JPH0834706B2 - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
- Publication number
- JPH0834706B2 JPH0834706B2 JP2020129A JP2012990A JPH0834706B2 JP H0834706 B2 JPH0834706 B2 JP H0834706B2 JP 2020129 A JP2020129 A JP 2020129A JP 2012990 A JP2012990 A JP 2012990A JP H0834706 B2 JPH0834706 B2 JP H0834706B2
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- Japan
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- output
- speed
- motor
- disturbance estimation
- estimation observer
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- Control Of Electric 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、外乱推定オブザーバを含むソフトウェア
・サーボにおいて、外乱推定オブザーバの計算による時
間遅れがサーボ・ループ特性に及ぼす影響を少なくする
ようにしたものである。
・サーボにおいて、外乱推定オブザーバの計算による時
間遅れがサーボ・ループ特性に及ぼす影響を少なくする
ようにしたものである。
第３図は例えばVTRのドラム・モータあるいはキャプ
スタン・モータの速度制御系を示すブロック図である。
実際には位相制御系も付加されているが、ここでは説明
の簡単化のために省略する。
スタン・モータの速度制御系を示すブロック図である。
実際には位相制御系も付加されているが、ここでは説明
の簡単化のために省略する。
図において、１はモータ、２は角速度をFG（Frequenc
y Generator）周波数に変換するFG部、３はFG周波数か
ら速度を検出する速度検出器、４は速度指令電圧を増幅
する増幅器、５はモータ駆動アンプ（MDA）、６は電流
からトルクへの変換部の伝達関数である。以上が基本的
な速度制御系の構成であり、これに一点鎖線で囲んだ部
分の外乱推定オブザーバ12が付加されている。外乱推定
オブザーバ12において、７はMDA5から出力される電流値
を検出して係数を掛ける乗算器、8,9はモータ１の角速
度を検出して係数を掛ける乗算器、10は一次遅れ要素、
11は乗算器である。またブロック図において、Ｊはモー
タのイナーシャ、KFGはモータ１回転当たりのFGパルス
数、Ｈ（ｓ）は速度検出器の伝達関数、KAMPは増幅器の
ゲイン、KMDAは速度指令入力に対する出力電流のゲイ
ン、Ｉはモータ駆動電流、KTはモータのトルク定数、Ｔ
はトルク、ωはモータの角速度、ｇは外乱推定オブザー
バの帯域を決定する定数、 は外乱トルクの推定値である。
y Generator）周波数に変換するFG部、３はFG周波数か
ら速度を検出する速度検出器、４は速度指令電圧を増幅
する増幅器、５はモータ駆動アンプ（MDA）、６は電流
からトルクへの変換部の伝達関数である。以上が基本的
な速度制御系の構成であり、これに一点鎖線で囲んだ部
分の外乱推定オブザーバ12が付加されている。外乱推定
オブザーバ12において、７はMDA5から出力される電流値
を検出して係数を掛ける乗算器、8,9はモータ１の角速
度を検出して係数を掛ける乗算器、10は一次遅れ要素、
11は乗算器である。またブロック図において、Ｊはモー
タのイナーシャ、KFGはモータ１回転当たりのFGパルス
数、Ｈ（ｓ）は速度検出器の伝達関数、KAMPは増幅器の
ゲイン、KMDAは速度指令入力に対する出力電流のゲイ
ン、Ｉはモータ駆動電流、KTはモータのトルク定数、Ｔ
はトルク、ωはモータの角速度、ｇは外乱推定オブザー
バの帯域を決定する定数、 は外乱トルクの推定値である。
マイクロコンピュータを用いたソフトウェア・サーボ
方式では、速度検出器３、外乱推定オブザーバ12はソフ
トウェアで構成される。
方式では、速度検出器３、外乱推定オブザーバ12はソフ
トウェアで構成される。
次に動作について説明する。まず基本的な速度制御系
において、モータ１の回転角速度ωに応じたFGがFG部２
から出力される。速度検出器３においてはFGのエッジの
入力時刻が順次取り込まれ、その都度FGのエッジの入力
時刻とそのひとつ前のFGのエッジの入力時刻の時間差、
すなわちFGの周期が計算され、適当な処理が施された
後、出力される。速度検出器３の出力は外乱推定オブザ
ーバの出力と加算された後、PWM等によりアナログ電圧
に変換され、増幅器４で増幅され、速度指令電圧として
MDA5に印加される。MDA5からは速度指令電圧に応じた電
流Ｉが出力され、乗算器６でトルクに変換され、モータ
１の角速度が所定の値になるように駆動制御される。
において、モータ１の回転角速度ωに応じたFGがFG部２
から出力される。速度検出器３においてはFGのエッジの
入力時刻が順次取り込まれ、その都度FGのエッジの入力
時刻とそのひとつ前のFGのエッジの入力時刻の時間差、
すなわちFGの周期が計算され、適当な処理が施された
後、出力される。速度検出器３の出力は外乱推定オブザ
ーバの出力と加算された後、PWM等によりアナログ電圧
に変換され、増幅器４で増幅され、速度指令電圧として
MDA5に印加される。MDA5からは速度指令電圧に応じた電
流Ｉが出力され、乗算器６でトルクに変換され、モータ
１の角速度が所定の値になるように駆動制御される。
次に外乱推定オブザーバにおいては、MDA5から出力さ
れる電流を電圧に変換した後、A/D変換して取り込み、
乗算器７で係数KTgを掛ける。モータ１の角速度は速度
検出器３と同様にFGを用いてFGのエッジが入力されるご
とに角速度ωを計算し、乗算器８で係数Jg2、乗算器９
で係数Jgを掛ける。一次遅れ要素10はディジタル・フィ
ルタで構成されており、乗算器7,8の出力を加算したも
のが入力され、その出力から乗算器９の出力を引いたも
のが外乱トルクの推定値 となる。これに乗算器11で係数1/（KAMP・KMDA・KT）を
掛けたものを、前述の速度検出器３の出力と加算して、
速度制御系に戻すことにより、モータ１に加わる外乱ト
ルクを打ち消すように働き、モータ１の回転変動が抑圧
される。
れる電流を電圧に変換した後、A/D変換して取り込み、
乗算器７で係数KTgを掛ける。モータ１の角速度は速度
検出器３と同様にFGを用いてFGのエッジが入力されるご
とに角速度ωを計算し、乗算器８で係数Jg2、乗算器９
で係数Jgを掛ける。一次遅れ要素10はディジタル・フィ
ルタで構成されており、乗算器7,8の出力を加算したも
のが入力され、その出力から乗算器９の出力を引いたも
のが外乱トルクの推定値 となる。これに乗算器11で係数1/（KAMP・KMDA・KT）を
掛けたものを、前述の速度検出器３の出力と加算して、
速度制御系に戻すことにより、モータ１に加わる外乱ト
ルクを打ち消すように働き、モータ１の回転変動が抑圧
される。
以上の動作をタイミングチャートで表わすと第４図の
ようになる。即ち、FGのエッジが入力されるごとにソフ
トウェアで速度検出と外乱推定オブザーバの計算を行
い、両者を加算して速度指令値として出力する。
ようになる。即ち、FGのエッジが入力されるごとにソフ
トウェアで速度検出と外乱推定オブザーバの計算を行
い、両者を加算して速度指令値として出力する。
従来の外乱推定オブザーバを含むソフトウェア・サー
ボ方式の制御装置は以上のように構成されており、速度
検出の計算時間に比べ、外乱推定オブザーバの計算時間
が長くかかるため、FGのエッジが入力されてから速度指
令値が出力されるまでに時間がかかり、速度制御系の時
間遅れ要素となり、制御性能の劣化を招くという問題点
があった。
ボ方式の制御装置は以上のように構成されており、速度
検出の計算時間に比べ、外乱推定オブザーバの計算時間
が長くかかるため、FGのエッジが入力されてから速度指
令値が出力されるまでに時間がかかり、速度制御系の時
間遅れ要素となり、制御性能の劣化を招くという問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、外乱推定オブザーバの計算時間により、速
度制御系に時間遅れが発生するということのない制御装
置を得ることを目的とする。
れたもので、外乱推定オブザーバの計算時間により、速
度制御系に時間遅れが発生するということのない制御装
置を得ることを目的とする。
この発明に係る制御装置は、モータの回転速度に対応
した速度情報が発生するとまず速度検出を行い、今回の
速度検出出力と前回の外乱推定オブザーバ出力に基づい
て第１の制御出力を演算し、次に外乱推定オブザーバの
演算を行い、この外乱推定オブザーバ出力と上述の速度
検出出力とに基づいて第２の制御出力を演算するように
したものである。
した速度情報が発生するとまず速度検出を行い、今回の
速度検出出力と前回の外乱推定オブザーバ出力に基づい
て第１の制御出力を演算し、次に外乱推定オブザーバの
演算を行い、この外乱推定オブザーバ出力と上述の速度
検出出力とに基づいて第２の制御出力を演算するように
したものである。
この発明における制御装置は、モータの回転速度に対
応した速度情報が発生するとまず速度検出を行い、既に
演算済みの前回の外乱推定オブザーバ出力と今回の速度
検出出力との加算を行って直ちに第１の制御出力を出力
するので、外乱推定オブザーバの計算を行なうことによ
る時間遅れは発生しない。
応した速度情報が発生するとまず速度検出を行い、既に
演算済みの前回の外乱推定オブザーバ出力と今回の速度
検出出力との加算を行って直ちに第１の制御出力を出力
するので、外乱推定オブザーバの計算を行なうことによ
る時間遅れは発生しない。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
本実施例の装置の構成は、第３図のブロック図に示し
た従来のものと同じである。本実施例のアルゴリズムを
第１図のフローチャートに示し、そのタイミングチャー
トを第２図に示す。
た従来のものと同じである。本実施例のアルゴリズムを
第１図のフローチャートに示し、そのタイミングチャー
トを第２図に示す。
次に本実施例の動作を第１図，第２図を用いて説明す
る。
る。
まず、ステップ20においてFGのエッジが入力されたか
どうかを判別しており、これが入力されるとステップ21
に移り、FGのエッジの入力時刻とそのひとつ前のFGのエ
ッジの入力時刻の差から速度を検出し、計算結果をAnに
記憶する。ステップ22でこのAnと前回FGのエッジが入力
された際に計算した外乱推定オブザーバの計算結果Bn-1
を加算して出力する。次にステップ23で外乱推定オブザ
ーバの計算を行い、結果をBnに記憶する。外乱推定オブ
ザーバの計算は従来例で示したとおりである。ステップ
24で直前に計算した速度検出結果Anと外乱推定オブザー
バの計算結果Bnを加算して出力する。ステップ25でBnを
Bn-1に記憶し、次回のFGのエッジされた際に備える。そ
してステップ20に戻り、FGのエッジの入力を待ち、以上
の動作を繰り返す。
どうかを判別しており、これが入力されるとステップ21
に移り、FGのエッジの入力時刻とそのひとつ前のFGのエ
ッジの入力時刻の差から速度を検出し、計算結果をAnに
記憶する。ステップ22でこのAnと前回FGのエッジが入力
された際に計算した外乱推定オブザーバの計算結果Bn-1
を加算して出力する。次にステップ23で外乱推定オブザ
ーバの計算を行い、結果をBnに記憶する。外乱推定オブ
ザーバの計算は従来例で示したとおりである。ステップ
24で直前に計算した速度検出結果Anと外乱推定オブザー
バの計算結果Bnを加算して出力する。ステップ25でBnを
Bn-1に記憶し、次回のFGのエッジされた際に備える。そ
してステップ20に戻り、FGのエッジの入力を待ち、以上
の動作を繰り返す。
なお上記実施例では外乱推定オブザーバを７〜11の最
小次元オブザーバで構成したものを示したが、同一次元
オブザーバなど他の形式のオブザーバで構成してもよ
い。
小次元オブザーバで構成したものを示したが、同一次元
オブザーバなど他の形式のオブザーバで構成してもよ
い。
また、上記実施例では、ソフトウェア・サーボ方式に
おいて外乱推定オブザーバを構成した場合について示し
たが、速度推定オブザーバなど他のオブザーバを構成し
た場合でもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
おいて外乱推定オブザーバを構成した場合について示し
たが、速度推定オブザーバなど他のオブザーバを構成し
た場合でもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係る制御装置によれば、モ
ータと、このモータを駆動する駆動手段と、前記モータ
の回転速度に対応した速度情報を発生する速度情報発生
手段と、前記速度情報よりモータの回転速度を検出する
速度検出手段と、前記速度情報とモータ駆動力に対応す
る情報を入力とし、モータに加わる外乱を推定する外乱
推定オブザーバと、前記速度検出手段の出力と前記外乱
推定オブザーバの出力とに基づいてモータの回転速度を
制御する制御出力を演算する演算手段とを設け、前記制
御出力を演算する際、まず速度検出を行い、この速度検
出出力と１回前の外乱推定オブザーバ出力とに基づいて
第１の制御出力を演算し、次に外乱推定オブザーバの演
算を行い、この外乱推定オブザーバ出力と前記速度検出
出力とに基づいて第２の制御出力を演算するようにした
ので、外乱推定オブザーバの計算時間による時間遅れが
基本的な速度制御系に発生することがなく、制御性能を
劣化させることがないという効果がある。
ータと、このモータを駆動する駆動手段と、前記モータ
の回転速度に対応した速度情報を発生する速度情報発生
手段と、前記速度情報よりモータの回転速度を検出する
速度検出手段と、前記速度情報とモータ駆動力に対応す
る情報を入力とし、モータに加わる外乱を推定する外乱
推定オブザーバと、前記速度検出手段の出力と前記外乱
推定オブザーバの出力とに基づいてモータの回転速度を
制御する制御出力を演算する演算手段とを設け、前記制
御出力を演算する際、まず速度検出を行い、この速度検
出出力と１回前の外乱推定オブザーバ出力とに基づいて
第１の制御出力を演算し、次に外乱推定オブザーバの演
算を行い、この外乱推定オブザーバ出力と前記速度検出
出力とに基づいて第２の制御出力を演算するようにした
ので、外乱推定オブザーバの計算時間による時間遅れが
基本的な速度制御系に発生することがなく、制御性能を
劣化させることがないという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による制御装置のソフトウ
ェアのアルゴリズムを示すフローチャート図、第２図は
本実施例のタイミングチャート図、第３図は本実施例お
よび従来の制御装置のブロック図、第４図は従来例のタ
イミングチャート図である。 図において、１はモータ、３は速度検出器、５はMDA、1
2は外乱推定オブザーバである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
ェアのアルゴリズムを示すフローチャート図、第２図は
本実施例のタイミングチャート図、第３図は本実施例お
よび従来の制御装置のブロック図、第４図は従来例のタ
イミングチャート図である。 図において、１はモータ、３は速度検出器、５はMDA、1
2は外乱推定オブザーバである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】モータと、 このモータを駆動する駆動手段と、 前記モータの回転速度に対応した速度情報を発生する速
度情報発生手段と、 前記速度情報よりモータの回転速度を検出する速度検出
手段と、 前記速度情報とモータ駆動力に対応する情報を入力と
し、モータに加わる外乱を推定する外乱推定オブザーバ
と、 前記速度検出手段の出力と前記外乱推定オブザーバの出
力とに基づいてモータの回転速度を制御する制御出力を
演算する演算手段とを備え、 前記制御出力を演算する際、まず速度検出を行い、この
速度検出出力と１回前の外乱推定オブザーバ出力とに基
づいて第１の制御出力を演算し、次に外乱推定オブザー
バの演算を行い、この外乱推定オブザーバ出力と前記速
度検出出力とに基づいて第２の制御出力を演算すること
を特徴とする制御装置。 - 【請求項２】前記速度情報発生手段はモータの回転速度
に対応した周波数信号を発生する周波数発電機であり、 前記周波数信号のエッジが入力されるごとに速度検出お
よび外乱推定オブザーバおよび制御出力の演算を行うこ
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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020129A JPH0834706B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020129A JPH0834706B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226285A JPH03226285A (ja) | 1991-10-07 |
| JPH0834706B2 true JPH0834706B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=12018522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020129A Expired - Fee Related JPH0834706B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834706B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2020129A patent/JPH0834706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03226285A (ja) | 1991-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |