JPH02280686A - Speed controller for dc motor - Google Patents
Speed controller for dc motorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は直流電動機の速度制御装置における制御の安定
性の向上に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to improving control stability in a speed control device for a DC motor.
第4図は、例えば、電気工学ハンドブック、昭和63年
2月28日発行のP2S5に示されたサイリスタレオナ
ード装置の回路構成を示したちのである。図において、
1は入力変圧器、2はサリスタ式電力変換器の主回路、
3は直流電動機、4はパルス発振器、5は直流電動機3
により駆動されるロール、6は界磁入力変圧器、7は界
磁制御器の主回路、8は直流電動機3の界も6巻線、9
はパルス発振器4の出力から直流電動a3の実速度Nを
検出して速度帰還信号を送出する速度センサ10は速度
基準N“を設定する速度基準設定器11は実速度(速度
帰還信号)Nと速度基準N“との偏差から電機子電流基
準1a”を作成する誤差増幅器、13は直流電動機3の
電機子電流Taを検出するための変流器、14は電流セ
ンサ15は電機子電流1aと電機予電vL基準1a“の
偏差を演算する誤差増幅器、16はゲートパルス発生器
、17は界磁電流基準If”を設定する界磁基準設定器
、18は界磁電流Ifを検出するための変流器、19は
電流センサ、20は界磁電流Ifと界磁電流基準If”
との偏差を演算する誤差増幅器、21はゲートパルス発
生器である。FIG. 4 shows, for example, the circuit configuration of a thyristor Leonard device shown in the Electrical Engineering Handbook, P2S5, published February 28, 1986. In the figure,
1 is the input transformer, 2 is the main circuit of the thalistor power converter,
3 is a DC motor, 4 is a pulse oscillator, 5 is a DC motor 3
6 is the field input transformer, 7 is the main circuit of the field controller, 8 is the field of the DC motor 3, 6 windings, 9
The speed sensor 10 detects the actual speed N of the DC electric motor a3 from the output of the pulse oscillator 4 and sends out a speed feedback signal.The speed standard setter 11 sets the speed standard N". 13 is a current transformer for detecting the armature current Ta of the DC motor 3, and 14 is a current sensor 15 that detects the armature current 1a from the deviation from the speed reference N. 16 is a gate pulse generator; 17 is a field reference setting device for setting field current reference If; and 18 is for detecting field current If. A current transformer, 19 a current sensor, 20 a field current If and a field current reference If"
21 is a gate pulse generator.
30は直流電動機の速度制御装置部、31は直流電動機
の駆動装置部を示している。Reference numeral 30 indicates a speed control unit for the DC motor, and reference numeral 31 indicates a drive unit for the DC motor.
この構成における速度制御は、速度基($N1と実速度
Nとの偏差を誤差増幅器11で増幅して電機子電流基準
1a”を作成し、この電機子電流基準1a”と電機子電
流Iaの差がなくなるように直流電動機の電機子電圧を
制御して行っており、誤差増幅器11の増幅率は直流電
動機3のCD”とロール5のCD2に基づき所定の速度
応答が得るられるように設定する。For speed control in this configuration, an armature current reference 1a'' is created by amplifying the deviation between the speed base ($N1 and the actual speed N) using an error amplifier 11, and the difference between this armature current reference 1a'' and the armature current Ia is The armature voltage of the DC motor is controlled to eliminate the difference, and the amplification factor of the error amplifier 11 is set to obtain a predetermined speed response based on CD'' of the DC motor 3 and CD2 of the roll 5. .
この従来の構成では、直流電動機3の回転速度を速度帰
還して速度制御を行っており、誤差増幅器11の増幅率
が一定であるので、直流電動機3と負荷であるロール5
の間にある連結機構のギヤバックラッシュにより、CD
”が変化した場合(直流電動機3のCD”→直流電動機
3のCD” +ロール5のGDt)、ロール5のCD”
が大きい場合には、速度応答が変化し、これが制御系に
対する外乱となり、ハンチング現象が生じて速度制御系
の安定性が損なわれることがある。In this conventional configuration, speed control is performed by feeding back the rotational speed of the DC motor 3, and since the amplification factor of the error amplifier 11 is constant, the DC motor 3 and the roll 5 which is the load
Due to the gear backlash of the coupling mechanism between the CD
” changes (CD of DC motor 3 → CD of DC motor 3 + GDt of roll 5), CD of roll 5”
If this is large, the speed response changes, which causes a disturbance to the control system, which may cause a hunting phenomenon and impair the stability of the speed control system.
この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
CD”の変化による制御の安定性阻害を防止することが
できる直流電動機の速度制御装置を提供するこをと目的
とする。This invention was made to solve the above problem.
An object of the present invention is to provide a speed control device for a DC motor that can prevent control stability from being inhibited by changes in CD''.
この発明は上記目的を達成すため、請求項1の発明では
、速度帰還信号と速度基準との偏差から電機子電流基準
を作成する誤差増幅器のゲインを、速度基準に対する速
度帰還信号の変化率と基準変化率との偏差に応じて増減
する構成とし、請求項2の発明では、速度帰還信号と速
度基準との偏差から電機子電流基準を作成する誤差増幅
器の出力を制限するリミッタを設け、このリミッタは、
速度帰還信号の変化率が上限値を超えた場合に、上記誤
差増幅器の出力を所定値に制限する構成とし、
請求項3の発明では速度帰還信号を人力とする積分器を
設け、速度基準に対する速度帰還信号の変化率が設定値
を超えた場合には、上記積分器の出力と速度基準から電
機子電流基準を作成する構成としたものである。In order to achieve the above object, in the invention of claim 1, the gain of the error amplifier that creates the armature current reference from the deviation between the speed feedback signal and the speed reference is adjusted to the rate of change of the speed feedback signal with respect to the speed reference. In the second aspect of the present invention, a limiter is provided to limit the output of an error amplifier that creates the armature current reference from the deviation between the speed feedback signal and the speed reference. The limiter is
The output of the error amplifier is configured to be limited to a predetermined value when the rate of change of the speed feedback signal exceeds an upper limit value, and in the invention of claim 3, an integrator for manually inputting the speed feedback signal is provided, and When the rate of change of the speed feedback signal exceeds a set value, an armature current reference is created from the output of the integrator and the speed reference.
請求項Iの発明では、速度応答が変化した場合、その変
化を打ち消す方向に誤差増幅器のゲインか調整され、そ
の出力である電流基準は常に一定レベルに維持される。In the invention of claim I, when the speed response changes, the gain of the error amplifier is adjusted in a direction to cancel the change, and the current reference output from the error amplifier is always maintained at a constant level.
請求項2の発明では、速度応答が上限値を超えた場合に
はリミッタが働くから、誤差増幅器の出力は所定値以下
にに抑えられる。In the second aspect of the invention, since the limiter operates when the speed response exceeds the upper limit value, the output of the error amplifier is suppressed to a predetermined value or less.
請求項3の発明では、速度応答が基準値を超えた場合に
は、実速度の検出値ではなく、その積分値を誤差増幅器
に入力するから、誤差増幅器の出力が速度応答の急変に
追随して急変することは防止される。In the invention of claim 3, when the speed response exceeds the reference value, the integrated value is inputted to the error amplifier instead of the detected value of the actual speed, so that the output of the error amplifier follows the sudden change in the speed response. This will prevent sudden changes.
〔実施例] 以下、この発明の1実施例を図面を参照して説明する。〔Example] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図において、速度基t$N1と実速度(速度帰還信
号)Nの偏差を検出する誤差増幅器11Aは可変利得の
誤差増幅器となっている。22は速度応答基準設定器で
ある。23はゲイン補正器であって、速度基準N°と実
速度Nを取り込んで、速度基準N1に対する実速度Nの
変化率を演算し、この演算結果を速度応答基準と比較し
て、その偏差に対応するゲイン補正信号を誤差増1幅器
11Aに、利得制御信号として送出する。In FIG. 1, the error amplifier 11A that detects the deviation between the speed base t$N1 and the actual speed (velocity feedback signal) N is a variable gain error amplifier. 22 is a speed response standard setter. 23 is a gain corrector which takes in the speed reference N° and the actual speed N, calculates the rate of change of the actual speed N with respect to the speed reference N1, compares this calculation result with the speed response standard, and calculates the deviation. A corresponding gain correction signal is sent to the error amplifier 11A as a gain control signal.
他の構成は第4図のものと同じであるので、同一構成要
素には同じ符号を付しである。Since the other configurations are the same as those in FIG. 4, the same components are given the same reference numerals.
例えば、直流電動機3のCD”とロール5のCD”との
比がに60である場合、第4図の直流電動機3の速度を
速度帰還する場合には、ギヤーバックランシュや軸のね
じれ等によって、速度応答W、が1:60に変化し、速
度変化率が大きくなって、速度基準N1に対して実速度
Nがオーバシュートし、制御B系の安定性が失われるこ
とになるが、本実施例では、速度基準N0に対する実速
度Nの変化率が速度応答基準に対して変化した場合、そ
の偏差に応じて、誤差増幅器11Aのゲインが調整され
るので、ギヤーバックラッシュや軸のねじれ等による急
激な速度変化があっても、誤差増幅器11Aの出力はこ
の急激な速度変化に追随しないので一定となり、ギヤー
バラクラ・ノシュや軸のねじれ等が制御系に外乱を与え
ることは防がれる。For example, if the ratio between the CD'' of the DC motor 3 and the CD'' of the roll 5 is 60, when the speed of the DC motor 3 shown in FIG. , the speed response W changes to 1:60, the speed change rate increases, the actual speed N overshoots with respect to the speed reference N1, and the stability of the control system B is lost. In the embodiment, when the rate of change of the actual speed N with respect to the speed reference N0 changes with respect to the speed response reference, the gain of the error amplifier 11A is adjusted according to the deviation, so gear backlash, shaft twist, etc. Even if there is a sudden change in speed due to the change in speed, the output of the error amplifier 11A does not follow this sudden change in speed and remains constant, thereby preventing disturbances to the control system due to gear breakage, shaft twisting, etc.
第2図は第2の発明の実施例を示したもので、図におい
て、24は速度変化率上限設定器である。25はリミッ
タであって、誤差増幅器11の出力の変化率(速度基準
N9に対する実速度Nの変化率)と速度変化率上限設定
器24の出力との大小を判定し、変化率が速度変化率上
限値を超えた場合には、誤差増幅器11の出力を所定値
に制限して誤差増幅器15に送出する。逆に、変化率が
上記速度変化率上限値以下である場合には、誤差増幅器
11の出力をそのまま誤差増幅器15に送出する。FIG. 2 shows an embodiment of the second invention, and in the figure, 24 is a speed change rate upper limit setter. 25 is a limiter that determines the magnitude of the rate of change of the output of the error amplifier 11 (the rate of change of the actual speed N with respect to the speed reference N9) and the output of the speed change rate upper limit setter 24, and determines whether the rate of change is the speed change rate. If the upper limit is exceeded, the output of the error amplifier 11 is limited to a predetermined value and sent to the error amplifier 15. Conversely, if the rate of change is less than or equal to the speed change rate upper limit, the output of the error amplifier 11 is directly sent to the error amplifier 15.
本実施例では、速度基準N1に対する実速度Nの変化率
が速度変化率上限設定器24で設定された上限値を超え
た場合には、誤差増幅器11の出力が制限されるので、
ギヤーバックラッシュや軸のねじれ等による急激な速度
変化があっても、電流基準1 %の急変は防止されるこ
とになり、ギヤーバックラッシュや軸のねじれ等が制御
系に対して外乱となるのを防ぐことができる。In this embodiment, when the rate of change of the actual speed N with respect to the speed reference N1 exceeds the upper limit set by the speed change rate upper limit setter 24, the output of the error amplifier 11 is limited.
Even if there is a sudden speed change due to gear backlash or shaft twist, a sudden change of 1% of the current standard will be prevented, and gear backlash or shaft twist will cause disturbance to the control system. can be prevented.
第3図は第3の発明の実施例を示したものであり、同図
において、26は遅延要素となる積分器であって、実速
度Nを積分する。27は演算器である。この演算器27
は速度基準N0と実速度Nを取り込んで、速度基準N”
に対する実速度Nの変化率を演算し、この演算結果を速
度応答基準と比較して、変化率が速度応答基準より大で
ある場合には、リレー28を付勢する付勢信号を送出す
る。リレー28の切換接点28Aは上記付勢信号を受け
ていない時は、図示の状態にあって、実速度Nを誤差増
幅器11に帰還するが、変化率が速度応答基準を超える
と、その切換接点28Aを切換えて、積分器26の出力
を誤差増幅器11に人力する。FIG. 3 shows an embodiment of the third invention, in which numeral 26 is an integrator serving as a delay element, which integrates the actual speed N. 27 is a computing unit. This computing unit 27
takes in the speed reference N0 and the actual speed N, and sets the speed reference N”
The rate of change of the actual speed N relative to the actual speed N is calculated, and this calculation result is compared with the speed response standard. If the rate of change is greater than the speed response standard, an energizing signal to energize the relay 28 is sent out. When the switching contact 28A of the relay 28 does not receive the above-mentioned energizing signal, it is in the state shown in the figure and feeds back the actual speed N to the error amplifier 11. However, when the rate of change exceeds the speed response standard, the switching contact 28A 28A to input the output of the integrator 26 to the error amplifier 11.
この実施例では、速度基準N1に対する実速度Nの変化
率が速度応答基準を超えた時には、誤差増幅器11に対
して、実速度Nではなく、その積分値を与えるから、実
速度Nが急変しても、誤差増幅器11の出力はゆるやか
な変化を示す。従って、ギヤーバックラッシュや軸のね
じれ等による急激な速度変化があっても、誤差増幅器1
1の出力が急変することはなく、ギヤーバックラッシュ
や軸のねじれ等が制御系に対して外乱となるのを防ぐこ
とができる。In this embodiment, when the rate of change of the actual speed N with respect to the speed reference N1 exceeds the speed response standard, the integral value is supplied to the error amplifier 11 instead of the actual speed N, so that the actual speed N does not suddenly change. However, the output of the error amplifier 11 shows gradual changes. Therefore, even if there is a sudden speed change due to gear backlash or shaft twist, the error amplifier 1
1's output does not change suddenly, and it is possible to prevent disturbances to the control system due to gear backlash, shaft torsion, etc.
この発明は以上説明した通り、速度基準に対する実速度
の変化率が多い場合、電流基準を作成する誤差増幅器の
ゲインを調整するか、また該誤差増幅器の出力をリミッ
タで制限するか、また実速度の積分値を上記誤差増幅器
にあたえる構成としたことにより、負荷のGD”が直流
電動機のGD”に比し大きくてギヤバックラッシュ等に
より、上記変化率が太き(急変しても、電流基準の急変
は抑制することができるので、従来に比し、制御の安定
性を向上することができる。As explained above, when the rate of change of the actual speed with respect to the speed reference is large, this invention determines whether the gain of the error amplifier that creates the current reference is adjusted, the output of the error amplifier is limited by a limiter, and the actual speed By applying the integrated value of Since sudden changes in can be suppressed, the stability of control can be improved compared to the conventional method.
第1図、第2図および第3図は、それぞれ第1の発明、
第2の発明および第3の発明の実施例を示すブロック図
、第4図は従来のサイリスタレオナード装置を示すブロ
ック図である。
図において、2−電力変換器、3−直流電動機、5−負
荷であるロール、10−・−速度基準設定器、11.1
1A15−・誤差増幅器、16−ゲードパルス発生器、
22−速度応答基準設定器、23・ゲイン補正器、24
−速度変化率上限設定器、25・−リミッタ、26・−
積分器、27−演算器、28− リレー
なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 respectively show the first invention;
A block diagram showing embodiments of the second invention and the third invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a conventional thyristor Leonard device. In the figure, 2 - power converter, 3 - DC motor, 5 - roll as load, 10 - speed reference setter, 11.1
1A15-・error amplifier, 16-gated pulse generator,
22-Speed response standard setter, 23-gain corrector, 24
-Speed change rate upper limit setter, 25・-Limiter, 26・-
Integrator, 27-Arithmetic unit, 28-Relay In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
基準を作成し、この電機子電流基準と実電機子電流との
偏差が無くなるように電機子電圧を制御する直流電動機
の速度制御装置において、速度帰還信号と速度基準との
偏差から電機子電流基準を作成する誤差増幅器のゲイン
を、速度基準に対する速度帰還信号の変化率の基準値に
対する偏差に応じて増減することを特徴とする直流電動
機の速度制御装置。(1) A speed control device for a DC motor that creates an armature current reference from the deviation between the speed feedback signal and the speed reference, and controls the armature voltage so that the deviation between this armature current reference and the actual armature current is eliminated. , the gain of an error amplifier that creates an armature current reference from the deviation between the speed feedback signal and the speed reference is increased or decreased in accordance with the deviation from the reference value of the rate of change of the speed feedback signal with respect to the speed reference. Electric motor speed control device.
基準を作成し、この電機子電流基準と実電機子電流との
偏差が無くなるように電機子電圧を制御する直流電動機
の速度制御装置において、速度帰還信号と速度基準との
偏差から電機子電流基準を作成する誤差増幅器の出力を
制限するリミッタを有し、このリミッタは、速度帰還信
号の変化率が設定上限値を超えた場合に、上記誤差増幅
器の出力を所定値に制限することを特徴とする直流電動
機の速度制御装置。(2) A speed control device for a DC motor that creates an armature current reference from the deviation between the speed feedback signal and the speed reference, and controls the armature voltage so that the deviation between this armature current reference and the actual armature current is eliminated. has a limiter that limits the output of an error amplifier that creates an armature current reference from the deviation between the speed feedback signal and the speed reference; A speed control device for a DC motor, characterized in that the output of the error amplifier is limited to a predetermined value.
基準を作成し、この電機子電流基準と実電機子電流との
偏差が無くなるように電機子電圧を制御する直流電動機
の速度制御装置において、速度帰還信号を入力とする積
分器を有し、速度基準に対する速度帰還信号の変化率が
設定値を超えた場合には、上記積分回路の出力と速度基
準から電機子電流基準を作成すること特徴とする直流電
動機の速度制御装置。(3) A speed control device for a DC motor that creates an armature current reference from the deviation between the speed feedback signal and the speed reference, and controls the armature voltage so that the deviation between this armature current reference and the actual armature current is eliminated. has an integrator that receives the speed feedback signal as input, and when the rate of change of the speed feedback signal with respect to the speed reference exceeds a set value, an armature current reference is created from the output of the integration circuit and the speed reference. This is a speed control device for a DC motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1100918A JPH02280686A (en) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | Speed controller for dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1100918A JPH02280686A (en) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | Speed controller for dc motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02280686A true JPH02280686A (en) | 1990-11-16 |
Family
ID=14286722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1100918A Pending JPH02280686A (en) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | Speed controller for dc motor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02280686A (en) |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP1100918A patent/JPH02280686A/en active Pending
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