JP6399691B2 - Rotational speed control device, rotational speed control method, and rotational drive system - Google Patents
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Description
本発明は、回転数制御装置、回転数制御方法及び回転駆動システムに関する。 The present invention relates to a rotation speed control device, a rotation speed control method, and a rotation drive system.
従来、積分演算部が制御弁の操作量を演算して、リミッタを介して内燃機関に出力する内燃機関の制御装置が開示されている(特許文献1参照)。特許文献1の技術は、制御弁の操作量がリミッタによって制限された後に、制御量の目標値が変化した場合であっても、ワインドアップの発生を防止するアンチワインドアップ部を備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been disclosed an internal combustion engine control device in which an integral calculation unit calculates an operation amount of a control valve and outputs the operation amount to an internal combustion engine via a limiter (see Patent Document 1). The technique of
特許文献1では、制御対象に過渡的な変化が与えられた場合、上下限リミッタを持つ積分演算部の出力値が上下限値に飽和してしまい、応答速度が遅くなる問題があった。一方、応答速度を早くしようとすると、積分演算部の上下限リミッタ値を広げ、PID制御部のゲインを調整する必要があり、調整に時間と手間がかかる問題がある。このため、ワインドアップ量の減少を優先させ応答時間の短縮を断念することもあった。
In
本発明は、このような実情を鑑みて提案されたものであり、手間のかかる調整をすることなく、制御対象のワインドアップ現象を防止すると共に、過渡応答時間を短縮することができる回転数制御装置、回転数制御方法及び回転駆動システムを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and the rotational speed control capable of preventing the wind-up phenomenon of the controlled object and reducing the transient response time without requiring time-consuming adjustment. An object is to provide a device, a rotation speed control method, and a rotation drive system.
本発明に係る回転数制御装置の第一実施態様は、制御対象の目標回転数と前記制御対象の実回転数との偏差である回転数偏差を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された回転数偏差に基づいて微分補正量を演算する微分補正量演算手段と、前記演算手段により演算された回転数偏差に基づいて比例補正量を演算する比例補正量演算手段と、前記演算手段により演算された回転数偏差に基づいて積分補正量を演算する積分補正量演算手段と、前記積分補正量演算手段により演算された積分補正量が上限値を超えるときは前記積分補正量を前記上限値に制限して出力し、前記積分補正量が下限値を下回るときは前記積分補正量を前記下限値に制限して出力し、前記積分補正量が下限値以上であって上限値以下であるときは前記積分補正量をそのまま出力する積分補正量制限手段と、前記回転数偏差の絶対値が所定値を超え、かつ、前記積分補正量制限手段によって前記積分補正量が制限された場合に、前記比例補正量演算手段により演算された比例補正量に応じて、前記積分補正量制限手段の上限値及び下限値を拡大する限界値拡大手段と、前記微分補正量演算手段により演算された微分補正量、前記比例補正量演算手段により演算された比例補正量及び前記積分補正量制限手段から出力された積分補正量を加算して、前記制御対象の回転数を制御するための制御信号を出力する加算手段と、を備えたことを特徴とする。 A first embodiment of the rotational speed control device according to the present invention is calculated by a computing means for computing a rotational speed deviation that is a deviation between a target rotational speed to be controlled and an actual rotational speed of the controlled object, and the computing means. A differential correction amount calculating means for calculating a differential correction amount based on the rotational speed deviation, a proportional correction amount calculating means for calculating a proportional correction amount based on the rotational speed deviation calculated by the calculating means, and the calculating means. An integral correction amount calculating means for calculating an integral correction amount based on the calculated rotational speed deviation; and when the integral correction amount calculated by the integral correction amount calculating means exceeds an upper limit value, the integral correction amount is set to the upper limit value. When the integral correction amount falls below the lower limit value, the integral correction amount is limited to the lower limit value and output, and when the integral correction amount is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value. Is the integral correction And the proportional correction amount calculating means when the absolute value of the rotational speed deviation exceeds a predetermined value and the integral correction amount is limited by the integral correction amount limiting means. Limit value expanding means for expanding the upper limit value and lower limit value of the integral correction amount limiting means, the differential correction amount calculated by the differential correction amount calculating means, and the proportional correction amount. Adding means for adding the proportional correction amount calculated by the calculating means and the integral correction amount output from the integral correction amount limiting means, and outputting a control signal for controlling the rotational speed of the controlled object. It is characterized by that.
本発明に係る回転数制御装置の第二実施態様は、第一実施態様において、前記限界値拡大手段は、前記比例補正量の増加に応じて増加する拡大幅を前記上限値に加算することによって前記上限値を拡大し、前記拡大幅を前記下限値から減算することによって前記下限値を拡大することを特徴とする。 In a second embodiment of the rotational speed control device according to the present invention, in the first embodiment, the limit value expanding means adds an expansion width that increases with an increase in the proportional correction amount to the upper limit value. The upper limit value is expanded, and the lower limit value is expanded by subtracting the expansion width from the lower limit value.
本発明に係る回転数制御装置の第三実施態様は、第一又は第二実施態様において、前記限界値拡大手段は、前記回転数偏差の絶対値が所定値以下になった場合、又は、前記積分補正量制限手段によって前記積分補正量が制限されない場合に、前記上限値及び前記下限値を拡大前の初期値に設定することを特徴とする。 According to a third embodiment of the rotational speed control device of the present invention, in the first or second embodiment, the limit value expanding means is configured such that the absolute value of the rotational speed deviation is equal to or less than a predetermined value, or When the integral correction amount is not limited by the integral correction amount limiting means, the upper limit value and the lower limit value are set to initial values before enlargement.
本発明に係る回転数制御装置の第四実施態様は、第一から第三実施態様のいずれかにおいて、前記制御対象は、船舶の推進器を回転させる回転軸であることを特徴とする。 A fourth embodiment of the rotational speed control device according to the present invention is characterized in that, in any one of the first to third embodiments, the control object is a rotating shaft that rotates a propulsion device of a ship.
本発明に係る回転数制御方法の実施態様は、制御対象の目標回転数と前記制御対象の実回転数との偏差である回転数偏差を演算し、前記演算された回転数偏差に基づいて、微分補正量、比例補正量、及び積分補正量をそれぞれ演算し、前記回転数偏差の絶対値が所定値を超え、かつ、前記積分補正量が飽和する場合に、前記演算された比例補正量に応じて、前記積分補正量の上限値及び下限値を拡大し、前記演算された積分補正量が拡大された上限値を超えるときは前記積分補正量を前記上限値に制限して出力し、前記積分補正量が拡大された下限値を下回るときは前記積分補正量を前記下限値に制限して出力し、前記積分補正量が拡大された下限値以上であって拡大された上限値以下であるときは前記積分補正量をそのまま出力し、前記演算された微分補正量、前記演算された比例補正量及び前記出力された積分補正量を加算して、前記制御対象の回転数を制御するための制御信号を出力することを特徴とする。 An embodiment of the rotational speed control method according to the present invention calculates a rotational speed deviation that is a deviation between a target rotational speed to be controlled and an actual rotational speed of the controlled object, and based on the calculated rotational speed deviation, A differential correction amount, a proportional correction amount, and an integral correction amount are respectively calculated, and when the absolute value of the rotation speed deviation exceeds a predetermined value and the integral correction amount is saturated, the calculated proportional correction amount is calculated. Accordingly, the upper limit value and the lower limit value of the integral correction amount are expanded, and when the calculated integral correction amount exceeds the expanded upper limit value, the integral correction amount is limited to the upper limit value and output, When the integral correction amount falls below the enlarged lower limit value, the integral correction amount is limited to the lower limit value and output, and the integral correction amount is not less than the enlarged lower limit value and not more than the enlarged upper limit value. Output the integral correction amount as it is, Has been differential correction amount, the computed proportional correction amount and by adding the outputted integral correction amount, and outputs a control signal for controlling the rotation speed of the control object.
本発明に係る回転駆動システムの実施態様は、本発明に係る回転数制御装置の第一から第四実施態様のいずれかと、前記回転数制御装置で使用される制御対象の実回転数を検出する検出手段と、前記回転数制御装置から出力される制御信号に基づいて前記制御対象を回転駆動させる回転駆動手段と、を備えたことを特徴とする。 An embodiment of the rotational drive system according to the present invention detects any one of the first to fourth embodiments of the rotational speed control device according to the present invention and an actual rotational speed of a control target used in the rotational speed control device. It is characterized by comprising detection means and rotation drive means for rotating the control object based on a control signal output from the rotation speed control device.
本発明によれば、手間のかかる調整をすることなく、制御対象のワインドアップ現象を防止すると共に、過渡応答時間を短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the wind-up phenomenon of the controlled object and shorten the transient response time without making a troublesome adjustment.
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る船舶推進システム1(回転駆動システム)の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a ship propulsion system 1 (rotary drive system) according to an embodiment of the present invention.
船舶推進システム1は、アンチワインドアップ型PID制御により、船舶に推進力を与えるスクリュー11(制御対象)の回転数が目標回転数になるように、ガバナ15から主機関14に供給される燃料Gの噴射量を制御する。
The
船舶推進システム1は、スクリュー11、スクリュー11が取り付けられた主軸12(制御対象)、入力回転を所定の減速比で主軸12に伝達する減速機13(回転駆動手段)、燃料Gの供給量に応じた回転を得て減速機13に入力する主機関(エンジン)14(回転駆動手段)14、ガバナ開度指令値に従って主機関14へ供給する燃料Gの噴射量を調整するガバナ15(回転駆動手段)を備えている。
The
さらに、船舶推進システム1は、主軸12の回転数に応じた信号を出力するセンサ20(検出手段)、スロットル操作量に応じた回転数指令値Fs(t)を出力するスロットル操作部30、センサ20から出力された信号(回転数)及びスロットル操作部30から出力された回転数指令値Fs(t)に基づいてガバナ開度指令値を出力する主軸回転制御装置40(回転数制御装置)を備えている。
Further, the
主軸回転制御装置40は、加算器41(演算手段)、微分定数乗算器42(微分補正量演算手段)、微分器43(微分補正量演算手段)、比例定数乗算器44(比例補正量演算手段)を備えている。
The spindle
加算器41は、スロットル操作部30から出力された回転数指令値Fs(t)を正の入力信号、センサ20から出力された回転数を負の入力信号として、加算演算を行い、その演算結果である回転数偏差Δrpmを出力する。
微分定数乗算器42は、加算器41から出力された回転数偏差Δrpmに微分定数Kdを乗算する。
微分器43は、微分定数乗算器42から出力された乗算結果を微分して、その演算結果である微分補正量Fd(t)を加算器53へ出力する。
比例定数乗算器44は、加算器41から出力された回転数偏差Δrpmに微分定数Kpを乗算する。
The
The
The
The proportional
さらに、主軸回転制御装置40は、積分リミッタ関数演算器45、積分リミッタ拡大演算部46(限界値拡大手段)、積分定数乗算器47、加算器48、積分器49(積分補正量演算手段)、加算器50、乗算器51、リミッタ回路52(微分補正量制限手段)、加算器53(加算手段)を備えている。
Further, the spindle
積分リミッタ関数演算器45は、スロットル操作部30から出力された回転数指令値Fs(t)を用いて、下記のように積分リミッタ関数Fl[Fs(t)]を演算する。
The integral
Fl[Fs(t)]=c×[Fs(t)]3 cは換算係数 Fl [Fs (t)] = c × [Fs (t)] 3 c is a conversion factor
関数Fl(s)は、初期に設定する積分項の上限値(下限値の絶対値)であり、オーバーシュート及びアンダーシュートを抑える働きをする。制御対象が回転数指令値Fs(t)に対してガバナ開度が3乗の特性をもつ。このため、関数Fl(s)はFs(t)の3乗の項を有している。但し、制御対象が異なれば、関数Fl(t)が非線形の特性になることもある。
そして、積分リミッタ関数演算器45は、演算結果を積分リミッタ拡大演算部46へ出力する。
The function Fl (s) is the upper limit value (absolute value of the lower limit value) of the integral term that is initially set, and functions to suppress overshoot and undershoot. The controlled object has a characteristic that the governor opening degree is the third power with respect to the rotational speed command value Fs (t). For this reason, the function Fl (s) has a third power term of Fs (t). However, if the control target is different, the function Fl (t) may have nonlinear characteristics.
Then, the integral
積分リミッタ拡大演算部46は、積分飽和検知部46a、積分リミッタ加算関数演算器46b、ゼロ値出力部46c、選択部46d、加算器46eを備えている。
The integration limiter
積分飽和検知部46aは、加算器41から出力された回転数偏差Δrpmを用いて、次の式(1)が成立するかを判定する。
The integral
|Δrpm|>0.5rpm ・・・(1) | Δrpm |> 0.5rpm (1)
式(1)が成立する場合は、回転数が目標値(回転数指令値)近傍になっていないが、式(1)が成立しない場合は、回転数が目標値近傍(誤差が0.5rpm以下)になっている。 When the formula (1) is satisfied, the rotation speed is not near the target value (rotation speed command value). However, when the expression (1) is not satisfied, the rotation speed is near the target value (error is 0.5 rpm). Below).
さらに、積分飽和検知部46aは、加算器50の演算結果であるΔFi(t)を用いて、次の式(2)が成立するかを判定する。
Further, the integral
ΔFi(t)<0 ・・・(2) ΔFi (t) <0 (2)
式(2)が成立する場合は、PID制御器の積分項(積分器49の出力)が飽和して上限リミッタ又は下限リミッタを超えている。 When Expression (2) is satisfied, the integral term (output of the integrator 49) of the PID controller is saturated and exceeds the upper limit limiter or the lower limit limiter.
積分飽和検知部46aは、式(1)及び式(2)の両方が成立する場合には、積分項の上限値(下限値の絶対値)拡大を指示するオン信号を選択部46dへ出力する。また、積分リミッタ拡大演算部46は、式(1)及び式(2)の少なくとも一方が成立しない場合には、積分項の上限値(下限値の絶対値)拡大の停止を指示するオフ信号を選択部46dへ出力する。
When both of the expressions (1) and (2) are established, the integral
積分リミッタ加算関数演算器46bは、比例定数乗算器44から出力された比例補正量Fp(t)を用いて、下記のように積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]を演算する。
The integration limiter
Fl2[Fp(t)]=n×Fp(t) Fl2 [Fp (t)] = n × Fp (t)
積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]は、比例補正量Fp(t)をn倍する比例項であり、積分項の上限値の拡大幅に対応する。このため、回転数が目標値(回転数指令値)に近づくにしたがって、積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]が小さくなり、上限値の拡大幅も小さくなる。
そして、回転数が目標値近傍になる(目標値に略一致する)と、積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]が上限値に与える影響(補正幅)が極小となる。このとき、積分リミッタ関数Fl(t)が上限値全体に対応する状態となり、この時点で上限値拡大が停止する。
ゼロ値出力部46cは、積分項の上限値の拡大幅をゼロにするためのゼロ値を出力する。
The integral limiter addition function Fl2 [Fp (t)] is a proportional term that multiplies the proportional correction amount Fp (t) by n, and corresponds to the expansion range of the upper limit value of the integral term. For this reason, as the rotational speed approaches the target value (rotational speed command value), the integral limiter addition function Fl2 [Fp (t)] decreases, and the expansion range of the upper limit value also decreases.
When the rotation speed is close to the target value (substantially matches the target value), the influence (correction width) that the integral limiter addition function Fl2 [Fp (t)] has on the upper limit value is minimized. At this time, the integral limiter function Fl (t) is in a state corresponding to the entire upper limit value, and the upper limit value expansion stops at this point.
The zero
選択部46dは、積分飽和検知部46aからオン信号が入力された場合は、積分リミッタ加算関数演算器46bで演算された積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]を選択し、積分飽和検知部46aからオフ信号が入力された場合は、ゼロ値出力部46cから出力されたゼロ値を選択し、選択したものを加算器46eへ出力する。
When the ON signal is input from the integration
加算器46eは、積分リミッタ関数演算器45から入力された積分リミッタ関数Fl[Fs(t)](積分項の上限値)と、選択部46dから入力された値(上限値の拡大幅)とを加算し、演算結果を乗算器51及びリミッタ回路52へ出力する。
加算器46eにより出力される値は、積分項について最終調整された上限値(下限値の絶対値)を示している。
The
The value output by the
乗算器51は、加算器46eの演算結果に(−1)を乗じることで、積分項について最終調整された下限値を出力する。
The
リミッタ回路52は、積分器49から出力された積分項が下限値から上限値までの範囲内にある場合は、当該積分項を積分補正量Fi(t)としてそのまま加算器53へ出力する。
一方、リミッタ回路52は、積分項が下限値より小さい場合は当該下限値を積分補正量Fi(t)として加算器53へ出力する。
When the integral term output from the
On the other hand, when the integral term is smaller than the lower limit value, the
また、リミッタ回路52は、積分項が上限値より大きい場合は当該上限値を積分補正量Fi(t)として加算器53へ出力する。つまり、リミッタ回路52は、積分項が飽和していない場合は当該積分項をそのまま積分補正量Fi(t)として出力し、積分項が上限値又は下限値を超えて飽和している場合はその上限値又は下限値を積分補正量Fi(t)として出力する。
Further, when the integral term is larger than the upper limit value, the
加算器53は、微分器43から出力された微分補正量Fd(t)、比例定数乗算器44から出力された比例補正量Fp(t)、リミッタ回路52から出力された積分補正量Fi(t)を加算することで、ガバナ開度指令を演算する。
The
ガバナ15は、加算器53で演算されたガバナ開度指令に応じて、主機関14への燃料Gの噴射量を制御する。この結果、主機関14は、減速機13及び主軸12を介して、目標回転数になるようにスクリュー11を回転させる。
The
船舶推進システム1において、制御対象に過渡的な変化を与えた場合、例えば船舶が停止状態から発進する場合には、主軸回転制御装置40は次のような演算処理を行う。
In the
船舶が停止状態から発進する場合、最初に、主軸回転制御装置40に入力される回転数はゼロである。主軸回転制御装置40内の加算器41は、回転数偏差Δrpmとして回転数指令値Fs(t)をそのまま出力する。つまり、回転数偏差Δrpmの絶対値は、0.5rpmに比べて非常に大きな値になる。
When the ship starts from a stopped state, first, the rotation speed input to the spindle
このため、積分器49の出力値(積分項)が急激に大きくなって飽和するので、加算器50の出力値であるΔFi(t)は0未満になる。よって、積分飽和検知部46aは、上述した式(1)及び式(2)が共に成立するので、オン信号を選択部46dへ出力する。選択部46dは、積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]を選択して加算器46eへ出力する。
For this reason, the output value (integral term) of the
加算器46eは、上限値及び下限値の絶対値に相当する積分リミッタ関数Fl[Fs(t)]に、拡大幅に相当する積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]を加算することで、リミッタ回路52の上限値及び下限値を拡大する。
The
過渡応答の期間、上限値及び下限値の拡大幅に相当する積分リミッタ加算関数Fl2[Fp(t)]は、比例項(比例定数乗算器44の出力)に従って増大する。このため、積分項に相当する積分器49の出力値は、急激に大きくなるものの、飽和することなく加算器53に入力される。この結果、スクリュー11の回転数は目標値に急激に近づき、過渡応答期間が短くなる。
The integral limiter addition function Fl2 [Fp (t)] corresponding to the period of the transient response, the expansion range of the upper limit value and the lower limit value increases in accordance with the proportional term (output of the proportional constant multiplier 44). For this reason, the output value of the
一方で、スクリュー11の回転数が目標値に近づくに従って、回転数偏差Δrpmが小さくなるので、比例項に相当する比例定数乗算器44の出力値も小さくなり、上限値及び下限値の拡大幅も小さくなる。
On the other hand, as the rotation speed of the
スクリュー11の回転数が目標値近傍に到達すると、回転数偏差Δrpmが非常に小さくなって、上述した式(1)が成立しなくなり、選択部46dはゼロ値出力部46cから出力されるゼロ値を選択する。このとき、上限値及び下限値の拡大幅はゼロになり、リミッタ回路52には、積分リミッタ関数演算器45の演算結果がそのままリミッタ値(上限値及び下限値)として設定される。これにより、積分項には、当初設定された上限値及び下限値によるアンチワインドアップ手法が働くので、制御対象であるスクリュー11の回転数のワインドアップ現象を抑制できる。
When the rotational speed of the
図2は、船舶推進システム1において変速指令を発令した場合の回転数及び制御量(拡大幅)の過渡応答特性と、従来のアンチワイドアップPID制御の回転数及び制御量の過渡応答特性とを比較する図である。
FIG. 2 shows the transient response characteristics of the rotational speed and the control amount (enlarged width) when the shift command is issued in the
船舶推進システム1における制御量の立ち上り速度及び回転数の応答速度(過渡期間)は、従来に比べて、共に短縮されている。静定状態において、船舶推進システム1の回転数及び制御量は、従来に比べてオーバーシュートは少ない。
Both the rising speed of the controlled variable and the response speed (transient period) of the rotational speed in the
以上のように、船舶推進システム1は、制御対象に過渡的な変化が与えられた場合(例えば回転停止状態の主軸12に大きな目標回転数が設定された場合)、積分器49の出力である積分項が飽和する。船舶推進システム1は、このとき上限値及び下限値を一時的に拡大することで、過渡応答時の積分項が飽和しなくなり、制御対象の過渡応答時間を短縮することができる。
As described above, the
また、船舶推進システム1は、主軸12の回転数が目標値に接近するに従って、上限値及び下限値の拡大幅に相当する積分リミッタ加算関数Fl2(s)を小さくし、更に、主軸12の回転数が目標値近傍に到達すると、拡大された上限値及び下限値を当初の初期値に戻す。
この結果、船舶推進システム1は、アンチワインドアップ手法が働き、主軸12の回転数のワインドアップ現象を抑制し、かつトータルゲインを上げることが可能になる。
Further, the
As a result, in the marine
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変更されたものにも適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to the following modifications.
例えば、本発明は、船舶推進システム1に限らず、制御対象の回転数を制御するものであれば適用可能である。
制御対象の駆動手段は、上述した実施形態のように主機関(エンジン)14に限らず、モータ、その他の原動機であってもよい。
For example, the present invention is not limited to the
The drive means to be controlled is not limited to the main engine (engine) 14 as in the above-described embodiment, but may be a motor or other prime mover.
積分リミッタ関数演算器45は、Fl[Fs(t)]=n×[Fs(t)]3 を演算する場合に限らない。制御対象に応じて異なる関数を演算してもよい。
積分リミッタ加算関数演算器46bは、Fl2[Fp(t)]=n×Fp(t) を演算する場合に限らない。Fp(t)の増加関数であれば他の関数を演算してもよい。
The integral
The integral limiter
1 船舶推進システム(回転駆動システム)、11 スクリュー(制御対象)、12 主軸(制御対象)、13 減速機(回転駆動手段)、14 主機関(回転駆動手段)、15 ガバナ(回転駆動手段)、20 センサ(検出手段)、30 スロットル操作部、40 主軸回転制御装置(回転数制御装置)、41 加算器(演算手段)、42 微分定数乗算器(微分補正量演算手段)、43 微分器(微分補正量演算手段)、44 比例定数乗算器(比例補正量演算手段)、46 積分リミッタ拡大演算部(限界値拡大手段)、49 積分器(積分補正量演算手段)、52 リミッタ回路(積分補正量制限手段)、53 加算器(加算手段)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記演算手段により演算された回転数偏差に基づいて微分補正量を演算する微分補正量演算手段と、
前記演算手段により演算された回転数偏差に基づいて比例補正量を演算する比例補正量演算手段と、
前記演算手段により演算された回転数偏差に基づいて積分補正量を演算する積分補正量演算手段と、
前記積分補正量演算手段により演算された積分補正量が上限値を超えるときは前記積分補正量を前記上限値に制限して出力し、前記積分補正量が下限値を下回るときは前記積分補正量を前記下限値に制限して出力し、前記積分補正量が下限値以上であって上限値以下であるときは前記積分補正量をそのまま出力する積分補正量制限手段と、
前記回転数偏差の絶対値が所定値を超え、かつ、前記積分補正量制限手段によって前記積分補正量が制限された場合に、前記比例補正量演算手段により演算された比例補正量に応じて、前記積分補正量制限手段の上限値及び下限値を拡大する限界値拡大手段と、
前記微分補正量演算手段により演算された微分補正量、前記比例補正量演算手段により演算された比例補正量及び前記積分補正量制限手段から出力された積分補正量を加算して、前記制御対象の回転数を制御するための制御信号を出力する加算手段と、を備え、
前記限界値拡大手段は、前記比例補正量の増加に応じて増加する拡大幅を前記上限値に加算することによって前記上限値を拡大し、前記拡大幅を前記下限値から減算することによって前記下限値を拡大することを特徴とする回転数制御装置。 A calculation means for calculating a rotation speed deviation which is a deviation between the target rotation speed of the control object and the actual rotation speed of the control object;
Differential correction amount calculation means for calculating a differential correction amount based on the rotational speed deviation calculated by the calculation means;
Proportional correction amount calculating means for calculating a proportional correction amount based on the rotational speed deviation calculated by the calculating means;
An integral correction amount calculating means for calculating an integral correction amount based on the rotational speed deviation calculated by the calculating means;
When the integral correction amount calculated by the integral correction amount calculation means exceeds the upper limit value, the integral correction amount is limited to the upper limit value and output, and when the integral correction amount falls below the lower limit value, the integral correction amount An integral correction amount limiting means for outputting the integral correction amount as it is when the integral correction amount is not less than the lower limit value and not more than the upper limit value.
When the absolute value of the rotational speed deviation exceeds a predetermined value and the integral correction amount is limited by the integral correction amount limiting means, according to the proportional correction amount calculated by the proportional correction amount calculating means, Limit value expanding means for expanding the upper limit value and the lower limit value of the integral correction amount limiting means;
The differential correction amount calculated by the differential correction amount calculating means, the proportional correction amount calculated by the proportional correction amount calculating means, and the integral correction amount output from the integral correction amount limiting means are added, and the control object Adding means for outputting a control signal for controlling the rotational speed ,
The limit value expanding means expands the upper limit value by adding an expansion width that increases with an increase in the proportional correction amount to the upper limit value, and subtracts the expansion width from the lower limit value. A rotation speed control device characterized by enlarging the value .
前記演算された回転数偏差に基づいて、微分補正量、比例補正量、及び積分補正量をそれぞれ演算し、Based on the calculated rotational speed deviation, a differential correction amount, a proportional correction amount, and an integral correction amount are calculated,
前記回転数偏差の絶対値が所定値を超え、かつ、前記積分補正量が飽和する場合に、前記演算された比例補正量に応じて、前記積分補正量の上限値及び下限値を拡大し、When the absolute value of the rotational speed deviation exceeds a predetermined value and the integral correction amount is saturated, the upper limit value and the lower limit value of the integral correction amount are expanded according to the calculated proportional correction amount,
前記演算された積分補正量が拡大された上限値を超えるときは前記積分補正量を前記上限値に制限して出力し、前記積分補正量が拡大された下限値を下回るときは前記積分補正量を前記下限値に制限して出力し、前記積分補正量が拡大された下限値以上であって拡大された上限値以下であるときは前記積分補正量をそのまま出力し、When the calculated integral correction amount exceeds the enlarged upper limit value, the integral correction amount is limited to the upper limit value and output, and when the integral correction amount falls below the enlarged lower limit value, the integral correction amount Is limited to the lower limit value, and when the integral correction amount is not less than the enlarged lower limit value and not more than the enlarged upper limit value, the integral correction amount is output as it is,
前記演算された微分補正量、前記演算された比例補正量及び前記出力された積分補正量を加算して、前記制御対象の回転数を制御するための制御信号を出力し、Adding the calculated differential correction amount, the calculated proportional correction amount, and the output integral correction amount to output a control signal for controlling the rotation speed of the control target;
前記上限値及び前記下限値を拡大では、前記比例補正量の増加に応じて増加する拡大幅を前記上限値に加算することによって前記上限値を拡大し、前記拡大幅を前記下限値から減算することによって前記下限値を拡大することを特徴とする回転数制御方法。In enlarging the upper limit value and the lower limit value, the upper limit value is expanded by adding to the upper limit value an enlargement range that increases as the proportional correction amount increases, and the enlargement range is subtracted from the lower limit value. The rotation speed control method is characterized by enlarging the lower limit value.
前記回転数制御装置で使用される制御対象の実回転数を検出する検出手段と、Detecting means for detecting the actual rotational speed of the controlled object used in the rotational speed control device;
前記回転数制御装置から出力される制御信号に基づいて前記制御対象を回転駆動させる回転駆動手段と、Rotation drive means for rotating the control object based on a control signal output from the rotation speed control device;
を備えたことを特徴とする回転駆動システム。A rotational drive system comprising:
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JP2014209993A JP6399691B2 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | Rotational speed control device, rotational speed control method, and rotational drive system |
Applications Claiming Priority (1)
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