JP2612761B2 - Control method of synchronous motor - Google Patents

Control method of synchronous motor

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JP2612761B2
JP2612761B2 JP1048480A JP4848089A JP2612761B2 JP 2612761 B2 JP2612761 B2 JP 2612761B2 JP 1048480 A JP1048480 A JP 1048480A JP 4848089 A JP4848089 A JP 4848089A JP 2612761 B2 JP2612761 B2 JP 2612761B2
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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、工作機械の送り軸やロボットの各軸を制御
するサーボモータとして使用されている交流同期電動機
の制御方式に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method of an AC synchronous motor used as a servomotor for controlling a feed axis of a machine tool and each axis of a robot.

従来の技術 第3図は、サーボモータとして従来から使用されてい
る三相同期電動機のマイナーループとしての電流制御ル
ープを含む速度制御ループのブロック線図である。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram of a speed control loop including a current control loop as a minor loop of a three-phase synchronous motor conventionally used as a servomotor.

第3図中、10は速度指令Vcと実速度Vとの差(Vc−
V)、即ち、速度偏差を入力しトルク指令Tcを出力する
伝達関数で、k1vは速度ループ積分ゲイン、k2vは速度ル
ープ比例ゲインである。12R,12S,12Tはトルク指令Tcに
各相の電流によってつくられる合成磁界が永久磁石のつ
くる磁界と同位相になるように、ロータの現在位置に対
する各相指令の位相を調整する伝達関数で、トルク指令
Tcにsinθ(θ:R相の位相)が乗じられてR相の電流指
令Ircが作られる。また、トルク指令Tcにsin(θ+2/3
π),sin(θ−2/3π)が乗じられてS相,T相の電流指
令Isc,Itcが作られる。16は電流ループの積分器として
の伝達関数で、k1は電流ループの積分ゲインである。R
相の電流指令IrcとR相の実電流Irの差が積分器16で積
分され、その値からR相の実電流Irに伝達関数20で示す
電流ループの比較ゲインk2を乗じた値が減じられ、PWM
指令(電圧指令)が作られ、モータのR相に出力され
る。なお、伝達関数18におけるRはモータの巻線抵抗,L
は巻線インダクタンスである。
In FIG. 3, reference numeral 10 denotes a difference between the speed command Vc and the actual speed V (Vc−
V), that is, a transfer function that inputs a speed deviation and outputs a torque command Tc, where k1v is a speed loop integral gain and k2v is a speed loop proportional gain. 12R, 12S, and 12T are transfer functions that adjust the phase of each phase command with respect to the current position of the rotor so that the combined magnetic field created by the current of each phase in the torque command Tc is in phase with the magnetic field created by the permanent magnet. Torque command
Tc is multiplied by sin θ (θ: phase of the R phase) to generate an R-phase current command Irc. In addition, sin (θ + 2/3)
π) and sin (θ−2 / 3π) to generate S-phase and T-phase current commands Isc and Itc. 16 is a transfer function as an integrator of the current loop, and k1 is an integral gain of the current loop. R
The difference between the phase current command Irc and the R-phase real current Ir is integrated by the integrator 16, and the value obtained by multiplying the R-phase real current Ir by the current loop comparison gain k2 represented by the transfer function 20 is subtracted from the value. , PWM
A command (voltage command) is generated and output to the R phase of the motor. Note that R in the transfer function 18 is the winding resistance of the motor, L
Is the winding inductance.

また、第3図においては、R相について電流フィード
バック部を詳細に記したが、第3図中、破線14Rで示す
部分は他のS相,T相においても同様なブロック線図であ
り、この部分14S,14Tは省略している。また、伝達関数2
2,24はモータ機械部の伝達関数であり、Ktはトルク定
数、Jはモータロータイナーシャである。さらに、Tdは
外乱トルクを示している。
Further, in FIG. 3, the current feedback section is described in detail for the R phase, but in FIG. 3, a portion shown by a broken line 14R is a similar block diagram for the other S and T phases. Parts 14S and 14T are omitted. Also, transfer function 2
Reference numerals 2 and 24 are transfer functions of the motor mechanical section, Kt is a torque constant, and J is a motor rotor inertia. Further, Td indicates a disturbance torque.

上記構成において、速度制御ループでは、速度指令Vc
と実速度Vの差分(Vc−V)に応じ、伝達関数10で示す
処理を作ってトルク指令Tcを作り、速度制御ループのマ
イナーループである電流制御ループによって該トルク指
令のトルクを実現するようR相,S相,T相の各相巻線に与
えるPWM指令を算出している。
In the above configuration, in the speed control loop, the speed command Vc
In accordance with the difference (Vc−V) between the actual speed V and the actual speed V, a process represented by the transfer function 10 is generated to generate a torque command Tc, and the torque of the torque command is realized by a current control loop which is a minor loop of the speed control loop. The PWM command to be applied to the R-phase, S-phase, and T-phase windings is calculated.

すなわち、トルク指令Tcにロータ位置に応じて各相の
電流によってつくられる合成磁界が永久磁石のつくる磁
界と同位相になるように各相の位相の正弦値sinθ,sin
(θ+2π/3),sin(θ−2π/3)を乗じて各相の電流
指令Irc,Isc,Itcに変換し、この電流指令Irc,Isc,Itcか
ら、夫々各相の実電流Ir,Is,Itを減じた値を夫々積分器
で積分し、その各積分値から各相の実速度に電流ループ
ゲインk2を乗じた値を減じて各相のPWM指令を計算し、
インバータへPWM指令を与え、モータを駆動している。
That is, the sine values sinθ and sin of the phases of each phase are set so that the combined magnetic field generated by the current of each phase according to the rotor position in the torque command Tc has the same phase as the magnetic field generated by the permanent magnet.
(Θ + 2π / 3), sin (θ−2π / 3) and multiply by the current commands Irc, Isc, Itc for each phase. From the current commands Irc, Isc, Itc, the actual currents Ir, Is for each phase are respectively obtained. , It is integrated by the integrator, respectively, the value obtained by subtracting It, subtract the value obtained by multiplying the actual speed of each phase by the current loop gain k2 from each integrated value, and calculate the PWM command of each phase,
A PWM command is given to the inverter to drive the motor.

発明が解決しようとする課題 以上説明したような従来の構成,作用において、第3
図に示すように、外乱トルクTdが存在すると、その影響
はまず速度変動として現われ、これが速度フィードバッ
クによって速度制御ループの積分器及び比例器(伝達関
数10)を通じてトルク指令に反映され、外乱トルクTdを
抑圧するように作用する。
Problems to be Solved by the Invention In the conventional configuration and operation as described above,
As shown in the figure, when the disturbance torque Td is present, its influence first appears as a speed fluctuation, which is reflected in the torque command through the integrator and the proportional unit (the transfer function 10) of the speed control loop by the speed feedback, and the disturbance torque Td Acts to suppress.

通常、速度ループの周波数帯域は低く、そのため、十
分低い周波数の外乱成分に対しては抑圧可能であるが、
ある程度以上の周波数外乱に対しては、積分器の位相の
遅れ等により、速度制御ループのみでは抑圧できず、位
相が90度以上おくれてしまうと、増幅してしまうことに
なる。
Normally, the frequency band of the velocity loop is low, so that it is possible to suppress disturbance components of sufficiently low frequency,
Frequency disturbances of a certain degree or more cannot be suppressed only by the speed control loop due to delay of the phase of the integrator or the like, and if the phase is shifted by 90 degrees or more, it will be amplified.

一方、電流制御ループは高い周波数帯域を持っている
けれども、外乱トルクTdによって直接電流は影響を受け
ず、速度制御ループを介して外乱によりトルク指令が変
化したとき、始めて、外乱の影響を打ち消すように電流
が変化するものにすぎず、高い周波数帯域を持つ電流制
御ループは外乱抑圧に直接的には何ら寄与していない。
On the other hand, although the current control loop has a high frequency band, the current is not directly affected by the disturbance torque Td, and when the torque command is changed by the disturbance via the speed control loop, the influence of the disturbance is first canceled out. However, the current control loop having a high frequency band does not directly contribute to disturbance suppression at all.

その結果、従来の制御方式では、ある程度以上の高い
周波数外乱に対しては、外乱トルクを抑圧できないとい
う欠点があった。
As a result, the conventional control method has a disadvantage that disturbance torque cannot be suppressed with respect to a frequency disturbance higher than a certain level.

そこで、本発明は、高い周波数帯域を持つ電流制御ル
ープによって外乱抑圧を行うことによって外乱抑圧特性
を向上させることを目的とするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to improve disturbance suppression characteristics by performing disturbance suppression by a current control loop having a high frequency band.

課題を解決するための手段 本発明は、速度制御ループで求めたトルク指令値とロ
ータ位置によって求められた各相の電流指令値から、モ
ータの実速度を微分して求めた実加速度を電流指令の次
元に変換しロータ位置に応じて求めた各相の値を夫々減
じた値を、夫々各相の電流制御ループの積分器へ入力す
るように構成することにより、または、速度制御ループ
で求めたトルク指令値から、モータの実速度を微分して
求めた実加速度を電流値に変換した値を減じて得られた
値と、ロータ位置によって各相の電流指令値を求め、こ
の各相の電流指令値を夫々各相の電流制御ループの積分
器へ入力するように構成することによって上記課題を解
決した。
Means for Solving the Problems The present invention provides an actual acceleration obtained by differentiating the actual speed of the motor from the torque command value obtained in the speed control loop and the current command value of each phase obtained from the rotor position. The values obtained by subtracting the values of the respective phases determined according to the rotor position after being converted to the dimensions of the respective phases are input to the integrators of the current control loops of the respective phases, or the values are obtained by the speed control loop. The current command value of each phase is obtained from the torque command value obtained by subtracting the value obtained by converting the actual acceleration obtained by differentiating the actual speed of the motor into the current value, and the current command value of each phase from the rotor position. The above problem has been solved by a configuration in which the current command values are respectively input to the integrators of the current control loops of each phase.

作 用 速度の変化すなわち加速度は、モータ自身が出したト
ルクと外乱トルクを合わせた全トルクによって生じるも
のでから、実加速度を電流の単位に変換したものにおけ
るロータの位置に応じた各相の値を、従来の電流制御ル
ープにおける実電流のフィードバックの代りに用いれ
ば、外乱トルクの影響が加速度として生じ、その加速度
が電流制御ループでフィードバック制御されて外乱抑圧
として作用することとなる。その結果、高い周波数帯域
を持つ電流制御ループによって制御されることとなるか
ら、高い周波数外乱に対しても外乱抑圧が作用すること
となる。
The change in speed, or acceleration, is caused by the total torque, which is the sum of the torque generated by the motor itself and the disturbance torque, and the value of each phase corresponding to the rotor position in the actual acceleration converted to current units. Is used instead of the feedback of the actual current in the conventional current control loop, the influence of the disturbance torque occurs as acceleration, and the acceleration is feedback-controlled in the current control loop to act as disturbance suppression. As a result, the current is controlled by the current control loop having a high frequency band, so that the disturbance suppression acts on the high frequency disturbance.

実施例 第1図は、本発明の一実施例の三相同期電動機の速度
制御及び電流制御のブロック線図であり、第3図に示す
従来例と同一のものは同一符号を付している。そして、
従来例と相違する点は、従来例において、各相の実電流
Ir,Is,Itがフィードバックされ、各相の電流指令Irc,Is
c,Itcと、このフィードバックされた実電流の差(Irc−
Ir),(Isc−Is),(Itc−It)が夫々電流制御ループ
の積分器(例えば、R相においては第3図に16で示す積
分器)に入力されるようになっていたが、本発明の実施
例においては、この電流制御ループの積分器に入力され
るフィードバック電流の代りにモータの実加速度を電流
の電位に変換したものを入力するようにした点である。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram of speed control and current control of a three-phase synchronous motor according to one embodiment of the present invention, and the same components as those in the conventional example shown in FIG. . And
The difference from the conventional example is that the actual current of each phase
Ir, Is, It is fed back and the current command Irc, Is of each phase
c, Itc and the difference (Irc−
Ir), (Isc-Is), and (Itc-It) are input to the integrators of the current control loop (for example, in the R phase, the integrators shown in FIG. 3 at 16). In the embodiment of the present invention, a current obtained by converting the actual acceleration of the motor into a potential of the current is input instead of the feedback current input to the integrator of the current control loop.

すなわち、モータ速度Vを微分し(伝達関数26)、加
速度αを求め、該加速度に電流の単位に変換する定数ka
を乗じて(伝達関数ka)、モータの実加速度αに対応す
る値ka・αを求め、該値ka・αに対し、ロータ位置に応
じた各相の位相の正弦値を乗じたものIrf,Isf,Itfを、
各相の実電流のフィードバック値に変えて電流制御ルー
プの積分器(16)に入力するようにしているが、本実施
例においては、速度制御ループで求められたトルク指令
Tcに、ロータ位置に応じた各相の位相よりわずか進めた
位相θ′,(θ′+2π/3),(θ′−2π/3)の正弦
値を乗じ、実加速度αに対応する値ka・αには、ロータ
位置に応じた各相の位相のθ,(θ+2π/3),(θ−
2π/3)の正弦値を乗じるようにしている(θ′=θ−
Δθ)。他の構成は第3図に示した従来のブロック線図
と同一である。なお、第1図中、14′S,14′Tは14′R
と同一のS相、T相のブロック線図であり、第1図にお
いては省略している。
That is, a constant ka for differentiating the motor speed V (transfer function 26), obtaining the acceleration α, and converting the acceleration into a current unit.
(Transfer function ka) to obtain a value ka · α corresponding to the actual acceleration α of the motor, and multiply the value ka · α by the sine value of the phase of each phase according to the rotor position. Isf, Itf,
Although the feedback value of the actual current of each phase is changed and input to the integrator (16) of the current control loop, in the present embodiment, the torque command obtained in the speed control loop is used.
Tc is multiplied by the sine values of phases θ ′, (θ ′ + 2π / 3) and (θ′−2π / 3) slightly advanced from the phases of the respective phases corresponding to the rotor position, and a value ka corresponding to the actual acceleration α is obtained. · Α is the phase of each phase corresponding to the rotor position, θ, (θ + 2π / 3), (θ-
2π / 3) (θ ′ = θ−
Δθ). The other structure is the same as the conventional block diagram shown in FIG. In FIG. 1, 14'S and 14'T are 14'R
2 is a block diagram of the same S phase and T phase, and is omitted in FIG.

速度指令Vcからモータの実速度Vを減じた速度偏差を
比例・積分制御(伝達関数10)してトルク指令Tcを求
め、電流制御ループにおいて、トルク指令Tcにロータ位
置に対する各相位相より設定量Δθだけ進めた各相の正
弦値sinθ′,sin(θ′+2π/3),sin(θ′−2π/
3)を乗じて(伝達関数12R,12S,12T)、各相の電流指令
Irc,Isc,Itcを求め、一方、前述したように実速度Vを
微分し、定数kaを乗じたものに、現在ロータに対する各
相の位相の正弦値sinθ,sin(θ+2π/3),sin(θ−
2π/3)を乗じたものIrf,Isf,Itfを上記各相の電流指
令Irc,Isc,Itcより夫々減じて電流制御ループの積分器
(16)へ入力する。そして、積分器(16)の出力から各
相の実電流Ir(Is,It)を減じ、各R相,S相,T相の巻線
に与えるPWM指令PWMr(PWMs,PWMt)を作り、各巻線に電
流を流すことになる。
A speed deviation obtained by subtracting the actual speed V of the motor from the speed command Vc is proportionally / integrally controlled (transfer function 10) to obtain a torque command Tc. In the current control loop, the torque command Tc is set from the phase of each phase with respect to the rotor position. The sine values of each phase advanced by Δθ sin θ ′, sin (θ ′ + 2π / 3), sin (θ′−2π /
3) (Transfer function 12R, 12S, 12T)
Irc, Isc, Itc are obtained. On the other hand, the actual speed V is differentiated and multiplied by a constant ka as described above, and the sine values sinθ, sin (θ + 2π / 3), sin ( θ−
Irf, Isf, Itf multiplied by 2π / 3) are subtracted from the current commands Irc, Isc, Itc of the respective phases, and input to the integrator (16) of the current control loop. Then, the actual current Ir (Is, It) of each phase is subtracted from the output of the integrator (16), and a PWM command PWMr (PWMs, PWMt) to be given to each R-phase, S-phase, and T-phase winding is created. Current will flow through the wire.

以上の動作において、外乱トルクTdが存在すると、該
外乱トルクTdによって、まず、モータの実速度Vが変化
する。即ち、加速度が生じる。そのため、電流制御ルー
プで実速度Vを微分し加速度αを求め、定数kaを乗じ、
さらに各相の位相に応じた正弦値を乗じて加速度αに対
応する値Irf,Isf,Itfを各相の電流指令Irc,Isc,Itcにフ
ィードバックすることになるから、周波数帯域の高い電
流制御ループで外乱トルクTdに対するフィードバック制
御が行われ、外乱トルクTdを抑圧することになるから、
速度制御ループで抑圧できないような、ある程度以上の
周波数外乱に対しても外乱抑圧ができることとなる。
In the above operation, if the disturbance torque Td exists, first, the actual speed V of the motor changes due to the disturbance torque Td. That is, acceleration occurs. Therefore, in the current control loop, the actual speed V is differentiated to obtain the acceleration α, multiplied by a constant ka,
Furthermore, the values Irf, Isf, Itf corresponding to the acceleration α are multiplied by a sine value corresponding to the phase of each phase and fed back to the current commands Irc, Isc, Itc of each phase. The feedback control for the disturbance torque Td is performed in the above, and the disturbance torque Td is suppressed.
Disturbance suppression can be performed even for a certain level of frequency disturbance that cannot be suppressed by the speed control loop.

第2図は、本発明の一実施例をデジタルシグナルプロ
セッサ等のプロセッサでサーボ制御(いわゆるデジタル
サーボ制御またはソフトウェアサーボ制御)における電
流制御ループ処理のフローチャートである。なお、該サ
ーボ制御を行うプロセッサ等のハードウェア構成はすで
に公知であるので、説明を省略する。
FIG. 2 is a flowchart of a current control loop process in servo control (so-called digital servo control or software servo control) by a processor such as a digital signal processor according to one embodiment of the present invention. Note that the hardware configuration of a processor or the like that performs the servo control is already known, and thus the description is omitted.

サーボ制御を行うプロセッサでは、数値制御装置等か
ら出力された移動指令とモータに取付けられた位置検出
器としてのパルスコーダからのフィードバックパルスに
より位置偏差を求め、該位置偏差より速度指令Vcを算出
し、次に、速度制御ループ処理としてこの速度指令Vcと
パルスコーダ等から求められるモータの実速度Vから速
度偏差を求め、第1図に示すように、比例・積分制御を
行ってトルク指令Tcを算出する。そして、速度制御ルー
プで求められたトルク指令Tcに基いて速度制御ループの
処理よりも処理周期が短い電流制御ループの処理を開始
する。位置制御ループ及び速度制御ループの処理は従来
と同様であり、トルク指令Tcがすでに求められているも
のとして、本発明の一実施例の電流制御ループの処理
を、第2図のフローチャートと共に説明する。
In the processor that performs servo control, a position deviation is obtained from a movement command output from a numerical control device or the like and a feedback pulse from a pulse coder as a position detector attached to the motor, and a speed command Vc is calculated from the position deviation. Next, as a speed control loop process, a speed deviation is obtained from the speed command Vc and the actual speed V of the motor obtained from a pulse coder or the like, and a torque command Tc is calculated by performing proportional / integral control as shown in FIG. . Then, based on the torque command Tc obtained in the speed control loop, the processing of the current control loop having a shorter processing cycle than the processing of the speed control loop is started. The processes of the position control loop and the speed control loop are the same as those in the related art, and the process of the current control loop according to the embodiment of the present invention will be described with the flowchart of FIG. .

まず、モータの実速度V及びロータ位置(R相を基準
とし、R相におけるロータ位相)を読取り(ステップ10
1)、読み取ったモータの実速度Vから、レジスタR
(V)に記憶した電流制御ループ処理の前周期で求めた
実速度Vを減じて、加速度αを求め、読み取った実速度
VをレジスタR(V)に格納する(ステップ102,10
3)。次に、ステップ102で求めた加速度αを電流の単位
に変換する定数kaを乗じて、加速度αに対応する値α・
kaを求める(ステップ104)。次に、ステップ101で読込
んだロータ位置より各相の位相の正弦値sinθ,sin(θ
+2π/3),sin(θ−2π/3)、及びθよりわずかな量
Δθを進めた位相θ′(=θ+Δθ)に対する正弦値
θ′,sin(θ′+2π/3),sin(θ′−2π/3)を位相
に応じた正弦値を記憶したROMより読出す(ステップ10
5)。そして、速度制御ループ処理で求められているト
ルク指令値Tcに設定量Δθだけ位相を求めた各相の正弦
値を乗じてR,S,T各相の電流指令値Irc,Isc,Itcを求め
る。
First, the actual speed V of the motor and the rotor position (the rotor phase in the R phase based on the R phase) are read (step 10).
1) From the read actual speed V of the motor, register R
The actual speed V obtained in the previous cycle of the current control loop process stored in (V) is subtracted to obtain the acceleration α, and the read actual speed V is stored in the register R (V) (steps 102 and 10).
3). Next, the acceleration α obtained in step 102 is multiplied by a constant ka for converting the acceleration into a current unit, and a value α ·
Calculate ka (step 104). Next, from the rotor position read in step 101, the sine values sin θ, sin (θ
+ 2π / 3), sin (θ−2π / 3), and sine values θ ′, sin (θ ′ + 2π / 3), sin (θ ′) for a phase θ ′ (= θ + Δθ) advanced by an amount Δθ smaller than θ. -2π / 3) is read from the ROM storing the sine value corresponding to the phase (step 10).
Five). Then, by multiplying the torque command value Tc obtained in the speed control loop process by the sine value of each phase whose phase has been obtained by the set amount Δθ, the current command values Irc, Isc, Itc of each phase of R, S, and T are obtained. .

Irc=Tc・sinθ′ ……(1) Isc=Tc・sin(θ′+2π/3) ……(2) Itc=Tc・sin(θ′−2π/3) ……(3) また、上記ステップ104で求めた加速度αに対応する
値α・kaにsinθ,sin(θ+2π/3),sin(θ−2π/
3)を乗じ、各相の加速度に対応する値Irf,Isf,Itfを求
める(ステップ106)。
Irc = Tc · sin θ ′ (1) Isc = Tc · sin (θ ′ + 2π / 3) (2) Itc = Tc · sin (θ′−2π / 3) (3) Sinθ, sin (θ + 2π / 3), sin (θ-2π /
Multiply by 3) to obtain values Irf, Isf, Itf corresponding to the acceleration of each phase (step 106).

Irf=α・ka sinθ ……(4) Isf=α・ka sin(θ+2π/3) ……(5) Itf=α・ka sin(θ−2π/3) ……(6) そして、上記求められた各相の電流指令値Irc,Isc,It
cから加速度に対応する各相の電流値Irf,Isf,Itfを夫々
減じ、電流制御ループの積分ゲインk1を乗じて積分器と
して機能する各相のレジスタRr(s),Rs(s),Rt
(s)に加算する。即ち、第1図の伝達関数16に対応す
る積分処理を行う(ステップ107)。
Irf = α · ka sin θ (4) Isf = α · ka sin (θ + 2π / 3) (5) Itf = α · ka sin (θ−2π / 3) (6) Current command values Irc, Isc, It
The current values Irf, Isf, Itf of each phase corresponding to the acceleration are subtracted from c, respectively, and multiplied by the integral gain k1 of the current control loop, and the registers Rr (s), Rs (s), Rt of each phase functioning as integrators
(S). That is, an integration process corresponding to the transfer function 16 in FIG. 1 is performed (step 107).

Rr(s)←Rr(s)+k1(Irc−Irf) ……(7) Rs(s)←Rs(s)+k1(Isc−Isf) ……(8) Rt(s)←Rt(s)+k1(Itc−Itf) ……(9) 次に、各相の実電流Ir,Is,Itを読込み(ステップ10
8)、制御ループの比例ゲインk2を乗じ(ステップ10
9)、この値を上記積分器としてのレジスタRr(s),Rs
(s),Rt(s)から夫々減じて各相のPWM信号を算出す
る。
Rr (s) ← Rr (s) + k1 (Irc−Irf) (7) Rs (s) ← Rs (s) + k1 (Isc−Isf)... (8) Rt (s) ← Rt (s) + k1 (Itc-Itf) (9) Next, the actual currents Ir, Is, It of each phase are read (step 10).
8) Multiply by the control loop proportional gain k2 (step 10)
9), this value is stored in the register Rr (s), Rs
(S) and Rt (s) are subtracted from each other to calculate the PWM signal of each phase.

PWMr=Rr(s)−k2・Ir ……(10) PWMs=Rs(s)−k2・Is ……(11) PWMt=Rt(s)−k2・It ……(12) こうして、算出された各相のPWM信号PWMr,PWMs,PWMt
をインバータに出力し、インバータをスイッチングさせ
てモータを駆動する(ステップ110)。
PWMr = Rr (s) −k2 · Ir (10) PWMs = Rs (s) −k2 · Is (11) PWMt = Rt (s) −k2 · It (12) PWM signal of each phase PWMr, PWMs, PWMt
Is output to the inverter, and the inverter is switched to drive the motor (step 110).

以上のように、サーボ制御における電流制御ループの
プロセッサの処理は行われるが、本実施例においては、
トルク指令値Tcに乗じる正弦値をロータ位置における各
相の位相により設定量のΔθだけ進めた位相θ′(=θ
+Δθ)の正弦値を用いたが、両位相を同一としてもよ
く、この場合は、例えば、R相で述べると次の第(13)
式となる。
As described above, the processing of the processor of the current control loop in the servo control is performed, but in the present embodiment,
A phase θ ′ (= θ) in which a sine value multiplied by the torque command value Tc is advanced by a set amount Δθ by the phase of each phase at the rotor position.
+ Δθ), the two phases may be the same. In this case, for example, the following (13)
It becomes an expression.

Irc−Irf=Tc sinθ−a・ka sinθ =(Tc−α・)sinθ ……(13) その結果、速度制御ループ処理で算出されたトルク指
令値Tcから加速度αに定数kaを乗じた値を減じた値に対
してsinθ,sin(θ+2π/3),sin(θ−2π/3)を乗
じて各相の電流指令値として積分器(16)に入力すれば
よいこととなる。即ち、ステップ107の処理である第
(7)式〜第(9)式の処理は次のようになる。
Irc−Irf = Tc sin θ−a · ka sin θ = (Tc−α ·) sin θ (13) As a result, the value obtained by multiplying the acceleration α by a constant ka from the torque command value Tc calculated in the speed control loop processing is calculated as follows. The subtracted value is multiplied by sin θ, sin (θ + 2π / 3) and sin (θ-2π / 3), and is input to the integrator (16) as a current command value for each phase. That is, the processing of equations (7) to (9), which is the processing of step 107, is as follows.

Rr(s)=Rr(s)+k1・(Tc−α・ka) ・sinθ ……(14) Rs(s)=Rs(s)+k1・(Tc−α・ka) ・sin(θ+2π/θ) ……(15) Rt(s)=Rt(s)+k1・(Tc−α・ka) ・sin(θ+2π/θ) ……(16) なお、上記実施例においても、従来と同様、電流制御
ループの比例項(伝達関数20)は実電流Ir,Is,Itを用い
ており、これによって実電流を監視して、電流制御ルー
プの発振,暴走を防ぎ、パワーアンプ(インバータ)や
モータを保護している。
Rr (s) = Rr (s) + k1 · (Tc−α · ka) · sin θ (14) Rs (s) = Rs (s) + k1 · (Tc−α · ka) · sin (θ + 2π / θ) (15) Rt (s) = Rt (s) + k1 · (Tc−α · ka) · sin (θ + 2π / θ) (16) In the above embodiment as well, the current control loop is the same as in the prior art. The proportional term (transfer function 20) uses the actual currents Ir, Is, It to monitor the actual current, prevent oscillation and runaway of the current control loop, and protect the power amplifier (inverter) and motor. ing.

発明の効果 外乱の影響は、まず、速度の変化即ち加速度として現
れるので、本発明においてはこの加速度を利用して電流
制御ループ処理において外乱を抑圧するように制御した
から、周波数帯電の高い電流制御ループで外乱抑圧が行
われ、速度制御ループの制御では抑圧できない高い周波
数外乱に対しても外乱抑圧ができ、サーボ系の外乱抑圧
特性を向上させることができる。
Effect of the Invention Since the influence of the disturbance first appears as a change in speed, that is, acceleration, in the present invention, the current is controlled to suppress the disturbance in the current control loop processing by using the acceleration. Disturbance suppression is performed in a loop, and disturbance suppression can be performed even for a high-frequency disturbance that cannot be suppressed by the control of the speed control loop, so that the disturbance suppression characteristics of the servo system can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の一実施例における三相同期電動機の
速度制御ループ及び電流制御ループのブロック線図、第
2図は、同一実施例におけるサーボ制御のプロセッサに
よる電流制御ループ処理のフローチャート、第3図は、
従来の三相同期電動機の速度制御ループ,電流制御ルー
プのブロック線図である。 Vc……速度指令、Tc……トルク指令、Irc,Isc,Itc……
R,S,T相の電流指令、Irf,Isf,Itf……加速度に対応する
R,S,T相の電流値、Td……外乱トルク、V……モータの
実速度、α……モータの加速度、k1v……速度ループ積
分ゲイン、k2v……速度ループ比例ゲイン、k1……電流
ループ積分ゲイン、k2……電流ループ比例ゲイン、R…
…巻線抵抗、L……巻線インダクタンス、Kt……トルク
定数、J……モータロータイナーシャ、ka……加速度を
電流の単位に変換する定数。
FIG. 1 is a block diagram of a speed control loop and a current control loop of a three-phase synchronous motor in one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of a current control loop process by a servo control processor in the same embodiment. FIG.
FIG. 5 is a block diagram of a speed control loop and a current control loop of a conventional three-phase synchronous motor. Vc: Speed command, Tc: Torque command, Irc, Isc, Itc ...
R, S, T-phase current command, Irf, Isf, Itf ... Corresponding to acceleration
R, S, and T phase current values, Td ... disturbance torque, V ... actual motor speed, α ... motor acceleration, k1v ... speed loop integral gain, k2v ... speed loop proportional gain, k1 ... Current loop integral gain, k2 ... current loop proportional gain, R ...
... winding resistance, L ... winding inductance, Kt ... torque constant, J ... motor rotor inertia, ka ... constant for converting acceleration into current units.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】サーボモータとして使用される交流同期電
動機制御における電流制御ループにおいて、速度制御ル
ープで求めたトルク指令値とロータ位置によって求めら
れた各相の電流指令値から、モータの実速度を微分して
求めた実加速度を電流指令の次元に変換しロータ位置に
応じて求めた各相の値を夫々減じた値を、夫々各相の電
流制御ループの積分器への入力とすることを特徴とする
同期電動機の制御方式。
In a current control loop in controlling an AC synchronous motor used as a servomotor, an actual speed of a motor is determined from a torque command value obtained by a speed control loop and a current command value of each phase obtained by a rotor position. The actual acceleration obtained by differentiation is converted into the dimension of the current command, and the value obtained by subtracting the value of each phase obtained according to the rotor position is used as the input to the integrator of the current control loop of each phase. Characteristic synchronous motor control method.
【請求項2】上記ロータ位置によって求められる各相の
位相より設定量だけ進めた位相の正弦値を上記トルク指
令値に乗じて求めた各相の電流指令値から、上記求めた
各相の位相の正弦値を上記実加速度から求めた値に乗じ
て得られる値を減じて夫々各相の電流制御ループの積分
器への入力とした請求項1記載の同期電動機の制御方
式。
2. The phase of each phase obtained from the current command value of each phase obtained by multiplying the torque command value by a sine value of a phase advanced by a set amount from the phase of each phase obtained by the rotor position. 2. The synchronous motor control method according to claim 1, wherein the value obtained by multiplying the value obtained from the actual acceleration by the sine value is subtracted and input to the integrators of the respective current control loops.
【請求項3】サーボモータとして使用される交流同期電
動機制御における電流制御ループにおいて、速度制御ル
ープで求めたトルク指令値から、モータの実速度を微分
して求めた実加速度を電流値に変換した値を減じて得ら
れた値と、ロータ位置によって各相の電流指令値を求
め、この各相の電流指令値を夫々各相の電流制御ループ
の積分器への入力としたことを特徴とする同期電動機の
制御方式。
3. A current control loop for controlling an AC synchronous motor used as a servomotor, wherein an actual acceleration obtained by differentiating an actual speed of the motor from a torque command value obtained by a speed control loop is converted into a current value. The current command value of each phase is obtained based on the value obtained by subtracting the value and the rotor position, and the current command value of each phase is input to the integrator of the current control loop of each phase. Control method for synchronous motor.
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