JP2910129B2 - サーボモータの制御装置 - Google Patents
サーボモータの制御装置Info
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- JP2910129B2 JP2910129B2 JP2063224A JP6322490A JP2910129B2 JP 2910129 B2 JP2910129 B2 JP 2910129B2 JP 2063224 A JP2063224 A JP 2063224A JP 6322490 A JP6322490 A JP 6322490A JP 2910129 B2 JP2910129 B2 JP 2910129B2
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- Japan
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- voltage
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディジタル制御方式により電流を制御する
サーボモータの制御装置に関する。
サーボモータの制御装置に関する。
従来の技術 近年、サーボモータのディジタル制御化はマイクロコ
ンピュータの高性能化と低価格化により広く普及してき
ている。従来のこの種のサーボモータの制御装置は第４
図に示す構成が一般的であった。以下その構成について
説明する。
ンピュータの高性能化と低価格化により広く普及してき
ている。従来のこの種のサーボモータの制御装置は第４
図に示す構成が一般的であった。以下その構成について
説明する。
図に示すように、コンバータ（１）は交流電源（２）
の交流電力を直流電力に変換し、パルス幅変調インバー
タ（以降、PWMインバータという。）（３）に印加す
る。電流検出器（４）はサーボモータ（５）に流れる電
流を検出する。演算器（６）は電流指令と電流検出器
（４）の出力との差を出力して積分器（７）に入力す
る。積分器（７）の積分時定数はτである。演算器
（８）は積分器（７）の出力と演算器（６）の出力との
和を出力する。演算器（６），（８）および積分器
（７）はゲインKc（９）とともにディジタル制御による
比例積分補償器（10）を構成している。この比例積分補
償器（10）とPWMインバータ（３）とで電流制御ループ
を形成している。なお、第４図では電流検出器（４）お
よび比例積分補償器（10）については１相分のみ示し、
残る２相分については構成が同じであるため省略してい
る。
の交流電力を直流電力に変換し、パルス幅変調インバー
タ（以降、PWMインバータという。）（３）に印加す
る。電流検出器（４）はサーボモータ（５）に流れる電
流を検出する。演算器（６）は電流指令と電流検出器
（４）の出力との差を出力して積分器（７）に入力す
る。積分器（７）の積分時定数はτである。演算器
（８）は積分器（７）の出力と演算器（６）の出力との
和を出力する。演算器（６），（８）および積分器
（７）はゲインKc（９）とともにディジタル制御による
比例積分補償器（10）を構成している。この比例積分補
償器（10）とPWMインバータ（３）とで電流制御ループ
を形成している。なお、第４図では電流検出器（４）お
よび比例積分補償器（10）については１相分のみ示し、
残る２相分については構成が同じであるため省略してい
る。
上記構成において、演算器（６）により出力された電
流指令と電流フィードバックとの差、すなわち電流偏差
は積分器（７），演算器（８）および比例積分補償器の
ゲインKc（９）により比例積分補償されて、PWMインバ
ータ（３）への電圧指令となる。PWMインバータ（３）
は電圧指令に応じた電圧をサーボモータ（５）へ供給す
る。この結果、サーボモータ（５）には各相の指令電流
に応じた電流が供給される。
流指令と電流フィードバックとの差、すなわち電流偏差
は積分器（７），演算器（８）および比例積分補償器の
ゲインKc（９）により比例積分補償されて、PWMインバ
ータ（３）への電圧指令となる。PWMインバータ（３）
は電圧指令に応じた電圧をサーボモータ（５）へ供給す
る。この結果、サーボモータ（５）には各相の指令電流
に応じた電流が供給される。
発明が解決しようとする課題 このような従来のサーボモータの制御装置では、ディ
ジタル制御方式による演算時間の遅れにより電流制御ル
ープが不安定となるため、比例積分補償器（10）のゲイ
ンKc（９）を大きくすることができない。しかし、比例
積分補償器（10）のゲインKc（９）が小さいと、サーボ
モータ（５）の高速回転時に、速度起電圧により電流制
御ループのゲインが等価的に下がった状態となり、サー
ボモータ（５）に指令どおりの電流が供給できずトルク
低下の状態が発生する。さらにサーボモータ（５）の加
減速時には、カ行エネルギや回生エネルギによりコンバ
ータ（１）の出力電圧が変動するため電流制御ループの
ゲインが等価的に変動し、電流制御ループが不安定にな
るという問題を有していた。
ジタル制御方式による演算時間の遅れにより電流制御ル
ープが不安定となるため、比例積分補償器（10）のゲイ
ンKc（９）を大きくすることができない。しかし、比例
積分補償器（10）のゲインKc（９）が小さいと、サーボ
モータ（５）の高速回転時に、速度起電圧により電流制
御ループのゲインが等価的に下がった状態となり、サー
ボモータ（５）に指令どおりの電流が供給できずトルク
低下の状態が発生する。さらにサーボモータ（５）の加
減速時には、カ行エネルギや回生エネルギによりコンバ
ータ（１）の出力電圧が変動するため電流制御ループの
ゲインが等価的に変動し、電流制御ループが不安定にな
るという問題を有していた。
本発明は上記課題を解決するもので、サーボモータの
高速回転時のトルク低下を抑制するとともに、コンバー
タの出力電圧の変動やサーボモータの速度変動による電
流制御ループの等価的なゲインの変動を抑制して電流制
御ループを安定に制御することを目的としている。
高速回転時のトルク低下を抑制するとともに、コンバー
タの出力電圧の変動やサーボモータの速度変動による電
流制御ループの等価的なゲインの変動を抑制して電流制
御ループを安定に制御することを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、電流制御ループ
の比例積分補償器の出力にサーボモータの速度起電圧に
比例した値を加算してサーボモータの速度起電圧をフィ
ードフォワード補償する手段と、コンバータの出力電圧
に応じて電流制御ループのゲインおよび、速度起電圧フ
ィードフォワード補償のゲインを変化させる手段を有す
ることを課題解決手段としている。
の比例積分補償器の出力にサーボモータの速度起電圧に
比例した値を加算してサーボモータの速度起電圧をフィ
ードフォワード補償する手段と、コンバータの出力電圧
に応じて電流制御ループのゲインおよび、速度起電圧フ
ィードフォワード補償のゲインを変化させる手段を有す
ることを課題解決手段としている。
作用 本発明は上記課題解決手段によって、サーボモータの
速度起電圧およびコンバータ出力電圧の変動による電流
制御ループの等価的なゲインの変動を抑制でき、サーボ
モータの高速回転時にもトルク低下が発生することがな
く、電流制御ループを安定に制御することができる。
速度起電圧およびコンバータ出力電圧の変動による電流
制御ループの等価的なゲインの変動を抑制でき、サーボ
モータの高速回転時にもトルク低下が発生することがな
く、電流制御ループを安定に制御することができる。
実施例 以下本発明の一実施例について、第１図を参照しなが
ら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号
を付して説明を省略する。
ら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号
を付して説明を省略する。
図に示すように、速度検出器（11）はサーボモータ
（５）の回転速度を検出するもので、その出力を速度起
電圧定数KE（12）を介して単位振巾速度起電圧波形発生
器（13）の出力とともに乗算器（14）に入力する。単位
振巾速度起電圧波形発生器（13）はサーボモータ（５）
のロータ位置に応じた単位振巾の速度起電圧波形を発生
するものである。乗算器（14）の出力は速度起電圧フィ
ードフォワードゲインKF（15）を介して演算器（16）に
入力して比例積分補償器（17）の出力に加算し、この演
算器（16）の出力をPWMインバータ（３）の電圧指令と
している。電圧検出器（18）はコンバータ（１）の出力
電圧を検出し、その出力により速度・起電圧フィードフ
ォワードゲインKF（15）と比例補償器（17）のゲインKc
（19）を変化させる。なお、第１図では、速度起電圧定
数KE（12），単位振幅速度起電圧波形発生器（13），乗
算器（14），速度起電圧フィードフォワードゲインK
F（15）および比例積分補償器（17）については１相分
のみ示し、残る２相分については構成が同じであるため
省略している。
（５）の回転速度を検出するもので、その出力を速度起
電圧定数KE（12）を介して単位振巾速度起電圧波形発生
器（13）の出力とともに乗算器（14）に入力する。単位
振巾速度起電圧波形発生器（13）はサーボモータ（５）
のロータ位置に応じた単位振巾の速度起電圧波形を発生
するものである。乗算器（14）の出力は速度起電圧フィ
ードフォワードゲインKF（15）を介して演算器（16）に
入力して比例積分補償器（17）の出力に加算し、この演
算器（16）の出力をPWMインバータ（３）の電圧指令と
している。電圧検出器（18）はコンバータ（１）の出力
電圧を検出し、その出力により速度・起電圧フィードフ
ォワードゲインKF（15）と比例補償器（17）のゲインKc
（19）を変化させる。なお、第１図では、速度起電圧定
数KE（12），単位振幅速度起電圧波形発生器（13），乗
算器（14），速度起電圧フィードフォワードゲインK
F（15）および比例積分補償器（17）については１相分
のみ示し、残る２相分については構成が同じであるため
省略している。
上記構成において動作を説明すると、演算器（６）に
より出力された電流指令と電流フィードバックとの差、
すなわち電流偏差は積分器（７），演算器（８）および
ゲインKc（19）により比例積分補償され、さらにサーボ
モータ（５）の速度起電圧に速度起電圧フィードフォワ
ード補償ゲインKF（15）を乗じた値が加算されてPWMイ
ンバータ（３）への電圧指令となる。ここで、速度起電
圧は、サーボモータ（５）のロータ位置に応じて単位振
幅の速度起電圧波形を発生する単位振幅速度起電圧波形
発生器（13）の出力にサーボモータ（５）の速度に速度
起電圧定数KE（12）を乗じた値を乗じることにより得て
いる。また、比例積分補償器のゲインKc（19）および速
度起電圧フィードフォワード補償のゲインKF（15）はコ
ンバータ（１）の出力電圧に応じて変化させる。すなわ
ち、コンバータ（１）の出力電圧が高くなると、比例積
分補償器（17）のゲインKc（19）および速度起電圧フィ
ードフォワード補償ゲインKF（15）を小さくし、またコ
ンバータ（１）の出力電圧が低くなると比例積分補償器
（17）のゲインKc（19）および速度起電圧フィードフォ
ワード補償ゲインKF（15）を大きくする。この一例を第
２図および第３図に示している。
より出力された電流指令と電流フィードバックとの差、
すなわち電流偏差は積分器（７），演算器（８）および
ゲインKc（19）により比例積分補償され、さらにサーボ
モータ（５）の速度起電圧に速度起電圧フィードフォワ
ード補償ゲインKF（15）を乗じた値が加算されてPWMイ
ンバータ（３）への電圧指令となる。ここで、速度起電
圧は、サーボモータ（５）のロータ位置に応じて単位振
幅の速度起電圧波形を発生する単位振幅速度起電圧波形
発生器（13）の出力にサーボモータ（５）の速度に速度
起電圧定数KE（12）を乗じた値を乗じることにより得て
いる。また、比例積分補償器のゲインKc（19）および速
度起電圧フィードフォワード補償のゲインKF（15）はコ
ンバータ（１）の出力電圧に応じて変化させる。すなわ
ち、コンバータ（１）の出力電圧が高くなると、比例積
分補償器（17）のゲインKc（19）および速度起電圧フィ
ードフォワード補償ゲインKF（15）を小さくし、またコ
ンバータ（１）の出力電圧が低くなると比例積分補償器
（17）のゲインKc（19）および速度起電圧フィードフォ
ワード補償ゲインKF（15）を大きくする。この一例を第
２図および第３図に示している。
以上のように本発明の実施例のサーボモータの制御装
置によれば、サーボモータ（５）の速度起電圧をフィー
ドフォワード補償したことにより、サーボモータ（５）
の速度起電圧が電流制御ループに及ぼす影響を打ち消す
ことができ、さらに比例積分補償器のゲインKc（19）お
よび速度起電圧フィードフォワードゲインKF（15）をコ
ンバータ（１）の出力電圧に応じて変化させることによ
り、コンバータ（１）の出力電圧の変動が電流制御ルー
プに及ぼす影響を打ち消すことができる。この結果、サ
ーボモータ（５）の高速回転時にもトルク低下が発生せ
ず、さらにコンバータ（１）の出力電圧変動に対しても
安定した電流制御ループを有するサーボモータの制御装
置が実現できる。
置によれば、サーボモータ（５）の速度起電圧をフィー
ドフォワード補償したことにより、サーボモータ（５）
の速度起電圧が電流制御ループに及ぼす影響を打ち消す
ことができ、さらに比例積分補償器のゲインKc（19）お
よび速度起電圧フィードフォワードゲインKF（15）をコ
ンバータ（１）の出力電圧に応じて変化させることによ
り、コンバータ（１）の出力電圧の変動が電流制御ルー
プに及ぼす影響を打ち消すことができる。この結果、サ
ーボモータ（５）の高速回転時にもトルク低下が発生せ
ず、さらにコンバータ（１）の出力電圧変動に対しても
安定した電流制御ループを有するサーボモータの制御装
置が実現できる。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、サ
ーボモータの速度起電圧に比例した値を電圧指令に加算
して速度起電圧フィードフォワード補償するようにして
いるので、サーボモータの高速回転時における電流制御
ループの等価的なゲインの低下に起因するサーボモータ
のトルク低下を抑制することができ、さらに電流制御ル
ープのゲインおよび速度起電圧フィードフォワード補償
のゲインをコンバータの出力電圧に応じて変化させるこ
とにより、サーボモータのカ行・回生および電源電圧変
動による電流制御ループのゲインの等価的な変動を抑制
することができ、常に電流制御ループを安定に制御する
ことができる優れたサーボモータの制御装置を実現でき
るものである。
ーボモータの速度起電圧に比例した値を電圧指令に加算
して速度起電圧フィードフォワード補償するようにして
いるので、サーボモータの高速回転時における電流制御
ループの等価的なゲインの低下に起因するサーボモータ
のトルク低下を抑制することができ、さらに電流制御ル
ープのゲインおよび速度起電圧フィードフォワード補償
のゲインをコンバータの出力電圧に応じて変化させるこ
とにより、サーボモータのカ行・回生および電源電圧変
動による電流制御ループのゲインの等価的な変動を抑制
することができ、常に電流制御ループを安定に制御する
ことができる優れたサーボモータの制御装置を実現でき
るものである。
第１図は本発明の一実施例のサーボモータの制御装置の
一部１相分のみとしたブロック図、第２図は同サーボモ
ータの制御装置のコンバータの出力電圧と比例積分補償
器のゲインの関係特性図、第３図は同サーボモータの制
御装置のコンバータの出力電圧と速度検出器のゲインの
関係特性図、第４図は従来のサーボモータの制御装置の
一部１相分のみとしたブロック図である。 （１）……コンバータ、（３）……PWMインバータ、
（５）……サーボモータ、（11）……速度検出器、（1
5）……速度起電圧フィードフォワードゲインKF、（1
6）……演算器（速度起電圧をフィードフォワード補償
する手段）、（17）……比例積分補償器、（18）……電
圧検出器（ゲインを変化させる手段）、（19）……ゲイ
ンKc（電流制御ループの比例ゲイン）。
一部１相分のみとしたブロック図、第２図は同サーボモ
ータの制御装置のコンバータの出力電圧と比例積分補償
器のゲインの関係特性図、第３図は同サーボモータの制
御装置のコンバータの出力電圧と速度検出器のゲインの
関係特性図、第４図は従来のサーボモータの制御装置の
一部１相分のみとしたブロック図である。 （１）……コンバータ、（３）……PWMインバータ、
（５）……サーボモータ、（11）……速度検出器、（1
5）……速度起電圧フィードフォワードゲインKF、（1
6）……演算器（速度起電圧をフィードフォワード補償
する手段）、（17）……比例積分補償器、（18）……電
圧検出器（ゲインを変化させる手段）、（19）……ゲイ
ンKc（電流制御ループの比例ゲイン）。
Claims (1)
- 【請求項１】電流指令とサーボモータの電流に比例した
電流を入力とし電圧指令を出力するディジタル制御によ
る比例積分補償器と、コンバータの出力電圧を前記電圧
指令に応じた電圧に変換して前記サーボモータに供給す
るパルス幅変調インバータとで構成された電流制御ルー
プを備え、前記サーボモータの速度起電圧に比例した値
を前記電圧指令に加算してサーボモータの速度起電圧を
フィードフォワード補償する手段と、前記コンバータの
出力電圧が高くなると前記電流制御ループの比例ゲイン
および、前記速度起電圧フィードフォワード補償のゲイ
ンを小さくし、前記コンバータの出力電圧が低くなると
前記電流制御ループの比例ゲインおよび、前記速度起電
圧フィードフォワード補償のゲインを大きくする手段と
を有してなるサーボモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063224A JP2910129B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | サーボモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063224A JP2910129B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | サーボモータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265485A JPH03265485A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2910129B2 true JP2910129B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=13223025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2063224A Expired - Lifetime JP2910129B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | サーボモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910129B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05336789A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Fanuc Ltd | モータの制御方式 |
| JP3675431B2 (ja) * | 2002-10-01 | 2005-07-27 | 松下電器産業株式会社 | 電動機駆動装置 |
| JP5681470B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2015-03-11 | 川崎重工業株式会社 | サーボアンプの制御ループゲイン調整方法、プログラム及びロボット制御装置 |
| JP2022050079A (ja) * | 2020-09-17 | 2022-03-30 | オムロン株式会社 | サーボｄｃ給電システム、モータ制御装置、及びサーボモータの制御方法 |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP2063224A patent/JP2910129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03265485A (ja) | 1991-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |