JPS6128000B2 - - Google Patents
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- JPS6128000B2 JPS6128000B2 JP53006812A JP681278A JPS6128000B2 JP S6128000 B2 JPS6128000 B2 JP S6128000B2 JP 53006812 A JP53006812 A JP 53006812A JP 681278 A JP681278 A JP 681278A JP S6128000 B2 JPS6128000 B2 JP S6128000B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流電動機の制御方式に関し、従来の
制御方式の構成を複雑高価とすることなく、制御
性能を向上せしめ得る制御方式を提供するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control system for a DC motor, and provides a control system that can improve control performance without making the configuration of conventional control systems complicated and expensive.
周知の如く直流電動機はその回転軸に加わる負
荷の増加に伴ない回転速度が降下(低下)する、
いわゆる垂下特性を持つており、これを磁気録画
再生装置(VTR)等の回転制御に用いる場合、
回転速度を定速化するための速度制御系が必要で
あり、外部基準信号との位相同期をとる位相制御
系と共に用いられ、VTRのサーボ系を構成して
いた。即ち、この種装置に直流電動機を用いる場
合速度制御系を必要とするところに交流電動機を
用いる場合との大きな差異がある。 As is well known, the rotational speed of a DC motor decreases as the load applied to its rotating shaft increases.
It has a so-called drooping characteristic, and when this is used to control the rotation of magnetic recording and reproducing equipment (VTR), etc.
A speed control system was required to keep the rotation speed constant, and was used together with a phase control system that synchronized the phase with an external reference signal, forming the servo system of the VTR. That is, when a DC motor is used in this type of device, there is a major difference from when an AC motor is used in that a speed control system is required.
従来、直流電動機の速度制御方式としては、電
機子に誘起される逆起電圧を検出して速度制御す
る通称電子ガバナと呼ばれる方式、回転軸に直結
した発電機の発生電圧を用いて速度制御する方式
光学的、磁気的または静電的にパルス信号を検出
して速度制御する方式等があつた。この内発電機
直結方式は高価となるためにあまり用いられてい
ない。 Conventional speed control methods for DC motors include a method known as an electronic governor that detects the back electromotive force induced in the armature to control the speed, and a method that uses the voltage generated by a generator directly connected to the rotating shaft to control the speed. Methods There were methods that controlled the speed by detecting pulse signals optically, magnetically, or electrostatically. Of these, the generator direct connection method is expensive and is not often used.
逆起電圧検出方式は、刷子抵抗の変化によりブ
リツジ回路のバランスを保持し得なくなり、逆起
電圧の他に電機子電流に比例した電圧が発生して
誤差が現われるため高精度に速度制御し得ず、そ
の構成が比較的簡単であり、一見安価に構成でき
るように見える反面、高安定な基準電圧源を必要
とし高価となる欠点があつた。 The back electromotive voltage detection method cannot maintain the balance of the bridge circuit due to changes in the brush resistance, and in addition to the back electromotive force, a voltage proportional to the armature current is generated, causing an error, so it is not possible to control the speed with high precision. First, although the structure is relatively simple and appears to be inexpensive at first glance, it has the drawback that it requires a highly stable reference voltage source and is expensive.
パルス信号を検出して速度制御を行なう方式に
は、回転速度を検出するための専用の周波数発電
機を用いる通称FG方式と呼ばれる方式と位相制
御系で用いる回転位相パルス発生器を兼用する通
称PG方式と呼ばれる方式とがある。一般にFG方
式はサンプリング周波数(速度比較周波数)が回
転周波数oHzのn倍、即ち一回転につき複数回
の回転検出を行なつて速度制御する方式であるの
に対して、PG方式は速度比較周波数がoHzま
たはそれ以下である場合が多く、前者は周波数発
電機の機械加工精度が必要で、かつ専用の検出器
を必要とするなど高価になる欠点があり、後者は
位相制御に用いる検出器と兼用でき、機械加工精
度が要求されない反面、サンプリング周波数が低
いため制御性能が悪化する欠点があつた。 Two methods of detecting pulse signals to control speed are the so-called FG method, which uses a dedicated frequency generator to detect the rotational speed, and the commonly known PG method, which also doubles as a rotary phase pulse generator used in the phase control system. There is a method called method. Generally, in the FG method, the sampling frequency (speed comparison frequency) is n times the rotation frequency oHz, that is, the speed is controlled by detecting the rotation multiple times per rotation, whereas in the PG method, the speed comparison frequency is n times the rotation frequency oHz. oHz or lower in many cases, the former requires precision machining of the frequency generator and requires a dedicated detector, making it expensive, while the latter can also be used as a detector for phase control. Although it does not require high machining accuracy, it has the drawback of poor control performance due to the low sampling frequency.
本発明は、従来の欠点を除去すべく比較的簡単
な構成で、しかも制御性能を向上せしめ得る安価
な制御方式を提供するものである。即ち、本発明
はPG方式による速度制御系に新たに逆起電圧検
出による速度制御系を加え、両者の欠点を相互に
補ない制御性能を高めた、2重の速度制御系で構
成する新規な直流電動機の制御方式を提供するも
のである。 The present invention provides an inexpensive control method that has a relatively simple configuration and can improve control performance in order to eliminate the drawbacks of the conventional method. That is, the present invention adds a speed control system based on back electromotive force detection to the speed control system based on the PG method, and provides a novel speed control system configured with a dual speed control system that improves control performance without mutually compensating for the shortcomings of both systems. This provides a control method for a DC motor.
PG方式による速度制御方式は、回転位相パル
ス検出器の構成の違いによつて分類でき、1、1
回転につき1個のパルス信号を検出するものと、
2、1回転につき2個のパルス信号を検出するも
のとに大別できる。 Speed control methods based on the PG method can be classified according to the configuration of the rotational phase pulse detector, and are classified into 1 and 1.
one that detects one pulse signal per rotation;
2. It can be roughly divided into those that detect two pulse signals per rotation.
図1は回転パルス信号の波形図例を示し、A1
は1に該当し、A2〜A7は2に該当するもの、
A8は1回転に1サイクルの信号を得るものであ
る。2の場合2個のパルスの判別が必要であり、
マーカ2個と検出ヘツド1個で構成し、2a 2個
のパルスの極性を違えて検出するものA2,A
3、2b 2個のパルスの振幅を違えて検出するも
のA4、2c 2個のパルスの間隔を違えて検出す
るものA5と、マーカ1個と検出ヘツド2個で構
成し、2d 2個のパルスを別々に1個ずつ検出す
るものA6があり、また特に判別をしないで略々
180゜の位置にマーカ2個を取付け、検出ヘツド
1個で構成し、2e パルスの間隔が略等しい2個
のパルスを検出するものA7がある。また、A8
はFG方式における回転検出の回数を1回にした
ものと等価である。 FIG. 1 shows an example of a waveform diagram of a rotation pulse signal, and A1
corresponds to 1, A2 to A7 correspond to 2,
A8 obtains a signal of one cycle per rotation. In case of 2, it is necessary to distinguish between two pulses,
Consisting of two markers and one detection head, 2a A device that detects two pulses with different polarities A2, A
3, 2b A device that detects two pulses with different amplitudes A4, 2c A device that detects two pulses with different intervals A5, consisting of one marker and two detection heads, 2d Two pulses There is a type A6 that detects each one separately, and there is also a type A6 that detects each one separately, and there is also
There is a type A7, which consists of two markers attached at 180° positions and one detection head, and detects two 2e pulses with substantially equal intervals. Also, A8
is equivalent to one rotation detection in the FG method.
以上の例から明らかなように、PG方式では回
転位相パルス検出器の構成が種々あり、このため
パルス信号を増幅し分離する前段の回路構成が多
少異なる。しかし、後段の速度誤差信号を得るた
めの信号処理回路の構成は共通である。即ち、前
記2の例で2個のパルスを分離した一方のパルス
に同期した一定時間幅の速度基準信号を作成する
速度基準回路と、A該速度基準回路出力の後縁に
同期した傾斜信号を作成する第1波形変換回路
と、前記分離した他方のパルスに同期したサンプ
リングパルスを作成する第2波形変換回路と、ま
た、B前記分離した他方のパルスに同期した傾斜
信号を作成する第1波形変換回路と、前記速度基
準回路出力の後縁に同期したサンプリングパルス
を作成する第2波形変換回路と、前記第1波形変
換回路出力を前記第2波形変換回路出力でサンプ
リングし、ホールドする速度比較回路とよりな
り、該速度比較回路出力を増幅して直流電動機を
駆動制御し速度制御系を構成している。前記Aと
Bの違いは速度基準回路出力で傾斜信号を作成す
るか、サンプリングパルスを作成するかの違いで
あり、逆極性の関係になるためこの場合もちろん
傾斜信号の勾配の極性または駆動増幅器の極性を
選択し、負帰環ループとなるように構成する。次
に1の場合は、パルスが1個であるため2の場合
のパルス2個分を兼用することで実現できる。し
かるに速度基準回路の一定時間幅は回転周期に略
等しくする必要がある。 As is clear from the above examples, there are various configurations of rotational phase pulse detectors in the PG method, and therefore the circuit configurations at the front stage that amplify and separate pulse signals are somewhat different. However, the configuration of the signal processing circuit for obtaining the speed error signal at the subsequent stage is common. That is, a speed reference circuit that creates a speed reference signal with a constant time width that is synchronized with one of the two pulses separated in the above example 2, and a slope signal that is synchronized with the trailing edge of the output of the speed reference circuit A. A first waveform conversion circuit that creates a sampling pulse that is synchronized with the other separated pulse, and a first waveform conversion circuit that creates a slope signal that is synchronized with the other separated pulse. A conversion circuit, a second waveform conversion circuit that creates a sampling pulse synchronized with the trailing edge of the speed reference circuit output, and a speed comparison that samples and holds the first waveform conversion circuit output with the second waveform conversion circuit output. The speed comparison circuit amplifies the output of the speed comparison circuit and controls the drive of the DC motor to form a speed control system. The difference between A and B is whether a slope signal or a sampling pulse is created using the speed reference circuit output, and since the polarity is opposite, in this case, of course, the polarity of the slope signal or the driving amplifier Select the polarity and configure it to become a negative feedback loop. Next, in the case of 1, since there is only one pulse, it can be realized by combining two pulses in the case of 2. However, the constant time width of the speed reference circuit needs to be approximately equal to the rotation period.
以上はPG方式による速度制御方式の概略説明
であり、A1の使用例としては特開昭48−6222、
特開昭48−7218があり、A2の使用例としては特
開昭49−57822、A5の使用例としては特開昭51
−104520、A6の使用例としては特開昭51−
124406、A8の使用例としては特開昭51−104519
等があるが、本発明はPG方式のサンプリング周
波数が低いことによる制御性能の低下を逆起電圧
検出方式速度制御系の付加により相互に補ない、
制御性能を高めた新規な制御方式を提供するもの
であり、第1図に例示の回転パルス信号を使用し
たPG方式速度制御系の何れにも適用可能なもの
である。 The above is a general explanation of the speed control method using the PG method.
There is JP-A-48-7218, an example of using A2 is JP-A-49-57822, and an example of using A5 is JP-A-51.
-104520, as an example of using A6 is JP-A-51-
124406, an example of using A8 is JP-A-51-104519
However, the present invention mutually compensates for the decrease in control performance due to the low sampling frequency of the PG method by adding a back electromotive voltage detection method speed control system.
This provides a new control system with improved control performance, and is applicable to any of the PG speed control systems using rotation pulse signals as illustrated in FIG.
第2図に第1図A2を適用した本発明制御方式
の構成例を示し、第3図に波形図例を示す。 FIG. 2 shows an example of the configuration of the control system of the present invention to which A2 in FIG. 1 is applied, and FIG. 3 shows an example of a waveform diagram.
第2図、第3図において、1は直流電動機、2
は該直流電動機1の回転軸に直結された回転円
板、該円板2にはマーカ3,4が互いに逆極性の
関係で固着され、該マーカ3,4の回転面に対向
して検出ヘツド5が設けられる。該検出ヘツド5
により回転パルス信号S1を得、分離増幅回路6
にて正パルスと負パルスとを分離して出力S2,
S3を得る。分離増幅回路6の一方の出力S2に
て次の速度基準回路7をトリガーして一定時間幅
τSの速度基準信号S4を作成する。該速度基準
回路7の出力S4を次の第1波形変換回路8に入
力し後縁に同期した負勾配の傾斜信号S5を作成
する。一方前記分離増幅回路6の他方の出力S3
を第2波形変換回路9に入力し、サンプリングパ
ルスS6を作成する。速度比較回路10にて前記
第1波形変換回路8の出力S5の傾斜部を前記第
2波形変換回路出力S6でサンプリングし、ホー
ルドして速度誤差信号を得る。12は基準電圧入
力端子、13,14,15は直流電動機1の電機
子抵抗とでブリツジ回路を構成するそれぞれブリ
ツジ抵抗、16はパワーオペアンプであり、1,
12〜16で逆起電圧検出方式速度制御系を構成
している。前記速度誤差信号を増幅器11にて反
転増幅し、基準電圧入力端子12の基準電圧源と
する。 In Figures 2 and 3, 1 is a DC motor, 2
is a rotating disk directly connected to the rotating shaft of the DC motor 1, markers 3 and 4 are fixed to the disk 2 with opposite polarities, and a detection head is mounted opposite the rotating surface of the markers 3 and 4. 5 is provided. The detection head 5
The rotation pulse signal S1 is obtained by the separation amplification circuit 6.
Separates the positive pulse and negative pulse at output S2,
Obtain S3. The next speed reference circuit 7 is triggered by one output S2 of the separation amplifier circuit 6 to generate a speed reference signal S4 having a constant time width τ S. The output S4 of the speed reference circuit 7 is inputted to the next first waveform conversion circuit 8 to create a slope signal S5 with a negative slope synchronized with the trailing edge. On the other hand, the other output S3 of the separation amplifier circuit 6
is input to the second waveform conversion circuit 9 to create a sampling pulse S6. A speed comparison circuit 10 samples the slope portion of the output S5 of the first waveform conversion circuit 8 using the output S6 of the second waveform conversion circuit and holds it to obtain a speed error signal. 12 is a reference voltage input terminal; 13, 14, and 15 are bridge resistors that constitute a bridge circuit together with the armature resistance of the DC motor 1; 16 is a power operational amplifier;
12 to 16 constitute a back electromotive voltage detection type speed control system. The speed error signal is inverted and amplified by an amplifier 11, and is used as a reference voltage source for a reference voltage input terminal 12.
一方位相制御系は、外部基準信号入力端子17
に入力される外部基準信号S7を第3波形変換回
路18に通じ正勾配の傾斜信号S8に変換し、前
記分離増幅回路6の一方の出力S2を第4波形変
換回路19に通じサンプリングパルスS9に変換
し、位相比較回路20にて前記第3波形変換回路
出力S8の傾斜部を前記第4波形変換回路出力S
9でサンプリングし、ホールドして位相誤差信号
を得る。該位相誤差信号をゲイン調整器21を通
じて前記速度基準回路7又は前記速度誤差信号に
加算して速度変調を行なう構成とすれば位相制御
を行なうことができる。 On the other hand, for the phase control system, the external reference signal input terminal 17
The external reference signal S7 inputted into the circuit is passed through a third waveform conversion circuit 18 and converted into a positive slope signal S8, and one output S2 of the separation amplifier circuit 6 is passed through a fourth waveform conversion circuit 19 and converted into a sampling pulse S9. The phase comparison circuit 20 converts the slope portion of the third waveform conversion circuit output S8 into the fourth waveform conversion circuit output S.
9 and hold to obtain a phase error signal. Phase control can be performed by adding the phase error signal to the speed reference circuit 7 or the speed error signal through the gain adjuster 21 to perform speed modulation.
以上の構成において、PG方式速度制御系の動
作は、直流電動機1の回転速度が上がる(下が
る)と回転パルス信号S1の周波数が高く(低
く)なり、正パルスと負パルスとの間隔が短かく
(長がく)なり、速度基準信号S4から作成した
傾斜信号S5の傾斜部をサンプリングするサンプ
リングパルスS6が高い(低い)電圧をサンプリ
ングするため得られる速度誤差信号は高く(低
く)なり、反転増幅した増幅回路11の出力電圧
は低く(高く)なる。これにより直流電動機1へ
回転速度を下げよ(上げよ)の命令を与え、基準
速度になるように速度制御することができる。し
かるに基準速度に一致した斜傾信号S5の傾斜部
サンプリング位置P1で回転速度は安定する。ま
た、逆起電圧検出方式速度制御系は、直流電動機
1の電機子抵抗をRa、ブリツジ抵抗13,1
4,15をそれぞれR1,R2,R3とし、R1/Ra=R2
/R3の
条件でパワーオペアンプ16の正相入力と逆相入
力間の電位差がO〔V〕となるように出力が決定
されるため、基準電圧入力端子12の入力電圧
Ei〔V〕と直流電動機1の逆起電圧Ea〔V〕が
一致するように制御することができるため、回転
速度Ω〔rad/sec〕は、
Ω=KΩ・Ea ………(1)
但し、KΩは逆起電圧定数〔V・sec/rad〕であ
る。 In the above configuration, the operation of the PG speed control system is such that when the rotation speed of the DC motor 1 increases (decreases), the frequency of the rotation pulse signal S1 increases (decreases), and the interval between the positive pulse and the negative pulse becomes short. Since the sampling pulse S6 that samples the slope part of the slope signal S5 created from the speed reference signal S4 samples a high (low) voltage, the speed error signal obtained becomes high (low) and is inverted amplified. The output voltage of the amplifier circuit 11 becomes lower (higher). As a result, a command to lower (increase) the rotational speed can be given to the DC motor 1, and the speed can be controlled to reach the reference speed. However, the rotational speed becomes stable at the slope sampling position P1 of the slope signal S5, which coincides with the reference speed. In addition, in the back electromotive voltage detection method speed control system, the armature resistance of the DC motor 1 is Ra, the bridge resistance 13, 1
4 and 15 as R 1 , R 2 , and R 3 respectively, R 1 /R a =R 2
/R 3 , the output is determined so that the potential difference between the positive-phase input and the negative-phase input of the power operational amplifier 16 becomes O [V], so the input voltage of the reference voltage input terminal 12
Since Ei [V] and the back electromotive force Ea [V] of the DC motor 1 can be controlled to match, the rotation speed Ω [rad/sec] is as follows: Ω=KΩ・Ea (1) However, , KΩ is the back electromotive force constant [V·sec/rad].
(1)式より一定となる。即ち、基準電圧Ei
〔V〕が安定であれば回転速度を一定に保つこと
ができる。 It is constant from equation (1). That is, the reference voltage Ei
If [V] is stable, the rotation speed can be kept constant.
さらに位相制御系では、外部基準信号S7で作
成した傾斜信号S8の傾斜部を回転パルス信号S
1から作成したサンプリングパルスS9でサンプ
リングし、ホールドした位相誤差信号に基づいて
速度変調をかけ、回転位相が進んだ(遅れた)場
合低い(高い)電圧を発生させて基準位相に一致
するよう制御している。しかるに位相同期のかか
つた状態で傾斜信号S8の傾斜部のほぼ一点P2を
サンプリングして安定する。 Furthermore, in the phase control system, the slope portion of the slope signal S8 created using the external reference signal S7 is converted into a rotation pulse signal S.
Sampling is performed using the sampling pulse S9 created from 1, and speed modulation is applied based on the held phase error signal. When the rotational phase advances (lags), a low (high) voltage is generated and control is made to match the reference phase. are doing. However, in a state in which phase synchronization is established, approximately one point P2 of the slope portion of the slope signal S8 is sampled and stabilized.
次に本発明を一層明確にするためにブロツク線
図により説明を行なう。 Next, in order to further clarify the present invention, the present invention will be explained using block diagrams.
第4図は直流電動機1のブロツク線図であり、
第5図は本発明制御方式のブロツク線図例であ
る。 FIG. 4 is a block diagram of the DC motor 1,
FIG. 5 is an example of a block diagram of the control system of the present invention.
第4図においてEo(s)は入力電圧〔V〕、Q(s)
は負荷トルク〔gr-cm〕、Raは電機子抵抗Ω、K
τはトルク定数〔A/gr-cm〕、Jは慣性モーメン
ト〔gr-cm・sec2/rad〕、Sはラプラス変換演算
子、Ωo(s)は回転速度〔rad/sec〕である。但
し、電機子インダクタンスLa〔H〕、粘性抵抗D
〔grem・sec/rad〕はRa、Jに対してその値が小
さいため省略してある。しかるにΩo(s)の一般
式は、
但し、Tm=Ra・Kτ・J/KΩ〔sec〕であ
る。 In Figure 4, Eo (s) is the input voltage [V], Q (s)
is load torque [gr - cm], Ra is armature resistance Ω, K
τ is a torque constant [A/gr - cm], J is a moment of inertia [gr - cm·sec 2 /rad], S is a Laplace transform operator, and Ωo (s) is a rotational speed [rad/sec]. However, armature inductance La [H], viscous resistance D
[grem·sec/rad] is omitted because its value is small compared to Ra and J. However, the general formula for Ωo (s) is However, Tm=Ra・Kτ・J/KΩ [sec].
で表わされる。It is expressed as
第5図においてAoはパワーオペアンプのゲイ
ン、Ωi(s)は基準速度〔rad/sec〕、Kdは速度比
較ゲイン〔V・sec/rad〕、Gs1(s)速度制御系サン
プラの伝達関数、H1(s)は同じくホールダの伝達
関数、K1は反転増幅回路のゲイン、θo(s)は回
転位相〔rad〕、θi(s)は基準位相〔rad〕、Kcは
位相比較ゲイン〔V/rad〕、Gs2(s)は位相制御系
サンプラの伝達関数、H2(s)は同ホールダの伝達
関数、Kvは速度変調ゲイン〔rad/sec・V〕であ
る。 In Figure 5, Ao is the gain of the power operational amplifier, Ωi (s) is the reference speed [rad/sec], Kd is the speed comparison gain [V・sec/rad], Gs1 (s) is the transfer function of the speed control system sampler, H 1(s) is the transfer function of the holder, K1 is the gain of the inverting amplifier circuit, θo (s) is the rotational phase [rad], θi (s) is the reference phase [rad], and Kc is the phase comparison gain [V/ rad], Gs2 (s) is the transfer function of the phase control system sampler, H 2 (s) is the transfer function of the same holder, and Kv is the velocity modulation gain [rad/sec·V].
まず逆起電圧検出方式速度制御系だけによるΩ
o(s)の一般式は、
となり、1−R3/R2/Ra/R1>0すなわち、R
a/R1>R3/R2であれ
ば系は安定であるが、1−R3/R2/Ra/R1<0
すなわち、
Ra/R1<R3/R2であれば系は不安定になる。1
−R3/R2/Ra/R1=
0すなわち、Ra/R1=R3/R2であれば臨界状態
であり、
このとき負荷トルクQ(s)の影響を皆無にでき
る。 First, Ω due to only the back electromotive force detection method and speed control system.
The general formula for o (s) is and 1-R 3 /R 2 /R a /R 1 >0, that is, R
The system is stable if a /R 1 >R 3 /R 2 , but if 1-R 3 /R 2 /R a /R 1 <0
That is, if R a /R 1 <R 3 /R 2 , the system becomes unstable. 1
-R 3 /R 2 /R a /R 1 = 0, that is, if R a /R 1 = R 3 /R 2 , it is a critical state, and at this time, the influence of the load torque Q (s) can be completely eliminated.
次にPG方式速度制御系を加えたときのΩo(s)
の一般式は、
Ωo(s)=G1(s)・We(s)・Ωi(s)+Wq
(s)・Q(s)/1+G1(s)・We(s)(4)
但し、G1(s)=Kd・Gs1(s)・H1(s)・K1、
We(s)およびWq(s)は(3)式よりWe(s)=Ωo(s)/Ei
(s)、
Wq(s)=Ωo(s)/Q(s)である。 Next, when adding the PG speed control system, Ωo (s)
The general formula is: Ωo (s) = G 1(s)・We (s)・Ωi (s) +Wq
(s)・Q (s) /1+G 1(s)・We (s) (4) However, G 1(s) = Kd・Gs 1(s)・H 1(s)・K 1 ,
From equation (3), We (s) and Wq (s) are We (s) = Ωo (s) /Ei
(s) , Wq (s) = Ωo (s) /Q (s) .
となり、さらに負荷トルクQ(s)の影響は軽減さ
れ、回転速度Ωo(s)は基準速度に一致するよう
制御される。The influence of the load torque Q (s) is further reduced, and the rotational speed Ωo (s) is controlled to match the reference speed.
さらに位相制御系を加えたときのθp(s)、Ωo
(s)の一般式は、
θp(s)=
G2(s)・W1(s)・θi(s)+W1′(s)
・Q(s)/1+G2(s)・W1(s)/S×1/S
(5)
但し、G2(s)=Kc・Gs2(s)・H2(s)・Kv、W1
(s)およびW1′(s)は(4)式よりW1(s)=Ωo(s)/Ω
i(s)、W1
′(s)=Ωo(s)/Q(s)である。 Furthermore, when a phase control system is added, θ p(s) , Ωo
The general formula for (s) is θ p(s) = G 2(s)・W 1(s)・θ i(s) +W 1 ′ (s)
・Q (s) /1+G 2(s)・W 1(s) /S×1/S
(5) However, G 2(s) = K c・G s2(s)・H 2(s)・K v , W 1
(s) and W 1 ′ (s) are obtained from equation (4) as W 1(s) =Ωo (s) /Ω
i (s) , W 1 ' (s) = Ωo (s) /Q (s) .
Ωo(s)=S・θp(s) (6) となり、さらにQ(s)の影響は軽減される。 Ωo (s) = S·θ p(s) (6), and the influence of Q (s) is further reduced.
以上の説明から明らかなように、PG方式はサ
ンプル値制御であり、1回転につき1回の速度比
較しか行なえず、速度比較周波数の1/2以下の周
波数領域でしか制御効果がない反面、逆起電圧検
出方式は連続値制御であり、1回転に亘つて連続
的にしかも全周波数領域に亘つて制御効果があ
る。また、逆起電圧検出方式はその基準電圧が
PG方式の速度誤差信号により安定に供給でき
る。このようにPG方式の欠点を逆起電圧検出方
式で補ない、逆起電圧検出方式の欠点はPG方式
で補なうものである。 As is clear from the above explanation, the PG method uses sample value control, and can only perform one speed comparison per rotation, and has a control effect only in the frequency range below 1/2 of the speed comparison frequency. The electromotive voltage detection method is continuous value control, and has a control effect continuously over one rotation and over the entire frequency range. In addition, the reference voltage of the back electromotive voltage detection method is
Stable supply is possible using the PG method speed error signal. In this way, the drawbacks of the PG method are not compensated for by the back electromotive force detection method, and the drawbacks of the back electromotive voltage detection method are compensated for by the PG method.
なお、逆起電圧検出方式の速度制御をPG方式
の速度制御系に用いたときと、用いない時とで部
品点数に大差はなく、コスト的にはPG方式の特
徴を生かすことができる。また前記パワーオペア
ンプ16は、電流ブースタを付けた小電力用のオ
ペアンプで置換え安価に構成することができる。
さらに本発明はPG方式に限定されることなく、
FG方式の場合にも適用できることは言うまでも
ない。 Note that there is no significant difference in the number of parts between when the back electromotive force detection method speed control is used in the PG method speed control system and when it is not used, and the features of the PG method can be utilized in terms of cost. Further, the power operational amplifier 16 can be replaced with a low-power operational amplifier equipped with a current booster and can be constructed at low cost.
Furthermore, the present invention is not limited to the PG method;
Needless to say, this method can also be applied to the FG method.
また、本発明はVTRの制御方式に限定される
ものでなく他の電子機器(例えば、レコードプレ
イヤー、テープレコーダー、ビデオデイスク等)
に適用可能なことは言うまでもない。 Furthermore, the present invention is not limited to the control method of a VTR, but can also be applied to other electronic devices (for example, record players, tape recorders, video discs, etc.).
Needless to say, it is applicable to
以上の説明から明らかなように、本発明の直流
電動機を用いた制御方式では、従来PG方式また
はFG方式の速度制御系と位相制御系とで構成し
ていたものに、さらに逆起電圧検出方式の速度制
御系を加え、2重の速度制御系で構成したため、
PG方式と逆起電圧検出方式の欠点を相互に補な
い制御性能を著しく向上できるものである。ま
た、逆起電圧検出方式の速度制御回路と従来の駆
動増幅回路との部品点数の差異は少なく、コスト
的にも安価に構成できる等の特徴を有している。 As is clear from the above explanation, in the control system using the DC motor of the present invention, in addition to the conventional PG or FG speed control system and phase control system, a back electromotive force detection system is also used. By adding a speed control system, it is configured with a double speed control system.
The control performance can be significantly improved without compensating for the shortcomings of the PG method and the back electromotive voltage detection method. Further, there is a small difference in the number of parts between the speed control circuit using the back electromotive force detection method and the conventional drive amplifier circuit, and the speed control circuit has features such as being able to be constructed at low cost.
第1図は回転パルス信号の波形図形、第2図は
本発明制御方式の一実施例を示すブロツク図、第
3図は第2図の各部波形図、第4図は直流電動機
のブロツク線図、第5図は本発明制御方式のブロ
ツク線図である。
1……直流電動機、2……回転円板、5……検
出ヘツド、6……分離増巾器、7……速度基準回
路、8,9,18,19……波形変換回路、10
……速度比較回路、11……増巾器、12……基
準電圧入力端子、16……オペアンプ、17……
外部基準信号入力端子、20……位相比較回路。
Fig. 1 is a waveform diagram of a rotation pulse signal, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the control method of the present invention, Fig. 3 is a waveform diagram of each part of Fig. 2, and Fig. 4 is a block diagram of a DC motor. , FIG. 5 is a block diagram of the control system of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... DC motor, 2... Rotating disk, 5... Detection head, 6... Separation amplifier, 7... Speed reference circuit, 8, 9, 18, 19... Waveform conversion circuit, 10
... Speed comparison circuit, 11 ... Amplifier, 12 ... Reference voltage input terminal, 16 ... Operational amplifier, 17 ...
External reference signal input terminal, 20...phase comparison circuit.
Claims (1)
相入力端に接続される直流電動機と、一端が前記
オペアンプの出力端に、他端が前記逆相入力端に
接続される第1の抵抗と、一端が前記出力端に、
他端が前記オペアンプの正相入力端に接続される
第2の抵抗と、一端が基準電圧入力端子に、他端
が前記正相入力端に接続される第3の抵抗とで構
成される逆起電圧検出方式速度制御系と、前記直
流電動機の1回転につき少なくとも1個の回転パ
ルス信号を検出し、その回転パルス信号により速
度誤差信号を得て前記基準電圧入力端子に入力す
る回転検出方式速度制御系と、前記回転パルス信
号と外部基準信号との位相比較により位相誤差信
号を得、その位相誤差信号に基づいて前記回転検
出方式速度制御系を速度変調する位相制御系とを
具備したことを特徴とする直流電動機の制御方
式。1. A DC motor having one end connected to a common ground and the other end connected to the negative phase input terminal of the operational amplifier, and a first resistor having one end connected to the output terminal of the operational amplifier and the other end connected to the negative phase input terminal. , one end is connected to the output end,
a second resistor whose other end is connected to the positive phase input terminal of the operational amplifier; and a third resistor whose one end is connected to the reference voltage input terminal and the other end is connected to the positive phase input terminal of the operational amplifier. an electromotive voltage detection method speed control system; and a rotation detection method speed control system that detects at least one rotation pulse signal per rotation of the DC motor, obtains a speed error signal from the rotation pulse signal, and inputs it to the reference voltage input terminal. and a phase control system that obtains a phase error signal by comparing the phases of the rotation pulse signal and an external reference signal, and speed-modulates the rotation detection type speed control system based on the phase error signal. Characteristic control method for DC motors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP681278A JPS5499920A (en) | 1978-01-24 | 1978-01-24 | Controlling of dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP681278A JPS5499920A (en) | 1978-01-24 | 1978-01-24 | Controlling of dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5499920A JPS5499920A (en) | 1979-08-07 |
| JPS6128000B2 true JPS6128000B2 (en) | 1986-06-27 |
Family
ID=11648602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP681278A Granted JPS5499920A (en) | 1978-01-24 | 1978-01-24 | Controlling of dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5499920A (en) |
-
1978
- 1978-01-24 JP JP681278A patent/JPS5499920A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5499920A (en) | 1979-08-07 |
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