JPH0118672B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0118672B2 JPH0118672B2 JP56206386A JP20638681A JPH0118672B2 JP H0118672 B2 JPH0118672 B2 JP H0118672B2 JP 56206386 A JP56206386 A JP 56206386A JP 20638681 A JP20638681 A JP 20638681A JP H0118672 B2 JPH0118672 B2 JP H0118672B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- switch
- gain
- motor
- command
- 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
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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
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/04—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors by means of a separate brake
- H02P29/045—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors by means of a separate brake whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電動機速度制御系において速度フイ
ードバツク信号のレベル量に対応して速度アンプ
のゲインを自動的に補正する方式に関する。
ードバツク信号のレベル量に対応して速度アンプ
のゲインを自動的に補正する方式に関する。
まず、速度制御系について簡単に説明しておこ
う。
う。
第１図は、一般的な速度制御系の構成を示すブ
ロツク図である。
ロツク図である。
速度指令部１に速度指令Nrefが与えられると、
速度アンプ２を経てその出力はトルク指令とな
り、トルク制御装置３を介してその出力が電動機
（直流用でも交流用でもよくそれを問わない）を
駆動する。その電動機回転軸に連結された速度検
出器５からの速度フイードバツク信号が速度アン
プ２へ負帰還される。
速度アンプ２を経てその出力はトルク指令とな
り、トルク制御装置３を介してその出力が電動機
（直流用でも交流用でもよくそれを問わない）を
駆動する。その電動機回転軸に連結された速度検
出器５からの速度フイードバツク信号が速度アン
プ２へ負帰還される。
この制御系を自動制御系ブロツク図で表わすと
第２図のように示すことができる。
第２図のように示すことができる。
２１は減算器、４１は加算器、TLは負荷トル
ク、KNは速度アンプゲイン（Ｖ／Ｖ）、Kτ指令
―トルク変換係数（kgm／Ｖ）、GD2は（電動機
＋負荷）トルク（kgm2）、KTGは速度検出変換係
数（Ｖ／rpm）、Ｓはラプラス演算子、Ｎは電動
機速度である。ここでトルク制御装置３は必ずし
も線形である必要はない。
ク、KNは速度アンプゲイン（Ｖ／Ｖ）、Kτ指令
―トルク変換係数（kgm／Ｖ）、GD2は（電動機
＋負荷）トルク（kgm2）、KTGは速度検出変換係
数（Ｖ／rpm）、Ｓはラプラス演算子、Ｎは電動
機速度である。ここでトルク制御装置３は必ずし
も線形である必要はない。
第２図から速度に関する伝達関数を計算する
と、次式が得られる。
と、次式が得られる。
Ｎ／Nref（Ｓ）＝K0／１＋ST0 …（１式）
ここに、
K0＝１／KTG …（２式）
T0（時定数）＝GD2／375 １／KN・Kτ・TTG…（３式
） である。
） である。
したがつて、速度制御系の過渡応答は時定数
T0で代表される。
T0で代表される。
次に、この速度制御系において負荷イナーシヤ
が変わる場合を考えてみる。
が変わる場合を考えてみる。
（３式）が示すように時定数T0はGD2に比例
するから、負荷GD2が増大すれば過渡応答が悪化
する。
するから、負荷GD2が増大すれば過渡応答が悪化
する。
従来、通常の用途では、軽い負荷GD2時に速度
アンプゲインKNを設定し、GD2が増大してもそ
のまま運転する方法をとる。
アンプゲインKNを設定し、GD2が増大してもそ
のまま運転する方法をとる。
しかし、次の２つの場合を良く考察してみる
と、GD2の変化にしたがつて、比例的に速度アン
プゲインを変えた方が望ましいことが分る。
と、GD2の変化にしたがつて、比例的に速度アン
プゲインを変えた方が望ましいことが分る。
○イ 速度変動率を重視して比例積分（PI）制御
を行なう場合、 ○ロ 速度制御ループの外側に位置制御ループを付
加する場合（位置決め） 両者とも良く似ているので○イについて説明して
みる。
を行なう場合、 ○ロ 速度制御ループの外側に位置制御ループを付
加する場合（位置決め） 両者とも良く似ているので○イについて説明して
みる。
いま、PI制御とした場合に速度アンプゲイン
をKN（１＋１／ST）、ただしＴは積分時間、とおけ ば、系の特性方程式は S2T0T＋ST＋１＝０ となり、振動系とならない条件としてはＴ＞4T0
を満たす必要がある。
をKN（１＋１／ST）、ただしＴは積分時間、とおけ ば、系の特性方程式は S2T0T＋ST＋１＝０ となり、振動系とならない条件としてはＴ＞4T0
を満たす必要がある。
したがつて、負荷GD2の増大によつて時定数
T0が大きくなると、一定の積分時間では振動系
を構成することになり、応用上不都合を生ずる場
合がある。
T0が大きくなると、一定の積分時間では振動系
を構成することになり、応用上不都合を生ずる場
合がある。
ここにおいて本発明は、従来装置の不具合を克
服するために、時定数T0を不変に保つて同一過
渡応答が維持できる電動機速度制御系のゲイン自
動補正方式を提供することを、その目的とする。
服するために、時定数T0を不変に保つて同一過
渡応答が維持できる電動機速度制御系のゲイン自
動補正方式を提供することを、その目的とする。
第３図は、本発明の一実施例の構成を示すブロ
ツク図である。
ツク図である。
図面において同一符号は同一もしくは相当部分
とする。
とする。
この実施例は、速度アンプ２のゲインKNの切
換を３段階としているが、一般にはその数にこだ
わらない。
換を３段階としているが、一般にはその数にこだ
わらない。
R1〜R5は抵抗、R6は摺動抵抗、SW1，SW2は
スイツチ、OPは演算増幅器、SWOは切換スイツ
チ、６はサンプルホールド回路、７，８，…はレ
ベルコンパレータとメモリからなるゲイン操作機
構である。
スイツチ、OPは演算増幅器、SWOは切換スイツ
チ、６はサンプルホールド回路、７，８，…はレ
ベルコンパレータとメモリからなるゲイン操作機
構である。
切換スイツチSWOは通常運転では接点２０２
の位置に、トルク指令Eτ（ESはその電源電圧）を
与えるときのみ接点２０１に接続される。また、
スイツチSW１，SW２、…はそれぞれ速度アン
プ２のゲインKNの切替用である。サンプルホー
ルド回路は速度フイードバツク信号Nfbを適当な
時点でサンプリングして、次段のゲイン操作機構
へ送出する。その送出された信号のレベルとこの
機構のレベル設定値E1，E2，…と比較し、スイ
ツチSW１，SW２，…のオン、オフを選択する。
の位置に、トルク指令Eτ（ESはその電源電圧）を
与えるときのみ接点２０１に接続される。また、
スイツチSW１，SW２、…はそれぞれ速度アン
プ２のゲインKNの切替用である。サンプルホー
ルド回路は速度フイードバツク信号Nfbを適当な
時点でサンプリングして、次段のゲイン操作機構
へ送出する。その送出された信号のレベルとこの
機構のレベル設定値E1，E2，…と比較し、スイ
ツチSW１，SW２，…のオン、オフを選択する。
以下、第４図のタイムチヤートを参照しなが
ら、動作説明をする。
ら、動作説明をする。
まず、切替スイツチSW０を２０１の位置に接
続し、一定のトルク指令（電圧）Eτを印加しト
ルク制御装置３を介して電動機４を駆動する。
（△t1≧t0） 適当な時間△t0後にサンプル信号を送出し、速
度フイードバツク信号Nfbをサンプリングし、変
化分△Nfbpとしてホールドする。
続し、一定のトルク指令（電圧）Eτを印加しト
ルク制御装置３を介して電動機４を駆動する。
（△t1≧t0） 適当な時間△t0後にサンプル信号を送出し、速
度フイードバツク信号Nfbをサンプリングし、変
化分△Nfbpとしてホールドする。
次のスイツチ操作機構のレベルコンパレータで
変化分△Nfbpを設定値E1，E2，…と比較し、 (i) △Nfbp＞E1＞E2ならば、スイツチSW１オ
ン、SW２オン、… (ii) E1＞△Nfbp＞E2ならば、スイツチSW１オ
フ、SW２オン、… (iii) E1＞E2＞△Nfbpならば、スイツチSW１オ
フ，SW２オフ，… なお、この機構内のそれぞれのメモリーはスイ
ツチSW１，SW２，…の状態を保持するための
ものである。
変化分△Nfbpを設定値E1，E2，…と比較し、 (i) △Nfbp＞E1＞E2ならば、スイツチSW１オ
ン、SW２オン、… (ii) E1＞△Nfbp＞E2ならば、スイツチSW１オ
フ、SW２オン、… (iii) E1＞E2＞△Nfbpならば、スイツチSW１オ
フ，SW２オフ，… なお、この機構内のそれぞれのメモリーはスイ
ツチSW１，SW２，…の状態を保持するための
ものである。
ここで、△Nfbpの意味を考えてみると、微少時
間△t0における速度の変化分を表わしているか
ら、△Nfbp／△t0は加速度を示していることにな
る。
間△t0における速度の変化分を表わしているか
ら、△Nfbp／△t0は加速度を示していることにな
る。
そうすると、
トルクτ＝GD2／375・△Nfbp／△t0
の関係から、△t0が一定、τが一定のときには、
GD2∝／△Nfbp
となつて、速度の変化分△Nfbpをチエツクすれ
ば、GD2の状態が分る。
ば、GD2の状態が分る。
そこで、前述の条件(i)〜(iii)に戻つてみると、
(i)は、速度の変化分△Nfbpが最も大きいから、
GD2が最も小さい場合である。例えば、このとき
を初期設定に対応させればよい。なお、ゲイン抵
抗はR1のみとなつている。
GD2が最も小さい場合である。例えば、このとき
を初期設定に対応させればよい。なお、ゲイン抵
抗はR1のみとなつている。
次に、(ii)の状態では、初期設定時のGD2より大
きくなつて来たので、スイツチSW１をオフし、
ゲイン抵抗を（R1＋R2）として速度アンプゲイ
ンKNを略々一定に保つ。
きくなつて来たので、スイツチSW１をオフし、
ゲイン抵抗を（R1＋R2）として速度アンプゲイ
ンKNを略々一定に保つ。
さらに、(iii)ではGD2の増加が上記のレベルE1よ
り大きくなり、スイツチSW１，SW２ともオフ
し、ゲイン抵抗を（R1＋R2＋R3）として速度ア
ンプゲインKNを調整する。
り大きくなり、スイツチSW１，SW２ともオフ
し、ゲイン抵抗を（R1＋R2＋R3）として速度ア
ンプゲインKNを調整する。
そして、スイツチSW１，SW２，…のように
多段の切替は、GD2の変化範囲と調整幅に依存す
る。
多段の切替は、GD2の変化範囲と調整幅に依存す
る。
ところで、速度の変化分△Nfbpを固定し、微少
時間△t0で比較すれば、GD2が△t0に比例するの
で処理が簡単となる。
時間△t0で比較すれば、GD2が△t0に比例するの
で処理が簡単となる。
また、本発明は始動時に限らず運転中にチエツ
クすることも可能である。
クすることも可能である。
さらに、振動的になることを避けるだけならば
積分時間を変えてもよい。
積分時間を変えてもよい。
しかして、数値制御工作機用AC（交流駆動）主
軸はマシニングセンタをはじみ旋盤用にも適用さ
れるようになつて来た。
軸はマシニングセンタをはじみ旋盤用にも適用さ
れるようになつて来た。
これらの用途においては、加工運転に入るまえ
に工具あるいはワークの着脱のため、所定の位置
に精度よく位置決めする必要がある。
に工具あるいはワークの着脱のため、所定の位置
に精度よく位置決めする必要がある。
ところが、ギヤまたはベルトによる変速とワー
ク等の種類によつては電動機軸から見て負荷の
GD2が大幅に変化することがある。
ク等の種類によつては電動機軸から見て負荷の
GD2が大幅に変化することがある。
かくして、本発明によれば、駆動系のGD2に変
化があつても、常に最良の過渡応答を実現するこ
とができる。
化があつても、常に最良の過渡応答を実現するこ
とができる。
第１図は従来の速度制御系の構成図、第２図は
その速度制御ブロツク線図、第３図は本発明の一
実施例の構成図、第４図はその動作を示すタイム
チヤートである。 １…速度指令部、２…速度アンプ、２１…減算
器、３…トルク制御装置、４…電動機、５…速度
検出器、６…サンプルホールド回路、７，８…ス
イツチ切替機構（レベルコンパレータをメモリか
らなる）、SW０…切替スイツチで２０１と２０
２はその接点、R1，R2，R3，R4，R5…抵抗、R6
…摺動抵抗、SW１，SW２…スイツチ、OP…演
算増幅器、Nref…速度指令、Nfb…速度フイード
バツク、△Nfbp…速度の変化分。
その速度制御ブロツク線図、第３図は本発明の一
実施例の構成図、第４図はその動作を示すタイム
チヤートである。 １…速度指令部、２…速度アンプ、２１…減算
器、３…トルク制御装置、４…電動機、５…速度
検出器、６…サンプルホールド回路、７，８…ス
イツチ切替機構（レベルコンパレータをメモリか
らなる）、SW０…切替スイツチで２０１と２０
２はその接点、R1，R2，R3，R4，R5…抵抗、R6
…摺動抵抗、SW１，SW２…スイツチ、OP…演
算増幅器、Nref…速度指令、Nfb…速度フイード
バツク、△Nfbp…速度の変化分。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電動機の速度を設定し速度指令を電動機速度
制御系へ与える速度指令部と、 その速度指令へ電動機速度検出器からの速度フ
イードバツク信号を負帰還させてその偏差を増幅
してトルク指令を出力する速度アンプと、 このトルク指令により電動機を駆動しその発生
トルクを制御するトルク制御装置と、 その慣性能率が変化することのある負荷を駆動
する電動機と、 電動機の回転速度を検出する速度検出器とから
なる電動機の速度制御系において、 トルク制御装置へのトルク指令の入力段に第１
の切換スイツチを設け、通常運転では速度アンプ
の出力を接続し、一定のトルク指令を印加すると
きは定電源へ切換え接続する手段を設け、 速度アンプのゲインを複数段に切替できる複数
個の帰還抵抗を直列に接続し、ゲインを設定され
た最小値に維持する抵抗のほかはそれら抵抗にそ
れぞれ並列に第２のスイツチ、第３のスイツチ、
…をそなえ、 速度フイードバツク信号を導入し、一定のトル
ク指令をトルク制御装置へ与えてから適当な時間
後に、その速度フイードバツク信号をホールドし
て出力するサンプルホールド回路と、 サンプルホールド回路の出力レベルにしたがつ
て値を漸次変えた設定値を持ち、出力レベルの値
がおのおのの設定値を越えるとその設定値に対応
した第２のスイツチ、第３のスイツチ、…を、そ
れぞれの出力によりオン・オフされるレベルコン
パレータメモリからなる複数個のゲイン操作機構
と を具備するとともに、電動機に短時間一定のトル
ク指令を加えて駆動し、その間の速度変化量に応
じて速度アンプのゲインを変更して速度制御系の
過渡応答を一定に保つ ことを特徴とする電動機速度制御系のゲイン自動
補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206386A JPS58107080A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 電動機速度制御系のゲイン自動補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56206386A JPS58107080A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 電動機速度制御系のゲイン自動補正方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58107080A JPS58107080A (ja) | 1983-06-25 |
| JPH0118672B2 true JPH0118672B2 (ja) | 1989-04-06 |
Family
ID=16522480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56206386A Granted JPS58107080A (ja) | 1981-12-21 | 1981-12-21 | 電動機速度制御系のゲイン自動補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58107080A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2547715B2 (ja) * | 1984-02-02 | 1996-10-23 | 株式会社東芝 | 電動機速度制御の自動調整装置 |
| JPS60245491A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の速度制御装置 |
| JP2566552B2 (ja) * | 1985-06-21 | 1996-12-25 | 三菱電機株式会社 | 速度制御装置 |
| JP2727315B2 (ja) * | 1985-10-25 | 1998-03-11 | ファナック 株式会社 | 射出成形機の保圧制御方法 |
| JPH02303386A (ja) * | 1989-05-17 | 1990-12-17 | Funai Denki Kenkyusho:Kk | 自動トラッキング装置用サーボゲイン調整回路 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5261686A (en) * | 1975-11-17 | 1977-05-21 | Fuji Electric Co Ltd | Testing method of process |
| JPS6043756B2 (ja) * | 1976-06-21 | 1985-09-30 | 三菱電機株式会社 | 回転制御装置 |
| JPS6056396B2 (ja) * | 1978-08-31 | 1985-12-10 | 三菱電機株式会社 | 速度制御装置 |
-
1981
- 1981-12-21 JP JP56206386A patent/JPS58107080A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58107080A (ja) | 1983-06-25 |
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