JP2896280B2 - Motor control device - Google Patents

Motor control device

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JP2896280B2
JP2896280B2 JP4356676A JP35667692A JP2896280B2 JP 2896280 B2 JP2896280 B2 JP 2896280B2 JP 4356676 A JP4356676 A JP 4356676A JP 35667692 A JP35667692 A JP 35667692A JP 2896280 B2 JP2896280 B2 JP 2896280B2
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彰啓 伊藤
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Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の制御装置に関
し、特に回転速度上昇に伴う同期ずれを補償できる電動
機の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a motor, and more particularly to a control device for a motor capable of compensating for a synchronization deviation due to an increase in rotation speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の同期電動機を駆動する駆動装置
は、主に、同期電動機の位置を検出できる位置検出セン
サと、同期電動機の各相の回転位置信号を検出するポー
ルセンサ等の位相検出センサと、前記位置検出センサか
らの位置検出信号と位置指令とから電流指令を形成する
位置・速度制御装置と、前記電流指令及び前記ポールセ
ンサからの各相の回転位置信号から電力変換用指令信号
を形成する三相分配装置と、前記三相分配装置からの電
力用指令信号を基に電力変換するPWM電力変換部とを
備えたものが一般的である。
2. Description of the Related Art A driving device for driving a synchronous motor of this type mainly includes a position detection sensor capable of detecting the position of the synchronous motor and a phase detection device such as a pole sensor for detecting a rotational position signal of each phase of the synchronous motor. A position / speed control device that forms a current command from a sensor, a position detection signal from the position detection sensor and a position command, and a power conversion command signal from the current command and a rotational position signal of each phase from the pole sensor. And a PWM power conversion unit that performs power conversion based on a power command signal from the three-phase distribution device.

【0003】このような駆動装置では、同期電動機の回
転子の位置をポールセンサ等の位相検出センサを使用し
て検出し、この検出した各相の回転位置信号を三相分配
装置に取り込み、回転位置信号に基づき、U相、V相、
W相に120°づつずらして正弦分配して電力変換用指
令信号を形成し、これら電力変換用指令信号でPWM電
力変換部を駆動して同期電動機の各相に通電し、同期電
動機の回転を制御している。これにより、三相同期電動
機を同期外れなく、安定に駆動制御できる。そして、ト
ルク−回転数特性は、回転数が上昇しても、トルクが大
きく落ち込むことがない。
In such a driving device, the position of the rotor of the synchronous motor is detected by using a phase detection sensor such as a pole sensor, and the detected rotation position signal of each phase is taken into a three-phase distribution device, and the rotation is detected. Based on the position signal, U phase, V phase,
A power conversion command signal is formed by sine-shifting the W phase by 120 ° to form a power conversion command signal, and the PWM power conversion unit is driven by these power conversion command signals to energize each phase of the synchronous motor, thereby controlling the rotation of the synchronous motor. Controlling. Thus, the three-phase synchronous motor can be stably driven without being out of synchronization. In the torque-rotation speed characteristic, even when the rotation speed increases, the torque does not drop significantly.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記駆動装
置の場合、実際には、電流ループに存在する誘導リアク
タンス分による遅れや、ソフトウエア制御をする場合に
は演算遅れがあることから、回転数が上昇するに従って
同期が少しずつずれてきて、回転数−トルク特性が悪化
してしまうという欠点がある。
However, in the case of the above driving device, there is actually a delay due to the inductive reactance existing in the current loop, and a calculation delay in the case of software control, so that the rotational speed is reduced. However, there is a disadvantage that the synchronization gradually shifts as the pressure rises, and the rotation speed-torque characteristics deteriorate.

【0005】また、三相同期電動機を使用して位置決め
をするような場合には、位置検出センサを備える他に
は、特別に速度検出センサを備えることはしない。その
理由は、速度検出センサが一般的に非常に高価であるか
らである。この場合には、位置検出センサからの位置検
出信号でもって速度検出信号を得るようにしているた
め、回転数が上昇するに伴って、回転数−トルク特性が
悪化してしまうという欠点がより顕著になる。
When positioning is performed using a three-phase synchronous motor, no special speed detection sensor is provided in addition to the position detection sensor. The reason is that speed detection sensors are generally very expensive. In this case, since the speed detection signal is obtained from the position detection signal from the position detection sensor, the disadvantage that the rotation speed-torque characteristic deteriorates as the rotation speed increases is more remarkable. become.

【0006】本発明は、回転数−トルク特性の劣化を防
止した電動機の制御装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device for a motor in which deterioration of rotation speed-torque characteristics is prevented.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、同期電動機の位置を検出できる位置検
出センサと、 位置検出センサからの位置検出信号と位
置指令とから電流指令を形成する位置・速度制御装置
と、電流指令を基に各相の電力変換用指令信号を形成す
る分配装置と、電力用指令信号を基に電力変換する電力
変換部とを備えた電動機の制御装置において、位置・速
度制御装置は、速度指令と位置検出信号から得た状
態指令信号に対して外乱等を補償して電流指令とする外
乱補償器と、電動機の制御モデルを持ち、この制御モデ
ルに位置検出信号及び状態指令信号を入力したときに当
該制御モデルの状態を推定して状態推定値を出力するオ
ブザーバとを具備させ、該オブザーバは状態指令信号
位置検出信号とを取り込み、 Z:進み演算子、α 0 ,α 1 :オブザーバの安定フィルタ
定数、b i ,C i :制御対象系のノミナル値と制御モデル
によって決まる係数、θ:位置検出信号、x’:偏差、
x:状態推定値のとき、 x=〔(b 1 Z+b 0 )・x’/(Z 2 +α 1 Z+α 0 )〕 +〔(C 2 2 +C 1 Z+C 0 )・θ/(Z 2 +α 1 Z+α 0 )〕 を演算して外乱補償された制御モデルの速度に相当する
状態推定値を形成するものであり、 かつ、分配装置は、
オブザーバで得た状態推定値で実際に位置検出センサか
ら得た信号を補償する補償手段を具備させてなるもので
ある。
In order to achieve the above object, the present invention provides a position detection sensor capable of detecting the position of a synchronous motor, and a current command formed from a position detection signal from the position detection sensor and a position command. A position / speed control device, a distribution device that forms a power conversion command signal for each phase based on a current command, and a power conversion unit that performs power conversion based on the power command signal. The position / speed control device has a speed compensator, a disturbance compensator for compensating disturbance and the like to a current command by compensating disturbance and the like with respect to a state command signal obtained from a position detection signal, and the like , and a control model of the motor. estimating the state of the control model is provided and observer for outputting a state estimation value when the input position detection signal及beauty state command signal, the observer takes the position detection signal and the state command signal , Z: advance operator, α 0 , α 1 : Observer stable filter
Constants, b i , C i : nominal value and control model of the controlled system
Coefficient: θ: position detection signal, x ′: deviation,
x: At the estimated state value, x = [(b 1 Z + b 0 ) · x ′ / (Z 2 + α 1 Z + α 0 )] + [(C 2 Z 2 + C 1 Z + C 0 ) · θ / (Z 2 + α 1) Z + α 0 )] corresponds to the speed of the control model for which disturbance compensation has been performed.
Forming a state estimate, and the distributing device:
It is provided with a compensating means for compensating a signal actually obtained from the position detection sensor with a state estimation value obtained by the observer.

【0008】[0008]

【作用】したがって、例えば三相同期電動機の場合、位
置・速度制御装置では、外乱補償器で状態指令信号の外
乱を補償して電流指令として三相分配装置に入力してい
る。また、位置・速度制御装置において、オブザーバ
は、電動機の制御モデルを持ち、この制御モデルに上記
位置検出信号及び状態指令信号を入力して当該制御モデ
ルの状態を推定する。このようにオブザーバにて求めら
れた状態推定値は三相分配装置の補償手段に入力され
る。また、実際に位置検出センサからの位置検出信号
は、三相分配装置において、計数等されて所定の速度に
相当する信号にされて、補償手段に入力されている。補
償手段では、速度に相当する信号に対して前記状態推定
値でもって補償している。この補償された信号でもっ
て、三相分配している。また、式に示すような構成とさ
れたオブザーバで、偏差x’及び位置検出信号θを取り
込み、状態推定値xが求められる。
Therefore, for example, in the case of a three-phase synchronous motor, in the position / speed control device, the disturbance of the state command signal is compensated by a disturbance compensator and input to the three-phase distribution device as a current command. In the position / speed control device, the observer has a control model of the electric motor, and inputs the position detection signal and the state command signal to the control model to estimate the state of the control model. The state estimation value obtained by the observer is input to the compensation means of the three-phase distribution device. In addition, the position detection signal from the position detection sensor is actually counted in the three-phase distribution device, converted into a signal corresponding to a predetermined speed, and input to the compensation means. The compensating means compensates the signal corresponding to the speed with the state estimated value. With this compensated signal, it is three-phase distribution. In addition, the observer having the configuration shown in the equation fetches the deviation x ′ and the position detection signal θ to obtain the state estimation value x.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。尚、本実施例は三相同期電動機
に適用したものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The construction of the present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. This embodiment is applied to a three-phase synchronous motor.

【0010】図1に、本発明の電動機の制御装置の実施
例を示す。この電動機の制御装置は、三相同期電動機1
を駆動するものであり、PWM電力変換部3、三相分配
装置5、位置・速度制御装置7、位置検出センサである
エンコーダ9からなる。尚、本実施例の電動機の制御装
置では、電流フィードバック系等は省略してある。
FIG. 1 shows an embodiment of a motor control device according to the present invention. The control device for this motor is a three-phase synchronous motor 1
And comprises a PWM power conversion unit 3, a three-phase distribution device 5, a position / speed control device 7, and an encoder 9 as a position detection sensor. In the motor control device of the present embodiment, the current feedback system and the like are omitted.

【0011】このような電動機の制御装置において、位
置・速度制御装置7には、外乱等に対するロバスト性を
高めるために外乱補償器71を設けた上で、オブザーバ
72によって速度等の状態値の推定を行い、これらの状
態推定値をフィードバックすることによって、所望の制
御性能を得るようにしたものである。
In such an electric motor control device, the position / speed control device 7 is provided with a disturbance compensator 71 in order to enhance robustness against disturbances and the like, and an observer 72 estimates state values such as speed. And by feeding back these state estimation values, a desired control performance is obtained.

【0012】次に、三相同期電動機1の回転軸にはエン
コーダ9が固定されており、エンコーダ9によって三相
同期電動機1の回転子の位置が検出される。このエンコ
ーダ9からの位置検出信号θはPWM電力変換部3及び
位置・速度制御装置7に入力される。
Next, an encoder 9 is fixed to the rotating shaft of the three-phase synchronous motor 1, and the encoder 9 detects the position of the rotor of the three-phase synchronous motor 1. The position detection signal θ from the encoder 9 is input to the PWM power converter 3 and the position / speed controller 7.

【0013】位置・速度制御装置7は、外乱補償器7
1、オブザーバ72、減算器73,74、制御ゲインG
1 を与える制御アンプ75からなる。ここで、エンコー
ダ9からの位置検出信号θはオブザーバ72及び減算器
73に入力される。減算器73は、位置指令θ* (本明
細書において「* 」の印は指令信号を示す)と位置検出
信号θとを減算し、その減算結果を制御アンプ75に入
力する。制御アンプ75は、前記減算結果を制御ゲイン
1 で増幅して減算器74に与える。減算器74は、制
御アンプ75からの出力信号をオブザーバ72からの状
態推定値xで減算して偏差x’(本明細書におい
て「’」の印は内部信号を示す)を形成する。この偏差
x’ は、外乱補償器71及びオブザーバ72に供給さ
れるようになっている。外乱補償器71は、数式1に示
すようなデジタルフィルタで構成される。
The position / speed controller 7 includes a disturbance compensator 7
1, observer 72, subtractors 73 and 74, control gain G
It consists of a control amplifier 75 which gives 1 . Here, the position detection signal θ from the encoder 9 is input to the observer 72 and the subtractor 73. The subtractor 73 subtracts the position command θ * (in this specification, the mark “ * ” indicates a command signal) from the position detection signal θ, and inputs the result of the subtraction to the control amplifier 75. The control amplifier 75 amplifies the result of the subtraction with the control gain G 1 and supplies the result to the subtractor 74. The subtractor 74 subtracts the output signal from the control amplifier 75 by the state estimation value x from the observer 72 to form a deviation x ′ (in the present specification, a mark “′” indicates an internal signal). The deviation x 'is supplied to the disturbance compensator 71 and the observer 72. The disturbance compensator 71 is configured by a digital filter as shown in Expression 1.

【0014】[0014]

【数1】i*=(Z−1+αc)・x’/(Z−1) ここで、Zは進み演算子、αc は積分定数である。すな
わち、外乱補償器71は、偏差x’に上記数式1を適用
して電流指令i* を形成している。
I * = (Z−1 + α c ) · x ′ / (Z−1) Here, Z is a leading operator, and α c is an integration constant. That is, the disturbance compensator 71 forms the current command i * by applying Equation 1 to the deviation x ′.

【0015】また、オブザーバ72は、下記数式2で示
されるように構成されている。
The observer 72 is configured as shown by the following equation (2).

【数2】 x=〔(b1Z+b0)・x’/(Z2+α1Z+α0)〕 +〔(C22+C1Z+C0)・θ/(Z2+α1Z+α0)〕 ここで、α1 ,α2 はオブザーバ72の安定フィルタ係
数、bi ,ci は制御対象系のノミナル値と制御モデル
によって決まる係数である。
X = [(b 1 Z + b 0 ) · x ′ / (Z 2 + α 1 Z + α 0 )] + [(C 2 Z 2 + C 1 Z + C 0 ) · θ / (Z 2 + α 1 Z + α 0 )] Here, α 1 and α 2 are stable filter coefficients of the observer 72, and b i and c i are coefficients determined by the nominal value of the control target system and the control model.

【0016】このような構成のオブザーバ72は、偏差
x’及び位置検出信号θを取込み、上記数式2を適用し
て状態推定値xを形成するものである。
The observer 72 configured as described above takes in the deviation x ′ and the position detection signal θ, and forms the state estimation value x by applying the above equation (2).

【0017】三相分配装置5は、ゲインGC を与えるア
ンプ51、リミッタ52、掛け算器53a,53b、デ
ジタルアナログコンバータ(DAC)54u,54v,
54w、加算器55、発生器56a,56b、加算器5
7,58、初期補正値φ0 の設定器59、カウンタ6
0、補償ゲインGphを与えるアンプ61からなる。
[0017] 3-phase system 5, an amplifier 51 providing a gain G C, limiter 52, multiplier 53a, 53b, digital-to-analog converter (DAC) 54u, 54v,
54w, adder 55, generators 56a and 56b, adder 5
7, 58, setter 59 for initial correction value φ 0 , counter 6
0, an amplifier 61 for providing a compensation gain Gph.

【0018】アンプ51は、ゲインGC を与えた電流指
令i* をリミッタ52を通して掛け算器53a,53b
に供給する。掛け算器53aは、リミッタ52を通った
電流指令i* に発生器56aからの信号を掛け算してD
AC54u及び加算器55に与える。掛け算器53b
は、リミッタ52を通った電流指令i* に発生器56b
からの信号を掛け算してDAC54v及び加算器55に
与える。加算器55では、掛け算器53a,53bから
の信号Vv* ,Vu* を加算し、その加算結果Vw*
DAC54wに与える。DAC54u,54v,54w
からは、電力変換指令信号Vu,Vv,Vwが形成され
てPWM電力変換部3に供給される。
The amplifier 51 multiplies the current command i * given the gain G C through the limiter 52 to multipliers 53a and 53b.
To supply. The multiplier 53a multiplies the current command i * passed through the limiter 52 by the signal from the generator 56a to obtain D
AC54u and adder 55. Multiplier 53b
Corresponds to the current command i * passing through the limiter 52 and the generator 56b.
Are multiplied and supplied to the DAC 54v and the adder 55. The adder 55 adds the signals Vv * and Vu * from the multipliers 53a and 53b, and gives the addition result Vw * to the DAC 54w. DAC 54u, 54v, 54w
, Power conversion command signals Vu, Vv, Vw are formed and supplied to the PWM power conversion unit 3.

【0019】また、カウンタ60は、エンコーダ9から
の位置検出信号θ(パルス)を計数し、その計数値θ0
を加算器58に与える。なお、カウンタ60は、一回転
毎にリセットされるようにしてある。
The counter 60 counts the position detection signal θ (pulse) from the encoder 9 and counts the value θ 0.
Is given to the adder 58. Note that the counter 60 is reset every rotation.

【0020】位置・速度制御装置7のオブザーバ72か
らの状態推定値xは上記アンプ61で補償ゲインGphを
付与されて加算器58に供給される。これにより、カウ
ンタ60からの計数値θ0 に状態推定値xが加算されて
同期ずれが補償されることになる。なお、この加算器5
8と、アンプ61とで補償手段が構成されている。ま
た、加算器58の出力は、加算器57で設定器59から
の初期補正値φ0 で補正された後に、発生器56a,5
6bに供給されるようになっている。
The state estimated value x from the observer 72 of the position / speed control device 7 is provided with a compensation gain Gph by the amplifier 61 and supplied to the adder 58. As a result, the state estimation value x is added to the count value θ 0 from the counter 60 to compensate for the synchronization deviation. Note that this adder 5
8 and the amplifier 61 constitute compensating means. The output of the adder 58 is corrected by the adder 57 with the initial correction value φ 0 from the setter 59, and then the generators 56 a and 5
6b.

【0021】また、PWM電力変換部3は、三相分配装
置5からの電力変換指令信号Vu,Vv,Vwを基に直
流を交流に変換して三相同期電動機1の固定子11に供
給するようになっている。なお、三相同期電動機1の回
転子12は、固定子11の電流指令ベクトルにより回転
することになる。
The PWM power converter 3 converts DC into AC based on the power conversion command signals Vu, Vv, Vw from the three-phase distribution device 5 and supplies the DC to the stator 11 of the three-phase synchronous motor 1. It has become. Note that the rotor 12 of the three-phase synchronous motor 1 rotates according to the current command vector of the stator 11.

【0022】このように構成された実施例の作用を説明
する。
The operation of the embodiment configured as described above will be described.

【0023】まず、位置・速度制御装置7には、位置指
令θが与えられる。すると、位置・速度制御装置7にお
いて、位置指令θは、エンコーダ9からの位置検出信号
θと減算される。この減算結果は、制御アンプ75に供
給される。制御アンプ75でゲインG1 で増幅された減
算結果は、減算器74に与えられる。また、減算器74
には、オブザーバ72からの状態推定値xも入力されて
いる。
First, a position command θ is given to the position / speed control device 7. Then, in the position / speed control device 7, the position command θ is subtracted from the position detection signal θ from the encoder 9. The result of the subtraction is supplied to the control amplifier 75. The subtraction result amplified by the gain G 1 by the control amplifier 75 is given to the subtractor 74. Also, the subtractor 74
, The state estimated value x from the observer 72 is also input.

【0024】オブザーバ72は、減算器74からの出力
信号x’と、エンコーダ9からの位置検出信号θとか
ら、上記数式2を用いて状態推定値xを得ている。この
オブザーバ72は、要するに、現実の三相同期電動機1
の回転子11の速度を差分によって検出しているのでは
なく、ソフトウエア内にある三相同期電動機1の外乱補
償された制御モデルの速度に相当する状態変数を得てい
る。したがって、通常の三相同期電動機1の回転子11
の差分による速度検出とは異なり、位相遅れは全くない
ことになる。このようにしたオブザーバ72で得た状態
推定値xは、三相分配装置5にも供給されている。尚、
制御モデルは、実際のモータと同じ特性をもった理論的
モータである。
The observer 72 obtains a state estimated value x from the output signal x ′ from the subtractor 74 and the position detection signal θ from the encoder 9 using the above equation (2). This observer 72 is, in short, a real three-phase synchronous motor 1
Is not detected by the difference, but a state variable corresponding to the speed of the disturbance-compensated control model of the three-phase synchronous motor 1 in the software is obtained. Therefore, the rotor 11 of the ordinary three-phase synchronous motor 1
Unlike the speed detection based on the difference between the two, there is no phase delay. The state estimated value x obtained by the observer 72 in this manner is also supplied to the three-phase distributor 5. still,
The control model is a theoretical motor having the same characteristics as an actual motor.

【0025】減算器74からの出力信号x’は、積分型
外乱補償器71を通ることにより、上記数式1が適用さ
れて、外乱が補償され電流指令i* となる。この電流指
令i * は、三相分配装置5に供給される。
The output signal x 'from the subtractor 74 is an integral type signal.
Equation 1 is applied by passing through the disturbance compensator 71.
The disturbance is compensated and the current command i* Becomes This current finger
Order i * Is supplied to the three-phase distribution device 5.

【0026】次に、位置・速度制御装置7から入力され
た電流指令i* と、オブザーバ72からの状態推定値x
とは三相分配装置5に入力される。
Next, the current command i * input from the position / speed control device 7 and the estimated state value x from the observer 72
Is input to the three-phase distribution device 5.

【0027】三相分配装置5において、入力された電流
指令i* は、アンプ51でゲインGC が与えられてリミ
ッタ52に入力される。リミッタ52では、電流指令i
* の振幅の大きな部分が制限される。この制限された電
流指令i* は、掛け算器53a,53bに入力される。
In the three-phase distribution device 5, the input current command i * is given a gain GC by an amplifier 51 and is input to a limiter 52. In the limiter 52, the current command i
* Large part of amplitude is limited. The limited current command i * is input to multipliers 53a and 53b.

【0028】また、オブザーバ72からの状態推定値x
は、アンプ61で補償ゲインGphを与えられた後に加算
器58に与えられる。加算器58では、エンコーダ9か
らの位置検出信号θをカウンタ60で計数した計数値θ
0 に対して、アンプ61を通した状態推定値xを加算す
ることにより、同期ずれを補償している。このようにし
て計数値θ0 に状態推定値xを加算することにより同期
ずれを補償された信号は、加算器57で初期補正値φ0
を加算されて回転子角度φとなる。この回転子角度φ
は、発生器56a,56bに与えられる。
The state estimated value x from the observer 72
Is supplied to the adder 58 after being given the compensation gain Gph by the amplifier 61. In the adder 58, the position detection signal θ from the encoder 9 is counted by a counter
By adding the state estimation value x passed through the amplifier 61 to 0 , the synchronization deviation is compensated. The signal compensated for the synchronization deviation by adding the state estimation value x to the count value θ 0 in this manner is added to the initial correction value φ 0 by the adder 57.
Are added to obtain the rotor angle φ. This rotor angle φ
Is supplied to the generators 56a and 56b.

【0029】発生器56aは、加算器57からの回転子
角度φから信号 Sinφを発生し、これを掛け算器53a
に与える。発生器56bは、加算器57からの回転子角
度φから信号Sin(φ+120°)を発生し、これを
掛け算器53bに与える。掛け算器53aは、リミッタ
52からの電流指令i*から指令Vu*を形成してDAC
54uに与える。掛け算器53bは、リミッタ52から
の電流指令i* から指令Vv* を形成してDAC54v
に与える。また、掛け算器53a,53bからの指令V
* ,Vv* は、加算器55で加算されて指令Vw*
されてDAC54wに与えられる。
The generator 56a generates a signal Sinφ from the rotor angle φ from the adder 57 and multiplies the signal Sinφ by a multiplier 53a.
Give to. The generator 56b generates a signal Sin (φ + 120 °) from the rotor angle φ from the adder 57 and supplies the signal Sin (φ + 120 °) to the multiplier 53b. The multiplier 53a forms a command Vu * from the current command i * from the limiter 52, and
Give to 54u. The multiplier 53b forms a command Vv * from the current command i * from the limiter 52, and
Give to. The command V from the multipliers 53a and 53b
u * and Vv * are added by the adder 55 to form a command Vw * , which is supplied to the DAC 54w.

【0030】DAC54u,54v,54wでは、各デ
ジタル指令Vu* ,Vv* ,Vw*からアナログの電力
変換指令Vu,Vv,Vwを形成してPWM電力変換部
3に与える。
The DACs 54u, 54v, and 54w form analog power conversion commands Vu, Vv, and Vw from the digital commands Vu * , Vv * , and Vw * , and provide them to the PWM power conversion unit 3.

【0031】PWM電力変換部3では、電力変換指令V
u,Vv,Vwを基にPWM信号を発生し、これで半導
体スイッチング素子を駆動して直流から所定の交流を得
ている。
In the PWM power converter 3, the power conversion command V
A PWM signal is generated based on u, Vv, and Vw, and a predetermined alternating current is obtained from the direct current by driving the semiconductor switching element with this.

【0032】このPWM電力変換部3からの交流は、三
相同期電動機1の固定子11に供給される。したがっ
て、三相同期電動機1の回転子12は回転することにな
る。
The alternating current from the PWM power converter 3 is supplied to the stator 11 of the three-phase synchronous motor 1. Therefore, the rotor 12 of the three-phase synchronous motor 1 rotates.

【0033】このように本実施例の制御装置では、位置
・速度制御装置7の内部に、三相同期電動機1の制御モ
デルを持ち、この制御モデルで推定した状態推定値xで
もって、実際に位置検出センサ(エンコーダ9、カウン
タ60)から得た信号θ0 を補償することにより現実の
三相同期電動機1の同期おくれを補償しているために、
回転数上昇に伴う同期ずれを、速度検出センサ等のハー
ドウエアの追加なしに、補償することができる。
As described above, in the control device of the present embodiment, the control model of the three-phase synchronous motor 1 is provided inside the position / speed control device 7, and the state estimation value x estimated by this control model is actually used. Since the actual delay of the three-phase synchronous motor 1 is compensated by compensating the signal θ 0 obtained from the position detection sensor (the encoder 9 and the counter 60),
Synchronization deviation due to an increase in the rotation speed can be compensated without adding hardware such as a speed detection sensor.

【0034】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例は三相同期電動機に適用した場合
について主に説明したが、これに特に限定されるもので
はなく、三相以上若しくはそれ以下のその他の同期電動
機にも適用できる。
The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the present embodiment has mainly been described for a case where the present invention is applied to a three-phase synchronous motor. However, the present invention is not particularly limited to this, and can be applied to other synchronous motors having three or more phases or less.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置・速度制御装置に、電動機の制御モデルを持ち、これ
に所定の信号を入力したときに当該制御モデルの状態を
推定するオブザーバを設け、このオブザーバで得た状態
推定値で実際に位置検出センサから得た信号を補償して
いるため、回転数の上昇に伴って発生する同期ずれを、
速度検出センサ等のハードウエアを追加することなく、
補償することができ、電動機を効率よく駆動させること
ができる。また、オブザーバで偏差x’及び位置検出信
号θを取り込み、状態推定値xを求めることができる。
As described above, according to the present invention, the position / speed control device has the control model of the electric motor, and the observer for estimating the state of the control model when a predetermined signal is input thereto. Since the state estimation value obtained by this observer compensates for the signal actually obtained from the position detection sensor, the synchronization shift that occurs with the increase in the rotation speed is
Without adding hardware such as a speed detection sensor,
Compensation can be made, and the electric motor can be driven efficiently. Further, captures the deviation x 'and the position detection signal θ by observer, it is possible to determine the state estimate x.

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

【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 三相同期電動機 3 PWM電力変換部 5 三相分配装置 7 位置・速度制御装置 9 エンコーダ(位置検出センサ) 58 加算器 60 カウンタ 61 アンプ 71 外乱補償器 72 オブザーバ REFERENCE SIGNS LIST 1 three-phase synchronous motor 3 PWM power conversion unit 5 three-phase distribution device 7 position / speed control device 9 encoder (position detection sensor) 58 adder 60 counter 61 amplifier 71 disturbance compensator 72 observer

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 5/00 - 7/80 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02P 5/00-7/80

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 同期電動機の位置を検出できる位置検出
センサと、 前記位置検出センサからの位置検出信号と
位置指令とから電流指令を形成する位置・速度制御装置
と、前記電流指令を基に各相の電力変換用指令信号を形
成する分配装置と、前記電力用指令信号を基に電力変換
する電力変換部とを備えた電動機の制御装置において、
前記位置・速度制御装置は、速度指令と、位置検出信号
等から得た状態指令信号に対して外乱等を補償して電流
指令とする外乱補償器と、電動機の制御モデルを持ち、
この制御モデルに位置検出信号及び前記状態指令信号を
入力したときに当該制御モデルの状態を推定して状態推
定値を出力するオブザーバとを具備させ、該オブザーバ
は状態指令信号と位置検出信号とを取り込み、 Z:進み演算子、α 0 ,α 1 :前記オブザーバの安定フィ
ルタ定数、b i ,C i :制御対象系のノミナル値と制御モ
デルによって決まる係数、θ:位置検出信号、x’:偏
差、x:状態推定値のとき、 x=〔(b 1 Z+b 0 )・x’/(Z 2 +α 1 Z+α 0 )〕 +〔(C 2 2 +C 1 Z+C 0 )・θ/(Z 2 +α 1 Z+α 0 )〕 を演算して外乱補償された前記制御モデルの速度に相当
する状態推定値を形成するものであり、 かつ、前記分配
装置は、前記オブザーバで得た状態推定値で実際に前記
位置検出センサから得た信号を補償する補償手段を具備
させてなることを特徴とする電動機の制御装置。
1. A position detection sensor capable of detecting a position of a synchronous motor, a position / speed control device for forming a current command from a position detection signal and a position command from the position detection sensor, A distribution device that forms a phase power conversion command signal, and a motor control device including a power conversion unit that performs power conversion based on the power command signal,
The position / speed control device has a speed command, a disturbance compensator that compensates for a disturbance or the like with respect to a state command signal obtained from a position detection signal or the like, and sets a current command, and a control model of a motor.
The position detection signal to the control model and to estimate the state of the control model when entering the state command signal is provided and the observer for outputting the state estimate, the observer
Capture a position detection signal and the state command signal, Z: advances operator, α 0, α 1: stability of the observer Fi
Filter constant, b i, C i: nominal value of the control object system and a control motor
Coefficient determined by Dell, θ: position detection signal, x ′: bias
Difference, x: when estimated state value, x = [(b 1 Z + b 0 ) · x ′ / (Z 2 + α 1 Z + α 0 )] + [(C 2 Z 2 + C 1 Z + C 0 ) · θ / (Z 2 + Α 1 Z + α 0 )] , which corresponds to the speed of the control model which has been subjected to disturbance compensation.
Is intended to form the state estimation value to be, and the dispensing device, by including a compensating means for compensating a signal obtained from actually the <br/> position detection sensor in a state estimation value obtained in the observer A control device for a motor.
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