JPH11206169A - 速度制御装置 - Google Patents
速度制御装置Info
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- JPH11206169A JPH11206169A JP10000908A JP90898A JPH11206169A JP H11206169 A JPH11206169 A JP H11206169A JP 10000908 A JP10000908 A JP 10000908A JP 90898 A JP90898 A JP 90898A JP H11206169 A JPH11206169 A JP H11206169A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電流センサを用いず省スペース化を図る速度制
御装置を提供すること。 【解決手段】外部から与えられる速度指令信号（１）と
被制御体（７）の状態を検出する検出器（１０）からの
検出値とにより目標値を生成し、前記目標値に応じて前
記被制御体（７）を制御する制御手段（６）と、前記目
標値を線形化する線形化手段（４）と、を具備。
御装置を提供すること。 【解決手段】外部から与えられる速度指令信号（１）と
被制御体（７）の状態を検出する検出器（１０）からの
検出値とにより目標値を生成し、前記目標値に応じて前
記被制御体（７）を制御する制御手段（６）と、前記目
標値を線形化する線形化手段（４）と、を具備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＷＭ駆動型三相
ブラシレスモータ等に適用される速度制御装置に関す
る。
ブラシレスモータ等に適用される速度制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の三相ブラシレスモータの
速度制御装置の機能ブロック図である。図４では、まず
減算器２１で、外部からの速度指令信号１と速度センサ
１０によって検出されたモータ回路速度２２とを比較
し、速度指令信号１からモータ回路速度２２を減算し、
時々刻々の速度偏差２を算出する。速度偏差２は、速度
ゲイン１１によって線形に増幅される。
速度制御装置の機能ブロック図である。図４では、まず
減算器２１で、外部からの速度指令信号１と速度センサ
１０によって検出されたモータ回路速度２２とを比較
し、速度指令信号１からモータ回路速度２２を減算し、
時々刻々の速度偏差２を算出する。速度偏差２は、速度
ゲイン１１によって線形に増幅される。
【０００３】また、モータ速度９の速度指令信号１に対
する速応性、及び負荷８と三相ブラシレスモータ７の内
部回路の特性変化に対する補償をするため、三相ブラシ
レスモータ駆動回路６から三相ブラシレスモータ７に流
入する電流値を電流センサ１３で検出する。
する速応性、及び負荷８と三相ブラシレスモータ７の内
部回路の特性変化に対する補償をするため、三相ブラシ
レスモータ駆動回路６から三相ブラシレスモータ７に流
入する電流値を電流センサ１３で検出する。
【０００４】そして、減算器２３で速度偏差２の増幅後
の値と前記電流値とを比較し、前記増幅後の値から前記
電流値を減算し、電流指令１４を算出する。この電流指
令１４は電流ゲイン１２によって線形に増幅され、駆動
指令５として三相ブラシレスモータ駆動回路６へ電力が
供給される。
の値と前記電流値とを比較し、前記増幅後の値から前記
電流値を減算し、電流指令１４を算出する。この電流指
令１４は電流ゲイン１２によって線形に増幅され、駆動
指令５として三相ブラシレスモータ駆動回路６へ電力が
供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来で
は、三相分の電流センサが必要になるとともに、電流セ
ンサは、通常、三相ブラシレスモータ駆動回路６と同程
度の大きさの筐体を有しているため、設置スペースが限
られている機器類の内部への実装が困難であるという問
題がある。本発明の目的は、電流センサを用いず省スペ
ース化を図る速度制御装置を提供することにある。
は、三相分の電流センサが必要になるとともに、電流セ
ンサは、通常、三相ブラシレスモータ駆動回路６と同程
度の大きさの筐体を有しているため、設置スペースが限
られている機器類の内部への実装が困難であるという問
題がある。本発明の目的は、電流センサを用いず省スペ
ース化を図る速度制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の速度制御装置は以下の如く構
成されている。本発明の速度制御装置は、外部から与え
られる速度指令信号と被制御体の状態を検出する検出器
からの検出値とにより目標値を生成し、前記目標値に応
じて前記被制御体を制御する制御手段と、前記目標値を
線形化する線形化手段と、から構成されている。
達成するために、本発明の速度制御装置は以下の如く構
成されている。本発明の速度制御装置は、外部から与え
られる速度指令信号と被制御体の状態を検出する検出器
からの検出値とにより目標値を生成し、前記目標値に応
じて前記被制御体を制御する制御手段と、前記目標値を
線形化する線形化手段と、から構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
るＰＷＭ駆動型三相ブラシレスモータの速度制御装置の
機能ブロック図である。図１において図４と同一な部分
には同一符号を付してある。
るＰＷＭ駆動型三相ブラシレスモータの速度制御装置の
機能ブロック図である。図１において図４と同一な部分
には同一符号を付してある。
【０００８】図１に示す速度制御装置では、外部からの
速度指令信号１にモータ速度を追従させることで三相ブ
ラシレスモータ７の回転速度を制御する。まず減算器２
１で、外部からの速度指令信号１と速度センサ１０によ
って検出されたモータ回転速度２２とを比較し、速度指
令信号１からモータ回転速度２２を減算し、時々刻々の
速度偏差２を算出する。
速度指令信号１にモータ速度を追従させることで三相ブ
ラシレスモータ７の回転速度を制御する。まず減算器２
１で、外部からの速度指令信号１と速度センサ１０によ
って検出されたモータ回転速度２２とを比較し、速度指
令信号１からモータ回転速度２２を減算し、時々刻々の
速度偏差２を算出する。
【０００９】速度偏差２は、ＰＩＤ制御器等からなる安
定化補償回路３にて演算され電流指令１４として電流リ
ニアライザ回路４に入力される。電流リニアライザ回路
４は、入力した値に応じて増幅率を予め設定したパター
ンで出力する機能を有し、三相ブラシレスモータ７へ電
流指令１４に比例した電流が流れるよう駆動指令５を演
算し三相ブラシレスモータ駆動回路６（ＰＷＭ駆動部）
に供給し、三相ブラシレスモータ駆動回路６の非線形特
性を補償する。
定化補償回路３にて演算され電流指令１４として電流リ
ニアライザ回路４に入力される。電流リニアライザ回路
４は、入力した値に応じて増幅率を予め設定したパター
ンで出力する機能を有し、三相ブラシレスモータ７へ電
流指令１４に比例した電流が流れるよう駆動指令５を演
算し三相ブラシレスモータ駆動回路６（ＰＷＭ駆動部）
に供給し、三相ブラシレスモータ駆動回路６の非線形特
性を補償する。
【００１０】電流リニアライザ回路４から出力された駆
動指令５は、三相ブラシレスモータ駆動回路６に入力さ
れる。三相ブラシレスモータ駆動回路６は、ＰＷＭ演算
機能とスイッチング電力増幅機能を有し、三相ブラシレ
スモータ７に電力を供給し、三相ブラシレスモータ７を
回転させる。三相ブラシレスモータ７は負荷８と直結さ
れており、負荷８は三相ブラシレスモータ７によって駆
動される。
動指令５は、三相ブラシレスモータ駆動回路６に入力さ
れる。三相ブラシレスモータ駆動回路６は、ＰＷＭ演算
機能とスイッチング電力増幅機能を有し、三相ブラシレ
スモータ７に電力を供給し、三相ブラシレスモータ７を
回転させる。三相ブラシレスモータ７は負荷８と直結さ
れており、負荷８は三相ブラシレスモータ７によって駆
動される。
【００１１】三相ブラシレスモータ７は、位相信号を検
出するための位相検出センサが装備されており、三相ブ
ラシレスモータ駆動回路６へ位相信号１５を出力する。
三相ブラシレスモータ７のモータ軸または負荷８には速
度センサ１０が装着されており、この速度センサ１０に
より時々刻々のモータ回転速度２２を検出する。モータ
回転速度２２は、前述したように減算器２１にて速度指
令信号１と比較され、減算が行なわれる。
出するための位相検出センサが装備されており、三相ブ
ラシレスモータ駆動回路６へ位相信号１５を出力する。
三相ブラシレスモータ７のモータ軸または負荷８には速
度センサ１０が装着されており、この速度センサ１０に
より時々刻々のモータ回転速度２２を検出する。モータ
回転速度２２は、前述したように減算器２１にて速度指
令信号１と比較され、減算が行なわれる。
【００１２】なお、三相ブラシレスモータ駆動回路６内
の非線形性は、被制御体である三相ブラシレスモータ７
で発生する非線形性が被制御体の状態を検出する検出器
（速度センサ１０）により目標値にフィードバックされ
るために生じる。この非線形性を排除するために本実施
の形態では、電流リニアライザ回路４（線形化手段）を
付加している。
の非線形性は、被制御体である三相ブラシレスモータ７
で発生する非線形性が被制御体の状態を検出する検出器
（速度センサ１０）により目標値にフィードバックされ
るために生じる。この非線形性を排除するために本実施
の形態では、電流リニアライザ回路４（線形化手段）を
付加している。
【００１３】図２は、三相ブラシレスモータ駆動回路６
内の非線形特性を示す図である。本実施の形態の如きＰ
ＷＭ駆動型の速度制御装置では、その特性上、ＰＷＭ駆
動を行なう三相ブラシレスモータ駆動回路６において必
ず図２に示す如き非線形特性を有している。上述した従
来の装置では、電流指令１４に比例した電流は流れず、
電流フィードバックにて前記非線形特性を補償してい
る。
内の非線形特性を示す図である。本実施の形態の如きＰ
ＷＭ駆動型の速度制御装置では、その特性上、ＰＷＭ駆
動を行なう三相ブラシレスモータ駆動回路６において必
ず図２に示す如き非線形特性を有している。上述した従
来の装置では、電流指令１４に比例した電流は流れず、
電流フィードバックにて前記非線形特性を補償してい
る。
【００１４】すなわち従来では、三相ブラシレスモータ
７に流れる電流を電流センサ１３で検出し、演算するこ
とによって、モータ速度９の速度指令信号１に対する速
応性、及び負荷８と三相ブラシレスモータ６の発熱によ
るモータ内部回路の特性変化に対するモータ速度９のル
ープの安定性、並びに三相ブラシレスモータ駆動回路６
内の非線形特性を補償して線形化を実施していた。本実
施の形態は、この補償機能を電流センサ１３の代わりに
安定化補償回路３及び電流リニアライザ回路４により実
現しようとするものである。
７に流れる電流を電流センサ１３で検出し、演算するこ
とによって、モータ速度９の速度指令信号１に対する速
応性、及び負荷８と三相ブラシレスモータ６の発熱によ
るモータ内部回路の特性変化に対するモータ速度９のル
ープの安定性、並びに三相ブラシレスモータ駆動回路６
内の非線形特性を補償して線形化を実施していた。本実
施の形態は、この補償機能を電流センサ１３の代わりに
安定化補償回路３及び電流リニアライザ回路４により実
現しようとするものである。
【００１５】安定化補償回路３は、一般的なＰＩＤ制御
器またはディジタルフィルタにより構成されており、予
め最適なモータ速度９の応答性が得られるように設定さ
れている。また、電流指令１４に対し比例した電流が三
相ブラシレスモータ７に流れるようにするために、電流
リニアライザ回路４により電流指令１４を駆動指令５に
変換する。
器またはディジタルフィルタにより構成されており、予
め最適なモータ速度９の応答性が得られるように設定さ
れている。また、電流指令１４に対し比例した電流が三
相ブラシレスモータ７に流れるようにするために、電流
リニアライザ回路４により電流指令１４を駆動指令５に
変換する。
【００１６】図３の（ａ）及び（ｂ）は、三相ブラシレ
スモータ駆動回路６の電流特性のマップ化を示す図であ
る。図３の（ａ）における３１の如き三相ブラシレスモ
ータ駆動回路６（ＰＷＭ駆動部）の電流特性から、予め
実験によって駆動指令５（入力）に対する三相ブラシレ
スモータ７に流れる電流（出力）の静特性のマップ化
（マッピング）を行ない、図３の（ｂ）の如き電流リニ
アライザ回路４の入力と出力のパターンを定める。図３
の（ｂ）に示す電流リニアライザ回路４の入力・出力関
係は、図３の（ａ）に示す三相ブラシレスモータ駆動回
路６の入力・出力関係に対して反転している。このよう
にして、三相ブラシレスモータ駆動回路６内の非線形性
がキャンセルされるように電流リニアライザ回路４の入
出力関係を決定する。
スモータ駆動回路６の電流特性のマップ化を示す図であ
る。図３の（ａ）における３１の如き三相ブラシレスモ
ータ駆動回路６（ＰＷＭ駆動部）の電流特性から、予め
実験によって駆動指令５（入力）に対する三相ブラシレ
スモータ７に流れる電流（出力）の静特性のマップ化
（マッピング）を行ない、図３の（ｂ）の如き電流リニ
アライザ回路４の入力と出力のパターンを定める。図３
の（ｂ）に示す電流リニアライザ回路４の入力・出力関
係は、図３の（ａ）に示す三相ブラシレスモータ駆動回
路６の入力・出力関係に対して反転している。このよう
にして、三相ブラシレスモータ駆動回路６内の非線形性
がキャンセルされるように電流リニアライザ回路４の入
出力関係を決定する。
【００１７】これにより三相ブラシレスモータ駆動回路
６では、図３の（ａ）にて３１で示す本来の電流特性が
３３で示す如き線対称の電流特性により補償され、３２
の如き理想的な比例した電流特性が得られる。このよう
な手法により、図４に示したような従来の電流センサ１
３を用いた補償回路と同等の補償回路が得られ、電流セ
ンサが不要になり、速度制御装置の小型化、省スペース
化（具体的には、モータ７一個分のスペースの削減）が
可能になる。
６では、図３の（ａ）にて３１で示す本来の電流特性が
３３で示す如き線対称の電流特性により補償され、３２
の如き理想的な比例した電流特性が得られる。このよう
な手法により、図４に示したような従来の電流センサ１
３を用いた補償回路と同等の補償回路が得られ、電流セ
ンサが不要になり、速度制御装置の小型化、省スペース
化（具体的には、モータ７一個分のスペースの削減）が
可能になる。
【００１８】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び
作用効果をまとめると次の通りである。
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び
作用効果をまとめると次の通りである。
【００１９】実施の形態に示された速度制御装置は、外
部から与えられる速度指令信号（１）と被制御体（７）
の状態を検出する検出器（１０）からの検出値とにより
目標値を生成し、前記目標値に応じてＰＷＭ(Pulse Wid
th Modulation)方式を用いた駆動信号（５）により前記
被制御体（７）を駆動制御する制御手段（６）と、前記
目標値を線形化する線形化手段（４）と、から構成され
ている。
部から与えられる速度指令信号（１）と被制御体（７）
の状態を検出する検出器（１０）からの検出値とにより
目標値を生成し、前記目標値に応じてＰＷＭ(Pulse Wid
th Modulation)方式を用いた駆動信号（５）により前記
被制御体（７）を駆動制御する制御手段（６）と、前記
目標値を線形化する線形化手段（４）と、から構成され
ている。
【００２０】したがって上記速度制御装置によれば、外
部から与えられる速度指令信号（１）と被制御体（７）
の状態を検出する検出器（１０）からの検出値とにより
生成された目標値を線形化するので、電流センサ１３が
不要になり、ソフトウェアによる演算によって非線形特
性の補償を行なえるため、省スペース化を図ることがで
き、安定した速度制御を行なえる。
部から与えられる速度指令信号（１）と被制御体（７）
の状態を検出する検出器（１０）からの検出値とにより
生成された目標値を線形化するので、電流センサ１３が
不要になり、ソフトウェアによる演算によって非線形特
性の補償を行なえるため、省スペース化を図ることがで
き、安定した速度制御を行なえる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の速度制御装置は、外部から与え
られる速度指令信号と被制御体の状態を検出する検出器
からの検出値とにより生成された目標値を線形化するの
で、電流センサが不要になり、ソフトウェアによる演算
によって非線形特性の補償を行なえるため、省スペース
化を図ることができ、安定した速度制御を行なえる。
られる速度指令信号と被制御体の状態を検出する検出器
からの検出値とにより生成された目標値を線形化するの
で、電流センサが不要になり、ソフトウェアによる演算
によって非線形特性の補償を行なえるため、省スペース
化を図ることができ、安定した速度制御を行なえる。
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＷＭ駆動型三相ブ
ラシレスモータの速度制御装置の機能ブロック図。
ラシレスモータの速度制御装置の機能ブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る三相ブラシレスモー
タ駆動回路内の非線形特性を示す図。
タ駆動回路内の非線形特性を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る三相ブラシレスモー
タ駆動回路の電流特性のマップ化を示す図。
タ駆動回路の電流特性のマップ化を示す図。
【図４】従来例に係る三相ブラシレスモータの速度制御
装置の機能ブロック図。
装置の機能ブロック図。
１…速度指令信号 ２…速度偏差 ２１…減算器 ２２…モータ回転速度信号 ３…安定化補償回路 ４…電流リニアライザ回路 ５…駆動指令信号 ６…三相ブラシレスモータ駆動回路 ７…三相ブラシレスモータ ８…負荷 ９…モータ速度信号 １０…速度センサ １１…速度ゲイン １２…電流ゲイン １３…電流センサ １４…電流指令 １５…位相信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 洋平 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱重 工業株式会社名古屋誘導推進システム製作 所内
Claims (1)
- 【請求項１】外部から与えられる速度指令信号と被制御
体の状態を検出する検出器からの検出値とにより目標値
を生成し、前記目標値に応じて前記被制御体を制御する
制御手段と、 前記目標値を線形化する線形化手段と、 を具備したことを特徴とする速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000908A JPH11206169A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10000908A JPH11206169A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11206169A true JPH11206169A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11486786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10000908A Withdrawn JPH11206169A (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11206169A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9793934B2 (en) | 2015-10-19 | 2017-10-17 | Kabushiki Kaisha Audio-Technica | Wireless receiver |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP10000908A patent/JPH11206169A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9793934B2 (en) | 2015-10-19 | 2017-10-17 | Kabushiki Kaisha Audio-Technica | Wireless receiver |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |