JPH04145887A - Controlling method for starting motor-driven driving system - Google Patents

Controlling method for starting motor-driven driving system

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JPH04145887A
JPH04145887A JP2265099A JP26509990A JPH04145887A JP H04145887 A JPH04145887 A JP H04145887A JP 2265099 A JP2265099 A JP 2265099A JP 26509990 A JP26509990 A JP 26509990A JP H04145887 A JPH04145887 A JP H04145887A
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JP
Japan
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speed
load
motor
electric motor
elastic element
Prior art date
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JP2265099A
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Japanese (ja)
Inventor
Rikio Yoshikawa
吉川 力夫
Kaoru Shinba
榛葉 薫
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Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the vibration of a driving system so as to easily control the acceleration of the driving system at the time of starting the driving system by gradually increasing the input to a motor as the time elapses so as to suppress the accumulation of energy in an elastic element when the driving system is started. CONSTITUTION:When the input to a motor 1 is gradually increased as the time elapses at the time of starting a driving system, such a characteristic that the speed Vm of the motor 1 gradually increases is obtained as shown by the broken line in the figure. The energy released from an elastic element corresponds to the area S2, but the acceleration of a load is small, since the energy is naturally smaller than the energy released from the elastic element of the conventional motor-driven driving system. When the input to the motor 1 is controlled so that the speed Vm of the motor 1 and the moving speed VL of a load 2 can coincide with each other at the time when the energy is completely released from the elastic element, vibration of a driving system can be prevented at the time of starting the driving system.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、弾性要素を有する負荷を電動機により駆動す
る電動駆動系の起動制御方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for starting and controlling an electric drive system in which a load having an elastic element is driven by an electric motor.

[従来の技術] 電動機から負荷に動力を伝達する経路にスプリング等の
弾性要素を設けることが必要になる場合がある。また負
荷に動力を伝達する経路に設けられている部材が弾性を
有しているために、弾性要素となる場合もある。第11
図は負荷への動力伝達系に弾性要素を有する電動駆動系
の一例を示したもので、同図において1は電動機、2は
負荷、3は弾性要素としてのバネである。負荷2はいわ
ゆるスライダーで、カイトレール4上を滑りながら移動
するように設けられている。電動機1の出力軸にはプー
リ5が取り付けられ、負荷2には滑車6,7が取り付け
られている。また固定フレーム8にプーリ9,10が取
り付けられ、滑車6、プーリ5. 9. 10及び滑車
7にワイヤ11が掛は渡されている。そしてワイヤ11
の一端はバネ3を介して固定フレーム12に結合され、
ワイヤ11の他端は固定フレーム8に固定されている。
[Prior Art] It may be necessary to provide an elastic element such as a spring in a path for transmitting power from an electric motor to a load. Further, since a member provided in a path for transmitting power to a load has elasticity, it may become an elastic element. 11th
The figure shows an example of an electric drive system having an elastic element in the power transmission system to the load. In the figure, 1 is an electric motor, 2 is a load, and 3 is a spring as an elastic element. The load 2 is a so-called slider, and is provided so as to slide on the kite rail 4. A pulley 5 is attached to the output shaft of the electric motor 1, and pulleys 6 and 7 are attached to the load 2. Further, pulleys 9 and 10 are attached to the fixed frame 8, and the pulley 6, pulley 5. 9. A wire 11 is passed between the wire 10 and the pulley 7. and wire 11
one end is connected to the fixed frame 12 via the spring 3,
The other end of the wire 11 is fixed to the fixed frame 8.

この電動駆動系においてバネ3はワイヤ11にテンショ
ンを与えるために設けられており、静止状態では該バネ
3が引っ張られて所定量伸びた状態にある。
In this electric drive system, a spring 3 is provided to apply tension to the wire 11, and in a stationary state, the spring 3 is stretched by a predetermined amount.

この電動駆動系では、例えば第10図に示すように負荷
の速度VLが制御される。即ち、電動機を起動させて負
荷の速度を増大させ、負荷の速度VLが規定速度Vnに
達した後膣速度Vnを維持し、負荷が目標位置に達した
ときに電動機にブレーキを掛けて停止させる。第10図
においてT1の期間は負荷の速度VLを規定速度Vnま
で上昇させる起動期間である。またT2の期間は負荷の
速度を規定速度Vnに保つ定速運転期間であり、T3の
期間は減速期間である。
In this electric drive system, the speed VL of the load is controlled, for example, as shown in FIG. That is, the electric motor is started to increase the speed of the load, and after the load speed VL reaches the specified speed Vn, the vagina speed Vn is maintained, and when the load reaches the target position, the electric motor is braked and stopped. . In FIG. 10, a period T1 is a startup period in which the speed VL of the load is increased to the specified speed Vn. Further, the period T2 is a constant speed operation period in which the speed of the load is maintained at the specified speed Vn, and the period T3 is a deceleration period.

従来のこの種の電動駆動系では、電動機に印加する駆動
電圧の波形をパルス状とし、電動機の駆動比率(デユー
ティ比)を一定として起動を行わせていた。この場合の
起動期間T1における動作は次の通りである。
In this type of conventional electric drive system, the waveform of the drive voltage applied to the electric motor is pulsed, and the drive ratio (duty ratio) of the electric motor is kept constant for startup. The operation during the startup period T1 in this case is as follows.

時刻1=0で電動機1が駆動され、プーリ5が図におい
て反時計方向に回転させられると、ワイヤ11が矢印H
方向に駆動される。負荷2が静止している最初の状態で
は、負荷2とガイドレールとの間の摩擦が静止摩擦であ
るため、摩擦負荷が大きくなっている。この状態で駆動
比率を一定として電動機1を起動させると、電動機の速
度Vm[m/+eclは一定の加速度で直線的に上昇し
ていくが、最初は弾性要素3を蓄勢するために多くのエ
ネルギーが使われるため、負荷の速度VL  [m/s
ec]の上昇割合が小さく抑えられる。その後バネに蓄
積されたエネルギーが駆動系の時定数に応じて放出され
るため、負荷の速度の上昇割合が大きくなっていく。バ
ネの蓄積エネルギーが放出し切ると、再びバネを蓄勢す
るためにエネルギーが使われるため速度の上昇割合が小
さくなる。
When the electric motor 1 is driven at time 1=0 and the pulley 5 is rotated counterclockwise in the figure, the wire 11 moves in the direction of the arrow H.
driven in the direction. In the initial state where the load 2 is stationary, the friction between the load 2 and the guide rail is static friction, so the frictional load is large. When the electric motor 1 is started in this state with a constant drive ratio, the speed Vm [m/+ecl of the electric motor increases linearly with a constant acceleration, but at first a large amount of energy is required to store energy in the elastic element 3. Since energy is used, the speed of the load VL [m/s
ec] can be suppressed to a small rate of increase. After that, the energy stored in the spring is released in accordance with the time constant of the drive system, so the rate of increase in the speed of the load increases. When the spring's stored energy is exhausted, the rate of increase in speed becomes smaller because energy is used to store the spring again.

起動期間T1における動作を拡大して示すと第9図のよ
うになる。第9図の直線は電動機の速度Vmを示し、曲
線は負荷の移動速度VLを示している。第9図のAの期
間においては、電動機は起動しているが、負荷は静止摩
擦のために動くことができず、バネ3が伸びていく (
バネにエネルギーが蓄積される)。Bの期間に入ると負
荷が移動を開始するが、電動機の速度よりも負荷の移動
速度の方が遅いため、バネ3は伸び続けている。Cの期
間に入ると、バネ3が初期の長さまで縮んでいき(バネ
がエネルギーを放出し)、負荷を電動機の速度以上に加
速する。Dの期間に入ると更にバネが縮み、負荷は電動
機の速度以上の速度で移動する。Eの期間に入るとバネ
か再度伸び始める(バネにエネルギーが蓄積される)た
め、負荷の移動速度は電動機の移動速度よりも遅くなる
。以下期間B−Dと同様の動作が繰り返されながら負荷
の速度が上昇していく。
FIG. 9 shows an enlarged view of the operation during the startup period T1. The straight line in FIG. 9 shows the motor speed Vm, and the curve shows the load moving speed VL. During period A in Fig. 9, the electric motor is started, but the load cannot move due to static friction, and the spring 3 stretches (
energy is stored in the spring). When period B begins, the load starts to move, but since the speed of load movement is slower than the speed of the electric motor, the spring 3 continues to stretch. Once in period C, the spring 3 is compressed to its initial length (spring releases energy) and accelerates the load above the speed of the motor. In period D, the spring is further compressed and the load moves at a speed higher than the speed of the motor. When period E begins, the spring begins to stretch again (energy is stored in the spring), so the moving speed of the load becomes slower than the moving speed of the motor. Thereafter, the same operation as in period BD is repeated while the speed of the load increases.

第9図において、期間A及びBにおいては、同図に斜線
を施して示した部分の面積S1に相当するエネルギーが
バネに蓄積され、期間C及びDにおいては、斜線を施し
た部分の面積S2に相当するエネルギーがバネから放出
される。ここで面積S1と面積S2とは等しくなってい
る。
In FIG. 9, during periods A and B, energy corresponding to the area S1 of the shaded portion in the figure is accumulated in the spring, and during periods C and D, the area S2 of the shaded portion is accumulated in the spring. Energy corresponding to is released from the spring. Here, the area S1 and the area S2 are equal.

また第11図において電動機が時計方向に回転したとき
には、ワイヤの伸び及び機構部分の歪みによってバネ3
が縮む。そのため、電動機が反時計方向に駆動された場
合程ではないにしてもバネ3の影響か現れ、上記と同様
の現象が生じる。
In addition, when the electric motor rotates clockwise in Fig. 11, the spring 3
shrinks. Therefore, the influence of the spring 3 appears, although not as much as when the electric motor is driven counterclockwise, and the same phenomenon as described above occurs.

[発明が解決しようとする課題] 上記のように、従来の駆動系では、起動の際に弾性要素
へのエネルギーの蓄積と、該弾性要素からのエネルギー
の放出とが繰り返されるため、起動の際には、第9図に
示した起動特性のように負荷2の速度VLが脈動し、駆
動系が振動するという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional drive system, energy is repeatedly stored in the elastic element and energy is released from the elastic element during startup. However, as shown in the starting characteristics shown in FIG. 9, the speed VL of the load 2 pulsates, causing the drive system to vibrate.

第9図のように起動の際に駆動系が振動すると、起動時
の加速制御が困難になったり、起動加速時に異音が生じ
たり、駆動系の機構部分の寿命が短くなったりするとい
う問題があった。
As shown in Figure 9, if the drive system vibrates during startup, there are problems such as difficulty in controlling acceleration during startup, abnormal noises during startup acceleration, and shortened life of mechanical parts of the drive system. was there.

本発明の目的は、負荷への動力伝達系に弾性要素が含ま
れている電動駆動系を起動する際に、駆動系の振動を抑
制して起動時の加速制御を容易にするとともに、駆動機
構の寿命の延長を図ることができるようにした電動駆動
系の起動制御方法を提案することにある。
An object of the present invention is to suppress vibrations in the drive system when starting an electric drive system in which an elastic element is included in the power transmission system to the load, to facilitate acceleration control at the time of start-up, and to The purpose of this invention is to propose a start control method for an electric drive system that can extend the life of the electric drive system.

[課題を解決するための手段] 本発明は、電動機の駆動力を負荷に伝える動力伝達系に
弾性要素が含まれている電動駆動系の起動制御方法に係
わるもので、本願箱1の発明においては、起動の際に弾
性要素へのエネルギーの蓄積を抑制するように電動機へ
の入力を時間の経過に伴って漸増させる。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a method for starting control of an electric drive system in which an elastic element is included in the power transmission system that transmits the driving force of an electric motor to a load. gradually increases the input to the motor over time to suppress the accumulation of energy in the elastic element during start-up.

本願箱2の発明においては、電動機に所定の入力を与え
て負荷を起動させた後、一旦電動機への入力を減少させ
ることにより弾性要素からのエネルギーの放出による負
荷の加速を抑制し、次いで負荷の加速度を目標値に近付
けるように電動機への入力を増加させる。
In the invention in Box 2, after starting the load by applying a predetermined input to the electric motor, the input to the electric motor is temporarily reduced to suppress the acceleration of the load due to the release of energy from the elastic element, and then the load is The input to the electric motor is increased so that the acceleration of the motor approaches the target value.

本願箱3の発明においては、起動の際に弾性要素へのエ
ネルギーの蓄積と該弾性要素からのエネルギーの放出と
に・より生じる負荷の速度変動を抑制するために必要な
電動機の各瞬時の速度を示す起動時設定速度信号を発生
させるとともに、電動機の速度を示す電動機速度検出信
号を得、前記型動機速度検出信号と起動時設定速度信号
との偏差を零にするように電動機への入力を制御する。
In the invention of Box 3, each instantaneous speed of the electric motor is required to suppress the speed fluctuation of the load caused by the accumulation of energy in the elastic element and the release of energy from the elastic element during startup. At the same time, a motor speed detection signal indicating the speed of the motor is obtained, and an input to the motor is made so as to make the deviation between the mold motor speed detection signal and the set speed signal at startup zero. Control.

本願箱4の発明においては、起動の際に、負荷の速度及
び電動機の速度をそれぞれ検出して負荷の速度と電動機
の速度との偏差を零にするように電動機への入力を制御
する。
In the invention in Box 4, upon startup, the speed of the load and the speed of the motor are detected, and the input to the motor is controlled so as to reduce the deviation between the speed of the load and the speed of the motor to zero.

[作 用] 上記第1の発明のように、起動の際に弾性要素へのエネ
ルギーの蓄積を抑制するように電動機への入力を時間の
経過に伴って増大さすると、弾性要素から放出されるエ
ネルギーが少なくなるため、弾性要素からのエネルギー
の放出による負荷の速度の上昇が抑えられ、駆動系の振
動が抑制される。
[Function] As in the first invention above, when the input to the electric motor is increased over time so as to suppress the accumulation of energy in the elastic element during startup, energy is released from the elastic element. Since the energy is reduced, an increase in the speed of the load due to the release of energy from the elastic element is suppressed, and vibrations in the drive system are suppressed.

本願箱2の発明のように、電動機に所定の入力を与えて
負荷を起動させた後、一旦電動機への入力を減少させる
ことにより弾性要素からのエネルギーの放出による負荷
の加速を抑制すると、続いて行われる弾性要素へのエネ
ルギーの蓄積を少なくすることができるため、駆動系の
振動を抑制することができる。
As in the invention in Box 2, after starting a load by applying a predetermined input to the electric motor, once the input to the electric motor is reduced to suppress the acceleration of the load due to the release of energy from the elastic element, Since the amount of energy stored in the elastic elements can be reduced, vibrations in the drive system can be suppressed.

δ また第3の発明のように、弾性要素による負荷の速度変
動を補償するために必要な電動機の各瞬時の速度を示す
起動時設定速度信号を発生させ、電動機の速度を示す電
動機速度検出信号と起動時設定速度信号との偏差を零に
するように電動機への入力を制御すると、弾性要素への
エネルギーの蓄勢と、弾性要素からのエネルギーの放出
による負荷の加速とを最小限に抑えながら起動を行わせ
ることができるため、駆動系の振動を抑制することがで
きる。
δ Also, as in the third invention, a start-up set speed signal indicating each instantaneous speed of the electric motor necessary to compensate for speed fluctuations of the load due to the elastic element is generated, and a motor speed detection signal indicating the speed of the electric motor is generated. By controlling the input to the motor so that the deviation between the speed signal and the set speed signal at startup is zero, the accumulation of energy in the elastic element and the acceleration of the load due to the release of energy from the elastic element can be minimized. Since the engine can be started while the engine is running, vibrations in the drive system can be suppressed.

更に第4の発明のように、負荷の速度及び電動機の速度
をそれぞれ検出して負荷の速度と電動機の速度との偏差
を零にするように電動機への入力を制御すると、結果的
に弾性要素へのエネルギーの蓄積と該エネルギーの放出
とが抑制されるため、駆動系の振動を少なくすることが
できる。
Furthermore, as in the fourth invention, when the load speed and the motor speed are respectively detected and the input to the motor is controlled so as to make the deviation between the load speed and the motor speed zero, as a result, the elastic element Since the accumulation of energy and the release of energy are suppressed, vibrations in the drive system can be reduced.

[実施例] 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
[Examples] Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の実施例の全体的な構成を示したもので
、この実施例では、第11図の電動駆動系を第10図の
タイムチャートに従って制御することを想定している。
FIG. 1 shows the overall configuration of an embodiment of the present invention, and in this embodiment, it is assumed that the electric drive system of FIG. 11 is controlled according to the time chart of FIG. 10.

第1−図において1は電動機、2は電動機1−により駆
動される負荷である。電動機1−から負荷2への動力の
伝達系統にはバネ等の弾性要素(第11図のバネ3)が
含まれている。
In FIG. 1-, 1 is an electric motor, and 2 is a load driven by the electric motor 1-. The power transmission system from the electric motor 1- to the load 2 includes an elastic element such as a spring (spring 3 in FIG. 11).

20は電動機1の速度を検出して電動機速度検出信号を
発生する速度検出器で、この速度検出器は例えば、電動
機の出力軸の速度に比例したパルスを発生する。
A speed detector 20 detects the speed of the motor 1 and generates a motor speed detection signal, and this speed detector generates, for example, a pulse proportional to the speed of the output shaft of the motor.

21は設定速度発生手段で、駆動系の振動を抑制するた
めに電動機に持たせる必要がある速度特性を示す関数に
従って起動の際の各瞬時の電動機の設定速度を示す起動
時設定速度信号を出力する。
Reference numeral 21 denotes a set speed generating means, which outputs a start-up set speed signal indicating the set speed of the electric motor at each moment of start-up according to a function indicating the speed characteristics that the electric motor needs to have in order to suppress vibrations in the drive system. do.

22は電動機1の速度を制御する速度制御部で、速度検
出器20の出力と設定速度発生手段21から与えられる
設定速度信号とを入力として検出された電動機の速度を
設定速度に一致させるように電動機1への入力を制御す
ることにより電動機の速度を制御する。
Reference numeral 22 denotes a speed control unit for controlling the speed of the electric motor 1, which inputs the output of the speed detector 20 and a set speed signal given from the set speed generating means 21, and adjusts the detected speed of the motor to match the set speed. By controlling the input to the motor 1, the speed of the motor is controlled.

既に説明したように、従来の電動駆動系においては、第
9図に示したように弾性要素へのエネルギーの蓄積と該
弾性要素からのエネルギーの放出とか繰り返されて駆動
系が振動する。起動時においては、最初負荷が大きな静
止摩擦のために動けないため、電動機の駆動力が弾性要
素に吸収され、該弾性要素に面積S1に相当する大きな
エネルギーが蓄積される。続いてこの大きなエネルギー
が放出されるまで(S2 =Sl となるまで)負荷か
電動機の速度以上に加速されるため、起動時に大きな振
動が生じる。
As already explained, in the conventional electric drive system, as shown in FIG. 9, the drive system vibrates due to repeated accumulation of energy in the elastic element and release of energy from the elastic element. At startup, the load cannot move at first due to large static friction, so the driving force of the electric motor is absorbed by the elastic element, and a large amount of energy corresponding to the area S1 is stored in the elastic element. The load is then accelerated beyond the speed of the motor until this large amount of energy is released (until S2=Sl), resulting in large vibrations at startup.

本発明者は上記のような起動時の振動のメカニズムを分
析した結果、初期に弾性要素に蓄積されるエネルギーを
少なくするように電動機1の速度Vmを制御するか、ま
たは弾性要素に蓄積されたエネルギーの放出による負荷
の加速を抑制するように電動機の速度を制御すれば、駆
動系の振動を抑制できることに着目した。
As a result of analyzing the mechanism of vibration at startup as described above, the present inventor has determined that the speed Vm of the electric motor 1 should be controlled to reduce the energy initially accumulated in the elastic element, or that the energy accumulated in the elastic element should be reduced. We focused on the fact that vibrations in the drive system can be suppressed by controlling the speed of the motor to suppress load acceleration due to energy release.

初期に弾性要素に蓄積されるエネルギーを少なくするに
は、起動時に電動機に供給する入力を時間の経過に伴っ
て漸増させるようにすれば良い。
In order to reduce the energy initially stored in the elastic element, the input supplied to the electric motor at startup may be gradually increased over time.

起動時に電動機に一定の入力を与えた場合には、第9図
に示したように、負荷が動くことができないにも拘らず
起動時に電動機の速度Vmが直線的に上昇していき、弾
性要素に多くのエネルギーが蓄積されてしまう。これに
対し、起動時に電動機に供給する入力を時間の経過に伴
って漸増させるようにすると、第6図に破線で示したよ
うに起動時に電動機の速度Vmが徐々に増加する特性が
得られる。この場合弾性要素には、図示の面積S1に相
当するエネルギーが蓄積されるが、このエネルギーは従
来の電動駆動系において起動時の初期に弾性要素に蓄積
されるエネルギー(第9図の面積S1に相当する)に比
べてはるかに少ない。続いて弾性要素から放出されるエ
ネルギーは第6図の面積S2  (−3I)に相当する
が、このエネルギーも当然従来の電動駆動系において弾
性要素から放出されるエネルギーよりも少ないため、該
エネルギーの放出による負荷の加速は僅かである。
When a constant input is given to the motor at startup, as shown in Figure 9, the speed Vm of the motor increases linearly at startup even though the load cannot move, and the elastic element A lot of energy is stored in. On the other hand, if the input supplied to the motor at startup is gradually increased over time, a characteristic is obtained in which the speed Vm of the motor gradually increases at startup, as shown by the broken line in FIG. In this case, energy corresponding to the area S1 shown in the figure is stored in the elastic element, but this energy is equal to the energy stored in the elastic element at the initial stage of startup in the conventional electric drive system (the area S1 in FIG. much less than the equivalent). Next, the energy released from the elastic element corresponds to the area S2 (-3I) in Fig. 6, but since this energy is naturally smaller than the energy released from the elastic element in the conventional electric drive system, the energy is Acceleration of the load due to discharge is slight.

この弾性要素からのエネルギーの放出が完了する時刻で
丁度電動機の速度Vmと負荷の移動速度■Lとを一致さ
せるように電動機への入力を制御することにより、起動
時に駆動系が振動するのを防ぐことができる。
By controlling the input to the motor so that the speed Vm of the motor and the moving speed L of the load match exactly at the time when the energy release from the elastic element is completed, vibrations in the drive system at startup can be prevented. It can be prevented.

実際には上記のように理想的に電動機への入力を制御す
ることは困難であるが、起動の初期に電動機に与える入
力を時間の経過に伴って増加させることにより、最初に
弾性要素に蓄積されるエネルギーを少なくしておくと、
その後に起こる振動の振幅を抑えることができるのは確
実であるため、電動駆動系の振動を確実に抑制すること
ができ、短時間で負荷の速度VLを電動機の速度Vmに
収束させることができる。
In reality, it is difficult to ideally control the input to the motor as described above, but by increasing the input to the motor at the beginning of startup over time, the By reducing the amount of energy used,
Since it is certain that the amplitude of the vibration that occurs afterwards can be suppressed, it is possible to reliably suppress the vibration of the electric drive system, and it is possible to converge the load speed VL to the motor speed Vm in a short time. .

電動機に与える入力を時間の経過に伴って変化させるに
は、例えば電動機に与える駆動電流または駆動電圧の波
形をパルス波形とし、その周期Tを一定として、パルス
幅(駆動時間)tdを変化させることにより、駆動比率
td/Tを増加または減少させるようにすれば良い。ま
たこの場合駆励時間tdを一定として、周期Tを変化さ
せることにより、駆動比率td/Tを増加または減少さ
せるようにしても良い。
In order to change the input given to the motor over time, for example, the waveform of the drive current or drive voltage given to the motor is made into a pulse waveform, and the pulse width (driving time) td is changed while keeping the period T constant. Accordingly, the drive ratio td/T may be increased or decreased. Further, in this case, the driving ratio td/T may be increased or decreased by keeping the driving time td constant and changing the period T.

更に駆動比率を変化させる代りに、電動機1に与える駆
動電圧または駆動電流の大きさそのものを変化させるよ
うにしても良い。
Furthermore, instead of changing the drive ratio, the magnitude of the drive voltage or drive current applied to the motor 1 may be changed.

第6図に示した例では、起動時に電動機に与える入力を
時間の経過に伴って漸増させるように、制御することに
より、弾性要素へのエネルギーの蓄積を少なくして振動
を抑制したが、電動機に所定の入力を与えて該電動機を
起動させた後に一旦電動機への入力を減少させることに
より電動機の速度Vmを低下させて、弾性要素からのエ
ネルギーの放出による負荷の加速を抑制するように電動
機への入力を制御することによっても電動駆動系の振動
を抑制することができる。
In the example shown in Figure 6, by controlling the input to the electric motor at startup so that it gradually increases over time, the accumulation of energy in the elastic element is reduced and vibration is suppressed, but the electric motor After starting the electric motor by applying a predetermined input to the electric motor, the input to the electric motor is temporarily reduced to lower the speed Vm of the electric motor, thereby suppressing the acceleration of the load due to the release of energy from the elastic element. Vibrations in the electric drive system can also be suppressed by controlling the input to the electric drive system.

第7図はその一例を示したもので、この例では、同図に
鎖線で示した曲線aのように、最初第9図に示したよう
に一定の加速度で電動機を起動させる場合と同じ入力を
電動機に与え、負荷が動き始めた後、電動機への入力を
減少させることにより電動機の速度Vmを低下させて、
弾性要素に蓄積されたエネルギー(面積S1に相当する
。)の放出による負荷の加速を抑制している。そして電
動機に供給する入力を一旦減少させた後、漸増させて弾
性要素に蓄積されたエネルギー(面積S2に相当するエ
ネルギー)の放出が完了した時点で電動機の速度を負荷
の速度に一致させるように制御している。
Figure 7 shows an example of this. In this example, the same input as when starting the electric motor with a constant acceleration as shown in Figure 9 is used, as shown by the dashed line curve a in the figure. is applied to the motor, and after the load starts moving, the speed Vm of the motor is reduced by reducing the input to the motor,
Acceleration of the load due to release of energy (corresponding to area S1) accumulated in the elastic element is suppressed. Then, the input supplied to the motor is once decreased, and then gradually increased, so that the speed of the motor matches the speed of the load when the energy stored in the elastic element (energy corresponding to area S2) has been released. It's in control.

第8図は弾性要素からのエネルギーの放出による負荷の
加速を抑制するように電動機への入力を制御するように
した他の例を示したもので、この例では、起動時に第7
図に示した例よりも十分大きな入力を電動機に与えて第
7図の場合よりも短い時間で負荷を起動させた後直ちに
電動機に与える入力を減少させて電動機の速度を下げ、
弾性要素からのエネルギ、−の放出による負荷の加速を
抑制している。電動機への入力を減少させた後、該入力
を漸増させて弾性要素からのエネルギーの放出が完了し
た時点で電動機の速度を負荷の速度に一致させるように
制御している点は第7図の例と同様である。
Figure 8 shows another example in which the input to the electric motor is controlled so as to suppress the acceleration of the load due to the release of energy from the elastic element.
After applying a sufficiently larger input to the motor than in the example shown in the figure to start the load in a shorter time than in the case of Fig. 7, immediately reduce the input applied to the motor to lower the speed of the motor.
Acceleration of load due to release of energy from the elastic element is suppressed. The point in FIG. 7 that after decreasing the input to the motor, the input is gradually increased to control the speed of the motor to match the speed of the load when the release of energy from the elastic element is completed. Similar to the example.

第6図ないし第8図に示すような制御を行わせるには、
第6図ないし第8図にそれぞれ鎖線で示された電動機速
度Vmを時間の関数V s (t)として表し、設定速
度発生手段21によりこの関数に基いて各時刻tにおけ
る設定速度Vsを演算して、該設定速度Vsを示す起動
時設定速度信号を発生させる。そして速度検出器20か
ら得られる電動機速度検出信号と起動時設定速度信号と
を速度制御部22に入力して、両信号の偏差を零にする
ように(電動機の速度Vmを設定速度Vsに一致させる
ように)電動機1への人力を制御する。
In order to perform the control shown in FIGS. 6 to 8,
The motor speed Vm shown by the chain lines in FIGS. 6 to 8 is expressed as a time function V s (t), and the set speed generating means 21 calculates the set speed Vs at each time t based on this function. Then, a startup set speed signal indicating the set speed Vs is generated. Then, the motor speed detection signal obtained from the speed detector 20 and the set speed signal at startup are input to the speed control unit 22 so that the deviation between the two signals becomes zero (the motor speed Vm matches the set speed Vs). control the human power to the electric motor 1 so as to

上記の電動機の制御をマイクロコンピュータを用いて行
う場合の制御アルゴリズムを第3図及び第4図に示した
。この制御アルゴリズムによる場合には、設定速度発生
手段をマイクロコンピュータにより実現する。まず第3
図に示すように、速度検出器20の検出値Vmxを読み
込んで電動機の現在速度Vmとし、この速度Vmを規定
速度Vn千〇 と比較する。最初は速度Vmが規定速度Vn  (第1
0図参照)以下であるため、関数■(0に基いて演算し
た速度を現在の電動機の設定速度Vsとし、この設定速
度と電動機の速度Vmとを比較する。その結果電動機の
速度Vmが設定速度Vsよりも小さいときには電動機へ
の入力を増大させ、電動機の速度Vmか設定速度■sよ
りも大きいときには電動機への入力を減少させて、電動
機の速度を設定速度Vsに近付ける。これにより電動機
の速度Vmを第6図ないし第8図に鎖線で示したような
曲線に沿って変化させることができる。電動機の速度V
mか規定速度Vnに達したときに起動が完了したと判定
し、第4図に示す過程に進む。
Control algorithms for controlling the above electric motor using a microcomputer are shown in FIGS. 3 and 4. In the case of this control algorithm, the set speed generating means is realized by a microcomputer. First, the third
As shown in the figure, the detected value Vmx of the speed detector 20 is read as the current speed Vm of the electric motor, and this speed Vm is compared with the specified speed Vn,000. Initially, the speed Vm is the specified speed Vn (first
Since the speed calculated based on the function ■ (0 is set as the current set speed Vs of the motor, this set speed and the speed Vm of the motor are compared. As a result, the speed Vm of the motor is set When the motor speed is smaller than Vs, the input to the motor is increased, and when the motor speed Vm is larger than the set speed ■s, the input to the motor is decreased to bring the motor speed closer to the set speed Vs. The speed Vm can be changed along the curves shown by the dashed lines in Figures 6 to 8.The speed V of the motor
When the speed reaches the specified speed Vn, it is determined that the startup has been completed, and the process proceeds to the process shown in FIG.

この過程では先ず負荷が目標位置に達したか否かの判定
を行う。この目標位置は例えば負荷が目標位置に達した
ときにリミットスイッチを駆動することにより行うこと
ができる。
In this process, first, it is determined whether the load has reached the target position. This target position can be determined, for example, by driving a limit switch when the load reaches the target position.

負荷が目標位置に達していない場合には、速度検出器の
検出値VmXを電動機の速度Vmとして読み込み、該速
度Vmを規定速度Vnと比較する。
If the load has not reached the target position, the detected value VmX of the speed detector is read as the motor speed Vm, and the speed Vm is compared with the specified speed Vn.

その結果速度Vmが規定速度Vnよりも大きい場合には
電動機への入力を減少させ、速度Vmが規定速度Vnよ
りも小さい場合には電動機への入力を増大させて、電動
機の速度を規定速度に保つ。
As a result, if the speed Vm is larger than the specified speed Vn, the input to the motor is decreased, and if the speed Vm is smaller than the specified speed Vn, the input to the motor is increased to bring the motor speed to the specified speed. keep.

そして負荷の位置が目標位置に達したことが検出された
ときに減速指令を発生させて例えば電動機に与える駆動
電流を反転させ、これにより電動機に制動をかけて電動
機を停止させる。
Then, when it is detected that the position of the load has reached the target position, a deceleration command is generated, for example, the drive current applied to the motor is reversed, thereby applying braking to the motor and stopping the motor.

第2図は本発明の他の実施例を示したもので、この実施
例では、電動機1−の速度を検出する速度検出器20の
外に負荷2の速度を検出する速度検出器23が設けられ
、速度検出器20及び23の出力Vmx及びVLXが速
度制御部22に入力されている。速度制御部22は速度
検出器20及び23の出力を入力として電動機の速度と
負荷の速度との偏差を零にするように電動機1への入力
を制御する。第5図はこの制御を行う場合の制御アルゴ
リズムを示したもので、この例では、先ず速度検出器2
の出力Vmxをそのときの電動機の速度Vmとして取り
込み、この速度Vmを規定速度Vnと比較する。その結
果速度Vmが規定速度Vnよりも小さいとき(起動が完
了していないとき)には速度検出器23の出力VLXを
そのときの負荷の速度VLとして取り込み、電動機の速
度Vmと負荷の速度VLとを比較する。電動機の速度V
mが負荷の速度VLよりも小さいときには電動機への入
力を増大させ、電動機の速度Vmが負荷の速度■Lより
も大きいときには電動機への入力を減少させて、電動機
の速度Vmと負荷の速度VLとの偏差を零にするように
電動機への入力を制御する。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a speed detector 23 for detecting the speed of the load 2 is provided in addition to the speed detector 20 for detecting the speed of the electric motor 1-. The outputs Vmx and VLX of the speed detectors 20 and 23 are input to the speed control section 22. The speed control unit 22 receives the outputs of the speed detectors 20 and 23 and controls the input to the motor 1 so as to make the deviation between the speed of the motor and the speed of the load zero. FIG. 5 shows a control algorithm for performing this control. In this example, first, the speed detector 2
The output Vmx of is taken in as the motor speed Vm at that time, and this speed Vm is compared with the specified speed Vn. As a result, when the speed Vm is smaller than the specified speed Vn (when the startup is not completed), the output VLX of the speed detector 23 is taken as the load speed VL at that time, and the motor speed Vm and the load speed VL are taken in. Compare with. Motor speed V
When m is smaller than the load speed VL, the input to the motor is increased, and when the motor speed Vm is larger than the load speed ■L, the input to the motor is decreased, so that the motor speed Vm and the load speed VL are The input to the motor is controlled so that the deviation from the

電動機の速度Vmが規定速度Vnに達したときに起動が
完了したと判定して、第4図の過程に進む。
When the speed Vm of the electric motor reaches the specified speed Vn, it is determined that the startup has been completed, and the process proceeds to the process shown in FIG. 4.

第5図の実施例では、電動機の速度Vmが規定速度Vn
に達したときに起動が完了したと判定しているが、負荷
の速度を検出している場合には、負荷の速度VLを規定
速度Vnと比較して、VLVnとなったときに起動完了
と判定するようにしても良い。
In the embodiment shown in FIG. 5, the speed Vm of the electric motor is the specified speed Vn.
However, if the load speed is detected, the load speed VL is compared with the specified speed Vn, and the startup is determined to be complete when the speed reaches VLVn. It may also be determined.

第4図の過程では起動が完了した後は電動機の速度Vm
が負荷の速度V、Lに等しいと仮定して、電動機の速度
Vmを規定速度Vnと比較して負荷の速度を規定速度V
nに保つ定速制御を行っているが、負荷の速度VLを検
出する速度検出器が設けられている場合には、負荷の速
度VLと規定速度Vnと比較して負荷速度VLを規定速
度Vnに保つ制御を行わせるようにしても良い。
In the process shown in Figure 4, after the start-up is completed, the motor speed Vm
is equal to the load speed V, L, compare the motor speed Vm with the specified speed Vn and set the load speed to the specified speed V.
Constant speed control is performed to maintain the load speed VL at the specified speed Vn, but if a speed detector is provided to detect the load speed VL, the load speed VL is compared with the specified speed Vn and the load speed VL is maintained at the specified speed Vn. It is also possible to perform control to maintain the current level.

[発明の効果] 以上のように、請求項1に記載した発明によれば、起動
の際に弾性要素へのエネルギーの蓄積を抑制するように
電動機への入力を時間の経過に伴って増大させるように
したので、弾性要素から放出されるエネルギーを少なく
することができ、弾性要素からのエネルギーの放出によ
る負荷の速度の上昇を抑えて駆動系の振動を抑制するこ
とができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the invention described in claim 1, the input to the electric motor is increased over time so as to suppress the accumulation of energy in the elastic element during startup. As a result, the energy released from the elastic element can be reduced, and the increase in the speed of the load due to the release of energy from the elastic element can be suppressed, thereby suppressing the vibration of the drive system.

請求項2に記載の発明によれば、電動機に所定の入力を
与えて負荷を起動させた後、一旦電動機への入力を減少
させることにより弾性要素からのエネルギーの放出によ
る負荷の加速を抑制するようにしたので、続いて行われ
る弾性要素へのエネルギーの蓄積を少なくすることがで
き、駆動系の振動を抑制することができる。
According to the invention set forth in claim 2, after starting the load by applying a predetermined input to the electric motor, the input to the electric motor is temporarily reduced to suppress acceleration of the load due to release of energy from the elastic element. As a result, it is possible to reduce the subsequent accumulation of energy in the elastic elements, and it is possible to suppress vibrations of the drive system.

また請求項3に記載した発明によれば、弾性要素による
負荷の速度変動を補償するために必要な電動機の各瞬時
の速度を示す起動時設定速度信号を発生させ、電動機の
速度を示す電動機速度検出信号と起動時設定速度信号と
の偏差を零にするように電動機への入力を制御するよう
にしたので、弾性要素へのエネルギーの蓄積と、弾性要
素からのエネルギーの放出による負荷の加速とを最小限
に抑えながら起動を行わせることかでき、駆動系の振動
を抑制することができる。
Further, according to the invention described in claim 3, a set speed signal at startup indicating each instantaneous speed of the electric motor necessary to compensate for speed fluctuations of the load due to the elastic element is generated, and a motor speed indicating the speed of the electric motor is generated. Since the input to the motor is controlled so that the deviation between the detection signal and the set speed signal at startup is zero, the load is accelerated by accumulating energy in the elastic element and releasing energy from the elastic element. It is possible to start the engine while minimizing the amount of vibration, and vibrations in the drive system can be suppressed.

更に請求項4に記載した発明によれば、負荷の速度及び
電動機の速度をそれぞれ検出して負荷の速度と電動機の
速度との偏差を零にするように電動機への入力を制御す
るようにしたので、結果的に弾性要素へのエネルギーの
蓄積と該エネルギーの放出とを抑制することができ、駆
動系の振動を少なくすることができる。
Furthermore, according to the invention set forth in claim 4, the speed of the load and the speed of the electric motor are detected, respectively, and the input to the electric motor is controlled so as to reduce the deviation between the speed of the load and the speed of the electric motor to zero. Therefore, as a result, accumulation of energy in the elastic element and release of the energy can be suppressed, and vibrations of the drive system can be reduced.

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

第J−図及び第2図はそれぞれ本発明の異なる実施例の
構成を示すブロック図、第3図ないし第5図は本発明の
実施例の制御アルゴリズムを示すフローチャート、第6
図ないし第8図はそれぞれ本発明の異なる実施例におけ
る起動時の速度特性を示した線図、第9図は従来の電動
駆動系の起動時の速度特性を示した線図、第10図は負
荷の動作を示したタイムチャート、第11図は電動駆動
系の構成の一例を示した構成図である。 1・・・電動機、2・・・負荷、20.23・・・速度
検出器、22・・・速度制御部。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 t[sec]−
FIG. J and FIG. 2 are block diagrams showing the configurations of different embodiments of the present invention, FIGS. 3 to 5 are flowcharts showing the control algorithm of the embodiment of the present invention, and FIG.
8 through 8 are diagrams showing the speed characteristics at startup in different embodiments of the present invention, FIG. 9 is a diagram showing the speed characteristics at startup of a conventional electric drive system, and FIG. 10 is a diagram showing the speed characteristics at startup of the conventional electric drive system. A time chart showing the operation of the load, and FIG. 11 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the electric drive system. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electric motor, 2... Load, 20.23... Speed detector, 22... Speed control part. t [sec] -

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電動機の駆動力を負荷に伝える動力伝達系に弾性
要素が含まれている電動駆動系の起動制御方法において
、 起動の際に前記弾性要素へのエネルギーの蓄積を抑制す
るように前記電動機への入力を時間の経過に伴って漸増
させることを特徴とする電動駆動系の起動制御方法。
(1) In a start-up control method for an electric drive system in which an elastic element is included in the power transmission system that transmits the driving force of the electric motor to a load, the electric motor is controlled to suppress the accumulation of energy in the elastic element during start-up. 1. A method for controlling start-up of an electric drive system, characterized by gradually increasing an input to the motor over time.
(2)電動機の駆動力を負荷に伝える動力伝達系に弾性
要素が含まれている電動駆動系の起動制御方法において
、 前記電動機に所定の入力を与えて負荷を起動させた後、
一旦電動機への入力を減少させることにより前記弾性要
素からのエネルギーの放出による負荷の加速を抑制し、
次いで負荷の加速度を目標値に近付けるように電動機へ
の入力を増加させることを特徴とする電動駆動系の起動
制御方法。
(2) In a start control method for an electric drive system in which an elastic element is included in the power transmission system that transmits the driving force of the electric motor to the load, after starting the load by applying a predetermined input to the electric motor,
suppressing the acceleration of the load due to the release of energy from the elastic element by once reducing the input to the electric motor;
A method for starting control of an electric drive system, the method comprising: then increasing input to the electric motor so as to bring the acceleration of the load closer to a target value.
(3)電動機の駆動力を負荷に伝える動力伝達系に弾性
要素が含まれている電動駆動系の起動制御方法において
、 起動の際に前記負荷の弾性要素へのエネルギーの蓄積と
該弾性要素からのエネルギーの放出とにより生じる負荷
の速度変動を抑制するために必要な電動機の各瞬時の速
度を示す起動時設定速度信号を発生させるとともに、前
記電動機の速度を示す電動機速度検出信号を得、前記電
動機速度検出信号と起動時設定速度信号との偏差を零に
するように前記電動機への入力を制御することを特徴と
する電動駆動系の起動制御方法。
(3) In a start control method for an electric drive system in which an elastic element is included in the power transmission system that transmits the driving force of the electric motor to a load, energy is accumulated in the elastic element of the load at the time of start-up and from the elastic element. generating a startup set speed signal indicating each instantaneous speed of the electric motor necessary to suppress speed fluctuations of the load caused by the release of energy; and obtaining a motor speed detection signal indicating the speed of the electric motor; 1. A start control method for an electric drive system, comprising controlling an input to the electric motor so that a deviation between a motor speed detection signal and a start-up set speed signal is zero.
(4)電動機の駆動力を負荷に伝える動力伝達系に弾性
要素が含まれている電動駆動系の起動制御方法において
、 起動の際に、前記負荷の速度及び電動機の速度をそれぞ
れ検出して負荷の速度と電動機の速度との偏差を零にす
るよう前記電動機への入力を制御することを特徴とする
電動駆動系の起動制御方法。
(4) In a start-up control method for an electric drive system in which the power transmission system that transmits the driving force of the electric motor to the load includes an elastic element, at the time of start-up, the speed of the load and the speed of the electric motor are respectively detected and the load is controlled. 1. A method for controlling start-up of an electric drive system, comprising controlling an input to the electric motor so as to make a deviation between the speed of the electric motor and the speed of the electric motor zero.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015008590A (en) * 2013-06-25 2015-01-15 三菱電機株式会社 Motor control device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5520476A (en) * 1978-08-02 1980-02-13 Seiko Instr & Electronics Ltd Digital electronic watch
JPS6115675A (en) * 1984-07-02 1986-01-23 日本たばこ産業株式会社 Production of aroma for tobacco

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