KR0166915B1 - 모터의 속도 및 위상 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부하변동에 따른 모터 오픈 루프 이득(MOTOR OPEN LOOP GAIN) 제어장치에 관한 것으로, 특히 VCR용 모터를 제어함에 있어 주변 환경요인(온도, 테이프 차이, 테이프 주행부하 차이)에 따른 부하 변동을 감지하여 모터에 가해지는 왜란을 최적으로 제어하기 위한 모터의 오픈 루프 이득 제어장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 모터 속도 및 위상 제어장치는 모터 구동부에 의해 구동되는 모터(M)의 속도 및 위상을 검출하여 목표속도 및 목표위상 제어를 행하여 모터 속도 및 위상 제어장치에 있어서, 상기 모터의 속도 위상 변동량을 검출하여 검출된 속도 및 위상 변동량에 따라 속도 및 위상 제어이득을 출력하는 이득제어부와, 상기 이득제어부의 출력에 따라 상기 모터 구동부의 구동제어 신호는 출력하는 모터 구동제어부를 포함하여 구성된 것이다.
Description
제1도는 종래의 모터 이득 제어장치 구성블럭도.
제2도는 본 발명의 모터 오픈 루프 이득 제어장치 구성블럭도.
제3도는 본 발명에 따른 부하량 검출방법 설명도 .
제4도는 본 발명의 모터 오픈 루프 이득 제어장치 동작 순서도.
제5도는 본 발명 제1실시예의 동작 설명도 .
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 속도 검출부 2 : 위상 검출부
3 : 속도 서보부 4 : 위상 서보부
5 : 속도 이득 제어부 6 : 위상 이득 제어부
7 : 모터 구동제어부 8 : 로우패스필터
9 : DC/DC 변환부 10 : 구동부
11 : 부하변동 검출부 12 : 부하변동 제어부
13 : 모터구동부 14 : 이득제어부
본 발명은 부하변동에 따른 모터의 속도 및 위상 제어장치에 관한 것으로, 특히 VCR용 모터를 제어함에 있어 주변환경요인(온도, 테이프 차이, 테이프 주행부하 차이)에 따른 부하 변동을 감지하여 모터에 가해지는 왜란을 최적으로 제어하기 위한 모터의 오픈 루프 이득(MOTOR OPEN LOOP GAIN) 제어장치에 관한 것이다.
종래의 모터 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 종래의 모터 제어장치 구성블럭도로써, 회전하는 모터(M)의 속도 및 위상을 검출하는 속도 검출부(1) 및 위상 검출부(2)와, 상기 속도 검출부(1) 및 위상 검출부(2)에서 검출된 속도와 위상을 목표 속도 및 위상과 비교하여 그 차에 해당하는 신호를 출력하는 속도 서보(Servo)부(3) 및 위상 서보부(4)와, 상기 속도 및 위상 서보부(3,4)에서 출력된 신호를 설계 초기에 고정된 이득값에 의해 처리하는 속도 이득 제어부(5) 및 위상 이득제어부(6)와, 상기 속도 및 이득 제어부(5,6)의 출력신호를 입력하여 최종 이득값으로 제어하여 펄스 폭 변조된 신호(PWM)를 출력하는 모터 구동제어부(7)와, 상기 모터 구동제어부(7)에서 출력되는 PWM 제어신호를 DC로 변환하는 로우패스필터(LPF)(8)와, 상기 로우패스필터(8)에서 출력된 신호를 실제 모터 구동용 전원(VS)으로 출력하는 DC/DC변환부(9)와, 상기 DC/DC변환부(9)에서 출력된 신호에 의해 모터를 구동하는 모터구동부(10)를 구비하여 구성된다.
여기서 속도 및 위상 서보부(3,4)와 속도 및 위상 이득 제어부(5,6)와 메인 제어부(7)는 소프트 웨어적으로 구성되고, 로우패스필터(8)와 DC/DC변환부(9) 및 모터 구동부(10)는 하드웨어적으로 구성된다.
이와 같이 구성된 종래의 모터 제어장치의 동작은 다음과 같다.
모터를 목표 속도와 위상으로 제어하기 위해 속도 및 위상 검출부(1,2)에서 속도 및 위상을 검출하고, 검출된 속도와 위상은 속도 및 위상 서보부(3,4)에서 목표속도 및 목표위상과 비교하여 그 차만큼의 에러(error)신호가 출력되어진다.
출력된 에러신호는 속도 및 위상 이득 제어부(5,6)에서 설계 초기 고정된 이득값에 의해 처리된 후, 처리된 속도 및 위상신호가 더해져서 메인 제어부(7)에 입력되고 모터 구동제어부(7)는 이 신호를 다시 한번 이득제어하여 최종 제어신호인 PWM신호를 출력한다.
모터 구동제어부(7)에서 출력된 PWM신호는 로우패스필터(8)에서 DC신호로 변환되고 DC/DC변환부(9)에서 실제 모터 구동용 전원으로 변환되어 모터 구동부(10)에 인가되므로 모터가 제어된다.
그러나 이와 같은 종래의 모터 제어장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 종래의 모터 제어장치에 있어서, 속도 및 위상 이득 제어부와 모터 구동제어부는 항상 설계 초기에 고정된값에 의하여 이득을 제어하도록 되어 있기 때문에, 모터 제어시 주변환경(온도, 테이프의 차이, 테이프의 주행 부하 차이 등)을 충분히 고려한 상태로 제어할 수 없으므로 모터의 주변 환경에 민감한 최적의 모터 제어가 불가능하다.
본발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 주변환경에도 민감하게 대응하여 제어하므로써 최적의 조건으로 모터를 제어할 수 한 모터의 속도 및 위상 제어장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터의 속도 및 위상 제어장치는 모터 구동부에 의해 구동되는 모터(M)의 속도 및 위상을 검출하여 목표속도 및 목표위상제어를 행하는 모터속도 및 위상제어장치에 있어서, 상기 모터의 속도 및 위상 제어이득을 검출하여 검출된 속도 및 위상 변동량에 따라 속도 및 위상 제어이득을 출력하는 이득제어부와, 상기 이득제어부의 출력에 따라 상기 모터 구동부의 구동제어 신호를 출력하는 모터구동제어부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명의 모터 오픈 루프 이득 제어장치 구성블럭도이다.
본 발명의 모터 이득 제어장치의 구성은 회전하는 모터(M)의 속도 및 위상을 검출하는 속도 검출부(1) 및 위상 검출부(2)와, 상기 속도 검출부(1)및 위상 검출부(2)에서 검출된 속도와 위상을 목표 속도 및 위상과 비교하여 그 차에 해당하는 신호를 출력하는 속도 서보(Servo)부(3) 및 위상 서보부(4)와, 상기 모터의 속도 및 위상 변동량을 검출하여 검출된 속도 및 위상 제어이득을 출력하는 이득제어부(14)와, 상기 이득제어부(14)의 출력에 따라 상기 모터 구동부의 구동제어 신호를 출력하는 모터 구동제어부(7)와, 상기 모터 구동제어부(7)의 출력에 따라 모터를 구동하는 모터 구동부(13)로 구성된다.
여기서, 이득제어부(14)는 상기 모터 구동제어부(7)에서 모터 구동부(13)로 출력되는 신호로부터 현재 모터(M)에 가해지키는 모터의 속도 및 위상 변동량을 검출하여 출력하는 부하변동 검출부(11)와, 상기 부하변동 검출부(11)에서 출력된 속도 및 위상 변동량을 인식하여 현재의 부하량에 상응하는 이득값을 하기 속도 이득 제어부(5) 및 위상 이득 제어부(6)와 상기 모터 구동제어부(7)로 출력하는 부하변동 제어부(12)와, 상기 속도 및 위상 서보부(3,4)에서 출력된 신호를 각각 입력하여 상기 부하변동 제어부(12)로부터의 부하변동에 상응하는 이득값으로 처리하는 속도 이득 제어부(5) 및 위상 이득 제어부(6)를 구비하여 구성된다.
그리고 모터 구동부(13)는 모터 구동제어부(7)에서 출력되는 PWM 제어신호를 DC로 변환하는 로우패스필터(LPF)(8)와, 상기 로우패스필터(8)에서 출력된 신호를 실제 모터 구동용 전원(VS)으로 출력하는 DC/DC변환부(9)와, 상기 DC/DC변환부(9)에서 출력된 신호에 의해 모터를 구동하는 구동부(10)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 모터 제어장치의 동작은 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 따른 부하량 검출방법 설명도이고, 제4도는 본 발명의 모터 오픈 루프 이득 제어장치 동작 순서도이다.
모터를 목표 속도와 위상으로 제어하기 위해 속도 및 위상 검출부(1,2)에서 속도 및 위상을 검출하고, 검출된 속도와 위상은 각 속도 및 위상 서보부(3,4)에서 목표속도및 목표위상과 비교하여 그 차만큼의 에러(error)신호를 출력되어진다.
출력된 에러신호는 각각 속도 및 위상 이득 제어부(5,6)에서 부하변동 제어부(12)에서 출력된 부하에 상응하는 이득제어값에 의해 처리한다.
처리된 속도 및 위상신호가 더해져서 모터 구동제어부(7)에 입력된다.
모터 구동제어부(7)는 이 신호를 다시한번 이득제어하여 최종 제어신호인 PWM신호를 출력한다.
즉, 모터 구동제어부(7)에서는 제3도와 같이 펄스폭을 변조(PWM)하여 모터의 속도를 제어하는데 그 펄스의 주기는 일정하게 하고 온 타임(ON TIME)구간을 변경시킨다.
모터 구동제어부(7)에서 출력된 PWM신호는 로우패스필터(8)에서 DC신호로 변환되고 DC/DC변환부(9)에서 실제 모터 구동용 전원으로 변환되어 구동부(10)에 인가되므로 모터가 제어된다.
이때, 부하변동 검출부(11)가 현재 모터(M)에 가해지는 속도 및 위상 변동량을 검출한 후, 검출값을 상기 부하변동 제어부(12)에 보낸다.
부하변동 제어부(12)는 현재 모터에 가해지는 속도 및 위상 변동량을 계산하여 부하에 상응하는 이득값을 상기 속도 및 위상 이득 제어부(5,6)와 모터 구동제어부(7)로 출력하여 부하에 따라 오픈 루프 이득을 제어하게 된다.
여기서 부하변동 검출부(11) 및 부하변동 제어부(12)의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
모터 구동제어부(7)에서 출력되는 PWM 제어신호는 제3도와 같이 일정주기(T)를 가지고 모터에 가해지는 부하량 만큼 온 타임 구간이 변화하면서 제어된다.
즉, 부하가 클때는 온 타임 구간이 커지고 반대로 부하가 작을 때에는 온 타임 구간이 작아지게 된다.
이때, 모터 제어용 PWM은 하이 주파수인 반면 실제 모터 제어는 로우 주파수이고, 모터의 부하 변동을 너무 자주 관측하여 오픈 루프 이득을 제어하면 실제 서보루프(Servo Loop)에 나쁜 방향으로 발전할 수 있기 때문에 부하 변동량을 일정시간 동안 관측하여 평균값을 산출하는 것이 바람직하다.
따라서, 부하변동 검출부(11)에서는 모터의 속도 및 위상 변동값을 부하량 평균값으로 산출하는데 그 식은 다음과 같다.
그리고, 부하변동 제어부(12)는 제4도와 같이 동작된다.
즉, 부하변동 검출부(11)에서 검출된 속도 및 위상 변동값(K)과 부하량을 일정 구간별로 구분한 값(a,b,..........n-1,n)과 비교하여 현재 입력된 속도 및 위상 변동값(K)의 범위를 산출한 후, 산출된 값에 상응하는 이득값(A,B,......N-1,N)을 상기 메인 제어부(7)와 속도 및 위상 이득 제어부(5,6)로 출력하여 모터의 오픈 루프 이득을 제어한다.
여기서 a b ........ n-1 n 의 관계를 갖고, A B ..... N-1 N 의 관계를 갖는다.
따라서 부하변동 검출부(11)와 부하변동 제어부(12)에서 현재 제어되고 있는 모터의 부하량을 관측하는 부하가 클때는 오픈 루프 이득을 작게하므로 왜란에 대한 억압력을 키우고 반대로 부하가 작을 때는 이득 마진을 크게 하므로 왜란에 대한 억압력을 줄여 모터 제어시 주변환경에 민감하게 대응한 최적의 서보를 한다.
이와 같은 본 발명의 모터 제어장치를 8mm VCR의 캡스턴 모터(CAPSTAN MOTOR)에 적용하면 다음과 같다.
제5도는 본 발명 제1실시예의 VCR 캡스턴 모터에 적용한 동작 설명도이다.
예를 들어 테이프의 초기, 중기, 말기 부하량은 통상적으로 초기 중기 말기 순이다.
따라서 PWM 신호를 관측하면 부하량 검출값은 K1 K2 K3 로 나타난다.
이때 부하량(K1)의 경우 부하가 작기 때문에 모터에 가해지는 왜란 성분이 작고 부하량(K3)의 경우 부하가 크기 때문에 왜란 성분이 클 수 밖에 없으므로 부하량(K1) 처럼 왜란 성분이 작을 때는 이득값(A1)으로 제어하여 a1의 오픈 루프 이득 마진을 확보하고, 부하량(K1) 처럼 왜란 성분이 클 때는 이득값(A3)으로 제어하며 a3의 오픈 루프 이득 마진을 확보하면 부하 조건에 따라 왜란에 대한 억압력을 조절할 수 있게 된다.
상기와 같은 피드백 루프(Feed back)가 형성되면 캡스턴 모터 제어시 온도 변 따른 부하조건, 테이프 시간별 부하 차이, 데크메카의 주행 부하에 차이에 따라 적절한 오픈 루프 이득을 확보할 수 있기 때문에 최적의 서보가 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 모터 제어장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
종래에는 모터의 속도 및 위상을 고정된 이득값으로 제어하기 때문에 모터의 부하 조건을 충분히 고려하지 못한 상태에서 서보를 해야만 하므로 주변환경조건에 죄척하게 제어하지 못했지만, 본 발명은 모터의 부하 조건을 관측하여 부하 조건에 상응하는 오픈 루트 이득 마진을 제어하므로 최적의 서보가 가능하다.
특히 부하변동량이 주변환경요소에 크게 좌우되는 모터 제어시 오픈 루프 이득 마진을 제어한다는 것은 설계 마진 확보의 어려움을 해결해 줄 뿐만 아니라, 성능을 향상시킨다.
Claims (4)
- 모터 구동부에 의해 구동되는 모터(M)의 속도 및 위상을 검출하여 목표속도 및 목표위상제어를 행하는 모터속도 및 위상제어장치에 있어서, 상기 모터의 속도 및 위상 변동량을 검출하여 검출된 속도 및 위상 변동량에 따라 속도 및 위상 제어이득을 출력하는 이득제어부와, 상기 이득제어부와 출력에 따라 상기 모터 구동부의 구동제어 신호를 출력하는 모터 구동제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모터의 속도 및 위상 제어장치.
- 제1항에 있어서, 이득제어부는 상기 모터 구동제어부의 출력으로 부터 모터의 속도 및 위상 변동량을 검출하는 부하변동 검출부와, 상기 부하변동 검출부에서 검출된 속도 및 위상 변동량에 상응하는 이득값을 출력하는 부하변동 제어부와, 상기 부하변동 제어부의 출력에따라 모터 속도 및 위상 이득값을 상기 모터 구동제어부에 출력하는 속도 및 위상 이득 제어부를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 모터의 속도 및 위상 제어장치.
- 제2항에 있어서, 부하변동 검출부는 일정시간 동안의 속도 및 위상 변동 평균값으로 변동량을 출력함을 특징으로 하는 모터의 속도 및 위상 제어장치.
- 제2항에 있어서, 부하변동 제어부는 속도 및 위상 변동량을 일정 구간별로 구분한 값과 비교하여 현재 입력된 속도 및 위상 변동값(K)의 범위를 산출한 후, 산출된 값에 상응하는 이득값을 상기 모터 구동제어부와 속도 및 위상 이득 제어부로 출력하여 모터의 오픈 루프 이득을 제어함을 특징으로 하는 모터의 속도 및 위상 제어장치.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| KR1019940032515A KR0166915B1 (ko) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 모터의 속도 및 위상 제어장치 |
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| JP7314235A JPH08237981A (ja) | 1994-12-02 | 1995-12-01 | モータの速度及び位相制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940032515A KR0166915B1 (ko) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 모터의 속도 및 위상 제어장치 |
Publications (2)
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019940032515A KR0166915B1 (ko) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 모터의 속도 및 위상 제어장치 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR0166915B1 (ko) |
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1994
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| KR960027230A (ko) | 1996-07-22 |
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