JPH0540901U

JPH0540901U - 制御装置

Info

Publication number: JPH0540901U
Application number: JP8657991U
Authority: JP
Inventors: 貴久司相田
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1991-10-24
Publication date: 1993-06-01

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の制御系に切替えて制御対象を制御する
のに、制御系の切替時のショックを無くす。【構成】制御対象の目標値とその検出値を切替えて制
御アンプの突合せ入力とし、制御アンプの出力に従って
該制御対象を複数の制御状態に切替制御する制御装置に
おいて、制御系の切替時に制御アンプの出力を一旦零に
制限した後に一定の傾斜で元の制限値に戻す第１ランプ
関数発生回路（１３）と、これに並行して切替直前の制
御アンプの出力レベルから一定の傾斜で零ボルトにする
第２のランプ関数発生回路（１５）と、前記制御アンプ
の出力と第２のランプ関数発生回路の出力とを加算して
該制御アンプの出力とする利得１のアンプ（１４）とを
備え、制御系の切替時に制御アンプの出力を第１のラン
プ関数発生回路の出力に制限し、この出力と第２のラン
プ関数発生回路の出力との加算によって、切替直前の制
御アンプの出力から切替後の制御出力に直線的に移行さ
せる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数の制御系を切替えて制御対象を制御する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電動機やエンジンさらには油圧機器などの各種機器の制御には複数の制御状態を得る場合が多い。例えば、電動機やエンジンなどの回転体はその速度制御とトルク制御に切替可能にされる。このための制御装置は、速度制御系とトルク制御系を切替える切替手段を備える。

【０００３】図５は、電動機の制御装置を示す。電動機１は電力変換器２によって交流又は直流電力が供給されて駆動力を発生する。電力変換器２の出力制御には速度・トルク制御アンプ３のマイナループに電流制御アンプ４が設けられる。

【０００４】速度・トルク制御アンプ３は、速度制御系とトルク制御系の共用のアンプにされる。速度制御系は、速度設定器５の速度設定値（目標値）と電動機１の速度検出値とを突合せてアンプ３の入力とし、トルク制御系はトルク設定器６のトルク設定値（目標値）と電動機１のトルク検出値とを突合せてアンプ３の入力とする。

【０００５】電動機１の速度は速度検出器７と検出アンプ８によって所定の利得及びレベルを有して検出され、同様にトルクはトルク検出器９と検出アンプ１０によって検出される。

【０００６】速度・トルク制御アンプ３は速度制御とトルク制御の切替えのための切替スイッチ１１ａ，１１ｂを備え、リミッタ付きの比例積分（ＰＩ）アンプ１２の入力側の切替えとフィードバック要素の切替えを行う。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

複数の制御系を切替える制御装置において、各制御系による制御状態は目標値に一致して安定に保たれる。しかし、制御系の切替え時に制御系の微小偏差が増幅されて大きなトルク変動や速度変動を起こす。

【０００８】図６は速度とトルクの切替時の変動を示し、設定値ＳＥＴと検出値ＤＥＴについてトルク制御期間ＡＴＲから速度制御期間ＡＳＴへの切替時にトルク変動が発生する。このような現象は速度制御やトルク制御の制御周波数，制御ゲイン，制御ループ等の違いにより発生するものであり、トルクに注目した場合にトルク制御から速度制御への切替時に特に大きく変動する。

【０００９】上述のようなトルク変動や速度変動は制御対象又は制御対象に結合される装置に機械ショックを与えたり、データ収集に連続性を欠くことがあり、制御内容によっては切替時のショックが問題となることがある。

【００１０】本考案の目的は、制御系の切替時のショックを無くして制御状態の移行を円滑にする制御装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記課題の解決を図るため、制御対象の目標値とその検出値を切替えて制御アンプの突合せ入力とし、該制御アンプの出力に従って該制御対象を複数の制御状態に切替制御する制御装置において、制御系の切替時に前記制御アンプの出力を一旦零に制限した後に一定の傾斜で制限値を元に戻す第１のランプ関数発生回路（１３）と、前記制御系の切替時に該切替直前の前記制御アンプの出力レベルから一定の傾斜で零ボルトにする第２のランプ関数発生回路（１５）と、前記制御アンプの出力と前記第２のランプ関数発生回路の出力とを加算して該制御アンプの出力とする利得１のアンプ（１４）とを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、制御系の切替えによる制御アンプに入力偏差が発生するもその出力を零から徐々に切替後の制御量に戻し、これに第２ランプ関数発生回路から切替直前の制御アンプの出力レベルから零にする値を加算することにより両信号間を直線的に変化させ、切替時の制御アンプ出力の急変を抑制し、切替時のショックを防止する。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示す速度・トルク制御アンプの回路図である。リミッタ付き比例積分アンプ１２のリミッタ値はランプ関数発生回路１３の出力によって制御される。また、アンプ１２の出力は利得１のリミッタ付きアンプ１４を通して電流制御アンプ４への電流指令にされる。

【００１４】アンプ１４の入力はアンプ１２の出力にランプ関数発生回路１５の出力が加算される。また、アンプ１４のリミッタ回路はダイオードＤ₃，Ｄ₄の共通端をアンプ１２の入力端に接続し、アンプ１２の出力も含めて±Ｖ／２に制限する。

【００１５】ランプ関数発生回路１３は、制限切替信号が与えられたタイミングで設定値から零ボルトにステップ状に低下した後に一定の傾斜で該設定値まで上昇する電圧出力になるランプ電圧発生器１６と、この電圧出力を利得１で反転させる反転アンプ１７とを備え、反転アンプ１７の入出力電圧をアンプ１２のリミッタ電圧入力にしている。

【００１６】ランプ関数発生回路１５は、制御切替信号が与えられたタイミングでアンプ１２の出力から零ボルトに一定の傾斜で低下する電圧出力になるランプ電圧発生器１８と、この電圧出力を制御切替信号が与えられたタイミングから一定時間△Ｔだけアンプ１４への加算入力にするスイッチ１９とを備える。

【００１７】上述のランプ関数発生回路１３及び１５は、例えば図２及び図３に示す回路で実現される。両図中、リミッタ付きアンプＡＭＰの出力段にはコンデンサＣと抵抗Ｒ及びアンプＯＰからなる積分器が設けられ、アンプＡＭＰの出力を最終値とするランプ電圧を積分器の出力に得る。

【００１８】図２では通常時はアンプＡＭＰの入力を＋Ｖにしておき、制御切替信号の入力によってスイッチＳＷ₁をアース側に瞬時切替えると共にスイッチＳＷ₂を瞬時オンさせ、積分器の出力を電圧Ｖから瞬時零ボルトにし、この後スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂の復帰によって積分器の出力を零ボルトから電圧Ｖまで一定の傾斜で上昇させる。

【００１９】図３では通常時はアンプＡＭＰの入力を極性反転アンプＩＮＶを介したアンプ１２の出力にしておき、制御切替信号の入力によって単安定マルチバイブレータＭＭに一定期間のパルスを発生し、このパルスでスイッチＳＷ₃をアース側に切替えると共にスイッチ１９をオンさせ、これにより積分器の出力をアンプ１２の出力から零ボルトに向けて一定の傾斜で下降させる。ここで、スイッチ１９を通した出力は零ボルトからステップ状に立上り、その後に一定の傾斜で下降する電圧変化になる。

【００２０】本実施例の動作を以下に詳細に説明する。

【００２１】まず、速度制御又はトルク制御を継続する通常時にはアンプ１２の出力はランプ電圧発生器１６の一定出力によってリミッタ値±Ｖ／２の範囲内で変化する。同様に、アンプ１４の出力はランプ関数発生回路１５の出力が零にあることから ±Ｖ／２の範囲内で変化する。従って、通常時は従来と同じ動作になる。

【００２２】次に、速度制御とトルク制御の切替時には、ランプ関数発生回路１３及び１５からのランプ電圧印加がなされ、切替時のショックが抑制される。この切替時の各部波形は図４に示すようになる。同図ではトルク制御から時刻ｔ₁で速度制御に切替える場合を示し、制御切替信号によってランプ電圧発生器１６の出力が一旦零ボルトになり、一定の傾斜で元の電圧Ｖに戻る。

【００２３】このランプ電圧によって、アンプ１２の出力はそれまでの電圧Ｖ_Tから零ボルトに制限され、その後ランプ電圧に沿って速度制御の制御量Ｖ_Sまで上昇する。一方、ランプ関数発生回路１５は、時刻ｔ₁からアンプ１２の出力Ｖ_Tにステップ変化し、その後一定の傾斜で零ボルトに戻る。

【００２４】この結果、アンプ１４の出力は、アンプ１２の出力とランプ電圧発生回路１５の出力の加算により、初期値になるトルク制御中の電圧Ｖ_Tから速度制御の制御電圧Ｖ_Sまで直線的に移行し、切替時のショックを防止する。

【００２５】なお、速度制御からトルク制御の切替時にも同様の動作になる。また、本考案は電動機の制御に限らず、エンジンの速度制御とトルク制御の切替えに適用できるし、油圧機器の操作速度制御と操作圧力制御の切替え等にも適用して同等の作用効果を得ることができる。

【００２６】

【考案の効果】

以上のとおり、本考案によれば、制御状態の切替時に制御アンプの出力を一旦零に制限した後一定の傾斜で元に戻し、これに並行して切替直前の制御アンプの出力から一定の傾斜で零にする電圧を得、この電圧と制御アンプの出力を加算して制御アンプの出力とするようにしたため、制御系の切替時に制御アンプの切替入力に偏差があるも制御アンプの出力（アンプ１４の出力）には切替直前の値から急変することなく切替後の制御状態に滑らかに移行し、切替時のトルクや速度等のショックを無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す速度・トルク制御アン
プの回路図。

【図２】本実施例におけるランプ関数発生回路１３の回
路図。

【図３】本実施例におけるランプ関数発生回路１５の回
路図。

【図４】実施例における切替時の波形図。

【図５】従来の制御装置構成図。

【図６】従来のトルク−速度切替時の波形図。

【符号の説明】

１２…リミッタ付き比例積分アンプ、１３，１５…ラン
プ関数発生回路、１４…リミッタ付きアンプ、１６，１
８…ランプ電圧発生器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】制御対象の目標値とその検出値を切替え
て制御アンプの突合せ入力とし、該制御アンプの出力に
従って該制御対象を複数の制御状態に切替制御する制御
装置において、制御系の切替時に前記制御アンプの出力
を一旦零に制限した後に一定の傾斜で制限値を元に戻す
第１のランプ関数発生回路（１３）と、前記制御系の切
替時に該切替直前の前記制御アンプの出力レベルから一
定の傾斜で零ボルトにする第２のランプ関数発生回路
（１５）と、前記制御アンプの出力と前記第２のランプ
関数発生回路の出力とを加算して該制御アンプの出力と
する利得１のアンプ（１４）とを備えたことを特徴とす
る制御装置。