DE4427697A1

DE4427697A1 - Steuervorrichtung für Motor mit variabler Drehzahl

Info

Publication number: DE4427697A1
Application number: DE4427697A
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Umida
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-08-11
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 1995-02-16
Also published as: KR950007259A; US5506930A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl.

Fig. 33 ist ein Blockdiagramm des Schaltungsaufbaus einer bekannten Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl. In Fig. 33 ist eine Last 4 über eine elastische Kupplung 3 mit einem Motor 2 gekuppelt. Ein Stromrichter 5 liefert elektrische Leistung an den Motor 2. Eine Steuereinheit 9 steuert den Stromrichter 5. Der Motor 2 treibt die Last 4 auf grund eines von der Steuereinheit 9 ausgegebenen Steuersignals mit einer Drehzahl gleich einem Sollwert von einer Drehzahleinstelleinrichtung 8. Die Steuereinheit 9 umfaßt einen Dreh zahlregler 12, einen Stromregler 14, einen (fünften) Gewichtungsaddierer 103 und einen (drit ten) Zustandsbeobachter 104.

Da die Last 4 über die elastische Kupplung 3 mit dem Motor 2 gekuppelt ist, ergibt sich der Zusammenhang zwischen der Motordrehzahl ω_M, der Lastdrehzahl ω_L und dem Achsdrehmo ment τ_S aus den folgenden Gleichungen 1, 2 und 3, in denen J_M das Trägheitsmoment des Motors 2, J_L das Trägheitsmoment der Last 4, K_S eine Federkonstante der elastischen Kupp lung 3, τ_L das Lastdrehmoment, τ_A das Antriebsdrehmoment und s der Laplace′sche Operator sind.

Wenn das Lastdrehmoment τ_L Null ist, ergibt sich die Motordrehzahl ω_M aus der folgenden Gleichung 4:

Wie sich aus dem Nennerpolynom von Gleichung 4 ergibt, hat das mechanische System einen Resonanzpunkt. In Gleichung 4 stellt das Antriebsdrehmoment τ_A eine Regelgröße dar, die durch die folgende Gleichung 5 ausgedrückt ist, in der K_T ein Koeffizient und I_T der Anker strom (Momentenkomponente) sind.

τ_A = K_T·I_T (5)

Der (dritte) Zustandsbeobachter 104, der den mittels eines Stromfühlers 6 gemessenen Anker strom-Istwert des Motors 2, der das Antriebsdrehmoment erzeugt, sowie den mittels eines Drehzahlfühlers 7 ermittelten Drehzahl-Istwert des Motors 2 erhält, schätzt Zustandsvariable wie die Lastdrehzahl ω_L, das Lastdrehmoment τ_L und das Achsdrehmoment τ_S, die nicht direkt gemessen werden können. Die von dem Drehzahlfühler 7 gemessene Motor-Istdrehzahl und eine Solldrehzahl von der Drehzahleinstelleinrichtung 8 werden dem Drehzahlregler 12 geliefert. Der Drehzahlregler 12 führt eine Steueroperation auf der Basis der Motor-Istdrehzahl und der Solldrehzahl aus, und gibt einen Strom-Sollwert zur Verringerung der Abweichung der Motor- Istdrehzahl von der Solldrehzahl auf Null ab. Der (fünfte) Gewichtungsaddierer 103 errechnet eine gewichtete Addition der von dem (dritten) Zustandsbeobachter 104 gelieferten Variablen und des von dem Drehzahlregler 12 gelieferten Strom-Sollwerts und gibt die resultierende gewichtete Addition als neuen Strom-Sollwert an den Stromregler 14 zur Steuerung des Antriebsdrehmoments.

Der Stromfühler 6 ermittelt den Ankerstrom, der durch den Anker des Motors 2 fließt. Der Ankerstrom-Istwert und der oben beschriebene neue Strom-Sollwert werden dem Stromregler 14 geliefert. Der Stromregler 14 gibt einen Spannungs-Sollwert zur Verringerung der Abwei chung zwischen dem Ankerstrom-Istwert und dem neuen Strom-Sollwert auf Null an den Stromrichter 5 ab. Der Stromrichter 5 treibt den Motor 2 nach Maßgabe des von dem Strom regler 14 vorgegebenen Spannungs-Sollwerts.

In Fig. 33 schätzt der (dritte) Zustandsbeobachter 104 die vorgenannten Zustandsvariablen auf der Basis des Strom-Istwerts und der Istdrehzahl des Motors und liefert die geschätzten Zustandsvariablen an den Addierer 103 zur Steuerung des Antriebsdrehmoments und zur Unterdrückung mechanischer Schwingungen. Da jedoch der Drehzahlfühler 7 hochfrequente Signale abschneidet, können mechanische Schwingungen mit Frequenzen oberhalb der Grenz frequenz des Drehzahlfühlers 7 trotz der Verwendung des (dritten) Zustandsbeobachters 104 nicht unterdrückt werden. Daher kann die Steuereinheit für den Motor mit variabler Drehzahl gemäß Fig. 33 die mechanische Schwingung höherer Frequenz als der Grenzfrequenz des Dreh zahlfühlers 7 nicht unterdrücken und unterliegt Schwierigkeiten hinsichtlich der stabilen Steue rung des Motors 2.

Davon ausgehend, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl zu schaffen, die im Stande ist, mechanische Schwingungen zu unterdrücken und den Motor stabil zu steuern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die beanspruchte Vorrichtung gelöst.

Bei der Steuervorrichtung gemäß einer ersten sowie einer zweiten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung gemäß Anspruch 1 bzw. 2 ist die Ankerspannung des Motors, wie durch die folgende Gleichung (6) dargestellt, gleich der Summe einer elektromotorischen Gegenkraft (proportional der Motordrehzahl ω_M) und dem Spannungsabfall über dem Ankerwiderstand und der Streuinduktivität. In Gleichung 6 ist R der Ankerwiderstand, L die Streuinduktivität, K_M ein Koeffizient, I_T eine für das Antriebsdrehmoment relevante Stromkomponente und V_T eine für das Antriebsdrehmoment relevante Ankerspannungskomponente:

V_T = (R + s·L) I_T + K_M·ω_M (6)

Daher können Zustandsvariablen des mit dem Motor gekuppelten mechanischen Systems wie die Lastdrehzahl ω_L und das Achsdrehmoment τ_S mittels des Zustandsbeobachters geschätzt werden, dem die Ankerspannung V_T und der Ankerstrom I_T zugeführt werden. Eine Schwin gung des mechanischen Systems kann ungeachtet der Grenzfrequenz des Drehzahlfühlers durch Gewichten und Addieren der geschätzten Zustandsvariablen und des Strom-Sollwerts für den Stromregler oder durch Gewichten und Addieren der geschätzten Zustandsvariablen und des von dem Stromregler ausgegebenen Spannungs-Sollwerts unterdrückt werden.

Die Steuervorrichtungen gemäß einer dritten und einer vierten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 3 bzw. 4 berücksichtigen, daß der Betrag des Spannungs-Sollwerts, der von dem Stromregler an den Stromrichter geliefert wird, gleich der Summe aus der Ankerspannung und einer Regelfehlerspannungskomponente im Stromrichter ist. Die Zustandsvariablen des mit dem Motor gekuppelten mechanischen Systems wie die Lastdrehzahl ω_L und das Achsdreh moment τ_S können von dem Zustandsbeobachter aufgrund der Eingabe des Spannungs-Soll werts und des Ankerstroms I_T unter Berücksichtigung von ihren Fehlern geschätzt werden. Die Schwingungen des mechanischen Systems können unabhängig von der Grenzfrequenz des Drehzahlfühlers durch Gewichten und Addieren der so geschätzten Zustandsvariablen und des dem Stromregler zugeführten Strom-Sollwerts oder durch Gewichten und Addieren der geschätzten Zustandsvariablen und des von dem Stromregler ausgegebenen Spannungs-Soll werts unterdrückt werden.

Die Steuervorrichtungen gemäß einer fünften bis elften Ausführungsform der Erfindung gemäß den Ansprüchen 5 bis 11 berücksichtigen, daß die Schwingung des mechanischen Systems unabhängig von der Grenzfrequenz des Drehzahldetektors dadurch unterdrückt werden kann, daß eine Stromsteuerungsübertragungskennlinie, die sich aus der Kombination eines Filters mit dem Stromregler ergibt, so eingestellt wird, daß sie um die Resonanzfrequenz des mechani schen Systems herum eine geeignete Verstärkung und Phase aufweist.

Da der Stromregler von Schwingungskomponenten der Motordrehzahl beeinflußt wird, wenn eine mechanische Schwingung auftritt, schwankt der Ankerstrom. Eine kleine Änderung ΔI_T des Ankerstroms I_T ist durch die nachfolgende Gleichung 7 ausgedrückt, die den Strom-Soll wert I_T* und die Motordrehzahl ω_M berücksichtigt, und in der G_R(s) eine Übertragungsfunktion vom Eingang des Stromreglers für den Strom-Sollwert bis zum Ausgang des Stromreglers für den Spannungs-Sollwert darstellt, G_F(s) eine Übertragungsfunktion von dem Eingang des Stromreglers für den Ankerstrom-Istwert bis zum Ausgang des Stromreglers für den Span nungs-Sollwert darstellt und T_D eine Steuertotzeit des Stromrichters zwischen einem Span nungsbefehl und der Ankerspannung ist. In Gleichung 7 ist ΔI_T* eine kleine Änderung des Strom-Sollwerts, Δω_M eine kleine Änderung der Motordrehzahl, R der Wicklungswiderstand, L die Streuinduktivität und K_M ein Koeffizient.

Durch Einsetzen von Gleichungen 7 und 5 in Gleichung 4 erhält man folgende Gleichung 8:

Der zweite Term im Nenner von Gleichung 8 ist eine Einzyklus-Übertragungsfunktion eines Stromregelkreises. Gemäß klassischer Regelungstheorie ergibt sich eine stabile Regelung bei einer Frequenz, bei der die Schleifenverstärkung geringer ist als 1, solange eine Phasenverzöge rung innerhalb von 180° beibehalten bleibt. Zur Unterdrückung der mechanischen Schwingung durch den Stromregler sollte der Stromregler eine Kennlinie aufweisen, die eine kleine Phasen verzögerung und eine niedrige Verstärkung der Übertragungsfunktion G_R(s) in einem Hochfre quenzbereich aufweist, da der Stromrichter eine von der oben beschriebenen Totzone T_D ver ursachte Verzögerung besitzt. Daher kann die mechanische Schwingung dadurch unterdrückt werden, daß der Stromregler mit einer Kennlinie versehen wird, die eine kleine Phasenverzöge rung der Übertragungsfunktion G_R(s) und eine niedrige Verstärkung in einem Hochfrequenzbe reich aufweist, während eine Antwortverschlechterung und ein Regelfehler dadurch verhindert werden, daß eine Rückkopplungsverstärkung in einem niedrigen Frequenzbereich mittels wenig stens eines mit dem Stromregler kombinierten Filters erhöht wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend im einzelnen unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 5 Blockdiagramme einer ersten bis fünften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 bis 18 ein Blockdiagramm eines ersten bis dreizehnten Beispiels eines Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 und des Stromreglers 51 bei der fünften Ausführungs form,

Fig. 19 und 20 ein Blockdiagramm einer sechsten bzw. einer siebten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 21 bis 27 ein Blockdiagramm eines ersten bis siebten Beispiels eines Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Ver stärker 63 bei der siebten Ausführungsform,

Fig. 28 ein Blockdiagramm einer achten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 29 und 30 ein Blockdiagramm eines ersten bzw. eines zweiten Beispiels eines Schaltungs aufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 81 und dem Filter 82,

Fig. 31 und 32 ein Blockdiagramm einer neunten bzw. einer zehnten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 33 ein Blockdiagramm einer bekannten Steuervorrichtung.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar stellt. In dieser Figur sind der Motor 2, die elastische Kupplung 3, die Last 4, der Stromrichter 5, der Stromfühler 6, der Drehzahlfühler 7, die Solldrehzahl-Einstelleinrichtung 8, der Drehzahl regler 12 und der Stromregler 14 die gleichen wie jene in Fig. 33, die deshalb der Einfachheit halber nicht noch einmal beschrieben werden.

Bei dieser ersten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, der (erste) Gewichtungsaddie rer 13, der Stromregler 14 und der (erste) Zustandsbeobachter 15 eine Steuervorrichtung 10. Der (erste) Zustandsbeobachter 15 schätzt Zustandsvariablen einschließlich der Motordrehzahl ω_M, des Achsdrehmoments τ_S, der Lastdrehzahl ω_L und Lastdrehmoments τ_L auf der Basis von Strom- und Spannungs-Istwerten, und gibt die geschätzten Zustandsvariablen an den (ersten) Gewichtungsaddierer 13. Der (erste) Gewichtungsaddierer 13 errechnet eine gewich tete Addition des Strom-Sollwerts vom Drehzahlregler 12 und der geschätzten Zustandsva riablen und liefert das Ergebnis der gewichteten Addition an den Stromregler 14. Wie oben beschrieben, kann eine Schwingung des mechanischen Systems dadurch unterdrückt werden, daß eine von der Schwingung des mechanischen Systems hervorgerufene Schwankung des Strom-Istwerts in den (ersten) Zustandsbeobachter eingegeben wird. Eine hochfrequente mechanische Schwingung, die die Grenzfrequenz des Drehzahlfühlers 7 übersteigt, kann unter drückt werden, da der (erste) Zustandsbeobachter bei der Abschätzung der Zustandsvariablen die von dem Drehzahlfühler 7 ermittelte Istdrehzahl nicht verwendet. Die Gewichtung für jeden Eingangs-Sollwert oder für jede Eingangszustandsvariable des (ersten) Gewichtungsaddierers 13 sowie die von Gewichtungsaddierern die später beschrieben werden, wird im voraus bestimmt und in den Gewichtungsaddierer eingestellt.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, der Stromregler 14, der (erste) Zustandsbeobachter 15 und ein zweiter Gewichtungsaddierer 21 eine Steuervorrichtung 20. Der (zweite) Gewichtungsaddierer 21 errechnet eine gewichtete Addition der von dem (ersten) Zustandsbeobachter 15 zugeführ ten Zustandsvariablen und des von dem Stromregler 14 gelieferten Spannungs-Sollwerts. Dabei werden dem (ersten) Zustandsbeobachter 15 Istwerte von Strom und Spannung eingegeben. Der (zweite) Gewichtungsaddierer 21 liefert das Ergebnis der gewichteten Addition als einen neuen Spannungs-Sollwert an den Stromrichter 5. Eine hochfrequente mechanische Schwin gung, die die Grenzfrequenz des Drehzahlfühlers 7 übersteigt kann dadurch unterdrückt wer den, daß die Steuervorrichtung 20 in dieser Weise aufgebaut wird, da der von dem Gewich tungsaddierer 21 ausgegebene neue Spannungs-Sollwert rasch auf die mechanische Schwin gung anspricht und da der (erste) Zustandsbeobachter 15 zur Schätzung der Zustandsvariablen nicht auf die von dem Motordrehzahlfühler 7 gemessene Istdrehzahl zurückgreift.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm das eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei der drit ten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, der Stromregler 14, ein dritter Gewich tungsaddierer 31 und ein zweiter Zustandsbeobachter 32 eine Steuervorrichtung 30. Der (zweite) Zustandsbeobachter 32 unterscheidet sich von dem (ersten) Zustandsbeobachter der ersten und der zweiten Ausführungsform darin, daß ihm der Strom-Istwert und der Spannungs- Sollwert anstelle des Spannungs-Istwerts zugeführt werden. Da der Spannungs-Sollwert gleich der Summe aus dem Spannungs-Istwert und einem Regelfehler des Stromrichters 5 ist, schätzt die Steuervorrichtung 30 der dritten Ausführungsform die Zustandsvariablen und unterdrückt die mechanische Schwingung auf der Basis desselben Prinzips wie die erste und die zweite Ausführungsform.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine vierte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Bei der vierten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, der Stromregler 14, ein zweiter Zustandsbeobachter 32 und ein vierter Gewichtungsaddierer 41 eine Steuervorrichtung 40. Der (vierte) Gewichtungsaddierer 41 unterscheidet sich von dem (dritten) Gewichtungsaddierer 31, welcher eine gewichtete Addition des Strom-Sollwerts und der Ausgabe des (zweiten) Zustandsbeobachters 32 errechnet, nur darin, daß der (vierte) Gewichtungsaddierer 41 eine gewichtete Addition des Spannungs-Sollwerts und der Ausgabe des (zweiten) Zustandsbeob achters 32 errechnet.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine fünfte Ausführungsform der Erfindung darstellt. Bei der fünften Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, ein Stromregler 51 und ein Filter 52 eine Steuervorrichtung 50. Die Steuervorrichtung 50, bei der das Filter 52 mit dem Stromregler 51 kombiniert ist, unterdrückt die mechanische Schwingung, da wenigstens ein Filter, mit dem Stromregler kombiniert, der Steuervorrichtung einen Frequenzgang mit geringer Phasenverzöge rung und niedriger Verstärkung im Hochfrequenzbereich bei erhöhter Rückkopplungsverstär kung im Niederfrequenzbereich zur Verhinderung einer Antwortverschlechterung und von Regelfehlern verleiht.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das ein erstes Beispiel eines Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Regler 51 bei der fünften Ausführungsform von Fig. 5 darstellt. In Fig. 6 bilden ein Einstellfilter 53 und ein Verstärker 541 den Stromregler 51. Obwohl das Einstellfilter 53 nur dazu vorgesehen ist, den Strom-Sollwert zu filtern, ist dieses Einstellfilter 53 bei allen nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen enthalten. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, befindet sich das Filter 52 zwischen der Summierstelle des Stromreglers 51 und dem Verstärker 541. Die Summierstelle bildet die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Einstellfilters, das heißt dem gefilterten Strom-Sollwert, und dem Strom-Istwert.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das ein zweites Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 bei der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. Das Einstellfilter 53 und der Verstärker 541 bilden auch in Fig. 7 den Stromregler 51, die Anord nung von Fig. 7 unterscheidet sich jedoch von derjenigen in Fig. 6 dadurch, daß das Filter 52 dem Verstärker 541 nachgeschaltet ist.

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das ein drittes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. Wie bei den vorgenannten Beispielen, bilden das Einstellfilter 53 und der Verstärker 541 mit der dazwi schenliegenden Summierstelle den Stromregler 51 in Fig. 8. Das Filter 52 liegt vor der Sum mierstelle zur Filterung des Strom-Istwerts.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein viertes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In diesem Fall bildet das Einstellfilter 53 zusammen mit einem Verstärker 542 den Stromregler 51. Das Filter 52 ist in einem Rückkopplungspfad des Verstärkers 542 angeordnet.

Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das ein fünftes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 bei der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. Bei diesem Beispiel wird der Stromregler 51 von dem Einstellfilter 53 und zwei Verstärkern 543 und 544 gebildet. Die Eingänge der beiden Verstärker 543 und 544 sind parallel geschaltet, und ihre Ausgangssignale werden addiert, wobei dasjenige des Verstärkers 544 zuvor das ihm nachgeschaltete Filter 52 durchläuft.

Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das ein sechstes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. Bei dem Beispiel von Fig. 11 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 545 und 546 den Strom regler 51. Der Verstärker 545 empfängt die Differenz zwischen dem Strom-Sollwert und dem Strom-Istwert, während der Verstärker 546 lediglich den Strom-istwert empfängt. Die Aus gangssignale der beiden Verstärker werden summiert. Das Filter 52 ist in einem Rückkopp lungspfad des Verstärkers 545 angeordnet.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das ein siebtes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In Fig. 12 bilden das Filter 53 und zwei Verstärker 547 und 548 den Stromregler 51. Der Verstärker 547 erhält als Eingangssignal die Differenz zwischen dem Strom-Sollwert und dem Strom-Istwert. Das Eingangssignal zum Verstärker 547 ist über eine Summierstelle dem Eingang des Verstär kers 548 zugeführt. Die Ausgangssignale der beiden Verstärker werden summiert. Diese Summe der Ausgangssignale ist über das Filter 52 auf die dem Verstärker 548 vorgeschaltete Summierstelle zurückgekoppelt.

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das ein achtes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 bei der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In Fig. 13 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 549 und 550 den Stromregler 51. Der Ver stärker 549 erhält als Eingangssignal das Ausgangssignal des Einstellfilters 53. Der Verstärker 550 erhält als Eingangssignal die Differenz zwischen dem Strom-Sollwert und dem Strom-Ist wert. Dem Verstärker 550 ist das Filter 52 nachgeschaltet. Das Ausgangssignal des Verstär kers 549 und das des Filters 52 werden addiert.

Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das ein neuntes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In Fig. 14 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 551 und 552 den Stromregler 51. Das Beispiel von Fig. 14 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 13 dadurch, daß das Filter 52 zwischen dem Eingang des Verstärkers 552 und der ihm vorgeschalteten Summierstelle zur Bildung der Differenz zwischen Strom-Sollwert und Strom-istwert angeordnet ist, anstelle dem Verstärker 552 nachgeschaltet zu sein.

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das ein zehntes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In Fig. 15 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 553 und 554 den Stromregler 51. Das Beispiel von Fig. 15 unterscheidet sich von den beiden vorgenannten dadurch, daß das Filter 52 zur Fil terung nur des Strom-Istwerts der Summierstelle vorgeschaltet ist, die die Differenz zwischen Strom-Sollwert und Strom-Istwert bildet.

Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das ein elftes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 bei der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In Fig. 16 bilden das Filter 53 und zwei Verstärker 555 und 556 den Stromregler 51. Das Beispiel von Fig. 16 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 13 dadurch, daß das Filter 52 in einem Rückkopplungspfad des zweiten Verstärkers 556 angeordnet ist, statt diesem Verstärker nach geschaltet zu sein.

Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das ein zwölftes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 bei der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In Fig. 17 bilden das Einstellfilter 53 und drei Verstärker 557, 558 und 559 den Stromregler 51. Bei diesem Beispiel erhält der Verstärker 557 das Ausgangssignal des Einstellfilters 53 als Ein gangssignal. Die beiden Verstärker 558 und 559 erhalten jeweils als Eingangssignal die Diffe renz zwischen dem Strom-Sollwert und dem Strom-Istwert. Die Ausgangssignale der drei Ver stärker werden summiert, wobei dasjenige des Verstärkers 559 zuvor das Filter 52 durchläuft.

Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das ein dreizehntes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbin dung des Filters 52 mit dem Stromregler 51 bei der fünften Ausführungsform von Fig. 5 zeigt. In Fig. 18 ist das Einstellfilter 53 nicht dargestellt, und der Stromregler 51 enthält drei Verstär ker 560, 561 und 562. Der Strom-Sollwert liegt an einer ersten Summierstelle an, deren Aus gangssignal das Filter 52 beaufschlagt. Das Ausgangssignal des Filters 52 liegt einerseits an dem Verstärker 560 und andererseits an einer zweiten Summierstelle an, welche die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Filters 52 und dem Strom-Istwert bildet. Das Ausgangs signal der zweiten Summierstelle liegt am Eingang sowohl des Verstärkers 561 als auch des Verstärkers 562. Das Ausgangssignal des Verstärkers 562 ist als zweites Eingangssignal auf die erste Summierstelle zurückgekoppelt. Die Ausgangssignale der beiden Verstärker 560 und 561 werden addiert.

Hinsichtlich der in den Fig. 6 bis 18 gezeigten Schaltungsbeispiele wird bezüglich näherer Ein zelheiten auf die in den Zeichnungen dargestellten Schaltungen verwiesen, deren über die vor anstehende Beschreibung hinausgehende Einzelheiten für den Fachmann den Zeichnungen ohne weiteres zu entnehmen sind.

Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das eine sechste Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei der sechsten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, ein Stromregler 61, ein Filter 62 und ein erster Verstärker 63 die Steuervorrichtung 60. Der erste Verstärker 63 errechnet die elek tromotorische Gegenkraft des Motors 2 bei der von dem Drehzahlfühler 7 gemessenen Motor- Istdrehzahl. Der von dem Stromregler 61 gelieferte Spannungs-Sollwert wird um die errechnete elektromotorische Gegenkraft zur Verbesserung der Regelungsantwort korrigiert. Eine mechani sche Schwingung, die der Drehzahlfühler 7 nicht erfassen kann, wird durch die Kombination des Stromreglers 61 mit dem Filter 62 im Hochfrequenzbereich unterdrückt, wie dies bei der zuvor beschriebenen fünften Ausführungsform der Fall ist.

Fig. 20 zeigt ein Blockdiagramm einer siebten Ausführungsform der Erfindung. Bei der siebten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, ein Stromregler 71, ein Filter 62 und der erste Verstärker 63 eine Steuervorrichtung 70. Obwohl sich die siebte Ausführungsform von der sechsten Ausführungsform darin unterscheidet, daß der erste Verstärker 63 die elektromotori sche Gegenkraft des Motors 2 bei der gemessenen Motor-Istdrehzahl errechnet und die errech nete elektromotorische Gegenkraft an den Stromregler 71 liefert, zeigt die siebte Ausführungs form dieselbe Funktion und dieselbe Wirkung wie die sechste Ausführungsform.

Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das ein erstes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Verstärker 63 der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 20 zeigt. In Fig. 21 bilden das Einstellfilter 53, dessen Funktion bereits in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wurde, und ein Verstärker 711 den Stromregler 71. Das Ausgangssignal des Verstärkers 711 und das Ausgangssignal des ersten Verstärkers 63 wer den dem Eingang des Filters 62 zugeführt, dessen Ausgangssignal den Spannungs-Sollwert darstellt.

Fig. 22 ist ein Blockdiagramm, das ein zweites Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Verstärker 63 der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 20 zeigt. In Fig. 22 bilden das Einstellfilter 53 und ein Verstärker 712 den Stromregler 71. Bei dem Beispiel von Fig. 22 werden das Ausgangssignal des Verstärkers 712 und dasjenige des ersten Verstärkers 63 zu dem Spannungs-Sollwert addiert. Dieser Span nungs-Sollwert wird über das Filter 62 auf den Eingang des Verstärkers 712 rückgekoppelt.

Fig. 23 ist ein Blockdiagramm, das ein drittes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Verstärker 63 der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 20 zeigt. In Fig. 23 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 713 und 714 den Stromregler 71. Bei dem Beispiel von Fig. 23 liegt die Differenz zwischen dem Strom- Sollwert und dem Strom-Istwert parallel an den beiden Verstärker 713 und 714 an. Dem Aus gangssignal des Verstärkers 714 wird das Ausgangssignal des ersten Verstärkers 63 hinzuad diert. Das Summensignal wird über das Filter 62 geführt und dann mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 713 addiert.

Fig. 24 ist ein Blockdiagramm, das ein viertes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Verstärker 63 der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 20 zeigt. In Fig. 24 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 715 und 716 den Stromregler 71. Eine erste Summierstelle bildet die Differenz zwischen dem Strom- Sollwert sowie dem Strom-Istwert und dem Ausgangssignal des Filters 62. Das Ausgangs signal dieser Summierstelle liegt als Eingangssignal an dem Verstärker 715 an. Der Verstärker 716 erhält den Strom-Istwert als Eingangssignal. Das Ausgangssignal des Verstärkers 715 und dasjenige des ersten Verstärkers 63 werden addiert, und die Summe liegt einerseits als Ein gangssignal an dem Filter 62 an und wird andererseits mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 716 zum Spannungs-Sollwert addiert.

Fig. 25 ist ein Blockdiagramm, das ein fünftes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Verstärker 63 der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 20 zeigt. In Fig. 25 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 717 und 718 den Stromregler 71. Der Verstärker 717 erhält das Ausgangssignal des Einstellfilters 53 als Eingangssignal. Der Verstärker 718 erhält die Differenz zwischen dem Strom-Sollwert (Aus gangssignal des Einstellfilters 53) und dem Strom-Istwert als Eingangssignal. Dem Ausgangs signal des Verstärkers 718 wird das Ausgangssignal des ersten Verstärkers 63 hinzuaddiert. Das Summenausgangssignal liegt am Eingang des Filters 62 an, dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 717 zum Spannungs-Sollwert addiert wird.

Fig. 26 ist ein Blockdiagramm, das ein sechstes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Verstärker 63 der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 20 zeigt. In Fig. 26 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 719 und 720 den Stromregler 71. Wie aus einem Vergleich der Fig. 25 und 26 hervorgeht, unterschei det sich dieses sechste Beispiel vom fünften Beispiel darin, daß das Filter 62 in einem Rück kopplungspfad des Verstärkers 720 angeordnet ist und die Summe des Ausgangssignals des Verstärkers 720 und desjenigen des ersten Verstärkers 63 auf den Eingang des Verstärkers 720 zurückkoppelt.

Fig. 27 ist ein Blockdiagramm, das ein siebtes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung zwischen dem Stromregler 71, dem Filter 62 und dem ersten Verstärker 63 der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 20 zeigt. In Fig. 27 bilden das Einstellfilter 53 und drei Verstärker 721, 722 und 723 den Stromregler 71. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 25 gezeigten darin, daß der Verstärker 722 zusätzlich parallel zur Reihenschaltung aus Verstärker 723 und Filter 62 vorgesehen ist.

Fig. 28 ist ein Blockdiagramm, das eine achte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei der achten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, ein Stromregler 81, ein Filter 82 und der erste Verstärker 63 eine Steuervorrichtung 80. Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform nach Fig. 5 darin, daß dem Filter 82 der Spannungs-Istwert zugeführt wird und das Ausgangssignal des Filters in den Stromregler 81 eingespeist wird.

Fig. 29 ist ein Blockdiagramm, das ein erstes Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Stromreglers 81 mit dem Filter 82 zeigt. In Fig. 29 bilden das Einstellfilter 53, dessen Funktion vorher in bezug auf Fig. 6 beschrieben wurde, und ein Verstärker 811 den Stromreg ler 81. Wie aus Fig. 29 erkennbar, wird das Ausgangssignal des Filters dem Eingang des Ver stärkers 811 zugeführt.

Fig. 30 ist ein Blockdiagramm, das ein zweites Beispiel des Schaltungsaufbaus zur Verbindung des Stromreglers 81 mit dem Filter 82 zeigt. In Fig. 30 bilden das Einstellfilter 53 und zwei Verstärker 812 und 813 den Stromregler 81. Bei dem Beispiel von Fig. 30 erhält der Verstärker 812 die Differenz zwischen dem Strom-Sollwert und dem Strom-Istwert als Eingangssignal. Zu dieser Differenz wird das Ausgangssignal des Filters 82 hinzuaddiert und die Summe als Ein gangssignal dem Verstärker 813 zugeführt. Die Ausgangssignale der Verstärker 812 und 813 werden zu dem Spannungs-Sollwert addiert.

Fig. 31 ist ein Blockdiagramm, das eine neunte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei der neunten Ausführungsform bilden der Drehzahlregler 12, der ersten Verstärker 63, der Strom regler 81 und das Filter 82 eine Steuervorrichtung 90. Die neunte Ausführungsform unter scheidet sich von der achten Ausführungsform, die unter Bezug auf Fig. 28 erläutert wurde, darin, daß der erste Verstärker 63 den Drehzahl-Istwert erhält und wie bei der siebten Ausfüh rungsform von Fig. 19 die elektromotorische Gegenkraft abgibt.

Fig. 32 ist ein Blockdiagramm, das die zehnte und die elfte Ausführungsform der Erfindung gemäß den Ansprüchen 10 und 11 zeigt. Bei der zehnten Ausführungsform bilden der Dreh zahlregler 12, ein Stromregler 101 und das Filter 52 (wenigstens ein Filter), der (erste) Gewich tungsaddierer 103 und der (dritte) Zustandsbeobachter 104 eine Steuervorrichtung 100. Man erhält die zehnte Ausführungsform, indem man die fünfte Ausführungsform von Fig. 5 mit dem (ersten) Gewichtungsaddierer 103 und dem (dritten) Zustandsbeobachter 104 versieht. Bei der zehnten Ausführungsform werden dem (dritten) Zustandsbeobachter 104 wie bei der bekann ten Steuervorrichtung von Fig. 33 der Strom-Istwert und der Drehzahl-Istwert zugeführt.

Der (dritte) Zustandsbeobachter 104 unterdrückt die mechanische Schwingung im Frequenzbe reich unterhalb der Grenzfrequenz des Drehzahlfühlers 7 während, wie oben beschrieben, der Stromregler 101 und das Filter 52 die mechanische Schwingung im Frequenzbereich oberhalb der Grenzfrequenz des Drehzahlfühlers 7 unterdrücken.

Als elfte Ausführungsform wird bei der zehnten Ausführungsform zusätzlich ein Filter 102 vor gesehen, das den Istwert der Ankerspannung filtert und dem Stromregler 101 zuführt.

Obwohl die unter Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiele analoge Steuerschaltungen zeigen, ist die vorliegende Erfindung auch auf digitale Steuerschaltungen unter Verwendung eines Mikroprozessors anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver lassen.

Wie beschrieben, unterdrückt die vorliegende Erfindung eine mechanische Schwingung in einem mechanischen System zum Antrieb einer Last durch einen Motor dadurch, daß ein Stromregler die geringste Steuerverzögerung aufweist und die von einem direkt mit dem Motor gekoppelten Motordrehzahlfühler gemessene Motor-Istdrehzahl nicht oder nur im Frequenzbereich unterhalb der Grenzfrequenz des Motordrehzahlfühlers verwendet. Die vorliegende Erfindung erleichtert die Unterdrückung der mechanischen Schwingung dadurch, daß eine Steuervorrichtung mit einer Charakteristik vorgesehen wird, die eine geringe Phasenverzögerung und niedrige Verstär kung im Hochfrequenzbereich aufweist, wobei durch Erhöhen einer Rückkopplungsverstärkung im niedrigen Frequenzbereich keinerlei Antwortverschlechterungen oder Regelfehler verursacht werden. Dazu dient ein Zustandsbeobachter, der Variablen wie die Motordrehzahl ω_M, das Achsdrehmoment τ_S, das Lastdrehmoment τ_L und die Lastdrehzahl ω_L auf der Basis von Istwerten des Ankerstroms und der Ankerspannung des Motors schätzt, oder die Kombination eines Stromreglers mit wenigstens einem Filter.

Claims

1. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (14) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts,
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts,
einen ersten Zustandsbeobachter (15) zur Schätzung von Zustandsvariablen ein schließlich der Motordrehzahl, der Lastdrehzahl und dem Achsdrehmoment auf der Grundlage des Istwerts des Ankerstroms und des Istwerts der Ankerspannung und zur Abgabe der Zustandsvariablen, und
einen ersten Gewichtungsaddierer (13) zum Gewichten und Addieren der Zustandsva riablen vom ersten Zustandsbeobachter und des Strom-Sollwerts vom Drehzahlregler (12) und zur Ausgabe des Additionsergebnisses an den Stromregler (14).

2. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (14) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts,
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts,
einen ersten Zustandsbeobachter (15) zur Schätzung von Zustandsvariablen ein schließlich der Motordrehzahl, der Lastdrehzahl und dem Achsdrehmoment auf der Grundlage des Istwerts des Ankerstroms und des Istwerts der Ankerspannung und zur Abgabe der Zustandsvariablen, und
einen zweiten Gewichtungsaddierer (21) zum Gewichten und Addieren der Zustands variablen vom ersten Zustandsbeobachter und des Spannungs-Sollwerts vom Stromregler (14) und zur Ausgabe des Additionsergebnisses an den Stromrichter (5).

3. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (14) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts,
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts,
einen zweiten Zustandsbeobachter (32) zur Schätzung von Zustandsvariablen ein schließlich der Motordrehzahl, der Lastdrehzahl und dem Achsdrehmoment auf der Grundlage des Istwerts des Ankerstroms und des Spannungs-Sollwerts vom Stromregler (14) und zur Abgabe der Zustandsvariablen, und
einen dritten Gewichtungsaddierer (31) zum Gewichten und Addieren der Zustandsva riablen vom zweiten Zustandsbeobachter und des Strom-Sollwerts vom Drehzahlregler (12) und zur Ausgabe des Additionsergebnisses an den Stromregler (14).

4. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (14) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts,
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts,
einen zweiten Zustandsbeobachter (32) zur Schätzung von Zustandsvariablen ein schließlich der Motordrehzahl, der Lastdrehzahl und dem Achsdrehmoment auf der Grundlage des Istwerts des Ankerstroms und des Spannungs-Sollwerts vom Stromregler (14) und zur Abgabe der Zustandsvariablen, und
einen vierten Gewichtungsaddierer (41) zum Gewichten und Addieren der Zustandsva riablen vom zweiten Zustandsbeobachter und des Spannungs-Sollwerts vom Stromregler (14) und zur Ausgabe des Additionsergebnisses an den Stromrichter (5).

5. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (51) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts, und
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Filter (52) mit dem Stromregler (51) ver bunden ist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner auf weist
einen ersten Verstärker (63) zur Errechnung der elektromotorischen Gegenkraft des Motors (2) auf der Grundlage des Istwerts der Motordrehzahl, und
einen Addierer zur Addition des Spannungs-Sollwerts vom Stromregler (61) zu der elektromotorischen Gegenkraft und zur Ausgabe des Additionsergebnisses an den Stromrichter (5).

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner auf weist einen ersten Verstärker (63) zur Errechnung der elektromotorischen Gegenkraft des Motors auf der Grundlage des Istwerts der Motordrehzahl und zur Ausgabe der elektromotori schen Gegenkraft an den Stromregler (71).

8. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (81) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts, und
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (82) zur Filterung des Istwerts der Ankerspan nung und Ausgabe der gefilterten Ankerspannung an den Stromregler (81) vorgesehen ist.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ferner vorgese hen sind
ein erster Verstärker (63) zur Errechnung der elektromotorischen Gegenkraft des Motors (2) auf der Grundlage des Istwerts der Motordrehzahl und zur Ausgabe der elektromo torischen Gegenkraft, und
ein Addierer zum Addieren des Spannungs-Sollwerts vom Stromregler (81) zur elek tromotorischen Gegenkraft vom ersten Verstärker (63) und zur Ausgabe des Additionsergeb nisses an den Stromrichter (5).

10. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (101) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts, und
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts,
einen dritten Zustandsbeobachter (104) zur Schätzung von Zustandsvariablen ein schließlich der Motordrehzahl, der Lastdrehzahl und dem Achsdrehmoment auf der Grundlage des Istwerts des Ankerstroms und des Istwerts der Motordrehzahl und zur Abgabe der Zustandsvariablen,
einen fünften Gewichtungsaddierer (103) zum Gewichten und Addieren der Zustands variablen vom dritten Zustandsbeobachter und des Strom-Sollwerts vom Drehzahlregler (12) und zur Ausgabe des Additionsergebnisses an den Stromregler (101) und wenigstens ein mit dem Stromregler (101) verbundenes Filter (52).

11. Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Filter (102) zur Filterung des Istwerts der Ankerspannung und zur Ausgabe der gefilterten Ankerspannung an den Stromregler (101) vorgesehen ist.

12. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (14) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom- Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts,
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts,
einen Zustandsbeobachter (15; 32) zur Schätzung von Zustandsvariablen einschließ lich der Motordrehzahl, der Lastdrehzahl und dem Achsdrehmoment auf der Grundlage des Sollistwerts des Ankerstroms und eines weiteren Parameters und zur Abgabe der Zustandsva riablen, und
einen Gewichtungsaddierer (13; 21; 31; 41) zum Gewichten und Addieren der Zustandsvariablen vom Zustandsbeobachter und des Strom-Sollwerts vom Drehzahlregler (12) oder zum Spannungs-Sollwert vom Stromregler und zur Ausgabe des Additionsergebnisses an den Stromregler (14) bzw. den Stromrichter (5), dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Parameter der Istwert der Ankerspannung oder der Spannungs-Sollwert vom Stromregler ist.

13. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors mit variabler Drehzahl, an den über eine elastische Kupplung (3) eine Last (4) angeschlossen ist, umfassend
einen Drehzahlfühler (7) zur Messung des Istwerts der Motordrehzahl,
einen Stromfühler (6) zur Messung des Istwerts des Ankerstroms des Motors,
einen Drehzahlregler (12) zur Regelung des Istwerts der Motordrehzahl auf einen von außen eingestellten Drehzahl-Sollwert und zur Abgabe eines Strom-Sollwerts,
einen Stromregler (51; 61; 71; 81; 101) zur Regelung des Istwerts des Ankerstroms auf den Strom-Sollwert und zur Abgabe eines Spannungs-Sollwerts, und
einen Stromrichter (5) zur Lieferung elektrischer Leistung an den Motor (2) auf der Grundlage des Spannungs-Sollwerts, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Filter (52; 82) mit dem Stromregler (51; 61; 71; 81; 101) verbunden ist derart, daß der Stromregler zusammen mit dem Filter einen Frequenzgang aufweist, der bei hohen Frequenzen eine geringe Phasenverzögerung und eine niedrige Verstärkung besitzt.

14. Steuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Filters (82) mit dem Istwert der Ankerspannung beaufschlagt ist, während sein Ausgang mit dem Stromregler (81) verbunden ist.

15. Steuervorrichtung nach Anspruch 13, ferner gekennzeichnet durch
einen Zustandsbeobachter (104) zur Schätzung von Zustandsvariablen einschließlich der Motordrehzahl, der Lastdrehzahl und dem Achsdrehmoment auf der Grundlage des Istwerts des Ankerstroms und des Istwerts der Motordrehzahl und zur Abgabe der Zustandsvariablen, und
einen Gewichtungsaddierer (103) zum Gewichten und Addieren der Zustandsvariablen vom Zustandsbeobachter (104) und des Strom-Sollwerts vom Drehzahlregler (12) und zur Aus gabe des Additionsergebnisses an den Stromregler (101).