JP3233009B2 - Motor control device - Google Patents

Motor control device

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JP3233009B2
JP3233009B2 JP07467196A JP7467196A JP3233009B2 JP 3233009 B2 JP3233009 B2 JP 3233009B2 JP 07467196 A JP07467196 A JP 07467196A JP 7467196 A JP7467196 A JP 7467196A JP 3233009 B2 JP3233009 B2 JP 3233009B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、工作機
械におけるテーブルや電動式産業用ロボットのアームの
ような負荷機械を駆動する電動機(直流電動機、誘導電
動機、同期電動機など)の制御装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a motor (DC motor, induction motor, synchronous motor, etc.) for driving a load machine such as a table in a machine tool or an arm of an electric industrial robot. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例の構成を図を参照しながら説明す
る。図36は、平成4年電気学会産業応用部門全国大会
講演論文集No.178「規範システムモデルを内蔵し
た電動機の2自由度位置制御方式」に示された従来の電
動機の制御装置の実施の形態を示すブロック図である。
同図において、1は、回転角指令信号発生回路、2は、
第1の位置制御回路、3は、第1の速度制御回路、4
は、電動機の模擬回路、10は、第2の位置制御回路、
47は、第2の速度制御回路、12は、電動機、13
は、トルク伝達機構、14は、負荷機械、15は、回転
検出器、48は、トルク制御回路、52は、加算器であ
る。電動機12は、トルク伝達機構13を介して負荷機
械14を駆動し、回転検出器15は電動機12の速度お
よび位置を検出し実速度信号ωM および実回転角信号θ
M を出力する。電動機の模擬回路4は、電動機12とト
ルク伝達機構13と負荷機械14の3つのイナーシャを
合算した値をモデル化し、単なるイナーシャJA で示し
たものであり、後述する第1の速度制御回路3の出力で
ある第1のトルク信号T1*を入力して積分し模擬速度信
号ωA を出力する積分器23と模擬速度信号ωA を積分
して模擬回転角信号θA を出力する積分器21から構成
される。第1の位置制御回路2は、回転角指令信号発生
回路1から出力される回転角指令信号θM*と模擬回転角
信号θA との偏差(θM*−θA )を出力する減算器17
と前記偏差(θM*−θA )を比例増幅して第1の速度指
令信号ω1*を出力するゲインKP1の係数器16から構成
され、θA がθM*に追従するように制御する。第1の速
度制御回路3は、速度指令信号ω1*と模擬速度信号ωA
との偏差(ω1*−ωA )を出力する減算器19と前記偏
差(ω1*−ωA )を比例増幅して第1のトルク信号T1*
を出力するゲインKV1係数器18から構成され、ωA が
ω1*に追従するように制御する。第2の位置制御回路1
0は、模擬回転角信号θA と実回転角信号θM との偏差
(θA −θM )を出力する減算器25と前記偏差(θA
−θM )を比例増幅して第2の速度指令信号ω2*を出力
する係数器26から構成され、θM がθA に追従するよ
うに制御する。第2の速度制御回路47は、模擬速度信
号ωA と速度指令信号ω2*との加算値(ωA +ω2*)を
出力する加算器49と前記加算値(ωA +ω2*)と実速
度信号ωM との偏差((ωA +ω2*)−ωM )を出力す
る減算器50と前記偏差((ωA +ω2*)−ωM )を比
例積分増幅して第2のトルク信号T2*を出力する比例積
分器51から構成され、ωM がωA に追従するように制
御する。加算器52は、第1のトルク信号T1*と第2の
トルク信号T2*とを加算してトルク指令信号TM*を出力
し、トルク制御回路48はトルク指令信号TM*に基づい
て電動機12のトルクを制御する。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional example will be described with reference to the drawings. FIG. 36 shows the proceedings of the National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan in 1992. FIG. 178 is a block diagram illustrating an embodiment of a conventional motor control device shown in 178 “two-degree-of-freedom position control method for motor incorporating built-in reference system model”.
In the figure, 1 is a rotation angle command signal generation circuit, and 2 is
The first position control circuit, 3 is a first speed control circuit,
Is a motor simulation circuit, 10 is a second position control circuit,
47 is a second speed control circuit, 12 is an electric motor, 13
Is a torque transmission mechanism, 14 is a load machine, 15 is a rotation detector, 48 is a torque control circuit, and 52 is an adder. The motor 12 drives the load machine 14 via the torque transmission mechanism 13, and the rotation detector 15 detects the speed and the position of the motor 12, and outputs an actual speed signal ωM and an actual rotation angle signal θ.
Output M. The motor simulation circuit 4 is a model of a value obtained by summing the three inertia of the motor 12, the torque transmission mechanism 13, and the load machine 14, and is represented by a simple inertia JA. It comprises an integrator 23 that inputs and integrates the first torque signal T1 *, which is an output, and outputs a simulated speed signal ωA, and an integrator 21 that integrates the simulated speed signal ωA and outputs a simulated rotation angle signal θA. . The first position control circuit 2 outputs a difference (θM * −θA) between the rotation angle command signal θM * output from the rotation angle command signal generation circuit 1 and the simulated rotation angle signal θA.
And a coefficient 16 of a gain KP1 for proportionally amplifying the deviation (.theta.M *-. Theta.A) and outputting a first speed command signal .omega.1 *, and controls so that .theta.A follows .theta.M *. The first speed control circuit 3 generates a speed command signal ω1 * and a simulated speed signal ωA
And a subtractor 19 for outputting a deviation (ω1 * −ωA) from the first torque signal T1 * by proportionally amplifying the deviation (ω1 * −ωA).
ΩA, and controls so that ωA follows ω1 *. Second position control circuit 1
0 is a subtractor 25 that outputs a deviation (θA−θM) between the simulated rotation angle signal θA and the actual rotation angle signal θM and the deviation (θA
-.Theta.M) is proportionally amplified to output a second speed command signal .omega.2 *, and is controlled so that .theta.M follows .theta.A. The second speed control circuit 47 outputs an adder 49 that outputs an added value (ωA + ω2 *) of the simulated speed signal ωA and the speed command signal ω2 *, and outputs the added value (ωA + ω2 *) and the actual speed signal ωM. A subtractor 50 for outputting the deviation ((ωA + ω2 *)-ωM) and a proportional integrator 51 for proportionally integrating and amplifying the deviation ((ωA + ω2 *)-ωM) and outputting a second torque signal T2 *. ΩM is controlled so as to follow ωA. The adder 52 adds the first torque signal T1 * and the second torque signal T2 * to output a torque command signal TM *, and the torque control circuit 48 controls the motor 12 based on the torque command signal Control the torque.

【0003】第2の従来例の構成を図を参照しながら説
明する。図399は、従来の電動機の位置制御方式の実
施の形態を示すブロック図である。図において、1は、
回転角指令信号発生回路、2aは、位置制御回路、3a
は、速度制御回路、48aは、トルク制御回路、12
は、電動機、13は、トルク伝達機構、14は、負荷機
械、15は、回転検出器である。電動機12は、トルク
伝達機構13を介して負荷機械14を駆動し、回転検出
器15は電動機12の速度および位置を検出し速度信号
ωMおよび実回転角信号θMを出力する。位置制御回路2
aaは、回転角指令信号発生回路1から出力される回転
角指令信号θM*と実回転角信号θMとの偏差(θM*−θ
M)を出力する減算器17と、前記偏差(θM*−θM)を
比例増幅して速度指令信号ωM*を出力する係数器16か
ら構成され、θM*がθMに追従するように制御する。速
度制御回路3aは、速度指令信号ωM*と実速度信号ωM
との偏差(ωM*−ωM)を出力する減算器19と、前記
偏差(ωM*−ωM)を比例積分増幅してトルク指令信号
TM*を出力する比例積分器51から構成され、ωMがωM
*に追従するように制御する。トルク制御回路48a
は、トルク指令信号TM*に基づいて電動機12のトルク
を制御する。
A configuration of a second conventional example will be described with reference to the drawings. FIG. 399 is a block diagram showing an embodiment of a conventional motor position control method. In the figure, 1 is
The rotation angle command signal generation circuit, 2a is a position control circuit, 3a
Is a speed control circuit; 48a is a torque control circuit;
Denotes a motor, 13 denotes a torque transmission mechanism, 14 denotes a load machine, and 15 denotes a rotation detector. The motor 12 drives the load machine 14 via the torque transmission mechanism 13, and the rotation detector 15 detects the speed and position of the motor 12, and outputs a speed signal ωM and an actual rotation angle signal θM. Position control circuit 2
aa is a deviation (θM * −θ) between the rotation angle command signal θM * output from the rotation angle command signal generation circuit 1 and the actual rotation angle signal θM.
M), and a coefficient unit 16 that proportionally amplifies the deviation (θM * −θM) and outputs a speed command signal ωM *, and controls so that θM * follows θM. The speed control circuit 3a receives the speed command signal ωM * and the actual speed signal ωM
And a proportional integrator 51 for proportionally integrating and amplifying the difference (ωM * −ωM) to output a torque command signal TM *, wherein ωM is ωM.
Control to follow *. Torque control circuit 48a
Controls the torque of the electric motor 12 based on the torque command signal TM *.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したような第1の
従来例における電動機の制御装置では、回転角指令信号
に対する応答(目標値応答)は第1の位置制御回路2お
よび第1の速度制御回路3のゲインで調節でき、外乱に
対する応答(外乱応答)は第2の位置制御回路10およ
び第2の速度制御回路47のゲインで調節ができるの
で、回転角指令信号θM*と電動機の位置および速度検出
信号(実回転角信号θM 及び実速度信号ωM)とを比較
しその偏差が減少するように制御する単純なフィードバ
ック制御よりも目標値応答を上げられるという利点があ
る。しかしながら、このような制御回路であっても、上
記単純なフィードバック制御同様、クーロン摩擦に基づ
く位置のオーバーシュートが発生するという問題点があ
った。すなわち、図36に示す従来の電動機の制御装置
では、電動機の模擬回路4において設定されたモデル化
されたイナーシャJA と電動機とトルク伝達機構と負荷
機械を合算した実際のイナーシャが一致している場合に
減算器50からの出力に偏差((ωA +ω2*)−ωM )
が生じる原因として、電動機とトルク伝達機構及び負荷
機械のクーロン摩擦がある。クーロン摩擦分のトルク成
分は第2の速度制御回路47の比例積分器51にたまり
第2のトルク信号T2*として出力される。クーロン摩擦
は公知のように、電動機が運転中のみに発生し、電動機
が停止とともにクーロン摩擦がなくなり偏差((ωA +
ω2*)−ωM )は減少するが、電動機が停止した後も比
例積分器51にたまっているトルク成分はすぐには零に
ならないことから、第2の速度制御回路47はこの比例
積分器51にたまっているトルク成分を出力する。すな
わち、第2のトルク信号T2*を出力しトルク指令信号T
M*を出力する結果、トルク制御回路48はトルク指令信
号TM*に基づいて電動機12のトルクを制御する。その
ため、位置のオーバシュートが発生してしまうという問
題点があった。
In the above-described motor control device of the first conventional example, the response (target value response) to the rotation angle command signal is controlled by the first position control circuit 2 and the first speed control. The response to disturbance (disturbance response) can be adjusted by the gain of the second position control circuit 10 and the gain of the second speed control circuit 47. Therefore, the rotation angle command signal θM *, the position of the motor, There is an advantage that the target value response can be increased as compared with the simple feedback control in which the speed detection signals (the actual rotation angle signal θM and the actual speed signal ωM) are compared with each other and the deviation is reduced. However, even with such a control circuit, there is a problem that a position overshoot based on Coulomb friction occurs as in the simple feedback control. That is, in the conventional motor control device shown in FIG. 36, when the modeled inertia JA set in the motor simulation circuit 4 and the actual inertia obtained by adding the motor, the torque transmission mechanism, and the load machine match. The deviation from the output from the subtractor 50 ((ωA + ω2 *) − ωM).
Is caused by Coulomb friction between the electric motor, the torque transmission mechanism, and the load machine. The torque component corresponding to the Coulomb friction is accumulated in the proportional integrator 51 of the second speed control circuit 47 and output as the second torque signal T2 *. As is known, Coulomb friction occurs only when the motor is running, and when the motor stops, the Coulomb friction disappears and the deviation ((ωA +
.omega.2 *)-. omega.M) decreases, but since the torque component accumulated in the proportional integrator 51 does not immediately become zero even after the motor stops, the second speed control circuit 47 uses the proportional integrator 51. Output the accumulated torque component. That is, the second torque signal T2 * is output and the torque command signal T
As a result of outputting M *, the torque control circuit 48 controls the torque of the electric motor 12 based on the torque command signal TM *. Therefore, there is a problem that an overshoot of the position occurs.

【0005】また、上述したような第2の従来例におけ
る電動機の位置制御装置においても、速度偏差(ωM*−
ωM)の振幅の原因として電動機とトルク伝達機構およ
び負荷機械のクーロン摩擦がある。クーロン摩擦分のト
ルク成分は速度制御回路3aの積分器にたまりトルク指
令信号より出力される。したがって、この第2の従来例
においても、第1の従来例と同様、位置のオーバシュー
トが発生してしまうという問題点があった。この発明
は、上記のような従来の問題点を解決するためになされ
たもので、クーロン摩擦が生じても、位置のオーバーシ
ュートがない電動機の制御装置を得ることを第1の目的
とする。また、クーロン摩擦が変化するような場合であ
っても、この変化に応じてクーロン摩擦に対する適切な
補償を行い位置のオーバーシュートがない電動機の制御
装置を得ることを第2の目的とする。また、回転検出器
に量子化ノイズがある場合でも、クーロン摩擦に対する
適正な補償を行い位置のオーバーシュートがない電動機
の制御装置を得ることを第3の目的とする。また、電動
機の模擬手段のイナーシャが未知な場合や運転中に変化
する場合であっても、クーロン摩擦に対する適正な補償
を行い位置のオーバーシュートがない電動機の制御装置
を得ることを第4の目的とする。更に、第1の速度制御
回路からのトルク信号のリプル成分による補償トルクへ
の悪影響を防止し、クーロン摩擦に対する適正な補償を
行い位置のオーバーシュートがない電動機の制御装置を
得ることを第5の目的とする。
[0005] Further, in the motor position control device in the second conventional example as described above, the speed deviation (ωM * −
The cause of the amplitude of ωM) is Coulomb friction between the electric motor, the torque transmission mechanism, and the load machine. The torque component corresponding to the Coulomb friction is accumulated in the integrator of the speed control circuit 3a and output from the torque command signal. Therefore, also in the second conventional example, as in the first conventional example, there is a problem that a position overshoot occurs. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its first object to obtain a motor control device that does not have a position overshoot even when Coulomb friction occurs. It is a second object of the present invention to obtain an electric motor control device which does not overshoot the position by appropriately compensating for the Coulomb friction in accordance with the change even when the Coulomb friction changes. It is a third object of the present invention to provide a motor control device that performs appropriate compensation for Coulomb friction and has no position overshoot even when the rotation detector has quantization noise. It is a fourth object of the present invention to provide a motor control device that performs appropriate compensation for Coulomb friction and has no position overshoot even when the inertia of the motor simulation means is unknown or changes during operation. And Further, it is a fifth object of the present invention to provide a motor control device which prevents an adverse effect on a compensation torque due to a ripple component of a torque signal from a first speed control circuit, performs appropriate compensation for Coulomb friction, and has no position overshoot. Aim.

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第の発明に係わる電動
機の制御装置は、予め定められた電動機の速度を指令す
るトルク信号を出力する速度指令手段と、上記電動機の
回転を検出する回転検出器と、この回転検出器の回転検
出に基づいて、上記電動機の回転を補正するべくクーロ
ン摩擦の補償トルク信号を出力する補償トルク出力手段
と、速度指令手段から出力されるトルク信号を第1のト
ルク信号とし、この第1のトルク信号とは別に回転検出
器の回転検出に基づいて電動機の回転を制御する第2の
トルク信号を出力する速度制御手段と、この速度指令制
御手段からの第2のトルク信号、上記速度指令手段から
の第1のトルク信号、及び補償トルク出力手段からの上
記電動機の回転を補正するクーロン摩擦の補償トルク信
号を入力として加算し、この加算結果に基づいて上記電
動機を回転する第1の加算器と、を備えたことを特徴と
するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric motor control device comprising: speed command means for outputting a torque signal for commanding a predetermined motor speed; and a rotation detecting means for detecting the rotation of the motor. A compensating torque output means for outputting a compensation torque signal for Coulomb friction to correct the rotation of the electric motor based on the rotation detection of the rotation detector, and a torque signal output from the speed command means. Speed control means for outputting a second torque signal for controlling rotation of the electric motor based on rotation detection of a rotation detector separately from the first torque signal as a torque signal; , The first torque signal from the speed command means, and the Coulomb friction compensation torque signal for correcting the rotation of the electric motor from the compensation torque output means. And, it is characterized in that and a first adder for rotating the motor based on the addition result.

【0008】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
速度指令手段が、回転角指令信号を出力する回転角指令
信号発生回路と、この回転角指令信号発生回路から出力
される回転角指令信号を一方の入力とし、この一方の入
力と他方の入力に基づき第1の速度指令信号を出力する
第1の位置制御回路と、この第1の速度指令信号を一方
の入力とし、この一方の入力と他方の入力に基づき第1
のトルク信号を出力する第1の速度制御回路と、この第
1のトルク信号に基づき、模擬回転角信号を上記第1の
位置制御回路の他方の入力へ出力するとともに、模擬速
度信号を上記第1の速度制御回路の他方の入力へ出力す
る電動機の模擬回路と、を備えたものである。
[0008] A control device for a motor according to a second aspect of the present invention includes:
The speed command means has a rotation angle command signal generation circuit that outputs a rotation angle command signal, and a rotation angle command signal output from the rotation angle command signal generation circuit as one input, and the one input and the other input A first position control circuit for outputting a first speed command signal on the basis of the first speed command signal, and a first position control circuit for receiving the first speed command signal based on the one input and the other input;
A first speed control circuit that outputs a torque signal of the first position control circuit, and outputs a simulated rotation angle signal to the other input of the first position control circuit based on the first torque signal; And an electric motor simulation circuit for outputting to the other input of the speed control circuit.

【0009】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
回転検出器が、実回転角信号と実速度信号を出力するも
のであり、速度制御手段が、上記回転検出器により検出
された実回転角信号及び電動機の模擬回路から出力され
た模擬回転角信号に基づき第2の速度指令信号を出力す
る第2の位置制御回路と、この第2の速度指令信号、回
転検出器により検出された実速度信号、及び電動機の模
擬回路から出力された模擬速度信号に基づき第2のトル
ク信号を出力する第2の速度制御回路と、を備えたもの
である。
A control device for a motor according to a third aspect of the present invention comprises:
The rotation detector outputs an actual rotation angle signal and an actual speed signal, and the speed control means outputs an actual rotation angle signal detected by the rotation detector and a simulated rotation angle signal output from a simulation circuit of the electric motor. A second position control circuit that outputs a second speed command signal based on the second speed command signal, the second speed command signal, the actual speed signal detected by the rotation detector, and the simulated speed signal output from the simulated circuit of the electric motor. And a second speed control circuit that outputs a second torque signal based on the second speed control signal.

【0010】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
補償トルク出力手段が、回転検出器からの実速度信号ま
たは電動機の模擬回路からの模擬速度信号を所定のパラ
メータを用いて加工した補償トルク信号を出力する摩擦
モデル回路と、第1の速度制御回路からの第1のトルク
信号及び電動機の模擬回路からの模擬速度信号に基づい
てクーロン摩擦成分を抽出し、これに基づき上記摩擦モ
デル回路中のパラメータを修正するパラメータ修正信号
を出力する摩擦修正回路と、を備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor control device comprising:
A friction model circuit for outputting a compensation torque signal obtained by processing a real speed signal from a rotation detector or a simulated speed signal from a simulation circuit of an electric motor using predetermined parameters, a first speed control circuit; A friction correction circuit that extracts a Coulomb friction component based on the first torque signal from the motor and a simulated speed signal from a simulation circuit of the electric motor, and outputs a parameter correction signal for correcting a parameter in the friction model circuit based on the extracted component. , Is provided.

【0011】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
補償トルク出力手段が、電動機模擬回路のイナーシャ修
正する修正回路を備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a motor control device comprising:
The compensation torque output means includes a correction circuit for correcting the inertia of the motor simulation circuit.

【0012】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
修正回路が、模擬速度信号と第2の速度指令信号との加
算値と、実回転角速度信号との偏差を出力する加減算器
と、第1のトルク信号に基づいて極性信号を出力する極
性判別回路と、この極性判別回路から出力された極性信
号と、上記加減算器からの偏差とを乗算する乗算器と、
この乗算器の出力を積分する積分器と、この積分器の出
力とイナーシャ初期値を加算し、電動機模擬回路に対し
てイナーシャを出力する加算器と、を備えたものであ
る。
A control device for a motor according to a sixth aspect of the present invention
A correction circuit configured to output a difference between the sum of the simulated speed signal and the second speed command signal and a difference between the actual rotation angular speed signal and a polarity discrimination circuit that outputs a polarity signal based on the first torque signal; A multiplier for multiplying the polarity signal output from the polarity discrimination circuit by the deviation from the adder / subtractor;
It has an integrator that integrates the output of the multiplier, and an adder that adds the output of the integrator to the initial value of the inertia and outputs the inertia to the motor simulation circuit.

【0013】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
摩擦修正回路が、第1の速度制御回路からの第1のトル
ク信号をローパスフィルタを介して入力するようにした
ものである。
A control device for a motor according to a seventh aspect of the present invention
The friction correction circuit is configured to input a first torque signal from the first speed control circuit via a low-pass filter.

【0014】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
摩擦修正回路が、電動機の模擬回路より出力される模擬
速度信号と第1の速度制御回路より出力される第1のト
ルク信号とに基づき第1乃至第3の状態フラグを出力す
る判定回路と、第1の状態フラグの立ち上がりエッジに
て加算器より出力されるトルク指令信号をサンプル・ホ
ールドし、第1のサンプル・トルク信号を出力する第1
のサンプル・ホールド回路と、第2の状態フラグの立ち
下がりエッジにて加算器より出力されるトルク指令信号
をサンプル・ホールドし、第2のサンプル・トルク信号
を出力する第2のサンプル・ホールド回路と、第3の状
態フラグの立ち下がりエッジにて加算器より出力される
トルク指令信号をサンプル・ホールドし、第3のサンプ
ル・トルク信号を出力する第3のサンプル・ホールド回
路と、上記第2のサンプル・トルク信号とこの第3のサ
ンプル・トルク信号との平均値を出力する計算器と、こ
の計算器の出力と上記第1のサンプル・トルク信号との
偏差を出力する減算器と、上記状態フラグ1の立ち下が
りエッジにてこの偏差をサンプル・ホールドし、パラメ
ータ修正信号を出力する第4のサンプル・ホールド回路
と、を備えたものである。
An electric motor control device according to an eighth aspect of the present invention
A determination circuit for outputting a first to third state flags based on a simulated speed signal output from a simulation circuit of the electric motor and a first torque signal output from the first speed control circuit; A first sampler which samples and holds a torque command signal output from the adder at a rising edge of a first state flag and outputs a first sampled torque signal
And a second sample-and-hold circuit that samples and holds the torque command signal output from the adder at the falling edge of the second state flag and outputs a second sample-torque signal A third sample and hold circuit that samples and holds the torque command signal output from the adder at the falling edge of the third state flag and outputs a third sample torque signal; A calculator that outputs an average value of the sampled torque signal and the third sampled torque signal, a subtractor that outputs a deviation between the output of the calculator and the first sampled torque signal, A fourth sample-and-hold circuit that samples and holds the deviation at the falling edge of the status flag 1 and outputs a parameter correction signal. A.

【0015】第の発明に係わる電動機の制御装置は、
摩擦修正回路が、電動機の模擬回路より出力される模擬
速度信号と第1の速度制御回路より出力される第1のト
ルク信号により状態フラグを出力する判定回路と、この
状態フラグの立ち上がりエッジにて加算器より出力され
るトルク指令信号をサンプル・ホールドし、サンプル・
トルク信号を出力する第1のサンプル・ホールド回路
と、トルク指令信号とこの第1のサンプル・ホールド回
路から出力されるサンプル・トルク信号TSとの偏差を
出力する減算器と、状態フラグの立ち下がりエッジにて
偏差をサンプル・ホールドし、パラメータ修正値を出力
する第2のサンプル・ホールド回路と、トルク指令信号
と第2のサンプル・ホールド回路から出力される摩擦モ
デル修正値との偏差を出力する減算器と、状態フラグの
立ち下がりエッジにて偏差をサンプル・ホールドし、積
分項修正値を出力する第3のサンプル・ホールド回路
と、を備えたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a motor control device comprising:
A friction correction circuit for outputting a state flag based on a simulated speed signal output from a simulation circuit of the electric motor and a first torque signal output from a first speed control circuit; Sample and hold the torque command signal output from the adder,
A first sample and hold circuit that outputs a torque signal, a subtractor that outputs a deviation between a torque command signal and a sample torque signal TS output from the first sample and hold circuit, and a fall of a state flag A second sample and hold circuit that samples and holds the deviation at the edge and outputs a parameter correction value, and outputs a deviation between the torque command signal and the friction model correction value output from the second sample and hold circuit. It has a subtractor and a third sample and hold circuit that samples and holds the deviation at the falling edge of the status flag and outputs an integral term correction value.

【0016】第1の発明に係わる電動機の制御装置
は、摩擦修正回路が、電動機の模擬回路より出力される
模擬速度信号と第1の速度制御回路より出力される第1
のトルク信号とにより状態フラグ1〜3を出力する判定
回路と、状態フラグ1の立ち上がりエッジにて加算器よ
り出力されるトルク指令信号をサンプル・ホールドし、
第1のサンプル・トルク信号を出力する第1のサンプル
・ホールド回路と、トルク指令信号とこの第1のサンプ
ル・ホールド回路から出力される第1のサンプル・トル
ク信号との偏差を出力する減算器と、状態フラグ2の立
ち下がりエッジにて減算器からの偏差をサンプル・ホー
ルドし、第2のサンプル・トルク信号を出力する第2の
サンプル・ホールド回路と、この第2のサンプル・ホー
ルド回路から出力される第2のサンプル・トルク信号と
トルク指令信号との偏差を出力する減算器と、状態フラ
グ3の立ち上がりエッジにてこの減算器からの偏差をサ
ンプル・ホールドし、第3のサンプル・トルク信号を出
力する第3のサンプル・ホールド回路と、トルク指令信
号とこの第3のサンプル・ホールド回路から出力された
第3のサンプル・トルク信号との加算値を出力する加算
器と、状態フラグ1の立ち下がりエッジにてこの加算器
による加算値をサンプル・ホールドし、パラメータ修正
値を出力する第4のサンプル・ホールド回路と、トルク
指令信号とこの第4のサンプル・ホールド回路から出力
された摩擦モデル修正値との偏差を出力する減算器と、
状態フラグ1の立ち下がりエッジにてこの減算器からの
偏差をサンプル・ホールドし、積分項修正値を出力する
第5のサンプル・ホールド回路と、を備えたものであ
る。
The control unit for an electric motor according to the invention of the first 0 is the first friction modification circuit, output from the simulated speed signal and the first speed control circuit output from the simulating circuit of the electric motor
A determination circuit that outputs the status flags 1 to 3 according to the torque signal of the above, and a sample / hold of the torque command signal output from the adder at the rising edge of the status flag 1,
A first sample / hold circuit for outputting a first sample / torque signal, and a subtractor for outputting a deviation between a torque command signal and a first sample / torque signal output from the first sample / hold circuit A second sample-and-hold circuit that samples and holds a deviation from the subtractor at the falling edge of the state flag 2 and outputs a second sample-torque signal; and a second sample-and-hold circuit. A subtractor for outputting a deviation between the output second sample torque signal and the torque command signal; and a deviation from the subtractor at the rising edge of the status flag 3 for sample-and-hold, and a third sample torque. A third sample / hold circuit for outputting a signal, a torque command signal and a third sample / hold signal output from the third sample / hold circuit. An adder for outputting an added value with a torque signal, a fourth sample-and-hold circuit for sample-holding the added value of the adder at the falling edge of the status flag 1 and outputting a parameter correction value, A subtractor for outputting a deviation between the command signal and the friction model correction value output from the fourth sample and hold circuit;
And a fifth sample-and-hold circuit that samples and holds the deviation from the subtractor at the falling edge of the status flag 1 and outputs an integral term correction value.

【0017】第11の発明に係わる電動機の制御装置
は、補償トルク出力手段が、回転検出器からの実速度信
号を所定のパラメータを用いて加工した補償トルク信号
を出力する摩擦モデル回路と、回転角指令信号発生回路
からの回転角指令信号に応じた摩擦量データを記憶し、
これに基づき上記摩擦モデル回路中のパラメータを修正
するパラメータ修正信号を出力する摩擦記憶回路と、を
備えたものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the motor control device, wherein the compensation torque output means outputs a compensation torque signal obtained by processing the actual speed signal from the rotation detector using predetermined parameters; The friction amount data corresponding to the rotation angle command signal from the angle command signal generation circuit is stored,
A friction storage circuit for outputting a parameter correction signal for correcting a parameter in the friction model circuit based on the signal.

【0018】第1の発明に係わる電動機の制御装置
は、摩擦モデル回路が、回転検出器から出力された実速
度信号または電動機の模擬回路から出力された模擬速度
信号を比例増幅する係数器と、この係数器の出力値を所
定の値でリミットし、補償トルク信号を出力するリミッ
タ回路と、摩擦修正回路より出力されるパラメータ修正
信号を与えられると、このリミッタ回路のリミット値を
修正するリミット値プリセット回路と、を備えたもので
ある。
[0018] The motor controller according to the first 2 of the invention, the friction model circuit, a coefficient multiplier which proportionally amplify a simulated speed signal outputted from the simulation circuit of the actual speed signal or the motor output from the rotation detector A limiter circuit that limits the output value of the coefficient unit to a predetermined value and outputs a compensation torque signal, and a limit that corrects the limit value of the limiter circuit when given a parameter correction signal output from a friction correction circuit. A value preset circuit.

【0019】第1の発明に係わる電動機の制御装置
は、補償トルク出力手段が、速度指令手段から出力され
るトルク信号の指令要素とこの指令要素と同一種の要素
であって回転検出器により検出される実検出要素とを比
較し、この比較結果を予め定めた基準に照らして電動機
の回転を補正するべくクーロン摩擦の補償トルク信号を
出力するようにしたものである。
The control unit for an electric motor according to the invention of the first 3, the compensation torque output means, a command element of the torque signal outputted from the speed command unit by the rotation detector a component of the command element and the same species The detected actual detection element is compared with the actual detection element, and a compensation torque signal for Coulomb friction is output in order to correct the rotation of the electric motor based on a predetermined reference.

【0020】第1の発明に係わる電動機の制御装置
は、予め定めた基準値を、指令要素と実検出要素とを比
較し、これに基づいて修正するようにしたものである。
The control unit for an electric motor according to the invention of the first 4, the predetermined reference value, comparing the command element and the actual detection element, in which so as to fix on this basis.

【0021】第1の発明に係わる電動機の制御装置
は、指令要素及び実検出要素において比較される互いに
同一種の要素を、回転角信号とし、各々回転角指令信号
及び実回転角信号としたものである。
The control unit for an electric motor according to the invention of the first 5, the command elements and same type of elements to each other are compared in real detection element, and a rotation angle signal, and with each rotation angle command signal and the actual rotation angle signal Things.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1 まず、この発明の実施の形態1を説明する。図1は、こ
の発明の実施の形態1の全体を示すブロック図である。
1は、回転角指令信号θM*を出力する回転角指令信号発
生回路、2は、この回転角指令信号θM*を一方の入力と
し、これに基づき速度指令信号ω1*を出力する第1の位
置制御回路、3は、この速度指令信号ω1*を一方の入力
とし、これに基づき第1のトルク信号T1*を出力する第
1の速度制御回路、4は、この第1のトルク信号T1*を
入力とし、上記第1の位置制御回路2の他方の入力へ模
擬回転角信号θA を出力するとともに上記第1の速度制
御回路3の他方の入力へ模擬速度信号ωA を出力する電
動機の模擬回路である。そして、これら回転角指令信号
発生回路1、第1の位置制御回路2、第1の速度制御回
路3、及び電動機の模擬回路4により速度指令手段を構
成している。また、7は、補償トルク信号TF を出力す
る摩擦モデル回路、8は、上記第1の速度制御回路3か
らの第1のトルク信号T1*、及び上記電動機の模擬回路
4からの模擬速度信号ωA を入力として、信号Iset 出
力するとともに上記摩擦モデル回路7に対し摩擦モデル
回路7中のパラメータを修正する信号Tfsetを出力する
摩擦修正回路である。そして、これら摩擦モデル回路7
及び摩擦修正回路8で補償トルク出力手段を構成してい
る。更に、9は、この摩擦修正回路8からの信号Iset
に基づいてその状態量を修正するとともに電動機の模擬
回路4からの模擬速度信号ωA を入力として第2のトル
ク信号T2*を出力する第2の速度制御回路、10は、上
記電動機の模擬回路4からの模擬回転角信号θA を一方
の入力として、この第2の速度制御回路9に対し第2の
速度指令信号ω2*を出力する第2の位置制御回路であ
る。そして、これら第2の速度制御回路9及び第2の位
置制御回路10で速度制御手段を構成している。11
は、第1の速度制御回路3からの第1のトルク信号T1
*、上記摩擦モデル回路7からの補償トルク信号TF 、
及び上記第2の速度制御回路9からの第2のトルク信号
T2*を第1の加算器、すなわち加算器36により加算し
てなるトルク指令信号TM*を入力するトルク制御回路、
12は、このトルク制御回路11の出力に基づきトルク
が制御される電動機、13は、この電動機12のトルク
を伝達するトルク伝達機構、14は、このトルク伝達機
構13により動作される負荷機械、15は、上記電動機
12の回転を検出し、上記第2の速度制御回路9に実速
度信号ωM を、上記第2の位置制御回路10に実回転角
信号θM を出力する回転検出器である。
Embodiment 1 First, Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the entire first embodiment of the present invention.
1 is a rotation angle command signal generating circuit that outputs a rotation angle command signal θM *, and 2 is a first position that receives the rotation angle command signal θM * as one input and outputs a speed command signal ω1 * based on the input. The control circuit 3 receives the speed command signal ω1 * as one input, and based on the speed command signal ω1 *, outputs a first torque signal T1 *. The first speed control circuit 4 outputs the first torque signal T1 *. A simulation circuit of an electric motor which outputs a simulated rotation angle signal θA to the other input of the first position control circuit 2 and outputs a simulated speed signal ωA to the other input of the first speed control circuit 3 as an input. is there. The rotation command signal generating circuit 1, the first position control circuit 2, the first speed control circuit 3, and the electric motor simulation circuit 4 constitute a speed command means. 7 is a friction model circuit for outputting a compensation torque signal TF, 8 is a first torque signal T1 * from the first speed control circuit 3, and a simulated speed signal ωA from the simulated circuit 4 for the electric motor. Is a signal that outputs a signal Iset and outputs a signal Tfset for correcting the parameters in the friction model circuit 7 to the friction model circuit 7. And these friction model circuits 7
The friction correction circuit 8 constitutes a compensation torque output means. Further, 9 is a signal Iset from the friction correction circuit 8.
The second speed control circuit 10 which corrects the state quantity based on the above and inputs the simulated speed signal ωA from the electric motor simulation circuit 4 and outputs the second torque signal T2 *. The second position control circuit outputs the second speed command signal .omega.2 * to the second speed control circuit 9 using the simulated rotation angle signal .theta. The second speed control circuit 9 and the second position control circuit 10 constitute a speed control means. 11
Is the first torque signal T1 from the first speed control circuit 3.
*, The compensation torque signal TF from the friction model circuit 7,
A first adder, that is, a torque control circuit for inputting a torque command signal TM * obtained by adding the second torque signal T2 * from the second speed control circuit 9 by the first adder, that is, the adder 36;
Reference numeral 12 denotes an electric motor whose torque is controlled based on the output of the torque control circuit 11, 13 denotes a torque transmission mechanism that transmits the torque of the electric motor 12, 14 denotes a load machine operated by the torque transmission mechanism 13, 15 Is a rotation detector that detects the rotation of the electric motor 12 and outputs an actual speed signal ωM to the second speed control circuit 9 and an actual rotation angle signal θM to the second position control circuit 10.

【0023】図2は、上述した第1の位置制御回路2の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、1
7は、電回転角指令信号発生回路1から出力される回転
角指令信号θM*と、電動機の模擬回路4から出力される
模擬回転角信号θA との偏差(θM*−θA )を出力する
減算器、16は、この偏差(θM*−θA )を比例増幅し
て第1の速度指令信号ω1*を出力するゲインKP1の係数
器である。このように模擬回転角信号θA をに回転角指
令信号θM*対してフィードバックする構成とすることに
より、第1の位置制御回路2は、模擬回転角信号θA を
回転角指令信号θM*に追従させるよう第1の速度指令信
号ω1*を出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the first position control circuit 2 described above. In the figure, 1
A subtraction 7 outputs a deviation (θM * −θA) between the rotation angle command signal θM * output from the electric rotation angle command signal generation circuit 1 and the simulated rotation angle signal θA output from the simulation circuit 4 of the electric motor. And 16 is a coefficient unit of a gain KP1 for proportionally amplifying the deviation (θM * −θA) and outputting a first speed command signal ω1 *. As described above, the simulated rotation angle signal θA is fed back to the rotation angle command signal θM *, so that the first position control circuit 2 causes the simulated rotation angle signal θA to follow the rotation angle command signal θM *. Thus, the first speed command signal ω1 * is output.

【0024】図3は、上述した第1の速度制御回路3の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、1
9は、第1の位置制御回路2から出力される速度指令信
号ω1*と、電動機の模擬回路4から出力される模擬速度
信号ωA との偏差(ω1*−ωA )を出力する減算器、1
8は、この偏差(ω1*−ωA )を比例増幅して第1のト
ルク信号T1*を出力するゲインKV1の係数器である。こ
のように模擬速度信号ωA を第1の速度指令信号ω1*に
対してフィードバックする構成とすることにより、第1
の速度制御回路3は、模擬速度信号ωA を第1の速度指
令信号ω1*に追従させるよう第1のトルク信号T1*を出
力する。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the first speed control circuit 3 described above. In the figure, 1
A subtractor 9 outputs a deviation (ω1 * −ωA) between the speed command signal ω1 * output from the first position control circuit 2 and the simulated speed signal ωA output from the simulation circuit 4 of the electric motor.
Numeral 8 denotes a coefficient unit of a gain KV1 for amplifying the deviation (.omega.1 *-. Omega.A) proportionally and outputting a first torque signal T1 *. As described above, the simulated speed signal ωA is fed back to the first speed command signal ω1 *, whereby the first
The speed control circuit 3 outputs a first torque signal T1 * so that the simulated speed signal ωA follows the first speed command signal ω1 *.

【0025】図4は、上述した電動機の模擬回路4の詳
細な構成を示すブロック図である。同図において、23
は、第1の速度制御回路3から出力される第1のトルク
信号T1*を入力とし、イナーシャJA の逆数(1/JA
)を乗じて積分し、模擬速度信号ωA を出力する積分
器、21は、この模擬速度信号ωA を積分して、模擬回
転角信号θA を出力する積分器である。なお、電動機の
模擬回路4の積分器23におけるイナーシャJA は、電
動機12とトルク伝達機構13と負荷機械14の3つの
イナーシャを合算し、これをモデル化して表したもので
あり、この値を適切な値とすることにより、電動機12
とトルク伝達機構13と負荷機械14の3つのイナーシ
ャに合致した適切な制御が行える。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the electric motor simulation circuit 4 described above. In FIG.
Receives the first torque signal T1 * output from the first speed control circuit 3 as an input and calculates the reciprocal (1 / JA) of the inertia JA.
), And outputs an simulated speed signal ωA. An integrator 21 integrates the simulated speed signal ωA and outputs a simulated rotation angle signal θA. The inertia JA in the integrator 23 of the electric motor simulation circuit 4 is obtained by summing the three inertias of the electric motor 12, the torque transmission mechanism 13, and the load machine 14, and modeling and expressing this. The motor 12
Thus, appropriate control matching the three inertia of the torque transmission mechanism 13 and the load machine 14 can be performed.

【0026】図5は、上述した第2の位置制御回路10
の詳細な構成を示すブロック図である。同図において、
25は、電動機の模擬回路4から出力される模擬回転角
信号θA と、回転検出器15から出力される実回転角信
号θM との偏差(θA −θM )を出力する減算器、26
は、この偏差(θA −θM )を比例増幅して第2の速度
指令信号ω2*を出力するゲインKP2の係数器である。こ
のように実回転角信号θM を模擬回転角信号θA に対し
てフィードバックする構成とすることにより、第2の位
置制御回路10は、実回転角信号θM を模擬回転角信号
θA に追従させるよう第2の速度指令信号ω2*を出力す
るが、前述のごとくこの模擬回転角信号θA は、第1の
位置制御回路2により回転角指令信号θM*に追従させる
ように制御されるものであることから、このことは、最
終的に電動機12の回転角θM を回転角指令信号θM*に
追従させるように制御することと同じである。
FIG. 5 shows the second position control circuit 10 described above.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of FIG. In the figure,
25 is a subtractor that outputs a deviation (θA−θM) between the simulated rotation angle signal θA output from the electric motor simulation circuit 4 and the actual rotation angle signal θM output from the rotation detector 15;
Is a coefficient unit of a gain KP2 for proportionally amplifying the deviation (θA−θM) and outputting a second speed command signal ω2 *. As described above, the actual rotation angle signal θM is fed back to the simulated rotation angle signal θA, so that the second position control circuit 10 causes the actual rotation angle signal θM to follow the simulated rotation angle signal θA. 2 is output, the simulated rotation angle signal θA is controlled by the first position control circuit 2 so as to follow the rotation angle command signal θM * as described above. This is the same as controlling so that the rotation angle θM of the electric motor 12 finally follows the rotation angle command signal θM *.

【0027】図6は、上述した第2の速度制御回路9の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、2
8は、電動機の模擬回路4から出力された模擬速度信号
ωA と、第2の位置制御回路10から出力された第2の
速度指令信号ω2*との加算値(ωA +ω2*)と、回転検
出器15から出力された実回転角速度信号ωM との偏差
((ωA +ω2*)−ωM )を出力する加減算器、29
は、この偏差((ωA +ω2*)−ωM )を比例増幅する
積分ゲインK12の係数器、30は、この係数器29の出
力を積分し、第2の積分トルク信号T2iを出力する積分
器、27は、摩擦修正回路8より出力される積分項修正
値ISETを与えられるとこの積分器30の積分値をプリ
セットする積分項プリセット回路、31は、上記係数器
29と並列に設けられて、上記偏差((ωA +ω2*)−
ωM )を比例増幅するゲインKV2の係数器、32は、こ
の係数器31の出力と上記第2の積分トルク信号T2iを
合算し、第2のトルク信号T2*を出力する加算器であ
る。このように外乱トルクが加わった場合に変化する積
分項修正値ISET を用いて積分器30の積分値をプリセ
ットする構成とすることにより、第2の速度制御回路9
は、外乱トルクが加わった場合でも電動機12の速度ω
M を模擬速度信号ωA に追従させるよう((ωA +ω2
*)−ωM )を比例増幅した第2のトルク信号T2*を出
力するが、前述のごとくこの模擬速度信号ωA は、第1
の速度制御回路3により第1の速度指令信号ω1*に追従
するように制御されるものであることから、最終的に電
動機12の速度ωM を第1の速度指令信号ω1*に追従さ
せるようにすることと同じである。
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the second speed control circuit 9 described above. In the figure, 2
Reference numeral 8 denotes an added value (ωA + ω2 *) of the simulated speed signal ωA output from the motor simulation circuit 4 and the second speed command signal ω2 * output from the second position control circuit 10, and rotation detection. An adder / subtracter for outputting a deviation ((ωA + ω2 *) − ωM) from the actual rotational angular velocity signal ωM output from the unit 15;
Is a coefficient unit of an integral gain K12 for proportionally amplifying the deviation ((.omega.A + .omega.2 *)-. Omega.M), 30 is an integrator for integrating the output of the coefficient unit 29 and outputting a second integrated torque signal T2i. 27 is an integral term preset circuit for presetting the integral value of the integrator 30 when the integral term correction value ISET output from the friction correction circuit 8 is given. 31 is provided in parallel with the coefficient unit 29, and Deviation ((ωA + ω2 *)-
The coefficient unit 32 having a gain KV2 for proportionally amplifying .omega.M) is an adder for adding the output of the coefficient unit 31 and the second integrated torque signal T2i and outputting a second torque signal T2 *. The second speed control circuit 9 is configured by presetting the integral value of the integrator 30 using the integral term correction value ISET that changes when a disturbance torque is applied.
Is the speed ω of the electric motor 12 even when a disturbance torque is applied.
M is made to follow the simulated speed signal ωA ((ωA + ω2
*)-ΩM) is proportionally amplified to output a second torque signal T2 *. As described above, this simulated speed signal ωA is
Is controlled by the speed control circuit 3 to follow the first speed command signal ω1 *, so that the speed ωM of the electric motor 12 finally follows the first speed command signal ω1 *. It is the same as doing.

【0028】図7は、上述した摩擦モデル回路7の詳細
な構成を示すブロック図である。同図において、42
は、回転検出器15から出力された実回転角速度信号ω
M を比例増幅する摩擦モデルの傾きゲインKf の係数
器、43は、この係数器42の出力値を所定の値でリミ
ットし、補償トルクを出力するリミッタ回路、44は、
摩擦修正回路8より出力される摩擦モデル修正値Tfset
を与えられるとリミッタ回路43のリミット値を修正、
すなわちクーロン摩擦補償リミット値をプリセットする
リミット値プリセット回路である。
FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of the friction model circuit 7 described above. In FIG.
Is the actual rotational angular velocity signal ω output from the rotation detector 15.
A coefficient unit 43 for the slope gain Kf of the friction model that proportionally amplifies M is a limiter circuit that limits the output value of the coefficient unit 42 to a predetermined value and outputs a compensation torque.
Friction model correction value Tfset output from friction correction circuit 8
Is given, the limit value of the limiter circuit 43 is corrected,
That is, it is a limit value preset circuit for presetting a Coulomb friction compensation limit value.

【0029】なお、図8は、電動機とトルク伝達機構及
び負荷機械にクーロン摩擦が発生する場合におけるその
前後の補償トルクTf の変化を示す図である。前述のよ
うに電動機の模擬回路4のイナーシャJA と、電動機1
2とトルク伝達機構13及び負荷機械14を合算した実
際のイナーシャとが一致している場合に、偏差((ωA
+ω2*)−ωM )の振幅が生じる原因として、電動機1
2とトルク伝達機構13及び負荷機械14間のクーロン
摩擦がある。このクーロン摩擦は公知のように、電動機
が運転中のみに発生し、電動機が停止とともにクーロン
摩擦がなくなる。そして、このクーロン摩擦のトルク成
分は、この図8におけるa点、すなわち電動機12が加
速を初め、C点、すなわち電動機12が減速に入る時点
に至るまでの間にも、第2の速度制御回路47の積分器
にたまり第2のトルク信号T2*として出力されることか
ら、本実施の形態では、このクーロン摩擦のトルク成分
をこの第2のトルク信号T2*を加算器36を介しトルク
指令信号TM*として検出し、後述する摩擦修正回路8に
よりC点、すなわち電動機12が減速に入る時点におい
て、第2の速度制御回路9の積分器30を積分項プリセ
ット回路27によってプリセットして積分器30の積分
項を変え、第2のトルク信号T2*をゼロにするととも
に、摩擦モデル回路7のリミッタ回路43のクーロン摩
擦補償リミット値をリミット値プリセット回路44によ
ってプリセットしてクーロン摩擦補償リミット値の上限
を高め、補償トルクTf を立ち上げる。このようにする
ことにより、以後はクーロン摩擦のトルク成分を補償す
る形で電動機へのトルク供給が行われるため、クーロン
摩擦のトルク成分が第2の速度制御回路9の積分器には
たまらなくなり、その結果、実回転角信号θM のオーバ
シュートを減少させることができる。なお、このような
動作は、電動機が減速する時点で毎回行われ、後述する
摩擦修正回路8により摩擦モデル回路7のリミット値や
第2の速度制御回路9の積分項を修正するため、電動機
とトルク伝達機構及び負荷機械のクーロン摩擦が変化す
る場合でも、摩擦モデル回路7はクーロン摩擦成分を補
償することができ、実回転角信号θM のオーバシュート
を減少させることができる。
FIG. 8 is a diagram showing changes in the compensation torque Tf before and after the occurrence of Coulomb friction in the motor, the torque transmission mechanism, and the load machine. As described above, the inertia JA of the motor simulation circuit 4 and the motor 1
2 and the actual inertia obtained by adding the torque transmission mechanism 13 and the load machine 14 are equal to each other, the deviation ((ωA
+ Ω2 *) − ωM) may be caused by electric motor 1
2 and Coulomb friction between the torque transmission mechanism 13 and the load machine 14. As is well known, this Coulomb friction occurs only when the motor is running, and when the motor stops, the Coulomb friction disappears. The torque component of the Coulomb friction can be obtained by the second speed control circuit between the point a in FIG. 8, that is, the point at which the motor 12 starts to accelerate and the point C, that is, the point at which the motor 12 starts to decelerate. 47, and is output as a second torque signal T2 *. In this embodiment, the torque component of the Coulomb friction is converted into a torque command signal via an adder 36 in the present embodiment. TM *, and at the point C, that is, at the time when the motor 12 starts to decelerate, by the friction correction circuit 8 described later, the integrator 30 of the second speed control circuit 9 is preset by the integral term preset circuit 27 and is integrated. Is changed, the second torque signal T2 * is set to zero, and the Coulomb friction compensation limit value of the limiter circuit 43 of the friction model circuit 7 is set to the limit value preset value. Increasing the upper limit of the Coulomb friction compensation limit value preset by the circuit 44 raises the compensation torque Tf. By doing so, since the torque is supplied to the electric motor in a manner that compensates for the torque component of Coulomb friction, the torque component of Coulomb friction becomes irreversible to the integrator of the second speed control circuit 9, As a result, the overshoot of the actual rotation angle signal θM can be reduced. Note that such an operation is performed every time the motor decelerates, and the limit value of the friction model circuit 7 and the integral term of the second speed control circuit 9 are corrected by a friction correction circuit 8 described later. Even when the Coulomb friction of the torque transmission mechanism and the load machine changes, the friction model circuit 7 can compensate for the Coulomb friction component and reduce the overshoot of the actual rotation angle signal θM.

【0030】図9は、上述した摩擦修正回路8の詳細な
構成を示すブロック図である。同図において、106
は、電動機の模擬回路4より出力される模擬速度信号ω
A と第1の速度制御回路3より出力される第1のトルク
信号T1*とにより状態フラグ1〜3を出力する判定回
路、107は、状態フラグ1の立ち上がりエッジにて加
算器36より出力されるトルク指令信号TM*をサンプル
・ホールドし、第1のサンプル・トルク信号TS1を出力
する第1のサンプル・ホールド回路、108は、状態フ
ラグ2の立ち下がりエッジにて加算器36より出力され
るトルク指令信号TM*をサンプル・ホールドし、第2の
サンプル・トルク信号TS2を出力する第2のサンプル・
ホールド回路、109は、状態フラグ3の立ち下がりエ
ッジにて加算器36より出力されるトルク指令信号TM*
をサンプル・ホールドし、第3のサンプル・トルク信号
TS3を出力する第3のサンプル・ホールド回路、110
は、上記第2のサンプル・トルク信号TS2とこの第3の
サンプル・トルク信号TS3との加算値(TS2+TS3)を
出力する加算器、111は、この加算値(TS2+TS3)
を(1/2)倍し((TS2+TS3)/2)を出力する係
数器、112は、この係数器111の出力((TS2+T
S3)/2)と第1のサンプル・トルク信号TS1との偏差
(((TS2+TS3)/2)−TS1)を出力する減算器、
113は、状態フラグ1の立ち下がりエッジにてこの偏
差(((TS2+TS3)/2)−TS1)をサンプル・ホー
ルドし、摩擦モデル修正値Tfsetを出力する第4のサン
プル・ホールド回路、114は、上記トルク指令信号T
M*とこの摩擦モデル修正値Tfsetとの偏差(TM*−Tfs
et)を出力する減算器、115は、状態フラグ1の立ち
下がりエッジにてこの偏差(TM*−Tfset)をサンプル
・ホールドし、積分項修正値Iset を出力する第5のサ
ンプル・ホールド回路である。ここで判定回路106
は、表1に状態フラグ1〜3の出力と物理的意味の関係
を示すように、模擬速度信号ωA の絶対値|ωA |が正
数であれば、状態フラグ1を1、絶対値|ωA |が0で
あれば、状態フラグ1を0とし、模擬速度信号ωA と模
擬速度信号ωA の2回微分値ωA ”との積値(ωA ×ω
A ”)が正数でかつ第1のトルク信号T1*と模擬速度信
号ωA の2回微分値ωA”との積値(T1*×ωA ”)が
正数であれば、状態フラグ2を1、積値(ωA ×ωA
”)が0以下もしくは積値(T1*×ωA ”)が0以下
であれば、状態フラグ2を0とし、積値(ωA ×ωA
”)が正数でかつ積値(T1*×ωA ”)が負数であれ
ば、状態フラグ3を1、積値(ωA ×ωA ”)が0以下
もしくは積値(T1*×ωA ”)が0以上であれば、状態
フラグ3を0となるように制御する。このように構成し
た摩擦修正回路8は、電動機12が加減速を行う際の加
速直後のトルク指令を示す第2のサンプルトルク信号T
S2と停止直前のトルク指令を示す第3のサンプルトルク
信号TS3との平均値と、始動直前のトルク指令を示す第
1のサンプルトルク信号TS1との偏差を採ることにより
クーロン摩擦分のトルク成分を抽出し、これに基づい
て、摩擦モデル修正値Tfsetを出力し摩擦モデル回路7
中のパラメータを修正するとともに、積分項修正値Ise
t を出力し第2の速度制御回路9中の状態量を修正す
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of the friction correction circuit 8 described above. In FIG.
Is the simulated speed signal ω output from the electric motor simulation circuit 4.
A determination circuit 107 that outputs status flags 1 to 3 based on A and the first torque signal T1 * output from the first speed control circuit 3, 107 is output from the adder 36 at the rising edge of the status flag 1. A first sample and hold circuit 108 that samples and holds the torque command signal TM * and outputs a first sample torque signal TS1 is output from the adder 36 at the falling edge of the status flag 2. A second sampler that samples and holds the torque command signal TM * and outputs a second sample torque signal TS2
The hold circuit 109 receives the torque command signal TM * output from the adder 36 at the falling edge of the state flag 3.
Sample-and-hold circuit 110 that samples and holds, and outputs a third sample torque signal TS3, 110
Is an adder that outputs an added value (TS2 + TS3) of the second sample torque signal TS2 and the third sample torque signal TS3. 111 is the added value (TS2 + TS3).
Is multiplied by (1 /) and is output as ((TS2 + TS3) / 2), and 112 is the output of this coefficient unit 111 ((TS2 + T3
S3) / 2) and a subtractor that outputs a deviation (((TS2 + TS3) / 2) -TS1) between the first sampled torque signal TS1;
A fourth sample and hold circuit 113 samples and holds the deviation (((TS2 + TS3) / 2) -TS1) at the falling edge of the state flag 1 and outputs a friction model correction value Tfset. The above torque command signal T
Deviation between M * and this friction model correction value Tfset (TM * −Tfs
A subtractor 115 that outputs the signal (et), samples and holds the deviation (TM * −Tfset) at the falling edge of the status flag 1, and outputs a correction value Iset of the integral term in a fifth sample / hold circuit. is there. Here, the judgment circuit 106
As shown in Table 1, the relationship between the outputs of the status flags 1 to 3 and the physical meaning is shown, if the absolute value | ωA | of the simulated speed signal ωA is a positive number, the status flag 1 is set to 1 and the absolute value | ωA Is 0, the state flag 1 is set to 0, and the product value (ωA × ω) of the simulated speed signal ωA and the second derivative ωA ″ of the simulated speed signal ωA
If A ″) is a positive number and the product value (T1 * × ωA ″) of the first torque signal T1 * and the second derivative ωA ″ of the simulated speed signal ωA is a positive number, the status flag 2 is set to 1 , Product value (ωA × ωA
If ") is 0 or less or the product value (T1 * × ωA") is 0 or less, the status flag 2 is set to 0, and the product value (ωA × ωA
If ") is a positive number and the product value (T1 * .times.A") is a negative number, the state flag 3 is set to 1, the product value (.omega.A.times.A ") is 0 or less, or the product value (T1 * .times..omega.A") is If it is 0 or more, control is performed so that the status flag 3 becomes 0. The friction correction circuit 8 having the above-described configuration provides a second sample torque signal T indicating a torque command immediately after acceleration when the electric motor 12 performs acceleration / deceleration.
By taking the deviation between the average value of S2 and the third sample torque signal TS3 indicating the torque command immediately before the stop and the first sample torque signal TS1 indicating the torque command immediately before the start, the torque component of the Coulomb friction is calculated. The friction model correction value Tfset is output based on the extracted
And the integral term correction value Ise
t is output to correct the state quantity in the second speed control circuit 9.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】摩擦修正回路8が第2の速度制御回路9中
の状態量を修正できる理由について、図10を参照しな
がら更に詳細に説明する。図10は、電動機12が三角
波パターンの加減速を行う際の模擬速度信号ωAとトル
ク指令信号TM*、及び前記状態フラグ1から3の概略
波形である。同図において、TL は垂直トルク、TF は
クーロン摩擦トルク(摩擦修正回路8にあっては、摩擦
モデル修正値Tfset)、TACC は加速トルク、TD は粘
性摩擦トルク、TDEC は減速トルク、T1 は始動直前の
トルク指令信号(摩擦修正回路8にあっては、第1のサ
ンプルトルク信号TS1)、T2 は加速直後のトルク指令
信号(摩擦修正回路8にあっては、第2のサンプルトル
ク信号TS2)、T3 は停止直前のトルク指令信号(摩擦
修正回路8にあっては、第3のサンプルトルク信号TS
3)である。ここで、摩擦モデル回路7中のパラメータ
及び第2の速度制御回路9中の状態量を修正するには、
クーロン摩擦トルクTF を求めることが必要である。加
速直後のトルク指令信号T2 及び停止直前のトルク指令
信号T3 はそれぞれ式(1)、式(2)のように表すこ
とができる。
The reason why the friction correcting circuit 8 can correct the state quantity in the second speed control circuit 9 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic waveform of the simulated speed signal ωA, the torque command signal TM *, and the status flags 1 to 3 when the motor 12 performs acceleration / deceleration in a triangular wave pattern. In the figure, TL is vertical torque, TF is Coulomb friction torque (friction model correction value Tfset in the friction correction circuit 8), TACC is acceleration torque, TD is viscous friction torque, TDEC is deceleration torque, and T1 is start-up. The immediately preceding torque command signal (first sample torque signal TS1 in the friction correction circuit 8), and T2 is the torque command signal immediately after acceleration (second sample torque signal TS2 in the friction correction circuit 8). , T3 are the torque command signals immediately before the stop (in the friction correction circuit 8, the third sample torque signal TS
3). Here, in order to correct the parameters in the friction model circuit 7 and the state quantities in the second speed control circuit 9,
It is necessary to determine the Coulomb friction torque TF. The torque command signal T2 immediately after the acceleration and the torque command signal T3 immediately before the stop can be expressed by equations (1) and (2), respectively.

【0033】 T2 = TL + TF + TACC ・・・(1)T 2 = TL + TF + TACC (1)

【0034】 T3 = TL + TF − TDEC ・・・(2)T3 = TL + TF−TDEC (2)

【0035】式(1)、式(2)より式(3)が求めら
れる。
Equation (3) is obtained from equations (1) and (2).

【0036】 2TF = T2 + T3 − TACC + TDEC − 2TL ・・・(3)2TF = T2 + T3−TACC + TDEC−2TL (3)

【0037】加速トルクTACC と減速トルクTDEC が同
一のとき、クーロン摩擦トルクTFは式(4)のように
表すことができる。
When the accelerating torque TACC and the decelerating torque TDEC are the same, the Coulomb friction torque TF can be expressed as in equation (4).

【0038】 TF = ((T2 + T3 )/2)− TL ・・・(4)TF = ((T 2 + T 3) / 2) −TL (4)

【0039】ここで、垂直トルクTL は始動直前のトル
ク指令信号T1 と同一であるため、式(4)は式(5)
のように表すことができる。
Here, since the vertical torque TL is the same as the torque command signal T1 immediately before starting, the equation (4) is replaced by the equation (5).
Can be expressed as

【0040】 TF = ((T2 + T3 )/2)− T1 ・・・(5)TF = ((T 2 + T 3) / 2) −T 1 (5)

【0041】式(5)により、クーロン摩擦トルクTF
は、加速直後のトルク指令信号T2と停止直前のトルク
指令信号T3 の平均値と、始動直前のトルク指令信号T
1 との偏差に基づいて求められることが分かる。このよ
うにして、摩擦修正回路8は、摩擦モデル回路中のパラ
メータを修正するとともに、第2の速度制御回路中の状
態量を修正することができる。
From equation (5), Coulomb friction torque TF
Is the average of the torque command signal T2 immediately after acceleration and the torque command signal T3 immediately before stopping, and the torque command signal T
It can be seen that it is obtained based on the deviation from 1. In this way, the friction correction circuit 8 can correct the parameters in the friction model circuit and the state quantity in the second speed control circuit.

【0042】図11は、上述したトルク制御回路11の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、2
4は、加算器36より出力されるトルク指令信号TM*に
トルク定数Kt の逆数を乗じて電流指令IM*に変換する
係数器、33は、電動機12の電流IM を検出する電流
検出器、34は、この電流検出器33により検出された
電動機12の電流IMに基づき、電動機12の電流IM が
電流指令IM*に追従するように電動機1に電圧Vを印可
する電流制御回路である。同図のように電動機12の電
流IM を電流指令IM*に対しフィードバックする構成と
することによって、トルク制御回路11は電動機12の
出力トルクがトルク指令信号TM*に追従するように制御
できる。電流制御回路34の詳細な構成については、例
えば、「ACサーボシステムの理論と設計の実際」、総
合電子出版社、1990年、P80〜P85、P153
〜P155参照のこと。
FIG. 11 is a block diagram showing a detailed configuration of the torque control circuit 11 described above. In the figure, 2
4 is a coefficient unit for multiplying the torque command signal TM * output from the adder 36 by the reciprocal of the torque constant Kt to convert it into a current command IM *, 33 is a current detector for detecting the current IM of the electric motor 12, 34 Is a current control circuit that applies the voltage V to the motor 1 based on the current IM of the motor 12 detected by the current detector 33 so that the current IM of the motor 12 follows the current command IM *. As shown in the figure, the torque control circuit 11 can control the output torque of the motor 12 to follow the torque command signal TM * by providing a feedback of the current IM of the motor 12 to the current command IM *. The detailed configuration of the current control circuit 34 is described in, for example, “Theory and Design of AC Servo System”, Sogo Denshi Shuppan, 1990, P80-P85, P153.
~ P155.

【0043】実施の形態2 次に実施の形態2について説明する。図12は、この発
明の実施の形態2の全体を示すブロック図である。この
実施の形態2では、摩擦モデル回路45の入力が電動機
の模擬回路4から出力される模擬回転角速度信号ωA で
ある点、先の実施の形態1のものと異なるが、摩擦モデ
ル回路45以外の構成及び動作は、上述した実施の形態
1と同一なので説明を省略する。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. FIG. 12 is a block diagram showing the entirety of the second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment in that the input of the friction model circuit 45 is a simulated rotation angular velocity signal ωA output from the simulation circuit 4 of the electric motor. The configuration and the operation are the same as those in the first embodiment, and the description is omitted.

【0044】図13は、上述した摩擦モデル回路45の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、4
2は、電動機の模擬回路4から出力される模擬回転角速
度信号ωA を比例増幅する摩擦モデルの傾きゲインKf
の係数器、43は、この係数器42の出力値を所定の値
でリミットし補償トルクTf を出力するリミッタ回路、
44は、摩擦修正回路8より出力される摩擦モデル修正
値Tfsetが与えられるとリミッタ回路43のリミット値
を修正するリミット値修正回路である。このように摩擦
モデル修正値Tfsetが与えられるとリミッタ回路43の
リミット値を修正する構成とすることにより、摩擦モデ
ル回路45はクーロン摩擦成分を補償するための補償ト
ルクTf を出力し実回転角信号θM のオーバシュートを
減少させることができる。
FIG. 13 is a block diagram showing a detailed configuration of the friction model circuit 45 described above. In FIG.
2 is a slope gain Kf of a friction model for proportionally amplifying the simulated rotation angular velocity signal ωA output from the simulation circuit 4 of the electric motor.
A limiter circuit 43 for limiting the output value of the coefficient unit 42 to a predetermined value and outputting a compensation torque Tf;
A limit value correction circuit 44 corrects the limit value of the limiter circuit 43 when the friction model correction value Tfset output from the friction correction circuit 8 is given. Thus, when the friction model correction value Tfset is given, the limit value of the limiter circuit 43 is corrected, so that the friction model circuit 45 outputs the compensation torque Tf for compensating for the Coulomb friction component and outputs the actual rotation angle signal. The overshoot of θM can be reduced.

【0045】次に、摩擦モデル回路45の入力を実回転
角速度信号ωM から模擬回転角速度信号ωA に変えた理
由について説明する。デジタルサーボなどで用いられ
る、実回転角速度信号ωM を検出する回転検出器15
は、インクリメンタルエンコーダやアブソリュートエン
コーダなどで、このようなパルスエンコーダにより速度
検出を行う場合、一定速度で電動機12が回転していた
としてもエンコーダのパルスの発生のタイミングとその
パルスの読み込みとが同期していないので、速度制御周
期毎に読み込むパルス数にばらつきが生じる。また、エ
ンコーダの分解能(1回転あたりのパルス数)に係わる
量子化ノイズが発生する。そのため読み込んだパルス数
のばらつきが検出ノイズとして実回転角速度信号ωM に
含まれてしまう。その結果、摩擦モデル回路45から出
力される補償トルクに大きなリプル成分が含まれてしま
う。また、上述したように電動機の模擬回路4は、電動
機12とトルク伝達機構13と負荷機械14の3つのイ
ナーシャを合算した値をモデル化し、単なるイナーシャ
JA で示したものであるため、模擬回転角速度信号ωA
にはノイズ成分は含まれない。そのため模擬回転角速度
信号ωA を入力とした摩擦モデル回路45から出力され
る補償トルクにリプル成分が含まれず機械振動を誘発し
にくい滑らかな信号が得られる。
Next, the reason why the input of the friction model circuit 45 is changed from the actual rotational angular velocity signal ωM to the simulated rotational angular velocity signal ωA will be described. A rotation detector 15 for detecting an actual rotation angular velocity signal ωM used in a digital servo or the like.
When the speed is detected by such a pulse encoder as an incremental encoder or an absolute encoder, even when the motor 12 is rotating at a constant speed, the generation timing of the encoder pulse and the reading of the pulse are synchronized. Therefore, the number of pulses read in each speed control cycle varies. Further, quantization noise related to the resolution of the encoder (the number of pulses per rotation) is generated. Therefore, the variation in the number of pulses read in is included in the actual rotational angular velocity signal ωM as detection noise. As a result, the compensation torque output from the friction model circuit 45 includes a large ripple component. Further, as described above, the simulation circuit 4 of the electric motor models a value obtained by summing three inertia of the electric motor 12, the torque transmission mechanism 13, and the load machine 14, and is represented by a simple inertia JA. Signal ωA
Does not include a noise component. Therefore, the compensation torque output from the friction model circuit 45 to which the simulated rotation angular velocity signal ωA has been input does not include a ripple component, and a smooth signal that does not easily induce mechanical vibration can be obtained.

【0046】実施の形態3 次に実施の形態3について説明する。図14は、この発
明の実施の形態3の全体を示すブロック図である。この
実施の形態3では、第1の速度制御回路3と摩擦修正回
路53との間の信号経路にローパスフィルタ回路5を介
在させた点、実施の形態1のものと異なり、これに伴い
摩擦修正回路53の構成も異なっているが、ローパスフ
ィルタ回路5以外の動作は、上述した実施の形態1と同
一なので説明を省略する。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described. FIG. 14 is a block diagram showing the entire third embodiment of the present invention. The third embodiment differs from the first embodiment in that a low-pass filter circuit 5 is interposed in a signal path between the first speed control circuit 3 and the friction correction circuit 53. Although the configuration of the circuit 53 is also different, the operation other than the low-pass filter circuit 5 is the same as that of the above-described first embodiment, and the description is omitted.

【0047】ローパスフィルタ回路5は、第1の速度制
御回路3から出力される第1のトルク信号T1*のうち、
所望の周波数以下の信号を通してフィルタ出力信号Tf1
を出力する。回転角指令信号発生回路1は、シーケンサ
などのパルス列出力装置で、このようなシーケンサによ
り回転角指令を入力する場合、パルス列入力が一定で電
動機12が一定速度で回転していたとしてもシーケンサ
のパルス列出力のタイミングとそのパルス列の読み込み
とが同期していないので、位置制御周期毎に読み込むパ
ルス数にばらつきが生じる。また、シーケンサの分解能
に係わる量子化ノイズが発生する。そのため、読み込ん
だパルス数のばらつきが回転角指令信号発生回路1から
出力される回転角指令信号θM*に作用し、さらに上述し
た第1の位置制御回路2から出力される第1の速度指令
信号ω1*にリプル成分として増幅され、さらに、上述し
た第1の速度制御回路3の第1のトルク信号T1*にリプ
ル成分として増幅される。
The low-pass filter circuit 5 outputs the first torque signal T1 * output from the first speed control circuit 3
Filter output signal Tf1 through a signal below the desired frequency
Is output. The rotation angle command signal generation circuit 1 is a pulse train output device such as a sequencer. When a rotation angle command is input by such a sequencer, even if the pulse train input is constant and the motor 12 is rotating at a constant speed, the pulse train of the sequencer is output. Since the output timing is not synchronized with the reading of the pulse train, the number of pulses read in each position control cycle varies. Also, quantization noise related to the resolution of the sequencer is generated. Therefore, the variation of the read pulse number acts on the rotation angle command signal θM * output from the rotation angle command signal generation circuit 1, and furthermore, the first speed command signal output from the first position control circuit 2 described above. It is amplified as a ripple component to ω1 *, and further amplified as a ripple component to the first torque signal T1 * of the first speed control circuit 3 described above.

【0048】摩擦修正回路53の詳細な構成は図15に
示すが、その構成は図9に示した実施の形態1の摩擦修
正回路8と概同一である。ここで図9に示した摩擦修正
回路8の入力の第1のトルク信号T1*にリプル成分があ
る場合、実施の形態1にて述べたように、摩擦修正回路
8中の判定回路106は電動機の模擬回路4より出力さ
れる模擬速度信号ωA と第1の速度制御回路3より出力
される第1のトルク信号T1*により状態フラグ1〜3を
出力するため、状態フラグ1〜3にリプル成分の影響が
でることから、第1〜第5のサンプル・ホールド回路が
誤動作してしまいクーロン摩擦の推定を誤る場合があ
る。しかし、本実施の形態3の図14のごとくローパス
フィルタ5をいれ、所望の周波数以下の信号のみを通し
てフィルタ出力信号Tf1としてこれを摩擦修正回路53
の入力とすることにより、リプル成分を抑制することが
でき、摩擦の推定を誤ることを未然に防ぐことができ
る。
FIG. 15 shows a detailed configuration of the friction correction circuit 53. The configuration is substantially the same as that of the friction correction circuit 8 of the first embodiment shown in FIG. Here, if the input first torque signal T1 * of the friction correction circuit 8 shown in FIG. 9 has a ripple component, as described in the first embodiment, the determination circuit 106 in the friction correction circuit 8 In order to output the state flags 1 to 3 based on the simulated speed signal ωA output from the simulation circuit 4 and the first torque signal T1 * output from the first speed control circuit 3, , The first to fifth sample-and-hold circuits may malfunction, and the Coulomb friction may be incorrectly estimated. However, a low-pass filter 5 is inserted as shown in FIG.
By setting the input as (1), the ripple component can be suppressed, and erroneous estimation of friction can be prevented beforehand.

【0049】また、トルク信号T1*のリプル成分はパル
ス列の読み込みの周波数の2分の1の周波数で発生しや
すいので、ローパスフィルタ回路5のカットオフ周波数
はパルス列の読み込みの周波数より低い周波数に設定す
る。
Further, since the ripple component of the torque signal T1 * is likely to occur at a frequency which is half the frequency of reading the pulse train, the cut-off frequency of the low-pass filter circuit 5 is set to a frequency lower than the frequency of reading the pulse train. I do.

【0050】実施の形態4 次に実施の形態4について説明する。図16は、この発
明の実施の形態4の全体を示すブロック図である。この
実施の形態4においては、実施の形態2の構成に実施の
形態3と同様のローパスフィルタ回路5を付加した点、
他の実施の形態と異なるが、ローパスフィルタ回路5以
外の動作については先に述べた実施の形態2と、ローパ
スフィルタ回路5については実施の形態3と同一なので
説明を省略する。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 16 is a block diagram showing the entirety of the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, a low-pass filter circuit 5 similar to the third embodiment is added to the configuration of the second embodiment.
Although different from the other embodiments, the operation other than the low-pass filter circuit 5 is the same as that of the second embodiment described above, and the low-pass filter circuit 5 is the same as that of the third embodiment.

【0051】実施の形態5 次に実施の形態5について説明する。図17は、この発
明の実施の形態5の全体を示すブロック図である。この
実施の形態5においては、第1の速度制御回路46と電
動機の模擬回路35及び修正回路6の構成及び動作が他
の実施の形態のものと異なるが、それ以外の構成は、上
述した実施の形態1と同一なので説明を省略する。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 17 is a block diagram showing the entire fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the configurations and operations of the first speed control circuit 46, the motor simulation circuit 35, and the correction circuit 6 are different from those of the other embodiments. The description is omitted because it is the same as the first embodiment.

【0052】図18は、第1の速度制御回路46の詳細
な構成を示すブロック図である。同図において、19
は、第1の位置制御回路2から出力される速度指令信号
ω1*と電動機の模擬回路35から出力される模擬速度信
号ωA との偏差(ω1*−ωA )を出力する減算器、20
は、この減算器19から出力される偏差(ω1*−ωA )
を比例増幅して第1のトルク信号T1*を出力するゲイン
KV1の係数器である。なお、係数器20は後述する修正
回路6からイナーシャJA が与えられるとゲインKV1が
更新される。このように模擬速度信号ωA を第1の速度
指令信号ω1*に対してフィードバックする構成とするこ
とにより、第1の速度制御回路46は模擬速度信号ωA
が第1の速度指令信号ω1*に追従するように制御でき
る。ここで、イナーシャJA とゲインKV1との関係を式
(1)に示す。
FIG. 18 is a block diagram showing a detailed configuration of the first speed control circuit 46. In FIG.
Is a subtractor that outputs a deviation (ω1 * −ωA) between the speed command signal ω1 * output from the first position control circuit 2 and the simulated speed signal ωA output from the motor simulation circuit 35.
Is the deviation (ω1 * −ωA) output from the subtracter 19.
Is a coefficient unit of a gain KV1 for proportionally amplifying the output signal and outputting a first torque signal T1 *. The gain KV1 of the coefficient unit 20 is updated when the inertia JA is given from the correction circuit 6 described later. As described above, the simulated speed signal ωA is fed back to the first speed command signal ω1 *, so that the first speed control circuit 46 allows the simulated speed signal ωA
Can be controlled to follow the first speed command signal ω1 *. Here, the relationship between the inertia JA and the gain KV1 is shown in equation (1).

【0053】 KV1 = 応答周波数 × イナーシャJA / トルク定数・・・(1)KV1 = response frequency × inertia JA / torque constant (1)

【0054】図19は、上述した電動機の模擬回路35
の詳細な構成を示すブロック図である。電動機の模擬回
路35は、電動機12とトルク伝達機構13と負荷機械
14の3つのイナーシャを合算した値をモデル化し、単
なるイナーシャJA で示したものである。同図におい
て、22は、第1の速度制御回路46から出力される第
1のトルク信号T1*を入力とし、イナーシャJA の逆数
(1/JA )を乗じて積分し模擬速度信号ωA を出力す
る積分器、21は、電動機の模擬回路35から出力され
る模擬速度信号ωA を積分して模擬回転角信号θA を出
力する積分器である。なお、積分器22は、後述する修
正回路6からイナーシャJA が与えられるとイナーシャ
JA が更新される。
FIG. 19 shows a simulation circuit 35 of the electric motor described above.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of FIG. The electric motor simulation circuit 35 models a value obtained by adding up the three inertia of the electric motor 12, the torque transmission mechanism 13, and the load machine 14, and is represented by a simple inertia JA. In the figure, reference numeral 22 designates a first torque signal T1 * output from the first speed control circuit 46 as an input, multiplies by the reciprocal (1 / JA) of the inertia JA and integrates to output a simulated speed signal ωA. The integrator 21 is an integrator that integrates the simulated speed signal ωA output from the electric motor simulation circuit 35 and outputs a simulated rotation angle signal θA. The integrator 22 updates the inertia JA when the inertia JA is given from the correction circuit 6 described later.

【0055】図20は、述した修正回路6の詳細な構成
を示すブロック図である。同図において、37は、模擬
速度信号ωA と第2の速度指令信号ω2*との加算値(ω
A +ω2*)と、実回転角速度信号ωM との偏差((ωA
+ω2*)−ωM )を出力する加減算器、39は、第1の
トルク信号T1*に基づいて極性信号Sgを出力する極性
判別回路、38は、この極性判別回路39から出力され
た極性信号Sgと、上記加減算器37からの偏差((ω
A +ω2*)−ωM )とを乗算する乗算器、40は、この
乗算器38の出力を積分する積分器、41は、この積分
器40の出力とイナーシャ初期値J0 を加算しイナーシ
ャJA を出力する加算器である。次に、動作について説
明する。加減算器37により模擬速度信号ωA と第2の
速度指令信号ω2*との加算値(ωA +ω2*)と、実回転
角速度信号ωM との偏差((ωA +ω2*)−ωM )が求
められる。第1のトルク信号T1*を極性判別回路39に
入力すると、第1のトルク信号T1*の極性信号Sgが求
められる。ここで、極性信号Sgは、第1の速度指令信
号ω1*が正転加速指令の場合、すなわち第1のトルク信
号T1*の極性が正であれば1、第1の速度指令信号ω1*
が逆転加速指令の場合、すなわち第1のトルク信号T1*
の極性が負であれば−1となる2値信号である。つづい
て、加減算器37から出力された偏差((ωA +ω2*)
−ωM )と、極性判別回路39から出力された第1のト
ルク信号T1*の極性信号Sgとの積が乗算器38によっ
て求められ、積分器40に供給される。すると、この積
分器40によってイナーシャJの修正値ΔJが求められ
る。つづいて、イナーシャ初期値J0 とこの修正値ΔJ
とを加算器41によって加算することにより、イナーシ
ャJA が求められる。ここでイナーシャ初期値J0 とし
て、例えば電動機12のイナーシャ値を用いればよい。
FIG. 20 is a block diagram showing a detailed configuration of the correction circuit 6 described above. In the figure, reference numeral 37 denotes the sum (ω) of the simulated speed signal ωA and the second speed command signal ω2 *.
A + ω2 *) and the deviation ((ωA
+ Ω2 *) − ωM), 39 is a polarity discriminating circuit that outputs a polarity signal Sg based on the first torque signal T1 *, and 38 is a polarity signal Sg output from the polarity discriminating circuit 39. And the deviation from the adder / subtractor 37 ((ω
A + ω2 *) − ωM), an integrator 40 integrates the output of the multiplier 38, and 41 adds the output of the integrator 40 and an initial inertia value J0 to output an inertia JA. Adder. Next, the operation will be described. The adder / subtracter 37 calculates the difference ((ωA + ω2 *) − ωM) between the sum (ωA + ω2 *) of the simulated speed signal ωA and the second speed command signal ω2 * and the actual rotational angular speed signal ωM. When the first torque signal T1 * is input to the polarity discriminating circuit 39, a polarity signal Sg of the first torque signal T1 * is obtained. Here, the polarity signal Sg is 1 when the first speed command signal ω1 * is a normal rotation acceleration command, that is, when the polarity of the first torque signal T1 * is positive, the first speed command signal ω1 *
Is the reverse rotation acceleration command, that is, the first torque signal T1 *
Is a binary signal that is -1 if the polarity of is negative. Subsequently, the deviation output from the adder / subtractor 37 ((ωA + ω2 *))
−ωM) and the product of the polarity signal Sg of the first torque signal T1 * output from the polarity determination circuit 39 are obtained by the multiplier 38 and supplied to the integrator 40. Then, the correction value ΔJ of the inertia J is obtained by the integrator 40. Subsequently, the inertia initial value J0 and the corrected value ΔJ
Is added by the adder 41 to obtain the inertia JA. Here, for example, the inertia value of the electric motor 12 may be used as the inertia initial value J0.

【0056】実施の形態6 次に実施の形態6について説明する。図21は、この発
明の実施の形態6の全体を示すブロック図である。この
実施の形態6では、実施の形態2の構成に実施の形態5
と同様の、第1の速度制御回路46と電動機の模擬回路
35及び修正回路6を適用した点、他の実施の形態と異
なるものの、第1の速度制御回路46と電動機の模擬回
路35及び修正回路6以外の動作については実施の形態
2と同様、第1の速度制御回路46と電動機の模擬回路
35及び修正回路6については実施の形態5と同様であ
るので説明を省略する。
Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment will be described. FIG. 21 is a block diagram showing an entire embodiment 6 of the present invention. In the sixth embodiment, the structure of the second embodiment is replaced with the structure of the fifth embodiment.
The first speed control circuit 46, the motor simulation circuit 35, and the modification are different from the other embodiments in that the first speed control circuit 46, the motor simulation circuit 35, and the correction circuit 6 are applied. The operation other than the circuit 6 is the same as that of the second embodiment, and the first speed control circuit 46, the motor simulation circuit 35, and the correction circuit 6 are the same as those of the fifth embodiment, and thus the description thereof is omitted.

【0057】実施の形態7 次に実施の形態7について説明する。図22は、この発
明の実施の形態7の全体を示すブロック図である。この
実施の形態7では、ローパスフィルタ回路5を設け、修
正回路54の入力をローパスフィルタ回路5のフィルタ
出力信号Tf1としている点、実施の形態5の図17のも
のと異なるものの、ローパスフィルタ5及び修正回路5
4以外の動作については実施の形態5と、ローパスフィ
ルタ5の動作については実施の形態4と同一であるので
説明を省略する。
Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment will be described. FIG. 22 is a block diagram showing the entirety of the seventh embodiment of the present invention. The seventh embodiment differs from the fifth embodiment in that the low-pass filter circuit 5 is provided and the input of the correction circuit 54 is the filter output signal Tf1 of the low-pass filter circuit 5 in FIG. Correction circuit 5
The operation other than the fourth embodiment is the same as that of the fifth embodiment, and the operation of the low-pass filter 5 is the same as that of the fourth embodiment.

【0058】図23は、上述した修正回路54の詳細な
構成を示すブロック図である。同図において、37は、
模擬速度信号ωA と第2の速度指令信号ω2*との加算値
(ωA +ω2*)と、実回転角速度信号ωM との偏差
((ωA +ω2*)−ωM )を出力する加減算器、39
は、フィルタ出力信号Tf1に基づいて極性信号Sgを出
力する極性判別回路、38は、この極性判別回路39か
らの極性信号Sgと、加減算器37からの偏差((ωA
+ω2*)−ωM )とを乗算する乗算器、40は、乗算器
38の出力を積分する積分器、41は、積分器40の出
力とイナーシャ初期値J0 を加算しイナーシャJA を出
力する加算器である。次に、動作について説明する。加
減算器37により模擬速度信号ωA と第2の速度指令信
号ω2*との加算値(ωA +ω2*)と、実回転角速度信号
ωM との偏差((ωA +ω2*)−ωM )が求められる。
フィルタ出力信号Tf1を極性判別回路39に入力する
と、フィルタ出力信号Tf1の極性信号Sgが求められ
る。ここで極性信号Sgは、第1の速度指令信号ω1*が
正転加速指令の場合、すなわちフィルタ出力信号Tf1の
極性が正であれば1、第1の速度指令信号ω1*が逆転加
速指令の場合、すなわちフィルタ出力信号Tf1の極性が
負であれば−1となる2値信号である。続いて、加減算
器37から出力された偏差((ωA +ω2*)−ωM )
と、極性判別回路39から出力されたフィルタ出力信号
Tf1の極性信号Sgとの積が乗算器38によって求めら
れ、積分器40に供給される。すると、この積分器40
によってイナーシャJの修正値ΔJが求められる。更
に、イナーシャ初期値J0 とこの修正値ΔJとを加算器
41によって加算することにより、イナーシャJA が求
められる。ここでイナーシャ初期値J0 として、例えば
電動機12のイナーシャ値を用いればよい。
FIG. 23 is a block diagram showing a detailed configuration of the correction circuit 54 described above. In the figure, 37 is
An adder / subtractor 39 for outputting a difference ((ωA + ω2 *) − ωM) between the sum (ωA + ω2 *) of the simulated speed signal ωA and the second speed command signal ω2 * and the actual rotational angular speed signal ωM;
Is a polarity discrimination circuit that outputs a polarity signal Sg based on the filter output signal Tf1, and 38 is a difference between the polarity signal Sg from the polarity discrimination circuit 39 and the difference ((ωA
+ Ω2 *) − ωM), 40 is an integrator for integrating the output of the multiplier 38, 41 is an adder for adding the output of the integrator 40 and the inertia initial value J0 and outputting the inertia JA. It is. Next, the operation will be described. The adder / subtracter 37 calculates the difference ((ωA + ω2 *) − ωM) between the sum (ωA + ω2 *) of the simulated speed signal ωA and the second speed command signal ω2 * and the actual rotational angular speed signal ωM.
When the filter output signal Tf1 is input to the polarity discrimination circuit 39, a polarity signal Sg of the filter output signal Tf1 is obtained. Here, the polarity signal Sg is 1 when the first speed command signal ω1 * is a forward rotation command, that is, when the polarity of the filter output signal Tf1 is positive, the first speed command signal ω1 * is a reverse rotation command. In this case, that is, if the polarity of the filter output signal Tf1 is negative, the binary signal is -1. Subsequently, the deviation output from the adder / subtractor 37 ((ωA + ω2 *)-ωM)
Is multiplied by the polarity signal Sg of the filter output signal Tf1 output from the polarity discrimination circuit 39 by the multiplier 38 and supplied to the integrator 40. Then, this integrator 40
Thus, the correction value ΔJ of the inertia J is obtained. Further, the inertia JA is obtained by adding the inertia initial value J0 and the correction value ΔJ by the adder 41. Here, for example, the inertia value of the electric motor 12 may be used as the inertia initial value J0.

【0059】実施の形態8 次に実施の形態8について説明する。図24は、この発
明の実施の形態8の全体を示すブロック図である。この
実施の形態8では、実施の形態6の構成に実施の形態7
と同様の、ローパスフィルタ回路5を設け、修正回路5
4の入力をローパスフィルタ回路5のフィルタ出力信号
Tf1としている点、実施の形態6の図21のものと異な
るものの、ローパスフィルタ5及び修正回路54以外の
動作については実施の形態6と、ローパスフィルタ5の
動作については実施の形態4と同一であるので説明を省
略する。
Eighth Embodiment Next, an eighth embodiment will be described. FIG. 24 is a block diagram showing an entire embodiment 8 of the present invention. In the eighth embodiment, the configuration of the sixth embodiment is the same as that of the sixth embodiment.
And a correction circuit 5
21 is different from that of the sixth embodiment in FIG. 21 in that the input of the low-pass filter 4 is the filter output signal Tf1 of the low-pass filter circuit 5. The operation of No. 5 is the same as that of the fourth embodiment, and the description is omitted.

【0060】実施の形態9 次に実施の形態9について説明する。図25は、この発
明の実施の形態9の全体を示すブロック図である。この
実施の形態では、摩擦修正回路126の構成が実施の形
態1と相違するものの、それ以外については上述した実
施の形態1と同一なので説明を省略する。
Ninth Embodiment Next, a ninth embodiment will be described. FIG. 25 is a block diagram showing the entire ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, the configuration of a friction correction circuit 126 is different from that of the first embodiment, but the other parts are the same as those of the first embodiment, and therefore the description is omitted.

【0061】図26は、上述した摩擦修正回路126の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、1
00は、電動機の模擬回路4より出力される模擬速度信
号ωA と第1の速度制御回路3より出力される第1のト
ルク信号T1*により状態フラグを出力する判定回路、1
01は、この状態フラグの立ち上がりエッジにて加算器
36より出力されるトルク指令信号TM*をサンプル・ホ
ールドし、サンプル・トルク信号TS を出力する第1の
サンプル・ホールド回路、102は、トルク指令信号T
M*とこの第1のサンプル・ホールド回路101から出力
されるサンプル・トルク信号TS との偏差(TM*−TS
)を出力する減算器、103は、状態フラグの立ち下
がりエッジにて偏差(TM*−TS )をサンプル・ホール
ドし、摩擦モデル修正値Tfsetを出力する第2のサンプ
ル・ホールド回路、104は、トルク指令信号TM*と第
2のサンプル・ホールド回路から出力される摩擦モデル
修正値Tfsetとの偏差(TM*−Tfset)を出力する減算
器、105は、状態フラグの立ち下がりエッジにて偏差
(TM*−Tfset)をサンプル・ホールドし、積分項修正
値Iset を出力する第3のサンプル・ホールド回路であ
る。ここで判定回路100は、模擬速度信号ωA と第1
のトルク信号T1*との積値(ωA ×T1*)が正数であれ
ば状態フラグを1、積値(ωA ×T1*)が負数、もしく
は模擬速度信号ωA が0であれば状態フラグを0とし、
第1のトルク信号T1*が0でかつ模擬速度信号ωA の絶
対値|ωA |が正数であれば、状態フラグは過去の状態
を保持するように制御する。表2に状態フラグの出力と
物理的意味の関係を示す。このように構成することによ
り、摩擦修正回路126は、電動機12が加減速を行う
際の始動直前のサンプル・トルク信号TS と減速開始直
前のトルク指令信号TM*との偏差に基づいて、摩擦モデ
ル修正値Tfsetを出力し摩擦モデル回路7中のパラメー
タを修正するとともに、積分項修正値Iset を出力し第
2の速度制御回路9中の状態量を修正できる。また、上
述した実施の形態1の摩擦修正回路8では、電動機12
が加減速を行う際の減速終了の時点で摩擦モデル回路7
中のパラメータを修正するとともに、第2の速度制御回
路9中の状態量を修正するので、電源投入後2度目以降
の電動機12加減速の際の停止整定時間を減少させるこ
とができるが、摩擦修正回路126では電動機12が加
減速を行う際の減速開始の時点で摩擦モデル回路7中の
パラメータを修正するとともに、第2の速度制御回路9
中の状態量を修正するため、電源投入後1度目の電動機
12加減速の際の停止整定時間についても減少させるこ
とができる。
FIG. 26 is a block diagram showing a detailed configuration of the friction correction circuit 126 described above. In the figure, 1
Reference numeral 00 denotes a determination circuit that outputs a state flag based on the simulated speed signal ωA output from the motor simulation circuit 4 and the first torque signal T1 * output from the first speed control circuit 3.
01 is a first sample and hold circuit that samples and holds the torque command signal TM * output from the adder 36 at the rising edge of this status flag and outputs a sample torque signal TS. Signal T
The deviation (TM * −TS) between M * and the sample torque signal TS output from the first sample and hold circuit 101
) Is sampled and held at the falling edge of the state flag, and a second sample-and-hold circuit 104 that outputs the friction model correction value Tfset. A subtractor 105 outputs a deviation (TM * -Tfset) between the torque command signal TM * and the friction model correction value Tfset output from the second sample and hold circuit. TM * -Tfset), and a third sample-and-hold circuit for outputting an integral term correction value Iset. Here, the determination circuit 100 determines that the simulated speed signal ωA and the first
If the product value (ωA × T1 *) with the torque signal T1 * is a positive number, the status flag is set to 1. If the product value (ωA × T1 *) is a negative number or the simulated speed signal ωA is 0, the status flag is set. 0,
If the first torque signal T1 * is 0 and the absolute value | ωA | of the simulated speed signal ωA is a positive number, the state flag is controlled so as to retain the past state. Table 2 shows the relationship between the status flag output and the physical meaning. With such a configuration, the friction correction circuit 126 determines the friction model based on the deviation between the sample torque signal TS immediately before starting and the torque command signal TM * immediately before starting deceleration when the motor 12 performs acceleration / deceleration. The correction value Tfset is output to correct the parameters in the friction model circuit 7, and the integral term correction value Iset is output to correct the state quantity in the second speed control circuit 9. Further, in the above-described friction correction circuit 8 of the first embodiment, the electric motor 12
At the end of deceleration when the vehicle accelerates / decelerates, the friction model circuit 7
Since the parameters inside are corrected and the state quantity in the second speed control circuit 9 is corrected, the stop settling time when the motor 12 is accelerated or decelerated for the second time after the power is turned on can be reduced. The correction circuit 126 corrects the parameters in the friction model circuit 7 at the time of the start of deceleration when the motor 12 performs acceleration / deceleration, and the second speed control circuit 9
In order to correct the state quantity in the middle, the stop settling time at the time of the first acceleration / deceleration of the motor 12 after the power is turned on can also be reduced.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】次に、摩擦修正回路126が、電動機12
が加減速を行う際の始動直前のサンプル・トルク信号T
S と減速開始直前のトルク指令信号TM*との偏差に基づ
いて、摩擦モデル回路7中のパラメータを修正するとと
もに、第2の速度制御回路9中の状態量を修正できる理
由について図27を参照しながら説明する。図27は電
動機12が台形波パターンの加減速を行う際の模擬速度
信号ωA とトルク指令信号TM*及び前記状態フラグの概
略波形である。同図において、TL は垂直トルク、TF
はクーロン摩擦トルク、T1 は始動直前のトルク指令信
号、T2 は減速開始直前のトルク指令信号である。ここ
で、摩擦モデル回路7中のパラメータ及び第2の速度制
御回路9中の状態量を修正するには、クーロン摩擦トル
クTF を求めることが必要である。減速開始直前のトル
ク指令信号T2 は式(7)のように表すことができる。
Next, the friction correction circuit 126
Torque signal T immediately before starting when the vehicle accelerates / decelerates
Based on the deviation between S and the torque command signal TM * immediately before the start of deceleration, the parameters in the friction model circuit 7 are modified, and the state quantities in the second speed control circuit 9 can be modified with reference to FIG. I will explain while doing. FIG. 27 is a schematic waveform diagram of the simulated speed signal ωA, the torque command signal TM *, and the state flag when the motor 12 accelerates / decelerates in a trapezoidal wave pattern. In the figure, TL is vertical torque, TF
Is a Coulomb friction torque, T1 is a torque command signal immediately before starting, and T2 is a torque command signal immediately before starting deceleration. Here, in order to correct the parameters in the friction model circuit 7 and the state quantities in the second speed control circuit 9, it is necessary to obtain the Coulomb friction torque TF. The torque command signal T2 immediately before the start of deceleration can be expressed as in equation (7).

【0064】T2 = TL + TF ・・・(7)T2 = TL + TF (7)

【0065】式(1)より、TF は式(8)のように表
すことができる。
From equation (1), TF can be expressed as in equation (8).

【0066】TF = T2 − TL ・・・(8)TF = T2−TL (8)

【0067】ここで、垂直トルクTL は始動直前のトル
ク指令信号T1 と同一であるため、式(8)は式(9)
のように表すことができる。
Here, since the vertical torque TL is the same as the torque command signal T1 immediately before starting, the equation (8) is replaced by the equation (9).
Can be expressed as

【0068】TF = T2 − T1 ・・・(9)TF = T2−T1 (9)

【0069】式(9)により、クーロン摩擦トルクTF
は始動直前のトルク指令信号T1 と減速開始直前のトル
ク指令信号T2 との偏差に基づいて求めることができる
ため、摩擦モデル回路中のパラメータを修正するととも
に、第2の速度制御回路中の状態量を修正することがで
きる。
From equation (9), Coulomb friction torque TF
Can be obtained based on the difference between the torque command signal T1 immediately before the start and the torque command signal T2 immediately before the start of the deceleration. Can be modified.

【0070】実施の形態10 次に実施の形態10について説明する。図28は、この
発明の実施の形態10の全体を示すこの実施の形態10
では、摩擦修正回路127の構成が実施の形態1と相違
するものの、それ以外については上述した実施の形態1
と同一なので説明を省略する。
Tenth Embodiment Next, a tenth embodiment will be described. FIG. 28 is a block diagram showing a tenth embodiment of the present invention.
Then, although the configuration of the friction correction circuit 127 is different from that of the first embodiment, the rest is the same as that of the first embodiment described above.
Therefore, the description is omitted.

【0071】図29は、上述した摩擦修正回路127の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、1
16は、電動機12の模擬回路4より出力される模擬速
度信号ωA と第1の速度制御回路3より出力される第1
のトルク信号T1*により状態フラグ1〜3を出力する判
定回路、117は、状態フラグ1の立ち上がりエッジに
て加算器36より出力されるトルク指令信号TM*をサン
プル・ホールドし、第1のサンプル・トルク信号TS1を
出力する第1のサンプル・ホールド回路、118は、ト
ルク指令信号TM*とこの第1のサンプル・ホールド回路
から出力される第1のサンプル・トルク信号TS1との偏
差(TM*−TS1)を出力する減算器、119は、状態フ
ラグ2の立ち下がりエッジにて減算器118からの偏差
(TM*−TS1)をサンプル・ホールドし、第2のサンプ
ル・トルク信号TS2を出力する第2のサンプル・ホール
ド回路、120は、この第2のサンプル・ホールド回路
から出力される第2のサンプル・トルク信号TS2とトル
ク指令信号TM*との偏差(TS2−TM*)を出力する減算
器、121は、状態フラグ3の立ち上がりエッジにてこ
の減算器120からの偏差(TS2−TM*)をサンプル・
ホールドし、第3のサンプル・トルク信号TS3を出力す
る第3のサンプル・ホールド回路、122は、トルク指
令信号TM*とこの第3のサンプル・ホールド回路121
から出力された第3のサンプル・トルク信号TS3との加
算値(TM*+TS3)を出力する加算器、123は、状態
フラグ1の立ち下がりエッジにてこの加算器122によ
る加算値(TM*+TS3)をサンプル・ホールドし、摩擦
モデル修正値Tfsetを出力する第4のサンプル・ホール
ド回路、124は、トルク指令信号TM*とこの第4のサ
ンプル・ホールド回路123から出力された摩擦モデル
修正値Tfsetとの偏差(TM*−Tfset)を出力する減算
器、125は、状態フラグ1の立ち下がりエッジにてこ
の減算器124からの偏差(TM*−Tfset)をサンプル
・ホールドし、積分項修正値Iset を出力する第5のサ
ンプル・ホールド回路である。ここで判定回路116
は、模擬速度信号ωA と第1のトルク信号T1*との積値
(ωA ×T1*)が正数であれば状態フラグ1を1、積値
(ωA ×T1*)が負数、もしくは模擬速度信号ωA が0
であれば状態フラグ1を0とし、第1のトルク信号T1*
が0でかつ模擬速度信号ωA の絶対値|ωA |が正数で
あれば、状態フラグ1は過去の状態を保持するように制
御し、模擬速度信号ωA と模擬速度信号ωA の2回微分
値ωA ”との積値(ωA ×ωA ”)が正数でかつ第1の
トルク信号T1*と模擬速度信号ωA の2回微分値ωA ”
との積値(T1*×ωA ”)が正数であれば状態フラグ2
を1、積値(ωA ×ωA ”)が0以下もしくは積値(T
1*×ωA ”)が0以下であれば状態フラグ2を0とし、
積値(ωA ×ωA ”)が負数でかつ積値(T1*×ωA
”)が負数であれば状態フラグ3を1、積値(ωA ×
ωA ”)が0以上もしくは積値(T1*×ωA ”)が0以
上であれば状態フラグ3を0となるように制御する。表
3に状態フラグ1〜3の出力と物理的意味の関係を示
す。このように構成することにより、摩擦修正回路12
7は、電動機12が加減速を行う際の加速直前のトルク
指令信号と加速直後のトルク指令信号と加速終了直前の
トルク指令信号と一定速運転中のトルク指令信号とに基
づいて、摩擦モデル修正値Tfsetを出力し摩擦モデル回
路7中のパラメータを修正するとともに、積分項修正値
Iset を出力し第2の速度制御回路9中の状態量を修正
できる。また、上述した実施の形態1の摩擦修正回路8
では、電動機12が加減速を行う際の減速終了の時点で
摩擦モデル回路7中のパラメータを修正するとともに、
第2の速度制御回路9中の状態量を修正するので、電源
投入後2度目以降の電動機12加減速の際の停止整定時
間時を減少させることができるが、摩擦修正回路127
では電動機12が加減速を行う際の減速開始の時点で摩
擦モデル回路7中のパラメータを修正するとともに、第
2の速度制御回路9中の状態量を修正するため、電源投
入後1度目の電動機12加減速の際の停止整定時間につ
いても減少させることができる。
FIG. 29 is a block diagram showing a detailed configuration of the friction correction circuit 127 described above. In the figure, 1
Reference numeral 16 denotes a simulated speed signal ωA output from the simulating circuit 4 of the electric motor 12 and a first speed control signal 3 output from the first speed control circuit 3.
The determination circuit 117 which outputs the status flags 1 to 3 according to the torque signal T1 * of the sample flag 117 samples and holds the torque command signal TM * output from the adder 36 at the rising edge of the status flag 1, A first sample-and-hold circuit 118 for outputting the torque signal TS1, a deviation (TM *) between the torque command signal TM * and the first sample-torque signal TS1 output from the first sample-and-hold circuit; The subtractor 119 that outputs −TS1) samples and holds the deviation (TM * −TS1) from the subtractor 118 at the falling edge of the status flag 2 and outputs a second sample torque signal TS2. The second sample-and-hold circuit 120 is configured to output a deviation between the second sample-torque signal TS2 output from the second sample-and-hold circuit and the torque command signal TM * ( S2-TM *) to output a subtractor, 121, deviation from the subtractor 120 at the rising edge of the state flag 3 (TS2-TM *) Sample a
A third sample / hold circuit 122 for holding and outputting a third sample / torque signal TS3 includes a torque command signal TM * and the third sample / hold circuit 121.
The adder 123 outputs an added value (TM * + TS3) with the third sample torque signal TS3 output from the controller, and the added value (TM * + TS3) of the adder 122 at the falling edge of the state flag 1. ) Sample and hold, and outputs a friction model correction value Tfset. A fourth sample and hold circuit 124 outputs a torque command signal TM * and a friction model correction value Tfset output from the fourth sample and hold circuit 123. Subtractor 125 outputs a deviation (TM * −Tfset) from the subtractor 124 at the falling edge of the state flag 1 and samples and holds the deviation (TM * −Tfset) from the subtractor 124 to obtain the integral term correction value. A fifth sample-and-hold circuit for outputting Iset. Here, the judgment circuit 116
If the product value (ωA × T1 *) of the simulated speed signal ωA and the first torque signal T1 * is a positive number, the status flag 1 is set to 1, the product value (ωA × T1 *) is a negative number, or the simulated speed Signal ωA is 0
, The status flag 1 is set to 0, and the first torque signal T1 *
Is 0 and the absolute value | ωA | of the simulated speed signal ωA is a positive number, the state flag 1 is controlled so as to retain the past state, and the second derivative of the simulated speed signal ωA and the simulated speed signal ωA The product value (ωA × ωA ″) of ωA ″ is a positive number and the second differential value ωA ″ of the first torque signal T1 * and the simulated speed signal ωA.
If the product value (T1 * × ωA ″) is a positive number, the status flag 2
Is 1 and the product value (ωA × ωA ″) is 0 or less or the product value (T
If 1 * × ωA ″) is 0 or less, the status flag 2 is set to 0,
The product value (ωA × ωA ″) is a negative number and the product value (T1 * × ωA)
If “)” is a negative number, the status flag 3 is set to 1 and the product value (ωA ×
If .omega.A ") is 0 or more or the product value (T1 * .times..omega.A") is 0 or more, the state flag 3 is controlled to be 0. Table 3 shows the relationship between the output of the status flags 1 to 3 and the physical meaning. With this configuration, the friction correction circuit 12
Reference numeral 7 denotes a friction model correction based on a torque command signal immediately before acceleration when the motor 12 performs acceleration / deceleration, a torque command signal immediately after acceleration, a torque command signal immediately before termination of acceleration, and a torque command signal during constant speed operation. By outputting the value Tfset to correct the parameters in the friction model circuit 7 and outputting the integral term correction value Iset, the state quantity in the second speed control circuit 9 can be corrected. Further, the friction correction circuit 8 of the first embodiment described above.
Then, the parameters in the friction model circuit 7 are corrected at the end of deceleration when the motor 12 performs acceleration / deceleration,
Since the state quantity in the second speed control circuit 9 is corrected, the stop settling time when the motor 12 is accelerated / decelerated for the second time after the power is turned on can be reduced.
At the time of starting the deceleration when the motor 12 accelerates / decelerates, the parameters in the friction model circuit 7 are corrected and the state quantity in the second speed control circuit 9 is corrected. The stop settling time at the time of 12 acceleration / deceleration can also be reduced.

【0072】[0072]

【表3】 [Table 3]

【0073】次に、摩擦修正回路127が、電動機12
が加減速を行う際の加速直前のトルク指令信号と加速直
後のトルク指令信号と加速終了直前のトルク指令信号と
一定速運転中のトルク指令信号とに基づいて、摩擦モデ
ル回路7中のパラメータを修正するとともに、第2の速
度制御回路9中の状態量を修正できる理由について図3
0を参照しながら説明する。図30は、電動機12が台
形波パターンの加減速を行う際の模擬速度信号ωAとト
ルク指令信号TM*及び前記状態フラグ1〜3の概略波
形である。同図において、TL は垂直トルク、TF はク
ーロン摩擦トルク、TACC は加速トルク、TD は粘性摩
擦トルク、TDEC は減速トルク、T1 は始動直前のトル
ク指令信号、T2は加速直後のトルク指令信号、T3 は
加速終了直前のトルク指令信号、T4 は一定速運転中の
トルク指令信号である。ここで、摩擦モデル回路7中の
パラメータ及び第2の速度制御回路9中の状態量を修正
するには、クーロン摩擦トルクTF を求めることが必要
である。そこで、このクーロン摩擦トルクTF と加速終
了直前のトルク指令信号T3 との関係式からこれを求め
ることにする。加速終了直前のトルク指令信号T3 は式
(10)のように表すことができる。
Next, the friction correcting circuit 127
Based on the torque command signal immediately before acceleration, the torque command signal immediately after acceleration, the torque command signal immediately before the end of acceleration, and the torque command signal during constant speed operation when performing acceleration / deceleration, parameters in the friction model circuit 7 are FIG. 3 shows the reason why the state quantity in the second speed control circuit 9 can be corrected together with the correction.
This will be described with reference to FIG. FIG. 30 is a schematic waveform of the simulated speed signal ωA, the torque command signal TM *, and the status flags 1 to 3 when the electric motor 12 performs acceleration / deceleration of the trapezoidal wave pattern. In the figure, TL is vertical torque, TF is Coulomb friction torque, TACC is acceleration torque, TD is viscous friction torque, TDEC is deceleration torque, T1 is a torque command signal immediately before starting, T2 is a torque command signal immediately after acceleration, T3 Is a torque command signal immediately before the end of acceleration, and T4 is a torque command signal during constant speed operation. Here, in order to correct the parameters in the friction model circuit 7 and the state quantities in the second speed control circuit 9, it is necessary to obtain the Coulomb friction torque TF. Therefore, the coulomb friction torque TF is obtained from the relational expression of the torque command signal T3 immediately before the end of acceleration. The torque command signal T3 immediately before the end of acceleration can be expressed as in equation (10).

【0074】 T3 = TL + TF + TACC + TD ・・・(10)T3 = TL + TF + TACC + TD (10)

【0075】式(10)よりクーロン摩擦トルクTF は
式(11)のように表すことができる。
From equation (10), Coulomb friction torque TF can be expressed as equation (11).

【0076】 TF = T3 − TACC − TD − TL ・・・(11)TF = T3−TACC−TD−TL (11)

【0077】ここで、加速トルクTACC 、粘性摩擦トル
クTD 、垂直トルクTL はそれぞれ式(12)、式(1
3)、式(14)のように表すことができる。
Here, the accelerating torque TACC, the viscous friction torque TD, and the vertical torque TL are expressed by equations (12) and (1), respectively.
3) and can be expressed as in equation (14).

【0078】 TACC = T3 − T4 ・・・(12)TACC = T3−T4 (12)

【0079】 TD = T3 − T2 ・・・(13)TD = T3−T2 (13)

【0080】 TL = T1 ・・・(14)TL = T 1 (14)

【0081】式(12)、式(13)、式(14)よ
り、式(11)は式(15)のように表すことができ
る。
From equations (12), (13) and (14), equation (11) can be expressed as equation (15).

【0082】 TF = T2 + T4 − T1 − T3 ・・・(15)TF = T 2 + T 4 −T 1 −T 3 (15)

【0083】式(15)により、クーロン摩擦トルクT
F は始動直前のトルク指令信号T1と加速直後のトルク
指令信号T2 と加速終了直前のトルク指令信号T3 と一
定速運転中のトルク指令信号T4 とに基づいて求めるこ
とができるため、摩擦モデル回路7中のパラメータを修
正するとともに、第2の速度制御回路9中の状態量を修
正することができる。
From the equation (15), the Coulomb friction torque T
F can be obtained based on the torque command signal T1 immediately before starting, the torque command signal T2 immediately after acceleration, the torque command signal T3 immediately before the end of acceleration, and the torque command signal T4 during constant speed operation. In addition to correcting the parameters inside, the state quantity in the second speed control circuit 9 can be corrected.

【0084】実施の形態11 次に実施の形態11について説明する。図31は、この
発明の実施の形態11の全体を示すブロック図である。
この実施の形態11では摩擦修正回路8の代わりに摩擦
記憶回路150を設けている点、実施の形態1と相違す
るものの、それ以外の構成及び動作は上述した実施の形
態1と同一なので説明を省略する。
Eleventh Embodiment Next, an eleventh embodiment will be described. FIG. 31 is a block diagram showing the whole of an eleventh embodiment of the present invention.
The eleventh embodiment differs from the first embodiment in that a friction storage circuit 150 is provided in place of the friction correction circuit 8, but the other configurations and operations are the same as those in the first embodiment described above. Omitted.

【0085】摩擦記憶回路150は、回転角指令信号θ
M*に応じた摩擦量データを記憶しており、回転角指令信
号θM*に応じてその摩擦量データTfsetを出力する。摩
擦モデル回路7はこの摩擦量データTfsetと回転検出器
15から出力される実速度信号ωMとによって補償トル
ク信号Tf を出力する。加算器36は第1のトルク信号
T1*と第2のトルク信号T2*と前記補償トルク信号Tf
とを加算し、トルク指令信号TM*を出力する。トルク制
御回路11は前記トルク指令信号TM*に基づき、電動機
12のトルクを制御する。
The friction storage circuit 150 stores the rotation angle command signal θ
It stores friction amount data corresponding to M *, and outputs the friction amount data Tfset according to the rotation angle command signal θM *. The friction model circuit 7 outputs a compensation torque signal Tf based on the friction amount data Tfset and the actual speed signal ωM output from the rotation detector 15. The adder 36 includes a first torque signal T1 *, a second torque signal T2 *, and the compensation torque signal Tf.
And outputs a torque command signal TM *. The torque control circuit 11 controls the torque of the electric motor 12 based on the torque command signal TM *.

【0086】図32は上述した摩擦記憶回路150の動
作説明図である。摩擦記憶回路150は本図のように回
転角指令信号θM*に応じた機械系の摩擦量データTfset
を記憶しており、電動機の回転角指令θM*の入力に対し
て随時Tfsetを出力する。以上のように構成されている
ため、一旦摩擦記憶回路150に機械系の摩擦量データ
を記憶させておくだけで、摩擦トルクの補償を回転位置
に応じて行うことができ、摩擦修正回路8無しに回転角
に応じた摩擦トルクの補償を行うことができる。
FIG. 32 is an explanatory diagram of the operation of the friction storage circuit 150 described above. The friction storage circuit 150 stores mechanical friction data Tfset corresponding to the rotation angle command signal θM * as shown in FIG.
And outputs Tfset as needed in response to the input of the rotation angle command θM * of the electric motor. With the above configuration, the friction torque can be compensated according to the rotational position only by temporarily storing the mechanical friction data in the friction storage circuit 150, and the friction correction circuit 8 is not provided. Thus, the friction torque can be compensated for according to the rotation angle.

【0087】摩擦記憶回路150に記憶させる摩擦量デ
ータは、摩擦修正回路8を仮に設置し、この出力Tfset
を用いることにより得ることができる。例えば、別途設
けた電動機12の位置制御装置により機械を駆動し、適
当なピッチで位置決めを行ってゆく。このとき、各位置
決めされた位置におけるTfsetが摩擦記憶回路150に
記憶する摩擦量データとして得られる。このデータを摩
擦記憶回路150に記憶させておけば、摩擦推定などの
複雑な計算なしにリアルタイムで摩擦トルクを補償する
ことができる。
The friction amount data to be stored in the friction storage circuit 150 is obtained by temporarily installing the friction correction circuit 8 and outputting the output Tfset
Can be obtained. For example, the machine is driven by a separately provided position control device of the electric motor 12, and positioning is performed at an appropriate pitch. At this time, Tfset at each positioned position is obtained as friction amount data stored in the friction storage circuit 150. If this data is stored in the friction storage circuit 150, the friction torque can be compensated in real time without complicated calculations such as friction estimation.

【0088】実施の形態12 次に実施の形態12について説明する。図33は、この
実施の形態12の全体を示すブロック図である。この実
施の形態12では、実施の形態11の構成に摩擦修正回
路8を加え、これに伴い、摩擦記憶回路151を変更し
た点、実施の形態11のものと構成及び動作を異にする
ものの、それ以外については実施の形態11と同一なの
で説明を省略する。
Twelfth Embodiment Next, a twelfth embodiment will be described. FIG. 33 is a block diagram showing the entire twelfth embodiment. The twelfth embodiment differs from the eleventh embodiment in that the friction correction circuit 8 is added to the configuration of the eleventh embodiment, and the friction storage circuit 151 is changed accordingly. The other parts are the same as those of the eleventh embodiment and will not be described.

【0089】摩擦記憶回路151は、実施の形態11に
おける摩擦記憶回路150と同様に回転角指令θM*に応
じた摩擦データTfsetを出力するが、さらに摩擦修正回
路8からの摩擦推定値によって記憶されたデータを随時
修正する機能を持っている。
The friction storage circuit 151 outputs the friction data Tfset corresponding to the rotation angle command θM *, similarly to the friction storage circuit 150 in the eleventh embodiment. It has a function to correct the data at any time.

【0090】次に図34及び図35により摩擦記憶回路
151の動作を説明する。図34は電源投入直後の初期
状態における摩擦記憶回路151内の記憶データを示す
図である。電源投入直後には摩擦量データTfsetには一
定の適切な値Tfset0 を書き込んでおき、運転を開始し
てからこの記憶データを随時修正してゆく。
Next, the operation of the friction storage circuit 151 will be described with reference to FIGS. 34 and 35. FIG. 34 is a diagram showing data stored in the friction storage circuit 151 in an initial state immediately after power-on. Immediately after the power is turned on, a constant appropriate value Tfset0 is written in the friction amount data Tfset, and the stored data is corrected as needed after the operation is started.

【0091】図35は摩擦記憶回路151の動作説明図
である。本図は回転角指令θM*がθA 、θB 、θC と変
化した時の例であり、同図(a)は時間に対する回転角
指令θM*の変化を、同図(b)は摩擦記憶回路151内
の摩擦量データを示す図である。この摩擦修正回路15
1によれば、回転角指令θM*に変化を生じた後停止する
と、摩擦修正回路8が機械系の摩擦量の推定値を出力す
る。回転角指令θM*が図36(a)のようにθA からθ
B に変化したときに出力される摩擦量の推定値をTfset
a 、θB からθC に変化したときに出力される摩擦量の
推定値をTfset bとすると、同図(b)のようにθA −
θB 間の摩擦量データをTfset aに、θB −θC 間の摩
擦量データをTfset bに修正する。
FIG. 35 is an explanatory diagram of the operation of the friction storage circuit 151. This figure is an example when the rotation angle command θM * changes to θA, θB, θC. FIG. 12A shows the change of the rotation angle command θM * with respect to time, and FIG. It is a figure showing the amount-of-friction data inside. This friction correction circuit 15
According to 1, when the rotation angle command θM * is changed and then stopped, the friction correction circuit 8 outputs an estimated value of the friction amount of the mechanical system. The rotation angle command θM * is changed from θA to θ as shown in FIG.
Tfset is the estimated value of friction output when it changes to B
a, Tfset b is an estimated value of the amount of friction output when θB changes from θB to θC, and θA−
The friction data between θB and Tb is corrected to Tfseta, and the friction data between θB and θC is corrected to Tfsetb.

【0092】このように回転角指令θM*が変化するたび
に記憶された摩擦量データを随時修正することにより、
回転位置によって摩擦量が異なる場合においても摩擦ト
ルクを補償することができ、また摩擦量が不明あるいは
変動するような機械においても摩擦トルクを補償するこ
とが可能である。
As described above, whenever the rotational angle command θM * changes, the stored friction data is corrected as needed.
The friction torque can be compensated even when the friction amount varies depending on the rotational position, and the friction torque can be compensated for a machine in which the friction amount is unknown or fluctuates.

【0093】また、摩擦記憶回路151を不揮発性メモ
リ等によって構成する事により電源断直前のデータを保
持することができ、次回の電源投入時は最初の起動時か
らそのデータを利用して摩擦トルクの補償が可能となる
事は言うまでもない。
Further, by forming the friction storage circuit 151 with a non-volatile memory or the like, the data immediately before the power is turned off can be held. Needless to say, it is possible to compensate.

【0094】実施の形態13 実施の形態13を図36〜図41を参照しながら説明す
る。図36は、この発明の実施の形態13の全体を示す
ブロック図である。図において、1は、回転角指令信号
θM*を出力する回転角指令信号発生回路、2aは、この
回転角指令信号θM*を一方の入力とし、回転検出器15
から出力された実回転角信号θMを他方の入力として、
これに基づき速度指令信号ωM*を出力する位置制御回
路、3aは、この速度指令信号ωM*を一方の入力とし、
実速度信号ωMおよび積分器初期値Tisetを他方の入力
として、後述する基準値θdrp*に基づく第1のトルク信
号T1*と積分器出力Tiを出力する速度制御回路、60
は、回転角指令信号θM*と回転検出器15から出力され
た実回転角信号θMと実速度信号ωMと速度制御回路3a
から出力された積分器出力Tiとに基づいて補償トルク
信号として第2のトルク信号T2*を出力し、更に積分器
初期値Tisetを出力する補償トルク制御回路、61は、
第1のトルク信号T1*と第2のトルク信号T2*とを加算
し、トルク指令信号TM*を出力する加算器、11aは、
このトルク指令信号TM*に基づいて電動機12のトルク
を制御するトルク制御回路、14は、トルク伝達機構1
3を介して、このトルク制御回路11aにより動作され
る負荷機械、15は、上記電動機12の回転を検出し、
上記速度制御回路3aに実速度信号ωMを、上記位置制
御回路2aに実回転角信号θMを出力する回転検出器で
ある。なお、これら1、2a、12、14、15は、図
50に示す従来装置のものと同一である。
Embodiment 13 Embodiment 13 will be described with reference to FIGS. FIG. 36 is a block diagram showing the whole of a thirteenth embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a rotation angle command signal generating circuit for outputting a rotation angle command signal θM *, and 2a receives the rotation angle command signal θM * as one input and outputs a rotation detector 15M.
The actual rotation angle signal θM output from
Based on this, the position control circuit 3a that outputs the speed command signal ωM * receives the speed command signal ωM * as one input,
A speed control circuit for outputting a first torque signal T1 * based on a reference value θdrp * and an integrator output Ti using the actual speed signal ωM and the integrator initial value Tiset as the other inputs;
Are the rotation angle command signal θM *, the actual rotation angle signal θM output from the rotation detector 15, the actual speed signal ωM, and the speed control circuit 3a.
A compensating torque control circuit 61 that outputs a second torque signal T2 * as a compensating torque signal based on the integrator output Ti output from the controller and further outputs an integrator initial value Tiset,
An adder 11a that adds the first torque signal T1 * and the second torque signal T2 * and outputs a torque command signal TM *,
The torque control circuit 14 controls the torque of the electric motor 12 based on the torque command signal TM *.
3, the load machine 15 operated by the torque control circuit 11a detects the rotation of the electric motor 12,
The rotation detector outputs an actual speed signal ωM to the speed control circuit 3a and an actual rotation angle signal θM to the position control circuit 2a. These 1, 2a, 12, 14, and 15 are the same as those of the conventional device shown in FIG.

【0095】図37は上述した位置制御回路2aの詳細
な構成を示すブロック図である。同図において、200
は、回転角指令信号発生回路1から出力される回転角指
令信号θM*と、実回転角信号θMとの偏差(θM*−θM)
を出力する減算器、201は、偏差(θM*−θM)を比
例増幅して速度指令信号ωM*を出力するゲインKpの係
数器である。このように構成することにより、位置制御
回路2aは実回転角信号θMが回転角指令信号θM*に追
従するように制御できる。
FIG. 37 is a block diagram showing a detailed configuration of the above-described position control circuit 2a. In the figure, 200
Is the deviation (θM * −θM) between the rotation angle command signal θM * output from the rotation angle command signal generation circuit 1 and the actual rotation angle signal θM.
Is a coefficient unit for a gain Kp for proportionally amplifying the deviation (θM * −θM) and outputting a speed command signal ωM *. With this configuration, the position control circuit 2a can control the actual rotation angle signal θM to follow the rotation angle command signal θM *.

【0096】図38は上述した速度制御回路3aの詳細
な構成を示すブロック図である。同図において、202
は、速度指令信号ωM*と実速度信号ωMとの偏差(ωM*
−ωM)を出力する減算器、203は、偏差(ωM*−ω
M)を比例増幅するゲインKvの係数器、204は、偏差
(ωM*−ωM)を積分ゲインKiで比例増幅した後に積分
し積分トルク信号Tiを出力する積分器、205は、補
償トルク制御回路60より出力される積分項初期値Tis
etを与えられると積分器204の積分値をプリセットす
る積分器プリセット回路、206は、係数器203と積
分器204の出力を加算し第1のトルク信号T1*を出力
する加算器である。このように構成することにより、速
度制御回路3aは実回転速度ωMが速度指令信号ωM*に
追従するように制御される。
FIG. 38 is a block diagram showing a detailed configuration of the above speed control circuit 3a. Referring to FIG.
Is the deviation (ωM *) between the speed command signal ωM * and the actual speed signal ωM.
−ωM), the subtractor 203 outputs a deviation (ωM * −ω)
M) is a coefficient unit of gain Kv for proportionally amplifying M), 204 is an integrator for proportionally amplifying the deviation (ωM * −ωM) with an integral gain Ki, and outputs an integrated torque signal Ti. 205 is a compensation torque control circuit Integral term initial value Tis output from 60
An integrator preset circuit 206 that presets the integration value of the integrator 204 when et is provided, and an adder 206 that adds the outputs of the coefficient unit 203 and the integrator 204 and outputs a first torque signal T1 *. With such a configuration, the speed control circuit 3a is controlled such that the actual rotational speed ωM follows the speed command signal ωM *.

【0097】図39は上述した補償トルク制御回路60
の詳細な構成を示すブロック図である。同図において、
207は、実回転角信号θMと回転角指令信号θM*と基
準値θdrp*によりリセット信号RESを出力するリセッ
ト回路、208は、回転検出器15より出力される実速
度信号ωMとリセット信号RESにより第1、第2、第
3、第4のサンプルホールド指令信号SH1、SH2、
SH3、SH4を出力する判定回路、209は、サンプ
ルホールド指令信号SH1の立ち上がりエッジにて積分
トルク信号Tiをサンプルホールドし第1のサンプルト
ルク信号TS1を出力する第1のサンプルホールド回路、
210は、第2のサンプルホールド指令信号SH2の立
ち上がりエッジにて積分トルク信号Tiをサンプルホー
ルドし第2のサンプルトルク信号TS2を出力する第2の
サンプルホールド回路、211は、第2のサンプルトル
ク信号TS2と第1のサンプルトルク信号TS1との偏差
(TS2−TS1)を出力する減算器、212は、第3のサ
ンプルホールド指令信号SH3が1の時に第1のサンプ
ルトルク信号TS1をサンプルホールドして積分トルク初
期値Tisetを出力し、また第3のサンプルホールド指令
信号SH3が0のときに出力をリセットする第3のサン
プルホールド回路、213は、第4のサンプルホールド
指令信号SH4が1の時に減算器106の出力(TS2−
TS1)をサンプルホールドして補償トルク信号としての
第2のトルク信号T2*を出力し、また第4のサンプルホ
ールド指令信号SH4が0のときに出力をリセットする
第4のサンプルホールド回路である。ここでリセット回
路207は、実回転角信号θMと回転角指令信号θM*の
偏差の絶対値|θM*−θM|が基準値θdrp*以下であれ
ば、リセット信号RESを1、絶対値|θM*−θM|が
基準値θdrp*より大きければリセット信号RESを0と
なるように制御する。また、判定回路208は、実速度
信号ωMと実速度信号ωMの1回微分値ωM’の積(ωM×
ωM’)が正数であれば、第1のサンプルホールド指令
信号SH1を1、積(ωM×ωM’)が負数であれば第1
のサンプルホールド指令信号SH1を0、積(ωM×ω
M’)が0であれば第1のサンプルホールド指令信号S
H1は過去の状態を保持する。そして、第1のサンプル
ホールド指令信号SH1が0であれば第2のサンプルホ
ールド指令信号SH2を1、第1のサンプルホールド指
令信号SH1が1であれば第2のサンプルホールド指令
信号SH2を0とする。更に、第2のサンプルホールド
指令信号SH2が1でかつリセット信号が0であれば第
4のサンプルホールド指令信号SH4を1、第2のサン
プルホールド指令信号SH2が0もしくはリセット信号
が1であれば第2のサンプルホールド指令信号SH2を
0とし、第2のサンプルホールド指令信号SH2の値に
変化がなければ第2のサンプルホールド指令信号SH2
を0、第2のサンプルホールド指令信号SH2の値に0
から1あるいは1から0への変化があれば第4のサンプ
ルホールド指令信号SH4を1となるように制御する。
表1に第1、第2、第3、第4のサンプルホールド指令
信号SH1、SH2、SH3、SH4の出力と物理的意
味の関係を示す。このように構成することにより、補償
トルク制御回路60は、電動機12が加減速を行う際の
始動直前の速度制御回路3aの積分トルク信号Tiと減
速開始直前の速度制御回路3aの積分トルク信号Tiと
に基づいて、補償トルク信号としての第2のトルク信号
T2*を出力するとともに、積分器初期値Tisetを出力し
速度制御回路3a中の状態量を修正できる。
FIG. 39 shows the compensation torque control circuit 60 described above.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of FIG. In the figure,
A reset circuit 207 outputs a reset signal RES based on the actual rotation angle signal θM, the rotation angle command signal θM *, and the reference value θdrp *. A reset circuit 208 outputs an actual speed signal ωM output from the rotation detector 15 and a reset signal RES. The first, second, third, and fourth sample and hold command signals SH1, SH2,
A determination circuit that outputs SH3 and SH4; 209, a first sample and hold circuit that samples and holds the integrated torque signal Ti at the rising edge of the sample and hold command signal SH1 and outputs a first sample torque signal TS1;
210 is a second sample and hold circuit that samples and holds the integrated torque signal Ti at the rising edge of the second sample and hold command signal SH2 and outputs a second sample torque signal TS2. 211 is a second sample and hold signal. A subtractor 212 that outputs a deviation (TS2−TS1) between TS2 and the first sample torque signal TS1 samples and holds the first sample torque signal TS1 when the third sample / hold command signal SH3 is 1. A third sample and hold circuit 213 that outputs an integrated torque initial value Tiset and resets the output when the third sample and hold command signal SH3 is 0 is subtracted when the fourth sample and hold command signal SH4 is 1. Output of the heater 106 (TS2-
This is a fourth sample-and-hold circuit that samples and holds Ts1), outputs a second torque signal T2 * as a compensation torque signal, and resets the output when the fourth sample-and-hold command signal SH4 is 0. Here, if the absolute value | θM * −θM | of the deviation between the actual rotation angle signal θM and the rotation angle command signal θM * is equal to or smaller than the reference value θdrp *, the reset circuit 207 sets the reset signal RES to 1 and the absolute value | θM. If * −θM | is larger than the reference value θdrp *, the reset signal RES is controlled to be 0. The determination circuit 208 also calculates the product of the actual speed signal ωM and the one-time differential value ωM ′ of the actual speed signal
ωM ′) is a positive number, the first sample hold command signal SH1 is set to 1, and if the product (ωM × ωM ′) is a negative number,
Of the sample-and-hold command signal SH1 of 0, the product (ωM × ω
If M ′) is 0, the first sample hold command signal S
H1 retains the past state. If the first sample and hold command signal SH1 is 0, the second sample and hold command signal SH2 is set to 1; if the first sample and hold command signal SH1 is 1, the second sample and hold command signal SH2 is set to 0. I do. Further, if the second sample / hold command signal SH2 is 1 and the reset signal is 0, the fourth sample / hold command signal SH4 is set to 1; if the second sample / hold command signal SH2 is 0 or the reset signal is 1, The second sample hold command signal SH2 is set to 0, and if the value of the second sample hold command signal SH2 does not change, the second sample hold command signal SH2 is set.
To 0 and the value of the second sample and hold command signal SH2 to 0
If there is a change from to 1 or from 1 to 0, the fourth sample and hold command signal SH4 is controlled to be 1.
Table 1 shows the relationship between the output of the first, second, third, and fourth sample and hold command signals SH1, SH2, SH3, and SH4 and the physical meaning. With this configuration, the compensation torque control circuit 60 can control the integrated torque signal Ti of the speed control circuit 3a immediately before the start and the integrated torque signal Ti of the speed control circuit 3a immediately before the start of the deceleration when the electric motor 12 performs acceleration / deceleration. Based on the above, a second torque signal T2 * as a compensation torque signal is output, and an integrator initial value Tiset is output to correct the state quantity in the speed control circuit 3a.

【0098】[0098]

【表4】 [Table 4]

【0099】図40は、電動機12とトルク伝達機構お
よび負荷機械14にクーロン摩擦がある場合において、
回転角指令信号θM*を変化させた時の補償トルク制御回
路60の出力である補償トルク信号としての第2のトル
ク信号T2*および積分トルク初期値Tisetと、速度制御
回路3aの出力である第1のトルク信号T1*と、トルク
指令信号TM*の変化を示す図である。電動機12が回転
中であるとき、その偏差(ωM*−ωM)の振幅の原因と
して、電動機12とトルク伝達機構および負荷機械14
のクーロン摩擦がある。クーロン摩擦分のトルク成分
は、A点すなわち電動機12が始動から、C点すなわち
電動機12が減速に入る時点までの間に、速度制御回路
3aの積分器204にたまり第1のトルク信号T1*より
出力される。また補償トルク制御回路60によりC点に
おいて、速度制御回路3aの状態量を修正、すなわち速
度制御回路3aの積分器204をプリセットすると同時
にトルク指令信号TM*が不連続にならないように補償ト
ルク制御回路60の出力を変更、すなわち補償トルク信
号としての第2のトルク信号T2*を出力する。クーロン
摩擦は上記のように、電動機12が運転中のみに発生
し、電動機12が停止するとともにクーロン摩擦がなく
なる。補償トルク制御回路60は電動機12の停止整定
の目安として位置偏差の基準値θdrp*を用い、位置偏差
の絶対値|θM*−θM|が基準値θdrp*以下となった時
点で速度制御回路3aの積分器204を再びプリセット
すると同時に補償トルク信号としての第2のトルク信号
T2*の出力を停止する。よって、クーロン摩擦のトルク
成分が速度制御回路3aの積分器204にたまらなくな
る。このように動作することにより、補償トルク制御回
路60はクーロン摩擦成分を補償するための補償トルク
信号としての第2のトルク信号T2*を出力し実回転角信
号θMのオーバシュートを減少させることができる。
FIG. 40 shows a case where the electric motor 12, the torque transmission mechanism and the load machine 14 have Coulomb friction.
A second torque signal T2 * and an integrated torque initial value Tiset as a compensation torque signal which are outputs of the compensation torque control circuit 60 when the rotation angle command signal θM * is changed, and a second output which is an output of the speed control circuit 3a. FIG. 3 is a diagram showing changes in a torque signal T1 * and a torque command signal TM *. When the motor 12 is rotating, the amplitude of the deviation (ωM * −ωM) may be caused by the motor 12, the torque transmission mechanism, and the load machine 14.
There is Coulomb friction. The torque component corresponding to the Coulomb friction is accumulated in the integrator 204 of the speed control circuit 3a from the point A, ie, when the motor 12 is started, to the point C, ie, the time when the motor 12 starts to decelerate, from the first torque signal T1 *. Is output. At the point C, the compensation torque control circuit 60 corrects the state quantity of the speed control circuit 3a, that is, presets the integrator 204 of the speed control circuit 3a and at the same time prevents the torque command signal TM * from becoming discontinuous. 60, that is, output a second torque signal T2 * as a compensation torque signal. As described above, Coulomb friction occurs only when the motor 12 is operating, and the motor 12 stops and the Coulomb friction disappears. The compensating torque control circuit 60 uses the position deviation reference value θdrp * as a measure for stopping the motor 12 and sets the speed control circuit 3a when the absolute value | θM * −θM | of the position deviation becomes equal to or less than the reference value θdrp *. At the same time, the output of the second torque signal T2 * as the compensation torque signal is stopped. Therefore, the torque component of the Coulomb friction is accumulated in the integrator 204 of the speed control circuit 3a. By operating in this manner, the compensation torque control circuit 60 outputs the second torque signal T2 * as a compensation torque signal for compensating for the Coulomb friction component, and can reduce the overshoot of the actual rotation angle signal θM. it can.

【0100】図41は、上述したトルク制御回路11a
の詳細な構成を示すブロック図である。同図において、
214は、トルク指令信号TM*にトルク定数Ktの逆数
を乗じて電流指令IM*に変換する係数器、215は、電
動機12の電流IMを検出する電流検出器、216は、
電動機12の電流が電流指令IM*に追従するように電動
機12に電圧Vを印加する電流制御回路である。同図の
ように構成することによって、トルク制御回路11a
は、電動機12の出力トルクがトルク指令信号TM*に追
従するように制御できる。電流制御回路216の詳細な
構成については、例えば、「ACサーボシステムの理論
と設計の実際」、総合電子出版社、1990年、P80
〜P85、P153〜P155を参照のこと。
FIG. 41 shows the torque control circuit 11a described above.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of FIG. In the figure,
214 is a coefficient unit for multiplying the torque command signal TM * by the reciprocal of the torque constant Kt to convert it into a current command IM *. 215 is a current detector for detecting the current IM of the electric motor 12;
This is a current control circuit that applies a voltage V to the motor 12 so that the current of the motor 12 follows the current command IM *. With the configuration as shown in FIG.
Can be controlled so that the output torque of the electric motor 12 follows the torque command signal TM *. The detailed configuration of the current control circuit 216 is described in, for example, “Theory and Design Practice of AC Servo System”, Sogo Denshi Publisher, 1990, p.
-P85, P153-P155.

【0101】実施の形態14 実施の形態14を図42、図43を参照しながら説明す
る。図42は、この発明の実施の形態14の全体を示す
ブロック図である。ここで基準値調整回路61以外の動
作は上述した実施の形態13と同一なので説明を省略す
る。
Fourteenth Embodiment A fourteenth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 42 is a block diagram showing the entirety of the fourteenth embodiment of the present invention. Here, the operation other than the reference value adjusting circuit 61 is the same as that of the above-described thirteenth embodiment, and therefore the description is omitted.

【0102】図43は、上述した基準値調整回路61の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、2
17は、回転角指令信号θM*と、実回転角信号θMとの
偏差(θM*−θM)を出力する減算器、218は、偏差
(θM*−θM)と実回転速度信号ωMにより基準値変化量
△θdrp*を出力する符号判定回路、219は、基準値変
化量△θdrp*を積分し基準値θdrp*を出力する積分器で
ある。ここで、符号判定回路218は、実回転速度信号
ωMが正数から0となったときの偏差(θM*−θM)が正
数であれば基準値変化量△θdrp*を1、実回転速度信号
ωMが正数から0となったときの偏差(θM*−θM)が負
数であれば基準値変化量△θdrp*を−1、実回転速度信
号ωMが負数から0となったときの偏差(θM*−θM)が
負数であれば基準値変化量△θdrp*を1、実回転速度信
号ωMが負数から0となったときの偏差(θM*−θM)が
正数であれば基準値変化量△θdrp*を−1、実回転速度
信号ωMが0となったときの偏差(θM*−θM)が0であ
れば基準値変化量△θdrp*を0となるように調整する。
このように構成することにより、基準値調整回路は電動
機の実回転速度と回転角指令信号と実回転角信号に基づ
いて基準値θdrp*を修正し補償トルク信号としての第2
のトルク信号T2*をリセットするタイミングを変更でき
る。
FIG. 43 is a block diagram showing a detailed configuration of the reference value adjusting circuit 61 described above. In the figure, 2
17 is a subtractor that outputs a deviation (θM * −θM) between the rotation angle command signal θM * and the actual rotation angle signal θM, and 218 is a reference value based on the deviation (θM * −θM) and the actual rotation speed signal ωM. A sign determination circuit 219 that outputs the change amount △ θdrp * is an integrator that integrates the reference value change amount △ θdrp * and outputs the reference value θdrp *. Here, if the deviation (θM * −θM) when the actual rotation speed signal ωM changes from a positive number to 0 is a positive number, the sign determination circuit 218 sets the reference value change amount Δθdrp * to 1, and sets the actual rotation speed If the deviation (θM * −θM) when the signal ωM changes from a positive number to 0 is a negative number, the reference value variation Δθdrp * is −1, and the deviation when the actual rotation speed signal ωM changes from a negative number to 0. If (θM * −θM) is a negative number, the reference value change amount Δθdrp * is 1, and if the deviation (θM * −θM) when the actual rotation speed signal ωM becomes 0 from a negative number, the reference value is If the variation Δθdrp * is −1 and the deviation (θM * −θM) when the actual rotational speed signal ωM is 0 is 0, the reference value variation Δθdrp * is adjusted to 0.
With this configuration, the reference value adjustment circuit corrects the reference value θdrp * based on the actual rotation speed of the motor, the rotation angle command signal, and the actual rotation angle signal, and outputs the second value as the compensation torque signal.
The timing for resetting the torque signal T2 * can be changed.

【0103】実施の形態15 実施の形態15を図44、図45を参照しながら説明す
る。図44は、この発明の実施の形態3の全体を示すブ
ロック図である。ここで基準値調整回路62以外の動作
は上述した実施の形態15と同一なので説明を省略す
る。
Fifteenth Embodiment A fifteenth embodiment will be described with reference to FIGS. 44 and 45. FIG. 44 is a block diagram showing the entirety of the third embodiment of the present invention. Here, the operation other than the reference value adjusting circuit 62 is the same as that of the fifteenth embodiment described above, and the description is omitted.

【0104】図45は、上述した基準値調整回路34の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、2
17は、回転角指令信号θM*と、実回転角信号θMとの
偏差(θM*−θM)を出力する減算器、220は、回転
角指令信号θM*の微分値θM*'を出力する微分器、22
1は偏差(θM*−θM)と微分値θM*'により基準値変化
量△θdrp*を出力する符号判定回路、219は、基準値
変化量△θdrp*を積分し基準値θdrp*を出力する積分器
である。ここで、符号判定回路221は、微分値θM*'
が正数から0となったときの偏差(θM*−θM)が正数
であれば基準値変化量△θdrp*を1、微分値θM*'が正
数から0となったときの偏差(θM*−θM)が負数であ
れば基準値変化量△θdrp*を−1、微分値θM*'が負数
から0となったときの偏差(θM*−θM)が負数であれ
ば基準値変化量△θdrp*を1、微分値θM*'が負数から
0となったときの偏差(θM*−θM)が正数であれば基
準値変化量△θdrp*を−1、微分値θM*'が0となった
ときの偏差(θM*−θM)が0であれば基準値変化量△
θdrp*を0となるように調整する。このように構成する
ことにより、基準値調整回路62は回転角指令信号θM*
と実回転角信号θMに基づいて基準値θdrp*を修正し補
償トルク信号としての第2のトルク信号T2*をリセット
するタイミングを変更できる。また、補償トルク制御回
路60、基準値調整回路62を付加し、基準値調整回路
62中で必要とする速度情報を速度回転角指令信号の微
分値から得るようにしたので、ノイズが少なくオーバシ
ュートのない速度情報を基に基準値の調整を行うことが
できるという効果がある。また、基準値調整回路62は
少なくとも1回の位置決めを行うことにより補償トルク
制御回路60中のパラメータを調整し摩擦トルクをフィ
ードフォワード補償するようにしたので、2回目以後の
回転角指令に対してオーバシュートが極めて少ない位置
制御が実現できるという効果がある。
FIG. 45 is a block diagram showing a detailed configuration of the reference value adjusting circuit 34 described above. In the figure, 2
17 is a subtractor that outputs a deviation (θM * −θM) between the rotation angle command signal θM * and the actual rotation angle signal θM, and 220 is a differential that outputs a differential value θM * ′ of the rotation angle command signal θM *. Bowl, 22
1 is a sign determination circuit that outputs a reference value change amount △ θdrp * based on a deviation (θM * −θM) and a differential value θM * ′, and 219 integrates the reference value change amount △ θdrp * and outputs a reference value θdrp *. It is an integrator. Here, the sign determination circuit 221 calculates the differential value θM * ′
If the deviation (θM * −θM) when the value changes from a positive number to 0 is a positive number, the reference value change amount Δθdrp * is set to 1, and the deviation when the differential value θM * ′ changes from a positive number to 0 ( If θM * −θM) is a negative number, the reference value change amount Δθdrp * is −1, and if the deviation (θM * −θM) when the differential value θM * ′ changes from a negative number to 0, the reference value change If the amount △ θdrp * is 1, the deviation (θM * −θM) when the derivative value θM * ′ changes from a negative number to 0 is a positive number, the reference value change amount △ θdrp * is −1, and the derivative value θM * ′ If the deviation (θM * −θM) when is zero is zero, the reference value change amount △
Adjust θdrp * to 0. With such a configuration, the reference value adjusting circuit 62 outputs the rotation angle command signal θM *
The reference value θdrp * is corrected based on the actual rotation angle signal θM and the timing for resetting the second torque signal T2 * as the compensation torque signal can be changed. In addition, the compensation torque control circuit 60 and the reference value adjustment circuit 62 are added, and the speed information required in the reference value adjustment circuit 62 is obtained from the differential value of the speed rotation angle command signal. There is an effect that the reference value can be adjusted on the basis of the speed information having no data. Further, the reference value adjusting circuit 62 adjusts the parameters in the compensation torque control circuit 60 by performing at least one positioning to feed forward compensate the friction torque. There is an effect that position control with very little overshoot can be realized.

【0105】実施の形態16 実施の形態16を図46、図47を参照しながら説明す
る。図46は、この発明の実施の形態16の全体を示す
ブロック図である。ここで基準値調整回路63以外の動
作は上述した実施の形態13と同一なので説明を省略す
る。
Sixteenth Embodiment A sixteenth embodiment will be described with reference to FIGS. 46 and 47. FIG. 46 is a block diagram showing an entirety of the sixteenth embodiment of the present invention. Here, the operation other than the reference value adjusting circuit 63 is the same as that of the above-described thirteenth embodiment, and thus the description is omitted.

【0106】図46は、上述した基準値調整回路35の
詳細な構成を示すブロック図である。同図において、2
17は回転角指令信号θM*と、実回転角信号θMとの偏
差(θM*−θM)を出力する減算器、220は、回転角
指令信号θM*の微分値θM*'を出力する微分器、222
は、偏差(θM*−θM)と微分値θM*'により基準値変化
量△θdrp*を出力する最大偏差検出回路、219は、基
準値変化量△θdrp*を積分し基準値θdrp*を出力する積
分器である。ここで、最大偏差検出回路222は、微分
値θM*'が正数から0となった後、偏差(θM*−θM)の
微分値が0となった時点の偏差(θM*−θM)が正数で
あれば、基準値変化量△θdrp*を1、微分値θM*'が正
数から0となった後、偏差(θM*−θM)の微分値が0
となった時点の偏差(θM*−θM)が負数であれば、基
準値変化量△θdrp*を−1、微分値θM*'が負数から0
となった後、偏差(θM*−θM)の微分値が0となった
時点の偏差(θM*−θM)が負数であれば、基準値変化
量△θdrp*を1、微分値θM*'が負数から0となった
後、偏差(θM*−θM)の微分値が0となった時点の偏
差(θM*−θM)が正数であれば、基準値変化量△θdrp
*を−1、微分値θM*'が0となった後、偏差(θM*−θ
M)の微分値が0となった時点の偏差(θM*−θM)が0
であれば、基準値変化量△θdrp*を0となるように調整
する。このように構成することにより、基準値調整回路
63は回転角指令信号θM*と実回転角信号θMに基づい
て基準値θdrp*を修正し、補償トルク信号としての第2
のトルク信号T2*をリセットするタイミングを変更でき
る。また、微分値θM*'が0となった時点の偏差(θM*
−θM)の微分値が減少するようにしたので、オーバシ
ュート量を直接用いて基準値の調整を行うことができる
という効果がある。
FIG. 46 is a block diagram showing a detailed configuration of the reference value adjusting circuit 35 described above. In the figure, 2
17 is a subtractor that outputs a deviation (θM * −θM) between the rotation angle command signal θM * and the actual rotation angle signal θM, and 220 is a differentiator that outputs a differential value θM * ′ of the rotation angle command signal θM *. , 222
Is a maximum deviation detection circuit that outputs a reference value change amount △ θdrp * based on the deviation (θM * −θM) and a derivative value θM * ′, and 219 integrates the reference value change amount △ θdrp * and outputs a reference value θdrp *. Integrator. Here, the maximum deviation detection circuit 222 calculates the deviation (θM * −θM) at the time when the differential value of the deviation (θM * −θM) becomes 0 after the differential value θM * ′ becomes 0 from a positive number. If it is a positive number, the reference value change amount Δθdrp * becomes 1, the differential value θM * ′ changes from a positive number to 0, and then the differential value of the deviation (θM * −θM) becomes 0.
If the deviation (θM * −θM) at the time point becomes a negative number, the reference value change amount Δθdrp * is −1, and the differential value θM * ′ is 0 from the negative number.
After that, if the deviation (θM * −θM) at the time when the differential value of the deviation (θM * −θM) becomes 0 is negative, the reference value change amount Δθdrp * is set to 1, and the differential value θM * ′ If the differential (θM * −θM) at the time when the differential value of the deviation (θM * −θM) becomes 0 after the negative value becomes 0 from the negative number, if the deviation (θM * −θM) is a positive number, the reference value change amount Δθdrp
* Becomes -1 and the differential value θM * 'becomes 0, then the deviation (θM * −θ
The deviation (θM * −θM) when the differential value of M) becomes 0 is 0
If so, the reference value change amount Δθdrp * is adjusted to be zero. With this configuration, the reference value adjustment circuit 63 corrects the reference value θdrp * based on the rotation angle command signal θM * and the actual rotation angle signal θM, and outputs the second value as the compensation torque signal.
The timing for resetting the torque signal T2 * can be changed. Also, the deviation (θM *) when the differential value θM * ′ becomes 0
Since the differential value of −θM) is reduced, the reference value can be adjusted by directly using the overshoot amount.

【0107】実施の形態17 実施の形態17を図48を参照しながら説明する。図4
8は、この発明の実施の形態17の全体を示すブロック
図である。ここで、ローパスフィルタ回路64以外の動
作は、上述した実施の形態13と同一なので説明を省略
する。
Seventeenth Embodiment A seventeenth embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing an entirety of a seventeenth embodiment of the present invention. Here, the operation other than the low-pass filter circuit 64 is the same as that of the above-described thirteenth embodiment, and thus the description is omitted.

【0108】ローパスフィルタ回路64は、第2のトル
ク信号T2*が0にリセットされたときに動作し、補償ト
ルク信号としての第2のトルク信号T2*の所望の周波数
以下の信号を通し、フィルタ出力信号Tf2*を出力す
る。補償トルク信号としての第2のトルク信号をステッ
プ的に0にリセットした場合、電動機12の出力トルク
がステップ的に変化するので、トルク伝達機構と負荷機
械に対し強い衝撃を与えてしまう。しかし、ローパスフ
ィルタ64を入れることによりステップ状の第2のトル
ク信号T2*を滑らかにでき、トルク伝達機構と負荷機械
14に対する衝撃を緩和することができる。以上のよう
に、補償トルク制御回路60、ローパスフィルタ回路6
4を付加し、補償トルク制御回路60のトルク信号が不
連続にならないようにしたので、トルク伝達機構と負荷
機械に対して与える衝撃を小さくできるという効果があ
る。
The low-pass filter circuit 64 operates when the second torque signal T2 * is reset to 0, passes a signal having a frequency equal to or lower than a desired frequency of the second torque signal T2 * as a compensation torque signal, and An output signal Tf2 * is output. When the second torque signal as the compensation torque signal is reset to 0 in a stepwise manner, the output torque of the electric motor 12 changes stepwise, so that a strong impact is given to the torque transmission mechanism and the load machine. However, by inserting the low-pass filter 64, the step-like second torque signal T2 * can be made smooth, and the impact on the torque transmission mechanism and the load machine 14 can be reduced. As described above, the compensation torque control circuit 60 and the low-pass filter circuit 6
4 is added to prevent the torque signal of the compensation torque control circuit 60 from becoming discontinuous, so that the effect given to the torque transmission mechanism and the load machine can be reduced.

【0109】なお、上記実施の形態について比較を述べ
れば、上記実施の形態1〜12は、摩擦要素の細分化を
行うための処理が複雑となり、処理に時間がかかるが、
摩擦要素の比率を知ることが可能である、という点にお
いて極めて有用である。また、上記実施の形態13〜1
7は、摩擦要素の比率を知ることはできないが、上記処
理が簡素化されているので、CPUの能力の低い機種に
も適用できる、という点において極めて有用である。
In comparison with the above-described embodiment, in the above-described first to twelfth embodiments, the processing for subdividing the frictional elements becomes complicated and takes a long time.
It is extremely useful in that the ratio of the friction elements can be known. Embodiments 13 to 1
No. 7 cannot know the ratio of the frictional elements, but is very useful in that the above processing is simplified, so that it can be applied to a model with a low CPU capability.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、予め定
められた電動機の速度を指令するトルク信号を出力する
速度指令手段と、上記電動機の回転を検出する回転検出
器と、この回転検出器の回転検出に基づいて、上記電動
機の回転を補正するべくクーロン摩擦の補償トルク信号
を出力する補償トルク出力手段と、速度指令手段から出
力されるトルク信号を第1のトルク信号とし、この第1
のトルク信号とは別に回転検出器の回転検出に基づいて
電動機の回転を制御する第2のトルク信号を出力する速
度制御手段と、この速度指令制御手段からの第2のトル
ク信号、上記速度指令手段からの第1のトルク信号、及
び補償トルク出力手段からの上記電動機の回転を補正す
るクーロン摩擦の補償トルク信号を入力として加算し、
この加算結果に基づいて上記電動機を回転する第1の加
算器とを備えたので、クーロン摩擦が生じても、位置の
オーバーシュートがない。
As described above, according to the present invention, speed command means for outputting a torque signal for commanding a predetermined speed of the motor, a rotation detector for detecting the rotation of the motor, A compensation torque output means for outputting a compensation torque signal for Coulomb friction to correct the rotation of the motor based on the rotation of the motor, and a speed command means.
The applied torque signal is defined as a first torque signal,
Based on the rotation detection of the rotation detector separately from the torque signal of
Speed at which the second torque signal for controlling the rotation of the motor is output
Degree control means and the second torque from the speed command control means.
Signal, the first torque signal from the speed command means, and
And the rotation of the motor from the compensation torque output means.
The Coulomb friction compensation torque signal is added as an input,
A first process for rotating the motor based on the result of the addition is performed.
Since there is a calculator, there is no position overshoot even if Coulomb friction occurs.

【0111】また、この発明の別な発明によれば、上記
補償トルク出力手段を、回転検出器からの実速度信号ま
たは電動機の模擬回路からの模擬速度信号を所定のパラ
メータを用いて加工した補償トルク信号を出力する摩擦
モデル回路と、第1の速度制御回路からの第1のトルク
信号及び電動機の模擬回路からの模擬速度信号に基づい
てクーロン摩擦成分を抽出し、これに基づき上記摩擦モ
デル回路中のパラメータを修正するパラメータ修正信号
を出力する摩擦修正回路と、を備えたものとしたので、
クーロン摩擦が変化するような場合であっても、この変
化に応じてクーロン摩擦に対する適切な補償を行い位置
のオーバーシュートがない。また、電動機の模擬回路か
らの模擬速度信号を所定のパラメータを用いて加工した
補償トルク信号を出力する摩擦モデル回路を構成の一部
とする場合にあっては回転検出器に量子化ノイズがある
場合でも、クーロン摩擦に対する適正な補償を行い位置
のオーバーシュートがない
According to another aspect of the present invention, the compensation torque output means is configured to process a real speed signal from a rotation detector or a simulated speed signal from a simulation circuit of a motor using predetermined parameters. A friction model circuit for outputting a torque signal, a Coulomb friction component is extracted based on the first torque signal from the first speed control circuit and a simulated speed signal from a simulation circuit of the electric motor, and the friction model circuit is And a friction correction circuit that outputs a parameter correction signal that corrects the parameters inside.
Even when the Coulomb friction changes, appropriate compensation for the Coulomb friction is performed in accordance with the change, and there is no position overshoot. Further, when a friction model circuit that outputs a compensation torque signal obtained by processing a simulated speed signal from a simulated circuit of a motor using predetermined parameters is included as a part of the configuration, the rotation detector has quantization noise. Even with proper compensation for Coulomb friction and no position overshoot

【0112】更に、この発明の別な発明によれば、上記
補償トルク出力手段に、電動機模擬回路のイナーシャを
修正する修正回路を備えたものとしたので、電動機の模
擬手段のイナーシャが未知な場合や運転中に変化する場
合であっても、クーロン摩擦に対する適正な補償を行い
位置のオーバーシュートがない。
Further, according to another aspect of the present invention, the compensation torque output means is provided with a correction circuit for correcting the inertia of the motor simulation circuit. Therefore, when the inertia of the motor simulation means is unknown. Even if it changes during driving, proper compensation for Coulomb friction is performed and there is no position overshoot.

【0113】更に、この発明の別な発明によれば、補償
トルク出力手段を、速度指令手段から出力されるトルク
信号の指令要素とこの指令要素と同一種の要素であって
回転検出器により検出される実検出要素とを比較し、こ
の比較結果を予め定めた基準に照らして電動機の回転を
補正するべくクーロン摩擦の補償トルク信号を出力する
ものとし、さらに上記予め定めた基準値を、指令要素と
実検出要素とを比較し、これに基づいて修正するように
したもので、機械系のクーロン摩擦が変化するような場
合でも、2回目以後の位置決め運転時には回転角指令信
号に対してオーバシュートが極めて少ない位置制御が実
現できるという効果がある。
Further, according to another aspect of the present invention, the compensation torque output means includes a command element of the torque signal output from the speed command means and an element of the same kind as the command element, and is detected by the rotation detector. And a compensation torque signal for Coulomb friction in order to correct the rotation of the electric motor based on a predetermined reference based on the comparison result. The element and the actual detection element are compared and corrected based on this. Even if the Coulomb friction of the mechanical system changes, the rotation angle command signal will be exceeded during the second and subsequent positioning operations. There is an effect that position control with extremely few chutes can be realized.

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

【図1】 この発明の実施の形態1を示す電動機の位置
制御装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an electric motor position control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態における第1の位置制
御回路の詳細を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing details of a first position control circuit according to the embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態における第1の速度制
御回路の第1の詳細実施の形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a first detailed embodiment of a first speed control circuit according to the embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態における電動機の模擬
回路の第1の詳細実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a first detailed embodiment of a simulation circuit for an electric motor according to the embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態における第2の位置制
御回路の詳細を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing details of a second position control circuit in the embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態における第2の速度制
御回路の詳細を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing details of a second speed control circuit in the embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態における摩擦モデル回
路の詳細を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing details of a friction model circuit according to the embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の摩擦補償の動作を説明する動作説
明図である。
FIG. 8 is an operation explanatory diagram illustrating an operation of friction compensation according to the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態における摩擦修正回路
の第1の詳細実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a first detailed embodiment of the friction correction circuit according to the embodiment of the present invention.

【図10】 図9の摩擦修正回路の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the friction correction circuit of FIG. 9;

【図11】 この発明の実施の形態におけるトルク制御
回路の詳細を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing details of a torque control circuit according to the embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態2を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram of a motor position control device according to a second embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態における摩擦モデル
回路の詳細を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing details of a friction model circuit according to the embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態3を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram of an electric motor position control device according to a third embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態における摩擦修正回
路の第2の詳細実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a second detailed embodiment of the friction correction circuit according to the embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態4を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram of a motor position control device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態5を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram of a motor position control device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態における第1の速度
制御回路の第2の詳細実施の形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 18 is a block diagram showing a second detailed embodiment of the first speed control circuit in the embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態における電動機の模
擬回路の第2の詳細実施の形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 19 is a block diagram showing a second detailed embodiment of the simulation circuit of the electric motor according to the embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態における修正回路の
第1の詳細実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing a first detailed embodiment of the correction circuit according to the embodiment of the present invention;

【図21】 この発明の実施の形態6を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram of an electric motor position control device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態7を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram of a position control device for an electric motor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図23】 この発明の実施の形態における修正回路の
第2の詳細実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing a second detailed embodiment of the correction circuit according to the embodiment of the present invention.

【図24】 この発明の実施の形態8を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram of an electric motor position control device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図25】 この発明の実施の形態9を示す電動機の位
置制御装置のブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram of a motor position control device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図26】 この発明の実施の形態における摩擦修正回
路の第3の詳細実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram showing a third detailed embodiment of the friction correction circuit according to the embodiment of the present invention.

【図27】 図26の摩擦修正回路の動作説明図であ
る。
FIG. 27 is a diagram illustrating the operation of the friction correction circuit of FIG. 26;

【図28】 この発明の実施の形態10を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 28 is a block diagram of a motor position control device according to a tenth embodiment of the present invention.

【図29】 この発明の実施の形態における摩擦修正回
路の第4の詳細実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 29 is a block diagram showing a fourth detailed embodiment of the friction correction circuit according to the embodiment of the present invention.

【図30】 図29の摩擦修正回路の動作説明図であ
る。
30 is an explanatory diagram of the operation of the friction correction circuit of FIG. 29.

【図31】 この発明の実施の形態11を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram of a motor position control device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図32】 この発明の実施の形態における摩擦記憶回
路の動作説明図である。
FIG. 32 is an explanatory diagram of an operation of the friction storage circuit according to the embodiment of the present invention.

【図33】 この発明の実施の形態12を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 33 is a block diagram of a motor position control device according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図34】 図33における摩擦記憶回路の動作説明図
である。
FIG. 34 is an explanatory diagram of the operation of the friction storage circuit in FIG. 33.

【図35】 図33における摩擦記憶回路の別の動作説
明図である。
FIG. 35 is another operation explanatory diagram of the friction storage circuit in FIG. 33;

【図36】 この発明の実施の形態13を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 36 is a block diagram of a motor position control device according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図37】 この発明の実施の形態13と実施の形態1
4と実施の形態15と実施の形態16と実施の形態17
における位置制御回路の詳細実施の形態を示すブロック
図である。
FIG. 37 shows Embodiment 13 and Embodiment 1 of the present invention.
Fourth, fifteenth, sixteenth, and seventeenth embodiments
3 is a block diagram showing a detailed embodiment of the position control circuit in FIG.

【図38】 この発明の実施の形態13と実施の形態1
4と実施の形態15と実施の形態16と実施の形態17
における速度制御回路の詳細実施の形態を示すブロック
図である。
FIG. 38 shows a thirteenth embodiment and a first embodiment of the present invention.
Fourth, fifteenth, sixteenth, and seventeenth embodiments
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed embodiment of a speed control circuit in FIG.

【図39】 この発明の実施の形態13における補償ト
ルク制御回路の詳細実施の形態を示すブロック図であ
る。
FIG. 39 is a block diagram showing a detailed embodiment of a compensation torque control circuit according to Embodiment 13 of the present invention.

【図40】 この発明の実施の形態13における補償ト
ルク制御回路の動作説明図である。
FIG. 40 is an operation explanatory diagram of the compensation torque control circuit in the thirteenth embodiment of the present invention.

【図41】 この発明の実施の形態13と実施の形態1
4と実施の形態15と実施の形態16と実施の形態17
ににおけるトルク制御回路の詳細実施の形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 41 shows Embodiment 13 and Embodiment 1 of the present invention;
Fourth, fifteenth, sixteenth, and seventeenth embodiments
3 is a block diagram showing a detailed embodiment of a torque control circuit in FIG.

【図42】 この発明の実施の形態14を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 42 is a block diagram of a motor position control device according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図43】 この発明の実施の形態14の基準値調整回
路を示すブロック図である。
FIG. 43 is a block diagram showing a reference value adjusting circuit according to Embodiment 14 of the present invention;

【図44】 この発明の実施の形態15を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 44 is a block diagram of a motor position control device according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図45】 この発明の実施の形態15の基準値調整回
路を示すブロック図である。
FIG. 45 is a block diagram showing a reference value adjusting circuit according to Embodiment 15 of the present invention.

【図46】 この発明の実施の形態16を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 46 is a block diagram of a motor position control device according to a sixteenth embodiment of the present invention.

【図47】 この発明の実施の形態16の基準値調整回
路を示すブロック図である。
FIG. 47 is a block diagram showing a reference value adjusting circuit according to Embodiment 16 of the present invention.

【図48】 この発明の実施の形態17を示す電動機の
位置制御装置のブロック図である。
FIG. 48 is a block diagram of a motor position control device according to a seventeenth embodiment of the present invention.

【図49】 第1の例による従来の電動機の位置制御装
置を示すブロック図である。
FIG. 49 is a block diagram showing a conventional motor position control device according to a first example.

【図50】 第2の例による従来の電動機の位置制御装
置を示すブロック図である。
FIG. 50 is a block diagram showing a conventional electric motor position control device according to a second example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1. 回転角指令信号発生回路 2. 第1の位置制御回路 2a. 位置制御回路 3. 第1の速度制御回路 3a.速度制御回路 4. 電動機の模擬回路 5、64. ローパスフィルタ 6. 修正回路 7. 摩擦モデル回路 8. 摩擦修正回路 9. 第2の速度制御回路 10. 第2の位置制御回路 11、11a . トルク制御回路 12. 電動機 13. トルク伝達機構 14. 負荷機械 15. 回転検出器 16. 係数器 17. 加算器 18. 係数器 19. 加算器 20. 係数器 21. 積分器 22. 積分器 23. 積分器 24. 係数器 25. 減算器 26. 係数器 27. 積分項プリセット回路 28. 加減算器 29. 係数器 30. 積分器 31. 係数器 32. 加算器 33. 電流検出器 34. 電流制御回路 35. 電動機の模擬回路 36. 加算器 37. 加減算器 38. 乗算器 39. 極性判別回路 40. 積分器 41. 加算器 42. 係数器 43. リミッタ回路 44. リミット値プリセット回路 45. 摩擦モデル回路 46. 第1の速度制御回路 47. 第2の速度制御回路 48. トルク制御回路 60. 補償トルク制御回路 61.62、63. 基準値調整回路 1. 1. Rotation angle command signal generation circuit First position control circuit 2a. 2. Position control circuit First speed control circuit 3a. Speed control circuit 4. Simulation circuit of electric motor 5, 64. Low-pass filter 6. Correction circuit 7. 7. Friction model circuit Friction correction circuit 9. Second speed control circuit 10. The second position control circuits 11, 11a. 11. Torque control circuit Electric motor 13. 13. Torque transmission mechanism Load machine 15. Rotation detector 16. Coefficient unit 17. Adder 18. Coefficient unit 19. Adder 20. Coefficient unit 21. Integrator 22. Integrator 23. Integrator 24. Coefficient unit 25. Subtractor 26. Coefficient unit 27. Integral term preset circuit 28. Adder / subtractor 29. Coefficient unit 30. Integrator 31. Coefficient unit 32. Adder 33. Current detector 34. Current control circuit 35. Motor simulation circuit 36. Adder 37. Adder / subtractor 38. Multiplier 39. Polarity discrimination circuit 40. Integrator 41. Adder 42. Coefficient unit 43. Limiter circuit 44. Limit value preset circuit 45. Friction model circuit 46. First speed control circuit 47. Second speed control circuit 48. Torque control circuit 60. Compensation torque control circuit 61.62, 63. Reference value adjustment circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G05D 3/12 306 G05D 3/12 306R 13/62 13/62 E (72)発明者 長野 鉄明 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 熊崎 文男 東京都千代田大手町二丁目6番2号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−165550(JP,A) 特開 平6−30578(JP,A) 特開 平1−92813(JP,A) 特開 平4−17591(JP,A) 特開 平3−107383(JP,A) 特開 平7−13631(JP,A) 特開 平7−28527(JP,A) 国際公開90/12448(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/00 G05B 13/04 G05D 3/12 G05D 13/62 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G05D 3/12 306 G05D 3/12 306R 13/62 13/62 E (72) Inventor Tetsuaki Nagano 2-chome Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 2-3 Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Fumio Kumazaki 2-6-1, Otemachi, Chiyoda, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-6-165550 (JP, A) JP-A-6-30578 (JP, A) JP-A-1-92813 (JP, A) JP-A-4-17591 (JP, A) JP-A-3-107383 (JP, A) JP-A-7-13631 (JP, A) JP-A-7-28527 (JP, A) WO 90/12448 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02P 5/00 G05B 13/04 G05D 3/12 G05D 13/62

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予め定められた電動機の速度を指令する
トルク信号を出力する速度指令手段と、上記電動機の回
転を検出する回転検出器と、この回転検出器の回転検出
に基づいて、上記電動機の回転を補正するべくクーロン
摩擦の補償トルク信号を出力する補償トルク出力手段
と、上記速度指令手段から出力されるトルク信号を第1のト
ルク信号とし、この第1のトルク信号とは別に上記回転
検出器の回転検出に基づいて上記電動機の回転を制御す
る第2のトルク信号を出力する速度制御手段と、この速
度制御手段からの第2のトルク信号、上記速度指令手段
からの第1のトルク信号、及び上記補償トルク出力手段
からの上記電動機の回転を補正するクーロン摩擦の補償
トルク信号を入力として加算し、この加算結果に基づい
て上記電動機を回転する第1の加算器と 、を備えたこと
を特徴とする電動機の制御装置。
A speed command means for outputting a torque signal for commanding a predetermined speed of the electric motor; a rotation detector for detecting the rotation of the electric motor; A compensation torque output means for outputting a Coulomb friction compensation torque signal to correct the rotation of the motor;
Torque signal, and separate from the first torque signal.
Control the rotation of the motor based on the rotation detection of the detector.
Speed control means for outputting a second torque signal,
Second torque signal from the degree control means, the speed command means
Torque signal from the motor and the compensation torque output means
Of Coulomb friction to correct the rotation of the motor from above
Adds the torque signal as input and, based on the result of the addition,
And a first adder for rotating the electric motor.
【請求項2】 速度指令手段は、回転角指令信号を出力
する回転角指令信号発生回路と、この回転角指令信号発
生回路から出力される回転角指令信号を一方の入力と
し、この一方の入力と他方の入力に基づき第1の速度指
令信号を出力する第1の位置制御回路と、この第1の速
度指令信号を一方の入力とし、この一方の入力と他方の
入力に基づき第1のトルク信号を出力する第1の速度制
御回路と、この第1のトルク信号に基づき、模擬回転角
信号を上記第1の位置制御回路の他方の入力へ出力する
とともに、模擬速度信号を上記第1の速度制御回路の他
方の入力へ出力する電動機の模擬回路と、を備えたこと
を特徴とする請求項記載の電動機の制御装置。
2. A speed commanding means, comprising: a rotation angle command signal generating circuit for outputting a rotation angle command signal; and a rotation angle command signal output from the rotation angle command signal generating circuit, having one input; And a first position control circuit for outputting a first speed command signal based on the other input, a first speed command signal as one input, and a first torque based on the one input and the other input. A first speed control circuit for outputting a signal, a simulated rotation angle signal being output to the other input of the first position control circuit based on the first torque signal, and a simulated speed signal being output to the first input; speed control circuit of the other and simulating circuit of the motor to be output to the input, the control device of the motor according to claim 1, characterized in that with a.
【請求項3】回転検出器は、実回転角信号と実速度信号
を出力するものであり、速度制御手段は、上記回転検出
器により検出された実回転角信号及び電動機の模擬回路
から出力された模擬回転角信号に基づき第2の速度指令
信号を出力する第2の位置制御回路と、この第2の速度
指令信号、回転検出器により検出された実速度信号、及
び電動機の模擬回路から出力された模擬速度信号に基づ
き第2のトルク信号を出力する第2の速度制御回路と、
を備えたことを特徴とする請求項記載の電動機の制御
装置。
3. The rotation detector outputs an actual rotation angle signal and an actual speed signal, and the speed control means outputs the actual rotation angle signal detected by the rotation detector and an output from a simulation circuit of the electric motor. A second position control circuit for outputting a second speed command signal based on the simulated rotation angle signal, the second speed command signal, the actual speed signal detected by the rotation detector, and the output from the motor simulation circuit. A second speed control circuit that outputs a second torque signal based on the simulated speed signal,
The control device for an electric motor according to claim 2, further comprising:
【請求項4】 補償トルク出力手段は、回転検出器から
の実速度信号または電動機の模擬回路からの模擬速度信
号を所定のパラメータを用いて加工した補償トルク信号
を出力する摩擦モデル回路と、第1の速度制御回路から
の第1のトルク信号及び電動機の模擬回路からの模擬速
度信号に基づいてクーロン摩擦成分を抽出し、これに基
づき上記摩擦モデル回路中のパラメータを修正するパラ
メータ修正信号を出力する摩擦修正回路と、を備えたこ
とを特徴とする請求項請求項2又は3記載の電動機の制
御装置。
4. A friction model circuit for outputting a compensation torque signal obtained by processing a real speed signal from a rotation detector or a simulated speed signal from a simulation circuit of an electric motor using predetermined parameters. A Coulomb friction component is extracted based on a first torque signal from the first speed control circuit and a simulated speed signal from a motor simulation circuit, and a parameter correction signal for correcting a parameter in the friction model circuit is output based on the extracted Coulomb friction component. The motor control device according to claim 2 or 3, further comprising:
【請求項5】 補償トルク出力手段は、電動機模擬回路
のイナーシャ修正する修正回路を備えたことを特徴とす
る請求項記載の電動機の制御装置。
5. The motor control device according to claim 4 , wherein the compensation torque output means includes a correction circuit for correcting inertia of the motor simulation circuit.
【請求項6】 修正回路は、模擬速度信号と第2の速度
指令信号との加算値と、実回転角速度信号との偏差を出
力する加減算器と、第1のトルク信号に基づいて極性信
号を出力する極性判別回路と、この極性判別回路から出
力された極性信号と、上記加減算器からの偏差とを乗算
する乗算器と、この乗算器の出力を積分する積分器と、
この積分器の出力とイナーシャ初期値を加算し、電動機
模擬回路に対してイナーシャを出力する加算器と、を備
えたことを特徴とする請求項記載の電動機の制御装
置。
6. A correction circuit, comprising: an adder / subtractor that outputs a difference between an added value of a simulated speed signal and a second speed command signal and an actual rotation angular speed signal; and a polarity signal based on the first torque signal. A polarity discriminating circuit that outputs, a multiplier that multiplies the polarity signal output from the polarity discriminating circuit by a deviation from the adder / subtractor, and an integrator that integrates an output of the multiplier.
6. The motor control device according to claim 5 , further comprising: an adder that adds an output of the integrator to an initial value of inertia and outputs inertia to the motor simulation circuit.
【請求項7】 摩擦修正回路は、第1の速度制御回路か
らの第1のトルク信号をローパスフィルタを介して入力
することを特徴とする請求項乃至請求項記載の電動
機の制御装置。
7. The friction correction circuit, first the first motor control apparatus of claims 4 to 6, wherein the inputting the torque signal through a low-pass filter from the speed control circuit.
【請求項8】 摩擦修正回路は、電動機の模擬回路より
出力される模擬速度信号と第1の速度制御回路より出力
される第1のトルク信号とに基づき第1乃至第3の状態
フラグを出力する判定回路と、第1の状態フラグの立ち
上がりエッジにて加算器より出力されるトルク指令信号
をサンプル・ホールドし、第1のサンプル・トルク信号
を出力する第1のサンプル・ホールド回路と、第2の状
態フラグの立ち下がりエッジにて加算器より出力される
トルク指令信号をサンプル・ホールドし、第2のサンプ
ル・トルク信号を出力する第2のサンプル・ホールド回
路と、第3の状態フラグの立ち下がりエッジにて加算器
より出力されるトルク指令信号をサンプル・ホールド
し、第3のサンプル・トルク信号を出力する第3のサン
プル・ホールド回路と、上記第2のサンプル・トルク信
号とこの第3のサンプル・トルク信号との平均値を出力
する計算器と、この計算器の出力と上記第1のサンプル
・トルク信号との偏差を出力する減算器と、上記状態フ
ラグ1の立ち下がりエッジにてこの偏差をサンプル・ホ
ールドし、パラメータ修正信号を出力する第4のサンプ
ル・ホールド回路と、を備えたことを特徴とする請求項
乃至請求項記載の電動機の制御装置。
8. A friction correction circuit outputs first to third state flags based on a simulated speed signal output from a simulation circuit of the electric motor and a first torque signal output from a first speed control circuit. A first sample-and-hold circuit that samples and holds a torque command signal output from the adder at a rising edge of a first state flag, and outputs a first sample-torque signal; A second sample-and-hold circuit that samples and holds the torque command signal output from the adder at the falling edge of the second status flag and outputs a second sampled torque signal; A third sample and hold circuit that samples and holds a torque command signal output from the adder at a falling edge and outputs a third sample torque signal; A calculator that outputs an average value of the second sample torque signal and the third sample torque signal, and a subtraction that outputs a deviation between the output of the calculator and the first sample torque signal. And a fourth sample and hold circuit that samples and holds the deviation at the falling edge of the status flag 1 and outputs a parameter correction signal.
The control device for an electric motor according to any one of claims 4 to 7 .
【請求項9】 摩擦修正回路は、電動機の模擬回路より
出力される模擬速度信号と第1の速度制御回路より出力
される第1のトルク信号により状態フラグを出力する判
定回路と、この状態フラグの立ち上がりエッジにて加算
器より出力されるトルク指令信号をサンプル・ホールド
し、サンプル・トルク信号を出力する第1のサンプル・
ホールド回路と、トルク指令信号とこの第1のサンプル
・ホールド回路から出力されるサンプル・トルク信号T
S との偏差を出力する減算器と、状態フラグの立ち下が
りエッジにて偏差をサンプル・ホールドし、パラメータ
修正値を出力する第2のサンプル・ホールド回路と、ト
ルク指令信号と第2のサンプル・ホールド回路から出力
される摩擦モデル修正値との偏差を出力する減算器と、
状態フラグの立ち下がりエッジにて偏差をサンプル・ホ
ールドし、積分項修正値を出力する第3のサンプル・ホ
ールド回路と、を備えたことを特徴とする請求項乃至
請求項記載の電動機の制御装置。
9. A friction correction circuit comprising: a determination circuit for outputting a state flag based on a simulated speed signal output from a simulation circuit of an electric motor and a first torque signal output from a first speed control circuit; Sample and hold the torque command signal output from the adder at the rising edge of the first sampler and output the sampled torque signal.
A hold circuit, a torque command signal, and a sample torque signal T output from the first sample / hold circuit;
A subtractor that outputs a deviation from S, a second sample and hold circuit that samples and holds the deviation at the falling edge of the status flag, and outputs a parameter correction value, a torque command signal and a second sample and A subtractor that outputs a deviation from the friction model correction value output from the hold circuit,
The deviation at the falling edge of the state flag to sample and hold, a third sample and hold circuit and, characterized by comprising the claims 4 to 7, wherein the electric motor for outputting the integral term correction value Control device.
【請求項10】 摩擦修正回路は、電動機の模擬回路よ
り出力される模擬速度信号と第1の速度制御回路より出
力される第1のトルク信号とにより状態フラグ1〜3を
出力する判定回路と、状態フラグ1の立ち上がりエッジ
にて加算器より出力されるトルク指令信号をサンプル・
ホールドし、第1のサンプル・トルク信号を出力する第
1のサンプル・ホールド回路と、トルク指令信号とこの
第1のサンプル・ホールド回路から出力される第1のサ
ンプル・トルク信号との偏差を出力する減算器と、状態
フラグ2の立ち下がりエッジにて減算器からの偏差をサ
ンプル・ホールドし、第2のサンプル・トルク信号を出
力する第2のサンプル・ホールド回路と、この第2のサ
ンプル・ホールド回路から出力される第2のサンプル・
トルク信号とトルク指令信号との偏差を出力する減算器
と、状態フラグ3の立ち上がりエッジにてこの減算器か
らの偏差をサンプル・ホールドし、第3のサンプル・ト
ルク信号を出力する第3のサンプル・ホールド回路と、
トルク指令信号とこの第3のサンプル・ホールド回路か
ら出力された第3のサンプル・トルク信号との加算値を
出力する加算器と、状態フラグ1の立ち下がりエッジに
てこの加算器による加算値をサンプル・ホールドし、パ
ラメータ修正値を出力する第4のサンプル・ホールド回
路と、トルク指令信号とこの第4のサンプル・ホールド
回路から出力された摩擦モデル修正値との偏差を出力す
る減算器と、状態フラグ1の立ち下がりエッジにてこの
減算器からの偏差をサンプル・ホールドし、積分項修正
値を出力する第5のサンプル・ホールド回路と、を備え
たことを特徴とする請求項乃至請求項記載の電動機
の制御装置。
10. A friction correction circuit comprising: a determination circuit for outputting status flags 1 to 3 based on a simulated speed signal output from a simulation circuit of a motor and a first torque signal output from a first speed control circuit; Sample the torque command signal output from the adder at the rising edge of status flag 1.
A first sample / hold circuit for holding and outputting a first sample / torque signal; and outputting a deviation between a torque command signal and a first sample / torque signal output from the first sample / hold circuit. A second sample-and-hold circuit that samples and holds a deviation from the subtractor at the falling edge of the status flag 2 and outputs a second sample torque signal. The second sample output from the hold circuit
A subtractor that outputs a deviation between the torque signal and the torque command signal; and a third sample that samples and holds the deviation from the subtractor at the rising edge of the status flag 3 and outputs a third sample torque signal.・ Hold circuit,
An adder for outputting an added value of the torque command signal and the third sample / torque signal output from the third sample / hold circuit; and an addition value obtained by the adder at the falling edge of the status flag 1 A fourth sample and hold circuit that samples and holds and outputs a parameter correction value, a subtractor that outputs a deviation between a torque command signal and a friction model correction value output from the fourth sample and hold circuit, the deviation from the subtracter at the falling edge of the state flag 1 to sample and hold, and sample hold circuit 5 for outputting the integral term correction value, characterized by comprising the claims 4 to wherein Item 8. The control device for an electric motor according to Item 7 .
【請求項11】 補償トルク出力手段は、回転検出器か
らの実速度信号を所定のパラメータを用いて加工した補
償トルク信号を出力する摩擦モデル回路と、回転角指令
信号発生回路からの回転角指令信号に応じた摩擦量デー
タを記憶し、これに基づき上記摩擦モデル回路中のパラ
メータを修正するパラメータ修正信号を出力する摩擦記
憶回路と、を備えたことを特徴とする請求項2または
求項記載の電動機の制御装置。
11. A friction model circuit for outputting a compensation torque signal obtained by processing an actual speed signal from a rotation detector using predetermined parameters, and a rotation angle command from a rotation angle command signal generation circuit. storing friction amount data corresponding to the signal, claim 2 or請characterized by comprising a friction storage circuit for outputting a parameter modification signal for modifying the parameters in the friction model circuit based on this, the <br The control device for a motor according to claim 3 .
【請求項12】 摩擦モデル回路は、回転検出器から出
力された実速度信号または電動機の模擬回路から出力さ
れた模擬速度信号を比例増幅する係数器と、この係数器
の出力値を所定の値でリミットし、補償トルク信号を出
力するリミッタ回路と、摩擦修正回路より出力されるパ
ラメータ修正信号を与えられると、このリミッタ回路の
リミット値を修正するリミット値プリセット回路と、を
備えたことを特徴とする請求項乃至請求項11記載の
電動機の制御装置。
12. A friction model circuit comprising: a coefficient unit for proportionally amplifying an actual speed signal output from a rotation detector or a simulated speed signal output from a simulation circuit of an electric motor; And a limit value preset circuit for correcting a limit value of the limiter circuit when given a parameter correction signal output from the friction correction circuit. the motor controller of claim 4 through claim 11, wherein the.
【請求項13】 補償トルク出力手段は、速度指令手段
から出力されるトルク信号の指令要素とこの指令要素と
同一種の要素であって回転検出器により検出される実検
出要素とを比較し、この比較結果を予め定めた基準に照
らして電動機の回転を補正するべくクーロン摩擦の補償
トルク信号を出力することを特徴とする請求項1記載の
電動機の制御装置。
13. The compensation torque output means compares a command element of the torque signal output from the speed command means with an actual detection element which is the same kind of element as the command element and which is detected by the rotation detector. 2. The control device for an electric motor according to claim 1, wherein a compensation torque signal for Coulomb friction is output to correct the rotation of the electric motor based on the comparison result based on a predetermined reference.
【請求項14】 予め定めた基準値は、指令要素と実検
出要素とを比較し、これに基づいて修正されることを特
徴とする請求項1記載の電動機の制御装置。
14. The motor control device according to claim 1, wherein the predetermined reference value is corrected based on a comparison between the command element and the actual detection element.
【請求項15】指令要素及び実検出要素において比較さ
れる互いに同一種の要素は、回転角信号であり、各々回
転角指令信号及び実回転角信号であることを特徴とする
請求項13または請求項14記載の電動機の制御装置。
15. command elements and same type of elements to each other are compared in real detection element is a rotation angle signal, according to claim 13 or claims, characterized in that each rotational angle command signal and the actual rotation angle signal Item 15. The control device for an electric motor according to item 14.
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