JP7126049B2 - 電動機制御装置および電動機制御方法 - Google Patents
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Description
従来、この種の電動機制御装置としては、例えば特許文献1に記載されているようなものがある。図8は、特許文献1に記載されている従来の電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
図1は、実施の形態1における電動機制御装置300の構成の一例を示すブロック図である。電動機制御装置300は、電動機の状態量をフィードバック制御する。図1に示す通り、電動機制御装置300は、電動機100と速度検出器200とに接続される。電動機制御装置300には、駆動対象となる機械負荷または電動機の所望動作を示す速度指令Vsが入力される。電動機100には、接合部101を介して、駆動対象となる機械負荷102が繋がれている。また、速度検出器200は、電動機100の回転速度を検出し、電動機速度Vmを電動機制御装置300に出力する。なお、電動機の状態量をフィードバック制御することに換えて、機械負荷の状態量をフィードバック制御する構成としても良い。
図4は、実施の形態2における電動機制御装置400の構成の一例を示すブロック図である。図4において、実施の形態1における図1の構成要素と同じ機能および動作をするものについては、同じ符号で示し、その動作説明を省略する。図4に示すように、実施の形態2における電動機制御装置400では、図1に示した構成に対し、ノッチフィルタ、ノッチ制御部、および変化率算出部が、各々1個から2個に増えている。
図5は、実施の形態3における電動機制御装置500の構成の一例を示すブロック図である。図5において、実施の形態1における図1の構成要素と同じ機能および動作をするものについては、同じ符号で示し、その動作説明を省略する。図5に示すように、実施の形態3における電動機制御装置500では、図1に示した構成に対し、変化率算出部305と変化率監視部306に代えて、ノッチ周波数出力部507と変化予測部508とが新たに内部に設置されている。ノッチ制御部304の出力であるノッチ周波数ωnが、ノッチフィルタ302とノッチ周波数出力部507とに入力される。
(数3)において、Δωn_i-X(X=0、1、2、・・・N-1)は、各時刻におけるサンプリング周期当たりのノッチ周波数の変化量であり、(数4)によって算出される。(数3)の右辺でサンプリング周期Tsに乗じる分数項のうち、分母項は、これまでに入力されたサンプリング周期当たりのノッチ周波数の変化量の平均値を示している。分数項のうち、分子項は、時刻t_iにおけるノッチ周波数ωn_t_iと予め設定された下限値ωn_targetとの差を示している。つまり(数3)は、現在時刻t_iにおいて、ノッチ周波数が予め設定された下限値ωn_targetに至るまでの時間を、現在時刻までに入力されたノッチ周波数に対して、線形補間を用いて算出することを示している。
図7は、実施の形態4における電動機制御装置600の構成の一例を示すブロック図である。図7において、実施の形態3における図5の構成要素と同じ機能および動作をするものについては、同じ符号で示し、その動作説明を省略する。図7に示すように、実施の形態4における電動機制御装置600では、図5に示した構成に対し、ノッチフィルタ、ノッチ制御部、およびノッチ周波数出力部が、各々1個から2個に増えている。
101 接合部
102 機械負荷
200 速度検出器
300 電動機制御装置
301 フィードバック制御部
302 ノッチフィルタ
302a ノッチフィルタ
302b ノッチフィルタ
303 トルク制御部
304 ノッチ制御部
304a ノッチ制御部
304b ノッチ制御部
3041 振動抽出フィルタ
3042 検出用ノッチフィルタ
3043 ノッチ周波数変更部
305 変化率算出部
305a 変化率算出部
305b 変化率算出部
306 変化率監視部
400 電動機制御装置
406 変化率監視部
500 電動機制御装置
507 ノッチ周波数出力部
507a ノッチ周波数出力部
507b ノッチ周波数出力部
508 変化予測部
600 電動機制御装置
608 変化予測部
700 電動機制御装置
701 フィードバック制御部
702 ノッチフィルタ
703 トルク制御部
710 ノッチ周波数推定部
Claims (8)
- 電動機または機械負荷の状態量をフィードバック制御する電動機制御装置であって、
フィードバック制御系内に配置され、除去する周波数成分を変更可能な第1ノッチフィルタと、
前記電動機または機械負荷が連続運転している際に、前記第1ノッチフィルタの中心周波数である第1のノッチ周波数を第1の周期で逐次変更する第1ノッチ制御部と、
過去の複数時点における前記第1のノッチ周波数に基づいて、将来の特定時点におけるノッチ周波数の予測値と、現在時刻から将来においてノッチ周波数が特定の周波数範囲外となるまでの経過時間の予測値と、将来においてノッチ周波数が前記特定の周波数範囲外となる時刻の予測値とのうち、少なくとも1つを算出して出力する変化予測部とを備え、
前記電動機または機械負荷が連続運転している際に、前記第1ノッチ制御部で生成された前記第1のノッチ周波数を前記第1の周期より長い第2の周期で、サンプリングするノッチ周波数出力部を有し、
前記変化予測部は、前記サンプリングされたノッチ周波数を用いて、前記予測値を算出する、電動機制御装置。 - 前記変化予測部は、過去の前記複数時点における前記第1のノッチ周波数を用いて、一次関数による外挿演算を行うことで、前記予測値を算出する請求項1記載の電動機制御装置。
- 前記第1ノッチ制御部は、予め定められたノッチ周波数の範囲内に限って、前記第1のノッチ周波数を変更する請求項1に記載の電動機制御装置。
- 前記第1ノッチフィルタの前記第1のノッチ周波数が、前記フィードバック制御系の制御帯域と重なることがないように定められている請求項3記載の電動機制御装置。
- さらに、前記フィードバック制御系内に配置され、除去する周波数成分を変更可能な第2ノッチフィルタと、
第2ノッチフィルタの中心周波数である第2のノッチ周波数を変更する第2ノッチ制御部を備え、
前記第1ノッチフィルタおよび前記第2ノッチフィルタは直列接続され、
前記変化予測部は、前記第1ノッチ制御部および前記第2ノッチ制御部の各々に対応して、前記予測値を算出する、
請求項1に記載の電動機制御装置。 - 前記変化予測部は、複数の経過時間の予測値を算出する場合に、当該複数の経過時間の予測値のうち、最も短い経過時間の予測値を出力し、
複数の時刻の予測値を算出する場合に、当該複数の時刻の予測値のうち、最も早い時刻の予測値を出力する、
請求項5に記載の電動機制御装置。 - 前記ノッチ制御部は、
前記電動機の電動機速度から機械共振の第1の振動成分を抽出し、前記振動成分を出力する振振動抽出フィルタと、
前記振動成分に対して中心周波数である第3ノッチ周波数を中心とした周波数成分を減衰させた第2の振動成分を生成する検出用ノッチフィルタと、
前記第1の振動成分と前記第2の振動成分に基づいて前記第1のノッチ周波数を生成するノッチ周波数変更部を有し、
前記検出用ノッチフィルタは、前記第1のノッチ周波数によって前記第3のノッチ周波数が変更される、
請求項1に記載の電動機制御装置。 - 電動機または機械負荷の状態量をフィードバック制御する電動機制御方法であって、
除去する周波数成分を変更可能なノッチフィルタの中心周波数であるノッチ周波数を、前記電動機または機械負荷が連続運転している際に第1の周期で変更するノッチ制御ステップと、
記電動機または機械負荷が連続運転している際に、前記ノッチ周波数を前記第1の周期より長い第2の周期でサンプリングするステップと、
前記サンプリングされたノッチ周波数を用いて、前記予測値を算出する変化予測ステップを含み、
前記変化予測ステップでは、過去の複数時点におけるノッチ周波数に基づいて、将来の特定時点におけるノッチ周波数の予測値と、現在時刻から将来においてノッチ周波数が特定の周波数範囲外となるまでの経過時間の予測値と、将来においてノッチ周波数が前記特定の周波数範囲外となる時刻の予測値とのうち、少なくとも1つを算出して出力する、
電動機制御方法。
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