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JPH0681536B2 - Compensator - Google Patents
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JPH0681536B2 - Compensator - Google Patents

Compensator

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JPH0681536B2
JPH0681536B2 JP62210510A JP21051087A JPH0681536B2 JP H0681536 B2 JPH0681536 B2 JP H0681536B2 JP 62210510 A JP62210510 A JP 62210510A JP 21051087 A JP21051087 A JP 21051087A JP H0681536 B2 JPH0681536 B2 JP H0681536B2
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memory output
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誠 後藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フィードバック制御のループ内で使用される
補償器に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to compensators used in feedback control loops.

従来の技術 フィードバック制御の一例として、たとえば、モータの
回転速度を速度検出器により検出して、その検出信号に
よってモータへの供給電力を制御するモータの速度制御
装置は、ビデオテープレコーダのキャプスタンモータや
シリンダモータ等に広く利用されている(たとえば、本
出願人が提案した特願昭56-142724号を参照)。しかし
ながら、このような速度制御装置のなかで使用する補償
器では、従来から利用されている比例,積分,微分補償
を行っているだけであり、負荷トルク変動による回転速
度の変動を十分に抑制することができなかった。
2. Description of the Related Art As an example of feedback control, for example, a motor speed control device that detects the rotation speed of a motor by a speed detector and controls the electric power supplied to the motor by the detection signal is a capstan motor of a video tape recorder. It is widely used for electric motors and cylinder motors (see, for example, Japanese Patent Application No. 56-142724 proposed by the present applicant). However, in the compensator used in such a speed control device, only the conventionally used proportional, integral, and differential compensations are performed, and fluctuations in rotation speed due to load torque fluctuations are sufficiently suppressed. I couldn't.

このような問題を解決するために、本出願人は特願昭60
-229143号および特願昭60-229144号において、新しい構
成の補償器を使用して、負荷トルク変動に対して非常に
強くした高性能なモータの速度制御装置を提案した。す
なわち、特願昭60-229143号や特願昭60-229144号では、
モータの回転速度に応じた周期の交流信号を生じる回転
センサと、回転センサの交流信号によりモータの1回転
当たり複数回の検出を行う速度検出手段と、速度検出手
段の検出信号にもとずき演算,記憶して制御信号を作り
出す補償手段と、補償手段の制御信号に応じた電力を前
記モータに供給する電力増幅手段(駆動手段)によって
速度制御系を構成している。さらに、速度検出手段の検
出信号に応動した回転誤差を得る回転誤差検出手段と、
NxL個(複数個)のメモリ値群M[0]からM[NxL−
1]を格納するメモリ手段と、メモリ手段のL間隔ずつ
離れたNx個のメモリ値群を使って合成計算される合成値
を実質的に算出する合成値算出手段(メモリ出力値作成
手段)と、合成値算出手段の合成値と回転誤差検出手段
の回転誤差を演算合成した値に対応した更新値によって
メモリ手段のメモリ値を実質的に順番に更新保存する更
新保存手段と、合成値算出手段の合成値と回転誤差検出
手段の回転誤差を演算合成して制御信号を作り出す制御
信号作成手段とを有する補償手段(補償器)を使用する
ことによって、高性能なモータの速度制御装置を実現し
ている。
In order to solve such a problem, the present applicant has filed Japanese Patent Application No.
-229143 and Japanese Patent Application No. 60-229144, we proposed a high-performance motor speed controller that is extremely resistant to load torque fluctuations by using a compensator with a new configuration. That is, in Japanese Patent Application No. 60-229143 and Japanese Patent Application No. 60-229144,
Based on a rotation sensor that generates an AC signal having a cycle corresponding to the rotation speed of the motor, a speed detection unit that detects a plurality of times per rotation of the motor by the AC signal of the rotation sensor, and a detection signal of the speed detection unit. A speed control system is constituted by a compensating means for calculating and storing a control signal to generate a control signal and a power amplifying means (driving means) for supplying electric power according to the control signal of the compensating means to the motor. Further, a rotation error detecting means for obtaining a rotation error in response to the detection signal of the speed detecting means,
NxL (plural) memory value groups M [0] to M [NxL-
1], and a composite value calculation unit (memory output value creation unit) that substantially calculates a composite value that is compositely calculated using Nx memory value groups separated by L intervals of the memory unit. Update storing means for updating and storing the memory values of the memory means substantially in order by the update value corresponding to the combined value of the combined value calculating means and the rotation error of the rotating error detecting means, and the combined value calculating means A high-performance motor speed control device is realized by using a compensating means (compensator) having a control signal generating means for calculating a control signal by arithmetically combining the combined value of ing.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、特願昭60-229143号や特願昭60-229144号
で使用した補償器の構成では、多数のデジタルメモリを
使用することが必要不可欠であり、通常、16bits×1000
words=16kbits程度のメモリが必要とされる。近年の半
導体製造技術の向上によってメモリ用のIC素子が急速に
低価格化しているとはいえ、16kbitsものメモリを使用
することはコストの大幅な上昇を招き、好ましくない。
Problems to be Solved by the Invention However, in the compensator configuration used in Japanese Patent Application No. 60-229143 and Japanese Patent Application No. 60-229144, it is indispensable to use a large number of digital memories. 16bits × 1000
A memory of about words = 16kbits is required. Although IC devices for memories have been rapidly reduced in price due to recent improvements in semiconductor manufacturing technology, it is not preferable to use a memory of 16 kbits because the cost is significantly increased.

また、補償器の動作にはかなりの演算量があり、速度検
出器の検出周期内に所定の演算を終わるためには、高価
な高速の乗算器等を使って高速演算する必要があった。
すなわち、補償器を実現するハードウェアの構成や動作
速度に関してかなりの制約があった。
Further, the operation of the compensator has a considerable amount of calculation, and in order to finish a predetermined calculation within the detection period of the speed detector, it is necessary to perform high-speed calculation using an expensive high-speed multiplier or the like.
That is, there are considerable restrictions on the hardware configuration and operating speed of the compensator.

本発明は、このような点を考慮して、上記の例に示され
るような多くのメモリを使用する補償器について検討
し、制御性能を悪化させることなく、必要メモリ数を大
幅に削減し、かつ、演算時間の制約も緩めるように工夫
したものである。
In consideration of such a point, the present invention considers a compensator using many memories as shown in the above example, and significantly reduces the number of required memories without deteriorating the control performance, At the same time, it is devised so that the constraint on the calculation time is relaxed.

問題点を解決するための手段 本発明の補償器では、所定タイミング毎、もしくは略所
定タイミング毎にデジタル誤差を得る誤差検出手段と、
Nx・L個(ここに、Nxは1以上の整数、Lは4以上の整
数)の順序づけられたメモリ値を格納保存するメモリ手
段と、前記誤差検出手段の複数個のデジタル誤差を演算
合成した合成誤差を作り出す合成誤差作成手段と、前記
所定タイミングのQ倍(ここに、Qは2以上の整数)の
更新タイミング毎に、前記Nx・L個のメモリ値を順番に
前記合成誤差作成手段の合成誤差とメモリ出力値作成手
段のメモリ出力値を演算合成した更新値によって更新保
存する更新保存手段と、Nxが1の場合には少なくとも1
個のメモリ値を使い、Nxが2以上の場合には更新間隔が
前記更新タイミングのL倍以上離れたNx個のメモリ値群
を少なくとも1組使って、前記更新タイミングに同期し
て前記メモリ出力値を作り出す前記メモリ出力値作成手
段と、前記所定タイミング毎に前記誤差検出手段のデジ
タル誤差と前記メモリ出力値作成手段のメモリ出力値を
演算合成して制御信号を生成する制御信号作成手段と、
プログラムに従って前記誤差検出手段と前記合成誤差作
成手段と前記メモリ出力値作成手段と前記更新保存手段
と前記制御信号作成手段の動作を実行する演算手段を具
備し、 前記演算手段は、前記所定タイミング毎に前記誤差検出
手段と前記制御信号作成手段の動作を実行し、かつ、前
記合成誤差作成手段と前記メモリ出力値作成手段と前記
更新保存手段による1個の前記メモリ値の更新動作をQ
以下の複数の部分動作に分割し、前記各部分動作を異な
った前記所定タイミングにおいて実行させたことによっ
て、上記の問題点を解決したものである。
Means for Solving the Problems In the compensator of the present invention, error detection means for obtaining a digital error at each predetermined timing or substantially every predetermined timing,
Memory means for storing and storing Nx · L pieces (where Nx is an integer of 1 or more and L is an integer of 4 or more) and a plurality of digital errors of the error detecting means are arithmetically combined. The composite error creating means for creating a composite error and the composite error creating means of the Nx · L memory values are sequentially arranged at each update timing Q times the predetermined timing (where Q is an integer of 2 or more). Update saving means for updating and saving the combined error and the memory output value of the memory output value creating means by the update value obtained by operation combining, and at least 1 if Nx is 1.
Memory values are used, and when Nx is 2 or more, at least one set of Nx memory value groups whose update interval is L times or more of the update timing is used to output the memory in synchronization with the update timing. A memory output value generating means for generating a value; a control signal generating means for arithmetically synthesizing a digital error of the error detecting means and a memory output value of the memory output value generating means to generate a control signal at each predetermined timing;
And a calculation means for executing the operations of the error detection means, the composite error generation means, the memory output value generation means, the update storage means, and the control signal generation means in accordance with a program. To execute the operations of the error detecting means and the control signal creating means, and to update one memory value by the composite error creating means, the memory output value creating means, and the update storing means.
The above problem is solved by dividing the operation into the following plurality of partial operations and executing each of the partial operations at different predetermined timings.

作用 本発明では、上記の構成にすることによって、例えばモ
ータの速度制御装置に応用した場合に、特願昭60-22914
3号や特願昭60-229144号に示したように、特定の周波数
の負荷トルク変動の影響を大幅に低減させることができ
た。すなわち、少数(Q分の1)のメモリ数を使用して
経済的に高性能な補償器を実現している。もちろん、本
発明の補償器は、モータの速度制御装置以外の多くの制
御装置に応用することは可能であり、それらにおいても
特定の周波数における特性改善効果は得られるものであ
る。また、誤差検出手段の複数個のデジタル誤差を合成
した合成誤差を合成誤差作成手段により作成し、合成誤
差とメモリ出力値を演算合成してメモリ値を更新保存し
ているので、デジタル誤差に含まれる不要なノイズ成分
によって制御系全体の動作が不安定になることを防止で
きる。さらに、合成誤差作成手段とメモリ出力値作成手
段と更新保存手段による1個のメモリ値の更新動作をQ
以下の複数の部分動作に分割し、各部分動作を異なった
所定タイミングにおいて実行させているので、演算速度
の遅い1個の演算手段によって、誤差検出手段と合成誤
差作成手段とメモリ出力値作成手段と更新保存手段と制
御信号作成手段のすべての動作を支障なく実行可能にし
ている。
In the present invention, by adopting the above configuration, for example, in the case of application to a speed control device for a motor, Japanese Patent Application No. 60-22914
As shown in No. 3 and Japanese Patent Application No. 60-229144, it was possible to significantly reduce the influence of load torque fluctuation at a specific frequency. That is, an economically high-performance compensator is realized by using a small number (1 / Q) of the number of memories. Of course, the compensator of the present invention can be applied to many control devices other than the motor speed control device, and the characteristic improving effect at a specific frequency can be obtained even with them. In addition, since the composite error that combines the plurality of digital errors of the error detecting means is created by the composite error creating means, and the composite error and the memory output value are arithmetically combined and the memory value is updated and stored, it is included in the digital error. It is possible to prevent the operation of the entire control system from becoming unstable due to unnecessary noise components generated. Further, the operation of updating one memory value by the composite error creating means, the memory output value creating means, and the update saving means is performed.
Since it is divided into the following plurality of partial operations and each partial operation is executed at different predetermined timings, the error detecting means, the combined error creating means, and the memory output value creating means are operated by one operation means having a slow operation speed. All the operations of the update storage means and the control signal generation means can be executed without any trouble.

実施例 以下、本発明の一実施例の補償器について、図面を参照
しながら説明する。第2図に本発明の補償器を使用した
モータの速度制御装置の例を表す構成図を示す。第2図
において、直流モータ1は回転センサ2と負荷10を直接
回転駆動する。回転センサ2はモータ1の回転に伴って
1回転当たりZq回(Zqは2以上の整数であり、ビデオテ
ープレコーダのキャプスタンモータでは、通常、Zq=35
7)の交流信号aを発生する。回転センサ2の交流信号
aは速度検出器3に入力され、交流信号aの周期に応じ
たデジタル信号bを得ている。
Embodiment Hereinafter, a compensator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a motor speed control device using the compensator of the present invention. In FIG. 2, the DC motor 1 directly drives the rotation sensor 2 and the load 10 to rotate. The rotation sensor 2 is Zq times per rotation as the motor 1 rotates (Zq is an integer of 2 or more. In a capstan motor of a video tape recorder, normally, Zq = 35.
The AC signal a of 7) is generated. The AC signal a of the rotation sensor 2 is input to the speed detector 3 to obtain a digital signal b corresponding to the cycle of the AC signal a.

速度検出器3の具体的な構成例を第3図に示す。交流信
号aは波形整形回路31によって波形整形され、整形信号
gを得ている。整形信号gはアンド回路33とフリップフ
ロップ35に入力されている。アンド回路33の入力側に
は、さらに、発振回路32のクロックパルスpとカウンタ
34のオーバフロー出力信号wも入力されている。発振回
路32は水晶発振器と分周器等によって構成され、整形信
号gの周波数よりもかなり高周波のクロックパルスp
(500kHz程度)を発生している。カウンタ34は、アンド
回路33の出力パルスhの到来ごとにその内容をカウント
アップする12ビットのアップカウンタになっている。ま
た、オーバフロー出力信号wはカウンタ34のカウント内
容が所定値以下の時には“H"であり、カウンタ34のカウ
ント内容が所定値以上になるとwは“L"に変化する(こ
こに、“H"は高電位状態を表し、“L"は低電位状態を表
している)。データ入力型フリップフロップ35は、整形
信号gの立ち下がりエッジをトリガ信号としてデータ入
力端子に入力された“H"を取り込み、その出力Qを“H"
にする(q=“H")。また、補償器4からのリセット信
号rが“H"になると、カウンタ34とフリップフロップ35
の内部状態がリセットされる(b=“LLLLLLLLLLLL",w
=“H",q=“L")。
FIG. 3 shows a specific configuration example of the speed detector 3. The AC signal a is waveform-shaped by the waveform shaping circuit 31 to obtain the shaped signal g. The shaping signal g is input to the AND circuit 33 and the flip-flop 35. On the input side of the AND circuit 33, the clock pulse p of the oscillation circuit 32 and the counter are further provided.
34 overflow output signals w are also input. The oscillation circuit 32 is composed of a crystal oscillator, a frequency divider, etc., and has a clock pulse p of a frequency considerably higher than the frequency of the shaping signal g.
(About 500kHz) is generated. The counter 34 is a 12-bit up counter that counts up the contents of the output pulse h of the AND circuit 33 each time it arrives. The overflow output signal w is “H” when the count content of the counter 34 is less than or equal to a predetermined value, and w changes to “L” when the count content of the counter 34 is greater than or equal to the predetermined value (here, “H”). Represents a high potential state, "L" represents a low potential state). The data input flip-flop 35 takes in "H" input to the data input terminal with the falling edge of the shaping signal g as a trigger signal, and outputs its output Q to "H".
(Q = “H”). Further, when the reset signal r from the compensator 4 becomes “H”, the counter 34 and the flip-flop 35.
The internal state of is reset (b = "LLLLLLLLLLLL", w
= "H", q = "L").

次に、第3図の速度検出器3の動作について説明する。
いま、カウンタ34とフリップフロップ35がリセット信号
rによってリセットされているものとする。波形整形回
路31の出力信号gが“L"から“H"に変わると、アンド回
路33の出力信号hとして発振回路32のクロックパルスp
が出力される。カウンタ34は出力信号hをカウントし、
その内部状態を変化させていく。波形整形回路31の出力
信号gが“H"から“L"に変わると、アンド回路33の出力
信号hは“L"になり、カウンタ34はその内部状態を保持
する。また、フリップフロップ35は信号gの立ち下がり
エッジによってデータ“H"を取り込み、その出力信号q
を“L"から“H"に変化させる。カウンタ34のデジタル信
号bは、回転センサ2の交流信号aの(半)周期長に比
例した値であり、モータ1の回転速度に反比例してい
る。後述の補償器4は、フリップフロップ35の出力信号
qを見て、qが“H"になると、カウンタ34のデジタル信
号bを入力し、その後にリセット信号rを所定の短時間
の間“H"にして、カウンタ34とフリップフロップ35を初
期状態にリセットし、次の速度検出動作に備えている。
なお、モータ1の回転速度が遅過ぎるときには、波形整
形回路31の出力信号gの周期が長いためにカウンタ34の
内部状態が所定値以上になり、オーバフロー出力信号w
が“H"から“L"に変わり、アンド回路33の出力信号hが
“L"になり、カウンタ34が所定の大きな値を保持するこ
ともある。
Next, the operation of the speed detector 3 shown in FIG. 3 will be described.
Now, it is assumed that the counter 34 and the flip-flop 35 are reset by the reset signal r. When the output signal g of the waveform shaping circuit 31 changes from “L” to “H”, the clock pulse p of the oscillation circuit 32 is output as the output signal h of the AND circuit 33.
Is output. The counter 34 counts the output signal h,
The internal state is changed. When the output signal g of the waveform shaping circuit 31 changes from "H" to "L", the output signal h of the AND circuit 33 becomes "L", and the counter 34 holds its internal state. Further, the flip-flop 35 takes in the data “H” at the falling edge of the signal g and outputs its output signal q.
Is changed from “L” to “H”. The digital signal b of the counter 34 is a value proportional to the (half) cycle length of the AC signal a of the rotation sensor 2 and inversely proportional to the rotation speed of the motor 1. The compensator 4, which will be described later, looks at the output signal q of the flip-flop 35, inputs the digital signal b of the counter 34 when q becomes “H”, and then outputs the reset signal r to “H” for a predetermined short time. Then, the counter 34 and the flip-flop 35 are reset to the initial state to prepare for the next speed detection operation.
When the rotation speed of the motor 1 is too slow, the internal state of the counter 34 exceeds a predetermined value because the cycle of the output signal g of the waveform shaping circuit 31 is long, and the overflow output signal w
May change from "H" to "L", the output signal h of the AND circuit 33 becomes "L", and the counter 34 may hold a predetermined large value.

第2図の補償器4は、演算器5とメモリ6とD/A変換器
7によって構成され、速度検出器3のデジタル信号bを
後述する内蔵のプログラムによって計算加工し、制御信
号cを出力する。補償器4の制御信号cは電力増幅器8
(駆動手段)に入力され、電力増幅された駆動信号d
(制御信号cに比例した電流)がモータ1に供給され
る。したがって、モータ1と回転センサ2と速度検出器
3と補償器4と電力増幅器8(駆動手段)によって速度
制御系が構成され、モータ1の回転速度が所定の値に制
御される。
The compensator 4 shown in FIG. 2 is composed of a computing unit 5, a memory 6 and a D / A converter 7. The digital signal b of the speed detector 3 is calculated and processed by a built-in program described later, and a control signal c is output. To do. The control signal c of the compensator 4 is the power amplifier 8
The driving signal d input to (driving means) and power-amplified
(Current proportional to the control signal c) is supplied to the motor 1. Therefore, the motor 1, the rotation sensor 2, the speed detector 3, the compensator 4, and the power amplifier 8 (driving means) constitute a speed control system, and the rotation speed of the motor 1 is controlled to a predetermined value.

補償器4のメモリ6は、所定のプログラムと定数が格納
されたロム領域(ROM:リードオンリーメモリ)と随時必
要な値を格納するラム領域(RAM:ランダムアクセスメモ
リ)に別れている。演算器5はロム領域内のプログラム
に従って所定の動作や演算を行っている。第1図にその
プログラムの具体的な一例を示す。次に、その動作につ
いて詳細に説明する。
The memory 6 of the compensator 4 is divided into a ROM area (ROM: read only memory) in which a predetermined program and constants are stored and a RAM area (RAM: random access memory) in which a required value is stored at any time. The computing unit 5 performs a predetermined operation or computation according to a program in the ROM area. FIG. 1 shows a concrete example of the program. Next, the operation will be described in detail.

(1)〈誤差検出手段1A〉 まず、演算器5は速度検出器3のフリップフロップ35の
出力信号qを入力し、信号qが“H"となるのを待ってい
る。すなわち、速度検出器3が交流信号aの(半)周期
を検出し、新しいデジタル信号bを出力するのをモニタ
している。qが“H"になると、速度検出器3のデジタル
信号bを読み込んで、デジタル信号bに対応する速度検
出値S(デジタル値)に直すとともに、リセット信号r
を所定時間“H"にして速度検出器3のカウンタ34とフリ
ップフロップ35をリセットする。所定の基準値Srefから
速度検出値Sを引いて、その値をR倍(ここに、Rは所
定の正の定数)し、モータ1の現時点での回転誤差E
(デジタル誤差)を計算する[E=R・(Sref−
S)]。
(1) <Error detecting means 1A> First, the calculator 5 inputs the output signal q of the flip-flop 35 of the speed detector 3 and waits for the signal q to become "H". That is, it is monitored that the speed detector 3 detects the (half) cycle of the AC signal a and outputs a new digital signal b. When q becomes “H”, the digital signal b of the speed detector 3 is read, the speed detection value S (digital value) corresponding to the digital signal b is read, and the reset signal r
Is set to "H" for a predetermined time to reset the counter 34 and the flip-flop 35 of the speed detector 3. The speed detection value S is subtracted from the predetermined reference value Sref, and the value is multiplied by R (where R is a predetermined positive constant) to obtain the rotation error E of the motor 1 at the present time.
Calculate (digital error) [E = R. (Sref-
S)].

すなわち、所定タイミングごと(速度検出器3が新しい
デジタル信号bを出力するごと)、もしくは略所定タイ
ミングごとに新しいデジタル誤差Eを得ている。
That is, a new digital error E is obtained at every predetermined timing (every time the speed detector 3 outputs a new digital signal b) or at almost every predetermined timing.

(2)〈制御信号作成手段1B〉 後述するメモリ出力値V0と現時点のデジタル誤差Eを所
定の比率D:1(ここに、Dは0.5≦D≦1なる定数で、好
ましくはD=1)にて演算合成し、制御信号値Yを計算
する(Y=E+D・V0)。制御信号値YをD/A変換器7
に出力し、Yの値に対応した直流的な電圧(制御信号)
に変換する。
(2) <Control signal generating means 1B> A memory output value V0, which will be described later, and a current digital error E are set to a predetermined ratio D: 1 (where D is a constant 0.5≤D≤1, preferably D = 1). Then, the control signal value Y is calculated (Y = E + D · V0). Control signal value Y is converted to D / A converter 7
To DC voltage corresponding to Y value (control signal)
Convert to.

(3)〈デジタル誤差時系列の保存1C〉 後述の第1のカウント変数I1に対応したメモリ値F[I
1]に現時点の新しいデジタル誤差Eを格納保存してお
く(F[I1]=E)。
(3) <Saving of digital error time series 1C> Memory value F [I corresponding to a first count variable I1 described later
The new digital error E at the present time is stored and saved in 1] (F [I1] = E).

(4)〈第1のカウント手段1D〉 Q(一般に、Qは2以上の整数。ここでは、Qを3以上
の整数として説明する)をmod(法)として、新しいデ
ジタル誤差Eを得るごとに第1のカウント変数I1をカウ
ントアップしていく。すなわち、I1=I1+1(I1+1を
新しくI1にする)した後に、I1=QならばI1を0にリセ
ットする。このような演算をするならば、I1は0からQ
−1の間の整数になる。なお、I1の初期値は0とする。
I1が0ならば(5),(6)の動作を実行し、I1が1な
らば(7)の動作を実行し、I1が2ならば(8)の動作
を実行し、I1が0,1,2でないならば(1)の動作に復帰
する。
(4) <First Counting Means 1D> Q (generally, Q is an integer of 2 or more. Here, Q is an integer of 3 or more) is set as a mod (modulus), and each time a new digital error E is obtained. The first count variable I1 is incremented. That is, after I1 = I1 + 1 (I1 + 1 is newly set to I1), if I1 = Q, I1 is reset to 0. If such an operation is performed, I1 will be 0 to Q.
It will be an integer between -1. The initial value of I1 is 0.
If I1 is 0, the operations (5) and (6) are executed, if I1 is 1, the operation (7) is executed, and if I1 is 2, the operation (8) is executed and I1 is 0, If it is not 1, 2, the operation returns to (1).

(5)〈第2のカウント手段1E〉 Nx・L(一般に、Nxは1以上の整数,Lは4以上の整数。
しかし、Nxが2以上の整数,Lが(Zq/Q)の整数倍の整数
であることが好ましいので、以後このような場合につい
て説明する。)をmod(法)として、第1のカウント変
数I1が0になるごとに(新しいデジタル誤差EをQ個得
るごとに)第2のカウント変数I2をカウントアップして
いく。すなわち、I2=I2+1にした後に、I2=NxLなら
ばI2を0にリセットする。このような演算をするなら
ば、I2は0からNxL−1の間の整数になる。なお、I2の
初期値はNxL−1とする。
(5) <Second counting means 1E> Nx.L (generally, Nx is an integer of 1 or more, L is an integer of 4 or more.
However, it is preferable that Nx is an integer of 2 or more and L is an integer multiple of (Zq / Q). Therefore, such a case will be described below. ) As a mod (modulus), the second count variable I2 is incremented each time the first count variable I1 becomes 0 (every Q new digital error E is obtained). That is, after setting I2 = I2 + 1, I2 is reset to 0 if I2 = NxL. If such an operation is performed, I2 will be an integer between 0 and NxL-1. The initial value of I2 is NxL-1.

(6)〈メモリ出力値作成手段1F〉 整数JをI2に等しくし(J=I2)、ラム領域内のL間隔
ずつ離れたNx個のメモリ値群 M[J−nL(mod NxL)](n=1,……,Nx)を使って、
次式によりメモリ出力値V0を作り出す。
(6) <Memory output value creating means 1F> The integer J is made equal to I2 (J = I2), and Nx memory value groups M [J-nL (mod NxL)] (L intervals apart in the ram region) ( n = 1, ..., Nx)
The memory output value V0 is created by the following formula.

ここに、比率Wnの値は、 0<Wn<2/Nx(n=1,……,Nx) ……(5) であり、さらに、 と規格化している。具体的には、Nx≧2の場合に Wn=1/Nx(n=1,……,Nx) ……(7) にすると、(4)式はメモリ値群M[J−nL(mod Nx
L)](n=1,……,Nx)を単純に加算合成した後にNx
(整数)で割ることになり、演算が非常に簡単になる。
その後に、(1)の動作に復帰する。
Here, the value of the ratio Wn is 0 <Wn <2 / Nx (n = 1, ..., Nx) (5), and Is standardized. Specifically, if Wn = 1 / Nx (n = 1, ..., Nx) (7) in the case of Nx ≧ 2, the equation (4) is given by the memory value group M [J−nL (mod Nx
L)] (n = 1, ..., Nx) is simply added and synthesized, and then Nx
It will be divided by (integer), which makes the calculation very simple.
After that, the operation returns to (1).

(7)〈合成誤差作成手段1G〉 前述のデジタル誤差時系列の保存動作によってF[m]
(m=0,1,……,Q−1)には連続するQ個のデジタル誤
差が保存されている。このなかのFd個(ここに、Fdは2
以上でQ以下の整数)の最新のデジタル誤差F[Q−
m](m=1,2,……,Fd)にそれぞれ所定の比率Bm(m
=1,2,……,Fd)を掛けた値を加算合成して、合成誤差E
gを作り出す。すなわち、 ここに、係数Bmには Bm=BFd−m+1 (m=1,2,……,Fd) ……(2) なる関係がある。さらに、 に規格化している。その後に、(1)の動作に復帰す
る。
(7) <Synthesis error creating means 1G> F [m] is generated by the digital error time series saving operation described above.
(M = 0,1, ..., Q-1) stores Q consecutive digital errors. Fd in this (here, Fd is 2
The above is the latest digital error F [Q-
m] (m = 1,2, ..., Fd) to a predetermined ratio Bm (m
= 1,2, ..., Fd) is added and combined, and the combined error E
produce g. That is, Here, the coefficient Bm has a relationship of Bm = BFd−m + 1 (m = 1,2, ..., Fd) (2). further, Have been standardized. After that, the operation returns to (1).

(8)〈更新保存手段1H〉 メモリ出力値作成手段によるメモリ出力値V0と合成誤差
Egを1:1の比率にて演算合成して更新値を計算し、第2
のカウント変数I2に対応したラム領域内のメモリ値M
[I2]を更新し(M[I2]=Eg+V0)、次の更新時まで
格納保存する。その後に、(1)の動作に復帰する。
(8) <Update / storing means 1H> Memory output value V0 and synthesis error by the memory output value creating means
Eg is calculated and combined at a ratio of 1: 1 to calculate the updated value, and the second
Memory value M in the RAM area corresponding to the count variable I2 of
[I2] is updated (M [I2] = Eg + V0) and stored and saved until the next update. After that, the operation returns to (1).

本実施例に示した本発明の補償器4を使用したモータの
速度制御装置は、第2図の負荷10の生じる負荷トルク変
動の特定の周波数成分に対して極めて強くなることは、
先願の特許(特願昭60-229143,60-229144)と同様であ
る。さらに、本実施例に示すように、誤差検出手段1Aが
新しいデジタル誤差Eを得るごとに制御信号作成手段1B
は新しい制御信号を作り出すようにし、かつ、誤差検出
手段1Aが新しいデジタル誤差をQ個得るごとに更新保存
手段1Hが1個のメモリ値を更新するようになすことによ
り、更新保存手段1Hによって更新保存されるメモリ数
(必要メモリ数)がQ分の1に削減できた。すなわち、
このようにメモリ数を大幅に削減しても、前述の負荷ト
ルク変動の特定の周波数成分に対して極めて強くなる効
果(回転速度変動が生じない効果)は確保することがで
きた。これは、Lの値を大きくすると、上述の補償器に
よって改善される周波数成分が速度検出器の検出周波数
に較べてかなり低くなることがわかり、複数個のデジタ
ル誤差Eから合成誤差Egを作り、この合成誤差Egを使っ
てメモリ値を更新保存させることにより、更新保存手段
1Hの更新頻度をQ分の1に少なくしても、制御系の安定
性および上述の改善効果に悪影響を生じさせないように
できたことにるものである。
The speed control device for a motor using the compensator 4 of the present invention shown in this embodiment is extremely strong against a specific frequency component of the load torque fluctuation caused by the load 10 in FIG.
This is the same as the prior patent (Japanese Patent Application No. 60-229143, 60-229144). Further, as shown in this embodiment, every time the error detecting means 1A obtains a new digital error E, the control signal generating means 1B
To generate a new control signal, and the updating / storing means 1H updates one memory value each time the error detecting means 1A obtains Q new digital errors, thereby updating by the updating / storing means 1H. The number of saved memories (the number of required memories) was reduced to 1 / Q. That is,
As described above, even if the number of memories is significantly reduced, it is possible to secure the effect of being extremely strong with respect to the specific frequency component of the load torque fluctuation (the effect of causing no rotation speed fluctuation). This means that when the value of L is increased, the frequency component improved by the compensator described above becomes considerably lower than the detection frequency of the speed detector, and a composite error Eg is created from a plurality of digital errors E, By using this synthetic error Eg to update and save the memory value, the update saving means
Even if the update frequency of 1H is reduced to 1 / Q, it is possible to prevent the stability of the control system and the above-mentioned improvement effect from being adversely affected.

さらに、本実施例に示したように、連続するEd個のデジ
タル誤差を合成して合成誤差Egを求め、合成誤差Egとメ
モリ出力値Voの合成値によってメモリ値M[I2]を更新
するならば、デジタル誤差Eに含まれる不要なノイズ成
分によってフィードバック制御系の動作が不安定になる
ことを防止できることもわかった。これは、デジタル誤
差Eに含まれるかなり高周波の変動分の影響が更新保存
手段1Hのメモリ値やメモリ出力値作成手段1Fのメモリ出
力値に入り込むことを、合成誤差作成手段1Gによって防
止する効果を得ることができるからである。
Furthermore, as shown in the present embodiment, if Ed continuous digital errors are combined to obtain a combined error Eg, and the memory value M [I2] is updated by the combined value of the combined error Eg and the memory output value Vo. It was also found that it is possible to prevent the operation of the feedback control system from becoming unstable due to unnecessary noise components included in the digital error E. This is because the synthetic error creating unit 1G prevents the influence of a considerably high frequency fluctuation included in the digital error E from entering the memory value of the update saving unit 1H and the memory output value of the memory output value creating unit 1F. Because you can get it.

また、1個のメモリ値を更新保存するためのメモリ出力
値作成手段1Fと合成誤差作成手段1Gと更新保存手段1Hに
よる一連の動作をQ以下の複数の部分動作に分割し、誤
差検出手段1Aの異なったタイミングにおいて各部分動作
を行わせているので、誤差検出手段1Aの1タイミング内
に必要とされる演算量が少なくなっている。さらに、メ
モリ出力値作成手段1Fの動作をI1=0の時に行っている
ので、制御信号作成手段1Bにおいて利用するメモリ出力
値Voは遅れなしに変更される。なお、メモリ出力値作成
手段1Fの動作と更新保存手段1Hの動作を同一のタイミン
グに行ってもよく、そのような場合には、Q=2として
も実現可能となる。
Also, a series of operations by the memory output value creating means 1F, the combined error creating means 1G and the update saving means 1H for updating and saving one memory value is divided into a plurality of partial operations of Q or less, and the error detecting means 1A. Since each partial operation is performed at different timings, the amount of calculation required within one timing of the error detecting means 1A is reduced. Further, since the operation of the memory output value creating means 1F is performed when I1 = 0, the memory output value Vo used in the control signal creating means 1B is changed without delay. Note that the operation of the memory output value creating means 1F and the operation of the update saving means 1H may be performed at the same timing, and in such a case, Q = 2 can also be realized.

また、本発明の補償器を使用したモータの速度制御装置
の場合には、上述のLの値をL=(Zq/Q)・k(ここ
に、kは1以上の整数)とするならば、モータ1の1回
転周期のk倍(整数倍)の周期の負荷トルク変動による
回転速度変動を大幅に抑制する効果がある。このような
効果は、ビデオテープレコーダのキャプスタンモータの
場合、非常に好ましいものである。これについて説明す
る。キャプスタンモータの負荷は磁気テープやピンチロ
ーラであるので、負荷10の発生する負荷変動はモータ1
の回転に同期している成分(モータ1の1回転を基本周
期とした周期的な負荷変動)以外に、モータ1の回転周
波数よりも低い周波数の負荷変動成分が生じることが多
い。このような負荷変動はキャプスタンモータの回転速
度変動の原因であり、テープ速度のフウ・フラッタを生
じさせる。ところで、このような負荷変動はモータ1の
1回転の周期の整数倍の周期を持つ周期的な変動が多い
ことがわかった。したがって、上述の効果によって、負
荷トルク変動によるモータ1の回転速度のかなり低周波
の変動分を効果的に低減できた。
Further, in the case of the motor speed control device using the compensator of the present invention, if the value of L is L = (Zq / Q) · k (where k is an integer of 1 or more). The effect of significantly suppressing the rotational speed fluctuation due to the load torque fluctuation in a cycle of k times (an integer times) of one rotation cycle of the motor 1 is obtained. Such an effect is very preferable in the case of a capstan motor of a video tape recorder. This will be described. Since the load of the capstan motor is magnetic tape or pinch roller, the load fluctuation generated by the load 10 is the motor 1
In addition to the component that is synchronized with the rotation of the motor 1 (periodic load fluctuation having one rotation of the motor 1 as a basic cycle), a load fluctuation component having a frequency lower than the rotation frequency of the motor 1 often occurs. Such load fluctuations cause fluctuations in the rotational speed of the capstan motor, and cause flutter and flutter of the tape speed. By the way, it has been found that such load fluctuations often have periodic fluctuations having a cycle that is an integral multiple of the cycle of one rotation of the motor 1. Therefore, due to the above-mentioned effect, the fluctuation component of the rotation speed of the motor 1 at a considerably low frequency due to the fluctuation of the load torque can be effectively reduced.

第4図に制御系全体の安定性を考慮にいれた本発明の補
償器4のプログラム例を示す。ここでは、更新保存手段
における更新値の計算の仕方と、メモリ出力値作成手段
におけるメモリ出力値の準備の個数と、制御信号作成手
段におけるメモリ出力値作成手段のメモリ出力値の利用
の仕方を改良している。次に、その動作について詳細に
説明する(モータの速度制御装置の全体の構成は第2図
と同じであり、説明を省略する)。
FIG. 4 shows a program example of the compensator 4 of the present invention in consideration of the stability of the entire control system. Here, the method of calculating the update value in the update storing means, the number of preparations of the memory output value in the memory output value creating means, and the method of using the memory output value in the memory output value creating means in the control signal creating means are improved. is doing. Next, the operation will be described in detail (the entire structure of the motor speed control device is the same as that in FIG. 2, and the description thereof will be omitted).

(11)〈回転誤差検出手段4A〉 まず、演算器5は速度検出器3のフリップフロップ35の
出力信号qを入力し、信号qが“H"となるのを待ってい
る。すなわち、速度検出器3が交流信号aの(半)周期
を検出し、新しいデジタル信号bを出力するのをモニタ
している。qが“H"になると、速度検出器3のデジタル
信号bを読み込んで、デジタル信号bに対応する速度検
出値S(デジタル値)に直すとともに、リセット信号r
を所定時間“H"にして速度検出器3のカウンタ34とフリ
ップフロップ35をリセットする。所定の基準値Srefから
速度検出値Sを引いて、その値をR倍(ここに、Rは所
定の正の定数)し、モータ1の現時点での回転誤差E
(デジタル誤差)を計算する[E=R・(Sref−
S)]。
(11) <Rotation error detecting means 4A> First, the arithmetic unit 5 inputs the output signal q of the flip-flop 35 of the speed detector 3 and waits for the signal q to become "H". That is, it is monitored that the speed detector 3 detects the (half) cycle of the AC signal a and outputs a new digital signal b. When q becomes “H”, the digital signal b of the speed detector 3 is read, the speed detection value S (digital value) corresponding to the digital signal b is read, and the reset signal r
Is set to "H" for a predetermined time to reset the counter 34 and the flip-flop 35 of the speed detector 3. The speed detection value S is subtracted from the predetermined reference value Sref, and the value is multiplied by R (where R is a predetermined positive constant) to obtain the rotation error E of the motor 1 at the present time.
Calculate (digital error) [E = R. (Sref-
S)].

すなわち、所定タイミングごと、もしくは略所定タイミ
ングごとに新しいデジタル誤差Eを得ている。
That is, a new digital error E is obtained at every predetermined timing or almost every predetermined timing.

(12)〈制御信号作成手段4B〉 後述するメモリ出力値V0と現時点のデジタル誤差Eを所
定の比率D:1にて演算合成し、制御信号値Yを計算する
(Y=E+D・V0)。制御信号値YをD/A変換器7に出
力し、Yの値に対応した直流的な電圧(制御信号)に変
換する。
(12) <Control signal generating means 4B> A memory output value V0, which will be described later, and a current digital error E are arithmetically combined at a predetermined ratio D: 1 to calculate a control signal value Y (Y = E + DV0). The control signal value Y is output to the D / A converter 7 and converted into a DC voltage (control signal) corresponding to the value of Y.

(13)〈デジタル誤差時系列の保存4C〉 後述の第1のカウント変数I1に対応したメモリ値F[I
1]に現時点の新しいデジタル誤差Eを格納保存してお
く(F[I1]=E)。
(13) <Saving of digital error time series 4C> Memory value F [I corresponding to the first count variable I1 described later
The new digital error E at the present time is stored and saved in 1] (F [I1] = E).

(14)〈第1のカウント手段4D〉 Qをmod(法)として、新しいデジタル誤差Eを得るご
とに第1のカウント変数I1をカウントアップしていく。
I1がQa(ここに、QaはQよりも小さい整数)に等しくな
るとメモリ出力値V0を後述のV[Px]に変更し、I1がQa
に等しくない場合にはこのような変更動作を行わない。
これにより、I1<Qaの範囲ではV0=V[Px−1](後
述)になり、I1≧Qaの範囲ではV0=V[Px]になってい
る。さらに、I1が0ならば(15),(16)の動作を実行
し、I1が1ならば(17)の動作を実行し、I1が2ならば
(18)の動作を実行し、I1が0,1,2でないならば(11)
の動作に復帰する。
(14) <First Counting Means 4D> With Q as a mod, the first count variable I1 is incremented each time a new digital error E is obtained.
When I1 becomes equal to Qa (where Qa is an integer smaller than Q), the memory output value V0 is changed to V [Px] described later, and I1 becomes Qa.
If it is not equal to, such change operation is not performed.
As a result, V0 = V [Px−1] (described later) in the range of I1 <Qa, and V0 = V [Px] in the range of I1 ≧ Qa. Further, if I1 is 0, the operations (15) and (16) are executed, if I1 is 1, the operation (17) is executed, and if I1 is 2, the operation (18) is executed and I1 is If not 0,1,2 (11)
Return to operation.

(15)〈第2のカウント手段4E〉 Nx・Lをmod(法)として、第1のカウント変数I1が0
になるごとに(新しいデジタル誤差EをQ個得るごと
に)第2のカウント変数I2をカウントアップしていく。
(15) <Second Counting Means 4E> When Nx · L is mod (modulus), the first count variable I1 is 0.
The second count variable I2 is incremented each time (each time a new digital error E is obtained).

(16)〈メモリ出力値作成手段4F〉 レジスタ変数V[m+1]の内容をV[m]に順番に転
送した後に(m=0,1,……,Px−1)、NxLをmodとして
第2のカウント変数I2にPx(ここに、Pxは1以上で3以
下の整数であり、Px=1が好ましい)を足した整数Jを
計算する[J=I2+Px (mod NxL)]。ラム領域内のメ
モリ値群M[J−nL (mod NxL)](n=1,……,Nx)
を使って次の式によって計算される最新のメモリ出力値
をV[Px]に入れる。
(16) <Memory output value creating means 4F> After transferring the contents of the register variable V [m + 1] to V [m] in order (m = 0, 1, ..., Px−1), NxL is set as mod An integer J is calculated by adding Px (where Px is an integer of 1 or more and 3 or less, preferably Px = 1) to the count variable I2 of 2 [J = I2 + Px (mod NxL)]. Memory value group M [J−nL (mod NxL)] (n = 1, ..., Nx) in the RAM area
Put the latest memory output value calculated by the following equation into V [Px].

ここに、Wnの値は(5),(6)式および(7)式を満
たしている。すなわち、V[Px]からV[0]に連続す
るPx+1個のメモリ出力値群を得る。このとき、V[P
x]を計算する時の(8)式中の整数JをJ1とし、V
[0]を計算する時の(8)式中の整数JをJ2とする
と、J1=J2+Pxの関係がある。次に、制御信号作成手段
において最初に利用されるメモリ出力値V0をV[Px−
1]にする(V0=V[Px−1])。その後に、(11)の
動作に復帰する。
Here, the value of Wn satisfies the equations (5), (6) and (7). That is, a group of Px + 1 memory output values consecutive from V [Px] to V [0] is obtained. At this time, V [P
Let x be the integer J in equation (8) when calculating
When the integer J in the equation (8) when calculating [0] is J2, there is a relationship of J1 = J2 + Px. Next, the memory output value V0 used first in the control signal generating means is set to V [Px−
1] (V0 = V [Px-1]). Then, the operation returns to (11).

(17)〈合成誤差作成手段4G〉 前述のデジタル誤差時系列の保存動作によってF[m]
(m=0,1,……,Q−1)には連続するQ個のデジタル誤
差が保存されている。このなかのFd個の最新のデジタル
誤差F[Q−m](m=1,2,……,Fd)にそれぞれ所定
の比率Bm(m=1,2,……,Fd)を掛けた値を加算合成し
て、合成誤差Egを作り出す[(1),(2),(3)
式]。その後に、(11)の動作に復帰する。
(17) <Synthesis error creating means 4G> F [m]
(M = 0,1, ..., Q-1) stores Q consecutive digital errors. Value obtained by multiplying the latest Fd digital errors F [Q-m] (m = 1,2, ..., Fd) by a predetermined ratio Bm (m = 1,2, ..., Fd). Are added and combined to produce a combined error Eg [(1), (2), (3)
formula]. Then, the operation returns to (11).

(18)〈更新保存手段4H〉 レジスタ変数X[m+1]の内容をX[m]に順番に転
送した後に(m=0,1,2,……,2Kd−1)、X[2Kd]
(ここに、Kdは整数であり、Kd=3が好ましい)にメモ
リ出力値作成手段によって作成された古いメモリ出力値
V[0]と合成誤差Egを1:1の比率にて演算合成した合
成値を入れる(X(2Kd)=Eg+V[0])。すなわ
ち、X[2Kd]からX[0]に連続する2Kd+1個の加算
値(メモリ出力値と合成誤差の加算値)を得る。NxLをm
odとして第2のカウント変数I2からKdを引いた整数Kを
計算する[K=I2−Kd(mod NxL)]。次に、X[m]
に所定の正の比率Cm(m=0,1,……,2Kd)を掛けた値を
加算合成した新しい更新値を得て、ラム領域内のメモリ
値M[K]として次の更新時まで格納保存する。すなわ
ち、 とする。ここに、比率Cmには次の関係がある。
(18) <Update storing means 4H> After transferring the contents of the register variable X [m + 1] to X [m] in order (m = 0,1,2, ..., 2Kd-1), X [2Kd]
(Where Kd is an integer, preferably Kd = 3), the old memory output value V [0] created by the memory output value creating means and the composition error Eg are arithmetically combined at a ratio of 1: 1 Enter the value (X (2Kd) = Eg + V [0]). That is, 2Kd + 1 additional values consecutive from X [2Kd] to X [0] (addition value of memory output value and synthesis error) are obtained. NxL to m
As od, an integer K is calculated by subtracting Kd from the second count variable I2 [K = I2-Kd (mod NxL)]. Next, X [m]
To a predetermined positive ratio Cm (m = 0,1, ..., 2Kd) to obtain a new updated value, which is added as a memory value M [K] in the RAM area until the next update. Store and save. That is, And Here, the ratio Cm has the following relationship.

その後に、(11)の動作に復帰する。 Then, the operation returns to (11).

本実施例のように、更新保存手段4Hに加重平均を取る演
算を挿入したり、制御信号作成手段4Bにおいて使用する
メモリ出力値作成手段4Fの第一のメモリ出力値V0(V
[Px])と更新保存手段4Hにおいて使用するメモリ出力
値作成手段4Fの第二のメモリ出力値V[0]の間に所定
のズレ(V[Px]がV[0]よりも進んでいる)を設け
るならば、制御系全体の動作も安定になることを確認し
た。特に、その利用タイミングに関係するPxやQaの値は
合成誤差作成手段4Gの演算項数Fdに深く関係し、(QPx
−Qa)≧(Q+Fd)/2にしたほうが良いこともわかっ
た。これは、メモリ出力値作成手段4Fの同一のメモリ出
力値(たとえば、V[0]の更新保存手段4Hにおける利
用タイミングに較べて制御信号作成手段4Bにおける利用
タイミングを、誤差検出手段4Aの検出回数に換算したと
きに、(Q+Fd)/2回以上早くすることを意味する。
As in the present embodiment, a calculation for calculating a weighted average is inserted into the update storage means 4H, or the first memory output value V0 (V0 of the memory output value generation means 4F used in the control signal generation means 4B is used.
[Px]) and the second memory output value V [0] of the memory output value creating means 4F used in the update storage means 4H, a predetermined deviation (V [Px] is ahead of V [0]. It was confirmed that the operation of the entire control system would be stable if () was provided. In particular, the values of Px and Qa related to the usage timing are deeply related to the number of operation terms Fd of the composite error creating unit 4G, and (QPx
It was also found that it is better to make −Qa) ≧ (Q + Fd) / 2. This is because the use timing of the control signal creating means 4B is compared with the use timing of the same memory output value of the memory output value creating means 4F (for example, the use timing of the update storage means 4H of V [0]) When converted to, it means (Q + Fd) / 2 times faster.

また、本実施例の示すように、メモリ出力値作成手段4F
の動作や合成誤差作成手段4Gの動作や更新保存手段4Hの
中に転送や乗算を多数含んでいる場合には、1個のメモ
リ値を更新保存するためのメモリ出力値作成手段4Fと合
成誤差作成手段4Gと更新保存手段4Hによる一連の動作を
Q以下の複数の部分動作に分割し、誤差検出手段4Aの異
なったタイミングにおいて各部分動作を行わせることに
より、誤差検出手段4Aの1タイミング内に必要とされる
演算量が大幅に少なくなり、演算速度の制限がかなり緩
やかになる。これにより、演算速度の遅い汎用のマイク
ロコンピュータによって演算器5を実現することも可能
となる。
Further, as shown in this embodiment, the memory output value creating means 4F
When the operation and the composite error creating means 4G and the update saving means 4H include a large number of transfers and multiplications, the memory output value creating means 4F for updating and saving one memory value and the composite error By dividing a series of operations by the creating means 4G and the update saving means 4H into a plurality of partial operations of Q or less and performing each partial operation at different timings of the error detecting means 4A, within one timing of the error detecting means 4A. The amount of calculation required for is significantly reduced, and the limitation on the calculation speed is considerably relaxed. As a result, the arithmetic unit 5 can be realized by a general-purpose microcomputer having a low arithmetic speed.

第5図に制御系全体の安定性を考慮にいれた本発明の補
償器4の他のプログラム例を示す。ここでは、メモリ出
力値作成手段におけるメモリ出力値の計算の仕方および
準備の個数と、制御信号作成手段におけるメモリ出力値
作成手段のメモリ出力値の利用の仕方を改良している。
次に、その動作について詳細に説明する(モータの速度
制御装置の全体の構成は第2図と同じであり、説明を省
略する)。
FIG. 5 shows another program example of the compensator 4 of the present invention in consideration of the stability of the entire control system. Here, the method of calculating the memory output value in the memory output value creating means and the number of preparations, and the way of using the memory output value of the memory output value creating means in the control signal creating means are improved.
Next, the operation will be described in detail (the entire structure of the motor speed control device is the same as that in FIG. 2, and the description thereof will be omitted).

(21)〈回転誤差検出手段5A〉 まず、演算器5は速度検出器3のフリップフロップ35の
出力信号qを入力し、信号qが“H"となるのを待ってい
る。すなわち、速度検出器3が交流信号aの(半)周期
を検出し、新しいデジタル信号bを出力するのをモニタ
している。qが“H"になると、速度検出器3のデジタル
信号bを読み込んで、デジタル信号bに対応する速度検
出値S(デジタル値)に直すとともに、リセット信号r
を所定時間“H"にして速度検出器3のカウンタ34とフリ
ップフロップ35をリセットする。所定の基準値Srefから
速度検出値Sを引いて、その値をR倍(ここに、Rは所
定の正の定数)し、モータ1の現時点での回転誤差E
(デジタル誤差)を計算する[E=R・(Sref−
S)]。すなわち、所定タイミングごと(速度検出器3
が新しいデジタル信号bを出力するごと)、もしくは略
所定タイミングごとに新しいデジタル誤差Eを得てい
る。
(21) <Rotation error detecting means 5A> First, the arithmetic unit 5 inputs the output signal q of the flip-flop 35 of the speed detector 3 and waits until the signal q becomes "H". That is, it is monitored that the speed detector 3 detects the (half) cycle of the AC signal a and outputs a new digital signal b. When q becomes “H”, the digital signal b of the speed detector 3 is read, the speed detection value S (digital value) corresponding to the digital signal b is read, and the reset signal r
Is set to "H" for a predetermined time to reset the counter 34 and the flip-flop 35 of the speed detector 3. The speed detection value S is subtracted from the predetermined reference value Sref, and the value is multiplied by R (where R is a predetermined positive constant) to obtain the rotation error E of the motor 1 at the present time.
Calculate (digital error) [E = R. (Sref-
S)]. That is, every predetermined timing (speed detector 3
Output a new digital signal b), or a new digital error E is obtained at almost every predetermined timing.

(22)〈制御信号作成手段5B〉 後述するメモリ出力値V0と現時点のデジタル誤差Eを所
定の比率D:1にて演算合成し、制御信号値Yを計算する
(Y=E+D・V0)。制御信号値YをD/A変換器7に出
力し、Yの値に対応した直流的な電圧(制御信号)に変
換する。
(22) <Control signal creating means 5B> The memory output value V0, which will be described later, and the current digital error E are arithmetically combined at a predetermined ratio D: 1 to calculate the control signal value Y (Y = E + DV0). The control signal value Y is output to the D / A converter 7 and converted into a DC voltage (control signal) corresponding to the value of Y.

(23)〈デジタル誤差時系列の保存5C〉 後述の第1のカウント変数I1に対応したメモリ値F[I
1]に現時点の新しいデジタル誤差Eを格納保存してお
く(F[I1]=E)。
(23) <Saving 5C of digital error time series> The memory value F [I] corresponding to the first count variable I1 described later.
The new digital error E at the present time is stored and saved in 1] (F [I1] = E).

(24)〈第1のカウント手段5D〉 Qをmod(法)として、新しいデジタル誤差Eを得るご
とに第1のカウント変数I1をカウントアップしていく。
I1がQa(ここに、QaはQよりも小さい整数)に等しくな
るとメモリ出力値V0を後述のV[Px]に変更し、I1がQa
に等しくない場合にはこのような変更動作を行わない。
これにより、I1<Qaの範囲ではV0=V[Px−1](後
述)になり、I1≧Qaの範囲ではV0=V[Px]になってい
る。さらに、I1が0ならば(25),(26)の動作を実行
し、I1が1ならば(27)の動作を実行し、I1が2ならば
(28)の動作を実行し、I1が0,1,2でないならば(21)
の動作に復帰する。
(24) <First Counting Means 5D> With Q as a mod, the first count variable I1 is incremented each time a new digital error E is obtained.
When I1 becomes equal to Qa (where Qa is an integer smaller than Q), the memory output value V0 is changed to V [Px] described later, and I1 becomes Qa.
If it is not equal to, such change operation is not performed.
As a result, V0 = V [Px−1] (described later) in the range of I1 <Qa, and V0 = V [Px] in the range of I1 ≧ Qa. Further, if I1 is 0, the operations (25) and (26) are executed, if I1 is 1, the operation (27) is executed, and if I1 is 2, the operation (28) is executed and I1 is If not 0,1,2 (21)
Return to operation.

(25)〈第2のカウント手段5E〉 Nx・Lをmod(法)として、第1のカウント変数I1が0
になるごとに(新しいデジタル誤差EをQ個得るごと
に)第2のカウント変数I2をカウントアップしていく。
(25) <Second Counting Means 5E> The first count variable I1 is 0 when Nx.L is mod.
The second count variable I2 is incremented each time (each time a new digital error E is obtained).

(26)〈メモリ出力値作成手段5F〉 レジスタ変数X[m+1]の内容をX[m]に順番に転
送した後に(m=0,1,2,……,2Kd−1)、NxLをmodとし
て第2のカウント変数I2にPx+Kd(Pxは1以上で3以下
の整数であり、Kdは1以上の整数)を足した整数Jを計
算する[J=I2+Px+Qx(modNxL)]。ラム領域内のNx
個のメモリ値群M[J−nL (mod NxL)](n=1,…
…,Nx)を使って次式によって算出した算出値をX[2K
d]に入れる。
(26) <Memory output value creating means 5F> After transferring the contents of the register variable X [m + 1] to X [m] in order (m = 0,1,2, ..., 2Kd−1), NxL is mod. Then, the second count variable I2 is added with Px + Kd (Px is an integer of 1 or more and 3 or less and Kd is an integer of 1 or more) to calculate an integer J [J = I2 + Px + Qx (modNxL)]. Nx in the ram region
Memory value group M [J−nL (mod NxL)] (n = 1, ...
, Nx), and the calculated value calculated by the following equation is X [2K
d].

ここに、Wnの値は(5),(6)式および(7)式を満
たしている。すなわち、X[2Kd]からX[0]に連続
する2Kd+1個の算出値(L間隔ずつ離れたNx個のメモ
リ値から求めた算出値)を得ている。次に、レジスタ変
数V[m+1]の内容をV[m]に順番に転送した後に
(m=0,1,……,Px−1)、X[m](m=0,1,……2K
d)に所定の正の比率Cm(m=0,1,……,2Kd)を掛けた
値を加算合成した最新のメモリ出力値を得て、V[Px]
に入れる。
Here, the value of Wn satisfies the equations (5), (6) and (7). That is, 2Kd + 1 calculated values (calculated values obtained from Nx memory values separated by L intervals) consecutive from X [2Kd] to X [0] are obtained. Next, after sequentially transferring the contents of the register variable V [m + 1] to V [m] (m = 0,1, ..., Px-1), X [m] (m = 0,1, ... 2K
The latest memory output value obtained by adding and synthesizing the value obtained by multiplying d) by a predetermined positive ratio Cm (m = 0,1, ..., 2Kd) is obtained, and V [Px]
Put in.

ここに、比率Cmには(10),(11)式の関係がある。す
なわち、V[Px]からV[0]に連続するPx+1個のメ
モリ出力値を得ている。このとき、実質的にV[Px]を
計算する時の(12)式中の整数JをJ1とし、実質的にV
[0]を計算する時の(12)式中の整数JをJ2とする
と、J1=J2+Pxの関係がある。すなわち、V[Px]とV
[0]の間には整数Pxに対応したズレがある。次に、メ
モリ出力値V0をV[Px−1]にする(V0=V[Px−
1])。その後に、(21)の動作に復帰する。
Here, the ratio Cm has a relationship of equations (10) and (11). That is, Px + 1 memory output values consecutive from V [Px] to V [0] are obtained. At this time, the integer J in the equation (12) when substantially calculating V [Px] is set to J1, and substantially V
Assuming that the integer J in the equation (12) when calculating [0] is J2, there is a relation of J1 = J2 + Px. That is, V [Px] and V
There is a gap corresponding to the integer Px between [0]. Next, the memory output value V0 is set to V [Px−1] (V0 = V [Px−
1]). Then, the operation returns to (21).

(27)〈合成誤差作成手段5G〉 前述のデジタル誤差時系列の保存動作によってF[m]
(m=0,1,……,Q−1)には連続するQ個のデジタル誤
差が保存されている。このなかのFd個の最新のデジタル
誤差F[Q−m](m=1,2,……,Fd)にそれぞれ所定
の比率Bm(m=1,2,……,Fd)を掛けた値を加算合成し
て、合成誤差Egを作り出す[(1),(2),(3)
式]。その後に、(21)の動作に復帰する。
(27) <Composite error creating means 5G> F [m]
(M = 0,1, ..., Q-1) stores Q consecutive digital errors. Value obtained by multiplying the latest Fd digital errors F [Q-m] (m = 1,2, ..., Fd) by a predetermined ratio Bm (m = 1,2, ..., Fd). Are added and combined to produce a combined error Eg [(1), (2), (3)
formula]. Then, the operation returns to (21).

(28)〈更新保存手段5H〉 メモリ出力値作成手段によって作成された古いメモリ出
力値V[0]と合成誤差Egを1:1の比率にて演算合成し
て更新値を計算し、第2のカウント変数I2に対応したラ
ム領域内のメモリ値M[I2]を更新し(M[I2]=Eg+
V[0])、次の更新時まで格納保存する。その後に、
(21)の動作に復帰する。
(28) <Update storing means 5H> The old memory output value V [0] created by the memory output value creating means and the composition error Eg are arithmetically combined at a ratio of 1: 1 to calculate the updated value, and the second value is calculated. Update the memory value M [I2] in the RAM area corresponding to the count variable I2 of (M [I2] = Eg +
V [0]), stored and saved until the next update. After that,
Return to the operation of (21).

本実施例のように、メモリ出力値作成手段5Fに加重平均
を取る演算および複数個のメモリ出力値を準備する演算
を挿入し、制御信号作成手段5Bにおいて使用するメモリ
出力値作成手段5Fの第一のメモリ出力値Vo(V[Px])
と更新保存手段5Hにおいて使用するメモリ出力値作成手
段5Fの第二のメモリ出力値V[0]の間に所定のズレ
(V[Px]がV[0]よりも進んでいる)を設けておく
と、制御系全体の動作も安定になる。この場合も、(QP
x−Qa)≧(Q+Fd)/2にするほうが良い。
As in the present embodiment, the calculation of weighted average and the calculation of preparing a plurality of memory output values are inserted in the memory output value creating means 5F, and the memory output value creating means 5F used in the control signal creating means 5B One memory output value Vo (V [Px])
And a predetermined deviation (V [Px] is ahead of V [0]) between the second memory output value V [0] of the memory output value creating means 5F used in the update storage means 5H. If so, the operation of the entire control system becomes stable. Again, (QP
It is better to make x−Qa) ≧ (Q + Fd) / 2.

なお、比率WnやCmによる演算は上記の形に限られるもの
ではなく、上記のプログラムの内容を実質的に実現する
ものであればよく、各種の等価的な式変形が可能である
ことは言うまでもない。また、新しいデジタル誤差が得
られた時に、最初に制御信号作成手段による新しい制御
信号の出力動作を行い、その後に、メモリ出力値作成手
段によって次のサンプリング時点(タイミング)で使用
するメモリ出力値を計算するようになすならば、メモリ
出力値作成手段の演算時間を長くとれるとともに、制御
信号の出力までの時間遅れを短くできるので、制御系の
安定性を確保しやすい。
The calculation by the ratio Wn and Cm is not limited to the above-mentioned form, and it is needless to say that various equivalent formula modifications are possible as long as they substantially realize the contents of the above-mentioned program. Yes. Further, when a new digital error is obtained, the control signal creating means first outputs a new control signal, and then the memory output value creating means determines the memory output value to be used at the next sampling time (timing). If the calculation is performed, the calculation time of the memory output value creating means can be lengthened and the time delay until the output of the control signal can be shortened, so that the stability of the control system can be easily ensured.

前述の各実施例では、補償器4をソフトウェアプログラ
ムによって構成したが、本発明はそのような場合に限ら
ず、たとえばPLA(プログラマブル・ロジック・アレ
イ)等により完全なハードウェアによって構成し、前述
のプログラムによる動作と同じ動作をおこなわせるよう
にしてもよい。その他、本発明の主旨を変えずして種々
の変更が可能である。
Although the compensator 4 is configured by the software program in each of the above-described embodiments, the present invention is not limited to such a case, and is configured by complete hardware such as a PLA (Programmable Logic Array) or the like. You may make it perform the same operation | movement as a program. Besides, various modifications can be made without changing the gist of the present invention.

発明の効果 本発明の補償器は、少数のメモリを使用しながらも、特
定の周波数において極めて良好な制御特性が得られるよ
うにしたものである。また、補償器に要求される演算速
度も遅くてもよいように改良している。したがって、本
発明の補償器をフィードバックループ内に使用して制御
装置を構成するならば、極めて高性能な制御特性を有す
る制御装置を安価に得ることができる。たとえば、ビデ
オテープレコーダのキャプスタンモータ用のモータの速
度制御装置に使用するならば、高性能なモータの速度制
御装置を経済的に構成できる。
EFFECTS OF THE INVENTION The compensator of the present invention makes it possible to obtain extremely good control characteristics at a specific frequency while using a small number of memories. Also, the calculation speed required for the compensator is improved so that it may be slower. Therefore, if the compensator of the present invention is used in a feedback loop to construct a control device, a control device having extremely high performance control characteristics can be obtained at low cost. For example, if it is used as a motor speed controller for a capstan motor of a video tape recorder, a high-performance motor speed controller can be economically constructed.

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

第1図は第2図の本発明の補償器の内蔵プログラムの一
例を表すフローチャート図、第2図は本発明の補償器を
使用したモータの速度制御装置の一例の構成を表すブロ
ック図、第3図は第2図の速度検出器の具体的な構成例
を表すブロック図、第4図は本発明の補償器の内蔵プロ
グラムの他の例を表すフローチャート図、第5図は本発
明の補償器の内蔵プログラムの他の例を表すフローチャ
ート図である。 1……モータ、2……回転センサ、3……速度検出器、
4……補償器、5……演算器、6……メモリ、7……D/
A変換器、8……電力増幅器、10……負荷、1A,4A,5A…
…誤差検出手段、1B,4B,5B……制御信号作成手段、1F,4
F,5F……メモリ出力値作成手段、1G,4G,5G……合成誤差
作成手段、1H,4H,5H……更新保存手段。
FIG. 1 is a flow chart showing an example of a built-in program of the compensator of the present invention shown in FIG. 2, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an example of a motor speed control device using the compensator of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a concrete example of the configuration of the speed detector shown in FIG. 2, FIG. 4 is a flow chart showing another example of a program built in the compensator of the present invention, and FIG. 5 is a compensation of the present invention. It is a flowchart figure showing the other example of the built-in program of a container. 1 ... motor, 2 ... rotation sensor, 3 ... speed detector,
4 ... Compensator, 5 ... Calculator, 6 ... Memory, 7 ... D /
A converter, 8 ... Power amplifier, 10 ... Load, 1A, 4A, 5A ...
... Error detection means, 1B, 4B, 5B ... Control signal creation means, 1F, 4
F, 5F ... Memory output value creating means, 1G, 4G, 5G ... composite error creating means, 1H, 4H, 5H ... update storing means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定タイミング毎、もしくは略所定タイミ
ング毎にデジタル誤差を得る誤差検出手段と、Nx・L個
(ここに、Nxは1以上の整数、Lは4以上の整数)の順
序づけられたメモリ値を格納保存するメモリ手段と、前
記誤差検出手段の複数個のデジタル誤差を演算合成した
合成誤差を作り出す合成誤差作成手段と、前記所定タイ
ミングのQ倍(ここに、Qは2以上の整数)の更新タイ
ミング毎に、前記Nx・L個のメモリ値を順番に前記合成
誤差作成手段の合成誤差とメモリ出力値作成手段のメモ
リ出力値を演算合成した更新値によって更新保存する更
新保存手段と、Nxが1の場合には少なくとも1個のメモ
リ値を使い、Nxが2以上の場合には更新間隔が前記更新
タイミングのL倍以上離れたNx個のメモリ値群を少なく
とも1組使って、前記更新タイミングに同期して前記メ
モリ出力値を生成する前記メモリ出力値作成手段と、前
記所定タイミング毎に前記誤差検出手段のデジタル誤差
と前記メモリ出力値作成手段のメモリ出力値を演算合成
して制御信号を生成する制御信号作成手段と、プログラ
ムに従って、前記誤差検出手段と前記合成誤差作成手段
と前記メモリ出力値作成手段と前記更新保存手段と前記
制御信号作成手段の動作を実行する演算手段を具備し、 前記演算手段は、前記所定タイミング毎に前記誤差検出
手段と前記制御信号作成手段の動作を実行し、かつ、前
記合成誤差作成手段と前記メモリ出力値作成手段と前記
更新保存手段による1個のメモリ値の更新動作をQ以下
の複数の部分動作に分割し、前記各部分動作を異なった
前記所定タイミングにおいて実行したことを特徴とする
補償器。
1. An error detecting means for obtaining a digital error at every predetermined timing or substantially every predetermined timing, and Nx · L (where Nx is an integer of 1 or more and L is an integer of 4 or more) ordered. Memory means for storing and storing memory values, synthetic error creating means for producing a synthetic error by arithmetically synthesizing a plurality of digital errors of the error detecting means, and Q times the predetermined timing (where Q is an integer of 2 or more). ), The Nx · L memory values are sequentially updated and stored by the update value obtained by arithmetically combining the composite error of the composite error creating means and the memory output value of the memory output value creating means with each other. , Nx is 1, at least one memory value is used, and when Nx is 2 or more, at least one set of Nx memory value groups whose update interval is L times or more of the update timing is used. The above The memory output value creating means for generating the memory output value in synchronization with a new timing, and the digital error of the error detecting means and the memory output value of the memory output value creating means are arithmetically combined and controlled at each predetermined timing. Control signal generating means for generating a signal; and arithmetic means for executing the operations of the error detecting means, the composite error generating means, the memory output value generating means, the update storing means, and the control signal generating means according to a program. However, the calculation means executes the operations of the error detection means and the control signal generation means at each of the predetermined timings, and one by the combined error generation means, the memory output value generation means and the update storage means. Memory value update operation is divided into a plurality of sub-operations of Q or less, and each sub-operation is executed at different predetermined timings. Compensator according to claim.
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