JP2003033066A - 速度制御装置 - Google Patents
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】速度フィードバック信号の高周波成分を除去
し、高周波数の振動を起こさないように遅れ要素の位相
遅れを補償し、機械系の速度を目標速度に精度よく追従
することが可能な速度制御装置を提供する。 【解決手段】速度制御系において、機械系（５）の速度
ＶMと速度オブザーバ６による機械系５の速度の推定値
ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差ＶM―
ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器１０と、速度オブ
ザーバ補償器１０の出力と前記ＰＩ制御器２の出力Ｔro
との和を入力する機械系のモデル８と、を備え、速度オ
ブザーバ６は、機械系のモデル８の出力がフィルタ遅れ
要素のモデル１１およびむだ時間遅れ要素のモデル１２
を通った信号ＶMOが機械系５の速度ＶMと等しくなるよ
うに構成すると共に、機械系のモデル８の出力を速度制
御系の速度フィードバック信号Ｖfとなるようにした。
し、高周波数の振動を起こさないように遅れ要素の位相
遅れを補償し、機械系の速度を目標速度に精度よく追従
することが可能な速度制御装置を提供する。 【解決手段】速度制御系において、機械系（５）の速度
ＶMと速度オブザーバ６による機械系５の速度の推定値
ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差ＶM―
ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器１０と、速度オブ
ザーバ補償器１０の出力と前記ＰＩ制御器２の出力Ｔro
との和を入力する機械系のモデル８と、を備え、速度オ
ブザーバ６は、機械系のモデル８の出力がフィルタ遅れ
要素のモデル１１およびむだ時間遅れ要素のモデル１２
を通った信号ＶMOが機械系５の速度ＶMと等しくなるよ
うに構成すると共に、機械系のモデル８の出力を速度制
御系の速度フィードバック信号Ｖfとなるようにした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電動機の
速度制御装置に関し、制御器あるいは制御対象にフィル
タ遅れ要素やむだ時間遅れ要素が存在する速度制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、制御器あるいは制御対象にフィ
ルタ遅れ要素やむだ時間遅れ要素が存在する速度制御系
は図３のようになっている。図３は一般的な速度制御系
のブロック線図である。図３において、１は減算器、２
はＰＩ制御器、３はフィルタ遅れ要素、４はむだ時間遅
れ要素、５はモータを含む機械系、Ｖrは目標速度、Ｖf
は速度フィードバック信号、ＶMは速度である。一般の
速度制御装置では、速度センサー（不図示）から得た速
度信号あるいは位置センサー（不図示）の位置信号を微
分計算して得た速度信号のいずれも高周波リップル成分
が載る。このため、図３に示した制御系においても、速
度フィードバック信号Ｖfに高周波リップル成分が載
り、またフィルタ遅れ要素３あるいはむだ時間遅れ要素
４の位相が遅れるため、ＰＩ制御器２のゲインが上げら
れず、十分な応答特性が得られないといった問題があ
る。このような制御性の問題を改善するために以下の従
来技術が提案されている。図４は第１の従来技術を示す
制御系のブロック線図である。第1の従来技術の構成要
素が図３と同じものについては同一符号を付して説明を
省略し、異なる点のみ説明する。図4において、７は加
算器、８はモータを含む機械系のモデル、９は減算器、
１０は速度オブザーバ補償器、１４は速度オブザーバで
ある。図４に示すように機械系のオブザーバを構成し、
滑らかなオブザーバの速度推定値を速度フィードバック
信号Ｖfとすることによって、トルク波形が乱れないた
め、ＰＩ制御器２のゲインを上げることができる（例え
ば、特開平１１−１３６９８３号公報）。また、図５は
第２の従来技術を示す制御系のブロック線図である、第
２の従来技術の構成要素が図３と異なる点は、位相進み
補償器１３を制御系に直列に加えた点である。位相進み
補償器１３において、Ｔa＞ＴbのようにＴa、Ｔbを適当
に設定すれば、位相進み補償器１３の位相が進むことに
なるので、ＰＩ制御器２のゲインを上げることができる
と共に、制御性能を向上することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、第１の従来
技術では、速度フィードバック信号Ｖfの高周波成分が
除去されるものの、制御ループの位相遅れ問題を全く解
決していないため、ＰＩ制御器２のゲインが十分高く上
げられないという問題があった。また、第２の従来技術
では、位相進み補償器１３の高周波数域でのゲインが大
きくなるので、高周波数の振動を起こしやすいという問
題があった。本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、速度フィードバック信号の高周波成
分を除去し、高周波数の振動を起こさないように遅れ要
素の位相遅れを補償し、機械系の速度を目標速度に精度
よく追従することが可能な速度制御装置を提供すること
を目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の速度制御装置は、制御器あるいは制御対象
にフィルタ遅れ要素（３）やむだ時間遅れ要素（４）が
存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追従するように
ＰＩ制御を行う速度制御系であって、機械系（５）の速
度ＶMと速度オブザーバ（６）による機械系（５）の速
度の推定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速
度差ＶM―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器（１
０）と、前記速度オブザーバ補償器（１０）の出力と前
記ＰＩ制御器（２）の出力Ｔroとの和を入力する機械系
のモデル（８）と、を備え、前記速度オブザーバ（６）
は、前記機械系のモデル（８）の出力がフィルタ遅れ要
素のモデル（１１）およびむだ時間遅れ要素のモデル
（１２）を通った信号ＶMOが前記機械系（５）の速度Ｖ
Mと等しくなるように構成すると共に、前記機械系のモ
デル（８）の出力が前記速度制御系の速度フィードバッ
ク信号Ｖfとなるようにしたことを特徴とするものであ
る。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明の実施例を図に基づいて説
明する。図１は本発明の実施例を示す制御系の構成原理
を示すブロック線図である。本発明の構成要素が従来技
術と同じものについては同一符号を付して説明を省略
し、異なる点のみ説明する。図１において、１１はフィ
ルタ遅れ要素のモデル、１２はむだ時間遅れ要素のモデ
ル、６は速度オブザーバである。本発明が従来技術と異
なる点は以下のとおりである。すなわち、制御器あるい
は制御対象にフィルタ遅れ要素３あるいはむだ時間遅れ
要素４が存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追従す
るようにＰＩ制御を行う速度制御系であって、機械系５
の速度ＶMと速度オブザーバ６による機械系５の速度の
推定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差
ＶM―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器１０と、速
度オブザーバ補償器１０の出力と前記ＰＩ制御器２の出
力Ｔroとの和を入力する機械系のモデル８と、を備え、
速度オブザーバ６は、機械系のモデル８の出力がフィル
タ遅れ要素のモデル１１およびむだ時間遅れ要素のモデ
ル１２を通った信号ＶMOが機械系５の速度ＶMと等しく
なるように構成すると共に、機械系のモデル８の出力が
速度制御系の速度フィードバック信号Ｖfとなるように
した点である。 【０００６】次に動作について説明する。図1におい
て、ＰＩ制御器２の出力Ｔr0と速度オブザーバ補償器１
０の出力を加算し、機械系（モータを含む）のモデル８
に入力する。機械系（モータを含む）のモデル８の出力
は、一方では制御系の速度フィードバック信号Ｖfと
し、目標速度Ｖrから速度フィードバック信号Ｖfを減算
した信号をＰＩ制御器２に入力し、ＰＩ制御器２の出力
Ｔr0をフィルタ遅れ要素３とむだ時間遅れ要素４に通し
てから機械系（モータを含む）に入力し、機械系（モー
タを含む）を制御し、他方ではフィルタ遅れ要素のモデ
ル１１とむだ時間遅れ要素のモデル１２を通してから減
算器９に入力し、機械系（モータを含む）の速度ＶMか
ら減算された信号を速度オブザーバの補償器１０に入力
する。図１より、開ループにおいて、ＰＩ制御器２の出
力Ｔr0から速度フィードバック信号Ｖfまでの伝達関数
は次式（１）で表される。 【０００７】 【数１】 【０００８】このため、速度オブザーバの閉ループが安
定であれば、図１の制御系を等価的に図２のように書き
直すことができる。図２は図１の等価ブロック線図であ
る、図２により、フィードバック制御系の安定性は遅れ
がない系と同様になり、ＰＩ制御器のゲインを大きく上
げても制御系が不安定にならない。また、目標速度Ｖr
から機械系の速度ＶMまでの伝達関数は次式（２）で表
される。 【０００９】 【数２】 【００１０】このように、ＰＩ制御器２のゲインＫpと
Ｋiを上げることにより機械系の速度Ｖ Mを目標速度Ｖr
に精度よく追従することができる。また、速度オブザー
バのループには遅れ要素があるが、式（２）より、入出
力特性は速度オブザーバの補償器Ｃo（ｓ）と関係しな
いため、速度オブザーバの補償器Ｃo（ｓ）のゲインを
低く設定しても構わない。従って、安定な速度オブザー
バを容易に構成できる。 【００１１】したがって、本発明は、制御器あるいは制
御対象にフィルタ遅れ要素３あるいはむだ時間遅れ要素
４が存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追従するよ
うにＰＩ制御を行う速度制御系において、機械系（５）
の速度ＶMと速度オブザーバ６による機械系５の速度の
推定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差
ＶM―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器１０と、速
度オブザーバ補償器１０の出力と前記ＰＩ制御器２の出
力Ｔroとの和を入力する機械系のモデル８と、を備え、
速度オブザーバ６は、機械系のモデル８の出力がフィル
タ遅れ要素のモデル１１およびむだ時間遅れ要素のモデ
ル１２を通った信号ＶMOが機械系５の速度ＶMと等しく
なるように構成すると共に、機械系のモデル８の出力が
速度制御系の速度フィードバック信号Ｖfとなるように
したので、制御系の遅れ要素を含む速度オブザーバを構
成し、速度オブザーバの遅れない速度の推定値を速度フ
ィードバック信号とすることにより、速度フィードバッ
ク信号の高周波成分を除去することができる。また、制
御系がフィードバック制御部分と速度オブザーバ部分に
分離されるため、フィードバックループの安定性は遅れ
がない系と同様となり、ＰＩ制御器のゲインを大きく上
げることができることから、制御系の応答性能を一段ア
ップすることができる。さらに、速度オブザーバのルー
プには遅れ要素があるが、速度オブザーバの補償器が入
出力特性に影響しないため、オブザーバの補償器のゲイ
ンを低く設定しても構わないので、安定なオブザーバを
容易に構成できる。すなわち、速度フィードバック信号
の高周波成分を除去し、高周波数の振動を起こさないよ
うに遅れ要素の位相遅れを補償するため、ＰＩ制御器の
ゲインを上げられ、機械系の速度を目標速度に精度よく
追従することができる。 【００１２】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、制御
器あるいは制御対象にフィルタ遅れ要素あるいはむだ時
間遅れ要素が存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追
従するようにＰＩ制御を行う速度制御系において、機械
系の速度ＶMと速度オブザーバによる機械系の速度の推
定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差Ｖ
M―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器と、速度オブ
ザーバ補償器の出力と前記ＰＩ制御器の出力Ｔroとの和
を入力する機械系のモデルと、を備え、速度オブザーバ
は、機械系のモデルの出力がフィルタ遅れ要素のモデル
およびむだ時間遅れ要素のモデルにを通った信号ＶMOが
機械系５の速度ＶMの推定値と等しくなるように構成す
ると共に、機械系のモデルの出力が速度制御系の速度フ
ィードバック信号Ｖfとなるようにしたので、制御系の
遅れ要素を含む速度オブザーバを構成し、速度オブザー
バの遅れない速度の推定値を速度フィードバック信号と
することにより、速度フィードバック信号の高周波成分
を除去することができる。また、制御系がフィードバッ
ク制御部分と速度オブザーバ部分に分離されるため、フ
ィードバックループの安定性は遅れがない系と同様とな
り、ＰＩ制御器のゲインを大きく上げることができるこ
とから、制御系の応答性能を一段アップすることができ
る。さらに、速度オブザーバのループには遅れ要素があ
るが、速度オブザーバの補償器が入出力特性に影響しな
いため、オブザーバの補償器のゲインを低く設定しても
構わないので、安定なオブザーバを容易に構成できる。
すなわち、速度フィードバック信号の高周波成分を除去
し、高周波数の振動を起こさないように遅れ要素の位相
遅れを補償するため、ＰＩ制御器のゲインを上げられ、
機械系の速度を目標速度に精度よく追従することができ
る。
速度制御装置に関し、制御器あるいは制御対象にフィル
タ遅れ要素やむだ時間遅れ要素が存在する速度制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、制御器あるいは制御対象にフィ
ルタ遅れ要素やむだ時間遅れ要素が存在する速度制御系
は図３のようになっている。図３は一般的な速度制御系
のブロック線図である。図３において、１は減算器、２
はＰＩ制御器、３はフィルタ遅れ要素、４はむだ時間遅
れ要素、５はモータを含む機械系、Ｖrは目標速度、Ｖf
は速度フィードバック信号、ＶMは速度である。一般の
速度制御装置では、速度センサー（不図示）から得た速
度信号あるいは位置センサー（不図示）の位置信号を微
分計算して得た速度信号のいずれも高周波リップル成分
が載る。このため、図３に示した制御系においても、速
度フィードバック信号Ｖfに高周波リップル成分が載
り、またフィルタ遅れ要素３あるいはむだ時間遅れ要素
４の位相が遅れるため、ＰＩ制御器２のゲインが上げら
れず、十分な応答特性が得られないといった問題があ
る。このような制御性の問題を改善するために以下の従
来技術が提案されている。図４は第１の従来技術を示す
制御系のブロック線図である。第1の従来技術の構成要
素が図３と同じものについては同一符号を付して説明を
省略し、異なる点のみ説明する。図4において、７は加
算器、８はモータを含む機械系のモデル、９は減算器、
１０は速度オブザーバ補償器、１４は速度オブザーバで
ある。図４に示すように機械系のオブザーバを構成し、
滑らかなオブザーバの速度推定値を速度フィードバック
信号Ｖfとすることによって、トルク波形が乱れないた
め、ＰＩ制御器２のゲインを上げることができる（例え
ば、特開平１１−１３６９８３号公報）。また、図５は
第２の従来技術を示す制御系のブロック線図である、第
２の従来技術の構成要素が図３と異なる点は、位相進み
補償器１３を制御系に直列に加えた点である。位相進み
補償器１３において、Ｔa＞ＴbのようにＴa、Ｔbを適当
に設定すれば、位相進み補償器１３の位相が進むことに
なるので、ＰＩ制御器２のゲインを上げることができる
と共に、制御性能を向上することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、第１の従来
技術では、速度フィードバック信号Ｖfの高周波成分が
除去されるものの、制御ループの位相遅れ問題を全く解
決していないため、ＰＩ制御器２のゲインが十分高く上
げられないという問題があった。また、第２の従来技術
では、位相進み補償器１３の高周波数域でのゲインが大
きくなるので、高周波数の振動を起こしやすいという問
題があった。本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、速度フィードバック信号の高周波成
分を除去し、高周波数の振動を起こさないように遅れ要
素の位相遅れを補償し、機械系の速度を目標速度に精度
よく追従することが可能な速度制御装置を提供すること
を目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の速度制御装置は、制御器あるいは制御対象
にフィルタ遅れ要素（３）やむだ時間遅れ要素（４）が
存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追従するように
ＰＩ制御を行う速度制御系であって、機械系（５）の速
度ＶMと速度オブザーバ（６）による機械系（５）の速
度の推定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速
度差ＶM―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器（１
０）と、前記速度オブザーバ補償器（１０）の出力と前
記ＰＩ制御器（２）の出力Ｔroとの和を入力する機械系
のモデル（８）と、を備え、前記速度オブザーバ（６）
は、前記機械系のモデル（８）の出力がフィルタ遅れ要
素のモデル（１１）およびむだ時間遅れ要素のモデル
（１２）を通った信号ＶMOが前記機械系（５）の速度Ｖ
Mと等しくなるように構成すると共に、前記機械系のモ
デル（８）の出力が前記速度制御系の速度フィードバッ
ク信号Ｖfとなるようにしたことを特徴とするものであ
る。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明の実施例を図に基づいて説
明する。図１は本発明の実施例を示す制御系の構成原理
を示すブロック線図である。本発明の構成要素が従来技
術と同じものについては同一符号を付して説明を省略
し、異なる点のみ説明する。図１において、１１はフィ
ルタ遅れ要素のモデル、１２はむだ時間遅れ要素のモデ
ル、６は速度オブザーバである。本発明が従来技術と異
なる点は以下のとおりである。すなわち、制御器あるい
は制御対象にフィルタ遅れ要素３あるいはむだ時間遅れ
要素４が存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追従す
るようにＰＩ制御を行う速度制御系であって、機械系５
の速度ＶMと速度オブザーバ６による機械系５の速度の
推定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差
ＶM―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器１０と、速
度オブザーバ補償器１０の出力と前記ＰＩ制御器２の出
力Ｔroとの和を入力する機械系のモデル８と、を備え、
速度オブザーバ６は、機械系のモデル８の出力がフィル
タ遅れ要素のモデル１１およびむだ時間遅れ要素のモデ
ル１２を通った信号ＶMOが機械系５の速度ＶMと等しく
なるように構成すると共に、機械系のモデル８の出力が
速度制御系の速度フィードバック信号Ｖfとなるように
した点である。 【０００６】次に動作について説明する。図1におい
て、ＰＩ制御器２の出力Ｔr0と速度オブザーバ補償器１
０の出力を加算し、機械系（モータを含む）のモデル８
に入力する。機械系（モータを含む）のモデル８の出力
は、一方では制御系の速度フィードバック信号Ｖfと
し、目標速度Ｖrから速度フィードバック信号Ｖfを減算
した信号をＰＩ制御器２に入力し、ＰＩ制御器２の出力
Ｔr0をフィルタ遅れ要素３とむだ時間遅れ要素４に通し
てから機械系（モータを含む）に入力し、機械系（モー
タを含む）を制御し、他方ではフィルタ遅れ要素のモデ
ル１１とむだ時間遅れ要素のモデル１２を通してから減
算器９に入力し、機械系（モータを含む）の速度ＶMか
ら減算された信号を速度オブザーバの補償器１０に入力
する。図１より、開ループにおいて、ＰＩ制御器２の出
力Ｔr0から速度フィードバック信号Ｖfまでの伝達関数
は次式（１）で表される。 【０００７】 【数１】 【０００８】このため、速度オブザーバの閉ループが安
定であれば、図１の制御系を等価的に図２のように書き
直すことができる。図２は図１の等価ブロック線図であ
る、図２により、フィードバック制御系の安定性は遅れ
がない系と同様になり、ＰＩ制御器のゲインを大きく上
げても制御系が不安定にならない。また、目標速度Ｖr
から機械系の速度ＶMまでの伝達関数は次式（２）で表
される。 【０００９】 【数２】 【００１０】このように、ＰＩ制御器２のゲインＫpと
Ｋiを上げることにより機械系の速度Ｖ Mを目標速度Ｖr
に精度よく追従することができる。また、速度オブザー
バのループには遅れ要素があるが、式（２）より、入出
力特性は速度オブザーバの補償器Ｃo（ｓ）と関係しな
いため、速度オブザーバの補償器Ｃo（ｓ）のゲインを
低く設定しても構わない。従って、安定な速度オブザー
バを容易に構成できる。 【００１１】したがって、本発明は、制御器あるいは制
御対象にフィルタ遅れ要素３あるいはむだ時間遅れ要素
４が存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追従するよ
うにＰＩ制御を行う速度制御系において、機械系（５）
の速度ＶMと速度オブザーバ６による機械系５の速度の
推定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差
ＶM―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器１０と、速
度オブザーバ補償器１０の出力と前記ＰＩ制御器２の出
力Ｔroとの和を入力する機械系のモデル８と、を備え、
速度オブザーバ６は、機械系のモデル８の出力がフィル
タ遅れ要素のモデル１１およびむだ時間遅れ要素のモデ
ル１２を通った信号ＶMOが機械系５の速度ＶMと等しく
なるように構成すると共に、機械系のモデル８の出力が
速度制御系の速度フィードバック信号Ｖfとなるように
したので、制御系の遅れ要素を含む速度オブザーバを構
成し、速度オブザーバの遅れない速度の推定値を速度フ
ィードバック信号とすることにより、速度フィードバッ
ク信号の高周波成分を除去することができる。また、制
御系がフィードバック制御部分と速度オブザーバ部分に
分離されるため、フィードバックループの安定性は遅れ
がない系と同様となり、ＰＩ制御器のゲインを大きく上
げることができることから、制御系の応答性能を一段ア
ップすることができる。さらに、速度オブザーバのルー
プには遅れ要素があるが、速度オブザーバの補償器が入
出力特性に影響しないため、オブザーバの補償器のゲイ
ンを低く設定しても構わないので、安定なオブザーバを
容易に構成できる。すなわち、速度フィードバック信号
の高周波成分を除去し、高周波数の振動を起こさないよ
うに遅れ要素の位相遅れを補償するため、ＰＩ制御器の
ゲインを上げられ、機械系の速度を目標速度に精度よく
追従することができる。 【００１２】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、制御
器あるいは制御対象にフィルタ遅れ要素あるいはむだ時
間遅れ要素が存在し、目標速度Ｖrとなる速度指令に追
従するようにＰＩ制御を行う速度制御系において、機械
系の速度ＶMと速度オブザーバによる機械系の速度の推
定値ＶMOとの差を入力し、当該入力に基づいて速度差Ｖ
M―ＶMOを出力する速度オブザーバ補償器と、速度オブ
ザーバ補償器の出力と前記ＰＩ制御器の出力Ｔroとの和
を入力する機械系のモデルと、を備え、速度オブザーバ
は、機械系のモデルの出力がフィルタ遅れ要素のモデル
およびむだ時間遅れ要素のモデルにを通った信号ＶMOが
機械系５の速度ＶMの推定値と等しくなるように構成す
ると共に、機械系のモデルの出力が速度制御系の速度フ
ィードバック信号Ｖfとなるようにしたので、制御系の
遅れ要素を含む速度オブザーバを構成し、速度オブザー
バの遅れない速度の推定値を速度フィードバック信号と
することにより、速度フィードバック信号の高周波成分
を除去することができる。また、制御系がフィードバッ
ク制御部分と速度オブザーバ部分に分離されるため、フ
ィードバックループの安定性は遅れがない系と同様とな
り、ＰＩ制御器のゲインを大きく上げることができるこ
とから、制御系の応答性能を一段アップすることができ
る。さらに、速度オブザーバのループには遅れ要素があ
るが、速度オブザーバの補償器が入出力特性に影響しな
いため、オブザーバの補償器のゲインを低く設定しても
構わないので、安定なオブザーバを容易に構成できる。
すなわち、速度フィードバック信号の高周波成分を除去
し、高周波数の振動を起こさないように遅れ要素の位相
遅れを補償するため、ＰＩ制御器のゲインを上げられ、
機械系の速度を目標速度に精度よく追従することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例における制御系の構成原理を
表したブロック線図 【図２】 図１の等価ブロック線図 【図３】 通常のフィードバック制御系のブロック線図 【図４】 第１の従来技術を示す制御系のブロック線図 【図５】 第２の従来技術を示す制御系のブロック線図 【符号の説明】 １、９ 減算器 ２ ＰＩ制御器 ３ フィルタ遅れ要素 ４ むだ時間遅れ要素 ５ モータを含む機械系 ６ 速度オブザーバ ７ 加算器 ８ モータを含む機械系のモデル １０ 速度オブザーバ補償器 １１ フィルタ遅れ要素のモデル １２ むだ時間遅れ要素のモデル １３ 位相進み補償器 １４ 速度オブザーバ
表したブロック線図 【図２】 図１の等価ブロック線図 【図３】 通常のフィードバック制御系のブロック線図 【図４】 第１の従来技術を示す制御系のブロック線図 【図５】 第２の従来技術を示す制御系のブロック線図 【符号の説明】 １、９ 減算器 ２ ＰＩ制御器 ３ フィルタ遅れ要素 ４ むだ時間遅れ要素 ５ モータを含む機械系 ６ 速度オブザーバ ７ 加算器 ８ モータを含む機械系のモデル １０ 速度オブザーバ補償器 １１ フィルタ遅れ要素のモデル １２ むだ時間遅れ要素のモデル １３ 位相進み補償器 １４ 速度オブザーバ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 制御器あるいは制御対象にフィルタ遅れ
要素（３）やむだ時間遅れ要素（４）が存在し、目標速
度Ｖrとなる速度指令に追従するようにＰＩ制御を行う
速度制御系であって、機械系（５）の速度ＶMと速度オ
ブザーバ（６）による機械系（５）の速度の推定値ＶMO
との差を入力し、当該入力に基づいて速度差ＶM―ＶMO
を出力する速度オブザーバ補償器（１０）と、前記速度
オブザーバ補償器（１０）の出力と前記ＰＩ制御器
（２）の出力Ｔroとの和を入力する機械系のモデル
（８）と、を備え、前記速度オブザーバ（６）は、前記
機械系のモデル（８）の出力がフィルタ遅れ要素のモデ
ル（１１）およびむだ時間遅れ要素のモデル（１２）を
通った信号ＶMOが前記機械系（５）の速度ＶMと等しく
なるように構成すると共に、前記機械系のモデル（８）
の出力が前記速度制御系の速度フィードバック信号Ｖf
となるようにしたことを特徴とする速度制御装置。
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