JPH01238489A - Force addition type multiplex motor driven servo actuator - Google Patents

Force addition type multiplex motor driven servo actuator

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JPH01238489A
JPH01238489A JP63063618A JP6361888A JPH01238489A JP H01238489 A JPH01238489 A JP H01238489A JP 63063618 A JP63063618 A JP 63063618A JP 6361888 A JP6361888 A JP 6361888A JP H01238489 A JPH01238489 A JP H01238489A
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signal
output
drive system
circuit
command signal
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JP63063618A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuro Takeuchi
竹内 康郎
Yasutaka Kishine
岸根 康高
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Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
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Abstract

PURPOSE:To detect the trouble of a system with high reliability by obtaining a current signal with a function simulator from a phase command, and comparing it with a current command signal to detect the trouble. CONSTITUTION:Two servo motors 1a, 1b are mechanically coupled at their rotors to the same output shaft 2 to add their torques to drive a load at the shaft 2. First stage self-diagnosing circuits 7a, 7b detect the propriety of the value of a current command CCa or CCb of driving systems A, B, and input a position command signal PC and the signal CCa or CCb. The circuits 7a, 7b obtain a current value by a function simulator from the signal PC, compare it with the signal CCa, CCb, and output a current command trouble signal FIa or FIb.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、航空機その他の飛翔体の操縦舵面、産業用
ロボットのアーム等、高倍転性を要する産業用機器、装
置等を駆動するための、駆動系を多重に具えた電動サー
ボアクチュエータ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Use This invention is for driving industrial equipment, devices, etc. that require high rotation performance, such as control surfaces of aircraft and other flying objects, arms of industrial robots, etc. The present invention relates to an electric servo actuator device equipped with multiple drive systems.

従来の技術 航空機の操縦舵面等、高信鎖性を要する装置の駆動用サ
ーボアクチュエータ装置においては、必要な作動信転性
を確保するために従来から装置を多重系にすることが一
般に行われており、特にサーボモータを用いた多重アク
チエエータ装置では、各サーボモータの回転子を機械的
に直結して、各サーボモータを各別の制御回路で制御す
る力加算型多重電動アクチュエータ装置が最も簡単で信
転性が高い方式である。
Conventional technology In servo actuator devices for driving devices that require high reliability, such as aircraft control surfaces, it has been common practice to use multiple systems to ensure the necessary operational reliability. In particular, in multiple actuator devices using servo motors, the simplest and most reliable method is a force addition type multiple electric actuator device in which the rotor of each servo motor is directly connected mechanically and each servo motor is controlled by a separate control circuit. This method has high transferability.

しかし、この場合、単純な力加算方式のため、アクチュ
エータとして必要な全発生力が複数のサーボモータに均
等に分担されないときは、各系統の各部に存在する特性
の差異が最終的に各サーボモータの発生トルクに差を生
じさせる。このため被作動体を一定位置に保持する場合
、即ち被作動体への仕事量が零の場合においても、各サ
ーボモータが互に反対方向のトルクを生じて対抗する現
象(フォースファイ日を起し、その分だけ装置全体の出
力が低下したり、不感帯の発生により静特性にヒステレ
シス現象が現われる等、作動特性が悪化するばかりでな
く、フォースファイトのために各サーボモータやパワー
アンプに無用の電流が流れて発熱を増加させる。これを
さけるべくサーボモータの出力を制限すれば、サーボモ
ータを小型軽量化することができない。それ故、サーボ
モータの発生トルクを等しくするイコライザ等の手段が
必要になるが、多重電動モータに用いられる従来のイコ
ライザではモータのトルク検出器が必要であって、モー
タ回転子を機械的に直結できず、構造が複雑となる。
However, in this case, due to the simple force addition method, if the total generated force required for the actuator is not evenly distributed among multiple servo motors, the differences in characteristics that exist in each part of each system will ultimately affect each servo motor. This causes a difference in the generated torque. Therefore, even when the actuated object is held in a fixed position, that is, even when the amount of work to the actuated object is zero, a phenomenon in which each servo motor generates torque in the opposite direction and opposes each other (force-fire) occurs. However, not only will the output of the entire device decrease accordingly, and the hysteresis phenomenon will appear in the static characteristics due to the generation of a dead zone, but also the operating characteristics will deteriorate, and due to the force fight, each servo motor and power amplifier will be made useless. Current flows and increases heat generation.If the output of the servo motor is limited to avoid this, it is not possible to make the servo motor smaller and lighter.Therefore, a means such as an equalizer is required to equalize the torque generated by the servo motor. However, the conventional equalizer used for multiple electric motors requires a motor torque detector, cannot directly connect the motor rotor mechanically, and has a complicated structure.

また、多重系統で高信幀性を得るためには、各系統の故
障を碑実に検出でき、故障部分又は故障系統を正常部分
や全体作動に悪影響を及ぼさずに切り離し得ることが必
要であるが、従来の自己診断法である各系統ごとの位置
指令信号と位置フィードバック信号との比較は、力加算
方式ではどの系統の故障か判別できないので、故障検出
には使用できず、またトルク検出器を使用せずにパワー
アンプからモータまでの故障を自己診断する技術は従来
にはない。
In addition, in order to obtain high reliability in multiple systems, it is necessary to be able to detect failures in each system and to be able to isolate the failed part or system without adversely affecting normal parts or overall operation. Comparing the position command signal and position feedback signal for each system, which is a conventional self-diagnosis method, cannot be used for failure detection because the force addition method cannot determine which system is at fault. Conventionally, there is no technology that can self-diagnose failures in everything from power amplifiers to motors without using them.

また、従来技術である多重モータ相互間のモータ電流比
較による故障検出方法では、モータ2重作動時に故障を
検出しても、いずれの系統の故障かが判断できないので
、モータの一系統作動を行わせることができず、多重化
による信頬性向上の点で限界がある。
In addition, in the conventional failure detection method by comparing motor currents between multiple motors, even if a failure is detected when two motors are operating, it is not possible to determine which system is at fault. There are limits to how much credibility can be improved through multiplexing.

以上のように高倍転性を得るための多重電動サーボアク
チュエータの小型軽量化には大きな問題がある。
As described above, there is a big problem in reducing the size and weight of a multiple electric servo actuator to obtain high rotation performance.

更に、パルス幅変調方式のサーボアンプを用いたときは
、サーボモータのt流液形は高調波の変調波形であり、
このままでは電流I旨令信号と比較して自己診断をする
ことができない。
Furthermore, when using a pulse width modulation type servo amplifier, the servo motor's t-flow liquid type is a harmonic modulation waveform,
In this state, self-diagnosis cannot be performed by comparing with the current I command signal.

更にまた、小型大出力を得るために最近使用されるよう
になったパルス幅変調方式のl) Cブラシレスサーボ
モータでは、モータ電流を検出しても発生トルクの方向
を判別できないので、モータ電流信号を従来のイコライ
ザに使用したり、故障検出に使用することはできない。
Furthermore, in pulse width modulation type C brushless servo motors that have recently been used to obtain small and large outputs, the direction of the generated torque cannot be determined even if the motor current is detected, so the motor current signal cannot be determined. cannot be used in conventional equalizers or for fault detection.

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、上記した従来技術における種々の問題
を解決することにあり、したがって、本発明の目的は上
記課題を解決した力加算型多重電動サーボアクチュエー
タ装置を提供するにある。
Problems to be Solved by the Invention The problem to be solved by the present invention is to solve the various problems in the prior art described above.Therefore, an object of the present invention is to provide a force addition type multiple electric servo actuator device that solves the above problems. There is something to do.

課題を解決するための手段 上記目的達成のため、本願特定発明は、電動サーボモー
タと、共通の位置指令信号と電動サーボモータの出力軸
受に結合した位置センサーからの負帰還信号とを比較す
る位置補償回路と、位置補償回路の出力を電動サーボモ
ータ駆動用パワーアンプに供給する電流指令選択回路と
を有する駆動系を複数個具え、各電動サーボモータの回
転子を機械的に相互結合し、所要の駆動系に、位置指令
信号と該駆動系の位置補償回路の出力との差の絶対値の
大きさに対応した判別信号を出力する第1段自己診断回
路を設け、全駆動系の電流指令選択回路はすべての前記
判別信号のうち小なる判別信号を有する駆動系の位置補
償回路の出力を選択して全パワーアンプに供給し、別の
所要駆動系に、パワーアンプの入力と電動サーボモータ
の電流との差が所定値を超えたときに電動サーボモータ
を開路することを特徴とする。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the specified invention provides an electric servo motor and a position control system that compares a common position command signal with a negative feedback signal from a position sensor coupled to an output bearing of the electric servo motor. A plurality of drive systems each having a compensation circuit and a current command selection circuit that supplies the output of the position compensation circuit to a power amplifier for driving the electric servo motor are provided, and the rotors of each electric servo motor are mechanically coupled to each other, and the A first stage self-diagnosis circuit is installed in the drive system of the drive system to output a discrimination signal corresponding to the magnitude of the absolute value of the difference between the position command signal and the output of the position compensation circuit of the drive system, and the current command of the entire drive system is The selection circuit selects the output of the position compensation circuit of the drive system having the smaller discrimination signal among all the discrimination signals and supplies it to all the power amplifiers, and supplies it to the input of the power amplifier and the electric servo motor to another required drive system. The electric servo motor is characterized in that the electric servo motor is opened when the difference between the electric current and the electric current exceeds a predetermined value.

また第2番目の発明は、特定発明における第1段自己診
断回路が、駆動系の位置指令信号をハイパスフィルタ又
はバンドパスフィルタに通した出力と位置指令信号に比
例ゲインを乗じた信号又は該信号をローパスフィルタに
通した出力との加算値と、電流指令信号又はこれをロー
パスフィルタに通した出力との差の絶対値の大きさに対
応した判別信号を出力する構成を有する。
Further, the second invention is a first stage self-diagnosis circuit in the specified invention, which outputs a position command signal of a drive system through a high-pass filter or a band-pass filter, and a signal obtained by multiplying the position command signal by a proportional gain, or the signal. It has a configuration that outputs a discrimination signal corresponding to the magnitude of the absolute value of the difference between the sum of the output of the current command signal or the output of the current command signal passed through the low-pass filter, and the output of the current command signal or the output of the current command signal passed through the low-pass filter.

また第3番の発明は、特定発明における電動サーボモー
タにDCブラシレスモータを用いた場合に、第2段自己
診断回路が、電流指令信号の絶対値とDCCブラシレス
モーフ各相電流信号の絶対値の和との差、又は電流指令
信号の絶対値と前記和とを夫々ローパスフィルタもしく
はバンドパスフィルタに通した値の差が所定値を超えた
ときにDCCブラシレスモーフ開路する構成を有する。
Further, the third invention provides that when a DC brushless motor is used as the electric servo motor in the specified invention, the second stage self-diagnosis circuit detects the absolute value of the current command signal and the absolute value of the DCC brushless morph each phase current signal. The DCC brushless morph is configured to open when the difference between the sum or the difference between the absolute value of the current command signal and the value obtained by passing the sum through a low-pass filter or a band-pass filter, respectively, exceeds a predetermined value.

作         用 本発明は、駆動系を多重化するに際し、位置指令信号入
力端から電動サーボモータに、結合した位置センサまで
のサーボループを、電動サーボモータ駆動パワーアンプ
の入力端を境として前後二段に分け、位置指令信号入力
端を含む前段においては、前記サーボループの不調によ
り各駆動系の電動サーボモータ間にフォースファイトを
生ぜしめないよう、所要の駆動系に設けた第1段自己診
断回路によって当該駆動系における前記不調の有無、程
度を夫々判別し、これらの判別信号をすべて各駆動系の
電流指令選択回路に送って、そこで前記不調が小なる駆
動系の1を流指令信号を選択させる。各駆動系のパワー
アンプはこの選択された共通のt流指令信号に基づいて
夫々の駆動系の電動サーボモータを駆動するので、各電
動サーボモータのトルクは等しくなり、フォースファイ
トはなくなる。この場合、最少1駆動系の電流指令信号
が得られれば装置の作動は可能である。
Function: When multiplexing a drive system, the present invention constructs a servo loop from a position command signal input terminal to an electric servo motor to a position sensor connected to the electric servo motor in two stages, one before and one after the input terminal of the electric servo motor drive power amplifier. In the first stage including the position command signal input terminal, a first stage self-diagnosis circuit is installed in the required drive system to prevent force fights between the electric servo motors of each drive system due to malfunction of the servo loop. The existence and degree of the malfunction in the drive system is determined respectively, and all of these determination signals are sent to the current command selection circuit of each drive system, where the current command signal for the drive system with the least malfunction is selected. let Since the power amplifier of each drive system drives the electric servo motor of each drive system based on this selected common t-flow command signal, the torque of each electric servo motor becomes equal, and force fight is eliminated. In this case, the device can operate if a current command signal for at least one drive system is obtained.

またパワーアンプの入力端より後段においては、各駆動
系ごとに設けた第2段自己診断回路により、電動サーボ
モータの実電流信号が電流指令信号を超過しないよう監
視して、過電流保護を行う。
In addition, at the stage downstream from the input end of the power amplifier, a second-stage self-diagnosis circuit provided for each drive system monitors the electric servo motor's actual current signal to ensure that it does not exceed the current command signal, providing overcurrent protection. .

第2番目の発明は特定発明における第1段自己診断回路
が駆動系に生ずる高調波の電気的ノイズや機械的振動に
よるノイズによって誤作動しないよう、ハイパスフィル
タやローパスフィルタを用い、また航空機の場合、サー
ボモータにはその出力変位に比例する負荷が加わるのが
一般的であるため、これに適合するよう比例ゲインを用
いて位置検出信号の自動修正を図ったものである。
The second invention uses a high-pass filter or a low-pass filter to prevent the first stage self-diagnosis circuit in the specified invention from malfunctioning due to harmonic electrical noise generated in the drive system or noise caused by mechanical vibration. Since it is common for a servo motor to be subjected to a load proportional to its output displacement, the position detection signal is automatically corrected using a proportional gain to accommodate this load.

更に、第3番目の発明においては、電動サーボモータに
DCブラシレスモータを用いた場合に、サーボモータの
各相電流を電流指令信号に対し同等に比較関与させて自
己診断を効果的に行われるとともに、DCブラシレスモ
ータの電流に含なれる高調波の影響を除去して自己診断
を正確ならしめる。
Furthermore, in the third invention, when a DC brushless motor is used as the electric servo motor, self-diagnosis is effectively performed by making each phase current of the servo motor equally relative to the current command signal. , the influence of harmonics included in the current of a DC brushless motor is removed to make self-diagnosis accurate.

実    施    例 第1図ないし第3図はA、Bの2重駆動系を具えた本発
明の実施例のブロック回路図である。
Embodiment FIGS. 1 to 3 are block circuit diagrams of an embodiment of the present invention having dual drive systems A and B.

2台のサーボモータla、lbは、回転子が同一出力軸
2に機械的に結合されてトルクが加算され、該出力軸2
により負荷を駆動する。出力軸2には各サーボモータl
a、lbに対応する独立の位置センサ3a、3b及び速
度センサ4a、4bが設置されており、これらのセンサ
は夫々位置検出信号PFa、PFb及び速度検出信号V
Fa、VFbを夫々の駆動系A、Bの位置補償回路5a
The rotors of the two servo motors la and lb are mechanically coupled to the same output shaft 2, and torque is added to the output shaft 2.
drives the load. Each servo motor is attached to the output shaft 2.
Independent position sensors 3a, 3b and speed sensors 4a, 4b corresponding to the sensors a and lb are installed, and these sensors receive position detection signals PFa, PFb and speed detection signal V, respectively.
Fa and VFb are connected to the position compensation circuits 5a of drive systems A and B, respectively.
.

5b及び速度補償回路6a、6bに出力する。5b and speed compensation circuits 6a and 6b.

位置補償回路5a。5bは、位置指令信号PCと位置検
出信号PFa又はPFbとの差に所定のゲイン倍をして
、夫々速度指令信号VCa及び■cbを出力する。また
、速度補償回路6a、6bは、夫々速度指令信号VCa
と速度検出信号■Faとの差及び速度指令信号vcbと
速度検出信号VFbとの差に所定のゲイン倍をして、夫
々電流指令信号CCa及びCCbを出力する。
Position compensation circuit 5a. 5b multiplies the difference between the position command signal PC and the position detection signal PFa or PFb by a predetermined gain, and outputs speed command signals VCa and cb, respectively. Further, the speed compensation circuits 6a and 6b each receive a speed command signal VCa.
and the speed detection signal ■Fa and the difference between the speed command signal vcb and the speed detection signal VFb are multiplied by a predetermined gain to output current command signals CCa and CCb, respectively.

第1段自己診断回路7a、7bは夫々の駆動系A、  
Bにおける上記電流指令信号CCa、CCbO値の正否
を検する回路で、第2図に示すように、位置指令信号P
Cと電流指令信号CCa又はCCbを入力する0位置指
令信号PCが一定の目標信号である場合でも、サーボモ
ータla、lbは過渡状態を経過して定常状態に達する
から、電流指令信号CCa、CCbもこれに応じた信号
となるので、これと比較するべく信号PCを前記過渡状
態を擬似し且つ雑音に対する誤動作防止を兼ねたハイパ
スフィルタ又はバンドパスフィルタ8を通した信号i、
と、信号PCにサーボモータla。
The first stage self-diagnosis circuits 7a and 7b each have a drive system A,
As shown in FIG.
Even if the 0 position command signal PC that inputs C and the current command signal CCa or CCb is a constant target signal, the servo motors la and lb go through a transient state and reach a steady state, so the current command signals CCa and CCb is also a signal corresponding to this, so for comparison, the signal PC is passed through a high-pass filter or a band-pass filter 8 which simulates the transient state and also prevents malfunction due to noise.
and servo motor la to signal PC.

1bの定常状態の負荷電流を表す比例ゲイン環9を乗じ
た信号又はこれをローパスフィルタ10に通した信号i
、とを加算して信号i、とし該信号i、と信号CCa又
はCCbをローパスフィルタ11に通して位相ずれを防
止した信号との差を比較器12にて検出し、該差を絶対
値回路13に通した信号Cと予め定めた基準信号C0と
を比較回路14にて比較する。比較回路14は、C>C
0ならば2値信号LC≦C0ならば0となる電流指令故
障信号Fla又はFlbを出力する。
1b, a signal multiplied by a proportional gain ring 9 representing the steady state load current, or a signal i obtained by passing this through a low-pass filter 10
A comparator 12 detects the difference between the signal i and the signal CCa or CCb passed through a low-pass filter 11 to prevent a phase shift, and the difference is detected by the absolute value circuit. A comparison circuit 14 compares the signal C passed through 13 with a predetermined reference signal C0. The comparison circuit 14 has C>C
If it is 0, the current command failure signal Fla or Flb is output, which is 0 if the binary signal LC≦C0.

航空機の場合など、サーボモータla、lbの電流が一
般にその出力変位に比例する負荷のときは、比例ゲイン
9は定数となるが、他の負荷に対しては適当な関数模擬
回路を用いる。
When the load is such that the current of the servo motors la and lb is generally proportional to the output displacement, such as in the case of an aircraft, the proportional gain 9 becomes a constant, but for other loads, an appropriate function simulation circuit is used.

電流1旨令信号選択回路15a、15bは駆動系A、B
のパワーアンプ16a、16bに共通の電流指令信号C
Cを供給するための回路で、例えば第3図のように、電
流指令故障信号FlaとFlbとが入力するアンドゲー
ト17と、を流指令信号CCaとCCbの切換スイッチ
18及びその切換信号とアンドゲート17の出力とを切
換出力する切換スイッチ19とからなる。そして切換ス
イフチ18は信号Flaが0のときは図示のように信号
CCa側に切換っており、信号Flaが1のときは信号
CCb側に切換わる。また切換スイフチ19は、電流指
令故障信号Flaと、F l bとが共に1でアンドゲ
ート出力が1のときはアース側に切換って信号CCがO
となるが、アンドゲート出力がOのときは図示状態にあ
って、信号CCa又はCCbを出力する。この出力切換
状態を下表に示す。
Current 1 command signal selection circuits 15a and 15b are drive systems A and B.
Current command signal C common to power amplifiers 16a and 16b
For example, as shown in FIG. 3, this is a circuit for supplying current command signal CCa and CCb through an AND gate 17 to which current command failure signals Fla and Flb are input, a changeover switch 18 for current command signals CCa and CCb, and an AND gate 18 to which current command failure signals Fla and Flb are input. It consists of a changeover switch 19 that switches between the output of the gate 17 and the output of the gate 17 . When the signal Fla is 0, the switching switch 18 is switched to the signal CCa side as shown in the figure, and when the signal Fla is 1, it is switched to the signal CCb side. In addition, when the current command failure signal Fla and F l b are both 1 and the AND gate output is 1, the switching switch 19 switches to the ground side and the signal CC becomes O.
However, when the AND gate output is O, it is in the state shown in the figure and outputs the signal CCa or CCb. This output switching state is shown in the table below.

Fla  Fib  アンドゲート出力 CCすなわち
、自己診断回路7a、7bがいずれも故障を検出しなけ
れば、パワーアンプ16a、16bには同じ信号CCa
が入力してサーボモータla、lbの発生トルクを等し
からしめるし、自己診断回路7a、7bのいずれかが故
障を検出すれば、故障例の信号CCa又はCCbをカッ
トして、故障のない側の信号CCa又はCCbを両パワ
ーアンプ16a、16bに同時に供給して、サーボモー
タla、lbの発生トルクを等からしめる。したがって
フォースファイトは超らない。また、自己診断回路7a
、7bが共に故障したときは、パワーアンプ16a、1
6b入力は0となり、サーボモータla、lbは停止す
る。
Fla Fib AND gate output CC That is, if neither of the self-diagnosis circuits 7a and 7b detects a failure, the power amplifiers 16a and 16b receive the same signal CCa.
is input to equalize the generated torque of the servo motors la and lb. If either of the self-diagnosis circuits 7a and 7b detects a failure, it cuts off the failure signal CCa or CCb to ensure that there is no failure. The side signal CCa or CCb is simultaneously supplied to both power amplifiers 16a and 16b to control the generated torque of the servo motors la and lb. Therefore, Force Fight cannot be surpassed. In addition, the self-diagnosis circuit 7a
, 7b are both failed, the power amplifiers 16a, 1
The input 6b becomes 0, and the servo motors la and lb stop.

パワーアンプ16a、16bは入力信号CCa又はCC
bに対応したトルクをサーボモータla。
Power amplifiers 16a and 16b receive input signal CCa or CC
Torque corresponding to b is applied to servo motor la.

1bに発生させるように制御された電流を出力する通常
のパワーアンプである。
This is a normal power amplifier that outputs a controlled current so as to be generated at 1b.

第2段自己診断回路20a、  2Ql)はいずれも電
流指令選択回路15a又は15bの出力信号CCと、同
じで駆動系のサーボモータla又は1bの電流センサ2
1a又は21bから取り出したモータ電流信号CFa又
はCFbとを比較し、夫々の差の絶対値が予め設定され
た基準値を超えたときに、自系統のtM1開閉器の接点
22a又は22bを開くか、又はパワーアンプ16a、
16b内の論理回路を作動させて、サーボモータ1a、
1bを開路する。
The second stage self-diagnosis circuits 20a and 2Ql) both use the output signal CC of the current command selection circuit 15a or 15b and the current sensor 2 of the servo motor la or 1b in the drive system.
Compare the motor current signal CFa or CFb taken out from 1a or 21b, and when the absolute value of each difference exceeds a preset reference value, open the contact 22a or 22b of the tM1 switch of the own system. , or power amplifier 16a,
By operating the logic circuit in 16b, the servo motors 1a,
1b is opened.

なお、第1段自己診断回路7a、7bは上記実施例のほ
か、回路各部の入出力を比較するなど、従来の自己診断
回路を用でもよい。
In addition to the above embodiments, the first stage self-diagnosis circuits 7a and 7b may be conventional self-diagnosis circuits that compare inputs and outputs of various parts of the circuit.

また、アンプ16a、16bとしてパルス幅変調方式の
増幅を行う場合の第2段自己診断回路20a、20bは
、第4図に示すように、電流センサ21a、21bから
のサーボモータ電流信号CFa又はCFbをローパスフ
ィルタ23に通した出力と、電流指令信号CCa又はC
Cb又はこれらをローパスフィルタ24に通した出力と
を比較し、この比較結果を絶対値回路32に通した信号
C′と基準値CIとの比較結果の信号FIIより信号F
lと同様に故障の有無を判定する。
Further, when the amplifiers 16a and 16b perform pulse width modulation type amplification, the second stage self-diagnosis circuits 20a and 20b receive the servo motor current signal CFa or CFb from the current sensors 21a and 21b, as shown in FIG. is passed through the low-pass filter 23 and the current command signal CCa or C
Cb or the output obtained by passing these through the low-pass filter 24, and the comparison result is passed through the absolute value circuit 32. From the signal FII, which is the comparison result between the signal C' and the reference value CI, the signal F is generated.
The presence or absence of a failure is determined in the same manner as in 1.

サーボモータ1a、1bにDCブラシレスモータを使用
する場合の第2自己診断回路25を第5図に示す、該モ
ータの各相電流信号の絶対値回路26を通した和Iと電
流指令信号CCの絶対値回路27を通した値とを夫々ロ
ーパス又はバンドパスフィルタ28.29を通して比較
し、比較結果を絶対値回路30を通して得た絶対値11
と基準値■。との大小を比較回路31により判定して自
己診断をする。更に各相電流信号の和がOにならなけれ
ばモータ故障と判定する破線部分の回路を付加するとよ
い。
The second self-diagnosis circuit 25 when DC brushless motors are used as the servo motors 1a and 1b is shown in FIG. The values passed through the absolute value circuit 27 are compared through the respective low-pass or band-pass filters 28 and 29, and the comparison results are converted into the absolute value 11 obtained through the absolute value circuit 30.
and standard value ■. A comparison circuit 31 determines the magnitude of the difference between the two and performs self-diagnosis. Furthermore, it is preferable to add a circuit indicated by a broken line that determines that the motor has failed if the sum of the current signals of each phase does not become O.

上記はA、82重系の実施例であるが、3重系以上の多
重系も実施例可能である0例えば3重系の場合は、各県
に属する3個の第1段自己診断回路の電流指令故障信号
Fla、Feb、Flcの各2値信号を用い、第6図の
回路に従って電流指令信号CCa、CCb、CCcを選
択すればよい。
The above is an example of A, 82-layer system, but it is also possible to implement a triple-layer system or more.For example, in the case of a triple-layer system, three first-stage self-diagnosis circuits belonging to each prefecture The current command signals CCa, CCb, and CCc may be selected according to the circuit shown in FIG. 6 using the binary signals of the current command failure signals Fla, Feb, and Flc.

すなわち、第3図におけると同様の論理構成により、I
Faが0のときはすべてCCaを、またIFaが1でI
FbがOのときはCCbを、またIFa、IFbが共に
1でIFcが0のときはCCCを夫々選択出力し、IF
a、IFb、IFcがすべて1ならば出力はOとなる。
That is, with the same logical configuration as in FIG.
When Fa is 0, all CCa, and when IFa is 1, I
When Fb is O, CCb is selected and output, and when IFa and IFb are both 1 and IFc is 0, CCC is selected and output.
If a, IFb, and IFc are all 1, the output will be O.

4重系以上の場合も同様にして実施可能であることは容
易に理解し得よう。
It is easy to understand that it can be implemented in the same manner in the case of a quadruple system or more.

なお、本発明は各駆動系が速度補償回路6a等及び速度
センサ4a等を有してない場合にも実施可能であり、ま
た複数の駆動系の一部が第1段自己診断回路7a等又は
第2段自己診断回路20a等を欠如する場合であっても
作動可能である。
Note that the present invention can be practiced even when each drive system does not have the speed compensation circuit 6a, etc., the speed sensor 4a, etc., and a part of the plurality of drive systems may have the first stage self-diagnosis circuit 7a, etc. It is possible to operate even when the second stage self-diagnosis circuit 20a and the like are missing.

発明の効果 本発明は上記の構成を有することにより、次の通りの格
別な効果を奏しうる。
Effects of the Invention By having the above configuration, the present invention can produce the following special effects.

(1)各駆動系のパワーアンプには常に同一の電流指令
信号が入力するので、各サーボモータは同一トルクを発
生し、フォースファイトを生じない、したがって、フォ
ースファイトに起因する全体の出力低下や不感帯の発生
により静特性に現れるヒステレシス現象がなく、作動特
性が良好となるとともに、フォースファイトによるサー
ボモータの発熱がなく、イコライザも不要で、装置全体
を小形軽量化しつる。
(1) Since the same current command signal is always input to the power amplifier of each drive system, each servo motor generates the same torque and no force fight occurs. There is no hysteresis phenomenon that appears in static characteristics due to the generation of a dead zone, and the operating characteristics are good.There is no heat generation in the servo motor due to force fight, and there is no need for an equalizer, making the entire device smaller and lighter.

(2)第1段自己診断回路は当該駆動系の信号のみによ
り故障を判定するので、他の駆動系との間の相互影響が
なく、またこの判定結果は全駆動系を支配するので、位
置センサから位置補償回路までの間の故障に対しては、
l駆動系が正常であれば全体が作動可能であり、安全性
が高い。
(2) Since the first stage self-diagnosis circuit determines failure based only on the signals of the relevant drive system, there is no mutual influence with other drive systems, and this determination result controls all drive systems, so the position For failures between the sensor and the position compensation circuit,
l If the drive system is normal, the entire system can be operated and safety is high.

(3)パワーアンプから電動サーボモータまでの間の故
障は第2段自己診断回路により駆動系ごとに検出して故
障駆動系のサーボモータを切り離し、他の駆動系に影響
を与えずに全体の作動を継続しうる。
(3) Failures between the power amplifier and the electric servo motor are detected for each drive system by the second-stage self-diagnosis circuit, and the servo motor of the failed drive system is isolated, allowing the entire drive system to be repaired without affecting other drive systems. It can continue to operate.

(4)全駆動系のうち複数の駆動系が同時故障をした場
合でも、位置センサから位置補償回路までの系統と、パ
ワーアンプからサーボモータまでの系統の一方と他方と
が夫々別の駆動系において正常であれば全体の作動を継
続しうる。
(4) Even if multiple drive systems out of all drive systems fail simultaneously, one system from the position sensor to the position compensation circuit and one system from the power amplifier to the servo motor are separate drive systems. If it is normal, the entire operation can continue.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の実施例を示し、第1図は2作動系の全体
のブロック回路図、第2図は第1段自己診断回路のブロ
ック回路図、第3図は電流指令選択回路の論理回路図、
第4図は電動サーボモータ駆動にパルス幅変調方式を用
いた場合の第2段自己診断回路のブロック回路図、第5
図は電動サーボ、モータにDCブラシレスモータを用い
た場合の第2段自己診断回路のブロック回路図、第6図
は3重系の場合の第3図と同様の図である。 la、lb・・・電動サーボモータ 2・・・出力軸 3a、3b・・・位置センサ 5a、5b・・・位置補償回路 7a、7b・・・第1段自己診断回路 8・・・ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタ9・
・・比例ゲイン環 to、11・・・ローパスフィルタ 29・・・ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタA
、 B・・・駆動系 第3図 M4図
The drawings show an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is an overall block circuit diagram of the two-acting system, Fig. 2 is a block circuit diagram of the first stage self-diagnosis circuit, and Fig. 3 is a logic circuit of the current command selection circuit. figure,
Figure 4 is a block circuit diagram of the second stage self-diagnosis circuit when the pulse width modulation method is used to drive the electric servo motor.
The figure is a block circuit diagram of the second stage self-diagnosis circuit when an electric servo and a DC brushless motor are used as the motor, and FIG. 6 is a diagram similar to FIG. 3 in the case of a triple system. la, lb...Electric servo motor 2...Output shafts 3a, 3b...Position sensors 5a, 5b...Position compensation circuits 7a, 7b...1st stage self-diagnosis circuit 8...High-pass filter Or band pass filter 9.
...Proportional gain ring to, 11...Low pass filter 29...Low pass filter or band pass filter A
, B... Drive system Fig. 3 M4

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電動サーボモータと、共通の位置指令信号と電動
サーボモータの出力軸に結合した位置センサからの負帰
還信号とを比較する位置補償回路と、位置補償回路の出
力を電動サーボモータ駆動用パワーアンプに供給する電
流指令選択回路とを有する駆動系を複数個具え、各電動
サーボモータの回転子を機械的に相互結合し、所要の駆
動系に、位置指令信号と該駆動系の位置補償回路の出力
との差の絶対値の大きさに対応した判別信号を出力する
第1段自己診断回路を設け、全駆動系の電流指令選択回
路はすべての前記判別信号のうち小なる判別信号を有す
る駆動系の位置補償回路の出力を選択して全パワーアン
プに供給し、別の所要駆動系に、パワーアンプの入力と
電動サーボモータの電流との差が所定値を超えたときに
電動サーボモータを開路する第2段自己診断回路を設け
たことを特徴とする力加算型多重電動サーボアクチュエ
ータ装置。
(1) An electric servo motor, a position compensation circuit that compares a common position command signal and a negative feedback signal from a position sensor coupled to the output shaft of the electric servo motor, and a position compensation circuit that uses the output of the position compensation circuit to drive the electric servo motor. The rotor of each electric servo motor is mechanically coupled to each other, and a position command signal and position compensation of the drive system are provided to the required drive system. A first-stage self-diagnosis circuit is provided that outputs a discrimination signal corresponding to the magnitude of the absolute value of the difference with the output of the circuit, and a current command selection circuit for the entire drive system outputs a discrimination signal that is smaller among all the discrimination signals. Selects the output of the position compensation circuit of the drive system that has the drive system and supplies it to all power amplifiers, and supplies the output of the position compensation circuit of the drive system with the electric servo A force addition type multiplex electric servo actuator device characterized by being provided with a second stage self-diagnosis circuit that opens a motor.
(2)第1段自己診断回路が、駆動系の位置指令信号を
ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタに通した出力
と位置指令信号に比例ゲインを乗じた信号又は該信号を
ローパスフィルタに通した出力との加算値と、電流指令
信号又はこれをローパスフィルタに通した出力との差の
絶対値の大きさに対応した判別信号を出力する請求項1
記載の力加算型多重電動サーボアクチュエータ装置。
(2) The first stage self-diagnosis circuit outputs an output obtained by passing the position command signal of the drive system through a high-pass filter or a band-pass filter, and a signal obtained by multiplying the position command signal by a proportional gain, or an output obtained by passing the signal through a low-pass filter. Claim 1: outputting a discrimination signal corresponding to the magnitude of the absolute value of the difference between the added value and the current command signal or the output of the current command signal passed through a low-pass filter.
The described force addition type multiple electric servo actuator device.
(3)電動サーボモータにDCブラシレスモータを用い
た場合に、第2段自己診断回路が、電流指令信号の絶対
値とDCブラシレスモータの各相電流信号の絶対値の和
との差、又は電流指令信号の絶対値と前記和とを夫々ロ
ーパスフィルタもしくはバンドパスフィルタに通した値
の差が所定値を超えたときにDCブラシレスモータを開
路する請求項1記載の力加算型多重電動サーボアクチュ
エータ装置。
(3) When a DC brushless motor is used as the electric servo motor, the second stage self-diagnosis circuit detects the difference between the absolute value of the current command signal and the sum of the absolute values of the current signals of each phase of the DC brushless motor, or the current The force addition type multiple electric servo actuator device according to claim 1, wherein the DC brushless motor is opened when a difference between the absolute value of the command signal and the sum passed through a low-pass filter or a band-pass filter, respectively, exceeds a predetermined value. .
JP63063618A 1988-03-18 1988-03-18 Force addition type multiplex motor driven servo actuator Pending JPH01238489A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002176792A (en) * 2000-12-08 2002-06-21 Fuji Electric Co Ltd Vector controller
JP2002525003A (en) * 1998-09-02 2002-08-06 ヴィッテンシュタイン モーション コントロール ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Emergency operating device for device with motor

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