JPH10201277A - Torque control device - Google Patents
Torque control deviceInfo
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- JPH10201277A JPH10201277A JP9005193A JP519397A JPH10201277A JP H10201277 A JPH10201277 A JP H10201277A JP 9005193 A JP9005193 A JP 9005193A JP 519397 A JP519397 A JP 519397A JP H10201277 A JPH10201277 A JP H10201277A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ホストコントローラへの負荷を軽
減できるとともに、微妙な振動トルクを自在に生成でき
るトルク制御装置の提供を目的とする。
【解決手段】 本発明は、エンコーダ2で検出された回
転位置を増幅してバネトルクを生成する第1乗算器5
と、速度検出器4で検出された速度を増幅して粘性トル
クを生成する第2乗算器6と、外部トルク指令値からバ
ネトルクと粘性トルクを減算する減算器7と、振動トル
クを発生する振動トルク発生部8と、振動トルク発生部
8の振動周波数、振動振幅をそれぞれ設定する周波数設
定部9、振幅設定部10と、減算器7の出力に振動トル
クを加算する加算器11と、加算器11の出力と磁極検
出器3で検出されたモータ磁極値を乗算する第3乗算器
12と、第3乗算器12より出力される電流値に相当す
る電流をモータ1に供給する電流アンプ13と、を備え
た構成よりなる。
(57) [Problem] To provide a torque control device capable of reducing a load on a host controller and freely generating a subtle vibration torque. The present invention provides a first multiplier that amplifies a rotational position detected by an encoder and generates a spring torque.
A second multiplier 6 for amplifying the speed detected by the speed detector 4 to generate a viscous torque, a subtractor 7 for subtracting a spring torque and a viscous torque from an external torque command value, and a vibration for generating a vibration torque. A torque generating unit 8; a frequency setting unit 9 for setting a vibration frequency and a vibration amplitude of the vibration torque generating unit 8; an amplitude setting unit 10; an adder 11 for adding the vibration torque to the output of the subtractor 7; A third multiplier 12 for multiplying the output of the motor 11 by the motor magnetic pole value detected by the magnetic pole detector 3, a current amplifier 13 for supplying a current corresponding to the current value output from the third multiplier 12 to the motor 1, , Is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アミューズメント
機器に用いられるトルク制御装置のトルク生成方式に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque generation system for a torque control device used in amusement equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】アミューズメント機器等では、リアルな
体感トルクを得るために、これに相当するトルク指令を
計算し、トルク制御装置に入力してトルクを得る方法が
用いられている。このようなトルク制御装置としては、
メカダンパーやトルク制御モータ等が挙げられる。以下
に、従来のトルク制御装置について図面を参照しながら
説明する。2. Description of the Related Art In an amusement machine or the like, a method of calculating a torque command corresponding to the torque and inputting the same to a torque control device to obtain a torque is used in order to obtain a realistic bodily torque. As such a torque control device,
Examples include a mechanical damper and a torque control motor. Hereinafter, a conventional torque control device will be described with reference to the drawings.
【0003】図4は従来のACサーボを利用したトルク
制御装置(従来例1)の構成図である。図4において、
23は磁極検出器、24はトルク指令と磁極データを乗
算する乗算器、25はモータへ電流を供給する電流アン
プ、26はモータの回転位置を検出するエンコーダ、2
7はモータ、28は外部トルク指令入力部である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional torque control device using AC servo (conventional example 1). In FIG.
23 is a magnetic pole detector, 24 is a multiplier for multiplying a torque command and magnetic pole data, 25 is a current amplifier for supplying a current to the motor, 26 is an encoder for detecting the rotational position of the motor, 2
7, a motor; and 28, an external torque command input unit.
【0004】図4に示した第1従来例のトルク制御装置
では、ホストコントローラ(図示せず)から外部トルク
指令入力部28に入力されたトルク指令と、磁極検出器
23から得られる電流の位相を乗算器24で乗算し、u
vw相の電流指令を生成する。さらに電流アンプ25に
より電流指令通りにモータ27に電流を供給すること
で、トルク指令に相当するトルクを発生させる。この
時、トルク指令と制御対象機器の位置関係は、イナーシ
ャをJとすると伝達特性=1/(Js2)で表される。In the torque control device of the first conventional example shown in FIG. 4, a torque command input from a host controller (not shown) to an external torque command input unit 28 and a phase of a current obtained from a magnetic pole detector 23 are set. Is multiplied by a multiplier 24, and u
Generate a vw-phase current command. Further, a current corresponding to the torque command is generated by supplying a current to the motor 27 according to the current command by the current amplifier 25. At this time, the positional relationship between the torque command and the device to be controlled is represented by a transfer characteristic = 1 / (Js2) where J is the inertia.
【0005】但し、sはラプラス演算子である。また、
図5は従来のメカダンパーを用いたトルク制御装置(従
来例2)の構成図であり、29はバネ、30はダンパ
ー、31はメカである。[0005] Here, s is a Laplace operator. Also,
FIG. 5 is a configuration diagram of a torque control device (conventional example 2) using a conventional mechanical damper, in which 29 is a spring, 30 is a damper, and 31 is a mechanism.
【0006】図5に示した第2従来例のトルク制御装置
では、メカ31の質量Mと、バネ29のバネ係数Kと、
ダンパー30の粘性係数uより、入力トルクに対する制
御対象機器の位置関係は、伝達特性=(1/M)/(s
2+u/Ms+k/M)で表される。In the torque control device of the second conventional example shown in FIG. 5, the mass M of the mechanism 31, the spring coefficient K of the spring 29,
From the viscosity coefficient u of the damper 30, the positional relationship of the controlled device with respect to the input torque is represented by a transfer characteristic = (1 / M) / (s
2 + u / Ms + k / M).
【0007】また、図6は従来のトルク制御装置(従来
例3)の構成図であり、32はシリンダ、33はエアー
入力部である。図6に示した第3従来例のトルク制御装
置では、シリンダ32内の空気圧をエアー入力部33か
ら空気を注入することで制御し、出力トルクを制御して
いる。FIG. 6 is a block diagram of a conventional torque control device (conventional example 3), wherein 32 is a cylinder and 33 is an air input unit. In the torque control device of the third conventional example shown in FIG. 6, the air pressure in the cylinder 32 is controlled by injecting air from the air input unit 33 to control the output torque.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトルク制御装置は以下の問題点を有していた。However, the above-mentioned conventional torque control device has the following problems.
【0009】1)第1従来例では、トルク指令に相当す
るトルクを出力することはできるが、機械の動特性を同
時にシミュレートする場合、ホストコントローラはバネ
トルクや粘性トルク等の複雑なトルク指令計算が必要と
なり、高速演算可能な高性能で高コストなホストコント
ローラが要求されるため、その実現性に欠ける。1) In the first conventional example, a torque corresponding to a torque command can be output. However, when simultaneously simulating dynamic characteristics of a machine, a host controller calculates a complicated torque command such as a spring torque or a viscous torque. Is required, and a high-performance and high-cost host controller capable of high-speed operation is required.
【0010】2)第2従来例では、外部からの力に対し
て受動的なトルクを発生させることはできるが、トルク
指令通りのトルクを生成することができず、さらにトル
クを調整するには部品を交換する必要があり、トルクの
オンライン変更ができないという問題点を有する。2) In the second conventional example, a passive torque can be generated in response to an external force, but the torque cannot be generated according to the torque command. There is a problem that the parts need to be replaced and the torque cannot be changed online.
【0011】3)第3従来例では、空気圧による制御の
ため高周波振動等の発生できないトルクがあるという問
題点を有する。3) The third conventional example has a problem that there is a torque that cannot generate high-frequency vibrations or the like due to control by air pressure.
【0012】このような問題点から、本願出願人らは特
願平8−098217号に、機械の動特性をシミュレー
トするトルク制御装置を提案したが、アミューズメント
機器の高度化によりホストコンピュータへの負担が増大
し、微妙なトルク指令生成を必要とする振動トルク、例
えばドライビングゲームで路面の振動がハンドルに伝わ
るような体感トルク、を生成することができないという
課題を有していた。[0012] In view of such a problem, the present applicant proposed a torque control device for simulating the dynamic characteristics of a machine in Japanese Patent Application No. 08-098217. There is a problem in that the burden increases, and it is not possible to generate a vibration torque that requires generation of a delicate torque command, for example, a bodily sensation torque in which vibration of a road surface is transmitted to a steering wheel in a driving game.
【0013】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、ホストコントローラへの負荷を軽減できるととも
に、微妙な振動トルクを自在に生成することが可能なト
ルク制御装置の提供を目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a torque control device which can reduce a load on a host controller and can freely generate a subtle vibration torque.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、モータの回転位置を検出するエンコーダ
と、エンコーダからモータ磁極を検出する磁極検出器
と、エンコーダからモータの速度を検出する速度検出器
と、エンコーダにより検出された回転位置を増幅してバ
ネトルクを生成する第1乗算器と、速度検出器により検
出された速度を増幅して粘性トルクを生成する第2乗算
器と、外部トルク指令値からバネトルクと粘性トルクを
減算し、第1トルク指令値を生成する減算器と、振動ト
ルクを発生する振動トルク発生部と、振動トルク発生部
の振動周波数を設定する周波数設定部と、振動トルク発
生部の振動振幅を設定する振幅設定部と、第1トルク指
令値に振動トルクを加算し最終トルク指令値を生成する
加算器と、最終トルク指令値と磁極検出器で検出された
モータ磁極値を乗算する第3乗算器と、第3乗算器より
出力される電流値に相当する電流をモータに供給する電
流アンプと、を備えた構成よりなる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides an encoder for detecting a rotational position of a motor, a magnetic pole detector for detecting a motor magnetic pole from the encoder, and a motor speed for detecting the motor speed from the encoder. A speed detector, a first multiplier that amplifies the rotational position detected by the encoder to generate a spring torque, a second multiplier that amplifies the speed detected by the speed detector to generate a viscous torque, A subtractor that generates a first torque command value by subtracting a spring torque and a viscous torque from a torque command value, a vibration torque generating unit that generates a vibration torque, a frequency setting unit that sets a vibration frequency of the vibration torque generating unit, An amplitude setting section for setting a vibration amplitude of the vibration torque generating section, an adder for adding the vibration torque to the first torque command value to generate a final torque command value, and a final torque A third multiplier for multiplying the motor magnetic pole value detected by the magnetic pole detector with the current value, and a current amplifier for supplying a current corresponding to the current value output from the third multiplier to the motor. Become.
【0015】この構成により、バネトルク、粘性トルク
に加えて振動トルクをトルク制御装置内で発生させ、こ
れをホストコントローラからのトルク指令値に加算でき
ることで、ホストコントローラへの負荷を軽減できると
ともに、微妙な振動トルクを自在に生成することができ
る。With this configuration, in addition to the spring torque and the viscous torque, a vibration torque can be generated in the torque control device, and this can be added to the torque command value from the host controller. A large vibration torque can be freely generated.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、モータの回転位置を検出するエンコーダと、エンコ
ーダからモータ磁極を検出する磁極検出器と、エンコー
ダからモータの速度を検出する速度検出器と、エンコー
ダにより検出された回転位置を増幅してバネトルクを生
成する第1乗算器と、速度検出器により検出された速度
を増幅して粘性トルクを生成する第2乗算器と、外部ト
ルク指令値からバネトルクと粘性トルクを減算し、第1
トルク指令値を生成する減算器と、振動トルクを発生す
る振動トルク発生部と、振動トルク発生部の振動周波数
を設定する周波数設定部と、振動トルク発生部の振動振
幅を設定する振幅設定部と、第1トルク指令値に振動ト
ルクを加算し最終トルク指令値を生成する加算器と、最
終トルク指令値と磁極検出器で検出されたモータ磁極値
を乗算する第3乗算器と、第3乗算器より出力される電
流値に相当する電流をモータに供給する電流アンプと、
を備えたこととしたものであり、バネトルク、粘性トル
クに加えて振動トルクをトルク制御装置内で発生させ、
ホルトコントローラからのトルク指令値に加算できるこ
とで、ホストコントローラへの負荷を軽減できるととも
に、微妙な振動トルクを自在に生成することができると
いう作用を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is an encoder for detecting a rotational position of a motor, a magnetic pole detector for detecting a motor magnetic pole from the encoder, and a speed for detecting a motor speed from the encoder. A detector, a first multiplier for amplifying a rotational position detected by an encoder to generate a spring torque, a second multiplier for amplifying a speed detected by a speed detector to generate a viscous torque, and an external torque Subtract the spring torque and viscous torque from the command value,
A subtractor that generates a torque command value, a vibration torque generating unit that generates a vibration torque, a frequency setting unit that sets a vibration frequency of the vibration torque generating unit, and an amplitude setting unit that sets a vibration amplitude of the vibration torque generating unit. An adder for adding a vibration torque to the first torque command value to generate a final torque command value, a third multiplier for multiplying the final torque command value by the motor magnetic pole value detected by the magnetic pole detector, and a third multiplier A current amplifier that supplies a current corresponding to the current value output from the heater to the motor;
In addition to the spring torque and the viscous torque, a vibration torque is generated in the torque control device,
By being able to add to the torque command value from the Holt controller, it is possible to reduce the load on the host controller and to freely generate a subtle vibration torque.
【0017】本発明の請求項2に記載の発明は、エンコ
ーダを有し回転位置を検出できるACサーボモータと、
このエンコーダからモータ磁極を検出する磁極検出器
と、速度を検出する速度検出器と、前記エンコーダより
検出された位置を増幅し速度指令を生成する第1増幅器
と、前記速度指令から前記速度検出器によって検出され
た速度検出値を減算する減算器と、前記減算結果を増幅
し第一のトルク指令を生成する第2増幅器と、振動トル
ク指令を発生する振動トルク生成部と、外部トルク指令
設定部と、第一のトルク指令に前記振動トルクを加算し
て最終的なトルク指令を生成する加算器と、前記振動ト
ルク生成部の振動周波数、振動振幅を設定する振動周波
数設定部、振動振幅設定部と、前記第1乗算器と第2乗
算器にゲインを設定するゲイン設定部と、前記トルク指
令値とモータ磁極検出値の積を電流指令としてモータコ
イルに供給する電流アンプを備えたものであり請求項1
と同様な作用を有する。According to a second aspect of the present invention, there is provided an AC servomotor having an encoder and capable of detecting a rotational position,
A magnetic pole detector for detecting a motor magnetic pole from the encoder, a speed detector for detecting a speed, a first amplifier for amplifying a position detected by the encoder to generate a speed command, and the speed detector based on the speed command Subtractor for subtracting the speed detection value detected by the above, a second amplifier for amplifying the subtraction result to generate a first torque command, a vibration torque generating unit for generating a vibration torque command, and an external torque command setting unit An adder that adds the vibration torque to the first torque command to generate a final torque command, a vibration frequency setting unit that sets a vibration frequency and a vibration amplitude of the vibration torque generation unit, and a vibration amplitude setting unit A gain setting unit for setting a gain in the first multiplier and the second multiplier; and a current supplied to the motor coil as a current command, which is a product of the torque command value and the motor magnetic pole detection value. Are those with a pump according to claim 1
Has the same function as.
【0018】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、周波数設定部及び振幅設定部
及び2つのゲイン設定部における設定及び変更を外部よ
りオンラインで行うことができることとしたものであ
り、振動トルクの周波数と振幅及び、ばね力/粘性力を
体感トルクの状況に応じて変更することが可能となり、
よりリアルな振動トルク及び、ばね力、粘性力を発生で
きるという作用を有する。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, setting and changing in the frequency setting section, the amplitude setting section, and the two gain setting sections can be performed online from outside. It is possible to change the frequency and amplitude of the vibration torque and the spring force / viscous force according to the state of the perceived torque,
It has the function of generating more realistic vibration torque, spring force and viscous force.
【0019】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施の形態にお
けるトルク制御装置の構成図である。図1において、1
はモータ、2はモータ1の回転位置を検出するエンコー
ダ、3はエンコーダ2からモータ磁極を検出する磁極検
出器、4はエンコーダ2からモータ1の速度を検出する
速度検出器、5はエンコーダ2により検出された回転位
置を増幅してバネトルクを生成する第1乗算器、6は速
度検出器4により検出された速度を増幅して粘性トルク
を生成する第2乗算器、7は外部トルク指令値からバネ
トルクと粘性トルクを減算し、第1トルク指令値を生成
する減算器、8は振動トルクを発生する振動トルク発生
部、9は振動トルク発生部8の振動周波数を設定する周
波数設定部、10は振動トルク発生部8の振動振幅を設
定する振幅設定部、11は第1トルク指令値に振動トル
クを加算し最終トルク指令値を生成する加算器、12は
最終トルク指令値と磁極検出器3で検出されたモータ磁
極値を乗算する第3乗算器、13は第3乗算器12より
出力される電流指令値に相当する電流をモータに供給す
る電流アンプ、14は外部トルク指令値が入力される外
部トルク指令入力部、15は第1乗算器5のゲイン設定
部、16は第2乗算器6のゲイン設定部である。A specific example of the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram of a torque control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1
Is a motor, 2 is an encoder that detects the rotational position of the motor 1, 3 is a magnetic pole detector that detects the motor magnetic pole from the encoder 2, 4 is a speed detector that detects the speed of the motor 1 from the encoder 2, 5 is an encoder 2 A first multiplier that amplifies the detected rotational position to generate a spring torque, 6 is a second multiplier that amplifies the speed detected by the speed detector 4 to generate a viscous torque, and 7 is an external torque command value A subtractor that generates a first torque command value by subtracting a spring torque and a viscous torque, 8 is a vibration torque generator that generates a vibration torque, 9 is a frequency setting unit that sets the vibration frequency of the vibration torque generator 8, and 10 is An amplitude setting unit for setting the vibration amplitude of the vibration torque generating unit 8; an adder 11 for adding the vibration torque to the first torque command value to generate a final torque command value; A third multiplier that multiplies the motor magnetic pole value detected by the magnetic pole detector 3, 13 is a current amplifier that supplies a current corresponding to a current command value output from the third multiplier 12 to the motor, and 14 is an external torque command. An external torque command input unit for inputting a value, 15 is a gain setting unit of the first multiplier 5, and 16 is a gain setting unit of the second multiplier 6.
【0020】上記構成を有する本実施の形態におけるト
ルク制御装置の動作を以下に説明する。図1において、
モータ1が静止している状態で、ホストコントローラ
(図示せず)から外部トルク指令入力部14へ外部トル
ク指令値が入力されると、バネトルクと粘性トルクがゼ
ロであるため、減算器7の出力である第1トルク指令値
は外部トルク指令値と一致した最終トルク指令値とな
る。次に、最終トルク指令値と磁極検出器3で検出され
たモータ磁極値を第3乗算器12で乗算してuvw相の
電流指令値を生成し、この電流指令値が電流アンプ13
に出力されることにより、モータ1に最終トルク指令値
に相当するトルクが発生する。The operation of the torque control device according to the present embodiment having the above configuration will be described below. In FIG.
When an external torque command value is input from a host controller (not shown) to the external torque command input unit 14 while the motor 1 is stationary, the output of the subtracter 7 is zero because the spring torque and the viscous torque are zero. Is the final torque command value that matches the external torque command value. Next, the final torque command value and the motor magnetic pole value detected by the magnetic pole detector 3 are multiplied by a third multiplier 12 to generate a uvw-phase current command value.
, A torque corresponding to the final torque command value is generated in the motor 1.
【0021】次に、モータ1が回転すると、エンコーダ
2により検出されたモータ1の回転位置が第1乗算器5
により増幅され、バネトルクとして減算器7にフィード
バックされる。また、速度検出器4により検出されたモ
ータ1の速度は第2乗算器6により増幅され、粘性トル
クとして減算器7にフィードバックされる。フィードバ
ックされたバネトルクと粘性トルクは減算器7により外
部トルク指令値から減算され、第1トルク指令値とな
り、この後上記と同様にしてモータ1にトルクが発生す
る。さらに、外力によりモータ1が回転させられた場合
にも、バネトルク、粘性トルクが減算器7にフィードバ
ックされ、同様にトルクが発生する。このように外部ト
ルク指令値又は外力によるトルクにバネトルク、粘性ト
ルクを負荷してモータ1を駆動する。Next, when the motor 1 rotates, the rotational position of the motor 1 detected by the encoder 2 is changed by the first multiplier 5.
And is fed back to the subtractor 7 as a spring torque. The speed of the motor 1 detected by the speed detector 4 is amplified by the second multiplier 6 and fed back to the subtractor 7 as a viscous torque. The fed-back spring torque and viscous torque are subtracted from the external torque command value by the subtractor 7 to become a first torque command value, after which the motor 1 generates torque in the same manner as described above. Further, even when the motor 1 is rotated by an external force, the spring torque and the viscous torque are fed back to the subtractor 7, and the torque is generated similarly. In this way, the motor 1 is driven by applying the spring torque and the viscous torque to the external torque command value or the torque due to the external force.
【0022】さらに、ホストコンピュータから周波数設
定部9と振幅設定部10に周波数及び振幅がそれぞれ設
定されると、振動トルク発生部8によって乗算され、振
動トルク指令が生成される。生成された振動トルクは、
加算器11において前述のバネトルク、粘性トルク、外
部トルク指令値より生成された第1トルク指令値と加算
され、最終トルク指令値となり、これに応じて電流アン
プ13によりモータ1に電流が供給されて、モータ1が
振動し、アミューズメント機器へ体感トルクを伝達す
る。この時、周波数設定部9と振幅設定部10の値をオ
ンラインで変更することで振動トルクの調整を行うこと
ができる。又、ゲイン設定部15、16の値を変更する
ことでバネ力/粘性力をかえることができる。Further, when the frequency and the amplitude are respectively set in the frequency setting section 9 and the amplitude setting section 10 from the host computer, they are multiplied by the vibration torque generating section 8 to generate a vibration torque command. The generated vibration torque is
The adder 11 adds the first torque command value generated from the above-described spring torque, viscous torque, and external torque command value to obtain a final torque command value. In response to this, the current is supplied to the motor 1 by the current amplifier 13. Then, the motor 1 vibrates and transmits the bodily sensation torque to the amusement device. At this time, the vibration torque can be adjusted by changing the values of the frequency setting unit 9 and the amplitude setting unit 10 online. Further, the spring force / viscous force can be changed by changing the values of the gain setting units 15 and 16.
【0023】(実施の形態2)図2は本発明の第2の実
施例におけるトルク制御装置の構成図である。図2にお
いて、1はモータ、2はモータ1の回転位置を検出する
エンコーダ、3はエンコーダからモータ磁極を検出する
磁極検出器、4はエンコーダ2からモータの速度を検出
する速度検出器、34はエンコーダより検出された位置
を増幅し速度指令を生成する第1増幅器、35は前記速
度指令から前記速度検出器によって検出された速度検出
値を減算する減算器、36は前記減算結果を増幅し第一
のトルク指令を生成する第2増幅器、8は振動トルク指
令を発生する振動トルク生成部、14は外部トルク指令
設定部、37は第一のトルク指令に前記振動トルクを加
算して最終的なトルク指令を生成する加算器、9、10
は前記振動トルク生成部の振動周波数、振動振幅を設定
する振動周波数設定部、38、39は前記第1乗算器と
第2乗算器にゲインを設定するゲイン設定部、13は前
記トルク指令値とモータ磁極検出値の積を電流指令とし
てモータコイルに供給する電流アンプである。(Embodiment 2) FIG. 2 is a configuration diagram of a torque control device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is a motor, 2 is an encoder that detects the rotational position of the motor 1, 3 is a magnetic pole detector that detects the motor magnetic pole from the encoder, 4 is a speed detector that detects the motor speed from the encoder 2, and 34 is A first amplifier for amplifying the position detected by the encoder to generate a speed command; a subtractor for subtracting a speed detection value detected by the speed detector from the speed command; and a first amplifier for amplifying the result of the subtraction. A second amplifier that generates one torque command, 8 is a vibration torque generating unit that generates a vibration torque command, 14 is an external torque command setting unit, and 37 is a final torque command that adds the vibration torque to the first torque command. Adders for generating torque commands, 9, 10
Is a vibration frequency setting unit that sets the vibration frequency and vibration amplitude of the vibration torque generation unit, 38 and 39 are gain setting units that set gains in the first multiplier and the second multiplier, and 13 is a torque command value. It is a current amplifier that supplies the product of the motor magnetic pole detection value to the motor coil as a current command.
【0024】図2においてモータが静止している状態で
ホストコントローラから外部トルク指令入力部14へ外
部トルク指令が入力されると、第一のトルク指令がゼロ
であるため加算器37の出力である総合トルク指令は外
部トルク指令と一致した総合トルク指令となる。次に総
合トルク指令と磁極検出器3から得られる電流位相を第
3乗算器12で乗算しuvw相の電流指令を生成し、電
流アンプ13により電流指令どおりにモータに電流を供
給する事で総合トルク指令に相当するトルクを発生させ
る、次にモータ1が回転すると、エンコーダ2により検
出された位置が乗算器34により増幅され速度指令とし
て減算器35に入力される。一方、速度検出器4により
検出された速度も減算器35に入力され、減算器出力は
乗算器36により増幅され前記静止位置へ戻そうとする
バネ力粘性力を合わせ持った第1のトルク指令となる、
さらに加算器37によって外部トルク指令と第1のトル
ク指令が加算され総合トルク指令となり同様にトルクを
発生させる。また、外力によりモータ1が回転させられ
た場合も静止位置へ戻ろうとするトルクが発生する、こ
のようにして外部トルク指令または外部トルクにバネト
ルク、粘性トルクを附加してモータ1を駆動する。In FIG. 2, when an external torque command is input from the host controller to the external torque command input unit 14 while the motor is stationary, the output of the adder 37 is obtained because the first torque command is zero. The total torque command is a total torque command that matches the external torque command. Next, the total torque command and the current phase obtained from the magnetic pole detector 3 are multiplied by the third multiplier 12 to generate a uvw-phase current command, and the current is supplied to the motor by the current amplifier 13 according to the current command. When a torque corresponding to the torque command is generated, and then the motor 1 rotates, the position detected by the encoder 2 is amplified by the multiplier 34 and input to the subtractor 35 as a speed command. On the other hand, the speed detected by the speed detector 4 is also input to the subtractor 35, and the output of the subtracter is amplified by the multiplier 36 and the first torque command having the spring force and the viscous force to return to the rest position is applied. Becomes
Further, the external torque command and the first torque command are added by the adder 37 to become a total torque command, and a torque is similarly generated. Also, when the motor 1 is rotated by an external force, a torque is generated to return to the rest position. In this way, the motor 1 is driven by adding a spring torque and a viscous torque to the external torque command or the external torque.
【0025】次に、ホストコントローラから周波数設定
部9と振動振幅設定部10に値が設定されると振動トル
ク発生部8によって乗算され振動トルク指令が生成され
る、さらに生成された振動トルクは加算器37によっ
て、第1のトルク指令と加算され総合トルク指令となり
同様にモータに電流を供給することでモータが振動しア
ミューズメント機器へ体感トルクを伝える。Next, when the values are set in the frequency setting section 9 and the vibration amplitude setting section 10 by the host controller, the values are multiplied by the vibration torque generating section 8 to generate a vibration torque command, and the generated vibration torque is added. The device 37 adds the first torque command to a total torque command to similarly supply a current to the motor, so that the motor vibrates and transmits a bodily sensation torque to the amusement device.
【0026】また周波数設定部9、振幅設定部10の値
をオンラインで変更することで振動トルクの調整を行う
ことができる。The vibration torque can be adjusted by changing the values of the frequency setting section 9 and the amplitude setting section 10 online.
【0027】次に、本実施の形態におけるトルク制御装
置のアミューズメント機器における使用例を図3を用い
て説明する。図3は本実施の形態のトルク制御装置を用
いたドライビングゲーム機の構成図である。図3におい
て、17はドライビングゲーム機のハンドル、18は本
実施の形態におけるトルク制御装置のモータ、19は本
実施の形態におけるトクル制御装置の駆動基板、20は
ホストコントローラ、21は通信線、22はギヤであ
る。ホストコントローラ20より通信線を介して、図1
に示した周波数設定部9、振幅設定部10、ゲイン設定
部15,16、外部トルク指令入力部14等を搭載した
駆動基板19へ所定の値が送られると、モータ18がバ
ネトルク、粘性トルク、外部トルク指令値に加えて振動
トルクを発生する。この振動トルクはギヤを介してハン
ドル17に伝わり、ハンドル17を握るとドライビング
しているようなリアルな振動が得られる。Next, an example of use of the torque control device according to the present embodiment in an amusement device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram of a driving game machine using the torque control device of the present embodiment. 3, reference numeral 17 denotes a handle of a driving game machine, 18 denotes a motor of the torque control device according to the present embodiment, 19 denotes a drive board of the torque control device according to the present embodiment, 20 denotes a host controller, 21 denotes a communication line, 22 Is a gear. 1 through a communication line from the host controller 20.
When a predetermined value is sent to the drive board 19 on which the frequency setting unit 9, the amplitude setting unit 10, the gain setting units 15 and 16, the external torque command input unit 14, and the like are mounted as shown in FIG. A vibration torque is generated in addition to the external torque command value. This vibration torque is transmitted to the handle 17 via the gear, and when the handle 17 is gripped, a realistic vibration as if driving is obtained.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アミュー
ズメントゲーム機器におけるホストコンピュータの負担
を軽減し、かつリアルな振動トルクを生成することが可
能になり、アミューズメントゲーム機器の遊戯性、体感
性を向上させることができるという優れた効果が得られ
る。As described above, according to the present invention, the burden on the host computer in the amusement game machine can be reduced, and a realistic vibration torque can be generated. The excellent effect that it can improve is obtained.
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるトルク制御
装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a torque control device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるトルク制御
装置の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a torque control device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本実施の形態のトルク制御装置を用いたドライ
ビングゲーム機の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a driving game machine using the torque control device of the present embodiment.
【図4】従来のACサーボを利用したトルク制御装置
(従来例1)の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a torque control device (conventional example 1) using a conventional AC servo.
【図5】従来のメカダンパーを用いたトルク制御装置
(従来例2)の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a torque control device (conventional example 2) using a conventional mechanical damper.
【図6】従来のトルク制御装置(従来例3)の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional torque control device (conventional example 3).
1,27 モータ 2,26 エンコーダ 3,23 磁極検出器 4 速度検出器 5 第1乗算器 6 第2乗算器 7,35 減算器 8 振動トルク発生部 9 周波数設定部 10 振幅設定部 11,37 加算器 12 第3乗算器 13,25 電流アンプ 14,28 外部トルク指令入力部 15,16,38,39 ゲイン設定部 17 ドライビングゲーム機のハンドル 18 本実施の形態におけるトルク制御装置のモータ 19 本実施の形態におけるトクル制御装置の駆動基板 20 ホストコントローラ 21 通信線 22 ギヤ 24,34,36 乗算器 29 バネ 30 ダンパー 31 メカ 32 シリンダ 33 エアー入力部 1,27 Motor 2,26 Encoder 3,23 Magnetic pole detector 4 Speed detector 5 First multiplier 6 Second multiplier 7,35 Subtractor 8 Vibration torque generator 9 Frequency setting unit 10 Amplitude setting unit 11,37 Addition Unit 12 Third multiplier 13, 25 Current amplifier 14, 28 External torque command input unit 15, 16, 38, 39 Gain setting unit 17 Handle of driving game machine 18 Motor of torque control device in the present embodiment 19 Drive board of tokle control device in form 20 Host controller 21 Communication line 22 Gear 24, 34, 36 Multiplier 29 Spring 30 Damper 31 Mechanism 32 Cylinder 33 Air input unit
Claims (3)
Cサーボモータと、前記エンコーダからモータ磁極を検
出する磁極検出器と、前記エンコーダから前記モータの
速度を検出する速度検出器と、前記エンコーダにより検
出された前記回転位置を増幅してバネトルク指令を生成
する第1乗算器と前記第1乗算器にゲインを設定するゲ
イン設定部と、前記速度検出器により検出された前記速
度を増幅して粘性トルク指令を生成する第2乗算器と、
前記第2乗算器にゲインを設定するゲイン設定部と、外
部トルク指令値から前記バネトルク指令と前記粘性トル
ク指令を減算し、第1トルク指令値を生成する減算器
と、振動トルク指令を発生する振動トルク発生部と、前
記振動トルク発生部の振動周波数を設定する周波数設定
部と、前記第1、2乗算器にゲインを設定するゲイン設
定部と、前記振動トルク発生部の振動振幅を設定する振
幅設定部と、前記第1トルク指令値に前記振動トルクを
加算し最終トルク指令値を生成する加算器と、前記最終
トルク指令値と前記磁極検出器で検出されたモータ磁極
値を乗算する第3乗算器と、前記第3乗算器より出力さ
れる電流値に相当する電流を前記モータに供給する電流
アンプと、を備えたことを特徴とするトルク制御装置。An A having an encoder and capable of detecting a rotational position
C servo motor, a magnetic pole detector for detecting a motor magnetic pole from the encoder, a speed detector for detecting the speed of the motor from the encoder, and amplifying the rotational position detected by the encoder to generate a spring torque command A first multiplier, a gain setting unit that sets a gain for the first multiplier, a second multiplier that amplifies the speed detected by the speed detector to generate a viscous torque command,
A gain setting unit that sets a gain in the second multiplier; a subtractor that subtracts the spring torque command and the viscous torque command from an external torque command value to generate a first torque command value; and generates a vibration torque command. A vibration torque generating section, a frequency setting section for setting a vibration frequency of the vibration torque generating section, a gain setting section for setting a gain in the first and second multipliers, and setting a vibration amplitude of the vibration torque generating section. An amplitude setting unit, an adder that adds the vibration torque to the first torque command value to generate a final torque command value, and a second unit that multiplies the final torque command value by a motor magnetic pole value detected by the magnetic pole detector. A torque control device comprising: a third multiplier; and a current amplifier that supplies a current corresponding to a current value output from the third multiplier to the motor.
Cサーボモータと、このエンコーダからモータ磁極を検
出する磁極検出器と、速度を検出する速度検出器と、前
記エンコーダより検出された位置を増幅し速度指令を生
成する第1増幅器と、前記速度指令から前記速度検出器
によって検出された速度検出値を減算する減算器と、前
記減算結果を増幅し第一のトルク指令を生成する第2増
幅器と、振動トルク指令を発生する振動トルク生成部
と、外部トルク指令設定部と、第一のトルク指令に前記
振動トルクを加算して最終的なトルク指令を生成する加
算器と、前記振動トルク生成部の振動周波数、振動振幅
を設定する振動周波数設定部、振動振幅設定部と、前記
第1乗算器と第2乗算器にゲインを設定するゲイン設定
部と、前記トルク指令値とモータ磁極検出値の積を電流
指令としてモータコイルに供給する電流アンプを備えた
ことを特徴とするトルク制御装置。2. An A having an encoder and capable of detecting a rotational position
A servomotor, a magnetic pole detector for detecting a motor magnetic pole from the encoder, a speed detector for detecting speed, a first amplifier for amplifying a position detected by the encoder to generate a speed command, and the speed command A subtractor that subtracts a speed detection value detected by the speed detector from the second amplifier that amplifies the subtraction result and generates a first torque command, and a vibration torque generation unit that generates a vibration torque command, An external torque command setting unit, an adder that adds the vibration torque to the first torque command to generate a final torque command, and a vibration frequency setting unit that sets a vibration frequency and a vibration amplitude of the vibration torque generation unit A vibration amplitude setting unit, a gain setting unit for setting gains in the first multiplier and the second multiplier, and a motor controller that sets a product of the torque command value and the motor magnetic pole detection value as a current command. Torque control apparatus characterized by comprising a current amplifier which supplies to Le.
及び前記振幅設定部における設定及び変更を外部よりオ
ンラインで行うことができることを特徴とする請求項1
に記載のトルク制御装置。3. The apparatus according to claim 1, wherein the setting and the change in the two gain setting units, the frequency setting unit, and the amplitude setting unit can be performed online from outside.
3. The torque control device according to 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00519397A JP3769852B2 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Torque control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00519397A JP3769852B2 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Torque control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10201277A true JPH10201277A (en) | 1998-07-31 |
JP3769852B2 JP3769852B2 (en) | 2006-04-26 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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JP (1) | JP3769852B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002529846A (en) * | 1998-11-10 | 2002-09-10 | ロード コーポレーション | Magnetically controllable active haptic interface system and device |
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JPH02271382A (en) * | 1989-01-12 | 1990-11-06 | Atari Games Corp | Equipment for controlling steering wheel and the like for video simulator accompanied by feedback of actual force |
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-
1997
- 1997-01-16 JP JP00519397A patent/JP3769852B2/en not_active Expired - Fee Related
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