JP2501528Y2 - 電動機の追従制御装置 - Google Patents
電動機の追従制御装置Info
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- JP2501528Y2 JP2501528Y2 JP1989109817U JP10981789U JP2501528Y2 JP 2501528 Y2 JP2501528 Y2 JP 2501528Y2 JP 1989109817 U JP1989109817 U JP 1989109817U JP 10981789 U JP10981789 U JP 10981789U JP 2501528 Y2 JP2501528 Y2 JP 2501528Y2
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- current
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Description
【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、電動機の追従制御装置に関する。
B.考案の概要 本考案は、基準側電動機の速度に追従側電動機を追従
させる追従制御装置において、 基準側電動機の電流指令を負荷分担比で追従側電動機
の電流指令にし、両電動機の速度検出パルスから位相差
を検出して位相制御演算により追従側電動機の電流指令
を調節し、両電動機の位相差が設定値を越えかつ差回転
が零になったときに強制同期を行うことにより、 追従電動機の追従遅れを少なくし、また外乱に対する
収束時間を短縮すると共に電動機等に不要なトルクショ
ックを与えないようにしたものである。
させる追従制御装置において、 基準側電動機の電流指令を負荷分担比で追従側電動機
の電流指令にし、両電動機の速度検出パルスから位相差
を検出して位相制御演算により追従側電動機の電流指令
を調節し、両電動機の位相差が設定値を越えかつ差回転
が零になったときに強制同期を行うことにより、 追従電動機の追従遅れを少なくし、また外乱に対する
収束時間を短縮すると共に電動機等に不要なトルクショ
ックを与えないようにしたものである。
C.従来の技術 電動機の追従運転は、例えばダイナモメータにおける
自動車(供試体)の前後左右輪に夫々結合される電動機
の等速制御や差回転零制御に実施される。また、紙やフ
ィルム,鋼板等の生産ラインのように多数の電動機の並
列運転システムに実施される。
自動車(供試体)の前後左右輪に夫々結合される電動機
の等速制御や差回転零制御に実施される。また、紙やフ
ィルム,鋼板等の生産ラインのように多数の電動機の並
列運転システムに実施される。
第3図は従来の追従制御装置を示す。電動機1は基準
電動機にされ、設定器2によって速度が設定されて速度
制御部3で速度制御演算を行い、この演算結果を電流指
令としてマイナー制御系になる電流制御部4による電流
制御がなされる。速度検出は電動機1に結合されるパル
スピックアップ5とその出力パルスを電圧信号に変換す
る周波数−電圧変換器6によって行われ、該検出速度が
速度制御部3へのフィードバック信号とされると共に追
従側の電動機7の速度指令にされる。電動機7は速度制
御部8とそのマイナー系になる電流制御部9を有して速
度制御され、このための速度検出にはパルスピックアッ
プ10と周波数−電圧変換器11が設けられる。
電動機にされ、設定器2によって速度が設定されて速度
制御部3で速度制御演算を行い、この演算結果を電流指
令としてマイナー制御系になる電流制御部4による電流
制御がなされる。速度検出は電動機1に結合されるパル
スピックアップ5とその出力パルスを電圧信号に変換す
る周波数−電圧変換器6によって行われ、該検出速度が
速度制御部3へのフィードバック信号とされると共に追
従側の電動機7の速度指令にされる。電動機7は速度制
御部8とそのマイナー系になる電流制御部9を有して速
度制御され、このための速度検出にはパルスピックアッ
プ10と周波数−電圧変換器11が設けられる。
このような構成により、基準側の電動機1は設定器2
の設定速度に一致する速度制御がなされ、追従側の電動
機7は電動機1の速度検出値を設定速度として該速度に
一致する速度制御がなされる。
の設定速度に一致する速度制御がなされ、追従側の電動
機7は電動機1の速度検出値を設定速度として該速度に
一致する速度制御がなされる。
なお、電動機1,7は試験項目によってはトルク制御や
走行抵抗制御がなされ、この制御には各電動機のメジャ
ー制御系になる速度制御部3,8等がトルク制御系や走行
抵抗制御系に切換えられる。
走行抵抗制御がなされ、この制御には各電動機のメジャ
ー制御系になる速度制御部3,8等がトルク制御系や走行
抵抗制御系に切換えられる。
D.考案が解決しようとする課題 従来の追従制御装置は、基準側電動機1の速度検出値
を速度指令にして速度制御部8による速度制御演算がな
されて追従側電動機7の速度制御がなされる。このた
め、基準側電動機1に対して、追従側電動機2は速度制
御部8等の応答遅れ等によって追従遅れが発生し、この
遅れが試供体や駆動設備に回転差を与えたり大きなトク
ルショックを与える不都合が生じていた。
を速度指令にして速度制御部8による速度制御演算がな
されて追従側電動機7の速度制御がなされる。このた
め、基準側電動機1に対して、追従側電動機2は速度制
御部8等の応答遅れ等によって追従遅れが発生し、この
遅れが試供体や駆動設備に回転差を与えたり大きなトク
ルショックを与える不都合が生じていた。
本考案の目的は、基準側電動機に対する追従側電動機
の追従遅れを少なくし、また好ましい応答になる追従制
御装置を提供することにある。
の追従遅れを少なくし、また好ましい応答になる追従制
御装置を提供することにある。
E.課題を解決するための手段と作用 本考案は、上記目的を達成するため、基準側電動機の
速度を検出する第1のパルスピックアップと、基準側電
動機の速度又はトルクの自動制御演算結果を電流指令と
して基準側電動機の電流制御を行う第1の電流制御部
と、前記基準側電動機と追従側電動機との負荷分担比を
係数として前記電流指令に対して係数演算を行う負荷分
担設定器と、前記係数演算の結果を電流指令として前記
追従側電動機の電流制御を行う第2の電流制御部と、前
記追従側電動機の速度を検出する第2のパルスピックア
ップと、前記第1のパルスピックアップの出力パルスを
アップカウント入力とし、前記第2のパルスピックアッ
プの出力パルスをダウンカウント入力として前記両電動
機の回転位相の偏差を前記両パルスの計数値の偏差とし
て検出するアップダウンカウンタと、前記計数値の偏差
の比例積分演算により該偏差を零にする方向の演算結果
を得るための自動位相制御演算を行うマイクロコンピュ
ータと、前記マイクロコンピュータの演算結果をアナロ
グ信号に変換し、前記負荷分担設定器の出力に加算して
前記第2の電流制御部の電流指令とするD/A変換器と、
前記アップダウンカウンタの計数値が設定値を越えた後
に前記両電動機の差回転が零近辺になったときに該アッ
プダウンカウンタのリセットを行う強制同期手段とを備
え、基準側電動機の速度,トルク,走行抵抗等の制御演
算結果から得る電流指令に負荷分担比を係数として係数
演算して追従側電動機の電流指令とすることで両電動機
の電流制御を行い、両電動機の速度検出パルスの差から
位相差を検出及び位相差制御演算を行って追従側電動機
の電流指令を調節し、これにより両電動機の同期制御を
得る。そして、強制同期によって外乱に対する応答に位
相差の戻し制御期間を無くして収束時間の短縮及びトル
クショックを低減する。
速度を検出する第1のパルスピックアップと、基準側電
動機の速度又はトルクの自動制御演算結果を電流指令と
して基準側電動機の電流制御を行う第1の電流制御部
と、前記基準側電動機と追従側電動機との負荷分担比を
係数として前記電流指令に対して係数演算を行う負荷分
担設定器と、前記係数演算の結果を電流指令として前記
追従側電動機の電流制御を行う第2の電流制御部と、前
記追従側電動機の速度を検出する第2のパルスピックア
ップと、前記第1のパルスピックアップの出力パルスを
アップカウント入力とし、前記第2のパルスピックアッ
プの出力パルスをダウンカウント入力として前記両電動
機の回転位相の偏差を前記両パルスの計数値の偏差とし
て検出するアップダウンカウンタと、前記計数値の偏差
の比例積分演算により該偏差を零にする方向の演算結果
を得るための自動位相制御演算を行うマイクロコンピュ
ータと、前記マイクロコンピュータの演算結果をアナロ
グ信号に変換し、前記負荷分担設定器の出力に加算して
前記第2の電流制御部の電流指令とするD/A変換器と、
前記アップダウンカウンタの計数値が設定値を越えた後
に前記両電動機の差回転が零近辺になったときに該アッ
プダウンカウンタのリセットを行う強制同期手段とを備
え、基準側電動機の速度,トルク,走行抵抗等の制御演
算結果から得る電流指令に負荷分担比を係数として係数
演算して追従側電動機の電流指令とすることで両電動機
の電流制御を行い、両電動機の速度検出パルスの差から
位相差を検出及び位相差制御演算を行って追従側電動機
の電流指令を調節し、これにより両電動機の同期制御を
得る。そして、強制同期によって外乱に対する応答に位
相差の戻し制御期間を無くして収束時間の短縮及びトル
クショックを低減する。
F.実施例 第1図は本考案の一実施例を示す装置構成図である。
同図が第3図と異なる部分は、速度制御部8に代えて同
期制御部12と負荷分担設定器13及び強制同期回路14を設
けた点にある。同期制御部12は、パルスピックアップ5
の出力パルスをアップカウント入力としパルスピックア
ップ10の出力パルスをダウンカウント入力とするアップ
ダウンカウンタ15と、この計数値に応じた比例積分(P
I)演算によってアップカウント入力とダウンカウント
入力の計数値の偏差を零にする方向の演算結果を得るた
めの自動位相制御演算を行うマイクロコンピュータ16
と、この演算結果をアナログ信号に変換して電動機7の
電流調節信号とするD/A変換器17とを備える。負荷負担
設定器13は、電動機1に対する電流指令を入力とし電動
機7の負荷分担比に応じた計数演算で電動機7の電流指
令信号を得る。
同図が第3図と異なる部分は、速度制御部8に代えて同
期制御部12と負荷分担設定器13及び強制同期回路14を設
けた点にある。同期制御部12は、パルスピックアップ5
の出力パルスをアップカウント入力としパルスピックア
ップ10の出力パルスをダウンカウント入力とするアップ
ダウンカウンタ15と、この計数値に応じた比例積分(P
I)演算によってアップカウント入力とダウンカウント
入力の計数値の偏差を零にする方向の演算結果を得るた
めの自動位相制御演算を行うマイクロコンピュータ16
と、この演算結果をアナログ信号に変換して電動機7の
電流調節信号とするD/A変換器17とを備える。負荷負担
設定器13は、電動機1に対する電流指令を入力とし電動
機7の負荷分担比に応じた計数演算で電動機7の電流指
令信号を得る。
制御同期回路14は、変換器6,11の検出速度差(差回
転)が零近辺にあるか否かを検出するウィンドウコンパ
レータ18と、マイクロコンピュータ16からの位相差発生
信号が与えられかつウィンドウコンパレータ18からの差
回転零検出信号が与えられたときにアップダウンカウン
タ15をリセットする抑止回路19とを備える。マイクロコ
ンピュータ16はアップダウンカウンタ15の計数値が設定
位相差を越えたことを検出したときに上記の位相差発生
信号を抑止回路19に与え、また該信号は抑止回路19の出
力でリセットされる。
転)が零近辺にあるか否かを検出するウィンドウコンパ
レータ18と、マイクロコンピュータ16からの位相差発生
信号が与えられかつウィンドウコンパレータ18からの差
回転零検出信号が与えられたときにアップダウンカウン
タ15をリセットする抑止回路19とを備える。マイクロコ
ンピュータ16はアップダウンカウンタ15の計数値が設定
位相差を越えたことを検出したときに上記の位相差発生
信号を抑止回路19に与え、また該信号は抑止回路19の出
力でリセットされる。
こうした構成において、電動機1と電動機7の運転制
御は、基本的には負荷分担設定器13を通して速度制御部
3からの共通の電流指令が電流制御部4及び9の両方に
与えられ、設定器13の設定比が1対1では電動機1及び
7が同じ駆動力又は吸収力になるよう電流制御がなされ
ながら速度制御部3による速度制御がなされる。そし
て、電動機1と7の負荷分担比が異なる設定では夫々の
分担駆動力又は吸収力で同じ速度制御がなされる。
御は、基本的には負荷分担設定器13を通して速度制御部
3からの共通の電流指令が電流制御部4及び9の両方に
与えられ、設定器13の設定比が1対1では電動機1及び
7が同じ駆動力又は吸収力になるよう電流制御がなされ
ながら速度制御部3による速度制御がなされる。そし
て、電動機1と7の負荷分担比が異なる設定では夫々の
分担駆動力又は吸収力で同じ速度制御がなされる。
この速度制御において、電動機1と7に差回転が発生
すると、パルスピックアップ5及び10の出力パルスから
1パルス期間の遅れでアップダウンカウンタ15の計数値
に両電動機1及び7の位相差として検出される。この検
出位相差によりマイクロコンピュータ16は位相差が零に
なる(同期)方向の演算出力を得、この演算出力によっ
て電流制御部9への電流指令を加減調節する。この調節
によって電動機7の加減速がなされ、電動機1に対する
位相差が零になるよう、即ちアップダウンカウンタ15の
計数値が零になるよう同期制御が行われる。
すると、パルスピックアップ5及び10の出力パルスから
1パルス期間の遅れでアップダウンカウンタ15の計数値
に両電動機1及び7の位相差として検出される。この検
出位相差によりマイクロコンピュータ16は位相差が零に
なる(同期)方向の演算出力を得、この演算出力によっ
て電流制御部9への電流指令を加減調節する。この調節
によって電動機7の加減速がなされ、電動機1に対する
位相差が零になるよう、即ちアップダウンカウンタ15の
計数値が零になるよう同期制御が行われる。
この同期制御において、差回転検出は電動機1及び7
のパルスピックアップ5及び10からの出力パルスで直接
にアップダウンカウンタ15の計数値に位相差として取出
し、従来の変換器6及び11を通した検出に較べて遅れ時
間を極めて小さくする。そして、マイクロコンピュータ
16による調節演算も高速になされて差回転零、即ち追従
制御の遅れを小さくする。
のパルスピックアップ5及び10からの出力パルスで直接
にアップダウンカウンタ15の計数値に位相差として取出
し、従来の変換器6及び11を通した検出に較べて遅れ時
間を極めて小さくする。そして、マイクロコンピュータ
16による調節演算も高速になされて差回転零、即ち追従
制御の遅れを小さくする。
例えば、従来の装置では応答速度ωcは5〜2(rad/
s)程度であるが、本実施例では1桁速い応答速度ωc
=50〜20(rad/s)が得られ、外乱発生にも従来の1/10
の回転数変動に抑えることができる。
s)程度であるが、本実施例では1桁速い応答速度ωc
=50〜20(rad/s)が得られ、外乱発生にも従来の1/10
の回転数変動に抑えることができる。
また、速度制御は、基本的には負荷負担設定器13を通
した電流指令の調節で行われるため、速度設定変更時等
に電流指令が予め調節された状態で同期制御が施される
ため、過渡的に系が安定した状態に近いところで同期制
御がなされ、安定かつ同期した追従制御になる。
した電流指令の調節で行われるため、速度設定変更時等
に電流指令が予め調節された状態で同期制御が施される
ため、過渡的に系が安定した状態に近いところで同期制
御がなされ、安定かつ同期した追従制御になる。
ここで、同期制御部12は外乱に対する応答波形は第2
図に示すような差回転を発生させる。即ち、両電動機1,
7に差回転ΔNが発生すると、アップダウンカウンタ15
には差回転ΔNの積分値になる位相差ΔA ΔA=▲∫t o▼ΔN dt として計数され、この位相差ΔAが零になるよう同期制
御が行われる。この同期制御によって差回転ΔNは一旦
零になるが、それまでの位相差を戻すために逆方向の差
回転−ΔNを与える。即ち、期間T0での面積S0に相当す
る位相差ΔAを零にするために逆方向の差回転−ΔNを
与える期間T1を持ち、その面積S1が面積S0に一致する。
従って、同期制御部12による同期制御は外乱に対して位
相差ΔAを零にするための戻し制御期間T1を持って収束
することになり、収束時間としてはT0+T1になってしま
うし、電動機7には期間T0でのトルクショックと期間T1
での逆方向のトルクショックを与えてしまう。
図に示すような差回転を発生させる。即ち、両電動機1,
7に差回転ΔNが発生すると、アップダウンカウンタ15
には差回転ΔNの積分値になる位相差ΔA ΔA=▲∫t o▼ΔN dt として計数され、この位相差ΔAが零になるよう同期制
御が行われる。この同期制御によって差回転ΔNは一旦
零になるが、それまでの位相差を戻すために逆方向の差
回転−ΔNを与える。即ち、期間T0での面積S0に相当す
る位相差ΔAを零にするために逆方向の差回転−ΔNを
与える期間T1を持ち、その面積S1が面積S0に一致する。
従って、同期制御部12による同期制御は外乱に対して位
相差ΔAを零にするための戻し制御期間T1を持って収束
することになり、収束時間としてはT0+T1になってしま
うし、電動機7には期間T0でのトルクショックと期間T1
での逆方向のトルクショックを与えてしまう。
強制同期回路14は、上述の収束時間の短縮とトルクシ
ョック低減を図ることができる。この動作を以下に説明
する。外乱によってアップダウンカウンタ15の計数値
(位相差ΔA)が発生し、この位相差が設定値を越えた
とき(第2図の時刻t1)に抑止回路19のゲートを開く。
一方、ウィンドウコンパレータ18は両電動機1,7の差回
転零を検出する。この検出は第2図の時刻t1以降では時
刻t2に行われ、このタイミングで抑止回路19からアップ
ダウンカウンタ15のリセットを行う。従って、時刻t2で
アップダウンカウンタ15の計数値が零、即ち位相差ΔA
が零になり、位相差ΔAを零にする戻し制御期間T1を持
つことなく同期化が終了し、収束時間としては期間T0の
みになって約半減される。また、戻し制御期間T1による
トルクショック発生も無くなる。
ョック低減を図ることができる。この動作を以下に説明
する。外乱によってアップダウンカウンタ15の計数値
(位相差ΔA)が発生し、この位相差が設定値を越えた
とき(第2図の時刻t1)に抑止回路19のゲートを開く。
一方、ウィンドウコンパレータ18は両電動機1,7の差回
転零を検出する。この検出は第2図の時刻t1以降では時
刻t2に行われ、このタイミングで抑止回路19からアップ
ダウンカウンタ15のリセットを行う。従って、時刻t2で
アップダウンカウンタ15の計数値が零、即ち位相差ΔA
が零になり、位相差ΔAを零にする戻し制御期間T1を持
つことなく同期化が終了し、収束時間としては期間T0の
みになって約半減される。また、戻し制御期間T1による
トルクショック発生も無くなる。
上述までの強制同期では電動機1と7に移相差が発生
したまま追従制御されることになるが、例えばダイナモ
メータでは前後車輪に位相差が発生するも差回転が零に
なればそのまま追従運転して何ら問題を起こすことはな
い。
したまま追従制御されることになるが、例えばダイナモ
メータでは前後車輪に位相差が発生するも差回転が零に
なればそのまま追従運転して何ら問題を起こすことはな
い。
なお、実施例において、強制同期回路は位相差が設定
値を越えかつ差回転零が発生したときにアップダウンカ
ウンタ15をリセットするものであれば良い。
値を越えかつ差回転零が発生したときにアップダウンカ
ウンタ15をリセットするものであれば良い。
G.考案の効果 以上のとおり、本考案によれば、基準側電動機の電流
指令から負荷分担比で計数演算した値を追従電動機の電
流指令とし、両電動機の速度検出パルスから位相差を検
出して位相制御演算によって追従側電動機の電流指令を
調節する同期制御を行い、両電動機に位相差が設定値以
上になったときに差回転零で位相検出値を零にする強制
同期を行うようにしたため、追従側電動機の追従遅れを
少なくし、また安定した追従制御にし、さらに外乱に対
する応答の収束時間を短縮すると共に電動機等に不要な
トルクショックを与えなくなる効果がある。
指令から負荷分担比で計数演算した値を追従電動機の電
流指令とし、両電動機の速度検出パルスから位相差を検
出して位相制御演算によって追従側電動機の電流指令を
調節する同期制御を行い、両電動機に位相差が設定値以
上になったときに差回転零で位相検出値を零にする強制
同期を行うようにしたため、追従側電動機の追従遅れを
少なくし、また安定した追従制御にし、さらに外乱に対
する応答の収束時間を短縮すると共に電動機等に不要な
トルクショックを与えなくなる効果がある。
第1図は本考案の一実施例を示す装置構成図、第2図は
同期制御部の応答波形図、第3図は従来の装置構成部で
ある。 1…基準側電動機、3…速度制御部、4.9…電流制御
部、5,10…パルスピックアップ、7…追従側電動機、12
…同期制御部、13…負荷負担設定器、14…強制同期回
路、15…アップダウンカウンタ、16…マイクロコンピュ
ータ、17…D/A変換器、18…ウィンドウコンパレータ、1
9…抑止回路。
同期制御部の応答波形図、第3図は従来の装置構成部で
ある。 1…基準側電動機、3…速度制御部、4.9…電流制御
部、5,10…パルスピックアップ、7…追従側電動機、12
…同期制御部、13…負荷負担設定器、14…強制同期回
路、15…アップダウンカウンタ、16…マイクロコンピュ
ータ、17…D/A変換器、18…ウィンドウコンパレータ、1
9…抑止回路。
Claims (1)
- 【請求項1】基準側電動機に追従側電動機を追従させる
電動機の追従制御装置であって、 前記基準側電動機の速度を検出する第1のパルスピック
アップと、 前記基準側電動機の速度又はトルクの自動制御演算結果
を電流指令として前記基準側電動機の電流制御を行う第
1の電流制御部と、 前記基準側電動機と追従側電動機との負荷分担比を係数
として前記電流指令に対して係数演算を行う負荷分担設
定器と、 前記係数演算の結果を電流指令として前記追従側電動機
の電流制御を行う第2の電流制御部と、 前記追従側電動機の速度を検出する第2のパルスピック
アップと、 前記第1のパルスピックアップの出力パルスをアップカ
ウント入力とし、前記第2のパルスピックアップの出力
パルスをダウンカウント入力として前記両電動機の回転
位相の偏差を前記両パルスの計数値の偏差として検出す
るアップダウンカウンタと、 前記計数値の偏差の比例積分演算により該偏差を零にす
る方向の演算結果を得るための自動位相制御演算を行う
マイクロコンピュータと、 前記マイクロコンピュータの演算結果をアナログ信号に
変換し、前記負荷分担設定器の出力に加算して前記第2
の電流制御部の電流指令とするD/A変換器と、 前記アップダウンカウンタの計数値が設定値を越えた後
に前記両電動機の差回転が零近辺になったときに該アッ
プダウンカウンタのリセットを行う強制同期手段とを備
えたことを特徴とする電動機の追従制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1989109817U JP2501528Y2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 電動機の追従制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1989109817U JP2501528Y2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 電動機の追従制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0348395U JPH0348395U (ja) | 1991-05-09 |
JP2501528Y2 true JP2501528Y2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=31658378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1989109817U Expired - Fee Related JP2501528Y2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 電動機の追従制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2501528Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57119690A (en) * | 1981-11-30 | 1982-07-26 | Kokusai Electric Co Ltd | Speed control method for plurality of dc motor |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1989109817U patent/JP2501528Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0348395U (ja) | 1991-05-09 |
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