JP2000078874A - 速度制御系におけるパラメータの自動調整装置 - Google Patents
速度制御系におけるパラメータの自動調整装置Info
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- JP2000078874A JP2000078874A JP10248337A JP24833798A JP2000078874A JP 2000078874 A JP2000078874 A JP 2000078874A JP 10248337 A JP10248337 A JP 10248337A JP 24833798 A JP24833798 A JP 24833798A JP 2000078874 A JP2000078874 A JP 2000078874A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 速度調節器を現地で機械に組み込まなくて
も、簡単にゲインや積分時間等を自動調整可能にする。 【解決手段】 加減速運転時の発生トルクの平均値を演
算するトルク平均値演算手段５４と、前記平均値がトル
ク制限設定値よりも小さい時に平均値よりも小さいトル
ク制限値を演算するトルク制限値演算手段５５と、前記
トルク制限値に従ってトルク指令値を制限し、トルク制
限加減速を行わせるトルク制限手段５１と、この時のト
ルク制限値と速度の変化率とから負荷イナーシャを推定
する負荷イナーシャ推定手段５２と、負荷イナーシャ推
定値とトルク制御系３０の等価時定数とに基づいて速度
調節器２０のゲインを演算するゲイン演算手段５３とを
備える。更に、ゲイン演算値と負荷イナーシャ推定値と
から速度調節器２０の積分時間を演算する積分時間演算
手段５６を備える。
も、簡単にゲインや積分時間等を自動調整可能にする。 【解決手段】 加減速運転時の発生トルクの平均値を演
算するトルク平均値演算手段５４と、前記平均値がトル
ク制限設定値よりも小さい時に平均値よりも小さいトル
ク制限値を演算するトルク制限値演算手段５５と、前記
トルク制限値に従ってトルク指令値を制限し、トルク制
限加減速を行わせるトルク制限手段５１と、この時のト
ルク制限値と速度の変化率とから負荷イナーシャを推定
する負荷イナーシャ推定手段５２と、負荷イナーシャ推
定値とトルク制御系３０の等価時定数とに基づいて速度
調節器２０のゲインを演算するゲイン演算手段５３とを
備える。更に、ゲイン演算値と負荷イナーシャ推定値と
から速度調節器２０の積分時間を演算する積分時間演算
手段５６を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボアンプ、サ
ーボモータ等を組み合わせた速度制御系のゲインや積分
時間をオートチューニングする自動調整装置に関する。
ーボモータ等を組み合わせた速度制御系のゲインや積分
時間をオートチューニングする自動調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、サーボアンプ、サーボモータ等
を組み合わせた従来の速度制御系のブロック線図であ
る。図において、速度設定値Ｎrと速度実際値Ｎとの偏
差が減算手段１０により演算され、その偏差は速度調節
器（ＡＳＲ）２０に入力される。速度調節器２０の内部
ではＰＩ（比例積分）演算が行われ、加算手段２１から
トルク指令値ｕ(n)が出力される。このトルク指令値ｕ
(n)はトルク制御系３０に入力され、サーボモータ等４
０が出力するトルクｙ2(n)の制御に用いられる。サーボ
モータの速度Ｎは、トルクｙ2(n)とサーボモータに連結
された負荷イナーシャＪとから演算される。このとき、
負荷イナーシャＪは、サーボモータが組み込まれた機械
系４０によって決まる定数であるため、未知パラメータ
となる。
を組み合わせた従来の速度制御系のブロック線図であ
る。図において、速度設定値Ｎrと速度実際値Ｎとの偏
差が減算手段１０により演算され、その偏差は速度調節
器（ＡＳＲ）２０に入力される。速度調節器２０の内部
ではＰＩ（比例積分）演算が行われ、加算手段２１から
トルク指令値ｕ(n)が出力される。このトルク指令値ｕ
(n)はトルク制御系３０に入力され、サーボモータ等４
０が出力するトルクｙ2(n)の制御に用いられる。サーボ
モータの速度Ｎは、トルクｙ2(n)とサーボモータに連結
された負荷イナーシャＪとから演算される。このとき、
負荷イナーシャＪは、サーボモータが組み込まれた機械
系４０によって決まる定数であるため、未知パラメータ
となる。
【０００３】なお、図３において、 速度調節器２０の伝達関数：Ｇc(s)＝Ｋv・（１＋ｓ
Ｔi）／ｓＴi トルク制御系３０の伝達関数：Ｇp1(s)＝１／（１＋ｓ
Ｔacr） 機械系４０の伝達関数：Ｇp2(s)＝１／ｓＪ 速度調節器２０のゲイン：Ｋv 速度調節器２０の積分時間：Ｔi トルク制御系３０の等価時定数：Ｔacr 負荷イナーシャ：Ｊ である。
Ｔi）／ｓＴi トルク制御系３０の伝達関数：Ｇp1(s)＝１／（１＋ｓ
Ｔacr） 機械系４０の伝達関数：Ｇp2(s)＝１／ｓＪ 速度調節器２０のゲイン：Ｋv 速度調節器２０の積分時間：Ｔi トルク制御系３０の等価時定数：Ｔacr 負荷イナーシャ：Ｊ である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、サーボ
アンプ、サーボモータ等を組み合わせた従来の速度制御
系では、負荷イナーシャＪが不明であるため、速度調節
器２０のゲインＫvや積分時間Ｔiは実際に機械に組み込
んだ状態で調整しなければならず、セットアップ作業の
煩雑化、作業時間の長期化を招いていた。
アンプ、サーボモータ等を組み合わせた従来の速度制御
系では、負荷イナーシャＪが不明であるため、速度調節
器２０のゲインＫvや積分時間Ｔiは実際に機械に組み込
んだ状態で調整しなければならず、セットアップ作業の
煩雑化、作業時間の長期化を招いていた。
【０００５】そこで本発明は、簡単かつ低コストでセッ
トアップ作業を短時間のうちに行うことが可能な、速度
制御系におけるパラメータの自動調整装置を提供しよう
とするものである。
トアップ作業を短時間のうちに行うことが可能な、速度
制御系におけるパラメータの自動調整装置を提供しよう
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、速度設定値と速度実際値と
の偏差が入力される速度調節器と、この速度調節器から
出力されるトルク指令値に従って機械系の出力トルクを
制御するトルク制御系とを備えた速度制御系において、
加減速運転時の発生トルクの平均値を演算するトルク平
均値演算手段と、前記平均値がトルク制限設定値よりも
小さい時に前記平均値よりも小さいトルク制限値を演算
するトルク制限値演算手段と、この演算手段から出力さ
れるトルク制限値に従って前記トルク指令値を制限し、
トルク制限加減速を行わせるトルク制限手段と、トルク
制限加減速時のトルク制限値と速度の変化率とから負荷
イナーシャを推定する負荷イナーシャ推定手段と、この
推定手段から出力される負荷イナーシャ推定値と前記ト
ルク制御系の等価時定数とに基づいて速度調節器のゲイ
ンを演算する速度調節器ゲイン演算手段と、を備えたも
のである。
め、請求項１記載の発明は、速度設定値と速度実際値と
の偏差が入力される速度調節器と、この速度調節器から
出力されるトルク指令値に従って機械系の出力トルクを
制御するトルク制御系とを備えた速度制御系において、
加減速運転時の発生トルクの平均値を演算するトルク平
均値演算手段と、前記平均値がトルク制限設定値よりも
小さい時に前記平均値よりも小さいトルク制限値を演算
するトルク制限値演算手段と、この演算手段から出力さ
れるトルク制限値に従って前記トルク指令値を制限し、
トルク制限加減速を行わせるトルク制限手段と、トルク
制限加減速時のトルク制限値と速度の変化率とから負荷
イナーシャを推定する負荷イナーシャ推定手段と、この
推定手段から出力される負荷イナーシャ推定値と前記ト
ルク制御系の等価時定数とに基づいて速度調節器のゲイ
ンを演算する速度調節器ゲイン演算手段と、を備えたも
のである。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のパ
ラメータの自動調整装置において、前記速度調節器のゲ
イン演算値と前記負荷イナーシャ推定値とから前記速度
調節器の積分時間を演算する積分時間演算手段を備えた
ものである。
ラメータの自動調整装置において、前記速度調節器のゲ
イン演算値と前記負荷イナーシャ推定値とから前記速度
調節器の積分時間を演算する積分時間演算手段を備えた
ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の第１実施形態であり、請
求項１に記載した発明の実施形態に相当する。なお、図
３と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
以下では、図３と異なる部分を中心に説明する。
態を説明する。図１は本発明の第１実施形態であり、請
求項１に記載した発明の実施形態に相当する。なお、図
３と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
以下では、図３と異なる部分を中心に説明する。
【０００９】図１の実施形態では、速度調節器２０とト
ルク制御系３０との間にトルク制限手段５１が設けられ
ている。一方、速度調節器２０の出力側にはトルク平均
値演算手段５４が設けられ、加減速時の発生トルクの平
均値がＴminとして演算される。このトルク平均値Ｔmin
はトルク制限設定値Ｔm0と共にトルク制限値演算手段５
５に入力されており、トルク平均値Ｔminがトルク制限
設定値Ｔm0よりも小さい場合には、トルク制限値Ｔmax
をトルク平均値Ｔminよりも小さく設定して出力するよ
うに構成されている。
ルク制御系３０との間にトルク制限手段５１が設けられ
ている。一方、速度調節器２０の出力側にはトルク平均
値演算手段５４が設けられ、加減速時の発生トルクの平
均値がＴminとして演算される。このトルク平均値Ｔmin
はトルク制限設定値Ｔm0と共にトルク制限値演算手段５
５に入力されており、トルク平均値Ｔminがトルク制限
設定値Ｔm0よりも小さい場合には、トルク制限値Ｔmax
をトルク平均値Ｔminよりも小さく設定して出力するよ
うに構成されている。
【００１０】上記トルク制限値Ｔmaxはトルク制限手段
５１に入力されると共に、負荷イナーシャ推定手段５２
に入力されている。ここで、トルク制限値Ｔmax、速度
変化率ΔＮ、負荷イナーシャＪとの間には、 Ｊ＝Ｔmax／ΔＮ という関係があることに着目して、負荷イナーシャ推定
手段５２は負荷イナーシャＪを推定演算する。なお、速
度変化率ΔＮは、 ΔＮ＝（Ｎ(n+1)−Ｎ(n)）／ｔs により演算する。ここで、ｔsはサンプリング時間であ
る。
５１に入力されると共に、負荷イナーシャ推定手段５２
に入力されている。ここで、トルク制限値Ｔmax、速度
変化率ΔＮ、負荷イナーシャＪとの間には、 Ｊ＝Ｔmax／ΔＮ という関係があることに着目して、負荷イナーシャ推定
手段５２は負荷イナーシャＪを推定演算する。なお、速
度変化率ΔＮは、 ΔＮ＝（Ｎ(n+1)−Ｎ(n)）／ｔs により演算する。ここで、ｔsはサンプリング時間であ
る。
【００１１】上述のように演算された負荷イナーシャ推
定値Ｊhは速度調節器ゲイン演算手段５３に入力され、
トルク制御系３０の等価時定数Ｔacrを用いて速度調節
器ゲインＫvが次式により演算される。 Ｋv＝Ｊh／（ｇv・Ｔacr） ここで、ｇvは設定定数である。
定値Ｊhは速度調節器ゲイン演算手段５３に入力され、
トルク制御系３０の等価時定数Ｔacrを用いて速度調節
器ゲインＫvが次式により演算される。 Ｋv＝Ｊh／（ｇv・Ｔacr） ここで、ｇvは設定定数である。
【００１２】上記のように本実施形態では、加減速運転
時の発生トルクの平均値を演算し、この平均値がトルク
制限設定値よりも小さかったらトルク制限値を平均値よ
りも小さくすることにより、トルクを制限した状態で加
減速を行う。そして、そのときのトルク制限値と速度変
化率とに基づいて負荷イナーシャを推定し、速度調節器
２０のゲインを、トルク制御系３０の等価時定数、負荷
イナーシャ推定値及び設定定数を用いて演算するもので
ある。
時の発生トルクの平均値を演算し、この平均値がトルク
制限設定値よりも小さかったらトルク制限値を平均値よ
りも小さくすることにより、トルクを制限した状態で加
減速を行う。そして、そのときのトルク制限値と速度変
化率とに基づいて負荷イナーシャを推定し、速度調節器
２０のゲインを、トルク制御系３０の等価時定数、負荷
イナーシャ推定値及び設定定数を用いて演算するもので
ある。
【００１３】すなわち、本実施形態は、速度調節器２０
の開ループ関数を求めると１／Ｔiから１／Ｔacrまでが
２０dB／decとなっていてこの角周波数帯で０dBと交差
すれば安定となり、この０dBと交差する角周波数はＫv
／Ｊ（つまり調節器ゲイン／負荷イナーシャ）で表され
ることに着目して、Ｋv／Ｊが１／Ｔacr以下になるよう
に速度調節器ゲインＫvを決定する。従って、特殊なチ
ューニングモードや信号を必要とせずに速度調節器ゲイ
ンＫvを自動的に調整することができる。
の開ループ関数を求めると１／Ｔiから１／Ｔacrまでが
２０dB／decとなっていてこの角周波数帯で０dBと交差
すれば安定となり、この０dBと交差する角周波数はＫv
／Ｊ（つまり調節器ゲイン／負荷イナーシャ）で表され
ることに着目して、Ｋv／Ｊが１／Ｔacr以下になるよう
に速度調節器ゲインＫvを決定する。従って、特殊なチ
ューニングモードや信号を必要とせずに速度調節器ゲイ
ンＫvを自動的に調整することができる。
【００１４】次に、本発明の第２実施形態を、図２を参
照しつつ説明する。なお、図１と同一の構成要素には同
一の参照符号を付してある。図２の実施形態は、図１の
構成に積分時間演算手段５６を付加したものであり、こ
の演算手段５６では、前記速度調節器ゲインＫvと負荷
イナーシャ推定値Ｊh、更には設定定数ｇiを用いて次式
により速度調節器２０の積分時間Ｔiを演算する。 Ｔi＝Ｋv／（ｇi・Ｊh） すなわち、１／ＴiがＫv／Ｊh以下になるように演算手
段５６が積分時間Ｔｉを自動的に決定する。
照しつつ説明する。なお、図１と同一の構成要素には同
一の参照符号を付してある。図２の実施形態は、図１の
構成に積分時間演算手段５６を付加したものであり、こ
の演算手段５６では、前記速度調節器ゲインＫvと負荷
イナーシャ推定値Ｊh、更には設定定数ｇiを用いて次式
により速度調節器２０の積分時間Ｔiを演算する。 Ｔi＝Ｋv／（ｇi・Ｊh） すなわち、１／ＴiがＫv／Ｊh以下になるように演算手
段５６が積分時間Ｔｉを自動的に決定する。
【００１５】上記各実施形態によれば、速度調節器２０
のパラメータとしてのゲインＫvや積分時間Ｔiをサーボ
アンプ等に通常、内蔵されているマイクロコンピュータ
のアルゴリズムによって実現できるので、新たにハード
ウェア等を必要とすることなく、低コストでパラメータ
の自動調整を行うことができる。
のパラメータとしてのゲインＫvや積分時間Ｔiをサーボ
アンプ等に通常、内蔵されているマイクロコンピュータ
のアルゴリズムによって実現できるので、新たにハード
ウェア等を必要とすることなく、低コストでパラメータ
の自動調整を行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように請求項１または２記載の発
明によれば、従来のように速度調節器を現地で実際に機
械に組み込んだ状態であっても、速度制御系のパラメー
タである速度調節器のゲインＫvや積分時間Ｔiを自動的
に調整することができ、セットアップ作業の簡略化、作
業時間の短縮及びコストの低減が可能である。
明によれば、従来のように速度調節器を現地で実際に機
械に組み込んだ状態であっても、速度制御系のパラメー
タである速度調節器のゲインＫvや積分時間Ｔiを自動的
に調整することができ、セットアップ作業の簡略化、作
業時間の短縮及びコストの低減が可能である。
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック線図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２実施形態を示すブロック線図であ
る。
る。
【図３】従来の速度制御系のブロック線図である。
１０ 減算手段 ２０ 速度調節器 ３０ トルク制御系 ４０ 機械系 ５１ トルク制限手段 ５２ 負荷イナーシャ推定手段 ５３ 速度調節器ゲイン演算手段 ５４ トルク平均値演算手段 ５５ トルク制限値演算手段 ５６ 積分時間演算手段
Claims (2)
- 【請求項１】 速度設定値と速度実際値との偏差が入力
される速度調節器と、この速度調節器から出力されるト
ルク指令値に従って機械系の出力トルクを制御するトル
ク制御系とを備えた速度制御系において、 加減速運転時の発生トルクの平均値を演算するトルク平
均値演算手段と、 前記平均値がトルク制限設定値よりも小さい時に前記平
均値よりも小さいトルク制限値を演算するトルク制限値
演算手段と、 この演算手段から出力されるトルク制限値に従って前記
トルク指令値を制限し、トルク制限加減速を行わせるト
ルク制限手段と、 トルク制限加減速時のトルク制限値と速度の変化率とか
ら負荷イナーシャを推定する負荷イナーシャ推定手段
と、 この推定手段から出力される負荷イナーシャ推定値と前
記トルク制御系の等価時定数とに基づいて速度調節器の
ゲインを演算する速度調節器ゲイン演算手段と、 を備えたことを特徴とする、速度制御系におけるパラメ
ータの自動調整装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のパラメータの自動調整装
置において、 前記速度調節器のゲイン演算値と前記負荷イナーシャ推
定値とから前記速度調節器の積分時間を演算する積分時
間演算手段を備えたことを特徴とする、速度制御系にお
けるパラメータの自動調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10248337A JP2000078874A (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 速度制御系におけるパラメータの自動調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10248337A JP2000078874A (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 速度制御系におけるパラメータの自動調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000078874A true JP2000078874A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17176595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10248337A Withdrawn JP2000078874A (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 速度制御系におけるパラメータの自動調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000078874A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781996B2 (en) | 2006-06-23 | 2010-08-24 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | Speed control device for electric motor |
| JP2010273468A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | サーボ制御装置 |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP10248337A patent/JP2000078874A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781996B2 (en) | 2006-06-23 | 2010-08-24 | Fuji Electric Systems Co., Ltd. | Speed control device for electric motor |
| JP2010273468A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | サーボ制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |