JP3084972B2 - ディジタル電動機制御装置 - Google Patents
ディジタル電動機制御装置Info
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- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷に応じて自動的に
速度比例ゲインを設定することができる産業用ロボット
等に用いられる高精度の速度制御を行うディジタル電動
機制御装置に関するものである。
速度比例ゲインを設定することができる産業用ロボット
等に用いられる高精度の速度制御を行うディジタル電動
機制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、負荷に応じて自動的に速度比例ゲ
インを設定することができる産業用ロボット等に高精度
の速度制御を行うことができるディジタル電動機制御装
置が使用されてきている。
インを設定することができる産業用ロボット等に高精度
の速度制御を行うことができるディジタル電動機制御装
置が使用されてきている。
【０００３】以下に従来のディジタル電動機制御装置に
ついて説明する。図５において、１は速度偏差検出手
段、２は速度補償手段、３はトルク制御手段、４は電動
機、５は出力トルクから電動機速度までの伝達関数、６
は速度検出手段で、これらから速度制御ループ７が構成
されている。また、１２は加速トルク指令加算手段で、
１０は速度比例ゲイン設定手段である。
ついて説明する。図５において、１は速度偏差検出手
段、２は速度補償手段、３はトルク制御手段、４は電動
機、５は出力トルクから電動機速度までの伝達関数、６
は速度検出手段で、これらから速度制御ループ７が構成
されている。また、１２は加速トルク指令加算手段で、
１０は速度比例ゲイン設定手段である。
【０００４】以上のようなディジタル電動機制御装置に
ついて、以下その動作について図５を用いて説明する。
ついて、以下その動作について図５を用いて説明する。
【０００５】まず、通常動作時、即ち加速トルク指令加
算手段１２によってトルク指令値１０３に加算される加
速トルク指令値１１３が零の時の速度制御ループ７の動
作について説明を行う。
算手段１２によってトルク指令値１０３に加算される加
速トルク指令値１１３が零の時の速度制御ループ７の動
作について説明を行う。
【０００６】速度指令値１０１と、速度検出手段６によ
り検出された電動機４の速度検出値１０７との差、即ち
速度偏差値１０２が速度偏差検出手段１により検出され
ると、速度補償手段２により速度偏差値１０２に速度比
例ゲインが乗じられ、トルク指令値１０３となりトルク
制御手段３に入力される。
り検出された電動機４の速度検出値１０７との差、即ち
速度偏差値１０２が速度偏差検出手段１により検出され
ると、速度補償手段２により速度偏差値１０２に速度比
例ゲインが乗じられ、トルク指令値１０３となりトルク
制御手段３に入力される。
【０００７】トルク制御手段３は速度補償手段２の出力
するトルク指令値１０３に応じたトルクを電動機４が発
生するよう電動機４に電力１０４を印加する。電動機４
は印加された電力１０４によりトルク指令値１０３どお
りの出力トルク１０５を発生し、この出力トルク１０５
により電動機４は、速度指令値１０１に応じた速度で回
転するように加速され、やがて電動機４の速度１０６が
速度指令値１０１に応じた速度となったとき速度偏差値
１０２が零となり、それと同時にトルク指令値１０３も
零となるため、電動機４の加速が終了する。以上のよう
な動作を行うことにより、電動機４は速度指令値１０１
に応じた速度で回転する。以上が速度制御ループ７の動
作である。
するトルク指令値１０３に応じたトルクを電動機４が発
生するよう電動機４に電力１０４を印加する。電動機４
は印加された電力１０４によりトルク指令値１０３どお
りの出力トルク１０５を発生し、この出力トルク１０５
により電動機４は、速度指令値１０１に応じた速度で回
転するように加速され、やがて電動機４の速度１０６が
速度指令値１０１に応じた速度となったとき速度偏差値
１０２が零となり、それと同時にトルク指令値１０３も
零となるため、電動機４の加速が終了する。以上のよう
な動作を行うことにより、電動機４は速度指令値１０１
に応じた速度で回転する。以上が速度制御ループ７の動
作である。
【０００８】次に、図５において出力トルクからの電動
機速度までの伝達関数５の特性を決める負荷イナーシャ
を測定し、速度補償手段２の速度比例ゲインを設定する
速度比例ゲイン設定手段１０の動作について説明を行
う。
機速度までの伝達関数５の特性を決める負荷イナーシャ
を測定し、速度補償手段２の速度比例ゲインを設定する
速度比例ゲイン設定手段１０の動作について説明を行
う。
【０００９】図５の速度比例ゲイン設定手段１０は、負
荷イナーシャは加速に要したトルクを加速度で除するこ
とで得られることから、まず速度比例ゲイン設定手段１
０は、負荷イナーシャを測定するために速度指令値１０
１が一定、かつ電動機４の速度１０６が定常状態である
ときに加速トルク指令加算手段１２により、一定の加速
トルク指令値１１３をトルク指令値１０３に一定の加速
時間加算し、まず加速トルク指令値１１３を加算し続け
た時間で、加速トルク指令値１１３を加算した期間に変
化した電動機４の速度検出値１０７を除することによ
り、加速トルク指令値１１３を加算した期間における電
動機４の加速度を得、次に加速トルク指令値１１３を加
算した期間における電動機４の加速度で除することで負
荷イナーシャを推定する。そして、推定した負荷イナー
シャに予め定められた定数を乗じた値を速度比例ゲイン
設定値１０９として速度補償手段２に設定する。
荷イナーシャは加速に要したトルクを加速度で除するこ
とで得られることから、まず速度比例ゲイン設定手段１
０は、負荷イナーシャを測定するために速度指令値１０
１が一定、かつ電動機４の速度１０６が定常状態である
ときに加速トルク指令加算手段１２により、一定の加速
トルク指令値１１３をトルク指令値１０３に一定の加速
時間加算し、まず加速トルク指令値１１３を加算し続け
た時間で、加速トルク指令値１１３を加算した期間に変
化した電動機４の速度検出値１０７を除することによ
り、加速トルク指令値１１３を加算した期間における電
動機４の加速度を得、次に加速トルク指令値１１３を加
算した期間における電動機４の加速度で除することで負
荷イナーシャを推定する。そして、推定した負荷イナー
シャに予め定められた定数を乗じた値を速度比例ゲイン
設定値１０９として速度補償手段２に設定する。
【００１０】但し、速度比例ゲインを得るために負荷イ
ナーシャに乗じる予め定められた定数は、電動機４に負
荷５が接続されてない状態、即ち無負荷状態で速度制御
ループ７が安定で、かつ可能な限り高い応答性を示すよ
うに設定した速度比例ゲインを電動機４のロータのイナ
ーシャで除した値とする。
ナーシャに乗じる予め定められた定数は、電動機４に負
荷５が接続されてない状態、即ち無負荷状態で速度制御
ループ７が安定で、かつ可能な限り高い応答性を示すよ
うに設定した速度比例ゲインを電動機４のロータのイナ
ーシャで除した値とする。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、負荷が完全なイナーシャであると仮定して
速度比例ゲインを設定するので、例えば負荷の剛性が弱
い場合や、電動機４と負荷のカップリングの剛性が弱い
場合、機械共振現象を起こしてしまうとういう問題点を
有していた。
の構成では、負荷が完全なイナーシャであると仮定して
速度比例ゲインを設定するので、例えば負荷の剛性が弱
い場合や、電動機４と負荷のカップリングの剛性が弱い
場合、機械共振現象を起こしてしまうとういう問題点を
有していた。
【００１２】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電動機に接続された負荷がどのようなものでも効率
よく速度補償手段の速度比例ゲインを最適化し、高速で
安定した速度制御ループを持ったディジタル電動機制御
装置を提供することを目的とする。
で、電動機に接続された負荷がどのようなものでも効率
よく速度補償手段の速度比例ゲインを最適化し、高速で
安定した速度制御ループを持ったディジタル電動機制御
装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のディジタル電動機制御装置は、電動機の速度
を検出し速度検出値として出力する速度検出手段と、速
度指令値と前記速度検出値との差である速度偏差値を出
力する速度偏差検出手段と、周波数指令に応じた周波数
の一定振幅の正弦波信号を発生する正弦波信号発生手段
と、この正弦波信号発生手段の発生する前記正弦波信号
を前記速度指令値とする速度指令切り替え手段と、前記
速度偏差検出手段の出力信号に速度比例ゲインを乗じた
値をトルク指令値として出力する速度補償手段と、前記
トルク指令値に応じたトルクを電動機に発生させるトル
ク制御手段と、予め定められた一定の積分時間、前記速
度検出値の自乗を積分し、速度検出自乗積分値として出
力する速度検出自乗積分測定手段とを備え、前記正弦波
信号を速度指令値として入力し、前記速度比例ゲインを
電動機の無負荷状態での適値に初期化した後、前記正弦
波信号発生手段に指令する前記周波数指令を前記速度検
出手段の周波数応答の位相遅れと、前記速度補償手段の
周波数応答の位相遅れと、前記トルク制御手段の周波数
応答の位相遅れによって予め定められた周波数である第
１の周波数からこの第１の周波数より十分高い第２の周
波数まで少しずつ増大させ、前記速度検出自乗積分測定
手段により、前記第１の周波数から前記第２の周波数ま
での周波数範囲のそれぞれの周波数に対応した前記速度
検出自乗積分値を測定し、前記第１の周波数から前記第
２の周波数の周波数の周波数範囲における前記速度検出
自乗積分値の極大値の有無を調べ、前記速度検出自乗積
分値に極大値が存在しない場合、前記正弦波信号発生手
段に指令する前記周波数指令を第１の周波数としたとき
の前記速度検出自乗積分値が予め定められた第１の定数
と同じとなるように前記速度比例ゲインを自動的に設定
し、前記速度検出自乗積分値に極大値が存在する場合、
前記速度検出自乗積分値が最大値をとるときの前記周波
数指令を第３の周波数とすると、前記極大値が予め定め
られた第２の定数を第３の周波数で除した値以下となる
範囲で、前記正弦波信号発生手段に指令する前記周波数
指令を第１の周波数としたときの前記速度検出自乗積分
値が、予め定められた第１の定数以下の最も大きな値と
なるように前記速度比例ゲインを自動的に設定するよう
にしたものである。
に本発明のディジタル電動機制御装置は、電動機の速度
を検出し速度検出値として出力する速度検出手段と、速
度指令値と前記速度検出値との差である速度偏差値を出
力する速度偏差検出手段と、周波数指令に応じた周波数
の一定振幅の正弦波信号を発生する正弦波信号発生手段
と、この正弦波信号発生手段の発生する前記正弦波信号
を前記速度指令値とする速度指令切り替え手段と、前記
速度偏差検出手段の出力信号に速度比例ゲインを乗じた
値をトルク指令値として出力する速度補償手段と、前記
トルク指令値に応じたトルクを電動機に発生させるトル
ク制御手段と、予め定められた一定の積分時間、前記速
度検出値の自乗を積分し、速度検出自乗積分値として出
力する速度検出自乗積分測定手段とを備え、前記正弦波
信号を速度指令値として入力し、前記速度比例ゲインを
電動機の無負荷状態での適値に初期化した後、前記正弦
波信号発生手段に指令する前記周波数指令を前記速度検
出手段の周波数応答の位相遅れと、前記速度補償手段の
周波数応答の位相遅れと、前記トルク制御手段の周波数
応答の位相遅れによって予め定められた周波数である第
１の周波数からこの第１の周波数より十分高い第２の周
波数まで少しずつ増大させ、前記速度検出自乗積分測定
手段により、前記第１の周波数から前記第２の周波数ま
での周波数範囲のそれぞれの周波数に対応した前記速度
検出自乗積分値を測定し、前記第１の周波数から前記第
２の周波数の周波数の周波数範囲における前記速度検出
自乗積分値の極大値の有無を調べ、前記速度検出自乗積
分値に極大値が存在しない場合、前記正弦波信号発生手
段に指令する前記周波数指令を第１の周波数としたとき
の前記速度検出自乗積分値が予め定められた第１の定数
と同じとなるように前記速度比例ゲインを自動的に設定
し、前記速度検出自乗積分値に極大値が存在する場合、
前記速度検出自乗積分値が最大値をとるときの前記周波
数指令を第３の周波数とすると、前記極大値が予め定め
られた第２の定数を第３の周波数で除した値以下となる
範囲で、前記正弦波信号発生手段に指令する前記周波数
指令を第１の周波数としたときの前記速度検出自乗積分
値が、予め定められた第１の定数以下の最も大きな値と
なるように前記速度比例ゲインを自動的に設定するよう
にしたものである。
【００１４】
【作用】この構成によって、電動機に接続された負荷が
どのようなものでも効率よく速度補償手段の速度比例ゲ
インを最適化し、高速で安定した速度制御ループを持っ
たディジタル電動機制御装置を提供することができる。
どのようなものでも効率よく速度補償手段の速度比例ゲ
インを最適化し、高速で安定した速度制御ループを持っ
たディジタル電動機制御装置を提供することができる。
【００１５】即ち速度指令値を零とし、正弦波信号発生
手段の周波数指令を一定とした後、予め定められた一定
の積分時間、速度検出値の自乗を積分し、速度検出自乗
積分値として出力する速度検出自乗積分測定手段を備え
ることにより、速度制御ループの閉ループゲインを測定
することができる。
手段の周波数指令を一定とした後、予め定められた一定
の積分時間、速度検出値の自乗を積分し、速度検出自乗
積分値として出力する速度検出自乗積分測定手段を備え
ることにより、速度制御ループの閉ループゲインを測定
することができる。
【００１６】なぜなら、速度指令値に代えて正弦波信号
発生手段の周波数指令を一定として速度制御ループに入
力したとき、速度検出手段の出力は正弦波信号発生手段
の周波数指令と同じ周波数の正弦波となり、速度検出自
乗積分測定手段の出力Ｙは、
発生手段の周波数指令を一定として速度制御ループに入
力したとき、速度検出手段の出力は正弦波信号発生手段
の周波数指令と同じ周波数の正弦波となり、速度検出自
乗積分測定手段の出力Ｙは、
【００１７】
【数１】
【００１８】となり積分時間Ｔを周波数指令ｆの逆数よ
り十分大きくとると（数１）の右辺第２項は無視できる
ので、速度検出自乗積分測定手段の出力は、結局速度検
出値の振幅と前記積分時間の積の２分の１になる。ま
た、正弦波信号発生手段の発生する正弦波信号の振幅お
よび上記積分時間は既知であるので、速度検出自乗積分
値から速度制御ループの閉ループゲインを知ることがで
きる。
り十分大きくとると（数１）の右辺第２項は無視できる
ので、速度検出自乗積分測定手段の出力は、結局速度検
出値の振幅と前記積分時間の積の２分の１になる。ま
た、正弦波信号発生手段の発生する正弦波信号の振幅お
よび上記積分時間は既知であるので、速度検出自乗積分
値から速度制御ループの閉ループゲインを知ることがで
きる。
【００１９】また、正弦波信号発生手段に指令する周波
数指令を速度検出手段の周波数応答の位相遅れと、速度
補償手段の周波数応答の位相遅れと、トルク制御手段の
周波数応答の位相遅れの合計が９０度となる予め定めら
れた周波数である第１の周波数から、この第１の周波数
より十分高い第２の周波数まで微小に変化させ、第１の
周波数から第２の周波数の周波数範囲における速度検出
自乗積分値の極大値の有無を調べることにより、機械系
共振の有無を調べることができる。
数指令を速度検出手段の周波数応答の位相遅れと、速度
補償手段の周波数応答の位相遅れと、トルク制御手段の
周波数応答の位相遅れの合計が９０度となる予め定めら
れた周波数である第１の周波数から、この第１の周波数
より十分高い第２の周波数まで微小に変化させ、第１の
周波数から第２の周波数の周波数範囲における速度検出
自乗積分値の極大値の有無を調べることにより、機械系
共振の有無を調べることができる。
【００２０】さらに、上記第１の周波数から第２の周波
数の周波数範囲において速度検出自乗積分値の極大値が
存在しない場合、即ち機械系共振が起きない場合、電動
機に接続された負荷はイナーシャであると考えられ、イ
ナーシャの周波数応答の位相遅れはいかなる周波数に対
しても９０度となるので、速度検出手段の周波数応答の
位相遅れと、速度補償手段の周波数応答の位相遅れと、
トルク制御手段の周波数応答の位相遅れの合計が９０度
となる第１の周波数の正弦波信号を速度偏差値としたと
き、速度制御ループの一巡伝達関数の位相遅れが１８０
度となる周波数の正弦波信号を速度制御ループに入力す
るのと等価となる。したがって、上記第１の周波数に対
する速度検出自乗積分値を予め定められた第１の定数と
なるように速度補償手段の速度比例ゲインを設定するこ
とにより、最適の速度制御ループが得られることとな
る。
数の周波数範囲において速度検出自乗積分値の極大値が
存在しない場合、即ち機械系共振が起きない場合、電動
機に接続された負荷はイナーシャであると考えられ、イ
ナーシャの周波数応答の位相遅れはいかなる周波数に対
しても９０度となるので、速度検出手段の周波数応答の
位相遅れと、速度補償手段の周波数応答の位相遅れと、
トルク制御手段の周波数応答の位相遅れの合計が９０度
となる第１の周波数の正弦波信号を速度偏差値としたと
き、速度制御ループの一巡伝達関数の位相遅れが１８０
度となる周波数の正弦波信号を速度制御ループに入力す
るのと等価となる。したがって、上記第１の周波数に対
する速度検出自乗積分値を予め定められた第１の定数と
なるように速度補償手段の速度比例ゲインを設定するこ
とにより、最適の速度制御ループが得られることとな
る。
【００２１】また、上記第１の周波数から第２の周波数
の周波数範囲において速度検出自乗積分値の極大値が存
在する場合、即ち機械系共振が起きる場合、速度検出自
乗積分値が極大値をとるときの周波数指令を第３の周波
数とすると、この極大値が、予め定められた第２の定数
を第３の周波数で除した値以下となる範囲で、正弦波信
号発生手段に指令する周波数指令を第１の周波数とした
ときの速度検出自乗積分値が、予め定められた第１の定
数以下の最も大きな値となるように速度比例ゲインを設
定することにより、機械系共振による振動の発生しない
速度制御ループが得られることとなる。
の周波数範囲において速度検出自乗積分値の極大値が存
在する場合、即ち機械系共振が起きる場合、速度検出自
乗積分値が極大値をとるときの周波数指令を第３の周波
数とすると、この極大値が、予め定められた第２の定数
を第３の周波数で除した値以下となる範囲で、正弦波信
号発生手段に指令する周波数指令を第１の周波数とした
ときの速度検出自乗積分値が、予め定められた第１の定
数以下の最も大きな値となるように速度比例ゲインを設
定することにより、機械系共振による振動の発生しない
速度制御ループが得られることとなる。
【００２２】以上のような作用により、電動機にどのよ
うな負荷が接続された場合にも、効率よく速度制御ルー
プを最適化することのできるディジタル電動機制御装置
を提供することができる。
うな負荷が接続された場合にも、効率よく速度制御ルー
プを最適化することのできるディジタル電動機制御装置
を提供することができる。
【００２３】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２４】図１において、１は速度偏差検出手段、２
は速度補償手段、３はトルク制御手段、４は電動機、５
は出力トルクから電動機速度までの伝達関数、６は速度
検出手段で、これらで速度制御ループ７が構成されてい
る。
は速度補償手段、３はトルク制御手段、４は電動機、５
は出力トルクから電動機速度までの伝達関数、６は速度
検出手段で、これらで速度制御ループ７が構成されてい
る。
【００２５】また、９は速度検出値１０７の自乗を予め
定められ積分時間だけ積分する速度検出自乗積分測定手
段で、１０は速度比例ゲイン設定手段である。１１は周
波数指令１１１により一定振幅の任意の周波数の正弦波
信号１１２を発生する正弦波信号発生手段である。
定められ積分時間だけ積分する速度検出自乗積分測定手
段で、１０は速度比例ゲイン設定手段である。１１は周
波数指令１１１により一定振幅の任意の周波数の正弦波
信号１１２を発生する正弦波信号発生手段である。
【００２６】図２は図１の速度比例ゲイン設定手段１０
が行う処理の概要を示す図、図３は図２中の機械系共振
検出過程を示す図であり、図４は図２中の速度比例ゲイ
ン設定過程を示す図である。
が行う処理の概要を示す図、図３は図２中の機械系共振
検出過程を示す図であり、図４は図２中の速度比例ゲイ
ン設定過程を示す図である。
【００２７】図１のように構成された本発明のディジタ
ル電動機制御装置の動作について、以下図１，図２，図
３および図４を用いて説明する。ただし、図１の速度制
御ループ７の動作については、図５に示す従来例の速度
制御ループ７の動作と全く同じであるのでここでは省略
し、速度比例ゲイン設定手段１０の動作を中心に述べ
る。
ル電動機制御装置の動作について、以下図１，図２，図
３および図４を用いて説明する。ただし、図１の速度制
御ループ７の動作については、図５に示す従来例の速度
制御ループ７の動作と全く同じであるのでここでは省略
し、速度比例ゲイン設定手段１０の動作を中心に述べ
る。
【００２８】図２に示すとおり速度比例ゲイン設定手段
１０は、まず速度指令切り替え信号１１０により速度指
令値１０１を正弦波信号１１２に切り替え、速度補償手
段２の速度比例ゲインを電動機の無負荷状態での適値に
初期化する。次に速度比例ゲイン設定手段１０は機械系
共振検出を行い、最後に速度比例ゲインの設定を行う。
１０は、まず速度指令切り替え信号１１０により速度指
令値１０１を正弦波信号１１２に切り替え、速度補償手
段２の速度比例ゲインを電動機の無負荷状態での適値に
初期化する。次に速度比例ゲイン設定手段１０は機械系
共振検出を行い、最後に速度比例ゲインの設定を行う。
【００２９】図２の機械系共振検出過程は、図３にした
がって行われる。即ち、速度比例ゲイン設定手段１０は
正弦波信号発生手段１１に指令する周波数指令１１１を
少しずつ大きくしながら、周波数指令１１１に対する速
度検出自乗積分値１０８を速度検出自乗積分測定手段９
により測定し、現在の速度検出自乗積分値が前回測定し
た速度検出自乗積分値以上であれば、ゲイン増加フラグ
をセットする。また、現在の速度検出自乗積分値が前回
測定した速度検出自乗積分値より小さいとき、ゲイン増
加フラグが既にセットされた状態であれば、前回の速度
検出自乗積分値が極大値であるとし、前回正弦波信号発
生手段１１に指令した周波数指令を共振周波数であると
して機械系共振検出過程を終了する。また、スタート時
の第１の周波数よりも十分に大きい第２の周波数までゲ
イン増加フラグがセットされなかったときは、機械系共
振がないと判断して機械系共振検出過程を終了する。
がって行われる。即ち、速度比例ゲイン設定手段１０は
正弦波信号発生手段１１に指令する周波数指令１１１を
少しずつ大きくしながら、周波数指令１１１に対する速
度検出自乗積分値１０８を速度検出自乗積分測定手段９
により測定し、現在の速度検出自乗積分値が前回測定し
た速度検出自乗積分値以上であれば、ゲイン増加フラグ
をセットする。また、現在の速度検出自乗積分値が前回
測定した速度検出自乗積分値より小さいとき、ゲイン増
加フラグが既にセットされた状態であれば、前回の速度
検出自乗積分値が極大値であるとし、前回正弦波信号発
生手段１１に指令した周波数指令を共振周波数であると
して機械系共振検出過程を終了する。また、スタート時
の第１の周波数よりも十分に大きい第２の周波数までゲ
イン増加フラグがセットされなかったときは、機械系共
振がないと判断して機械系共振検出過程を終了する。
【００３０】図２の速度比例ゲイン設定過程は、図４に
したがって行われる。ここでは、機械系共振検出過程で
機械系共振を検出した場合と、機械系共振検出過程で機
械系共振を検出しなかった場合とに分けて処理が行わ
れ、各々以下のとおりである。
したがって行われる。ここでは、機械系共振検出過程で
機械系共振を検出した場合と、機械系共振検出過程で機
械系共振を検出しなかった場合とに分けて処理が行わ
れ、各々以下のとおりである。
【００３１】機械系共振検出過程で機械系共振を検出し
なかった場合、正弦波信号発生手段１１に指令する周波
数指令１１１を第１の周波数に設定した状態で、速度検
出自乗積分測定手段９により速度検出自乗積分値１０８
を計算しながら、速度比例ゲイン設定値１０９を少しず
つ大きくしていき、速度検出自乗積分値１０８が予め定
められた第１の定数を越えたとき、このとき設定してい
る速度比例ゲインの１回前に設定した速度比例ゲインを
速度補償手段２に設定して速度比例ゲイン設定過程を終
了する。
なかった場合、正弦波信号発生手段１１に指令する周波
数指令１１１を第１の周波数に設定した状態で、速度検
出自乗積分測定手段９により速度検出自乗積分値１０８
を計算しながら、速度比例ゲイン設定値１０９を少しず
つ大きくしていき、速度検出自乗積分値１０８が予め定
められた第１の定数を越えたとき、このとき設定してい
る速度比例ゲインの１回前に設定した速度比例ゲインを
速度補償手段２に設定して速度比例ゲイン設定過程を終
了する。
【００３２】また、機械系共振検出過程で機械系共振を
検出した場合、速度比例ゲイン設定値１０９を少しずつ
大きくしていきながら、正弦波信号発生手段１１に指令
する周波数指令１１１を第３の周波数、即ち共振周波数
に設定した状態での速度検出自乗積分値１０８が予め定
められた第２の定数を第３の周波数で除した値を越える
か、あるいは正弦波信号発生手段１１に指令する周波数
指令１１１を上記第１の周波数に設定した状態での速度
検出自乗積分値１０８が、予め定められた第１の定数を
越えるかのいずれかの場合が起こったとき、このとき設
定している速度比例ゲインの１回前に設定した速度比例
ゲインを速度補償手段２に設定して速度比例ゲイン設定
過程を終了する。
検出した場合、速度比例ゲイン設定値１０９を少しずつ
大きくしていきながら、正弦波信号発生手段１１に指令
する周波数指令１１１を第３の周波数、即ち共振周波数
に設定した状態での速度検出自乗積分値１０８が予め定
められた第２の定数を第３の周波数で除した値を越える
か、あるいは正弦波信号発生手段１１に指令する周波数
指令１１１を上記第１の周波数に設定した状態での速度
検出自乗積分値１０８が、予め定められた第１の定数を
越えるかのいずれかの場合が起こったとき、このとき設
定している速度比例ゲインの１回前に設定した速度比例
ゲインを速度補償手段２に設定して速度比例ゲイン設定
過程を終了する。
【００３３】
【発明の効果】上記構成により、速度比例ゲインを自動
的に設定することが可能となるため、完全にイナーシャ
と見なせる負荷に対しても機械系共振が起き易い負荷に
対しても効率よく速度補償手段の速度比例ゲインを最適
化し、高速で安定した速度制御ループを持った優れたデ
ィジタル電動機制御装置を実現できるものである。
的に設定することが可能となるため、完全にイナーシャ
と見なせる負荷に対しても機械系共振が起き易い負荷に
対しても効率よく速度補償手段の速度比例ゲインを最適
化し、高速で安定した速度制御ループを持った優れたデ
ィジタル電動機制御装置を実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例における電動機ディジタル制
御装置の構成を示す図
御装置の構成を示す図
【図２】本発明の一実施例における電動機ディジタル制
御装置の速度比例ゲイン設定手段の動作の概要を示す図
御装置の速度比例ゲイン設定手段の動作の概要を示す図
【図３】本発明の一実施例における電動機ディジタル制
御装置の速度比例ゲイン設定手段の機械系共振検出過程
を示す図
御装置の速度比例ゲイン設定手段の機械系共振検出過程
を示す図
【図４】本発明の一実施例における電動機ディジタル制
御装置の速度比例ゲイン設定手段の速度比例ゲイン設定
過程を示す図
御装置の速度比例ゲイン設定手段の速度比例ゲイン設定
過程を示す図
【図５】従来の電動機ディジタル制御装置の構成を示す
図
図
１ 速度偏差検出手段 ２ 速度補償手段 ３ トルク制御手段 ４ 電動機 ５ 出力トルクから電動機速度までの伝達関数 ６ 速度検出手段 ７ 速度制御ループ ８ 速度指令切り替え手段 ９ 速度検出自乗積分手段 １０ 速度比例ゲイン設定手段 １１ 正弦波信号発生手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−82078（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−105574（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−147105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−88887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−47290（ＪＰ，Ａ) 相良節夫著、「基礎自動制御」、第１ 版、森北出版株式会社（1979）、ｐ. 124 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00
Claims (2)
- 【請求項１】 電動機の速度を検出し速度検出値として
出力する速度検出手段と、速度指令値と前記速度検出値
との差である速度偏差値を出力する速度偏差検出手段
と、周波数指令に応じた周波数の一定振幅の正弦波信号
を発生する正弦波信号発生手段と、この正弦波信号発生
手段の発生する前記正弦波信号を前記速度指令値とする
速度指令切り替え手段と、前記速度偏差検出手段の出力
信号に速度比例ゲインを乗じた値をトルク指令値として
出力する速度補償手段と、前記トルク指令値に応じたト
ルクを電動機に発生させるトルク制御手段と、予め定め
られた一定の積分時間、前記速度検出値の自乗を積分
し、速度検出自乗積分値として出力する速度検出自乗積
分測定手段とを備え、前記正弦波信号を速度指令値とし
て入力し、前記速度比例ゲインを電動機の無負荷状態で
の適値に初期化した後、前記正弦波信号発生手段に指令
する前記周波数指令を前記速度検出手段の周波数応答の
位相遅れと、前記速度補償手段の周波数応答の位相遅れ
と、前記トルク制御手段の周波数応答の位相遅れによっ
て予め定められた周波数である第１の周波数からこの第
１の周波数より十分高い第２の周波数まで少しずつ増大
させ、前記速度検出自乗積分測定手段により、前記第１
の周波数から前記第２の周波数までの周波数範囲のそれ
ぞれの周波数に対応した前記速度検出自乗積分値を測定
し、前記第１の周波数から前記第２の周波数の周波数の
周波数範囲における前記速度検出自乗積分値の極大値の
有無を調べ、前記速度検出自乗積分値に極大値が存在し
ない場合、前記正弦波信号発生手段に指令する前記周波
数指令を第１の周波数としたときの前記速度検出自乗積
分値が予め定められた第１の定数と同じとなるように前
記速度比例ゲインを自動的に設定し、前記速度検出自乗
積分値に極大値が存在する場合、前記速度検出自乗積分
値が最大値をとるときの前記周波数指令を第３の周波数
とすると、前記極大値が予め定められた第２の定数を第
３の周波数で除した値以下となる範囲で、前記正弦波信
号発生手段に指令する前記周波数指令を第１の周波数と
したときの前記速度検出自乗積分値が、予め定められた
第１の定数以下の最も大きな値となるように前記速度比
例ゲインを自動的に設定することを特徴とするディジタ
ル電動機制御装置。 - 【請求項２】前記第１の周波数が、前記速度検出手段の
周波数応答の位相遅れと、前記速度補償手段の周波数応
答の位相遅れと、前記トルク制御手段の周波数応答の位
相遅れの合計が９０度となる周波数であることを特徴と
する請求項１のディジタル電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04292475A JP3084972B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ディジタル電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04292475A JP3084972B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ディジタル電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153556A JPH06153556A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3084972B2 true JP3084972B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=17782298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04292475A Expired - Fee Related JP3084972B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | ディジタル電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084972B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP04292475A patent/JP3084972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 相良節夫著、「基礎自動制御」、第１版、森北出版株式会社（１９７９）、ｐ．１２４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06153556A (ja) | 1994-05-31 |
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