JP3353436B2 - 電流増幅制御装置 - Google Patents
電流増幅制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電流をフィードバック
することのない電流増幅装置によりモーターを駆動する
場合において、モーターの逆起電圧の影響を補正しモー
ター電流指令値に対するモーターへの入力電流の誤差を
なくす方法を備えた電流増幅制御装置に関する。
することのない電流増幅装置によりモーターを駆動する
場合において、モーターの逆起電圧の影響を補正しモー
ター電流指令値に対するモーターへの入力電流の誤差を
なくす方法を備えた電流増幅制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、モーター駆動式四輪操舵車に適用
される電流増幅制御装置としては、例えば、図１０に記
載のものが知られている。
される電流増幅制御装置としては、例えば、図１０に記
載のものが知られている。
【０００３】図１０はモーター１の位置決め制御を行う
コントローラであって、モーター角位置指令値θ* とモ
ーター角位置信号θにより電流指令値Ｉ* を演算するモ
ーター位置決め制御演算部２と、モーター位置決め制御
演算部２からの電流指令値Ｉ* にしたがいモーター入力
電流を制御する電流増幅制御装置３から構成される。そ
して、電流増幅制御装置３は、実際のモーター電流Ｉを
検出し、これをフィードバックすることにより、電流指
令値Ｉ* に一致したモーター電流Ｉを得るようにしてい
る。
コントローラであって、モーター角位置指令値θ* とモ
ーター角位置信号θにより電流指令値Ｉ* を演算するモ
ーター位置決め制御演算部２と、モーター位置決め制御
演算部２からの電流指令値Ｉ* にしたがいモーター入力
電流を制御する電流増幅制御装置３から構成される。そ
して、電流増幅制御装置３は、実際のモーター電流Ｉを
検出し、これをフィードバックすることにより、電流指
令値Ｉ* に一致したモーター電流Ｉを得るようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電流増幅制御装置にあっては、実際に流れるモータ
ー電流Ｉを検出する電流検出部４や電流フィードバック
部５において三角波発生器や右回転回路部や左回転回路
部を必要とするため、コントローラのコストが高くなっ
てしまうという問題があった。
来の電流増幅制御装置にあっては、実際に流れるモータ
ー電流Ｉを検出する電流検出部４や電流フィードバック
部５において三角波発生器や右回転回路部や左回転回路
部を必要とするため、コントローラのコストが高くなっ
てしまうという問題があった。
【０００５】そこで、本出願人は、先に特願平６−３８
７１号（平成６年１月１９日出願）において、モーター
電源電圧，モーターの内部インピーダンスおよび各素子
の遅れ等を考慮し、パワートランジスタ・スイッチング
時間をモーターの位置決めを行なう演算装置により演算
し、この演算結果に基づき演算装置から直接、パワート
ランジスタのスイッチングを行なう構成とし、これによ
り、モーター電流をフィードバックすることなくモータ
ー制御部からの電流指令値と一致するモーター電流が得
られる装置を提案した。
７１号（平成６年１月１９日出願）において、モーター
電源電圧，モーターの内部インピーダンスおよび各素子
の遅れ等を考慮し、パワートランジスタ・スイッチング
時間をモーターの位置決めを行なう演算装置により演算
し、この演算結果に基づき演算装置から直接、パワート
ランジスタのスイッチングを行なう構成とし、これによ
り、モーター電流をフィードバックすることなくモータ
ー制御部からの電流指令値と一致するモーター電流が得
られる装置を提案した。
【０００６】しかしながら、この先行する電流増幅制御
装置にあっては、モーター逆起電圧の影響を考慮してい
ないため、モーターが高速で回転すると電流指令値とモ
ーターの入力電流が一致しなくなってしまい、モーター
の位置決め応答が設計者の希望する応答と異なってしま
うという問題を残している。
装置にあっては、モーター逆起電圧の影響を考慮してい
ないため、モーターが高速で回転すると電流指令値とモ
ーターの入力電流が一致しなくなってしまい、モーター
の位置決め応答が設計者の希望する応答と異なってしま
うという問題を残している。
【０００７】本発明は、このような問題に着目してなさ
れたもので、第１の目的とするところは、電流指令値に
基づきモーター電流を制御する電流増幅制御装置におい
て、電流検出部や電流フィードバック回路を必要とせず
コスト的に有利としながらモーターが高速で回転する時
に設計目標にほぼ一致するモーターの位置決め応答を得
る装置を提供することにある。
れたもので、第１の目的とするところは、電流指令値に
基づきモーター電流を制御する電流増幅制御装置におい
て、電流検出部や電流フィードバック回路を必要とせず
コスト的に有利としながらモーターが高速で回転する時
に設計目標にほぼ一致するモーターの位置決め応答を得
る装置を提供することにある。
【０００８】第２の目的とするところは、第１の目的に
加え、モーターへ入力する最大電流が制限されている場
合に精度よくモーターの逆起電圧を推定することにあ
る。
加え、モーターへ入力する最大電流が制限されている場
合に精度よくモーターの逆起電圧を推定することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため請求項１記載の第１の発明の電流増幅制御装置で
は、図１のクレーム対応図に示すように、モーターａに
電流を供給するパワートランジスタ部ｂと、モーターａ
の角位置を検出するモーター角位置検出手段ｃと、モー
ターａの電源電圧を検出するモーター電源電圧検出手段
ｄと、モーターａの動特性の非線形性やモデル化誤差を
補償しモーターの動特性が常に予め設定された線形モデ
ルとなるようにロバスト補償制御するためのモーター入
力電流を算出するモーター動特性補償部ｅと、予め設定
されたモーターａの動特性を得るためににモデルマッチ
ング演算を行ってモーター入力電流を算出するモーター
位置決め制御部ｆと、前記モーター動特性補償部ｅによ
り算出されたモーター入力電流と前記モーター位置決め
制御部ｆにより算出されたモーター入力電流を加算し、
モーター電流指令値を決定するモーター電流指令値決定
部ｇと、前記モーター位置決め制御部ｆにより算出され
たモーター入力電流と、前記モーター角位置検出手段ｃ
により検出されたモーターの角位置と、前記モーター動
特性補償部ｅで予め設定された線形モデルのモーター動
特性と、に基づきモーター角速度を推定し、推定された
モーター角速度と、予め測定したモーターの逆起電圧定
数との積算によりモーターａの逆起電圧を推定するモー
ター逆起電圧推定部ｈと、前記モーター電源電圧検出手
段ｄにより検出されたモータの電源電圧から前記モータ
ー逆起電圧推定部ｈにより推定されたモーターの逆起電
圧を減算した値を、予め測定したモーターａやパワート
ランジスタ部ｂのインピーダンスにより除算して求めた
電流値と、前記モーター電流指令値決定部ｇにより決定
したモーター電流指令値との比に応じて前記パワートラ
ンジスタ部ｂの基本スイッチング時間を決定する基本ス
イッチング時間演算部ｉと、前記モーター電流指令値と
前記基本スイッチング時間に基づいて、前記パワートラ
ンジスタ部ｂのスイッチングを制御するパワートランジ
スタ・スイッチング制御部ｊと、を備えていることを特
徴とする。
るため請求項１記載の第１の発明の電流増幅制御装置で
は、図１のクレーム対応図に示すように、モーターａに
電流を供給するパワートランジスタ部ｂと、モーターａ
の角位置を検出するモーター角位置検出手段ｃと、モー
ターａの電源電圧を検出するモーター電源電圧検出手段
ｄと、モーターａの動特性の非線形性やモデル化誤差を
補償しモーターの動特性が常に予め設定された線形モデ
ルとなるようにロバスト補償制御するためのモーター入
力電流を算出するモーター動特性補償部ｅと、予め設定
されたモーターａの動特性を得るためににモデルマッチ
ング演算を行ってモーター入力電流を算出するモーター
位置決め制御部ｆと、前記モーター動特性補償部ｅによ
り算出されたモーター入力電流と前記モーター位置決め
制御部ｆにより算出されたモーター入力電流を加算し、
モーター電流指令値を決定するモーター電流指令値決定
部ｇと、前記モーター位置決め制御部ｆにより算出され
たモーター入力電流と、前記モーター角位置検出手段ｃ
により検出されたモーターの角位置と、前記モーター動
特性補償部ｅで予め設定された線形モデルのモーター動
特性と、に基づきモーター角速度を推定し、推定された
モーター角速度と、予め測定したモーターの逆起電圧定
数との積算によりモーターａの逆起電圧を推定するモー
ター逆起電圧推定部ｈと、前記モーター電源電圧検出手
段ｄにより検出されたモータの電源電圧から前記モータ
ー逆起電圧推定部ｈにより推定されたモーターの逆起電
圧を減算した値を、予め測定したモーターａやパワート
ランジスタ部ｂのインピーダンスにより除算して求めた
電流値と、前記モーター電流指令値決定部ｇにより決定
したモーター電流指令値との比に応じて前記パワートラ
ンジスタ部ｂの基本スイッチング時間を決定する基本ス
イッチング時間演算部ｉと、前記モーター電流指令値と
前記基本スイッチング時間に基づいて、前記パワートラ
ンジスタ部ｂのスイッチングを制御するパワートランジ
スタ・スイッチング制御部ｊと、を備えていることを特
徴とする。
【００１０】上記第２の目的を達成するため請求項２記
載の第２の発明の電流増幅制御装置では、図１のクレー
ム対応図に示すように、請求項１記載の電流増幅制御装
置において、前記モーターａへ入力する最大電流が制限
されている場合、前記モーター逆起電圧推定部ｈは、逆
起電圧推定に用いる電流値ｕとして、 Ｉ* ≦Ｉmax のとき、 ｕ＝ＩM* Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*≦Ｉmax のとき、 ｕ＝ＩM*−｛ＩR*−（Ｉmax −ＩM*）｝／２ Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*＞Ｉmax のとき、 ｕ＝Ｉmax ここで、 ｕ；逆起電圧推定に用いる電流値 Ｉ* ；モーター電流指令値 Ｉmax ；モーター入力電流最大値 ＩM*；モーター位置決め電流 ＩR*；モーター動特性補償電流 を用いることを特徴とする。
載の第２の発明の電流増幅制御装置では、図１のクレー
ム対応図に示すように、請求項１記載の電流増幅制御装
置において、前記モーターａへ入力する最大電流が制限
されている場合、前記モーター逆起電圧推定部ｈは、逆
起電圧推定に用いる電流値ｕとして、 Ｉ* ≦Ｉmax のとき、 ｕ＝ＩM* Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*≦Ｉmax のとき、 ｕ＝ＩM*−｛ＩR*−（Ｉmax −ＩM*）｝／２ Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*＞Ｉmax のとき、 ｕ＝Ｉmax ここで、 ｕ；逆起電圧推定に用いる電流値 Ｉ* ；モーター電流指令値 Ｉmax ；モーター入力電流最大値 ＩM*；モーター位置決め電流 ＩR*；モーター動特性補償電流 を用いることを特徴とする。
【００１１】
【作用】第１の発明の作用を説明する。
【００１２】パワートランジスタ部ｂからモーターａへ
の電流供給時、モーター動特性補償部ｅにおいて、モー
ターａの動特性の非線形性やモデル化誤差を補償しモー
ターの動特性が常に予め設定された線形モデルとなるよ
うにロバスト補償制御するためのモーター入力電流が算
出され、モーター位置決め制御部ｆにおいて、予め設定
されたモーターａの動特性を得るためにモデルマッチン
グ演算を行ってモーター入力電流が算出され、モーター
電流指令値決定部ｇにおいて、前記モーター動特性補償
部ｅにより算出されたモーター入力電流と前記モーター
位置決め制御部ｆにより算出されたモーター入力電流を
加算し、モーター電流指令値が決定される。そして、モ
ーター逆起電圧推定部ｈにおいて、前記モーター位置決
め制御部ｆにより算出されたモーター入力電流と、前記
モーター角位置検出手段ｃにより検出されたモーターの
角位置と、前記モーター動特性補償部ｅで予め設定され
た線形モデルのモーター動特性と、に基づきモーター角
速度を推定し、推定されたモーター角速度と、予め測定
したモーターの逆起電圧定数との積算によりモーターａ
の逆起電圧が推定される。そして、基本スイッチング時
間演算部ｉにおいて、モーター電源電圧検出手段ｄによ
り検出されたモータの電源電圧から前記モーター逆起電
圧推定部ｈにより推定されたモーターの逆起電圧を減算
した値を、予め測定したモーターａやパワートランジス
タ部ｂのインピーダンスにより除算して求めた電流値
と、前記モーター電流指令値決定部ｇにより決定したモ
ーター電流指令値との比に応じて前記パワートランジス
タ部ｂの基本スイッチング時間が決定され、パワートラ
ンジスタ・スイッチング制御部ｊにおいて、前記モータ
ー電流指令値と前記基本スイッチング時間に基づいて、
前記パワートランジスタ部ｂのスイッチングが制御され
る。
の電流供給時、モーター動特性補償部ｅにおいて、モー
ターａの動特性の非線形性やモデル化誤差を補償しモー
ターの動特性が常に予め設定された線形モデルとなるよ
うにロバスト補償制御するためのモーター入力電流が算
出され、モーター位置決め制御部ｆにおいて、予め設定
されたモーターａの動特性を得るためにモデルマッチン
グ演算を行ってモーター入力電流が算出され、モーター
電流指令値決定部ｇにおいて、前記モーター動特性補償
部ｅにより算出されたモーター入力電流と前記モーター
位置決め制御部ｆにより算出されたモーター入力電流を
加算し、モーター電流指令値が決定される。そして、モ
ーター逆起電圧推定部ｈにおいて、前記モーター位置決
め制御部ｆにより算出されたモーター入力電流と、前記
モーター角位置検出手段ｃにより検出されたモーターの
角位置と、前記モーター動特性補償部ｅで予め設定され
た線形モデルのモーター動特性と、に基づきモーター角
速度を推定し、推定されたモーター角速度と、予め測定
したモーターの逆起電圧定数との積算によりモーターａ
の逆起電圧が推定される。そして、基本スイッチング時
間演算部ｉにおいて、モーター電源電圧検出手段ｄによ
り検出されたモータの電源電圧から前記モーター逆起電
圧推定部ｈにより推定されたモーターの逆起電圧を減算
した値を、予め測定したモーターａやパワートランジス
タ部ｂのインピーダンスにより除算して求めた電流値
と、前記モーター電流指令値決定部ｇにより決定したモ
ーター電流指令値との比に応じて前記パワートランジス
タ部ｂの基本スイッチング時間が決定され、パワートラ
ンジスタ・スイッチング制御部ｊにおいて、前記モータ
ー電流指令値と前記基本スイッチング時間に基づいて、
前記パワートランジスタ部ｂのスイッチングが制御され
る。
【００１３】したがって、電流検出部や電流フィードバ
ック回路を必要とせずコスト的に有利としながら、モー
ターａの動的特性と位置決め電流と角位置情報を用いて
モーター逆起電圧が推定され、この推定逆起電圧を用い
て直接検出したモーター電源電圧を補正することで、モ
ーターａが高速で回転する場合においても設計目標にほ
ぼ一致するモーターａの位置決め応答が得られる。
ック回路を必要とせずコスト的に有利としながら、モー
ターａの動的特性と位置決め電流と角位置情報を用いて
モーター逆起電圧が推定され、この推定逆起電圧を用い
て直接検出したモーター電源電圧を補正することで、モ
ーターａが高速で回転する場合においても設計目標にほ
ぼ一致するモーターａの位置決め応答が得られる。
【００１４】第２の発明の作用を説明する。
【００１５】モーターａへ入力する最大電流が制限され
ている場合、前記モーター逆起電圧推定部ｈにおいて逆
起電圧推定に用いる電流値ｕを、上記のように、電流指
令値Ｉ* に対するモーター入力電流最大値Ｉmax とモー
ター位置決め電流ＩM*に対するモーター入力電流最大値
Ｉmax との大小関係に応じ、ＩM*からＩmax までモータ
ー動特性補償部ｅとモーター位置決め制御部ｆとの重み
づけを同じに規定することで、より正確にモーターａの
角速度を推定でき、この結果、モーターａへ入力する最
大電流が制限されている場合に精度よくモーターａの逆
起電圧を推定することができる。
ている場合、前記モーター逆起電圧推定部ｈにおいて逆
起電圧推定に用いる電流値ｕを、上記のように、電流指
令値Ｉ* に対するモーター入力電流最大値Ｉmax とモー
ター位置決め電流ＩM*に対するモーター入力電流最大値
Ｉmax との大小関係に応じ、ＩM*からＩmax までモータ
ー動特性補償部ｅとモーター位置決め制御部ｆとの重み
づけを同じに規定することで、より正確にモーターａの
角速度を推定でき、この結果、モーターａへ入力する最
大電流が制限されている場合に精度よくモーターａの逆
起電圧を推定することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１７】まず、構成を説明する。
【００１８】図２は本発明実施例の電流増幅制御装置を
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
【００１９】実施例装置は、図２に示すように、モータ
ー１００（モーターａに相当），コントローラ１０１，
角位置検出装置１０２（モーター角位置検出手段ｃに相
当）で構成されている。
ー１００（モーターａに相当），コントローラ１０１，
角位置検出装置１０２（モーター角位置検出手段ｃに相
当）で構成されている。
【００２０】前記コントローラ１０１は、モーター角位
置検出装置１０２からのモーター角位置信号θとモータ
ー電源電圧ＶE とモーター角位置指令値θ* を入力し、
パワートランジスタ制御信号を出力する演算装置１１１
と、パワートランジスタ制御信号に基づいてモーター１
００に電流を供給するパワートランジスタ部１１０（パ
ワートランジスタ部ｂに相当）で構成されている。
置検出装置１０２からのモーター角位置信号θとモータ
ー電源電圧ＶE とモーター角位置指令値θ* を入力し、
パワートランジスタ制御信号を出力する演算装置１１１
と、パワートランジスタ制御信号に基づいてモーター１
００に電流を供給するパワートランジスタ部１１０（パ
ワートランジスタ部ｂに相当）で構成されている。
【００２１】前記演算装置１１１は、モーター位置決め
制御部１３０と、電流増幅制御演算部１３１とを有して
構成されている。
制御部１３０と、電流増幅制御演算部１３１とを有して
構成されている。
【００２２】前記モーター位置決め制御部１３０につい
て、後輪操舵制御系と本実施例の電流増幅制御装置とを
組み合わせてモーター位置決めコントローラを構成した
場合について説明する（図３参照）。
て、後輪操舵制御系と本実施例の電流増幅制御装置とを
組み合わせてモーター位置決めコントローラを構成した
場合について説明する（図３参照）。
【００２３】モーター位置決め制御部１３０は、ロバス
ト補償により制御対象の非線形性やモデルか誤差を補償
し制御対象が常に設計者が定めた線形モデルになるよう
制御するロバスト補償器１３０ａ（モータ動特性補償部
ｅに相当）と、制御対象の応答が設計者が希望する応答
になるように制御するモデルマッチング制御部１３０ｂ
（モーター位置決め制御部ｆに相当）と、パワートラン
ジスタ部１１０等の素子の能力を考慮し、ロバスト補償
器１３０ａの出力ＩR*とモデルマッチング制御部１３０
ｂの出力ＩM*を加え合わせた値の最大値に制限を加えて
電流指令値Ｉ* を算出するモーター入力電流制限部１３
０ｃ（モーター指令電流値決定部ｇに相当）からなり、
電流増幅制御演算部１３１に各演算結果であるモーター
電流指令値Ｉ* ，モーター動特性補償電流ＩR*，モータ
ー位置決め電流ＩM*，モータ角位置θを出力する。
ト補償により制御対象の非線形性やモデルか誤差を補償
し制御対象が常に設計者が定めた線形モデルになるよう
制御するロバスト補償器１３０ａ（モータ動特性補償部
ｅに相当）と、制御対象の応答が設計者が希望する応答
になるように制御するモデルマッチング制御部１３０ｂ
（モーター位置決め制御部ｆに相当）と、パワートラン
ジスタ部１１０等の素子の能力を考慮し、ロバスト補償
器１３０ａの出力ＩR*とモデルマッチング制御部１３０
ｂの出力ＩM*を加え合わせた値の最大値に制限を加えて
電流指令値Ｉ* を算出するモーター入力電流制限部１３
０ｃ（モーター指令電流値決定部ｇに相当）からなり、
電流増幅制御演算部１３１に各演算結果であるモーター
電流指令値Ｉ* ，モーター動特性補償電流ＩR*，モータ
ー位置決め電流ＩM*，モータ角位置θを出力する。
【００２４】前記電流増幅制御演算部１３１は、図２に
示すように、モータ電源電圧検出部１２０（モーター電
源電圧検出手段ｄに相当）と、基本ＤＵＴＹ比演算部１
２１（基本スイッチング時間演算部ｉに相当）と、ＤＵ
ＴＹ比補正量演算部１２２と、パワートランジスタ・ス
イッチング制御部１２３（パワートランジスタ・スイッ
チング制御部ｊに相当）と、モータ逆起電圧推定部（モ
ータ逆起電圧推定部ｈに相当）１２４を有して構成され
ている。
示すように、モータ電源電圧検出部１２０（モーター電
源電圧検出手段ｄに相当）と、基本ＤＵＴＹ比演算部１
２１（基本スイッチング時間演算部ｉに相当）と、ＤＵ
ＴＹ比補正量演算部１２２と、パワートランジスタ・ス
イッチング制御部１２３（パワートランジスタ・スイッ
チング制御部ｊに相当）と、モータ逆起電圧推定部（モ
ータ逆起電圧推定部ｈに相当）１２４を有して構成され
ている。
【００２５】前記モーター電源電圧検出部１２０は、モ
ーター１００の電源電圧ＶE を検出する。前記基本ＤＵ
ＴＹ比演算部１２１は、予め測定してあるモーター１０
０の内部抵抗やパワートランジスタ部１１０のＯＮ抵抗
等の合成抵抗値とモーター電源電圧ＶE からパワートラ
ンジスタ・スイッチング周期ＦW におけるスイッチング
ＯＮの比率（ＰＷＭ−ＤＵＴＹ比）を算出し、パワート
ランジスタ部１１０の基本出力段スイッチング時間ＴD
を演算する。前記ＤＵＴＹ比補正量演算部１２２は、基
本ＤＵＴＹ比演算部１２１で演算される基本出力段スイ
ッチング時間ＴDの補正量を演算し、補正出力段スイッ
チング時間ＴC を算出する。前記パワートランジスタ・
スイッチング制御部１２３は、基本出力段スイッチング
時間ＴD と補正出力段スイッチング時間ＴC を加え合わ
せた時間ＴONとモーター電流指令値Ｉ* に基づいて、パ
ワートランジスタ部１１０のスイッチングを制御するパ
ワートランジスタ制御信号を出力する。
ーター１００の電源電圧ＶE を検出する。前記基本ＤＵ
ＴＹ比演算部１２１は、予め測定してあるモーター１０
０の内部抵抗やパワートランジスタ部１１０のＯＮ抵抗
等の合成抵抗値とモーター電源電圧ＶE からパワートラ
ンジスタ・スイッチング周期ＦW におけるスイッチング
ＯＮの比率（ＰＷＭ−ＤＵＴＹ比）を算出し、パワート
ランジスタ部１１０の基本出力段スイッチング時間ＴD
を演算する。前記ＤＵＴＹ比補正量演算部１２２は、基
本ＤＵＴＹ比演算部１２１で演算される基本出力段スイ
ッチング時間ＴDの補正量を演算し、補正出力段スイッ
チング時間ＴC を算出する。前記パワートランジスタ・
スイッチング制御部１２３は、基本出力段スイッチング
時間ＴD と補正出力段スイッチング時間ＴC を加え合わ
せた時間ＴONとモーター電流指令値Ｉ* に基づいて、パ
ワートランジスタ部１１０のスイッチングを制御するパ
ワートランジスタ制御信号を出力する。
【００２６】前記モータ逆起電圧推定部１２４は、モー
ター電流指令値Ｉ* ，モーター位置決め電流ＩM*，モー
タ角位置θを入力し、ロバスト補償器１３０ａにより線
形化された制御対象の伝達特性から図４に示すようなモ
ーター角速度推定器を構成し、このモーター角速度推定
器から得られるモーター角速度推定値ｄθ# と、予め測
定したモーター１００の諸元値である逆起電圧定数ＫR
によりモーター１００が回転することにより生じる逆起
電圧ＶR が推定検出される。
ター電流指令値Ｉ* ，モーター位置決め電流ＩM*，モー
タ角位置θを入力し、ロバスト補償器１３０ａにより線
形化された制御対象の伝達特性から図４に示すようなモ
ーター角速度推定器を構成し、このモーター角速度推定
器から得られるモーター角速度推定値ｄθ# と、予め測
定したモーター１００の諸元値である逆起電圧定数ＫR
によりモーター１００が回転することにより生じる逆起
電圧ＶR が推定検出される。
【００２７】尚、この実施例で使用する上付き符号で、
＊は目標値を表し、＃は推定値を表すものとする。
＊は目標値を表し、＃は推定値を表すものとする。
【００２８】次に、作用を説明する。
【００２９】［電流増幅制御作動処理］図５はコントロ
ーラ１０１の演算装置１１１で行なわれる電流増幅制御
作動処理を示すフローチャートで、以下、各ステップに
ついて説明する。
ーラ１０１の演算装置１１１で行なわれる電流増幅制御
作動処理を示すフローチャートで、以下、各ステップに
ついて説明する。
【００３０】ステップ５０では、モーター１００の位置
決め時間であるか否かが判断される。
決め時間であるか否かが判断される。
【００３１】ステップ５１では、モーター角位置信号θ
とモーター角位置指令値θ* とが入力される。
とモーター角位置指令値θ* とが入力される。
【００３２】ステップ５２では、ロバスト補償器１３０
ａにおいてモーター動特性補償電流ＩR*が算出される。
ａにおいてモーター動特性補償電流ＩR*が算出される。
【００３３】ステップ５３では、モデルマッチング制御
部１３０ｂにおいてモーター位置決め電流ＩM*が算出さ
れる。
部１３０ｂにおいてモーター位置決め電流ＩM*が算出さ
れる。
【００３４】ステップ５４では、モーター動特性補償電
流ＩR*とモーター位置決め電流ＩM*とを加算することで
モーター電流指令値Ｉ* が決定される。
流ＩR*とモーター位置決め電流ＩM*とを加算することで
モーター電流指令値Ｉ* が決定される。
【００３５】ステップ５５では、パワートランジスタ制
御信号の演算時間であるか否かが判断される。
御信号の演算時間であるか否かが判断される。
【００３６】ステップ５６では、モーター電源電圧ＶE
が入力される。
が入力される。
【００３７】ステップ５７では、モーター逆起電圧推定
部１２４において、モーター角位置信号θとモーター動
特性補償電流ＩR*とモーター位置決め電流ＩM*により逆
起電圧ＶR が算出される。
部１２４において、モーター角位置信号θとモーター動
特性補償電流ＩR*とモーター位置決め電流ＩM*により逆
起電圧ＶR が算出される。
【００３８】ステップ５８では、モーター電源電圧ＶE
と逆起電圧ＶR とモーター電流指令値Ｉ* と予め測定し
てあるモーター１００の内部抵抗やパワートランジスタ
部１１０のＯＮ抵抗等の合成抵抗値ＲM により、パワー
トランジスタ・スイッチング周期ＦW におけるスイッチ
ングＯＮの比率（ＰＷＭ−ＤＵＴＹ比）ＤT が算出され
る。
と逆起電圧ＶR とモーター電流指令値Ｉ* と予め測定し
てあるモーター１００の内部抵抗やパワートランジスタ
部１１０のＯＮ抵抗等の合成抵抗値ＲM により、パワー
トランジスタ・スイッチング周期ＦW におけるスイッチ
ングＯＮの比率（ＰＷＭ−ＤＵＴＹ比）ＤT が算出され
る。
【００３９】ステップ５９では、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ比Ｄ
T とパワートランジスタ・スイッチング周期ＦW により
基本出力段スイッチング時間であるパワートランジスタ
ＯＮ基準時間ＴD が算出され、このパワートランジスタ
ＯＮ基準時間ＴD とパワートランジスタ部１１０におけ
るゲート抵抗Ｒ1 とゲート容量Ｃ1 によりパワートラン
ジスタ部１１０の補正出力段スイッチング時間であるゲ
ートのスイッチング延長時間ＴC が算出される。
T とパワートランジスタ・スイッチング周期ＦW により
基本出力段スイッチング時間であるパワートランジスタ
ＯＮ基準時間ＴD が算出され、このパワートランジスタ
ＯＮ基準時間ＴD とパワートランジスタ部１１０におけ
るゲート抵抗Ｒ1 とゲート容量Ｃ1 によりパワートラン
ジスタ部１１０の補正出力段スイッチング時間であるゲ
ートのスイッチング延長時間ＴC が算出される。
【００４０】ステップ６０では、ゲートのスイッチング
延長時間ＴC とパワートランジスタＯＮ基準時間ＴD に
よりパワートランジスタスイッチ時間ＴON（＝ＴD ＋Ｔ
C ）が算出される。
延長時間ＴC とパワートランジスタＯＮ基準時間ＴD に
よりパワートランジスタスイッチ時間ＴON（＝ＴD ＋Ｔ
C ）が算出される。
【００４１】ステップ６１では、モーター電流指令値Ｉ
* から出力方向（正転か逆転か）を決定し、パワートラ
ンジスタスイッチ時間ＴONにしたがって、パワートラン
ジスタ・スイッチング制御信号が出力される。
* から出力方向（正転か逆転か）を決定し、パワートラ
ンジスタスイッチ時間ＴONにしたがって、パワートラン
ジスタ・スイッチング制御信号が出力される。
【００４２】［電流増幅制御作用］電流増幅制御は、図
５に示すフローチャートにしたがって行なわれる。
５に示すフローチャートにしたがって行なわれる。
【００４３】すなわち、ステップ５７では、モーター逆
起電圧推定部１２４において逆起電圧ＶR が算出される
が、このモーター逆起電圧ＶR の推定について説明す
る。
起電圧推定部１２４において逆起電圧ＶR が算出される
が、このモーター逆起電圧ＶR の推定について説明す
る。
【００４４】まず、ロバスト補償器１３０ａにより線形
化された制御対象の伝達特性から図４に示すようなモー
タ角速度推定器が構成されるが、線形化された制御対象
の伝達特性は、下記の式で表すことができる。
化された制御対象の伝達特性から図４に示すようなモー
タ角速度推定器が構成されるが、線形化された制御対象
の伝達特性は、下記の式で表すことができる。
【００４５】 θ＝ｎmo／（ｓ2 ＋ｄm1ｓ＋ｄmo） …(1) ただし、ｓ；微分演算子 また、モーター角速度推定器の状態方程式は、下記の式
で表すことができる。
で表すことができる。
【００４６】 ｄω／ｄｔ＝Ａ#・ω＋Ｋθ＋Ｂ#・ｕ …(2) ｄθ# ＝Ｄω＋Ｈθ …(3) ただし、ｕ；モーター角速度推定器入力（＝ＩM*） Ａ# ＝−ｄm1−Ｌ Ｂ# ＝Ｌｎmo Ｋ＝−Ｌ（ｄm1＋Ｌ）−ｄmo Ｈ＝Ｌ ｄθ# ；モーター角速度推定値 Ｌ；設計者が任意に設定する定数 上記式から算出されるモーター角速度推定値ｄθ# と、
予め測定したモーター１００の諸元値である逆起電圧定
数ＫR により、モーター１００が回転することにより生
じる逆起電圧ＶR は下記の式にて推定算出される。
予め測定したモーター１００の諸元値である逆起電圧定
数ＫR により、モーター１００が回転することにより生
じる逆起電圧ＶR は下記の式にて推定算出される。
【００４７】 ＶR ＝ＫR・ｄθ# …(4) そして、ステップ５８において、パワートランジスタ・
スイッチング周期ＦWにおけるスイッチングＯＮの比率
であるＰＷＭ−ＤＵＴＹ比ＤT が、検出されるモーター
電源電圧ＶE を逆起電圧ＶR により補正した項（ＶE −
ＶR ）を用いた下記の式で求められる。
スイッチング周期ＦWにおけるスイッチングＯＮの比率
であるＰＷＭ−ＤＵＴＹ比ＤT が、検出されるモーター
電源電圧ＶE を逆起電圧ＶR により補正した項（ＶE −
ＶR ）を用いた下記の式で求められる。
【００４８】 ＩMAX ＝（ＶE −ＶR ）／ＲM …(5) ただし、ＩMAX ；ＰＷＭ−ＤＵＴＹ比１００％時の電流
値 ＤT ＝Ｉ* ／ＩMAX …(6) しかし、このようなパワートランジスタ部１１０をスイ
ッチングすることによりモーター電流Ｉを制御するよう
な電流増幅制御方法だけでは、パワートランジスタ部１
１０のゲート抵抗（配線抵抗等を含む）Ｒ1 とゲート容
量Ｃ1 によるゲート電圧ＶC の応答遅れと、ゲートのス
イッチングの遅れのため、モーター印加電圧は、電流印
加開始側で遅れを持った波形となり、モーター電流指令
値Ｉ* とモーター電流とは一致しない。
値 ＤT ＝Ｉ* ／ＩMAX …(6) しかし、このようなパワートランジスタ部１１０をスイ
ッチングすることによりモーター電流Ｉを制御するよう
な電流増幅制御方法だけでは、パワートランジスタ部１
１０のゲート抵抗（配線抵抗等を含む）Ｒ1 とゲート容
量Ｃ1 によるゲート電圧ＶC の応答遅れと、ゲートのス
イッチングの遅れのため、モーター印加電圧は、電流印
加開始側で遅れを持った波形となり、モーター電流指令
値Ｉ* とモーター電流とは一致しない。
【００４９】そこで、上記遅れの影響によるパワートラ
ンジスタ・スイッチング基準信号に対するモーター印加
電圧Ｖ ME の欠損部分と等しい面積になるように、ゲート
のスイッチング時間を延長すればよい。
ンジスタ・スイッチング基準信号に対するモーター印加
電圧Ｖ ME の欠損部分と等しい面積になるように、ゲート
のスイッチング時間を延長すればよい。
【００５０】まず、モーター印加電圧Ｖ ME の欠損部分の
面積ＳGは次式により算出される。
面積ＳGは次式により算出される。
【００５１】 ＳG ＝ＶME＊ＴD −∫｛１−ｅｘｐ（−ｔ／ＴG ）ＶME｝ｄｔ＋ＶME＊ＬG ＝ＶME＊ＴD −［ｔ＋ｅｘｐ（−ｔ／ＴG ）／ＴG ］0 TD*ＶME＋ＶME＊ＬG ＝（ＶME／ＴG ）｛１−ｅｘｐ（−ＴD ／ＴG ）｝＋ＶME＊ＬG …(7) ただし、ＴG ＝Ｒ1 ＊Ｃ1 ；ゲート抵抗、ゲート容量に
よる時定数 ＴD ＝ＤT ／ＦW ；パワートランジスタＯＮ基準時間 ＬG ；ゲートのスイッチング遅れ時間 したがって、ゲートのスイッチング延長時間ＴC は以下
の(8) 式となる。
よる時定数 ＴD ＝ＤT ／ＦW ；パワートランジスタＯＮ基準時間 ＬG ；ゲートのスイッチング遅れ時間 したがって、ゲートのスイッチング延長時間ＴC は以下
の(8) 式となる。
【００５２】 ＴC ＝（１／ＴG ）｛１−ｅｘｐ（−ｔ／ＴG ）｝＋ＬG …(8) ここで、ＬG ，Ｒ1 ，Ｃ1 の値は、素子の規格及び実験
から予め求めておく。また、このスイッチング延長時間
ＴC は、パワートランジスタＯＮ基準時間ＴD を関数と
するマップにより求めるようにしてもよい。
から予め求めておく。また、このスイッチング延長時間
ＴC は、パワートランジスタＯＮ基準時間ＴD を関数と
するマップにより求めるようにしてもよい。
【００５３】そして、ステップ６０において、パワート
ランジスタＯＮ基準時間ＴD と、ゲートのスイッチング
延長時間ＴC ，パワートランジスタＯＮ基準時間ＴD よ
りパワートランジスタスイッチ時間ＴONが、下記の式に
て算出される。
ランジスタＯＮ基準時間ＴD と、ゲートのスイッチング
延長時間ＴC ，パワートランジスタＯＮ基準時間ＴD よ
りパワートランジスタスイッチ時間ＴONが、下記の式に
て算出される。
【００５４】 ＴON＝ＴD ＋ＴC …(9) さらに、ステップ６１では、モーター電流指令値Ｉ* か
ら出力方向（正転か逆転か）が決定され、パワートラン
ジスタスイッチ時間ＴONにしたがって、パワートランジ
スタ・スイッチング制御信号が出力される。
ら出力方向（正転か逆転か）が決定され、パワートラン
ジスタスイッチ時間ＴONにしたがって、パワートランジ
スタ・スイッチング制御信号が出力される。
【００５５】以上のような演算処理を実行することによ
り、モーター電流をフィードバックすることなく、モー
ター１００が高速で回転するような位置決め応答時にお
いてもモーター電流指令値Ｉ* とモーター電流Ｉとの一
致性が高い高応答による電流増幅制御を達成することが
できる。
り、モーター電流をフィードバックすることなく、モー
ター１００が高速で回転するような位置決め応答時にお
いてもモーター電流指令値Ｉ* とモーター電流Ｉとの一
致性が高い高応答による電流増幅制御を達成することが
できる。
【００５６】［逆起電圧推定の他の例］上述した逆起電
圧推定方法では、モーター逆起電圧推定部１２４のモー
ター角速度推定器の入力ｕは、線形化された制御対象に
対し所望の応答を得るための入力であるモデルマッチン
グ制御部１３０ｂの出力であるモーター位置決め電流Ｉ
M*を用いている。
圧推定方法では、モーター逆起電圧推定部１２４のモー
ター角速度推定器の入力ｕは、線形化された制御対象に
対し所望の応答を得るための入力であるモデルマッチン
グ制御部１３０ｂの出力であるモーター位置決め電流Ｉ
M*を用いている。
【００５７】しかし、モーター位置決め電流ＩM*とモー
ター動特性補償電流ＩR*とを加算したモーター電流指令
値Ｉ* の最大値が制限されるような場合、モーター１０
０に入力されるモーター位置決め電流ＩM*の寄与率が明
らかではないので、モーター角速度推定器入力ｕを決定
するのに以下のような条件を施すことにする。本条件を
付加することにより、より正確にモーター１００の角速
度を推定することが可能となる。
ター動特性補償電流ＩR*とを加算したモーター電流指令
値Ｉ* の最大値が制限されるような場合、モーター１０
０に入力されるモーター位置決め電流ＩM*の寄与率が明
らかではないので、モーター角速度推定器入力ｕを決定
するのに以下のような条件を施すことにする。本条件を
付加することにより、より正確にモーター１００の角速
度を推定することが可能となる。
【００５８】Ｉ* ≦Ｉmax のとき、 ｕ＝ＩM* Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*≦Ｉmax のとき、 本位置決め制御系におけるロバスト補償器１３０ａとモ
デルマッチング制御部１３０ｂの重みは同じであるの
で、 ｕ＝ＩM*−｛ＩR*−（Ｉmax −ＩM*）｝／２ Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*＞Ｉmax のとき、 ｕ＝Ｉmax ここで、Ｉmax はモーター入力電流制限部１３０ｃの制
限値である。
デルマッチング制御部１３０ｂの重みは同じであるの
で、 ｕ＝ＩM*−｛ＩR*−（Ｉmax −ＩM*）｝／２ Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*＞Ｉmax のとき、 ｕ＝Ｉmax ここで、Ｉmax はモーター入力電流制限部１３０ｃの制
限値である。
【００５９】［シミュレーション結果］図６はモーター
の逆起電圧を考慮しない先行技術におけるステップ応答
特性であって、モーター電源電圧がモーターの逆起電圧
により補正されなくてＤＵＴＹ比の算出に用いる値が一
定の電圧により与えられるので、モーター角位置特性に
おいて、目標特性に対し実特性に大きなズレが生じてい
る。
の逆起電圧を考慮しない先行技術におけるステップ応答
特性であって、モーター電源電圧がモーターの逆起電圧
により補正されなくてＤＵＴＹ比の算出に用いる値が一
定の電圧により与えられるので、モーター角位置特性に
おいて、目標特性に対し実特性に大きなズレが生じてい
る。
【００６０】図７は第１の発明実施例を適用した場合の
ステップ応答特性であって、モーター電源電圧が推定さ
れるモーターの逆起電圧により補正されることで、ＤＵ
ＴＹ比の算出に用いる値が実際値に近似し、モーター角
位置特性において、目標特性に対して実特性の一致性が
高く、第１の発明の有効性が確認された。
ステップ応答特性であって、モーター電源電圧が推定さ
れるモーターの逆起電圧により補正されることで、ＤＵ
ＴＹ比の算出に用いる値が実際値に近似し、モーター角
位置特性において、目標特性に対して実特性の一致性が
高く、第１の発明の有効性が確認された。
【００６１】図８は第１の発明を適用した場合のモータ
印加電圧比較特性図であり、図９は第２の発明であるモ
ーター角速度推定器の入力ｕに上記条件を付加した場合
のモータ印加電圧比較特性図である。
印加電圧比較特性図であり、図９は第２の発明であるモ
ーター角速度推定器の入力ｕに上記条件を付加した場合
のモータ印加電圧比較特性図である。
【００６２】このシミュレーション結果の比較から、モ
ーター角速度推定器の入力ｕに上記条件を付加すること
で、条件を付加しない場合に比べてより正確にモーター
の逆起電圧を推定することができることが確認された。
ーター角速度推定器の入力ｕに上記条件を付加すること
で、条件を付加しない場合に比べてより正確にモーター
の逆起電圧を推定することができることが確認された。
【００６３】次に、効果を説明する。
【００６４】（１）実施例の電流増幅制御装置にあって
は、モーター１００の動的特性と、モーター１００の位
置決め電流ＩM*と、モーター１００の角位置信号θによ
りモーター１００の逆起電圧ＶR を推定し、この推定し
た逆起電圧ＶR を用いて直接検出したモーター電源電圧
ＶE を補正し、パワートランジスタ部１１０のスイッチ
ングを制御する装置としたため、電流検出部や電流フィ
ードバック回路を必要とせずコスト的に有利としなが
ら、モーター１００が高速で回転する時に設計目標にほ
ぼ一致するモーター１００の位置決め応答を得る装置を
提供することができる。
は、モーター１００の動的特性と、モーター１００の位
置決め電流ＩM*と、モーター１００の角位置信号θによ
りモーター１００の逆起電圧ＶR を推定し、この推定し
た逆起電圧ＶR を用いて直接検出したモーター電源電圧
ＶE を補正し、パワートランジスタ部１１０のスイッチ
ングを制御する装置としたため、電流検出部や電流フィ
ードバック回路を必要とせずコスト的に有利としなが
ら、モーター１００が高速で回転する時に設計目標にほ
ぼ一致するモーター１００の位置決め応答を得る装置を
提供することができる。
【００６５】（２）実施例の電流増幅制御装置にあって
は、逆起電圧ＶR を推定するにあたって、モーター位置
決め電流ＩM*とモーター動特性補償電流ＩR*とを加算し
たモーター電流指令値Ｉ* の最大値が制限されるような
場合、モーター角速度推定器入力ｕを決定する条件を付
加する装置としたため、モーター１００に入力されるモ
ーター位置決め電流ＩM*の寄与率が明らかとなり、より
正確にモーター１００の角速度を推定することが可能と
なり、この結果、モーター逆起電圧ＶR の推定精度を高
めることができる。
は、逆起電圧ＶR を推定するにあたって、モーター位置
決め電流ＩM*とモーター動特性補償電流ＩR*とを加算し
たモーター電流指令値Ｉ* の最大値が制限されるような
場合、モーター角速度推定器入力ｕを決定する条件を付
加する装置としたため、モーター１００に入力されるモ
ーター位置決め電流ＩM*の寄与率が明らかとなり、より
正確にモーター１００の角速度を推定することが可能と
なり、この結果、モーター逆起電圧ＶR の推定精度を高
めることができる。
【００６６】（３）実施例の電流増幅制御装置にあって
は、基本出力段スイッチング時間であるパワートランジ
スタＯＮ基準時間ＴD と補正出力段スイッチング時間で
あるゲートのスイッチング延長時間ＴC を加え合わせた
時間ＴONと、モーター電流指令値Ｉ* に基づいて、パワ
ートランジスタ部１１０のスイッチングを制御する装置
としたため、パワートランジスタ部１１０の動的特性の
バラツキにかかわらず、モーター電流指令値Ｉ* に対し
て一致性の高いモーター電流Ｉを得ることができる。
は、基本出力段スイッチング時間であるパワートランジ
スタＯＮ基準時間ＴD と補正出力段スイッチング時間で
あるゲートのスイッチング延長時間ＴC を加え合わせた
時間ＴONと、モーター電流指令値Ｉ* に基づいて、パワ
ートランジスタ部１１０のスイッチングを制御する装置
としたため、パワートランジスタ部１１０の動的特性の
バラツキにかかわらず、モーター電流指令値Ｉ* に対し
て一致性の高いモーター電流Ｉを得ることができる。
【００６７】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。
【００６８】例えば、実施例では４ＷＳシステムのモー
ター駆動電流制御部への適用例を示したが、４ＷＳシス
テム以外にもモーター駆動電流を制御する様々なシステ
ムの駆動電流制御部に本発明を適用することができる。
ター駆動電流制御部への適用例を示したが、４ＷＳシス
テム以外にもモーター駆動電流を制御する様々なシステ
ムの駆動電流制御部に本発明を適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】請求項１記載の第１の発明にあっては、
電流指令値に基づきモーター電流を制御する電流増幅制
御装置において、モーター電源電圧と予め測定したモー
ターの内部抵抗やパワートランジスタ部のインピーダン
ス特性よりパワートランジスタ部の基本出力段スイッチ
ング時間を演算する基本スイッチング時間演算部と、パ
ワートランジスタ部に供給される電流指令値と基本出力
段スイッチング時間に基づいて、パワートランジスタ部
のスイッチングを制御するパワートランジスタ・スイッ
チング制御部と、を備えている装置としたため、電流検
出部や電流フィードバック回路を必要とせずコスト的に
有利としながらモーターが高速で回転する時に設計目標
にほぼ一致するモーターの位置決め応答を得る装置を提
供することができるという効果が得られる。
電流指令値に基づきモーター電流を制御する電流増幅制
御装置において、モーター電源電圧と予め測定したモー
ターの内部抵抗やパワートランジスタ部のインピーダン
ス特性よりパワートランジスタ部の基本出力段スイッチ
ング時間を演算する基本スイッチング時間演算部と、パ
ワートランジスタ部に供給される電流指令値と基本出力
段スイッチング時間に基づいて、パワートランジスタ部
のスイッチングを制御するパワートランジスタ・スイッ
チング制御部と、を備えている装置としたため、電流検
出部や電流フィードバック回路を必要とせずコスト的に
有利としながらモーターが高速で回転する時に設計目標
にほぼ一致するモーターの位置決め応答を得る装置を提
供することができるという効果が得られる。
【００７０】請求項２記載の第２の発明にあっては、電
流指令値に基づきモーター電流を制御する電流増幅制御
装置において、パワートランジスタ部の動的特性を考慮
し、基本スイッチング時間演算部で演算される基本出力
段スイッチング時間の補正量を演算するスイッチング時
間補正量演算手段を備え、パワートランジスタ・スイッ
チング制御部は、基本出力段スイッチング時間とスイッ
チング時間補正量演算手段で算出される補正出力段スイ
ッチング時間を加え合わせた時間と電流指令値に基づい
て、パワートランジスタ部のスイッチングを制御する手
段としたため、上記効果に加え、モーターへ入力する最
大電流が制限されている場合に精度よくモーターの逆起
電圧を推定することができるという効果が得られる。
流指令値に基づきモーター電流を制御する電流増幅制御
装置において、パワートランジスタ部の動的特性を考慮
し、基本スイッチング時間演算部で演算される基本出力
段スイッチング時間の補正量を演算するスイッチング時
間補正量演算手段を備え、パワートランジスタ・スイッ
チング制御部は、基本出力段スイッチング時間とスイッ
チング時間補正量演算手段で算出される補正出力段スイ
ッチング時間を加え合わせた時間と電流指令値に基づい
て、パワートランジスタ部のスイッチングを制御する手
段としたため、上記効果に加え、モーターへ入力する最
大電流が制限されている場合に精度よくモーターの逆起
電圧を推定することができるという効果が得られる。
【図１】本発明の電流増幅制御装置を示すクレーム対応
図である。
図である。
【図２】本発明実施例の電流増幅制御装置を示すブロッ
ク構成図である。
ク構成図である。
【図３】実施例装置のモータ位置決め制御部の詳細ブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】実施例装置のモーター逆起電圧推定部のモータ
ー角速度推定器の制御ブロック図である。
ー角速度推定器の制御ブロック図である。
【図５】本発明実施例のコントローラの演算装置で行な
われる電流増幅制御処理作動の流れを示すフローチャー
トである。
われる電流増幅制御処理作動の流れを示すフローチャー
トである。
【図６】モーター逆起電圧推定を行なわない先行技術に
よるステップ応答のシミュレーション特性図である。
よるステップ応答のシミュレーション特性図である。
【図７】モーター逆起電圧推定による実施例技術による
ステップ応答のシミュレーション特性図である。
ステップ応答のシミュレーション特性図である。
【図８】第１の発明でのモーター逆起電圧推定によるモ
ーター印加電圧シミュレーション特性図である。
ーター印加電圧シミュレーション特性図である。
【図９】第２の発明でのモーター逆起電圧推定によるモ
ーター印加電圧シミュレーション特性図である。
ーター印加電圧シミュレーション特性図である。
【図１０】従来の電流増幅制御装置を示すブロック構成
図である。
図である。
ａ モーター ｂ パワートランジスタ部 ｃ モーター角位置検出手段 ｄ モーター電源電圧検出手段 ｅ モーター動特性補償部 ｆ モーター位置決め制御部 ｇ モーター電流指令値決定部 ｈ モータ逆起電圧推定部 ｉ 基本スイッチング時間演算部 ｊ パワートランジスタ・スイッチング制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｔ ３０５ ３０５Ｌ ３０５Ｖ Ｈ０２Ｐ 5/06 Ｈ０２Ｐ 5/06 Ｘ (56)参考文献 特開 昭58−99279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−99278（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−199487（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−199486（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−22978（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00 - 5/26 H02P 7/00 - 7/34 G05B 13/02 G05D 3/00 G05D 3/12
Claims (2)
- 【請求項１】 モーターに電流を供給するパワートラン
ジスタ部と、 モーターの角位置を検出するモーター角位置検出手段
と、 モーターの電源電圧を検出するモーター電源電圧検出手
段と、 モーターの動特性の非線形性やモデル化誤差を補償しモ
ーターの動特性が常に予め設定された線形モデルとなる
ようにロバスト補償制御するためのモーター入力電流を
算出するモーター動特性補償部と、予め設定された モーターの動特性を得るためににモデル
マッチング演算を行ってモーター入力電流を算出するモ
ーター位置決め制御部と、 前記モーター動特性補償部により算出されたモーター入
力電流と前記モーター位置決め制御部により算出された
モーター入力電流を加算し、モーター電流指令値を決定
するモーター電流指令値決定部と、 前記モーター位置決め制御部により算出されたモーター
入力電流と、前記モーター角位置検出手段により検出さ
れたモーターの角位置と、前記モーター動特性補償部で
予め設定された線形モデルのモーター動特性と、に基づ
きモーター角速度を推定し、推定されたモーター角速度
と、予め測定したモーターの逆起電圧定数との積算によ
りモーターの逆起電圧を推定するモーター逆起電圧推定
部と、 前記モーター電源電圧検出手段により検出されたモータ
の電源電圧から前記モーター逆起電圧推定部により推定
されたモーターの逆起電圧を減算した値を、予め測定し
たモーターやパワートランジスタ部のインピーダンスに
より除算して求めた電流値と、前記モーター電流指令値
決定部により決定したモーター電流指令値との比に応じ
て前記パワートランジスタ部の基本スイッチング時間を
決定する基本スイッチング時間演算部と、 前記モーター電流指令値と前記基本スイッチング時間に
基づいて、前記パワートランジスタ部のスイッチングを
制御するパワートランジスタ・スイッチング制御部と、 を備えていることを特徴とする電流増幅制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電流増幅制御装置におい
て、 前記モーターへ入力する最大電流が制限されている場
合、前記モーター逆起電圧推定部は、逆起電圧推定に用
いる電流値ｕとして、 Ｉ* ≦Ｉmax のとき、 ｕ＝ＩM* Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*≦Ｉmax のとき、 ｕ＝ＩM*−｛ＩR*−（Ｉmax −ＩM*）｝／２ Ｉ* ＞Ｉmax かつＩM*＞Ｉmax のとき、 ｕ＝Ｉmax ここで、 ｕ；逆起電圧推定に用いる電流値 Ｉ* ；モーター電流指令値 Ｉmax ；モーター入力電流最大値 ＩM*；モーター位置決め電流 ＩR*；モーター動特性補償電流 を用いることを特徴とする電流増幅制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP01613394A JP3353436B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 電流増幅制御装置 |
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| DE19504435.5A DE19504435B4 (de) | 1994-02-10 | 1995-02-10 | Verfahren zum Regeln eines in seiner Drehrichtung umkehrbaren Gleichstrommotors und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01613394A JP3353436B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 電流増幅制御装置 |
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|---|---|
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