JP3182005B2 - Motor control device - Google Patents
Motor control deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、PLL(Phase locked
loop)制御を用いたモータ制御装置、特にレーザプリ
ンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等の画像形
成装置において、その書込み光学系のスキャナ用モータ
あるいはその感光体ドラムを駆動するドラム用モータ等
を制御するモータ制御装置に関する。The present invention relates to a PLL (Phase locked)
In an image forming apparatus such as a laser printer, a digital copier, and a laser facsimile, which controls a motor for writing, a motor for a scanner for a writing optical system or a motor for a drum for driving a photosensitive drum. The present invention relates to a motor control device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近時、レーザプリンタ、デジタル複写
機、レーザファクシミリ等においては、その画像形成技
術の飛躍的進歩に伴って高速化と出力画像の高密度化が
図られるとともに、その小型化、軽量化が進められてお
り、そのレーザ書込み系に設けられるスキャナ(例えば
ポリゴンミラーやピラミダルミラーを具備する)も本体
装置と共に高速化、小型化される傾向にある。前記レー
ザ書込み系は、ホリゴンミラー等の鏡面を利用してレー
ザ光を感光体ドラムに対し1次元方向にスキャンさせな
がら、感光体ドラムを回転させることによって2次元画
像を形成するが、上述のように高速化したスキャナモー
タの回転数領域は5,000〜15,000[rpm]あるいは20,000〜
40,000[rpm]というように低速から高速までの広範囲に
亙るものとなっている。そして、このようなモータの制
御を行なうものとして、通常は基準クロックとフリケン
シージェネレータパルスを位相比較するPLL制御を用
いたモータ制御装置が多用されている。なお、レーザ書
込み系を用いた最近の機種では画素密度が多様化してい
るため、その切換え機能を有するものも開発されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, laser printers, digital copiers, laser facsimile machines and the like have achieved higher speeds and higher output image densities with the dramatic progress of image forming technology, as well as downsizing. The weight reduction is progressing, and the scanner (for example, provided with a polygon mirror or a pyramidal mirror) provided in the laser writing system also tends to be faster and smaller together with the main unit. The laser writing system forms a two-dimensional image by rotating the photosensitive drum while scanning laser light in a one-dimensional direction with respect to the photosensitive drum using a mirror surface such as a holgon mirror, as described above. The speed range of the high-speed scanner motor is 5,000 to 15,000 [rpm] or 20,000 to
It is a wide range from low speed to high speed such as 40,000 [rpm]. In order to control such a motor, a motor control device using PLL control for comparing a phase of a reference clock with a frequency of a frequency generator pulse is often used. In recent models using a laser writing system, since the pixel density has been diversified, a device having a switching function has been developed.
【0003】また、デジタル複写機やレーザプリンタの
感光体は、常に一定の速度で駆動されるが、その駆動用
モータを制御するモータ制御装置にも通常はPLL制御
が用いられている。これは、PLL制御が立上り、回転
数切換え等の過渡的制御に対しては同期引き込み時間等
でその制御性が悪いものの、PLLに同期し定速運転に
入れば、速度・位置をエンコーダの分解能範囲で制御可
能になるからである。例えば、カラー複写機の場合、色
ずれを防ぐために非常に高分解能のエンコーダを用いて
高精度なPLL制御を行なっている。The photoconductors of digital copiers and laser printers are always driven at a constant speed, but PLL control is usually also used in a motor control device for controlling the driving motor. This is because although the PLL control starts up and the controllability is poor for transient control such as switching of the number of revolutions due to the synchronization pull-in time, etc., if the control enters the constant speed operation in synchronization with the PLL, the speed / position is changed to the resolution of the encoder. This is because control can be performed within the range. For example, in the case of a color copying machine, highly accurate PLL control is performed using an encoder with a very high resolution in order to prevent color misregistration.
【0004】図13、図14に従来のPLL制御を用いたモ
ータ制御装置の具体例を示す。この装置では、フリケン
シージェネレータ1がモータ3の回転を検出してその回
転数に比例した周波数の信号を発生すると、この信号が
波形整形回路2によってパルス信号に波形整形され、位
相比較器4によって基準信号と位相比較される。基準信
号は水晶発振器5の出力を分周器6で分周して作られ
る。位相比較器4の出力信号(位相差信号)は積分器を
用いた平滑回路7により平滑(直流化)され、位相補償
回路8により所定の低周波帯域(例えば1〜10Hz)で補
償されてモータ駆動回路9に印加されるようになってお
り、これによりモータ3が基準速度で回転する。なお、
平滑回路7及び位相補償回路8は図15あるいは図16に示
される回路構成となっている。図15において、平滑回路
7及び位相補償回路8は増幅器101を主体に抵抗Ra1〜
Ra4とコンデンサCa1〜Ca3とを含んで構成され、その
増幅器101の入力端子には電圧Va が印加されている。
ここで、増幅器101は、電圧Va を基準に位相比較器4
からの位相差パルスを平滑、位相補償し、モータ駆動回
路9に速度制御信号を与えている。また、図16おいて、
平滑回路7及び位相補償回路8は増幅器102を主体に抵
抗Rb1〜Rb4とコンデンサCb1〜Cb3とを含んで構成さ
れ、その増幅器102の入力端子には電圧Vbが印加されて
いる。ここで、増幅器102は、電圧Vbを基準に位相比較
器4からの位相差パルスを平滑、位相補償し、モータ駆
動回路9に速度制御信号を与えている。FIGS. 13 and 14 show a specific example of a conventional motor control device using PLL control. In this device, when the frequency generator 1 detects the rotation of the motor 3 and generates a signal having a frequency proportional to the number of rotations, the signal is shaped into a pulse signal by a waveform shaping circuit 2, and the phase comparator 4 The phase is compared with the signal. The reference signal is generated by dividing the output of the crystal oscillator 5 by the frequency divider 6. The output signal (phase difference signal) of the phase comparator 4 is smoothed (converted to a direct current) by a smoothing circuit 7 using an integrator, and is compensated in a predetermined low frequency band (for example, 1 to 10 Hz) by a phase compensating circuit 8. The voltage is applied to the drive circuit 9, whereby the motor 3 rotates at the reference speed. In addition,
The smoothing circuit 7 and the phase compensation circuit 8 have the circuit configuration shown in FIG. 15 or FIG. In FIG. 15, a smoothing circuit 7 and a phase compensation circuit 8 mainly include an amplifier 101 and resistors Ra 1 to Ra 1 .
The amplifier 101 includes Ra 4 and capacitors Ca 1 to Ca 3, and a voltage Va is applied to an input terminal of the amplifier 101.
Here, the amplifier 101 uses the phase comparator 4 based on the voltage Va.
The phase difference pulse is smoothed and phase compensated, and a speed control signal is given to the motor drive circuit 9. In FIG. 16,
Smoothing circuit 7 and a phase compensating circuit 8 is configured to include a resistor Rb 1 ~Rb 4 and the capacitor Cb 1 to CB 3 the amplifier 102 mainly, the voltage Vb is applied to the input terminal of the amplifier 102. Here, the amplifier 102 smoothes and phase-compensates the phase difference pulse from the phase comparator 4 based on the voltage Vb, and supplies a speed control signal to the motor drive circuit 9.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のモータ制御装置にあっては、PLL制御の制
御範囲が狭いため、次のような問題、があった。 スキャナモータの制御を行なうモータ制御装置にあ
っては、広範囲の回転数領域を十分にカバーするのが困
難である。However, such a conventional motor control device has the following problems because the control range of the PLL control is narrow. It is difficult for a motor control device that controls a scanner motor to sufficiently cover a wide range of rotation speed.
【0006】 感光体駆動用モータの制御を行なうモ
ータ制御装置にあっては、温度変化や経時変化による負
荷変動が大きく発生すると、PLL制御の制御領域から
外れ、安定した制御が行なえなくなる。 具体的には、図17に示すように、モータ回転数を変化さ
せたときのPLL制御の位相差デューティは、環境温度
変化によって大きく異なる。これは環境温度によって負
荷トルクが大きく変化するためで、使用環境温度範囲が
広いほど若しくは温度に対して負荷トルク変動が大きい
ほど、安定に制御できる回転数範囲が狭くなってしまう
ことになる。図17に示した例では、PLL制御の安定同
期範囲を位相差デューティーで10〜60%とした場合、−
10〜65℃の温度環境での回転数領域は約4,300〜5,800
[rpm]となり、制御できる回転数範囲が非常に狭くなっ
てしまうことがわかる。In a motor control device that controls a photoconductor driving motor, when a load change due to a temperature change or a change over time occurs greatly, the motor control device falls out of a control region of the PLL control and cannot perform stable control. Specifically, as shown in FIG. 17, the phase difference duty of the PLL control when the motor speed is changed greatly differs depending on the environmental temperature change. This is because the load torque greatly changes depending on the environmental temperature. The wider the operating environment temperature range or the greater the load torque variation with respect to the temperature, the narrower the rotational speed range that can be controlled stably. In the example shown in FIG. 17, when the stable synchronization range of the PLL control is set to 10 to 60% by the phase difference duty, −
The rotational speed range in a temperature environment of 10 to 65 ° C is about 4,300 to 5,800
[rpm], and it can be seen that the controllable rotational speed range becomes very narrow.
【0007】また、図15に示した増幅器101 の基準電圧
Va や、図16に示した増幅器102 の基準電圧Vb は、I
C内部回路で又は外部で抵抗分圧により作られるが、製
造上の交差のばらつきや回路電源電圧によってこれらが
ばらついてしまう。例えば、図18に示すように、増幅器
基準電圧が1.4〜1.7Vまでばらついたときの位相
差デューティーは、基準電圧によってその値が大きく異
なっている。したがって、増幅器基準電圧がばらつくほ
ど安定に制御できる回転数範囲が狭くなってしまうので
ある。The reference voltage Va of the amplifier 101 shown in FIG. 15 and the reference voltage Vb of the amplifier 102 shown in FIG.
C is formed by a resistive voltage division in an internal circuit or externally, but these may vary due to variations in manufacturing intersections or circuit power supply voltage. For example, as shown in FIG. 18, the value of the phase difference duty when the amplifier reference voltage varies from 1.4 to 1.7 V greatly differs depending on the reference voltage. Therefore, the more the amplifier reference voltage varies, the narrower the rotational speed range in which the control can be performed stably.
【0008】そこで、本発明は、回転数や負荷の変動に
対する位相偏差の変動を抑制することにより、広範囲な
回転数領域を確保し、温度変化や経時変化による負荷変
動に対しても安定性を高めたモータ制御回路を提供する
ことを目的とする。Therefore, the present invention secures a wide range of rotation speed by suppressing the fluctuation of the phase deviation with respect to the fluctuation of the rotation speed and the load, and secures the stability against the load fluctuation due to the temperature change and the aging change. It is an object to provide an enhanced motor control circuit.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項1記載の発明は、基準信号を発生する基準信号発生
手段と、モータの速度を検出する速度検出手段と、速度
検出手段の出力信号と前記基準信号との位相差に応じた
信号を出力する位相比較器と、位相比較器の出力信号を
平滑する平滑回路と、平滑回路の出力信号を位相補償す
る位相補償回路と、位相補償回路により位相補償された
出力信号により前記モータを駆動制御するモータ駆動回
路と、を備えたモータ制御回路において、前記位相補償
回路の出力信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路の出
力信号のうち前記モータの負荷トルク変動に対応する低
周波数帯域の変動分を通過させるローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力信号を前記位相比較器の出力
信号に加算する加算回路と、を設けたことを特徴とする
ものであり、請求項2記載の発明は、基準信号を発生す
る基準信号発生手段と、モータの速度を検出する速度検
出手段と、速度検出手段の出力信号と前記基準信号との
位相差に応じた信号を出力する位相比較器と、位相比較
器の出力信号を平滑する平滑回路と、平滑回路の出力信
号を位相補償する位相補償回路と、位相補償回路により
位相補償された出力信号により前記モータを駆動制御す
るモータ駆動回路と、を備えたモータ制御回路におい
て、前記位相補償回路の出力信号を所定の演算式に基づ
いて演算増幅するアナログ演算回路と、該演算回路の出
力信号のうち前記モータの負荷トルク変動に対応する低
周波数帯域の変動分を通過させるローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力信号を前記位相比較器の出力
信号に加算する加算回路と、を設けたことを特徴とする
ものであり、請求項3記載の発明は、基準信号を発生す
る基準信号発生手段と、モータの速度を検出する速度検
出手段と、速度検出手段の出力信号と前記基準信号との
位相差に応じた信号を出力する位相比較器と、位相比較
器の出力信号を平滑する平滑回路と、平滑回路の出力信
号を位相補償する位相補償回路と、位相補償回路により
位相補償された出力信号により前記モータを駆動制御す
るモータ駆動回路と、を備えたモータ制御回路におい
て、前記位相補償回路の出力信号を、所定の演算式に基
づいて演算増幅し、前記モータの負荷トルク変動に対応
する低周波数帯域の変動分のみ通過するようフィルタリ
ングするデジタル演算回路およびデジタルフィルタと、
該デジタル演算回路およびデジタルフィルタによって演
算増幅され、フィルタリングされた出力信号を前記位相
比較器の出力信号に加算する加算回路と、を設けたこと
を特徴とするものである。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises a reference signal generating means for generating a reference signal, a speed detecting means for detecting a speed of a motor, and an output of the speed detecting means. According to the phase difference between the signal and the reference signal
A phase comparator that outputs a signal, a smoothing circuit that smoothes the output signal of the phase comparator, a phase compensation circuit that compensates for the phase of the output signal of the smoothing circuit, and the output signal that is phase compensated by the phase compensation circuit. A motor drive circuit for controlling drive, wherein the phase compensation
An amplifying circuit for amplifying the output signal of the circuit, a low pass filter for passing the variation of the low frequency band corresponding to the load torque fluctuation of the motor of the output signal of the amplification circuit,
3. An adding circuit for adding an output signal of the low-pass filter to an output signal of the phase comparator, wherein the reference signal generating means for generating a reference signal is provided. Speed detection means for detecting the speed of the motor; a phase comparator for outputting a signal corresponding to the phase difference between the output signal of the speed detection means and the reference signal; and a smoothing circuit for smoothing the output signal of the phase comparator. A phase compensation circuit for phase-compensating the output signal of the smoothing circuit; and a motor drive circuit for driving and controlling the motor with the output signal phase-compensated by the phase compensation circuit. an analog arithmetic circuit for calculating amplified based on the output signal to a predetermined arithmetic expression, a low frequency band fluctuation that corresponds to the load torque fluctuation of the motor the output signals of the operational circuit A low pass filter for passing,
4. An addition circuit for adding an output signal of the low-pass filter to an output signal of the phase comparator, wherein the reference signal generating means for generating a reference signal is provided. Speed detection means for detecting the speed of the motor; a phase comparator for outputting a signal corresponding to the phase difference between the output signal of the speed detection means and the reference signal; and a smoothing circuit for smoothing the output signal of the phase comparator. A phase compensation circuit for phase-compensating the output signal of the smoothing circuit; and a motor drive circuit for driving and controlling the motor with the output signal phase-compensated by the phase compensation circuit. The output signal of the motor is calculated and amplified based on a predetermined calculation formula to cope with the load torque fluctuation of the motor.
A digital operation circuit and a digital filter for filtering so as to pass only the variation in the low frequency band,
An adder circuit for adding an output signal that has been amplified and filtered by the digital operation circuit and a digital filter to an output signal of the phase comparator.
【0010】[0010]
【作用】本発明では、位相補償回路により位相補償され
た出力信号が増幅回路によって増幅され、その増幅され
た信号の低周波数帯域がローパスフィルタを通過して加
算回路に入力され、位相比較器の出力信号に重畳加算さ
れる。したがって、モータ負荷トルクの変動により位相
比較器の出力信号が変動しても、その変動分が増幅され
て位相偏差信号に加算されるから、位相偏差の変動を抑
えるように(常に一定の位相偏差となるように)トルク
変動の低周波成分が補償制御される。According to the present invention, the output signal phase-compensated by the phase compensation circuit is amplified by the amplifier circuit, and the low-frequency band of the amplified signal passes through the low-pass filter and is input to the adder circuit. It is superimposed and added to the output signal. Therefore, even if the output signal of the phase comparator fluctuates due to the fluctuation of the motor load torque, the fluctuation is amplified and added to the phase deviation signal. Is compensated for the low-frequency component of the torque fluctuation.
【0011】請求項2記載の発明では、位相補償された
出力信号がアナログ演算回路により所定の演算式に基づ
いて増幅され、その増幅された信号の低周波数帯域がロ
ーパスフィルタを通過して加算回路に入力され、位相比
較器の出力信号に重畳加算される。したがって、アナロ
グ演算回路の採用によりモータ負荷トルクの変動による
位相比較器の出力信号の変動分がその変動特性に対応す
る近似式で演算可能になり、その変動分をアナログ演算
回路により演算増幅して位相偏差信号に加算すること
で、位相偏差の変動を非常に小さくするよう補償制御が
なされる。According to the second aspect of the present invention, the phase-compensated output signal is amplified by the analog arithmetic circuit based on a predetermined arithmetic expression, and the low frequency band of the amplified signal passes through the low-pass filter and is added to the adder circuit. And superimposed and added to the output signal of the phase comparator. Therefore, by using the analog arithmetic circuit, the variation of the output signal of the phase comparator due to the variation of the motor load torque can be calculated by an approximate expression corresponding to the variation characteristic, and the variation is calculated and amplified by the analog arithmetic circuit. By adding to the phase deviation signal, compensation control is performed so as to minimize the fluctuation of the phase deviation.
【0012】請求項3記載の発明では、位相補償された
出力信号がデジタル演算回路により所定の演算式に基づ
いて増幅されるとともに、デジタルフィルタにより低周
波数帯域のみ通過するようフィルタリングされて加算回
路に入力され、位相比較器の出力信号に重畳加算され
る。したがって、位相偏差の変動を非常に小さくするこ
とが可能になるとともに、補償のための演算式がプログ
ラム対応可能になり、システムの変更や駆動条件の変更
等が容易に行なえるようになる。According to the third aspect of the present invention, the phase-compensated output signal is amplified by the digital arithmetic circuit based on a predetermined arithmetic expression, and is filtered by a digital filter so as to pass through only a low frequency band, and is applied to the adder circuit. It is input and superimposed and added to the output signal of the phase comparator. Therefore, the variation of the phase deviation can be made very small, and the arithmetic expression for compensation can be made programmable, so that the system can be easily changed or the driving conditions can be easily changed.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図1〜図4は請求項1記載の発明に係る
モータ制御装置の一実施例を示す図である。まず、その
構成について説明するが、本実施例において従来例と同
一の構成については同一符号を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 4 show an embodiment of the motor control device according to the first aspect of the present invention. First, the configuration will be described. In the present embodiment, the same components as those of the conventional example will be described using the same reference numerals.
【0014】図1、図2において、フリケンシージェネ
レータ1はモータ3に連結され、モータ3の回転を検出
してその回転数に比例した周波数の信号を発生するよう
になっており、このフリケンシージェネレータ1で発生
された信号は波形整形回路2によりパルス信号に波形整
形され、位相比較器4によって基準信号と位相比較され
る。この基準信号は水晶発振器5の出力を分周器6で分
周して作られ、位相比較器4はこの基準信号を用いて波
形整形回路2の出力パルス信号と基準信号との位相差に
相当するパルス幅を有するパルス信号を出力する。ま
た、位相比較器4の出力信号は積分器を用いた平滑回路
7によって平滑され、位相補償回路8を介し位相補償さ
れた後にモータ駆動回路9に印加されるようになってお
り、これによってモータ3が基準速度で回転する。な
お、フリケンシージェネレータ1は、一般的なものと同
様に、プリント基板に設けられたフリケンシージェネレ
ータパターン(以下、FGパターンという)と、多極に
着磁されたモータマグネットとの磁束の交差に伴うフレ
ミングの右手の法則に従った起電力によりロータ(マグ
ネット)の回転速度信号を得る構成になっているが、F
Gパターンの代わりにマグネットの着磁状態を検知する
ホール素子や磁気抵抗素子を用いることもできる。ま
た、平滑回路7及び位相補償回路8は、図3に示される
ように、OPアンプからなる増幅器101を主体に抵抗Ra
1〜Ra4とコンデンサCa1〜Ca3とを含んで構成され、
増幅器101の入力端子には電圧Va が印加されている。
この増幅器101は、電圧Va を基準に位相比較器4から
の位相差パルスを平滑、位相補償し、モータ駆動回路9
に速度制御信号を与えている。1 and 2, a frequency generator 1 is connected to a motor 3, detects rotation of the motor 3, and generates a signal having a frequency proportional to the number of rotations. Is shaped into a pulse signal by the waveform shaping circuit 2, and the phase is compared with the reference signal by the phase comparator 4. This reference signal is generated by dividing the output of the crystal oscillator 5 by the frequency divider 6, and the phase comparator 4 uses this reference signal to correspond to the phase difference between the output pulse signal of the waveform shaping circuit 2 and the reference signal. And outputs a pulse signal having a pulse width. The output signal of the phase comparator 4 is smoothed by a smoothing circuit 7 using an integrator, phase-compensated through a phase compensating circuit 8, and then applied to a motor driving circuit 9, whereby the motor is driven. 3 rotates at the reference speed. The frequency generator 1 includes a frequency generator pattern (hereinafter, referred to as an FG pattern) provided on a printed circuit board and a framing caused by an intersection of a magnetic flux with a multi-pole magnetized magnet. Is configured to obtain the rotation speed signal of the rotor (magnet) by the electromotive force according to the right hand rule of F.
Instead of the G pattern, a Hall element or a magnetoresistive element for detecting the magnetized state of the magnet can be used. As shown in FIG. 3, the smoothing circuit 7 and the phase compensation circuit 8 mainly include an amplifier 101 composed of an OP amplifier and a resistor Ra.
1 to Ra 4 and capacitors Ca 1 to Ca 3 ,
The voltage Va is applied to the input terminal of the amplifier 101.
The amplifier 101 smoothes and phase-compensates the phase difference pulse from the phase comparator 4 based on the voltage Va, and
Is given a speed control signal.
【0015】すなわち、水晶発振子5および分周器6は
基準信号を発生する基準信号発生手段を構成し、フリケ
ンシージェネレータ1及び波形整形回路2はモータ3の
速度を検出する速度検出手段を構成しており、位相比較
器4はその検出手段の出力信号と前記基準信号との位相
を比較する。そして、位相比較器4の出力信号が平滑回
路7により平滑され、平滑回路7の出力信号が位相補償
回路8によって位相補償されて、その位相補償された出
力信号によりモータ3が駆動制御されるようになってい
る。That is, the crystal oscillator 5 and the frequency divider 6 constitute reference signal generating means for generating a reference signal, and the frequency generator 1 and the waveform shaping circuit 2 constitute speed detecting means for detecting the speed of the motor 3. The phase comparator 4 compares the phase of the output signal of the detection means with the phase of the reference signal. Then, the output signal of the phase comparator 4 is smoothed by the smoothing circuit 7, the output signal of the smoothing circuit 7 is phase-compensated by the phase compensation circuit 8, and the driving of the motor 3 is controlled by the phase-compensated output signal. It has become.
【0016】一方、本実施例においては、上述のように
位相補償された出力信号を増幅する増幅回路10と、その
増幅回路10の出力信号の低周波数帯域を通過させるロー
パスフィルタ11と、ローパスフィルタ11の出力信号を位
相比較器4の出力信号に加算する加算回路12と、が設け
られている。これら増幅回路10、ローパスフィルタ11お
よび加算回路12は、図2に示すように、位相補償回路8
の出力信号を増幅し、その低周波数帯域のみを位相比較
器4の出力信号の位相偏差θe に重畳させて、位相偏差
θe の増減を抑える回路、すなわち、トルク変動の低周
波成分を補償制御することにより常に一定の位相偏差θ
e でPLL制御が働くように制御を安定化させるオート
位相コントロール回路(Auto Phase control 回路:以
下、APC回路という)を構成している。なお、図2に
示す本実施例のPLL制御系のブロック図において、θ
1 は基準位相(目標位相)、θ2 はフィードバック位
相、ωは回転角速度、TL は外乱トルク、GE(s)は平
滑・位相補償制御部の伝達関数、GM(s)はモータ部の
伝達関数、GS(s)はFG伝達関数、GAPC(s)は前記A
PC回路の伝達関数、GT はトルク−電圧変換定数であ
る。On the other hand, in this embodiment, an amplifier circuit 10 for amplifying the output signal phase-compensated as described above, a low-pass filter 11 for passing a low-frequency band of the output signal of the amplifier circuit 10, and a low-pass filter And an addition circuit 12 for adding the output signal of 11 to the output signal of the phase comparator 4. As shown in FIG. 2, the amplifying circuit 10, the low-pass filter 11 and the adding circuit 12
Amplifies the output signal, only the low-frequency band is superposed on the phase deviation theta e of the output signal of the phase comparator 4, circuitry to reduce the increase or decrease of the phase deviation theta e, i.e., compensate for the low-frequency component of the torque fluctuation By controlling, always constant phase deviation θ
An automatic phase control circuit (hereinafter, referred to as an APC circuit) that stabilizes the control so that the PLL control operates in e . In the block diagram of the PLL control system of the present embodiment shown in FIG.
1 is a reference phase (target phase), θ 2 is a feedback phase, ω is a rotational angular velocity, TL is a disturbance torque, G E (s) is a transfer function of a smoothing / phase compensation control unit, and G M (s) is a motor unit. G S (s) is the FG transfer function, G APC (s) is the A
Transfer function, G T the PC circuit torque - a voltage conversion constant.
【0017】図3は、そのAPC回路の詳細例を示す回
路図である。同図に示すように、前記APC回路は、抵
抗R5 およびコンデンサC4 によって構成されたローパ
スフィルタ11と、増幅器103を主体に抵抗R6 〜R8 を
用いて構成された増幅回路10と、増幅器104を主体にR9
〜R12を用いて構成された加算回路12とからなり、モ
ータ駆動回路9に入力される速度制御信号を増幅回路10
で増幅して、速度制御信号の増減に応じた信号を加算回
路により位相比較出力に直接重畳するようになってい
る。FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed example of the APC circuit. As shown in the figure, the APC circuit includes a low-pass filter 11 constituted by a resistor R5 and a capacitor C4, an amplifier circuit 10 constituted mainly by an amplifier 103 and resistors R6 to R8, and an amplifier circuit 104 constituted by an amplifier 104. To R9
.. R12, and a speed control signal input to the motor drive circuit 9 by the amplifier circuit 10.
, And a signal corresponding to the increase or decrease of the speed control signal is directly superimposed on the phase comparison output by the adder circuit.
【0018】なお、APC回路は、図3に示したものに
限らず、図4に示すように態様の異なるものでもよい。
図4のAPC回路は、抵抗R5 およびコンデンサC4 に
よって構成されたローパスフィルタ11と、増幅器103を
主体に抵抗R6 〜R8 を用いて構成された増幅回路10と
を有しており、モータ駆動回路9に入力される速度制御
信号を増幅回路10で増幅して、速度制御信号の増減に応
じた信号を加算回路として兼用する増幅器101の+入力
端子に直接印加し、制御を行なう。The APC circuit is not limited to the one shown in FIG. 3, but may be one having a different mode as shown in FIG.
The APC circuit shown in FIG. 4 has a low-pass filter 11 composed of a resistor R5 and a capacitor C4, and an amplifier circuit 10 mainly composed of an amplifier 103 and composed of resistors R6 to R8. The speed control signal input to the amplifier is amplified by the amplifier circuit 10, and a signal corresponding to the increase / decrease of the speed control signal is directly applied to the + input terminal of the amplifier 101 also serving as an addition circuit to perform control.
【0019】次に、作用を説明する。図2において、外
乱トルクTL が大きくなりモータ負荷トルクが増加する
と、基準位相θ1 に対してフィードバック位相θ2 が遅
れるが、このとき位相比較器4の出力信号である位相偏
差θe のパルス幅が広がり、平滑回路7および位相補償
回路8を通過した位相補償回路8の出力信号がそのトル
ク増加分に見合った分だけ電圧増加され、それがモータ
駆動回路9に入力されて、モータ3が基準位相θ1 と同
一周期、すなわち一定回転数で制御される。Next, the operation will be described. In FIG. 2, when the disturbance torque T L increases and the motor load torque increases, the feedback phase θ 2 is delayed with respect to the reference phase θ 1. At this time, the pulse of the phase deviation θ e which is the output signal of the phase comparator 4 The output signal of the phase compensating circuit 8 which has increased in width and passed through the smoothing circuit 7 and the phase compensating circuit 8 is increased in voltage by an amount corresponding to the increase in the torque, and is input to the motor driving circuit 9 so that the motor 3 is driven. reference phase theta 1 and the same cycle, that is controlled at a constant speed.
【0020】また、位相補償回路8の出力信号が増幅回
路10によって増幅され、その低周波数帯域のみが位相比
較器4の出力信号である位相偏差θe に重畳されて位相
偏差θe の増減が抑えられ、常に一定の位相偏差θe で
PLL制御が働くように制御が安定化される。すなわ
ち、PLL制御回路に前記APC回路からなる補償要素
が付加されることで、モータ負荷トルクの増減に対する
位相偏差θe の変動が抑えられる。Further, the output signal of the phase compensation circuit 8 is amplified by the amplifier circuit 10, the increase or decrease of the low-frequency band only is superposed on the phase difference theta e is the output signal of the phase comparator 4 phase deviation theta e Thus, the control is stabilized so that the PLL control always operates with a constant phase deviation θ e . That is, by adding the compensation element including the APC circuit to the PLL control circuit, the fluctuation of the phase deviation θ e with respect to the increase or decrease of the motor load torque is suppressed.
【0021】このように、本実施例においては、位相補
償回路8により位相補償された出力信号が増幅回路10に
よって増幅され、その増幅された信号の低周波数帯域が
ローパスフィルタ11を通過して加算回路12に入力され、
位相比較器4の出力信号に重畳加算されているから、モ
ータ負荷トルクの変動により位相比較器4の出力信号が
変動しても、その変動分が増幅されて位相偏差信号θe
に加算されることになり、位相偏差θe の変動を抑えて
常に一定の位相偏差θe となるようにトルク変動の低周
波成分が補償制御される。したがって、OPアンプによ
る簡単な増幅器で構成した前記APC回路を補正回路と
して付加するだけで、回転数や負荷の変化に対する位相
偏差θe の変動等を抑制し、回転数範囲を拡大して広範
囲な回転数領域を確保するとともに、温度変化や経時変
化による負荷変動に対しても安定性を高めることができ
る。As described above, in this embodiment, the output signal phase-compensated by the phase compensating circuit 8 is amplified by the amplifier circuit 10, and the low-frequency band of the amplified signal passes through the low-pass filter 11 and is added. Input to circuit 12,
Since the output signal of the phase comparator 4 is superimposed and added to the output signal, even if the output signal of the phase comparator 4 fluctuates due to the fluctuation of the motor load torque, the fluctuation is amplified and the phase deviation signal θ e
Would be added to the low-frequency component of the torque fluctuation is compensated controlled to always suppress the variation of the phase difference theta e a constant phase difference theta e. Therefore, only by adding the APC circuit composed of a simple amplifier using an OP amplifier as a correction circuit, the fluctuation of the phase deviation θ e with respect to the change of the rotation speed and the load is suppressed, and the rotation speed range is expanded to cover a wide range. The rotation speed region can be ensured, and the stability can be improved against a load change due to a temperature change or a change over time.
【0022】さらに、図4に示したAPC回路を用いる
と、図3の場合より構成が簡単で、しかも増幅器101の
基準電圧Va の設定誤差を除去できるため、この基準電
圧のばらつきによる制御性の低下(図18により説明した
従来例の不具合)を回避でき、より安定した効果が得ら
れる。図5〜図9は請求項2記載の発明に係るモータ制
御装置の一実施例を示す図である。なお、以下の実施例
において上述例と同一又はそれに相当する構成には同一
符号を付して内容の重複する説明を省略する。Further, when the APC circuit shown in FIG. 4 is used, the configuration is simpler than in the case of FIG. 3, and the setting error of the reference voltage Va of the amplifier 101 can be eliminated. The reduction (the disadvantage of the conventional example described with reference to FIG. 18) can be avoided, and a more stable effect can be obtained. FIGS. 5 to 9 show an embodiment of the motor control device according to the second aspect of the present invention. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those in the above-described example, and redundant description of the content will be omitted.
【0023】図5に示すように、本実施例においては、
位相補償回路8により位相補償された出力信号を所定の
演算式に基づいて演算増幅するアナログ演算回路13と、
アナログ演算回路13の出力信号の低周波数帯域を通過さ
せるローパスフィルタ11と、そのローパスフィルタ11の
出力信号を位相比較器4の出力信号に加算する加算回路
12とが設けられ、これらによってAPC回路が構成され
ている。As shown in FIG. 5, in this embodiment,
An analog arithmetic circuit 13 for arithmetically amplifying the output signal phase-compensated by the phase compensation circuit 8 based on a predetermined arithmetic expression;
A low-pass filter 11 that passes a low-frequency band of an output signal of the analog operation circuit 13, and an addition circuit that adds an output signal of the low-pass filter 11 to an output signal of the phase comparator 4
12 are provided, and these constitute an APC circuit.
【0024】具体的には、図6に示すように、このAP
C回路は、抵抗R25およびコンデンサC5 によって構成
されたローパスフィルタ11と、増幅器105を主体に抵抗
R13〜R18を用いて構成された加算(減算)増幅回路13
1と、増幅器106を主体にR19〜R22を用いて構成された
加算(減算)増幅回路132と、増幅器104を主体にR9〜
R12を用いて構成された加算回路12と、からなり、モー
タ駆動回路9に入力される速度制御信号を2つの加算
(減算)増幅回路131、132(アナログ演算回路)で例え
ばy=ax+bのように演算増幅して、速度制御信号の
増減に応じた信号を加算回路12により位相比較出力に直
接重畳するようになっている。すなわち、負荷トルクに
対し一定の位相偏差となる補正加算電圧とPLL制御の
IC制御電圧との関係を数式化し、その数式をアナログ
増幅器で構成しAPC回路として付加している。Specifically, as shown in FIG.
The C circuit includes a low-pass filter 11 composed of a resistor R25 and a capacitor C5, and an addition (subtraction) amplification circuit 13 mainly composed of an amplifier 105 and resistors R13 to R18.
1, an addition (subtraction) amplifier circuit 132 mainly composed of the amplifier 106 using R19 to R22, and R9 to R9 mainly composed of the amplifier 104.
And an addition circuit 12 using R12. The speed control signal input to the motor drive circuit 9 is converted into two addition (subtraction) amplification circuits 131 and 132 (analog operation circuits), for example, as y = ax + b. The signal according to the increase or decrease of the speed control signal is directly superimposed on the phase comparison output by the adder circuit 12. That is, the relationship between the correction addition voltage that causes a constant phase deviation with respect to the load torque and the IC control voltage for PLL control is expressed by a mathematical expression, and the mathematical expression is configured by an analog amplifier and added as an APC circuit.
【0025】なお、APC回路は、図6に示したものに
限らず、図7に示すように態様の異なるものでもよい。
図7のAPC回路は、抵抗R25およびコンデンサC5 に
よって構成されたローパスフィルタ11と、増幅器105を
主体に抵抗R13〜R18を用いて構成された加算(減算)
増幅回路131と、増幅器106を主体にR19〜R22を用いて
構成された加算(減算)増幅回路132とを有しており、
モータ駆動回路9に入力される速度制御信号を加算(減
算)増幅回路131、132でy=ax+bの演算増幅をし
て、速度制御信号の増減に応じた信号をできるだけ位相
偏差の変動が少なくなるように、加算回路として兼用す
る増幅器101の+入力端子に直接印加し、制御を行な
う。The APC circuit is not limited to the one shown in FIG. 6, but may be one having a different form as shown in FIG.
The APC circuit shown in FIG. 7 includes a low-pass filter 11 composed of a resistor R25 and a capacitor C5, and an addition (subtraction) composed mainly of an amplifier 105 and resistors R13 to R18.
It has an amplification circuit 131 and an addition (subtraction) amplification circuit 132 mainly composed of the amplifier 106 and using R19 to R22.
The addition (subtraction) amplification circuits 131 and 132 of the speed control signal input to the motor drive circuit 9 are subjected to arithmetic amplification of y = ax + b, so that the signal corresponding to the increase / decrease of the speed control signal has as little variation in phase deviation as possible. As described above, the voltage is directly applied to the + input terminal of the amplifier 101 also serving as the addition circuit, and the control is performed.
【0026】このように本実施例では、請求項1に係る
実施例のAPC回路の補償が比例演算での補償で必ずし
もモータ負荷トルクの増減に対する位相偏差の変動に完
全一致しない簡易的な補償であるのに対し、APC回路
にアナログ演算回路13を用いることで、モータ負荷トル
クの増減に対する位相偏差θe の変動分にきわめて近似
するよう位相補償回路8の出力信号を近似式により演算
増幅して位相偏差信号に加算することができる。したが
って、モータ負荷トルクの変動による位相比較器4の出
力信号の変動分がその変動特性に対応する近似式で演算
可能になり、その変動分をアナログ演算回路13により演
算増幅して位相偏差信号に加算することで、位相偏差の
変動を有効に抑えるよう補償制御がなされることにな
り、位相偏差の変動を非常に小さく抑えた、温度環境や
経時変化に対しても安定したPLL制御ができる。As described above, in the present embodiment, the compensation of the APC circuit according to the first embodiment is a compensation based on a proportional operation, and is a simple compensation that does not always completely match the fluctuation of the phase deviation with respect to the increase or decrease of the motor load torque. contrast located in, by using the analog operation circuit 13 to the APC circuit, and the operational amplifier by the approximate expression output signal of the phase compensation circuit 8 to very close to the change of the phase deviation theta e for increasing or decreasing the motor load torque It can be added to the phase deviation signal. Therefore, the fluctuation of the output signal of the phase comparator 4 due to the fluctuation of the motor load torque can be calculated by an approximate expression corresponding to the fluctuation characteristic, and the fluctuation is calculated and amplified by the analog operation circuit 13 to be converted into a phase deviation signal. By performing the addition, the compensation control is performed so as to effectively suppress the variation in the phase deviation, so that the PLL control in which the variation in the phase deviation is suppressed to a very small value and which is stable against a temperature environment and a change with time can be performed.
【0027】また、図7に示したAPC回路を用いる
と、図6の場合より構成が簡単で、しかも増幅器101の
基準電圧Va の設定誤差を除去できるため、この基準電
圧のばらつきによる不具合も回避でき、より安定した効
果が得られる。ここで、請求項1に係る上述の実施例
と、請求項2に係る本実施例と、従来例とについて、比
較試験を行なったので、その結果について説明する。When the APC circuit shown in FIG. 7 is used, the configuration is simpler than in the case of FIG. 6, and the setting error of the reference voltage Va of the amplifier 101 can be eliminated. And a more stable effect can be obtained. Here, comparative tests were performed on the above-described embodiment according to claim 1, the present embodiment according to claim 2, and the conventional example, and the results will be described.
【0028】図8は、回転数を2,000〜11,000 [rpm]の
範囲で変化させたときのPLL制御の位相偏差デューテ
ィーを上記3例について対比して示すグラフである。こ
のグラフから明らかなように、従来例の制御方式では、
回転数に対する位相偏差デューティーの変動が大きく、
10,000 [rpm]以上は制御不可能である。これに対し、請
求項1に係る上述の実施例では、位相偏差デューティー
の変動が改善され、ほぼ10,000 [rpm]まで安定した制御
が可能になる。また、請求項2に係る本実施例では、位
相偏差デューティーの変動が従来例の約半分と大幅に改
善され、11,000[rpm]以上の範囲まで制御が可能になっ
ている。FIG. 8 is a graph showing the phase deviation duty of the PLL control when the rotational speed is changed in the range of 2,000 to 11,000 [rpm] in comparison with the above three examples. As is clear from this graph, in the conventional control method,
The fluctuation of the phase deviation duty with respect to the rotation speed is large,
It cannot be controlled above 10,000 [rpm]. On the other hand, in the above-described embodiment according to the first aspect, the fluctuation of the phase deviation duty is improved, and stable control up to approximately 10,000 [rpm] is possible. Further, in the present embodiment according to the second aspect, the fluctuation of the phase deviation duty is greatly improved to about half of the conventional example, and control is possible up to a range of 11,000 [rpm] or more.
【0029】図9は温度環境を10〜60 [℃]に変化させ
て位相差デューティーを比較した結果を示すグラフであ
る。このグラフから明らかなように、従来例の制御方式
では環境温度変化による負荷トルク変動に対し位相偏差
デューティーの変動が非常に大きくなっているが、請求
項1に係る上述の実施例ではその位相偏差デューティー
の変動が改善され、請求項2に係る本実施例ではその位
相偏差デューティーの変動が非常に小さく抑えられるほ
ど大幅に改善されている。FIG. 9 is a graph showing the result of comparing the phase difference duty when the temperature environment is changed to 10 to 60 ° C. As is clear from this graph, in the control method of the conventional example, the fluctuation of the phase deviation duty with respect to the load torque fluctuation due to the environmental temperature change is very large. The variation of the duty is improved, and in the present embodiment according to the second aspect, the variation is greatly improved as the variation of the phase deviation duty is suppressed to a very small value.
【0030】なお、図示しないが、本実施例では、図
6、図7に示したy=ax+bの加算(減算)増幅回路
131、132に更に掛け算器を用いた2乗演算回路を付け加
えればy=cx2+ax+bのような補正演算を行なう
ことができ、制御対象の位相偏差特性に合わせたAPC
回路の補正演算回路を組むことで、位相偏差の変動がよ
り少ない制御系を実現できる。Although not shown, in this embodiment, the addition (subtraction) amplifier circuit of y = ax + b shown in FIGS. 6 and 7 is used.
If a squaring operation circuit using a multiplier is further added to 131 and 132, a correction operation such as y = cx 2 + ax + b can be performed, and the APC adapted to the phase deviation characteristic of the control target can be performed.
By constructing a correction operation circuit of the circuit, a control system with less fluctuation of the phase deviation can be realized.
【0031】図10〜図12は請求項3記載の発明に係るモ
ータ制御装置の一実施例を示す図である。図10に示すよ
うに、本実施例においては、位相補償回路8の出力信
号、すなわち位相補償された出力信号を所定の演算式に
基づいて演算増幅するデジタル演算回路14と、デジタル
演算回路14の出力信号の低周波数帯域を通過させるデジ
タルフィルタ15と、そのデジタルフィルタ15の出力信号
を位相比較器4の出力信号に加算する加算回路12とが設
けられ、これらによってAPC回路が構成されている。FIGS. 10 to 12 show an embodiment of the motor control device according to the third aspect of the present invention. As shown in FIG. 10, in the present embodiment, a digital operation circuit 14 that operates and amplifies the output signal of the phase compensation circuit 8, that is, the phase-compensated output signal, based on a predetermined operation expression, A digital filter 15 for passing the low frequency band of the output signal and an adding circuit 12 for adding the output signal of the digital filter 15 to the output signal of the phase comparator 4 are provided, and these constitute an APC circuit.
【0032】具体的には、図11に示すように、このAP
C回路は、A/D変換器16と、デジタル演算回路14を構
成するCPU141、ROM142及びRAM143と、デジタ
ルフィルタ15と、D/A変換器17と、上述例と同様な加
算回路12とを有しており、位相補償回路8の出力信号を
A/D変換器16を介してデジタル演算回路14のCPU14
1に取り込み、このCPU141によりROM142内に予め
格納された所定の演算式に基づきRAM143とデータ授
受を行ないながらできるだけ位相偏差の変動が少なくな
るように、前記信号を演算補正し、演算結果をデジタル
フィルタ15によりフィルタリングして、その低周波数帯
域を、D/A変換器17を介して加算回路12に入力させ、
速度制御信号の増減に応じた信号として位相比較出力に
直接重畳するようになっている。Specifically, as shown in FIG.
The C circuit includes an A / D converter 16, a CPU 141, a ROM 142, and a RAM 143 that constitute the digital operation circuit 14, a digital filter 15, a D / A converter 17, and an addition circuit 12 similar to the above-described example. The output signal of the phase compensation circuit 8 is sent to the CPU 14 of the digital operation circuit 14 via the A / D converter 16.
The signal is calculated and corrected by the CPU 141 so as to minimize the fluctuation of the phase deviation while exchanging data with the RAM 143 based on a predetermined calculation formula stored in the ROM 142 in advance. 15, and the low frequency band is input to the addition circuit 12 via the D / A converter 17,
The signal is directly superimposed on the phase comparison output as a signal corresponding to the increase or decrease of the speed control signal.
【0033】なお、本実施例のAPC回路は、図11に示
したものに限らず、図12に示すように態様の異なるもの
でもよい。図12のAPC回路は、A/D変換器16と、デ
ジタル演算回路14を構成するCPU141、ROM142及び
RAM143と、デジタルフィルタ15と、D/A変換器17
とを有しており、演算した信号を増幅器101の+入力端
子に直接印加して制御を行なう。このAPC回路を用い
ると、図11の場合より構成が簡単で、しかも増幅器101
の基準電圧Va の設定誤差を除去できるため、基準電圧
のばらつきによる不具合を回避でき、より安定した効果
が得られる。Note that the APC circuit of this embodiment is not limited to the one shown in FIG. 11, but may be of a different form as shown in FIG. The APC circuit shown in FIG. 12 includes an A / D converter 16, a CPU 141, a ROM 142, and a RAM 143 constituting the digital operation circuit 14, a digital filter 15, and a D / A converter 17
The control is performed by directly applying the calculated signal to the + input terminal of the amplifier 101. When this APC circuit is used, the configuration is simpler than in the case of FIG.
Since the setting error of the reference voltage Va can be removed, problems due to the variation of the reference voltage can be avoided, and a more stable effect can be obtained.
【0034】本実施例では、位相補償回路8により位相
補償された出力信号がデジタル演算回路14により所定の
演算式に基づいて増幅されるとともに、デジタルフィル
タ15によりその低周波数帯域のみ通過するようフィルタ
リングされて加算回路12に入力され、位相比較器4の出
力信号に重畳加算される。したがって、上述例と同様な
効果が得られる。また、演算回路のデジタル化によりプ
ログラムやメモリーテーブルを用いて簡単に演算式を変
更することができるから、補償のための演算式を使用環
境温度やモータ駆動状態等に応じてプログラムにより自
動変更するようなことが可能になるし、学習制御のよう
なインテリジェント制御にも応用でき、より安定した汎
用性の高いモータ制御装置が得られる。また、数種類の
モータや仕様に対してモータ制御回路を共通化すること
もできる。In this embodiment, the output signal phase-compensated by the phase compensation circuit 8 is amplified by the digital operation circuit 14 based on a predetermined operation expression, and is filtered by the digital filter 15 so as to pass only the low frequency band. Then, it is input to the addition circuit 12 and superimposed and added to the output signal of the phase comparator 4. Therefore, the same effect as in the above example can be obtained. In addition, since the arithmetic expression can be easily changed using a program or a memory table by digitizing the arithmetic circuit, the arithmetic expression for compensation is automatically changed by the program according to the use environment temperature, the motor driving state, and the like. This makes it possible to apply to intelligent control such as learning control, and a more stable and versatile motor control device can be obtained. Further, the motor control circuit can be shared for several types of motors and specifications.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、モータ負荷トルクの変
動により位相比較器の出力信号が変動しても、その変動
分を増幅して位相偏差信号に加算し、位相偏差の変動を
抑えるようにトルク変動の低周波成分を補償制御するの
で、回転数や負荷の変動に対する位相偏差の変動を抑制
して広範囲な回転数領域を確保することができるととも
に、温度変化や経時変化による負荷変動に対しても安定
性を高めたモータ制御回路を提供することができる。According to the present invention, even if the output signal of the phase comparator fluctuates due to the fluctuation of the motor load torque, the fluctuation is amplified and added to the phase deviation signal to suppress the fluctuation of the phase deviation. The low frequency component of the torque fluctuation is compensated for, so that the fluctuation of the phase deviation with respect to the rotation speed and the load fluctuation can be suppressed to secure a wide range of the rotation speed. A motor control circuit with improved stability can be provided.
【0036】請求項2記載の発明によれば、モータ負荷
トルクの変動による位相比較器の出力信号の変動分をア
ナログ演算回路によりその変動特性に対応する近似式で
演算増幅し、位相偏差信号に加算して位相偏差の変動を
非常に小さくするよう補償制御するので、回転数制御範
囲をより拡大し、温度変化や経時変化に対しても非常に
安定したモータ制御回路を提供することができる。According to the second aspect of the present invention, the variation of the output signal of the phase comparator due to the variation of the motor load torque is calculated and amplified by an analog arithmetic circuit using an approximate expression corresponding to the variation characteristic, and is converted to a phase deviation signal. Since the compensation control is performed so that the fluctuation of the phase deviation is very small by adding, the control range of the rotation speed can be further expanded, and a motor control circuit which is very stable against a change in temperature and a change with time can be provided.
【0037】請求項3記載の発明によれば、位相比較器
の出力信号の変動分をデジタル演算回路によりその変動
特性のみならず例えば環境条件や駆動状態に応じてきめ
細かに演算増幅できるので、位相偏差信号に加算して位
相偏差の変動を非常に小さくすることができ、回転数制
御範囲をより拡大し、温度変化や経時変化に対しても非
常に安定したモータ制御回路を提供することができる。
しかも、補償のための演算式がプログラム対応可能にな
り、システムの変更や駆動条件の変更等を容易に行なう
ことのできる汎用性の高いモータ制御装置を提供するこ
とができる。According to the third aspect of the present invention, the variation of the output signal of the phase comparator can be finely calculated and amplified by the digital arithmetic circuit according to not only its variation characteristics but also, for example, environmental conditions and driving conditions. The fluctuation of the phase deviation can be greatly reduced by adding the deviation to the deviation signal, the rotation speed control range can be further expanded, and a motor control circuit which is very stable against temperature change and aging can be provided. .
In addition, an arithmetic expression for compensation can be programmed, and a highly versatile motor control device that can easily change the system, change driving conditions, and the like can be provided.
【図1】請求項1記載の発明に係るモータ制御装置の一
実施例を示すその全体の概略ブロック図である。FIG. 1 is an overall schematic block diagram showing an embodiment of a motor control device according to the present invention.
【図2】そのPLL制御系のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the PLL control system.
【図3】そのAPC回路を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the APC circuit.
【図4】そのAPC回路の他の態様を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the APC circuit.
【図5】請求項2記載の発明に係るモータ制御装置の一
実施例を示すその全体の概略ブロック図である。FIG. 5 is an overall schematic block diagram showing an embodiment of a motor control device according to the second aspect of the present invention.
【図6】そのAPC回路を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing the APC circuit.
【図7】そのAPC回路の他の態様を示す回路図であ
る。FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the APC circuit.
【図8】そのモータ回転数を所定範囲で変化させた場合
におけるPLL制御の位相偏差デューティーを従来例と
対比して示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the phase deviation duty of PLL control when the motor speed is changed within a predetermined range, in comparison with a conventional example.
【図9】その使用温度環境を変化させた場合における位
相差デューティーを従来例と対比して示すグラフであ
る。FIG. 9 is a graph showing a phase difference duty when the operating temperature environment is changed, in comparison with a conventional example.
【図10】請求項3記載の発明に係るモータ制御装置の一
実施例を示すその全体の概略ブロック図である。FIG. 10 is an overall schematic block diagram showing one embodiment of a motor control device according to the invention described in claim 3.
【図11】そのAPC回路を示す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing the APC circuit.
【図12】そのAPC回路の他の態様を示す回路図であ
る。FIG. 12 is a circuit diagram showing another embodiment of the APC circuit.
【図13】従来例のモータ制御装置を示すその全体の概略
ブロック図である。FIG. 13 is an overall schematic block diagram showing a motor control device of a conventional example.
【図14】そのPLL制御系のブロック図である。FIG. 14 is a block diagram of the PLL control system.
【図15】その平滑回路および位相補償回路を示す回路図
である。FIG. 15 is a circuit diagram showing the smoothing circuit and the phase compensation circuit.
【図16】その平滑回路および位相補償回路の他の態様を
示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing another embodiment of the smoothing circuit and the phase compensation circuit.
【図17】温度環境変化によるそのPLL制御の位相偏差
デューティーの変動特性を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing a variation characteristic of a phase deviation duty of the PLL control due to a temperature environment change.
【図18】増幅器基準電圧の変化によるそのPLL制御の
位相偏差デューティーの変動特性を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing a variation characteristic of a phase deviation duty of the PLL control according to a change in an amplifier reference voltage.
1 フリケンシージェネレータ(速度検出手段) 2 波形整形回路(速度検出手段) 3 モータ 4 位相比較器 5 水晶発振器(基準信号発生手段) 6 分周器(基準信号発生手段) 7 平滑回路 8 位相補償回路 9 モータ駆動回路 10 増幅回路 11 ローパスフィルタ 12 加算回路 13 アナログ演算回路 14 デジタル演算回路 15 デジタルフィルタ 131、132 加算(減算)増幅回路(アナログ演算回路) Reference Signs List 1 frequency generator (speed detecting means) 2 waveform shaping circuit (speed detecting means) 3 motor 4 phase comparator 5 crystal oscillator (reference signal generating means) 6 frequency divider (reference signal generating means) 7 smoothing circuit 8 phase compensation circuit 9 Motor drive circuit 10 Amplification circuit 11 Low-pass filter 12 Addition circuit 13 Analog operation circuit 14 Digital operation circuit 15 Digital filter 131, 132 Addition (subtraction) amplification circuit (analog operation circuit)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−212183(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/00 301 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-212183 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 5/00 301
Claims (3)
じた信号を出力する位相比較器と、 位相比較器の出力信号を平滑する平滑回路と、 平滑回路の出力信号を位相補償する位相補償回路と、 位相補償回路により位相補償された出力信号により前記
モータを駆動制御するモータ駆動回路と、を備えたモー
タ制御回路において、 前記位相補償回路の出力信号を増幅する増幅回路と、 該増幅回路の出力信号のうち前記モータの負荷トルク変
動に対応する低周波数帯域の変動分を通過させるローパ
スフィルタと、 該ローパスフィルタの出力信号を前記位相比較器の出力
信号に加算する加算回路と、を設けたことを特徴とする
モータ制御装置。1. A reference signal generating means for generating a reference signal, a speed detecting means for detecting a speed of a motor, and a phase difference between an output signal of the speed detecting means and the reference signal.
A phase comparator that outputs the same signal, a smoothing circuit that smoothes the output signal of the phase comparator, a phase compensation circuit that compensates the phase of the output signal of the smoothing circuit, and an output signal that is phase-compensated by the phase compensation circuit. A motor control circuit comprising: a motor drive circuit that controls driving of a motor; an amplifier circuit that amplifies an output signal of the phase compensation circuit; and a load torque change of the motor among the output signals of the amplifier circuit.
A motor control device comprising: a low-pass filter that passes a variation in a low-frequency band corresponding to a motion ; and an adding circuit that adds an output signal of the low-pass filter to an output signal of the phase comparator.
じた信号を出力する位相比較器と、 位相比較器の出力信号を平滑する平滑回路と、 平滑回路の出力信号を位相補償する位相補償回路と、 位相補償回路により位相補償された出力信号により前記
モータを駆動制御するモータ駆動回路と、を備えたモー
タ制御回路において、 前記位相補償回路の出力信号を所定の演算式に基づいて
演算増幅するアナログ演算回路と、 該演算回路の出力信号のうち前記モータの負荷トルク変
動に対応する低周波数帯域の変動分を通過させるローパ
スフィルタと、 該ローパスフィルタの出力信号を前記位相比較器の出力
信号に加算する加算回路と、を設けたことを特徴とする
モータ制御装置。2. A reference signal generating means for generating a reference signal, a speed detecting means for detecting a speed of a motor, and a phase difference between an output signal of the speed detecting means and the reference signal.
A phase comparator that outputs the same signal, a smoothing circuit that smoothes the output signal of the phase comparator, a phase compensation circuit that compensates the phase of the output signal of the smoothing circuit, and an output signal that is phase-compensated by the phase compensation circuit. the motor control circuit comprising a motor drive circuit for driving and controlling the motor, and a analog operation circuit for calculating amplified based on an output signal of the phase compensation circuit to a predetermined arithmetic expression, said one of the output signal of said arithmetic circuit Motor load torque change
A motor control device comprising: a low-pass filter that passes a variation in a low-frequency band corresponding to a motion ; and an adding circuit that adds an output signal of the low-pass filter to an output signal of the phase comparator.
じた信号を出力する位相比較器と、 位相比較器の出力信号を平滑する平滑回路と、 平滑回路の出力信号を位相補償する位相補償回路と、 位相補償回路により位相補償された出力信号により前記
モータを駆動制御するモータ駆動回路と、を備えたモー
タ制御回路において、 前記位相補償回路の出力信号を、所定の演算式に基づい
て演算増幅し、前記モータの負荷トルク変動に対応する
低周波数帯域の変動分のみ通過するようフィルタリング
するデジタル演算回路およびデジタルフィルタと、 該デジタル演算回路およびデジタルフィルタによって演
算増幅され、フィルタリングされた出力信号を前記位相
比較器の出力信号に加算する加算回路と、を設けたこと
を特徴とするモータ制御装置。3. A reference signal generating means for generating a reference signal, a speed detecting means for detecting a speed of a motor, and a phase difference between an output signal of the speed detecting means and the reference signal.
A phase comparator that outputs the same signal, a smoothing circuit that smoothes the output signal of the phase comparator, a phase compensation circuit that compensates the phase of the output signal of the smoothing circuit, and an output signal that is phase-compensated by the phase compensation circuit. A motor drive circuit for controlling the driving of the motor, comprising: amplifying and amplifying an output signal of the phase compensation circuit based on a predetermined arithmetic expression to cope with a variation in load torque of the motor. A digital operation circuit and a digital filter for filtering so as to pass only a variation in a low frequency band, and an addition for adding an output signal that has been amplified and filtered by the digital operation circuit and the digital filter to an output signal of the phase comparator. A motor control device comprising: a circuit;
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31766292A JP3182005B2 (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Motor control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31766292A JP3182005B2 (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Motor control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165555A JPH06165555A (en) | 1994-06-10 |
| JP3182005B2 true JP3182005B2 (en) | 2001-07-03 |
Family
ID=18090639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31766292A Expired - Lifetime JP3182005B2 (en) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | Motor control device |
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| JP (1) | JP3182005B2 (en) |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP31766292A patent/JP3182005B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH06165555A (en) | 1994-06-10 |
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