JP2005278225A - Controller and controlling method of rotator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control rotation of a rotator easily to a target rotational state in feedback control. <P>SOLUTION: During feedforward control of a motor B, rotational position of motors A and B is detected and then the rotational speed is detected from the rotational position thus detected (72). Positional error Δθ<SB>p</SB>is detected from the rotational position of the motors A and B and speed error Δω is detected from the rotational speed of the motors A and B (74). The ratio δ of the positional error Δθ<SB>p</SB>and the speed error Δω is operated (76). A decision is made whether the δ falls within a predetermined range where a rotational state can be feedback controlled to a target state without inverting the sign of torque during feedforward control (78). If the δ falls within the predetermined range, a maximum torque is estimated (80) and switching is made to feedback control (84, 86) if the estimated maximum torque falls within an allowable range (82; Y). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回転体制御装置及び方法にかかり、特に、フィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、フィード・バック制御に切り替えて、回転体の回転状態を目標回転状態に制御する回転体制御装置及び方法に関する。   The present invention relates to a rotating body control device and method, and in particular, a rotating body that performs feed-forward control, switches from the feed-forward control to feed-back control, and controls the rotating state of the rotating body to a target rotating state. The present invention relates to a control apparatus and method.

近年、ハイブリッド自動車(HV)のさらなる高効率化達成のため、様々な検討がなされている。例えば、動力の伝達要素の接続・開放には一般にクラッチが用いられるが、摩擦材や油圧を用いた従来のクラッチ機構は燃費低下の要因ともなり得策ではない。   In recent years, various studies have been made to achieve higher efficiency of hybrid vehicles (HV). For example, a clutch is generally used for connecting / disconnecting a power transmission element. However, a conventional clutch mechanism using a friction material or hydraulic pressure is not a good measure because it causes a reduction in fuel consumption.

そこで、クラッチ機構として、ドグクラッチ(噛み合いクラッチ)の導入が考えられる。ドグクラッチはドク歯同士が噛み合って結合するため、油圧による押しつけ力を必要とせず、また、滑べりによる損失がないという特長をもつ。この一方、入出力軸の状態をうまく同期させないと、係合時に衝撃トルクが発生したり、ドク歯を破損したり、する虞がある。   Therefore, it is conceivable to introduce a dog clutch (meshing clutch) as a clutch mechanism. Since the dog clutch meshes and connects the dog teeth, it does not require a pressing force due to hydraulic pressure and has no loss due to sliding. On the other hand, if the state of the input / output shafts is not synchronized well, there is a risk of impact torque being generated at the time of engagement, or the teeth of the dog being damaged.

そこで、例えば、変速機構における噛み合いの対象となるドク歯の一方のドク歯の回転速度が、他方のドク歯の回転速度まで近づくように、フィードフォワード制御し、その後、ドク歯の噛み合い位置が正確に係合するように、フィードバック制御することを試みる。   Therefore, for example, feedforward control is performed so that the rotation speed of one of the dog teeth to be engaged in the speed change mechanism approaches the rotation speed of the other dog tooth, and then the engagement position of the dog teeth is accurate. Attempt to feedback control to engage.

図12に簡単な例として、速度同期後に位置制御を行なった例を示す。ここでは、参照モータ(モータA)の速度を12rad/sとし、制御の対象となるモータ(モータB)を180rad/s(1720rpm)の速度から急減速して、なるべく早い時間で同期させる例を示した。   FIG. 12 shows an example in which position control is performed after speed synchronization as a simple example. In this example, the speed of the reference motor (motor A) is 12 rad / s, and the motor (motor B) to be controlled is suddenly decelerated from the speed of 180 rad / s (1720 rpm) and synchronized as quickly as possible. Indicated.

すなわち、180rad/s(1720rpm)の速度のモータBに、図12(C)に示すように、逆トルク(−12Nm)をかけて、図12(A)に示すように、モータBの回転速度を、モータAの速度(12rad/s)に近づけ、モータBの速度がモータAの速度に一致したところで、フィードフォワード制御からフィードバック制御に切り替えている。このように、フィードバック制御に切り替えているので、図12(B)に示すように、位置誤差は位置制御開始(フィードバック制御への切替時)後、滑らかに収束している。   That is, as shown in FIG. 12 (C), reverse torque (−12 Nm) is applied to the motor B at a speed of 180 rad / s (1720 rpm), and the rotational speed of the motor B as shown in FIG. 12 (A). Is moved closer to the speed of motor A (12 rad / s), and when the speed of motor B matches the speed of motor A, the feedforward control is switched to the feedback control. Thus, since the control is switched to the feedback control, as shown in FIG. 12B, the position error converges smoothly after the start of the position control (when switching to the feedback control).

しかし、モータBの速度がモータAの速度に一致してもドク歯の噛み合い位置に位置誤差があると、この位置誤差を減少させる必要があるため、モータBの速度を一旦上昇させなければならない。すなわち、図12(C)に示すように、位置制御開始(フィードバック制御への切替時)後に、それまでのトルクの符号を反転(−から+)させて、モータBの速度を上昇させて、位置誤差を収束させるように、モータBを制御している。   However, even if the speed of motor B matches the speed of motor A, if there is a position error in the meshing position of the dog teeth, it is necessary to reduce this position error, so the speed of motor B must be increased once . That is, as shown in FIG. 12C, after starting position control (when switching to feedback control), the sign of the torque so far is reversed (from-to +) to increase the speed of motor B, The motor B is controlled to converge the position error.

このように、モータA、Bの速度が一致した後、モータBの速度を再加速するのは無駄な動作であり、結果的に同期時間を延ばすことになる。また、トルクの符号を反転させる大きなトルク変動も、音、振動の発生要因となる。   As described above, after the speeds of the motors A and B coincide with each other, it is a useless operation to re-accelerate the speed of the motor B. As a result, the synchronization time is extended. Further, a large torque fluctuation that reverses the sign of the torque becomes a cause of sound and vibration.

そこで、速度の一致前において位置誤差が所定量となったときに、フィードフォワード制御からフィードバック制御に切り替える制御システムが提案されている(非特許文献1参照。)。
電学論D、118巻7/8号、平成10年、「モード切り替え制御による高速、高精度位置決め制御システム」
Therefore, a control system has been proposed that switches from feedforward control to feedback control when the position error reaches a predetermined amount before the speed matches (see Non-Patent Document 1).
Electrical Engineering D, Vol. 118, No. 7/8, 1998, “High-speed, high-accuracy positioning control system by mode switching control”

しかしながら、上記制御システムでは、モータBの回転状態が、モータBの回転位置がモータAの回転位置に正確に制御できる状態がどうか判断していないので、切り替え後のフィードバック制御が複雑である。すなわち、フィードフォワード制御からフィードバック制御に切り替えたときの制御モデルのパラメータを種々用意しておかなければならない。   However, in the control system, since it is not determined whether the rotational state of the motor B can accurately control the rotational position of the motor B to the rotational position of the motor A, the feedback control after switching is complicated. That is, it is necessary to prepare various parameters of the control model when switching from feedforward control to feedback control.

本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、フィード・バック制御において回転体の回転状態を目標回転状態に容易に制御することの可能な回転体制御装置及び方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described facts, and an object of the present invention is to provide a rotating body control device and method capable of easily controlling the rotating state of a rotating body to a target rotating state in feedback control.

上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、第1の回転体の回転状態を検出する第1の検出手段と、第2の回転体の回転状態を検出する第2の検出手段と、前記第1の回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記第1の検出手段により検出された前記第1の回転体の回転状態、前記第2の検出手段により検出された前記第2の回転体の回転状態から定まる目標回転状態、及び前記第1の回転体に発生するトルクと回転状態とにより予め定まるフィード・バック制御モデルに基づいて前記第1の回転体に発生するトルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記第1の回転体の回転状態を該目標回転状態に制御する制御手段と、を備えた回転体制御装置であって、前記制御手段は、前記フィード・フォワード制御中に、前記第1の検出手段により検出された前記第1の回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a first detection means for detecting the rotation state of the first rotating body and a second detection means for detecting the rotation state of the second rotating body. A predetermined torque is generated in the first rotating body to perform feed-forward control, and from the feed-forward control, the rotation state of the first rotating body detected by the first detecting means, the first Based on a target rotation state determined from the rotation state of the second rotating body detected by the two detection means, and a feedback control model determined in advance by the torque and rotation state generated in the first rotating body. And a control means for controlling the rotation state of the first rotating body to the target rotation state by switching to feedback control for changing the torque generated in the first rotating body. The The control means detects that the rotation state of the first rotating body detected by the first detection means during the feed-forward control does not reverse the sign of the torque during the feed-forward control. It is determined whether or not the state is within a predetermined range in which feedback control can be performed to the target rotational state, and when the rotational state is determined to be within the predetermined range, It is characterized by switching to feedback control.

すなわち、本発明は、第1の回転体の回転状態を検出する第1の検出手段と、第2の回転体の回転状態を検出する第2の検出手段と、前記第1の回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記第1の検出手段により検出された前記第1の回転体の回転状態、前記第2の検出手段により検出された前記第2の回転体の回転状態から定まる目標回転状態、及び前記第1の回転体に発生するトルクと回転状態とにより予め定まるフィード・バック制御モデルに基づいて前記第1の回転体に発生するトルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記第1の回転体の回転状態を該目標回転状態に制御する制御手段と、を備えた回転体制御装置である。   That is, the present invention provides a first detection means for detecting the rotation state of the first rotating body, a second detection means for detecting the rotation state of the second rotating body, and a predetermined amount for the first rotating body. Torque is generated to perform feed-forward control, and from the feed-forward control, the rotation state of the first rotating body detected by the first detection means, and the first detection detected by the second detection means. Torque generated in the first rotating body based on a target rotation state determined from the rotating state of the second rotating body and a feedback control model determined in advance by the torque and rotating state generated in the first rotating body. And a control unit that controls the rotation state of the first rotator to the target rotation state by switching to the feedback control to be changed.

なお、最短時間で同期するには所定トルクを第1の回転体の許容される最大トルクにすることが望ましいが、これに限定されるものではない。   In order to synchronize in the shortest time, it is desirable to set the predetermined torque to the maximum allowable torque of the first rotating body, but it is not limited to this.

上記第1の検出手段は第1の回転体の回転状態を検出し、第2の検出手段は第2の回転体の回転状態を検出する。   The first detecting means detects the rotational state of the first rotating body, and the second detecting means detects the rotating state of the second rotating body.

制御手段は、前記第1の回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記第1の回転体に発生するトルクと回転状態とにより予め定まる制御モデル、前記第1の検出手段により検出された前記第1の回転体の回転状態、及び前記第2の検出手段により検出された前記第2の回転体の回転状態から定まる目標回転状態に基づいて前記第1の回転体に発生するトルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記第1の回転体の回転状態を該目標回転状態に制御する
この場合、フィード・フォワード制御からフィード・バック制御にむやみに切り替えると、第1の回転体の回転状態を該目標回転状態に制御することができないおそれがある。また、フィード・フォワード制御中に第1の回転体に発生するトルクの符号が、フィード・バック制御に切り替えて、反転すると、第1の回転体に音、振動が発生するおそれもある。
The control means generates a predetermined torque in the first rotating body to perform feed-forward control, and a control model determined in advance by the torque generated in the first rotating body and the rotation state from the feed-forward control, Based on the rotation state of the first rotating body detected by the first detection means and the target rotation state determined from the rotation state of the second rotating body detected by the second detection means. Switching to the feedback control that changes the torque generated in one rotating body, and controlling the rotation state of the first rotating body to the target rotation state. In this case, it is not possible to change from the feed forward control to the feedback control. If switched to, the rotation state of the first rotating body may not be controlled to the target rotation state. Further, if the sign of the torque generated in the first rotating body during the feed-forward control is switched to the feed-back control and reversed, sound and vibration may be generated in the first rotating body.

そこで、本発明では、前記制御手段は、前記フィード・フォワード制御中に、前記第1の検出手段により検出された前記第1の回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えるようにしている。   Therefore, in the present invention, the control means, during the feed-forward control, indicates that the rotation state of the first rotating body detected by the first detection means indicates the sign of torque during the feed-forward control. It is determined whether or not the rotation state is within a predetermined range in which the rotation state can be feedback-controlled to the target rotation state without reversing, and when the rotation state is determined to be within the predetermined range, The feed-forward control is switched to the feed-back control.

このように、フィード・フォワード制御中に、前記第1の回転体の回転状態が前記制御モデルに基づいて前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えているので、切り替え後は、制御モデルに基づいて第1の回転体を制御すればよく、フィード・バック制御において第1の回転体の回転状態を目標回転状態に容易に制御することができる。   Thus, during the feed-forward control, it is determined whether the rotation state of the first rotating body is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state based on the control model, and the rotation state Is switched from the feed-forward control to the feed-back control when it is determined that it is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state. The rotating body may be controlled, and the rotation state of the first rotating body can be easily controlled to the target rotation state in the feedback control.

なお、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えても、フィード・フォワード制御中のトルクが大きく反転しないので、トルクの反転に伴って第1の回転体に生ずる音や振動も防止することができる。   Note that even if the feed-forward control is switched to the feed-back control, the torque during the feed-forward control is not largely reversed, so that the sound and vibration generated in the first rotating body due to the torque reversal are prevented. be able to.

ここで、請求項2のように、前記第1の検出手段は、前記第1の回転体の回転位置を検出し、前記制御手段は、前記検出された回転位置及び該回転位置に基づいて定まる回転速度の少なくとも一方と、前記目標回転状態と、に基づいて、前記回転状態態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断するようにしてもよい。   Here, as in claim 2, the first detection means detects the rotational position of the first rotating body, and the control means is determined based on the detected rotational position and the rotational position. Based on at least one of the rotation speeds and the target rotation state, it may be determined whether or not the rotation state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state.

すなわち、例えば、制御手段は、前記検出された回転位置と目標回転状態に基づいて定まる目標回転位置との関係、例えば、位置誤差、回転速度と目標回転状態に基づいて定まる目標回転速度との関係、例えば、速度誤差、及び、位置誤差と速度誤差との関係、例えば、比に基づいて、前記回転状態態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断するようにしてもよい。   That is, for example, the control means may have a relationship between the detected rotational position and a target rotational position determined based on the target rotational state, for example, a relationship between a position error, a rotational speed and a target rotational speed determined based on the target rotational state. For example, based on the speed error and the relationship between the position error and the speed error, for example, the ratio, it is determined whether or not the rotational state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotational state. May be.

なお、上記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲は、前記制御モデルの制御パラメータに基づいて定められる。   The predetermined range that can be controlled to the target rotation state is determined based on the control parameter of the control model.

ところで、フィード・バック制御に切り替え後、制御モデルに基づいて無制限にトルクを変化できるわけではなく、第1の回転体等から定まる許容範囲内である必要がある。   By the way, after switching to the feedback control, the torque cannot be changed without limitation based on the control model, and needs to be within an allowable range determined from the first rotating body or the like.

そこで、請求項5のように、前記制御手段は、前記前記フィード・バック制御に切り替え後に必要となるトルクの最大値を推定し、前記推定されたトルクの最大値が予め定まる許容範囲内であるか否かを判断し、前記推定されたトルクの最大値が前記予め定まる許容範囲内であると判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えるようにしてもよい。   Therefore, as in claim 5, the control means estimates the maximum value of torque required after switching to the feedback control, and the estimated maximum value of the torque is within a predetermined allowable range. It is also possible to switch from the feed-forward control to the feed-back control when it is determined that the estimated maximum value of the torque is within the predetermined allowable range.

この場合、第1の回転体に負荷トルクがかかっているとき、これも無視すると、トルクが許容範囲を超えることにもなる。   In this case, when the load torque is applied to the first rotating body, if this is also ignored, the torque may exceed the allowable range.

そこで、請求項6のように、前記制御手段は、前記第1の回転体に負荷トルクがかかっている場合には、前記推定されたトルクの最大値と前記負荷トルクとの和が予め定まる許容範囲内であるか否かを判断し、前記和が前記予め定まる許容範囲内であると判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えるようにしてもよい。   Therefore, as described in claim 6, when the load torque is applied to the first rotating body, the control means allows the predetermined sum of the maximum value of the estimated torque and the load torque to be determined in advance. It may be determined whether it is within a range, and when it is determined that the sum is within the predetermined allowable range, the feed / forward control may be switched to the feedback control.

なお、請求項7のように、前記制御手段は、前記フィード・フォワード制御において、前記第1の回転体の回転速度を、前記目標回転状態に基づいて定まる目標回転速度に近づけ、前記フィード・バック制御において、前記第1の回転体の回転位置を、前記目標回転状態に基づいて定まる目標回転位置に近づける。   According to a seventh aspect of the present invention, in the feed-forward control, the control means brings the rotation speed of the first rotating body close to a target rotation speed determined based on the target rotation state, and the feedback / feedback control. In the control, the rotational position of the first rotating body is brought close to a target rotational position determined based on the target rotational state.

請求項8記載の発明の回転体制御方法は、第1の回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記第1の回転体に発生するトルクを制御モデルに基づいて変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記第1の回転体の回転状態を、第2の回転体の回転状態から定まる目標回転状態に制御する回転体制御方法であって、前記フィード・フォワード制御中に、前記第1の回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を反転せずに前記回転状態を前記制御モデルに基づいて前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えるものである。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a rotating body control method according to an eighth aspect of the present invention, wherein a predetermined torque is generated in the first rotating body to perform feed forward control, and the torque generated in the first rotating body is controlled from the feed forward control. A rotating body control method that switches to a feedback control to be changed based on a model, and controls the rotation state of the first rotating body to a target rotation state determined from the rotation state of the second rotating body, During the feed-forward control, the rotation state of the first rotating body can be controlled in advance to the target rotation state based on the control model without inverting the sign of the torque during the feed-forward control. It is determined whether the rotation range is within a predetermined range, and when it is determined that the rotation state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state, the feed-forward control is performed. It is intended to switch on the feed-back control from.

なお、第2の回転体の回転状態を考慮しないで、第1の回転状態を予め定められる目標回転状態に制御する場合、つまり、回転体1を速やかに停止させ、所定の回転位置で固定するような場合は、回転体2の回転速度が零の状態と同等とみなすことができ、回転体2の状態を考慮することなく、回転体1の回転情報のみで制御することができる場合には、請求項9に記載の以下の発明が提案される。   Note that when the first rotation state is controlled to a predetermined target rotation state without considering the rotation state of the second rotation body, that is, the rotation body 1 is quickly stopped and fixed at a predetermined rotation position. In such a case, the rotational speed of the rotating body 2 can be regarded as equivalent to a zero state, and the control can be performed only with the rotation information of the rotating body 1 without considering the state of the rotating body 2. The following invention according to claim 9 is proposed.

すなわち、回転体の回転状態を検出する検出手段と、前記回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記検出手段により検出された前記回転体の回転状態、予め定められる目標回転状態、及び前記回転体に発生するトルクと回転状態とにより予め定まるフィード・バック制御モデルに基づいて前記回転体に発生するトルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記回転体の回転状態を該目標回転状態に制御する制御手段と、を備えた回転体制御装置であって、前記制御手段は、前記フィード・フォワード制御中に、前記検出手段により検出された前記回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクが大きく反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えることを特徴とする回転体制御装置である。   That is, a detecting means for detecting a rotating state of the rotating body, a feed-forward control by generating a predetermined torque in the rotating body, and a rotating state of the rotating body detected by the detecting means from the feed-forward control Switching to feedback control for changing the torque generated in the rotating body based on a predetermined target rotation state and a feedback control model determined in advance by the torque and rotating state generated in the rotating body, Control means for controlling the rotational state of the rotary body to the target rotational state, wherein the control means detects the rotation detected by the detection means during the feed-forward control. The rotation state of the body does not significantly reverse the torque during the feed-forward control, and the rotation state is fed to the target rotation state. It is determined whether or not the rotation range is within a predetermined range, and when the rotation state is determined to be within the predetermined range, switching from the feed-forward control to the feed-back control is performed. The rotating body control device is characterized.

なお、本発明も、上記発明と同様に最短時間で同期するには所定トルクを回転体の許容される最大トルクにすることが望ましいが、これに限定されるものではない。   In the present invention, it is desirable that the predetermined torque is the maximum allowable torque of the rotating body in order to synchronize in the shortest time as in the above invention, but the present invention is not limited to this.

上記検出手段は回転体の回転状態を検出する。制御手段は、前記回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記検出手段により検出された前記回転体の回転状態、予め定められる目標回転状態、及び前記回転体に発生するトルクと回転状態とにより予め定まるフィード・バック制御モデルに基づいて前記回転体に発生するトルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記回転体の回転状態を該目標回転状態に制御する。   The detection means detects the rotation state of the rotating body. The control means generates a predetermined torque in the rotating body and performs feed-forward control. From the feed-forward control, the rotating state of the rotating body detected by the detecting means, a predetermined target rotating state, and the By switching to feedback control that changes the torque generated in the rotating body based on a feedback control model that is determined in advance by the torque generated in the rotating body and the rotation state, the rotation state of the rotating body is changed to the target rotation state. To control.

そして、本発明の制御手段は、前記フィード・フォワード制御中に、前記検出手段により検出された前記回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクが大きく反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替える。   Then, the control means of the present invention is configured so that the rotation state of the rotating body detected by the detection means during the feed-forward control can be changed to the rotation state without greatly reversing the torque during the feed-forward control. It is determined whether or not the target rotation state is within a predetermined range in which the feedback control can be performed, and when the rotation state is determined to be within the predetermined range, the feedback from the feed-forward control is performed. Switch to control.

このように、フィード・フォワード制御中に、前記回転体の回転状態が前記制御モデルに基づいて前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えているので、切り替え後は、制御モデルに基づいて回転体を制御すればよく、フィード・バック制御において回転体の回転状態を目標回転状態に容易に制御することができる。   Thus, during feed-forward control, it is determined whether or not the rotation state of the rotating body is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state based on the control model, and the rotation state is determined as the target state. When it is determined that the rotation state is within a predetermined range, the feed / forward control is switched to the feed-back control. In the feedback control, the rotation state of the rotating body can be easily controlled to the target rotation state.

なお、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えても、フィード・フォワード制御中のトルクが大きく反転しないので、トルクの反転に伴って回転体に生ずる音や振動も防止することができる。   Note that even when switching from the feed-forward control to the feed-back control, the torque during the feed-forward control is not significantly reversed, so that it is possible to prevent noise and vibration generated in the rotating body due to the torque reversal. .

なお、請求項10から請求項15のように、請求項2から請求項7の発明も同様に、本発明に適用することができる。   As in claims 10 to 15, the inventions of claims 2 to 7 can also be applied to the present invention.

なお、本出願では次の回転体制御方法も提案される。すなわち、回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記回転体に発生するトルクをフィード・バック制御モデルに基づいて変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記回転体の回転状態を、目標回転状態に制御する回転体制御方法であって、前記フィード・フォワード制御中に、前記回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクが大きく反転せずに前記回転状態を前記フィード・バック制御モデルに基づいて前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えることを特徴とする回転体制御方法である。   In the present application, the following rotating body control method is also proposed. That is, a predetermined torque is generated in the rotating body to perform feed-forward control, and the feed-forward control is switched from the feed-forward control to the feedback control that changes the torque generated in the rotating body based on the feedback control model, A rotating body control method for controlling a rotating state of the rotating body to a target rotating state, wherein during the feed-forward control, the rotating state of the rotating body does not significantly reverse the torque during the feed-forward control. It is determined whether or not the rotation state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state based on the feedback control model, and the predetermined range in which the rotation state can be controlled to the target rotation state. Switching from the feed-forward control to the feed-back control when it is determined that A rotator control method.

以上説明したように本発明によれば、フィード・フォワード制御中に、前記第1の回転体の回転状態が前記制御モデルに基づいて前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えているので、切り替え後は、制御モデルに基づいて第1の回転体を制御すればよく、フィード・バック制御において第1の回転体の回転状態を目標回転状態に容易に制御することができる、という効果が得られる。   As described above, according to the present invention, whether or not the rotation state of the first rotating body is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state based on the control model during feed-forward control. When the rotation state is determined to be within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state, the feed-forward control is switched to the feed-back control. The first rotating body may be controlled based on the model, and the effect that the rotation state of the first rotating body can be easily controlled to the target rotation state in the feedback control is obtained.

また、本発明によれば、フィード・フォワード制御中に、前記回転体の回転状態が前記制御モデルに基づいて前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、前記回転状態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えているので、切り替え後は、制御モデルに基づいて回転体を制御すればよく、フィード・バック制御において回転体の回転状態を目標回転状態に容易に制御することができる、という効果が得られる。   Further, according to the present invention, during the feed-forward control, it is determined whether the rotation state of the rotating body is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state based on the control model, and the rotation When it is determined that the state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotational state, the feed / forward control is switched to the feedback control. Thus, it is possible to easily control the rotation state of the rotating body to the target rotation state in the feedback control.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施の形態にかかる回転体制御装置は、第1の回転体としてのモータBの回転状態としての回転位置を検出する第1の検出手段としてのエンコーダ20と、第2の回転体としてのモータAの回転状態としての回転位置を検出する第2の検出手段としてのエンコーダ18と、を備えている。なお、エンコーダ18、19は、レゾルバなどにより構成することができる。   As shown in FIG. 1, the rotating body control device according to the present embodiment includes an encoder 20 as a first detection unit that detects a rotational position as a rotation state of a motor B as a first rotating body, And an encoder 18 as second detection means for detecting a rotational position as a rotational state of the motor A as the second rotating body. The encoders 18 and 19 can be configured by a resolver or the like.

また、回転体制御装置は、モータBに所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、フィード・バック制御に切り替えて、モータBの回転位置を、モータAの回転状態から定まる目標回転状態としての目標回転位置に制御する制御手段としての電流制御回路22及び計算器24を備えている。なお、フィード・バック制御は、モータBに発生するトルクと回転状態とにより予め定まるフィード・バック制御モデル(詳細は後述する)、エンコーダ20により検出されたモータBの回転位置、及びモータAの回転位置に基づいて、モータBの回転位置がモータAの目標回転位置に一致するように、モータBに発生するトルクを変化させる制御である。   Further, the rotating body control device generates a predetermined torque in the motor B and performs feed-forward control, and switches from the feed-forward control to the feed-back control so that the rotational position of the motor B is changed to the rotational state of the motor A. A current control circuit 22 and a calculator 24 are provided as control means for controlling the target rotational position as a target rotational state determined from Note that the feedback control includes a feedback control model (details will be described later) determined in advance by the torque generated in the motor B and the rotation state, the rotational position of the motor B detected by the encoder 20, and the rotation of the motor A. Based on the position, the torque generated in the motor B is changed so that the rotational position of the motor B matches the target rotational position of the motor A.

モータAには歯車12が、モータBには慣性負荷14を介して歯車16が取り付けられている。図2に示すように、歯車12、16は、ドグ歯26を備えている。上記のモータBの回転位置がモータAの目標回転位置に一致するとは、モータAの歯車12のドグ歯26と、モータBの歯車16のドグ歯26と、が噛み合い可能な状態のことである。   A gear 12 is attached to the motor A, and a gear 16 is attached to the motor B via an inertial load 14. As shown in FIG. 2, the gears 12 and 16 are provided with dog teeth 26. That the rotational position of the motor B matches the target rotational position of the motor A means that the dog teeth 26 of the gear 12 of the motor A and the dog teeth 26 of the gear 16 of the motor B can be engaged with each other. .

図3に示すように、電流制御回路22は、エンコーダ20により検出されたモータBの回転位置から、モータBのドグ歯26の歯位置を演算する歯位置演算器30、エンコーダ18により検出されたモータAの回転位置から、モータAのドグ歯26の歯位置を演算する歯位置演算器31、及び、歯位置演算器30により演算されたモータBのドグ歯26の歯位置と、歯位置演算器31により演算されたモータAのドグ歯26の歯位置と、の位置誤差Δθpを求める減算器32を備えている。 As shown in FIG. 3, the current control circuit 22 is detected by the encoder 18 and the tooth position calculator 30 that calculates the tooth position of the dog tooth 26 of the motor B from the rotational position of the motor B detected by the encoder 20. The tooth position calculator 31 for calculating the tooth position of the dog tooth 26 of the motor A from the rotational position of the motor A, the tooth position of the dog tooth 26 of the motor B calculated by the tooth position calculator 30, and the tooth position calculation A subtractor 32 for obtaining a position error Δθ p between the tooth position of the dog tooth 26 of the motor A calculated by the device 31 is provided.

また、電流制御回路22は、エンコーダ18に検出されたモータAの回転位置から、モータAの回転速度を演算する速度演算器36、エンコーダ20に検出されたモータBの回転位置から、モータBの回転速度を演算する速度演算器38、及び、速度演算器36により演算されたモータAの回転速度と、速度演算器38により演算されたモータBの回転速度と、の速度誤差Δωを演算する減算器40を備えている。   In addition, the current control circuit 22 calculates the rotation speed of the motor A from the rotation position of the motor A detected by the encoder 18 and the rotation position of the motor B detected by the encoder 20 from the rotation position of the motor B. Subtraction for calculating the speed error Δω between the rotational speed of the motor A calculated by the speed calculator and the rotational speed of the motor B calculated by the speed calculator and the rotational speed of the motor B calculated by the speed calculator. A container 40 is provided.

減算器32には、位置制御器であり、上記位置誤差Δθpに該位置制御器の所定の伝達関数(Kp)を乗算するP制御器34が接続されている。P制御器34には、P制御器34により演算された値(伝達関数(Kp)×位置誤差Δθp)から、上記速度誤差Δωを減算する減算器35が接続されている。減算器35には、減算器35により演算された値Werr(=Kp×Δθp−Δω)からトルク指令値を演算する速度制御器であるPI制御器42が接続されている。 The subtractor 32 is a position controller, and is connected to a P controller 34 that multiplies the position error Δθ p by a predetermined transfer function (K p ) of the position controller. The P controller 34 is connected to a subtractor 35 that subtracts the speed error Δω from the value (transfer function (K p ) × position error Δθ p ) calculated by the P controller 34. A PI controller 42 that is a speed controller that calculates a torque command value from the value W err (= K p × Δθ p −Δω) calculated by the subtractor 35 is connected to the subtractor 35.

また、電流制御回路22は、速度演算器38により演算されたモータBの回転速度と、後述するトルク指令値と、から、モータBにかかる外乱トルクを演算する外乱オブザーバ48、及び、PI制御器42により演算されたトルク指令値と、外乱オブザーバ48により演算された外乱トルクと、を加算してトルク指令値を求める加算器44を備えている。   Further, the current control circuit 22 includes a disturbance observer 48 for calculating a disturbance torque applied to the motor B from the rotation speed of the motor B calculated by the speed calculator 38 and a torque command value to be described later, and a PI controller. An adder 44 that adds the torque command value calculated by 42 and the disturbance torque calculated by the disturbance observer 48 to obtain the torque command value is provided.

ところで、本実施の形態では、詳細には後述するが、最短時間で制御するため最大トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、トルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、モータBを制御する。電流制御回路22は、計算器24からの指令に基づいて、フィード・フォワード制御とフィード・バック制御とを切り替えるスイッチ45を備えている。このスイッチ45には、上記トルク指令に基づいてモータBへの電流を制御する図示しない電流制御器(PWM)を備えたモータBが接続されている。   By the way, in this embodiment, as will be described in detail later, in order to control in the shortest time, the maximum torque is generated and feed-forward control is performed, and the feed-forward control is switched to the feed-back control that changes the torque. Then, the motor B is controlled. The current control circuit 22 includes a switch 45 that switches between feed-forward control and feed-back control based on a command from the calculator 24. The switch 45 is connected to a motor B having a current controller (PWM) (not shown) that controls the current to the motor B based on the torque command.

上記切り替えるスイッチ45は、計算器24からの制御信号に応じて、フィード・フォワード制御の際は、計算器24からの最大トルク指令がモータBの上記電流制御器に出力されるように切り替え、フィード・バック制御の際は、加算器44からのトルク指令がモータBの上記電流制御器に出力されるように切り替える。   The switch 45 is switched according to the control signal from the calculator 24 so that the maximum torque command from the calculator 24 is output to the current controller of the motor B in the feed-forward control. In the case of the back control, switching is performed so that the torque command from the adder 44 is output to the current controller of the motor B.

図4に示すように、外乱オブザーバ48は、モータBの速度に所定値(J/τ−D)を乗算する乗算器50、上記トルク指令と乗算器50により演算された値とを加算する加算器52、加算器52により演算された値に所定値(1/(τs+1))を乗算するローパスフィルタ54、モータBの速度に所定値(J/τ)を乗算する乗算器56、及び、ローパスフィルタ54からの出力から、乗算器56により演算された値を減算して、外乱トルク(推定外乱)を求める減算器58)を備えている。なお、Jは、後述するようにモータBの回転子側の慣性モーメント、τは、フィルタ時定数、Dは摩擦係数である。   As shown in FIG. 4, the disturbance observer 48 includes a multiplier 50 that multiplies the speed of the motor B by a predetermined value (J / τ−D), and an addition that adds the torque command and a value calculated by the multiplier 50. 52, a low-pass filter 54 that multiplies the value calculated by the adder 52 by a predetermined value (1 / (τs + 1)), a multiplier 56 that multiplies the speed of the motor B by a predetermined value (J / τ), and a low-pass A subtractor 58) for subtracting the value calculated by the multiplier 56 from the output from the filter 54 to obtain a disturbance torque (estimated disturbance) is provided. As will be described later, J is the moment of inertia on the rotor side of the motor B, τ is the filter time constant, and D is the friction coefficient.

図5に示すように、PI制御器42は、減算器35に接続されかつ計算機24により初期値I0が設定されて、以後、減算器35により演算された値Werrを積分する積分器60と、積分器60により演算された値に所定のパラメータ(1/Tω)を乗算する乗算器62と、を備えている。また、PI制御器42は、減算器35により演算された値Werrと、乗算器62により演算された値と、を加算する加算器64と、加算器64により加算された値にKωを乗算して、トルク指令値を演算する乗算器66と、を備えている。 As shown in FIG. 5, the PI controller 42 is connected to the subtractor 35 and the initial value I 0 is set by the calculator 24. Thereafter, the integrator 60 integrates the value W err calculated by the subtractor 35. And a multiplier 62 that multiplies the value calculated by the integrator 60 by a predetermined parameter (1 / Tω). The PI controller 42 also adds an adder 64 that adds the value W err calculated by the subtractor 35 and the value calculated by the multiplier 62, and multiplies the value added by the adder 64 by Kω. And a multiplier 66 for calculating a torque command value.

次に、本実施の形態の作用を説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described.

本実施の形態では、モータBの回転状態を、モータAの目標回転状態に制御するものであり、図6に示すように、モータBの回転速度と目標となるモータAの回転速度との速度差が大きい場合は、モータBの許容最大トルクで加速(あるいは減速)するフィード・フォワード制御(最大トルク区間T1参照)する。すなわち、計算器24は、スイッチ45を制御し、計算器24からの許容最大トルクがモータBの電流制御器に指令されるようにする。   In the present embodiment, the rotational state of the motor B is controlled to the target rotational state of the motor A, and the speed between the rotational speed of the motor B and the target rotational speed of the motor A as shown in FIG. When the difference is large, feed-forward control (see the maximum torque section T1) that accelerates (or decelerates) at the maximum allowable torque of the motor B is performed. That is, the calculator 24 controls the switch 45 so that the allowable maximum torque from the calculator 24 is commanded to the current controller of the motor B.

このように、フィード・フォワード制御しているときに、モータBの回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を大きく反転せずに該回転状態を上記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内となったと判断された時点で、フィードバック制御モデルを用いてフィードバック制御による位置制御(位置制御区間T2参照)に切り替える。   As described above, during the feed-forward control, the rotation state of the motor B can be fed back to the target rotation state without largely reversing the sign of the torque during the feed-forward control. When it is determined that the position is within the predetermined range, the position is switched to position control by feedback control (see position control section T2) using the feedback control model.

次に、フィードバック制御モデルについて説明する。   Next, the feedback control model will be described.

速度制御器はPI制御42、位置制御器はP制御34とし、それぞれの制御器の伝達関数を次式のように設計する。   The speed controller is a PI control 42, the position controller is a P control 34, and the transfer function of each controller is designed as follows.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

このとき、Tw>>j/Kωと仮定(一般に成り立つ仮定)すると、速度ループの周波数応答は、 At this time, assuming T w >> j / Kω (generally valid assumption), the frequency response of the velocity loop is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

で近似でき、位置ループの周波数応答は、 And the frequency response of the position loop is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

となる。 It becomes.

さらに簡単のために、Kp2h/τrとおくと、位置ループの周波数応答特性は、 For further simplicity, if K p = γ 2 h / τ r , the frequency response characteristic of the position loop is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

となる。ここに、hは歯車のピッチ角であり、h=2π/N(N:歯数(例えば60))である。また、γがこの特性を決定するパラメータとなる。 It becomes. Here, h is the pitch angle of the gear, and h = 2π / N (N: number of teeth (for example, 60)). In addition, γ is a parameter that determines this characteristic.

図7にγ2を種々設定した時のステップ応答の位置誤差(単位:ピッチ)を示す。ここではステップ入力の値(位置誤差の初期値〕を1としている。γ2の値は、Binominal:0.25、Butterworth、O.5、CDM:O.4となる。γ2が大きくなるほど応答は振動的に、小さくなるほど非振動的になる。Binominalはγ=0.25は臨界制動と呼ばれる。CDM〔Coefficient Diagram Method〕は係数図法を意味している。なお、Binominal、Butterworth、及びCDMは、フィードバック制御モデルである。 FIG. 7 shows the position error (unit: pitch) of the step response when γ 2 is variously set. Here, the step input value (initial value of the position error) is set to 1. The values of γ 2 are Binominal: 0.25, Butterworth, O.5, and CDM: O. 4. The response oscillates as γ 2 increases. Binominal is called critical braking when γ = 0.25, CDM (Coefficient Diagram Method) means coefficient diagram, and Binominal, Butterworth, and CDM are feedback control models. It is.

これらの波形の整定時間αを見ると、図7に示すように、正規化時間でBinominakでは5.O、Butterworthでは3.3、CDMでは4.1となる。Binominalの整定時間が最も長いが、他は振動的なためオーバシュートが若干存在する。どのような応答波形を採用するかは実システムの要求と照らし合わせて決定することになる。   Looking at the settling time α of these waveforms, as shown in FIG. 7, the normalized time is 5.O for Binominak, 3.3 for Butterworth, and 4.1 for CDM. Binominal's settling time is the longest, but the others are oscillatory, so there is some overshoot. The response waveform to be used is determined in light of the actual system requirements.

一般に、位置制御のステップ応答では、初期のトルク変動が最も大きく、その後、誤差の収束に伴いトルクも減少する傾向にあるため、初期のトルクの最大値から制御パラメータの拘束条件を求めてみる。初期の発生トルクは、PI制御器42の積分器60の値が零であることから次式で与えられる。   Generally, in the step response of the position control, the initial torque fluctuation is the largest, and then the torque tends to decrease as the error converges. Therefore, the constraint condition of the control parameter is obtained from the maximum value of the initial torque. The initial generated torque is given by the following equation since the value of the integrator 60 of the PI controller 42 is zero.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

ここで、速度誤差がある程度収束してから位置制御に切替えることを考え、上式右辺第2項を無視すると、最大トルクとの関係式が次式のように導出される。   Here, when switching to position control is considered after the speed error has converged to some extent, if the second term on the right side of the above equation is ignored, a relational expression with the maximum torque is derived as follows.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

上式を整理して   Organize the above formula

Figure 2005278225
Figure 2005278225

となる。これは、トルクの制限がある場合は、位置制御のゲインを上げると速度制御のゲインを下げなければならないという直感に合う関係式となっている。 It becomes. This is an intuitive relational expression that if there is a torque limitation, the gain for position control must be increased and the gain for speed control must be decreased.

設計時には、まず望ましい応答波形からγを決め、ついで(9)式に基づいてKωを決定することになる。そして、τγが求められる((3)式参照)。   At the time of design, first, γ is determined from a desired response waveform, and then Kω is determined based on equation (9). Then, τγ is obtained (see equation (3)).

また、そのときの同期時間の最大見積もりは、   In addition, the maximum estimate of the synchronization time at that time is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

となる。ωdiffは最大トルク制御開始時点での速度差である。 It becomes. ω diff is the speed difference at the start of maximum torque control.

本実施の形態では、解析のし易さや応答波形が非振動的であることを考慮し、Bimmia1モデルで制御系を採用した。  In the present embodiment, the control system is employed in the Bimmia1 model in consideration of the ease of analysis and the non-vibrating response waveform.

次に、フィード・フォワード制御からフィードバック制御によるに切り替える切り替え点の決定方法を説明する。   Next, a method for determining a switching point for switching from feed-forward control to feedback control will be described.

最大トルク制御時は、速度誤差と位置誤差の因果関係がないため、フィード・フォワード制御からフィードバック制御に途中からむやみに切替えても制御器の内部状態との整合性がとれず、誤差が収束しないことがある。   During maximum torque control, there is no causal relationship between speed error and position error, so even if switching from feed-forward control to feedback control from the middle, the consistency with the internal state of the controller is not achieved, and the error does not converge. Sometimes.

そこで、最大トルク制御時に時々刻々変化する速度、位置誤差の関係と制御器の時間応答が一致するポイントを探索することを考える。   Therefore, it is considered to search for a point where the relationship between the speed and position error that changes every moment during the maximum torque control and the time response of the controller coincide.

Binominalモデルでの位置誤差および速度誤差の時間応答は次式となる。   The time response of position error and velocity error in Binominal model is as follows.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

ここに、Δθ0はt=0のときの位置誤差(初期誤差〕である。 Here, Δθ 0 is a position error (initial error) when t = 0.

また、トルクは加速度に慣性モーメントを乗じて   Torque is calculated by multiplying acceleration by moment of inertia.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

で与えられる。 Given in.

さらに、速度誤差と位置誤差の比を   In addition, the ratio of speed error to position error

Figure 2005278225
Figure 2005278225

と定義すると、(11)式、(12)式から From the formulas (11) and (12)

Figure 2005278225
Figure 2005278225

という関係が導出される。Tnは正規化時間であり、δは、0≦δ<γの範囲を取ることがわかる。 This relationship is derived. It can be seen that T n is a normalization time and δ takes a range of 0 ≦ δ <γ.

これらの関係を図8に示す。この図8では便宜上、初期誤差△θoを1としている。この波形は図5の実験結果と同じ応答となっていることがわかる。すなわち、速度同期後に位置制御を行なうことは、図8の時間Tn=0から制御が開始されていることと等しい。 These relationships are shown in FIG. In FIG. 8, the initial error Δθo is set to 1 for convenience. It can be seen that this waveform has the same response as the experimental result of FIG. That is, performing position control after speed synchronization is equivalent to starting control from time T n = 0 in FIG.

仮に正規化時間Tn=1から制御が切替わったとすると、速度は再加速することなく速やかに収束し、トルクも零から滑らかに変化することになる。こうした考え方から、図8のTn==1の領域(緑線より右側の領域)から制御が始まるように切替え時点を決めれぱよいことがわかる。該当領域では、δは、 If the control is switched from the normalized time T n = 1, the speed converges quickly without reacceleration, and the torque changes smoothly from zero. From this idea, it can be seen that the switching time can be determined so that the control starts from the region of T n = = 1 (region on the right side of the green line) in FIG. In the relevant region, δ is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

の範囲を取る。したがって、最大トルク制御中、δがこの範囲に入った時点で位置制御を開始すれば、トルクの符号が大きく反転することなく制御を行うことができることになる。 Take a range of. Therefore, if the position control is started when δ enters this range during the maximum torque control, the control can be performed without greatly reversing the sign of the torque.

次に、PI制御器42の積分器60に与える初期値I0を説明する。本実施の形態では、最初からPI制御器42の積分器60を稼動させるわけではなく、上記のように、フィード・フォワード制御からフィードバック制御によるに切り替えた時点から、PI制御器42の積分器60を稼動させるので、このときの初期値I0が必要となる。 Next, the initial value I 0 given to the integrator 60 of the PI controller 42 will be described. In the present embodiment, the integrator 60 of the PI controller 42 is not operated from the beginning. As described above, the integrator 60 of the PI controller 42 is switched from the point of time when the feed-forward control is switched to the feedback control. , The initial value I 0 at this time is required.

上記のように、最大トルク制御中にδが(16)式で定められる範囲に入った時点でとったδの値をδo、その時点での正規化時間Tnqをとすると、正規化時間Tnqは次式で求められ、 As described above, if the value of δ taken when δ enters the range defined by equation (16) during the maximum torque control is δ o and the normalized time T nq at that point, the normalized time T nq is obtained by the following equation:

Figure 2005278225
Figure 2005278225

さらに初期誤差(仮想値)が、   Furthermore, the initial error (virtual value) is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

と求められる。すなわち、速度誤差と位置誤差の関係が、あたかも上記の初期誤差Δθ。から時間Tn0だけ経過したときの値として関連付けられることになる。 Is required. That is, the relationship between the speed error and the position error is as if the initial error Δθ. Will be associated as a value when the time T n0 has passed.

一方、トルクの制限に関しても考慮する必要がある。時間Tn0以降のトルクは次式となる。 On the other hand, it is necessary to consider the torque limit. The torque after time Tn0 is expressed by the following equation.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

この時間以降、取り得るトルクの最大値は、   After this time, the maximum torque that can be taken is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

で与えられる。 Given in.

また、モータBに負荷トルクがかかっている場合には、外乱オブザーバ48で推定した外乱トルクの推定値を上式の右辺に加えてやれぱよい。   When the load torque is applied to the motor B, the estimated value of the disturbance torque estimated by the disturbance observer 48 may be added to the right side of the above equation.

以上の検討より、δの条件式(16)式が成立した時に上式に基づいて最大トルクを見積もり、これがモータの許容範囲内のときに位置制御に切り替えれば良いことになる。   From the above examination, when the conditional expression (16) of δ is satisfied, the maximum torque is estimated based on the above expression, and when this is within the allowable range of the motor, it is sufficient to switch to the position control.

切替え時点で必要なトルクTq0は(13)式および(18)式より、 Torque T q0 required at the time of switching is calculated from equations (13) and (18)

Figure 2005278225
Figure 2005278225

で与えられる。そこで、切替え時点での位置誤差△θpを用いて上式でトルクを計算し、PI制御器の積分器の初期値T0を次式で逆算して与えればよい。 Given in. Therefore, the torque may be calculated by the above equation using the position error Δθ p at the time of switching, and the initial value T 0 of the integrator of the PI controller may be calculated by the following equation.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

図9には、計算器24が実行する、フィード・フォワード制御からフィード・バック制御に切り替える切替制御プログラムを示すフローチャートが示されている。   FIG. 9 shows a flowchart showing a switching control program for switching from feed-forward control to feed-back control executed by the calculator 24.

モータAとモータBとを噛み合わせるため、モータBの回転速度を減速する。このとき、モータBに最大トルクを発生させるため、スイッチ45を、フィードフォワード側に切り替え、計算器24から最大トルクを、スイッチ45を介してモータBの電流制御器に指令する。これにより、モータBの回転速度が徐々に減速して、モータAの回転速度に近づく。   In order to mesh the motor A and the motor B, the rotational speed of the motor B is reduced. At this time, in order to generate the maximum torque in the motor B, the switch 45 is switched to the feedforward side, and the maximum torque is commanded from the calculator 24 to the current controller of the motor B via the switch 45. As a result, the rotational speed of the motor B gradually decreases and approaches the rotational speed of the motor A.

本切替制御プログラムは、このようなフィード・フォワード制御中に開始し、ステップ72で、エンコーダ18、20の信号から、モータA、Bの回転位置を検出し、検出した回転位置から回転速度を検出する。   This switching control program starts during such feed-forward control. In step 72, the rotational positions of the motors A and B are detected from the signals of the encoders 18 and 20, and the rotational speed is detected from the detected rotational positions. To do.

ステップ74で、モータA、Bの回転位置から位置誤差Δθpを検出し、モータA、Bの回転速度から速度誤差Δωを検出する。 In step 74, the position error Δθ p is detected from the rotational positions of the motors A and B, and the speed error Δω is detected from the rotational speeds of the motors A and B.

ステップ76で、位置誤差Δθpと速度誤差Δωとの関係、例えば、比δ((14)式参照)を演算する。 In step 76, the relationship between the position error Δθ p and the speed error Δω, for example, the ratio δ (see equation (14)) is calculated.

ステップ78で、δが、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内、すなわち、例えば、(16)式により定まる所定範囲内か否かを判断する。δが、(16)式により定まる所定範囲内と判断された場合に、ステップ80で、(20)式、(21)式を用いて、最大トルクを推定し、ステップ82で、推定した最大トルクが許容範囲内か否かを判断する。   In step 78, δ is within a predetermined range in which the rotational state can be feedback-controlled to the target rotational state without inverting the sign of the torque during the feed-forward control, that is, for example, Expression (16) It is determined whether it is within a predetermined range determined by. When it is determined that δ is within the predetermined range determined by the equation (16), the maximum torque is estimated using the equations (20) and (21) in step 80, and the estimated maximum torque is determined in step 82. Is determined to be within the allowable range.

推定した最大トルクが許容範囲内と判断した場合、ステップ84で、上記初期値((14)式から定まる)を、積分回路60に設定し、ステップ86で、スイッチ45を制御して、フィードバック制御に切り替える。   When it is determined that the estimated maximum torque is within the allowable range, the initial value (determined from the equation (14)) is set in the integration circuit 60 in step 84, and the switch 45 is controlled in step 86 to perform feedback control. Switch to.

フィードバック制御では、減算器32は、歯位置演算器30により演算されたモータBのドグ歯26の歯位置と、歯位置演算器31により演算されたモータAのドグ歯26の歯位置と、の位置誤差Δθpを求める。P制御器34は、上記位置誤差Δθpに該位置制御器の所定の伝達関数(Kp)を乗算する。 In the feedback control, the subtractor 32 calculates the tooth position of the dog tooth 26 of the motor B calculated by the tooth position calculator 30 and the tooth position of the dog tooth 26 of the motor A calculated by the tooth position calculator 31. A position error Δθ p is obtained. The P controller 34 multiplies the position error Δθ p by a predetermined transfer function (K p ) of the position controller.

減算器40は、速度演算器36により演算されたモータAの回転速度と、速度演算器38により演算されたモータBの回転速度と、の速度誤差Δωを演算する。   The subtractor 40 calculates a speed error Δω between the rotation speed of the motor A calculated by the speed calculator 36 and the rotation speed of the motor B calculated by the speed calculator 38.

減算器35は、P制御器34により演算された値(伝達関数(Kp)×位置誤差Δθp)から、減算器40により求められた上記速度誤差Δωを減算する。 The subtracter 35 subtracts the speed error Δω obtained by the subtractor 40 from the value calculated by the P controller 34 (transfer function (K p ) × position error Δθ p ).

ところで、フィードバック制御に切り切り替わったとき、計算器24は、上記(24)式から初期値I0を計算して、PI制御器42の積分器60に与える。PI制御器42は、初期値I0を用いてトルク指令値を求めて、加算器44に出力する。 By the way, when switching to the feedback control, the calculator 24 calculates the initial value I 0 from the above equation (24) and supplies it to the integrator 60 of the PI controller 42. The PI controller 42 obtains a torque command value using the initial value I 0 and outputs it to the adder 44.

加算器44は、このPI制御器42により演算されたトルク指令値と、外乱オブザーバ48により演算された外乱トルクと、を加算して最終的なトルク指令値を求めて、モータBの電流制御器に出力して、モータBを制御する。   The adder 44 adds the torque command value calculated by the PI controller 42 and the disturbance torque calculated by the disturbance observer 48 to obtain a final torque command value, and obtains a current controller for the motor B. To control the motor B.

その後は、PI制御器42は、減算器40により求められた上記速度誤差Δωを加算(積分)してトルク指令値を求めて、加算器44に出力する。以下、上記と同様に処理される。   Thereafter, the PI controller 42 adds (integrates) the speed error Δω obtained by the subtractor 40 to obtain a torque command value and outputs it to the adder 44. Thereafter, the same processing as described above is performed.

このようにフィードバック制御により、図10(A)に示すように、モータAの回転速度にモータBの回転速度が近づき、図12(Bに示すように、モータA、Bのドグ歯の位置誤差が小さくなる。   Thus, by feedback control, the rotational speed of motor B approaches the rotational speed of motor A as shown in FIG. 10A, and the position error of the dog teeth of motors A and B as shown in FIG. Becomes smaller.

ところで、上記のように、δが、(16)式により定まる所定範囲内と判断された場合には、トルクは未だ−の符号となっており、図10(C)に示すように、フィードバック制御に切り替えても、トルクの符号は大きく反転せず、音や振動の発生を防止することができる。   By the way, as described above, when it is determined that δ is within the predetermined range determined by the equation (16), the torque is still a minus sign, and as shown in FIG. Even when switching to, the sign of torque is not largely reversed, and generation of sound and vibration can be prevented.

また、モータA、Bの速度が一致した後、モータBの速度を再加速するのではなく、モータA、Bの速度が一致する前に、フィードバック制御に切り替えているので、図11に示すように、制御時間を短縮することができる。すなわち、モータA、Bの速度が一致した後、モータBの速度を再加速する従来の場合には、194(ms)を必要としていた制御時間が、本方式では、178(ms)に、短縮することができた。   In addition, after the speeds of the motors A and B match, the speed of the motor B is not reaccelerated, but is switched to feedback control before the speeds of the motors A and B match, so as shown in FIG. In addition, the control time can be shortened. That is, in the conventional case where the speed of the motor B is reaccelerated after the speeds of the motors A and B coincide with each other, the control time which required 194 (ms) is shortened to 178 (ms) in this method. We were able to.

以上説明した実施の形態では、δの範囲を、   In the embodiment described above, the range of δ is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

としたが、最大トルクからよりスムースに移行するには、Tn≧2の領域となる However, in order to shift more smoothly from the maximum torque, it becomes a region of Tn ≧ 2.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

の範囲に限定した方が望ましい。このとき最大トルクの見積り式は、 It is desirable to limit to the range. At this time, the formula for estimating the maximum torque is

Figure 2005278225
Figure 2005278225

となり、指数関数の演算も不要となる。 Thus, the calculation of the exponential function becomes unnecessary.

また、上記δの値を用いてモータBの回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を大きく反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内かどうか判断しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、次のような値を用いるようにしてもよい。   Further, a predetermined range in which the rotation state of the motor B can be fed back and controlled to the target rotation state without greatly reversing the sign of the torque during the feed-forward control using the value of δ. However, the present invention is not limited to this, and the following values may be used.

すなわち、(14)式から(16)式は、以下のように表わせられる。   That is, equations (14) to (16) can be expressed as follows.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

これを展開すると、例えば、速度誤差が以下の所定範囲内かどうか判断してもよい。   When this is developed, for example, it may be determined whether the speed error is within the following predetermined range.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

また、位置誤差の所定範囲が以下の所定範囲内かどうか判断してもよい。   Further, it may be determined whether the predetermined range of the position error is within the following predetermined range.

Figure 2005278225
Figure 2005278225

なお、フィードバック制御モデルとしては、Binominalに限定されず、ButterworthやCDMを用いても、同様な考え方で切り替えを行うことができる。   Note that the feedback control model is not limited to Binominal, and switching can be performed in the same way using Butterworth or CDM.

なお、モータAの回転状態を考慮しないで、モータBの回転状態を予め定められる目標回転状態に制御するようにしてもよい。   Note that the rotational state of the motor B may be controlled to a predetermined target rotational state without considering the rotational state of the motor A.

本実施の形態にかかる回転体制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the rotary body control apparatus concerning this Embodiment. モータA、Bのドグ歯の噛み合いの様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of engagement of the dog teeth of motors A and B. 主として電流制御器を示すブロック図である。It is a block diagram which mainly shows a current controller. 外乱オブザーバのブロック図である。It is a block diagram of a disturbance observer. PI制御器のブロック図である。It is a block diagram of a PI controller. フィード・フォワード制御からフィード・バック制御に切り替える際の時間とモータBの速度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the time at the time of switching from feed forward control to feed back control, and the speed of the motor B. FIG. フィード・バック制御における3つの制御モデルを、正規化時間と位置誤差との関係で示す図である。It is a figure which shows three control models in feedback control by the relationship between normalization time and a position error. (A)〜(C)は、Binominal制御モデルを示す図である。(A)-(C) are figures which show a Binominal control model. フィード・フォワード制御からフィード・バック制御に切り替える切替制御プログラムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the switching control program which switches from feed forward control to feed back control. (A)〜(C)は、本実施の形態における制御結果を示す図である。(A)-(C) are figures which show the control result in this Embodiment. 従来と本実施の形態の各々の制御時間の比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of each control time of the past and this Embodiment. 従来における、フィード・フォワード制御からフィード・バック制御に切り替えた際の結果である。This is a result when the conventional feed-forward control is switched to the feed-back control.

符号の説明Explanation of symbols

18 エンコーダ(第2の検出手段)
20 エンコーダ(第1の検出手段)
22 電流制御器(制御手段)
24 計算機(制御手段)
18 Encoder (second detection means)
20 Encoder (first detection means)
22 Current controller (control means)
24 Computer (control means)

Claims (15)

第1の回転体の回転状態を検出する第1の検出手段と、
第2の回転体の回転状態を検出する第2の検出手段と、
前記第1の回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記第1の検出手段により検出された前記第1の回転体の回転状態、前記第2の検出手段により検出された前記第2の回転体の回転状態から定まる目標回転状態、及び前記第1の回転体に発生するトルクと回転状態とにより予め定まるフィード・バック制御モデルに基づいて前記第1の回転体に発生するトルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記第1の回転体の回転状態を該目標回転状態に制御する制御手段と、
を備えた回転体制御装置であって、
前記制御手段は、
前記フィード・フォワード制御中に、前記第1の検出手段により検出された前記第1の回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、
前記回転状態が前記予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替える、
ことを特徴とする回転体制御装置。
First detecting means for detecting a rotation state of the first rotating body;
Second detection means for detecting a rotation state of the second rotating body;
A predetermined torque is generated in the first rotating body to perform feed-forward control. From the feed-forward control, the rotation state of the first rotating body detected by the first detecting means, the second Based on the target rotation state determined from the rotation state of the second rotating body detected by the detecting means, and the feedback control model determined in advance by the torque and rotation state generated in the first rotating body. Control means for controlling the rotation state of the first rotation body to the target rotation state by switching to feedback control for changing the torque generated in the rotation body of
A rotating body control device comprising:
The control means includes
During the feed-forward control, the rotation state of the first rotating body detected by the first detection means is the target rotation without inverting the sign of the torque during the feed-forward control. Judge whether it is within a predetermined range that can be feedback controlled to the state,
When the rotation state is determined to be within the predetermined range, the feed / forward control is switched to the feedback control.
A rotating body control device characterized by the above.
前記第1の検出手段は、前記第1の回転体の回転位置を検出し、
前記制御手段は、前記検出された回転位置及び該回転位置に基づいて定まる回転速度の少なくとも一方と、前記目標回転状態と、に基づいて、前記回転状態態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断する、
ことを特徴とする請求項1記載の回転体制御装置。
The first detecting means detects a rotational position of the first rotating body;
The control means determines in advance that the rotational state can be controlled to the target rotational state based on at least one of the detected rotational position and a rotational speed determined based on the rotational position and the target rotational state. To determine whether it is within the specified range,
The rotating body control device according to claim 1.
前記制御手段は、前記検出された回転位置と目標回転状態に基づいて定まる目標回転位置との位置誤差と、回転速度と目標回転状態に基づいて定まる目標回転速度との速度誤差と、の関係に基づいて、前記回転状態態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断する請求項2記載の回転体制御装置。   The control means has a relationship between a positional error between the detected rotational position and a target rotational position determined based on the target rotational state, and a speed error between the rotational speed and the target rotational speed determined based on the target rotational state. The rotating body control device according to claim 2, wherein it is determined whether or not the rotational state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotational state. 前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲は、前記フィードバック制御モデルの制御パラメータに基づいて定められることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の回転体制御装置。   The rotator control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a predetermined range that can be controlled to the target rotation state is determined based on a control parameter of the feedback control model. . 前記制御手段は、
前記フィード・バック制御に切り替え後に必要となるトルクの最大値を推定し、
前記推定されたトルクの最大値が予め定まる許容範囲内であるか否かを判断し、
前記推定されたトルクの最大値が前記予め定まる許容範囲内であると判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えることを特徴とする、
請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の回転体制御装置。
The control means includes
Estimate the maximum value of torque required after switching to the feedback control,
Determining whether the estimated maximum value of the torque is within a predetermined allowable range;
When it is determined that the estimated maximum value of the torque is within the predetermined allowable range, the feed-forward control is switched to the feedback control.
The rotating body control device according to any one of claims 1 to 4.
前記制御手段は、
前記第1の回転体に負荷トルクがかかっている場合には、前記推定されたトルクの最大値と前記負荷トルクとの和が予め定まる許容範囲内であるか否かを判断し、
前記和が前記予め定まる許容範囲内であると判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替える、
ことを特徴とする請求項5記載の回転体制御装置。
The control means includes
When load torque is applied to the first rotating body, it is determined whether or not the sum of the estimated maximum value of the torque and the load torque is within a predetermined allowable range;
When it is determined that the sum is within the predetermined allowable range, the feed-forward control is switched to the feedback control.
The rotator control device according to claim 5.
前記制御手段は、
前記フィード・フォワード制御において、前記第1の回転体の回転速度を、前記目標回転状態に基づいて定まる目標回転速度に近づけ、
前記フィード・バック制御において、前記第1の回転体の回転位置を、前記目標回転状態に基づいて定まる目標回転位置に近づける、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の回転体制御装置。
The control means includes
In the feed forward control, the rotational speed of the first rotating body is brought close to a target rotational speed determined based on the target rotational state,
In the feedback control, the rotational position of the first rotating body is brought close to a target rotational position determined based on the target rotational state.
The rotating body control device according to any one of claims 1 to 6, wherein
第1の回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記第1の回転体に発生するトルクをフィード・バック制御モデルに基づいて変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記第1の回転体の回転状態を、第2の回転体の回転状態から定まる目標回転状態に制御する回転体制御方法であって、
前記フィード・フォワード制御中に、前記第1の回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクの符号を反転せずに前記回転状態を前記フィード・バック制御モデルに基づいて前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、
前記回転状態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替える、
ことを特徴とする回転体制御方法。
Feed-back control in which a predetermined torque is generated in the first rotating body to perform feed-forward control, and the torque generated in the first rotating body is changed based on the feed-back control model from the feed-forward control. And the rotation state of the first rotation body is controlled to a target rotation state determined from the rotation state of the second rotation body,
During the feed-forward control, the rotation state of the first rotating body is changed to the target rotation state based on the feedback control model without inverting the sign of the torque during the feed-forward control. To determine whether it is within a predetermined range that can be controlled,
When it is determined that the rotation state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotation state, the feed / forward control is switched to the feedback control.
A rotating body control method characterized by the above.
回転体の回転状態を検出する検出手段と、
前記回転体に所定トルクを発生させてフィード・フォワード制御し、該フィード・フォワード制御から、前記検出手段により検出された前記回転体の回転状態、予め定められる目標回転状態、及び前記回転体に発生するトルクと回転状態とにより予め定まるフィード・バック制御モデルに基づいて前記回転体に発生するトルクを変化させるフィード・バック制御に切り替えて、前記回転体の回転状態を該目標回転状態に制御する制御手段と、
を備えた回転体制御装置であって、
前記制御手段は、前記フィード・フォワード制御中に、前記検出手段により検出された前記回転体の回転状態が、フィード・フォワード制御中のトルクが大きく反転せずに該回転状態を前記目標回転状態にフィード・バック制御できる予め定められた範囲内か否かを判断し、
前記回転状態が前記予め定められた範囲内と判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替える
ことを特徴とする回転体制御装置。
Detection means for detecting the rotation state of the rotating body;
A predetermined torque is generated in the rotating body to perform feed-forward control, and from the feed-forward control, the rotation state of the rotating body detected by the detection means, a predetermined target rotation state, and the rotation body are generated. Control for switching the rotation state of the rotating body to the target rotation state by switching to the feedback control that changes the torque generated in the rotating body based on a feedback control model determined in advance by the torque to be rotated and the rotation state Means,
A rotating body control device comprising:
The control means is configured such that during the feed-forward control, the rotation state of the rotating body detected by the detection means is changed to the target rotation state without greatly reversing the torque during the feed-forward control. Judge whether it is within a predetermined range that can be feedback controlled,
When the rotational state is determined to be within the predetermined range, the feed control is switched from the feed forward control to the feed back control.
前記検出手段は、前記回転体の回転位置を検出し、
前記制御手段は、前記検出された回転位置及び該回転位置に基づいて定まる回転速度の少なくとも一方と、前記目標回転状態と、に基づいて、前記回転状態態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断する、
ことを特徴とする請求項9記載の回転体制御装置。
The detecting means detects a rotational position of the rotating body;
The control means determines in advance that the rotational state can be controlled to the target rotational state based on at least one of the detected rotational position and a rotational speed determined based on the rotational position and the target rotational state. To determine whether it is within the specified range,
The rotating body control device according to claim 9.
前記制御手段は、前記検出された回転位置と目標回転状態に基づいて定まる目標回転位置との位置誤差と、回転速度と目標回転状態に基づいて定まる目標回転速度との速度誤差と、の関係に基づいて、前記回転状態態が前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲内か否かを判断する請求項10記載の回転体制御装置。   The control means has a relationship between a positional error between the detected rotational position and a target rotational position determined based on the target rotational state, and a speed error between the rotational speed and the target rotational speed determined based on the target rotational state. 11. The rotating body control device according to claim 10, wherein it is determined whether or not the rotational state is within a predetermined range that can be controlled to the target rotational state. 前記目標回転状態に制御できる予め定められた範囲は、前記フィードバック制御モデルの制御パラメータに基づいて定められることを特徴とする請求項9乃至請求項11の何れか1項に記載の回転体制御装置。   12. The rotating body control device according to claim 9, wherein a predetermined range that can be controlled to the target rotation state is determined based on a control parameter of the feedback control model. . 前記制御手段は、
前記フィード・バック制御に切り替え後に必要となるトルクの最大値を推定し、
前記推定されたトルクの最大値が予め定まる許容範囲内であるか否かを判断し、
前記推定されたトルクの最大値が前記予め定まる許容範囲内であると判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替えることを特徴とする、
請求項9乃至請求項12の何れか1項に記載の回転体制御装置。
The control means includes
Estimate the maximum value of torque required after switching to the feedback control,
Determining whether the estimated maximum value of the torque is within a predetermined allowable range;
When it is determined that the estimated maximum value of the torque is within the predetermined allowable range, the feed-forward control is switched to the feedback control.
The rotating body control device according to any one of claims 9 to 12.
前記制御手段は、
前記回転体に負荷トルクがかかっている場合には、前記推定されたトルクの最大値と前記負荷トルクとの和が予め定まる許容範囲内であるか否かを判断し、
前記和が前記予め定まる許容範囲内であると判断された場合に、前記フィード・フォワード制御から前記フィード・バック制御に切り替える、
ことを特徴とする請求項13記載の回転体制御装置。
The control means includes
When a load torque is applied to the rotating body, it is determined whether or not a sum of the estimated maximum value of the torque and the load torque is within a predetermined allowable range;
When it is determined that the sum is within the predetermined allowable range, the feed-forward control is switched to the feedback control.
The rotating body control device according to claim 13.
前記制御手段は、
前記フィード・フォワード制御において、前記回転体の回転速度を、前記目標回転状態に基づいて定まる目標回転速度に近づけ、
前記フィード・バック制御において、前記回転体の回転位置を、前記目標回転状態に基づいて定まる目標回転位置に近づける、
ことを特徴とする請求項9乃至請求項14の何れか1項に記載の回転体制御装置。
The control means includes
In the feed-forward control, the rotational speed of the rotating body is brought close to a target rotational speed determined based on the target rotational state,
In the feedback control, the rotational position of the rotating body is brought close to a target rotational position determined based on the target rotational state.
The rotator control apparatus according to claim 9, wherein the rotator control apparatus is configured as described above.
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