JPH0382385A - サーボモータ制御装置 - Google Patents
サーボモータ制御装置Info
- Publication number
- JPH0382385A JPH0382385A JP1214196A JP21419689A JPH0382385A JP H0382385 A JPH0382385 A JP H0382385A JP 1214196 A JP1214196 A JP 1214196A JP 21419689 A JP21419689 A JP 21419689A JP H0382385 A JPH0382385 A JP H0382385A
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Links
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- 230000009189 diving Effects 0.000 description 2
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- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
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- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Feedback Control 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、周波数応答特性等の特性を改善した、サーボ
モータ制御装置に関する。
モータ制御装置に関する。
従来の技術
サーボモータの速度制御系は、外乱を無視すると第４図
のブロック図のように示すことができる。
のブロック図のように示すことができる。
図において、Ｋ、は積分ゲイン、に２は比例ゲイン、に
アはトルク定数、Ｊｗはモータロータイナーシャ、βは
負荷イナーシャの大きさを表す定数である。この速度制
御系は、速度指令Ｖ （ｓ）とモータ速度Ｗ （ｓ）と
の偏差信号を積分項Ｋｌ／Ｓにより積分したものおよび
モータ速度Ｗ（ｓ）を比例項に２を通して帰還したもの
の和としてトルク指令Ｔ（Ｓ）（電流指令）とし、さら
に、同期電動機においてはモータの磁束分布と電流がト
ルクと関連しているため、該トルク指令Ｔ （ｓ）に対
し電流ループ制御を行ってモータを駆動している。
アはトルク定数、Ｊｗはモータロータイナーシャ、βは
負荷イナーシャの大きさを表す定数である。この速度制
御系は、速度指令Ｖ （ｓ）とモータ速度Ｗ （ｓ）と
の偏差信号を積分項Ｋｌ／Ｓにより積分したものおよび
モータ速度Ｗ（ｓ）を比例項に２を通して帰還したもの
の和としてトルク指令Ｔ（Ｓ）（電流指令）とし、さら
に、同期電動機においてはモータの磁束分布と電流がト
ルクと関連しているため、該トルク指令Ｔ （ｓ）に対
し電流ループ制御を行ってモータを駆動している。
発明が解決しようとする課題
このような速度制御系は、積分項に、／Ｓのために応答
に時間遅れが生じ、制御系が発振して不安定状態となっ
たり、モータ停止時に振動が発生するという問題があっ
た。
に時間遅れが生じ、制御系が発振して不安定状態となっ
たり、モータ停止時に振動が発生するという問題があっ
た。
本発明はこのような従来技術の問題点の解消を目的とす
ると共に、モータを駆動制御するインバータやモータ自
体の保護を行うサーボモータ制御装置を提供するもので
ある。
ると共に、モータを駆動制御するインバータやモータ自
体の保護を行うサーボモータ制御装置を提供するもので
ある。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明のサーボモータ制御
装置は次のように構成される。即ち、サーボモータの速
度を微分して加速度信号を形成する手段、速度制御ルー
プより出力される電流指令を用いて制御系のモデル規範
としての加速度を推定する手段、前記加速度信号と推定
された加速度を比較して偏差を求める手段、該偏差信号
により電流指令を補正する手段、補正された電流指令に
対してサーボモータに流れる電流を所定値以下に制御す
るためのリミッタ、とを具備することによって上記課題
を解決した。
装置は次のように構成される。即ち、サーボモータの速
度を微分して加速度信号を形成する手段、速度制御ルー
プより出力される電流指令を用いて制御系のモデル規範
としての加速度を推定する手段、前記加速度信号と推定
された加速度を比較して偏差を求める手段、該偏差信号
により電流指令を補正する手段、補正された電流指令に
対してサーボモータに流れる電流を所定値以下に制御す
るためのリミッタ、とを具備することによって上記課題
を解決した。
作用
上記構成とすることにより、本発明によればサーボモー
タの制御系の安定性が向上し、負荷変動や外乱による影
響も軽減することができる。又、加速度のフィードバッ
ク制御を行うことから、サーボモータが何らかの理由で
急激に停止して加速度が急激に増大してもリミッタによ
って電流は制限されるから、モータ電流を制御するイン
バータ及びモータ自体に過大な電流が流れず、インバー
タ及びモータを保護することとなる。
タの制御系の安定性が向上し、負荷変動や外乱による影
響も軽減することができる。又、加速度のフィードバッ
ク制御を行うことから、サーボモータが何らかの理由で
急激に停止して加速度が急激に増大してもリミッタによ
って電流は制限されるから、モータ電流を制御するイン
バータ及びモータ自体に過大な電流が流れず、インバー
タ及びモータを保護することとなる。
実施例
以下、図により本発明の実施例について説明す、る。本
発明においては、モデル規範適応制御を用いるので、最
初にこの制御の原理について説明する。第３図は並列形
モデル規範制御系の一例を示すブロック図である。この
図に示すように、制御対象に対して規範モデルを並列に
配置し、制御対象の出力■。ａ７と規範モデルの出力ｉ
。ａ７の差ｅによって補正信号Ｃ（ｅ）を作り、これを
■。。
発明においては、モデル規範適応制御を用いるので、最
初にこの制御の原理について説明する。第３図は並列形
モデル規範制御系の一例を示すブロック図である。この
図に示すように、制御対象に対して規範モデルを並列に
配置し、制御対象の出力■。ａ７と規範モデルの出力ｉ
。ａ７の差ｅによって補正信号Ｃ（ｅ）を作り、これを
■。。
に加えるようにしたものである。このようなモデル規範
適応制御は、応答が速く制御系に対する適応制御ができ
るという利点を有しそいる。
適応制御は、応答が速く制御系に対する適応制御ができ
るという利点を有しそいる。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
図において、第４図と同一符号については説明を省略す
るが、速度制御系の規範モデルα（ＫＴ ／ Ｊ Ｍ
）と微分オペレータＳにおよび補正ゲインＫＡを設けた
点、及びサーボモータに流す電流を所定値以下に制限す
るリミッタを設けた点に特徴がある。即ち、微分オペレ
ータＳを設けることによりモータ速度を微分して加速度
フィードバック系を形成し、電流指令を規範として加速
度を推定し、加速度信号と比較して電流指令の補正を行
い、こｂ補正された電流指令に対し、リミッタで所定値
以上の電流がモータに流れないようにしたものである。
るが、速度制御系の規範モデルα（ＫＴ ／ Ｊ Ｍ
）と微分オペレータＳにおよび補正ゲインＫＡを設けた
点、及びサーボモータに流す電流を所定値以下に制限す
るリミッタを設けた点に特徴がある。即ち、微分オペレ
ータＳを設けることによりモータ速度を微分して加速度
フィードバック系を形成し、電流指令を規範として加速
度を推定し、加速度信号と比較して電流指令の補正を行
い、こｂ補正された電流指令に対し、リミッタで所定値
以上の電流がモータに流れないようにしたものである。
次に第１図の伝達関数Ｗ （ｓ）／Ｖ （ｓ）を求める
。
。
（１）補正ゲインＫＡ＝Ｏの場合（従来例）（Ｗ （ｓ
） ／Ｖ （ｓ） ） ＝ （ＫＴＫｌ ） ／ （ＪＭ （１＋β） ｓ’
＋Ｋｒ Ｋ２ ｓ＋Ｋｔ Ｋｌ ）・・・・・・（１） ；＝ 、ニー１ （Ｋ １＝ （１＋β。）Ｋｔ。
） ／Ｖ （ｓ） ） ＝ （ＫＴＫｌ ） ／ （ＪＭ （１＋β） ｓ’
＋Ｋｒ Ｋ２ ｓ＋Ｋｔ Ｋｌ ）・・・・・・（１） ；＝ 、ニー１ （Ｋ １＝ （１＋β。）Ｋｔ。
Ｋ ２ ＝ （１＋β０）Ｋ２０
β ：実際のイナーシャに対応する定数β。：負荷のイ
ナーシャ比に対応する定数に１ｏ：β。＝Ｏのときの速
度ループの積分ゲインに２０：β。＝０のときの速度ル
ープの比例ゲインとすると、β−β。の場合には、 （
１）式は、（Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ） ＝ （Ｋｔ Ｋｌｏ （１＋β。））／（Ｊ、（１＋
βｏ）Ｓ’＋ ＫＴ （１＋βｏ ） Ｋ２Ｏ３＋ＫＴ
ＫＩＯ（１＋β。））＝ 、Ｗｎ’ ／ （Ｓ’ ＋
２ζＷｎＳ＋Ｗｎ’） ・・曲（２）と表すことが
できる。但し、 （Ｋｒ ＫＩＯ） ／ＪＭ ＝Ｗｎ２． （ＫＴ ／
ＪＭ ） Ｋ２０＝２ζＷｎとする。
ナーシャ比に対応する定数に１ｏ：β。＝Ｏのときの速
度ループの積分ゲインに２０：β。＝０のときの速度ル
ープの比例ゲインとすると、β−β。の場合には、 （
１）式は、（Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ） ＝ （Ｋｔ Ｋｌｏ （１＋β。））／（Ｊ、（１＋
βｏ）Ｓ’＋ ＫＴ （１＋βｏ ） Ｋ２Ｏ３＋ＫＴ
ＫＩＯ（１＋β。））＝ 、Ｗｎ’ ／ （Ｓ’ ＋
２ζＷｎＳ＋Ｗｎ’） ・・曲（２）と表すことが
できる。但し、 （Ｋｒ ＫＩＯ） ／ＪＭ ＝Ｗｎ２． （ＫＴ ／
ＪＭ ） Ｋ２０＝２ζＷｎとする。
（２）補正ゲインＫＡ≠０．係数α＝０の場合（Ｗ （
ａ） ／Ｖ （Ｓ） ） ＝ （ＫｔＫｘ）／［（ＪＭ（１＋β） ＋ＫＴ Ｋ
Ａ ） Ｓ２＋ ＫＴ Ｋ２ Ｓ ＋Ｋｔ Ｋｔ ］
・・・・・・（３）となり、加速
度フィードバックのみを付加するとモータのロータイナ
ーシャが擬似的に増大したことに相当する。
ａ） ／Ｖ （Ｓ） ） ＝ （ＫｔＫｘ）／［（ＪＭ（１＋β） ＋ＫＴ Ｋ
Ａ ） Ｓ２＋ ＫＴ Ｋ２ Ｓ ＋Ｋｔ Ｋｔ ］
・・・・・・（３）となり、加速
度フィードバックのみを付加するとモータのロータイナ
ーシャが擬似的に増大したことに相当する。
（３）補正ゲインＫＡＴｏｏ、係数α≠０の場合（モデ
ル規範制御と加速度フィードバックを付加した場合） （Ｗ （Ｓ）／Ｖ （Ｓ）） ＝ＫＴＫ、（１＋αＫＡＫｔ／ＪＭ））／ （ＪＭ （
１＋β）＋ ＫＴ ＫＡ ） Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２ （
１＋（αＫＡＫＴ／ＪＭ）） Ｓ＋ ＫＴ Ｋｌ （
１＋ （αＫＡＫＴ／ＪＭ））ここで、（αに？／ＪＭ
）＝α′ とおくと、（Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ） ＝ （Ｋｔ Ｋ１（１＋α’ ＫＡ） ）／ ［（Ｊ
Ｍ （ｉ＋β）＋ Ｋｔ ＫＡ ） Ｓ’ ＋ （Ｋ
、 Ｋ２０（１＋βｏ ） （１＋ＫＡ ａ’ ） Ｓ
）＋ （ＫＴＫＩＯ（１＋βｏ）（１＋ａ’ ＫＡ）
）］次に、ＫＡを（Ｋｔ ＫＡ／Ｊ Ｍ（１＋β））＝
Ｐとなるように定めたとき、即ち、見かけ上のロータイ
ナーシャが（１＋Ｐ）倍となったときに、α′ をＫＡ
α’ ＝Ｐと定めると、αはｐ （ＪＭ （１＋β）
／Ｋｙ）・α（Ｋｔ ／ＪＭ ） ＝ｐより、α＝ １
／（１＋β） となることから、伝達関数は （Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ） ” （ＫＴ Ｋｌ。（１＋β。）（１千Ｐ）ｌ／ ［Ｊ
Ｍ （１＋β）（１＋円Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０（１＋β。
ル規範制御と加速度フィードバックを付加した場合） （Ｗ （Ｓ）／Ｖ （Ｓ）） ＝ＫＴＫ、（１＋αＫＡＫｔ／ＪＭ））／ （ＪＭ （
１＋β）＋ ＫＴ ＫＡ ） Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２ （
１＋（αＫＡＫＴ／ＪＭ）） Ｓ＋ ＫＴ Ｋｌ （
１＋ （αＫＡＫＴ／ＪＭ））ここで、（αに？／ＪＭ
）＝α′ とおくと、（Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ） ＝ （Ｋｔ Ｋ１（１＋α’ ＫＡ） ）／ ［（Ｊ
Ｍ （ｉ＋β）＋ Ｋｔ ＫＡ ） Ｓ’ ＋ （Ｋ
、 Ｋ２０（１＋βｏ ） （１＋ＫＡ ａ’ ） Ｓ
）＋ （ＫＴＫＩＯ（１＋βｏ）（１＋ａ’ ＫＡ）
）］次に、ＫＡを（Ｋｔ ＫＡ／Ｊ Ｍ（１＋β））＝
Ｐとなるように定めたとき、即ち、見かけ上のロータイ
ナーシャが（１＋Ｐ）倍となったときに、α′ をＫＡ
α’ ＝Ｐと定めると、αはｐ （ＪＭ （１＋β）
／Ｋｙ）・α（Ｋｔ ／ＪＭ ） ＝ｐより、α＝ １
／（１＋β） となることから、伝達関数は （Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ） ” （ＫＴ Ｋｌ。（１＋β。）（１千Ｐ）ｌ／ ［Ｊ
Ｍ （１＋β）（１＋円Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０（１＋β。
）（１＋円Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌｏ （１＋βｏ）（１＋Ｐ）
］＝（ＫＴ Ｋｌ。（１＋β。））／［ＪＭ（１＋β）
Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０ （１＋βｏ）Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ
（１＋β、）］ −・−−−−（４）となる。
］＝（ＫＴ Ｋｌ。（１＋β。））／［ＪＭ（１＋β）
Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０ （１＋βｏ）Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ
（１＋β、）］ −・−−−−（４）となる。
即ち、 （４）式は、速度グループは指令に対してはＫ
Ａ＝Ｏ（従来例）と同じ挙動を示し、同時にモータロー
タのイナーシャが見かけ上大きくなり、速度制御系の安
定性が増大していることを示している。
Ａ＝Ｏ（従来例）と同じ挙動を示し、同時にモータロー
タのイナーシャが見かけ上大きくなり、速度制御系の安
定性が増大していることを示している。
第２図は、外乱の影響を考慮した速度制限系のブロック
図である。外乱の影響について検討する前に、イナーシ
ャの変化による伝達関数への影響を考察する。
図である。外乱の影響について検討する前に、イナーシ
ャの変化による伝達関数への影響を考察する。
（１）モータイナーシャの係数βをβ（Ｓ）としたとき
の伝達関数 Ｈ（ｓ） −（Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ）＝ （
Ｋｔ Ｋｌｏ （１＋ａ’ ＫＡ）（１＋β。））／［
（ＪＭ（１＋β（８） ） ＋Ｋｆ ＫＡ） ８２＋Ｋ
Ｔ Ｋ２０ （１＋βｏ ） （１＋ＫＡ （Ｘ’ ）
Ｓ＋ＫＴ Ｋ、。（１＋β。）（１＋α’ＫＡ）］（
５） （６Ｈ（ｓ）／８β（Ｓ）） ＝ （Ｋｔ Ｋｌｏ（１＋α’ＫＡ）ＪＭｓ２（１＋β
ｏ））／［（ＪＭ（１＋β（ｓ））＋ＫＴ ＫＡ Ｓ２
＋ＫＴ Ｋ２０（１＋βｏ ） （１＋ ＫＡａ’ ）
Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌｏ（１＋βｏ ）（１＋ａ’ Ｋ
Ａ ）］’（６） ここで、ＫＡ＝０とすれば （？３Ｈｏ （ｓ） ／８β（Ｓ）） ＝−ＫＴＫＩＯ（１＋βｏ） Ｊｖ Ｓ２／ （ＪＭ
（１＋β（ｓ））Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０ （１＋βＯ）
Ｓ＋に’ｒ ＫＩＯ（１＋β。））２・・・・・・（７
） 次に、 Ｇｌ （８） ＝ （６Ｈ（ｓ） ／６β（ｓ） ） ／ （６Ｈｏ
（ｓ） ／８β（Ｓ））・・・・・・（８） を求めると、 ＫＡ ＝Ｐ・（１＋βｔ） ｘ （Ｊｕ／Ｋｙ）、α＝
１／（１＋β、）のとき ＫＡα’ ＝ＫＡ Ｘ （Ｋｔ ／ Ｊｖ ）α＝Ｐ（
１＋βｒ ） （ＪＭ ／Ｋｔ ）・（ＫＴ／ＪＭ）Ｘ
（１／ （１＋β、）） ＝Ｐ であり、かっ１＋β（ｓ）”＝１＋β、とすれば、 Ｇｌ （ｓ） ＝［（ＪＭ（１＋β１） Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０（１＋β
Ｏ）Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ（１＋β。））２ ｘ （１＋Ｐ）］／［（１＋ｐ ）’ （ＪＭ （１
＋β＋）’ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０（１＋β。） Ｓ＋Ｋｔ
Ｋｌｏ（１＋β、））２］＝１／ （１千Ｐ）
・・曲（９）となる。この
（９）式は、補正ゲインＫＡを、モーターのロータイナ
ーシャが（１＋Ｐ）倍になるように定め、αを、速度制
御系のカットオフ周波数及びダイビング係数がＫＡ＝０
のときと等しくくなるように定めてると、負荷イナーシ
ャの変化が速度ループ伝達関数の変化に与える影響を１
／（１＋Ｐ）倍に低減できることを示している。
の伝達関数 Ｈ（ｓ） −（Ｗ （ｓ） ／Ｖ （ｓ） ）＝ （
Ｋｔ Ｋｌｏ （１＋ａ’ ＫＡ）（１＋β。））／［
（ＪＭ（１＋β（８） ） ＋Ｋｆ ＫＡ） ８２＋Ｋ
Ｔ Ｋ２０ （１＋βｏ ） （１＋ＫＡ （Ｘ’ ）
Ｓ＋ＫＴ Ｋ、。（１＋β。）（１＋α’ＫＡ）］（
５） （６Ｈ（ｓ）／８β（Ｓ）） ＝ （Ｋｔ Ｋｌｏ（１＋α’ＫＡ）ＪＭｓ２（１＋β
ｏ））／［（ＪＭ（１＋β（ｓ））＋ＫＴ ＫＡ Ｓ２
＋ＫＴ Ｋ２０（１＋βｏ ） （１＋ ＫＡａ’ ）
Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌｏ（１＋βｏ ）（１＋ａ’ Ｋ
Ａ ）］’（６） ここで、ＫＡ＝０とすれば （？３Ｈｏ （ｓ） ／８β（Ｓ）） ＝−ＫＴＫＩＯ（１＋βｏ） Ｊｖ Ｓ２／ （ＪＭ
（１＋β（ｓ））Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０ （１＋βＯ）
Ｓ＋に’ｒ ＫＩＯ（１＋β。））２・・・・・・（７
） 次に、 Ｇｌ （８） ＝ （６Ｈ（ｓ） ／６β（ｓ） ） ／ （６Ｈｏ
（ｓ） ／８β（Ｓ））・・・・・・（８） を求めると、 ＫＡ ＝Ｐ・（１＋βｔ） ｘ （Ｊｕ／Ｋｙ）、α＝
１／（１＋β、）のとき ＫＡα’ ＝ＫＡ Ｘ （Ｋｔ ／ Ｊｖ ）α＝Ｐ（
１＋βｒ ） （ＪＭ ／Ｋｔ ）・（ＫＴ／ＪＭ）Ｘ
（１／ （１＋β、）） ＝Ｐ であり、かっ１＋β（ｓ）”＝１＋β、とすれば、 Ｇｌ （ｓ） ＝［（ＪＭ（１＋β１） Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０（１＋β
Ｏ）Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ（１＋β。））２ ｘ （１＋Ｐ）］／［（１＋ｐ ）’ （ＪＭ （１
＋β＋）’ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０（１＋β。） Ｓ＋Ｋｔ
Ｋｌｏ（１＋β、））２］＝１／ （１千Ｐ）
・・曲（９）となる。この
（９）式は、補正ゲインＫＡを、モーターのロータイナ
ーシャが（１＋Ｐ）倍になるように定め、αを、速度制
御系のカットオフ周波数及びダイビング係数がＫＡ＝０
のときと等しくくなるように定めてると、負荷イナーシ
ャの変化が速度ループ伝達関数の変化に与える影響を１
／（１＋Ｐ）倍に低減できることを示している。
（２）第２図においてトルク外乱Ｔｏ（ｓ）を考慮した
場合の伝達関数 いま、 トルク指令 Ｔ （ｓ） ＝ （Ｋ、／ Ｓ） Ｖ （ｓ） （（
Ｋｌ ／ Ｓ）＋に２ ） Ｗ （ｓ） 補正トルク信号 Ａ （ｓ）＝ＫＡ （（ＣＩＫＴ／ＪＭ）Ｔ （８）
ＳＷ （Ｓ））モータ速度 Ｗ （ｓ） ＝ ！１／ （Ｓ Ｊｕ （１＋β））ｌ
［Ｔｏ （ｓ） ＋にア（Ｔ （ｓ） ＋Ａ （ｓ）
） ］とすると、次式が成立する。
場合の伝達関数 いま、 トルク指令 Ｔ （ｓ） ＝ （Ｋ、／ Ｓ） Ｖ （ｓ） （（
Ｋｌ ／ Ｓ）＋に２ ） Ｗ （ｓ） 補正トルク信号 Ａ （ｓ）＝ＫＡ （（ＣＩＫＴ／ＪＭ）Ｔ （８）
ＳＷ （Ｓ））モータ速度 Ｗ （ｓ） ＝ ！１／ （Ｓ Ｊｕ （１＋β））ｌ
［Ｔｏ （ｓ） ＋にア（Ｔ （ｓ） ＋Ａ （ｓ）
） ］とすると、次式が成立する。
Ｗ （ｓ） ＝ ［１／ （Ｓ ＪＭ （１＋β））］
［’ｒｏ （ｓ）＋Ｋｔ ［Ｔ （Ｓ） ＋ＫＡ
（（αに？／ＪＭ） Ｔ （ｓ）−８Ｗ（ｓ））］
］ ・・・・・・（１０） 次に、 （ＳＪＭ（１＋β） Ｗ （ｓ） ） ＝Ｔｏ （Ｓ） ＋ＫＴ （１＋ＫＡα（Ｋｉ／Ｊ
ｖ） ） ’ｒ （ｓ）Ｓ Ｋｔ Ｗ （ｓ ） ＫＡ ＝Ｔ、 （ｓ） ＋ＫＴ （１＋に’ Ａα（Ｋ、
／ＪＭ））［（Ｋｌ ／ｓ） ｖ （ｓ） −（（Ｋｌ
／Ｓ） ＋に２ ） ｗ （ｓ） ］−３Ｋ、Ｗ （
８）ＫＡ ・・・・・・（１１） Ｓ’ ＪＭ （１＋β）Ｗ（ｓ） ＝ＳＴｏ （ｓ） ＋Ｋｔ （１＋ＫＡ ａ’） （
Ｋｌ Ｖ （ｓ）−（Ｋｌ ＋ＳＫ２ ） Ｗ （Ｓ）
） −８２ＫＴ Ｗ （Ｓ） ＫＡ・・・・・・（１
２） ［（Ｊ、（１＋β） ＋ＫＡ ＫＴ ） Ｓ’ ＋ＫＴ
Ｋ２ （１＋ＫＡ ａ’）Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌ （１＋Ｋ
Ａ ａ’）］ ｗ （ｓ）＝ＳＴｏ （ｓ） ＋Ｋｔ
Ｋ１（１＋ＫＡ α’）、Ｖ （８）・・・・・・（
１３） となるので、これより （１０）式は、Ｗ （ｓ） ＝
［ＫＴＫｔｏ（１＋βｏ ） （１＋ＫＡ α’）Ｖ
（８）＋ＳＴＤ （ｓ）］ ／ ［（ＪＭ （１＋
β） 十ＫＡ ＫＴ ） Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０（１＋β
ｏ ） （１＋ＫＡ ａ’ ） Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌｏ（１
＋βｏ）（１＋ＫＡα′）］・・・・・・（１４） となる。また、外乱Ｔｏ（ｓ）の変化によりモータ速度
Ｗ（ｓ）がどのように変化するかを検討すると、 （６ｗ （ｓ）／６Ｔｏ （ｓ）） ＝８／ ［（ＪＭ （１＋β）＋ＫＡＫア）Ｓ２十Ｋｔ
Ｋ２０ （１＋βｏ ） （１＋ ＫＡ ａ’ ）
Ｓ＋Ｋｔ Ｋ、ｏ （１＋βｏ ） （１＋ＫＡ ａ’
） ］（ｔ５） となる。ここで、ＫＡ＝０のときのモータ速度をＷｏ（
ｓ）とすると、 Ｗｏ （ｓ） ” （ＫＴＫＩＯ（１＋βｏ ） Ｖ （ｓ） ＋ Ｓ
Ｔｏ （ｓ） ）／（ＪＭ（１＋β） Ｓ２＋Ｋｔ
Ｋ２０ （１＋βｏ）Ｓ＋Ｋｙ Ｋｌ。（１＋β。）
・・・・・・（１６）となるので、 （？３Ｗｏ （ｓ） ／８Ｔｏ （ｓ） ）＝Ｔｏ （
ｓ） ／ （九（１＋β）Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０ （１＋
βｏ ） Ｓ＋Ｋｔ Ｋ、ｏ （１＋β。））・・・・
・・（１７） よって、 Ｇ７Ｉ）（ｓ） ＝ （６Ｗ （ｓ） ／６Ｔｏ （ｓ） ）／（６ＷＯ （Ｓ）／ＰＪＴＤ （Ｓ）） ＝ （ＪＭ（１＋β）Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０ （１＋β）
Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌｏ （１＋βＯ））／［（ＪＭ （１
＋β）＋ＫＡ ＫＴ） Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２Ｏ（１＋βｏ
） （１＋ＫＡ ａ’ ） Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ （１
＋β。）（１＋ＫＡα′）１・・・・・・（１８） が成立する。
［’ｒｏ （ｓ）＋Ｋｔ ［Ｔ （Ｓ） ＋ＫＡ
（（αに？／ＪＭ） Ｔ （ｓ）−８Ｗ（ｓ））］
］ ・・・・・・（１０） 次に、 （ＳＪＭ（１＋β） Ｗ （ｓ） ） ＝Ｔｏ （Ｓ） ＋ＫＴ （１＋ＫＡα（Ｋｉ／Ｊ
ｖ） ） ’ｒ （ｓ）Ｓ Ｋｔ Ｗ （ｓ ） ＫＡ ＝Ｔ、 （ｓ） ＋ＫＴ （１＋に’ Ａα（Ｋ、
／ＪＭ））［（Ｋｌ ／ｓ） ｖ （ｓ） −（（Ｋｌ
／Ｓ） ＋に２ ） ｗ （ｓ） ］−３Ｋ、Ｗ （
８）ＫＡ ・・・・・・（１１） Ｓ’ ＪＭ （１＋β）Ｗ（ｓ） ＝ＳＴｏ （ｓ） ＋Ｋｔ （１＋ＫＡ ａ’） （
Ｋｌ Ｖ （ｓ）−（Ｋｌ ＋ＳＫ２ ） Ｗ （Ｓ）
） −８２ＫＴ Ｗ （Ｓ） ＫＡ・・・・・・（１
２） ［（Ｊ、（１＋β） ＋ＫＡ ＫＴ ） Ｓ’ ＋ＫＴ
Ｋ２ （１＋ＫＡ ａ’）Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌ （１＋Ｋ
Ａ ａ’）］ ｗ （ｓ）＝ＳＴｏ （ｓ） ＋Ｋｔ
Ｋ１（１＋ＫＡ α’）、Ｖ （８）・・・・・・（
１３） となるので、これより （１０）式は、Ｗ （ｓ） ＝
［ＫＴＫｔｏ（１＋βｏ ） （１＋ＫＡ α’）Ｖ
（８）＋ＳＴＤ （ｓ）］ ／ ［（ＪＭ （１＋
β） 十ＫＡ ＫＴ ） Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２０（１＋β
ｏ ） （１＋ＫＡ ａ’ ） Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌｏ（１
＋βｏ）（１＋ＫＡα′）］・・・・・・（１４） となる。また、外乱Ｔｏ（ｓ）の変化によりモータ速度
Ｗ（ｓ）がどのように変化するかを検討すると、 （６ｗ （ｓ）／６Ｔｏ （ｓ）） ＝８／ ［（ＪＭ （１＋β）＋ＫＡＫア）Ｓ２十Ｋｔ
Ｋ２０ （１＋βｏ ） （１＋ ＫＡ ａ’ ）
Ｓ＋Ｋｔ Ｋ、ｏ （１＋βｏ ） （１＋ＫＡ ａ’
） ］（ｔ５） となる。ここで、ＫＡ＝０のときのモータ速度をＷｏ（
ｓ）とすると、 Ｗｏ （ｓ） ” （ＫＴＫＩＯ（１＋βｏ ） Ｖ （ｓ） ＋ Ｓ
Ｔｏ （ｓ） ）／（ＪＭ（１＋β） Ｓ２＋Ｋｔ
Ｋ２０ （１＋βｏ）Ｓ＋Ｋｙ Ｋｌ。（１＋β。）
・・・・・・（１６）となるので、 （？３Ｗｏ （ｓ） ／８Ｔｏ （ｓ） ）＝Ｔｏ （
ｓ） ／ （九（１＋β）Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０ （１＋
βｏ ） Ｓ＋Ｋｔ Ｋ、ｏ （１＋β。））・・・・
・・（１７） よって、 Ｇ７Ｉ）（ｓ） ＝ （６Ｗ （ｓ） ／６Ｔｏ （ｓ） ）／（６ＷＯ （Ｓ）／ＰＪＴＤ （Ｓ）） ＝ （ＪＭ（１＋β）Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０ （１＋β）
Ｓ＋Ｋｔ Ｋｌｏ （１＋βＯ））／［（ＪＭ （１
＋β）＋ＫＡ ＫＴ） Ｓ２＋Ｋｔ Ｋ２Ｏ（１＋βｏ
） （１＋ＫＡ ａ’ ） Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ （１
＋β。）（１＋ＫＡα′）１・・・・・・（１８） が成立する。
次に、
ＫＡ＝Ｐ （１＋β） （Ｊ、 ／に、 ） 、α＝１
／ （１＋β）とすると、 Ｇ７゜００ ＝ ＵＭ （１＋β） Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０ （１＋β
）Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ （１＋β、））／（１＋円 （Ｊ
Ｍ（１＋β） ８２＋Ｋｔ Ｋ２０（１＋βｏ ） Ｓ
＋ＫＴ ＫＩＯ（１＋β。））＝１／（１千Ｐ）
・・・・・・（１９）となる。
（１９）式は、補正ゲインＫＡを、モータのロータイナ
ーシャが（１＋Ｐ）倍になるように定め、αを速度制御
系のカットオフ周波数およびダイビング係数がＫＡ＝０
のときと等しくなるように定めると、外乱トルク変動が
モータ速度Ｗ（８）に与える影響は１／（１＋Ｐ）に低
減されることを示している。
／ （１＋β）とすると、 Ｇ７゜００ ＝ ＵＭ （１＋β） Ｓ２＋ＫＴ Ｋ２０ （１＋β
）Ｓ＋Ｋｒ Ｋｌｏ （１＋β、））／（１＋円 （Ｊ
Ｍ（１＋β） ８２＋Ｋｔ Ｋ２０（１＋βｏ ） Ｓ
＋ＫＴ ＫＩＯ（１＋β。））＝１／（１千Ｐ）
・・・・・・（１９）となる。
（１９）式は、補正ゲインＫＡを、モータのロータイナ
ーシャが（１＋Ｐ）倍になるように定め、αを速度制御
系のカットオフ周波数およびダイビング係数がＫＡ＝０
のときと等しくなるように定めると、外乱トルク変動が
モータ速度Ｗ（８）に与える影響は１／（１＋Ｐ）に低
減されることを示している。
このように、本発明においては、電流のフィードバック
制御の代りに加速度のフィードバック制御を行うことに
よって外乱抑圧性を向上させた。
制御の代りに加速度のフィードバック制御を行うことに
よって外乱抑圧性を向上させた。
一方、サーボモータが何らかの理由で突然回転を停止し
たとき、加速度は大きく変化する。特に、第１図、第２
図において微分オペレータＳでモータ速度Ｗ（ｓ）を微
分して得られる加速度フィードバック信号はモータの突
然の停止により大きな値になるが、規範モデルα （Ｋ
ｔ ／ Ｊ Ｍ ）から出力される推定加速度信号は、
位置ループや速度ループ等の遅れによりモータの回転停
止と同時に大きな値とはならない。その結果、補正され
た電流指令は大きな値となりサーボモータに流れる電流
を制御するインバータに大きな電流指令が出力され、該
インバータ及びサーボモータ自体を破損させる恐れがあ
る。そこで、本発明は、第１図、第２図に示すように、
補正された電流指令をリミッタに通し電流を所定値以下
に制限することによって、インバータに過大な電流指令
が入力されないようにして、インバータ及びサーボモー
タを保護している。
たとき、加速度は大きく変化する。特に、第１図、第２
図において微分オペレータＳでモータ速度Ｗ（ｓ）を微
分して得られる加速度フィードバック信号はモータの突
然の停止により大きな値になるが、規範モデルα （Ｋ
ｔ ／ Ｊ Ｍ ）から出力される推定加速度信号は、
位置ループや速度ループ等の遅れによりモータの回転停
止と同時に大きな値とはならない。その結果、補正され
た電流指令は大きな値となりサーボモータに流れる電流
を制御するインバータに大きな電流指令が出力され、該
インバータ及びサーボモータ自体を破損させる恐れがあ
る。そこで、本発明は、第１図、第２図に示すように、
補正された電流指令をリミッタに通し電流を所定値以下
に制限することによって、インバータに過大な電流指令
が入力されないようにして、インバータ及びサーボモー
タを保護している。
従来の電流ループ制御においては、通常速度ループから
出力されるトルク指令値Ｔ（Ｓ）（電流指令値）に対し
リミッタを設けているが、この場合は電流のフィードバ
ック信号が指令値を超えることがないから指令値に対し
リミットを設けることで充分であるが、加速度フィード
バック制御の場合は、加速度フィードバック信号が大き
く変化することから、速度ループから出力される電流指
令（トルク指令）に対しリミットを設けてもインバータ
に過大な電流指令が入力されることになるので、加速度
フィードバックループ内にリミッタを設けてインバータ
に過大な電流指令が入力されないようにしている。
出力されるトルク指令値Ｔ（Ｓ）（電流指令値）に対し
リミッタを設けているが、この場合は電流のフィードバ
ック信号が指令値を超えることがないから指令値に対し
リミットを設けることで充分であるが、加速度フィード
バック制御の場合は、加速度フィードバック信号が大き
く変化することから、速度ループから出力される電流指
令（トルク指令）に対しリミットを設けてもインバータ
に過大な電流指令が入力されることになるので、加速度
フィードバックループ内にリミッタを設けてインバータ
に過大な電流指令が入力されないようにしている。
発明の詳細
な説明したように、本発明はサーボモータの速度制御系
に、モータ速度を微分して加速度信号を形成するループ
を設けると共に、電流指令を用いてモデル規範としての
加速度を特定し、この推定値と加速度信号と比較し、電
流指令を補正し、かつ、補正された電流指令に対しリミ
ッタによって電流制限を行ってインバータに過大な電流
指令が入力されないようにしたので、周波数応答を高め
、外乱や負荷変動の影響を軽減でき安定な制御を行なう
ことができると共に、インバータに過大な電流指令が入
力されることなくインバータやサーボモータ自体を破損
させるようなことはない。
に、モータ速度を微分して加速度信号を形成するループ
を設けると共に、電流指令を用いてモデル規範としての
加速度を特定し、この推定値と加速度信号と比較し、電
流指令を補正し、かつ、補正された電流指令に対しリミ
ッタによって電流制限を行ってインバータに過大な電流
指令が入力されないようにしたので、周波数応答を高め
、外乱や負荷変動の影響を軽減でき安定な制御を行なう
ことができると共に、インバータに過大な電流指令が入
力されることなくインバータやサーボモータ自体を破損
させるようなことはない。
第１図、第２図は本発明のブロック図、第３図はモデル
規範制御を説明するブロック図、第４図は従来例のブロ
ック図である。 Ｓ・・・微分オペレータ、１／Ｓ・・・積分オペレータ
。 Ｋ１・・・積分ゲイン、に２・・・比例ゲイン、ＫＴ・
・・トルク定数、ＪＭ・・・モータのイナーシャ、ＫＡ
・・・補正ゲイン。
規範制御を説明するブロック図、第４図は従来例のブロ
ック図である。 Ｓ・・・微分オペレータ、１／Ｓ・・・積分オペレータ
。 Ｋ１・・・積分ゲイン、に２・・・比例ゲイン、ＫＴ・
・・トルク定数、ＪＭ・・・モータのイナーシャ、ＫＡ
・・・補正ゲイン。
Claims (1)
- サーボモータの速度を微分して加速度信号を形成する
手段、速度制御ループより出力される電流指令を用いて
制御系のモデル規範としての加速度を推定する手段、前
記加速度信号と推定された加速度とを比較して偏差を求
める手段、該偏差信号により電流指令を補正する手段、
補正された電流指令に対してサーボモータに流れる電流
を所定値以下に制御するためのリミッタ、とを具備する
ことを特徴とするサーボモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1214196A JPH0382385A (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | サーボモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1214196A JPH0382385A (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | サーボモータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382385A true JPH0382385A (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=16651822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1214196A Pending JPH0382385A (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | サーボモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0382385A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992018920A1 (fr) * | 1991-04-16 | 1992-10-29 | Fanuc Ltd | Systeme de commande ip adaptatif |
| US5444612A (en) * | 1991-04-16 | 1995-08-22 | Fanuc Ltd. | Adaptive PI control system |
| JP2002199773A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-12 | Sanden Corp | 圧縮機モータ駆動制御方法及び圧縮機駆動用インバータ装置 |
| WO2003085816A1 (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Motor control device |
| WO2005122385A1 (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | モータの制御装置及びその制御方法 |
| WO2007129627A1 (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Shinko Electric Co., Ltd. | 自動車車体の振動を低減する自動車用制振装置 |
| CN104238359A (zh) * | 2014-08-31 | 2014-12-24 | 长春工业大学 | 一种大型机电混合惯量系统控制方法 |
| CN108897218A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-27 | 北京航空航天大学 | 一种基于混合奇次重复控制器的磁悬浮转子奇次谐波振动抑制方法 |
-
1989
- 1989-08-22 JP JP1214196A patent/JPH0382385A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5444612A (en) * | 1991-04-16 | 1995-08-22 | Fanuc Ltd. | Adaptive PI control system |
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| CN100461612C (zh) * | 2004-06-11 | 2009-02-11 | 三菱电机株式会社 | 电动机的控制装置及其控制方法 |
| US7276869B2 (en) | 2004-06-11 | 2007-10-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Motor controller and motor controlling method |
| WO2005122385A1 (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | モータの制御装置及びその制御方法 |
| WO2007129627A1 (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Shinko Electric Co., Ltd. | 自動車車体の振動を低減する自動車用制振装置 |
| JPWO2007129627A1 (ja) * | 2006-05-08 | 2009-09-17 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 制振装置 |
| US8401735B2 (en) | 2006-05-08 | 2013-03-19 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| US8504239B2 (en) | 2006-05-08 | 2013-08-06 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| US8626386B2 (en) | 2006-05-08 | 2014-01-07 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| US8818625B2 (en) | 2006-05-08 | 2014-08-26 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibrations |
| US8892338B2 (en) | 2006-05-08 | 2014-11-18 | Shinko Electric Co., Ltd. | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| CN104238359A (zh) * | 2014-08-31 | 2014-12-24 | 长春工业大学 | 一种大型机电混合惯量系统控制方法 |
| CN108897218A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-27 | 北京航空航天大学 | 一种基于混合奇次重复控制器的磁悬浮转子奇次谐波振动抑制方法 |
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