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JPS6294249A - 速度制御方式 - Google Patents

速度制御方式

Info

Publication number
JPS6294249A
JPS6294249A JP60231847A JP23184785A JPS6294249A JP S6294249 A JPS6294249 A JP S6294249A JP 60231847 A JP60231847 A JP 60231847A JP 23184785 A JP23184785 A JP 23184785A JP S6294249 A JPS6294249 A JP S6294249A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
controller
motor
position information
estimator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60231847A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiji Sakamoto
坂本　啓二
Yukio Toyosawa
雪雄 豊沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=16929941&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS6294249(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP60231847A priority Critical patent/JPS6294249A/ja
Priority to PCT/JP1986/000527 priority patent/WO1987002485A1/ja
Priority to KR1019870700521A priority patent/KR920002347B1/ko
Priority to US07/066,628 priority patent/US4851754A/en
Priority to DE8686906433T priority patent/DE3683845D1/de
Priority to EP86906433A priority patent/EP0241563B2/en
Publication of JPS6294249A publication Critical patent/JPS6294249A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） ＋ＱＩｌ１１＋’ＪｍＷ９ｍ−＃＆Ｖｆｆ−４１ｍＬｆ
ｆｌ−）ｌＩＩエンコーダからの位と情報から推定器を
用いて速度を推定して、これにより速度制御を行なう、
速度制御方式に関する。
（従来技術） モータのフィードバック制御を行なう場合に、実速度を
検出する必要がある。そのために、従来、例えば、ロー
タリエンコーダが用いられている、かかるロータリエン
コーダはモータの１回転当りを数千から２万程度まで分
割してパルスを発生させるように構成されており、その
出力パルス周波数はモータの回転速度に比例することに
なる。
しかしながら、特に、モータの低速回転時、そのパルス
列は非常に間隙がひらいて離散的となり、これをそのま
まモータの速度情報として使用すると回転ムラとなって
表われることになる。
このように位置の検出用としてのロータリエンコーダを
速度検出にも使用しようとするとアナログ型の検出器に
比して速度分解能が低いことに起因して精度の高い円滑
な速度制御を行ない得ないという問題があった。
このため、ロータリエンコーダからの位置情報に基づい
て推定器を用いて速度を推定する場合に、定常的な推定
誤差を生ずる原因となる負荷トルクを同時に推定して、
精度の高い円滑な速度制御を行ない得る速度制御方式が
提案されている。
第２図はこのような速度制御方式のブロック図である０
図中、■乃至３は演算器、４は推定器。
つまりオブザーバ、５はモータ、６はＩ−Ｐコントロー
ラで、積分要素に、／Ｓと比例要素に２で構成される。
Ｖｃは速度指令、Ｕはトルク指令、■はモータ電流、Ｉ
Ｌは負荷トルクを示す電流、■は速度、θは位置、ｋｌ
は積分ゲイン、ｋ２はフィードバックゲイン、Ｋｍはモ
ータの定数、ＴｍはＲａをモータ巻線抵抗、Ｌａをイン
ダクタンスとするときにＬａとＲａとの比、つまりＬａ
／Ｒａ値である。また、Ｋｔはトルク定数、Ｊは負荷と
モータを加え合せたイナーシャ、Ｋｐはロータリエンコ
ーダによる換算係数であり、Ｓはｄ／ｄｔを表わしてい
る。尚、ここで推定器自体は一般的に用いられており、
それを速度検出器と組み合せたものが特願昭５９−７５
５１１４号として提案されている。
次に、この速度制御方式の動作について説明する。
まず、速度指令値と後述する速度推定値９の差が演算器
１から出力される。この出力信号は積分され演算器２に
出力される。一方、後述する速度推定値９にフィードバ
ックゲインに２をかけたものが演算器２に入力され、そ
れらの入力信号間の差がトルク指令Ｕとして出力され、
モータ５が制御される。そして、モータの速度はＶとし
て出力され、ロータリエンコーダによって位置θが検出
される。ここで位置θの情報には演算器３において負荷
トルク（クーロン摩擦）を示す電流■しが加えられた結
果が含まれる。
そこで、このような速度制御方式においては、推定器、
つまり、オブザーバ４を用いて速度推定値を得るが、こ
の時に定常的な推定誤差を生ずる原因となる負荷トルク
を同時に推定する。即ち、推定器４にはモータ電流Ｉと
負荷トルクを示す工りを考慮した位置情報θを入力し、
速度推定値９を出力する。
この点について、更に詳細に説明すると、前記モータ電
流１．速度■、位置θ、負荷トルクによる電流ＩＬとし
て、同−次元オブザーバを構成すると、次のようになる
。
入力するものはモータ電流Ｉと位置θであり、ディジタ
ル処理する為の同一次元オブザーバは入３はオブザーバ
のゲインであり、推定値が真値に収束するための時間に
反比例する。
そこで、これをマイクロプロセッサで処理する為に上記
のオブザーバを下記のアルゴリズムで実現する。
理を説明する説明図であり、第３図（ａ）はモータ電流
ループの処理レベル（ｊ）を、第３図（ｂ）は速度処理
レベル（ｍ）をそれぞれ説明している。
尚、上記サンプリング時間Ｔにきたロータリエンコーダ
からのパルス数Δ０を積算するカウンタをハード的に備
え、上記の場合は、５ステツプに推定誤差がＯとなるよ
うなオブザーバのゲイン入１　、入２．入３を予め計算
して手えておくものとする。
第４図はモータ電流ループ処理レベルにおけるオブザー
バ４による処理の流れを示すものであり、第５図は速度
ループ処理の流れを示すものである。
まず、モータ電流ループについては、オブザーバ４に位
置情報Δθｊ及びモータ電流Ｉｍを取込み、次いで、そ
れらの積分を行なう。次に、前記（１）式に基づいて、
位置推定情報Δθ計１、速度推定情報Ｖｍ＋４、トルク
負荷を示す電流推定情報工Ｌ７，１を計算する。そして
、５回目の処理ができたら、ｖ７ヤ１を速度処理プログ
ラムへ渡すようにする、この関係は第３図（ａ）及び第
３図（ｂ）から明らかである。
次に、速度ループ処理は第５図のフローから明らかなよ
うに、まず、速度指令Ｖ５ｍを取込み、次いでそれらの
積分を行なう０次に、その積分値に積分ゲインに１を掛
算し、その積から速度推定情報Ｖ５ｍとフィードバック
ゲインに２どの積を減算してトルク指令Ｕ５ｍを得るよ
うにする。
（従来技術の問題点） このような推定器を用いた従来の速度制御は、推定器４
で得られた速度推定値Ｖを、Ｉ−Ｐコントローラの積分
要素Ｋｌ／Ｓの入力側と、比例要素に２のそれぞれにフ
ィードバックしていた。このため、推定器の演算におい
て桁落ち等により速度推定値に誤差が生じると、トルク
指令Ｕにオフセラ）Ｑが存在して正確な速度制御が出来
ない場合があるという問題があった。
（発明の目的） 本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、推定器で得
られる速度推定値はＩ−Ｐコントローラの比例要素にフ
ィードバックし、積分要素の入力側には、位置情報その
ものをフィードバックして、精度の良い速度制御方式を
提供することを目的とするものである。
（発明の概要） 未発明の速度制御方式は１機械負荷を駆動するサーボモ
ータに取付けられたロータリエンコーダからの位置情報
をフィードバックし、該サーボモータへのトルク指令を
生成するようにした速度制御方式において、ロータリエ
ンコーダからの位置情報をＺ−Ｐコン）ｏ−ラの積分要
素にフィードバックすると共に、該位置情報とサーボモ
ータの電流とに基づいて速度を推定する推定器を設け。
該推定器においては負荷トルクを速度推定値に含ませ、
該速度推定値を前記Ｉ−Ｐコントローラの比例要素にフ
ィードバックし、Ｉ−Ｐコントローラの出力側よりサー
ボモータへのトルク指令情報を得るようにしたことを特
徴とするものである。
（実施例） 以下１図により本発明の一実施例について説明する。第
１図は１本発明の概略のブロック図である。本発明にお
いては、推定器４で得られた速度推定値Ｖを、Ｉ−Ｐコ
ントローラ６の比例要素に２にフィードバックし、ロー
タリエンコーダで得られるモータ５の位置情報θは、Ｉ
−Ｐコントローラ６の積分要素に、／Ｓの入力側に設け
た演算器ｌにフィードバックする。その他の構成は、第
２図の従来例と同じである。
このように、推定器４で得られた速度推定値Ｖ１１１−
Ｐコントローラの比例要素に２にのみフィードバックし
、Ｉ−Ｐコントローラの積分要素の入力側には１位置情
報θをフィードバックしているため、トルク指令Ｕのオ
フセット量を除去することができる。
これは、積分要素に誤差信号が入力されると、誤差信号
が積分されて、誤差が更に累積され、積分要素の出力信
号は誤差が増大されてしまうことがあるが、本発明にお
いては、平均速度とみなし得る、誤差のない位置信号を
積分要素にフィードバックしているので、積分要素の出
力信号に誤差分が含まれないためである。なお、比例要
素は、積分要素に比較すると安定要素と考えられるので
上記のような問題は生じない。
（発明の効果） 以上説明したように１本発明によれば、Ｉ−Ｐコントロ
ーラの出力側で得られるトルク指令のオフセットに１を
除去するので、精度の良い安定な速度制御を行なうこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の概略のブロック図、第２図は従来例の
ブロック図、第３図は説明図、第４図、第５図はフロー
チャートである。 １〜３・・・演算器、４・・・推定器、５・・・モータ
、６・・・Ｉ−Ｐコントローラ。 第４図 第５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機械負荷を駆動するサーボモータに取付けられたロータ
    リエンコーダからの位置情報をフィードバックし、該サ
    ーボモータへのトルク指令を生成するようにした速度制
    御方式において、ロータリエンコーダからの位置情報を
    Ｉ−Ｐコントローラの積分要素にフィードバックすると
    共に、該位置情報とサーボモータの電流とに基づいて速
    度を推定する推定器を設け、該推定器においては負荷ト
    ルクを速度推定値に含ませ、該速度推定値を前記Ｉ−Ｐ
    コントローラの比例要素にフィードバックし、Ｉ−Ｐコ
    ントローラの出力側よりサーボモータへのトルク指令情
    報を得るようにしたことを特徴とする、速度制御方式。
JP60231847A 1985-10-17 1985-10-17 速度制御方式 Pending JPS6294249A (ja)

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JP60231847A JPS6294249A (ja) 1985-10-17 1985-10-17 速度制御方式
PCT/JP1986/000527 WO1987002485A1 (en) 1985-10-17 1986-10-17 Speed control system
KR1019870700521A KR920002347B1 (ko) 1985-10-17 1986-10-17 속도 제어 시스템
US07/066,628 US4851754A (en) 1985-10-17 1986-10-17 Velocity control system
DE8686906433T DE3683845D1 (de) 1985-10-17 1986-10-17 Regelungssystem der geschwindigkeit.
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