation means calculates the calculated value to be used at the next sampling point. If so, the calculation time of the calculated value calculation means can be lengthened, and the time delay until the control signal is output can be shortened.
It is easy to ensure the stability of the control system. In each of the above-mentioned embodiments, only the rotational speed of the motor is detected by the speed detector, but in addition to this, the rotational phase of the motor is also detected by a well-known phase detector, and both are combined and detected as a rotational error. Needless to say, these are included in the present invention. It is also possible to convert the output of a compensator into a digital signal or PWM signal (pulse width modulation signal), or convert the output signal of a power amplifier into a PWM signal.
It may also be a WM signal. Further, a brushless DC motor may be used as the motor. Furthermore, the compensator may be constructed entirely in hardware and may perform the same operations as the program described above. In addition, various modifications can be made without changing the gist of the present invention. Effects of the Invention The motor speed control device of the present invention has extremely good control characteristics at a specific frequency, and is almost the same as the conventional control characteristics at other frequencies, and overall when the load 1 to Fluctuations in rotational speed due to fluctuations in torque are significantly reduced. Therefore, if the capstan motor of a video tape recorder is configured according to the present invention, the running speed of the magnetic tape can be controlled extremely accurately, and a high performance video tape recorder with less wow and flutter can be obtained.

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

第1図は第2図の補償器の内蔵プログラムの一例を表す
フロー図、第2図は本発明の実施例の全体の構成を表す
構成図、第3図は第2図の速度検出器の具体的な構成例
を表す構成図、第4図は本発明の実施例の制御ブロック
を表すブロック図、第5図は周波数伝達関数IH(jω
)1の特性例を表す特性図、第6図は本発明の補償器の
内蔵ブ0グラムの他の例を表すフロー図、第7図は本発
明の補償器の内蔵プログラムの他の例を表すフロー図、
第8図は従来例の構成を表す図、第9図は従来例の制御
ブロックを表すブロック図、第10図は従来例の制御特
性IG(jω)1を表す特性図である。 1・・・・・・モータ、2・・・・・・回転センサ、3
・・・・・・速度検出器、4・・・・・・補償器、5・
・・・・・演算器、6・・・・・・メモリ、7・・・・
・・D/A変換器、8・・・・・・電力増幅器、10・
・・・・・負荷。
FIG. 1 is a flow diagram showing an example of the built-in program of the compensator shown in FIG. 2, FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a control block of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing a specific example of the structure.
) 1, FIG. 6 is a flowchart showing another example of the built-in program of the compensator of the present invention, and FIG. 7 shows another example of the built-in program of the compensator of the present invention. Flow diagram representing,
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the conventional example, FIG. 9 is a block diagram showing the control block of the conventional example, and FIG. 10 is a characteristic diagram showing the control characteristic IG(jω)1 of the conventional example. 1... Motor, 2... Rotation sensor, 3
... Speed detector, 4... Compensator, 5.
...Arithmetic unit, 6...Memory, 7...
...D/A converter, 8...Power amplifier, 10.
·····load.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)モータの回転速度に応じた周期の交流信号を生じる
回転センサと、前記回転センサの交流信号の周期に応じ
たディジタル信号を前記モータの1回転当たりZq回(
ここに、Zqは4以上の整数)得る速度検出手段と、前
記速度検出手段のディジタル信号にもとずき演算・記憶
して制御信号を作り出す補償手段と、前記補償手段の制
御信号に応じた電力を前記モータに供給する電力増幅手
段とを具備し、前記補償手段は、前記速度検出手段のデ
ィジタル信号により前記モータの回転誤差Eを検出する
回転誤差検出手段と、前記速度検出手段が新しいディジ
タル信号を得るのに対応してカウント動作を行い、Nx
・L(ここに、Nxは1以上の正数で、Lは4以上の整
数)をmod(法)とするカウント値Iを作るカウント
手段と、逐次書き換え可能なラム領域内に少なくともN
xL個のディジタル値M〔0〕からM〔NxL−1〕を
格納するメモリ手段と、前記カウント手段のカウント値
Iに対応して変化する整数Jに対して、少なくとも前記
メモリ手段のNx個のディジタル値M〔J−nL(mo
dNxL)〕(n=1,……,Nx)を使って算出値を
求める算出値計算手段と、前記算出値計算手段によって
求められた算出値と前記回転誤差検出手段の回転誤差を
1:1の比率にて加算した加算値に実質的に対応した更
新値によって、前記カウント手段のカウント値Iに対応
した前記メモリ手段のディジタル値を、順次M〔0〕,
M〔1〕, M〔2〕,……の順番に更新保存する更新保存手段と、
前記算出値計算手段によって求められた算出値と前記回
転誤差検出手段の現時点の回転誤差をD:1の比率にて
加算合成して前記制御信号を作り出す制御信号作成手段
とからなり、かつ、前記比率Dを 0.25≦D≦0.5 としたことを特徴とするモータの速度制御装置。(2)
Nx≧2としたことを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項記載のモータの速度制御装置。(3)算出値計算手
段は、メモリ手段のラム領域内のL間隔ずつ離れたディ
ジタル値群 M〔J−nL(mod NxL)〕(n=1,2,・・
・・・・,Nx)にそれぞれ所定の正の比率Wn(n=
1,2,・・・ ・・・,Nx)(ここに、0<Wn<
2/Nx、かつ、▲数式、化学式、表等があります▼を 掛けた後に加算合成し、その加算値に実質的に対応した
算出値を求めるようになされたことを特徴とする特許請
求の範囲第(2)項記載のモータの速度制御装置。 (4)Wn=1/Nx(n=1,2,・・・ ・・・N
x)としたことを特徴とする特許請求の範囲第(3)項
記載のモータの速度制御装置。 (5)Lをモータの1回転周期の2以上の整数倍に対応
した値にしたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)
項記載のモータの速度制御装置。(6)更新保存手段は
、算出値計算手段によって求められた算出値と回転誤差
検出手段の回転誤差を1:1の比率にて加算した加算値
を求め、連続する複数個の前記加算値にそれぞれ所定の
正の比率を掛けた値を加算合成した値を新しい更新値と
し、カウント手段のカウント値に対応したメモリ手段の
ディジタル値として保存格納するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第(1)項記載のモータの速度制
御装置。 (7)制御信号作成手段において利用される算出値計算
手段の第一の算出値は実質的にメモリ手段のNx個のデ
ィジタル値M〔J1−nL (mod NxL)〕(n=1,・・・・・・,Nx)
を使って計算され、更新保存手段において利用される前
記算出値計算手段の第二の算出値は実質的に前記メモリ
手段の他のNx個のディジタル値M〔J2−nL(mo
d NxL)〕 (n=1,・・・・・・,Nx)を使って計算され、前
記整数J1とJ2はカウント手段のカウント値 I に応
じて変化すると共に、J1=J2+Px(mod Nx
L)(ここに、Pxは1以上で5以下の整数)の関係が
あることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
モータの速度制御装置。 (8)算出値計算手段は、カウント手段のカウント値I
に応じて変化する整数Jに対して、メモリ手段のNx個
のディジタル値M〔J−nL (mod NxL)〕(n=1,・・・・・・,Nx)
を加算合成した加算値を求め、さらに、前記整数Jに関
して連続する複数個の前記加算値にそれぞれ所定の正の
比率を掛けた値を加算合成して算出値としたことを特徴
とする特許請求の範囲第(1)項記載のモータの速度制
御装置。
[Scope of Claims] 1) A rotation sensor that generates an alternating current signal with a period corresponding to the rotational speed of the motor, and a digital signal corresponding to the period of the alternating current signal of the rotation sensor Zq times (
Here, Zq is an integer of 4 or more); a compensating means that calculates and stores the digital signal of the speed detecting means to generate a control signal; power amplification means for supplying electric power to the motor; the compensation means includes rotation error detection means for detecting a rotation error E of the motor based on a digital signal from the speed detection means; A counting operation is performed in response to obtaining the signal, and Nx
・A counting means for creating a count value I whose modulus is L (where Nx is a positive number of 1 or more, and L is an integer of 4 or more), and at least N in a sequentially rewritable RAM area.
A memory means for storing xL digital values M[0] to M[NxL-1]; Digital value M [J-nL (mo
dNxL)] (n = 1, ..., Nx), and the rotation error between the calculated value obtained by the calculated value calculation means and the rotation error detection means is 1:1. The digital value of the memory means corresponding to the count value I of the counting means is sequentially changed to M[0], M[0],
an update storage means for updating and saving M[1], M[2], ... in the order;
a control signal generating means for generating the control signal by adding and combining the calculated value obtained by the calculated value calculating means and the current rotational error of the rotational error detecting means at a ratio of D:1; A speed control device for a motor, characterized in that the ratio D is 0.25≦D≦0.5. (2)
Claim No. (1) characterized in that Nx≧2.
) Speed control device for the motor described in item 2. (3) The calculated value calculation means calculates a group of digital values M [J-nL (mod NxL)] (n=1, 2, . . . separated by L intervals in the RAM area of the memory means).
. . . , Nx) are each given a predetermined positive ratio Wn (n=
1, 2, ... ..., Nx) (here, 0<Wn<
2/Nx and ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, and then additive synthesis is performed to obtain a calculated value that substantially corresponds to the added value. The motor speed control device according to item (2). (4) Wn=1/Nx (n=1, 2,......N
x) A motor speed control device according to claim (3). (5) Claim (1) characterized in that L is set to a value corresponding to an integral multiple of 2 or more of one rotation period of the motor.
The speed control device for the motor described in Section 1. (6) The update storage means obtains an added value by adding the calculated value obtained by the calculated value calculation means and the rotation error of the rotation error detection means at a ratio of 1:1, and adds the calculated value obtained by the calculated value calculation means and the rotation error of the rotation error detection means at a ratio of 1:1, and Claims characterized in that a value obtained by adding and combining the values multiplied by a predetermined positive ratio is set as a new update value, and is stored as a digital value in the memory means corresponding to the count value of the counting means. The motor speed control device according to item (1). (7) The first calculated value of the calculated value calculating means used in the control signal generating means is substantially Nx digital values M[J1-nL (mod NxL)] (n=1, . . . ..., Nx)
The second calculated value of the calculated value calculation means used in the update storage means is calculated using the other Nx digital values M[J2-nL(mo
d NxL)] (n = 1, ..., Nx), and the integers J1 and J2 change according to the count value I of the counting means, and J1 = J2 + Px (mod Nx
The motor speed control device according to claim 1, characterized in that there is a relationship as follows: L) (where Px is an integer of 1 or more and 5 or less). (8) The calculated value calculating means is a count value I of the counting means.
Nx digital values M[J-nL (mod NxL)] (n=1,...,Nx) in the memory means
A patent claim characterized in that an added value is obtained by adding and combining the above, and further, a value obtained by multiplying a plurality of consecutive added values with respect to the integer J by a predetermined positive ratio is added and combined to obtain a calculated value. A speed control device for a motor according to scope (1).
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US06/917,498 US4821168A (en) 1985-10-15 1986-10-10 Control system with improved robustness to disturbances
EP86308010A EP0219355B1 (en) 1985-10-15 1986-10-15 Control system with improved robustness to disturbances
DE8686308010T DE3687395T2 (en) 1985-10-15 1986-10-15 CONTROL SYSTEM WITH ROBUSTNESS TO FAILURES.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04208083A (en) * 1990-11-30 1992-07-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor speed controller
US5377295A (en) * 1990-11-07 1994-12-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Speed controller of motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5377295A (en) * 1990-11-07 1994-12-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Speed controller of motor
JPH04208083A (en) * 1990-11-30 1992-07-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor speed controller

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