JPH09172793A - サーボモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーボモータの速度を検出するエンコーダの
出力パルス間隔の誤差の影響を低減して、推定速度によ
る速度制御の精度を高め、また、推定速度制御時に指令
速度が０でないのに停止したままとなる事態を防止す
る。 【解決手段】 速度算出部４によりエンコーダ２の出力
パルスからサーボモータ１の検出速度を算出し、推定負
荷トルク算出部６により電流検出器１１で検出したモー
タ電流と前記検出速度とから推定負荷トルクを前記出力
パルスの発生ごとに算出し、ｎ回平均部１２により前記
推定負荷トルクを前記出力パルスの発生ごとにｎ回平均
して平均推定負荷トルクを算出して更新し、速度制御部
９が所定制御周期で前記検出速度が速度指令になるよう
に速度制御して、前記速度制御周期区間で前記検出速度
を算出できないとき、推定速度算出部７により前記平均
推定負荷トルクと前記モータ電流とから推定速度を算出
し、その推定速度が前記速度指令になるように速度制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルサーボ制
御装置などのサーボモータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来のサーボモータ制御装置につ
いて説明する。サーボモータ制御装置では、速度制御周
期ごとにサーボモータの速度を検出し、それをフィード
バックすることで速度を制御している。エンコーダを備
えたサーボモータでは、速度制御周期ごとのエンコーダ
の出力パルス数を計測することにより速度を検出する。
また、エンコーダの出力パルス（以下、出力パルスと称
す）が速度制御周期ごとには得られないような低速にお
いては、出力パルスの時間間隔値の逆数として速度を求
める。また、このような低速における速度制御では、出
力パルスが得られた速度制御区間ではそれから求めた速
度を用い、出力パルスが得られない速度制御区間では前
の速度制御区間で用いた値を用いる。しかし、このよう
な手段においてパルス数の少ないエンコーダを用いた場
合、低速時において速度のサンプリング遅れ時間が大き
くなり、制御系が不安定となる。そこで、低速で出力パ
ルスが得られない速度制御区間では速度を推定して用い
る手段がある。

【０００３】図９は推定速度を算出する手段を備えたサ
ーボモータ制御装置の一例の構成を示すブロック図であ
る。図において、１はサーボモータ、２はサーボモータ
１の回転速度に比例した個数のパルス列を出力するエン
コーダ、３は前記パルス列を４逓倍する４逓倍回路、４
は４逓倍したパルス列からサーボモータ１の速度を算出
する速度算出部、６は負荷トルクを推定する推定負荷ト
ルク算出部、７は速度を推定する推定速度算出部、８は
速度制御周期ごとに速度算出部４の出力または推定速度
算出部７の出力を切り換え選択し、それを速度フィード
バック信号として速度制御部９へ帰還する選択スイッチ
で、４逓倍回路３から出力パルスが発生する場合は速度
算出部４の出力を選択し、そうでない場合は推定速度算
出部７の出力を選択する。９は外部から指示された指令
速度と、選択スイッチ８を介してフィードバックされた
検出速度または推定速度との差異に対応してサーボモー
タ１の電流値を指令する速度制御部、１０は電流検出器
１１で検出したサーボモータ１の検出電流と前記電流指
令値との差異に対応して電流値を制御する電流制御部で
ある。

【０００４】上記構成において、速度制御部９にはエン
コーダ２のパルス出力に基づいて算出した検出速度また
は推定速度算出部７で算出した推定速度のいづれかがフ
ィードバックされ、速度指令との差異がなくなるように
電流値を指令し、電流制御部１０は電流検出器１１で検
出したサーボモータ１の検出電流が前記電流指令値との
差異がなくなるように電流を制御することにより、サー
ボモータ１の速度が速度指令値になるように制御され
る。このとき、速度制御区間でエンコーダ２の出力パル
スにより速度が検出できないときには、推定負荷トルク
算出部６と推定速度算出部７とにより推定速度を算出
し、その推定速度を選択スイッチ８を介してフィードバ
ックして速度制御する。

【０００５】以下、推定トルクの算出原理について説明
する。まず、推定負荷トルク算出手段について説明す
る。推定負荷トルク算出部６は、エンコーダ２の出力パ
ルスにより速度が検出できるときに負荷トルクを推定
し、出力パルスが得られないときに備えて常に推定負荷
トルク値を更新しながら保持している。この推定負荷ト
ルクは、サーボモータ１が発生する発生トルクから加速
トルクを差し引いたものを負荷トルクとして算出する。
前記発生トルクは、出力パルスの時点または、２つの出
力パルスの間の所定の時点における電流検出器１１の検
出電流値から求める。また、加速トルクは、エンコーダ
２の出力パルスが得られたときにわかるサーボモータ１
の速度の差分を出力パルスの間隔時間で除算し、それに
サーボモータ１の慣性モーメントと負荷の慣性モーメン
トとを合計した慣性モーメント値を乗算して求める。推
定負荷トルク算出部６は出力パルスが得られないときは
作動せず、最後に推定した推定負荷トルク値を保持す
る。なお、推定負荷トルクを求める他の方法として、サ
ーボモータの速度と発生トルクから負荷トルクを推定す
る状態推定器を用いる方法もある。

【０００６】つぎに、推定速度算出部７の速度推定動作
について説明する。この速度推定は上記負荷トルク推定
の逆に相当する。すなわち、サーボモータ１の発生トル
クから、前記推定負荷トルク算出部６で出力パルスが得
られていたときに算出した推定負荷トルクを差し引いた
ものが加速トルクであるとし、この加速トルクを上記の
合計慣性モーメントで除算して速度制御周期間の速度変
化量、すなわち加速度量を求め、最後に出力パルスが得
られたときにわかる実速度を初期値として、それに前記
加速度量を速度制御区間ごとに順次に積算していくこと
で、それ以降の出力パルスの得られない速度制御区間に
おける速度を推定する。なお、エンコーダ２から出力パ
ルスが得られるようになれば、再度、検出速度で制御す
ればよい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の推定
速度を用いる手段では、速度の推定誤差を小さくするた
めに、推定負荷トルクの誤差をできるだけ小さく抑える
必要がある。そのためには、推定負荷トルク算出部に入
力するモータの速度の精度、および発生トルクの精度が
十分に高いことが必要である。

【０００８】ところが、モータの速度検出に用いるエン
コーダには、パルス間隔誤差のあることが多く、その場
合、推定負荷トルク算出部６に入力するモータの速度に
は誤差が含まれることになる。そのために、推定負荷ト
ルクに誤差が発生し、速度推定精度が悪化し、低速時の
速度制御を安定にすることができなくなる。

【０００９】また、エンコーダ２の出力パルスが得られ
なくて前記推定速度を用いて制御しているとき、実際の
負荷トルクが変化してサーボモータ１が停止してしまう
場合があり、このとき、サーボモータ１は停止している
にも拘らず推定速度算出部７は停止直前の推定速度を出
力しており、指令速度がその推定速度に一致していると
速度制御部９は速度指令に対応した速度制御ができてい
るとして停止前の電流指令を出力し続け、その電流指令
は停止したサーボモータ１の起動電流値より小さいので
再起動に至らず、停止したままで見かけ上の平衡状態に
なり、速度指令が０でないのにモータが停止したままと
なってしまう場合がある。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するもので、エ
ンコーダパルス間隔誤差があってもモータの速度を精度
よく推定して低速時の速度制御を安定化できるととも
に、推定速度を用いて速度制御する場合、指令速度が０
でないのにモータが停止してしまうことのないサーボモ
ータ制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、サーボモータに設けたエンコーダの出力パルスから
前記サーボモータの速度を検出速度として算出する速度
算出手段と、前記検出速度と前記サーボモータの電流値
とにより推定負荷トルクを前記出力パルスの発生ごとに
算出する推定負荷トルク算出手段と、前記出力パルスの
発生ごとに前記推定負荷トルクをｎ回平均演算して平均
推定負荷トルクを算出するｎ回平均手段と、前記平均推
定負荷トルクと前記電流値とにより前記サーボモータの
推定速度を算出する推定速度算出手段と、外部からの速
度指令に対応して前記サーボモータを所定制御周期で速
度制御する速度制御手段とを備え、前記制御周期区間内
で前記検出速度が算出できる場合、前記速度制御手段に
より前記検出速度が前記速度指令になるように前記サー
ボモータを速度制御するとともに前記推定負荷トルク算
出手段と前記ｎ回平均部とにより平均推定負荷トルクを
算出して更新し、前記制御区間内で前記検出速度が算出
できない場合、前記推定速度算出手段により前記平均推
定負荷トルクから推定速度を算出し、前記速度制御手段
は前記推定速度が前記速度指令になるように前記サーボ
モータを速度制御するサーボモータ制御装置である。

【００１２】これにより、エンコーダの出力パルスの時
間間隔誤差を低減して速度制御精度を向上させることが
できる。

【００１３】請求項３に係わる本発明は、サーボモータ
に設けたエンコーダの出力パルスから前記サーボモータ
の速度を検出速度として前記出力パルスの発生ごとに算
出する速度算出手段と、前記検出速度を前記出力パルス
の発生ごとにｎ回平均演算して平均検出速度を算出する
ｎ回平均手段と、前記ｎ回平均検出速度と前記サーボモ
ータの電流値とにより推定負荷トルクを算出する推定負
荷トルク算出手段と、前記推定負荷トルクと前記電流値
とにより前記サーボモータの推定速度を算出する推定速
度算出手段と、外部からの速度指令に対応して前記サー
ボモータを所定制御周期で速度制御する速度制御手段と
を備え、前記制御周期区間内で前記検出速度が算出でき
る場合、前記速度制御手段により前記検出速度が前記速
度指令になるように前記サーボモータを速度制御すると
ともに前記ｎ回平均部と前記推定負荷トルク算出手段と
により推定負荷トルクを算出して更新し、前記制御区間
内で前記検出速度が算出できない場合、前記推定速度算
出手段により前記推定負荷トルクから推定速度を算出
し、前記速度制御手段は前記推定速度が前記速度指令に
なるように前記サーボモータを速度制御するサーボモー
タ制御装置である。

【００１４】これにより、エンコーダの出力パルスの時
間間隔誤差を低減して速度制御精度を向上させることが
できる。

【００１５】請求項５に係わる本発明は、サーボモータ
に設けたエンコーダの出力パルスから前記サーボモータ
の速度を検出速度として算出する速度算出手段と、前記
出力パルスがｎ回発生するごとに、前記検出速度と前記
サーボモータの電流値とにより推定負荷トルクを算出す
る推定負荷トルク算出手段と、前記推定負荷トルクと前
記電流値とにより前記サーボモータの推定速度を算出す
る推定速度算出手段と、外部からの速度指令に対応して
前記サーボモータを所定制御周期で速度制御する速度制
御手段とを備え、前記制御周期区間内で前記検出速度が
算出できる場合、前記速度制御手段により前記検出速度
が前記速度指令になるように前記サーボモータを速度制
御するとともに推定負荷トルク算出手段により推定負荷
トルクを算出して更新し、前記制御区間内で前記検出速
度が算出できない場合、前記推定速度算出手段により前
記推定負荷トルクから推定速度を算出し、前記速度制御
手段は前記推定速度が前記速度指令になるように前記サ
ーボモータを速度制御するサーボモータ制御装置であ
る。

【００１６】これにより、エンコーダの出力パルスの時
間間隔誤差を低減して速度制御精度を向上させることが
できる。

【００１７】請求項７に係わる本発明は、サーボモータ
に設けたエンコーダの出力パルスから前記サーボモータ
の速度を検出速度として算出する速度算出手段と、前記
検出速度と前記サーボモータの電流値とにより推定負荷
トルクを算出する推定トルク算出手段と、前記推定負荷
トルクと前記電流値とにより推定速度を算出する手段
と、外部からの速度指令に対応して前記サーボモータを
所定制御周期で速度制御する速度制御手段と、前記出力
パルスを監視し、速度指令が０でないときに所定時内に
前記出力パルスを検出できないときに前記推定速度算出
手段の推定速度出力を強制的に０に設定する速度補正手
段とを備え、前記制御周期区間内で前記検出速度が算出
できる場合、前記速度制御手段により前記検出速度が前
記速度指令になるように前記サーボモータを速度制御す
るとともに推定負荷トルク算出手段により推定負荷トル
クを算出して更新し、前記制御区間内で前記検出速度が
算出できない場合、前記推定速度算出手段により前記推
定負荷トルクから推定速度を算出し、前記速度制御手段
は前記推定速度が前記速度指令になるように前記サーボ
モータを速度制御するサーボモータ制御装置である。

【００１８】これにより、推定速度により速度制御中に
サーボモータが停止したとき、速度指令が０でないのに
サーボモータが停止したままとなる事態を防止すること
ができる。また、請求項８に係わる本発明は、エンコー
ダの出力パルスを監視し、速度指令が０でないときに所
定時間内に出力パルスを検出できないときに推定速度算
出手段の推定速度出力を強制的に０に設定する速度補正
手段を備えた請求項１ないし請求項６のいずれかに係わ
るサーボモータ制御装置である。

【００１９】これにより、エンコーダの出力パルスの時
間間隔誤差を低減して速度制御精度をよくしながら、推
定速度により速度制御中にサーボモータが停止したと
き、速度指令が０でないのにサーボモータが停止したま
まとなる事態を防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明は、サー
ボモータに設けたエンコーダの出力パルスから前記サー
ボモータの速度を検出速度として算出する速度算出手段
と、前記検出速度と前記サーボモータの電流値とにより
推定負荷トルクを前記出力パルスの発生ごとに算出する
推定負荷トルク算出手段と、前記出力パルスの発生ごと
に前記推定負荷トルクをｎ回平均演算して平均推定負荷
トルクを算出するｎ回平均手段と、前記平均推定負荷ト
ルクと前記電流値とにより前記サーボモータの推定速度
を算出する推定速度算出手段と、外部からの速度指令に
対応して前記サーボモータを所定制御周期で速度制御す
る速度制御手段とを備え、前記制御周期区間内で前記検
出速度が算出できる場合、前記速度制御手段により前記
検出速度が前記速度指令になるように前記サーボモータ
を速度制御するとともに前記推定負荷トルク算出手段と
前記ｎ回平均部とにより平均推定負荷トルクを算出して
更新し、前記制御区間内で前記検出速度が算出できない
場合、前記推定速度算出手段により前記平均推定負荷ト
ルクから推定速度を算出し、前記速度制御手段は前記推
定速度が前記速度指令になるように前記サーボモータを
速度制御するサーボモータ制御装置であり、また、請求
項２に記載の本発明は、ｎ回平均手段がｎ＝４として４
回平均演算するようにした請求項１記載のサーボモータ
制御装置であり、また、請求項３に記載の本発明は、サ
ーボモータに設けたエンコーダの出力パルスから前記サ
ーボモータの速度を検出速度として前記出力パルスの発
生ごとに算出する速度算出手段と、前記検出速度を前記
出力パルスの発生ごとにｎ回平均演算して平均検出速度
を算出するｎ回平均手段と、前記ｎ回平均検出速度と前
記サーボモータの電流値とにより推定負荷トルクを算出
する推定負荷トルク算出手段と、前記推定負荷トルクと
前記電流値とにより前記サーボモータの推定速度を算出
する推定速度算出手段と、外部からの速度指令に対応し
て前記サーボモータを所定制御周期で速度制御する速度
制御手段とを備え、前記制御周期区間内で前記検出速度
が算出できる場合、前記速度制御手段により前記検出速
度が前記速度指令になるように前記サーボモータを速度
制御するとともに前記ｎ回平均部と前記推定負荷トルク
算出手段とにより推定負荷トルクを算出して更新し、前
記制御区間内で前記検出速度が算出できない場合、前記
推定速度算出手段により前記推定負荷トルクから推定速
度を算出し、前記速度制御手段は前記推定速度が前記速
度指令になるように前記サーボモータを速度制御するサ
ーボモータ制御装置であり、また、請求項４に記載の本
発明は、ｎ回平均手段がｎ＝４として４回平均演算する
ようにした請求項３記載のサーボモータ制御装置であ
り、また、請求項５に記載の本発明は、サーボモータに
設けたエンコーダの出力パルスから前記サーボモータの
速度を検出速度として算出する速度算出手段と、前記出
力パルスがｎ回発生するごとに、前記検出速度と前記サ
ーボモータの電流値とにより推定負荷トルクを算出する
推定負荷トルク算出手段と、前記推定負荷トルクと前記
電流値とにより前記サーボモータの推定速度を算出する
推定速度算出手段と、外部からの速度指令に対応して前
記サーボモータを所定制御周期で速度制御する速度制御
手段とを備え、前記制御周期区間内で前記検出速度が算
出できる場合、前記速度制御手段により前記検出速度が
前記速度指令になるように前記サーボモータを速度制御
するとともに推定負荷トルク算出手段により推定負荷ト
ルクを算出して更新し、前記制御区間内で前記検出速度
が算出できない場合、前記推定速度算出手段により前記
推定負荷トルクから推定速度を算出し、前記速度制御手
段は前記推定速度が前記速度指令になるように前記サー
ボモータを速度制御するサーボモータ制御装置であり、
また、請求項６に記載の本発明は、推定負荷トルク算出
手段がｎ＝４としてエンコーダの出力パルスが４回発生
するごとに推定負荷トルクを演算算出するようにした請
求項５記載のサーボモータ制御装置であり、また、請求
項７に記載の本発明は、サーボモータに設けたエンコー
ダの出力パルスから前記サーボモータの速度を検出速度
として算出する速度算出手段と、前記検出速度と前記サ
ーボモータの電流値とにより推定負荷トルクを算出する
推定トルク算出手段と、前記推定負荷トルクと前記電流
値とにより推定速度を算出する手段と、外部からの速度
指令に対応して前記サーボモータを所定制御周期で速度
制御する速度制御手段と、前記出力パルスを監視し、速
度指令が０でないときに所定時内に前記出力パルスを検
出できないときに前記推定速度算出手段の推定速度出力
を強制的に０に設定する速度補正手段とを備え、前記制
御周期区間内で前記検出速度が算出できる場合、前記速
度制御手段により前記検出速度が前記速度指令になるよ
うに前記サーボモータを速度制御するとともに推定負荷
トルク算出手段により推定負荷トルクを算出して更新
し、前記制御区間内で前記検出速度が算出できない場
合、前記推定速度算出手段により前記推定負荷トルクか
ら推定速度を算出し、前記速度制御手段は前記推定速度
が前記速度指令になるように前記サーボモータを速度制
御するサーボモータ制御装置であり、また、請求項８に
記載の本発明は、エンコーダの出力パルスを監視し、速
度指令が０でないときに所定時間内に出力パルスを検出
できないときに推定速度算出手段の推定速度出力を強制
的に０に設定する速度補正手段を備えた請求項１ないし
請求項６のいずれかに記載のサーボモータ制御装置であ
る。

【００２１】以下、本発明の実施例について説明する。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明のサーボモータ制御装置の実
施例１について図面を参照しながら説明する。本実施例
１は請求項１ないし請求項２に係わる。

【００２３】図１は本実施例１における構成を示すブロ
ック図である。なお、図９に示した従来例と同じ構成要
素には同一番号を付与している。本実施例１のサーボモ
ータ制御装置が図９に示した従来例と異なる点は、推定
負荷トルク算出部６の出力をｎ回平均するｎ回平均部１
２を備えたことにある。

【００２４】上記構成においてその動作を説明する。推
定負荷トルク算出部６は、エンコーダ２から出力パルス
が発生するごとに推定負荷トルクを出するものとする。
すなわち、速度制御区間においてエンコーダ２から出力
パルスが得られるとき、速度算出部４は４逓倍回路３の
出力パルスからわかるサーボモータ１の検出速度を算出
し、推定速度算出部７は入力した検出速度の差分を出力
パルスの間隔時間で除算し、それにサーボモータ１の慣
性モーメントと負荷の慣性モーメントとを合計した慣性
モーメント値を乗算して加速トルクを算出し、電流検出
器１１の検出電流から算出する発生トルクから前記加速
トルクを減算して推定負荷トルクとする。なお、エンコ
ーダ２の出力パルスごとの推定負荷トルクを算出するた
めには、速度算出部４が前記出力パルスごとの速度を算
出して推定負荷トルク算出部６に与えればよい。

【００２５】ｎ回平均部１２はエンコーダ２から出力パ
ルスが発生するごとに、推定負荷トルク算出部６が算出
する推定負荷トルク値のｎ個について相加平均を行う。
なお、前記出力パルス発生ごとにｎ回平均するには、先
行ｎ個の推定負荷トルク値を用いて算出できる。推定負
荷トルク算出部６とｎ回平均部１２とは速度制御区間に
おいてエンコーダ２から出力パルスが得られる限り推定
負荷トルクをつねに算出して値を更新し、出力パルスが
得られないと、前回算出した推定負荷トルク値を保持し
ている。推定速度算出部７は速度制御区間でエンコーダ
の出力パルスが得られず、検出速度が得られないときに
は、従来例で説明したように、電流検出器１１の検出電
流から発生トルクを算出し、その発生トルクから上記推
定負荷トルクを減算して加速トルクを算出し、その加速
トルクから加速度を求め、最後の検出速度に積算して推
定速度を求める。

【００２６】このように推定負荷トルク算出部６が算出
する推定負荷トルク値をエンコーダ２の出力パルスごと
に求めて平均することにより、出力パルス間隔の誤差に
よる推定負荷トルク値の誤差が平均化により低減し、そ
の推定負荷トルクから算出する推定速度の精度も向上さ
せ、サーボモータの制御を安定化させることができる。

【００２７】図２はｎ回平均部１２を４回平均部５と
し、４回平均演算する場合の構成を示す。この場合、エ
ンコーダ２の出力パルスが速度制御区間で最低４個の場
合でも推定負荷トルクを算出することができる。

【００２８】なお、本実施例１では速度算出部４が４逓
倍回路３の出力パルスから速度を算出するように説明し
たが、エンコーダ２の出力パルスそのものから算出して
もよいことは言うまでもない。

【００２９】（実施例２）以下、本発明のサーボモータ
制御装置の実施例２について図面を参照しながら説明す
る。本実施例２は請求項３ないし請求項４に係わる。図
３は本実施例２における構成を示すブロック図である。
なお、図９に示した従来例と同じ構成要素には同一番号
を付与して説明を省略する。本実施例２が従来例と異な
る点は、速度算出部４で算出した検出速度をエンコーダ
２の出力パルスごとにｎ回平均するｎ回平均部１２を備
えたことにある。

【００３０】上記構成において、速度算出部４は速度制
御区間においてエンコーダ２の出力パルスが得るときに
４逓倍回路３のパルス間隔から検出速度を演算して出力
し、ｎ回平均部１２は速度算出部４で算出した検出速度
について、エンコーダ２の出力パルスごとにｎ回平均し
て平均検出速度を算出して推定負荷トルク算出部６に出
力する。推定負荷トルク算出部６は、連続する２つの平
均検出速度間の差分から加速度を求め、それにサーボモ
ータ１と負荷との合計慣性モーメントを乗算して推定負
荷トルクを算出する。以降の動作は実施例１と同様であ
る。

【００３１】このように検出速度についてエンコーダ２
の出力パルスごとにｎ回平均することにより、エンコー
ダ２のパルス間隔の誤差による検出速度の誤差を低減し
て推定慣性トルク値の精度をよくし、推定速度の精度を
よくすることができる。

【００３２】なお、図４はｎ回平均部１２を４回平均部
５とし、４回平均演算する場合の構成を示す。この場
合、速度制御区間で最低限８個のエンコーダ出力パルス
で推定速度を算出することができる。

【００３３】なお、本実施例２では、速度算出部４が４
逓倍回路３の出力パルスから速度を算出するように説明
したが、エンコーダ２の出力パルスそのものから算出し
てもよいことは言うまでもない。

【００３４】（実施例３）以下、本発明のサーボモータ
制御装置の実施例３について図面を参照しながら説明す
る。本実施例３は請求項５ないし請求項６に係わる。

【００３５】図５は本実施例３における構成を示すブロ
ック図である。なお、図９に示した従来例と同じ構成要
素には同一番号を付与して説明を省略する。本実施例３
が従来例と異なる点は、推定負荷トルク算出部６が、４
逓倍回路３の出力パルスがｎ回発生するごとに速度算出
部４の算出速度と電流検出器１１の出力とを取り込んで
推定負荷トルクを算出するようにしたことにある。

【００３６】上記構成においてその動作を説明する。速
度制御区間でエンコーダ２の出力パルスが得られると
き、速度算出部４は常にサーボモータ１の速度を算出し
ており、また、電流検出器１１は常にサーボモータ１の
電流値を検出している。このとき、推定負荷トルク算出
部６は、４逓倍回路３の出力パルスがｎ個ごとに、速度
算出部４の検出速度と電流検出器１１の検出電流とを入
力して推定負荷トルクを算出する。なお、推定負荷トル
ク算出部６は、速度入力がｎパルスごとになるので、加
速度算出にサンプリングレートを配慮する必要があるこ
とは言うまでもない。

【００３７】このように、エンコーダ２の出力パルスの
ｎ個ごとに推定負荷トルクを算出することにより、エン
コーダ２の出力パルスの個々のパルス間隔のばらつきの
影響が分散されて固定せず、推定負荷トルクの精度をよ
くし、推定速度の精度をよくすることができる。

【００３８】図４は推定負荷トルク算出部がｎ＝４とし
て算出する場合の構成を示すブロック図である。この場
合、速度制御区間で最低限２個のエンコーダ出力パルス
で推定速度を算出することができる。

【００３９】なお、本実施例３では、速度算出部４が４
逓倍回路３の出力パルスから速度を算出するように説明
したが、エンコーダ２の出力パルスそのものから算出し
てもよいことは言うまでもない。

【００４０】（実施例４）以下、本発明のサーボモータ
制御装置の実施例４について図面を参照しながら説明す
る。本実施例４は請求項７ないし請求項８に係わる。図
７は本実施例４における構成を示すブロック図である。
なお、図９に示した従来例と同じ構成要素には同一番号
を付与して説明を省略する。本実施例４が従来例と異な
る点は、速度指令が０でないとき所定時間にエンコーダ
２の出力パルスが発生しなければ推定速度算出部７の推
定速度を強制的に０にする速度補正部１７を備えたこと
にある。

【００４１】上記構成においてその動作を説明する。エ
ンコーダ２の出力パルスが速度制御区間で速度算出に十
分な個数を得られず、速度制御部９が推定速度算出部７
の推定速度で速度制御しているとき、速度補正部１７は
４逓倍回路３の出力パルスを監視しており、所定時間に
４逓倍回路３の出力パルスが検出されなかった場合は推
定速度算出部７の推定速度を強制的に０にする。

【００４２】このように、推定速度により速度制御して
いるときに、負荷変動などでサーボモータ１が停止した
とき、速度補正部１７は推定速度を強制的に０にするの
で、速度制御部９はサーボモータ１の速度を０と判断
し、速度指令との差異に対応して制御する。したがて、
速度指令が０でないにも拘らずサーボモータ１が停止し
たままとなる動作を防止することができる。

【００４３】図８は実施例１の構成に速度補正部１７を
設けた構成を示すブロック図である。この構成において
も速度補正部１７は上記と同様の動作により、速度指令
が０でないにも拘らずサーボモータ１が停止したままと
なる動作を防止する。

【００４４】なお、実施例２ないし実施例３に示した構
成に速度補正部１７を設けて同様の動作と効果とを得る
ことができる。

【００４５】また、本実施例４では、速度算出部４が４
逓倍回路３の出力パルスから速度を算出するように説明
したが、エンコーダ２の出力パルスそのものから算出し
てもよいことは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、エンコーダ２の出力パルス間隔に誤差があっても、
推定負荷トルクの誤差を低減することができるので、サ
ーボモータの速度を精度よく推定することができ、低速
時の速度制御を安定化することができる。

【００４７】また、推定速度を用いて速度制御する場合
において、サーボモータが停止しているにも拘らず速度
指令と推定速度とが一致しているときにサーボモータが
停止したままになる事態を回避し、指令速度が０でなに
のにモータが停止したまたとなるのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるサーボモータ速度制
御装置の構成を示すブロック図

【図２】本発明の実施例１のサーボモータ速度制御装置
におけるｎ＝４の場合の構成を示すブロック図

【図３】本発明の実施例２におけるサーボモータ速度制
御装置の構成を示すブロック図

【図４】本発明の実施例２のサーボモータ速度制御装置
におけるｎ＝４の場合の構成を示すブロック図

【図５】本発明の実施例３におけるサーボモータ速度制
御装置の構成を示すブロック図

【図６】本発明の実施例３のサーボモータ速度制御装置
におけるｎ＝４の場合の構成を示すブロック図

【図７】本発明の実施例４におけるサーボモータ速度制
御装置の構成を示すブロック図

【図８】本発明の実施例４におけるサーボモータ速度制
御装置の他の構成を示すブロック図

【図９】従来のサーボモータ速度制御装置の構成を示す
ブロック図

【符号の説明】

１ サーボモータ ２ エンコーダ ３ ４逓倍回路 ４ 速度算出部（速度算出手段） ５ ４回平均部 ６ 推定負荷トルク算出部（推定負荷トルク算出手段） ７ 推定速度算出部（推定速度算出手段） ８ 選択スイッチ ９ 速度制御部（速度制御手段） １０ 電流制御部（速度制御手段） １１ 電流検出器 １２ ｎ回平均部（ｎ回平均手段） １７ 速度補正部（速度補正手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 潔 新潟県長岡市学校町１丁目３番地４ 長岡 住宅５−101号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボモータに設けたエンコーダの出力
   パルスから前記サーボモータの速度を検出速度として算
   出する速度算出手段と、前記検出速度と前記サーボモー
   タの電流値とにより推定負荷トルクを前記出力パルスの
   発生ごとに算出する推定負荷トルク算出手段と、前記出
   力パルスの発生ごとに前記推定負荷トルクをｎ回平均演
   算して平均推定負荷トルクを算出するｎ回平均手段と、
   前記平均推定負荷トルクと前記電流値とにより前記サー
   ボモータの推定速度を算出する推定速度算出手段と、外
   部からの速度指令に対応して前記サーボモータを所定制
   御周期で速度制御する速度制御手段とを備え、前記制御
   周期区間内で前記検出速度が算出できる場合、前記速度
   制御手段により前記検出速度が前記速度指令になるよう
   に前記サーボモータを速度制御するとともに前記推定負
   荷トルク算出手段と前記ｎ回平均部とにより平均推定負
   荷トルクを算出して更新し、前記制御区間内で前記検出
   速度が算出できない場合、前記推定速度算出手段により
   前記平均推定負荷トルクから推定速度を算出し、前記速
   度制御手段は前記推定速度が前記速度指令になるように
   前記サーボモータを速度制御するサーボモータ制御装
   置。
2. 【請求項２】 ｎ回平均手段がｎ＝４として４回平均演
   算するようにした請求項１記載のサーボモータ制御装
   置。
3. 【請求項３】 サーボモータに設けたエンコーダの出力
   パルスから前記サーボモータの速度を検出速度として前
   記出力パルスの発生ごとに算出する速度算出手段と、前
   記検出速度を前記出力パルスの発生ごとにｎ回平均演算
   して平均検出速度を算出するｎ回平均手段と、前記ｎ回
   平均検出速度と前記サーボモータの電流値とにより推定
   負荷トルクを算出する推定負荷トルク算出手段と、前記
   推定負荷トルクと前記電流値とにより前記サーボモータ
   の推定速度を算出する推定速度算出手段と、外部からの
   速度指令に対応して前記サーボモータを所定制御周期で
   速度制御する速度制御手段とを備え、前記制御周期区間
   内で前記検出速度が算出できる場合、前記速度制御手段
   により前記検出速度が前記速度指令になるように前記サ
   ーボモータを速度制御するとともに前記ｎ回平均部と前
   記推定負荷トルク算出手段とにより推定負荷トルクを算
   出して更新し、前記制御区間内で前記検出速度が算出で
   きない場合、前記推定速度算出手段により前記推定負荷
   トルクから推定速度を算出し、前記速度制御手段は前記
   推定速度が前記速度指令になるように前記サーボモータ
   を速度制御するサーボモータ制御装置。
4. 【請求項４】 ｎ回平均手段がｎ＝４として４回平均演
   算するようにした請求項３記載のサーボモータ制御装
   置。
5. 【請求項５】 サーボモータに設けたエンコーダの出力
   パルスから前記サーボモータの速度を検出速度として算
   出する速度算出手段と、前記出力パルスがｎ回発生する
   ごとに、前記検出速度と前記サーボモータの電流値とに
   より推定負荷トルクを算出する推定負荷トルク算出手段
   と、前記推定負荷トルクと前記電流値とにより前記サー
   ボモータの推定速度を算出する推定速度算出手段と、外
   部からの速度指令に対応して前記サーボモータを所定制
   御周期で速度制御する速度制御手段とを備え、前記制御
   周期区間内で前記検出速度が算出できる場合、前記速度
   制御手段により前記検出速度が前記速度指令になるよう
   に前記サーボモータを速度制御するとともに推定負荷ト
   ルク算出手段により推定負荷トルクを算出して更新し、
   前記制御区間内で前記検出速度が算出できない場合、前
   記推定速度算出手段により前記推定負荷トルクから推定
   速度を算出し、前記速度制御手段は前記推定速度が前記
   速度指令になるように前記サーボモータを速度制御する
   サーボモータ制御装置。
6. 【請求項６】 推定負荷トルク算出手段がｎ＝４として
   エンコーダの出力パルスが４回発生するごとに推定負荷
   トルクを演算算出するようにした請求項５記載のサーボ
   モータ制御装置。
7. 【請求項７】 サーボモータに設けたエンコーダの出力
   パルスから前記サーボモータの速度を検出速度として算
   出する速度算出手段と、前記検出速度と前記サーボモー
   タの電流値とにより推定負荷トルクを算出する推定トル
   ク算出手段と、前記推定負荷トルクと前記電流値とによ
   り推定速度を算出する手段と、外部からの速度指令に対
   応して前記サーボモータを所定制御周期で速度制御する
   速度制御手段と、前記出力パルスを監視し、速度指令が
   ０でないときに所定時内に前記出力パルスを検出できな
   いときに前記推定速度算出手段の推定速度出力を強制的
   に０に設定する速度補正手段とを備え、前記制御周期区
   間内で前記検出速度が算出できる場合、前記速度制御手
   段により前記検出速度が前記速度指令になるように前記
   サーボモータを速度制御するとともに推定負荷トルク算
   出手段により推定負荷トルクを算出して更新し、前記制
   御区間内で前記検出速度が算出できない場合、前記推定
   速度算出手段により前記推定負荷トルクから推定速度を
   算出し、前記速度制御手段は前記推定速度が前記速度指
   令になるように前記サーボモータを速度制御するサーボ
   モータ制御装置。
8. 【請求項８】 エンコーダの出力パルスを監視し、速度
   指令が０でないときに所定時間内に出力パルスを検出で
   きないときに推定速度算出手段の推定速度出力を強制的
   に０に設定する速度補正手段を備えた請求項１ないし請
   求項６のいずれかに記載のサーボモータ制御装置。