JP6011697B2 - 電動機の位置制御装置 - Google Patents
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Description
(1)角度による位置指令、及び位置検出の1サンプリング周期遅延による単純偏差演算では、偏差演算結果、すなわち、位置制御部1への正の値(指令位置>制御前検出位置)であれば正方向、負の値(指令位置<制御前検出位置)であれば逆転方向に指令位置まで駆動する。そのため、任意の回転方向を指定して指令位置まで駆動させることができない。
(2)特に、制御対象物がダイナモメータとした場合などのように、負荷(供試体等の回転体)が取付けられた場合、位置検出は検出器における固有の点(原点)を0度として出力されるが、位置検出器の取付けにより必ずしも負荷側の0度とダイナモメータの0度が一致しない。そのため、負荷側の持つ位置座標により入力された位置指令では、0度が不一致(原点不一致)となり、意図した位置へ制御することが出来ない。
(3)位置指令の分解能と位置検出の分解能が異なる場合、偏差演算結果には常に分解能差分の値が残ってしまう。分解能差分の値が残ると、位置制御出力の速度指令が変動し、速度やトルクに脈動を生じる原因となり安定しないことがある。
前記位置指令の偏差信号Δθrefを入力し、前回の回転指令と今回の回転指令の偏差が180度以内となる方向へ駆動するよう位置指令の偏差信号Δθrefを補正する回転方向指定指令補正部を設けたことを特徴としたものである。
前記位置検出器の出力側に位置座標系変換部を設け、この位置座標系変換部によって制御対象物の任意の位置検出θdetを記憶し、記憶した任意の位置(記憶位置)を0度とした新たな座標系における0〜360度未満の絶対角に変換して、前記位置偏差θを算出するよう構成したことを特徴としたものである。
前記位置検出器の出力側に位置座標系変換部を設け、この位置座標系変換部によって制御対象物の任意の位置検出θdetを記憶し、記憶した任意の位置(記憶位置)を0度とした新たな座標系における0〜360度未満の絶対角に変換し、この変換信号を制御系外部のインターフェースに出力すると共に、
前記ダイナモメータの位置指令の制御系外に位置座標系逆変換部を設け、この位置座標系逆変換部によってイベント発生時の制御対象物位置を記憶し、記憶した任意位置を0度として前記位置検出器の座標系位置指令θrefに変換し、前記制御対象物の位置指令とすることを特徴としたものである。
前記制御対象物の位置指令の制御系外に分解能補正処理部を設け、この分解能補正処理部により、制御系外より入力されるインターフェースからの位置指令に依存する角度データが持つ分解能を、前記位置検出器の位置検出分解能相当に補正することを特徴としたものである。
20は本発明による回転方向指定指令補正部で、位置指令θrefと遅延回路9によって1サンプル周期遅延させた位置指令の偏差信号Δθrefが入力される。
電流制御部3が出力する電流Iは、回転方向指定指令補正部20による位置指令入力が確定する毎に、回転方向設定を参照しながら設定回転方向に対応して補正(又は補正しないで)された位置指令に基づくため、指令設定された回転位置に停止できる。
は、前回の回転指令と今回の回転指令の偏差が180度以内となる方向へ駆動するよう位置指令の偏差信号Δθrefを補正するものである。そのために、図11等で示す任意の位置A点で停止中の電動機に対して、回転方向指定指令補正部20aは、次のように判断しながら、偏差信号Δθrefを出力する。
(a) 0度<|Δθref|<180度………→Δθrefを出力。
(b) 180度<|Δθref|<360度…→|Δθref|−360度を出力。
(c) 位置指令θrefが180度のとき……→任意の方向へ駆動する。
他は、図1で示す実施例1と同様である。
位置座標系変換部21に位置検出θdetが入力されると、ステップS11で位置検出θdetと記憶位置を比較する。その結果、θdet≧記憶位置のときにはステップS12で、[θ´det=θdet−記憶位置]を演算して新座標系位置θ´detに変換し、遅延回路11を介して位置制御系へフィードバックされると共に、速度演算部7に入力される。
[θ´det=360度−記憶位置+θdet]を演算して新座標系位置θ´detに変換する。
位置座標系逆変換部22には、制御系外から入力される電動機制御系(ダイナモシステム)に依存しない任意の座標系による0〜360度未満の絶対角の位置指令θ´refが入力される。
図7で示す「θ」と「θ´」はそれぞれの角度データが持つ分解能を基準としたもので、「θ」はエンコーダ5が持つ分解能(パルス数等に依存)の機械角データを示し、また、「θ´」は入力された制御指令が持つ分解能(制御系外とのインターフェースのデータ幅に依存)の機械角データを示す。
2… 速度制御部
3… 電流制御部
4… 電動機(ダイナモメータ)
5… 位置検出器(エンコーダ)
6… 絶対角変換係数
7… 速度演算部
20…回転方向指定指令補正部
21…位置座標系変換部
22…位置座標系逆変換部
23…分解能補正処理部
Claims (7)
- 制御対象の位置指令とこの位置指令から1サンプル周期遅延させた位置指令の偏差信号Δθrefと、位置検出器を介して検出された電動機の位置検出とこの位置検出から1サンプル周期遅延させた位置検出の偏差信号Δθdetとの位置偏差θを求め、位置偏差θに応じた速度指令ωrefと位置検出θdetに応じた位置速度検出ωdetの偏差によってトルク電流指令を生成し、トルク電流指令によって電流制御部を介して制御対象の位置を制御するものにおいて、
前記位置指令の偏差信号Δθrefを入力し、前回の回転指令と今回の回転指令の偏差が180度以内となる方向へ駆動するよう位置指令の偏差信号Δθrefを補正する回転方向指定指令補正部を設けたことを特徴とした電動機の位置制御装置。 - 前記回転方向指定指令補正部は、前回位置指令と今回位置指令との関係で、0度<|Δθref|<180度のときにΔθrefの信号を出力し、[180度<|Δθref|<360度]のときに[|Δθref|−360度]の補正信号を出力し、且つ位置指令が180度のときに任意の方向への駆動信号を出力するよう構成したことを特徴とした請求項1記載の電動機の位置制御装置。
- 制御対象の位置指令とこの位置指令から1サンプル周期遅延させた位置指令の偏差信号Δθrefと、位置検出器を介して検出された電動機の位置検出とこの位置検出から1サンプル周期遅延させた位置検出の偏差信号Δθdetとの位置偏差θを求め、位置偏差θに応じた速度指令ωrefと位置検出θdetに応じた位置速度検出ωdetの偏差によってトルク電流指令を生成し、トルク電流指令によって電流制御部を介して制御対象の位置を制御するものにおいて、
前記位置検出器の出力側に位置座標系変換部を設け、この位置座標系変換部によって制御対象電動機の任意の位置検出θdetを記憶し、記憶した任意の位置(記憶位置)を0度とした新たな座標系における0〜360度未満の絶対角に変換して、前記位置偏差θを算出するよう構成したことを特徴とした電動機の位置制御装置。 - 前記位置座標系変換部は、前記記憶位置と前記位置検出器からの位置検出θdetの関係が[θdet≧記憶位置]のときに[θ´det=θdet−記憶位置]の変換信号を出力し、[θdet<記憶位置]のときに[θ´det=360度−記憶位置+θdet]の変換信号を出力することを特徴とした請求項3記載の電動機の位置制御装置。
- 制御対象の位置指令とこの位置指令から1サンプル周期遅延させた位置指令の偏差信号Δθrefと、位置検出器を介して検出された制御対象の位置検出とこの位置検出から1サンプル周期遅延させた位置検出の偏差信号Δθdetとの位置偏差θを求め、位置偏差θに応じた速度指令ωrefと位置検出θdetに応じた位置速度検出ωdetの偏差によってトルク電流指令を生成し、トルク電流指令によって電流制御部を介して制御対象の位置を制御するものにおいて、
前記位置検出器の出力側に位置座標系変換部を設け、この位置座標系変換部によって制御対象の任意の位置検出θdetを記憶し、記憶した任意の位置(記憶位置)を0度とした新たな座標系における0〜360度未満の絶対角に変換し、この変換信号を制御系外部のインターフェースに出力すると共に、
前記制御対象の位置指令の制御系外に位置座標系逆変換部を設け、この位置座標系逆変換部によってイベント発生時の制御対象位置を記憶し、記憶した任意位置を0度として前記位置検出器の座標系位置指令θrefに変換し、前記制御対象の位置指令とすることを特徴とした電動機の位置制御装置。 - 制御対象の位置指令とこの位置指令から1サンプル周期遅延させた位置指令の偏差信号Δθrefと、位置検出器を介して検出された制御対象の位置検出とこの位置検出から1サンプル周期遅延させた位置検出の偏差信号Δθdetとの位置偏差θを求め、位置偏差θに応じた速度指令ωrefと位置検出θdetに応じた位置速度検出ωdetの偏差によってトルク電流指令を生成し、トルク電流指令によって電流制御部を介して制御対象の位置を制御するものにおいて、
前記制御対象の位置指令の制御系外に分解能補正処理部を設け、この分解能補正処理部により、制御系外より入力されるインターフェースからの位置指令に依存する角度データが持つ分解能を、前記位置検出器の位置検出分解能相当に補正することを特徴とした電動機の位置制御装置。 - 前記分解能補正処理部は、入力されたインターフェースからの位置指令をθ´refとしたとき、[(位置検出器の1回転出力/θ´ref分解能出力)×絶対角変換係数]の演算で制御対象の位置指令θrefを求めることを特徴とした請求項6記載の電動機の位置制御装置。
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