JPH0219712B2 - - Google Patents
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- JPH0219712B2 JPH0219712B2 JP58138205A JP13820583A JPH0219712B2 JP H0219712 B2 JPH0219712 B2 JP H0219712B2 JP 58138205 A JP58138205 A JP 58138205A JP 13820583 A JP13820583 A JP 13820583A JP H0219712 B2 JPH0219712 B2 JP H0219712B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、回転体の回転速度に応じた制御出
力を発生する速度検出器の伝送特性、とくに位相
遅れを改善した回転体の速度制御装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a speed control device for a rotating body that improves the transmission characteristics, particularly the phase delay, of a speed detector that generates a control output according to the rotational speed of the rotating body.
精密な定速回転を要求される回転体の速度制
御、たとえば、ビデオテープレコーダのドラム、
キヤプスタン等の速度制御においては、回転体の
回転速度に比例した周波数の交流信号を発生する
周波数発電機(以下FGと呼ぶ)、およびその出力
であるFG信号の周波数に応じた制御出力を発生
する速度検出器が広く用いられている。 Speed control of rotating objects that require precise constant speed rotation, such as drums in video tape recorders,
In speed control of capstans, etc., a frequency generator (hereinafter referred to as FG) generates an AC signal with a frequency proportional to the rotational speed of the rotating body, and a control output corresponding to the frequency of the FG signal is generated. Speed detectors are widely used.
第1図は、その基本的な構成を示すブロツク図
であり、1はモータ、2はFG、3はFG信号、4
は速度検出器、5はFG信号3から、前縁および
後縁を有する速度比例信号6を作成する波形整形
器、7は速度比例信号6の周期を検出し、それに
応じた制御出力8を発生する周期検出器、9は制
御出力8の平滑、あるいは位相補償を目的とした
フイルタ、10はモータ駆動回路である。なお、
この例では、回転体とモータのロータが直結され
た、いわゆるダイレクト・ドライブ方式を示して
ある。 Figure 1 is a block diagram showing its basic configuration, where 1 is a motor, 2 is an FG, 3 is an FG signal, and 4 is a block diagram showing the basic configuration.
is a speed detector, 5 is a waveform shaper that creates a speed proportional signal 6 having a leading edge and a trailing edge from the FG signal 3, and 7 detects the period of the speed proportional signal 6 and generates a control output 8 in accordance with it. 9 is a filter for smoothing or phase compensation of the control output 8, and 10 is a motor drive circuit. In addition,
This example shows a so-called direct drive system in which the rotating body and the rotor of the motor are directly connected.
さて、このような速度制御系において、系の安
定度を高め、回転性能を向上させるためには、
FG周波数を高く設定すればよいことは、一般に
よく知られている。これは、後述の説明で示され
るように、FG周波数が高いほど、速度検出器4
の位相遅れが軽減され、かつ、出力のリツプル周
波数が高くなることで後段のフイルタ9の時定数
も小さくて済むため、制御系の位相余裕が増すか
らである。 Now, in such a speed control system, in order to increase the stability of the system and improve the rotational performance,
It is generally well known that the FG frequency can be set high. As shown in the explanation below, the higher the FG frequency, the higher the speed detector 4.
This is because the phase delay of is reduced and the ripple frequency of the output is increased, so that the time constant of the filter 9 in the subsequent stage can be reduced, and the phase margin of the control system increases.
しかしながら、実際のシステムでは種々の制約
からFG周波数はむやみに高く設定できない。し
たがつて、低いFG周波数でも充分な性能が得ら
れるように種々の工夫がなされており、その最も
典型的な方法が、フイルタによる位相補償であ
る。ただし、この方法は、系の利得あるいは位相
周波数特性の一部を変形することで、本来、不安
定、ないしそれに近い状態にある系を安定にする
ものであつて、決して上述のFGの高周波数化の
ような根本的な性能向上は望めない。 However, in actual systems, the FG frequency cannot be set unnecessarily high due to various constraints. Therefore, various efforts have been made to obtain sufficient performance even at low FG frequencies, and the most typical method is phase compensation using a filter. However, this method stabilizes a system that is originally unstable or close to it by changing part of the gain or phase frequency characteristics of the system, and it does not stabilize the system that is originally unstable or nearly so. It is not possible to expect a fundamental performance improvement like that of .
なお、このような速度制御装置全体の動作は、
すでに広く知られているものであるため、以後の
説明は、この発明による速度検出器の部分に着目
して行なうことにする。 The overall operation of such a speed control device is as follows.
Since this is already widely known, the following explanation will focus on the speed detector according to the present invention.
まず、第1図に示した従来方式の速度検出器4
の動作について説明する。 First, the conventional speed detector 4 shown in FIG.
The operation will be explained.
モータの回転速度をNmo、FG周波数をfcとす
れば、両者は比例関係にあるから、
fc=1/Tc=KG・Nmo ……(1)
と表わされる。ここでKGは速度−周波数変換定
数である。 If the rotational speed of the motor is Nmo and the FG frequency is fc, since the two are in a proportional relationship, it can be expressed as fc=1/Tc=K G・Nmo (1). Here, K G is a speed-frequency conversion constant.
いま、回転速度が時間とともに変動する場合を
考える。すなわち、
Nm(t)=Nmo+△Nm(t) ……(2)
とする。このときの速度検出器4の動作を示した
のが第2図である。 Now, consider the case where the rotational speed changes over time. That is, Nm(t)=Nmo+△Nm(t)...(2). FIG. 2 shows the operation of the speed detector 4 at this time.
モータ1の回転速度が時間とともに変化する
と、FG信号3は周波数変調(FM)され、その
結果、速度比例信号6の隣り合う前縁間の時間長
が変化する。周期検出器7は、この時間長の変化
量に応じた制御電圧を出力する。すなわち、第2
図より、制御出力VF(t)は、Tn<t≦Tn+1
(n=0、±1、±2…)において、
VF(t)=VFO+△VF(t)
=VFO+Kv・△Tn
=VFO+Kv・{(Tn−Tn−1)−Tc} ……(3)
となる。ここで、VFOは、モータの回転速度が
Nmoで一定の時の制御出力電圧である。また、
Kvは、周期−電圧変換定数であり、ここでは極
性を負としている。これは、△Tの極性が△Nm
のそれと逆であるので、Kvを負極性として説明
を簡明にすることとを意図したにすぎず、この点
では後述するこの発明の実施例でも同様である。
なお、ここでは、時間長を検出するのに速度比例
信号6の前縁を用いているが、後縁を用いても全
く同様である。 As the rotational speed of the motor 1 changes over time, the FG signal 3 is frequency modulated (FM), resulting in a change in the length of time between adjacent leading edges of the speed proportional signal 6. The period detector 7 outputs a control voltage according to the amount of change in this time length. That is, the second
From the figure, the control output V F (t) is Tn<t≦Tn+ 1
(n=0, ±1, ±2…), V F (t) = V FO +△V F (t) = V FO +Kv・△Tn = V FO +Kv・{(Tn−Tn− 1 )− Tc} ...(3). Here, V FO is the rotation speed of the motor
This is the control output voltage when Nmo is constant. Also,
Kv is a period-voltage conversion constant, and here the polarity is negative. This means that the polarity of △T is △Nm
Since it is the opposite of that of , Kv is merely intended to simplify the explanation by assuming negative polarity, and this point is also the same in the embodiments of the present invention described later.
Here, the leading edge of the speed proportional signal 6 is used to detect the time length, but the same effect can be achieved even if the trailing edge is used.
さて、第2図から明らかな様に、このプロセス
は、FM信号の復調プロセスそのもの、つまり、
FM変調された搬送波のいわゆる「ゼロクロス時
刻」を検出することで、搬送波の周期の変化を求
め、それを電圧に変換することでもとの変調信号
を復元するものであるから、変調周波数が高いほ
ど、位相遅れが大きくなることは容易に想像され
る。 Now, as is clear from Figure 2, this process is the FM signal demodulation process itself, that is,
By detecting the so-called "zero-crossing time" of the FM modulated carrier wave, the change in the carrier wave period is determined, and by converting it to voltage, the original modulation signal is restored, so the higher the modulation frequency, the higher the frequency. , it is easy to imagine that the phase delay will increase.
実際、(2)式において、△Nm(t)を単一正弦
波、すなわち、
△Nm(t)=△Nmo cos(2πfmt+θm)
……(4)
ここで、fm:回転速度変動周波数
θm:初期位相
△Nmo:回転速度変動振幅(ピー
ク・ゼロ値)
とし、かつ、FG信号、すなわち搬送波を、
Vc(t)=Sin(2πfct) ……(5)
とおいて、fm、θm、△Nmoを種々に変化させ、
そのときの復調出力をフーリエ級数展開して基本
波成分を抽出し、位相遅れθvを調べると、
θv≒360×fm/fc〔゜〕 ……(6)
となり、θvはfmに比例し、fcに反比例すること
が明らかとなつた。 In fact, in equation (2), △Nm (t) is a single sine wave, that is, △Nm (t) = △Nmo cos (2πfmt + θm)
...(4) Here, fm: Rotation speed fluctuation frequency θm: Initial phase △Nmo: Rotation speed fluctuation amplitude (peak/zero value), and the FG signal, that is, the carrier wave, Vc (t) = Sin (2πfct ) ...(5), and by varying fm, θm, and △Nmo,
The demodulated output at that time is expanded into a Fourier series, the fundamental wave component is extracted, and the phase delay θv is examined. θv≒360×fm/fc [゜] ...(6) θv is proportional to fm, and fc It has become clear that it is inversely proportional to
ここで、(6)式において「近似的に等しい」と表
わしたのは、この速度検出方式が、周波数そのも
のでなく、周波数の逆数、すなわち周期の変化を
検出して、その変化量に比例した電圧を出力する
形態であるため、変動率(△Nmo/Nmo)が大
きいと若干誤差を生じるからである。しかしなが
ら、試算によれば、変動率をピーク・ゼロ値で10
%という、実際のシステムではほとんど対象とな
らないほど大きい値に設定しても、θvの誤差は
1%に満たない。なお、この位相遅れは、実際の
モータ制御系を用いた実験によつても確認されて
いる。 Here, the expression "approximately equal" in equation (6) means that this speed detection method detects not the frequency itself, but the reciprocal of the frequency, that is, the change in period, and detects the change proportional to the amount of change. This is because a voltage is output, so if the fluctuation rate (ΔNmo/Nmo) is large, a slight error will occur. However, according to a trial calculation, the fluctuation rate is 10% at the peak zero value.
%, which is so large that it is hardly a target in an actual system, the error in θv is less than 1%. Note that this phase delay has also been confirmed through experiments using an actual motor control system.
第3図は、(4)式において
としたときの△Nm(t)と、△VF(t)とを示し
たものである。ここで、( )内の数字は検出時
刻を表わしている。この場合、位相遅れθVは、(6)
式より
θv≒360/8=45〔゜〕 ……(8)
となるが、これは第3図の波形からでも容易に確
認されるであろう。 Figure 3 shows that in equation (4) △Nm (t) and △V F (t) are shown. Here, the numbers in parentheses represent the detection time. In this case, the phase delay θ V is (6)
From the formula, θv≒360/8=45〔゜〕...(8), which can be easily confirmed from the waveforms in Figure 3.
ところで、このような計算から即座に明らかと
なるのは、FG信号3の半周期の時間長を検出し
て、それを電圧に変換すれば、位相遅れθvは(6)
式の半分になるということである。なぜならば、
これは、前述の復調プロセスにおいてFG周波数
を2倍にした場合と等価だからである。 By the way, what becomes immediately clear from such a calculation is that if the time length of a half cycle of the FG signal 3 is detected and converted to a voltage, the phase delay θv becomes (6)
This means that it becomes half of the equation. because,
This is because this is equivalent to doubling the FG frequency in the demodulation process described above.
しかしながら、この場合は、一周期を検出する
場合と異なり、FG信号3が歪んでいたり、第4
図のように、波形整形器5でオフセツトが生じた
りすると、回転速度が変動していなくとも、速度
検出器の出力(第4図のロ,ハ)はリツプルを生
じ、しかも直流成分も変化するため、リツプルに
よる回転ムラの増大や、設定速度のズレを発生さ
せてしまう。また、リツプルの基本波成分の周波
数はFG周波数であるから、回転ムラの増大を避
けるためにフイルタを付加するとすれば、その時
定数は、リツプル周波数に対して充分に大きいも
のとしなければならず、その結果、上記のような
速度検出に伴う位相遅れの改善効果が相殺されて
しまい、さらに他の対策も必要となるなど、欠点
が多い。 However, in this case, unlike the case of detecting one cycle, the FG signal 3 is distorted or the FG signal 3 is distorted.
As shown in the figure, if an offset occurs in the waveform shaper 5, even if the rotational speed does not fluctuate, the output of the speed detector (B and C in Figure 4) will generate ripples, and the DC component will also change. As a result, rotational irregularities due to ripples increase and deviations in set speed occur. Furthermore, since the frequency of the ripple fundamental wave component is the FG frequency, if a filter is added to avoid an increase in rotational unevenness, its time constant must be sufficiently large with respect to the ripple frequency. As a result, there are many drawbacks, such as the effect of improving the phase delay associated with speed detection as described above is canceled out, and other countermeasures are also required.
したがつて、実際の速度制御系では、FG信号
3の半周期から速度検出を行なう方式は、性能的
にもコスト的にもメリツトがなくほとんど用いら
れない。 Therefore, in an actual speed control system, the method of detecting speed from a half period of the FG signal 3 has no merit in terms of performance or cost and is hardly used.
これに対し、一周期を検出する方式の場合は、
第4図からも明らかなように、波形整形器5にオ
フセツトが生じても、リツプルの発生や、直流成
分の変動は生じない。しかしながら、このような
一周期検出方式でも、第3図に示したように、速
度変動がある場合には、FG周波数のリツプルが
発生し、当然のことながら、その大きさは、半周
期検出方式に比べて大きく、しかもリツプル周波
数も低いため、後段のフイルタ9の時定数を大き
く設定しなければならない。したがつて前述の
θvと、フイルタ9の時定数要素による位相遅れ
との相乗効果により、制御系の性能は大きく制約
されてしまう。 On the other hand, in the case of a method that detects one cycle,
As is clear from FIG. 4, even if an offset occurs in the waveform shaper 5, no ripples or fluctuations in the DC component occur. However, even with this one-period detection method, as shown in Figure 3, if there is a speed fluctuation, ripples in the FG frequency will occur, and as a matter of course, the magnitude of this ripple will be smaller than that of the half-period detection method. Since the ripple frequency is large compared to , and the ripple frequency is also low, the time constant of the filter 9 in the subsequent stage must be set large. Therefore, the synergistic effect of the above-mentioned θv and the phase delay caused by the time constant element of the filter 9 greatly limits the performance of the control system.
以上述べたように、従来の速度検出には、FG
信号の一周期を検出する方式が一般に用いられて
いるのであるが、システムの制約上、FG周波数
が希望する高さに設定できない場合には、性能の
不完全さを覚悟し、スペツクダウンせざるを得な
いのが実情であつた。 As mentioned above, conventional speed detection requires FG
A method that detects one cycle of the signal is generally used, but if the FG frequency cannot be set to the desired height due to system constraints, the system must be prepared for imperfect performance and downgrade the specs. The reality was that it was not possible.
この発明は、上記のように、FG周波数が、従
来のシステムを前提とした場合の性能基準に照ら
してみて充分な高さに設定できない場合であつて
も性能の劣化を軽減することのできる、言い換え
るならば、同じFG周波数であつても従来方式よ
り高い性能を得ることのできる回転体の速度制御
装置を提供することを目的としている。 As described above, the present invention is capable of reducing performance deterioration even when the FG frequency cannot be set high enough in light of performance standards based on conventional systems. In other words, the objective is to provide a rotating body speed control device that can obtain higher performance than conventional systems even at the same FG frequency.
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第5図において、1はモータ、2はFG、3は
FG信号、4は速度検出器、5はFG信号3から前
縁および後縁を有する速度比例信号6を作成する
波形整形器、7aは、速度比例信号6の隣り合う
前縁間の時間長すなわち周期を検出し、それに応
じた制御出力8aを発生する第1の周期検出器、
7bは、速度比例信号6の隣り合う後縁間の時間
長すなわち周期を検出し、それに応じた制御出力
8bを発生する第2の周期検出器、11は、第1
の周期検出器7aの出力8aと、第2の周期検出
器7bの出力8bとを交互に選択して出力する出
力選択器、8cは出力選択器11の出力、すなわ
ち速度検出器4の出力、9は出力8cの平滑、あ
るいは制御系の位相補償を目的としたフイルタ、
10はモータ駆動回路である。 In Figure 5, 1 is the motor, 2 is the FG, and 3 is the motor.
FG signal, 4 is a speed detector, 5 is a waveform shaper that creates a speed proportional signal 6 having a leading edge and a trailing edge from the FG signal 3, 7a is a time length between adjacent leading edges of the speed proportional signal 6, i.e. a first period detector that detects the period and generates a control output 8a according to the period;
7b is a second period detector that detects the time length or period between adjacent trailing edges of the speed proportional signal 6 and generates a control output 8b in accordance with the detected time length, and 11 is a first period detector.
8c is the output of the output selector 11, that is, the output of the speed detector 4; 9 is a filter for smoothing the output 8c or for phase compensation of the control system;
10 is a motor drive circuit.
上記構成において、従来例と同様にして、(2)式
のように、回転速度が時間とともに変動する場合
を考える。このときの速度検出器4の動作を第6
図に示す。 In the above configuration, let us consider a case where the rotational speed changes over time as in equation (2), similar to the conventional example. The operation of the speed detector 4 at this time is explained in the sixth section.
As shown in the figure.
モータ1の回転速度が時間とともに変化する
と、FG信号3は周波数変調される。したがつて、
波形整形された速度比例信号6の隣り合う前縁間
の時間長、および隣り合う後縁間の時間長が変化
する。第1の周期検出器7aは隣り合う前縁間の
時間長の変化に、また第2の周期検出器7bは隣
り合う後縁間の時間長の変化に、それぞれ応じて
制御出力8a,8bを出力する。この第1、第2
の周期検出器7a,7bは、前述した従来の一周
期検出方式と同じ検出方式を構成するものであ
る。 When the rotational speed of the motor 1 changes over time, the FG signal 3 is frequency modulated. Therefore,
The time length between adjacent leading edges and the time length between adjacent trailing edges of the waveform-shaped velocity proportional signal 6 change. The first period detector 7a outputs control outputs 8a and 8b in response to changes in time length between adjacent leading edges, and the second period detector 7b responds to changes in time length between adjacent trailing edges. Output. This first and second
The period detectors 7a and 7b constitute the same detection method as the conventional one-period detection method described above.
ゆえに、制御出力8aをVF1、制御出力8bを
VF2とおけば、第6図より、
T2k<t≦T2k+2(k=0、±1、±2、……)
において
VF1(t)=VFO+△VF1(t)
=VFO+Kv・△T2k
=VFO+Kv{(T2k−T2k−2)−Tc} ……(9)
T2k+1<t≦T2k+3(k=0、±1、±2、…
…)において
VF2(t)=VFO+△VF2(t)
=VFO+Kv・△T2k+1
=VFO+Kv{(T2k+1−T2k−1)−Tc}
……(10)
と表わされる。 Therefore, the control output 8a is V F1 and the control output 8b is
If we set V F2 , from Figure 6, T 2 k<t≦T 2 k+ 2 (k=0, ±1, ±2,...)
, V F1 (t) = V FO +△V F1 (t) = V FO +Kv・△T 2 k = V FO +Kv {(T 2 k−T 2 k− 2 )−Tc} ……(9) T 2 k+ 1 <t≦T 2 k+ 3 (k=0, ±1, ±2,...
), V F2 (t) = V FO +△V F2 (t) = V FO +Kv・△T 2 k+ 1 = V FO +Kv {(T 2 k+ 1 −T 2 k− 1 ) − Tc}
...(10)
さて、出力選択器11は、第1の周期検出器7
aの出力8aが変化する時刻T2kから、第2の周
期検出器7bの出力8bが変化する時刻T2k+1
までは第1の周期検出器7aの出力8aを、また
第2の周期検出器7bの出力8bが変化する時刻
T2k+1から第1の周期検出器7aの出力8aが
変化する時刻T2k+2までは第2の周期検出器7
bの出力8bを、それぞれ速度検出器4の出力8
cとして選択する。したがつて、速度検出器4の
出力8cをVFとおけば、
VF(t)=VF1(t)(T2k<t≦T2k+1)
VF2(t)(T2k+1<t≦T2k+2)
(k=0、±1、±2、……)……(11)
となる。 Now, the output selector 11 is connected to the first period detector 7
From the time T 2 k when the output 8a of a changes, the time T 2 k+ 1 when the output 8b of the second period detector 7b changes
is the time at which the output 8a of the first period detector 7a and the output 8b of the second period detector 7b change.
From T 2 k+ 1 to time T 2 k+ 2 when the output 8a of the first period detector 7a changes, the second period detector 7
The output 8b of speed detector 4 is the output 8b of speed detector 4.
Select as c. Therefore, if the output 8c of the speed detector 4 is set as V F , V F (t)=V F1 (t) (T 2 k<t≦T 2 k+ 1 ) V F2 (t) (T 2 k+ 1 <t≦T 2 k+ 2 ) (k=0, ±1, ±2, ...)...(11).
ここで、従来例と同様にして、(4)式において
fm、θm、△Nmoを種々に変化させ、そのときの
復調出力VFをフーリエ級数展開して基本波成分
を抽出し、位相遅れθvを調べると、
θv≒270×fm/fc=360×fm/fc×0.75〔゜〕……(
12)
となることが明らかとなつた。なお、上式におけ
る近似的な符号は従来例の場合と同様の理由によ
るものである。これより、第5図の速度検出器4
では、従来の一周期検出方式のものに比べ、位相
遅れが約25%軽減されることがわかる。 Here, as in the conventional example, in equation (4),
By varying fm, θm, and △Nmo, extracting the fundamental wave component by expanding the demodulated output V F into a Fourier series and examining the phase delay θv, we find that θv≒270×fm/fc=360×fm /fc×0.75〔゜〕……(
12) It became clear that. Note that the approximate symbols in the above equation are used for the same reason as in the conventional example. From this, speed detector 4 in Fig. 5
It can be seen that the phase delay is reduced by about 25% compared to the conventional one-cycle detection method.
第7図は、従来例と同様に、(7)式に示した設定
値における△Nm(t)と△VF(t)とを示したも
のである。( )内の数字は検出時刻を表わして
いる。この場合、位相遅れθvは、(12)式より、
θv≒270/8=33.75゜ ……(13)
となる。 Similar to the conventional example, FIG. 7 shows ΔNm(t) and ΔV F (t) at the set value shown in equation (7). The numbers in parentheses represent the detection time. In this case, the phase delay θv becomes θv≒270/8=33.75° from equation (12) (13).
第7図から明らかなように、リツプルも軽減さ
れ、かつリツプル周波数も2倍となり、この点で
は、前述の半周期検出の長所をあわせ持つてい
る。しかも、リツプル周波数が高くなることによ
り、後段のフイルタ9の時定数も小さくすること
ができるので、制御ループの位相遅れが相乗的に
軽減されるのは言うまでもない。さらには、この
方式によれば、時間長の検出は従来の一周期検出
と同じであるから、半周期検出における欠点、す
なわちFG信号3の歪や波形整形器5のオフセツ
トによつて制御出力にリツプルが生じたり、直流
電位がずれてしまうといつた問題も発生しない。 As is clear from FIG. 7, ripples are also reduced and the ripple frequency is doubled, and in this respect it has both the advantages of the half-cycle detection described above. Furthermore, as the ripple frequency becomes higher, the time constant of the filter 9 at the subsequent stage can also be reduced, so it goes without saying that the phase delay of the control loop is synergistically reduced. Furthermore, according to this method, since the time length detection is the same as the conventional one-cycle detection, shortcomings in half-cycle detection, such as distortion of the FG signal 3 and offset of the waveform shaper 5, can affect the control output. Problems such as ripples or deviations in DC potential do not occur.
このような特徴は、回転速度比例信号の隣接す
る前縁間および後縁間の2種類の時間長を検出す
ることによるものであるが、これらの検出結果を
ただ単に加算した場合、すなわち、第6図におい
て、(9)、(10)式より、
VF(t)=1/2{VF1(t)+VF2(t)} ……(14)
となる制御出力を発生する構成とした場合、θV
は、
θV≒360・fm/fc[゜]……(15)
つまり、(6)式と同じになり、位相遅れはなんら
改善されないことが計算により明らかにされてい
る。これは、第7図の第1および第2の検出器出
力の波形からも容易に類推されるであろう。 This feature is due to the detection of two types of time lengths, one between adjacent leading edges and the other between adjacent trailing edges of the rotational speed proportional signal, but if these detection results are simply added, that is, the In Figure 6, from equations (9) and (10), the configuration was designed to generate a control output such that V F (t) = 1/2 {V F1 (t) + V F2 (t)} ... (14) If θ V
is θ V ≒360·fm/fc [°] (15) In other words, it becomes the same as equation (6), and calculations have revealed that the phase delay is not improved at all. This can be easily inferred from the waveforms of the first and second detector outputs in FIG.
このように、この発明にしたがえば、前述した
2種類の時間長を検出することと、この検出結果
を交互に選択し出力することによつて得られるも
のであり、しかも、このような動作を達成するた
めには、従来の周期検出器を並列動作させ、その
出力を交互に切り換えるスイツチ回路を設けるだ
けでよく、きわめて簡単な構成で性能の向上を図
ることができるものである。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the above-mentioned two types of time lengths by detecting the two types of time lengths and alternately selecting and outputting the detection results. In order to achieve this, all that is required is to operate conventional period detectors in parallel and provide a switch circuit that alternately switches their outputs, making it possible to improve performance with an extremely simple configuration.
なお、上記実施例では、速度検出器4の初段に
波形整形器5を設けているが、もしFG信号3が
速度比例信号6のような波形、すなわち前縁およ
び後縁を有する波形であれば、波形整形器5は省
略することができる。 In the above embodiment, the waveform shaper 5 is provided at the first stage of the speed detector 4, but if the FG signal 3 has a waveform like the speed proportional signal 6, that is, a waveform having a leading edge and a trailing edge. , the waveform shaper 5 can be omitted.
また、速度検出器4の出力8cをサンプル・ホ
ールド形で示したが、周期の変化に応じて出力の
デユーテイを変化させるる、いわゆるパルス幅変
調(PWM)方式であつても同様の効果が得られ
ることは明らかである。 Also, although the output 8c of the speed detector 4 is shown in a sample-and-hold format, the same effect can be obtained using a so-called pulse width modulation (PWM) method that changes the output duty according to changes in the cycle. It is clear that
さらに、周期を検出する方法としては、従来一
般に用いられているCR回路の充放電を利用する
方法、あるいは別に得られるクロツク信号で周期
の長さを計数する方法など、当該変換動作を達成
するものであればいかなる手段でもよい。 Furthermore, as a method for detecting the period, there are methods that achieve the conversion operation, such as a method that utilizes charging and discharging of a conventionally commonly used CR circuit, or a method that counts the length of the period using a separately obtained clock signal. Any method will do.
また、以上の実施例では、回転体を直結駆動と
したが、ベルト駆動などの他の駆動方式でも同様
の効果が得られることはいうまでもない。 Further, in the above embodiments, the rotating body is directly driven, but it goes without saying that similar effects can be obtained by using other drive systems such as belt drive.
以上述べたように、この発明によれば、回転速
度比例信号の隣接する前縁間および後縁間の時間
長を検出し、この検出結果に応じて制御出力を発
生するように構成したので、同じFG周波数であ
つても、従来の1周期検出方式に比べて位相遅れ
を約25%も低減することができる。しかも、出力
のリツプル周波数が2倍となるので、後段のフイ
ルタ時定数も軽減され、さらに位相遅れの低減も
可能となるため、回転体の速度制御性能を大きく
改善することができる。 As described above, according to the present invention, the time length between adjacent leading edges and trailing edges of the rotational speed proportional signal is detected, and the control output is generated in accordance with the detection result. Even at the same FG frequency, the phase delay can be reduced by about 25% compared to the conventional one-period detection method. Moreover, since the ripple frequency of the output is doubled, the time constant of the filter in the subsequent stage is also reduced, and it is also possible to reduce the phase delay, so that the speed control performance of the rotating body can be greatly improved.
第1図は従来の回転体の速度制御装置を示すブ
ロツク図、第2図は従来の速度検出器の動作を説
明するためのタイミング図、第3図は従来の速度
検出器にもとづいて具体的数値を用いて計算した
制御出力波形図、第4図は半周期を検出する方式
におけるオフセツトの影響を示した波形図、第5
図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第6
図は第5図における速度検出器の動作を説明する
ためのタイミング図、第7図はこの発明における
速度検出器にもとづいて具体的数値を用いて計算
した制御出力波形図である。
1……モータ、2……周波数発電機、4……速
度検出器、7a,7b……周期検出器、7d,7
e……半周期検出結果保持器、10……モータ駆
動回路、11……出力選択器、12……半周期検
出器、13……制御出力発生器。なお、図中、同
一符号は同一または相当部分を示す。
Fig. 1 is a block diagram showing a conventional speed control device for a rotating body, Fig. 2 is a timing diagram for explaining the operation of a conventional speed detector, and Fig. 3 is a concrete diagram based on the conventional speed detector. Figure 4 is a control output waveform diagram calculated using numerical values, and Figure 5 is a waveform diagram showing the influence of offset in the half-cycle detection method.
The figure is a block diagram showing one embodiment of this invention.
The figure is a timing diagram for explaining the operation of the speed detector in FIG. 5, and FIG. 7 is a control output waveform diagram calculated using specific numerical values based on the speed detector in the present invention. 1... Motor, 2... Frequency generator, 4... Speed detector, 7a, 7b... Period detector, 7d, 7
e... Half cycle detection result holder, 10... Motor drive circuit, 11... Output selector, 12... Half cycle detector, 13... Control output generator. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
号を発生する周波数発電機と、この周波数発電機
の出力にもとづいて得られた前縁と後縁とを有す
る回転速度比例信号の周波数に応じた制御出力を
発生する速度検出器と、この速度検出器の出力に
応じて回転体を駆動する駆動回路とを備えた回転
体の速度制御装置において、前記速度検出器は、
前記回転速度比例信号の隣接する前縁間の時間長
を検出してその長さに応じた第1の制御出力を発
生する第1の周期検出手段と、隣接する後縁間の
時間長を検出してその長さに応じた第2の制御出
力を発生する第2の周期検出手段と、前記回転速
度比例信号に同期して前記回転速度比例信号の前
縁からこの前縁に後続する最初の後縁までの期間
は前記第1の制御出力を選択し、また、前記回転
速度比例信号の後縁からこの後縁に後続する最初
の前縁までの期間は前記第2の制御出力を順次交
互に選択する出力手段とを有することを特徴とす
る回転体の速度制御装置。1. A frequency generator that generates an alternating current signal with a frequency proportional to the rotation speed of a rotating body, and a frequency generator that generates an alternating current signal with a frequency proportional to the rotation speed of the rotating body, and a rotation speed proportional signal that has a leading edge and a trailing edge obtained based on the output of this frequency generator. In a speed control device for a rotating body that includes a speed detector that generates a control output and a drive circuit that drives the rotating body according to the output of the speed detector, the speed detector includes:
a first period detection means for detecting a time length between adjacent leading edges of the rotational speed proportional signal and generating a first control output according to the length; and a first period detection means for detecting a time length between adjacent trailing edges. and a second period detecting means for generating a second control output according to the length of the rotation speed proportional signal; The first control output is selected during the period up to the trailing edge, and the second control output is sequentially and alternately selected during the period from the trailing edge of the rotational speed proportional signal to the first leading edge following this trailing edge. 1. A speed control device for a rotating body, characterized in that it has an output means for selecting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138205A JPS6035975A (en) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Speed controller of rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138205A JPS6035975A (en) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Speed controller of rotor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035975A JPS6035975A (en) | 1985-02-23 |
| JPH0219712B2 true JPH0219712B2 (en) | 1990-05-02 |
Family
ID=15216536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138205A Granted JPS6035975A (en) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Speed controller of rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035975A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4132408A1 (en) * | 1990-09-26 | 1992-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | DEVICE FOR CONTROLLING THE TURNING SPEED OF A TURNED PART |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5225749A (en) * | 1990-09-26 | 1993-07-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | System for controlling the rotational speed of a rotary member |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114475A (en) * | 1973-02-28 | 1974-10-31 | ||
| JPS5763216U (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-15 |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP58138205A patent/JPS6035975A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4132408A1 (en) * | 1990-09-26 | 1992-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | DEVICE FOR CONTROLLING THE TURNING SPEED OF A TURNED PART |
| DE4132408C2 (en) * | 1990-09-26 | 1995-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | Device for controlling the speed of rotation of a turned part |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6035975A (en) | 1985-02-23 |
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