JPH048186A - Motor speed controller - Google Patents

Motor speed controller

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Publication number
JPH048186A
JPH048186A JP2108605A JP10860590A JPH048186A JP H048186 A JPH048186 A JP H048186A JP 2108605 A JP2108605 A JP 2108605A JP 10860590 A JP10860590 A JP 10860590A JP H048186 A JPH048186 A JP H048186A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
waveform
speed control
control parameters
overshoot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2108605A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Kawakami
正行 川上
Haruo Naito
内藤 治夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2108605A priority Critical patent/JPH048186A/en
Publication of JPH048186A publication Critical patent/JPH048186A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To regulate control parameters automatically by regulating setting of control parameters at respective sections based on a speed command, obtained when the motor speed is subjected to step response, or a shift from a stepped speed response waveform. CONSTITUTION:A parameter regulating section 11 is additionally provided, and the speed waveform is stored in a waveform analyzing section 10 in order to calculate characteristic amounts such as overshoot, setting time or rising time. In the waveform analyzing section 10, the speed waveform is sampled at a sample and hold circuit 10a and stored in a memory 10b and a microprocessor 10c calculates characteristic amounts. Speed control parameters in the speed control loop of a motor 1 are then regulated so that the speed waveform satisfies specification of speed control. The operation is repeated until a judgment is made that the speed control specifications are satisfied within an appropriate allowance thus regulating the speed control parameters correctly.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は電動機の速度制御装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a speed control device for an electric motor.

(従来の技術) 第3図は、電動機の、従来の速度制御装置の機能の1例
を示すブロック図である。この従来例ではアンチオーバ
ーシュート機能を備えたPI制御を用いている。
(Prior Art) FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functions of a conventional speed control device for an electric motor. This conventional example uses PI control with an anti-overshoot function.

この速度制御装置を用いて制御仕様をみたす速度制御を
行なうには、調整パラメータである比例ゲインKP、積
分ゲインに工およびアンチオーバーシュートの値を適正
な値に定める調整作業が必要である。
In order to perform speed control that satisfies the control specifications using this speed control device, it is necessary to perform adjustment work to set the adjustment parameters of proportional gain KP, integral gain, and anti-overshoot to appropriate values.

(発明が解決しようとする課題) 上記の調整作業は、例えば調整員が速度のステップ応答
波形を繰り返し観測しながら、比例ゲインKP、積分ゲ
インに、およびアンチオーバーシュートの値を試行錯誤
的に修正し、仕様をみたすようにしていた。このような
方法では、調整員にある程度の経験と勘が必要とされ、
かつ時間がかかる。また、多数の電動機を同一の仕様に
調整しなければならない場合でも、調整結果にある程度
のばらつきが生じるのは避けられない、などの問題点が
あった。
(Problem to be Solved by the Invention) The above adjustment work is performed by, for example, an adjuster repeatedly observing the speed step response waveform and correcting the proportional gain KP, integral gain, and anti-overshoot value by trial and error. and made sure to meet the specifications. This method requires a certain amount of experience and intuition on the part of the coordinator;
And it takes time. Further, even when a large number of electric motors have to be adjusted to the same specifications, it is inevitable that the adjustment results will vary to some extent.

本発明は従来技術における上記の問題点を除去し、電動
機の速度制御の制御パラメータを自動的に調整する機能
をもつ電動機の速度制御装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems in the prior art and to provide an electric motor speed control device having a function of automatically adjusting control parameters for controlling the speed of an electric motor.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は上記の目的を達成するために、以下の構成にて
1動機の速度制御パラメータの調整機能をもつ、電動機
の速度制御装置である。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention is an electric motor speed control device having the following configuration and having a function of adjusting speed control parameters of one motor.

電動機の速度制御装置において、適当な制御論理に基づ
く速度制御ループを備え、速度指令としてステップ入力
を与えて速度制御を行ない、このステップ入力に対応す
る速度のステップ応答波形を記憶するメモリを用意し、
この記憶しておいた速度波形の形状を規定する量を算定
し、速度波形が速度制御仕様を満すように、電動機の速
度制御ループの前記速度制御パラメータを調整し、以上
の過程を、速度波形が適当な裕度内で速度制御仕様を満
したと判定できるまで繰り返して、速度制御の制御パラ
メータを適正な値に調整する機能を付加したことを特徴
とする。
A speed control device for an electric motor is equipped with a speed control loop based on appropriate control logic, performs speed control by giving a step input as a speed command, and has a memory that stores a speed step response waveform corresponding to this step input. ,
The quantities that define the shape of the stored speed waveform are calculated, and the speed control parameters of the motor speed control loop are adjusted so that the speed waveform satisfies the speed control specifications. The present invention is characterized by the addition of a function to repeatedly adjust the speed control control parameters to appropriate values until it is determined that the waveform satisfies the speed control specifications within an appropriate margin.

(作 用) 電動機の速度制御系において、制御パラメータが仕様に
対して不適正であると、その影響は、例えば速度のステ
ップ応答波形においてオーバーシュートが大き過ぎると
か、振動が発生するとか。
(Function) In the speed control system of an electric motor, if the control parameters are inappropriate for the specifications, the effects may be, for example, excessive overshoot in the speed step response waveform or vibration.

あるいは整定時間が長過ぎるなどの状態として現れる。Alternatively, it may appear as a condition where the settling time is too long.

したがって、前記の各部速度制御パラメータの値の増減
とこれらの状態との関係を把握しておき、実際のステッ
プ応答波形を解析して波形の特徴を算定し、前記の関係
に基づき各部速度制御パラメータの値の修正を繰り返せ
ば、仕様を満足する応答が得られる。以上の過程をコン
ピュータにより実行すれば、迅速かつ均一な調整が可能
となる。これにより、(発明が解決しようとする課題)
の項で指摘した従来技術の問題点を解決できる。
Therefore, the relationships between the increases and decreases in the values of the speed control parameters of each section described above and these states are understood, the actual step response waveform is analyzed to calculate the characteristics of the waveform, and the speed control parameters of each section are determined based on the above relationships. By repeatedly modifying the value of , a response that satisfies the specifications can be obtained. If the above process is executed by a computer, quick and uniform adjustment becomes possible. As a result, (the problem that the invention seeks to solve)
The problems of the prior art pointed out in the section above can be solved.

(実施例) 以下の本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例に係わる電動機の速度制御装置
のブロック図である。同図において、第3図と同一の構
成要素には同一の記号を付し説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram of a motor speed control device according to an embodiment of the present invention. In this figure, the same components as in FIG. 3 are given the same symbols and their explanations will be omitted.

第1図に示した本発明に関わる電動機の速度制御器は、
第3図に示した従来例の速度制御器に水下に説明する要
素を付加して、速度制御の制御パラメータを適正な値に
調整する機能を付与している。すなわち、本発明に関わ
る速度制御器には。
The motor speed controller according to the present invention shown in FIG.
The elements described below are added to the conventional speed controller shown in FIG. 3 to provide a function of adjusting control parameters for speed control to appropriate values. That is, the speed controller related to the present invention.

パラメータ調整部11が付加されている。速度の波形は
、波形解析部10に蓄えられ、オーバーシュート、整定
時間、立ち上がり時間などの特徴量が算定される。波形
解析部10ど算定された特徴量は、パラメータ調整部1
1に入力され、速度制御系比例ゲインKP、積分ゲイン
に、およびアンチオーバーシュートの値の修正方向(増
減)とその量が前記特徴量に基づき算定され、速度制御
器5に設定されている比例ゲインKP、積分ゲインに、
およびフィードバック補償器3に設定されているアンチ
オーバーシュートの値を修正する。
A parameter adjustment section 11 is added. The velocity waveform is stored in the waveform analysis section 10, and feature quantities such as overshoot, settling time, and rise time are calculated. The feature quantities calculated by the waveform analysis section 10 are sent to the parameter adjustment section 1.
1, and the correction direction (increase/decrease) and amount of the speed control system proportional gain KP, integral gain, and anti-overshoot value are calculated based on the characteristic quantity, and the proportional gain set in the speed controller 5 is Gain KP, integral gain,
And the anti-overshoot value set in the feedback compensator 3 is corrected.

第2図は、波形解析部IOの構成例を示している。FIG. 2 shows an example of the configuration of the waveform analysis section IO.

速度ωの波形はサンプル−ホールド回路10aでサンプ
ルされ、メモリtabに蓄えられ、マイクロプロセッサ
10cで特徴量を算定する。
The waveform of the speed ω is sampled by the sample-hold circuit 10a, stored in the memory tab, and the feature amount is calculated by the microprocessor 10c.

マイクロプロセッサ内では、以下の様な演算を行なう。The following operations are performed within the microprocessor.

速度ωの応答波形の場合、メモリtabにはこの速度ω
の応答波形を適当なサンプリング周期でサンプリングし
た値が記憶されている。まず、速度ωの応答の整定値ω
setを求める。メモリ10bに蓄える波形を、速度応
答が十分整定するまでの波形としておけば、この整定値
ωsetは最後にサンプリングした値とすればよい。リ
プルなどの影響を避けるために、最後にサンプリングし
た複数個の値を平均してもよい。次に、サンプリングし
たすべての値の内の最大値ωmat(を求める。ωwa
axとωsetを比較し、ωmaM>ωsetであれば
、オーバ−シュートが発生したことがわかるので、その
オーバーシュート量OVを求める。
In the case of a response waveform with a speed ω, the memory tab stores this speed ω.
The values obtained by sampling the response waveform of 1 at an appropriate sampling period are stored. First, the set value ω of the response of speed ω
Find set. If the waveform stored in the memory 10b is a waveform until the speed response is sufficiently stabilized, the settling value ωset may be the last sampled value. In order to avoid effects such as ripples, the last sampled values may be averaged. Next, find the maximum value ωmat (of all the sampled values. ωwa
Compare ax and ωset, and if ωmaM>ωset, it is known that overshoot has occurred, and the overshoot amount OV is determined.

である。It is.

ω、□くωsetであれば、オーバーシュートは発生し
ておらず ○v=0 である。この場合は他の特徴量として、整定時間Tse
tを求める。これは、サンプリングした値を初めから順
次調べ、応答の開始からその値が例えば0.95 *ω
set を初めて上回ったときまでの時間を求めればよ
い。
If ω, □ ωset, no overshoot has occurred and ○v=0. In this case, other features include settling time Tse
Find t. This checks the sampled values sequentially from the beginning, and if the value is 0.95 *ω from the beginning of the response.
All you have to do is find the time until it exceeds set for the first time.

立ち上がり時間も同様にして、定義に従い算出できる。Similarly, the rise time can be calculated according to the definition.

パラメータ調整部11の構成例は波形解析部1oと同様
マイクロプロセッサとメモリである。これはサンプル−
ホールド回路が無い点を除き第2図と同じなので図は省
略する。この場合、メモリには特徴量に基づいた調整ル
ールを記憶させておく。
An example of the configuration of the parameter adjustment section 11 is a microprocessor and memory, similar to the waveform analysis section 1o. This is a sample-
This is the same as FIG. 2 except that there is no hold circuit, so the illustration is omitted. In this case, adjustment rules based on the feature amounts are stored in the memory.

調整ルールの例を以下に説明する。Examples of adjustment rules are explained below.

一般に、整定時間と復帰時間が決まれば応答の特性を決
める折れ魚屑波数ω。が求まる。本実施例では極零相殺
により速度系PIの折れ魚屑波数ωpxとアンチオーバ
ーシュートの折れ魚屑波数ωANDをω。に一致させ、
このω。よりアンチオーバーシュートゲイン等を算呂す
る。その状態で比例ゲインKPを決めればよいのだが電
動機や負荷のイナーシャ−が不確定なため位相がずれ、
比例ゲインKPの値により速度の応答波形にオーバーシ
ュートが現れる。これを比例ゲインKPを調整すること
でオーバーシュートのないステップ状の波形にする。つ
まり速度指令の応答波形にオーバーシュートが発生した
ら、比例ゲインKPを大きくし、そうでなければ比例ゲ
インKPを小さくする。このときωpx ” Kr/に
Pから積分ゲインに工の値も決められる。 以上で説明
したように、前記比例ゲインKP、積分ゲインに工およ
びアンチオーバーシュートの値の誤設定は、 1)速度指令としてステップ入力を与えて速度制御を行
ない、 2) その間の速度指令の応答にオーバーシュートが発
生したら、比例ゲインKPを大きくし、3) その間の
速度指令の応答が遅れ、整定時間が長くなったら、比例
ゲインKPを小さくシ。
Generally, once the settling time and return time are determined, the broken wave number ω determines the response characteristics. is found. In this embodiment, due to pole-zero cancellation, the broken fish waste wave number ωpx of the speed system PI and the broken fish waste wave number ωAND of the anti-overshoot are set to ω. match,
This ω. Improve anti-overshoot gain, etc. It would be better to determine the proportional gain KP in that state, but since the inertia of the motor and load is uncertain, the phase will shift.
An overshoot appears in the speed response waveform depending on the value of the proportional gain KP. This is made into a step-like waveform without overshoot by adjusting the proportional gain KP. That is, if an overshoot occurs in the response waveform of the speed command, the proportional gain KP is increased; otherwise, the proportional gain KP is decreased. At this time, the value of ωpx ”Kr/ is also determined from P to the integral gain. As explained above, incorrect setting of the values of the proportional gain KP, integral gain and anti-overshoot can be caused by: 1) Speed command 2) If an overshoot occurs in the speed command response during that time, increase the proportional gain KP, and 3) If the speed command response during that time is delayed and the settling time becomes longer. , reduce the proportional gain KP.

4)速度指令の応答波形を適当な裕度内でステップ状の
波形に近づけ。
4) Make the speed command response waveform close to a step-like waveform within an appropriate margin.

5)比例・積分制御系折れ魚屑波数、アンチオーバーシ
ュート折れ魚屑波数をTQetの値により微調整する。
5) Finely adjust the proportional/integral control system broken fish waste wave number and anti-overshoot broken fish waste wave number by the value of TQet.

という調整ルールで、修正できる。This can be corrected using the adjustment rule.

このようにして比例ゲインKPを修正して、前記の電動
機速度のステップ応答を再度行なう。
In this way, the proportional gain KP is corrected and the step response of the motor speed described above is performed again.

以上の手順を、調整が終了したと判定できるまで繰り返
す。調整終了の判定法は、種々考えられるが、それが確
認できる方法ならどんな方法でもよい。
The above steps are repeated until it is determined that the adjustment has been completed. Various methods can be considered for determining whether adjustment has been completed, and any method that can confirm this may be used.

例えば、 1 オーバーシュートがなく、かつT8et’−裕度<
 T s e t < T s e t ”十裕度。
For example, 1 there is no overshoot and T8et'-tolerance <
T set < T set ”Ten margin.

2 オーバーシュートが所定の裕度(例えば1%)内に
納まる。
2 Overshoot is within a predetermined margin (for example, 1%).

3 所定のステップ状の波形と調整過程の応答波形との
誤差の時間積分が所定の値より小さくなる。(時間積分
する量としては、単なる誤差の他、誤差の絶対値、誤差
の自乗値などが考えられる。) などの方法がある。
3. The time integral of the error between the predetermined step waveform and the response waveform of the adjustment process becomes smaller than a predetermined value. (In addition to a simple error, the absolute value of the error, the square value of the error, etc. can be considered as the quantity to be integrated over time.) There are methods such as the following.

前記の実施例では、速度指令ないしは速度の応答波形の
特徴量として、オーバーシュートと整定時間を用いたが
、比例ゲインKP、積分ゲインに、およびアンチオーバ
ーシュートの誤設定を反映できるのであれば特徴量とし
て何を用いてもよい。
In the above embodiment, overshoot and settling time were used as the characteristic values of the speed command or the speed response waveform, but the characteristics may be changed as long as incorrect settings of the proportional gain KP, integral gain, and anti-overshoot can be reflected. Any amount may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように1本発明では、電動機の速度制御
装置に関連した各部制御パラメータの誤設定による影響
を、電動機の速度にステップ状の応答をさせたときの速
度指令または速度の応答波形のステップ状の波形からの
ずれとして定量化し、その結果に基づいて前記各部制御
パラメータの設定を調整している。これにより、電動機
の速度制御装置に関連した制御パラメータを自動的に調
整する機能をもつ電動機の速度制御装置を提供すること
ができる。
As explained above, in the present invention, the influence of incorrect settings of control parameters of various parts related to the speed control device of the electric motor can be suppressed by adjusting the speed command or the speed response waveform when the speed of the electric motor is caused to respond in a step-like manner. The deviation from the step-like waveform is quantified, and the settings of the control parameters for each section are adjusted based on the results. Thereby, it is possible to provide a speed control device for an electric motor that has a function of automatically adjusting control parameters related to the speed control device for an electric motor.

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

第1図は本発明の第1の実施例に係わる電動機の速度制
御装置のブロック図、第2図は第1図の波形解析部10
の構成図、第3図は従来の電動機の速度制御装置のブロ
ック図である。 1・・・電動機、    2:・・速度検出器、3・・
・フィードバック補償器、 4・・・減算器、    5・・・速度制御器。 6・・・電流検出器、  7・・・減算器、8・・・電
流制御器、  9・・・制御電源、10・・・波形解析
部、  11・・・パラメータ算出部。 代理人 弁理士  則 近 憲 佑 第 図
FIG. 1 is a block diagram of an electric motor speed control device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a waveform analysis section 10 of FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a conventional motor speed control device. 1...Electric motor, 2:...Speed detector, 3...
- Feedback compensator, 4... Subtractor, 5... Speed controller. 6... Current detector, 7... Subtractor, 8... Current controller, 9... Control power supply, 10... Waveform analysis section, 11... Parameter calculation section. Agent Patent Attorney Noriyuki Chika

Claims (1)

【特許請求の範囲】 速度指令値と速度検出値との偏差を求め、適当な制御論
理に基づき制御指令を出す速度制御ループを備えた電動
機の速度制御装置において、速度指令としてステップ入
力を与えて速度制御を行ない、このステップ入力に対応
する速度応答波形を記憶するメモリを用意し、この記憶
しておいた速度波形の形状を規定する量を算定し、速度
波形が速度制御仕様を満すように、電動機の各部係数を
調整し、 以上の過程を、速度波形が適当な裕度内で速度制御仕様
を満したと判定できるまで繰り返して、速度制御の制御
パラメータを適正な値に調整する機能を付加したことを
特徴とする、電動機の速度制御装置。
[Claims] A speed control device for an electric motor equipped with a speed control loop that calculates a deviation between a speed command value and a detected speed value and issues a control command based on appropriate control logic, in which a step input is given as a speed command. Perform speed control, prepare a memory that stores the speed response waveform corresponding to this step input, calculate the amount that defines the shape of this stored speed waveform, and make sure that the speed waveform satisfies the speed control specifications. This function adjusts the speed control parameters to appropriate values by adjusting the coefficients of each part of the motor and repeating the above process until it is determined that the speed waveform satisfies the speed control specifications within an appropriate margin. A speed control device for an electric motor, characterized by adding:
JP2108605A 1990-04-26 1990-04-26 Motor speed controller Pending JPH048186A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015141210A (en) * 2014-01-27 2015-08-03 セイコーエプソン株式会社 Actuator control device, optical module, electronic apparatus, and actuator control method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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