JPH0550238B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0550238B2 JPH0550238B2 JP60186092A JP18609285A JPH0550238B2 JP H0550238 B2 JPH0550238 B2 JP H0550238B2 JP 60186092 A JP60186092 A JP 60186092A JP 18609285 A JP18609285 A JP 18609285A JP H0550238 B2 JPH0550238 B2 JP H0550238B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- signal
- motor
- feedback signal
- electric motor
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は電動機の制御方法に関し、殊に電動
機の速度制御性能を改善するのに好適な制御方法
に関するものである。
機の速度制御性能を改善するのに好適な制御方法
に関するものである。
従来技術
電動機を制御する方法として、電動機の出力を
測定し、該測定値と目標値との偏差が零となるよ
うに電動機の駆動電力を制御するフイードバツク
制御方法が知られている。例えば、電動機の回転
速度をタコジエネレータ等の速度検出器で計測し
て速度帰還信号を得、更に電動機の回転子位置を
パルスジエネレータ等の位置検出器で検出して位
置帰還信号を得る２重フイードバツク制御方法が
これである。また上記の速度検出器を省略し、位
置検出器からの信号の一定時間当りの変化量から
電動機の速度を算出し、これから速度帰還信号を
得るフイードバツク制御方法もある。これを第２
図を参照して説明する。
測定し、該測定値と目標値との偏差が零となるよ
うに電動機の駆動電力を制御するフイードバツク
制御方法が知られている。例えば、電動機の回転
速度をタコジエネレータ等の速度検出器で計測し
て速度帰還信号を得、更に電動機の回転子位置を
パルスジエネレータ等の位置検出器で検出して位
置帰還信号を得る２重フイードバツク制御方法が
これである。また上記の速度検出器を省略し、位
置検出器からの信号の一定時間当りの変化量から
電動機の速度を算出し、これから速度帰還信号を
得るフイードバツク制御方法もある。これを第２
図を参照して説明する。
第２図において、例えばブラシレス３相交流電
動機１の３相電流の各々は、乗算器２，３，４か
ら出力される電流指令から、電流検出器５，６，
７の検出信号である電流帰還を減算器８，９，１
０にて減算し、更に増幅器１１，１２，１３で電
力増幅して電動機１に供給するようになつてい
る。
動機１の３相電流の各々は、乗算器２，３，４か
ら出力される電流指令から、電流検出器５，６，
７の検出信号である電流帰還を減算器８，９，１
０にて減算し、更に増幅器１１，１２，１３で電
力増幅して電動機１に供給するようになつてい
る。
この電動機１には位置検出器１４が機械的に連
結され、この位置検出器１４から出力される位置
帰還信号は、減算器１５、速度検出回路１６およ
び３相正弦波発生器１７に夫々入力される。減算
器１５は回転子位置指令から位置帰還を減算して
速度指令を出力し、減算器１８はこの速度指令に
よつて、速度検出回路１６から出力される速度帰
還を減算する。この減算器１８の出力をPiD補償
器１９で増幅し、３相正弦波発生器１７から出力
される位相が1/3ずつ異なる正弦波と、PiD補償
器１９から出力される電流指令値とを前記の各乗
算器２，３，４に入力している。
結され、この位置検出器１４から出力される位置
帰還信号は、減算器１５、速度検出回路１６およ
び３相正弦波発生器１７に夫々入力される。減算
器１５は回転子位置指令から位置帰還を減算して
速度指令を出力し、減算器１８はこの速度指令に
よつて、速度検出回路１６から出力される速度帰
還を減算する。この減算器１８の出力をPiD補償
器１９で増幅し、３相正弦波発生器１７から出力
される位相が1/3ずつ異なる正弦波と、PiD補償
器１９から出力される電流指令値とを前記の各乗
算器２，３，４に入力している。
第３図は、位置検出器の一例であるレゾルバの
説明図である。レゾルバは、電気的に90゜の位置
に同じ巻線を配置した２相の１次巻線２０，２１
と、１相の２次巻線２２とを有している。そして
１次巻線２０に角周波数をω、電圧最大値をV1
とする瞬間電圧値＝V1sinωtの交流正弦波を与
え、１次巻線２１にこれと90゜移相した瞬間電圧
値＝V1cosωtの交流余弦波を与えると、２次巻線
２２に誘起される出力信号は、電圧最大値をV2、
レゾルバの回転角をθとすると、 V2sinωt・cosθ＋V2cosωt・sin（−θ）＝V2si
n（ωt−θ）……(1) の正弦波信号が得られる。これは、１次巻線の励
磁信号に対して、位相が「θ」だけずれた信号で
ある。
説明図である。レゾルバは、電気的に90゜の位置
に同じ巻線を配置した２相の１次巻線２０，２１
と、１相の２次巻線２２とを有している。そして
１次巻線２０に角周波数をω、電圧最大値をV1
とする瞬間電圧値＝V1sinωtの交流正弦波を与
え、１次巻線２１にこれと90゜移相した瞬間電圧
値＝V1cosωtの交流余弦波を与えると、２次巻線
２２に誘起される出力信号は、電圧最大値をV2、
レゾルバの回転角をθとすると、 V2sinωt・cosθ＋V2cosωt・sin（−θ）＝V2si
n（ωt−θ）……(1) の正弦波信号が得られる。これは、１次巻線の励
磁信号に対して、位相が「θ」だけずれた信号で
ある。
従つてレゾルバの回転角、すなわち電動機１の
回転子位置は、１次巻線の励磁信号と２次巻線の
出力信号との位相差で検出され、電動機１の速度
νは、第４図に示すタイミングT1とT2とにおけ
るレゾルバの回転角が夫々θ1，θ2である場合、第
２図の速度検出回路１６で ν＝θ2−θ1／T2−T1 ……(2) の算出式に基づいて求められる。
回転子位置は、１次巻線の励磁信号と２次巻線の
出力信号との位相差で検出され、電動機１の速度
νは、第４図に示すタイミングT1とT2とにおけ
るレゾルバの回転角が夫々θ1，θ2である場合、第
２図の速度検出回路１６で ν＝θ2−θ1／T2−T1 ……(2) の算出式に基づいて求められる。
発明が解決すべき課題
このように従来のフイードバツク制御では、速
度情報を電動機の出力側から得ているので、その
速度情報は現時点での実際の速度に対して過去の
情報となる。このためフイードバツク制御では、
必然的に応答遅れが生ずるものである。特に、速
度情報を位置検出器から間接的に検出する場合に
は、更に算出時間等の要素が加わるため、速度制
御性能が劣化してしまう欠点がある。
度情報を電動機の出力側から得ているので、その
速度情報は現時点での実際の速度に対して過去の
情報となる。このためフイードバツク制御では、
必然的に応答遅れが生ずるものである。特に、速
度情報を位置検出器から間接的に検出する場合に
は、更に算出時間等の要素が加わるため、速度制
御性能が劣化してしまう欠点がある。
発明の目的
本発明は、前述した従来技術に内在している欠
点に鑑み、これを好適に解決するべく提案された
ものであつて、その目的とするところは、速度制
御性能が優れた新規な電動機の制御方法を提供す
るにある。
点に鑑み、これを好適に解決するべく提案された
ものであつて、その目的とするところは、速度制
御性能が優れた新規な電動機の制御方法を提供す
るにある。
課題を解決するための手段
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成す
るため本発明は、制御対象としての電動機に位置
検出器を設け、この位置検出器から出力される位
置帰還信号を速度検出回路と減算器に分岐入力
し、この速度検出回路からの速度帰還信号を前記
減算器から出力される速度指令信号で減算して、
前記電動機へのトルク指令値を得るようにした電
動機の制御回路において、 前記トルク指令値を時間積分処理をして電動機
速度を得、更にハイパスフイルタ処理をして、高
周波成分だけからなる推測の電動機速度信号を
得、 一方前記速度検出回路からの速度帰還信号をロ
ーパスフイルタ処理して、低周波成分だけからな
る速度帰還信号を得、 前記高周波成分だけからなる推測の電動機速度
信号と、前記低周波成分だけからなる速度帰還信
号とを加算した出力をもつて、前記電動機の速度
帰還信号とすることを特徴とする。
るため本発明は、制御対象としての電動機に位置
検出器を設け、この位置検出器から出力される位
置帰還信号を速度検出回路と減算器に分岐入力
し、この速度検出回路からの速度帰還信号を前記
減算器から出力される速度指令信号で減算して、
前記電動機へのトルク指令値を得るようにした電
動機の制御回路において、 前記トルク指令値を時間積分処理をして電動機
速度を得、更にハイパスフイルタ処理をして、高
周波成分だけからなる推測の電動機速度信号を
得、 一方前記速度検出回路からの速度帰還信号をロ
ーパスフイルタ処理して、低周波成分だけからな
る速度帰還信号を得、 前記高周波成分だけからなる推測の電動機速度
信号と、前記低周波成分だけからなる速度帰還信
号とを加算した出力をもつて、前記電動機の速度
帰還信号とすることを特徴とする。
作 用
上記の構成とすることにより、電動機の速度変
化を事前に推測して電流指令値を速度変化に応じ
て適切に制御することができ、制御系の速度制御
性能が良好に向上する。
化を事前に推測して電流指令値を速度変化に応じ
て適切に制御することができ、制御系の速度制御
性能が良好に向上する。
実施例
次に本発明に係る電動機の制御方法につき、そ
の一実施例を挙げて、第１図を参照しながら説明
する。なお第１図において、第２図に関連して既
に示した装置と同じ装置については、同一符号を
付してその説明を省略し、異なる部分についての
み説明する。
の一実施例を挙げて、第１図を参照しながら説明
する。なお第１図において、第２図に関連して既
に示した装置と同じ装置については、同一符号を
付してその説明を省略し、異なる部分についての
み説明する。
本実施例では、速度検出回路１６で位置帰還信
号から求めた速度検出信号をローパスフイルタ
（LDF）２５を通して高周波成分を漉去し、これ
を加算器２６に加えている。そしてPiD補償器１
９から出力される電流指令値（トルク指令値）を
積分器２７を通して積分し、次に増幅器２８で増
幅した後、この増幅した信号から低周波成分をハ
イパスフイルタ（HPF）２９で漉去して加算器
２６に加えている。またこの加算器２６の出力信
号は、速度帰還信号として減算器１８の減算側に
入力している。なおハイパスフイルタ２９の代り
に、バンドパスフイルタを使用してもよい。
号から求めた速度検出信号をローパスフイルタ
（LDF）２５を通して高周波成分を漉去し、これ
を加算器２６に加えている。そしてPiD補償器１
９から出力される電流指令値（トルク指令値）を
積分器２７を通して積分し、次に増幅器２８で増
幅した後、この増幅した信号から低周波成分をハ
イパスフイルタ（HPF）２９で漉去して加算器
２６に加えている。またこの加算器２６の出力信
号は、速度帰還信号として減算器１８の減算側に
入力している。なおハイパスフイルタ２９の代り
に、バンドパスフイルタを使用してもよい。
一般に電動機の出力トルクＴと、電動機の回転
角速度ωとの間には、次の関係式が成立する。
角速度ωとの間には、次の関係式が成立する。
Ｔ＝Ｊdω／dt＋Ｄ・ω＋Ｋ ……(3)
ここに、Ｊ：電動機ロータおよび負荷のイナー
シヤ Ｄ：粘性抵抗 Ｋ：摩擦トルク この第(3)式の右辺第２項、第３項に現われる粘
性抵抗Ｄと摩擦抵抗Ｋは、一般に小さな値である
ため、出力トルクＴは、 Ｔ≒Ｊdω／dt ……(4) と近似される。また出力トルクＴは、電動機トル
ク定数KTと電流Ｉにより Ｔ＝KT・Ｉ ……(5) と表わされる。この第(4)式と第(5)式とにより角速
度ωは Ｊdω／dt≒KT・Ｉ ∴ω≒KT／Ｊ∫Idt ……(6) と表現される。
シヤ Ｄ：粘性抵抗 Ｋ：摩擦トルク この第(3)式の右辺第２項、第３項に現われる粘
性抵抗Ｄと摩擦抵抗Ｋは、一般に小さな値である
ため、出力トルクＴは、 Ｔ≒Ｊdω／dt ……(4) と近似される。また出力トルクＴは、電動機トル
ク定数KTと電流Ｉにより Ｔ＝KT・Ｉ ……(5) と表わされる。この第(4)式と第(5)式とにより角速
度ωは Ｊdω／dt≒KT・Ｉ ∴ω≒KT／Ｊ∫Idt ……(6) と表現される。
第１図において、PiD補償器１９の出力（電流
指令値）以後の電流制御系が高精度な電流制御を
行なえる場合、第(6)式の電流Ｉを電流指令値とし
て代用できる。従つて、電流指令値を積分器２７
で積分し、更に増幅率KT／Ｊの増幅器２８で増
幅した信号は、電動機１の時間遅れのない（リア
ルタイム）速度情報となる。なお本実施例では、
第(6)式に基づき電流指令値Ｉを積分処理して速度
情報を得ているが、リアルタイムな速度情報とみ
なすことろできる値が得られるのであれば、積分
相当処理あるいは他の演算処理を電流指令値Ｉに
施して速度情報を得てもよい。また第(3)式の粘性
抵抗Ｄ等が無視できない電動機では、それ相応の
演算回路を用いて速度情報を求める必要がある。
指令値）以後の電流制御系が高精度な電流制御を
行なえる場合、第(6)式の電流Ｉを電流指令値とし
て代用できる。従つて、電流指令値を積分器２７
で積分し、更に増幅率KT／Ｊの増幅器２８で増
幅した信号は、電動機１の時間遅れのない（リア
ルタイム）速度情報となる。なお本実施例では、
第(6)式に基づき電流指令値Ｉを積分処理して速度
情報を得ているが、リアルタイムな速度情報とみ
なすことろできる値が得られるのであれば、積分
相当処理あるいは他の演算処理を電流指令値Ｉに
施して速度情報を得てもよい。また第(3)式の粘性
抵抗Ｄ等が無視できない電動機では、それ相応の
演算回路を用いて速度情報を求める必要がある。
本実施例では、このリアルタイムな速度情報
を、速度検出回路１６の出力信号、すなわち前述
の第(2)式により求めた速度検出信号に加算器２６
で加算し、速度帰還信号としている。このとき、
増幅器２８からの出力信号を利得１のハイパスフ
イルタ２９を通し、リアルタイムな速度情報のう
ち高周波成分、すなわち急峻な変化分を取出して
使用している。また位置検出値から間接的に検出
した速度検出回路１６の速度検出信号を、利得１
のローパスフイルタ２５に通し、該速度検出信号
を検出する際に生ずる遅れ時間の影響を除外し、
かつ加算後の速度帰還信号を実際の電動機速度通
りに利得１で得ることができるようにしている。
を、速度検出回路１６の出力信号、すなわち前述
の第(2)式により求めた速度検出信号に加算器２６
で加算し、速度帰還信号としている。このとき、
増幅器２８からの出力信号を利得１のハイパスフ
イルタ２９を通し、リアルタイムな速度情報のう
ち高周波成分、すなわち急峻な変化分を取出して
使用している。また位置検出値から間接的に検出
した速度検出回路１６の速度検出信号を、利得１
のローパスフイルタ２５に通し、該速度検出信号
を検出する際に生ずる遅れ時間の影響を除外し、
かつ加算後の速度帰還信号を実際の電動機速度通
りに利得１で得ることができるようにしている。
このように電動機の電流指令値（トルク指令
値）を積分して得られる速度情報を速度帰還信号
として使用することにより、速度検出遅れ時間が
なくなり、速度制御性能が向上する。また本実施
例のように、電流指令値を積分して得られる速度
情報を、位置検出器からの位置帰還信号により間
接的に得た速度検出信号に補助的に加算した信号
を速度帰還信号として使用することにより、速度
検出信号の検出（算出）時間遅れが減少する。ま
た本発明の制御方法を、位置検出器としてパルス
ジエネレータを使用し、速度検出回路としてＦ／
Ｖ変換器等により構成したフイードバツク制御系
に適用した場合でも、パルスジエネレータの出力
であるパルス周波数の確立までの遅れ時間や、
Ｆ／Ｖ変換器自身の応答遅れによつて生ずる速度
検出の時間遅れが減少する。
値）を積分して得られる速度情報を速度帰還信号
として使用することにより、速度検出遅れ時間が
なくなり、速度制御性能が向上する。また本実施
例のように、電流指令値を積分して得られる速度
情報を、位置検出器からの位置帰還信号により間
接的に得た速度検出信号に補助的に加算した信号
を速度帰還信号として使用することにより、速度
検出信号の検出（算出）時間遅れが減少する。ま
た本発明の制御方法を、位置検出器としてパルス
ジエネレータを使用し、速度検出回路としてＦ／
Ｖ変換器等により構成したフイードバツク制御系
に適用した場合でも、パルスジエネレータの出力
であるパルス周波数の確立までの遅れ時間や、
Ｆ／Ｖ変換器自身の応答遅れによつて生ずる速度
検出の時間遅れが減少する。
なお位置帰還信号から間接的に速度検出信号を
得るのではなく、電動機にタコジエネレータ等の
速度検出器を機械的に連結し、この速度検出器の
出力信号を第１図の回路１６の出力信号の代りに
使用した場合でも、本発明の制御方法を併用すれ
ば、タコジエネレータ等の速度検出時間遅れが是
正される。
得るのではなく、電動機にタコジエネレータ等の
速度検出器を機械的に連結し、この速度検出器の
出力信号を第１図の回路１６の出力信号の代りに
使用した場合でも、本発明の制御方法を併用すれ
ば、タコジエネレータ等の速度検出時間遅れが是
正される。
上述した実施例の説明では、ブラシレス３相電
動機に本発明の制御方法を適用した場合について
述べたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、直流電動機等の他の電動機の制御にも適用で
きることは云うまでもない。また位置帰還信号か
ら速度検出信号を得るために速度検出回路を使用
し、積分演算処理を行なうために積分回路を用い
て例を説明したが、マイクロプロセツサを用い
て、これ等の演算処理をソフト的に行なう構成に
してもよい。
動機に本発明の制御方法を適用した場合について
述べたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、直流電動機等の他の電動機の制御にも適用で
きることは云うまでもない。また位置帰還信号か
ら速度検出信号を得るために速度検出回路を使用
し、積分演算処理を行なうために積分回路を用い
て例を説明したが、マイクロプロセツサを用い
て、これ等の演算処理をソフト的に行なう構成に
してもよい。
発明の効果
本発明に係る電動機の制御方法によれば、速度
検出遅れ時間が小さくなり、従つて速度制御性能
が向上する有益な利点が得られる。
検出遅れ時間が小さくなり、従つて速度制御性能
が向上する有益な利点が得られる。
第１図は本発明に係る電動機の制御方法を好適
に適用し得る一実施例としての３相電動機制御装
置の構成図、第２図は従来の３相電動機制御装置
の構成図、第３図は位置検出器の一例であるレゾ
ルバの説明図、第４図は第３図に示したレゾルバ
の入力信号と出力信号の波形図である。 １……ブラシレス３相電動機、１４……位置検
出器、１５，１８……減算器、１６……速度検出
回路、１９……PiD補償器、２５……ローパスフ
イルタ、２６……加算器、２７……積分器、２８
……増幅器、２９……ハイパスフイルタ。
に適用し得る一実施例としての３相電動機制御装
置の構成図、第２図は従来の３相電動機制御装置
の構成図、第３図は位置検出器の一例であるレゾ
ルバの説明図、第４図は第３図に示したレゾルバ
の入力信号と出力信号の波形図である。 １……ブラシレス３相電動機、１４……位置検
出器、１５，１８……減算器、１６……速度検出
回路、１９……PiD補償器、２５……ローパスフ
イルタ、２６……加算器、２７……積分器、２８
……増幅器、２９……ハイパスフイルタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 制御対象としての電動機１に位置検出器１４
を設け、この位置検出器１４から出力される位置
帰還信号を速度検出回路１６と減算器１５に分岐
入力し、この速度検出回路１６からの速度帰還信
号を前記減算器１５から出力される速度指令信号
で減算して、前記電動機１へのトルク指令値を得
るようにした電動機の制御回路において、 前記トルク指令値を時間積分処理をして電動機
速度を得、更にハイパスフイルタ処理をして、高
周波成分だけからなる推測の電動機速度信号を
得、 一方前記速度検出回路１６からの速度帰還信号
をローパスフイルタ処理して、低周波成分だけか
らなる速度帰還信号を得、 前記高周波成分だけからなる推測の電動機速度
信号と、前記低周波成分だけからなる速度帰還信
号とを加算した出力をもつて、前記電動機１の速
度帰還信号とする ことを特徴とする電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186092A JPS6248284A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186092A JPS6248284A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248284A JPS6248284A (ja) | 1987-03-02 |
| JPH0550238B2 true JPH0550238B2 (ja) | 1993-07-28 |
Family
ID=16182225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186092A Granted JPS6248284A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248284A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02139495U (ja) * | 1989-04-25 | 1990-11-21 | ||
| KR19980701400A (ko) * | 1995-11-13 | 1998-05-15 | 아키히코 노미야마 | 내연기관용 윤활유(lubricating oil for internal combustion engine) |
| GB2354087B (en) | 1999-05-14 | 2003-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Servo control apparatus |
| JP2009071930A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Psc Kk | 電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置 |
| DE102016210443A1 (de) * | 2016-06-13 | 2017-12-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Anpassung einer Amplitude einer Spannungsinjektion einer mittels eines PWM-gesteuerten Wechselrichters gespeisten, rotierenden, mehrphasigen, elektrischen Maschine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3200384C2 (de) * | 1982-01-08 | 1986-04-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Antriebes |
| JPS59106893A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-20 | Fuji Electric Co Ltd | 電動機の速度制御装置 |
-
1985
- 1985-08-24 JP JP60186092A patent/JPS6248284A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6248284A (ja) | 1987-03-02 |
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