JP2000333483A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 上記従来のモータの速度を制御する制御装置
では、例えば速度指令が変化するとその変化に応じたモ
ータ電流が流れ、特に急激に速度指令が大きく加速また
は減速方向に変化した場合には最大の加速電流または減
速電流が流れたり、あるいは速度指令が定常状態に移行
する場合や逆に定常状態から加速あるいは減速状態に切
り替わる時点においてモータ電流が急に変化し、従って
負荷に対して過大なトルク変化を生じるという不具合が
あった。 【解決手段】 この課題を解決するために本発明のモー
タ制御装置は、一定の周期のサンプリング周期毎に処理
を行うディジタルモータ制御システムにおいて、台形の
加速度指令で制限を加えて速度指令入力を台形＋Ｓ字の
速度指令に変換する変換手段と、実速度との偏差に応じ
てモータへの通電電流を制御するモータ制御手段７を備
えている。
では、例えば速度指令が変化するとその変化に応じたモ
ータ電流が流れ、特に急激に速度指令が大きく加速また
は減速方向に変化した場合には最大の加速電流または減
速電流が流れたり、あるいは速度指令が定常状態に移行
する場合や逆に定常状態から加速あるいは減速状態に切
り替わる時点においてモータ電流が急に変化し、従って
負荷に対して過大なトルク変化を生じるという不具合が
あった。 【解決手段】 この課題を解決するために本発明のモー
タ制御装置は、一定の周期のサンプリング周期毎に処理
を行うディジタルモータ制御システムにおいて、台形の
加速度指令で制限を加えて速度指令入力を台形＋Ｓ字の
速度指令に変換する変換手段と、実速度との偏差に応じ
てモータへの通電電流を制御するモータ制御手段７を備
えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの速度を制
御する制御装置に関するものである。
御する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のモータの速度を制御する制御装置
では、例えば起動スイッチをＯＮ／ＯＦＦして加速ある
いは減速時に速度指令が急激に変化するような場合にお
いても速度指令を変換しないで与えたり、あるいは一定
の加速度指令で制限を加えていわゆる台形の速度指令に
変換して与えて、モータの実速度との偏差に応じてモー
タの通電電流を制御する構成であった。
では、例えば起動スイッチをＯＮ／ＯＦＦして加速ある
いは減速時に速度指令が急激に変化するような場合にお
いても速度指令を変換しないで与えたり、あるいは一定
の加速度指令で制限を加えていわゆる台形の速度指令に
変換して与えて、モータの実速度との偏差に応じてモー
タの通電電流を制御する構成であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のモータの速
度を制御する制御装置では、例えば速度指令が変化する
とその変化に応じたモータ電流が流れ、特に急激に速度
指令が大きく加速または減速方向に変化した場合には最
大の加速電流または減速電流が流れたり、あるいは速度
指令が定常状態に移行する場合や逆に定常状態から加速
あるいは減速状態に切り替わる時点においてモータ電流
が急に変化し、従って負荷に対して過大なトルク変化を
生じるという不具合があった。
度を制御する制御装置では、例えば速度指令が変化する
とその変化に応じたモータ電流が流れ、特に急激に速度
指令が大きく加速または減速方向に変化した場合には最
大の加速電流または減速電流が流れたり、あるいは速度
指令が定常状態に移行する場合や逆に定常状態から加速
あるいは減速状態に切り替わる時点においてモータ電流
が急に変化し、従って負荷に対して過大なトルク変化を
生じるという不具合があった。
【０００４】本発明は上記の課題を解決するもので、簡
単な構成および計算により速度指令入力の急激な変化に
対し滑らかな速度指令と電流・トルク変化が得られるモ
ータ制御装置を提供することを目的とする。
単な構成および計算により速度指令入力の急激な変化に
対し滑らかな速度指令と電流・トルク変化が得られるモ
ータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のモータ制御装置は、一定の周期のサンプリン
グ周期毎に処理を行うディジタルモータ制御システムに
おいて、速度指令入力と比較して台形の加速度指令を決
定し、この加速度指令を基に速度指令を台形＋Ｓ字の速
度指令として変換し出力する変換手段と、実速度との偏
差に応じてモータへの通電電流を制御するモータ制御手
段を備えている。
に本発明のモータ制御装置は、一定の周期のサンプリン
グ周期毎に処理を行うディジタルモータ制御システムに
おいて、速度指令入力と比較して台形の加速度指令を決
定し、この加速度指令を基に速度指令を台形＋Ｓ字の速
度指令として変換し出力する変換手段と、実速度との偏
差に応じてモータへの通電電流を制御するモータ制御手
段を備えている。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一定の周期を持ったサンプリング信号を出力する発
振器と、アナログ信号をディジタル信号に変換し速度指
令を出力するＡ／Ｄ変換器と、速度指令を変換して速度
指令１を出力する変換手段と、モータの回転位置を検出
する回転位置検出器と、回転位置検出信号を計数して実
速度信号を出力する実速度測定手段と、前記速度指令１
と実速度信号を比較してモータの通電電流を制御するモ
ータ制御手段とより成り、前記変換手段は制御パラメー
タを記憶したメモリと加速度設定手段と速度指令変換手
段を含み、加速度設定手段は前記制御パラメータに従っ
てサンプリング周期毎に許容される加速度指令の変化値
を単位ステップとする加加速度指令として規定して最大
ステップ数および加加速度指令を出力し、速度変換手段
は前記速度指令との比較により次のサンプリング周期間
の加速度指令を決定し、加速度指令が０以外の場合には
前記加速度指令に基づいて次のサンプリング周期間の速
度指令１を出力し、加速度指令が０の場合には前記速度
指令を速度指令１として出力するように構成されてお
り、速度指令が台形＋Ｓ字波形に変換されるので電流変
化が滑らかとなり従って滑らかなトルク変化のモータ制
御が可能となる。また定常状態においてディジタル制御
にともなう量子化の誤差を軽減し速度指令入力に忠実な
速度指令に変換するものである。
は、一定の周期を持ったサンプリング信号を出力する発
振器と、アナログ信号をディジタル信号に変換し速度指
令を出力するＡ／Ｄ変換器と、速度指令を変換して速度
指令１を出力する変換手段と、モータの回転位置を検出
する回転位置検出器と、回転位置検出信号を計数して実
速度信号を出力する実速度測定手段と、前記速度指令１
と実速度信号を比較してモータの通電電流を制御するモ
ータ制御手段とより成り、前記変換手段は制御パラメー
タを記憶したメモリと加速度設定手段と速度指令変換手
段を含み、加速度設定手段は前記制御パラメータに従っ
てサンプリング周期毎に許容される加速度指令の変化値
を単位ステップとする加加速度指令として規定して最大
ステップ数および加加速度指令を出力し、速度変換手段
は前記速度指令との比較により次のサンプリング周期間
の加速度指令を決定し、加速度指令が０以外の場合には
前記加速度指令に基づいて次のサンプリング周期間の速
度指令１を出力し、加速度指令が０の場合には前記速度
指令を速度指令１として出力するように構成されてお
り、速度指令が台形＋Ｓ字波形に変換されるので電流変
化が滑らかとなり従って滑らかなトルク変化のモータ制
御が可能となる。また定常状態においてディジタル制御
にともなう量子化の誤差を軽減し速度指令入力に忠実な
速度指令に変換するものである。
【０００７】本発明の請求項２に記載の発明は、メモリ
は規定の速度Ｓｒに到達するに要する時間Ｔａと、規定
の速度Ｓｒから停止するに要する時間Ｔｄと、最大加速
において加速度指令が変化する時間Ｔ１とを備え、加速
度設定手段はステップ数演算手段により最大ステップ数
ＱｍをＱｍ＝Ｔ１／Ｔｓなる計算式で求め、第１の演算
手段により加速時の加加速度ΔＡａをΔＡａ＝Ｓｒ／
（Ｔａ×Ｑｍ）なる計算式で求め、第２の演算手段によ
り減速時の加加速度ΔＡｄをΔＡｄ＝Ｓｒ／（Ｔｄ×Ｑ
ｍ）なる計算式で求めて出力し、速度指令変換手段はサ
ンプリング周期毎に現在ステップ数Ｑ０に前記Ｑｍの制
限のもとで０、＋１、−１を加算して３通りのステップ
数Ｑｋを算出し、各々のＱｋについて加速度指令が０に
なる時点での到達速度指令を計算し、到達速度指令と速
度指令入力との比較により次のサンプリング周期におけ
るステップ数Ｑｋおよび速度指令１を決定し出力するよ
うにした構成であり、簡単なディジタル制御アルゴリズ
ムに基づき台形＋Ｓ字の速度指令波形が得られるように
なる。
は規定の速度Ｓｒに到達するに要する時間Ｔａと、規定
の速度Ｓｒから停止するに要する時間Ｔｄと、最大加速
において加速度指令が変化する時間Ｔ１とを備え、加速
度設定手段はステップ数演算手段により最大ステップ数
ＱｍをＱｍ＝Ｔ１／Ｔｓなる計算式で求め、第１の演算
手段により加速時の加加速度ΔＡａをΔＡａ＝Ｓｒ／
（Ｔａ×Ｑｍ）なる計算式で求め、第２の演算手段によ
り減速時の加加速度ΔＡｄをΔＡｄ＝Ｓｒ／（Ｔｄ×Ｑ
ｍ）なる計算式で求めて出力し、速度指令変換手段はサ
ンプリング周期毎に現在ステップ数Ｑ０に前記Ｑｍの制
限のもとで０、＋１、−１を加算して３通りのステップ
数Ｑｋを算出し、各々のＱｋについて加速度指令が０に
なる時点での到達速度指令を計算し、到達速度指令と速
度指令入力との比較により次のサンプリング周期におけ
るステップ数Ｑｋおよび速度指令１を決定し出力するよ
うにした構成であり、簡単なディジタル制御アルゴリズ
ムに基づき台形＋Ｓ字の速度指令波形が得られるように
なる。
【０００８】本発明の請求項３に記載の発明は、速度指
令変換手段はサンプリング周期毎に新速度指令Ｖｋを現
在速度指令Ｖ０を基準として加速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡ
ａ×Ｑｋなる式で、減速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×Ｑｋ
なる式で計算し速度指令１として出力するようにした構
成であり、加速時と減速時と別の加加速度指令に従って
Ｓ字部の時間が同じである速度指令が出力されるように
なる。
令変換手段はサンプリング周期毎に新速度指令Ｖｋを現
在速度指令Ｖ０を基準として加速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡ
ａ×Ｑｋなる式で、減速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×Ｑｋ
なる式で計算し速度指令１として出力するようにした構
成であり、加速時と減速時と別の加加速度指令に従って
Ｓ字部の時間が同じである速度指令が出力されるように
なる。
【０００９】本発明の請求項４に記載の発明は、速度指
令変換手段は到達速度指令Ｖｄを加速時はＶｄ＝Ｖ０＋
ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２なる式で、減速時はＶ
ｄ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜×（｜Ｑｋ｜＋１）／２な
る式で求めるようにした構成であり、加速時と減速時と
別の加加速度に従って簡単な計算式で最短時間で加速度
が０になる時点の到達速度を計算することが可能とな
る。
令変換手段は到達速度指令Ｖｄを加速時はＶｄ＝Ｖ０＋
ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２なる式で、減速時はＶ
ｄ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜×（｜Ｑｋ｜＋１）／２な
る式で求めるようにした構成であり、加速時と減速時と
別の加加速度に従って簡単な計算式で最短時間で加速度
が０になる時点の到達速度を計算することが可能とな
る。
【００１０】本発明の請求項５に記載の発明は、一定の
周期を持ったサンプリング信号を出力する発振器と、ア
ナログ信号をディジタル信号に変換し速度指令を出力す
るＡ／Ｄ変換器と、速度指令を変換して速度指令１を出
力する変換手段と、モータの回転位置を検出する回転位
置検出器と、回転位置検出信号を計数して実速度信号を
出力する実速度測定手段と、前記速度指令１と実速度信
号を比較してモータの通電電流を制御するモータ制御手
段とより成り、前記変換手段は制御パラメータを記憶し
たメモリと加速度設定手段と速度指令変換手段を含み、
前記メモリは規定の速度Ｓｒに到達するに要する時間Ｔ
ａと、規定の速度Ｓｒから停止するに要する時間Ｔｄ
と、サンプリング周期Ｔｓ毎に最大加速および最大減速
において加速度指令が変化する時間Ｔ１とを備え、前記
加速度設定手段はステップ数演算手段により最大ステッ
プ数ＱｍをＱｍ＝Ｔ１／Ｔｓなる計算式で求め、第１の
演算手段により加速時の加加速度指令ΔＡａをΔＡａ＝
Ｓｍ／（Ｔａ×Ｑｍ）なる計算式で求め、第２の演算手
段により減速時の加加速度指令ΔＡｄをΔＡｄ＝Ｓｍ／
（Ｔｄ×Ｑｍ）なる計算式で求め、速度指令変換手段に
よりサンプリング周期毎に現在ステップ数Ｑ０に前記Ｑ
ｍの制限のもとで０、＋１、−１を加算して３通りのス
テップ数Ｑｋを算出し、各々のＱｋについて加速度指令
が０になる時点での到達速度指令を計算し、到達速度指
令と速度指令入力との比較により次のサンプリング周期
におけるステップ数Ｑｋおよび速度指令１を決定し出力
するよう構成されており、加速時と減速時の加加速度指
令を独立して演算して設定された通りのＳ字時間幅と加
速度を備えた台形＋Ｓ字の速度指令が得られるようにな
り、滑らかな速度指令に基づく電流制御が行われるディ
ジタルモータ制御システムを構築することが可能とな
る。
周期を持ったサンプリング信号を出力する発振器と、ア
ナログ信号をディジタル信号に変換し速度指令を出力す
るＡ／Ｄ変換器と、速度指令を変換して速度指令１を出
力する変換手段と、モータの回転位置を検出する回転位
置検出器と、回転位置検出信号を計数して実速度信号を
出力する実速度測定手段と、前記速度指令１と実速度信
号を比較してモータの通電電流を制御するモータ制御手
段とより成り、前記変換手段は制御パラメータを記憶し
たメモリと加速度設定手段と速度指令変換手段を含み、
前記メモリは規定の速度Ｓｒに到達するに要する時間Ｔ
ａと、規定の速度Ｓｒから停止するに要する時間Ｔｄ
と、サンプリング周期Ｔｓ毎に最大加速および最大減速
において加速度指令が変化する時間Ｔ１とを備え、前記
加速度設定手段はステップ数演算手段により最大ステッ
プ数ＱｍをＱｍ＝Ｔ１／Ｔｓなる計算式で求め、第１の
演算手段により加速時の加加速度指令ΔＡａをΔＡａ＝
Ｓｍ／（Ｔａ×Ｑｍ）なる計算式で求め、第２の演算手
段により減速時の加加速度指令ΔＡｄをΔＡｄ＝Ｓｍ／
（Ｔｄ×Ｑｍ）なる計算式で求め、速度指令変換手段に
よりサンプリング周期毎に現在ステップ数Ｑ０に前記Ｑ
ｍの制限のもとで０、＋１、−１を加算して３通りのス
テップ数Ｑｋを算出し、各々のＱｋについて加速度指令
が０になる時点での到達速度指令を計算し、到達速度指
令と速度指令入力との比較により次のサンプリング周期
におけるステップ数Ｑｋおよび速度指令１を決定し出力
するよう構成されており、加速時と減速時の加加速度指
令を独立して演算して設定された通りのＳ字時間幅と加
速度を備えた台形＋Ｓ字の速度指令が得られるようにな
り、滑らかな速度指令に基づく電流制御が行われるディ
ジタルモータ制御システムを構築することが可能とな
る。
【００１１】本発明の請求項６に記載の発明は、速度指
令変換手段はサンプリング周期毎に新速度指令Ｖｋを現
在速度指令Ｖ０を基準として加速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡ
ａ×Ｑｋなる式で、減速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑ
ｋ｜なる式で計算し出力するようにした構成であり、比
較的簡単な計算式により加加速度指令とステップ数から
速度指令に変換されるようになる。
令変換手段はサンプリング周期毎に新速度指令Ｖｋを現
在速度指令Ｖ０を基準として加速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡ
ａ×Ｑｋなる式で、減速時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑ
ｋ｜なる式で計算し出力するようにした構成であり、比
較的簡単な計算式により加加速度指令とステップ数から
速度指令に変換されるようになる。
【００１２】本発明の請求項７に記載の発明は、速度指
令変換手段は到達速度指令Ｖｄを加速時はＶｄ＝Ｖ０＋
ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２なる式で、減速時はＶ
ｄ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜×（｜Ｑｋ｜＋１）／２な
る式で求めるようにした構成であり、加速時と減速時と
別の加加速度に従って簡単な計算式で最短時間で加速度
が０になる時点の到達速度を計算することが可能とな
る。
令変換手段は到達速度指令Ｖｄを加速時はＶｄ＝Ｖ０＋
ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２なる式で、減速時はＶ
ｄ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜×（｜Ｑｋ｜＋１）／２な
る式で求めるようにした構成であり、加速時と減速時と
別の加加速度に従って簡単な計算式で最短時間で加速度
が０になる時点の到達速度を計算することが可能とな
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１を用い
て説明する。
て説明する。
【００１４】図１は本発明の一実施例におけるブロック
図を示すものである。
図を示すものである。
【００１５】１は速度指令を設定するボリュームであり
０Ｖ〜Ｖｃの速度指令電圧をＡ／Ｄ変換器２に入力す
る。３はモータ４の駆動・停止を指令するスイッチであ
り、ＯＮにすると速度指令電圧を０Ｖに固定し停止を指
令し、ＯＦＦにすると起動を指令する。５はＡ／Ｄ変換
器からのディジタルに変換された速度指令を受けて発振
器６からの一定の周期Ｔｓを持ったパルス状のサンプリ
ング信号に同期してサンプリング周期Ｔｓ間の速度指令
に変換して速度指令１を出力する変換手段を示し、７は
モータ４への通電電流を制御するモータ制御手段であ
り、８はモータ軸の回転位置を検出する回転位置検出器
９からのパルス状の回転位置信号を前記サンプリング周
期間計数してモータの実速度信号を出力する速度測定手
段を示し、上記変換手段５、モータ制御手段７の制御部
および速度測定手段８は通常マイクロコンピュータによ
って制御される。
０Ｖ〜Ｖｃの速度指令電圧をＡ／Ｄ変換器２に入力す
る。３はモータ４の駆動・停止を指令するスイッチであ
り、ＯＮにすると速度指令電圧を０Ｖに固定し停止を指
令し、ＯＦＦにすると起動を指令する。５はＡ／Ｄ変換
器からのディジタルに変換された速度指令を受けて発振
器６からの一定の周期Ｔｓを持ったパルス状のサンプリ
ング信号に同期してサンプリング周期Ｔｓ間の速度指令
に変換して速度指令１を出力する変換手段を示し、７は
モータ４への通電電流を制御するモータ制御手段であ
り、８はモータ軸の回転位置を検出する回転位置検出器
９からのパルス状の回転位置信号を前記サンプリング周
期間計数してモータの実速度信号を出力する速度測定手
段を示し、上記変換手段５、モータ制御手段７の制御部
および速度測定手段８は通常マイクロコンピュータによ
って制御される。
【００１６】上記のように構成された本発明の動作につ
いて図２のタイムチャートを参照して以下に述べる。
いて図２のタイムチャートを参照して以下に述べる。
【００１７】まず、作業者によりスイッチ３がＯＦＦに
されるとモータ４はボリューム１で設定された速度指令
Ｓｍに向かって起動される。変換手段５は台形の加速度
指令で近似される加速度指令をもとに速度指令入力Ｓｍ
と比較してサンプリング周期Ｔｓ毎の速度指令１に変換
し出力する。すなわち、サンプリング周期Ｔｓ毎に許容
される加速度指令の変化値を所定の単位ステップの加加
速度として規定しかつ最大加速度指令を加加速度指令の
倍数のステップ数として規定して、加速度指令が０にな
る時点の到達速度指令を演算し、この演算結果と速度指
令Ｓｍとの比較により次のサンプリング周期間の加速度
指令を決定し、この加速度指令を基に速度指令１を演算
し出力するように処理され、上記単位ステップの加加速
度指令がサンプリング周期毎に変化している加速度指令
の区間がＳ字速度指令となり、最大加速度指令で制限さ
れている区間が台形速度指令の脚部に相当する速度指令
となる。このようにして、Ｓ字→台形（脚部）→Ｓ字→
台形（Ｓｍ）の加速における速度指令パターンが速度指
令１として変換器５により変換されて出力され、モータ
制御手段７は速度指令信号１と速度測定手段８からの実
速度信号との偏差に応じてモータ４への通電電流を制御
し速度指令１に略等しい実速度パターンが得られるよう
に動作が行われる。一方、スイッチ１がＯＮされると速
度指令Ｓｍは０となるので加速度は負となり、前記と同
様にして速度０に向けてＳ字→台形（脚部）→Ｓ字→速
度０の減速における速度指令パターンが得られる。
されるとモータ４はボリューム１で設定された速度指令
Ｓｍに向かって起動される。変換手段５は台形の加速度
指令で近似される加速度指令をもとに速度指令入力Ｓｍ
と比較してサンプリング周期Ｔｓ毎の速度指令１に変換
し出力する。すなわち、サンプリング周期Ｔｓ毎に許容
される加速度指令の変化値を所定の単位ステップの加加
速度として規定しかつ最大加速度指令を加加速度指令の
倍数のステップ数として規定して、加速度指令が０にな
る時点の到達速度指令を演算し、この演算結果と速度指
令Ｓｍとの比較により次のサンプリング周期間の加速度
指令を決定し、この加速度指令を基に速度指令１を演算
し出力するように処理され、上記単位ステップの加加速
度指令がサンプリング周期毎に変化している加速度指令
の区間がＳ字速度指令となり、最大加速度指令で制限さ
れている区間が台形速度指令の脚部に相当する速度指令
となる。このようにして、Ｓ字→台形（脚部）→Ｓ字→
台形（Ｓｍ）の加速における速度指令パターンが速度指
令１として変換器５により変換されて出力され、モータ
制御手段７は速度指令信号１と速度測定手段８からの実
速度信号との偏差に応じてモータ４への通電電流を制御
し速度指令１に略等しい実速度パターンが得られるよう
に動作が行われる。一方、スイッチ１がＯＮされると速
度指令Ｓｍは０となるので加速度は負となり、前記と同
様にして速度０に向けてＳ字→台形（脚部）→Ｓ字→速
度０の減速における速度指令パターンが得られる。
【００１８】ここで、上記変換手段５は図３に示すよう
にメモリ１０および加速度設定手段１１および速度指令
変換手段１２とで構成されており、以下に図３について
説明する。
にメモリ１０および加速度設定手段１１および速度指令
変換手段１２とで構成されており、以下に図３について
説明する。
【００１９】メモリ１０は通常電源をオフしてもデータ
が消えないような不揮発性のメモリが使用され、制御パ
ラメータとして図２のタイムチャートにも示されるよう
にＳ字速度指令時間Ｔ１、加速時間Ｔａ、減速時間Ｔｄ
がオペレータにより設定される。ここで加速時間Ｔａお
よび減速時間Ｔｄは、図３においては速度指令Ｓｍと停
止間の時間として表されているが通常上記速度指令Ｓｍ
ではなく規定の速度指令値Ｓｒとしてメモリ１０の制御
パラメータに含められた値が用いられ、即ち加速時間Ｔ
ａおよび減速時間Ｔｄは加速度を表す制御パラメータに
相当するものとしている。
が消えないような不揮発性のメモリが使用され、制御パ
ラメータとして図２のタイムチャートにも示されるよう
にＳ字速度指令時間Ｔ１、加速時間Ｔａ、減速時間Ｔｄ
がオペレータにより設定される。ここで加速時間Ｔａお
よび減速時間Ｔｄは、図３においては速度指令Ｓｍと停
止間の時間として表されているが通常上記速度指令Ｓｍ
ではなく規定の速度指令値Ｓｒとしてメモリ１０の制御
パラメータに含められた値が用いられ、即ち加速時間Ｔ
ａおよび減速時間Ｔｄは加速度を表す制御パラメータに
相当するものとしている。
【００２０】次に加速度設定手段１１の動作について図
４のブロック図を参照して述べる。
４のブロック図を参照して述べる。
【００２１】オペレータにより、負荷の加減速特性に合
わせてその滑らかさがＳ字区間の速度指令時間Ｔ１とし
て設定されるとシステムのサンプリング周期Ｔｓとによ
り、ステップ数演算手段１３で最大ステップ数ＱｍがＱ
ｍ＝Ｔ１／Ｔｓにより計算され出力される。ここで最大
ステップ数Ｑｍは後述する量子化された加加速度指令Δ
Ａのステップ数として整数値に丸められる。一方、制御
パラメータの一つである規定の速度指令Ｓｒまでの加速
時間Ｔａが設定されると、第１の加加速度演算手段１４
により加速時の加加速度指令ΔＡａはΔＡａ＝Ｓｒ／
（Ｔａ×Ｑｍ）で計算され出力される。即ち加速時の加
加速度指令ΔＡａは、サンプリング周期Ｔｓ毎に加速度
指令が変化し得る値を示すものである。また同様にし
て、第２の加加速度演算手段１５により減速時の加加速
度指令ΔＡｄはΔＡｄ＝Ｓｒ／（Ｔｄ×Ｑｍ）で計算さ
れ出力される。
わせてその滑らかさがＳ字区間の速度指令時間Ｔ１とし
て設定されるとシステムのサンプリング周期Ｔｓとによ
り、ステップ数演算手段１３で最大ステップ数ＱｍがＱ
ｍ＝Ｔ１／Ｔｓにより計算され出力される。ここで最大
ステップ数Ｑｍは後述する量子化された加加速度指令Δ
Ａのステップ数として整数値に丸められる。一方、制御
パラメータの一つである規定の速度指令Ｓｒまでの加速
時間Ｔａが設定されると、第１の加加速度演算手段１４
により加速時の加加速度指令ΔＡａはΔＡａ＝Ｓｒ／
（Ｔａ×Ｑｍ）で計算され出力される。即ち加速時の加
加速度指令ΔＡａは、サンプリング周期Ｔｓ毎に加速度
指令が変化し得る値を示すものである。また同様にし
て、第２の加加速度演算手段１５により減速時の加加速
度指令ΔＡｄはΔＡｄ＝Ｓｒ／（Ｔｄ×Ｑｍ）で計算さ
れ出力される。
【００２２】以上のようにして、最大ステップ数Ｑｍ、
加速時の加加速度指令ΔＡａおよび減速時の加加速度指
令ΔＡｄが決定され、ステップ数確定手段１６により速
度指令Ｓｍとの比較においてステップ数Ｑｋが決定され
ることになるがこの点について以下に図５（ａ）、
（ｂ）および図６を用いて説明を加える。
加速時の加加速度指令ΔＡａおよび減速時の加加速度指
令ΔＡｄが決定され、ステップ数確定手段１６により速
度指令Ｓｍとの比較においてステップ数Ｑｋが決定され
ることになるがこの点について以下に図５（ａ）、
（ｂ）および図６を用いて説明を加える。
【００２３】図５は速度指令変換手段の速度指令への変
換処理を示すタイムチャートであり（ａ）は加速時、
（ｂ）は減速時を示しており、同様に図６はフローチャ
ートを示す。
換処理を示すタイムチャートであり（ａ）は加速時、
（ｂ）は減速時を示しており、同様に図６はフローチャ
ートを示す。
【００２４】図５において、加速度指令は量子化された
加速時の加加速度指令ΔＡａを単位ステップとして階段
状に表されており、サンプリング周期Ｔｓ毎の変化は単
位ステップに相当する加加速度指令ΔＡａで制限されて
更新され、また現在のステップ数をＱ０としている。な
お、ｙ軸の加速度指令は単位ステップに相当する加速時
の加加速度指令ΔＡａ（正の値）にステップ数Ｑの絶対
値を乗じた値となり正の領域となる。一方、速度指令は
サンプリング周期Ｔｓ毎に上記加速度指令を現在速度指
令Ｖ０に加えることにより得られる。ここで、サンプリ
ング周期Ｔｓ毎の加速度指令の変化は単位ステップの加
加速度指令ΔＡとして制限されているため現在加速度ス
テップ数Ｑ０を基準とすれば新加速度ステップ数Ｑｋは
Ｑ０＋１，Ｑ０，Ｑ０−１のいずれかとなり、また新速
度指令Ｖｋは、 Ｖｋ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋ ―――（１） となり、さらに引き続き最短時間で加速度指令が０に至
るまでの加速度指令パターンおよび速度指令パターンを
同図に示している。ここで加速度指令が０に至る時点で
の到達速度指令Ｖｄは、現在速度指令Ｖ０に加速度指令
の積分値として表される変化速度指令Ｖｃを加算するこ
とにより得られ、即ち新加速度ステップ数をＱｋとすれ
ば、 Ｖｄ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２ ―――（２） となる。
加速時の加加速度指令ΔＡａを単位ステップとして階段
状に表されており、サンプリング周期Ｔｓ毎の変化は単
位ステップに相当する加加速度指令ΔＡａで制限されて
更新され、また現在のステップ数をＱ０としている。な
お、ｙ軸の加速度指令は単位ステップに相当する加速時
の加加速度指令ΔＡａ（正の値）にステップ数Ｑの絶対
値を乗じた値となり正の領域となる。一方、速度指令は
サンプリング周期Ｔｓ毎に上記加速度指令を現在速度指
令Ｖ０に加えることにより得られる。ここで、サンプリ
ング周期Ｔｓ毎の加速度指令の変化は単位ステップの加
加速度指令ΔＡとして制限されているため現在加速度ス
テップ数Ｑ０を基準とすれば新加速度ステップ数Ｑｋは
Ｑ０＋１，Ｑ０，Ｑ０−１のいずれかとなり、また新速
度指令Ｖｋは、 Ｖｋ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋ ―――（１） となり、さらに引き続き最短時間で加速度指令が０に至
るまでの加速度指令パターンおよび速度指令パターンを
同図に示している。ここで加速度指令が０に至る時点で
の到達速度指令Ｖｄは、現在速度指令Ｖ０に加速度指令
の積分値として表される変化速度指令Ｖｃを加算するこ
とにより得られ、即ち新加速度ステップ数をＱｋとすれ
ば、 Ｖｄ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２ ―――（２） となる。
【００２５】上述した３通りの新加速度について（２）
式に代入し、到達速度指令Ｖｄを算出して速度指令入力
Ｖｔと比較し、加速時には最大加速度指令パターンでま
た減速時は最小加速度指令パターンでＶｔに最も近くか
つＶｔ≧Ｖｄなる条件を満足する１つの新加速度指令Ｑ
ｋを決定する。図５の実施例において決定される新加速
度指令ステップ数Ｑｋの結果は、加速時・減速時ともＱ
ｋ＝Ｑ０となる。
式に代入し、到達速度指令Ｖｄを算出して速度指令入力
Ｖｔと比較し、加速時には最大加速度指令パターンでま
た減速時は最小加速度指令パターンでＶｔに最も近くか
つＶｔ≧Ｖｄなる条件を満足する１つの新加速度指令Ｑ
ｋを決定する。図５の実施例において決定される新加速
度指令ステップ数Ｑｋの結果は、加速時・減速時ともＱ
ｋ＝Ｑ０となる。
【００２６】ここで、減速時の動作についても上述した
加速時の動作と同様であるが、減速時の加加速度指令Δ
Ａｄは負の値でありステップ数は絶対値として計算さ
れ、加速度指令は負となり到達速度指令Ｖｄは（３）式
により、新速度指令Ｖｋは（４）式により計算される。
加速時の動作と同様であるが、減速時の加加速度指令Δ
Ａｄは負の値でありステップ数は絶対値として計算さ
れ、加速度指令は負となり到達速度指令Ｖｄは（３）式
により、新速度指令Ｖｋは（４）式により計算される。
【００２７】 Ｖｄ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜×（｜Ｑｋ｜＋１）／２ ―――（３） Ｖｋ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜ ―――（４） 上述のようにして決定された新加速度ステップ数Ｑｋを
基に加速時は（１）式に、減速時には（４）式に代入し
て新速度指令Ｖｋを算出し速度指令１として出力する。
基に加速時は（１）式に、減速時には（４）式に代入し
て新速度指令Ｖｋを算出し速度指令１として出力する。
【００２８】上述した動作を図６のフローチャートに加
速時と減速時に分けて記述しているが、特に新ステップ
数Ｑｋが０の場合は速度指令は一定の定常状態となるが
上記に述べた制御では速度指令入力と速度指令出力との
間にディジタル化に伴う量子化誤差、すなわち加加速度
指令ΔＡａおよびΔＡｄ以下の速度指令の変化には対応
できないものとなる。そこで、本願発明では同図に示す
ように加速度指令が０（ステップ数が０）の場合には速
度指令入力Ｓｍをそのまま出力する処理を行い、定常状
態における速度指令誤差を０にしている。
速時と減速時に分けて記述しているが、特に新ステップ
数Ｑｋが０の場合は速度指令は一定の定常状態となるが
上記に述べた制御では速度指令入力と速度指令出力との
間にディジタル化に伴う量子化誤差、すなわち加加速度
指令ΔＡａおよびΔＡｄ以下の速度指令の変化には対応
できないものとなる。そこで、本願発明では同図に示す
ように加速度指令が０（ステップ数が０）の場合には速
度指令入力Ｓｍをそのまま出力する処理を行い、定常状
態における速度指令誤差を０にしている。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明のモータ制御装置
は、一定の周期のサンプリング周期毎に処理を行うディ
ジタルモータ制御システムにおいて、台形の加速度指令
で制限を加えて速度指令入力を台形＋Ｓ字の速度指令に
変換する変換手段と、実速度との偏差に応じてモータへ
の通電電流を制御するモータ制御手段を備えており、本
発明によれば簡単な構成および計算により速度指令入力
の変化に対し滑らかな速度指令・電流・トルクが得られ
るようになる。
は、一定の周期のサンプリング周期毎に処理を行うディ
ジタルモータ制御システムにおいて、台形の加速度指令
で制限を加えて速度指令入力を台形＋Ｓ字の速度指令に
変換する変換手段と、実速度との偏差に応じてモータへ
の通電電流を制御するモータ制御手段を備えており、本
発明によれば簡単な構成および計算により速度指令入力
の変化に対し滑らかな速度指令・電流・トルクが得られ
るようになる。
【００３０】また、本発明によれば定常状態においてデ
ィジタル制御の量子化に伴う誤差を軽減し、速度指令に
忠実な速度指令が得られるようになる。
ィジタル制御の量子化に伴う誤差を軽減し、速度指令に
忠実な速度指令が得られるようになる。
【００３１】さらに本発明によれば、加速時と減速時の
加加速度指令を独立して演算するので設定された通りの
Ｓ字字間幅と加速度指令を備えた台形＋Ｓ字の速度指令
が得られるものとなる。
加加速度指令を独立して演算するので設定された通りの
Ｓ字字間幅と加速度指令を備えた台形＋Ｓ字の速度指令
が得られるものとなる。
【図１】本発明の一実施例におけるモータ制御装置のブ
ロック図
ロック図
【図２】本発明の動作を示すタイムチャート
【図３】変換手段のブロック図
【図４】加速度設定手段処理を示すブロック図
【図５】（ａ）加速時の速度指令変換手段の動作を示す
タイムチャート （ｂ）減速時の速度指令変換手段の動作を示すタイムチ
ャート
タイムチャート （ｂ）減速時の速度指令変換手段の動作を示すタイムチ
ャート
【図６】速度指令変換手段の動作を示すフローチャート
１ ボリューム ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ スイッチ ４ モータ ５ 変換手段 ６ 発振器 ７ モータ制御手段 ８ 速度測定手段 ９ 回転位置検出器 １０ メモリ １１ 加速度設定手段 １２ 速度指令変換手段
Claims (7)
- 【請求項１】 一定の周期を持ったサンプリング信号を
出力する発振器と、アナログ信号をディジタル信号に変
換し速度指令を出力するＡ／Ｄ変換器と、速度指令を変
換して速度指令１を出力する変換手段と、モータの回転
位置を検出する回転位置検出器と、回転位置検出信号を
計数して実速度信号を出力する実速度測定手段と、前記
速度指令１と実速度信号を比較してモータの通電電流を
制御するモータ制御手段とより成り、前記変換手段は制
御パラメータを記憶したメモリと加速度設定手段と速度
指令変換手段を含み、加速度設定手段は前記制御パラメ
ータに従ってサンプリング周期毎に許容される加速度指
令の変化値を単位ステップとする加加速度指令として規
定して最大ステップ数および加加速度指令を出力し、速
度変換手段は前記速度指令との比較により次のサンプリ
ング周期間の加速度指令を決定し、加速度指令が０以外
の場合には前記加速度指令に基づいて次のサンプリング
周期間の速度指令１を出力し、加速度指令が０の場合に
は前記速度指令を速度指令１として出力するようにした
モータ制御装置。 - 【請求項２】 メモリは規定の速度Ｓｒに到達するに要
する時間Ｔａと、規定の速度Ｓｒから停止するに要する
時間Ｔｄと、最大加速において加速度指令が変化する時
間Ｔ１とを備え、加速度設定手段はステップ数演算手段
により最大ステップ数ＱｍをＱｍ＝Ｔ１／Ｔｓなる計算
式で求め、第１の演算手段により加速時の加加速度ΔＡ
ａをΔＡａ＝Ｓｒ／（Ｔａ×Ｑｍ）なる計算式で求め、
第２の演算手段により減速時の加加速度ΔＡｄをΔＡｄ
＝Ｓｒ／（Ｔｄ×Ｑｍ）なる計算式で求めて出力し、速
度指令変換手段はサンプリング周期毎に現在ステップ数
Ｑ０に前記Ｑｍの制限のもとで０、＋１、−１を加算し
て３通りのステップ数Ｑｋを算出し、各々のＱｋについ
て加速度指令が０になる時点での到達速度指令を計算
し、到達速度指令と速度指令入力との比較により次のサ
ンプリング周期におけるステップ数Ｑｋおよび速度指令
１を決定し出力するようにした請求項１記載のモータ制
御装置。 - 【請求項３】 速度指令変換手段はサンプリング周期毎
に新速度指令Ｖｋを現在速度指令Ｖ０を基準として加速
時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋなる式で、減速時はＶｋ
＝Ｖ０＋ΔＡｄ×Ｑｋなる式で計算し速度指令１として
出力するようにした請求項２記載のモータ制御装置。 - 【請求項４】 速度指令変換手段は到達速度指令Ｖｄを
加速時はＶｄ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２
なる式で、減速時はＶｄ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜×
（｜Ｑｋ｜＋１）／２なる式で求めるようにした請求項
２記載のモータ制御装置。 - 【請求項５】 一定の周期を持ったサンプリング信号を
出力する発振器と、アナログ信号をディジタル信号に変
換し速度指令を出力するＡ／Ｄ変換器と、速度指令を変
換して速度指令１を出力する変換手段と、モータの回転
位置を検出する回転位置検出器と、回転位置検出信号を
計数して実速度信号を出力する実速度測定手段と、前記
速度指令１と実速度信号を比較してモータの通電電流を
制御するモータ制御手段とより成り、前記変換手段は制
御パラメータを記憶したメモリと加速度設定手段と速度
指令変換手段を含み、前記メモリは規定の速度Ｓｒに到
達するに要する時間Ｔａと、規定の速度Ｓｒから停止す
るに要する時間Ｔｄと、サンプリング周期Ｔｓ毎に最大
加速および最大減速において加速度指令が変化する時間
Ｔ１とを備え、前記加速度設定手段はステップ数演算手
段により最大ステップ数ＱｍをＱｍ＝Ｔ１／Ｔｓなる計
算式で求め、第１の演算手段により加速時の加加速度指
令ΔＡａをΔＡａ＝Ｓｍ／（Ｔａ×Ｑｍ）なる計算式で
求め、第２の演算手段により減速時の加加速度指令ΔＡ
ｄをΔＡｄ＝Ｓｍ／（Ｔｄ×Ｑｍ）なる計算式で求め、
速度指令変換手段によりサンプリング周期毎に現在ステ
ップ数Ｑ０に前記Ｑｍの制限のもとで０、＋１、−１を
加算して３通りのステップ数Ｑｋを算出し、各々のＱｋ
について加速度指令が０になる時点での到達速度指令を
計算し、到達速度指令と速度指令入力との比較により次
のサンプリング周期におけるステップ数Ｑｋおよび速度
指令１を決定し出力するようにしたモータ制御装置。 - 【請求項６】 速度指令変換手段はサンプリング周期毎
に新速度指令Ｖｋを現在速度指令Ｖ０を基準として加速
時はＶｋ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋなる式で、減速時はＶｋ
＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜なる式で計算し出力するよう
にした請求項５記載のモータ制御装置。 - 【請求項７】 速度指令変換手段は到達速度指令Ｖｄを
加速時はＶｄ＝Ｖ０＋ΔＡａ×Ｑｋ×（Ｑｋ＋１）／２
なる式で、減速時はＶｄ＝Ｖ０＋ΔＡｄ×｜Ｑｋ｜×
（｜Ｑｋ｜＋１）／２なる式で求めるようにした請求項
５記載のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14185599A JP3654049B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14185599A JP3654049B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000333483A true JP2000333483A (ja) | 2000-11-30 |
| JP3654049B2 JP3654049B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=15301744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14185599A Expired - Lifetime JP3654049B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3654049B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012165236A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 三菱重工パーキング株式会社 | リフト搬送機制御装置、機械式駐車装置、及びリフト搬送機制御方法 |
| JP2017062824A (ja) * | 2012-04-20 | 2017-03-30 | ラインストリーム テクノロジーズＬｉｎｅｓｔｒｅａｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ | 動作プロファイルの生成方法およびその生成システム |
| JP2017189103A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエＳｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｔｏｓｈｉｂａ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ｅｕｒｏｐｅ Ｓａｓ | 非同期電動機を制御する方法 |
| CN109510541A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-22 | 哈尔滨理工大学 | 基于分段式永磁同步电机滑模伺服控制的方法 |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14185599A patent/JP3654049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012165236A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 三菱重工パーキング株式会社 | リフト搬送機制御装置、機械式駐車装置、及びリフト搬送機制御方法 |
| JP2017062824A (ja) * | 2012-04-20 | 2017-03-30 | ラインストリーム テクノロジーズＬｉｎｅｓｔｒｅａｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ | 動作プロファイルの生成方法およびその生成システム |
| JP2017189103A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエＳｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｔｏｓｈｉｂａ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ｅｕｒｏｐｅ Ｓａｓ | 非同期電動機を制御する方法 |
| CN107294445A (zh) * | 2016-04-05 | 2017-10-24 | 施耐德东芝换流器欧洲公司 | 用于控制异步电机的方法 |
| CN107294445B (zh) * | 2016-04-05 | 2022-07-08 | 施耐德东芝换流器欧洲公司 | 用于控制异步电机的方法 |
| JP7317457B2 (ja) | 2016-04-05 | 2023-07-31 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエ | 非同期電動機を制御する方法 |
| CN109510541A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-22 | 哈尔滨理工大学 | 基于分段式永磁同步电机滑模伺服控制的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3654049B2 (ja) | 2005-06-02 |
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