JPH087624B2 - 外乱トルク補償装置 - Google Patents
外乱トルク補償装置Info
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- JPH087624B2 JPH087624B2 JP21813389A JP21813389A JPH087624B2 JP H087624 B2 JPH087624 B2 JP H087624B2 JP 21813389 A JP21813389 A JP 21813389A JP 21813389 A JP21813389 A JP 21813389A JP H087624 B2 JPH087624 B2 JP H087624B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は外乱トルク補償装置、特に外乱トルクオブザ
ーバを用いた外乱トルク補償装置の改良に関する。
ーバを用いた外乱トルク補償装置の改良に関する。
［従来の技術］ 近年、極めて高精度の加工あるいは測定等のため各種
工作機械、Ｘ−Ｙテーブル、測定器等には可動部を正確
に移動制御する駆動装置が強く要望されている。このよ
うな駆動装置としては、従来モータ等の駆動部より、ボ
ールネジ等の駆動力伝達部を介して該駆動力伝達部に接
続された可動部（例えばテーブル、測定用プローブ等）
を所定の移動制御しているものが多い。
工作機械、Ｘ−Ｙテーブル、測定器等には可動部を正確
に移動制御する駆動装置が強く要望されている。このよ
うな駆動装置としては、従来モータ等の駆動部より、ボ
ールネジ等の駆動力伝達部を介して該駆動力伝達部に接
続された可動部（例えばテーブル、測定用プローブ等）
を所定の移動制御しているものが多い。
第７図にはこのような一般的な駆動装置の概略図が示
されている。尚、同図に示す駆動装置は、本来二軸系、
三軸系において論ずべきものであるが、説明の便宜上一
軸系を示している。
されている。尚、同図に示す駆動装置は、本来二軸系、
三軸系において論ずべきものであるが、説明の便宜上一
軸系を示している。
同図において、駆動装置10は可動部12、駆動部14、駆
動力伝達部16より構成される。
動力伝達部16より構成される。
前記可動部12は例えばＸ−Ｙテーブルより成る。
また、駆動部14はモータ18と、これを駆動させるモー
タドライバ20により構成される。
タドライバ20により構成される。
さらに、駆動力伝達部16は、モータ18の回転軸にベア
リング22a,22bを介して接続されたボールネジ24より成
る。そして、ボールネジ24にはその回転により相対位置
を変更するテーブル等の可動部12が螺合されている。
リング22a,22bを介して接続されたボールネジ24より成
る。そして、ボールネジ24にはその回転により相対位置
を変更するテーブル等の可動部12が螺合されている。
ところで、前述したような駆動装置においては、一般
に第８図に示すような各種のフィードバック補償が採用
されており、正確な電流供給、速度制御、位置決め制御
がおこなわれる。
に第８図に示すような各種のフィードバック補償が採用
されており、正確な電流供給、速度制御、位置決め制御
がおこなわれる。
すなわち、DCモータ18は位置制御部26より加え合せ点
28、速度補償器30、加え合せ点32、電流補償器34、ドラ
イバ36により駆動される。
28、速度補償器30、加え合せ点32、電流補償器34、ドラ
イバ36により駆動される。
又、駆動力伝達部16は所定の駆動力伝達特性により可
動部12に駆動量を与える。
動部12に駆動量を与える。
ここで、位置制御部26はカウンタ26a、位置制御器26
b、D/A変換器26 ｃを備える。
b、D/A変換器26 ｃを備える。
そして、ドライバ36の後段（出力端）には電流検出器
38を備え、加え合せ点32に負の信号により電流フィード
バックをおこなっている。
38を備え、加え合せ点32に負の信号により電流フィード
バックをおこなっている。
また、DCモータ18の回転はタコメータ40を介して加え
合せ点28に負の信号により速度フィードバックをおこな
っている。
合せ点28に負の信号により速度フィードバックをおこな
っている。
更に、DCモータ18の駆動に基づく可動部12の移動はス
ケール42のスケール信号（位置信号）として位置制御部
26のカウンタ26aに位置フィードバックをおこなってい
る。この位置制御部26ではマイクロコンピュータ等を用
いてソフト的に位置制御処理をおこない、加え合せ点2
8、速度補償器30、加え合せ点32、電流補償器34及びド
ライバ36でハード的に速度制御、電流制御をおこない、
これらソフト的処理及びハード的処理により駆動制御を
おこなう。
ケール42のスケール信号（位置信号）として位置制御部
26のカウンタ26aに位置フィードバックをおこなってい
る。この位置制御部26ではマイクロコンピュータ等を用
いてソフト的に位置制御処理をおこない、加え合せ点2
8、速度補償器30、加え合せ点32、電流補償器34及びド
ライバ36でハード的に速度制御、電流制御をおこない、
これらソフト的処理及びハード的処理により駆動制御を
おこなう。
このようなサーボ系を簡単に説明すると、先ず位置制
御部26で可動部12の所望の運動を設定し、その設定量に
応じてドライバ36によりDCモータ18を駆動させる。
御部26で可動部12の所望の運動を設定し、その設定量に
応じてドライバ36によりDCモータ18を駆動させる。
そしてDCモータ18が所定の電流によって駆動している
か否かを電流検出部38により検出すると共に、その検出
量を加え合せ点32に負の信号としてフィードバックし、
電流補償器34によりDCモータ18に所望の電流を供給すべ
く補償している。
か否かを電流検出部38により検出すると共に、その検出
量を加え合せ点32に負の信号としてフィードバックし、
電流補償器34によりDCモータ18に所望の電流を供給すべ
く補償している。
また、DCモータ18の回転はタコメータ40により検出す
ると共に、その検出量は加え合わせ点28に負の信号とし
てフィードバックされ、速度補償器30によりDCモータ18
が所定速度で回転すべく補償している。
ると共に、その検出量は加え合わせ点28に負の信号とし
てフィードバックされ、速度補償器30によりDCモータ18
が所定速度で回転すべく補償している。
さらに、可動部12の位置はスケール42により検出さ
れ、スケール信号として位置制御部26のカウンタ26aに
フィードバックされ、位置制御器26bにより駆動量を補
正し、D/A変換器26cを介して可動部12の位置制御を行な
っている。
れ、スケール信号として位置制御部26のカウンタ26aに
フィードバックされ、位置制御器26bにより駆動量を補
正し、D/A変換器26cを介して可動部12の位置制御を行な
っている。
第９図にはこのような駆動装置の物理系の要部が示さ
れている。
れている。
同図において、速度フィードバック系による特性はGv
で示され、電流フィードバックによる特性はGiで示され
ている。そして、目標角速度ω＊に対して特性Gvにより
補正がおこなわれ、目標電流値i*を得、更にこの目標電
流値i*に対して電流フィードバックによる補正が特性Gv
でおこなわれる。更にドライバ36による増幅が特性1/
（Rs＋Ｌ）でおこなわれた後、実電機子電流ｉとしてモ
ータ18に供給される。
で示され、電流フィードバックによる特性はGiで示され
ている。そして、目標角速度ω＊に対して特性Gvにより
補正がおこなわれ、目標電流値i*を得、更にこの目標電
流値i*に対して電流フィードバックによる補正が特性Gv
でおこなわれる。更にドライバ36による増幅が特性1/
（Rs＋Ｌ）でおこなわれた後、実電機子電流ｉとしてモ
ータ18に供給される。
尚、モータ18が回転すると、その負荷に基づき、特性
Keにより逆起電圧ebが生じる。
Keにより逆起電圧ebが生じる。
以上のようにして、モータ18に電機子電流ｉが供給さ
れると、該モータ18のトルク定数Ktに応じてモータトル
クTmが得られる。一方、可動部12および駆動力伝達部16
には慣性モーメントＪが存在し、ロータの回転角速度ω
は次式により表されることとなる。
れると、該モータ18のトルク定数Ktに応じてモータトル
クTmが得られる。一方、可動部12および駆動力伝達部16
には慣性モーメントＪが存在し、ロータの回転角速度ω
は次式により表されることとなる。
ω＝（Kt/Js）・ｉ …（１） 尚、上記式（１）においてｓは微分演算子である。
ところが、このようなモータの物理系に対して外乱ト
ルクTLが印加される。また、トルク定数Kt、慣性モーメ
ントＪも変動し、このままでは正確且つ安定したモータ
の回転角速度ωを得ることはできない。この点に関して
は前記各種フィードバック系は全く無力である。
ルクTLが印加される。また、トルク定数Kt、慣性モーメ
ントＪも変動し、このままでは正確且つ安定したモータ
の回転角速度ωを得ることはできない。この点に関して
は前記各種フィードバック系は全く無力である。
そこで、これら外乱トルクTLの印加、トルク定数Kt、
慣性モーメントＪの変動の影響を除去するため、第10図
に示すような外乱トルクオブザーバによるフィードフォ
ワード補償方式が考えられている。
慣性モーメントＪの変動の影響を除去するため、第10図
に示すような外乱トルクオブザーバによるフィードフォ
ワード補償方式が考えられている。
即ち、電機子電流ｉを検出し、該電機子電流ｉに対し
トルク定数のノミナル値Ktnを掛ける。
トルク定数のノミナル値Ktnを掛ける。
一方、ロータの回転角速度ωを検出し、該角速度ωに
Jns（Jnは慣性モーメントのノミナル値）を掛ける。
Jns（Jnは慣性モーメントのノミナル値）を掛ける。
そして、電機子電流より得られるノミナルトルクレベ
ルと、回転角速度より得られるノミナルトルクレベルを
比較し、その差値を外乱トルク推定値TL′とするのであ
る。
ルと、回転角速度より得られるノミナルトルクレベルを
比較し、その差値を外乱トルク推定値TL′とするのであ
る。
ここで、外乱トルク推定値TL′は次式により表される
こととなる。
こととなる。
TL′＝Jns・ω−Ktn・ｉ …（２） 従って、トルク定数Kt＝Ktn，慣性モーメントＪ＝Jn
であるならば、次式のように外乱トルク推定値TL′＝TL
となる。
であるならば、次式のように外乱トルク推定値TL′＝TL
となる。
TL′＝Jns・ω−Ktn・ｉ ＝Jns・ω−Tm＝TL …（３） そして、この外乱トルク推定値TL′に1/Ktnを掛ける
こと で外乱トルクに相当する電流値iTLを得、該換算
電流値ITLを電流目標値i*より引くのである。
こと で外乱トルクに相当する電流値iTLを得、該換算
電流値ITLを電流目標値i*より引くのである。
この時 、ロータの回転角速度ωは次式により表され
る。
る。
従って、以上のような外乱トルクオブザーバによるフ
ィードフォワード補償系が理想状態で得られるならば、
外乱トルク等の影響を受けないモータ出力を得ることが
可能となるわけである。
ィードフォワード補償系が理想状態で得られるならば、
外乱トルク等の影響を受けないモータ出力を得ることが
可能となるわけである。
［発明が解決しようとする課題］ ところが本発明者が更に検討したところ、前記第10図
に示したトルク補償系では、電流補償系の影響により動
作時にゆれや振動を発生するという問題があることが見
出された。
に示したトルク補償系では、電流補償系の影響により動
作時にゆれや振動を発生するという問題があることが見
出された。
すなわち、電流補償系では所定の特性値に基づき電流
のフィードバック補償をおこなうが、この補償系の影響
により実電流に微細な波が生じ、これに伴い、角速度ω
にも微妙な影響が生じてしまうのである。
のフィードバック補償をおこなうが、この補償系の影響
により実電流に微細な波が生じ、これに伴い、角速度ω
にも微妙な影響が生じてしまうのである。
これは以下のように説明される。
第10図において、電流補償系の特性Gci（逆起電圧の
補償を含む特性）を考慮すると、ωとi*及びTLとの関係
は次式により表される。
補償を含む特性）を考慮すると、ωとi*及びTLとの関係
は次式により表される。
ここで、Gci＝１とすれば、前記（５）式は となり、理想的な特性を持つことになる。
しかし、実際にはGciは動特性を持つので、前記
（５）式の（1/Gci−１）Js/Ktの項ではＪあるいはKtの
変動の影響が表れる。
（５）式の（1/Gci−１）Js/Ktの項ではＪあるいはKtの
変動の影響が表れる。
また、（1/Gci−１）TL/Ktの項ではTLの影響が出てし
まうことが理解される。
まうことが理解される。
無論、実電流ｉについても同様の事が予想され、この
結果、電流補償系の特性Gciがゆれや振動の原因となっ
てしまうのである。
結果、電流補償系の特性Gciがゆれや振動の原因となっ
てしまうのである。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は電流補償系の影響による電流変動、及び
それに基づくゆれ、振動を抑制することのできる外乱ト
ルク補償装置を提供することにある。
り、その目的は電流補償系の影響による電流変動、及び
それに基づくゆれ、振動を抑制することのできる外乱ト
ルク補償装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本出願の請求項１記載の
外乱トルク補償装置は、駆動電流供給系と、電流補償系
と、キャンセル部と、推定駆動トルク演算部（以下、ノ
ミナルトルク演算部という）と、速度検出部と、加速度
演算部と、外乱トルク演算部と、外乱トルク／電流変換
部と、を含む。
外乱トルク補償装置は、駆動電流供給系と、電流補償系
と、キャンセル部と、推定駆動トルク演算部（以下、ノ
ミナルトルク演算部という）と、速度検出部と、加速度
演算部と、外乱トルク演算部と、外乱トルク／電流変換
部と、を含む。
そして、前記駆動電流供給系は、駆動電流を駆動部に
供給する。
供給する。
前記電流補償系は、前記駆動部に供給される実駆動電
流を検出する電流検出部と、前記電流検出部の出力する
実駆動電流を目標電流値と一致させるように駆動電流出
力を調整する電流補償部と、を有する。
流を検出する電流検出部と、前記電流検出部の出力する
実駆動電流を目標電流値と一致させるように駆動電流出
力を調整する電流補償部と、を有する。
前記キャンセル部は、前記電流検出部と電流補償部と
の間に設けられ、前記電流検出部による検出電流値に付
加された電流補償系の電流補償特性Gciに対し、特性1/G
ciを加えてキャンセルする。
の間に設けられ、前記電流検出部による検出電流値に付
加された電流補償系の電流補償特性Gciに対し、特性1/G
ciを加えてキャンセルする。
前記推定駆動トルク演算部は、前記キャンセル部の出
力電流値より推定駆動トルク（以下、ノミナルトルクと
いう）を演算する。
力電流値より推定駆動トルク（以下、ノミナルトルクと
いう）を演算する。
前記速度検出部は、駆動部の駆動速度を検出する。
前記加速度演算部は、前記駆動部の駆動速度を微分
し、演算加速度（以下、ノミナル加速度という）を演算
する。
し、演算加速度（以下、ノミナル加速度という）を演算
する。
前記外乱トルク演算部は、前記演算加速度から得られ
るトルクと、前記推定駆動トルクとの差値より外乱トル
クを演算する。
るトルクと、前記推定駆動トルクとの差値より外乱トル
クを演算する。
前記外乱トルク／電流変換部は、前記外乱トルク量を
電流値に変換する。
電流値に変換する。
また、本出願の請求項２記載の外乱トルク補償装置
は、前記駆動電流供給系と電流補償系の接続点より電流
を検出する電流検出部を備えたことを特徴とする。
は、前記駆動電流供給系と電流補償系の接続点より電流
を検出する電流検出部を備えたことを特徴とする。
［作用］ 本発明にかかる外乱トルク補償装置は前述した手段を
有するので、速度検出部で検出された駆動速度は加速度
演算部で微分され、ノミナル加速度が得られる。
有するので、速度検出部で検出された駆動速度は加速度
演算部で微分され、ノミナル加速度が得られる。
一方、駆動電流供給系は電流補償系を介して駆動部に
駆動電流を供給しており、その供給電流を電流検出部に
より検出している。しかし、電流検出部により検出され
た電流値はそのままノミナルトルク演算部に送られるの
ではなく、キャンセル部を介する。ここで、キャンセル
部では前記電流補償系で付加される特性の逆特性を前記
検出電流値に付加する。
駆動電流を供給しており、その供給電流を電流検出部に
より検出している。しかし、電流検出部により検出され
た電流値はそのままノミナルトルク演算部に送られるの
ではなく、キャンセル部を介する。ここで、キャンセル
部では前記電流補償系で付加される特性の逆特性を前記
検出電流値に付加する。
このため、外乱トルク補償系から電流補償系の影響が
除外され、駆動電流の微細な波、及び駆動部のゆれ、振
動が抑制される。
除外され、駆動電流の微細な波、及び駆動部のゆれ、振
動が抑制される。
一方、本出願の請求項２記載の外乱トルク補償装置に
よれば、駆動電流供給系と電流補償系の間から電流検出
をおこなっているので、外乱トルク補償系に電流補償系
の影響が介入しない。この結果、前記請求項１記載の発
明と同様に駆動電流の微細な波、駆動部のゆれ、振動を
抑制することが可能となる。
よれば、駆動電流供給系と電流補償系の間から電流検出
をおこなっているので、外乱トルク補償系に電流補償系
の影響が介入しない。この結果、前記請求項１記載の発
明と同様に駆動電流の微細な波、駆動部のゆれ、振動を
抑制することが可能となる。
［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明す
る。
る。
第１図には本発明にかかる外乱トルク補償装置の概略
構成を示すブロック線図が示されており、前記第８図と
対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略す
る。
構成を示すブロック線図が示されており、前記第８図と
対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略す
る。
同図に示す駆動装置は、前記第８図と同様、駆動部を
構成するDCモータ118の駆動力をボールネジ等を介して
伝達する駆動力伝達部116と、該駆動力伝達部116より駆
動力を伝達され所定の運動を行なう可動部112と、を含
む。
構成するDCモータ118の駆動力をボールネジ等を介して
伝達する駆動力伝達部116と、該駆動力伝達部116より駆
動力を伝達され所定の運動を行なう可動部112と、を含
む。
そして、電流補償器134、ドライバ136、電流検出部13
8、加え合せ点132で形成されるループで電流補償系146
を構成している。なお、前記第９図において逆起電圧eb
の補償は電流補償系146で一括しておこなっている（こ
の際の電流補償系の特性はGciとする）。
8、加え合せ点132で形成されるループで電流補償系146
を構成している。なお、前記第９図において逆起電圧eb
の補償は電流補償系146で一括しておこなっている（こ
の際の電流補償系の特性はGciとする）。
そして、外乱トルクの発生、あるいは可動部112の負
荷の変動に対応するため、以下のような外乱トルク補償
系を備えている。
荷の変動に対応するため、以下のような外乱トルク補償
系を備えている。
すなわち、本実施例においては電流検出部138に加
え、ノミナルトルク演算部148と、加速度演算部として
の微分器150と、ノイズ除去フィルタ152と、外乱トルク
演算部154と、外乱トルク／電流変換部156と、を備え
る。
え、ノミナルトルク演算部148と、加速度演算部として
の微分器150と、ノイズ除去フィルタ152と、外乱トルク
演算部154と、外乱トルク／電流変換部156と、を備え
る。
そして、前記ノミナルトルク演算部148は、電流検出
部138よりDCモータ118への供給電流の検出結果を入力
し、該検出電流値よりノミナルトルク値を演算する。
部138よりDCモータ118への供給電流の検出結果を入力
し、該検出電流値よりノミナルトルク値を演算する。
一方、微分器150は、タコメータ140よりモータ118の
回転角速度ωを入力し、その速度値を微分して加速度値
を演算する。
回転角速度ωを入力し、その速度値を微分して加速度値
を演算する。
ノイズ除去フィルタ152は微分器150の出力端に接続さ
れ、該微分器150の微分作用により生ずるノイズを除去
する。
れ、該微分器150の微分作用により生ずるノイズを除去
する。
また、外乱トルク演算部154は加え合わせ点よりな
り、前記フィルタ152からの出力を＋入力し、ノミナル
トルク演算部148の出力を−入力する。
り、前記フィルタ152からの出力を＋入力し、ノミナル
トルク演算部148の出力を−入力する。
その加え合わせ結果は、電流変換部156に入力され、
外乱トルク／電流変換されて前記加え合わせ点132に−
入力される。
外乱トルク／電流変換されて前記加え合わせ点132に−
入力される。
本発明において特徴的なことは、電流補償系の影響に
基づく電流変動、ゆれ、振動を抑制するため、電流検出
部138とノミナルトルク演算部148の間にキャンセル部15
8を設けたことである。
基づく電流変動、ゆれ、振動を抑制するため、電流検出
部138とノミナルトルク演算部148の間にキャンセル部15
8を設けたことである。
ここで、キャンセル部158は、電流補償系146の特性Gc
iの逆特性1/Gciを有している。このため、ノミナルトル
ク演算部148に入力される電流値は電流補償系146の影響
が除去されたものとなる。
iの逆特性1/Gciを有している。このため、ノミナルトル
ク演算部148に入力される電流値は電流補償系146の影響
が除去されたものとなる。
また、本実施例においては、インパルス電流の発生を
回避するため、速度補償器130と加え合わせ点132の間
に、ノイズ除去フィルタ152と同じ時定数τのインパル
ス電流回避フィルタ158を挿入している。
回避するため、速度補償器130と加え合わせ点132の間
に、ノイズ除去フィルタ152と同じ時定数τのインパル
ス電流回避フィルタ158を挿入している。
次に、第２図を参照しつつ本発明の作用について説明
する。第２図には、第１図に示したブロック線図の物理
系が示されている。
する。第２図には、第１図に示したブロック線図の物理
系が示されている。
同図より明らかなように、基本的な構成は前記第６図
と同様である。
と同様である。
しかしながら、本実施例においては前記第１図からも
明らかなようにキャンセル部158を備えているので、検
出された電流ｉは特性1/Gciがかけられ、ノミナルトル
クの演算の際には電流補償系146の特性Gciによる影響が
キャンセルされる。
明らかなようにキャンセル部158を備えているので、検
出された電流ｉは特性1/Gciがかけられ、ノミナルトル
クの演算の際には電流補償系146の特性Gciによる影響が
キャンセルされる。
従って、本実施例にかかる外乱トルク補償系によれ
ば、電流補償系の特性Gciに基づくゆれや振動を確実に
抑制することができる。
ば、電流補償系の特性Gciに基づくゆれや振動を確実に
抑制することができる。
なお、本実施例ではインパルス電流回避フィルタ160
を挿入しているため、第２図において目標電流値i*は、
1/（１＋τｓ）のフィルタにかかる。
を挿入しているため、第２図において目標電流値i*は、
1/（１＋τｓ）のフィルタにかかる。
この結果次のような利点を得ることができる。
前述したように、実際の外乱トルクオブザーバの実現
形態では、第１図に示す、フィルタ152を加える必要が
ある。
形態では、第１図に示す、フィルタ152を加える必要が
ある。
即ち、回転角速度ωを検出した後、それをトルクレベ
ルに変換するため微分演算子ｓで加速度を求めている。
ルに変換するため微分演算子ｓで加速度を求めている。
ところが、微分処理は通常ノイズが多いためフィルタ
を用いなければならない。
を用いなければならない。
従って、前記第２図においてτ・ｓが付加され、微分
処理は全体として次式により行なわれることとなる。
処理は全体として次式により行なわれることとなる。
尚、τはフィルタの時定数である。
この結果、実現形態では、電機子電流ｉおよび回転角
速度ωはそれぞれ次式により表される。
速度ωはそれぞれ次式により表される。
このため、τ・ｓの微分項の影響で、電流目標値i*に
ステップ状の命令が加えられた時には実電流としてイン
パルス状の電流を必要とすることとなる。
ステップ状の命令が加えられた時には実電流としてイン
パルス状の電流を必要とすることとなる。
これは、物理的には、瞬時に無限大の電流を流すこと
を意味し、電流供給系に極めて大きな負荷を加えてしま
う。
を意味し、電流供給系に極めて大きな負荷を加えてしま
う。
そこで、本実施例においてはインパルス電流回避フィ
ルタ160を設置しているのである。
ルタ160を設置しているのである。
この結果、前記式（８），（９）は次式のように変換
される。
される。
以上のように、実電流ｉは微分項τｓの影響を受け
ず、目標電流値i*ステップ状の命令が加えられた時にも
実電流ｉとしてインパルス状の電流を必要としない。
ず、目標電流値i*ステップ状の命令が加えられた時にも
実電流ｉとしてインパルス状の電流を必要としない。
しかも、ω−i*の関係も理想状態となり、極めて優れ
た負荷無反応性を担持している。
た負荷無反応性を担持している。
第３図には本発明の第二実施例にかかる外乱トルク補
償装置のブロック線図が示さされており、前記第１図と
対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略す
る。
償装置のブロック線図が示さされており、前記第１図と
対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略す
る。
本実施例において特徴的なことは、前記第一実施例の
ようにキャンセル部を設けるのではなく、ノミナルトル
ク演算部248に入力するための電流値を検出する第一電
流検出部262を電流補償系246の前に設けたことである。
ようにキャンセル部を設けるのではなく、ノミナルトル
ク演算部248に入力するための電流値を検出する第一電
流検出部262を電流補償系246の前に設けたことである。
尚、電流補償系246には電流補償用の第二電流検出部2
38が設けられている。
38が設けられている。
以上のように構成された外乱トルク補償装置の物理系
が第４図に示されている。
が第４図に示されている。
同図より明らかなように、ノミナルトルク演算には電
流補償系の特性Gciの影響が全く介在せず、前記第１実
施例と同様の安定した電流特性を得、駆動部のゆれ、振
動の抑制をおこなうことができる。
流補償系の特性Gciの影響が全く介在せず、前記第１実
施例と同様の安定した電流特性を得、駆動部のゆれ、振
動の抑制をおこなうことができる。
次に第５図及び第６図を参照して、本実施例にかかる
外乱トルク補償装置の効果について説明する。
外乱トルク補償装置の効果について説明する。
第５図は前記キャンセル部を備えない従来装置におい
て一定周期で外乱トルク（図中破線で示す）を与えつつ
駆動装置を起動させた場合の実電流ｉと角速度ωの関係
を示している。
て一定周期で外乱トルク（図中破線で示す）を与えつつ
駆動装置を起動させた場合の実電流ｉと角速度ωの関係
を示している。
また、第６図は第二実施例のようにノミナルトルク演
算部248に入力するための電流値を電流補償系246の前か
ら検出した装置において、前記第５図と同じ条件での実
電流ｉと角速度ωの関係を示している。
算部248に入力するための電流値を電流補償系246の前か
ら検出した装置において、前記第５図と同じ条件での実
電流ｉと角速度ωの関係を示している。
第５図より明らかなように、キャンセル部158を備え
ない場合には実電流ｉは電流補償系の影響を受けて微細
な波を描き、その傾向は外乱トルクを補償する度毎に発
生する。また角速度ωも微細なゆれ、振動を示してお
り、正確且つ安定な駆動状態が得られていないことが理
解される。
ない場合には実電流ｉは電流補償系の影響を受けて微細
な波を描き、その傾向は外乱トルクを補償する度毎に発
生する。また角速度ωも微細なゆれ、振動を示してお
り、正確且つ安定な駆動状態が得られていないことが理
解される。
一方、第６図では電流ｉは外乱トルクに応じた増減は
示しているものの、前記第５図に見られるような微細な
波は描いていない。むろん、角速度ωもなめらかなカー
ブで一定線に達しており、その後のゆれ、振動も極めて
少ない。
示しているものの、前記第５図に見られるような微細な
波は描いていない。むろん、角速度ωもなめらかなカー
ブで一定線に達しており、その後のゆれ、振動も極めて
少ない。
以上のように本実施例にかかる外乱トルク補償装置に
よれば、外乱トルクの印加にも関わらず、一定の駆動状
態を安定して得ることができ、良好な負荷無反応性を達
成することができる。特に本実施例にかかる装置によれ
ば、応答性が良好であり、振動等を時間遅れなく抑制す
ることができる。
よれば、外乱トルクの印加にも関わらず、一定の駆動状
態を安定して得ることができ、良好な負荷無反応性を達
成することができる。特に本実施例にかかる装置によれ
ば、応答性が良好であり、振動等を時間遅れなく抑制す
ることができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本出願の請求項１記載の発明に
かかる外乱トルク補償装置によれば、検出電流に前記電
流補償系の電流補償特性をキャンセルするキャンセル部
を備え、前記キャンセル部の出力電流値よりノミナルト
ルクを演算することとしたので、電流補償系の特性に基
づく駆動部のゆれ、振動を抑制することができる。
かかる外乱トルク補償装置によれば、検出電流に前記電
流補償系の電流補償特性をキャンセルするキャンセル部
を備え、前記キャンセル部の出力電流値よりノミナルト
ルクを演算することとしたので、電流補償系の特性に基
づく駆動部のゆれ、振動を抑制することができる。
また、本出願の請求項２記載の発明にかかる外乱トル
ク補償装置によれば、駆動電流供給系と電流補償系の接
続点より電流を検出し、その検出電流値よりノミナルト
ルクを演算することとしたので、簡易な構成で、電流補
償系の特性に基づく駆動部のゆれ、振動を時間遅れなく
抑制することができる。
ク補償装置によれば、駆動電流供給系と電流補償系の接
続点より電流を検出し、その検出電流値よりノミナルト
ルクを演算することとしたので、簡易な構成で、電流補
償系の特性に基づく駆動部のゆれ、振動を時間遅れなく
抑制することができる。
第１図は本発明の一実施例にかかる外乱トルク補償装置
の構成を示すブロック線図、 第２図は第１図に示した外乱トルク補償装置の物理系の
説明図、 第３図は本発明の第二実施例にかかる外乱トルク補償装
置の構成を示すブロック線図、 第４図は第３図に示した外乱トルク補償装置の物理系の
説明図、 第５図は第１図に示した外乱トルク補償装置においてキ
ャンセル部を設けない場合の、外乱トルク、電流値、角
速度の関係を示す説明図、 第６図は第３図に示した外乱トルク補償装置の外乱トル
ク、電流値、角速度の関係を示す説明図、 第７図は一般的な駆動装置の説明図、 第８図は一般的な駆動装置のフィードバック補償系をし
めすブロック線図、 第９図は第８図に示した駆動装置の物理系の要部説明
図、 第10図は理想的な外乱トルク補償系の説明図である。 18,118,218…モータ（駆動部） 146,246…電流補償系 148,248…ノミナルトルク演算部 150,250…微分器（加速度演算部） 154,254…外乱トルク演算部 156,256…外乱トルク／電流変換部 158…キャンセル部 138,262…電流検出部
の構成を示すブロック線図、 第２図は第１図に示した外乱トルク補償装置の物理系の
説明図、 第３図は本発明の第二実施例にかかる外乱トルク補償装
置の構成を示すブロック線図、 第４図は第３図に示した外乱トルク補償装置の物理系の
説明図、 第５図は第１図に示した外乱トルク補償装置においてキ
ャンセル部を設けない場合の、外乱トルク、電流値、角
速度の関係を示す説明図、 第６図は第３図に示した外乱トルク補償装置の外乱トル
ク、電流値、角速度の関係を示す説明図、 第７図は一般的な駆動装置の説明図、 第８図は一般的な駆動装置のフィードバック補償系をし
めすブロック線図、 第９図は第８図に示した駆動装置の物理系の要部説明
図、 第10図は理想的な外乱トルク補償系の説明図である。 18,118,218…モータ（駆動部） 146,246…電流補償系 148,248…ノミナルトルク演算部 150,250…微分器（加速度演算部） 154,254…外乱トルク演算部 156,256…外乱トルク／電流変換部 158…キャンセル部 138,262…電流検出部
Claims (2)
- 【請求項１】駆動電流を駆動部に供給する駆動電流供給
系と、 前記駆動部に供給される実駆動電流を検出する電流検出
部と、前記電流検出部の出力する実駆動電流を目標電流
値と一致させるように駆動電流出力を調整する電流補償
部と、を有する電流補償系と、 を有し、所定の駆動電流を入力して駆動する駆動装置の
外乱トルク補償装置において、 前記電流検出部と電流補償部との間に設けられ、前記電
流検出部による検出電流値に付加された電流補償系の電
流補償特性Gciに対し、特性1/Gciを加えてキャンセルす
るキャンセル部と、 前記キャンセル部の出力電流値より推定駆動トルクを演
算する推定駆動トルク演算部と、 駆動部の駆動速度を検出する速度検出部と、 前記駆動部の駆動速度を微分し、演算加速度を演算する
加速度演算部と、 前記演算加速度から得られるトルクと、前記推定駆動ト
ルクとの差値より外乱トルクを演算する外乱トルク演算
部と、 前記外乱トルク量を電流値に変換する外乱トルク／電流
変換部と、 を含むことを特徴とする外乱トルク補償装置。 - 【請求項２】駆動電流を駆動部に供給する駆動電流供給
系と、 前記駆動部に供給される実駆動電流を検出し、目標電流
値へとフィードバック補償する電流補償系と、 を有し、所定の駆動電流を入力して駆動する駆動装置の
外乱トルク補償装置において、 前記駆動電流供給系と電流補償系との接続点より電流を
検出する電流検出部と、 前記電流検出部の検出電流値より推定駆動トルクを演算
する推定駆動トルク演算部と、 駆動部の駆動速度を検出する速度検出部と、 前記駆動部の駆動速度を微分し、演算加速度を演算する
加速度演算部と、 前記演算加速度から得られるトルクと、前記推定駆動ト
ルクとの差値より外乱トルクを演算する外乱トルク演算
部と、 前記外乱トルク量を電流値に変換する外乱トルク／電流
変換部と、 を含むことを特徴とする外乱トルク補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21813389A JPH087624B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 外乱トルク補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21813389A JPH087624B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 外乱トルク補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380311A JPH0380311A (ja) | 1991-04-05 |
| JPH087624B2 true JPH087624B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=16715155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21813389A Expired - Fee Related JPH087624B2 (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | 外乱トルク補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087624B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04112690A (ja) * | 1990-09-03 | 1992-04-14 | Fanuc Ltd | サーボモータの制御方式 |
| JP2002366203A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-20 | Fujitsu Ltd | 外乱オブザーバプログラム、外乱オブザーバ方法および外乱オブブザーバ置 |
| JP6648592B2 (ja) * | 2016-03-25 | 2020-02-14 | 日本精工株式会社 | モータ制御装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置 |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP21813389A patent/JPH087624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0380311A (ja) | 1991-04-05 |
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