JP2569658B2 - Synchronous operation of motor - Google Patents
Synchronous operation of motorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動機の同期運転方式に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a synchronous operation system for an electric motor.
従来、電動機の位置決め方式としては、第2図に示す
ような制御方式が用いられている。同図において、指令
発生器21より位置指令信号が発生すると、その位置指令
信号と、位置検出器27によって検出された電動機25の回
転位置の現在値との偏差に相当する信号が、偏差カウン
タ22に溜まる。その出力はD/A変換器23によってアナロ
グ信号に変換され、速度発電機26によって検出された電
動機25の速度の現在値との偏差が速度アンプ24に入力さ
れ、電動機25が駆動される。Conventionally, a control method as shown in FIG. 2 has been used as a positioning method for an electric motor. In the figure, when a position command signal is generated from a command generator 21, a signal corresponding to the difference between the position command signal and the current value of the rotational position of the electric motor 25 detected by the position detector 27 is sent to a deviation counter 22. Accumulate in The output is converted to an analog signal by the D / A converter 23, and the deviation of the speed of the motor 25 from the current value detected by the speed generator 26 is input to the speed amplifier 24, and the motor 25 is driven.
ところで、このような制御方式においては、位置指令
又は速度指令値と現在値との間の偏差に基づいて電動機
25を駆動するものであるため、偏差がないと電動機25を
運転することができない。したがって、完全な意味での
同期運転はできないことになる。By the way, in such a control method, an electric motor is controlled based on a deviation between a position command or a speed command value and a current value.
Since the motor 25 is driven, the motor 25 cannot be operated without a deviation. Therefore, synchronous operation in a complete sense cannot be performed.
この制御方式において偏差を小さくするには、第2図
に破線で示すように、微分器28で構成されるようなフィ
ードフォワードループを速度入力として入れ、見掛け上
の位置ループゲインを大きくする方法がある。あるい
は、第3図に示すように積分器29を入れて位置ループを
積分制御系にし、偏差が生じれば積分効果で偏差を補正
するようにする等の方式が考えられる。In order to reduce the deviation in this control method, as shown by a broken line in FIG. 2, a method of inputting a feedforward loop constituted by a differentiator 28 as a speed input and increasing an apparent position loop gain is known. is there. Alternatively, as shown in FIG. 3, a system is considered in which an integrator 29 is inserted to make the position loop an integral control system, and if a deviation occurs, the deviation is corrected by the integration effect.
しかしながら、前者のフィードフォワート方式では、
フィードフォワードゲイン等の調整が難しく、そのゲイ
ン調整が正確でないと系が不安定になるという問題があ
る。However, in the former feedforward method,
There is a problem that it is difficult to adjust the feed forward gain and the like, and if the gain adjustment is not accurate, the system becomes unstable.
また、後者の位置ループの積分制御では、定常状態に
おいてリミットサイクルが生じる。すなわち、第3図に
おけるD/A変換器23の出力は、偏差カウンタ22の出力パ
ルスをD/A変換して作るものであり、その出力特性は、
量子化された階段状の出力信号となる。特に、偏差が0
のときのD/A変換器23の出力電圧は理論的には0である
はずであるが、実際には、オフセット電圧といわれる微
小電圧が出力として現れる。積分器29は、その性質とし
て、出力電圧を積分するものであるため、そのオフセッ
ト電圧が積分されると、最後には電動機25を動かす電圧
に達する。電動機25が動くと、サーボ系が働いているた
め、オフセット電圧とは反対の極性の電圧を与えて、オ
フセット電圧を打ち消すような指令が出され、電動機の
行き過ぎを補正するまで、逆に電動機を動かすことにな
る。このような動作をリミットサイクルという。このよ
うにして、リミットサイクルが発生するため、第3図の
ような積分制御においても、完全な意味での同期運転は
できない。In the latter integral control of the position loop, a limit cycle occurs in a steady state. That is, the output of the D / A converter 23 in FIG. 3 is generated by D / A conversion of the output pulse of the deviation counter 22, and its output characteristic is
It becomes a quantized step-like output signal. In particular, the deviation is 0
In this case, the output voltage of the D / A converter 23 should be theoretically 0, but in reality, a small voltage called an offset voltage appears as an output. Since the integrator 29 integrates the output voltage by its nature, when the offset voltage is integrated, it finally reaches a voltage at which the electric motor 25 is operated. When the motor 25 moves, since the servo system is working, a command is issued to give a voltage of the opposite polarity to the offset voltage and cancel the offset voltage. Will move. Such an operation is called a limit cycle. Since a limit cycle occurs in this way, synchronous operation in a complete sense cannot be performed even in the integral control as shown in FIG.
従来、パルス同期などの同期運転などに用いられてい
る制御方式に、第4図に示されるようなPLL(位相ロッ
クループ)方式と呼ばれる方式がある。これは、指令発
生器31から出力される指令周波数と速度検出器36から検
出された速度周波数の位相を位相比較器32で比較し、位
相差に応じた電圧信号を出力する。その出力はループフ
ィルタ33で平滑されて直流電圧に変換され、パワーアン
プ34を介して電動機35を駆動するものである。Conventionally, as a control method used for synchronous operation such as pulse synchronization, there is a method called a PLL (phase locked loop) method as shown in FIG. Specifically, the phase of the command frequency output from the command generator 31 and the phase of the speed frequency detected by the speed detector 36 are compared by the phase comparator 32, and a voltage signal corresponding to the phase difference is output. The output is smoothed by a loop filter 33, converted into a DC voltage, and drives a motor 35 via a power amplifier 34.
このPLL方式は、従来、一定速運転に用いられている
が、可変速運転に用いられる例は少ない。また、PLL方
式では、基本的には位置決め制御は不可能である。その
理由は、位相を検出比較する方式であるために、低速で
は位相情報が少なくなり、そのため基本的に制御系が不
安定になるためである。This PLL system has been conventionally used for constant speed operation, but is rarely used for variable speed operation. Further, in the PLL system, basically, positioning control is impossible. The reason is that, since the phase is detected and compared, the phase information decreases at low speeds, and the control system basically becomes unstable.
今日、制御上の要求として、歯車研削盤等、同期運転
を要求されることが多い。これらの用途においては、通
常、位置決めも要求され、従来の方式では、その要求を
満足することができない。Today, synchronous operation is often required as a control requirement such as a gear grinding machine. In these applications, positioning is usually required, and the conventional method cannot satisfy the requirement.
本発明は、このような要求に応えるためになされたも
のであり、同期運転及び位置決め制御を可能とすること
を目的とする。The present invention has been made to meet such a demand, and has as its object to enable synchronous operation and positioning control.
この目的を達成するため、本発明の電動機の同期運転
方式は、電動機の位置制御において、電動機の位置指令
パルスを発生する指令発生器と、前記電動機の現在位置
を検出する位置検出器と、同指令発生器で発生した位置
指令パルスと前記位置検出器の出力パルスとの偏差をカ
ウントする偏差カウンタと、同偏差カウンタの出力をア
ナログ信号に変換するD/A変換器と、同D/A変換器の出力
信号を積分する積分回路と、前記指令発生器で発生した
位置指令パルスと前記位置検出器の出力パルスとの位相
を比較する位相比較器と、同位相比較器の出力を直流に
変換するループフィルタと、前記偏差カウンタの出力が
所定の範囲内にあるかどうかを検出するパルス比較器
と、前記偏差カウンタの出力が所定の範囲内に入ったこ
とを前記パルス比較器が検出したときに前記電動機に与
える駆動信号を前記ループフィルタの出力に切替え、そ
れ以外のときは前記電動機に与える駆動信号を前記積分
回路の出力に切り替える切替器とからなるものである。In order to achieve this object, a synchronous operation method for a motor according to the present invention includes a command generator that generates a position command pulse for the motor and a position detector that detects a current position of the motor in the position control of the motor. A deviation counter that counts the deviation between the position command pulse generated by the command generator and the output pulse of the position detector, a D / A converter that converts the output of the deviation counter into an analog signal, and a D / A conversion An integrating circuit for integrating the output signal of the detector, a phase comparator for comparing the phase of the position command pulse generated by the command generator with the output pulse of the position detector, and converting the output of the in-phase comparator to DC. A loop filter that detects whether the output of the deviation counter is within a predetermined range, and a pulse comparator that detects that the output of the deviation counter is within a predetermined range. A drive signal supplied to the electric motor when the out switching to an output of said loop filter, at other times is made of a switch for switching the drive signal supplied to the electric motor to the output of the integrator circuit.
本発明者らは、従来の2つの制御方式である通常の位
置決め制御方式とPLL制御方式を、ある条件の下で切り
替え、完全な意味での同期運転と位置決め制御を実現で
きるようにした。The present inventors have switched between the conventional two control methods, the normal positioning control method and the PLL control method, under certain conditions, so that synchronous operation and positioning control in a complete sense can be realized.
第3図に示したような、位置ループを積分制御系にし
た制御系では、指令パルス列を入力すると、その応答は
第5図のようになる。すなわち、最初は偏差は大きくて
も、その積分の補正効果で最後には、おおよそ±数パル
ス以内でリミットサイクルを描くようになる。このリミ
ットサイクルの影響で、完全な意味での同期運転はでき
なくなるわけである。In a control system in which the position loop is an integral control system as shown in FIG. 3, when a command pulse train is input, the response is as shown in FIG. That is, even though the deviation is large at first, the limit cycle is drawn within approximately ± several pulses due to the correction effect of the integration. Under the influence of this limit cycle, synchronous operation in a complete sense cannot be performed.
本発明においては、このリミットサイクルを描いてい
る状態を監視し、その偏差がある値、例えば±1パルス
以内に入った瞬間に、積分制御系を切り離し、PLL方式
の同期運転方式に切り替えて制御することにより、一定
速の状態でPLL方式による完全な同期運転が得られるよ
うにした。In the present invention, the state in which the limit cycle is drawn is monitored, and at the moment when the deviation enters a certain value, for example, within ± 1 pulse, the integral control system is disconnected, and the control is switched to the synchronous operation system of the PLL system. By doing so, perfect synchronous operation by the PLL method can be obtained at a constant speed.
また、負荷その他の急変でPLL方式の運転による同期
が外れても、前記の±1パルスを超えて変化した場合、
元の位置ループ積分方式に切り替えることにより、現在
値を失うことなく位置制御を行う。速度が安定した時点
でPLL方式に切り替えると、前回と同様に同期運転が可
能となる。In addition, even if the synchronization due to the operation of the PLL system is lost due to a sudden change in the load or the like, if the change exceeds ± 1 pulse,
By switching to the original position loop integration method, position control is performed without losing the current value. Switching to the PLL method when the speed is stabilized enables synchronous operation as before.
〔実施例〕 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に
説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples shown in the drawings.
第1図は本発明の実施例を示すブロック図である。同
図において、1は指令発生器である。本例においては、
上段が積分制御系,下段がPLL制御系となっており、指
令発生器1から出力された位置指令パルスと位置検出器
8によって検出された電動機7の位置信号の偏差がそれ
ぞれ偏差カウンタ2及び位相比較器10に入力される。偏
差カウンタ2の出力はD/A変換器3によってアナログ信
号に変換され、積分回路4を通して積分補償される。そ
の信号は、切替器5を介してパワーアンプ6に入力さ
れ、電動機7が駆動される。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a command generator. In this example,
The upper stage is an integral control system, and the lower stage is a PLL control system. It is input to the comparator 10. The output of the deviation counter 2 is converted into an analog signal by a D / A converter 3 and is integrated and compensated through an integration circuit 4. The signal is input to the power amplifier 6 via the switch 5 and the electric motor 7 is driven.
一方、位相比較器10の出力はループフィルタ11を通し
て切替器5の他方の入力信号となる。On the other hand, the output of the phase comparator 10 becomes the other input signal of the switch 5 through the loop filter 11.
この制御系において、始動時は上段の位置制御ループ
によって制御がなされる。位置偏差が小さくなり、偏差
カウンタ2のカウントパルスが例えば±1パルス以内に
なると、これをパルス比較器9で検出し、その出力信号
に基づいて切替器5を切り替え、ループフィルタ11の出
力を取り込む。これによってPLL制御系に切り替わり、
同期運転が行われる。In this control system, control is performed by the upper position control loop at the time of starting. When the position deviation decreases and the count pulse of the deviation counter 2 falls within, for example, ± 1 pulse, this is detected by the pulse comparator 9, the switch 5 is switched based on the output signal, and the output of the loop filter 11 is captured. . This switches to the PLL control system,
Synchronous operation is performed.
何らかの原因で同期が外れた場合には、偏差カウンタ
2の出力が±1以上になるため、これをパルス比較器9
で検出し、切替器5を切り替えて積分回路4の出力信号
をパワーアンプ6の入力信号とする。位置偏差は、PLL
制御での運転時においても積分回路4によって蓄えられ
ていたので、その切り替えは円滑に行われることにな
る。If the synchronization is lost for some reason, the output of the deviation counter 2 becomes ± 1 or more.
, And switches the switch 5 to use the output signal of the integration circuit 4 as the input signal of the power amplifier 6. The position deviation is
Even during operation under control, since the data is stored by the integration circuit 4, the switching is smoothly performed.
なお、この発明の具体的な実施にあたっては、アナロ
グ的な構成はもちろん、デジタル的な構成を適用するこ
とができる。In a specific embodiment of the present invention, not only an analog configuration but also a digital configuration can be applied.
以上に説明したように、本発明においては、従来位置
決め用だけに用いられている積分制御方式と、速度制御
だけに用いられているPLL制御方式を、所定の位置偏差
量以上であるかそれ以内に入ったかの条件に基づいて切
り替えるようにしている。このため、従来では不可能と
されていた同期運転と位置決め制御を同時に満たす制御
が可能となった。また、速度発電機等を必要としないで
速度制御ができるため、構成が簡素化され、コストを低
減することもできる。As described above, in the present invention, the integral control method used only for positioning in the past and the PLL control method used only for speed control have a position deviation amount equal to or more than a predetermined position deviation amount. Switching is performed based on the condition of entering. For this reason, control that simultaneously satisfies the synchronous operation and the positioning control, which has been impossible in the past, has become possible. In addition, since speed control can be performed without the need for a speed generator or the like, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は従
来の位置決め方式を示すブロック図、第3図は積分補償
を行った位置決め方式のブロック図、第4図は従来のPL
L方式のブロック図、第5図は位置ループに積分補償を
用いたときの応答を示す図である。 1:指令発生器、2:偏差カウンタ 3:D/A変換器、4:積分回路 5:切替器、6:パワーアンプ 7:電動機、8:位置検出器 9:パルス比較器、10:位相比較器 11:ループフィルタFIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a conventional positioning system, FIG. 3 is a block diagram of a positioning system with integral compensation, and FIG.
FIG. 5 is a block diagram of the L system, and FIG. 5 is a diagram showing a response when integral compensation is used in the position loop. 1: Command generator, 2: Deviation counter 3: D / A converter, 4: Integrator 5: Switch, 6: Power amplifier 7: Motor, 8: Position detector 9: Pulse comparator, 10: Phase comparison Unit 11: Loop filter
Claims (1)
指令パルスを発生する指令発生器と、前記電動機の現在
位置を検出する位置検出器と、同指令発生器で発生した
位置指令パルスと前記位置検出器の出力パルスとの偏差
をカウントする偏差カウンタと、同偏差カウンタの出力
をアナログ信号に変換するD/A変換器と、同D/A変換器の
出力信号を積分する積分回路と、前記指令発生器で発生
した位置指令パルスと前記位置検出器の出力パルスとの
位相を比較する位相比較器と、同位相比較器の出力を直
流に変換するループフィルタと、前記偏差カウンタの出
力が所定の範囲内にあるかどうかを検出するパルス比較
器と、前記偏差カウンタの出力が所定の範囲内に入った
ことを前記パルス比較器が検出したときに前記電動機に
与える駆動信号を前記ループフィルタの出力に切替え、
それ以外のときは前記電動機に与える駆動信号を前記積
分回路の出力に切り替える切替器とからなる電動機の同
期運転方式。In a position control of an electric motor, a command generator for generating a position command pulse for the motor, a position detector for detecting a current position of the motor, a position command pulse generated by the command generator, and the position A deviation counter for counting the deviation from the output pulse of the detector, a D / A converter for converting the output of the deviation counter into an analog signal, an integration circuit for integrating the output signal of the D / A converter, A phase comparator for comparing the phase of the position command pulse generated by the command generator with the output pulse of the position detector, a loop filter for converting the output of the phase comparator to DC, and an output of the deviation counter being a predetermined value. And a drive signal to be given to the electric motor when the pulse comparator detects that the output of the deviation counter has entered a predetermined range. It switched to the output of the loop filter,
In other cases, a synchronous operation system of the electric motor comprising a switch for switching a drive signal given to the electric motor to an output of the integrating circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62326057A JP2569658B2 (en) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | Synchronous operation of motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62326057A JP2569658B2 (en) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | Synchronous operation of motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01170387A JPH01170387A (en) | 1989-07-05 |
JP2569658B2 true JP2569658B2 (en) | 1997-01-08 |
Family
ID=18183625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62326057A Expired - Lifetime JP2569658B2 (en) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | Synchronous operation of motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2569658B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107769663A (en) * | 2017-09-19 | 2018-03-06 | 宁波欣达电梯配件厂 | A kind of Electrical Machinery Rotational Speed Testing System and method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5750435A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-24 | Toshiba Corp | Plasma etching device |
JPS62217890A (en) * | 1986-03-14 | 1987-09-25 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | Rotation control device of motor |
-
1987
- 1987-12-22 JP JP62326057A patent/JP2569658B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107769663A (en) * | 2017-09-19 | 2018-03-06 | 宁波欣达电梯配件厂 | A kind of Electrical Machinery Rotational Speed Testing System and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH01170387A (en) | 1989-07-05 |
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