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JPH0811069Y2 - Motor control device - Google Patents

Motor control device

Info

Publication number
JPH0811069Y2
JPH0811069Y2 JP1988010997U JP1099788U JPH0811069Y2 JP H0811069 Y2 JPH0811069 Y2 JP H0811069Y2 JP 1988010997 U JP1988010997 U JP 1988010997U JP 1099788 U JP1099788 U JP 1099788U JP H0811069 Y2 JPH0811069 Y2 JP H0811069Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
speed
frequency
output
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1988010997U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01116595U (en
Inventor
荘授 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kenwood KK
Original Assignee
Kenwood KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kenwood KK filed Critical Kenwood KK
Priority to JP1988010997U priority Critical patent/JPH0811069Y2/en
Publication of JPH01116595U publication Critical patent/JPH01116595U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0811069Y2 publication Critical patent/JPH0811069Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はモータ制御装置に係り、とくにモータの回
転速度の可変を安定して行うことのできるモータ制御装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device capable of stably varying the rotation speed of a motor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えばDATのキャプスタンモータは、1つのモータが
広範囲に亘る複数種の速度で正確に回転しなければなら
ず、このためモータの速度制御にはデジタルPLLとモー
タコントローラーを含むモータ制御装置が用いられてい
る。
For example, the DAT capstan motor requires that one motor rotate accurately at a wide variety of speeds. Therefore, a motor control device including a digital PLL and a motor controller is used to control the speed of the motor. ing.

具体的には第4図に示す如く、まずモータ10に周波数
発電機12が結合されてモータ回転周波数のk倍の周波数
のFG信号が出力される(但しkは所定の整数)。
Specifically, as shown in FIG. 4, a frequency generator 12 is first coupled to the motor 10 and an FG signal having a frequency k times the motor rotation frequency is output (where k is a predetermined integer).

このFG信号はFGアンプ/波形整形回路14で増幅及び波
形整形されモータ10の1回転に従いk個発生する回転パ
ルスとしてモータ制御IC16の検出信号入力端子SIGへ出
力される。
This FG signal is amplified and waveform-shaped by the FG amplifier / waveform shaping circuit 14 and is output to the detection signal input terminal SIG of the motor control IC 16 as a rotation pulse generated k times in accordance with one rotation of the motor 10.

また、周波数可変の基準周波数信号発生器18の出力が
モータ制御IC16の基準信号入力端子REFへ入力されてい
る。
Further, the output of the variable frequency reference frequency signal generator 18 is input to the reference signal input terminal REF of the motor control IC 16.

このモータ制御IC16には、位相比較器20、LPF22、VCO
24、分周器26がループ接続されたデジタルPLLが含まれ
ている。
The motor control IC 16 includes a phase comparator 20, LPF22, VCO
24, a digital PLL in which a frequency divider 26 is loop-connected is included.

そして、基準周波数信号発生器18の出力は基準信号と
して位相比較器20に入力されており、基準信号の周波数
をFref、分周器26の分周比をNとすると、VCO24からはF
refをNてい倍した周波数N・Frefにロックしたパルス
が出力される(但しNは所定の整数)。
The output of the reference frequency signal generator 18 is input to the phase comparator 20 as a reference signal. When the frequency of the reference signal is F ref and the frequency division ratio of the frequency divider 26 is N, the VCO 24 outputs F
pulses locked ref to N Tei multiplied by the frequency N · F ref is output (where N is a predetermined integer).

また、モータ制御IC16には計測器28が設けられてお
り、この計測器28でVCO24出力をクロックとして回転パ
ルスの周期をカウントし、所定の設定値Pとの差が求め
られる。
Further, the motor control IC 16 is provided with a measuring device 28, and the measuring device 28 counts the cycle of the rotation pulse by using the output of the VCO 24 as a clock to obtain the difference from the predetermined set value P.

例えば、N=P=2560のときモータ10の回転速度目標
値ωは2πFref/kとなり、回転パルスの周期が基準周
波数信号の周期と一致するように、回転パルスの1周期
間におけるクロック係数値が2560より多ければモータ10
の回転数が所定値より遅いとして誤差分が計測器28から
出力される。逆に回転パルスの1周期間のクロック係数
値が2560より少なければモータ10の回転数が所定値より
速いとして誤差分が計測器28から出力される。
For example, when N = P = 2560, the target rotation speed value ω 0 of the motor 10 is 2πF ref / k, and the clock pulse during one cycle of the rotation pulse is matched so that the cycle of the rotation pulse matches the cycle of the reference frequency signal. If the number is greater than 2560, motor 10
The error component is output from the measuring device 28 on the assumption that the number of rotations is slower than a predetermined value. On the contrary, if the clock coefficient value for one cycle of the rotation pulse is less than 2560, it is determined that the rotation speed of the motor 10 is faster than the predetermined value, and the error component is output from the measuring instrument 28.

この誤差データはD/A変換器30でアナログのエラー信
号に変換されたのちモータ制御IC16の出力端子OUTから
外部へ出力される。
This error data is converted into an analog error signal by the D / A converter 30, and then output from the output terminal OUT of the motor control IC 16 to the outside.

エラー信号は、補償回路32で最適なゲイン,位相に補
償されたのち駆動回路34へ送られる。駆動回路34は補償
回路32の出力に従いモータ10を駆動し、回転数を目標値
に一致せしめる。
The error signal is compensated by the compensating circuit 32 to have an optimum gain and phase, and then sent to the driving circuit 34. The drive circuit 34 drives the motor 10 according to the output of the compensating circuit 32 to match the rotation speed with the target value.

ここで基準周波数信号発生器18の信号周波数Frefはシ
ステム制御回路36により、必要に応じて切り換えられる
ようになっており、これに伴いVCO24出力周波数が変化
し2πFref/kで定まる回転速度目標値ωが変更設定さ
れ、かつ、制御系の働きでモータ10の回転速度がこの新
たな目標値となるように可変制御される。
Here, the signal frequency F ref of the reference frequency signal generator 18 is switched by the system control circuit 36 as needed, and the output frequency of the VCO 24 changes accordingly and the rotational speed target determined by 2πF ref / k The value ω 0 is changed and set, and the control system works to variably control the rotational speed of the motor 10 to this new target value.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、上記した従来技術では、モータ10の設定速度
を変える場合、基準周波数信号発生器18を可変設定制御
し、基準周波数信号の周波数を変更することで行うが、
周波数を急峻に変化させたとき、この周波数変化にモー
タ制御系が追従できず、モータに対しステップ応答的な
駆動電圧が加わって回転数が滑らかに変化しなかった
り、オーバーシュートを発生したりし、不安定な回転状
態を生じる場合があった。
However, in the above-mentioned conventional technology, when changing the set speed of the motor 10, the reference frequency signal generator 18 is variably set and controlled, and the frequency of the reference frequency signal is changed.
When the frequency is changed abruptly, the motor control system cannot follow this frequency change, and the drive voltage that is step-responsive to the motor is applied and the rotation speed does not change smoothly, or overshoot occurs. In some cases, an unstable rotation state may occur.

この考案は、かかる従来技術の問題に鑑み、モータ速
度の可変を安定して行えるモータ制御装置を提供するこ
とを、その目的とする。
In view of the problems of the prior art, the present invention has an object to provide a motor control device capable of stably varying a motor speed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この考案に係るモータ制御装置では、周波数可変の基
準周波数信号を発生する基準周波数信号発生手段と、 PLLループフィルタを含み、基準周波数信号発生手段
が発生する基準周波数信号から、該基準周波数信号のn
倍の周波数のクロック出力を得るPLL手段と、 モータの回転速度に比例した周波数のパルスを発生す
る速度検出手段と、 速度検出手段の出力パルスの周期を,PLL手段から出力
されたクロックを用いて計測し、所定の設定値との差を
求める計測手段と、 この計測手段で求めた差が零となるようにモータの制
御を行う制御手段と、 を備え、前記PLLループフィルタの制御帯域の上限
が、モータ,速度検出手段,計測手段,制御手段からな
るモータ制御系の制御帯域の上限を超えないように設定
したことを特徴としている。
In the motor control device according to the present invention, a reference frequency signal generating means for generating a variable frequency reference frequency signal and a PLL loop filter are included, and the reference frequency signal generated by the reference frequency signal generating means is
PLL means that obtains a clock output with double frequency, speed detection means that generates a pulse of a frequency proportional to the rotation speed of the motor, and the cycle of the output pulse of the speed detection means by using the clock output from the PLL means An upper limit of the control band of the PLL loop filter is provided, which comprises a measuring means for measuring and obtaining a difference from a predetermined set value, and a controlling means for controlling the motor so that the difference obtained by the measuring means becomes zero. Is set so as not to exceed the upper limit of the control band of the motor control system including the motor, the speed detecting means, the measuring means, and the controlling means.

〔実施例〕〔Example〕

第1図を参照して、この考案の1つの実施例を説明す
る。
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図には、この考案に係るモータ制御装置のブロッ
ク図が示されている。
FIG. 1 is a block diagram of a motor control device according to the present invention.

まずモータ10に周波数発電機12が結合されてモータ回
転周波数のk倍の周波数のFG信号が出力される(但し、
kは予め定められた整数値)。
First, the frequency generator 12 is coupled to the motor 10 to output an FG signal having a frequency k times the motor rotation frequency (however,
k is a predetermined integer value).

周波数発電機12の出力側にはFGアンプ/波形整形回路
14が接続されており、ここでFG信号の増幅及び波形整形
がなされ、モータ10の1回転に従いk個発生する回転パ
ルスとして出力される。
FG amplifier / waveform shaping circuit on the output side of frequency generator 12
14 is connected, where the FG signal is amplified and the waveform is shaped, and output as k rotation pulses generated in accordance with one rotation of the motor 10.

FGアンプ/波形整形回路14の出力側には外部制御で分
周率を可変できる可変分周器15が接続されており、この
可変分周器15での分周比をnとすると、回転パルスの周
波数を1/nに分周した分周回転パルスを出力する(ここ
でnは外部設定された整数値)。
The output side of the FG amplifier / waveform shaping circuit 14 is connected to a variable frequency divider 15 capable of varying the frequency division rate by external control. If the frequency division ratio of this variable frequency divider 15 is n, the rotation pulse The frequency is divided into 1 / n and the divided rotation pulse is output (where n is an externally set integer value).

可変分周器15の出力側は、モータ制御IC16の検出信号
入力端子SIGと接続されている。
The output side of the variable frequency divider 15 is connected to the detection signal input terminal SIG of the motor control IC 16.

また、外部制御で周波数を可変できる基準周波数信号
発生器18の出力側が同じくモータ制御IC16の基準信号入
力端子REFと接続されている。
The output side of the reference frequency signal generator 18 whose frequency can be varied by external control is also connected to the reference signal input terminal REF of the motor control IC 16.

モータ制御IC16では、基準信号入力端子REFが位相比
較器20の一方の入力側に接続されている。この位相比較
器20の出力側はLPF22を介してVCO24と接続されており、
このVCO24の出力側が分周器26を介して位相比較器20の
他方の入力側に接続されて、デジタルPLLが構成されて
いる。
In the motor control IC 16, the reference signal input terminal REF is connected to one input side of the phase comparator 20. The output side of this phase comparator 20 is connected to VCO24 via LPF22,
The output side of the VCO 24 is connected to the other input side of the phase comparator 20 via the frequency divider 26 to form a digital PLL.

位相比較器20は基準周波数信号発生器18が出力する基
準周波数信号と分周器26の出力との間の位相差を検出す
る。この位相差信号はループフィルタとしてのLPF22で
は低域が濾過されて周波数制御電圧としてVCO24へ入力
される。
The phase comparator 20 detects the phase difference between the reference frequency signal output by the reference frequency signal generator 18 and the output of the frequency divider 26. The low frequency band of this phase difference signal is filtered by the LPF 22 as a loop filter and is input to the VCO 24 as a frequency control voltage.

VCO24は周波数制御電圧に応じた周波数で発振する。
発振信号は分周器26で所定の分周比Nで分周されたのち
位相比較器20へ送られる(但しNは予め定められた整数
値)。
The VCO 24 oscillates at a frequency according to the frequency control voltage.
The oscillation signal is frequency-divided by the frequency divider 26 at a predetermined frequency division ratio N and then sent to the phase comparator 20 (where N is a predetermined integer value).

よって、デジタルPLLがロックしているときVCO24は、
基準周波数信号の周波数をFrefとするとこれをNてい倍
したN・Frefの周波数で発振し、発振信号をクロック信
号として出力する。
Therefore, when the digital PLL is locked, the VCO24
The frequency of the reference frequency signal which When F ref oscillates at a frequency of N Tei multiplied by N · F ref, and outputs an oscillation signal as a clock signal.

VCO24の出力側と検出信号入力端子SIGは、モータ制御
IC16に設けられた計測器28と接続されており、この計測
器28でVCO24出力をクロックとして分周回転パルスの周
期をカウントし、所定の設定値Pとの差が求められる。
The output side of VCO24 and the detection signal input terminal SIG are for motor control
It is connected to a measuring device 28 provided in the IC 16, and the measuring device 28 counts the period of the frequency division rotation pulse using the VCO 24 output as a clock to obtain the difference from a predetermined set value P.

例えば、N=P=2560のときモータ10の回転速度目標
値ωは2πnFref/kとなり、分周回転パルスの周期を
基準周波数信号の周期と一致させるべく、分周回転パル
スの1周期間のクロック計数値が2560より多ければモー
タ10の回転数が所定値より遅いとしてその誤差分が計測
器28から出力される。
For example, when N = P = 2560, the target rotation speed value ω 0 of the motor 10 is 2πnF ref / k, and one cycle of the divided rotation pulse is matched to match the cycle of the divided rotation pulse with the cycle of the reference frequency signal. If the clock count value is greater than 2560, it is determined that the rotation speed of the motor 10 is slower than a predetermined value, and the error is output from the measuring device 28.

逆に分周回転パルスの1周期間のクロック計数値が25
60より少なければモータ10の回転数が所定値より速いと
してその誤差分が計測器28から出力される。
Conversely, the clock count value for one cycle of the divided rotation pulse is 25
If it is less than 60, it is determined that the rotation speed of the motor 10 is faster than a predetermined value, and the error is output from the measuring device 28.

計測器28の出力側にはD/A変換器30が接続されてお
り、計測器28から送られる速度誤差データをアナログ値
に変換し、速度誤差信号としてモータ制御IC16の出力端
子OUTから外部へ出力する。
A D / A converter 30 is connected to the output side of the measuring instrument 28, which converts the speed error data sent from the measuring instrument 28 into an analog value and outputs it as a speed error signal from the output terminal OUT of the motor control IC 16 to the outside. Output.

モータ制御IC16の出力端子OUTには補償回路32が接続
されており、速度誤差信号はここで最適なゲイン,位相
に補償される。
The compensating circuit 32 is connected to the output terminal OUT of the motor control IC 16, and the speed error signal is compensated for the optimum gain and phase here.

補償回路32の出力側には駆動回路34が接続されてお
り、補償回路32の出力に従いモータ10を駆動し、回転数
を目標値に一致せしめる。
A drive circuit 34 is connected to the output side of the compensating circuit 32, and drives the motor 10 according to the output of the compensating circuit 32 to match the rotation speed with a target value.

ここで可変分周器15と基準周波数信号発生器18にはシ
ステム制御回路36Aが接続されており、分周比nと基準
周波数信号の周波数Frefが制御回路36Aの制御により、
必要に応じて切り換えられるようになっており、これに
伴い可変分周器15の分周比が変化したり、VCO24出力周
波数が変化したりしてモータ10の回転速度目標値ω
変更設定され、かつ、制御系の働きでモータ10の回転速
度がこの新たな目標値へ可変制御される。
Here, the system control circuit 36A is connected to the variable frequency divider 15 and the reference frequency signal generator 18, and the frequency division ratio n and the frequency F ref of the reference frequency signal are controlled by the control circuit 36A.
It can be switched as necessary, and accordingly, the frequency division ratio of the variable frequency divider 15 changes, the VCO24 output frequency changes, and the rotation speed target value ω 0 of the motor 10 is changed and set. In addition, the rotation speed of the motor 10 is variably controlled to this new target value by the action of the control system.

デジタルPLLのLPF22の制御帯域は、モータ10,周波数
発電機12,FGアンプ/波形整形回路14,可変分周器15,計
測器28,D/A変換器30,補償回路32,駆動回路34を結ぶモー
タ制御系の制御帯域より狭く、低い帯域部分だけとされ
ており、LPF22の制御帯域の上限がモータ制御系の制御
帯域の上限より低く成っている。(第2図参照)。換言
すればデジタルPLLの応答速度は、モータ制御系の応答
速度より遅く設定されている。
The control band of the LPF22 of the digital PLL includes the motor 10, the frequency generator 12, the FG amplifier / waveform shaping circuit 14, the variable frequency divider 15, the measuring instrument 28, the D / A converter 30, the compensation circuit 32, and the drive circuit 34. The upper limit of the control band of the LPF 22 is lower than the upper limit of the control band of the motor control system because the upper limit of the control band of the LPF 22 is narrower than the control band of the motor control system to be connected. (See Figure 2). In other words, the response speed of the digital PLL is set slower than the response speed of the motor control system.

次に上記実施例の作用を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.

なお、ここではモータ10はDCモータとして説明する。 The motor 10 will be described here as a DC motor.

今、モータ10の回転速度がω(rad/sec)であると
き、周波数発電機12がモータ10の1回転当たりに出力す
るFGパルス信号数をk(puls/rev.)とすると、FGアン
プ/波形整形回路12の出力パルスの周波数はωk/2π(H
z)となる。
Now, when the rotation speed of the motor 10 is ω (rad / sec) and the number of FG pulse signals output by the frequency generator 12 per rotation of the motor 10 is k (puls / rev.), The FG amplifier / The frequency of the output pulse of the waveform shaping circuit 12 is ωk / 2π (H
z).

よって、可変分周器15の分周比をn(nは外部設定さ
れた整数)とすると可変分周器15の出力周波数はωk/2
πn(Hz)となる。
Therefore, assuming that the frequency division ratio of the variable frequency divider 15 is n (n is an externally set integer), the output frequency of the variable frequency divider 15 is ωk / 2.
It becomes πn (Hz).

一方、基準周波数信号発生器18が出力する信号の周波
数をFref(Hz、Frefは外部設定された値)とし、分周器
26の分周比をN(Nは所定の整数)とするとVCO24が出
力するクロックの周波数はNFref(Hz)となる。
On the other hand, the frequency of the signal output from the reference frequency signal generator 18 is set to F ref (Hz, F ref is an externally set value), and the frequency divider
When the division ratio of 26 is N (N is a predetermined integer), the frequency of the clock output by the VCO 24 is NF ref (Hz).

計測器28での設定値をPとしたとき、第1図のモータ
制御系は可変分周器15の出力パルスの周期2πn/ωk
(s)がP/NFrefに一致するように制御を行うため、安
定状態において 2πn/ωk=P/NFref (1) が成り立つ。
Assuming that the set value of the measuring device 28 is P, the motor control system of FIG. 1 has a cycle of the output pulse of the variable frequency divider 15 of 2πn / ωk.
Since control is performed so that (s) coincides with P / NF ref , 2πn / ωk = P / NF ref (1) holds in the stable state.

よってモータの回転速度は ω=(2πn/k)・(NFref/P) (2) で表されることになる。Therefore, the rotation speed of the motor is expressed by ω = (2πn / k) · (NF ref / P) (2).

即ち、基準周波数信号の周波数Frefに比例してモータ
10の回転速度が変化することがわかる。また,可変分周
器15の分周比nを変更することでモータ10の回転速度の
変更も行える。
That is, the motor is proportional to the frequency F ref of the reference frequency signal.
It can be seen that the rotation speed of 10 changes. Further, the rotation speed of the motor 10 can be changed by changing the division ratio n of the variable frequency divider 15.

ところで、VCO24の発振可能範囲を、Fosc(MIX)〜F
osc(MAX)とすると、NFrefは、 Fosc(MIX)≦NFref≦Fosc(MAX) の関係を満たしていなければならず、従ってFrefは、 Fosc(MIX)/N≦Fref≦Fosc(MAX)/N (3) の範囲内でなければならない。
Incidentally, the oscillation range of the VCO24, F osc (MIX) ~F
If osc (MAX), NF ref must satisfy the relationship of F osc (MIX) ≤ NF ref ≤ F osc (MAX), and therefore F ref is F osc (MIX) / N ≤ F ref It must be within the range of ≤F osc (MAX) / N (3).

(2)式から、 Fref=ωkP/2πnN なので、これを(3)式に代入すると、 Fosc(MIX)≦ωkP/2πn≦Fosc(MAX)となり、モータ
10の回転速度ωに関しては、 2πnFosc(MIX)/kP≦ω かつ、 ω≦2πnFosc(MAX)/kP (4) の成立が要求される。
From the formula (2), F ref = ωkP / 2πnN, so if this is substituted into the formula (3), F osc (MIX) ≦ ωkP / 2πn ≦ F osc (MAX)
Regarding the rotation speed ω of 10, it is required that 2πnF osc (MIX) / kP ≦ ω and ω ≦ 2πnF osc (MAX) / kP (4).

ここで、nが固定していると仮定するとωはFosc(MI
X)及びFosc(MAX)で定まる範囲内しか可変できず、
(3)式の範囲を超えてFrefを変えても正確な速度制御
は出来ない。
Here, ω is F osc (MI
X) and F osc (MAX) can only be changed within the range defined by
Even if F ref is changed beyond the range of the formula (3), accurate speed control cannot be performed.

しかし、この実施例では(4)式中のnを変更できる
ので、Frefの可変は(3)式の関係を満たす範囲内で行
う一方、nを変えることでモータ10の速度変更の幅を広
げることができることになる。
However, in this embodiment, since n in the equation (4) can be changed, the variable of F ref is performed within the range satisfying the relation of the equation (3), while changing n changes the range of speed change of the motor 10. It will be possible to expand.

具体的には、例えばN=P=2560、Fosc(MIX)=500
kHz、Fosc(MAX)=2.5MHzとすると、(3)式より基準
周波数信号Frefは、 195≦Fref≦976(Hz) (5) の範囲で可変してよいので、今、システム制御回路36A
の可変設定制御で、基準周波数信号発生器18と可変分周
器15が、各々、Fref=400、n=1に設定されている
時、(2)式からω=800π/kを回転速度目標値として
モータ10の速度制御がなされる。
Specifically, for example, N = P = 2560, Fosc (MIX) = 500
If kHz and F osc (MAX) = 2.5MHz, the reference frequency signal F ref can be varied within the range of 195 ≤ F ref ≤ 976 (Hz) (5) from the formula (3). Circuit 36A
In the variable setting control of, when the reference frequency signal generator 18 and the variable frequency divider 15 are set to F ref = 400 and n = 1 respectively, the rotational speed is ω = 800π / k from the formula (2). The speed of the motor 10 is controlled as a target value.

このときVCO24の発振周波数はNFref=1.024MHzとな
っている。
At this time, the oscillation frequency of the VCO 24 is NF ref = 1.024MHz.

もし、何らかの原因でモータ10の速度が目標値より上
がれば周波数発電機12、FGアンプ/波形整形回路14、可
変分周器15の各出力パルスの周期が小さくなる。する
と、計測器28では分周回転パルスの周期のカウント値が
2560より少なくなり、目標値からの速度増加を示す速度
誤差データをD/Aコンバータ30へ出力す。
If the speed of the motor 10 exceeds the target value for some reason, the cycle of each output pulse of the frequency generator 12, the FG amplifier / waveform shaping circuit 14, and the variable frequency divider 15 becomes small. Then, in the measuring instrument 28, the count value of the cycle of the divided rotation pulse is
It becomes less than 2560, and speed error data indicating a speed increase from the target value is output to the D / A converter 30.

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度増加を示す速度誤差信
号を出力する。この速度誤差信号は補償回路32へ送られ
てゲインと位相の補償が成されたあと、駆動回路34へ入
力される。
The D / A converter 30 converts the speed error data sent from the measuring device 28 into an analog amount and outputs a speed error signal indicating a speed increase. The speed error signal is sent to the compensating circuit 32 to be compensated for gain and phase, and then input to the driving circuit 34.

駆動回路334は補償回路32からの入力に従いモータ10
への出力電圧を下げてモータ10の回転速度を遅くさせ
る。
The drive circuit 334 receives the motor 10 according to the input from the compensation circuit 32.
The output voltage to the motor 10 is lowered to slow down the rotation speed of the motor 10.

逆に、モータ10の速度が目標値より下がれば周波数発
電機12、FGアンプ/波形整形回路14、可変分周器15の各
出力パルスの周期が大きくなる。すると、計測器28では
分周回転パルスの周期のカウント値が2560より多くな
り、目標値からの速度減少を示す速度誤差データをD/A
コンバータ30へ出力する。
Conversely, if the speed of the motor 10 falls below the target value, the cycle of each output pulse of the frequency generator 12, the FG amplifier / waveform shaping circuit 14, and the variable frequency divider 15 becomes large. Then, in the measuring instrument 28, the count value of the cycle of the divided rotation pulse becomes more than 2560, and the speed error data indicating the speed decrease from the target value is D / A.
Output to converter 30.

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度減少を示す速度誤差信
号を出力する。この速度誤差信号は補償回路32へ送られ
てゲインと位相の補償が成されたあと、駆動回路34へ入
力される。
The D / A converter 30 converts the speed error data sent from the measuring device 28 into an analog amount and outputs a speed error signal indicating a speed decrease. The speed error signal is sent to the compensating circuit 32 to be compensated for gain and phase, and then input to the driving circuit 34.

駆動回路34は補償回路32からの入力に従いモータ10へ
の出力電圧を上げてモータ10の回転速度を速くさせる。
The drive circuit 34 increases the output voltage to the motor 10 according to the input from the compensation circuit 32 to increase the rotation speed of the motor 10.

このようにして、モータ10の回転速度が変動したと
き、元の速度に戻すようにフィードバックが掛かる。
In this way, when the rotation speed of the motor 10 fluctuates, feedback is applied to restore the original speed.

この状態で、モータ10の回転目標値を例えば2倍に上
げたいとき、(5)式よりまだFrefに余裕があるので、
システム制御回路36Aはn=1のままとし、基準周波数
信号発生器18のみ可変設定制御を行ってFref=800Hzと
する。
In this state, when it is desired to increase the rotation target value of the motor 10 to, for example, twice, there is still a margin in F ref from the equation (5).
The system control circuit 36A remains n = 1, and only the reference frequency signal generator 18 is variably set and controlled so that F ref = 800 Hz.

すると、デジタルPLLループのロック状態が一旦外れ
たあと引き込み動作により、VCO24の発振周波数が上昇
していき一定時間後にNFref=2.048MHzまで変化し、こ
の周波数にロックするようになる。換言すればVCO24出
力クロックの周期が短くなる。
Then, the lock state of the digital PLL loop is once released, and the pull-in operation causes the oscillation frequency of the VCO 24 to rise and change to NF ref = 2.048 MHz after a certain period of time to lock to this frequency. In other words, the VCO24 output clock cycle becomes shorter.

ここで、LPF22の制御帯域が低く設定されていること
から基準周波数信号の周波数が急激に変化しても、LPF2
2の積分作用で引き込み動作は比較的ゆっくりなされ、V
CO24の出力周波数変化は緩やかになされる。
Since the control band of LPF22 is set low, even if the frequency of the reference frequency signal changes suddenly, LPF2
The pull-in action is made relatively slow by the integral action of 2, and V
CO24 output frequency changes gently.

(2)式から明らかなようにVCO24の発振周波数の変
化に伴い、モータ10の回転速度目標値がω=800π/kか
ら連続的に増加し、最終的に2倍の1600π/kとなる。
As is clear from the equation (2), the target rotational speed of the motor 10 continuously increases from ω = 800π / k as the oscillation frequency of the VCO 24 changes, and finally doubles to 1600π / k.

計測器28は、VCO24のクロック周期が短くなると、分
周回転パルスの1周期の係数値が増え、Pが一定である
ことから相対的にモータ10の回転が遅くなったことを示
す速度誤差データを出力する。
When the clock cycle of the VCO 24 becomes shorter, the measuring instrument 28 increases the coefficient value of one cycle of the divided rotation pulse, and since P is constant, the rotation speed of the motor 10 becomes relatively slow, which is a speed error data. Is output.

よって、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速度
が遅いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路32
と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が上昇され
る。
Therefore, the D / A converter 30 outputs a speed error signal indicating that the rotation speed of the motor 10 is slow, and the compensation circuit 32
By the action of the drive circuit 34, the rotation speed of the motor 10 is increased.

このモータ10の回転速度の上昇で周波数発電機12、FG
アンプ/波形整形回路14、可変分周器15の出力の周波数
も上昇し、分周回転パルスの周期は短くなる。
This increase in the rotation speed of the motor 10 causes the frequency generator 12, FG
The frequency of the output of the amplifier / waveform shaping circuit 14 and the variable frequency divider 15 also rises, and the cycle of the divided rotation pulse becomes short.

けれど、VCO24出力の周波数が上昇中は、クロック周
期も更に短くなっているので、計測器28からは再びモー
タ10の速度が遅くなったことを示す速度誤差データが出
力される。
However, since the clock cycle is further shortened while the frequency of the VCO 24 output is increasing, the measuring instrument 28 outputs speed error data indicating that the speed of the motor 10 has slowed down again.

このため、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速
度が遅いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路
32と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が上昇され
る。
Therefore, the D / A converter 30 outputs a speed error signal indicating that the rotation speed of the motor 10 is slow, and the compensation circuit
The rotation speed of the motor 10 is increased by the action of 32 and the drive circuit 34.

以下同様の制御動作を繰り返し、VCO24の発振周波数
が定常状態となり、この周波数で定まる目標値までモー
タ10の回転速度が上昇し安定状態となったところで、計
測器28が出力する速度誤差データが零となり、モータ10
の定速回転駆動がなされる。
The same control operation is repeated thereafter, and the oscillation frequency of the VCO 24 becomes a steady state, and when the rotation speed of the motor 10 rises to a target value determined by this frequency and becomes stable, the speed error data output by the measuring instrument 28 becomes zero. And the motor 10
Is driven at a constant speed.

これにより、モータ10の回転速度が2倍となる。 As a result, the rotation speed of the motor 10 is doubled.

なお、デジタルPLLのLPF22(ループフィルタ)の制御
帯域が周波数発電機12、FGアンプ/波形整形回路14、可
変分周回路15、計測器28、D/Aコンバータ30、補償回路3
2、駆動回路34からなるモータ制御ループの制御帯域よ
り狭く、低い帯域部分だけなので、前述したように新た
なロック状態となるまでVCO24出力の周波数が緩やかに
変化するため、計測器28の速度誤差データ出力並びにD/
Aコンバータ30からの速度誤差信号出力変化も緩やかと
なる。
The control band of LPF22 (loop filter) of digital PLL is frequency generator 12, FG amplifier / waveform shaping circuit 14, variable frequency divider circuit 15, measuring instrument 28, D / A converter 30, compensation circuit 3
2. Since the frequency is narrower than the control band of the motor control loop consisting of the drive circuit 34 and only in the low band part, the frequency of the VCO24 output gradually changes until a new lock state is reached as described above. Data output and D /
The change in the speed error signal output from the A converter 30 also becomes gentle.

このため、モータ制御ループが速度誤差信号に確実に
追従でき、補償回路32、駆動回路34の出力も緩やかに変
化し、モータ10の回転速度が滑らかに上昇するので、VC
O24の出力周波数変化に応じた円滑な速度変化を行わせ
ることができ、速やかに定常状態となる。
Therefore, the motor control loop can reliably follow the speed error signal, the outputs of the compensation circuit 32 and the drive circuit 34 also change gently, and the rotation speed of the motor 10 increases smoothly.
The speed can be changed smoothly according to the change in the output frequency of O24, and the steady state is quickly achieved.

これに対し、もしLPF22の制御帯域の上限がモータ制
御ループの制御帯域の上限より高いと、基準周波数信号
の周波数が切り換えられたとき、デジタルPLLループの
ロック状態が外れたあと、速やかに引き込み動作が行わ
れてVCO24の発振周波数が急速に増加し、速度誤差デー
タも急に変化する。
On the other hand, if the upper limit of the control band of the LPF22 is higher than the upper limit of the control band of the motor control loop, when the frequency of the reference frequency signal is switched, the lock state of the digital PLL loop is released, and then the pull-in operation is performed quickly. Is performed, the oscillation frequency of the VCO 24 increases rapidly, and the speed error data also changes suddenly.

一方、速度誤差データ(速度誤差信号)の急な変化に
対するモータ制御ループの応答が遅いので、計測器28の
速度誤差データ出力並びにD/Aコンバータ30からの速度
誤差信号出力は大きくなり、補償回路32の出力レベルも
大きく変化する このため、駆動回路34の出力も大きく変化してモータ
10にステップ応答的な駆動電圧が加わり、速度が滑らか
に変化しなくなったり、オーバシュートを生じたりす
る。
On the other hand, since the response of the motor control loop to the sudden change of the speed error data (speed error signal) is slow, the speed error data output of the measuring instrument 28 and the speed error signal output from the D / A converter 30 become large, and the compensation circuit The output level of 32 also changes greatly, so the output of the drive circuit 34 also changes greatly and the motor
A step-responsive driving voltage is applied to 10, causing the speed to stop changing smoothly or causing overshoot.

このようにして、1600π/kの速度によりモータ10が回
転している状態で、逆にモータ速度を4分の1に減少し
たいとき、システム制御回路36Aは、基準周波数信号発
振器18の可変制御を行い基準周波数信号の周波数Fref
200Hzとする。
In this way, when the motor 10 is rotating at the speed of 1600π / k and when it is desired to reduce the motor speed to 1/4, the system control circuit 36A changes the reference frequency signal oscillator 18 in a variable manner. Perform reference frequency signal frequency F ref
200Hz

すると、デジタルPLLループのロック状態が一旦外れ
たあと引き込み動作により、VCO24の発振周波数が減少
していき一定時間後にNFref=256kHzまで変化し、この
周波数にロックするようになる。換言すればVC024出力
クロックの周期が長くなる。
Then, the lock state of the digital PLL loop is once released, and the pull-in operation causes the oscillation frequency of the VCO 24 to decrease, and after a certain period of time, it changes to NF ref = 256 kHz, and locks to this frequency. In other words, the cycle of the VC024 output clock becomes long.

ここで、LPF22の制御帯域が低く設定されていること
から基準周波数信号の周波数が急激に変化しても、LPF2
2の積分作用で引き込み動作は比較的ゆっくりなされ、V
CO24の出力周波数変化は緩やかになされる。
Since the control band of LPF22 is set low, even if the frequency of the reference frequency signal changes suddenly, LPF2
The pull-in action is made relatively slow by the integral action of 2, and V
CO24 output frequency changes gently.

(2)式から明らかなようにVCO24の発振周波数の変
化に伴い、モータ10の回転速度目標値がω=1600π/kか
ら連続的に減少し、最終的に4分の1の400π/kとな
る。
As is clear from the equation (2), the target value of the rotation speed of the motor 10 continuously decreases from ω = 1600π / k as the oscillation frequency of the VCO 24 changes, and finally becomes a quarter of 400π / k. Become.

計測器28は、VCO24のクロック周期が長くなると、分
周回転パルスの1周期の計数値が減り、Pが一定である
ことから相対的にモータ10の回転が速くなったことを示
す速度誤差データを出力する。
When the clock cycle of the VCO 24 becomes longer, the measuring instrument 28 decreases the count value of one cycle of the divided rotation pulse, and since P is constant, the speed error data indicating that the rotation of the motor 10 becomes relatively fast. Is output.

よって、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速度
が速いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路32
と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が減少され
る。
Therefore, the D / A converter 30 outputs a speed error signal indicating that the rotation speed of the motor 10 is high, and the compensation circuit 32
The drive circuit 34 functions to reduce the rotation speed of the motor 10.

このモータ10の回転速度の減少で周波数発電機12、FG
アンプ/波形整形回路14、可変分周器15の出力の周波数
も減少し、分周回転パルスの周期は長くなる。
Due to the decrease in the rotation speed of the motor 10, the frequency generator 12, FG
The frequency of the output of the amplifier / waveform shaping circuit 14 and the variable frequency divider 15 is also reduced, and the cycle of the divided rotation pulse is lengthened.

けれど、VCO24出力の周波数が減少中は、クロック周
期も更に長くなっているので、計測器28からは再びモー
タ10の速度が速くなったことを示す速度誤差データが出
力される。
However, when the frequency of the VCO 24 output is decreasing, the clock cycle is further lengthening, so the speed error data indicating that the speed of the motor 10 has increased again is output from the measuring instrument 28.

このため、D/Aコンバータ30からはモータ10の回転速
度が速いことを示す速度誤差信号が出力され、補償回路
32と駆動回路34の働きでモータ10の回転速度が減少され
る。
Therefore, the D / A converter 30 outputs a speed error signal indicating that the rotation speed of the motor 10 is high, and the compensation circuit
The rotation speed of the motor 10 is reduced by the action of 32 and the drive circuit 34.

以下同様の制御動作を繰り返し、VCO24の発振周波数
が定常状態となり、この周波数で定まる目標値までモー
タ10の回転速度が減少し安定状態となったところで、計
測器28が出力する速度誤差データが零となり、モータ10
の定速回転駆動がなされる。
The same control operation is repeated thereafter, and the oscillation frequency of the VCO 24 becomes a steady state, and when the rotational speed of the motor 10 decreases to a target value determined by this frequency and becomes stable, the speed error data output by the measuring instrument 28 becomes zero. And the motor 10
Is driven at a constant speed.

これにより、モータ10の回転速度が4分の1となる。 As a result, the rotation speed of the motor 10 becomes 1/4.

なお、デジタルPLLのLPF22(ループフィルタ)の制御
帯域が周波数発電機12、FGアンプ/波形整形回路14、可
変分周回路15、計測器28、D/Aコンバータ30、補償回路3
2、駆動回路34からなるモータ制御ループの制御帯域よ
り狭く、低い域部分だけなので、前述したように新たな
ロック状態となるまでVCO24出力の周波数が緩やかに変
化するため、計測器28の速度誤差データ出力並びにD/A
コンバータ30からの速度誤差信号出力変化も緩やかとな
る。
The control band of LPF22 (loop filter) of digital PLL is frequency generator 12, FG amplifier / waveform shaping circuit 14, variable frequency divider circuit 15, measuring instrument 28, D / A converter 30, compensation circuit 3
2. Since the frequency is narrower than the control band of the motor control loop consisting of the drive circuit 34 and only in the low range, the frequency of the VCO24 output gradually changes until a new lock state is reached as described above. Data output and D / A
The change in the speed error signal output from converter 30 also becomes gradual.

このため、モータ制御ループが速度誤差信号に確実に
追従でき、補償回路32、駆動回路34の出力も緩やかに変
化し、モータ10の回転速度が滑らかに減少するので、VC
O24の出力周波数変化に応じた円滑で安定した速度変化
を行わせることができ、速やかに定常状態となる。
Therefore, the motor control loop can reliably follow the speed error signal, the outputs of the compensation circuit 32 and the drive circuit 34 also change gently, and the rotation speed of the motor 10 decreases smoothly.
A smooth and stable speed change can be performed according to the change in the output frequency of O24, and the steady state is quickly achieved.

これとは別に、予めシステム制御回路36Aで可変分周
器15の可変設定制御を行っておきn=2としておいた場
合、基準周波数信号発生器18の出力周波数がFref=400H
zに設定されている時、(2)式からω=1600π/kを回
転速度目標値としてモータ10の速度制御がなされる。
Separately from this, if the system control circuit 36A performs variable setting control of the variable frequency divider 15 in advance and sets n = 2, the output frequency of the reference frequency signal generator 18 is F ref = 400H.
When z is set, the speed of the motor 10 is controlled from the equation (2) with ω = 1600π / k as the rotation speed target value.

このときVCO24の発振周波数はNFref=1.024MHzとな
っている。
At this time, the oscillation frequency of the VCO 24 is NF ref = 1.024MHz.

この状態で基準周波数信号発生器18を可変制御し、周
波数を2倍のFref=800Hzにすると、VCO24の発振周波数
が緩やかに上昇していき2.048MHzとなり、モータ10の速
度目標値がω=3200π/kとされる。
When the reference frequency signal generator 18 is variably controlled in this state and the frequency is doubled to F ref = 800Hz, the oscillation frequency of the VCO 24 gradually rises to 2.048MHz, and the target speed value of the motor 10 is ω = It is set to 3200π / k.

モータ制御系は前述と同様にしてVCO24の周波数変化
に追従してモータ10の速度を上昇させ、最終的に目標値
に到達させる。
The motor control system follows the frequency change of the VCO 24 to increase the speed of the motor 10 and finally reach the target value in the same manner as described above.

なお、k値はモータ制御系の制御帯域が低く成ないよ
うに、例えば300puls/rev.程度に設定される。
The k value is set to, for example, about 300 puls / rev. So that the control band of the motor control system does not become low.

この実施例によれば、基準周波数信号発振器18の可変
設定制御でデジタルPLLのVCO出力周波数を可変し、モー
タ10に対する速度可変設定を行える外、FGアンプ/波形
整形回路14の出力側と計測器28の間に可変分周器15を備
え、この可変分周器15に対し分周比の可変設定制御を行
えるようにしたことで、(2)式から明らかなように基
準周波数信号の周波数変化による速度設定とは独立して
モータ10の速度可変設定ができるようになり、しかも周
波数発電機12のk値を小さくしなくてもよいので、VC02
4の発振周波数は発振可能範囲内に保ちながら、1つの
モータで広範囲に亘る複数種の速度設定を行わなければ
ならない場合でも、広い制御帯域のもとに確実に制御を
行うことが可能となる。
According to this embodiment, the VCO output frequency of the digital PLL can be varied by the variable setting control of the reference frequency signal oscillator 18 to perform the variable speed setting for the motor 10, the output side of the FG amplifier / waveform shaping circuit 14 and the measuring instrument. Since the variable frequency divider 15 is provided between 28 and the variable frequency divider 15 can be variably set and controlled, the frequency change of the reference frequency signal can be clearly understood from the equation (2). Since the speed variable setting of the motor 10 can be performed independently of the speed setting by, and since the k value of the frequency generator 12 does not have to be reduced, VC02
Even if it is necessary to set multiple types of speed over a wide range with one motor while keeping the oscillation frequency of 4 within the oscillation range, it is possible to reliably control in a wide control band. .

また、デジタルPLLのLPF22の制御帯域を、モータ制御
ループの制御帯域より低く設定したことで、基準周波数
信号の周波数変更によりモータ10の速度を変更する際、
VCO24の周波数変化が緩やかになされるので、モータ制
御ループも確実にVCO24の周波数変化に追従することが
でき、基準周波数信号の周波数を急激に変化させてもモ
ータ10の速度変化が安定かつ円滑になされ、オーバシュ
ートも生じない。よって、基準周波数信号の周波数を段
階的に変えていく面倒が要らず、速やかに変更後の新た
な速度での定常回転状態となる。
Further, by setting the control band of the LPF22 of the digital PLL lower than the control band of the motor control loop, when changing the speed of the motor 10 by changing the frequency of the reference frequency signal,
Since the frequency change of the VCO 24 is made gradual, the motor control loop can reliably follow the frequency change of the VCO 24, and the speed change of the motor 10 is stable and smooth even if the frequency of the reference frequency signal is suddenly changed. It is done and there is no overshoot. Therefore, the trouble of changing the frequency of the reference frequency signal stepwise is not required, and the steady rotation state is quickly achieved at the new speed after the change.

次にこの考案に係る他の実施例を第3図に基づいて説
明する。
Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.

第1図の例ではモータ10に対する速度制御を行う場合
につき説明したが、第3図では同時に位相制御を掛ける
ようにしてある。
In the example of FIG. 1, the case where the speed control for the motor 10 is performed has been described, but in FIG. 3, the phase control is applied at the same time.

即ち、モータ制御IC16A内には前述した計測器28の外
に第2の計測器37も備えてある。
That is, in the motor control IC 16A, a second measuring instrument 37 is provided in addition to the measuring instrument 28 described above.

この計測器37には分周器26の出力パルス信号、VCO24
からのクロック信号、可変分周器15からの分周回転パル
スが入力されており、分周器26の出力パルスの立ち上が
りと分周回転パルスの立ち上がり間の位相差をクロック
で計数し、位相誤差データとして出力するようになって
いる。
The output pulse signal of the frequency divider 26, VCO24
The clock signal from, and the divided rotation pulse from the variable frequency divider 15 are input.The phase difference between the rising edge of the output pulse of the frequency divider 26 and the rising edge of the divided rotation pulse is counted by the clock, and the phase error It is designed to be output as data.

計測器37の出力側にはD/Aコンバータ38が接続されて
おり、計測器37から入力した位相誤差データをアナログ
量に変換し、位相誤差信号として出力端子OUT′から補
償回路32Aへ出力する。
A D / A converter 38 is connected to the output side of the measuring instrument 37, converts the phase error data input from the measuring instrument 37 into an analog quantity, and outputs it as a phase error signal from the output terminal OUT ′ to the compensation circuit 32A. .

補償回路32Aは、出力端子OUTから入力する誤差信号
(速度誤差信号)とOUT′から入力する位相誤差信号と
に対し、適当なゲイン補償と位相補償を行いながら加算
して補償信号を得、この補償信号を駆動回路34へ出力す
る。
The compensation circuit 32A obtains a compensation signal by adding to the error signal (speed error signal) input from the output terminal OUT and the phase error signal input from OUT ′ while performing appropriate gain compensation and phase compensation. The compensation signal is output to the drive circuit 34.

その他の構成部分は、第1図の場合と同様になってい
る。
The other components are the same as in the case of FIG.

次にこの実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

今、例えばシステム制御回路36Aの可変設定制御で基
準周波数信号発生器18と可変分周器15が、各々、Fref
400、n=1に設定されている時、(2)式からω=800
π/kを回転速度目標値としてモータ10の速度制御がなさ
れ、同時に分周器26が出力するパルス(定常状態では基
準周波数信号にロックしている)の立ち上がりタイミン
グを目標値として分周回転パルスの位相制御がなされ
る。
Now, for example, in the variable setting control of the system control circuit 36A, the reference frequency signal generator 18 and the variable frequency divider 15 respectively have F ref =
When 400 and n = 1 are set, from formula (2), ω = 800
The speed of the motor 10 is controlled with π / k as the target rotational speed, and at the same time the rising timing of the pulse output from the frequency divider 26 (locked to the reference frequency signal in the steady state) is used as the target rotational frequency dividing pulse. Phase control is performed.

このときVCO24の発振周波数はNFref=1.024MHzとな
っている。
At this time, the oscillation frequency of the VCO 24 is NF ref = 1.024MHz.

もし、何らかの原因でモータ10の速度が目標値より少
し上がり位相が進むと、周波数発電機12、FGアンプ/波
形整形回路14、可変分周器15の各出力パルスの周期が小
さくなり、かつ、分周回転パルスの位相が進む。計測器
28では前述と同様にして分周回転パルスの1周期のカウ
ント値が2560より少なくなり、目標値からの速度増加を
示す速度誤差データをD/Aコンバータ30へ出力する。
If, for some reason, the speed of the motor 10 rises slightly above the target value and the phase advances, the cycle of each output pulse of the frequency generator 12, the FG amplifier / waveform shaping circuit 14, and the variable frequency divider 15 decreases, and The phase of the divided rotation pulse advances. Measuring instrument
In 28, the count value of one cycle of the divided rotation pulse becomes less than 2560 in the same manner as described above, and the speed error data indicating the speed increase from the target value is output to the D / A converter 30.

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度増加を示す速度誤差信
号を出力する。
The D / A converter 30 converts the speed error data sent from the measuring device 28 into an analog amount and outputs a speed error signal indicating a speed increase.

一方、計測器37では分周器26出力と分周回転パルス間
の位相差に応じたカウント値が得られ、位相進みを示す
位相誤差データをD/Aコンバータ38へ出力する。
On the other hand, the measuring device 37 obtains a count value according to the phase difference between the frequency divider 26 output and the frequency-divided rotation pulse, and outputs the phase error data indicating the phase lead to the D / A converter 38.

D/Aコンバータ38は計測器37から送られる位相誤差で
データをアナログ量に変換し、位相進みを示す位相誤差
信号を出力する。
The D / A converter 38 converts the data into an analog amount by the phase error sent from the measuring instrument 37, and outputs a phase error signal indicating the phase lead.

速度誤差信号と位相誤差信号は補償回路32Aへ送られ
て各々ゲインと位相の補償が成されたあと加算され、駆
動回路34へ入力される。
The speed error signal and the phase error signal are sent to the compensating circuit 32A, where the gain and the phase are respectively compensated and then added, and the summed signal is input to the drive circuit 34.

駆動回路34は補償回路32からの入力に従いモータ10へ
の出力電圧を下げてモータ10の回転速度を遅くさせ、か
つ、位相を遅らせる。
The drive circuit 34 lowers the output voltage to the motor 10 according to the input from the compensation circuit 32 to slow down the rotation speed of the motor 10 and delay the phase.

逆に、モータ10の速度が目標値より少し下がり位相が
遅れれば、周波数発電機12、FGアンプ/波形整形回路1
4、可変分周器15の各出力パルスの周期が大きくなり、
かつ、分周回転パルスの位相が遅れる。計測器28では分
周回転パルスの周期のカウント値が2560より多くなり、
目標値からの速度減少を示す速度誤差データをD/Aコン
バータ30へ出力する。
Conversely, if the speed of the motor 10 falls slightly below the target value and the phase is delayed, the frequency generator 12, FG amplifier / waveform shaping circuit 1
4, the cycle of each output pulse of the variable frequency divider 15 becomes large,
Moreover, the phase of the divided rotation pulse is delayed. In the measuring instrument 28, the count value of the cycle of the divided rotation pulse becomes more than 2560,
The speed error data indicating the speed decrease from the target value is output to the D / A converter 30.

D/Aコンバータ30は計測器28から送られる速度誤差デ
ータをアナログ量に変換し、速度減少を示す速度誤差信
号を出力する。
The D / A converter 30 converts the speed error data sent from the measuring device 28 into an analog amount and outputs a speed error signal indicating a speed decrease.

一方、計測器37では分周器26出力と分周回転パルス間
の位相差に応じたカウント値が得られ、位相遅れを示す
位相誤差データをD/Aコンバータ38へ出力する。
On the other hand, the measuring device 37 obtains a count value according to the phase difference between the output of the frequency divider 26 and the divided rotation pulse, and outputs the phase error data indicating the phase delay to the D / A converter 38.

D/Aコンバータ38は計測器37から送られる位相誤差デ
ータをアナログ量に変換し、位相遅れを示す位相誤差信
号を出力する。
The D / A converter 38 converts the phase error data sent from the measuring instrument 37 into an analog amount, and outputs a phase error signal indicating a phase delay.

速度誤差信号と位相誤差信号は補償回路32Aへ送られ
て各々ゲインと位相の補償が成されたあと加算され、駆
動回路34へ入力される。
The speed error signal and the phase error signal are sent to the compensating circuit 32A, where the gain and the phase are respectively compensated and then added, and the summed signal is input to the drive circuit 34.

駆動回路34は補償回路32からの入力に従いモータ10へ
の出力電圧を上げてモータ10の回転速度を速くさせ、か
つ、位相を進める。
The drive circuit 34 raises the output voltage to the motor 10 according to the input from the compensation circuit 32 to increase the rotation speed of the motor 10 and advances the phase.

このようにして、モータ10の回転速度、位相が変動し
たとき、元に戻すようにフィードバックが掛かる。位相
制御を含めたことにより、フィードバック制御がより正
確、迅速になされる。
In this way, when the rotation speed and the phase of the motor 10 change, feedback is given to restore the original. By including the phase control, the feedback control is made more accurate and quick.

モータ10が所定の設定速度で定常回転している状態か
ら、基準周波数信号発生器18の可変設定制御を行って速
度目標値を変更した場合、例えば速度を上昇したときは
分周器26の出力パルスに対し分周回転パルスの位相が相
対的に遅れることになり、計測器36からは位相の遅れを
示す位相誤差データが出力される。よって、D/Aコンバ
ータ30からは位相遅れを示す位相誤差信号が出力され
る。
When the speed target value is changed by performing variable setting control of the reference frequency signal generator 18 from the state where the motor 10 is constantly rotating at a predetermined set speed, for example, when the speed is increased, the output of the frequency divider 26 is output. Since the phase of the divided rotation pulse is delayed relative to the pulse, the measuring instrument 36 outputs phase error data indicating the delay of the phase. Therefore, the D / A converter 30 outputs a phase error signal indicating a phase delay.

この位相誤差信号は、D/Aコンバータ30から出力され
る速度誤差信号とともに補償回路32へ送られて信号補償
されたのち、駆動回路34へ出力されてモータ10の速度を
上昇させる。
This phase error signal is sent to the compensation circuit 32 together with the speed error signal output from the D / A converter 30 to be signal-compensated, and then output to the drive circuit 34 to increase the speed of the motor 10.

モータ10の速度が目標値より低い間は、上記した位相
制御と速度制御が継続される。
While the speed of the motor 10 is lower than the target value, the above phase control and speed control are continued.

そして、モータ10の速度が新たな目標値に達したとこ
ろで速度誤差信号が零となり、かつ、分周器26の出力パ
ルスと分周回転パルス間の位相差が零となったところで
位相誤差信号も零となり、速度変更が完了する。
Then, when the speed of the motor 10 reaches a new target value, the speed error signal becomes zero, and when the phase difference between the output pulse of the frequency divider 26 and the divided rotation pulse becomes zero, the phase error signal also becomes zero. It becomes zero and the speed change is completed.

ここで、LPF22の制御帯域が低く、VCO24の発振周波数
が緩やかに変化することから、計測器28側の速度制御と
計測器37側の位相制御とともにVCOの発振周波数変化に
追従でき、しかも速度誤差と位相誤差の両者に基づき速
度の可変制御が掛かるので、安定で迅速かつ円滑に新た
な目標値までモータ10の速度を変化させることができ
る。
Here, since the control band of LPF22 is low and the oscillation frequency of VCO24 changes gently, it is possible to follow the VCO oscillation frequency change together with the speed control on the measuring instrument 28 side and the phase control on the measuring instrument 37 side, and also the speed error. Since the variable speed control is performed on the basis of both the phase error and the phase error, the speed of the motor 10 can be stably, quickly and smoothly changed to a new target value.

この実施例によれば、計測器37で、VCO24出力のクロ
ックを用いて分周器26の出力パルスと分周回転パルスと
の間の位相誤差をデジタルで求め、D/Aコンバータ38で
アナログの位相誤差信号に変換したあと、D/Aコンバー
タ30側の速度誤差信号と一緒に補償回路32Aへ送り、各
々ゲインと位相補償を行わせて加算したあと駆動回路34
へ出力するようにしたので、位相制御を含めたモータ10
の高精度な速度制御が可能となり、速度可変に際しては
安定で迅速かつ円滑に目標値に到達できる。
According to this embodiment, in the measuring instrument 37, the phase error between the output pulse of the frequency divider 26 and the divided rotation pulse is digitally obtained by using the clock of the VCO 24 output, and the analog error is obtained by the D / A converter 38. After being converted into a phase error signal, it is sent to the compensating circuit 32A together with the speed error signal on the D / A converter 30 side, and the gain and phase are respectively compensated and added.
Since it is output to the motor 10 including phase control
It becomes possible to control the speed with high accuracy, and when changing the speed, the target value can be reached stably, quickly and smoothly.

〔考案の効果〕[Effect of device]

この考案に係るモータ制御装置によれば、周波数可変
の基準周波数信号を発生する基準周波数信号発生手段
と、PLLループフィルタを含み、基準周波数信号発生手
段が発生する基準周波数信号から、該基準周波数信号の
n倍の周波数のクロック出力を得るPLL手段と、モータ
の回転速度に比例した周波数のパルスを発生する速度検
出手段と、速度検出手段の出力パルスの周期を,PLL手段
から出力されたクロックを用いて計測し、所定の設定値
との差を求める計測手段と、この計測手段で求めた差が
零となるようにモータの制御を行う制御手段と、を備
え、前記PLLループフィルタの制御帯域の上限が、モー
タ,速度検出手段,計測手段,制御手段からなるモータ
制御系の制御帯域の上限を超えないように設定したこと
により、基準周波数信号の周波数変更によりモータの速
度を変更する際、VCOの周波数変化が緩やかになされる
ので、モータ制御ループも確実にVCOの周波数変化に追
従することができ、基準周波数信号の周波数を急激に変
化させてもモータの速度変化が安定かつ円滑になされ、
オーバシュートも生じない。よって、基準周波数信号の
周波数を段階的に変えていく面倒が要らず、速やかに変
更後の新たな設定速度での定常回転状態となるという優
れた効果を有する。
According to the motor control device of the present invention, the reference frequency signal generating means for generating the frequency variable reference frequency signal and the PLL loop filter are used, and the reference frequency signal is generated from the reference frequency signal generated by the reference frequency signal generating means. PLL means for obtaining a clock output of n times the frequency, speed detecting means for generating a pulse having a frequency proportional to the rotation speed of the motor, the cycle of the output pulse of the speed detecting means, and the clock output from the PLL means. Measured using, measuring means for obtaining the difference with a predetermined set value, and a control means for controlling the motor so that the difference obtained by this measuring means becomes zero, the control band of the PLL loop filter The upper limit of the reference frequency signal is set so that it does not exceed the upper limit of the control band of the motor control system including the motor, the speed detecting means, the measuring means, and the controlling means. When the speed of the motor is changed by the change, the VCO frequency change is made gradual, so the motor control loop can reliably follow the VCO frequency change and even if the frequency of the reference frequency signal is changed rapidly. The speed change of the motor is stable and smooth,
No overshoot occurs. Therefore, there is no need for the trouble of changing the frequency of the reference frequency signal step by step, and there is an excellent effect that the steady rotation state is quickly achieved at the new set speed after the change.

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

第1図はこの考案の一実施例に係るモータ制御装置のブ
ロック図、第2図はLPFとモータ制御ループの制御帯域
を比較して示す説明図、第3図は他の実施例を示すブロ
ック図、第4図は従来のモータ制御装置を示すブロック
図である。 10:モータ、12:周波数発電機、14:FGアンプ/波形整形
回路、15:可変分周器、16A:モータ制御IC、18:基準周波
数信号発生器、24:VCO、28:計測器、30:D/Aコンバー
タ、32:補償回路、34:駆動回路。
FIG. 1 is a block diagram of a motor control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a comparison of control bands of an LPF and a motor control loop, and FIG. 3 is a block showing another embodiment. 4 and 5 are block diagrams showing a conventional motor control device. 10: Motor, 12: Frequency generator, 14: FG amplifier / wave shaping circuit, 15: Variable frequency divider, 16A: Motor control IC, 18: Reference frequency signal generator, 24: VCO, 28: Measuring instrument, 30 : D / A converter, 32: compensation circuit, 34: drive circuit.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−2874(JP,A) 特開 昭56−86084(JP,A) 特開 昭61−85086(JP,A) 特開 昭61−248264(JP,A) 特開 昭61−224167(JP,A) 特開 昭59−75453(JP,A) 特開 昭63−191351(JP,A) 特開 昭61−137277(JP,A) 特開 昭58−192479(JP,A) 特開 昭57−189587(JP,A) 特開 昭57−186994(JP,A) 特開 昭56−157291(JP,A) 特開 昭56−10087(JP,A) 特開 昭56−10086(JP,A) 特開 昭54−82010(JP,A)Continuation of the front page (56) Reference JP 62-2874 (JP, A) JP 56-86084 (JP, A) JP 61-85086 (JP, A) JP 61-248264 (JP , A) JP 61-224167 (JP, A) JP 59-75453 (JP, A) JP 63-191351 (JP, A) JP 61-137277 (JP, A) JP 58-192479 (JP, A) JP-A-57-189587 (JP, A) JP-A-57-186994 (JP, A) JP-A-56-157291 (JP, A) JP-A-56-10087 (JP, A) A) JP-A-56-10086 (JP, A) JP-A-54-82010 (JP, A)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】周波数可変の基準周波数信号を発生する基
準周波数信号発生手段と、 PLLループフィルタを含み、基準周波数信号発生手段が
発生する基準周波数信号から、該基準周波数信号のn倍
の周波数のクロック出力を得るPLL手段と、 モータの回転速度に比例した周波数のパルスを発生する
速度検出手段と、 速度検出手段の出力パルスの周期を,PLL手段から出力さ
れたクロックを用いて計測し、所定の設定値との差を求
める計測手段と、 この計測手段で求めた差が零となるようにモータの制御
を行う制御手段と、 を備え、前記PLLループフィルタの制御帯域の上限が、
モータ,速度検出手段,計測手段,制御手段からなるモ
ータ制御系の制御帯域の上限を越えないように設定した
ことを特徴とするモータ制御装置。
1. A reference frequency signal generating means for generating a variable frequency reference frequency signal and a PLL loop filter, wherein a frequency of n times the reference frequency signal is generated from the reference frequency signal generated by the reference frequency signal generating means. PLL means that obtains the clock output, speed detection means that generates a pulse of a frequency proportional to the rotation speed of the motor, and the output pulse period of the speed detection means is measured using the clock output from the PLL means And a control means for controlling the motor so that the difference obtained by this measurement means becomes zero, and the upper limit of the control band of the PLL loop filter is
A motor control device characterized by being set so as not to exceed an upper limit of a control band of a motor control system including a motor, a speed detecting means, a measuring means, and a controlling means.
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