JPH01103184A - サーボモータの制御方式 - Google Patents
サーボモータの制御方式Info
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- JPH01103184A JPH01103184A JP62259333A JP25933387A JPH01103184A JP H01103184 A JPH01103184 A JP H01103184A JP 62259333 A JP62259333 A JP 62259333A JP 25933387 A JP25933387 A JP 25933387A JP H01103184 A JPH01103184 A JP H01103184A
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- JP
- Japan
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- servo motor
- current
- speed
- current loop
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910001219 R-phase Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/22—Controlling the speed digitally using a reference oscillator, a speed proportional pulse rate feedback and a digital comparator
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はディジタル制御でサーボモータの速度及び電流
を制御するサーボモータの制御方式に関し、とくに電流
制御ループのゲインをサーボモータの速度に応じて変化
させるようにしたサーボモータの制御方式に関する。
を制御するサーボモータの制御方式に関し、とくに電流
制御ループのゲインをサーボモータの速度に応じて変化
させるようにしたサーボモータの制御方式に関する。
サーボモータのディジタル制御方式はマイクロプロセレ
゛すの性能の向上とコストの低下により、サーボモータ
制御方式として広く使用されている。
゛すの性能の向上とコストの低下により、サーボモータ
制御方式として広く使用されている。
このようなディジタル制御のサーボモータ制御方式のブ
ロック図を第４図に示す。図において、ｌは演算器であ
り、速度指令ＶＣＭＤと速度帰還信号ｆｂとの差分を出
力する。２は積分器でありその速度ループ積分ゲインは
ｋｌＶである。３は演算器であり、４は速度ループ比例
ゲインである。演算器３によって、電流指令値が出力さ
れる。電流指令値はサーボモータの３相分に分割され、
それぞれＲ相、Ｓ相及びＴ相に送られる。各相の構成は
同じであるので、図ではＲ相のみ表してあり、他の相は
省略しである。
ロック図を第４図に示す。図において、ｌは演算器であ
り、速度指令ＶＣＭＤと速度帰還信号ｆｂとの差分を出
力する。２は積分器でありその速度ループ積分ゲインは
ｋｌＶである。３は演算器であり、４は速度ループ比例
ゲインである。演算器３によって、電流指令値が出力さ
れる。電流指令値はサーボモータの３相分に分割され、
それぞれＲ相、Ｓ相及びＴ相に送られる。各相の構成は
同じであるので、図ではＲ相のみ表してあり、他の相は
省略しである。
１０はＲ相の電流制御ループである。１１は演算器であ
り、Ｒ相帰還電流Ｉｒと電流指令の差分を出力する。１
２は積分器であり、電流ループ積分ゲインはに、である
。１３は演算器であり、１４は電流ループ比例ゲインに
８である。演算器１３は積分器１２の出力と電流ループ
比例ゲイン１４の差分を出力する。１５は演算器であり
、サーボモータの逆起電圧Ｅ （Ｓ）と演算器１３の出
力の差分を出力し、その出力はＰＷＭｔｔＵｎ回路の電
圧出力となる。１６は一次遅れ要素であり、Ｒはサーボ
モータの巻線抵抗、Ｌはインダクタンスであり、その出
力はサーボモータの電流となる。
り、Ｒ相帰還電流Ｉｒと電流指令の差分を出力する。１
２は積分器であり、電流ループ積分ゲインはに、である
。１３は演算器であり、１４は電流ループ比例ゲインに
８である。演算器１３は積分器１２の出力と電流ループ
比例ゲイン１４の差分を出力する。１５は演算器であり
、サーボモータの逆起電圧Ｅ （Ｓ）と演算器１３の出
力の差分を出力し、その出力はＰＷＭｔｔＵｎ回路の電
圧出力となる。１６は一次遅れ要素であり、Ｒはサーボ
モータの巻線抵抗、Ｌはインダクタンスであり、その出
力はサーボモータの電流となる。
１７はトルク定数に＆であり、その出力はトルクである
。１８はモータであり、モータのイナーシャはＪｍであ
り、数式的には積分器である。その出力はサーボモータ
の速度となり、速度帰還信号ｒｂとなる。
。１８はモータであり、モータのイナーシャはＪｍであ
り、数式的には積分器である。その出力はサーボモータ
の速度となり、速度帰還信号ｒｂとなる。
しかし、ディジタル制御方式を用いたサーボモータの制
御方式では、サーボモータが高速回転の状態になるとデ
ィジタル制御のソフトウェアの処理時間が無視できずに
、処理時間の遅れが等価的に電流ループゲインを低下さ
せる。また、サーボモータの起電力が高くなり、電流ル
ープゲインが下がった状態になる。このために、高速回
転かで゛ きず、またトルク不足の状態が発生する。逆
に電流ループゲインを一律に上げ過ぎると、低速時や停
止時に電流ループの発振が起きる。
御方式では、サーボモータが高速回転の状態になるとデ
ィジタル制御のソフトウェアの処理時間が無視できずに
、処理時間の遅れが等価的に電流ループゲインを低下さ
せる。また、サーボモータの起電力が高くなり、電流ル
ープゲインが下がった状態になる。このために、高速回
転かで゛ きず、またトルク不足の状態が発生する。逆
に電流ループゲインを一律に上げ過ぎると、低速時や停
止時に電流ループの発振が起きる。
本発明の目的は上記問題点を解決し、電流制御ループの
ゲインをサーボモータの速度に応じて変化させるように
したサーボモータの制御方式を提−供することにある。
ゲインをサーボモータの速度に応じて変化させるように
したサーボモータの制御方式を提−供することにある。
本発明では上記の問題点を解決するためは、ディジタル
制御でサーボモータの速度及び電流を制御するサーボモ
ータの制御方式において、速度ループの内側に電流制御
ループを有し、該電流制御ループの積分ゲイン及びルー
プ比例ゲインをサーボモータの速度に応じて増加させる
ように制御することを特徴とするサーボモータの制御方
式が、 提供される。
制御でサーボモータの速度及び電流を制御するサーボモ
ータの制御方式において、速度ループの内側に電流制御
ループを有し、該電流制御ループの積分ゲイン及びルー
プ比例ゲインをサーボモータの速度に応じて増加させる
ように制御することを特徴とするサーボモータの制御方
式が、 提供される。
サーボモータの速度に応じて、電流ループゲインを増加
させるので、低速及び停止時の電流ループの発振を起こ
さず、高速時の電流ループゲインの低下によるトルク不
足等を防止する。
させるので、低速及び停止時の電流ループの発振を起こ
さず、高速時の電流ループゲインの低下によるトルク不
足等を防止する。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
′ 第１図に本発明の一実施例の電流制御ループの１
相分のブロック図を示す。速度ループは第３図と同じで
あるので省略しである。図において、２１は演算器であ
り、Ｒ相の電流指令Ｃｍｄと帰還電流１ｒとの差分を出
力する。２２は電流ループ積分ゲインであり、その値は
に、である。２３は電流ループ積分ゲインを補正するた
めのゲインであり、その値は１＋α（Ｖ）であり、詳細
については後述する。２４は積分器であり、その出力は
電圧である。
相分のブロック図を示す。速度ループは第３図と同じで
あるので省略しである。図において、２１は演算器であ
り、Ｒ相の電流指令Ｃｍｄと帰還電流１ｒとの差分を出
力する。２２は電流ループ積分ゲインであり、その値は
に、である。２３は電流ループ積分ゲインを補正するた
めのゲインであり、その値は１＋α（Ｖ）であり、詳細
については後述する。２４は積分器であり、その出力は
電圧である。
２５は演算器、２６は電流ループ比例ゲインであり、そ
の値はに２である。２７は電流ループ比例ゲインを補正
するためのゲインであり、その値は電流ループ積分ゲイ
ンの補正するためのゲイン２３と同じである。演算器２
５は積分器２４の出力と電流ループ比例ゲイン２６の出
力との差分を出力する。２８は演算器であり、演算器２
５の出力とサーボモータの逆起電圧Ｅ （Ｓ）との差分
を出力する。演算器２８の出力はＰＷＭ出力として、サ
ーボモータを制御するＰＷＭｔｉＩｌｉ回路のパルス幅
を決める。２９はサーボモータであり、数式的には一次
遅れ要素であり、Ｒはサーボモータの巻線抵抗、Ｌはイ
ンダクタンスであり、その出力はサーボモータの電流と
なる。
の値はに２である。２７は電流ループ比例ゲインを補正
するためのゲインであり、その値は電流ループ積分ゲイ
ンの補正するためのゲイン２３と同じである。演算器２
５は積分器２４の出力と電流ループ比例ゲイン２６の出
力との差分を出力する。２８は演算器であり、演算器２
５の出力とサーボモータの逆起電圧Ｅ （Ｓ）との差分
を出力する。演算器２８の出力はＰＷＭ出力として、サ
ーボモータを制御するＰＷＭｔｉＩｌｉ回路のパルス幅
を決める。２９はサーボモータであり、数式的には一次
遅れ要素であり、Ｒはサーボモータの巻線抵抗、Ｌはイ
ンダクタンスであり、その出力はサーボモータの電流と
なる。
このように、電流ループ積分ゲインに、と電流ループ比
例ゲインに２をそれぞれ、他の補正ゲインｒ１＋α（Ｖ
）」で補正することにより、電流ループ積分ゲイン及び
電流ループ比例ゲインをサーボモータの回転速度に応じ
て変化させることができる。従って、高速回転時のトル
ク不足、速度偏差量の増大等を防止することができる。
例ゲインに２をそれぞれ、他の補正ゲインｒ１＋α（Ｖ
）」で補正することにより、電流ループ積分ゲイン及び
電流ループ比例ゲインをサーボモータの回転速度に応じ
て変化させることができる。従って、高速回転時のトル
ク不足、速度偏差量の増大等を防止することができる。
次に関数α（Ｖ）の例について述べる。第２図に関数α
（ｖ）の−例を示す０図において、横軸はサーボモータ
の回転速度、縦軸は関数α（ｖ）の値を示す。速度が０
〜Ｖａの間はα（ｖ）は零であり、速度ｖ ａ ”−ｖ
ｂの間は速度Ｖの増加に伴って、直線的に増加する。
（ｖ）の−例を示す０図において、横軸はサーボモータ
の回転速度、縦軸は関数α（ｖ）の値を示す。速度が０
〜Ｖａの間はα（ｖ）は零であり、速度ｖ ａ ”−ｖ
ｂの間は速度Ｖの増加に伴って、直線的に増加する。
速度ｖｂを越えてるとα（Ｖ）の値は一定値αｍにクラ
ンプされる。
ンプされる。
ここでαｍの値は２〜２．５程度、Ｖａの値は５００ｒ
ｐｍＳｖｂの値は３０００ｒｐｍ程度である。勿論これ
らの数値は一例であって、サーボモータの出力、定格回
転数等によって変化する。
ｐｍＳｖｂの値は３０００ｒｐｍ程度である。勿論これ
らの数値は一例であって、サーボモータの出力、定格回
転数等によって変化する。
電流制御ループの制御は勿論マイクロプロセッサによっ
て制御されるが、そのソフトウェアの処理の概略のフロ
ーチャート図を第３図に示す。図において、Ｓに続く数
値はステップ番号である。
て制御されるが、そのソフトウェアの処理の概略のフロ
ーチャート図を第３図に示す。図において、Ｓに続く数
値はステップ番号である。
また、各記号は以下の通りである。
Ｋ、 ：電流ループ積分ゲイン（補正後）Ｋ２ ：
電流ループ比例ゲイン（補正後）ｋＩ ：電流ループ
積分ゲイン（補正前）ｋ２ ：電流ループ比例ゲイン
（補正前）Ｔ、、、： ＰＷＭ回路のパルス幅 （ＳＬ）電流ループゲイン（電流ループ積分ゲイン及び
電流ループ比例ゲイン）を変化させるかどうか判断する
０通常はパラメータ等で変化させるかどうかを設定する
。変化させなければＳ３へ、変化させるときはＳ２へい
く。
電流ループ比例ゲイン（補正後）ｋＩ ：電流ループ
積分ゲイン（補正前）ｋ２ ：電流ループ比例ゲイン
（補正前）Ｔ、、、： ＰＷＭ回路のパルス幅 （ＳＬ）電流ループゲイン（電流ループ積分ゲイン及び
電流ループ比例ゲイン）を変化させるかどうか判断する
０通常はパラメータ等で変化させるかどうかを設定する
。変化させなければＳ３へ、変化させるときはＳ２へい
く。
〔Ｓ２〕サーボモータの速度が関数α（ｖ）をクランプ
する値に以下かどうか判断する。以下であればＳ４へ、
そうでなければＳ５へいく。
する値に以下かどうか判断する。以下であればＳ４へ、
そうでなければＳ５へいく。
〔Ｓ３〕電流ループゲインは変化させないので、補正前
の電流ループ積分ゲイン及び電流ループ比例ゲインをそ
のまま使用する。
の電流ループ積分ゲイン及び電流ループ比例ゲインをそ
のまま使用する。
〔Ｓ４〕電流ループゲインを先に説明したように補正す
る。
る。
Ｋｔ ＝に＋ （１＋α（Ｖ））
Ｋｇ−ｋｇ（１＋α（Ｖ））
〔Ｓ５〕電流ループゲインを変化させるが、サーボモー
タの速度が関数α（Ｖ）のクランプ領域に達しているの
で、クランプ値「１＋αｍ」で補正する。
タの速度が関数α（Ｖ）のクランプ領域に達しているの
で、クランプ値「１＋αｍ」で補正する。
（Ｓ６）Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５で求められた電流ループゲイ
ンで、ＰＷＭ回路のパルス輻ＴＰ工を計算して出力する
。
ンで、ＰＷＭ回路のパルス輻ＴＰ工を計算して出力する
。
上記の説明では、電流ループゲインの補正関数はサーボ
モータの速度に応じて、直線的に増加するように構成し
たが、サーボモータの特性に応じて他の曲線状に変化す
る関数を使用することもできる。
モータの速度に応じて、直線的に増加するように構成し
たが、サーボモータの特性に応じて他の曲線状に変化す
る関数を使用することもできる。
以上説明したように本発明では、サーボモータの速度に
応じて、電流ループゲインを増加させるように構成した
ので、低速及び停止時の電流ループの発振を起こさず、
高速時の電流ループゲインの低下によるトルク不足、速
度偏差量の増大等を防止することができる。
応じて、電流ループゲインを増加させるように構成した
ので、低速及び停止時の電流ループの発振を起こさず、
高速時の電流ループゲインの低下によるトルク不足、速
度偏差量の増大等を防止することができる。
第１図は本発明の一実施例の電流制御ループの１相分の
ブロック図、 第２図は関数α（Ｖ）の−例を示す図、第３図は本発明
の一実施例のソフトウェアの処理を示すフローチャート
図、 第４図は従来のディジタル制御のサーボモータ制御方式
のブロック図である。 ２２・−−−〜−一・−・・−電流ループ積分ゲイン２
３−・−−−−〜−−・・・−・−補正ゲイン２６・−
・−−一−−−−−−・−電流ループ比例ゲイン２７−
−−−−・−・−・・−・補正ゲインに１・−・・・・
−・−・電流ループ積分ゲイン（補正後）Ｋ２・−−〜
−−−・・−・−・・電流ループ比例ゲイン（補正後）
に、−−−−−−・・−・−・−・電流ループ積分ゲイ
ン（補正前）ｋｔ・・−・・−・−・−・−・電流ルー
プ比例ゲイン（補正前）Ｔ工。−・−・−・・−ＰＷＭ
回路のパルス幅Ｃｍｄ・−・−・・・・−・電流指令 Ｉｒ−・−・・・・・−帰還電流 Ｅ （Ｓ）・−・−サーボモータの逆起電力特許出願人
ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 ｖＯｖｂ ■□ 第２図 第３図
ブロック図、 第２図は関数α（Ｖ）の−例を示す図、第３図は本発明
の一実施例のソフトウェアの処理を示すフローチャート
図、 第４図は従来のディジタル制御のサーボモータ制御方式
のブロック図である。 ２２・−−−〜−一・−・・−電流ループ積分ゲイン２
３−・−−−−〜−−・・・−・−補正ゲイン２６・−
・−−一−−−−−−・−電流ループ比例ゲイン２７−
−−−−・−・−・・−・補正ゲインに１・−・・・・
−・−・電流ループ積分ゲイン（補正後）Ｋ２・−−〜
−−−・・−・−・・電流ループ比例ゲイン（補正後）
に、−−−−−−・・−・−・−・電流ループ積分ゲイ
ン（補正前）ｋｔ・・−・・−・−・−・−・電流ルー
プ比例ゲイン（補正前）Ｔ工。−・−・−・・−ＰＷＭ
回路のパルス幅Ｃｍｄ・−・−・・・・−・電流指令 Ｉｒ−・−・・・・・−帰還電流 Ｅ （Ｓ）・−・−サーボモータの逆起電力特許出願人
ファナック株式会社 代理人 弁理士 服部毅巖 ｖＯｖｂ ■□ 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）ディジタル制御でサーボモータの速度及び電流を
制御するサーボモータの制御方式において、速度ループ
の内側に電流制御ループを有し、該電流制御ループの積
分ゲイン及びループ比例ゲインをサーボモータの速度に
応じて変化させるように制御することを特徴とするサー
ボモータの制御方式。 - （２）前記積分ゲイン及び前記比例ゲインは前記サーボ
モータの前記速度に直線的に増加させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のサーボモータの制御方式
。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259333A JP2514669B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | サ―ボモ―タの制御方式 |
| PCT/JP1988/000978 WO1989003611A1 (fr) | 1987-10-14 | 1988-09-22 | Procede de commande d'un servomoteur |
| EP88908367A EP0347465B1 (en) | 1987-10-14 | 1988-09-22 | Method controlling servomotor |
| KR1019890701072A KR920010103B1 (ko) | 1987-10-14 | 1988-09-22 | 서어보 모터의 제어방식 |
| US07/368,291 US4956593A (en) | 1987-10-14 | 1988-09-22 | Servo motor controlling method |
| DE88908367T DE3886394T2 (de) | 1987-10-14 | 1988-09-22 | Verfahren zur steuerung eines servomotors. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259333A JP2514669B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | サ―ボモ―タの制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01103184A true JPH01103184A (ja) | 1989-04-20 |
| JP2514669B2 JP2514669B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=17332642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62259333A Expired - Fee Related JP2514669B2 (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | サ―ボモ―タの制御方式 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4956593A (ja) |
| EP (1) | EP0347465B1 (ja) |
| JP (1) | JP2514669B2 (ja) |
| KR (1) | KR920010103B1 (ja) |
| DE (1) | DE3886394T2 (ja) |
| WO (1) | WO1989003611A1 (ja) |
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| CN113224980A (zh) * | 2020-02-04 | 2021-08-06 | 日本电产三协株式会社 | 电动机控制方法、电动机驱动装置、工业用机器人的控制方法及工业用机器人 |
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| JPS58168896U (ja) * | 1982-05-01 | 1983-11-10 | 株式会社東芝 | 電動機の速度制御装置 |
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| KR101555126B1 (ko) | 2014-01-17 | 2015-09-22 | 한화토탈 주식회사 | 빠른 결정화 속도를 갖는 폴리유산-폴리알킬렌글리콜 공중합체 및 이를 포함하는 조성물 |
-
1987
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