JPH05111274A - 電動機の制御装置 - Google Patents
電動機の制御装置Info
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- JPH05111274A JPH05111274A JP3266583A JP26658391A JPH05111274A JP H05111274 A JPH05111274 A JP H05111274A JP 3266583 A JP3266583 A JP 3266583A JP 26658391 A JP26658391 A JP 26658391A JP H05111274 A JPH05111274 A JP H05111274A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】理想的な規範モデルを設定してしかも軸ねじり
振動を抑制することのできる電動機の制御装置を提供す
る。 【構成】軸のトルクを検出する軸トルク検出手段、速度
調節器の出力を所定倍する第１の比例要素及び軸トルク
に比例する信号を所定倍する第２の比例要素を設け、第
１と第２の比例要素の出力をそれぞれ加算し電流調節器
に入力することによって、軸ねじれ振動の抑制が可能に
なるともにモデル追従制御方式の中で採用される規範モ
デルに制御対象に捕らわれない理想的なモデルを設定す
ることが可能になる。また、軸トルク検出手段は、軸に
取付けたトルク検出器又は状態観測器のいずれかを採用
する。また、１に比べて充分大きな係数をＫ、任意の正
の値の係数をβとして、第１の比例要素を（１＋Ｋ）／
（１＋Ｋβ）、第２の比例要素をＫβ／（１＋Ｋβ）に
設定するのが理想的である。
振動を抑制することのできる電動機の制御装置を提供す
る。 【構成】軸のトルクを検出する軸トルク検出手段、速度
調節器の出力を所定倍する第１の比例要素及び軸トルク
に比例する信号を所定倍する第２の比例要素を設け、第
１と第２の比例要素の出力をそれぞれ加算し電流調節器
に入力することによって、軸ねじれ振動の抑制が可能に
なるともにモデル追従制御方式の中で採用される規範モ
デルに制御対象に捕らわれない理想的なモデルを設定す
ることが可能になる。また、軸トルク検出手段は、軸に
取付けたトルク検出器又は状態観測器のいずれかを採用
する。また、１に比べて充分大きな係数をＫ、任意の正
の値の係数をβとして、第１の比例要素を（１＋Ｋ）／
（１＋Ｋβ）、第２の比例要素をＫβ／（１＋Ｋβ）に
設定するのが理想的である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、軸を介して負荷と結
合された電動機をマイナーループで電機子電流の制御を
行いながらメインループで電動機速度の制御を行う電動
機の制御装置に関する。
合された電動機をマイナーループで電機子電流の制御を
行いながらメインループで電動機速度の制御を行う電動
機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の制御装置として、状態観測器に
より軸トルク等を推定し、この推定値を速度調節ループ
の速度調節器の出力信号に加算することで電動機のねじ
り振動を抑制する制御方法が知られ、また実際に利用さ
れている。
より軸トルク等を推定し、この推定値を速度調節ループ
の速度調節器の出力信号に加算することで電動機のねじ
り振動を抑制する制御方法が知られ、また実際に利用さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
制御方法においては、単に振動を抑制するだけで制御対
象に対する理想モデルを任意に設定できないという問題
がある。この発明の目的は、前置補償器を設けた追従制
御方式を適用して理想的な規範モデルを設定してしかも
軸ねじり振動を抑制することのできる電動機の制御装置
を提供することにある。
制御方法においては、単に振動を抑制するだけで制御対
象に対する理想モデルを任意に設定できないという問題
がある。この発明の目的は、前置補償器を設けた追従制
御方式を適用して理想的な規範モデルを設定してしかも
軸ねじり振動を抑制することのできる電動機の制御装置
を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、電動機速度を制御する速度調節
ループに対し電動機電流を制御する電流調節ループをマ
イナループとして持つ電動機の制御装置において、前記
電動機とこの電動機の負荷とを連結する軸のトルクを検
出する軸トルク検出手段、前記速度調節ループの速度調
節器の出力を所定倍する第１の比例要素及び前記軸トル
ク検出手段が検出した軸トルクに比例する信号を所定倍
する第２の比例要素を設け、前記第１の比例要素の出力
と第２の比例要素の出力をそれぞれ加算して電流調節ル
ープの電流調節器に入力してなるものとし、また、軸ト
ルク検出手段が、軸に取付けたトルク検出器からなるも
のとし、また、軸トルク検出手段が、電動機とその負荷
を模擬し軸トルクを推定する状態観測器であるものと
し、また、１に比べて充分大きな係数をＫ、任意の正の
値の係数をβとして、第１の比例要素を（１＋Ｋ）／
（１＋Ｋβ）、第２の比例要素をＫβ／（１＋Ｋβ）で
表される値に設定してなるものとする。
に、この発明によれば、電動機速度を制御する速度調節
ループに対し電動機電流を制御する電流調節ループをマ
イナループとして持つ電動機の制御装置において、前記
電動機とこの電動機の負荷とを連結する軸のトルクを検
出する軸トルク検出手段、前記速度調節ループの速度調
節器の出力を所定倍する第１の比例要素及び前記軸トル
ク検出手段が検出した軸トルクに比例する信号を所定倍
する第２の比例要素を設け、前記第１の比例要素の出力
と第２の比例要素の出力をそれぞれ加算して電流調節ル
ープの電流調節器に入力してなるものとし、また、軸ト
ルク検出手段が、軸に取付けたトルク検出器からなるも
のとし、また、軸トルク検出手段が、電動機とその負荷
を模擬し軸トルクを推定する状態観測器であるものと
し、また、１に比べて充分大きな係数をＫ、任意の正の
値の係数をβとして、第１の比例要素を（１＋Ｋ）／
（１＋Ｋβ）、第２の比例要素をＫβ／（１＋Ｋβ）で
表される値に設定してなるものとする。
【０００５】
【作用】この発明の構成において、電動機とこの電動機
の負荷とを連結する軸のトルクを検出する軸トルク検出
手段、速度調節ループの速度調節器の出力を所定倍する
第１の比例要素及び軸トルク検出手段が検出した軸トル
クに比例する信号を所定倍する第２の比例要素を設け、
第１の比例要素の出力と第２の比例要素の出力をそれぞ
れ加算し電流調節ループの電流調節器に入力する構成に
よって、制御対象の前段に前置補償器を設けたモデル追
従制御方式に基づく制御が実現することから、軸ねじれ
振動の抑制が可能になるとともにモデル追従制御方式の
中で採用される規範モデルに制御対象に捕らわれない理
想的なモデルを設定することが可能になる。また、軸ト
ルク検出手段を、軸に取付けたトルク検出器で構成する
ことによりより遅れの小さな軸トルクの検出が可能にな
る。また、軸トルク検出手段を、電動機とその負荷を模
擬し軸トルクを推定する状態観測器で構成することによ
って、その実現が容易になる。また、１に比べて充分大
きな係数をＫ、任意の正の値の係数をβとして、第１の
比例要素を（１＋Ｋ）／（１＋Ｋβ）、第２の比例要素
をＫβ／（１＋Ｋβ）で表される値に設定することによ
って、モデル追従制御方式に基づく理論から導出される
理想的な制御特性が得られる。
の負荷とを連結する軸のトルクを検出する軸トルク検出
手段、速度調節ループの速度調節器の出力を所定倍する
第１の比例要素及び軸トルク検出手段が検出した軸トル
クに比例する信号を所定倍する第２の比例要素を設け、
第１の比例要素の出力と第２の比例要素の出力をそれぞ
れ加算し電流調節ループの電流調節器に入力する構成に
よって、制御対象の前段に前置補償器を設けたモデル追
従制御方式に基づく制御が実現することから、軸ねじれ
振動の抑制が可能になるとともにモデル追従制御方式の
中で採用される規範モデルに制御対象に捕らわれない理
想的なモデルを設定することが可能になる。また、軸ト
ルク検出手段を、軸に取付けたトルク検出器で構成する
ことによりより遅れの小さな軸トルクの検出が可能にな
る。また、軸トルク検出手段を、電動機とその負荷を模
擬し軸トルクを推定する状態観測器で構成することによ
って、その実現が容易になる。また、１に比べて充分大
きな係数をＫ、任意の正の値の係数をβとして、第１の
比例要素を（１＋Ｋ）／（１＋Ｋβ）、第２の比例要素
をＫβ／（１＋Ｋβ）で表される値に設定することによ
って、モデル追従制御方式に基づく理論から導出される
理想的な制御特性が得られる。
【０００６】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図１はこの発明の原理を示す制御系のブロック線図であ
る。この図において、制御対象１０１の伝達関数をＰ
(S)とし、この制御対象１０１に対する理想モデルとし
ての規範モデル１０３の伝達関数をＰm (S) とする。モ
デル追従制御方式では制御対象１０１の出力と規範モデ
ル１０３の出力との偏差を加算点１１１でとって、伝達
関数がＨ(S) で表される補償器１０２に入力し、この補
償器１０２の出力を制御対象１０１の前に設けてある前
置補償器１０４の入力に加算点１１０を介してフィード
バックした構成である。前置補償器１０４の伝達関数は
図示のように補償器１０２の伝達関数Ｈ(S) に係数αを
掛けて１を加算した値の逆数とする。仮に係数α＝０と
すれば前置補償器１０４の伝達関数は１になるので、前
置補償器１０４を設けない構成と同じになる。通常のモ
デル追従制御方式はこのような構成であり、図１の構成
は制御性能を改善するために前置補償器１０４を追加し
て設けたものである。
図１はこの発明の原理を示す制御系のブロック線図であ
る。この図において、制御対象１０１の伝達関数をＰ
(S)とし、この制御対象１０１に対する理想モデルとし
ての規範モデル１０３の伝達関数をＰm (S) とする。モ
デル追従制御方式では制御対象１０１の出力と規範モデ
ル１０３の出力との偏差を加算点１１１でとって、伝達
関数がＨ(S) で表される補償器１０２に入力し、この補
償器１０２の出力を制御対象１０１の前に設けてある前
置補償器１０４の入力に加算点１１０を介してフィード
バックした構成である。前置補償器１０４の伝達関数は
図示のように補償器１０２の伝達関数Ｈ(S) に係数αを
掛けて１を加算した値の逆数とする。仮に係数α＝０と
すれば前置補償器１０４の伝達関数は１になるので、前
置補償器１０４を設けない構成と同じになる。通常のモ
デル追従制御方式はこのような構成であり、図１の構成
は制御性能を改善するために前置補償器１０４を追加し
て設けたものである。
【０００７】制御対象１０１の入力は電動機のトルクτ
M であり、その出力は回転数ｎM である。この制御系の
入力は図の最左に示すトルク指令値τM0である。このτ
M0を入力、回転数ｎM を出力とする伝達関数は次式とな
る。 ここで、 Ｐ(S) ；制御対象１０１の伝達関数 Ｈ(S) ；補償器１０２の伝達関数 Ｐm (S) ；規範モデル１０３の伝達関数 α ；前置補償器１０４の中で定義される定数
M であり、その出力は回転数ｎM である。この制御系の
入力は図の最左に示すトルク指令値τM0である。このτ
M0を入力、回転数ｎM を出力とする伝達関数は次式とな
る。 ここで、 Ｐ(S) ；制御対象１０１の伝達関数 Ｈ(S) ；補償器１０２の伝達関数 Ｐm (S) ；規範モデル１０３の伝達関数 α ；前置補償器１０４の中で定義される定数
【０００８】また、補償器１０２の伝達関数Ｈ(S) は、
次式で定義する。 ここで、Ｋ ；補償器のゲイン
次式で定義する。 ここで、Ｋ ；補償器のゲイン
【０００９】これら（１）、（２）式から次の（３）式
が得られる。ただし、Ｐ0 (S) は（４）式で定義され
る。
が得られる。ただし、Ｐ0 (S) は（４）式で定義され
る。
【００１０】更に、Ｋ→∞とすると、次の２式が導出さ
れる。
れる。
【００１１】図２はこれら（５），（６）式を表したブ
ロック線図であり、この図の一点鎖線で囲んだ部分の伝
達関数がＧ(S) である。このＧ(S) が定常的に１であれ
ばτ MOとｎM との関係は規範モデルＰm (S) に固定さ
れ、モデル追従制御が得られる。上記Ｇ(S) はナイキス
トの安定判別法により安定であり、更に、最終値の定理
よりステップ入力に対する（６）式の定常値は、次式と
なる。 lim｛Ｇ(S) ｝＝１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７） S→0 しかも後述のように一般に係数αは小さな値であるた
め、Ｇ(S) は近似的に１となるので前述のモデル追従制
御が成立する条件か満足され、（５）式は近似的に次式
となる。
ロック線図であり、この図の一点鎖線で囲んだ部分の伝
達関数がＧ(S) である。このＧ(S) が定常的に１であれ
ばτ MOとｎM との関係は規範モデルＰm (S) に固定さ
れ、モデル追従制御が得られる。上記Ｇ(S) はナイキス
トの安定判別法により安定であり、更に、最終値の定理
よりステップ入力に対する（６）式の定常値は、次式と
なる。 lim｛Ｇ(S) ｝＝１ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７） S→0 しかも後述のように一般に係数αは小さな値であるた
め、Ｇ(S) は近似的に１となるので前述のモデル追従制
御が成立する条件か満足され、（５）式は近似的に次式
となる。
【００１２】これは、モデル追従制御により制御対象が
規範モデルＰm(S) に置き代わったことを表している。
この結果、前述の図１で示した構成はモデル追従制御系
を形成していることになる。次に、図１の構成を基に、
軸ねじり振動抑制制御系を構成する。前述の（２）式の
関係式を用いて（１）式からＰm (S) を消去すると次式
が得られる。
規範モデルＰm(S) に置き代わったことを表している。
この結果、前述の図１で示した構成はモデル追従制御系
を形成していることになる。次に、図１の構成を基に、
軸ねじり振動抑制制御系を構成する。前述の（２）式の
関係式を用いて（１）式からＰm (S) を消去すると次式
が得られる。
【００１３】図３はこの（９）式を表したブロック線図
であり、図１のブロック線図を（２）式を考慮して別の
形で表したものであり、図１と同じ構成要素に対しては
同じ符号を付けてある。この図で１０１，１０７及び１
０８はそれぞれブロックの中に比例ゲインの値を表示し
た比例要素、１１３，１１４は加算点である。この図か
ら容易に次式が得られる。 τM ＝（１＋Ｋ）τMO−Ｈ(S) （ｎM ＋ατM ） ・・・・・・・（１０）
であり、図１のブロック線図を（２）式を考慮して別の
形で表したものであり、図１と同じ構成要素に対しては
同じ符号を付けてある。この図で１０１，１０７及び１
０８はそれぞれブロックの中に比例ゲインの値を表示し
た比例要素、１１３，１１４は加算点である。この図か
ら容易に次式が得られる。 τM ＝（１＋Ｋ）τMO−Ｈ(S) （ｎM ＋ατM ） ・・・・・・・（１０）
【００１４】ここで、規範モデルＰm (S) を次の（１
１）式としこれを（２）式に代入すると次の（１２）式
が得られる。なお、時定数Ｔは後述するように実際の軸
トルクτC に対する軸トルクの推定値τCSの遅れ時定数
に一致する値に設定する。 ここで、ＴMS ；規範モデルの時定数
１）式としこれを（２）式に代入すると次の（１２）式
が得られる。なお、時定数Ｔは後述するように実際の軸
トルクτC に対する軸トルクの推定値τCSの遅れ時定数
に一致する値に設定する。 ここで、ＴMS ；規範モデルの時定数
【００１５】また、後述する図４によりｎM は次式で表
される。なお、τC は軸トルクである。
される。なお、τC は軸トルクである。
【００１６】更に、係数αを次式の値とし、また係数β
を次式で定義する。 （１３）、（１４）式を（１０）式に代入して整理する
ことにより次式が得られる。
を次式で定義する。 （１３）、（１４）式を（１０）式に代入して整理する
ことにより次式が得られる。
【００１７】この式におけるτC は状態観測器で推定す
るものとし、その推定遅れの時定数を前述のようにＴと
すると、τC の推定値τCSは次の（１６）式となるので
この式を（１５）式に代入して次の（１７）式が得られ
る。
るものとし、その推定遅れの時定数を前述のようにＴと
すると、τC の推定値τCSは次の（１６）式となるので
この式を（１５）式に代入して次の（１７）式が得られ
る。
【００１８】図４はこの（１７）式を具体的に実現した
軸ねじり振動抑制制御系を示すブロック線図である。こ
の図において、制御対象１０１は、電動機を模擬する積
分要素２０３、弾性軸を模擬する積分要素２０４及び負
荷を模擬する積分要素２０５とからなり、電動機トルク
τM から軸トルクτCを差し引いた差トルクが積分要素
２０３に入力されて電動機の回転数ｎM となり、これと
負荷の回転数との差が積分要素２０４に入力されて軸ト
ルクτC が出力される。軸トルクτC から負荷トルクτ
L を差し引いた差トルクが負荷を回転させるトルクにな
る、ということを表している。状態観測器２０６は電動
機トルクτM を入力として回転数ｎM の推定値ｎMSを出
力するもので、この状態観測器２０６の中で実際の回転
数ｎM とこの推定値ｎMSとの偏差値がとられ最適に調整
される比例ゲインを介してフィードバックされる。
軸ねじり振動抑制制御系を示すブロック線図である。こ
の図において、制御対象１０１は、電動機を模擬する積
分要素２０３、弾性軸を模擬する積分要素２０４及び負
荷を模擬する積分要素２０５とからなり、電動機トルク
τM から軸トルクτCを差し引いた差トルクが積分要素
２０３に入力されて電動機の回転数ｎM となり、これと
負荷の回転数との差が積分要素２０４に入力されて軸ト
ルクτC が出力される。軸トルクτC から負荷トルクτ
L を差し引いた差トルクが負荷を回転させるトルクにな
る、ということを表している。状態観測器２０６は電動
機トルクτM を入力として回転数ｎM の推定値ｎMSを出
力するもので、この状態観測器２０６の中で実際の回転
数ｎM とこの推定値ｎMSとの偏差値がとられ最適に調整
される比例ゲインを介してフィードバックされる。
【００１９】状態観測器２０６によって軸トルクτC の
推定値τCSを取り出し、これを第２の比例要素２０２を
介して加算点２１０で第１の比例要素２０１の出力に加
算する。第１の比例要素２０１と第２の比例要素２０２
とは前述の（１７）式を満足するように設けたものであ
り、トルク指令値τM0に第１の比例要素２０１の比例ゲ
イン（１＋Ｋ）／（１＋Ｋβ）が掛け算され、軸トルク
推定値τCSに第２の比例要素２０２の比例ゲインＫβ／
（１＋Ｋβ）が掛け算され、これらが加算された値が電
動機トルクτM になる。
推定値τCSを取り出し、これを第２の比例要素２０２を
介して加算点２１０で第１の比例要素２０１の出力に加
算する。第１の比例要素２０１と第２の比例要素２０２
とは前述の（１７）式を満足するように設けたものであ
り、トルク指令値τM0に第１の比例要素２０１の比例ゲ
イン（１＋Ｋ）／（１＋Ｋβ）が掛け算され、軸トルク
推定値τCSに第２の比例要素２０２の比例ゲインＫβ／
（１＋Ｋβ）が掛け算され、これらが加算された値が電
動機トルクτM になる。
【００２０】前述の（１１）式を（１４）式に代入する
と次式が得られるが、係数αは通常は充分小さな値にな
るように状態観測器２０６が設定される。
と次式が得られるが、係数αは通常は充分小さな値にな
るように状態観測器２０６が設定される。
【００２１】図４は結果的に図１から導出されたもので
あるから、Ｋ≫１の条件の基で前述のようにモデル追従
制御系を構成しているから、２質量系における軸ねじり
振動を充分に抑制した制御を行うことができ、安定した
制御系となる。図５はこの発明を実際の電動機の制御装
置に適用した場合の一部模式図を含むブロック図であ
り、図４と同じ構成要素に対しては共通の符号を付けて
ある。この図において、１はサイリスタレオナード速度
制御装置、２は補償器、３はサイリスタ変換器、４は電
流検出器、５は負荷、７は直流電動機、６は負荷５と電
動機７とを連結する軸、８は直流電動機７の回転速度を
検出する速度検出器である。
あるから、Ｋ≫１の条件の基で前述のようにモデル追従
制御系を構成しているから、２質量系における軸ねじり
振動を充分に抑制した制御を行うことができ、安定した
制御系となる。図５はこの発明を実際の電動機の制御装
置に適用した場合の一部模式図を含むブロック図であ
り、図４と同じ構成要素に対しては共通の符号を付けて
ある。この図において、１はサイリスタレオナード速度
制御装置、２は補償器、３はサイリスタ変換器、４は電
流検出器、５は負荷、７は直流電動機、６は負荷５と電
動機７とを連結する軸、８は直流電動機７の回転速度を
検出する速度検出器である。
【００２２】直流電動機７の電機子回路に給電するサイ
リスタ変換器３を制御するサイリスタレオナード速度制
御装置１において、１１は速度調節器（ＡＳＲ）、１２
は電流調節器（ＡＣＲ）、１３はパルス発生器である。
電動機７の速度は速度検出器８で検出され、速度指令値
ｎs に等しくなるように速度調節器１１によって調節さ
れる。
リスタ変換器３を制御するサイリスタレオナード速度制
御装置１において、１１は速度調節器（ＡＳＲ）、１２
は電流調節器（ＡＣＲ）、１３はパルス発生器である。
電動機７の速度は速度検出器８で検出され、速度指令値
ｎs に等しくなるように速度調節器１１によって調節さ
れる。
【００２３】一方、電動機７と軸６及び負荷５より形成
される軸ねじり振動系を推定する状態観測器２０６にお
いて、２０は図４の電動機を模擬した積分要素２０３に
対応する電動機モデル、２１，２５は界磁磁束Φに対応
したゲインΦもしくは１／Φを与える界磁模擬要素とし
ての比例要素、２２はサンプリング周期ｔを関数に持つ
電動機起動時定数要素としての比例要素、２３は加算
点、２４は遅延演算子、２６は比例要素であり、ここで
はディジタル的に構成されている。２０１，２０２は図
４と同じ第１と第２の比例要素である。 また、τ
CS(i) は軸トルクτC の推定値、τM (i) は電動機トル
ク、ｉCS(i) は軸トルク推定値τCS(i) の電流換算値、
ｉa (i) は電動機電流で電動機トルクτM (i) に比例す
る、ｎM (i) は電動機速度、Ｗ(i) は電動機モデルの出
力である。なお、かっこ内のｉはｉ番目のサンプリング
を表している。
される軸ねじり振動系を推定する状態観測器２０６にお
いて、２０は図４の電動機を模擬した積分要素２０３に
対応する電動機モデル、２１，２５は界磁磁束Φに対応
したゲインΦもしくは１／Φを与える界磁模擬要素とし
ての比例要素、２２はサンプリング周期ｔを関数に持つ
電動機起動時定数要素としての比例要素、２３は加算
点、２４は遅延演算子、２６は比例要素であり、ここで
はディジタル的に構成されている。２０１，２０２は図
４と同じ第１と第２の比例要素である。 また、τ
CS(i) は軸トルクτC の推定値、τM (i) は電動機トル
ク、ｉCS(i) は軸トルク推定値τCS(i) の電流換算値、
ｉa (i) は電動機電流で電動機トルクτM (i) に比例す
る、ｎM (i) は電動機速度、Ｗ(i) は電動機モデルの出
力である。なお、かっこ内のｉはｉ番目のサンプリング
を表している。
【００２４】制御対象である直流電動機７の電動機速度
ｎM (i) と電動機モデル２０の出力Ｗ(i) との差に比例
要素２６の比例ゲインＬをかけて得られる状態推定値τ
CS(i) に界磁模擬要素２５の比例ゲインを掛け得られる
電流換算値ｉCS(i) に第２の比例要素２０２の比例ゲイ
ンをかけたものと速度調節器１１の出力と第１の比例要
素２０１の比例ゲインをかけたものとを加算し電流指令
ｉa0として電流調節器１２へ入力すると図４と等価にな
る。
ｎM (i) と電動機モデル２０の出力Ｗ(i) との差に比例
要素２６の比例ゲインＬをかけて得られる状態推定値τ
CS(i) に界磁模擬要素２５の比例ゲインを掛け得られる
電流換算値ｉCS(i) に第２の比例要素２０２の比例ゲイ
ンをかけたものと速度調節器１１の出力と第１の比例要
素２０１の比例ゲインをかけたものとを加算し電流指令
ｉa0として電流調節器１２へ入力すると図４と等価にな
る。
【００２５】図４、図５では軸トルクを求めるのに状態
観測器２０６を用いているが、直接計測した軸トルクを
用いることでもよい。軸トルクを求めるには、抵抗線ひ
ずみ計素子や半導体ひずみ計素子などのひずみ計素子を
使用したトルク検出器が使用される。このような直接軸
トルクを計測すると計測値の実際値に対する遅れ時間、
すなわち前述のＴ及びαが小さな値になるという利点が
ある。状態観測器２０６は前述のように電流や速度のア
ナログ値を所定の間隔ｔでサンプリングしディジタルデ
ータに変換してコンピュータ処理することによって実現
されるが、図５の制御装置１の多くの部分もジィジタル
的に構成される場合が多いので、このような場合には状
態観測器２０６も一緒に組み込むことができてその実現
が容易となる。
観測器２０６を用いているが、直接計測した軸トルクを
用いることでもよい。軸トルクを求めるには、抵抗線ひ
ずみ計素子や半導体ひずみ計素子などのひずみ計素子を
使用したトルク検出器が使用される。このような直接軸
トルクを計測すると計測値の実際値に対する遅れ時間、
すなわち前述のＴ及びαが小さな値になるという利点が
ある。状態観測器２０６は前述のように電流や速度のア
ナログ値を所定の間隔ｔでサンプリングしディジタルデ
ータに変換してコンピュータ処理することによって実現
されるが、図５の制御装置１の多くの部分もジィジタル
的に構成される場合が多いので、このような場合には状
態観測器２０６も一緒に組み込むことができてその実現
が容易となる。
【００２６】
【発明の効果】この発明は前述のように、電動機と負荷
とを連結する軸のトルクを検出する軸トルク検出手段、
速度調節器の出力を所定倍する第１の比例要素及び軸ト
ルク検出手段が検出した軸トルクに比例する信号を所定
倍する第２の比例要素を設け、第１の比例要素の出力と
第２の比例要素の出力をそれぞれ加算し電流調節器に入
力する構成によって、制御対象の前段に前置補償器を設
けたモデル追従制御方式が実現することから、軸ねじれ
振動の抑制が可能になるともに、規範モデルを制御対象
に捕らわれない理想的なモデルに設定することが可能に
なるという効果が得られる。また、軸トルク検出手段
を、軸に取付けたトルク検出器で構成することにより、
より遅れの小さな軸トルクの検出が可能になる。また、
軸トルク検出手段を、電動機とその負荷を模擬し軸トル
クを推定する状態観測器で構成することによって、容易
に実現することができる。また、１に比べて充分大きな
係数をＫ、任意の正の値の係数をβとして、第１の比例
要素を（１＋Ｋ）／（１＋Ｋβ）、第２の比例要素をＫ
β／（１＋Ｋβ）で表される値に設定することによっ
て、モデル追従制御方式に基づく理論から導出される理
想的な制御特性になるという効果が得られる。
とを連結する軸のトルクを検出する軸トルク検出手段、
速度調節器の出力を所定倍する第１の比例要素及び軸ト
ルク検出手段が検出した軸トルクに比例する信号を所定
倍する第２の比例要素を設け、第１の比例要素の出力と
第２の比例要素の出力をそれぞれ加算し電流調節器に入
力する構成によって、制御対象の前段に前置補償器を設
けたモデル追従制御方式が実現することから、軸ねじれ
振動の抑制が可能になるともに、規範モデルを制御対象
に捕らわれない理想的なモデルに設定することが可能に
なるという効果が得られる。また、軸トルク検出手段
を、軸に取付けたトルク検出器で構成することにより、
より遅れの小さな軸トルクの検出が可能になる。また、
軸トルク検出手段を、電動機とその負荷を模擬し軸トル
クを推定する状態観測器で構成することによって、容易
に実現することができる。また、１に比べて充分大きな
係数をＫ、任意の正の値の係数をβとして、第１の比例
要素を（１＋Ｋ）／（１＋Ｋβ）、第２の比例要素をＫ
β／（１＋Ｋβ）で表される値に設定することによっ
て、モデル追従制御方式に基づく理論から導出される理
想的な制御特性になるという効果が得られる。
【図１】この発明の原理を示す制御系のブロック線図
【図２】図１の特定の条件が成立したときのブロック線
図
図
【図３】図１の別表現としてのブロック線図
【図４】この発明を適用した軸ねじり振動抑制制御系を
示すブロック線図
示すブロック線図
【図５】この発明を実際の直流電動機の制御装置に適用
した場合の一部模式図を含むブロック線図
した場合の一部模式図を含むブロック線図
１０１ 制御対象 １０２ 補償器 １０３ 規範モデル １０４ 前置補償器 ２０６ 状態観測器（軸トルク検出手段） ２０１ 第１の比例要素 ２０２ 第２の比例要素 １ サイリスタレオナード速度制御装置（制御装置） １１ 速度調節器 １２ 電流調節器 ３ 整流器 ５ 負荷 ６ 軸 ７ 直流電動機（電動機） ８ 速度検出器 ２０ 電動機モデル
Claims (4)
- 【請求項１】電動機速度を制御する速度調節ループに対
し電動機電流を制御する電流調節ループをマイナループ
として持つ電動機の制御装置において、前記電動機とこ
の電動機の負荷とを連結する軸のトルクを検出する軸ト
ルク検出手段、前記速度調節ループの速度調節器の出力
を所定倍する第１の比例要素及び前記軸トルク検出手段
が検出した軸トルクに比例する信号を所定倍する第２の
比例要素を設け、前記第１の比例要素の出力と第２の比
例要素の出力をそれぞれ加算して電流調節ループの電流
調節器に入力してなることを特徴とする電動機の制御装
置。 - 【請求項２】軸トルク検出手段が、軸に取付けたトルク
検出器からなることを特徴とする請求項１記載の電動機
の制御装置。 - 【請求項３】軸トルク検出手段が、電動機とその負荷を
模擬し軸トルクを推定する状態観測器であることを特徴
とする請求項１記載の電動機の制御装置。 - 【請求項４】１に比べて充分大きな係数をＫ、任意の正
の値の係数をβとして、第１の比例要素を（１＋Ｋ）／
（１＋Ｋβ）、第２の比例要素をＫβ／（１＋Ｋβ）で
表される値に設定してなることを特徴とする請求項１，
２又は３記載の電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266583A JP3006223B2 (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266583A JP3006223B2 (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111274A true JPH05111274A (ja) | 1993-04-30 |
| JP3006223B2 JP3006223B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=17432824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266583A Expired - Lifetime JP3006223B2 (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | 電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006223B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0759373A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電動機駆動システムの軸トルク制御方法 |
| JPH07123761A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-12 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電動機駆動システムの軸トルク制御方法および軸トルク推定方法 |
| KR100498287B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-07-01 | 엘지전자 주식회사 | 진화 알고리즘을 이용한 직류/직류 컨버터 최적화 장치 및방법 |
| JP2011152005A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Meidensha Corp | 電動機の速度制御装置 |
| WO2011093281A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| KR20150105305A (ko) * | 2013-01-10 | 2015-09-16 | 르노 에스.아.에스. | 자동차의 전기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 시스템 및 방법 |
-
1991
- 1991-10-16 JP JP3266583A patent/JP3006223B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0759373A (ja) * | 1993-08-12 | 1995-03-03 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電動機駆動システムの軸トルク制御方法 |
| JPH07123761A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-12 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電動機駆動システムの軸トルク制御方法および軸トルク推定方法 |
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| WO2011093281A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| CN102725956A (zh) * | 2010-01-27 | 2012-10-10 | 三菱电机株式会社 | 马达控制装置 |
| JP5340423B2 (ja) * | 2010-01-27 | 2013-11-13 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| KR101389616B1 (ko) * | 2010-01-27 | 2014-04-29 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 모터 제어 장치 |
| US8786219B2 (en) | 2010-01-27 | 2014-07-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control device |
| TWI453556B (zh) * | 2010-01-27 | 2014-09-21 | Mitsubishi Electric Corp | 馬達控制裝置 |
| KR20150105305A (ko) * | 2013-01-10 | 2015-09-16 | 르노 에스.아.에스. | 자동차의 전기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 시스템 및 방법 |
| JP2016512676A (ja) * | 2013-01-10 | 2016-04-28 | ルノー エス．ア．エス． | 自動車の電気モーターの回転速度を制御するためのシステム及び対応する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3006223B2 (ja) | 2000-02-07 |
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