JPH0330161B2 - - Google Patents
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- JPH0330161B2 JPH0330161B2 JP59110264A JP11026484A JPH0330161B2 JP H0330161 B2 JPH0330161 B2 JP H0330161B2 JP 59110264 A JP59110264 A JP 59110264A JP 11026484 A JP11026484 A JP 11026484A JP H0330161 B2 JPH0330161 B2 JP H0330161B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/281—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices the DC motor being operated in four quadrants
- H02P7/2815—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices the DC motor being operated in four quadrants whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
- B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
-
- 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
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- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/2855—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は外乱応答を改善した制御装置に関す
る。
る。
［発明の技術的背景とその問題点］
操作量指令値に応じて制御対象を操作する操作
機構と、制御対象の制御量を検出する検出器と、
この検出器の出力である制御量検出値と、制御量
指令値とを入力して前記操作量指令値を出力する
制御演算部とを備えた制御装置としては、例えば
電力変換器を用いた電動機の速度制御装置があ
る。
機構と、制御対象の制御量を検出する検出器と、
この検出器の出力である制御量検出値と、制御量
指令値とを入力して前記操作量指令値を出力する
制御演算部とを備えた制御装置としては、例えば
電力変換器を用いた電動機の速度制御装置があ
る。
以下、制御対象として、電動機を用いた速度制
御装置を例として本発明を説明する。
御装置を例として本発明を説明する。
一般に、電動機の速度制御装置では電動機に結
合された速度検出器を備え、速度指令値と速度検
出値を比較して電力変換器の電流を制御するフイ
ードバツク制御が行なわれる。
合された速度検出器を備え、速度指令値と速度検
出値を比較して電力変換器の電流を制御するフイ
ードバツク制御が行なわれる。
第１図に直流電動機の速度をフイードバツク制
御する速度制御装置の基本的な構成を示す。図に
おいて、１は速度制御増幅器、２は電力変換器、
３及び４は直流電動機の電機子及び界磁、５は速
度検出器、６は負荷である。直流電動機の界磁４
の励磁回路については省略してある。電力変換器
２は制御整流器やチヨツパなどで構成され、出力
電流Ｉを制御する電流制御回路を含み、電流指令
値に対して出力電流が追従して制御される電流増
幅器としてみなせるものとして示した。速度指令
値n*と速度検出値ｎが速度制御増幅器１に入力
されて電動機に要望されるトルク値としてのトル
ク指令値T*が出力される。直流電動機の場合、
電動機のトルクと電機子電流は比例関係にあるの
で電力変換器２に電流指令値としてトルク指令値
T*が入力される。これにより電力変換器２は電
動機の電機子３に電流Ｉを流し、電動機はトルク
指令値T*に比例したトルクを発生し、速度が変
化する。この速度ｎが速度検出器５により検出さ
れ速度制御増幅器１にフイードバツクされる。
御する速度制御装置の基本的な構成を示す。図に
おいて、１は速度制御増幅器、２は電力変換器、
３及び４は直流電動機の電機子及び界磁、５は速
度検出器、６は負荷である。直流電動機の界磁４
の励磁回路については省略してある。電力変換器
２は制御整流器やチヨツパなどで構成され、出力
電流Ｉを制御する電流制御回路を含み、電流指令
値に対して出力電流が追従して制御される電流増
幅器としてみなせるものとして示した。速度指令
値n*と速度検出値ｎが速度制御増幅器１に入力
されて電動機に要望されるトルク値としてのトル
ク指令値T*が出力される。直流電動機の場合、
電動機のトルクと電機子電流は比例関係にあるの
で電力変換器２に電流指令値としてトルク指令値
T*が入力される。これにより電力変換器２は電
動機の電機子３に電流Ｉを流し、電動機はトルク
指令値T*に比例したトルクを発生し、速度が変
化する。この速度ｎが速度検出器５により検出さ
れ速度制御増幅器１にフイードバツクされる。
速度制御装置の特性として重要なことは速度指
令値変化に対して速やかに、また正確に電動機速
度が追従すること、および負荷が変動した場合の
速度変化が少なく速やかにもとの速度に回復する
ことである。前者を指令値応答、後者を外乱応答
と呼ぶ。これらの特性を決める重要な構成要素が
速度制御増幅器である。
令値変化に対して速やかに、また正確に電動機速
度が追従すること、および負荷が変動した場合の
速度変化が少なく速やかにもとの速度に回復する
ことである。前者を指令値応答、後者を外乱応答
と呼ぶ。これらの特性を決める重要な構成要素が
速度制御増幅器である。
従来の速度制御増幅器はいわゆる制御増幅器と
一般に呼ばれる第２図に示す比例制御増幅器、第
３図に示す比例積分制御増幅器、第４図に示すア
ンチオーバシユート補償付比例積分制御増幅器な
どが用いられる。第２図、第３図、第４図におい
て、８は加減算器、９は比例増幅器、１０は比例
積分増幅器、１１はアンチオーバシユート補償器
であり、これらにより制御増幅器７が構成され
る。ブロツク中の式は伝達関数を示すもので、
K1、K2、K3、K4は係数、Ｓはラプラス演算子で
ある。
一般に呼ばれる第２図に示す比例制御増幅器、第
３図に示す比例積分制御増幅器、第４図に示すア
ンチオーバシユート補償付比例積分制御増幅器な
どが用いられる。第２図、第３図、第４図におい
て、８は加減算器、９は比例増幅器、１０は比例
積分増幅器、１１はアンチオーバシユート補償器
であり、これらにより制御増幅器７が構成され
る。ブロツク中の式は伝達関数を示すもので、
K1、K2、K3、K4は係数、Ｓはラプラス演算子で
ある。
第２図の比例制御増幅器はトルク指令値T*が
零以外の時は速度指令値n*と速度検出値ｎとの
間に差がなければならず、負荷が加わつている場
合には定常的に速度偏差を生ずる。
零以外の時は速度指令値n*と速度検出値ｎとの
間に差がなければならず、負荷が加わつている場
合には定常的に速度偏差を生ずる。
第３図の比例積分制御増幅器はこれを改良する
ために積分要素を追加したもので、速度偏差が生
じた場合にこの偏差分が積分されてトルク指令を
変化させるため負荷が加わつても定常速度偏差は
生じない。しかし速度指令値が変化した場合、速
度応答の遅れによる過渡的な速度偏差分に対して
も積分が行なわれるため、速度が速度指令値に対
して一旦行きすぎるオーバシユートを生ずる。
ために積分要素を追加したもので、速度偏差が生
じた場合にこの偏差分が積分されてトルク指令を
変化させるため負荷が加わつても定常速度偏差は
生じない。しかし速度指令値が変化した場合、速
度応答の遅れによる過渡的な速度偏差分に対して
も積分が行なわれるため、速度が速度指令値に対
して一旦行きすぎるオーバシユートを生ずる。
第４図のアンチオーバシユート補償付比例積分
制御増幅器はさらにこのオーバシユートを改良す
るためにフイードバツク信号に微分要素を含むア
ンチオーバシユート補償器１１を追加したもので
ある。このアンチオーバシユート補償付比例積分
制御増幅器は速度制御増幅器として比較的良好な
特性を持つので多く使用されている。
制御増幅器はさらにこのオーバシユートを改良す
るためにフイードバツク信号に微分要素を含むア
ンチオーバシユート補償器１１を追加したもので
ある。このアンチオーバシユート補償付比例積分
制御増幅器は速度制御増幅器として比較的良好な
特性を持つので多く使用されている。
この他種々の制御増幅器が目的により使用され
ている。しかしながらこれらの制御増幅器は指令
値応答を重点において設計されており、一般的に
外乱応答は指令値応答に比べて遅い応答となつて
いる。第５図にアンチオーバシユート補償付比例
積分制御増幅器を速度制御増幅器として使用した
場合の指令値応答と外乱応答の例を示した。時刻
0.0秒にて速度指令が０から１に変化し、時刻0.5
秒において一定負荷が加わつた時の応答で、横軸
は時間（秒）、縦軸は回転数ｎである。指令値応
答時間が約0.1秒に対して外乱応答時間が約0.3秒
程度かかり応答時間の比は幕３である。
ている。しかしながらこれらの制御増幅器は指令
値応答を重点において設計されており、一般的に
外乱応答は指令値応答に比べて遅い応答となつて
いる。第５図にアンチオーバシユート補償付比例
積分制御増幅器を速度制御増幅器として使用した
場合の指令値応答と外乱応答の例を示した。時刻
0.0秒にて速度指令が０から１に変化し、時刻0.5
秒において一定負荷が加わつた時の応答で、横軸
は時間（秒）、縦軸は回転数ｎである。指令値応
答時間が約0.1秒に対して外乱応答時間が約0.3秒
程度かかり応答時間の比は幕３である。
電動機の速度制御装置は例えば鉄を圧延する圧
延機を駆動するために使用され、このような用途
では圧延機を鉄が通過する時に急激な負荷が加わ
ることになり、外乱応答特性がすぐれていないと
結果として圧延した鉄の板厚に変動をきたすこと
になり、指令値応答よりもむしろ外乱応貼答がす
ぐれていることが重要視される。
延機を駆動するために使用され、このような用途
では圧延機を鉄が通過する時に急激な負荷が加わ
ることになり、外乱応答特性がすぐれていないと
結果として圧延した鉄の板厚に変動をきたすこと
になり、指令値応答よりもむしろ外乱応貼答がす
ぐれていることが重要視される。
［発明の目的］
本発明の目的は上記事情に鑑みなされたもの
で、外乱応答を改善するに当り、特に指令値応答
を重点において設計された制御増幅器と組合せる
ことによりその指令値応答を変えることなく外乱
応答を改善出来る制御装置を提供することにあ
る。
で、外乱応答を改善するに当り、特に指令値応答
を重点において設計された制御増幅器と組合せる
ことによりその指令値応答を変えることなく外乱
応答を改善出来る制御装置を提供することにあ
る。
［発明の概要］
本発明は、この目的を達成するために操作量指
令値に応じて制御対象を操作する操作機構と、制
御対象の制御量を検出する検出器と、該検出器の
出力である制御量検出値と制御量指令値とを入力
して操作量指令値を出力する制御演算部とを備え
た制御装置において、制御演算部が、前記制御量
検出値を任意の伝達関数Gx(S)を介して得られる
値を、制御量検出値と制御量指令値とを入力とす
る制御増幅器の出力に操作量指令値から前記制御
量検出値までの伝達関数GL(S)を模擬した伝達関数
GLH(S)と前記伝達関係Gx(S)の積の伝達関数Gx(S)・
GLH(S)に１を加えた伝達関数（１＋Gx(S)・GLH(S)）
を介して得られる値との差を前記操作量指令値と
して出力するようにしたものである。
令値に応じて制御対象を操作する操作機構と、制
御対象の制御量を検出する検出器と、該検出器の
出力である制御量検出値と制御量指令値とを入力
して操作量指令値を出力する制御演算部とを備え
た制御装置において、制御演算部が、前記制御量
検出値を任意の伝達関数Gx(S)を介して得られる
値を、制御量検出値と制御量指令値とを入力とす
る制御増幅器の出力に操作量指令値から前記制御
量検出値までの伝達関数GL(S)を模擬した伝達関数
GLH(S)と前記伝達関係Gx(S)の積の伝達関数Gx(S)・
GLH(S)に１を加えた伝達関数（１＋Gx(S)・GLH(S)）
を介して得られる値との差を前記操作量指令値と
して出力するようにしたものである。
［発明の実施例］
第６図に本発明の原理的なブロツク図を示す。
図において、７は従来から用いられている制御増
幅器、１２は本発明により追加されたブロツク群
で、１５，１６は加減算器、１３，１４，１７は
それぞれブロツク内に示された伝達関数を有する
ブロツク図である。１８は変換器、電動機、負荷
部分を示すブロツク群で１９はトルク指令値T*
から電動機の発生トルクＴまでの伝達関数数を示
すブロツク、２０は加算点でここに負荷トルク
TLが加わることになる。２１は電動機と負荷の
慣性の和により決まるブロツクで、Ｊは慣性、Ｓ
はラプラス演算子である。
図において、７は従来から用いられている制御増
幅器、１２は本発明により追加されたブロツク群
で、１５，１６は加減算器、１３，１４，１７は
それぞれブロツク内に示された伝達関数を有する
ブロツク図である。１８は変換器、電動機、負荷
部分を示すブロツク群で１９はトルク指令値T*
から電動機の発生トルクＴまでの伝達関数数を示
すブロツク、２０は加算点でここに負荷トルク
TLが加わることになる。２１は電動機と負荷の
慣性の和により決まるブロツクで、Ｊは慣性、Ｓ
はラプラス演算子である。
ブロツク群１８のトルク指令値T*から速度ｎ
までの伝達関数をGL(S)とするとGL(S)は(1)式で示さ
れる。
までの伝達関数をGL(S)とするとGL(S)は(1)式で示さ
れる。
GL(S)＝GTRQ(S)・１／JS ………(1)
従来例ではブロツク群１２がないのでトルク指
令値T*は制御増幅器７の出力TAと等しく、GL(S)
は従来例における制御増幅器７の出力から速度ｎ
までの伝達関数でもある。
令値T*は制御増幅器７の出力TAと等しく、GL(S)
は従来例における制御増幅器７の出力から速度ｎ
までの伝達関数でもある。
次に伝達関数Gx(S)で示されるブロツク１７を
加えた場合の加減算器１６の入力Ｂから速度ｎま
での伝達関数n(S)／B(S)は(2)式で示される。
加えた場合の加減算器１６の入力Ｂから速度ｎま
での伝達関数n(S)／B(S)は(2)式で示される。
n(S)／B(S)＝GL(S)／１＋Gx(S)・GL(S) (2)
次に制御増幅器７の出力TAから上記Ｂまでの
伝達関数B(S)／TA(S)は(3)式で示される。ただしブ
ロツク１４はブロツク１７と同一の伝達関数
Gx(S)であり、ブロツク１３の伝達関数はGLH(S)で
ある。
伝達関数B(S)／TA(S)は(3)式で示される。ただしブ
ロツク１４はブロツク１７と同一の伝達関数
Gx(S)であり、ブロツク１３の伝達関数はGLH(S)で
ある。
B(S)／TA(S)＝１＋GX(S)・GLH(S) (3)
よつて制御増幅器７の出力TAから速度ｎまで
の伝達関数n(S)／TA(S)は(4)式となる。
の伝達関数n(S)／TA(S)は(4)式となる。
n(S)／TA(S)＝（n(S)／B(S)）×（B(S)／TA(S)）
＝１＋GX(S)・GLH(S)／１＋GX(S)・GL(S)・GL(S) (4)
ここでブロツク１３の伝達関数GLH(S)をGL(S)に
等しく選べば(4)式は(5)式となる。
等しく選べば(4)式は(5)式となる。
n(S)／TA(S)＝GL(S) ………(5)
したがつてブロツク１３の伝達関数GLH(S)をト
ルク指令値T*から速度ｎまでの伝達関数GL(S)に
合わせれば本発明によるブロツク群１２を付加し
ても制御増幅器出力TAから速度ｎまでの伝達関
数は従来例と変わることなく、指令値応答に関し
ては変化を生じない。
ルク指令値T*から速度ｎまでの伝達関数GL(S)に
合わせれば本発明によるブロツク群１２を付加し
ても制御増幅器出力TAから速度ｎまでの伝達関
数は従来例と変わることなく、指令値応答に関し
ては変化を生じない。
ここで、負荷TL(S)が加わつた場合の速度の応答
nLNEW(S)を求める。制御増幅器７のフイードバツ
ク入力である速度検出値ｎから出力であるTAま
での伝達関数をGSP(S)とすればnLNEW(S)は(6)式とな
る。
nLNEW(S)を求める。制御増幅器７のフイードバツ
ク入力である速度検出値ｎから出力であるTAま
での伝達関数をGSP(S)とすればnLNEW(S)は(6)式とな
る。
nLNEW(S)＝１／JS／１＋GSP(S)・GL(S)
・１／１＋GX(S)・GL(S)・TL(S) (6)
従来例の場合の速度応答nLOLD(S)は(6)式において
Gx(S)＝０とすれば求められ(7)式となる。
Gx(S)＝０とすれば求められ(7)式となる。
nLOLD(S)＝１／JS／１＋DSP(S)・GL(S)・TL(S) (7)
したがつて本発明における外乱応答は従来例に
比べて(8)式だけ変化する １／１＋GX(S)・GL(S) (8) よつてGx(S)を適当に選定すれば外乱応答を改
善することができ、指令値応答には影響を与えな
い。Gx(S)は基本的に任意に選ぶことができるが
(8)式で示される伝達関数が不安定または振動的な
要素を持たない範囲で選定する必要がある。
比べて(8)式だけ変化する １／１＋GX(S)・GL(S) (8) よつてGx(S)を適当に選定すれば外乱応答を改
善することができ、指令値応答には影響を与えな
い。Gx(S)は基本的に任意に選ぶことができるが
(8)式で示される伝達関数が不安定または振動的な
要素を持たない範囲で選定する必要がある。
第７図に本発明の具体的な実施例を示す。この
実施例は良好な外乱応答の改善効果が得られ調整
も容易な例である。ブロツク群２２が本発明のた
めに追加された部分である。２３，２４，２５は
加減算器、１３は前述したものと同一のトルク指
令値T*から速度ｎまでの伝達関数GL(S)を模擬し
た伝達関数GLH(S)を有する模擬伝達関数ブロツク、
２６，２７は係数ブロツクで入力をブロツク内に
示した係数（GLC、GLA）倍するブロツクである。
実施例は良好な外乱応答の改善効果が得られ調整
も容易な例である。ブロツク群２２が本発明のた
めに追加された部分である。２３，２４，２５は
加減算器、１３は前述したものと同一のトルク指
令値T*から速度ｎまでの伝達関数GL(S)を模擬し
た伝達関数GLH(S)を有する模擬伝達関数ブロツク、
２６，２７は係数ブロツクで入力をブロツク内に
示した係数（GLC、GLA）倍するブロツクである。
係数ブロツク２６との出力である信号Ｄが係数
ブロツク２７によりGLA倍された信号と制御増幅
器７の出力TAとが過減算器２３で減算されて信
号Ｃとなる。信号Ｃは模擬伝達関数ブロツク１３
に入力され、その出力と速度検出値ｎとが加減算
器２５で減算される。過減算器２５の出力が係数
ブロツク２６によりGLC倍されて信号Ｄとなる。
一方信号Ｃは過減算器２４にも信号Ｄとともに入
力され、それぞれが加算された信号がトルク指令
値T*となる。
ブロツク２７によりGLA倍された信号と制御増幅
器７の出力TAとが過減算器２３で減算されて信
号Ｃとなる。信号Ｃは模擬伝達関数ブロツク１３
に入力され、その出力と速度検出値ｎとが加減算
器２５で減算される。過減算器２５の出力が係数
ブロツク２６によりGLC倍されて信号Ｄとなる。
一方信号Ｃは過減算器２４にも信号Ｄとともに入
力され、それぞれが加算された信号がトルク指令
値T*となる。
一般にブロツク１９で示したトルク指令値T*
から電動機の発生トルクＴまでの伝達関数GTRQ(S)
は一次遅れ伝達関数で近似でき、ブロツク２１で
示した慣性Ｊにより決まる伝達関数１／JSは積分
を意味するので、模擬伝達関数ブロツク１３の伝
達関数GLH(S)を実現するには一次遅れ回路（低減
通過形フイルタと等価）と積分器を用いれば良
い。
から電動機の発生トルクＴまでの伝達関数GTRQ(S)
は一次遅れ伝達関数で近似でき、ブロツク２１で
示した慣性Ｊにより決まる伝達関数１／JSは積分
を意味するので、模擬伝達関数ブロツク１３の伝
達関数GLH(S)を実現するには一次遅れ回路（低減
通過形フイルタと等価）と積分器を用いれば良
い。
以上述べた構成を第６図の原理的なブロツク図
へ変形を行なうとGx(S)は(9)式となる GX(S)＝（１−GLA）GLC／１＋GLA・GLC・GLB(S) (9) 係数GLAを零とすればGx(S)は単なる係数GLCと
なり本発明のもつとも簡単な構成となる。
へ変形を行なうとGx(S)は(9)式となる GX(S)＝（１−GLA）GLC／１＋GLA・GLC・GLB(S) (9) 係数GLAを零とすればGx(S)は単なる係数GLCと
なり本発明のもつとも簡単な構成となる。
以上の構成による効果を実験結果により示す。
第８図は係数GLAを零として係数GLAを変化さ
せた場合の応答の比較である。時刻0.0秒にて速
度指令値が０から１に変化し、時刻0.5秒にて一
定負荷が加わつた時の応答である。図において横
軸は時間（秒）で縦軸は速度（ｎ）である。
せた場合の応答の比較である。時刻0.0秒にて速
度指令値が０から１に変化し、時刻0.5秒にて一
定負荷が加わつた時の応答である。図において横
軸は時間（秒）で縦軸は速度（ｎ）である。
第８図ａは係数GLC＝０、すなわち従来例にお
ける応答で第５図と同一である。第８図ｂは係数
GLCを最適値と思われる値に設定した場合であ
る。第８図ｃは最適値より大きく設定した場合で
振動現象が現われていることから不適切な設定で
あることがわかる。
ける応答で第５図と同一である。第８図ｂは係数
GLCを最適値と思われる値に設定した場合であ
る。第８図ｃは最適値より大きく設定した場合で
振動現象が現われていることから不適切な設定で
あることがわかる。
第９図は係数GLCを第８図ｂにおける最適値と
思われる値に設定し、係数GLAを変化させた場合
の応答の比較である。第９図ａは比較のため第８
図ｂと同一のGLA＝０の場合をふたたび示した。
第９図ｂは係数GLCおよび係数GLAとも最適値と
思われる値に設定した場合である。第９図ｃは係
数GLAを最適値よりも大きく設定した場合であ
る。
思われる値に設定し、係数GLAを変化させた場合
の応答の比較である。第９図ａは比較のため第８
図ｂと同一のGLA＝０の場合をふたたび示した。
第９図ｂは係数GLCおよび係数GLAとも最適値と
思われる値に設定した場合である。第９図ｃは係
数GLAを最適値よりも大きく設定した場合であ
る。
調整としては実験結果で示したように係数GLA
を零として係数GLCを振動現象があらわれる手前
まで増加させる。これにより外乱応答時の速度低
下は少なくなるが速度が回復するときにオーバー
シユートを生ずるので次に係数GLAをオーバーシ
ユートがなくなるまで増加させることにより簡単
に行なえる。
を零として係数GLCを振動現象があらわれる手前
まで増加させる。これにより外乱応答時の速度低
下は少なくなるが速度が回復するときにオーバー
シユートを生ずるので次に係数GLAをオーバーシ
ユートがなくなるまで増加させることにより簡単
に行なえる。
第８図ａの従来例の応答と第９図ｂの本発明に
よる場合の応答を比較すると、指令値応答はほと
んど変化せずに外乱応答のみが改善されている。
外乱応答時の速度低下は70％に減少し、速度が回
復するまでの応答時間は30％に短縮され、指令値
応答時間と外乱応答時間の比はほぼ１であり、そ
の改善効果は極めて大きい。
よる場合の応答を比較すると、指令値応答はほと
んど変化せずに外乱応答のみが改善されている。
外乱応答時の速度低下は70％に減少し、速度が回
復するまでの応答時間は30％に短縮され、指令値
応答時間と外乱応答時間の比はほぼ１であり、そ
の改善効果は極めて大きい。
本発明の効果は上記の他、負荷の慣性が変化し
た場合の指令値応答の変化を少なくする効果もあ
る。例えば慣性が増加した場合、加速するのによ
り大きなトルクを必要とするが、このトルクの増
加分に対して負荷トルクが加わつた場合と同様に
動作して応答の変化を抑制することができる。ま
たこのことは本発明に必要な模擬伝達関数ブロツ
クの伝達関数が実際値と多少異なつても本発明の
効果が発揮できることを意味し、模擬伝達関数に
厳密さが要求されず実施が容易である。
た場合の指令値応答の変化を少なくする効果もあ
る。例えば慣性が増加した場合、加速するのによ
り大きなトルクを必要とするが、このトルクの増
加分に対して負荷トルクが加わつた場合と同様に
動作して応答の変化を抑制することができる。ま
たこのことは本発明に必要な模擬伝達関数ブロツ
クの伝達関数が実際値と多少異なつても本発明の
効果が発揮できることを意味し、模擬伝達関数に
厳密さが要求されず実施が容易である。
また電動機と負荷との間で共振系を構成するよ
うな場合でも、共振によるトルク変動を負荷トル
ク変動として抑制することが可能である。エレベ
ータのように巻上用の電動機と負荷である客室と
の間に巻上用のロープが介在して共振系を構成す
るために乗りごこちを悪化させている対策として
も非常に有効である。
うな場合でも、共振によるトルク変動を負荷トル
ク変動として抑制することが可能である。エレベ
ータのように巻上用の電動機と負荷である客室と
の間に巻上用のロープが介在して共振系を構成す
るために乗りごこちを悪化させている対策として
も非常に有効である。
なお以上の説明は直流電動機を一定の界磁で制
御する場合について行なつたが、界磁を可変する
場合、トルク指令値変換器の電流指令との間に界
磁変化に対応した可変係数ブロツクを追加した
り、また交流電動機を制御する場合、トルク指令
値から交流電流指令値を演算するブロツク群を追
加しても同様に実施出来る。更に本発明は制御対
象として、電動機を用いた速度制御装置のみに限
定されるものではない。
御する場合について行なつたが、界磁を可変する
場合、トルク指令値変換器の電流指令との間に界
磁変化に対応した可変係数ブロツクを追加した
り、また交流電動機を制御する場合、トルク指令
値から交流電流指令値を演算するブロツク群を追
加しても同様に実施出来る。更に本発明は制御対
象として、電動機を用いた速度制御装置のみに限
定されるものではない。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、従来の制御
装置に簡単なブロツクを追加することにより、指
令値応答を変化させることなく外乱応答を改善で
き、制御対象の定数の変化や共振による影響に対
しても抑制効果があり、種々の条件変化に対して
良好な制御特性を得ることが出来る。
装置に簡単なブロツクを追加することにより、指
令値応答を変化させることなく外乱応答を改善で
き、制御対象の定数の変化や共振による影響に対
しても抑制効果があり、種々の条件変化に対して
良好な制御特性を得ることが出来る。
第１図は速度制御装置の基本的な構成を示すブ
ロツク図、第２図、第３図、第４図は速度制御増
幅器として従来から使用されている制御増幅器の
ブロツク図、第５図は従来の速度制御装置の応答
を示す図、第６図は本発明の原理を示すブロツク
図、第７図は本発明による速度制御装置の一実施
例を示すブロツク図、第８図、第９図、は本発明
の動作を説明するための応答特性図である。 １：速度制御増幅器、２：電力変換器、３：直
流電動機電機子、４：直流電動機界磁、５：速度
度検出器、６：負荷、７：制御増幅器、８，１
５，１６，２３，２４，２５：加減算器、２０：
加算点、９，１０，１１，１３，１４，１７，１
９，２１，２６，２７：伝達関数ブロツク。
ロツク図、第２図、第３図、第４図は速度制御増
幅器として従来から使用されている制御増幅器の
ブロツク図、第５図は従来の速度制御装置の応答
を示す図、第６図は本発明の原理を示すブロツク
図、第７図は本発明による速度制御装置の一実施
例を示すブロツク図、第８図、第９図、は本発明
の動作を説明するための応答特性図である。 １：速度制御増幅器、２：電力変換器、３：直
流電動機電機子、４：直流電動機界磁、５：速度
度検出器、６：負荷、７：制御増幅器、８，１
５，１６，２３，２４，２５：加減算器、２０：
加算点、９，１０，１１，１３，１４，１７，１
９，２１，２６，２７：伝達関数ブロツク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 操作量指令値に応じて制御対象を操作する操
作機構と、前記制御対象の制御量を検出する検出
器と、前記検出器の出力である制御量検出値と制
御量指令値とを入力して前記操作量指令値を出力
する制御演算部とを備えた制御装置において、前
記制御演算部が、前記制御検出値を目的とする外
乱トルク、共振によるトルク変動の影響を抑制で
きるように選定された伝達関数GX(S)（但し、GX(S)
＝０は含まず）を介して得られる値Ａと、前記制
御量検出値と前記制御量指令値とを入力とする制
御増幅器の出力に前記操作量指令値から前記制御
量検出値までの伝達関数GL(S)を模擬した伝達関数
GLH(S)と前記伝達関数GX(S)の積の伝達関数GX(S)・
GLH(S)に１を加えた伝達関数（１＋GX(S)・GLH(S)）
を介して得られる値Ｂとの差（Ｂ−Ａ）を前記操
作量指令値として出力するようにしたことを特徴
とする制御装置。 ２ 前記伝達関数GX(S)が、GLA、GLCを任意の係
数とし、前記伝達関数GLH(S)を含む（１−GLA）・
GLC／（１＋GLA・GLC・GLH(S)）で表される伝達関
数であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110264A JPS60254201A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 制御装置 |
| EP85303452A EP0163456B1 (en) | 1984-05-30 | 1985-05-16 | Control system |
| DE8585303452T DE3581001D1 (de) | 1984-05-30 | 1985-05-16 | Regelsystem. |
| AU43067/85A AU563255B2 (en) | 1984-05-30 | 1985-05-28 | Control system |
| US06/739,063 US4675584A (en) | 1984-05-30 | 1985-05-29 | Control system |
| KR1019850003765A KR900001791B1 (ko) | 1984-05-30 | 1985-05-30 | 제어시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110264A JPS60254201A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254201A JPS60254201A (ja) | 1985-12-14 |
| JPH0330161B2 true JPH0330161B2 (ja) | 1991-04-26 |
Family
ID=14531278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110264A Granted JPS60254201A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4675584A (ja) |
| EP (1) | EP0163456B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60254201A (ja) |
| KR (1) | KR900001791B1 (ja) |
| AU (1) | AU563255B2 (ja) |
| DE (1) | DE3581001D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01137305A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-30 | Mitsubishi Electric Corp | フィードバック制御装置 |
| JPH01194881A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-08-04 | Sony Corp | 記録再生装置 |
| JPH03100801A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-25 | Toshiba Corp | 制御装置 |
| US4969757A (en) * | 1989-09-18 | 1990-11-13 | Honeywell Inc. | Motor torque control |
| JP2567158B2 (ja) * | 1991-04-26 | 1996-12-25 | 株式会社東芝 | 制御装置 |
| JPH06335275A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Nec Corp | 印字ヘッドキャリジ速度制御方式 |
| US6747424B1 (en) | 2000-10-02 | 2004-06-08 | International Business Machines Corporation | Integrated fan speed control and fault detection circuitry |
| US7744366B2 (en) * | 2005-10-17 | 2010-06-29 | Thomas & Betts International, Inc. | System and method for improving the thermal efficiency of a heating system |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3649897A (en) * | 1970-10-22 | 1972-03-14 | Square D Co | Motor armature current limit system |
| US3826961A (en) * | 1972-09-28 | 1974-07-30 | Hitachi Ltd | Device for controlling speed of dc motor |
| US3775653A (en) * | 1973-01-16 | 1973-11-27 | Westinghouse Electric Corp | Proportional integrator squared (pi) 2 speed controller for utilization in a speed regulator system |
| SE371615C (ja) * | 1973-04-06 | 1975-04-28 | Asea Ab | |
| US3916279A (en) * | 1973-08-20 | 1975-10-28 | Hitachi Ltd | Friction compensating apparatus for load moving machines |
| JPS5362117A (en) * | 1976-11-15 | 1978-06-03 | Fujitsu Fanuc Ltd | Method of driving dc motor |
| JPS6022597B2 (ja) * | 1977-09-08 | 1985-06-03 | ファナック株式会社 | 直流モ−タの駆動装置 |
| US4230979A (en) * | 1978-04-10 | 1980-10-28 | General Electric Company | Controlled current inverter and motor control system |
| US4311951A (en) * | 1979-04-24 | 1982-01-19 | General Electric Company | Apparatus and method for high slip operation of an AC electric motor at substantially zero rotation and substantially zero torque |
| JPS5815476A (ja) * | 1981-07-18 | 1983-01-28 | Brother Ind Ltd | モ−タの速度制御システム |
| JPS58139690A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | サーボ増幅器の制御回路 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59110264A patent/JPS60254201A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-16 EP EP85303452A patent/EP0163456B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-16 DE DE8585303452T patent/DE3581001D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-28 AU AU43067/85A patent/AU563255B2/en not_active Expired
- 1985-05-29 US US06/739,063 patent/US4675584A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-30 KR KR1019850003765A patent/KR900001791B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3581001D1 (de) | 1991-02-07 |
| KR900001791B1 (ko) | 1990-03-24 |
| EP0163456A3 (en) | 1987-02-04 |
| AU4306785A (en) | 1986-09-11 |
| EP0163456A2 (en) | 1985-12-04 |
| EP0163456B1 (en) | 1991-01-02 |
| US4675584A (en) | 1987-06-23 |
| JPS60254201A (ja) | 1985-12-14 |
| AU563255B2 (en) | 1987-07-02 |
| KR850008584A (ko) | 1985-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |