JP2002044976A - Motor speed control device - Google Patents

Motor speed control device

Info

Publication number
JP2002044976A
JP2002044976A JP2000225522A JP2000225522A JP2002044976A JP 2002044976 A JP2002044976 A JP 2002044976A JP 2000225522 A JP2000225522 A JP 2000225522A JP 2000225522 A JP2000225522 A JP 2000225522A JP 2002044976 A JP2002044976 A JP 2002044976A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
low
speed
model
frequency
pass filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000225522A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4420158B2 (en
Inventor
Hidetoshi Ikeda
英俊 池田
Kenji Utsunomiya
健児 宇都宮
Hiroshi Araki
博司 荒木
Tetsuya Nishio
哲哉 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000225522A priority Critical patent/JP4420158B2/en
Publication of JP2002044976A publication Critical patent/JP2002044976A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4420158B2 publication Critical patent/JP4420158B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor speed control device, which realizes stable control, improving its control accuracy with respect to disturbances, using simple adjustment, even when it drives a mechanical load which has low mechanical rigidity and inertia larger than that of the motor. SOLUTION: There are provided a first low-pass filter 13, which outputs a signal which filters low-frequency components by inputting a signal, which represents an actual speed which is the rotational speed of the motor; first control calculators 14, 15 which calculate a low region torque instruction according to a difference between a signal which proportionally multiplies the output of the first low-pass filter; and a signal according to a difference between the speed instruction for the motor speed control and the output of first low-pass filter and second control calculators 16, 17 which calculate torque instruction, according to a difference between a signal based on the proportional multiple of the actual speed and the low region torque instruction by inputting the low region torque instruction and the actual speed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はエレベータや産業
用機械などに用いる電動機の速度制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control device for a motor used in elevators, industrial machines, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は例えば「サーボモータの適応制
御」、計測と制御、Vol.32,No.12,pp.1010〜pp.1013
に記載の従来のこの種の電動機の速度制御装置の構成を
示す図である。前記の文献においては位置制御装置で記
載しているが、内部に速度制御装置を含んでいるため、
図5には速度制御の部分のみ抽出して記載している。図
において1は電動機のトルク制御器と電動機および負荷
の機械系と速度検出器(共に図示せず)を含む制御対象、
2はモデル演算部、24は比例制御器、25は積分制御
器である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows, for example, "Adaptive Control of Servo Motor", Measurement and Control, Vol. 32, No. 12, pp. 1010 to 1013.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional speed control device for an electric motor of this type described in FIG. Although the above document describes the position control device, since it includes a speed control device inside,
FIG. 5 illustrates only the speed control portion. In the figure, reference numeral 1 denotes a control object including a motor torque controller, a motor and a mechanical system of a load and a speed detector (both not shown),
2 is a model calculation unit, 24 is a proportional controller, and 25 is an integral controller.

【0003】次に動作を説明する。まず、制御対象1は
トルク指令qrを入力し、制御対象1は内部においてト
ルク制御器によってトルク指令qrに一致するように電
動機のトルクを制御することにより電動機および負荷と
なる機械系を駆動し、また速度検出器により電動機の速
度である実速度vmを検出するものである。またトルク
指令qrから実速度vmまでの伝達特性をG(s)と記述
する。
Next, the operation will be described. First, the controlled object 1 inputs a torque command qr, and the controlled object 1 internally drives a motor and a mechanical system serving as a load by controlling the torque of the motor so as to match the torque command qr by a torque controller. The speed detector detects the actual speed vm which is the speed of the electric motor. The transfer characteristic from the torque command qr to the actual speed vm is described as G (s).

【0004】次にモデル演算部2の動作について説明す
る。モデル演算部2は外部から速度指令vrを入力す
る。また制御対象1のモデルを予め想定しておき、モデ
ルの速度であるモデル速度vaとモデルのトルクである
モデルトルクqaを、モデル速度vaが速度指令vrに
追従するように演算する。
Next, the operation of the model calculation section 2 will be described. The model calculation unit 2 receives a speed command vr from outside. Further, a model of the control target 1 is assumed in advance, and a model speed va as a model speed and a model torque qa as a model torque are calculated so that the model speed va follows the speed command vr.

【0005】例えばモデル演算部2において想定する制
御対象1のモデルをイナーシャがJaの剛体機械と想定
すると、モデルトルクqaはモデル速度vaの微分、す
なわちモデルの加速度にモデルイナーシャJaを乗じる
ことにより演算されるため、モデル演算部2では例えば
次の式(1)および式(2)によりモデル速度vaおよびモ
デルトルクqaを演算する。ただし以降ではsはラプラ
ス演算子を表す。
For example, assuming that the model of the controlled object 1 assumed in the model calculation unit 2 is a rigid machine whose inertia is Ja, the model torque qa is calculated by multiplying the model acceleration va by the model inertia Ja. Therefore, the model calculation unit 2 calculates the model speed va and the model torque qa by the following equations (1) and (2), for example. Hereafter, s represents the Laplace operator.

【0006】 va=F(s)・vr ・・・・(1) qa=Ja・s・F(s)・vr ・・・・(2)Va = F (s) · vr (1) qa = J · s · F (s) · vr (2)

【0007】ただし上式においてF(s)は速度指令vr
に対してモデル速度vaを追従させる所望の伝達特性で
あり、例えばローパス特性の伝達特性として設定するも
のである。
However, in the above equation, F (s) is the speed command vr
Is a desired transfer characteristic that causes the model speed va to follow, for example, is set as a low-pass transfer characteristic.

【0008】次に、トルク指令qrの演算方法について
説明する。比例制御器24はモデル速度vaと実速度v
mの偏差に予め設定した比例ゲインKpを乗じた信号を
出力し、また積分制御器25はモデル速度vaと実速度
vmの偏差に予め設定した積分ゲインKiを乗じて積分
した信号を出力し、比例制御器24の出力と積分制御器
25の出力の和を誤差補償トルクqcとする。すなわち
PI(比例積分)演算を行う。更にモデル演算部2で演算
したモデルトルクqaと誤差補償トルクqcの和をトル
ク指令qrとして出力し、トルク指令qrを制御対象1
に入力することにより制御対象1の機械系を駆動する。
Next, a method of calculating the torque command qr will be described. The proportional controller 24 has a model speed va and an actual speed v
The integral controller 25 outputs a signal obtained by multiplying the deviation between the model speed va and the actual speed vm by the preset integral gain Ki, and outputs a signal obtained by multiplying the deviation of m by a preset proportional gain Kp. The sum of the output of the proportional controller 24 and the output of the integration controller 25 is defined as an error compensation torque qc. That is, PI (proportional integration) calculation is performed. Further, the sum of the model torque qa calculated by the model calculation unit 2 and the error compensation torque qc is output as a torque command qr, and the torque command qr is
To drive the mechanical system of the control target 1.

【0009】この従来技術は上記のように構成すること
により、制御対象1の伝達特性G(s)がモデル演算部2
で想定したモデルの特性と一致した場合、すなわち制御
対象1の特性がイナーシャがJaの剛体と一致する場合
には、速度指令vrの入力に対してトルク指令qrはモ
デルトルクqaと一致し、また実速度vmはモデル速度
vaに完全に一致するように制御される。
In this prior art, the transfer characteristic G (s) of the controlled object 1 is reduced by
In the case where the characteristics of the model assumed in the above are matched, that is, when the characteristics of the controlled object 1 match the rigid body whose inertia is Ja, the torque command qr matches the model torque qa with respect to the input of the speed command vr, and The actual speed vm is controlled so as to completely match the model speed va.

【0010】また、実際には制御対象1の伝達特性G
(s)はモデル演算部2の特性とは誤差を生じ、また制御
対象1には外乱トルクが加わるため、実速度vmはモデ
ル速度vaと完全には一致せず、その誤差が比例制御器
24および積分制御器25を介してフィードバックさ
れ、誤差補償トルクqcとしてモデルトルクqaに加算
されてトルク指令qrとなり、実速度vmのモデル速度
vrに対する誤差が小さくなるように制御を行う。
In addition, the transfer characteristic G of the controlled object 1 is actually
(s) causes an error with the characteristics of the model calculation unit 2 and a disturbance torque is applied to the control target 1, so that the actual speed vm does not completely match the model speed va, and the error is equal to the proportional controller 24. Then, the feedback is fed back via the integration controller 25 and added to the model torque qa as an error compensation torque qc to become a torque command qr, and control is performed so that the error of the actual speed vm with respect to the model speed vr is reduced.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のこ
の種の装置では、PI演算により外乱に対して誤差の補
償をする制御を行うが、制御対象が機械共振を持つよう
な場合、特に電動機に対して負荷機械のイナーシャが大
きい場合には、電動機が大きく振動を起こすため、比例
ゲインKpや積分ゲインKiを十分に大きくすることが
できないという問題が生じ、その結果、外乱に対して電
動機の実速度vmを精度良く制御することができないと
いう問題が有った。
As described above, in this type of conventional apparatus, control is performed to compensate for an error with respect to disturbance by PI operation. If the inertia of the load machine is large relative to the electric motor, the motor vibrates greatly, causing a problem that the proportional gain Kp and the integral gain Ki cannot be sufficiently increased. However, there is a problem that the actual speed vm cannot be accurately controlled.

【0012】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたものであり、特に、機械系の剛性が低くかつ電動
機に比べて大きなイナーシャの機械負荷を駆動するよう
な場合にも、簡単な調整で安定に外乱に対する制御精度
を向上させるような制御を実現する電動機速度制御装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. Particularly, even in a case where a mechanical load having low rigidity of a mechanical system and a large inertia as compared with an electric motor is driven, a simple adjustment can be performed. It is an object of the present invention to provide a motor speed control device that realizes control that stably improves control accuracy with respect to disturbance.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、この
発明は、電動機の回転速度である実速度を和の要素に含
む信号を入力して低周波数成分をろ過した信号を出力す
る第1のローパスフィルタと、少なくとも前記第1のロ
ーパスフィルタの出力を比例倍した信号と電動機速度制
御のための速度指令に基づく信号との和または差に基づ
き低域トルク指令を演算する第1の制御演算部と、前記
低域トルク指令と実速度を入力し、少なくとも前記実速
度の比例倍に基づく信号と前記低域トルク指令との和ま
たは差に基づき前記トルク指令を演算する第2の制御演
算部を備えることを特徴とする電動機速度制御装置にあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned object, the present invention provides a first method for inputting a signal containing the actual speed, which is the rotation speed of an electric motor, in a sum element and outputting a signal obtained by filtering low frequency components. And a first control calculation for calculating a low-range torque command based on a sum or a difference between a signal obtained by proportionally multiplying at least the output of the first low-pass filter and a signal based on a speed command for motor speed control. And a second control calculation unit that inputs the low-frequency torque command and the actual speed, and calculates the torque command based on a sum or difference of at least a signal based on a proportional multiple of the actual speed and the low-frequency torque command. A motor speed control device comprising:

【0014】また、前記第2の制御演算部は、前記実速
度を和の要素に含む信号の低周波数成分をろ過した信号
を出力する第2のローパスフィルタを備え、少なくとも
前記低域トルク指令と前記第2のローパスフィルタの出
力を比例倍した信号との和または差に基づき前記トルク
指令を演算することを特徴とする請求項1に記載の電動
機速度制御装置にある。
[0014] The second control operation unit includes a second low-pass filter that outputs a signal obtained by filtering a low-frequency component of the signal including the actual speed in the sum element, and includes at least the low-frequency torque command and the low-pass torque command. 2. The motor speed control device according to claim 1, wherein the torque command is calculated based on a sum or a difference with a signal obtained by proportionally multiplying an output of the second low-pass filter. 3.

【0015】また、前記速度指令を入力し、想定した制
御対象のモデルの速度であるモデル速度と前記モデルの
トルクであるモデルトルクを前記モデル速度が前記速度
指令に追従するように演算して出力するモデル演算部を
さらに備え、前記第1のローパスフィルタが、前記モデ
ル速度と前記実速度の差信号を入力して低周波数成分を
ろ波した信号を出力し、前記第1の制御演算部が、前記
第1のローパスフィルタの出力を比例倍した信号とモデ
ルトルクの和に基づき低域トルク指令を演算し、前記第
2の制御演算部が、前記低域トルク指令と前記モデル速
度と前記実速度を入力し、前記モデル速度と前記実速度
の差信号の比例倍に基づく信号と前記低域トルク指令と
の和により前記トルク指令を演算する、ことを特徴とす
る請求項1に記載の電動機速度制御装置にある。
Further, the speed command is input, and a model speed which is a speed of the assumed model of the control object and a model torque which is a torque of the model are calculated and output so that the model speed follows the speed command. The first low-pass filter inputs a difference signal between the model speed and the actual speed and outputs a signal obtained by filtering a low frequency component, and the first control operation unit Calculating a low-frequency torque command based on the sum of a signal obtained by proportionally multiplying the output of the first low-pass filter and a model torque, wherein the second control calculation unit calculates the low-frequency torque command, the model speed, and the actual speed. The speed command is input, and the torque command is calculated by a sum of a signal based on a proportional multiple of a difference signal between the model speed and the actual speed and the low-frequency torque command. In motor speed control.

【0016】また、前記第2の制御演算部は、前記モデ
ル速度と前記実速度の差信号の低周波数成分をろ過した
信号を出力する第2のローパスフィルタを含み、少なく
とも前記低域トルク指令と前記第2のローパスフィルタ
の出力を比例倍した信号との和に基づき前記トルク指令
を演算することを特徴とする請求項3に記載の電動機速
度制御装置にある。
Further, the second control operation unit includes a second low-pass filter that outputs a signal obtained by filtering a low-frequency component of a difference signal between the model speed and the actual speed, and includes at least the low-frequency torque command and the low-pass torque command. 4. The motor speed control device according to claim 3, wherein the torque command is calculated based on a sum of a signal obtained by proportionally multiplying an output of the second low-pass filter. 5.

【0017】また、前記第2の制御演算部は前記第1の
制御演算部よりも高速のサンプル周期で演算を行うこと
を特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の電動
機速度制御装置にある。
5. The motor speed control device according to claim 1, wherein the second control operation unit performs the operation at a higher sampling period than the first control operation unit. It is in.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1による電動機速度制御装置の構成を示す図
である。図において1は電動機のトルク制御器と電動機
および負荷の機械系と速度検出器(共に図示せず)を含む
制御対象である。2はモデル演算部である。3は第1の
ローパスフィルタ、4は第1の比例制御器、5は積分制
御器、6は第2のローパスフィルタ、7は第2の比例制
御器である。8は低速演算部、9は高速演算部である。
なお、第1の比例制御器4および積分制御器5が第1の
制御演算部を構成し、第2のローパスフィルタ6および
第2の比例制御器7が第2の制御演算部を構成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a motor speed control device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a control object including a motor torque controller, a motor and a mechanical system of a load, and a speed detector (both not shown). Reference numeral 2 denotes a model calculation unit. Reference numeral 3 denotes a first low-pass filter, 4 denotes a first proportional controller, 5 denotes an integral controller, 6 denotes a second low-pass filter, and 7 denotes a second proportional controller. 8 is a low-speed operation unit, and 9 is a high-speed operation unit.
Note that the first proportional controller 4 and the integral controller 5 constitute a first control operation unit, and the second low-pass filter 6 and the second proportional controller 7 constitute a second control operation unit.

【0019】次に動作を説明する。まず、制御対象1は
トルク指令qrを入力し、制御対象1は内部においてト
ルク制御器によってトルク指令qrに一致するように電
動機のトルクを制御することにより電動機および負荷と
なる機械系を駆動し、また速度検出器により電動機の速
度である実速度vmを検出するものである。またトルク
指令qrから実速度vmまでの伝達特性をG(s)と記述
する。
Next, the operation will be described. First, the controlled object 1 inputs a torque command qr, and the controlled object 1 internally drives a motor and a mechanical system serving as a load by controlling the torque of the motor so as to match the torque command qr by a torque controller. The speed detector detects the actual speed vm which is the speed of the electric motor. The transfer characteristic from the torque command qr to the actual speed vm is described as G (s).

【0020】次に低速演算部8の動作について説明す
る。低速演算部8は外部から入力した速度指令vrと制
御対象1で検出した実速度vmを入力する。また低速演
算部8はモデル演算部2、第1のローパスフィルタ3、
第1の比例制御器4および積分制御器5から構成され、
以下で説明する動作を行う。
Next, the operation of the low-speed operation section 8 will be described. The low speed calculation unit 8 inputs the speed command vr input from the outside and the actual speed vm detected by the control target 1. The low-speed operation unit 8 includes a model operation unit 2, a first low-pass filter 3,
It is composed of a first proportional controller 4 and an integral controller 5,
The operation described below is performed.

【0021】次に低速演算部8におけるモデル演算部2
の動作について説明する。モデル演算部2は外部から速
度指令vrを入力する。また制御対象1のモデルを予め
想定しておき、モデルの速度であるモデル速度vaとモ
デルのトルクであるモデルトルクqaを、モデル速度v
aが速度指令vrに追従するように演算する。例えばモ
デル演算部2において想定する制御対象1のモデルをイ
ナーシャがJaの剛体機械だとすると、モデルトルクq
aはモデル速度vaの微分、すなわちモデルの加速度に
モデルイナーシャJaを乗じるとモデルトルクqaとな
るため、モデル演算部2では例えば次の式(1)および式
(2)によりモデル速度vaおよびモデルトルクqaを演
算する。ただし以降ではsはラプラス演算子を表す。
Next, the model operation unit 2 in the low-speed operation unit 8
The operation of will be described. The model calculation unit 2 receives a speed command vr from outside. Further, a model of the control target 1 is assumed in advance, and a model speed va, which is a model speed, and a model torque qa, which is a model torque, are converted into a model speed v.
The calculation is performed so that a follows the speed command vr. For example, if the model of the control target 1 assumed in the model calculation unit 2 is a rigid machine whose inertia is Ja, the model torque q
Since a is the differential of the model speed va, that is, the model acceleration q multiplied by the model inertia Ja becomes the model torque qa.
The model speed va and the model torque qa are calculated by (2). Hereafter, s represents the Laplace operator.

【0022】 va=F(s)・vr ・・・・(1) qa=Ja・s・F(s)・vr ・・・・(2)Va = F (s) · vr (1) qa = J · s · F (s) · vr (2)

【0023】ただし上式においてF(s)は速度指令vr
に対してモデル速度vaを追従させる所望の伝達特性で
あり、例えばローパス特性の伝達特性として設定するも
のである。
Where F (s) is the speed command vr
Is a desired transfer characteristic that causes the model speed va to follow, for example, is set as a low-pass transfer characteristic.

【0024】次に、第1のローパスフィルタ3はモデル
速度vaと実速度vmの差信号を入力し、予め設定した
ローパス特性(低周波数成分を抽出する)の伝達関数演算
を行った信号を出力する。ここで、第1のローパスフィ
ルタ3の遮断周波数をωf1と記述する。
Next, the first low-pass filter 3 receives the difference signal between the model speed va and the actual speed vm, and outputs a signal obtained by performing a transfer function calculation of a predetermined low-pass characteristic (extracting low frequency components). I do. Here, the cutoff frequency of the first low-pass filter 3 is described as ωf1.

【0025】次に第1の比例制御器4は第1のローパス
フィルタ3の出力を入力し、予め設定した第1の比例ゲ
インKp1を乗じた信号を出力し、積分制御器5は第1
のローパスフィルタ3の出力を入力して予め設定した積
分ゲインKiを乗じて積分した信号を出力し、低速演算
部8は前記の第1の比例制御器4の出力と積分制御器5
の出力の和信号を第1の誤差補償トルクqc1として演
算する。すなわちPI(比例積分)演算により第1の誤差
補償トルクqc1の演算を行う。また低速演算部8はモ
デル演算部2で演算したモデルトルクqaおよびモデル
速度vaと第1の誤差補償トルクqc1の和信号を低域
トルク指令qrlとして出力する。
Next, the first proportional controller 4 receives the output of the first low-pass filter 3 and outputs a signal multiplied by a first proportional gain Kp1 set in advance.
And outputs a signal integrated by multiplying the output of the low-pass filter 3 by an integral gain Ki set in advance. The low-speed operation unit 8 outputs the output of the first proportional controller 4 and the integral controller 5
Is calculated as the first error compensation torque qc1. That is, the first error compensation torque qc1 is calculated by PI (proportional integration) calculation. The low-speed operation unit 8 outputs a sum signal of the model torque qa and the model speed va calculated by the model operation unit 2 and the first error compensation torque qc1 as a low-frequency torque command qrl.

【0026】次に高速演算部9の動作について説明す
る。高速演算部9は低域トルク指令qrlとモデル速度
vaと制御対象1で検出した実速度vmを入力する。ま
た高速演算部9の内部において、第2のローパスフィル
タ6はモデル速度vaと実速度vmの差信号を入力し、
予め設定した遮断周波数ωf2のローパス特性の伝達関
数演算を行った信号を出力する。ここで、第2のローパ
スフィルタの遮断周波数ωf2は第1のローパスフィル
タの遮断周波数ωf1よりも大きく(高く)設定するもの
とする。
Next, the operation of the high-speed operation unit 9 will be described. The high-speed calculation unit 9 inputs the low-frequency torque command qrl, the model speed va, and the actual speed vm detected by the control target 1. Further, inside the high-speed operation unit 9, the second low-pass filter 6 inputs a difference signal between the model speed va and the actual speed vm,
A signal obtained by calculating a transfer function of a low-pass characteristic of a preset cutoff frequency ωf2 is output. Here, the cut-off frequency ωf2 of the second low-pass filter is set to be higher (higher) than the cut-off frequency ωf1 of the first low-pass filter.

【0027】次に第2の比例制御器7は第2のローパス
フィルタ6の出力に予め設定した第2の比例ゲインKp
2を乗じた信号を第2の誤差補償トルクqc2として出
力し、高速演算部9は低域トルク指令qrlと第2の誤
差補償トルクqc2の和信号をトルク指令qrとして出
力し、トルク指令qrを制御対象1に入力することによ
り制御対象1の機械系を駆動する。
Next, the second proportional controller 7 outputs a second proportional gain Kp to the output of the second low-pass filter 6 in advance.
2 is output as a second error compensation torque qc2, and the high-speed calculation unit 9 outputs a sum signal of the low-frequency torque command qrl and the second error compensation torque qc2 as a torque command qr, and outputs the torque command qr. The mechanical system of the controlled object 1 is driven by inputting to the controlled object 1.

【0028】ここで、高速演算部9は低速演算部8に比
べて高速のサンプル周期で演算を行う。すなわち、実速
度vmおよびトルク指令qrの値の更新周期は、モデル
演算部2の出力であるモデル速度va、モデルトルクq
aの更新周期より高速の周期で更新されるように演算を
行う。
Here, the high-speed operation unit 9 performs the operation at a higher sampling period than the low-speed operation unit 8. That is, the update cycle of the values of the actual speed vm and the torque command qr is determined by the model speed va and the model torque q
The calculation is performed such that the update is performed at a cycle faster than the update cycle of a.

【0029】この実施の形態1は以上のように構成する
ことにより、モデル速度vaと実速度vmの誤差を第1
の誤差補償トルクqc1と第2の誤差補償トルクqc2
により補償することにより誤差が小さくなるように制御
を行う。
The first embodiment is configured as described above, so that the error between the model speed va and the actual speed vm can be reduced by the first speed.
Error compensation torque qc1 and second error compensation torque qc2
The control is performed such that the error is reduced by compensating for the error.

【0030】次に、この発明によって得られる効果の原
理について図2に基づいて説明する。図2において(a)
は従来技術を用いた後述の一巡伝達関数の周波数応答を
示す。(b)はこの発明の電動機速度制御装置の後述する
フィードバック部の伝達特性の周波数応答を示す。(c)
はこの発明の電動機速度制御装置の一巡伝達関数の周波
数応答を示す。なお、これらの周波数応答は全てゲイン
を折れ線近似した図で示す。
Next, the principle of the effect obtained by the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, (a)
Indicates the frequency response of the loop transfer function described below using the conventional technique. (b) shows a frequency response of a transfer characteristic of a feedback unit described later of the motor speed control device of the present invention. (c)
Shows the frequency response of the loop transfer function of the motor speed control device of the present invention. Note that all of these frequency responses are shown in a diagram in which the gain is approximated by a polygonal line.

【0031】制御対象1の機械系の剛性が低い場合は機
械共振が生じ、制御対象1の伝達特性G(s)は反共振と
共振を持つ特性となる。また、説明の簡単化のため電動
機と機械負荷の2つの慣性が低剛性のバネで結合されて
いるような2慣性系で考えると、電動機の慣性に対する
機械負荷の慣性の比が大きい程、反共振周波数と共振周
波数が離れるという特性を持つ。ここで、制御対象1に
対して従来技術のようなPI演算によるフィードバック
のみを行い、制御ゲインをある値に設定した場合を考え
る。
When the rigidity of the mechanical system of the controlled object 1 is low, mechanical resonance occurs, and the transfer characteristic G (s) of the controlled object 1 has a characteristic having anti-resonance and resonance. Also, considering a two-inertia system in which the two inertia of the motor and the mechanical load are connected by a low-rigidity spring for simplicity of explanation, the larger the ratio of the inertia of the mechanical load to the inertia of the motor, the more It has the characteristic that the resonance frequency is separated from the resonance frequency. Here, a case is considered in which only feedback by PI calculation as in the related art is performed on the control target 1 and the control gain is set to a certain value.

【0032】すなわち、この実施の形態1の構成におい
て、第2の比例制御器7の第2の比例ゲインKp2を0
にし、第1のローパスフィルタ3の遮断周波数ωf1を
無限大に大きくした場合を考えると、この場合の一巡伝
達関数のゲインの周波数応答を折れ線近似で表すと図2
の(a)となる。ただし、一巡伝達関数とは制御対象1の
伝達特性G(s)と、制御装置のフィードバック部の伝達
特性(制御装置の演算における実速度vmからトルク指
令qrまでの伝達特性)を直列に接続した特性である。
また図2における表示では、説明の簡単化のため積分制
御器5の積分ゲインKiは小さく設定しているとして、
無視して表示する。
That is, in the configuration of the first embodiment, the second proportional gain Kp2 of the second proportional controller 7 is set to 0.
Considering the case where the cutoff frequency ωf1 of the first low-pass filter 3 is increased to infinity, the frequency response of the gain of the loop transfer function in this case is represented by a line-line approximation.
(A) of FIG. Here, the loop transfer function is obtained by connecting the transfer characteristic G (s) of the controlled object 1 and the transfer characteristic of the feedback unit of the control device (the transfer characteristic from the actual speed vm to the torque command qr in the calculation of the control device) in series. It is a characteristic.
In the display in FIG. 2, it is assumed that the integral gain Ki of the integral controller 5 is set small for the sake of simplicity.
Ignore and display.

【0033】図2の(a)に示したように、電動機の慣性
に対する機械負荷の慣性の比が大きい場合には反共振周
波数と共振周波数が離れるため、一巡伝達関数のゲイン
は高周波数で大きくなる特性を持つ。また、制御器のゲ
イン設定を適切に行った場合、図2の(a)に示したよう
に、一巡伝達関数のゲインが0[dB]と交差する交差
周波数が複数表れる。
As shown in FIG. 2A, when the ratio of the inertia of the mechanical load to the inertia of the motor is large, the anti-resonance frequency and the resonance frequency are separated, so that the gain of the loop transfer function is large at a high frequency. Have the following characteristics: In addition, when the gain setting of the controller is appropriately performed, a plurality of cross frequencies at which the gain of the loop transfer function crosses 0 [dB] appear as shown in FIG.

【0034】この複数の交差周波数のうち、反共振周波
数より低周波数側の交差周波数を第1の交差周波数ωc
1、共振周波数より高周波数側の交差周波数を第2の交
差周波数ωc2と表すと、第1の交差周波数ωc1は制
御対象1に加わる外乱に対して実速度vmが収束する応
答の速さ(外乱応答速度)を表し、制御器のゲインをなる
べく大きくして、この第1の交差周波数ωc1を大きく
することにより、外乱抑制効果を大きくすることができ
る。一方で、制御系が振動を起こして発散しないように
制御するためには、第2の交差周波数ωc2において、
一巡伝達関数の位相遅れが小さい必要がある。
Of the plurality of cross frequencies, the cross frequency lower than the anti-resonance frequency is defined as the first cross frequency ωc
1. If the crossover frequency on the higher frequency side than the resonance frequency is expressed as a second crossover frequency ωc2, the first crossover frequency ωc1 is the speed of response (disturbance) at which the actual speed vm converges to the disturbance applied to the controlled object 1. Response speed), and by increasing the gain of the controller as much as possible to increase the first crossover frequency ωc1, the disturbance suppression effect can be increased. On the other hand, in order to control the control system so that it does not diverge due to vibration, at the second crossover frequency ωc2,
The phase delay of the loop transfer function must be small.

【0035】しかしながら、制御器にはサンプル周期に
起因した位相遅れが生じるため第2の交差周波数ωc2
をあまり大きくすることはできず、その結果、図2の
(a)に示したような単純なPI制御を用いると、第1の
交差周波数ωc1も小さく設定しなければならなくな
る。
However, since the controller has a phase delay caused by the sampling period, the second crossover frequency ωc2
Cannot be made too large, and as a result, in FIG.
If the simple PI control as shown in FIG. 7A is used, the first crossover frequency ωc1 must also be set small.

【0036】また、一巡伝達関数の高周波数領域のゲイ
ンを低減させるために従来技術で説明したPI演算によ
るフィードバックにローパスフィルタを付加することを
考えた場合、すなわち、この実施の形態1において第2
の比例制御器の第2の比例ゲインKp2を0にし、第1
のローパスフィルタ3の遮断周波数ωf1を、一巡伝達
関数の高周波数領域のゲインを低減するために図2の
(a)における第1の交差周波数ωc1より高周波数領域
を遮断するように設定したとすると、第1のローパスフ
ィルタの遮断周波数ωf1より高周波数領域ではゲイン
を低減するものの、位相も遅れてしまう。
Also, when a low-pass filter is added to the feedback by the PI operation described in the prior art in order to reduce the gain in the high frequency region of the loop transfer function, that is, in the first embodiment, the second
The second proportional gain Kp2 of the proportional controller is set to 0,
The cut-off frequency ωf1 of the low-pass filter 3 of FIG.
If the setting is made so as to cut off the frequency region higher than the first crossover frequency ωc1 in (a), the gain is reduced in the frequency region higher than the cutoff frequency ωf1 of the first low-pass filter, but the phase is delayed.

【0037】その結果、共振周波数における一巡伝達関
数のゲインのピークが0[dB]を超えれば共振周波数
で制御系が振動的に発散して不安定になる現象が生じ
る。したがって、やはり一巡伝達関数のゲインのピーク
が0[dB]を超えないように一巡伝達関数のゲインを
小さく設定する必要が生じ、第1の交差周波数ωc1を
小さくせざるを得なくなる。
As a result, if the peak of the gain of the loop transfer function at the resonance frequency exceeds 0 [dB], the control system vibrates at the resonance frequency and becomes unstable. Therefore, it is necessary to set the gain of the loop transfer function small so that the peak of the gain of the loop transfer function does not exceed 0 [dB], and the first crossover frequency ωc1 must be reduced.

【0038】したがって、安定な制御系で第1の交差周
波数ωc1をなるべく大きく設定するためには、共振周
波数における一巡伝達関数の位相遅れを大きくせずに、
第1の交差周波数ωc1より高周波数領域の一巡伝達関
数のゲインを小さくすることが必要とされる。
Therefore, in order to set the first crossover frequency ωc1 as large as possible in a stable control system, the phase lag of the loop transfer function at the resonance frequency must be increased without increasing the phase delay.
It is necessary to reduce the gain of the loop transfer function higher than the first crossover frequency ωc1.

【0039】一方、このような制御対象1に対して、こ
の発明の電動機速度制御装置でゲインを適切に設定した
場合の、フィードバック部の伝達特性(実速度vmから
トルク指令qrまでの伝達特性)の周波数応答(ゲイン折
れ線図)を図2の(b)に示す。また、この場合の一巡伝
達関数の周波数応答(ゲイン折れ線図)を図2の(c)に示
す。なお、積分ゲインKiは小さいとして無視して示し
ている。図2の(b)に示すように、フィードバック部の
伝達特性は全体的に高周波数側が小さくなるようにする
とともに、単なるローパス特性でなく、共振周波数付近
ではゲインがフラットに近くなるように設定することに
よって、共振周波数付近の位相の遅れを小さくすること
が可能になり、一巡伝達関数の共振周波数付近でゲイン
が0[dB]より大きくなっても、安定に制御すること
が可能になる。
On the other hand, the transmission characteristic of the feedback section (the transmission characteristic from the actual speed vm to the torque command qr) when the gain is appropriately set for the control target 1 by the motor speed control device of the present invention. 2 (b) is shown in FIG. FIG. 2C shows the frequency response (gain line diagram) of the loop transfer function in this case. In addition, the integral gain Ki is ignored because it is small. As shown in FIG. 2B, the transfer characteristic of the feedback unit is set to be small on the high frequency side as a whole, and is set not to be a simple low-pass characteristic but to make the gain close to flat near the resonance frequency. This makes it possible to reduce the phase delay near the resonance frequency, and to stably control even if the gain becomes larger than 0 [dB] near the resonance frequency of the loop transfer function.

【0040】また、第1の交差周波数ωc1と第2の交
差周波数ωc2の差を小さくすることができ、サンプル
周期による位相遅れが原因となって第2の交差周波数ω
c2をあまり大きくできなくても、第1の交差周波数ω
c1を大きくし、外乱に対する応答を速くすることが可
能になる。
The difference between the first crossover frequency ωc1 and the second crossover frequency ωc2 can be reduced, and the second crossover frequency ωc
Even if c2 cannot be made too large, the first crossover frequency ω
It is possible to increase c1 to increase the response to disturbance.

【0041】更に、実際の機械系には図2に示した主要
な共振周波数より更に高い周波数領域にも共振モードが
存在する場合があるため、第2の交差周波数ωc2より
高い周波数領域のゲインは、第2のローパスフィルタ6
によって高周波数成分を低減することにより、このよう
な高い機械共振に対する安定性を向上させることが可能
である。なお、主要な機械共振より高い周波数領域に機
械共振が存在しない場合には、第2のローパスフィルタ
6を用いずにモデル速度vaと実速度vmとの差信号を
そのまま第2の比例制御器7に入力しても良い。
Further, in an actual mechanical system, a resonance mode may be present in a frequency region higher than the main resonance frequency shown in FIG. 2, so that the gain in the frequency region higher than the second crossover frequency ωc2 is , The second low-pass filter 6
By reducing high frequency components, it is possible to improve stability against such high mechanical resonance. If there is no mechanical resonance in a frequency region higher than the main mechanical resonance, the second proportional controller 7 outputs the difference signal between the model speed va and the actual speed vm without using the second low-pass filter 6. May be entered.

【0042】また、制御系の調整の手順としては、まず
最初に第2のローパスフィルタの遮断周波数を共振周波
数より高く設定した後、第2の比例ゲインKp2を制御
系が安定な範囲でなるべく大きくした後、外乱に対する
応答が十分に速くなければ、すなわち第1の交差周波数
ωc1が小さければ、目標とする第1の交差周波数ωc
1より少し大きな値に第1のローパスフィルタの遮断周
波数ωf1を設定し、第1の比例ゲインKp1を大きく
していくという簡単な手順で、良好な制御系の調整を実
現できる。なお、積分ゲインKiは適宜設定すればよ
い。
As a procedure for adjusting the control system, first, the cutoff frequency of the second low-pass filter is set higher than the resonance frequency, and then the second proportional gain Kp2 is increased as much as possible in a range where the control system is stable. After that, if the response to the disturbance is not sufficiently fast, that is, if the first crossover frequency ωc1 is small, the target first crossover frequency ωc
Good adjustment of the control system can be realized by a simple procedure of setting the cutoff frequency ωf1 of the first low-pass filter to a value slightly larger than 1 and increasing the first proportional gain Kp1. The integral gain Ki may be set as appropriate.

【0043】さらに、上記で説明したようにフィードバ
ック部の伝達特性の位相遅れは小さくする必要があるた
め、制御装置のサンプル周期に起因する位相遅れを小さ
くした方が、より広い周波数範囲の機械共振に対応する
ことが可能になるが、上記で説明した制御系の演算を全
て単一のサンプル周期で演算すると演算量が多いためサ
ンプル周期を短くすることが難しくなる。
Further, as described above, since it is necessary to reduce the phase delay of the transfer characteristic of the feedback section, it is preferable to reduce the phase delay caused by the sampling period of the control device to obtain a mechanical resonance in a wider frequency range. However, if all the calculations of the control system described above are performed in a single sample period, it is difficult to shorten the sample period because the amount of calculation is large.

【0044】しかしながら、図2の(b)に示したゲイン
折れ線図における零点周波数ωzより高周波数領域のフ
ィードバック部の伝達特性は、第2のローパスフィルタ
および第2の比例制御器によって演算する特性が支配的
になるため、第2のローパスフィルタおよび第2の比例
制御器を含む高速演算部9の演算のみ高速のサンプル周
期で演算することによって、高周波数領域におけるサン
プル周期に起因した位相遅れを小さくすることが可能に
なる。
However, the transfer characteristic of the feedback section in the frequency region higher than the zero point frequency ωz in the gain line diagram shown in FIG. 2B is the characteristic calculated by the second low-pass filter and the second proportional controller. Since it becomes dominant, only the operation of the high-speed operation unit 9 including the second low-pass filter and the second proportional controller is operated at a high-speed sample period, thereby reducing the phase delay caused by the sample period in the high-frequency region. It becomes possible to do.

【0045】この発明の実施の形態1は上記のように構
成し、第1のローパスフィルタ3と第1の比例制御器4
とから構成する低速演算部8と第2のローパスフィルタ
6と第2の比例制御器7とから構成する高速演算部9と
から構成され、上述したように一巡伝達関数のゲインを
高周波数領域を低減しながら、共振周波数で位相をなる
べく遅らさないようにするため、簡単な調整で、安定性
を損なうことなく外乱の抑制効果を向上させることが可
能である。また、主要な機械共振より高い周波数領域に
機械共振が存在する場合にも安定に制御することが可能
である。
The first embodiment of the present invention is configured as described above, and includes a first low-pass filter 3 and a first proportional controller 4.
And a high-speed operation unit 9 including a second low-pass filter 6 and a second proportional controller 7. The gain of the loop transfer function is set in the high-frequency region as described above. In order to prevent the phase from being delayed as much as possible at the resonance frequency while reducing, it is possible to improve the effect of suppressing disturbance by simple adjustment without deteriorating the stability. In addition, stable control can be performed even when mechanical resonance exists in a frequency region higher than the main mechanical resonance.

【0046】更に第2のローパスフィルタ6と第2の比
例制御器7とから構成する高速演算部9の演算を低速演
算部8よりも高速のサンプル周期で演算することによ
り、より広い範囲の機械共振に対して安定に外乱抑制効
果を向上させることが可能である。
Further, the operation of the high-speed operation unit 9 composed of the second low-pass filter 6 and the second proportional controller 7 is performed at a higher sampling period than the low-speed operation unit 8, so that a wider range of machines can be obtained. It is possible to stably improve the disturbance suppressing effect on the resonance.

【0047】更にモデル演算部2を備え、モデル演算部
で演算したモデル速度vaとモデルトルクqaとを演算
し、モデル速度vaと実速度vmとの差信号に基づいて
演算した第1の誤差補償トルクqc1とモデルトルクq
aとの和信号を低域トルク指令qrlとし、モデル速度
vaと実速度vmとの差信号に基づいて演算した第2の
誤差補償トルクqc2と低域トルク指令qrlとの和信
号をトルク指令qrとする構成としているので、制御対
象1が剛体に近似されるような低周波数領域では速度指
令vrに対してモデル速度vaと実速度vmとの誤差を
小さく制御することが可能である。
Further, the apparatus further comprises a model calculating section 2 for calculating a model speed va and a model torque qa calculated by the model calculating section, and a first error compensation calculated based on a difference signal between the model speed va and the actual speed vm. Torque qc1 and model torque q
a low-frequency torque command qrl, and a sum signal of the second error compensation torque qc2 calculated based on the difference signal between the model speed va and the actual speed vm and the low-frequency torque command qrl is a torque command qr. Therefore, in a low frequency region where the control target 1 is approximated to a rigid body, the error between the model speed va and the actual speed vm with respect to the speed command vr can be controlled to be small.

【0048】実施の形態2.図3にこの発明の実施の形
態2による電動機速度制御装置の構成を示す。図におい
て、13は第1のローパスフィルタ、14は第1の比例
制御器、15は積分制御器、16は第2のローパスフィ
ルタ、17は第2の比例制御器、18は低速演算部、1
9は高速演算部である。なお、第1の比例制御器14お
よび積分制御器15が第1の制御演算部を構成し、第2
のローパスフィルタ16および第2の比例制御器17が
第2の制御演算部を構成する。
Embodiment 2 FIG. 3 shows a configuration of a motor speed control device according to Embodiment 2 of the present invention. In the drawing, 13 is a first low-pass filter, 14 is a first proportional controller, 15 is an integral controller, 16 is a second low-pass filter, 17 is a second proportional controller, 18 is a low-speed operation unit,
9 is a high-speed operation unit. Note that the first proportional controller 14 and the integral controller 15 constitute a first control operation unit,
The low-pass filter 16 and the second proportional controller 17 constitute a second control operation unit.

【0049】次に動作を説明する。まず、第1のローパ
スフィルタ13、第1の比例制御器14、積分制御器1
5からなる低速演算部18の動作について説明する。低
速演算部18は速度指令vrと実速度vmを入力する。
次に低速演算部18の内部において第1のローパスフィ
ルタ13は実速度vmを入力し、予め設定したローパス
特性の伝達関数演算を行った信号を出力する。
Next, the operation will be described. First, the first low-pass filter 13, the first proportional controller 14, the integral controller 1
5 will be described. The low speed calculation unit 18 receives the speed command vr and the actual speed vm.
Next, the first low-pass filter 13 inputs the actual speed vm inside the low-speed operation unit 18 and outputs a signal obtained by performing a transfer function operation of a preset low-pass characteristic.

【0050】次に第1の比例制御器14は第1のローパ
スフィルタ13の出力を入力し、予め設定した第1の比
例ゲインKp1を乗じた信号を出力する。次に積分制御
器15は速度指令vrと第1のローパスフィルタ13の
出力との差信号を入力して予め設定した積分ゲインKi
を乗じて積分した信号を出力し、低速演算部18は第1
の比例制御器14の出力と積分制御器15の出力との差
信号を低域トルク指令qrlとして出力する。
Next, the first proportional controller 14 receives the output of the first low-pass filter 13 and outputs a signal multiplied by a first proportional gain Kp1 set in advance. Next, the integration controller 15 inputs a difference signal between the speed command vr and the output of the first low-pass filter 13 and sets a predetermined integration gain Ki.
, And outputs a signal integrated.
The difference signal between the output of the proportional controller 14 and the output of the integral controller 15 is output as the low-frequency torque command qrl.

【0051】ここで、低速演算部18は実速度vmに第
1のローパスフィルタ13を介した信号を用い、I−P
制御と一般的に呼ばれる制御を行っていることになる。
Here, the low-speed operation unit 18 uses the signal passed through the first low-pass filter 13 for the actual speed vm,
This means that control generally called control is performed.

【0052】次に高速演算部19は実速度vmと低域ト
ルク指令qrlを入力し、高速演算部19の内部におい
て第2のローパスフィルタ16は実速度vmを入力して
ローパス特性の伝達関数演算を行った信号を出力し、第
2の比例制御器17は第2のローパスフィルタ16の出
力に予め設定した第2の比例ゲインKp2を乗じた信号
を出力し、高速演算部19は第2の比例制御器17の出
力と低域トルク指令qrlとの差信号をトルク指令qr
として出力する。そして高速演算部19はトルク令qr
を制御対象1に入力することにより、制御対象1の機械
系を駆動する。
Next, the high-speed operation unit 19 receives the actual speed vm and the low-frequency torque command qrl. Inside the high-speed operation unit 19, the second low-pass filter 16 receives the actual speed vm and calculates the transfer function of the low-pass characteristic. Is output, the second proportional controller 17 outputs a signal obtained by multiplying the output of the second low-pass filter 16 by a preset second proportional gain Kp2, and the high-speed operation unit 19 outputs The difference signal between the output of the proportional controller 17 and the low range torque command qrl is
Is output as Then, the high-speed operation unit 19 outputs the torque command qr
Is input to the control target 1 to drive the mechanical system of the control target 1.

【0053】また、高速演算部19の演算のサンプル周
期は低速演算部18の演算のサンプル周期よりも高速に
演算を行う。
The sample period of the operation of the high-speed operation unit 19 is calculated faster than the sample period of the operation of the low-speed operation unit 18.

【0054】なお、速度指令vrを積分制御器15の入
力側に加える代わりに図4に示すように、第1のローパ
スフィルタ13の入力を速度指令vrと実速度vmの差
信号としてもよい。これは低速演算部18においてロー
パスフィルタを付加したPI制御を行うことに相当す
る。この場合には、低速演算部18では第1の比例制御
器14の出力と積分制御器15の出力との和信号が求め
られ、これを低域トルク指令qrlとして出力し、高速
演算部19では第2の比例制御器17の出力と低域トル
ク指令qrlとの和信号をトルク指令qrとして出力す
る。
Instead of applying the speed command vr to the input side of the integral controller 15, the input of the first low-pass filter 13 may be a difference signal between the speed command vr and the actual speed vm as shown in FIG. This corresponds to performing the PI control to which the low-pass filter is added in the low-speed operation unit 18. In this case, the low-speed operation unit 18 obtains the sum signal of the output of the first proportional controller 14 and the output of the integration controller 15 and outputs this as a low-range torque command qrl. A sum signal of the output of the second proportional controller 17 and the low-frequency torque command qrl is output as a torque command qr.

【0055】この実施の形態2は以上のように構成して
いるため、実施の形態1におけるモデル演算部2を備え
ておらず、I−P制御に基づいた簡単な構成としている
ため、速度指令vrに対する実速度vmの応答をあまり
速く設定することはできない。しかしながらフィードバ
ック部の伝達特性(制御装置の演算における実速度vm
からトルク指令qrまでの伝達特性)は実施の形態1と
全く同様であるため、実施の形態1と全く同様に外乱抑
制効果を向上させる効果がある。
Since the second embodiment is configured as described above, it does not include the model calculation unit 2 in the first embodiment, and has a simple configuration based on IP control. The response of the actual speed vm to vr cannot be set too fast. However, the transfer characteristic of the feedback unit (actual speed vm in the calculation of the control device)
Since the transmission characteristics from the torque command qr to the torque command qr) are exactly the same as those in the first embodiment, the effect of improving the disturbance suppression effect is exactly the same as in the first embodiment.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のようにこの発明の第1の発明によ
れば、電動機の回転速度である実速度を和の要素に含む
信号を入力して低周波数成分をろ過した信号を出力する
第1のローパスフィルタと、少なくとも前記第1のロー
パスフィルタの出力を比例倍した信号と電動機速度制御
のための速度指令に基づく信号との和または差に基づき
低域トルク指令を演算する第1の制御演算部と、前記低
域トルク指令と実速度を入力し、少なくとも前記実速度
の比例倍に基づく信号と前記低域トルク指令との和また
は差に基づき前記トルク指令を演算する第2の制御演算
部を備えることを特徴とする電動機速度制御装置とした
ので、一巡伝達関数の周波数応答を制御対象の共振周波
数付近の位相遅れが小さいまま高周波数のゲインを低減
でき、簡単な調整で、外乱に対する応答を速く設定して
外乱抑制効果を向上させることが可能である。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a signal including an actual speed, which is the rotation speed of a motor, in a sum element and outputting a signal obtained by filtering a low frequency component is output. A first low-pass filter, and a first control for calculating a low-frequency torque command based on a sum or difference of at least a signal obtained by proportionally multiplying the output of the first low-pass filter and a signal based on a speed command for motor speed control. A second control calculation for inputting the low-frequency torque command and the actual speed, and calculating the torque command based on a sum or difference of at least a signal based on a proportional multiple of the actual speed and the low-frequency torque command; The motor speed control device is characterized by having a unit, so that the frequency response of the loop transfer function can be reduced at high frequency gain with a small phase delay near the resonance frequency of the controlled object, and simple adjustment can be performed. , It is possible to improve the disturbance suppression effect by setting fast response to the disturbance.

【0057】また第2の発明によれば第1の発明におい
て、前記第2の制御演算部は、前記実速度を和の要素に
含む信号の低周波数成分をろ過した信号を出力する第2
のローパスフィルタを備え、少なくとも前記低域トルク
指令と前記第2のローパスフィルタの出力を比例倍した
信号との和または差に基づき前記トルク指令を演算する
ことを特徴とする電動機速度制御装置としたので、主な
機械共振より高い周波数領域に機械共振が存在しても安
定に外乱抑制効果を向上させることが可能である。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the second control operation unit outputs a signal obtained by filtering a low frequency component of a signal including the actual speed in a sum element.
And a low-pass filter for calculating the torque command based on the sum or difference of at least the low-frequency torque command and a signal obtained by proportionally multiplying the output of the second low-pass filter. Therefore, even when mechanical resonance exists in a frequency region higher than the main mechanical resonance, it is possible to stably improve the disturbance suppression effect.

【0058】また第3の発明によれば第1の発明におい
て、前記速度指令を入力し、想定した制御対象のモデル
の速度であるモデル速度と前記モデルのトルクであるモ
デルトルクを前記モデル速度が前記速度指令に追従する
ように演算して出力するモデル演算部をさらに備え、前
記第1のローパスフィルタが、前記モデル速度と前記実
速度の差信号を入力して低周波数成分をろ波した信号を
出力し、前記第1の制御演算部が、前記第1のローパス
フィルタの出力を比例倍した信号とモデルトルクの和に
基づき低域トルク指令を演算し、前記第2の制御演算部
が、前記低域トルク指令と前記モデル速度と前記実速度
を入力し、前記モデル速度と前記実速度の差信号の比例
倍に基づく信号と前記低域トルク指令との和により前記
トルク指令を演算する、ことを特徴とする電動機速度制
御装置としたので、一巡伝達関数の周波数応答を制御対
象の共振周波数付近の位相遅れが小さいまま高周波数の
ゲインを低減でき、外乱に対する応答を速く設定して外
乱抑制効果を向上させることが可能であるとともに、速
度指令に対する実速度の応答を速く、高精度に制御する
ことが可能である。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the speed command is input, and the model speed, which is the assumed speed of the model of the controlled object, and the model torque, which is the torque of the model, are set as the model speed. A model calculation unit that calculates and outputs the speed command so as to follow the speed command, wherein the first low-pass filter receives a difference signal between the model speed and the actual speed and filters a low-frequency component; The first control calculation unit calculates a low-frequency torque command based on the sum of a model torque and a signal obtained by proportionally multiplying the output of the first low-pass filter, and the second control calculation unit calculates The low-frequency torque command, the model speed, and the actual speed are input, and the torque command is calculated by the sum of a signal based on a proportional multiple of a difference signal between the model speed and the actual speed and the low-frequency torque command. The frequency response of the loop transfer function can be reduced while maintaining a small phase lag near the resonance frequency of the controlled object, and the high-frequency gain can be reduced. The disturbance suppression effect can be improved, and the response of the actual speed to the speed command can be controlled quickly and with high accuracy.

【0059】また第4の発明によれば第3の発明におい
て、前記第2の制御演算部は、前記モデル速度と前記実
速度の差信号の低周波数成分をろ過した信号を出力する
第2のローパスフィルタを含み、少なくとも前記低域ト
ルク指令と前記第2のローパスフィルタの出力を比例倍
した信号との和に基づき前記トルク指令を演算すること
を特徴とする電動機速度制御装置としたので、主な機械
共振より高い周波数領域に機械共振が存在しても安定に
外乱抑制効果を向上させることが可能であるとともに、
速度指令に対する実速度の応答を速く、高精度に制御す
ることが可能である。
According to a fourth aspect, in the third aspect, the second control operation section outputs a signal obtained by filtering a low frequency component of a difference signal between the model speed and the actual speed. A motor speed control device including a low-pass filter and calculating the torque command based on at least a sum of the low-frequency torque command and a signal obtained by proportionally multiplying the output of the second low-pass filter. Even if mechanical resonance exists in a frequency region higher than the mechanical resonance, it is possible to stably improve the disturbance suppression effect,
The response of the actual speed to the speed command can be controlled quickly and with high accuracy.

【0060】また第5の発明によれば第1ないし4のい
ずれかの発明において、前記第2の制御演算部は前記第
1の制御演算部よりも高速のサンプル周期で演算を行う
ことを特徴とする電動機速度制御装置としたので、高周
波数領域においてサンプル周期に起因した位相遅れを小
さくすることができ、より広い周波数範囲の機械共振に
対して安定に外乱抑制効果を向上させることが可能であ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the second control operation unit performs the operation at a higher sampling period than the first control operation unit. As a result, the phase delay caused by the sample period can be reduced in the high frequency range, and the disturbance suppression effect can be improved stably with respect to mechanical resonance in a wider frequency range. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による電動機速度制
御装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a motor speed control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明および従来技術の制御系の周波数応答
を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a frequency response of a control system according to the present invention and the prior art.

【図3】 この発明の実施の形態2による電動機速度制
御装置の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a motor speed control device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2による他の電動機速
度制御装置の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of another motor speed control device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図5】 従来の電動機速度制御装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional motor speed control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御対象、2 モデル演算部、3 第1のローパス
フィルタ、4 第1の比例制御器、5 積分制御器、6
第2のローパスフィルタ、7 第2の比例制御器、8
低速演算部、9 高速演算部、13 第1のローパス
フィルタ、14第1の比例制御器、15 積分制御器、
16 第2のローパスフィルタ、17第2の比例制御
器、18 低速演算部、19 高速演算部。
REFERENCE SIGNS LIST 1 control target, 2 model operation unit, 3 first low-pass filter, 4 first proportional controller, 5 integral controller, 6
Second low-pass filter, 7 second proportional controller, 8
Low-speed operation unit, 9 high-speed operation unit, 13 first low-pass filter, 14 first proportional controller, 15 integration controller,
16 second low-pass filter, 17 second proportional controller, 18 low-speed operation unit, 19 high-speed operation unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 博司 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 西尾 哲哉 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 3F002 DA08 EA01 EA05 5H004 GA07 GA09 GB20 HA08 HB08 KA65 KB02 KB03 KB04 KB22 KB30 KC34 LA13 LA20 MA12 5H550 AA07 AA18 BB05 BB08 GG03 JJ04 JJ24 JJ26 LL01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Araki 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Nishio 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F term in Ryo Denki Co., Ltd. (reference) 3F002 DA08 EA01 EA05 5H004 GA07 GA09 GB20 HA08 HB08 KA65 KB02 KB03 KB04 KB22 KB30 KC34 LA13 LA20 MA12 5H550 AA07 AA18 BB05 BB08 GG03 JJ04 JJ24 JJ26 LL01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電動機の回転速度である実速度を和の要
素に含む信号を入力して低周波数成分をろ過した信号を
出力する第1のローパスフィルタと、 少なくとも前記第1のローパスフィルタの出力を比例倍
した信号と電動機速度制御のための速度指令に基づく信
号との和または差に基づき低域トルク指令を演算する第
1の制御演算部と、 前記低域トルク指令と実速度を入力し、少なくとも前記
実速度の比例倍に基づく信号と前記低域トルク指令との
和または差に基づき前記トルク指令を演算する第2の制
御演算部を備えることを特徴とする電動機速度制御装
置。
1. A first low-pass filter for inputting a signal including the actual speed, which is the rotation speed of an electric motor, in a sum element and outputting a signal obtained by filtering a low-frequency component, and at least an output of the first low-pass filter A first control calculation unit that calculates a low-frequency torque command based on the sum or difference between a signal obtained by multiplying the low-frequency torque command and a signal based on a speed command for motor speed control; An electric motor speed control device comprising: a second control operation unit that calculates the torque command based on a sum or difference between a signal based on at least a proportional multiple of the actual speed and the low-frequency torque command.
【請求項2】 前記第2の制御演算部は、前記実速度を
和の要素に含む信号の低周波数成分をろ過した信号を出
力する第2のローパスフィルタを備え、少なくとも前記
低域トルク指令と前記第2のローパスフィルタの出力を
比例倍した信号との和または差に基づき前記トルク指令
を演算することを特徴とする請求項1に記載の電動機速
度制御装置。
A second low-pass filter that outputs a signal obtained by filtering a low-frequency component of a signal that includes the actual speed in a sum element, wherein the second control operation unit includes at least the low-frequency torque command and 2. The motor speed control device according to claim 1, wherein the torque command is calculated based on a sum or a difference with a signal obtained by proportionally multiplying an output of the second low-pass filter. 3.
【請求項3】 前記速度指令を入力し、想定した制御対
象のモデルの速度であるモデル速度と前記モデルのトル
クであるモデルトルクを前記モデル速度が前記速度指令
に追従するように演算して出力するモデル演算部をさら
に備え、 前記第1のローパスフィルタが、前記モデル速度と前記
実速度の差信号を入力して低周波数成分をろ波した信号
を出力し、 前記第1の制御演算部が、前記第1のローパスフィルタ
の出力を比例倍した信号とモデルトルクの和に基づき低
域トルク指令を演算し、 前記第2の制御演算部が、前記低域トルク指令と前記モ
デル速度と前記実速度を入力し、前記モデル速度と前記
実速度の差信号の比例倍に基づく信号と前記低域トルク
指令との和により前記トルク指令を演算する、 ことを特徴とする請求項1に記載の電動機速度制御装
置。
3. The speed command is input, and a model speed which is an assumed speed of a model of a control target and a model torque which is a torque of the model are calculated and output so that the model speed follows the speed command. The first low-pass filter receives the difference signal between the model speed and the actual speed and outputs a signal obtained by filtering a low-frequency component. Calculating a low-frequency torque command based on a signal obtained by proportionally multiplying the output of the first low-pass filter and a model torque, wherein the second control calculation unit calculates the low-frequency torque command, the model speed, and the actual speed. The speed command is input, and the torque command is calculated by a sum of a signal based on a proportional multiple of a difference signal between the model speed and the actual speed and the low-frequency torque command. Motive speed control device.
【請求項4】 前記第2の制御演算部は、前記モデル速
度と前記実速度の差信号の低周波数成分をろ過した信号
を出力する第2のローパスフィルタを含み、少なくとも
前記低域トルク指令と前記第2のローパスフィルタの出
力を比例倍した信号との和に基づき前記トルク指令を演
算することを特徴とする請求項3に記載の電動機速度制
御装置。
4. The second control calculation unit includes a second low-pass filter that outputs a signal obtained by filtering a low-frequency component of a difference signal between the model speed and the actual speed, and includes at least the low-frequency torque command and The motor speed control device according to claim 3, wherein the torque command is calculated based on a sum of a signal obtained by proportionally multiplying an output of the second low-pass filter.
【請求項5】 前記第2の制御演算部は前記第1の制御
演算部よりも高速のサンプル周期で演算を行うことを特
徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の電動機速
度制御装置。
5. The motor speed control device according to claim 1, wherein the second control operation unit performs the operation at a higher sampling period than the first control operation unit. .
JP2000225522A 2000-07-26 2000-07-26 Motor speed control device Expired - Lifetime JP4420158B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000225522A JP4420158B2 (en) 2000-07-26 2000-07-26 Motor speed control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000225522A JP4420158B2 (en) 2000-07-26 2000-07-26 Motor speed control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002044976A true JP2002044976A (en) 2002-02-08
JP4420158B2 JP4420158B2 (en) 2010-02-24

Family

ID=18719282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000225522A Expired - Lifetime JP4420158B2 (en) 2000-07-26 2000-07-26 Motor speed control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4420158B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009060519A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Mitsubishi Electric Corporation Door controller of elevator
JP2018088289A (en) * 2013-03-01 2018-06-07 フィッシャー−ローズマウント システムズ,インコーポレイテッド Improved kalman filters in process control systems
CN112009268A (en) * 2020-09-16 2020-12-01 北京车和家信息技术有限公司 Vehicle shaking control method and device, driving control system and vehicle

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009060519A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Mitsubishi Electric Corporation Door controller of elevator
KR101114759B1 (en) 2007-11-07 2012-04-17 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Door control device for an elevator
CN101687614B (en) * 2007-11-07 2012-12-05 三菱电机株式会社 Door controller of elevator
JP2018088289A (en) * 2013-03-01 2018-06-07 フィッシャー−ローズマウント システムズ,インコーポレイテッド Improved kalman filters in process control systems
JP2020013622A (en) * 2013-03-01 2020-01-23 フィッシャー−ローズマウント システムズ,インコーポレイテッド Improved kalman filters in process control systems
JP7009432B2 (en) 2013-03-01 2022-01-25 フィッシャー-ローズマウント システムズ,インコーポレイテッド Improved Kalman filter in process control system
CN112009268A (en) * 2020-09-16 2020-12-01 北京车和家信息技术有限公司 Vehicle shaking control method and device, driving control system and vehicle
CN112009268B (en) * 2020-09-16 2021-10-22 北京车和家信息技术有限公司 Vehicle shaking control method and device, driving control system and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP4420158B2 (en) 2010-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6784632B2 (en) Positioning servo controller
JP4879173B2 (en) Electric motor control device
US7030581B1 (en) Motor controller
KR101460463B1 (en) Motor controlling device
US7638965B2 (en) Motor control apparatus
JPH0630578A (en) Position controller of electric motor
US11579570B2 (en) Servo control device, servo control method and servo control system
JPH1056790A (en) Motor controller and control method
JP2003033066A (en) Velocity controller
JP3404388B2 (en) Motor control method
JP2002044976A (en) Motor speed control device
JP3230571B2 (en) Motor speed control device
JP3229926B2 (en) Motor position control device
JP2001249720A (en) Position controller
JP4687418B2 (en) Motor control device
JP4283056B2 (en) Electric motor control device
WO2020261649A1 (en) Parameter adjustment method
JP5200648B2 (en) Motor drive device
JP5084196B2 (en) Electric motor control apparatus and electric motor control method
JP2002335686A (en) Motor control device
JPH117303A (en) Driving controller for servo system
CN114123906A (en) Permanent magnet synchronous motor inertia identification method and system and storage medium
JPH089672A (en) Speed controller for motor
JPH0926801A (en) Overshoot suppression controller
JPH02151293A (en) Method of suppressing and controlling fluctuation of torque

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061023

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091119

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091124

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091124

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4420158

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121211

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131211

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term