JP2003189659A - Motor position controller - Google Patents
Motor position controllerInfo
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- JP2003189659A JP2003189659A JP2001379520A JP2001379520A JP2003189659A JP 2003189659 A JP2003189659 A JP 2003189659A JP 2001379520 A JP2001379520 A JP 2001379520A JP 2001379520 A JP2001379520 A JP 2001379520A JP 2003189659 A JP2003189659 A JP 2003189659A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、工作機械
におけるテーブルやロボットのアームのような負荷機械
を駆動する電動機（直流電動機、誘導電動機、同期電動
機、リニアモータなど）の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for a motor (a DC motor, an induction motor, a synchronous motor, a linear motor, etc.) for driving a load machine such as a table in a machine tool or an arm of a robot.
【０００２】[0002]
【従来の技術】工作機械におけるテーブル、ロボットの
アームなどの負荷機械と、前記負荷機械を駆動する直流
電動機、誘導電動機、同期電動機、電磁石、リニアモー
タなどの駆動装置と、前記負荷機械と駆動装置とを連結
する伝達機構とから構成された機械系を制御するのに、
出力指令値および制御対象の出力実際値が入力されるフ
ィードバック制御系と、出力指令値が入力されるフィー
ドフォワード制御系とを持った２自由度制御装置が多く
使用されている。例えば、参考文献１）：（「電動機の
位置制御装置」：特許第3084928号）、参考文献２）：
（「サーボモータの適応制御」：計測と制御、第32巻第
12号、pp.1010〜1013（1993））などがある。図６は従
来の２自由度制御装置の例を示すブロック線図である。
図６において、１は負荷機械、２は伝達機構、３は電動
機、４は動力変換回路、２３は位置信号θと速度信号ω
を提供する実観測器、２４は１〜４及び２３から構成さ
れた電動機駆動装置、７は位置指令θrefを生成する指
令発生器、２０は位置指令θrefを用いて模擬位置θｍ
と模擬速度ωｍと模擬トルクTｍとを提供するフィード
フォワード信号演算回路、２１は位置信号θと速度信号
ωと模擬位置θｍと模擬速度ωｍとに基づいてフィード
バックトルク指令Ｔｂを提供するフィードバック制御回
路、２２はフィードバックトルク指令Ｔｂと模擬トルク
Tｍとに基づいてトルク指令Ｔを提供するトルク制御回
路である。参考文献１）、２）に示すように、連続系の
場合、フィードフォワード信号演算回路２０の機械系模
擬回路の応答特性が、電動機駆動装置６の応答特性と一
致すれば、位置信号θは模擬位置θｍと一致し、速度信
号ωは模擬速度ωｍと一致する。その時、
Ｔｂ＝０ （１）
となる。すなわち、図６に示される従来の制御装置によ
れば、フィードフォワード信号演算回路２０の導入によ
り、フィードバック制御回路２１の制御ゲインを高く設
定しなくても、フィードフォワード信号演算回路２０の
応答特性を調整することで、高速な実応答特性を得られ
る。2. Description of the Related Art A load machine such as a table or a robot arm in a machine tool, a drive device for driving the load machine, such as a DC motor, an induction motor, a synchronous motor, an electromagnet, a linear motor, the load machine and the drive device. In order to control the mechanical system composed of the transmission mechanism that connects
A two-degree-of-freedom control device having a feedback control system to which an output command value and an actual output value of a controlled object are input and a feed-forward control system to which an output command value is input is often used. For example, reference document 1): (“motor position control device”: Japanese Patent No. 3084928), reference document 2):
("Adaptive control of servo motors": Measurement and control, Volume 32, Vol.
No. 12, pp.1010-1013 (1993)). FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional two-degree-of-freedom control device.
In FIG. 6, 1 is a load machine, 2 is a transmission mechanism, 3 is an electric motor, 4 is a power conversion circuit, 23 is a position signal θ and a speed signal ω.
, 24 is an electric motor driving device composed of 1 to 4 and 23, 7 is a command generator for generating a position command θref, and 20 is a simulated position θm using the position command θref.
And a feedforward signal calculation circuit for providing the simulated speed ωm and the simulated torque Tm, 21 is a feedback control circuit for providing the feedback torque command Tb based on the position signal θ, the speed signal ω, the simulated position θm and the simulated speed ωm, 22 is the feedback torque command Tb and the simulated torque
It is a torque control circuit that provides a torque command T based on Tm. As shown in References 1) and 2), in the case of a continuous system, if the response characteristic of the mechanical system simulation circuit of the feedforward signal calculation circuit 20 matches the response characteristic of the motor drive device 6, the position signal θ is simulated. The position θm matches, and the speed signal ω matches the simulated speed ωm. At that time, Tb = 0 (1). That is, according to the conventional control device shown in FIG. 6, by introducing the feedforward signal calculation circuit 20, the response characteristic of the feedforward signal calculation circuit 20 can be set even if the control gain of the feedback control circuit 21 is not set high. High-speed actual response characteristics can be obtained by adjusting.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述従
来の技術をデジタル制御装置で実現する場合、通常、速
度信号ωが直接観測されず、エンコーダやリニアスケー
ルのような位置センサにより得られた位置信号θを利用
し、次のように生成されている。ただし、Tsはサンプル
時間、（ｋ）は現時点での時間順位ｋ*Tsを表す。
ω（ｋ）＝（θ（ｋ）−θ（ｋ−１））／Ts （２）
すなわち、ω（ｋ）は実速度よりも遅れていることが分
かる。また、フィードフォワード信号演算回路２０模擬
演算で実現されるので、現時点の値をそのまま提供され
る。従って、フィードフォワード信号演算回路２０の機
械系模擬回路の応答特性が、電動機駆動装置６の応答特
性と一致しても、
θ（ｋ）＝θｍ（ｋ） （３）
ω（ｋ）≠ωｍ（ｋ） （４）
となる。よって、
Ｔｂ（ｋ）≠０ （５）
となる。また、一般に、トルク指令Ｔは
T（ｋ）＝Ｔｂ（ｋ）＋Tｍ（ｋ） （６）
のように生成されているので、
Ｔ（ｋ）≠Tｍ（ｋ） （７）
となり、
θ（ｋ+1）≠θｍ（ｋ+1） （８）
となる。よって、フィードフォワード信号演算回路２０
の機械系模擬回路の応答特性が、電動機駆動装置６の応
答特性と一致する場合にもかかわらず、オーバーシュー
トなどが生じ、電動機の実整定時間が長くなるなどの問
題がある。また、フィードフォワード信号演算回路２０
の機械系模擬回路の応答特性が、電動機駆動装置６の応
答特性と一致しない場合、電動機駆動装置６の応答特性
を改善するために、フィードバック制御回路２１の制御
ゲインを高く設定する必要がある。しかしながら、実観
測器２３に含まれているノイズなどの影響で、フィード
バック制御回路２１の制御ゲインの上限を制限している
ので、フィードバック制御回路２１の制御ゲインを高く
設定することができない。よって、オーバーシュートな
どが生じ、電動機の実整定時間が更に長くなるなどの問
題がある。また、フィードフォワード信号演算回路２０
から模擬位置θｍと模擬速度ωｍと模擬トルクTｍとを
同時にフィードバック制御回路２１に提供する必要があ
るので、信号の通信量が多いので、コストが高くなると
いう問題もある。この発明の目的は、信号の通信量を減
らすと共に、フィードフォワード信号演算回路２０の機
械系模擬回路の応答特性が、電動機駆動装置６の応答特
性と一致するか否かにかかわらず、オーバーシュートな
どを生じないことを実現する電動機位置制御装置を提供
することである。However, when the above-mentioned conventional technique is realized by a digital control device, normally, the speed signal ω is not directly observed and the position signal obtained by a position sensor such as an encoder or a linear scale is usually not observed. Using θ, it is generated as follows. However, Ts represents the sample time, and (k) represents the current time order k * Ts. ω (k) = (θ (k) −θ (k−1)) / Ts (2) That is, ω (k) is found to be behind the actual speed. Further, since it is realized by the feedforward signal calculation circuit 20 simulated calculation, the current value can be provided as it is. Therefore, even if the response characteristic of the mechanical system simulation circuit of the feedforward signal calculation circuit 20 matches the response characteristic of the motor drive device 6, θ (k) = θm (k) (3) ω (k) ≠ ωm ( k) (4) Therefore, Tb (k) ≠ 0 (5). Further, since the torque command T is generally generated as T (k) = Tb (k) + Tm (k) (6), T (k) ≠ Tm (k) (7) and θ (k +1) ≠ θm (k + 1) (8). Therefore, the feedforward signal calculation circuit 20
Even if the response characteristic of the mechanical system simulation circuit of (1) matches the response characteristic of the electric motor drive device 6, there is a problem that an overshoot occurs and the actual settling time of the electric motor becomes long. In addition, the feedforward signal calculation circuit 20
When the response characteristic of the mechanical system simulation circuit of No. 2 does not match the response characteristic of the electric motor drive device 6, it is necessary to set the control gain of the feedback control circuit 21 high in order to improve the response characteristic of the electric motor drive device 6. However, the upper limit of the control gain of the feedback control circuit 21 is limited due to the influence of noise contained in the actual observer 23, so that the control gain of the feedback control circuit 21 cannot be set high. Therefore, there is a problem that an overshoot or the like occurs and the actual settling time of the electric motor becomes longer. In addition, the feedforward signal calculation circuit 20
Therefore, the simulated position θm, the simulated speed ωm, and the simulated torque Tm need to be provided to the feedback control circuit 21 at the same time, so that there is a problem that the cost increases because the amount of signal communication is large. An object of the present invention is to reduce the amount of signal communication and to prevent overshoot or the like regardless of whether or not the response characteristic of the mechanical system simulation circuit of the feedforward signal calculation circuit 20 matches the response characteristic of the electric motor drive device 6. It is an object of the present invention to provide an electric motor position control device that realizes that the above problem does not occur.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】第1の発明の電動機位置
制御装置は、位置指令θrefを提供する指令発生器７
と、トルク指令Ｔに従って電力Vを提供する動力変換回
路４と、伝達機構２を介して、負荷機械１を駆動する電
動機３と、電動機の位置信号θを提供する実観測５とか
ら構成されている電動機駆動装置６に対して、前記位置
指令θrefと前記位置信号θとに基づいて所望なトルク
指令Tを提供する電動機位置制御装置において、前記ト
ルク指令Ｔから前記負荷機械１の位置までの伝達特性を
すくなくとも４回の積分演算を含む所定の関数演算で近
似し、前記トルク指令Ｔに基づいてすくなくとも模擬負
荷位置θLと模擬負荷速度ωLと模擬ねじり位置θｓと模
擬ねじり速度ωｓとを含む模擬状態量Xと、模擬電動機
位置θmと、を提供する模擬モデル１０と、前記位置指
令θrefと前記模擬状態量Xとに基づいて、模擬トルクT
ｍを提供する模擬コントローラ８と、前記模擬トルクT
ｍと前記位置信号θと前記模擬電動機位置θmとに基づ
いてトルク指令Tを提供する実制御部９とを備えたこと
を特徴とするものである。第１の発明の電動機位置制御
装置によれば、模擬モデル１０の応答特性が、電動機駆
動装置６の応答特性と一致する場合、オーバーシュート
などを生じないことを実現できる。また、従来技術で存
在していた速度信号ωの時間遅れによる制御ゲインの限
界の低下という問題が解決されている。更に、模擬コン
トローラ８と模擬モデル１０とからなるフィードフォワ
ード制御系からは、模擬位置θｍ及び模擬トルクTｍの
みを実制御部９に提供すればよいので、信号の通信量を
減らした。よって、より少ない配線で実現でき、コスト
削減につながるような効果もある。また、模擬コントロ
ーラ８は、模擬モデル１０の模擬負荷位置θLが指令通
りに動作するように設計されたものであるので、模擬負
荷位置θLには振動やオーバーシュートなどを生じない
ことを実現できる。よって、模擬モデル１０の応答特性
が、電動機駆動装置６の応答特性と一致する場合、負荷
機械１は位置指令θrefと同様な応答特性が得られる。A motor position control device of a first invention is a command generator 7 for providing a position command θref.
A power conversion circuit 4 that provides electric power V according to the torque command T, an electric motor 3 that drives the load machine 1 via the transmission mechanism 2, and an actual observation 5 that provides a position signal θ of the electric motor. In a motor position control device that provides a desired torque command T based on the position command θref and the position signal θ to the electric motor drive device 6, the transmission from the torque command T to the position of the load machine 1 is performed. A characteristic is approximated by a predetermined function operation including at least four integration operations, and based on the torque command T, a simulated state including at least a simulated load position θL, a simulated load speed ωL, a simulated torsion position θs, and a simulated torsion speed ωs. The simulated torque T based on the simulated model 10 that provides the quantity X and the simulated motor position θm, the position command θref, and the simulated state quantity X.
m and the simulated torque T
m, the position signal θ, and the actual motor control unit 9 that provides the torque command T based on the simulated electric motor position θm. According to the electric motor position control device of the first aspect of the present invention, when the response characteristic of the simulation model 10 matches the response characteristic of the electric motor drive device 6, it is possible to prevent overshoot from occurring. In addition, the problem that the limit of the control gain is lowered due to the time delay of the speed signal ω that has been present in the prior art has been solved. Further, since the feedforward control system including the simulation controller 8 and the simulation model 10 needs to provide only the simulated position θm and the simulated torque Tm to the actual control unit 9, the amount of signal communication is reduced. Therefore, there is an effect that it can be realized with less wiring, leading to cost reduction. Further, since the simulated controller 8 is designed so that the simulated load position θL of the simulated model 10 operates as instructed, it is possible to realize that the simulated load position θL does not generate vibration or overshoot. Therefore, when the response characteristic of the simulation model 10 matches the response characteristic of the electric motor drive device 6, the load machine 1 obtains the same response characteristic as the position command θref.
【０００５】第２の発明の電動機位置制御装置は、前記
実制御部９が前記模擬位置θｍと模擬トルクTｍに基づ
いて模擬推定位置θｒと模擬推定速度ωｒとを提供する
模擬オブザーバ９ａと、前記位置信号θとトルク指令Ｔ
とに基づいて実推定位置θｂと実推定速度ωｂとを提供
する実オブザーバ９ｂと、前記模擬推定位置θｒと前記
模擬推定速度ωｒと前記実推定位置θｂと前記実推定速
度ωｂとに基づいてフィードバックトルク指令Ｔｂを提
供するフィードバックコントローラ９ｃと、前記フィー
ドバックトルク指令Ｔｂと前記模擬トルクTｍとに基づ
いてトルク指令Ｔを提供するトルク指令合成器９ｄとを
備えたことを特徴とするものである。第２の発明の電動
機位置制御装置によれば、上述第１の発明の電動機位置
制御装置の作用及び効果があると共に、更に、より滑ら
かなトルク指令Ｔを得ることができる。よって、負荷機
械１をより滑らかに動作させることができる。In the electric motor position control device of the second invention, the actual control section 9 provides a simulated observer 9a for providing a simulated estimated position θr and a simulated estimated speed ωr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm, and the simulated observer 9a. Position signal θ and torque command T
A real observer 9b that provides a real estimated position θb and a real estimated speed ωb based on the above, and a feedback based on the simulated estimated position θr, the simulated estimated speed ωr, the real estimated position θb, and the real estimated speed ωb. A feedback controller 9c for providing a torque command Tb, and a torque command synthesizer 9d for providing a torque command T based on the feedback torque command Tb and the simulated torque Tm are provided. According to the electric motor position control device of the second aspect of the present invention, in addition to the effects and advantages of the electric motor position control device of the first aspect of the present invention, a smoother torque command T can be obtained. Therefore, the load machine 1 can be operated more smoothly.
【０００６】第３の発明の電動機位置制御装置は、前記
実制御部９が前記模擬位置θｍと模擬トルクTｍに基づ
いて模擬推定位置θｒと模擬推定速度ωｒとを提供する
模擬オブザーバ９ａと、前記位置信号θとトルク指令Ｔ
とに基づいて実推定位置θｂと実推定速度ωｂと実推定
外乱ｄｂとを提供する実オブザーバ９ｅと、前記模擬推
定位置θｒと前記模擬推定速度ωｒと前記実推定位置θ
ｂと前記実推定速度ωｂとに基づいてフィードバックト
ルク指令Ｔｂを提供するフィードバックコントローラ９
ｃと、前記フィードバックトルク指令Ｔｂと前記模擬ト
ルクTｍと実推定外乱ｄｂとに基づいてトルク指令Ｔを
提供するトルク指令合成器９ｆとを備えたことを特徴と
するものである。第３の発明の電動機位置制御装置によ
れば、上述第２の発明の電動機位置制御装置の作用及び
効果があると共に、更に、実推定位置θｂの応答が位置
信号θにより一致することができる。よって、フィード
バックコントローラの制御ゲインｋｐ、ｋｉ、ｋｖをよ
り高く設定することができるので、より強いフィードバ
ック特性が得られる。すなわち、多少のモデリング誤差
が存在しても、負荷機械１応答を位置指令θrefにより
一致させることができる。また、実推定外乱ｄｂを直接
補償することによって、電動機駆動装置に存在している
外乱に対して、より効率的に抑制することができるの
で、負荷機械１応答をより高速化することができる。In the electric motor position control device of the third invention, the actual control section 9 provides a simulated observer 9a for providing a simulated estimated position θr and a simulated estimated speed ωr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm, and the simulated observer 9a. Position signal θ and torque command T
A real observer 9e that provides a real estimated position θb, a real estimated velocity ωb, and a real estimated disturbance db based on the above, and the simulated estimated position θr, the simulated estimated velocity ωr, and the actual estimated position θ.
Feedback controller 9 for providing a feedback torque command Tb based on b and the actual estimated speed ωb
c, a torque command synthesizer 9f that provides a torque command T based on the feedback torque command Tb, the simulated torque Tm, and the actual estimated disturbance db. According to the electric motor position control device of the third aspect of the present invention, in addition to the actions and effects of the electric motor position control device of the second aspect of the present invention, the response of the actual estimated position θb can be matched by the position signal θ. Therefore, the control gains kp, ki, kv of the feedback controller can be set higher, and stronger feedback characteristics can be obtained. That is, even if there is some modeling error, the response of the load machine 1 can be matched with the position command θref. Further, by directly compensating for the actual estimated disturbance db, the disturbance existing in the motor drive device can be suppressed more efficiently, so that the response of the load machine 1 can be made faster.
【０００７】第４の発明の電動機位置制御装置は、前記
実制御部９が前記模擬位置θｍと模擬トルクTｍに基づ
いて模擬推定位置θｒと模擬推定速度ωｒと模擬推定外
乱ｄｒとを提供する模擬オブザーバ９ｇと、前記位置信
号θとトルク指令Ｔとに基づいて実推定位置θｂと実推
定速度ωｂと実推定外乱ｄｂとを提供する実オブザーバ
９ｅと、前記模擬推定位置θｒと前記模擬推定速度ωｒ
と前記実推定位置θｂと前記実推定速度ωｂとに基づい
てフィードバックトルク指令Ｔｂを提供するフィードバ
ックコントローラ９ｃと、前記フィードバックトルク指
令Ｔｂと前記模擬トルクTｍと実推定外乱ｄｂと模擬推
定外乱ｄｒとに基づいてトルク指令Ｔを提供するトルク
指令合成器９ｈとを備えたことを特徴とするものであ
る。第４の発明の電動機位置制御装置によれば、上述第
３の発明の電動機位置制御装置の作用及び効果があると
共に、更に、模擬オブザーバと実オブザーバと存在して
いるモデリング誤差による実推定外乱ｄｂの過推定成分
を引き取りこととなる。よって、より高速に負荷機械１
を駆動する際に、現れやすい振動などをより効率的に抑
制でき、負荷機械１応答を位置指令θrefにより一致さ
せることができるIn the electric motor position control device according to the fourth aspect of the present invention, the actual control section 9 provides a simulated estimated position θr, a simulated estimated speed ωr, and a simulated estimated disturbance dr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm. An observer 9g, an actual observer 9e that provides an actual estimated position θb, an actual estimated speed ωb, and an actual estimated disturbance db based on the position signal θ and the torque command T, the simulated estimated position θr, and the simulated estimated speed ωr.
And a feedback controller 9c that provides a feedback torque command Tb based on the actual estimated position θb and the actual estimated speed ωb, the feedback torque command Tb, the simulated torque Tm, the actual estimated disturbance db, and the simulated estimated disturbance dr. And a torque command synthesizer 9h that provides a torque command T based on the torque command T. According to the electric motor position control device of the fourth invention, in addition to the operation and effect of the electric motor position control device of the third invention, the actual estimated disturbance db due to the modeling error existing between the simulated observer and the actual observer. The overestimated component of is taken over. Therefore, the load machine 1 can operate at higher speed.
When driving the motor, it is possible to more efficiently suppress vibrations that tend to appear and to match the response of the load machine 1 with the position command θref.
【０００８】第５の発明の電動機位置制御装置は、前記
フィードバックコントローラ９ｃが前記模擬推定位置θ
ｒと前記実推定位置θｂとに基づいて位置誤差ｅｐを提
供する減算器９ｃ１と、前記模擬推定速度ωｒと前記実
推定速度ωｂとに基づいて速度誤差ｅｖを提供する減算
器９ｃ２と、前記位置誤差ｅｐに基づいて位置比例制御
トルク指令Ｔｂｐを提供する位置比例制御器９ｃ３と、
前記位置誤差ｅｐに基づいて位置積分制御トルク指令Ｔ
ｂiを提供する位置積分制御器９ｃ４と、前記速度誤差
ｅｖに基づいて速度比例制御トルク指令Ｔｂｖを提供す
る速度比例制御器９ｃ５と、前記位置比例制御トルク指
令Ｔｂｐと前記位置積分制御トルク指令Ｔｂiと前記速
度比例制御トルク指令Ｔｂｖとに基づいてフィードバッ
クトルク指令Ｔｂを提供する加算器９ｃ６とを備えたこ
とを特徴とするものである。第５の発明の電動機位置制
御装置によれば、上述第２〜４の発明の電動機位置制御
装置の作用及び効果があると共に、更に、模擬モデル１
０に多少のモデリング誤差が存在する場合も、θｂ
（ｋ）を常にθｒ（ｋ）に一致させることができる。よ
って、より高速に負荷機械１を駆動する際に、負荷機械
１の応答に現れやすい遅れなどをより効率的に抑制で
き、負荷機械１応答を位置指令θrefにより高精度で一
致させることができる。In the electric motor position control device according to the fifth aspect of the invention, the feedback controller 9c causes the simulated estimated position .theta.
a subtracter 9c1 that provides a position error ep based on r and the actual estimated position θb; a subtracter 9c2 that provides a speed error ev based on the simulated estimated speed ωr and the actual estimated speed ωb; A position proportional controller 9c3 that provides a position proportional control torque command Tbp based on the error ep,
A position integration control torque command T based on the position error ep
position integral controller 9c4 that provides bi, speed proportional controller 9c5 that provides speed proportional control torque command Tbv based on speed error ev, position proportional control torque command Tbp, and position integral control torque command Tbi. And an adder 9c6 which provides a feedback torque command Tb based on the speed proportional control torque command Tbv. According to the electric motor position control device of the fifth invention, in addition to the actions and effects of the electric motor position control device of the second to fourth inventions, the simulation model 1 is further provided.
Even if there is some modeling error in 0, θb
(K) can always be matched with θr (k). Therefore, when the load machine 1 is driven at a higher speed, it is possible to more efficiently suppress a delay that tends to appear in the response of the load machine 1 and to match the response of the load machine 1 with the position command θref with high accuracy.
【０００９】第６の発明の電動機位置制御装置は、前記
模擬コントローラ８と、模擬モデル１０と、前記実制御
部９とが複数のプロセッサで構成される手段を備えたこ
とを特徴とするものである。第６の発明の電動機位置制
御装置によれば、上述第１〜５の発明の電動機位置制御
装置の作用及び効果があると共に、更に、模擬コントロ
ーラ８、模擬モデル１０と、実制御部９とでより複雑な
演算ができ、電動機駆動装置６の特性に合わせて模擬モ
デル１０をより精密に構築することができる。また、模
擬コントローラ８、模擬モデル１０との動作を高速で行
うことにより、実指令θrefに対して、より高速な模擬
位置θｍを得ることができるので、より高速な位置信号
θの応答が得られる。すなわち、負荷機械１をより高
速、より高精度で駆動することができる。The electric motor position control device of the sixth invention is characterized in that the simulation controller 8, the simulation model 10, and the actual control unit 9 are provided with means constituted by a plurality of processors. is there. According to the electric motor position control device of the sixth invention, in addition to the actions and effects of the electric motor position control device of the first to fifth inventions, the simulated controller 8, the simulated model 10, and the actual control section 9 are further provided. More complicated calculations can be performed, and the simulation model 10 can be constructed more accurately according to the characteristics of the electric motor drive device 6. Further, by performing the operation with the simulation controller 8 and the simulation model 10 at a high speed, it is possible to obtain a higher speed simulated position θm with respect to the actual command θref, so that a faster response of the position signal θ is obtained. . That is, the load machine 1 can be driven at higher speed and higher accuracy.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施の形態の電
動機位置制御装置について図１に基づいて説明する。図
１に示すように、この実施の形態の電動機位置制御装置
は、位置指令θrefを提供する指令発生器７と、トルク
指令Ｔに従って電力Vを提供する動力変換回路４と、伝
達機構２を介して、負荷機械１を駆動する電動機３と、
電動機の位置信号θを提供する実観測５とから構成され
ている電動機駆動装置６に対して、前記位置指令θref
と前記位置信号θとに基づいて所望なトルク指令Tを提
供する電動機位置制御装置であって、前記トルク指令Ｔ
から前記負荷機械１の位置までの伝達特性をすくなくと
も４回の積分演算を含む所定の関数演算で近似し、前記
トルク指令Ｔに基づいてすくなくとも模擬負荷位置θL
と模擬負荷速度ωLと模擬ねじり位置θｓと模擬ねじり
速度ωｓとを含む模擬状態量Xと、模擬電動機位置θm
と、を提供する模擬モデル１０と、前記位置指令θref
と前記模擬状態量Xとに基づいて、模擬トルクTｍを提供
する模擬コントローラ８と、前記模擬トルクTｍと前記
位置信号θと前記模擬電動機位置θmとに基づいてトル
ク指令Tを提供する実制御部９とから構成されている。
電動機駆動装置６は、負荷機械１と、伝達機構２と、電
動機３と、動力変換回路４と、実観測器５とから構成さ
れている。また、負荷機械１はテーブルやリニアスライ
ダなどのようなアクチュエータである。伝達機構２はボ
ールネジなどのような固定装置や減速機構である。電動
機３は回転モータやリニアモータである。動力変換回路
４はPWMインバータなどのような動力電圧または電流制
御装置である。実観測器５はエンコーダやリニアスケー
ルのような位置センサである。指令発生器７は従来装置
のものと同一に構成される。模擬モデル１０は、模擬ト
ルクTｍに基づいて、次のように、模擬位置θｍと模擬
負荷位置θLと模擬負荷速度ωLと模擬ねじり位置θｓと
模擬ねじり速度ωｓとを提供する。ただし、Jmは第１等
価慣性モーメントであり、JLは第２等価慣性モーメント
であり、Kcは電動機駆動装置６の等価ばね常数であり、
ωｍは模擬速度である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An electric motor position control device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the electric motor position control device of this embodiment includes a command generator 7 that provides a position command θref, a power conversion circuit 4 that provides electric power V according to a torque command T, and a transmission mechanism 2. And an electric motor 3 for driving the load machine 1,
The position command θref is sent to the electric motor drive device 6 which is composed of an actual observation 5 which provides a position signal θ of the electric motor.
And a position signal θ and a desired torque command T based on the position signal θ.
To the position of the load machine 1 are approximated by a predetermined function calculation including at least four integral calculations, and based on the torque command T, at least the simulated load position θL
And a simulated state quantity X including the simulated load speed ωL, the simulated torsion position θs, and the simulated torsion speed ωs, and the simulated motor position θm
And the position command θref
And a simulated controller 8 that provides a simulated torque Tm based on the simulated state quantity X, and an actual control unit that provides a torque command T based on the simulated torque Tm, the position signal θ, and the simulated motor position θm. It is composed of 9 and 9.
The electric motor drive device 6 includes a load machine 1, a transmission mechanism 2, an electric motor 3, a power conversion circuit 4, and an actual observer 5. The load machine 1 is an actuator such as a table or a linear slider. The transmission mechanism 2 is a fixing device such as a ball screw or a reduction mechanism. The electric motor 3 is a rotary motor or a linear motor. The power conversion circuit 4 is a power voltage or current control device such as a PWM inverter. The real observer 5 is a position sensor such as an encoder or a linear scale. The command generator 7 has the same structure as that of the conventional device. The simulation model 10 provides the simulation position θm, the simulation load position θL, the simulation load speed ωL, the simulation torsion position θs, and the simulation torsion speed ωs based on the simulation torque Tm as follows. Where Jm is the first equivalent moment of inertia, JL is the second equivalent moment of inertia, Kc is the equivalent spring constant of the motor drive device 6,
ωm is a simulated speed.
【００１１】 θL（ｋ+1）＝θL（ｋ）+ωL（ｋ）*Ts+ Tｋ（ｋ）*Ts*Ts*0.5／JL （９） ωL（ｋ+1）＝ωｍ（ｋ）+ Tｋ（ｋ）*Ts／JL （１０） θｍ（ｋ+1）＝θｍ（ｋ）+ω（ｋ）*Ts +（Tｍ（ｋ）−Tｋ（ｋ））*Ts*Ts*0.5／Jm （１１） ωｍ（ｋ+1）＝ωｍ（ｋ）+（Tｍ（ｋ）−Tｋ（ｋ））*Ts／Jm （１２） θｓ（ｋ）＝θｍ（ｋ）−θL（ｋ） （１３） ωｓ（ｋ）＝ωｍ（ｋ）−ωL（ｋ） （１４） Tｋ（ｋ）＝Kc*θｓ（ｋ） （１５）[0011] θL (k + 1) = θL (k) + ωL (k) * Ts + Tk (k) * Ts * Ts * 0.5 / JL (9) ωL (k + 1) = ωm (k) + Tk (k) * Ts / JL (10) θm (k + 1) = θm (k) + ω (k) * Ts + (Tm (k) -Tk (k)) * Ts * Ts * 0.5 / Jm (11) ωm (k + 1) = ωm (k) + (Tm (k) −Tk (k)) * Ts / Jm (12) θs (k) = θm (k) −θL (k) (13) ωs (k) = ωm (k) −ωL (k) (14) Tk (k) = Kc * θs (k) (15)
【００１２】模擬コントローラ８は、位置指令θrefと
模擬負荷位置θLと模擬負荷速度ωLと模擬ねじり位置θ
ｓと模擬ねじり速度ωｓとに基づいて、次のように、模
擬トルクTｍを提供する。ただし、ｋｐｆ、ｋｖｆ、ｋ
ｐｓ、ｋｖｓは制御ゲインである。また、ｋｐｆ、ｋｖ
ｆ、ｋｐｓ、ｋｖｓの設定は、極配置で設計すればよ
い。
Tｍ（ｋ）＝（ｋｐｆ*（θref（ｋ）−θL（ｋ））−ωL（ｋ））*ｋｖｆ
−ｋｐｓ*θｓ（ｋ）−ｋｖｓ*ωｓ（ｋ） （１６）The simulated controller 8 includes a position command θref, a simulated load position θL, a simulated load speed ωL, and a simulated torsion position θ.
Based on s and the simulated torsion speed ωs, the simulated torque Tm is provided as follows. However, kpf, kvf, k
ps and kvs are control gains. Also, kpf, kv
The settings of f, kps, and kvs may be designed by pole arrangement. Tm (k) = (kpf * (θref (k) −θL (k)) − ωL (k)) * kvf−kps * θs (k) −kvs * ωs (k) (16)
【００１３】実制御部９は、位置信号θと前記模擬位置
θｍと前記模擬トルクTｍとに基づいて、次のように、
トルク指令Tを提供する。ただし、ｋｐ、ｋｉ、ｋｖは
制御ゲインであり、ｓ微分演算子である。ｋｐ、ｋｖ、
ｋｉをフィードバックループが安定となるように、極配
置で設定すればよい。
Tｂ（ｋ）＝ｋｐ*（θｍ（ｋ）−θ（ｋ））
＋ｋｉ*∫（θｍ（ｋ）−θ（ｋ））ｄｔ＋ｋｖ*（θｍ（ｋ）−θ（ｋ）
−θｍ（ｋ−1）+θ（ｋ−1）） （１７）
Ｔ（ｋ）＝Tｂ（ｋ）＋Tｍ（ｋ+1） （１８）
よって、電動機駆動装置６の応答特性が（９）〜（１
５）式と等価的なものであれば、
θ（ｋ）＝θｍ（ｋ） （１９）
θ（ｋ−１）＝θｍ（ｋ−１） （２０）
となる。よって、Tb（ｋ）は電動機駆動装置６の一定外
乱に相当する定数となるので、Ｔ（ｋ）の動特性はTｍ
（ｋ+1）と同一となる。従って、
θ（ｋ+1）＝θｍ（ｋ+1） （２１）
が成立する。Based on the position signal θ, the simulated position θm, and the simulated torque Tm, the actual control section 9 calculates as follows.
Provides the torque command T. However, kp, ki, and kv are control gains and are s differential operators. kp, kv,
It suffices to set ki in a pole arrangement so that the feedback loop is stable. Tb (k) = kp * (θm (k) −θ (k)) + ki * ∫ (θm (k) −θ (k)) dt + kv * (θm (k) −θ (k) −θm (k−1) ) + Θ (k−1)) (17) T (k) = Tb (k) + Tm (k + 1) (18) Therefore, the response characteristics of the motor drive device 6 are (9) to (1).
If it is equivalent to the expression (5), then θ (k) = θm (k) (19) θ (k−1) = θm (k−1) (20). Therefore, Tb (k) is a constant corresponding to the constant disturbance of the motor drive device 6, and the dynamic characteristic of T (k) is Tm.
It is the same as (k + 1). Therefore, θ (k + 1) = θm (k + 1) (21) holds.
【００１４】従って、この実施の形態によれば、（１
６）式に示すフィードバック演算を行う際に、現在の時
刻の物理量θ（ｋ）、θｍ（ｋ）と前時刻の物理量θ
（ｋ−1）、θｍ（ｋ−1）を利用しているので、模擬モ
デル１０の応答特性が、電動機駆動装置６の応答特性と
一致する場合、オーバーシュートなどを生じないことを
実現できる。また、従来技術で存在していた速度信号ω
の時間遅れによる制御ゲインの限界の低下という問題が
解決されている。更に、模擬コントローラ８と模擬モデ
ル１０とからなるフィードフォワード制御系からは、模
擬位置θｍ及び模擬トルクTｍのみを実制御部９に提供
すればよいので、信号の通信量を減らした。よって、よ
り少ない配線で実現でき、コスト削減につながるような
効果もある。また、模擬コントローラ８は、模擬モデル
１０の模擬負荷位置θLが指令通りに動作するように設
計されたものであるので、模擬負荷位置θLには振動や
オーバーシュートなどを生じないことを実現できる。よ
って、模擬モデル１０の応答特性が、電動機駆動装置６
の応答特性と一致する場合、負荷機械１は位置指令θre
fと同様な応答特性が得られる。Therefore, according to this embodiment, (1
When performing the feedback calculation shown in Equation 6), the physical quantities θ (k) and θm (k) at the current time and the physical quantity θ at the previous time
Since (k−1) and θm (k−1) are used, when the response characteristic of the simulation model 10 matches the response characteristic of the electric motor drive device 6, it can be realized that overshoot or the like does not occur. In addition, the velocity signal ω
The problem of lowering the limit of control gain due to the time delay of is solved. Further, since the feedforward control system including the simulation controller 8 and the simulation model 10 needs to provide only the simulated position θm and the simulated torque Tm to the actual control unit 9, the amount of signal communication is reduced. Therefore, there is an effect that it can be realized with less wiring, leading to cost reduction. Further, since the simulated controller 8 is designed so that the simulated load position θL of the simulated model 10 operates as instructed, it is possible to realize that the simulated load position θL does not generate vibration or overshoot. Therefore, the response characteristic of the simulation model 10 is
If the response characteristics of the load machine 1 match the position command θre
The same response characteristics as f can be obtained.
【００１５】この発明の第２の実施の形態の電動機位置
制御装置について図２に基づいて説明する。図２に示す
ように、この実施の形態の電動機位置制御装置は、前記
実制御部９が、前記模擬位置θｍと模擬トルクTｍに基
づいて模擬推定位置θｒと模擬推定速度ωｒとを提供す
る模擬オブザーバ９ａと、前記位置信号θとトルク指令
Ｔとに基づいて実推定位置θｂと実推定速度ωｂとを提
供する実オブザーバ９ｂと、前記模擬推定位置θｒと前
記模擬推定速度ωｒと前記実推定位置θｂと前記実推定
速度ωｂとに基づいてフィードバックトルク指令Ｔｂを
提供するフィードバックコントローラ９ｃと、前記フィ
ードバックトルク指令Ｔｂと前記模擬トルクTｍとに基
づいてトルク指令Ｔを提供するトルク指令合成器９ｄと
から構成されている。模擬オブザーバ９ａは、模擬位置
θｍと模擬トルクTｍとに基づいて、次のように、模擬
推定位置θｒと模擬推定速度ωｒとを提供する。ただ
し、L1、L2はオブザーバゲインであり、極配置設計すれ
ばよい。A motor position control device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in the electric motor position control device of this embodiment, the actual control unit 9 provides a simulated estimated position θr and a simulated estimated speed ωr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm. An observer 9a, an actual observer 9b that provides an actual estimated position θb and an actual estimated speed ωb based on the position signal θ and the torque command T, the simulated estimated position θr, the simulated estimated speed ωr, and the actual estimated position. From a feedback controller 9c that provides a feedback torque command Tb based on θb and the actual estimated speed ωb, and a torque command synthesizer 9d that provides a torque command T based on the feedback torque command Tb and the simulated torque Tm. It is configured. The simulated observer 9a provides the simulated estimated position θr and the simulated estimated speed ωr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm as follows. However, L1 and L2 are observer gains, and it is sufficient to design pole arrangement.
【００１６】
θｒ（ｋ）＝θｒ（ｋ−１）＋ωｒ（ｋ−１）*Ts
+Tm（ｋ−１）*Ts * Ts*0.5/（Jm+ＪＬ）
+L１*（θｍ（ｋ）−θｒ（ｋ−１）） （２２）
ωｒ（ｋ）＝ωｒ（ｋ−１）+Tm（ｋ−１）*Ts /（Jm+ＪＬ）
+L２*（θｍ（ｋ）−θｒ（ｋ−１）） （２３）
実オブザーバ９ｂは、トルク指令Ｔと位置信号θとに基
づいて、次のように、実推定位置θｂと実推定速度ωｂ
とを提供する。
θｂ（ｋ）＝θｂ（ｋ−１）＋ωｂ（ｋ−１）*Ts
+T（ｋ−１）*Ts * Ts*0.5/（Jm+ＪＬ）
+L１*（θ（ｋ）−θｂ（ｋ−１）） （２４）
ωｂ（ｋ）＝ωｂ（ｋ−１）+T（ｋ−１）*Ts /（Jm+ＪＬ）
+L２*（θ（ｋ）−θｂ（ｋ−１）） （２５）Θr (k) = θr (k−1) + ωr (k−1) * Ts + Tm (k−1) * Ts * Ts * 0.5 / (Jm + JL) + L1 * (θm (k) − θr (k−1)) (22) ωr (k) = ωr (k−1) + Tm (k−1) * Ts / (Jm + JL) + L2 * (θm (k) −θr (k−1) )) (23) Based on the torque command T and the position signal θ, the actual observer 9b calculates the actual estimated position θb and the actual estimated speed ωb as follows.
And provide. θb (k) = θb (k−1) + ωb (k−1) * Ts + T (k−1) * Ts * Ts * 0.5 / (Jm + JL) + L1 * (θ (k) −θb (k −1)) (24) ωb (k) = ωb (k−1) + T (k−1) * Ts / (Jm + JL) + L2 * (θ (k) −θb (k−1)) ( 25)
【００１７】フィードバックコントローラ９ｃは、実推
定位置θｂと実推定速度ωｂと模擬推定位置θｒと模擬
推定速度ωｒとに基づいて、次のように、フィードバッ
クトルク指令Ｔｂを提供する。
Tｂ（ｋ）＝ｋｐ*（θｒ（ｋ）−θｂ（ｋ））
＋ｋｖ*（ωｒ（ｋ）−ωｂ（ｋ）） （２６）
トルク指令合成器９ｄは、フィードバックトルク指令Ｔ
ｂと模擬トルクTｍとに基づいて、次のように、トルク
指令Ｔを提供する。
Ｔ（ｋ）＝Tｂ（ｋ）+ Tm（ｋ+１） （２７）
従って、この実施の形態によれば、上述第１の実施の作
用及び効果があると共に、更に、次の作用及び効果もあ
る。フィードバックトルク指令Ｔｂを生成する際に、差
分演算を利用していないので、より滑らかなトルク指令
Ｔを得ることができる。よって、負荷機械１をより滑ら
かに動作させることができる。The feedback controller 9c provides a feedback torque command Tb as follows based on the actual estimated position θb, the actual estimated speed ωb, the simulated estimated position θr and the simulated estimated speed ωr. Tb (k) = kp * (θr (k) −θb (k)) + kv * (ωr (k) −ωb (k)) (26) The torque command synthesizer 9d uses the feedback torque command T
Based on b and the simulated torque Tm, the torque command T is provided as follows. T (k) = Tb (k) + Tm (k + 1) (27) Therefore, according to this embodiment, in addition to the actions and effects of the first embodiment, the following actions and effects are also provided. is there. Since the difference calculation is not used when the feedback torque command Tb is generated, a smoother torque command T can be obtained. Therefore, the load machine 1 can be operated more smoothly.
【００１８】この発明の第３の実施の形態の電動機位置
制御装置について図３に基づいて説明する。図３に示す
ように、この実施の形態の電動機位置制御装置は、前記
実制御部９が、前記模擬位置θｍと模擬トルクTｍに基
づいて模擬推定位置θｒと模擬推定速度ωｒとを提供す
る模擬オブザーバ９ａと、前記位置信号θとトルク指令
Ｔとに基づいて実推定位置θｂと実推定速度ωｂと実推
定外乱ｄｂとを提供する実オブザーバ９ｅと、前記模擬
推定位置θｒと前記模擬推定速度ωｒと前記実推定位置
θｂと前記実推定速度ωｂとに基づいてフィードバック
トルク指令Ｔｂを提供するフィードバックコントローラ
９ｃと、前記フィードバックトルク指令Ｔｂと前記模擬
トルクTｍと実推定外乱ｄｂとに基づいてトルク指令Ｔ
を提供するトルク指令合成器９ｆとから構成されてい
る。実オブザーバ９ｅは、トルク指令Ｔと位置信号θと
に基づいて、次のように、実推定位置θｂと実推定速度
ωｂと実推定外乱ｄｂとを提供する。ただし、L３はオ
ブザーバゲインであり、実オブザーバ９ｅが安定するよ
うに設計すればよい。An electric motor position control device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, in the electric motor position control device of this embodiment, the actual control unit 9 provides a simulated estimated position θr and a simulated estimated speed ωr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm. The observer 9a, the actual observer 9e that provides the actual estimated position θb, the actual estimated speed ωb, and the actual estimated disturbance db based on the position signal θ and the torque command T, the simulated estimated position θr, and the simulated estimated speed ωr. And a feedback controller 9c that provides a feedback torque command Tb based on the actual estimated position θb and the actual estimated speed ωb, and a torque command T based on the feedback torque command Tb, the simulated torque Tm, and the actual estimated disturbance db.
And a torque command synthesizer 9f that provides The actual observer 9e provides the actual estimated position θb, the actual estimated speed ωb, and the actual estimated disturbance db based on the torque command T and the position signal θ as follows. However, L3 is an observer gain and may be designed so that the actual observer 9e is stable.
【００１９】
θｂ（ｋ）＝θｂ（ｋ−１）＋ωｂ（ｋ−１）*Ts
+（T（ｋ−１）+ｄｂ（ｋ−１））*Ts * Ts*0.5/（Jm+ＪＬ）
+L１*（θ（ｋ）−θｂ（ｋ−１）） （２８）
ωｂ（ｋ）＝ωｂ（ｋ−１）
+（T（ｋ−１）+ｄｂ（ｋ−１））*Ts /（Jm+ＪＬ）
+L２*（θ（ｋ）−θｂ（ｋ−１）） （２９）
ｄｂ（ｋ）＝ｄｂ（ｋ−１）+L３*（θ（ｋ）−θｂ（ｋ−１））（３０）
トルク指令合成器９ｆは、フィードバックトルク指令Ｔ
ｂと模擬トルクTｍと実推定外乱ｄｂとに基づいて、次
のように、トルク指令Ｔを提供する。
Ｔ（ｋ）＝Tｂ（ｋ）+ Tm（ｋ+１）−ｄｂ（ｋ） （３１）Θb (k) = θb (k−1) + ωb (k−1) * Ts + (T (k−1) + db (k−1)) * Ts * Ts * 0.5 / (Jm + JL) + L1 * (θ (k) −θb (k−1)) (28) ωb (k) = ωb (k−1) + (T (k−1) + db (k−1)) * Ts / ( Jm + JL) + L2 * (θ (k) −θb (k−1)) (29) db (k) = db (k−1) + L3 * (θ (k) −θb (k−1)) (30) The torque command synthesizer 9f uses the feedback torque command T
Based on b, the simulated torque Tm, and the actual estimated disturbance db, the torque command T is provided as follows. T (k) = Tb (k) + Tm (k + 1) -db (k) (31)
【００２０】従って、この実施の形態によれば、上述第
２の実施の作用及び効果があると共に、更に、次の作用
及び効果もある。実オブザーバ９ｅに実推定外乱ｄｂを
導入することによって、実推定位置θｂの応答が位置信
号θにより一致することができる。よって、フィードバ
ックコントローラの制御ゲインｋｐ、ｋｉ、ｋｖをより
高く設定することができるので、より強いフィードバッ
ク特性が得られる。すなわち、多少のモデリング誤差が
存在しても、負荷機械１応答を位置指令θrefにより一
致させることができる。また、実推定外乱ｄｂを直接補
償することによって、電動機駆動装置に存在している外
乱に対して、より効率的に抑制することができるので、
負荷機械１応答をより高速化することができる。Therefore, according to this embodiment, in addition to the operation and effect of the second embodiment, the following operation and effect are also provided. By introducing the actual estimated disturbance db to the actual observer 9e, the response of the actual estimated position θb can be matched with the position signal θ. Therefore, the control gains kp, ki, kv of the feedback controller can be set higher, and stronger feedback characteristics can be obtained. That is, even if there is some modeling error, the response of the load machine 1 can be matched with the position command θref. Further, by directly compensating the actual estimated disturbance db, it is possible to more efficiently suppress the disturbance existing in the electric motor drive device.
The response of the load machine 1 can be made faster.
【００２１】この発明の第４の実施の形態の電動機位置
制御装置について図４に基づいて説明する。図４に示す
ように、この実施の形態の電動機位置制御装置は、前記
実制御部９が、前記模擬位置θｍと模擬トルクTｍに基
づいて模擬推定位置θｒと模擬推定速度ωｒと模擬推定
外乱ｄｒとを提供する模擬オブザーバ９ｇと、前記位置
信号θとトルク指令Ｔとに基づいて実推定位置θｂと実
推定速度ωｂと実推定外乱ｄｂとを提供する実オブザー
バ９ｅと、前記模擬推定位置θｒと前記模擬推定速度ω
ｒと前記実推定位置θｂと前記実推定速度ωｂとに基づ
いてフィードバックトルク指令Ｔｂを提供するフィード
バックコントローラ９ｃと、前記フィードバックトルク
指令Ｔｂと前記模擬トルクTｍと実推定外乱ｄｂと模擬
推定外乱ｄｒとに基づいてトルク指令Ｔを提供するトル
ク指令合成器９ｈとから構成されている。模擬オブザー
バ９ｇは、模擬トルクTｍと模擬位置θｍとに基づい
て、次のように、模擬推定位置θｒと模擬推定速度ωｒ
と模擬推定外乱ｄｒとを提供する。An electric motor position control device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, in the electric motor position control device of this embodiment, the actual control unit 9 causes the simulated estimated position θr, the simulated estimated speed ωr, and the simulated estimated disturbance dr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm. And a simulated observer 9e that provides the actual estimated position θb, the actual estimated speed ωb, and the actual estimated disturbance db based on the position signal θ and the torque command T, and the simulated estimated position θr. The simulated estimated speed ω
A feedback controller 9c that provides a feedback torque command Tb based on r, the actual estimated position θb, and the actual estimated speed ωb, the feedback torque command Tb, the simulated torque Tm, the actual estimated disturbance db, and the simulated estimated disturbance dr. And a torque command synthesizer 9h that provides a torque command T based on the above. Based on the simulated torque Tm and the simulated position θm, the simulated observer 9g calculates the simulated estimated position θr and the simulated estimated speed ωr as follows.
And a simulated estimated disturbance dr.
【００２２】
θｒ（ｋ）＝θｒ（ｋ−１）＋ωｒ（ｋ−１）*Ts
+（Tm（ｋ−１）＋ｄｒ（ｋ−１））*Ts * Ts*0.5/（Jm+ＪＬ）
+L１*（θｍ（ｋ）−θｒ（ｋ−１）） （３２）
ωｒ（ｋ）＝ωｒ（ｋ−１）+（Tm（ｋ−１）＋ｄｒ（ｋ−１））
*Ts /（Jm+ＪＬ）+L２*（θｍ（ｋ）−θｒ（ｋ−１）） （３３）
ｄｒ（ｋ）＝ｄｒ（ｋ−１）+L３*（θｍ（ｋ）−θｒ（ｋ−１））（３４）
トルク指令合成器９ｈは、フィードバックトルク指令Ｔ
ｂと模擬トルクTｍと実推定外乱ｄｂとに基づいて、次
のように、トルク指令Ｔを提供する。
Ｔ（ｋ）＝Tｂ（ｋ）+ Tm（ｋ+１）−ｄｂ（ｋ）+ｄｒ（ｋ） （３５）Θr (k) = θr (k−1) + ωr (k−1) * Ts + (Tm (k−1) + dr (k−1)) * Ts * Ts * 0.5 / (Jm + JL) + L1 * (θm (k) −θr (k−1)) (32) ωr (k) = ωr (k−1) + (Tm (k−1) + dr (k−1)) * Ts / (Jm + JL) + L2 * (θm (k) −θr (k−1)) (33) dr (k) = dr (k−1) + L3 * (θm (k) −θr (k−1)) (34 ) The torque command synthesizer 9h uses the feedback torque command T
Based on b, the simulated torque Tm, and the actual estimated disturbance db, the torque command T is provided as follows. T (k) = Tb (k) + Tm (k + 1) -db (k) + dr (k) (35)
【００２３】従って、この実施の形態によれば、上述第
３の実施の作用及び効果があると共に、更に、次の作用
及び効果もある。実推定外乱ｄｂから模擬推定外乱ｄｒ
を減算することによって、模擬オブザーバと実オブザー
バと存在しているモデリング誤差による実推定外乱ｄｂ
の過推定成分を引き取りこととなる。よって、より高速
に負荷機械１を駆動する際に、現れやすい振動などをよ
り効率的に抑制でき、負荷機械１応答を位置指令θref
により一致させることができる。Therefore, according to this embodiment, in addition to the actions and effects of the above-described third embodiment, the following actions and effects are also provided. From the actual estimated disturbance db to the simulated estimated disturbance dr
By subtracting the actual estimated disturbance db due to the modeling error existing between the simulated observer and the actual observer.
The overestimated component of is taken over. Therefore, when driving the load machine 1 at a higher speed, it is possible to more efficiently suppress vibrations that are likely to appear, and the response of the load machine 1 to the position command θref.
Can be matched by.
【００２４】この発明の第５の実施の形態の電動機位置
制御装置について図５に基づいて説明する。図５に示す
ように、この実施の形態の電動機位置制御装置は、前記
フィードバックコントローラ９ｃが、前記模擬推定位置
θｒと前記実推定位置θｂとに基づいて位置誤差ｅｐを
提供する減算器９ｃ１と、前記模擬推定速度ωｒと前記
実推定速度ωｂとに基づいて速度誤差ｅｖを提供する減
算器９ｃ２と、前記位置誤差ｅｐに基づいて位置比例制
御トルク指令Ｔｂｐを提供する位置比例制御器９ｃ３
と、前記位置誤差ｅｐに基づいて位置積分制御トルク指
令Ｔｂiを提供する位置積分制御器９ｃ４と、前記速度
誤差ｅｖに基づいて速度比例制御トルク指令Ｔｂｖを提
供する速度比例制御器９ｃ５と、前記位置比例制御トル
ク指令Ｔｂｐと前記位置積分制御トルク指令Ｔｂiと前
記速度比例制御トルク指令Ｔｂｖとに基づいてフィード
バックトルク指令Ｔｂを提供する加算器９ｃ６とから構
成されている。An electric motor position control device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, in the motor position control device of this embodiment, the feedback controller 9c includes a subtracter 9c1 that provides a position error ep based on the simulated estimated position θr and the actual estimated position θb. A subtractor 9c2 that provides a speed error ev based on the simulated estimated speed ωr and the actual estimated speed ωb, and a position proportional controller 9c3 that provides a position proportional control torque command Tbp based on the position error ep.
A position integration controller 9c4 that provides a position integration control torque command Tbi based on the position error ep; a speed proportional controller 9c5 that provides a speed proportional control torque command Tbv based on the speed error ev; It is composed of an adder 9c6 which provides a feedback torque command Tb based on the proportional control torque command Tbp, the position integration control torque command Tbi, and the speed proportional control torque command Tbv.
【００２５】減算器９ｃ１で、位置誤差ｅｐを次のよう
に生成する。
ｅｐ（ｋ）＝θｒ（ｋ）−θｂ（ｋ） （３６）
減算器９ｃ２で、速度誤差ｅｖを次のように生成する。
ｅｖ（ｋ）＝ωｒ（ｋ）−ωｂ（ｋ） （３７）
位置比例制御器９ｃ３は、位置誤差ｅｐに基づいて、次
のように、位置比例制御トルク指令Ｔｂｐを提供する。
Ｔｂｐ（ｋ）＝ｋｐ*ｅｐ（ｋ） （３８）
速度比例制御器９ｃ５は、速度誤差ｅｖに基づいて、次
のように、速度比例制御トルク指令Ｔｂｖを提供する。
Ｔｂｖ（ｋ）＝ｋｖ*ｅｖ（ｋ） （３９）
位置積分制御器９ｃ４は、位置誤差ｅｐに基づいて、次
のように、位置積分制御トルク指令Ｔｂiを提供する。
Ｔｂi（ｋ）＝Ｔｂi（ｋ−１）+ｋｉ*（θｒ（ｋ）−θｂ（ｋ））(４０）
加算器９ｃ６で、次のように、フィードバックトルク指
令Ｔｂを生成する。
Ｔｂ（ｋ）＝Ｔｂi（ｋ）+Ｔｂｖ（ｋ）+Ｔｂｐ（ｋ） （４１）The subtractor 9c1 generates the position error ep as follows. ep (k) = θr (k) −θb (k) (36) The subtractor 9c2 generates the velocity error ev as follows. ev (k) = ωr (k) −ωb (k) (37) The position proportional controller 9c3 provides the position proportional control torque command Tbp as follows based on the position error ep. Tbp (k) = kp * ep (k) (38) The speed proportional controller 9c5 provides the speed proportional control torque command Tbv as follows based on the speed error ev. Tbv (k) = kv * ev (k) (39) The position integration controller 9c4 provides the position integration control torque command Tbi as follows based on the position error ep. Tbi (k) = Tbi (k-1) + ki * ([theta] r (k)-[theta] b (k)) (40) The adder 9c6 generates the feedback torque command Tb as follows. Tb (k) = Tbi (k) + Tbv (k) + Tbp (k) (41)
【００２６】従って、この実施の形態によれば、上述第
２〜４の実施の作用及び効果があると共に、更に、次の
作用及び効果もある。位置積分制御器９ｃ４を導入する
ことによって、模擬モデル１０に多少のモデリング誤差
が存在する場合も、θｂ（ｋ）を常にθｒ（ｋ）に一致
させることができる。よって、より高速に負荷機械１を
駆動する際に、負荷機械１の応答に現れやすい遅れなど
をより効率的に抑制でき、負荷機械１応答を位置指令θ
refにより高精度で一致させることができる。Therefore, according to this embodiment, in addition to the actions and effects of the above-described second to fourth embodiments, the following actions and effects are also provided. By introducing the position integration controller 9c4, θb (k) can always be made to coincide with θr (k) even when the simulation model 10 has some modeling error. Therefore, when the load machine 1 is driven at a higher speed, it is possible to more efficiently suppress the delay that is likely to appear in the response of the load machine 1, and to make the response to the load machine 1 the position command θ.
It is possible to match with high precision by ref.
【００２７】上述実施例に示す模擬コントローラ８、模
擬モデル１０と、実制御部９とをそれぞれのプロセッサ
で構成することが容易に実現できる。この実施の形態に
よれば、第１〜５の実施の形態の作用と効果があると共
に、更に、模擬コントローラ８、模擬モデル１０と、実
制御部９とをそれぞれのプロセッサで構成することによ
り、模擬コントローラ８、模擬モデル１０と、実制御部
９とでより複雑な演算ができ、電動機駆動装置６の特性
に合わせて模擬モデル１０をより精密に構築することが
できる。また、模擬コントローラ８、模擬モデル１０と
の動作を高速で行うことにより、実指令θrefに対し
て、より高速な模擬位置θｍを得ることができるので、
より高速な位置信号θの応答が得られる。すなわち、負
荷機械１をより高速、より高精度で駆動することができ
る。It is possible to easily realize that the simulation controller 8, the simulation model 10 and the actual control unit 9 shown in the above-mentioned embodiment are constituted by respective processors. According to this embodiment, in addition to the actions and effects of the first to fifth embodiments, the simulation controller 8, the simulation model 10, and the actual control unit 9 are configured by respective processors. The simulation controller 8, the simulation model 10, and the actual control unit 9 can perform more complicated calculation, and the simulation model 10 can be constructed more precisely according to the characteristics of the electric motor drive device 6. Further, by performing the operations of the simulation controller 8 and the simulation model 10 at high speed, it is possible to obtain a higher simulation position θm with respect to the actual command θref.
A faster response of the position signal θ can be obtained. That is, the load machine 1 can be driven at higher speed and higher accuracy.
【００２８】[0028]
【発明の効果】請求項１記載の電動機位置制御方法によ
れば、（１６）式に示すフィードバック演算を行う際
に、現在の時刻の物理量θ（ｋ）、θｍ（ｋ）と前時刻
の物理量θ（ｋ−1）、θｍ（ｋ−1）を利用しているの
で、模擬モデル１０の応答特性が、電動機駆動装置６の
応答特性と一致する場合、オーバーシュートなどを生じ
ないことを実現できる。また、従来技術で存在していた
速度信号ωの時間遅れによる制御ゲインの限界の低下と
いう問題が解決されている。更に、模擬コントローラ８
と模擬モデル１０とからなるフィードフォワード制御系
からは、模擬位置θｍ及び模擬トルクTｍのみを実制御
部９に提供すればよいので、信号の通信量を減らした。
よって、より少ない配線で実現でき、コスト削減につな
がるような効果もある。また、模擬コントローラ８は、
模擬モデル１０の模擬負荷位置θLが指令通りに動作す
るように設計されたものであるので、模擬負荷位置θL
には振動やオーバーシュートなどを生じないことを実現
できる。よって、模擬モデル１０の応答特性が、電動機
駆動装置６の応答特性と一致する場合、負荷機械１は位
置指令θrefと同様な応答特性が得られる。請求項２記
載の電動機位置制御方法によれば、請求項１の作用と効
果があると共に、更に、フィードバックトルク指令Ｔｂ
を生成する際に、差分演算を利用していないので、より
滑らかなトルク指令Ｔを得ることができる。よって、負
荷機械１をより滑らかに動作させることができる。請求
項３記載の電動機位置制御方法によれば、請求項２の作
用と効果があると共に、更に、実オブザーバ９ｅに実推
定外乱ｄｂを導入することによって、実推定位置θｂの
応答が位置信号θにより一致することができる。よっ
て、フィードバックコントローラの制御ゲインｋｐ、ｋ
ｉ、ｋｖをより高く設定することができるので、より強
いフィードバック特性が得られる。すなわち、多少のモ
デリング誤差が存在しても、負荷機械１応答を位置指令
θrefにより一致させることができる。また、実推定外
乱ｄｂを直接補償することによって、電動機駆動装置に
存在している外乱に対して、より効率的に抑制すること
ができるので、負荷機械１応答をより高速化することが
できる。請求項４記載の電動機位置制御方法によれば、
請求項３の作用と効果があると共に、更に、実推定外乱
ｄｂから模擬推定外乱ｄｒを減算することによって、模
擬オブザーバと実オブザーバと存在しているモデリング
誤差による実推定外乱ｄｂの過推定成分を引き取りこと
となる。よって、より高速に負荷機械１を駆動する際
に、現れやすい振動などをより効率的に抑制でき、負荷
機械１応答を位置指令θrefにより一致させることがで
きる。請求項５記載の電動機位置制御方法によれば、請
求項２〜４の作用と効果があると共に、更に、位置積分
制御器９ｃ４を導入することによって、模擬モデル１０
に多少のモデリング誤差が存在する場合も、θｂ（ｋ）
を常にθｒ（ｋ）に一致させることができる。よって、
より高速に負荷機械１を駆動する際に、負荷機械１の応
答に現れやすい遅れなどをより効率的に抑制でき、負荷
機械１応答を位置指令θrefにより高精度で一致させる
ことができる。請求項６記載の電動機位置制御装置によ
れば、請求項１〜５の作用と効果があると共に、更に、
模擬コントローラ８、模擬モデル１０と、実制御部９と
をそれぞれのプロセッサで構成することにより、模擬コ
ントローラ８、模擬モデル１０と、実制御部９とでより
複雑な演算ができ、電動機駆動装置６の特性に合わせて
模擬モデル１０をより精密に構築することができる。ま
た、模擬コントローラ８、模擬モデル１０との動作を高
速で行うことにより、実指令θrefに対して、より高速
な模擬位置θｍを得ることができるので、より高速な位
置信号θの応答が得られる。すなわち、負荷機械１をよ
り高速、より高精度で駆動することができる。According to the electric motor position control method of the first aspect, the physical quantities θ (k), θm (k) at the current time and the physical quantity at the previous time are calculated when the feedback calculation shown in the equation (16) is performed. Since θ (k−1) and θm (k−1) are used, when the response characteristic of the simulation model 10 matches the response characteristic of the motor drive device 6, it can be realized that overshoot or the like does not occur. . In addition, the problem that the limit of the control gain is lowered due to the time delay of the speed signal ω that has been present in the prior art has been solved. Furthermore, the simulated controller 8
Since the feedforward control system including the simulation model 10 and the simulation model 10 needs to provide only the simulated position θm and the simulated torque Tm to the actual control unit 9, the amount of signal communication is reduced.
Therefore, there is an effect that it can be realized with less wiring, leading to cost reduction. In addition, the simulated controller 8
Since the simulated load position θL of the simulated model 10 is designed to operate as instructed, the simulated load position θL
It is possible to realize that there is no vibration or overshoot. Therefore, when the response characteristic of the simulation model 10 matches the response characteristic of the electric motor drive device 6, the load machine 1 obtains the same response characteristic as the position command θref. According to the electric motor position control method of claim 2, in addition to the operation and effect of claim 1, the feedback torque command Tb is further provided.
Since a difference calculation is not used when generating, a smoother torque command T can be obtained. Therefore, the load machine 1 can be operated more smoothly. According to the electric motor position control method of claim 3, in addition to the action and effect of claim 2, by further introducing the actual estimated disturbance db to the actual observer 9e, the response of the actual estimated position θb is the position signal θ. Can be matched by. Therefore, the control gains kp, k of the feedback controller
Since i and kv can be set higher, stronger feedback characteristics can be obtained. That is, even if there is some modeling error, the response of the load machine 1 can be matched with the position command θref. Further, by directly compensating for the actual estimated disturbance db, the disturbance existing in the motor drive device can be suppressed more efficiently, so that the response of the load machine 1 can be made faster. According to the electric motor position control method of claim 4,
In addition to the action and effect of claim 3, by further subtracting the simulated estimated disturbance dr from the actual estimated disturbance db, the over-estimated component of the simulated estimated disturbance db due to the modeling error existing between the simulated observer and the actual observer is calculated. It will be taken over. Therefore, when the load machine 1 is driven at a higher speed, it is possible to more efficiently suppress vibrations that are likely to appear, and match the response of the load machine 1 with the position command θref. According to the electric motor position control method of the fifth aspect, in addition to the effects and advantages of the second to fourth aspects, by introducing the position integration controller 9c4, the simulation model 10 can be obtained.
Even if there is some modeling error in, θb (k)
Can always match θr (k). Therefore,
When driving the load machine 1 at a higher speed, it is possible to more efficiently suppress a delay that is likely to appear in the response of the load machine 1, and to match the response of the load machine 1 with the position command θref with high accuracy. According to the electric motor position control device of claim 6, in addition to the actions and effects of claims 1 to 5,
By configuring the simulation controller 8, the simulation model 10, and the actual control unit 9 by respective processors, more complicated calculation can be performed by the simulation controller 8, the simulation model 10, and the actual control unit 9, and the motor drive device 6 The simulated model 10 can be constructed more precisely according to the characteristics of. Further, by performing the operation with the simulation controller 8 and the simulation model 10 at a high speed, it is possible to obtain a higher speed simulated position θm with respect to the actual command θref, so that a faster response of the position signal θ is obtained. . That is, the load machine 1 can be driven at higher speed and higher accuracy.
【図１】この発明の第1の実施の形態の電動機位置制御
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric motor position control device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の第２の実施の形態の電動機位置制御
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electric motor position control device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第３の実施の形態の電動機位置制御
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an electric motor position control device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】この発明の第４の実施の形態の電動機位置制御
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electric motor position control device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】この発明の第５の実施の形態の電動機位置制御
装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an electric motor position control device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】従来の電動機位置制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional electric motor position control device.
１ 負荷機械 ２ 伝達機構 ３ 電動機 ４ 動力変換回路 ５ 実観測器 ６ 電動機駆動装置 ７ 指令発生器 ８ 模擬コントローラ ９ 実制御部 ９ａ 模擬オブザーバ ９ｂ 実オブザーバ ９ｃ フィードバックコントローラ ９ｃ１ 減算器 ９ｃ２ 減算器 ９ｃ３ 位置比例制御器 ９ｃ４ 位置積分制御器 ９ｃ５ 速度比例制御部 ９ｃ６ 加算器 ９ｄ トルク指令合成器 ９ｅ 実オブザーバ ９ｆ トルク指令合成器 ９ｇ 模擬オブザーバ ９ｈ トルク指令合成器 １０ 模擬モデル ２０ フィードフォワード信号演算回路 ２１ フィードバック制御回路 ２２ トルク制御回路 ２３ 実観測器 ２４ 電動機駆動装置 1 load machine 2 transmission mechanism 3 electric motor 4 power conversion circuit 5 real observers 6 Electric motor drive 7 Command generator 8 simulated controller 9 Actual control unit 9a Simulated observer 9b Real observer 9c Feedback controller 9c1 subtractor 9c2 subtractor 9c3 Position proportional controller 9c4 Position integral controller 9c5 Speed proportional control unit 9c6 adder 9d Torque command synthesizer 9e Real observer 9f Torque command synthesizer 9g Simulated observer 9h Torque command synthesizer 10 simulated model 20 Feedforward signal calculation circuit 21 Feedback control circuit 22 Torque control circuit 23 Real Observer 24 Electric motor drive
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H004 GA03 GA05 GA07 GA08 GA16 GA35 GB16 GB20 HA07 HB07 JA02 JB21 JB22 KA32 KA72 KB02 KB04 KB16 KB32 KB33 KC24 KC27 LA02 MA38 5H550 AA18 BB08 BB10 DD03 DD04 DD06 GG01 GG05 JJ03 JJ04 LL01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 5H004 GA03 GA05 GA07 GA08 GA16 GA35 GB16 GB20 HA07 HB07 JA02 JB21 JB22 KA32 KA72 KB02 KB04 KB16 KB32 KB33 KC24 KC27 LA02 MA38 5H550 AA18 BB08 BB10 DD03 DD04 DD06 GG01 GG05 JJ03 JJ04 LL01
Claims (6)
と、トルク指令Ｔに従って電力Vを提供する動力変換回
路４と、伝達機構２を介して、負荷機械１を駆動する電
動機３と、電動機の位置信号θを提供する実観測器５と
から構成されている電動機駆動装置６に対して、前記位
置指令θrefと前記位置信号θとに基づいて所望なトル
ク指令Tを提供する電動機位置制御装置において、 前記トルク指令Ｔから前記負荷機械１の位置までの伝達
特性をすくなくとも４回の積分演算を含む所定の関数演
算で近似し、前記トルク指令Ｔに基づいてすくなくとも
模擬負荷位置θLと模擬負荷速度ωLと模擬ねじり位置θ
ｓと模擬ねじり速度ωｓとを含む模擬状態量Xと、模擬
電動機位置θmとを提供する模擬モデル１０と、 前記位置指令θrefと前記模擬状態量Xとに基づいて、模
擬トルクTｍを提供する模擬コントローラ８と、 前記模擬トルクTｍと前記位置信号θと前記模擬電動機
位置θmとに基づいてトルク指令Tを提供する実制御部９
とを備えたことを特徴とする電動機位置制御装置。1. A command generator 7 for providing a position command θref.
And a power conversion circuit 4 that provides electric power V according to the torque command T, an electric motor 3 that drives the load machine 1 via the transmission mechanism 2, and an actual observer 5 that provides a position signal θ of the electric motor. In the electric motor position control device that provides the desired torque command T based on the position command θref and the position signal θ to the electric motor drive device 6, the torque from the torque command T to the position of the load machine 1 is increased. The transfer characteristic is approximated by a predetermined function calculation including at least four integral calculations, and based on the torque command T, at least the simulated load position θL, the simulated load speed ωL, and the simulated torsion position θ.
s and the simulated state quantity X including the simulated torsion speed ωs, and the simulated model 10 that provides the simulated electric motor position θm, and the simulation that provides the simulated torque Tm based on the position command θref and the simulated state quantity X. A controller 8 and an actual controller 9 that provides a torque command T based on the simulated torque Tm, the position signal θ, and the simulated electric motor position θm.
An electric motor position control device comprising:
模擬トルクTｍに基づいて模擬推定位置θｒと模擬推定
速度ωｒとを提供する模擬オブザーバ９ａと、前記位置
信号θとトルク指令Ｔとに基づいて実推定位置θｂと実
推定速度ωｂとを提供する実オブザーバ９ｂと、 前記模擬推定位置θｒと前記模擬推定速度ωｒと前記実
推定位置θｂと前記実推定速度ωｂとに基づいてフィー
ドバックトルク指令Ｔｂを提供するフィードバックコン
トローラ９ｃと、 前記フィードバックトルク指令Ｔｂと前記模擬トルクT
ｍとに基づいてトルク指令Ｔを提供するトルク指令合成
器９ｄとを備えたことを特徴とする請求項１記載の電動
機位置制御装置。2. The actual control section 9 provides a simulated observer 9a for providing a simulated estimated position θr and a simulated estimated speed ωr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm, the position signal θ and the torque command T. An actual observer 9b that provides an actual estimated position θb and an actual estimated speed ωb based on the above, and a feedback torque based on the simulated estimated position θr, the simulated estimated speed ωr, the actual estimated position θb, and the actual estimated speed ωb. A feedback controller 9c that provides a command Tb, the feedback torque command Tb, and the simulated torque T
The electric motor position control device according to claim 1, further comprising a torque command synthesizer 9d that provides a torque command T based on m.
模擬トルクTｍに基づいて模擬推定位置θｒと模擬推定
速度ωｒとを提供する模擬オブザーバ９ａと、前記位置
信号θとトルク指令Ｔとに基づいて実推定位置θｂと実
推定速度ωｂと実推定外乱ｄｂとを提供する実オブザー
バ９ｅと、 前記模擬推定位置θｒと前記模擬推定速度ωｒと前記実
推定位置θｂと前記実推定速度ωｂとに基づいてフィー
ドバックトルク指令Ｔｂを提供するフィードバックコン
トローラ９ｃと、 前記フィードバックトルク指令Ｔｂと前記模擬トルクT
ｍと実推定外乱ｄｂとに基づいてトルク指令Ｔを提供す
るトルク指令合成器９ｆとを備えたことを特徴とする請
求項１記載の電動機位置制御装置。3. The actual control unit 9 provides a simulated observer 9a for providing a simulated estimated position θr and a simulated estimated speed ωr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm, the position signal θ and the torque command T. A real observer 9e that provides a real estimated position θb, a real estimated velocity ωb, and a real estimated disturbance db based on the above, the simulated estimated position θr, the simulated estimated velocity ωr, the real estimated position θb, and the real estimated velocity ωb. A feedback controller 9c for providing a feedback torque command Tb based on the feedback torque command Tb and the simulated torque T
The motor position control device according to claim 1, further comprising a torque command combiner 9f that provides a torque command T based on m and the actual estimated disturbance db.
模擬トルクTｍに基づいて模擬推定位置θｒと模擬推定
速度ωｒと模擬推定外乱ｄｒとを提供する模擬オブザー
バ９ｇと、前記位置信号θとトルク指令Ｔとに基づいて
実推定位置θｂと実推定速度ωｂと実推定外乱ｄｂとを
提供する実オブザーバ９ｅと、 前記模擬推定位置θｒと前記模擬推定速度ωｒと前記実
推定位置θｂと前記実推定速度ωｂとに基づいてフィー
ドバックトルク指令Ｔｂを提供するフィードバックコン
トローラ９ｃと、 前記フィードバックトルク指令Ｔｂと前記模擬トルクT
ｍと実推定外乱ｄｂと模擬推定外乱ｄｒとに基づいてト
ルク指令Ｔを提供するトルク指令合成器９ｈとを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の電動機位置制御装置。4. The simulated observer 9g for providing the simulated estimated position θr, the simulated estimated speed ωr and the simulated estimated disturbance dr based on the simulated position θm and the simulated torque Tm, and the position signal θ. A real observer 9e that provides a real estimated position θb, a real estimated speed ωb, and a real estimated disturbance db based on the torque command T, the simulated estimated position θr, the simulated estimated speed ωr, the actual estimated position θb, and the real estimated position θb. A feedback controller 9c that provides a feedback torque command Tb based on the actual estimated speed ωb, the feedback torque command Tb, and the simulated torque T
The electric motor position control device according to claim 1, further comprising: a torque command combiner 9h that provides a torque command T based on m, the actual estimated disturbance db, and the simulated estimated disturbance dr.
が、前記模擬推定位置θｒと前記実推定位置θｂとに基
づいて位置誤差ｅｐを提供する減算器９ｃ１と、前記模
擬推定速度ωｒと前記実推定速度ωｂとに基づいて速度
誤差ｅｖを提供する減算器９ｃ２と、 前記位置誤差ｅｐに基づいて位置比例制御トルク指令Ｔ
ｂｐを提供する位置比例制御器９ｃ３と、 前記位置誤差ｅｐに基づいて位置積分制御トルク指令Ｔ
ｂiを提供する位置積分制御器９ｃ４と、 前記速度誤差ｅｖに基づいて速度比例制御トルク指令Ｔ
ｂｖを提供する速度比例制御器９ｃ５と、 前記位置比例制御トルク指令Ｔｂｐと前記位置積分制御
トルク指令Ｔｂiと前記速度比例制御トルク指令Ｔｂｖ
とに基づいてフィードバックトルク指令Ｔｂを提供する
加算器９ｃ６とを備えたことを特徴とする請求項２から
４のうちいずれか１項記載の電動機位置制御装置。5. The feedback controller 9c
Is a subtracter 9c1 that provides a position error ep based on the simulated estimated position θr and the actual estimated position θb, and a subtractor that provides a velocity error ev based on the simulated estimated speed ωr and the actual estimated speed ωb. And a position proportional control torque command T based on the position error ep.
position proportional controller 9c3 that provides bp, and position integral control torque command T based on the position error ep.
position integral controller 9c4 that provides bi, and speed proportional control torque command T based on the speed error ev.
speed proportional controller 9c5 that provides bv, the position proportional control torque command Tbp, the position integral control torque command Tbi, and the speed proportional control torque command Tbv
The electric motor position control device according to any one of claims 2 to 4, further comprising an adder 9c6 that provides a feedback torque command Tb based on the following.
１０と、前記実制御部９とが複数のプロセッサで構成さ
れる手段を備えたことを特徴とする請求項１から５のう
ちいずれか１項記載の電動機位置制御装置。6. The simulation controller 8, the simulation model 10, and the actual control unit 9 are provided with a unit including a plurality of processors. The motor position control device described.
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