JP2001054294A - 制御装置 - Google Patents
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- JP2001054294A JP2001054294A JP11221703A JP22170399A JP2001054294A JP 2001054294 A JP2001054294 A JP 2001054294A JP 11221703 A JP11221703 A JP 11221703A JP 22170399 A JP22170399 A JP 22170399A JP 2001054294 A JP2001054294 A JP 2001054294A
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷変動によるインパクトドロップの影響を
最小限に抑制することが可能な構成の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る制御装置は、指令速度ωin
とフィードバックされたモータ速度ωoutとの代数差で
ある第１の代数差を算出して出力する第１の加え合わせ
手段と、上記第１の代数差にモータ速度ゲインＫVを乗
算して出力する第１の伝達要素手段と、フィードバック
された上記モータ速度ωoutの差分Δωを算出して出力
する第２の伝達要素手段と、上記第１の代数差及び上記
モータ速度ゲインＫVの乗算結果と上記モータ速度ωout
の差分Δωとの代数差である第２の代数差を算出して出
力する第２の加え合わせ手段と、上記第２の代数差に伝
達関数ＫA／ｓを乗算し、モータ電流ｉを算出して出力
する第３の伝達要素手段と、モータ電流ｉに伝達関数Ｋ
T／（Ｊ・ｓ）を乗算し、モータ速度ωoutを算出して出
力する第４の伝達要素手段とを備えたものである。
最小限に抑制することが可能な構成の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る制御装置は、指令速度ωin
とフィードバックされたモータ速度ωoutとの代数差で
ある第１の代数差を算出して出力する第１の加え合わせ
手段と、上記第１の代数差にモータ速度ゲインＫVを乗
算して出力する第１の伝達要素手段と、フィードバック
された上記モータ速度ωoutの差分Δωを算出して出力
する第２の伝達要素手段と、上記第１の代数差及び上記
モータ速度ゲインＫVの乗算結果と上記モータ速度ωout
の差分Δωとの代数差である第２の代数差を算出して出
力する第２の加え合わせ手段と、上記第２の代数差に伝
達関数ＫA／ｓを乗算し、モータ電流ｉを算出して出力
する第３の伝達要素手段と、モータ電流ｉに伝達関数Ｋ
T／（Ｊ・ｓ）を乗算し、モータ速度ωoutを算出して出
力する第４の伝達要素手段とを備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は制御装置に係り、特
に、ロータリ切断、走行加工における負荷変動によるイ
ンパクトドロップの影響を最小限に抑制することが可能
な構成の制御装置に関する。
に、ロータリ切断、走行加工における負荷変動によるイ
ンパクトドロップの影響を最小限に抑制することが可能
な構成の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の速度制御装置の構成を示
したブロック図である。図３に示した従来の速度制御装
置は、指令速度ωinとフィードバックされたモータ速度
ωoutとの代数差を算出して出力する加え合わせ点３１
と、上記代数差にモータ速度ゲインＫVを乗算し、モー
タ電流値ｉを算出して出力する第１の伝達要素３２と、
モータ電流値ｉにモータトルクゲインＫTを乗算し、モ
ータトルクτを算出して出力する第２の伝達要素３３
と、モータトルクτに伝達関数１／（Ｊ・ｓ）を乗算
し、モータ速度ωoutを算出して出力する第３の伝達要
素３４とから構成されている。
したブロック図である。図３に示した従来の速度制御装
置は、指令速度ωinとフィードバックされたモータ速度
ωoutとの代数差を算出して出力する加え合わせ点３１
と、上記代数差にモータ速度ゲインＫVを乗算し、モー
タ電流値ｉを算出して出力する第１の伝達要素３２と、
モータ電流値ｉにモータトルクゲインＫTを乗算し、モ
ータトルクτを算出して出力する第２の伝達要素３３
と、モータトルクτに伝達関数１／（Ｊ・ｓ）を乗算
し、モータ速度ωoutを算出して出力する第３の伝達要
素３４とから構成されている。
【０００３】ここで、Ｊはモータを含めた負荷イナーシ
ャ、ｓは微分演算子である。また、モータ速度ωoutを
フィードバックする速度ループの速度ループゲインをＧ
Vとする。尚、ブロック図においては、モータは、モデ
ルとしてＫT／（Ｊ・ｓ）と表される。即ち、直列接続
された第２の伝達要素３３及び第３の伝達要素３４によ
り、モータが表されている。
ャ、ｓは微分演算子である。また、モータ速度ωoutを
フィードバックする速度ループの速度ループゲインをＧ
Vとする。尚、ブロック図においては、モータは、モデ
ルとしてＫT／（Ｊ・ｓ）と表される。即ち、直列接続
された第２の伝達要素３３及び第３の伝達要素３４によ
り、モータが表されている。
【０００４】上記従来の速度制御装置により、指令速度
ωinとフィードバックされたモータ速度ωoutとの代数
差に比例した電流がモータに供給され、トルク定数ＫT
及び負荷イナーシャＪの影響を加えたモータ速度ωout
として出力される。
ωinとフィードバックされたモータ速度ωoutとの代数
差に比例した電流がモータに供給され、トルク定数ＫT
及び負荷イナーシャＪの影響を加えたモータ速度ωout
として出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来の速度制御装置により制御される加工装置を使用し
て、走行する鉄板、パイプ、段ボール等の材料を定尺に
切断する場合、加工装置と材料との同調、及び、切断加
工を１台のモータで行うロータリカッタにおいては、切
断時に瞬間的に大きな負荷が回転中のモータに掛かるた
め、一時的に速度が低下し、徐々に元の速度に回復す
る。このインパクトドロップは材料をハンプさせ、その
結果、切断精度の低下及び製品の品質劣化を招き、極端
な場合には切断不能となることもある。従って、インパ
クトドロップの影響を抑制するためには、速度制御装置
の応答を速くする必要がある。
従来の速度制御装置により制御される加工装置を使用し
て、走行する鉄板、パイプ、段ボール等の材料を定尺に
切断する場合、加工装置と材料との同調、及び、切断加
工を１台のモータで行うロータリカッタにおいては、切
断時に瞬間的に大きな負荷が回転中のモータに掛かるた
め、一時的に速度が低下し、徐々に元の速度に回復す
る。このインパクトドロップは材料をハンプさせ、その
結果、切断精度の低下及び製品の品質劣化を招き、極端
な場合には切断不能となることもある。従って、インパ
クトドロップの影響を抑制するためには、速度制御装置
の応答を速くする必要がある。
【０００６】ここで、上記従来の速度制御装置における
速度指令入力からモータ速度出力までの伝達関数、即
ち、速度ループゲインＧVを求めると、以下のように算
出される。 ＧV＝（（ＫV・ＫT）／（Ｊ・ｓ））／（１＋（（ＫV・
ＫT）／（Ｊ・ｓ）））＝１／（（（Ｊ・ｓ）／（ＫV・
ＫT））＋１） ここで、速度ループ時定数ＴVをＴV＝Ｊ／（ＫV・ＫT）
とおくと、 ＧV＝１／（（ＴV・ｓ）＋１） となる。
速度指令入力からモータ速度出力までの伝達関数、即
ち、速度ループゲインＧVを求めると、以下のように算
出される。 ＧV＝（（ＫV・ＫT）／（Ｊ・ｓ））／（１＋（（ＫV・
ＫT）／（Ｊ・ｓ）））＝１／（（（Ｊ・ｓ）／（ＫV・
ＫT））＋１） ここで、速度ループ時定数ＴVをＴV＝Ｊ／（ＫV・ＫT）
とおくと、 ＧV＝１／（（ＴV・ｓ）＋１） となる。
【０００７】ＴV＝Ｊ／（ＫV・ＫT）であり、トルク定
数ＫT及び負荷イナーシャＪは一定であるから、応答を
速くするためにはモータ速度ゲインＫVを大きくするし
かないが、モータ速度ゲインＫVを大きくしすぎると発
振してしまうため、応答を速くするのにも限度がある。
数ＫT及び負荷イナーシャＪは一定であるから、応答を
速くするためにはモータ速度ゲインＫVを大きくするし
かないが、モータ速度ゲインＫVを大きくしすぎると発
振してしまうため、応答を速くするのにも限度がある。
【０００８】以上のような問題点は、速度フィードバッ
ク制御を行う上記従来の速度制御装置においては、原理
的に避けることのできない問題点である。
ク制御を行う上記従来の速度制御装置においては、原理
的に避けることのできない問題点である。
【０００９】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、モータ回転中の急激な負荷変動による
インパクトドロップの影響を最小限に抑制することが可
能な構成の制御装置を提供することである。
で、その目的は、モータ回転中の急激な負荷変動による
インパクトドロップの影響を最小限に抑制することが可
能な構成の制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る制御装置に
よれば、指令速度ωinとフィードバックされたモータ速
度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して出力
する第１の加え合わせ手段と、上記第１の代数差にモー
タ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要素手
段と、フィードバックされた上記モータ速度ωoutの差
分Δωを算出して出力する第２の伝達要素手段と、上記
第１の代数差及び上記モータ速度ゲインＫVの乗算結果
と上記モータ速度ωoutの差分Δωとの代数差である第
２の代数差を算出して出力する第２の加え合わせ手段
と、上記第２の代数差に伝達関数ＫA／ｓ（ＫAはモータ
加速度ゲイン、ｓは微分演算子）を乗算し、モータ電流
ｉを算出して出力する第３の伝達要素手段と、モータ電
流ｉに伝達関数ＫT／（Ｊ・ｓ）（ＫTはモータトルクゲ
イン、Ｊは負荷イナーシャ）を乗算し、モータ速度ωou
tを算出して出力する第４の伝達要素手段とを備えたこ
とを特徴とする。
よれば、指令速度ωinとフィードバックされたモータ速
度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して出力
する第１の加え合わせ手段と、上記第１の代数差にモー
タ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要素手
段と、フィードバックされた上記モータ速度ωoutの差
分Δωを算出して出力する第２の伝達要素手段と、上記
第１の代数差及び上記モータ速度ゲインＫVの乗算結果
と上記モータ速度ωoutの差分Δωとの代数差である第
２の代数差を算出して出力する第２の加え合わせ手段
と、上記第２の代数差に伝達関数ＫA／ｓ（ＫAはモータ
加速度ゲイン、ｓは微分演算子）を乗算し、モータ電流
ｉを算出して出力する第３の伝達要素手段と、モータ電
流ｉに伝達関数ＫT／（Ｊ・ｓ）（ＫTはモータトルクゲ
イン、Ｊは負荷イナーシャ）を乗算し、モータ速度ωou
tを算出して出力する第４の伝達要素手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１１】また、本発明に係る制御装置の等価変換構
成によれば、指令速度ωinとフィードバックされたモー
タ速度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して
出力する第１の加え合わせ手段と、上記第１の代数差に
モータ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要
素手段と、上記第１の代数差及び上記モータ速度ゲイン
ＫVの乗算結果とフィードバックされたモータ加速度Δ
ωとの代数差である第２の代数差を算出して出力する第
２の加え合わせ手段と、上記第２の代数差に伝達関数Ｋ
A／ｓを乗算し、モータ電流ｉを算出して出力する第２
の伝達要素手段と、上記モータ電流ｉにモータトルクゲ
インＫTを乗算し、モータトルクτを算出して出力する
第３の伝達要素手段と、上記モータトルクτに伝達関数
１／Ｊを乗算し、モータ加速度Δωを算出して出力する
第４の伝達要素手段と、上記モータ加速度Δωに伝達関
数１／ｓを乗算し、モータ速度ωoutを算出して出力す
る第５の伝達要素手段とを備えたことを特徴とする。
成によれば、指令速度ωinとフィードバックされたモー
タ速度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して
出力する第１の加え合わせ手段と、上記第１の代数差に
モータ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要
素手段と、上記第１の代数差及び上記モータ速度ゲイン
ＫVの乗算結果とフィードバックされたモータ加速度Δ
ωとの代数差である第２の代数差を算出して出力する第
２の加え合わせ手段と、上記第２の代数差に伝達関数Ｋ
A／ｓを乗算し、モータ電流ｉを算出して出力する第２
の伝達要素手段と、上記モータ電流ｉにモータトルクゲ
インＫTを乗算し、モータトルクτを算出して出力する
第３の伝達要素手段と、上記モータトルクτに伝達関数
１／Ｊを乗算し、モータ加速度Δωを算出して出力する
第４の伝達要素手段と、上記モータ加速度Δωに伝達関
数１／ｓを乗算し、モータ速度ωoutを算出して出力す
る第５の伝達要素手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】上記各構成により、急激な負荷変動、外乱
等は総て加速度ループで吸収され、加速度ループの外側
の速度ループにはそれらの影響はほとんど現れず、安定
したサーボ制御が可能となり、その結果、モータ回転中
の急激な負荷変動によるインパクトドロップの影響を最
小限に抑制することができる。また、本発明に係る制御
装置においては、加速度偏差の積分を行っているため、
通常のエンコーダを使用し、サンプリング速度を低下さ
せることなく、サンプリング雑音を除去することができ
る。
等は総て加速度ループで吸収され、加速度ループの外側
の速度ループにはそれらの影響はほとんど現れず、安定
したサーボ制御が可能となり、その結果、モータ回転中
の急激な負荷変動によるインパクトドロップの影響を最
小限に抑制することができる。また、本発明に係る制御
装置においては、加速度偏差の積分を行っているため、
通常のエンコーダを使用し、サンプリング速度を低下さ
せることなく、サンプリング雑音を除去することができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る制御装置の実
施の一形態について、図面を参照しながら説明する。
施の一形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】図１は、本発明に係る制御装置の構成を示
したブロック図である。図１に示した本発明に係る制御
装置は、指令速度ωinとフィードバックされたモータ速
度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して出力
する第１の加え合わせ点１１と、上記第１の代数差にモ
ータ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要素
１２と、フィードバックされたモータ速度ωoutの差分
Δωを算出して出力する第２の伝達要素１３と、上記第
１の代数差及びモータ速度ゲインＫVの乗算結果とモー
タ速度ωoutの差分Δωとの代数差である第２の代数差
を算出して出力する第２の加え合わせ点１４と、上記第
２の代数差に伝達関数ＫA／ｓを乗算し、モータ電流ｉ
を算出して出力する第３の伝達要素１５と、モータ電流
ｉに伝達関数ＫT／（Ｊ・ｓ）を乗算し、モータ速度ωo
utを算出して出力する第４の伝達要素１６とから構成さ
れている。
したブロック図である。図１に示した本発明に係る制御
装置は、指令速度ωinとフィードバックされたモータ速
度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して出力
する第１の加え合わせ点１１と、上記第１の代数差にモ
ータ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要素
１２と、フィードバックされたモータ速度ωoutの差分
Δωを算出して出力する第２の伝達要素１３と、上記第
１の代数差及びモータ速度ゲインＫVの乗算結果とモー
タ速度ωoutの差分Δωとの代数差である第２の代数差
を算出して出力する第２の加え合わせ点１４と、上記第
２の代数差に伝達関数ＫA／ｓを乗算し、モータ電流ｉ
を算出して出力する第３の伝達要素１５と、モータ電流
ｉに伝達関数ＫT／（Ｊ・ｓ）を乗算し、モータ速度ωo
utを算出して出力する第４の伝達要素１６とから構成さ
れている。
【００１５】ここで、Ｊはモータを含めた負荷イナーシ
ャ、ＫAはモータ加速度ゲイン、ＫTはモータトルクゲイ
ン、Δは差分演算子、ｓは微分演算子である。尚、ブロ
ック図においては、モータは、モデルとしてＫT／（Ｊ
・ｓ）と表される。即ち、第４の伝達要素１６により、
モータが表されている。
ャ、ＫAはモータ加速度ゲイン、ＫTはモータトルクゲイ
ン、Δは差分演算子、ｓは微分演算子である。尚、ブロ
ック図においては、モータは、モデルとしてＫT／（Ｊ
・ｓ）と表される。即ち、第４の伝達要素１６により、
モータが表されている。
【００１６】図１に示した本発明に係る制御装置は、図
３に示した速度制御装置における速度フィードバック制
御に加えて、新たに、モータ速度ωoutの差分を算出し
て加速度Δωを生成し、速度偏差との突き合わせを行
い、加速度偏差を算出するものである。そして、この加
速度偏差を積分することにより算出し出力されたモータ
電流ｉがモータに供給され、モータトルクゲインＫT及
び負荷イナーシャＪの影響を加えたモータ速度ωoutと
して出力される。
３に示した速度制御装置における速度フィードバック制
御に加えて、新たに、モータ速度ωoutの差分を算出し
て加速度Δωを生成し、速度偏差との突き合わせを行
い、加速度偏差を算出するものである。そして、この加
速度偏差を積分することにより算出し出力されたモータ
電流ｉがモータに供給され、モータトルクゲインＫT及
び負荷イナーシャＪの影響を加えたモータ速度ωoutと
して出力される。
【００１７】図２は、図１に示した本発明に係る制御装
置の等価変換構成を示したブロック図である。図２に示
した本発明に係る制御装置の等価変換構成は、指令速度
ωinとフィードバックされたモータ速度ωoutとの代数
差である第１の代数差を算出して出力する第１の加え合
わせ点２１と、上記第１の代数差にモータ速度ゲインＫ
Vを乗算して出力する第１の伝達要素２２と、上記第１
の代数差及びモータ速度ゲインＫVの乗算結果とフィー
ドバックされたモータ加速度Δωとの代数差である第２
の代数差を算出して出力する第２の加え合わせ点２３
と、上記第２の代数差に伝達関数ＫA／ｓを乗算し、モ
ータ電流ｉを算出して出力する第２の伝達要素２４と、
モータ電流ｉにモータトルクゲインＫTを乗算し、モー
タトルクτを算出して出力する第３の伝達要素２５と、
モータトルクτに伝達関数１／Ｊを乗算し、モータ加速
度Δωを算出して出力する第４の伝達要素２６と、モー
タ加速度Δωに伝達関数１／ｓを乗算し、モータ速度ω
outを算出して出力する第５の伝達要素２７とから構成
されている。
置の等価変換構成を示したブロック図である。図２に示
した本発明に係る制御装置の等価変換構成は、指令速度
ωinとフィードバックされたモータ速度ωoutとの代数
差である第１の代数差を算出して出力する第１の加え合
わせ点２１と、上記第１の代数差にモータ速度ゲインＫ
Vを乗算して出力する第１の伝達要素２２と、上記第１
の代数差及びモータ速度ゲインＫVの乗算結果とフィー
ドバックされたモータ加速度Δωとの代数差である第２
の代数差を算出して出力する第２の加え合わせ点２３
と、上記第２の代数差に伝達関数ＫA／ｓを乗算し、モ
ータ電流ｉを算出して出力する第２の伝達要素２４と、
モータ電流ｉにモータトルクゲインＫTを乗算し、モー
タトルクτを算出して出力する第３の伝達要素２５と、
モータトルクτに伝達関数１／Ｊを乗算し、モータ加速
度Δωを算出して出力する第４の伝達要素２６と、モー
タ加速度Δωに伝達関数１／ｓを乗算し、モータ速度ω
outを算出して出力する第５の伝達要素２７とから構成
されている。
【００１８】ここで、モータ速度ωoutをフィードバッ
クする速度ループの速度ループゲインをＧV，モータ加
速度Δωをフィードバックする加速度ループの加速度ル
ープゲインをＧAとし、図２に示した本発明に係る制御
装置の等価変換構成に基づいて、加速度ループ及び速度
ループの伝達関数、即ち、加速度ループゲインＧA及び
速度ループゲインＧVを求めると、以下のように算出さ
れる。 ＧA＝（（ＫA・ＫT）／（Ｊ・ｓ））／（１＋（（ＫA・
ＫT）／（Ｊ・ｓ）））＝１／（（（Ｊ・ｓ）／（ＫA・
ＫT））＋１） ここで、加速度ループ時定数ＴAをＴA＝Ｊ／（ＫA・Ｋ
T）とおくと、 ＧA＝１／（ＴA・ｓ＋１） となる。また、 ＧV＝（（ＫV・ＧA）／ｓ）／（１＋（（ＫV・ＧA）／
ｓ））＝１／（（ｓ／（ＫV・ＧA））＋１） ここで、速度ループ時定数ＴVをＴV＝１／（ＫV・ＧA）
とおくと、 ＧV＝１／（（ＴV・ｓ）＋１） となる。
クする速度ループの速度ループゲインをＧV，モータ加
速度Δωをフィードバックする加速度ループの加速度ル
ープゲインをＧAとし、図２に示した本発明に係る制御
装置の等価変換構成に基づいて、加速度ループ及び速度
ループの伝達関数、即ち、加速度ループゲインＧA及び
速度ループゲインＧVを求めると、以下のように算出さ
れる。 ＧA＝（（ＫA・ＫT）／（Ｊ・ｓ））／（１＋（（ＫA・
ＫT）／（Ｊ・ｓ）））＝１／（（（Ｊ・ｓ）／（ＫA・
ＫT））＋１） ここで、加速度ループ時定数ＴAをＴA＝Ｊ／（ＫA・Ｋ
T）とおくと、 ＧA＝１／（ＴA・ｓ＋１） となる。また、 ＧV＝（（ＫV・ＧA）／ｓ）／（１＋（（ＫV・ＧA）／
ｓ））＝１／（（ｓ／（ＫV・ＧA））＋１） ここで、速度ループ時定数ＴVをＴV＝１／（ＫV・ＧA）
とおくと、 ＧV＝１／（（ＴV・ｓ）＋１） となる。
【００１９】上記各式より、加速度ループ時定数ＴAを
速度ループ時定数ＴVに比較して十分に小さくすると、
速度ループからみてＧA＝１，ＴV＝１／ＫVとなり、加
速度ループゲインＧA及び速度ループゲインＧVは、モー
タ速度ゲインＫVの値のみによって決定される。要する
に、モータトルクゲインＫT，負荷イナーシャＪ等のモ
ータ定数は加速度ループに吸収され、速度ループの応答
速度（時定数）は、モータ速度ゲインＫVの値のみによ
って決定されることになる。
速度ループ時定数ＴVに比較して十分に小さくすると、
速度ループからみてＧA＝１，ＴV＝１／ＫVとなり、加
速度ループゲインＧA及び速度ループゲインＧVは、モー
タ速度ゲインＫVの値のみによって決定される。要する
に、モータトルクゲインＫT，負荷イナーシャＪ等のモ
ータ定数は加速度ループに吸収され、速度ループの応答
速度（時定数）は、モータ速度ゲインＫVの値のみによ
って決定されることになる。
【００２０】従って、急激な負荷変動、外乱等は総て加
速度ループで吸収され、加速度ループの外側の速度ルー
プにはそれらの影響はほとんど現れない。この加速度ル
ープの効果により、急激な負荷変動、外乱等の影響をほ
とんど受けることのない安定したサーボ制御が可能とな
る。その結果、モータ回転中の急激な負荷変動によるイ
ンパクトドロップの影響を最小限に抑制することができ
る。
速度ループで吸収され、加速度ループの外側の速度ルー
プにはそれらの影響はほとんど現れない。この加速度ル
ープの効果により、急激な負荷変動、外乱等の影響をほ
とんど受けることのない安定したサーボ制御が可能とな
る。その結果、モータ回転中の急激な負荷変動によるイ
ンパクトドロップの影響を最小限に抑制することができ
る。
【００２１】ここで注意すべき点として、加速度の生成
を、速度の差分をとることにより行っているために、サ
ンプリング雑音が生ずることが挙げられる。このサンプ
リング雑音を抑制する手段としては、例えば、エンコー
ダの分解能を向上させること、又は、サンプリング速度
を低下させることが考えられる。しかし、エンコーダの
分解能を向上させると価格的に高価となり、サンプリン
グ速度を低下させると応答速度の低下を招き、いずれ
も、サンプリング雑音を抑制する手段としては短所があ
る。
を、速度の差分をとることにより行っているために、サ
ンプリング雑音が生ずることが挙げられる。このサンプ
リング雑音を抑制する手段としては、例えば、エンコー
ダの分解能を向上させること、又は、サンプリング速度
を低下させることが考えられる。しかし、エンコーダの
分解能を向上させると価格的に高価となり、サンプリン
グ速度を低下させると応答速度の低下を招き、いずれ
も、サンプリング雑音を抑制する手段としては短所があ
る。
【００２２】一方、本発明に係る制御装置においては、
加速度偏差の積分を行っているため、通常のエンコーダ
を使用し、サンプリング速度を低下させることなく、サ
ンプリング雑音を除去することができる。
加速度偏差の積分を行っているため、通常のエンコーダ
を使用し、サンプリング速度を低下させることなく、サ
ンプリング雑音を除去することができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係る制御装置によれば、指令速
度ωinとフィードバックされたモータ速度ωoutとの代
数差である第１の代数差を算出して出力する第１の加え
合わせ手段と、上記第１の代数差にモータ速度ゲインＫ
Vを乗算して出力する第１の伝達要素手段と、フィード
バックされた上記モータ速度ωoutの差分Δωを算出し
て出力する第２の伝達要素手段と、上記第１の代数差及
び上記モータ速度ゲインＫVの乗算結果と上記モータ速
度ωoutの差分Δωとの代数差である第２の代数差を算
出して出力する第２の加え合わせ手段と、上記第２の代
数差に伝達関数ＫA／ｓ（ＫAはモータ加速度ゲイン、ｓ
は微分演算子）を乗算し、モータ電流ｉを算出して出力
する第３の伝達要素手段と、モータ電流ｉに伝達関数Ｋ
T／（Ｊ・ｓ）（ＫTはモータトルクゲイン、Ｊは負荷イ
ナーシャ）を乗算し、モータ速度ωoutを算出して出力
する第４の伝達要素手段とを備えたので、急激な負荷変
動、外乱等は総て加速度ループで吸収され、加速度ルー
プの外側の速度ループにはそれらの影響はほとんど現れ
ず、安定したサーボ制御が可能となり、その結果、モー
タ回転中の急激な負荷変動によるインパクトドロップの
影響を最小限に抑制することができる。また、本発明に
係る制御装置においては、加速度偏差の積分を行ってい
るため、通常のエンコーダを使用し、サンプリング速度
を低下させることなく、サンプリング雑音を除去するこ
とができる。
度ωinとフィードバックされたモータ速度ωoutとの代
数差である第１の代数差を算出して出力する第１の加え
合わせ手段と、上記第１の代数差にモータ速度ゲインＫ
Vを乗算して出力する第１の伝達要素手段と、フィード
バックされた上記モータ速度ωoutの差分Δωを算出し
て出力する第２の伝達要素手段と、上記第１の代数差及
び上記モータ速度ゲインＫVの乗算結果と上記モータ速
度ωoutの差分Δωとの代数差である第２の代数差を算
出して出力する第２の加え合わせ手段と、上記第２の代
数差に伝達関数ＫA／ｓ（ＫAはモータ加速度ゲイン、ｓ
は微分演算子）を乗算し、モータ電流ｉを算出して出力
する第３の伝達要素手段と、モータ電流ｉに伝達関数Ｋ
T／（Ｊ・ｓ）（ＫTはモータトルクゲイン、Ｊは負荷イ
ナーシャ）を乗算し、モータ速度ωoutを算出して出力
する第４の伝達要素手段とを備えたので、急激な負荷変
動、外乱等は総て加速度ループで吸収され、加速度ルー
プの外側の速度ループにはそれらの影響はほとんど現れ
ず、安定したサーボ制御が可能となり、その結果、モー
タ回転中の急激な負荷変動によるインパクトドロップの
影響を最小限に抑制することができる。また、本発明に
係る制御装置においては、加速度偏差の積分を行ってい
るため、通常のエンコーダを使用し、サンプリング速度
を低下させることなく、サンプリング雑音を除去するこ
とができる。
【００２４】また、本発明に係る制御装置の等価変換構
成によれば、指令速度ωinとフィードバックされたモー
タ速度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して
出力する第１の加え合わせ手段と、上記第１の代数差に
モータ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要
素手段と、上記第１の代数差及び上記モータ速度ゲイン
ＫVの乗算結果とフィードバックされたモータ加速度Δ
ωとの代数差である第２の代数差を算出して出力する第
２の加え合わせ手段と、上記第２の代数差に伝達関数Ｋ
A／ｓを乗算し、モータ電流ｉを算出して出力する第２
の伝達要素手段と、上記モータ電流ｉにモータトルクゲ
インＫTを乗算し、モータトルクτを算出して出力する
第３の伝達要素手段と、上記モータトルクτに伝達関数
１／Ｊを乗算し、モータ加速度Δωを算出して出力する
第４の伝達要素手段と、上記モータ加速度Δωに伝達関
数１／ｓを乗算し、モータ速度ωoutを算出して出力す
る第５の伝達要素手段とを備えたので、上記同様の効果
を得ることができる。
成によれば、指令速度ωinとフィードバックされたモー
タ速度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して
出力する第１の加え合わせ手段と、上記第１の代数差に
モータ速度ゲインＫVを乗算して出力する第１の伝達要
素手段と、上記第１の代数差及び上記モータ速度ゲイン
ＫVの乗算結果とフィードバックされたモータ加速度Δ
ωとの代数差である第２の代数差を算出して出力する第
２の加え合わせ手段と、上記第２の代数差に伝達関数Ｋ
A／ｓを乗算し、モータ電流ｉを算出して出力する第２
の伝達要素手段と、上記モータ電流ｉにモータトルクゲ
インＫTを乗算し、モータトルクτを算出して出力する
第３の伝達要素手段と、上記モータトルクτに伝達関数
１／Ｊを乗算し、モータ加速度Δωを算出して出力する
第４の伝達要素手段と、上記モータ加速度Δωに伝達関
数１／ｓを乗算し、モータ速度ωoutを算出して出力す
る第５の伝達要素手段とを備えたので、上記同様の効果
を得ることができる。
【図１】本発明に係る制御装置の構成を示したブロック
図。
図。
【図２】図１に示した本発明に係る制御装置の等価変換
構成を示したブロック図。
構成を示したブロック図。
【図３】従来の速度制御装置の構成を示したブロック
図。
図。
１１，１４，２１，２３，３１ 加え合わせ点 １２，１３，１５，１６，２２，２４，２５，２６，２
７ 伝達要素 ３２，３３，３４ 伝達要素 ωin 指令速度 ωout モータ速度 ＫV モータ速度ゲイン ＫA モータ加速度ゲイン ＫT モータトルクゲイン Ｊ 負荷イナーシャ ｓ 微分演算子 Δ 差分演算子 Δω モータ加速度 ｉ モータ電流 τ モータトルク ＧV 速度ループゲイン ＧA 加速度ループゲイン ＴV 速度ループ時定数 ＴA 加速度ループ時定数
７ 伝達要素 ３２，３３，３４ 伝達要素 ωin 指令速度 ωout モータ速度 ＫV モータ速度ゲイン ＫA モータ加速度ゲイン ＫT モータトルクゲイン Ｊ 負荷イナーシャ ｓ 微分演算子 Δ 差分演算子 Δω モータ加速度 ｉ モータ電流 τ モータトルク ＧV 速度ループゲイン ＧA 加速度ループゲイン ＴV 速度ループ時定数 ＴA 加速度ループ時定数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C024 BB00 5H004 GA07 GB15 HA08 HB08 HB14 KB04 KB06 KB37 MA02 5H313 AA11 CC02 DD01 GG02 HH05 LL04 LL08 MM01 MM02 MM12 MM21 5H550 AA18 DD01 EE03 GG03 GG05 JJ11 JJ18 JJ22 JJ23 LL01 LL22 LL32 MM05
Claims (2)
- 【請求項１】指令速度ωinとフィードバックされたモー
タ速度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して
出力する第１の加え合わせ手段と、 前記第１の代数差にモータ速度ゲインＫVを乗算して出
力する第１の伝達要素手段と、 フィードバックされた前記モータ速度ωoutの差分Δω
を算出して出力する第２の伝達要素手段と、 前記第１の代数差及び前記モータ速度ゲインＫVの乗算
結果と前記モータ速度ωoutの差分Δωとの代数差であ
る第２の代数差を算出して出力する第２の加え合わせ手
段と、 前記第２の代数差に伝達関数ＫA／ｓ（ＫAはモータ加速
度ゲイン、ｓは微分演算子）を乗算し、モータ電流ｉを
算出して出力する第３の伝達要素手段と、 モータ電流ｉに伝達関数ＫT／（Ｊ・ｓ）（ＫTはモータ
トルクゲイン、Ｊは負荷イナーシャ）を乗算し、モータ
速度ωoutを算出して出力する第４の伝達要素手段と、
を備えたことを特徴とする制御装置。 - 【請求項２】指令速度ωinとフィードバックされたモー
タ速度ωoutとの代数差である第１の代数差を算出して
出力する第１の加え合わせ手段と、 前記第１の代数差にモータ速度ゲインＫVを乗算して出
力する第１の伝達要素手段と、 前記第１の代数差及び前記モータ速度ゲインＫVの乗算
結果とフィードバックされたモータ加速度Δωとの代数
差である第２の代数差を算出して出力する第２の加え合
わせ手段と、 前記第２の代数差に伝達関数ＫA／ｓを乗算し、モータ
電流ｉを算出して出力する第２の伝達要素手段と、 前記モータ電流ｉにモータトルクゲインＫTを乗算し、
モータトルクτを算出して出力する第３の伝達要素手段
と、 前記モータトルクτに伝達関数１／Ｊを乗算し、モータ
加速度Δωを算出して出力する第４の伝達要素手段と、 前記モータ加速度Δωに伝達関数１／ｓを乗算し、モー
タ速度ωoutを算出して出力する第５の伝達要素手段
と、を備えたことを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11221703A JP2001054294A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11221703A JP2001054294A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001054294A true JP2001054294A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16770964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11221703A Pending JP2001054294A (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001054294A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007141189A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-06-07 | Fanuc Ltd | 加速度センサを用いた制御装置及び調整装置 |
| CN110440827A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-12 | 北京神导科讯科技发展有限公司 | 一种参数误差的标定方法、装置及存储介质 |
| CN118409497A (zh) * | 2024-06-27 | 2024-07-30 | 南昌航空大学 | 一种电磁轴承-柔性转子系统多目标优化控制方法 |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP11221703A patent/JP2001054294A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007141189A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-06-07 | Fanuc Ltd | 加速度センサを用いた制御装置及び調整装置 |
| CN110440827A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-12 | 北京神导科讯科技发展有限公司 | 一种参数误差的标定方法、装置及存储介质 |
| CN118409497A (zh) * | 2024-06-27 | 2024-07-30 | 南昌航空大学 | 一种电磁轴承-柔性转子系统多目标优化控制方法 |
| CN118409497B (zh) * | 2024-06-27 | 2024-09-17 | 南昌航空大学 | 一种电磁轴承-柔性转子系统多目标优化控制方法 |
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