WO1984004006A1 - Circuit de servo-commande - Google Patents
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Definitions
- the generation is related to the servo control circuit that controls the position, speed and torque of the servo motor, and in particular, the position, speed loop control and current control.
- Servo motor control that can be executed based on a single counter output that counts the number of pulses corresponding to the number of rotations of the support motor A servo control circuit applicable to the servo control circuit.
- the power source for the object should be the rotation, speed, torque, etc. Obtained servo motor and servo control circuit are necessary, and the servo control is input from outside.
- Such a servo control system is, as shown in the block diagram of FIG. 1, a port connected to the shaft of the servo motor 101.
- -Rotation from encoder force-Loose (pulse that is squeezed each time the servo motor 1001 rotates each time) PC and servo motor
- the position control, speed control and current control are performed by feeding back the armature current i flowing through 101.
- the SVU is a servo loop that constitutes a current control loop, and is a microcontroller that performs processing for current control.
- Interface circuit 108 d input / output adjustment between the servo amplifier SVU and the main amplifier to be described later, and the servo motor A counter that counts the number of pulses corresponding to the number of rotations in 101, a 108 g counter, and an analog digital that digitizes the motor current of the servo motor 101 It is composed of a tall conversion circuit (referred to as an AD converter) i 08 f and an inverter (voltage supply circuit) 115 that outputs the driving voltage. Executed by the position, speed control loop.
- AD converter tall conversion circuit
- inverter voltage supply circuit
- the main processor 150 calculates the difference between the PCMD and the current position information of the servo motor 101 and performs a predetermined position loop.
- the speed finger VCMD is obtained, the actual speed Va of the servomotor 101 is detected from the current position information, and the difference between the command speed VCMD and the actual speed Va is calculated. It outputs the current ICMD that can provide one-vowel drive torque.
- This current finger ICMD is sent to the servo amplifier SVU via the interface circuit 151.
- the difference between the actual current of the sensor 101 obtained through the AD converter 108 f and the current command ICMD is used as a processor.
- the operation is performed at 108a, that is, a predetermined current loop operation is performed, and an impulse operation signal is output.
- the inverter 115 which is a power amplifier, amplifies the inverter drive signal to a predetermined armature current and supplies it to the servomotor 101. In this way, the rotation position specified by the servo motor 101 is set.
- Tube 0 Servo motor control is performed by rotating the motor at a speed, speed, and torque.
- the counter motor 108 is an AC motor such as a synchronous motor
- the buyer's date of the servo motor 101 is detected, and the armature is detected. It is used to control the current phase.
- the rotor position of the servo motor 101 is the output of the rotor encoder 102.
- the pulse is counted by the counter 108, and this output pulse is processed by the processor 108 of the sub-amplifier SVU at the sampling period Ti. It is detected by the following.
- this output pulse is used as the position information of the servo motor (rotor) by the main processor: I 50 of the position and speed control loop.
- the counter 108J 'for counting the output pulses during the time T2 is provided. Separately, it is necessary to transfer the contents of this counter 108 j to the main processor 150 as positional information.
- Roh corresponding to the time T 1, T 2,. It was necessary to prepare a luscounter separately.
- the counter 108 j is separately provided. Besides the problem of 'need', the main processor 1
- 08 j requires a capacity of n times that of the counter 108 g, and the higher the positioning accuracy and the higher the rotation, the more the capacity is required. There was a problem.
- the MizunotoAkira such large mosquito window down to obtain the position information of the mono Bomo data also each period T 2 by a provided rather than data this and capable mono- board motor one motor control circuit
- the purpose is to provide.
- a voltage supply circuit for driving the servomotor, an armature current detection circuit of the servomotor, and a pulse corresponding to the rotation speed of the servomotor are provided.
- a servo amplifier having a processor for controlling the output voltage of the upper supply circuit by executing current loop control for each cycle T i and the position information of the servo motor. Therefore, the main Q QZZA and the car-boat control circuit that execute the position and speed loop control and output the torsion command every T2 (T2> T1) are executed. It is made of steel. Therefore, the processor of the servo motor described above counts the value of the counter by the period T.
- Fig. 1 is a block diagram of a conventional servo control circuit
- Fig. 2 is a block diagram of a conventional servo control circuit
- FIG. 3 is a main part configuration diagram of the configuration of FIG. 1
- FIG. 4 is a block diagram of FIG.
- FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the present invention, in which the same components as those in FIG. 1 are indicated by the same symbols.
- the difference from FIG. 1 is that a counter 108 j is not provided in the servo pump SVU. Instead, the processor 108a of the sub-amplifier SVU automatically stores the contents of the counter 108g read for each Ti because of the current control loop.
- the data is transferred to 0.
- Fig. 3 is a schematic diagram showing an embodiment of a servo amplifier SVU for a related configuration, in which a synchronous motor is used as a servo motor. ing .
- Numeral 108 denotes an arithmetic and control unit, which performs an operation in accordance with the motor control program.
- a processor 108a a program memory 108b for storing a motor control program, and
- a data memory 108c for storing data and an interface for receiving current from the main processor 150c.
- AD Analog * Digital
- a position code indicating the first rotational position cc of the field contact of the synchronous motor 101 from the rotor encoder 102 is input.
- a counter 108G that counts PG , The address to connect them That have configured seat is in the over data bus 1 0 8 h.
- 11 U, 11 V, and 11 W are current detectors for detecting the actual phase current of each phase, and 114 is a timer circuit. It outputs a pulse width modulation lip with a width corresponding to the pulse width modulation command from unit 108.
- 1 15 is an inverter, which is provided from an externally provided 3 ⁇ AC power supply 1 16; 6 a rectifier circuit 1 17 (rectifier circuit 1 1 7 a your good beauty smooth co-down Devon Sa 1 1 7 b) yo Li DC voltage is applied, and six Nono 0 Wa one door run-g is te Q 1 ⁇ Q s and dialog Hauts de, D 1 to D s are provided, and each power transistor Qt to Qs is turned on / off by a pulse width modulation signal to control a synchronous motor or the like. 1.
- a motor that can be supplied with an operating current to the motor -101.
- the position command PCMD force is transmitted to the main processor 150 from the SNC device or the like.
- the main processor 150 obtains a velocity finger Vc (VCMD) from the position finger ⁇ PCMD and the movement amount PAD without performing the following calculation.
- Vc velocity finger
- V c K P (PCMD-PAD)-C 1) where K p is the position loop gain and is a constant (finger speed calculation step).
- the main processor 150 divides the above-mentioned movement amount by the sampling interval ⁇ to execute the actual speed V a (actual speed execution step). B).
- the main processor 150 performs the following equation using the speed command Vc and the actual speed Va, and obtains an amplitude command (effective value current command) Ir. .
- I r K 1 (V c-V a) -f- K 2 ⁇ C V c-V a)
- OMPI Is controlled by the following; a second loop operation step).
- the main ⁇ -sensor 150 sends the amplitude (tracing) command Ir via the interface-circuit circuit 151 to the sub-amp SVU. Transfer to.
- the processor 08a reads the count value of the power counter 108g by reading the bus 108h. Then, the current rotation position 0 is updated by adding the position code of the data memo 108c to the position code d, and the position information d is updated by further adding to the position information d. Then, after resetting the power counter 108 g, the processor 108 a returns to the data memory 108 c stored in the data memory 108 c. Value ⁇ -sind, s In 2 + 2/3) Convert the conversion table to? ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ s ⁇ i TL ⁇ , S in C ⁇ + 2/3 7) corresponding to the rotation angle Obtain the tal value [Sine wave kishio. Step]
- the processor 108a multiplies the amplitude value I transferred in [6] by the digital value of sia, sin + 37 ⁇ ) described above, and obtains a two-phase signal. Get the current finger IR, IS now
- the processor 108a obtains the current command IT from the two-phase current commands IR and ⁇ S according to the following equation.
- the conversion tables are -si ⁇ 9, si ⁇ ( ⁇ + 2/3 3), sin ((+4/3). If the conversion table of 7 ⁇ ) is prepared, the execution of expression (4 :) is unnecessary.
- the processor 108 a is composed of the real-phase currents I av, I aw, I au obtained from the current detectors 112 U, 112 V, 112 w.
- Each real-phase current digitally read by the input SAD converter 108 f is read via the bus 108 h, and the three-phase current fingers IR, IS, IT and the real-phase current Ia are read out.
- the difference between V, I aw, and I au is calculated, and the result is multiplied by a predetermined amplification coefficient K to obtain digital-valued inverter driving signals UR, US, and UT.
- the above is the current loop performance step.
- the P-D processor 108a multiplies the actual speed Va obtained in the above-described speed loop step by a coefficient to obtain a speed compensation output VCO. Then, the inverter driving signals UR, US, and UT, which are subtracted from the above-described inverter driving signals UR, US, and UT and compensated, are obtained. As a result, the current loop can prevent a decrease in the gain caused by the back electromotive force due to the actual speed Va of the synchronous motor 101 (current loop). Shoujun step). [11] In addition, create the pulse width modulation commands tu, tV, and tw according to the values of the processor's dynamic signals UR, US, and UT. . That is, the pulse width modulation finger tu, tv, tw indicating the pulse width value corresponding to the value of the inverter drive signal IJR, US, UT is performed (pulse width modulation signal). Step).
- the processor 108a passes this finger tu, tV, tw to the path 108h, and the timer circuit 111 via the input / output port 108e. Send to 4 (finger now output step).
- the timer circuit 114 outputs a pulse width modulated lip with a predetermined time width according to the finger tu, tV, tw, and outputs the transistor Q i of the inverter 115. To Qs to supply a three-phase current to the motor 101.
- the processor i08a programs the current loop of the steps [7] to [121] of the previous arrest every sampling period T1. It executes according to the control loop of the memory 108b, controls the synchronous motor 101, and finally rotates the synchronous motor 101 at the command speed.
- the processor 108a transmits the position information d of the data memory 108c to the period T according to the contents of the counter 108g.
- the main processor 150 uses the position information to perform the steps [1] to [5] described above at intervals of 2.
- the execution is performed by one main processor 150 of one position / speed control loop.
- separate ones are used for the position control loop and the speed control loop. It is permissible to set up a processor. It is possible to use not only synchronous motors but also induction motors and DC motors as servomotors. Wear .
- the embodiment has such a configuration and operation, and the processor of the servo amplifier reads out the value of the counter at every period ⁇ ⁇ . Since the value is transmitted to the controller as the position information at every cycle T 2, it is necessary to provide a special counter for the position information. Therefore, the cost can be significantly reduced and the size of the mounting can be reduced.
- the processor provided in the servo amplifier changes the output pulse corresponding to the rotation speed of the servo motor to the period Ti.
- the processor provided in the servo amplifier changes the output pulse corresponding to the rotation speed of the servo motor to the period Ti.
- the accumulated value is sent to the external main ⁇ processor as the rotation position information of the servo motor at each cycle T 2 .
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Description
o - 1 -
明 細 書
サ 一 ボ 制 御 回 路
技 術 分 野
*発 玥 は サ ー ボ モ ー タ の位置、 速度お よ び ト ル ク を 制 御す る サ ー ボ 制御 回路 に 関 し 、 特に 、 位置 、 速 度ル ー プ 制御 お よ び電流制御 を 、 サ一 ポ モー タ の 回転数 に応 じ た パ ル ス 数 を 計 数 す る 1 つの カ ウ ン タ 出力 に 基づ い て実行 で き る よ う に し たサ ー ボ モー タ の制御 に 適用 で き る サ ー ボ制御 回路 に 関 す る 。
背 景 技 術
物体 を 移動 し た リ 所定の部所 に位置块 め す る た め に 、 そ の動 力源 と し て 、 回転位置速度お よ び ト ル ク な どが指 今 し た デー タ 通 リ に 得 られ る サ 一 ボ モ ー タ お よ び サ 一 ボ 制御 回路が必要 で あ り 、 そ の サ 一 ボ制御 は外部 か 'ら 入 力
1 5 す る 指令信号 と サ 一 ボ モ ー タ の状態 フ ィ 一 ド バ ッ ク 信 号 と の比較 出 力 に よ っ て実行 さ れ る 。
こ の よ う な サ ー ボ 制御系は第 1 図の プ ロ ッ ク 図 に 示 す よ う に 、 サ 一 ボ モ ー タ 1 0 1 の シ ャ フ ト に 連結 さ れ た 口 — タ リ ー エ ン コ ー ダ力 ら の回転 °ル ス ( サ 一 ボ モ ー タ 1 0 0 1 が所定 回転 各 回転す る每 に癸生 され る パ ル ス ) P C 及 び サ ー ボ モ ー タ 1 0 1 に流れ る電機子電流 i を フ ィ 一 ド バ ッ ク し て 、 位 置制御、 速度制御及び電流制御す る も の で あ る 。
即 ち 、 S V U は電流制御ル ー プを構成 す る サ 一 ボ ア ン 5 プ で あ り 、 電流制御 の た め演箕処理 を行 な う マ イ ク ロ プ
口 セ ッ サ .1 0 8 a と サ 一ボア ン プ S V U と 後述 の メ イ ン ア ン プ と の入出力調整をする イ ン タ 一 フ ェ イ ス 回路 1 0 8 d 、 サ一 ボモー タ 1 0 1 に回転数に対応 したパルス 数 を計数する カ ウ ン タ 1 0 8 g 、 サ一ボモ ー タ 1 0 1 の電 機子電流を デ ィ ジ タ ル化する ア ナロ グ · デ ジ タ ル変換回 路 ( A D コ ン バー タ と 称す) i 0 8 f と サ - ボ モー タ 1 0 1 駆動甩電圧を 出力する イ ンバー タ (電圧供給回路) 1 1 5 で構成 されて お り 、 位置、 速度制御ルー プ に よ つ て実行 される 。
メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 は、 位置指今 : P C M D と サ ー ボ モ ー タ 1 0 1 の現在位置情報 と の差を演算 し 、 所定の 位置ル ー プ演箕を し て速度指今 V C M D を得、 次に上記 現在位置情報か ら サ ー ボモー タ 1 0 1 の実速度 V a を検 出 し、 指令速度 V C M D と実速度 V a と の差を演算 し 、 所定の サ一 ボ モー タ 駆動 ト ル ク が得 られ る電流 I C M D を 出力す る 。
こ の電流指今 I C M D は イ ン タ 一 フ ェ イ ス 回路 1 5 1 を介 し サー ボア ン プ S V U に送 られる 。 サ一 ポア ン プ S V U で は、 A D コ ン バ ー タ 1 0 8 f を介 し て得たサ ー ポ モ ー タ 1 0 1 の実電流 と電流指令 I C M D と の差を ブ ロ セ ッ サ 1 0 8 a で演算 し、 つ ま り 所定の電流ルー プ演箕 を行な い、 イ ン パ ー タ ¾動信号を出力す る 。 電力増幅器 で あ る ィ ン バ 一 タ 1 1 5 は ィ ン バ 一 タ駆動信号 を所定の 電機子電流に増幅 し 、 サ一ボモー タ 1 0 1 に供給する 。 こ の よ う に し て、 サ ー ボ モー タ 1 0 1 を指定 し た回転位
O PI
管0
置、 速動お よ び ト ル ク で回転 させる よ う に し て 、 サ ー ボ モ ー タ 制御が行な われ る 。
尚 、 カ ウ ン タ 1 0 8 g ほ、 サ一ボモー タ 1 0 1 が同期 モ ー タ 等の交流モ ー タ の場合に、 サーポ モ ー タ 1 0 1 の 買手 日 を検出 し 、 電機子電流の位相制御 を行 な う た め に 用 い ら れ る 。
と こ ろ で: こ の よ う なサ一ポ制御にお い て 、 電流制御 ルー プ に要求 され る 応答性は、 位置、 速度制御ルー プの 応答性 に比べ てか な り 速 く 、 こ の た め電流制御ルー プの サ ン プ リ ン グ周期 T が位置、 速度制御ル ー プ の サ ン プ リ ン グ周期 T 2 に比 し小 さい。
従 っ て、 サ 一 ボ モ ー タ 1 0 1 のロ ー タ 位置は 、 ロ ー タ リ エ ン コ ー ダ 1 0 2 の出カ ノ、。 ル ス をカ ウ ン タ 1 0 8 で 計数 し 、 こ の 出力パ ル ス をサ一 ボ ア ン ブ S V U の プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a が サ ン プ リ ン グ周期 T i で処理す る こ と に よ り 検 出 され る 。 一方、 こ の出力パ ル ス は サ ー ボ モ ー タ (の ロ ー タ ) の位置情報 と し て位置、 速度制御ルー プの メ イ ン プ ロ セ ッ サ : I 5 0 に利用 されるが 、 前述 の如 く 位 置、 速度制御ル ー プ に於ける処理時間は T 2 と な る た め 、 時間 T 2 の間の出 力パルス を計数する カ ウ ン タ 1 0 8 J ' を別 に必要 と し 、 こ の カ ウ ン タ 1 0 8 j の内容を メ ィ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 に位置情報 と し て転送す る 必要が あ る 。 つ ま り 、 時間 T 1 、 T 2 に対応 した ノ、。 ル ス カ ウ ン タ を別 々 に用意する 必要があ っ た。
従 っ て、 従来の構成では、 カ ウ ン タ 1 0 8 j を別 々 に
必要 と する と い う'問題がある他に、 メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1
5 0 の周期は T 2 C = II T 1 ) と長いた め 、 カ ウ ン タ 1
0 8 j はカ ウ ン タ 1 0 8 g の n倍の容量の も の を必要 と し、 位置块め精度が高い程、 又高回転で あ る程容量第の も の を 必要 と す る 問題があ っ た。
発 明 の 開 示
• 従 つ て、 本癸明はかかる大容量の カ ウ ン タ を 設け な く て も 周期 T 2 毎の サ 一 ボモー タ の位置情報を得る こ と が 可能な サ一 ボ モ 一 タ 制御回路を提供する こ と を 目 的 と す る 。
*発明 に おい て は 、 サ一ボモー タ 驅動用の電圧供給回 路、 上記サ — ボ モ 一 タ の電機子電流検出 回路、 上記サ ー ボ モ ー タ の 回転数に 対応 したパ ル ス を出 力する検出器、 該 出 器 の 出 力パル ス を計数する カ ウ ン タ 、 お よび上記 検出 回路お よ び上記 カ ウ ン タ に接続 され 、 外部力 ら の ト ル ク 指今に応 じ て周期 T i ご と に電流ル一プ制御 を実行 し て上 供給回路の出力電圧を制御する プ Π セ ッ サ を有す る サー ボ ア ン プ と 、 サ— ボモー タ の位置情報に従 つ て T 2 ( T 2 > T 1 ) ご と に位置、 速度ル ー プ制御 を 実行 し て ト ノレ ク 指令 を 出力する メ イ ンプ Q セ ッ ザ と カゝ ら サ一 ボ制御回 を搆成 している 。 したが つ て、 上記サ ー ボ モ一 タ のプ ロ セ ッ サは上記 カ ウ ン タ の計数値 を周期 T
1 ご と に読出 し て積箕 し、 かつ T 2 ご と に そ の積箕値を サー 'モー タ の位置情報 と して上記メ イ ン プ ロ セ ッ サ に 出力 さ せ る こ と がで き 、 こ のために、 上記 カ ウ ン タ は容
垂 _ )
量が小 さ く か つ周期 T 丄 を計数でき る も の を 1 個だ け 用 意すれ ば よ く 、 経済性 、 回路構成の簡素化が 図 る こ と が で き る 。
図面 の簡単 な説明
第 1 図は従来 の サ 一 ボ制御回路プ ロ ッ ク 図 、 第 2 図 は
*発明 の一実施例 ブ ロ ッ ク 図、 第 3 図は 第 1 図構成の 要 部構成 図 、 第 4 図 ブ α — チ ャ ー ト で あ る 。
発明 を 実 施 す るため の最良の 形態 *発 明 を よ り 詳細 に 説述す る ため に 、 以下添付 図面 に 従 っ て 説明 す る 。
第 2 図 は本発明 の 一実施例 ブ ロ ッ ク 図 で あ り 、 図 中 、 第 1 図 と 同一 の も の は 同一の記号で示 し て あ る 。 第 1 図 と の相違 は サ 一 ボ ア ン プ S V U に カ ウ ン タ 1 0 8 j が設 け ら れ て レ、 な い 点 で あ る 。 そ の代 り に サ 一 ボ ア ン プ S V U の プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a が電流制御ルー プ の た め T i ご と に 読取 っ た カ ウ ン タ 1 0 8 g の内容 を 自 己 の メ モ リ に 積箕 し 、 周期 T 2 ( = 11 1^ ) で メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1 5
0 に 転送す る よ う に し て い る 。
第 3 図は係 る 構成 の た めの サ 一 ボ ア ン プ S V U の 一実 施例搆成図 で あ り 、. サ 一 ボモー タ と し て 同期 モ ー タ を 用 い た例 を示 し て い る 。
図 中 、 第 2 図 と 同一 の も の ほ同一の記号 で示 し て あ り 、 1 0 8 は演算制御部 で あ り 、 モー タ 制御 プ ロ グ ラ ム に 従 い演箕動作 を 行 な う プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a と 、 モ ー タ 制 御 プ ロ グ ラ ム を 格納 す る プ ロ グ ラ ム メ モ リ 1 0 8 b と 、
デ ー タ の記憶 の た め のデー タ メ モ リ 1 0 8 c と 、 メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 か ら の電流指今を受け る た め の ィ ン タ — フ エ イ ス 回路 1 0 8 d と 、 後述する タ イ マ 回路に パル ス幅変調指今を出力する入出力ポー ト 1 0 8 e と 、 検流 器 1 1 2 U , 1 1 2 V , 1 1 2 wか ら の 実; ¾電流 I a n , I a v , I a w 受け、 デ ジ タ ル値 に変換す るた め の ア ナ ロ グ * デ ジ タ ル ( A D ) 変換器 1 0 8 f と 、 ロ ー タ リ ー エ ン コ ー ダ 1 0 2 力 ら の 、 最初に同期モ ー タ 1 0 1 の界磁接の最初 の 回転位置 ccを示す位置 コ 一 ド が 口 一 ド され 、 以降 ロ ー タ リ エ ン コ ー ダ 1 0 2 か ら 同期 モ ー タ 1 0 1 が所定角回転す る ご と に発生される 回転パ ル ス : P G を計数する カ ウ ン タ 1 0 8 g と 、 これ ら を接続 する た め の ァ ド レ ス · デ ー タ バ ス 1 0 8 h と で構成 ざ れ て い る 。 1 1 2 U , 1 1 2 V , 1 1 2 Wは各相の実相電流 を検 出 す る た めの検流器であ り 、 1 1 4 は タ イ マ回路 で あ り 、 演箕制御部 1 0 8 か ら のパル ス幅変調指令 に応 じ た幅 の パル ス 幅変調唇号 を 出力する 。 1 1 5 は ィ ン バ ー タ で あ リ 、 外部 に 設 け ら れた 3 枏交流電源 1 1 6 か ら の; ¾交流 を整流 する 整流回路 1 1 7 (ダ イ オ ー ド 群 1 1 7 a お よ び平滑 コ ン デ ン サ 1 1 7 b ) ょ リ 直流電圧が付与 さ れ 、 かつ 6 個 の ノヽ0 ヮ 一 ト ラ ン ジ ス タ Q 1 〜 Q s と ダ イ オー ド、 D 1 〜 D s ヲ 有 し て ぉ リ 、 パル ス幅変調信号で各パ ワ ー ト ラ ン ジ ス タ Q t 〜 Q s を オ ン Zオ フ 制御 し て 同期モ 一 タ な ど の サ 一.ボ モ ー タ - 1 0 1 に ¾動電流 を与え ら'れ る も の であ る 。
ΟΜΡί
次に 、 第 2 図お よ び第 3 図に示す回路 の動作 を第 4 図 の フ ロ ー チ ヤ 一 ト に 基づいて説明する 。
[ 1 ] 同期モ ー タ 1 0 1 を所定位置に移動せ し め る た め に 、 位置指令 P C M D 力 S N C 装置等か ら メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 に伝 え られ る 。
[ 2 ] メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 ほ後述す る 位置情報 と 、 前回の サ ン プ リ ン グ時の位置情報 と の差分か ら 移動量 !5' A D を 演箕す る (移動量演算 ス テ ッ プ) 。
[ 3 ] 次 に メ ィ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 は位置指 ~ P C M D と 、 移動量 P A D と か ら次式の演算を行 な い速度指今 V c ( V C M D ) を求 め る 。
V c = K P ( P C M D - P A D ) - C 1 ) 但 し 、 K p は位置ル ー プゲ イ ン で 、 定数 であ る (指今速 度演算 ス テ ッ プ) 。
[ 4 ] メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 は前述の移動量 を サ ン プ リ ン グ間隔 Τ で割 っ て 、 実速度 V a を演箕す る (実速度 演箕 ス テ ッ プ) 。
[ 5 ] メ イ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 は速度指令 V c と 実速度 V a を 用 い て次式 の演箕を行ない、 振幅指令 (実効値電 流指令) I r を求め る 。
I r = K 1 ( V c - V a ) -f- K 2 ∑ C V c - V a )
… ( 2 )
( 2 ) 式の I r は電機子電流の振幅に相 当 し 、 I r が大 と なれば、 大 き な ト ル ク が発生 し、 これ に よ り 同期 モ ー タ 1 0 1 の実速度が指今速度に接近お よ び一致す る よ う
OMPI
に制-御 される- 、; ¾度ルー プ演算 ステ ツ プ ) 。
C 6 ] 次に 、 メ イ ン プ π セ ッ サ 1 5 0 は イ ン タ — フ ヱ ィ ス 回路 1 5 1 を介 し振幅 ( 卜 レ ク) 指令 I r を サ 一 ボ ア ン プ S V U に 転送す る 。
[ 7 ] サ — ボ ア ン プ S V U でほ 、 先ずプ 口 セ "' サ 1 0 8 力 S刖 述 の位置コ — ド を デー タ メ モ リ 1 0 8 c に現在回 耘位置 0 と し て'格納 じた カ ウ ン タ 1 0 8 S を リ セ ツ 卜 す る 。 ^降 力 ゥ ン タ 1 0 8 g は 口一タ リ エ ン コ 一 ダ 1 0 2 の 回 ¾ノぐ レ ス 3? C を計数する こ と に な る
次 に プ ロ セ ッ サ 丄 0 8 a は 力 ゥ ン タ 1 0 8 g の カ ウ ン ト 値を バ ス 1 0 8 h を ^ し読取る。 そ し て、 デ — タ メ モ 1 0 8 c の位置コ 一 ド に加箕 して現在 回転位置 0 を更 新 し更 に位置情報 d に加算 し て位置情報 d を更新する 。 そ し て 、 力 ク ン タ 1 0 8 g を リ セ ッ ト し た後、 プ ロ セ ッ- サ 1 0 8 a は 、 デー タ メ モ リ 1 0 8 c に格納 され て い る カ ウ ン ト 値 Θ - s i n d , s I n Θ + 2 / 3 ) 変換 テ ー ブル を ?^ §Π し 回転角度 に対応す る s ■ i TL Θ , S i n C Θ + 2 / 3 7Γ ) のデジ タ ル値を得 る 〔正弦波癸生. ステ ツ プ)
[ 8 ] プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は、 [ 6 ] で転送 された振幅 指今 I と 前述 の s i a , s i n + 3 7τ ) の デ ジ タ ル値 と を乗箕 し 、 2 相の電流指今 I R , I S を得 る
R = I r · s i n "0 ( 3 )
S = I r · s i n C ^ + 2 / 3 TT ) EA
OMPI
次に 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は 、 2 相の 電流指令 I R , Γ S か ら 次式 に よ り 電流指令 I T を得 る 。
I T - - I R - I S
= 1 r · s i η ( 5 + / 3 7Γ ) - ( 4 ) (電流指令演箕 ス テ ッ プ) 。
尚 、 [ 7 ] の ス レ ッ プ に ぉ レ、 て 、 変換 テ 一 ブ ル と し て 、 Θ - s i η 9 , s i η ( ^ + 2 / 3 ·ΤΓ ) , s i n ( Θ + 4 / 3 7Γ ) の 変換 テ ー ブル を用意 し て.お け ば 、 第 ( 4 :) 式の 演箕 は 不要 で あ る 。
[ 9 ] 次 に 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は 、 検流器 1 1 2 U , 1 1 2 V , 1 1 2 w か ら得 られた実相電流 , I a v , I a w , I a u 力 S A D 変換器 1 0 8 f でデ ジ タ ルィヒ さ れ た 各実相電流 を 、 バ ス 1 0 8 h を 介 し 読取 り 、 前述 の 3 相 の電流指 I R , I S , I T と 実相電流 I a V , I a w , I a u と の 差分 を 演算 し 、 所定の増幅係数 K を 乗 じ て 、 デ ジ タ ル値 の イ ン バ 一 タ ¾動信号 U R , U S , U T を 得 る 。 以上が電流ル ー プ演箕 ス テ ッ プで あ る 。
[ 1 0 ] 次 に 、 プ D セ ッ サ 1 0 8 a は 、 前述 の 速度ル ー プ演箕 ス テ ッ プ で得 た実速度 V a に係数 を 乗 じ 、 速 度補償 出 力 V C O を 得 、 前述の イ ン バ一 タ ¾動信号 U R , U S , U T か ら 差 引 き 、 補償 された ィ ン バ 一 タ 驅動信 号 U R , U S , U T を 得る 。 こ れ に よ り 電流ル ー プ は 、 同期 モ ー タ 1 0 1 の 実速度 V a に よ る 逆起電力 に よ っ て 生 じ る ゲ イ ン 低下 を 防止で き る (電流ル ー プ補俊 ス テ ツ プ) 。
[ 1 1 ] 更 に、 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a ほ こ の. イ ンノ 一 タ 動信号 U R , U S , U Tの値に応じたパル ス幅変調指令 t u , t V , t w を 作成する。 即ち 、 イ ンバ一 タ駆動信 号 IJ R , U S , U T の値に応 じたパル ス幅の値を示すパ ル ス幅変調指今 t u , t v , t wを演箕する (パル ス 幅 変調 ス テ ッ プ) 。
[ 1 2 ] プ ロ セ ッ サ 1 0· 8 a は こ の指今 t u , t V , t w を パ ス 1 0 8 h 、 入出力ポー ト 1 0 8 e を介 し タ イ マ 回路 1 1 4 へ送 る (指今出力ステ ッ プ) 。
タ イ マ回路 1 1 4 では この指今 t u , t V , t w に応 じ た所定時間幅のパルス幅変調唇号を出力 し 、 イ ンバ一 タ 1 1 5 の ト ラ ン ジ ス タ Q i 〜 Qs へ送 り 、 同斯モー タ 1 0 1 に 3 相電流 を 供紿する。
プ ロ セ ッ サ i 0 8 a はサ ン プ リ ン グ周期 T 1 ご と に前 逮の ス テ ッ プ [ 7 ] 〜 [ 1 2 1 の電流ルー プの 演箕 を ブ ロ グ ラ ム メ モ リ 1 0 8 b の制御ぶろ ぐ ら む に 従 っ て実行 し 、 同期モー タ 1 ひ 1 を制御 して、 最終的 に同期モー タ 1 0 1 を指令速度で回転せ しめ る。
そ し て、 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a はデー タ メ モ リ 1 0 8 c の位置情報 d を カ ウ ン タ 1 0 8 g の内容に よ っ て周期 T
1 ご と に更新積箕 し 、 周期 T 2 C = a T i ) ご と にデ一 タ メ モ リ 1 0 8 c の位置情報 d を イ ン タ 一 フ ェ イ ス 回路 1 0 8 d を介 し メ ミ ンプロセ ッ サ 1 5 0 に転送 し、 デ ー タ メ モ リ 1 0 8 c の位置情報 'を リ セ ッ ト し 、 次の T 2 周期の位置情報の積算に備える 。 即ち、 デー タ メ モ リ 1
ΟΜΡΙ
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0 8 c は T 2 周期 の 口 一 タ リ エ ン コ ー ダ 1 0 2 の 回転 パ ル ス P C の 数を 積箕 す る こ と に な る 。
メ ィ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 では こ の位置情報 を 利用 し て 前述 の [ 1 ] 〜 [ 5 ] の ス テ ッ プを周期 Τ 2 ご と に行 な う 。
前述 の例 で は 、 位置速度制御ルー プ 1 ケ の メ ィ ン プ ロ セ ッ サ 1 5 0 で実行 し てい る が、 位置制御ル'一 プ用 、 速 度制御 ルー プ用 に 別 々 の プ α セ ッ サ を設 け て も よ く 、 サ ー ボ モ ー タ と し て 同期 モ ー タ に 限 ら ず 、 誘導 モ ー タ 、 直 流 モ ー タ を 使 用 す る こ と がで き る 。
太実 施例 は こ の よ う な構成、 作用 を有 し 、 サ 一 ボ ア ン プ の プ ロ セ ッ サ が カ ウ ン タ の値 を周期 Τ ^ ご と に 読出 し 積.箕 し 、 周期 T 2 ご と に該積箕値を 該位置情報 と し て コ ン 卜 ロ ー ラ に 送 出 し て い る の で、 位置情報 の た め に 特別 に カ ウ ン タ を 設 け る 必要がな く 、 コ ス ト の大幅低減 と 、 実装上 の小型化 を得 る こ と がで き る 。
産業上の利用 可能性
以上説玥 し た よ う に 、 太発明 はサ ー ボ ア ン プ に 設 け た プ ロ セ ッ サ が サ 一 ボ モ ー タ の 回転数 に対応す る 出 力パ ル ス を 周期 T i ご と に 読 出 しかつ積算 し 、 周期 T 2 ご と に そ の積箕値 を サ 一 ボ モ ー タ の 回転位置情報 と し て の外 部 の メ イ ン プ α セ ッ サ に 送出 し てい る の で 、 位置情報検 出 の た め の特別 の カ ウ ン タ が必要でな く な り 、 サ 一 ボ制御 回路 の 口 一 コ ス ト イヒ 、 簡素化が図れ、 実装構造 も 小 さ く で き 、 各種 モ ー タ の位置、 速度お よ び ト ル ク の サ ー ボ特
OMPI WIPO
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Claims
1 、 サ ー ボ モ ー タ に 駆動用電圧 を供紿す る 電圧供給 回路 、 上記 サ ー ボ モ ー タ の駆動用電流の検出 回路 、 上記 サ 一 ボ モ ー タ の 回転数 に 対応 し たパ ル ス を 出 力 す る 回転検 出 器 、 該 回転検 出 器 の 出 力パル ス を計数す る カ ウ ン タ お よ び 上記検 出 回路 お よ び上記 カ ウ ン タ に接铳 さ れ て 、 外 部 力 ら の ト ル ク 指令入 力 に応 じ 周期 T j_ こ" と に 電流ル ー プ 制御 を 実行 し て 、 上 記電圧供給回路 の 出 力電圧 を 制御 す る プ ロ セ ッ サ を 備 え た サ ー ボ ア ン プ と 、 上記 サ ー ボ モ 一 タ の 位置情報 に 従 っ て 周期 T 2 ( T 2 > T , ) ご と に 位 置 、 速度ル ー プ制御 を 実行 し て上記 ト ル ク 指令 を 出 力 す る メ ィ ン プ ロ セ ッ サ と 力、 ら耩成 し 、 と記 プ ロ セ ツ サ が上 記 カ ウ ン タ の 値 を 周期 T t ご と に読出 し 、 積 算 し 、 周 期
T 2 ご と に そ の積箕 値 を上記位置情報 と し て 上 記 メ ィ ン プ ロ セ ッ サ に 送 出 さ せ る よ う に し た こ と を 特徵 と す る サ — ボ制 御 回路 。
2 、 電圧供紿 回路が パル ス幅変調変調 ¾ 動 信号 に よ つ て 駆 irさ れ る イ ン バ一 タ で あ る 請求の範囲 第 ( 1 ) 項 に 記 載 の サ ー ボ 制御 回路 。
3 、 サ 一ボ モ ー タ の 駆動用電流の検出 回路が 3 相入力 電 源 の 各 相 ご と の実相 電流 を検出 する 検流計 で あ る 請求 の 範 囲 第 ( 1 ) 項 に 記載 の サ ー ボ制御回路 。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| AK | Designated states |
Designated state(s): US |
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| AL | Designated countries for regional patents |
Designated state(s): DE FR GB |
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| WWE | Wipo information: entry into national phase |
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| WWP | Wipo information: published in national office |
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| WWG | Wipo information: grant in national office |
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