JP4089094B2 - 制御装置 - Google Patents
制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4089094B2 JP4089094B2 JP22108499A JP22108499A JP4089094B2 JP 4089094 B2 JP4089094 B2 JP 4089094B2 JP 22108499 A JP22108499 A JP 22108499A JP 22108499 A JP22108499 A JP 22108499A JP 4089094 B2 JP4089094 B2 JP 4089094B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- angular velocity
- motor
- amplifier
- deviation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Jib Cranes (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータで駆動される可動体の動きを制御する制御装置の改良に関するものである。なお、ここでは説明の便宜上、可動体としてクレーン車を例に挙げてその駆動制御について記述する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は周知のクレーン車であって、クレーン車１のターレット２は、ターレット２を矢印イ及びロ方向、すなわち旋回させるモータ３とモータ４と、アーム８を矢印ハ及びニ方向、すなわち上下させるモータ９とモータ１０とによって駆動され、これらのモータ３，４，９，１０は制御装置１１により制御される。モータ３とモータ４には各々ギア５ａとギア６ａが取り付けられ、ギア７ａにモータ３とモータ４のトルクを伝達する、いわゆるアンチバックラッシュ駆動方式の構成をとる。モータ９とモータ１０にも、上述のモータ３とモータ４と同様に各々ギア５ｂとギア６ｂが取り付けられ、モータ９とモータ１０からギア７ｂにトルクを伝達する。
図１０はギア５、ギア６及びギア７の機械的結合を示す図である。
【０００３】
次にクレーン車のターレットの制御を図１１を用いて詳細に説明する。図９において２〜１１は図９で示したものと同じである。１２ａは第１のモータ３の回転角速度を検出する第１の角速度検出器、１３ａは第２のモータ４の回転角速度を検出する第２の角速度検出器、１４ａは第１のモータ３の回転角度を検出する第１の角度検出器、１５ａは第２のモータ４の回転角度を検出する第２の角度検出器であり、第１の角速度検出器１２ａと第１の角度検出器１４ａは第１のモータ３に付属する。また、第２の角速度検出器１３ａと第２の角度検出器１５ａは第２のモータ４に付属する。１２ｂは第３のモータ９の回転角速度を検出する第３の角速度検出器、１３ｂは第４のモータ１０の回転角速度を検出する第４の角速度検出器、１４ｂは第３のモータ９の回転角度を検出する第３の角度検出器、１５ｂは第４のモータ１０の回転角度を検出する第４の角度検出器であり、第３の角速度検出器１２ｂと第３の角度検出器１４ｂは第３のモータ９に付属する。また、第４の角速度検出器１３ｂと第４の角度検出器１５ｂは第４のモータ１０に付属する。１６ａは第１のモータ３の電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器、１７ａは第２のモータ４の電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器、１８ａは制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角度パターン発生部、１９ａは第１の角度パターン発生部１８ａの出力する角度指令から第１の角度検出器１４ａの出力と第２の角度検出器１５ａの出力との偏差を演算する第１の角度減算器、２０ａは第１の角度減算器１９ａの出力を増幅する第１の角度偏差増幅器、２１ａは第１の角度偏差増幅器２０ａの出力から第１の角速度検出器１２ａの出力と第２の角速度検出器１３ａの出力との偏差を演算する第１の角速度減算器、２２ａは第１の角速度減算器２１ａの出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器、２３ａは第１のモータ３にプリトルクを与える第１のプリトルク指令、２４ａは第２のモータ４にプリトルクを与える第２のプリトルク指令、２５ａは第１の角速度偏差増幅器２２ａの出力と第１のプリトルク指令２３ａを加算し第１の電流検出器１６ａの検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器、２６ａは第１の角速度偏差増幅器２２ａの出力と第２のプリトルク指令２４ａを加算し第２の電流検出器１７ａの検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器、２７ａは第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器、２８ａは第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器、２９ａは第１の電流偏差増幅器２７ａの出力を電力増幅し第１のモータ３に電力を供給する第１の電力増幅器、３０ａは第２の電流偏差増幅器２８ａの出力を電力増幅し第２のモータ４に電力を供給する第２の電力増幅器である。また、５ｂ〜７ｂ、及び１６ｂ〜３０ｂは５ａ〜７ａ、及び１６ａ〜３０ａと同様の動作をモータ９及びモータ１０に対して行なうものである。
【０００４】
次に制御装置１１の動作について説明する。図９のターレット２をＯからＡに向けさせる場合、ロ方向に角度α回転させるようなステップ状の角度指令が第１の角度パターン発生部１８ａより発せられ、第１の角度減算器１９ａを用いた角度帰還路、第１の角速度減算器２１ａを用いた角速度帰還路、第１の電流減算器２５ａ、及び第２の電流減算器２６ａを用いた電流帰還路により、各減算器１９ａ及び２１ａ及び２５ａ及び２６ａの出力をそれぞれ零にするように動作する。図１２は上述のようなステップ状の角度指令が第１の角度パターン発生器１８ａより発せられた場合の各減算器１９ａ及び２１ａ及び２５ａ及び２６ａの出力の推移を示す図である。アーム８に対しても制御装置１１はターレット２に対するものと同様の動作を行なう。
【０００５】
次に、モータ３及びモータ４によるアンチバックラッシュ駆動制御の動作について説明する。図９のターレット２が静止している場合、すなわち第１の角度パターン発生部１８ａの出力である角度指令が零の時、第１のプリトルク指令２３ａ及び第２のプリトルク指令２４ａによりモータ３及びモータ４にプリトルクが与えられる。このとき第１のプリトルク指令２３ａ及び第２のプリトルク指令２４ａの極性を正負反対にすると、図１０に示すとおりモータ３に取り付けられたギア５及びモータ４に取り付けられたギア６の回転方向が反対となることによりギア７をギア５及びギア６により挟み込むことになる。これにより、ギア５とギア７及びギア６とギア７の間のがたつき及びバックラッシュがなくなる、すなわちアンチバックラッシュとなるため、高精度な制御が可能となる。図１３は角速度偏差増幅器２２の出力とモータ３及びモータ４の出力及びモータ３とモータ４の出力トルクの総和、すなわちギア７に加わる出力トルクの関係を示す図である。図１３から明らかなように、出力トルクの小さな範囲ではアンチバックラッシュとなり、これを越える大トルク範囲では２つのモータがトルクを出し合う形となりモータトルクの有効活用が可能である。
【０００６】
しかしながら、従来方式では、大トルク範囲すなわち２つのモータがトルクを出し合う形となる加減速領域等において、第１の角速度減算器２１ａの出力を零とするように動作するのみなので、第１の角速度検出器１２ａ及び第２の角速度検出器１３ａの検出誤差があると、２つのモータ３及びモータ４の角速度が一致しない場合がある。この場合、片方のモータが他方のモータの負荷となるため、相互に干渉し合うことにより、アンチバックラッシュ駆動しない場合よりもがたつきが発生してしまう。その結果、ターレット２の動作が振動的、あるいはハンチングする等不安定になってしまうという問題があった。アーム８の駆動制御に関しても同様の問題があった。クレーン車はアーム８の先端部分から重量物を吊り上げて旋回、上下して重量物の運搬をおこなうものであるため、ターレット２及びアーム８は安定に動作する必要があり、不安定な動作は、クレーン車の操作性のみならず、運搬時間を増加させるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような問題は、モータ３及び４が２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域において、２つのモータ３及びモータ４の角速度が一致しないことにより生じる。よって、安定性がモータ３及び４の出力トルクに依存しない制御装置の提供が必要であった。
【０００８】
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するような制御機能を有することにより、２つのモータがトルクを出し合う形となる加減速時にも安定に動作する制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係る制御装置は、第１の発明に係る制御装置の角速度検出器の代わりに角度検出器の出力の微分値を用いることにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御が可能でかつ低コストな制御装置を提供することを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明に係る制御装置は、第２の発明に係る制御装置の角速度検出器の代わりに角度検出器の出力の微分値を用いることにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御が可能でかつ低コストな制御装置を提供することを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角速度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１４】
また、第６の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角速度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明における制御装置１１の実施の形態１を示す構成図である。図において２〜４、及び５ａ〜７ａ、及び１２ａ〜２０ａ、及び２３ａ〜２４ａ、及び２７ａ〜３０ａ、及び５ｂ〜７ｂ、及び８〜１０、及び１２ｂ〜２０ｂ、及び２３ｂ〜２４ｂ、及び２７ｂ〜３０ｂは従来の制御装置と同じものであり、３１ａは第１の角速度検出器１２ａの出力を２分の１にする第１の角速度増幅器、３２ａは第２の角速度検出器１３ａの出力を２分の１にする第２の角速度増幅器、３３ａは第１の角度偏差増幅器２０ａの出力から第１の角速度増幅器３１ａの出力と第２の角速度増幅器３２ａの出力との偏差を演算する第１の角速度減算器、３４ａは第１の角速度減算器３３ａの出力を切り替える第１のスイッチ、３５ａは第１のスイッチ３４ａの出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器、３６ａは角度偏差増幅器２０ａの出力と第１の角速度検出器１２ａの検出する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器、３７ａは角度偏差増幅器２０ａの出力と第２の角速度検出器１３ａの検出する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器、３８ａは第２の角速度減算器３６ａの出力をスイッチする第２のスイッチ、３９ａは第３の角速度減算器３７ａの出力をスイッチする第３のスイッチ、４０ａは第２のスイッチ３８ａの出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器、４１ａは第３のスイッチ３９ａの出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器、４２ａは第２の角速度偏差増幅器４０ａの出力と第１のプリトルク指令２３ａと第１の角速度偏差増幅器３５ａの出力を加算し第１の電流検出器１６ａの検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器、４３ａは第３の角速度偏差増幅器４１ａの出力と第２のプリトルク指令２４ａと第１の角速度偏差増幅器３５ａの出力を加算し第２の電流検出器１７ａの検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器、４４ａは第１の角速度減算器３３ａの出力の大きさを判定し第２のスイッチ３８ａと第３のスイッチ３９ａの接点を制御する第１の判定器、４５ａは第１の判定器４４ａの判定結果を反転させ第１のスイッチ３４ａの接点を制御する第１の反転器である。また、３１ｂは第３の角速度検出器１２ｂの出力を２分の１にする第３の角速度増幅器、３２ｂは第４の角速度検出器１３ｂの出力を２分の１にする第４の角速度増幅器、３３ｂは第２の角度偏差増幅器２０ｂの出力から第３の角速度増幅器３１ｂの出力と第４の角速度増幅器３２ｂの出力との偏差を演算する第４の角速度減算器、３４ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力を切り替える第４のスイッチ、３５ｂは第４のスイッチ３４ｂの出力を増幅する第４の角速度偏差増幅器、３６ｂは角度偏差増幅器２０ｂの出力と第３の角速度検出器１２ｂの検出する角速度との偏差を演算する第５の角速度減算器、３７ｂは角度偏差増幅器２０ｂの出力と第４の角速度検出器１３ｂの検出する角速度との偏差を演算する第６の角速度減算器、３８ｂは第５の角速度減算器３６ｂの出力をスイッチする第５のスイッチ、３９ｂは第６の角速度減算器３７ｂの出力をスイッチする第６のスイッチ、４０ｂは第５のスイッチ３８ｂの出力を増幅する第５の角速度偏差増幅器、４１ｂは第６のスイッチ３９ｂの出力を増幅する第６の角速度偏差増幅器、４２ｂは第５の角速度偏差増幅器４０ｂの出力と第３のプリトルク指令２３ｂと第４の角速度偏差増幅器３５ｂの出力を加算し第３の電流検出器１６ｂの検出する電流との偏差を演算する第３の電流減算器、４３ｂは第６の角速度偏差増幅器４１ｂの出力と第４のプリトルク指令２４ｂと第４の角速度偏差増幅器３５ｂの出力を加算し第４の電流検出器１７ｂの検出する電流との偏差を演算する第４の電流減算器、４４ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力の大きさを判定し第５のスイッチ３８ｂと第６のスイッチ３９ｂの接点を制御する第２の判定器、４５ｂは第２の判定器４４ｂの判定結果を反転させ第４のスイッチ３４ｂの接点を制御する第２の反転器である。また、図中同一記号は図１１と同一である。
【００１６】
次に動作について説明する。図１に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
第１の判定器４４ａの動作について説明する。図７は図１３に示した出力トルク特性と第１の判定器４４ａの判定結果の関係を示す図である。図において、モータ３とモータ４との出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ〜＋Ｔｐの範囲の時、すなわちアンチバックラッシュ駆動の領域の時、第１の判定器４４ａは第１の速度減算器３３ａの出力の大きさを判定して、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａをオフするよう論理：０を出力する。この時第１の反転器４５ａの出力は第１のスイッチ３４ａをオンさせるよう論理：１を出力する。以上により、第１のスイッチ３４ａの出力は第１の速度減算器３３ａの出力となり、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａの出力は零となるため、ターレット２は従来技術同様のアンチバックラッシュ制御される。
【００１７】
また、モータ３とモータ４の出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ以下、または＋Ｔｐ以上の範囲の時、第１の判定器４４ａは第１の速度減算器３３ａの出力の大きさを判定して、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａをオンするよう論理：１を出力する。この時第１の反転器４５ａの出力は第１のスイッチ３４ａをオフさせるよう論理：０を出力する。以上により、第１のスイッチ３４ａの出力は零となり、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａの出力は、各々第２の速度減算器３６ａ及び第３の速度減算器３７ａの出力となるため、ターレット２は角速度検出器１２ａによる速度帰還路と角速度検出器１３ａによる速度帰還路により各々速度制御される。また、モータ９，モータ１０においても、第２の判定器４４ｂ、第２の反転器４６ｂの動作及び第４のスイッチ３４ｂ、第５のスイッチ３８ｂ、第６のスイッチ３９ｂの動作については、各々第１の判定器４４ａ、第１の反転器４６ａの動作及び第１のスイッチ３４ａ、第２のスイッチ３８ａ、第３のスイッチ３９ａの動作と同様であるため、アーム８は同様に制御される。
【００１８】
実施の形態２．
図２はこの発明における制御装置１１の実施の形態２を示す構成図である。図において３１ａ〜３３ａ、３５ａ〜３８ａ、４０ａ〜４３ａ及び３１ｂ〜３３ｂ、３５ｂ〜３８ｂ、４０ｂ〜４３ｂは実施の形態１と同じものであり、４６ａは第１の角速度減算器３３ａの出力の値の絶対値を演算する第１の絶対値演算器、４７ａは第1の角速度減算器３３ａの出力を乗算する第１の乗算器、４８ａは第２の角速度減算器３６ａの出力を乗算する第２の乗算器、４９ａは第３の角速度減算器３７ａの出力を乗算する第３の乗算器、５０ａは第１の絶対値演算器４６ａの出力から第２の乗算器４８ａと第３の乗算器４９ａの乗算数を生成する第１の判定器、５１ａは絶対値演算器４６ａの出力から第１の乗算器４７ａの乗算数を生成する第２の判定器である。また、４６ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力の値の絶対値を演算する第２の絶対値演算器、４７ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力を乗算する第４の乗算器、４８ｂは第５の角速度減算器３６ｂの出力を乗算する第５の乗算器、４９ｂは第６の角速度減算器３７ｂの出力を乗算する第６の乗算器、５０ｂは第２の絶対値演算器４６ｂの出力から第５の乗算器４８ｂと第６の乗算器４９ｂの乗算数を生成する第３の判定器、５１ｂは第２の絶対値演算器４６ｂの出力から第４の乗算器４７ｂの乗算数を生成する第４の判定器である。
【００１９】
次に動作について説明する。図２に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
第１の判定器５０ａと第２の判定器５１ａの動作について説明する。図８は図１３に示した出力トルク特性と、第１の判定器５０ａと第２の判定器５１ａの判定結果の関係を示す図である。図において、モータ３とモータ４との出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ〜＋Ｔｐの範囲の時、すなわちアンチバックラッシュ駆動の領域の時、第１の判定器５０ａは、第１の速度減算器３３ａの大きさの絶対値を演算した第１の絶対値演算器４６ａの出力の大きさを判定して、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａに乗算数を出力する。この乗算数は、乗算数＝Ａ・（第１の絶対値演算器４６ａの出力）のように、第１の絶対値演算器４６ａの出力に応じて徐々に増大する関数である。この時第２の判定器５１ａの出力は第１の乗算器４７ａに乗算数を出力する。この乗算数は、乗算数＝１ーＡ・（第１の絶対値演算器４６ａの出力）のように、第１の絶対値演算器４６ａの出力に応じて徐々に減少する関数である。以上により、第１の乗算器４７ａの出力は第１の絶対値演算器４６ａの出力が増大するにつれて増大し、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａの出力は徐々に減少するため、ターレット２は従来技術同様のアンチバックラッシュ制御される。
【００２０】
また、モータ３とモータ４の出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ以下、または＋Ｔｐ以上の範囲の時、第１の判定器５０ａは、第１の速度減算器３３ａの大きさの絶対値を演算した第１の絶対値演算器４６ａの出力の大きさを判定して、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａに乗算数＝１を出力する。この時第２の判定器５１ａの出力は第１の乗算器４７ａに乗算数＝0を出力する。以上により、第１の乗算器４７ａの出力は入力と一致し、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａの出力は零となるため、ターレット２は角速度検出器１２ａによる速度帰還路と角速度検出器１３ａによる速度帰還路により各々速度制御される。また、モータ９，モータ１０においても、第３の判定器５０ｂ、第４の判定器５１ｂの動作及び第４の乗算器４７ｂ、第５の乗算器４８ｂ、第６の乗算器４９ｂの動作については、各々第１の判定器５０ａ、第２の判定器５１ａの動作及び第１の乗算器４７ａ、第２の乗算器４８ａ、第３の乗算器４９ａの動作と同様であるため、アーム８は同様に制御される。
【００２１】
実施の形態３．
図３はこの発明における制御装置１１の実施の形態３を示す構成図である。図において３１ａ〜４５ａ及び３１ｂ〜４５ｂは実施の形態１と同じものであり、５２ａは第１の角度検出器１４ａの検出する回転角度を微分し角速度を生成する第１の微分器、５３ａは第２の角度検出器１５ａの検出する回転角度を微分し角速度を生成する第２の微分器である。
【００２２】
次に動作について説明する。図３に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
また、第１の判定器４４ａ、第１の反転器４５ａ、第１のスイッチ３４ａ、第２のスイッチ３８ａ、第３のスイッチ３９ａ、第２の判定器４４ｂ、第２の反転器４５ｂ、第４のスイッチ３４ｂ、第５のスイッチ３８ｂ、第６のスイッチ３９ｂの動作については実施の形態２と同じである。
【００２３】
実施の形態４．
図４はこの発明における制御装置１１の実施の形態４を示す構成図である。図において３１ａ〜３３ａ、３５ａ〜３７ａ、４０ａ〜４１ａ、４６ａ〜５１ａ及び３１ｂ〜３３ｂ、３５ｂ〜３７ｂ、４０ｂ〜４１ｂ、４６ｂ〜５１ｂは実施の形態２と同じものであり、５２ａ〜５３ａ及び５２ｂ〜５３ｂは実施の形態３と同じものである。
【００２４】
次に動作について説明する。図４に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
また、第１の絶対値演算器４６ａ、第１の乗算器４７ａ、第２の乗算器４８ａ、第３の乗算器４９ａ、第１の判定器５０ａ、第２の判定器５１ａ、及び第２の絶対値演算器４６ｂ、第４の乗算器４７ｂ、第５の乗算器４８ｂ、第６の乗算器４９ｂ、第３の判定器５０ｂ、第４の判定器５１ｂの動作については実施の形態２と同じであり、第１の微分器５２ａ、第２の微分器５３ａ、及び第３の微分器５２ｂ、第４の微分器５３ｂの動作については実施の形態３と同じである。
【００２５】
実施の形態５．
図５はこの発明における制御装置１１の実施の形態５を示す構成図である。図において３１ａ〜４１ａ、４４ａ〜４５ａ及び３１ｂ〜４１ｂ、４４ｂ〜４５ｂは実施の形態２と同じものであり、５４ａは角速度指令を発生し、第１の角速度減算器３３ａに出力する第１の角速度パターン発生部であり、５４ｂは角速度指令を発生し、第４の角速度減算器３３ｂに出力する第２の角速度パターン発生部である。
【００２６】
次に動作について説明する。図５に示す電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
また、第１の判定器４４ａ、第１の反転器４５ａ、第１のスイッチ３４ａ、第２のスイッチ３８ａ、第３のスイッチ３９ａ、第２の判定器４４ｂ、第２の反転器４５ｂ、第４のスイッチ３４ｂ、第５のスイッチ３８ｂ、第６のスイッチ３９ｂの動作については実施の形態２と同じである。
【００２７】
実施の形態６．
図６はこの発明における制御装置１１の実施の形態６を示す構成図である。図において３１ａ〜３３ａ、３５ａ〜３７ａ、４０ａ〜４１ａ、４６ａ〜５１ａ及び３１ｂ〜３３ｂ、３５ｂ〜３７ｂ、４０ｂ〜４１ｂ、４６ｂ〜５１ｂは実施の形態２と同じものであり、５４ａ及び５４ｂは実施の形態５と同じものである。
【００２８】
次に動作について説明する。図６に示す電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
【００２９】
また、第１の絶対値演算器４６ａ、第１の乗算器４７ａ、第２の乗算器４８ａ、第３の乗算器４９ａ、第１の判定器５０ａ、第２の判定器５１ａ、及び 第２の絶対値演算器４６ｂ、第４の乗算器４７ｂ、第５の乗算器４８ｂ、第６の乗算器４９ｂ、第３の判定器５０ｂ、第４の判定器５１ｂの動作については実施の形態２と同じであり、第１の角速度パターン発生器５４ａ、第２の角速度パターン発生器５４ｂの動作については実施の形態５と同じである。
【００３０】
【発明の効果】
第１の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角速度検出器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３１】
また、第２の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角速度検出器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３２】
第３の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３３】
また、第４の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３４】
第５の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、角速度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３５】
また、第６の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、角速度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明における制御装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 この発明における制御装置の実施の形態２を示す構成図である。
【図３】 この発明における制御装置の実施の形態３を示す構成図である。
【図４】 この発明における制御装置の実施の形態４を示す構成図である。
【図５】 この発明における制御装置の実施の形態５を示す構成図である。
【図６】 この発明における制御装置の実施の形態６を示す構成図である。
【図７】 この発明における２つのモータの出力トルク特性と第１の判定器との関係を示す構成図である。
【図８】 この発明における２つのモータの出力トルク特性と第１の判定器と第２の判定器との関係を示す構成図である。
【図９】 クレーン車への適用例を示す図である。
【図１０】 アンチバックラッシュ駆動するギアの機械的結合例を示す図である。
【図１１】 従来の制御装置の構成を示す構成図である。
【図１２】 ステップ状の角度指令が角度パターン発生器より加えられた際のターレットの角度誤差、角速度誤差およびモータ電流誤差の時間変化を表した図である。
【図１３】 アンチバックラッシュ駆動する２つのモータの出力トルク特性を示す図である。
【符号の説明】
１ クレーン車、２ ターレット、３ 第１のモータ、４ 第２のモータ、５第１のギア、６ 第２のギア、７ 第３のギア、８ アーム、９ 第１のモータ、 １０ 第２のモータ、１１ 制御装置、１２ 第１の角速度検出器、１３第２の角速度検出器、１４ 第１の角度検出器、１５ 第２の角度検出器、１６ 第１の電流検出器、１７ 第２の電流検出器、１８ 角度パターン発生部、２０ 角度偏差増幅器、２１ 角速度減算器、２２ 角速度偏差増幅器、２５ 第１の電流減算器、２６ 第２の電流減算器、２７ 第１の電流偏差増幅器、２８ 第２の電流偏差増幅器、２９ 第１の電力増幅器、３０ 第２の電力増幅器、３１ 第１の角速度増幅器、３２ 第２の角速度増幅器、３３ 第１の角速度減算器、３４ 第１のスイッチ、３５ 第１の角速度偏差増幅器、３６ 第２の角速度減算器、３７ 第３の角速度減算器、３８ 第２のスイッチ、３９ 第３のスイッチ、
４０ 第２の角速度偏差増幅器、４１ 第３の角速度偏差増幅器、４２ 第１の電流減算器、４３ 第２の電流減算器、４４ 判定器、４５ 反転器、４６ 絶対値演算器、４７ 第１の乗算器、４８ 第２の乗算器、４９ 第３の乗算器、５０ 第１の判定器、５１ 第２の判定器、５２ 第１の微分器、５３ 第２の微分器、５４ 角速度パターン発生部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータで駆動される可動体の動きを制御する制御装置の改良に関するものである。なお、ここでは説明の便宜上、可動体としてクレーン車を例に挙げてその駆動制御について記述する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は周知のクレーン車であって、クレーン車１のターレット２は、ターレット２を矢印イ及びロ方向、すなわち旋回させるモータ３とモータ４と、アーム８を矢印ハ及びニ方向、すなわち上下させるモータ９とモータ１０とによって駆動され、これらのモータ３，４，９，１０は制御装置１１により制御される。モータ３とモータ４には各々ギア５ａとギア６ａが取り付けられ、ギア７ａにモータ３とモータ４のトルクを伝達する、いわゆるアンチバックラッシュ駆動方式の構成をとる。モータ９とモータ１０にも、上述のモータ３とモータ４と同様に各々ギア５ｂとギア６ｂが取り付けられ、モータ９とモータ１０からギア７ｂにトルクを伝達する。
図１０はギア５、ギア６及びギア７の機械的結合を示す図である。
【０００３】
次にクレーン車のターレットの制御を図１１を用いて詳細に説明する。図９において２〜１１は図９で示したものと同じである。１２ａは第１のモータ３の回転角速度を検出する第１の角速度検出器、１３ａは第２のモータ４の回転角速度を検出する第２の角速度検出器、１４ａは第１のモータ３の回転角度を検出する第１の角度検出器、１５ａは第２のモータ４の回転角度を検出する第２の角度検出器であり、第１の角速度検出器１２ａと第１の角度検出器１４ａは第１のモータ３に付属する。また、第２の角速度検出器１３ａと第２の角度検出器１５ａは第２のモータ４に付属する。１２ｂは第３のモータ９の回転角速度を検出する第３の角速度検出器、１３ｂは第４のモータ１０の回転角速度を検出する第４の角速度検出器、１４ｂは第３のモータ９の回転角度を検出する第３の角度検出器、１５ｂは第４のモータ１０の回転角度を検出する第４の角度検出器であり、第３の角速度検出器１２ｂと第３の角度検出器１４ｂは第３のモータ９に付属する。また、第４の角速度検出器１３ｂと第４の角度検出器１５ｂは第４のモータ１０に付属する。１６ａは第１のモータ３の電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器、１７ａは第２のモータ４の電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器、１８ａは制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角度パターン発生部、１９ａは第１の角度パターン発生部１８ａの出力する角度指令から第１の角度検出器１４ａの出力と第２の角度検出器１５ａの出力との偏差を演算する第１の角度減算器、２０ａは第１の角度減算器１９ａの出力を増幅する第１の角度偏差増幅器、２１ａは第１の角度偏差増幅器２０ａの出力から第１の角速度検出器１２ａの出力と第２の角速度検出器１３ａの出力との偏差を演算する第１の角速度減算器、２２ａは第１の角速度減算器２１ａの出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器、２３ａは第１のモータ３にプリトルクを与える第１のプリトルク指令、２４ａは第２のモータ４にプリトルクを与える第２のプリトルク指令、２５ａは第１の角速度偏差増幅器２２ａの出力と第１のプリトルク指令２３ａを加算し第１の電流検出器１６ａの検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器、２６ａは第１の角速度偏差増幅器２２ａの出力と第２のプリトルク指令２４ａを加算し第２の電流検出器１７ａの検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器、２７ａは第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器、２８ａは第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器、２９ａは第１の電流偏差増幅器２７ａの出力を電力増幅し第１のモータ３に電力を供給する第１の電力増幅器、３０ａは第２の電流偏差増幅器２８ａの出力を電力増幅し第２のモータ４に電力を供給する第２の電力増幅器である。また、５ｂ〜７ｂ、及び１６ｂ〜３０ｂは５ａ〜７ａ、及び１６ａ〜３０ａと同様の動作をモータ９及びモータ１０に対して行なうものである。
【０００４】
次に制御装置１１の動作について説明する。図９のターレット２をＯからＡに向けさせる場合、ロ方向に角度α回転させるようなステップ状の角度指令が第１の角度パターン発生部１８ａより発せられ、第１の角度減算器１９ａを用いた角度帰還路、第１の角速度減算器２１ａを用いた角速度帰還路、第１の電流減算器２５ａ、及び第２の電流減算器２６ａを用いた電流帰還路により、各減算器１９ａ及び２１ａ及び２５ａ及び２６ａの出力をそれぞれ零にするように動作する。図１２は上述のようなステップ状の角度指令が第１の角度パターン発生器１８ａより発せられた場合の各減算器１９ａ及び２１ａ及び２５ａ及び２６ａの出力の推移を示す図である。アーム８に対しても制御装置１１はターレット２に対するものと同様の動作を行なう。
【０００５】
次に、モータ３及びモータ４によるアンチバックラッシュ駆動制御の動作について説明する。図９のターレット２が静止している場合、すなわち第１の角度パターン発生部１８ａの出力である角度指令が零の時、第１のプリトルク指令２３ａ及び第２のプリトルク指令２４ａによりモータ３及びモータ４にプリトルクが与えられる。このとき第１のプリトルク指令２３ａ及び第２のプリトルク指令２４ａの極性を正負反対にすると、図１０に示すとおりモータ３に取り付けられたギア５及びモータ４に取り付けられたギア６の回転方向が反対となることによりギア７をギア５及びギア６により挟み込むことになる。これにより、ギア５とギア７及びギア６とギア７の間のがたつき及びバックラッシュがなくなる、すなわちアンチバックラッシュとなるため、高精度な制御が可能となる。図１３は角速度偏差増幅器２２の出力とモータ３及びモータ４の出力及びモータ３とモータ４の出力トルクの総和、すなわちギア７に加わる出力トルクの関係を示す図である。図１３から明らかなように、出力トルクの小さな範囲ではアンチバックラッシュとなり、これを越える大トルク範囲では２つのモータがトルクを出し合う形となりモータトルクの有効活用が可能である。
【０００６】
しかしながら、従来方式では、大トルク範囲すなわち２つのモータがトルクを出し合う形となる加減速領域等において、第１の角速度減算器２１ａの出力を零とするように動作するのみなので、第１の角速度検出器１２ａ及び第２の角速度検出器１３ａの検出誤差があると、２つのモータ３及びモータ４の角速度が一致しない場合がある。この場合、片方のモータが他方のモータの負荷となるため、相互に干渉し合うことにより、アンチバックラッシュ駆動しない場合よりもがたつきが発生してしまう。その結果、ターレット２の動作が振動的、あるいはハンチングする等不安定になってしまうという問題があった。アーム８の駆動制御に関しても同様の問題があった。クレーン車はアーム８の先端部分から重量物を吊り上げて旋回、上下して重量物の運搬をおこなうものであるため、ターレット２及びアーム８は安定に動作する必要があり、不安定な動作は、クレーン車の操作性のみならず、運搬時間を増加させるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような問題は、モータ３及び４が２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域において、２つのモータ３及びモータ４の角速度が一致しないことにより生じる。よって、安定性がモータ３及び４の出力トルクに依存しない制御装置の提供が必要であった。
【０００８】
この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するような制御機能を有することにより、２つのモータがトルクを出し合う形となる加減速時にも安定に動作する制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係る制御装置は、第１の発明に係る制御装置の角速度検出器の代わりに角度検出器の出力の微分値を用いることにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御が可能でかつ低コストな制御装置を提供することを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明に係る制御装置は、第２の発明に係る制御装置の角速度検出器の代わりに角度検出器の出力の微分値を用いることにより、ターレット２及びアーム８の安定な角度制御が可能でかつ低コストな制御装置を提供することを特徴とする。
【００１３】
第５の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角速度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１４】
また、第６の発明に係る制御装置は、第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、２つのモータがトルクを出し合う形となる出力トルク領域においても２つのモータの角速度が一致するよう制御し、またモータ９及びモータ１０に関しても同様に制御することにより、ターレット２及びアーム８の安定な角速度制御の可能な制御装置を提供することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明における制御装置１１の実施の形態１を示す構成図である。図において２〜４、及び５ａ〜７ａ、及び１２ａ〜２０ａ、及び２３ａ〜２４ａ、及び２７ａ〜３０ａ、及び５ｂ〜７ｂ、及び８〜１０、及び１２ｂ〜２０ｂ、及び２３ｂ〜２４ｂ、及び２７ｂ〜３０ｂは従来の制御装置と同じものであり、３１ａは第１の角速度検出器１２ａの出力を２分の１にする第１の角速度増幅器、３２ａは第２の角速度検出器１３ａの出力を２分の１にする第２の角速度増幅器、３３ａは第１の角度偏差増幅器２０ａの出力から第１の角速度増幅器３１ａの出力と第２の角速度増幅器３２ａの出力との偏差を演算する第１の角速度減算器、３４ａは第１の角速度減算器３３ａの出力を切り替える第１のスイッチ、３５ａは第１のスイッチ３４ａの出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器、３６ａは角度偏差増幅器２０ａの出力と第１の角速度検出器１２ａの検出する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器、３７ａは角度偏差増幅器２０ａの出力と第２の角速度検出器１３ａの検出する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器、３８ａは第２の角速度減算器３６ａの出力をスイッチする第２のスイッチ、３９ａは第３の角速度減算器３７ａの出力をスイッチする第３のスイッチ、４０ａは第２のスイッチ３８ａの出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器、４１ａは第３のスイッチ３９ａの出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器、４２ａは第２の角速度偏差増幅器４０ａの出力と第１のプリトルク指令２３ａと第１の角速度偏差増幅器３５ａの出力を加算し第１の電流検出器１６ａの検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器、４３ａは第３の角速度偏差増幅器４１ａの出力と第２のプリトルク指令２４ａと第１の角速度偏差増幅器３５ａの出力を加算し第２の電流検出器１７ａの検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器、４４ａは第１の角速度減算器３３ａの出力の大きさを判定し第２のスイッチ３８ａと第３のスイッチ３９ａの接点を制御する第１の判定器、４５ａは第１の判定器４４ａの判定結果を反転させ第１のスイッチ３４ａの接点を制御する第１の反転器である。また、３１ｂは第３の角速度検出器１２ｂの出力を２分の１にする第３の角速度増幅器、３２ｂは第４の角速度検出器１３ｂの出力を２分の１にする第４の角速度増幅器、３３ｂは第２の角度偏差増幅器２０ｂの出力から第３の角速度増幅器３１ｂの出力と第４の角速度増幅器３２ｂの出力との偏差を演算する第４の角速度減算器、３４ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力を切り替える第４のスイッチ、３５ｂは第４のスイッチ３４ｂの出力を増幅する第４の角速度偏差増幅器、３６ｂは角度偏差増幅器２０ｂの出力と第３の角速度検出器１２ｂの検出する角速度との偏差を演算する第５の角速度減算器、３７ｂは角度偏差増幅器２０ｂの出力と第４の角速度検出器１３ｂの検出する角速度との偏差を演算する第６の角速度減算器、３８ｂは第５の角速度減算器３６ｂの出力をスイッチする第５のスイッチ、３９ｂは第６の角速度減算器３７ｂの出力をスイッチする第６のスイッチ、４０ｂは第５のスイッチ３８ｂの出力を増幅する第５の角速度偏差増幅器、４１ｂは第６のスイッチ３９ｂの出力を増幅する第６の角速度偏差増幅器、４２ｂは第５の角速度偏差増幅器４０ｂの出力と第３のプリトルク指令２３ｂと第４の角速度偏差増幅器３５ｂの出力を加算し第３の電流検出器１６ｂの検出する電流との偏差を演算する第３の電流減算器、４３ｂは第６の角速度偏差増幅器４１ｂの出力と第４のプリトルク指令２４ｂと第４の角速度偏差増幅器３５ｂの出力を加算し第４の電流検出器１７ｂの検出する電流との偏差を演算する第４の電流減算器、４４ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力の大きさを判定し第５のスイッチ３８ｂと第６のスイッチ３９ｂの接点を制御する第２の判定器、４５ｂは第２の判定器４４ｂの判定結果を反転させ第４のスイッチ３４ｂの接点を制御する第２の反転器である。また、図中同一記号は図１１と同一である。
【００１６】
次に動作について説明する。図１に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
第１の判定器４４ａの動作について説明する。図７は図１３に示した出力トルク特性と第１の判定器４４ａの判定結果の関係を示す図である。図において、モータ３とモータ４との出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ〜＋Ｔｐの範囲の時、すなわちアンチバックラッシュ駆動の領域の時、第１の判定器４４ａは第１の速度減算器３３ａの出力の大きさを判定して、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａをオフするよう論理：０を出力する。この時第１の反転器４５ａの出力は第１のスイッチ３４ａをオンさせるよう論理：１を出力する。以上により、第１のスイッチ３４ａの出力は第１の速度減算器３３ａの出力となり、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａの出力は零となるため、ターレット２は従来技術同様のアンチバックラッシュ制御される。
【００１７】
また、モータ３とモータ４の出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ以下、または＋Ｔｐ以上の範囲の時、第１の判定器４４ａは第１の速度減算器３３ａの出力の大きさを判定して、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａをオンするよう論理：１を出力する。この時第１の反転器４５ａの出力は第１のスイッチ３４ａをオフさせるよう論理：０を出力する。以上により、第１のスイッチ３４ａの出力は零となり、第２のスイッチ３８ａ及び第３のスイッチ３９ａの出力は、各々第２の速度減算器３６ａ及び第３の速度減算器３７ａの出力となるため、ターレット２は角速度検出器１２ａによる速度帰還路と角速度検出器１３ａによる速度帰還路により各々速度制御される。また、モータ９，モータ１０においても、第２の判定器４４ｂ、第２の反転器４６ｂの動作及び第４のスイッチ３４ｂ、第５のスイッチ３８ｂ、第６のスイッチ３９ｂの動作については、各々第１の判定器４４ａ、第１の反転器４６ａの動作及び第１のスイッチ３４ａ、第２のスイッチ３８ａ、第３のスイッチ３９ａの動作と同様であるため、アーム８は同様に制御される。
【００１８】
実施の形態２．
図２はこの発明における制御装置１１の実施の形態２を示す構成図である。図において３１ａ〜３３ａ、３５ａ〜３８ａ、４０ａ〜４３ａ及び３１ｂ〜３３ｂ、３５ｂ〜３８ｂ、４０ｂ〜４３ｂは実施の形態１と同じものであり、４６ａは第１の角速度減算器３３ａの出力の値の絶対値を演算する第１の絶対値演算器、４７ａは第1の角速度減算器３３ａの出力を乗算する第１の乗算器、４８ａは第２の角速度減算器３６ａの出力を乗算する第２の乗算器、４９ａは第３の角速度減算器３７ａの出力を乗算する第３の乗算器、５０ａは第１の絶対値演算器４６ａの出力から第２の乗算器４８ａと第３の乗算器４９ａの乗算数を生成する第１の判定器、５１ａは絶対値演算器４６ａの出力から第１の乗算器４７ａの乗算数を生成する第２の判定器である。また、４６ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力の値の絶対値を演算する第２の絶対値演算器、４７ｂは第４の角速度減算器３３ｂの出力を乗算する第４の乗算器、４８ｂは第５の角速度減算器３６ｂの出力を乗算する第５の乗算器、４９ｂは第６の角速度減算器３７ｂの出力を乗算する第６の乗算器、５０ｂは第２の絶対値演算器４６ｂの出力から第５の乗算器４８ｂと第６の乗算器４９ｂの乗算数を生成する第３の判定器、５１ｂは第２の絶対値演算器４６ｂの出力から第４の乗算器４７ｂの乗算数を生成する第４の判定器である。
【００１９】
次に動作について説明する。図２に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
第１の判定器５０ａと第２の判定器５１ａの動作について説明する。図８は図１３に示した出力トルク特性と、第１の判定器５０ａと第２の判定器５１ａの判定結果の関係を示す図である。図において、モータ３とモータ４との出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ〜＋Ｔｐの範囲の時、すなわちアンチバックラッシュ駆動の領域の時、第１の判定器５０ａは、第１の速度減算器３３ａの大きさの絶対値を演算した第１の絶対値演算器４６ａの出力の大きさを判定して、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａに乗算数を出力する。この乗算数は、乗算数＝Ａ・（第１の絶対値演算器４６ａの出力）のように、第１の絶対値演算器４６ａの出力に応じて徐々に増大する関数である。この時第２の判定器５１ａの出力は第１の乗算器４７ａに乗算数を出力する。この乗算数は、乗算数＝１ーＡ・（第１の絶対値演算器４６ａの出力）のように、第１の絶対値演算器４６ａの出力に応じて徐々に減少する関数である。以上により、第１の乗算器４７ａの出力は第１の絶対値演算器４６ａの出力が増大するにつれて増大し、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａの出力は徐々に減少するため、ターレット２は従来技術同様のアンチバックラッシュ制御される。
【００２０】
また、モータ３とモータ４の出力トルクの総和がプリトルク：ーＴｐ以下、または＋Ｔｐ以上の範囲の時、第１の判定器５０ａは、第１の速度減算器３３ａの大きさの絶対値を演算した第１の絶対値演算器４６ａの出力の大きさを判定して、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａに乗算数＝１を出力する。この時第２の判定器５１ａの出力は第１の乗算器４７ａに乗算数＝0を出力する。以上により、第１の乗算器４７ａの出力は入力と一致し、第２の乗算器４８ａ及び第３の乗算器４９ａの出力は零となるため、ターレット２は角速度検出器１２ａによる速度帰還路と角速度検出器１３ａによる速度帰還路により各々速度制御される。また、モータ９，モータ１０においても、第３の判定器５０ｂ、第４の判定器５１ｂの動作及び第４の乗算器４７ｂ、第５の乗算器４８ｂ、第６の乗算器４９ｂの動作については、各々第１の判定器５０ａ、第２の判定器５１ａの動作及び第１の乗算器４７ａ、第２の乗算器４８ａ、第３の乗算器４９ａの動作と同様であるため、アーム８は同様に制御される。
【００２１】
実施の形態３．
図３はこの発明における制御装置１１の実施の形態３を示す構成図である。図において３１ａ〜４５ａ及び３１ｂ〜４５ｂは実施の形態１と同じものであり、５２ａは第１の角度検出器１４ａの検出する回転角度を微分し角速度を生成する第１の微分器、５３ａは第２の角度検出器１５ａの検出する回転角度を微分し角速度を生成する第２の微分器である。
【００２２】
次に動作について説明する。図３に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
また、第１の判定器４４ａ、第１の反転器４５ａ、第１のスイッチ３４ａ、第２のスイッチ３８ａ、第３のスイッチ３９ａ、第２の判定器４４ｂ、第２の反転器４５ｂ、第４のスイッチ３４ｂ、第５のスイッチ３８ｂ、第６のスイッチ３９ｂの動作については実施の形態２と同じである。
【００２３】
実施の形態４．
図４はこの発明における制御装置１１の実施の形態４を示す構成図である。図において３１ａ〜３３ａ、３５ａ〜３７ａ、４０ａ〜４１ａ、４６ａ〜５１ａ及び３１ｂ〜３３ｂ、３５ｂ〜３７ｂ、４０ｂ〜４１ｂ、４６ｂ〜５１ｂは実施の形態２と同じものであり、５２ａ〜５３ａ及び５２ｂ〜５３ｂは実施の形態３と同じものである。
【００２４】
次に動作について説明する。図４に示す角度帰還路及び電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
また、第１の絶対値演算器４６ａ、第１の乗算器４７ａ、第２の乗算器４８ａ、第３の乗算器４９ａ、第１の判定器５０ａ、第２の判定器５１ａ、及び第２の絶対値演算器４６ｂ、第４の乗算器４７ｂ、第５の乗算器４８ｂ、第６の乗算器４９ｂ、第３の判定器５０ｂ、第４の判定器５１ｂの動作については実施の形態２と同じであり、第１の微分器５２ａ、第２の微分器５３ａ、及び第３の微分器５２ｂ、第４の微分器５３ｂの動作については実施の形態３と同じである。
【００２５】
実施の形態５．
図５はこの発明における制御装置１１の実施の形態５を示す構成図である。図において３１ａ〜４１ａ、４４ａ〜４５ａ及び３１ｂ〜４１ｂ、４４ｂ〜４５ｂは実施の形態２と同じものであり、５４ａは角速度指令を発生し、第１の角速度減算器３３ａに出力する第１の角速度パターン発生部であり、５４ｂは角速度指令を発生し、第４の角速度減算器３３ｂに出力する第２の角速度パターン発生部である。
【００２６】
次に動作について説明する。図５に示す電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
また、第１の判定器４４ａ、第１の反転器４５ａ、第１のスイッチ３４ａ、第２のスイッチ３８ａ、第３のスイッチ３９ａ、第２の判定器４４ｂ、第２の反転器４５ｂ、第４のスイッチ３４ｂ、第５のスイッチ３８ｂ、第６のスイッチ３９ｂの動作については実施の形態２と同じである。
【００２７】
実施の形態６．
図６はこの発明における制御装置１１の実施の形態６を示す構成図である。図において３１ａ〜３３ａ、３５ａ〜３７ａ、４０ａ〜４１ａ、４６ａ〜５１ａ及び３１ｂ〜３３ｂ、３５ｂ〜３７ｂ、４０ｂ〜４１ｂ、４６ｂ〜５１ｂは実施の形態２と同じものであり、５４ａ及び５４ｂは実施の形態５と同じものである。
【００２８】
次に動作について説明する。図６に示す電流帰還路の動作は、従来の制御装置と同一の動作をする。
【００２９】
また、第１の絶対値演算器４６ａ、第１の乗算器４７ａ、第２の乗算器４８ａ、第３の乗算器４９ａ、第１の判定器５０ａ、第２の判定器５１ａ、及び 第２の絶対値演算器４６ｂ、第４の乗算器４７ｂ、第５の乗算器４８ｂ、第６の乗算器４９ｂ、第３の判定器５０ｂ、第４の判定器５１ｂの動作については実施の形態２と同じであり、第１の角速度パターン発生器５４ａ、第２の角速度パターン発生器５４ｂの動作については実施の形態５と同じである。
【００３０】
【発明の効果】
第１の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角速度検出器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３１】
また、第２の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角速度検出器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３２】
第３の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３３】
また、第４の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、角度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３４】
第５の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路をアンチバックラッシュ制御から速度制御に切り替えることで、角速度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【００３５】
また、第６の発明に係わる制御装置は、アンチバックラッシュ駆動における２つのモータがトルクを出し合う出力トルク領域において角速度が一致しないことに起因した速度帰還路の不安定性の影響を角度検出器の微分器を有する角速度帰還路上の第１の角速度減算器の出力に応じて速度帰還路のアンチバックラッシュ制御と速度制御の比率を可変とすることで、角速度制御装置の安定性を改善する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明における制御装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】 この発明における制御装置の実施の形態２を示す構成図である。
【図３】 この発明における制御装置の実施の形態３を示す構成図である。
【図４】 この発明における制御装置の実施の形態４を示す構成図である。
【図５】 この発明における制御装置の実施の形態５を示す構成図である。
【図６】 この発明における制御装置の実施の形態６を示す構成図である。
【図７】 この発明における２つのモータの出力トルク特性と第１の判定器との関係を示す構成図である。
【図８】 この発明における２つのモータの出力トルク特性と第１の判定器と第２の判定器との関係を示す構成図である。
【図９】 クレーン車への適用例を示す図である。
【図１０】 アンチバックラッシュ駆動するギアの機械的結合例を示す図である。
【図１１】 従来の制御装置の構成を示す構成図である。
【図１２】 ステップ状の角度指令が角度パターン発生器より加えられた際のターレットの角度誤差、角速度誤差およびモータ電流誤差の時間変化を表した図である。
【図１３】 アンチバックラッシュ駆動する２つのモータの出力トルク特性を示す図である。
【符号の説明】
１ クレーン車、２ ターレット、３ 第１のモータ、４ 第２のモータ、５第１のギア、６ 第２のギア、７ 第３のギア、８ アーム、９ 第１のモータ、 １０ 第２のモータ、１１ 制御装置、１２ 第１の角速度検出器、１３第２の角速度検出器、１４ 第１の角度検出器、１５ 第２の角度検出器、１６ 第１の電流検出器、１７ 第２の電流検出器、１８ 角度パターン発生部、２０ 角度偏差増幅器、２１ 角速度減算器、２２ 角速度偏差増幅器、２５ 第１の電流減算器、２６ 第２の電流減算器、２７ 第１の電流偏差増幅器、２８ 第２の電流偏差増幅器、２９ 第１の電力増幅器、３０ 第２の電力増幅器、３１ 第１の角速度増幅器、３２ 第２の角速度増幅器、３３ 第１の角速度減算器、３４ 第１のスイッチ、３５ 第１の角速度偏差増幅器、３６ 第２の角速度減算器、３７ 第３の角速度減算器、３８ 第２のスイッチ、３９ 第３のスイッチ、
４０ 第２の角速度偏差増幅器、４１ 第３の角速度偏差増幅器、４２ 第１の電流減算器、４３ 第２の電流減算器、４４ 判定器、４５ 反転器、４６ 絶対値演算器、４７ 第１の乗算器、４８ 第２の乗算器、４９ 第３の乗算器、５０ 第１の判定器、５１ 第２の判定器、５２ 第１の微分器、５３ 第２の微分器、５４ 角速度パターン発生部。
Claims (6)
- 制御対象を回転させる第１のモータと、上記第１のモータに機械的に取り付けられた第１のギアと、上記第１のギアと結合し第１のモータの出力トルクを伝達する制御対象に取り付けられた第２のギアと、上記第１のモータの回転角度を検出する第１の角度検出器と、上記第１のモータの回転角速度を検出する第１の角速度検出器と、上記第１のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器と、制御対象を回転させる第２のモータと、上記第２のモータに機械的に取り付けられ上記第２のギアと結合し第２のモータの出力トルクを伝達する第３のギアと、上記第２のモータの回転角度を検出する第２の角度検出器と、上記第２のモータの回転角速度を検出する第２の角速度検出器と、上記第２のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器と、制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角度パターン発生部と、上記第１の角度パターン発生部の出力する角度指令から上記第１の角度検出器の出力と上記第２の角度検出器の出力との偏差を演算する第１の角度減算器と、上記第１の角度減算器の出力を増幅する第１の角度偏差増幅器と、上記第１の角速度検出器の出力を２分の１にする第１の角速度増幅器と、上記第２の角速度検出器の出力を２分の１にする第２の角速度増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力から上記第１の角速度増幅器の出力と上記第２の角速度増幅器の出力との偏差を演算する第１の角速度減算器と、上記第１の角速度減算器の出力を切り替える第１のスイッチと、上記第１のスイッチの出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力と上記第１の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器と、上記第２の角速度減算器の出力をスイッチする第２のスイッチと、上記第２のスイッチの出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力と上記第２の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器と、上記第３の角速度減算器の出力をスイッチする第３のスイッチと、上記第３のスイッチの出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度減算器の出力の大きさを判定し上記第２のスイッチと上記第３のスイッチの接点を制御する第１の判定器と、上記第１の判定器の判定結果を反転させ上記第１のスイッチの接点を制御する第１の反転器と、上記第１のモータにプリトルクを与える第１のプリトルク指令と、上記第２のモータにプリトルクを与える第２のプリトルク指令と、上記第２の角速度偏差増幅器の出力と上記第１のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第１の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器と、上記第３の角速度偏差増幅器の出力と上記第２のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第２の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器と、上記第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器と、上記第１の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第１のモータに電力を供給する第１の電力増幅器と、上記第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器と、上記第２の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第２のモータに電力を供給する第２の電力増幅器とからなる制御装置。
- 制御対象を回転させる第１のモータと、上記第１のモータに機械的に取り付けられた第１のギアと、上記第１のギアと結合し第１のモータの出力トルクを伝達する制御対象に取り付けられた第２のギアと、上記第１のモータの回転角度を検出する第１の角度検出器と、上記第１のモータの回転角速度を検出する第１の角速度検出器と、上記第１のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器と、制御対象を回転させる第２のモータと、上記第２のモータに機械的に取り付けられ上記第２のギアと結合し第２のモータの出力トルクを伝達する第３のギアと、上記第２のモータの回転角度を検出する第２の角度検出器と、上記第２のモータの回転角速度を検出する第２の角速度検出器と、上記第２のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器と、制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角度パターン発生部と、上記第１の角度パターン発生部の出力する角度指令から上記第１の角度検出器の出力と上記第２の角度検出器の出力との偏差を演算する第１の角度減算器と、上記第１の角度減算器の出力を増幅する第１の角度偏差増幅器と、上記第１の角速度検出器の出力を２分の１にする第１の角速度増幅器と、上記第２の角速度検出器の出力を２分の１にする第２の角速度増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力から上記第１の角速度増幅器の出力と上記第２の角速度増幅器の出力との偏差を演算する第１の角速度減算器と、上記第１の角速度減算器の出力を乗算する第１の乗算器と、上記第１の乗算器の出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器と、上記角度偏差増幅器の出力と上記第１の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器と、上記第２の角速度減算器の出力を乗算する第２の乗算器と、上記第２の乗算器の出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力と上記第２の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器と、上記第３の角速度減算器の出力を乗算する第３の乗算器と、上記第３の乗算器の出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度減算器の出力の大きさの絶対値を演算する第１の絶対値演算器と、上記第１の絶対値演算器の出力から上記第２の乗算器と上記第３の乗算器の乗算数を生成する第１の判定器と、上記第１の絶対値演算器の出力から上記第１の乗算器の乗算数を生成する第２の判定器と、上記第１のモータにプリトルクを与える第１のプリトルク指令と、上記第２のモータにプリトルクを与える第２のプリトルク指令と、上記第２の角速度偏差増幅器の出力と上記第１のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第１の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器と、上記第３の角速度偏差増幅器の出力と上記第２のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第２の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器と、上記第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器と、上記第１の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第１のモータに電力を供給する第１の電力増幅器と、上記第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器と、上記第２の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第２のモータに電力を供給する第２の電力増幅器とからなる制御装置。
- 制御対象を回転させる第１のモータと、上記第１のモータに機械的に取り付けられた第１のギアと、上記第１のギアと結合し第１のモータの出力トルクを伝達する制御対象に取り付けられた第２のギアと、上記第１のモータの回転角度を検出する第１の角度検出器と、上記第１の角度検出器が検出する回転角度を微分し角速度を生成する第１の微分器と、上記第１のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器と、制御対象を回転させる第２のモータと、上記第２のモータに機械的に取り付けられ上記第２のギアと結合し第２のモータの出力トルクを伝達する第３のギアと、上記第２のモータの回転角度を検出する第２の角度検出器と、上記第２の角度検出器が検出する回転角度を微分し角速度を生成する第２の微分器と、上記第２のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器と、制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角度パターン発生部と、上記第１の角度パターン発生部の出力する角度指令から上記第１の角度検出器の出力と上記第２の角度検出器の出力との偏差を演算する第１の角度減算器と、上記第１の角度減算器の出力を増幅する第１の角度偏差増幅器と、上記第１の微分器の出力を２分の１にする第１の角速度増幅器と、上記第２の微分器の出力を２分の１にする第２の角速度増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力から上記第１の角速度増幅器の出力と上記第２の角速度増幅器の出力との偏差を演算する第１の角速度減算器と、上記第１の角速度減算器の出力を切り替える第１のスイッチと、上記第１のスイッチの出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力と上記第１の微分器が生成する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器と、上記第２の角速度減算器の出力をスイッチする第２のスイッチと、上記第２のスイッチの出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力と上記第２の微分器が生成する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器と、上記第３の角速度減算器の出力をスイッチする第３のスイッチと、上記第３のスイッチの出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度減算器の出力の大きさを判定し上記第２のスイッチと上記第３のスイッチの接点を制御する第１の判定器と、上記第１の判定器の判定結果を反転させ上記第１のスイッチの接点を制御する第１の反転器と、上記第１のモータにプリトルクを与える第１のプリトルク指令と、上記第２のモータにプリトルクを与える第２のプリトルク指令と、上記第２の角速度偏差増幅器の出力と上記第１のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第１の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器と、上記第３の角速度偏差増幅器の出力と上記第２のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第２の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器と、上記第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器と、上記第１の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第１のモータに電力を供給する第１の電力増幅器と、上記第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器と、上記第２の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第２のモータに電力を供給する第２の電力増幅器とからなる制御装置。
- 制御対象を回転させる第１のモータと、上記第１のモータに機械的に取り付けられた第１のギアと、上記第１のギアと結合し第１のモータの出力トルクを伝達する制御対象に取り付けられた第２のギアと、上記第１のモータの回転角度を検出する第１の角度検出器と、上記第１の角度検出器の回転角度を微分して角速度を生成する第１の微分器と、上記第１のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器と、制御対象を回転させる第２のモータと、上記第２のモータに機械的に取り付けられ上記第２のギアと結合し第２のモータの出力トルクを伝達する第３のギアと、上記第２のモータの回転角度を検出する第２の角度検出器と、上記第２の角度検出器の回転角度を微分して角速度を生成する第２の微分器と、上記第２のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器と、制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角度パターン発生部と、上記第１の角度パターン発生部の出力する角度指令から上記第１の角度検出器の出力と上記第２の角度検出器の出力との偏差を演算する第１の角度減算器と、上記第１の角度減算器の出力を増幅する第１の角度偏差増幅器と、上記第１の微分器の出力を２分の１にする第１の角速度増幅器と、上記第２の微分器の出力を２分の１にする第２の角速度増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力から上記第１の角速度増幅器の出力と上記第２の角速度増幅器の出力との偏差を演算する第１の角速度減算器と、上記第１の角速度減算器の出力を乗算する第１の乗算器と、上記第１の乗算器の出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力と上記第１の微分器が生成する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器と、上記第２の角速度減算器の出力を乗算する第２の乗算器と、上記第２の乗算器の出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器と、上記第１の角度偏差増幅器の出力と上記第２の微分器が生成する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器と、上記第３の角速度減算器の出力を乗算する第３の乗算器と、上記第３の乗算器の出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度減算器の出力の大きさの絶対値を演算する第１の絶対値演算器と、上記第１の絶対値演算器の出力から上記第２の乗算器と上記第３の乗算器の乗算数を生成する第１の判定器と、上記第１の絶対値演算器の出力から上記第１の乗算器の乗算数を生成する第２の判定器と、上記第１のモータにプリトルクを与える第１のプリトルク指令と、上記第２のモータにプリトルクを与える第２のプリトルク指令と、上記第２の角速度偏差増幅器の出力と上記第１のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第１の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器と、上記第３の角速度偏差増幅器の出力と上記第２のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第２の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器と、上記第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器と、上記第１の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第１のモータに電力を供給する第１の電力増幅器と、上記第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器と、上記第２の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第２のモータに電力を供給する第２の電力増幅器とからなる制御装置。
- 制御対象を回転させる第１のモータと、上記第１のモータに機械的に取り付けられた第１のギアと、上記第１のギアと結合し第１のモータの出力トルクを伝達する制御対象に取り付けられた第２のギアと、上記第１のモータの回転角速度を検出する第１の角速度検出器と、上記第１のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器と、制御対象を回転させる第２のモータと、上記第２のモータに機械的に取り付けられ上記第２のギアと結合し第２のモータの出力トルクを伝達する第３のギアと、上記第２のモータの回転角速度を検出する第２の角速度検出器と、上記第２のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器と、制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角速度パターン発生部と、上記第１の角速度検出器の出力を２分の１にする第１の角速度増幅器と、上記第２の角速度検出器の出力を２分の１にする第２の角速度増幅器と、上記第１の角速度パターン発生部の出力する角速度指令から上記第１の角速度増幅器の出力と上記第２の角速度増幅器の出力との偏差を演算する第１の角速度減算器と、上記第１の角速度減算器の出力を切り替える第１のスイッチと、上記第１のスイッチの出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度パターン発生部の出力と上記第１の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器と、上記第２の角速度減算器の出力をスイッチする第２のスイッチと、上記第２のスイッチの出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度パターン発生部の出力と上記第２の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器と、上記第３の角速度減算器の出力をスイッチする第３のスイッチと、上記第３のスイッチの出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度減算器の出力の大きさを判定し上記第２のスイッチと上記第３のスイッチの接点を制御する第１の判定器と、上記第１の判定器の判定結果を反転させ上記第１のスイッチの接点を制御する第１の反転器と、上記第１のモータにプリトルクを与える第１のプリトルク指令と、上記第２のモータにプリトルクを与える第２のプリトルク指令と、上記第２の角速度偏差増幅器の出力と上記第１のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第１の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器と、上記第３の角速度偏差増幅器の出力と上記第２のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第２の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器と、上記第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器と、上記第１の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第１のモータに電力を供給する第１の電力増幅器と、上記第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器と、上記第２の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第２のモータに電力を供給する第２の電力増幅器とからなる制御装置。
- 制御対象を回転させる第１のモータと、上記第１のモータに機械的に取り付けられた第１のギアと、上記第１のギアと結合し第１のモータの出力トルクを伝達する制御対象に取り付けられた第２のギアと、上記第１のモータの回転角速度を検出する第１の角速度検出器と、上記第１のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第１の電流検出器と、制御対象を回転させる第２のモータと、上記第２のモータに機械的に取り付けられ上記第２のギアと結合し第２のモータの出力トルクを伝達する第３のギアと、上記第２のモータの回転角速度を検出する第２の角速度検出器と、上記第２のモータの電機子巻線に流れる電流を検出する第２の電流検出器と、制御対象を回転させるために指令値を発生させる第１の角速度パターン発生部と、上記第１の角速度検出器の出力を２分の１にする第１の角速度増幅器と、上記第２の角速度検出器の出力を２分の１にする第２の角速度増幅器と、上記第１の角速度パターン発生部の出力する角速度指令から上記第１の角速度増幅器の出力と上記第２の角速度増幅器の出力との偏差を演算する第１の角速度減算器と、上記第１の角速度減算器の出力を乗算する第１の乗算器と、上記第１の乗算器の出力を増幅する第１の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度パターン発生部の出力と上記第１の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第２の角速度減算器と、上記第２の角速度減算器の出力を乗算する第２の乗算器と、上記第２の乗算器の出力を増幅する第２の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度パターン発生部の出力と上記第２の角速度検出器の検出する角速度との偏差を演算する第３の角速度減算器と、上記第３の角速度減算器の出力を乗算する第３の乗算器と、上記第３の乗算器の出力を増幅する第３の角速度偏差増幅器と、上記第１の角速度減算器の出力の大きさの絶対値を演算する第１の絶対値演算器と、上記第１の絶対値演算器の出力から上記第２の乗算器と上記第３の乗算器の乗算数を生成する第１の判定器と、上記第１の絶対値演算器の出力から上記第１の乗算器の乗算数を生成する第２の判定器と、上記第１のモータにプリトルクを与える第１のプリトルク指令と、上記第２のモータにプリトルクを与える第２のプリトルク指令と、上記第２の角速度偏差増幅器の出力と上記第１のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第１の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第１の電流減算器と、上記第３の角速度偏差増幅器の出力と上記第２のプリトルク指令と上記第１の角速度偏差増幅器の出力を加算し上記第２の電流検出器の検出する電流との偏差を演算する第２の電流減算器と、上記第１の電流減算器の出力を増幅する第１の電流偏差増幅器と、上記第１の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第１のモータに電力を供給する第１の電力増幅器と、上記第２の電流減算器の出力を増幅する第２の電流偏差増幅器と、上記第２の電流偏差増幅器の出力を電力増幅し上記第２のモータに電力を供給する第２の電力増幅器とからなる制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22108499A JP4089094B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22108499A JP4089094B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001051722A JP2001051722A (ja) | 2001-02-23 |
| JP4089094B2 true JP4089094B2 (ja) | 2008-05-21 |
Family
ID=16761249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22108499A Expired - Lifetime JP4089094B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4089094B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4075770B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2008-04-16 | サンケン電気株式会社 | 巻取りボビンの回転速度制御方法およびインバータ |
| WO2006033401A1 (ja) * | 2004-09-24 | 2006-03-30 | Komatsu Ltd. | ギア駆動制御装置、ギア駆動制御方法、旋回制御装置、および建設機械 |
| JP2008054402A (ja) | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Omron Corp | モータ制御装置 |
| JP5611532B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2014-10-22 | 住友重機械工業株式会社 | サーボ制御システムおよび作業機械 |
| JP6992443B2 (ja) * | 2017-11-27 | 2022-01-13 | 株式会社リコー | 駆動装置、制御方法およびプログラム |
| CN109687773B (zh) * | 2019-01-04 | 2024-04-02 | 北京二十一世纪科技发展有限公司 | 一种消隙控制系统和全消隙控制方法 |
-
1999
- 1999-08-04 JP JP22108499A patent/JP4089094B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001051722A (ja) | 2001-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4724070B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
| JP3705173B2 (ja) | 車両用操舵制御装置 | |
| US5018922A (en) | Master/slave type manipulator | |
| US6134490A (en) | Power steering device assisted by variable power | |
| CN108054969B (zh) | 基于模糊控制器的内置式永磁同步电机全速域控制方法 | |
| JPH11321684A (ja) | 車両用操舵制御装置 | |
| JP4089094B2 (ja) | 制御装置 | |
| CN109484470A (zh) | 转向操纵控制装置 | |
| CN105730502A (zh) | 操纵转向控制装置 | |
| US5877607A (en) | Electric motor controller capable of performing stable current control during load disturbance and/or a regenerating mode | |
| JPH06144280A (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
| JP3551147B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置の制御装置 | |
| JPH05208684A (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
| JPH07185817A (ja) | 多軸ロボットのウィービング制御方法 | |
| JP3691687B2 (ja) | 走行駆動指令装置および油圧式建設機械の走行駆動制御装置 | |
| JPH06144268A (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
| JP2782254B2 (ja) | 電動式パワー・ステアリング装置 | |
| JP2007283926A (ja) | 車両用操舵装置 | |
| JP2007069833A (ja) | 電動パワーステアリング制御装置、および方法 | |
| JP2785398B2 (ja) | 電動式パワー・ステアリング装置 | |
| JPH06245578A (ja) | 電動機制御装置 | |
| JPH068836A (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
| JPH03178872A (ja) | 電動式パワー・ステアリング装置 | |
| Mohammed et al. | Comparative Study Between Integrator Backstepping and Fuzzy Logic Control Applied to an Electric Powered Wheelchair. | |
| JP4023215B2 (ja) | 車両用操舵装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040625 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050822 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080109 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080205 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080218 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4089094 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140307 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |