JPH05211793A - 広帯域サーボ装置 - Google Patents
広帯域サーボ装置Info
- Publication number
- JPH05211793A JPH05211793A JP4014846A JP1484692A JPH05211793A JP H05211793 A JPH05211793 A JP H05211793A JP 4014846 A JP4014846 A JP 4014846A JP 1484692 A JP1484692 A JP 1484692A JP H05211793 A JPH05211793 A JP H05211793A
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- Japan
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- speed
- motor
- detector
- estimator
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、モータの中・低速度で速度検出器を
用い、高速で速度推定器を用いて速度制御を行なうこと
を特徴とする。 【構成】モータ駆動に伴う電気信号をもとにモータの回
転速度を推定する速度推定器８と、モータ４に機械的に
接続された分解能の高い速度検出器５と、速度推定器８
の出力信号又は速度検出器５の出力信号のいずれか一方
を選択する速度信号出力回路７とを具備し、低速域で前
記速度検出器５の出力信号を選択し、高速域で速度推定
器８の出力信号を選択して、モータ４の速度制御を行な
うことを特徴とする。
用い、高速で速度推定器を用いて速度制御を行なうこと
を特徴とする。 【構成】モータ駆動に伴う電気信号をもとにモータの回
転速度を推定する速度推定器８と、モータ４に機械的に
接続された分解能の高い速度検出器５と、速度推定器８
の出力信号又は速度検出器５の出力信号のいずれか一方
を選択する速度信号出力回路７とを具備し、低速域で前
記速度検出器５の出力信号を選択し、高速域で速度推定
器８の出力信号を選択して、モータ４の速度制御を行な
うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械等の高速送
りサーボや主軸モータの速度制御等に用いて好適な広帯
域サーボ装置に関する。
りサーボや主軸モータの速度制御等に用いて好適な広帯
域サーボ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種広帯域サーボ装置の構成を
図２に示す。
図２に示す。
【０００３】図に於いて、０１は外部から与えられる指
令速度と速度検出回路０７より算出されるモータ速度の
差信号に応じて指令速度の維持に必要な電流指令を算出
する速度制御回路である。
令速度と速度検出回路０７より算出されるモータ速度の
差信号に応じて指令速度の維持に必要な電流指令を算出
する速度制御回路である。
【０００４】０２は速度制御回路０１の出力に従うモー
タ駆動電力を得る電力変換回路であり、０３はモータ駆
動のための一次電力となる商用電源である。０４は制御
対象となるモータである。
タ駆動電力を得る電力変換回路であり、０３はモータ駆
動のための一次電力となる商用電源である。０４は制御
対象となるモータである。
【０００５】０５ａ，０５ｂはモータ０４の回転速度を
検出するそれぞれ分解能を異にする２つの速度検出器で
ある。０６は切換スイッチ９ａ，９ｂを経た速度検出器
０５ａ，０５ｂの出力信号を入力する速度検出器レシー
バ回路である。
検出するそれぞれ分解能を異にする２つの速度検出器で
ある。０６は切換スイッチ９ａ，９ｂを経た速度検出器
０５ａ，０５ｂの出力信号を入力する速度検出器レシー
バ回路である。
【０００６】０７は速度検出器レシーバ回路０６の出力
をもとにモータ０４の速度信号を得る速度検出回路であ
る。０８は外部から与えられる指令速度と速度検出回路
０７で得た速度信号とを入力して切換スイッチ９ａ，９
ｂを制御する速度検出回路切換回路である。
をもとにモータ０４の速度信号を得る速度検出回路であ
る。０８は外部から与えられる指令速度と速度検出回路
０７で得た速度信号とを入力して切換スイッチ９ａ，９
ｂを制御する速度検出回路切換回路である。
【０００７】９ａ，９ｂは速度検出器０５ａ，０５ｂに
対応して設けられ、速度検出器０５ａ，０５ｂの検出信
号を切換制御してレシーバ回路０６に入力する切換スイ
ッチである。ここで上記図２に示す従来の広帯域サーボ
装置の動作について説明する。
対応して設けられ、速度検出器０５ａ，０５ｂの検出信
号を切換制御してレシーバ回路０６に入力する切換スイ
ッチである。ここで上記図２に示す従来の広帯域サーボ
装置の動作について説明する。
【０００８】外部から与えられる指令速度と、速度検出
回路０７より算出されるモータ速度の差の信号が速度制
御回路０１に入力され、同速度制御回路０１により、指
令速度とモータ速度との差に応じて指令速度を維持する
のに必要な電流指令が算出される。この速度制御回路０
１より得られた、指令速度を維持するのに必要な電流指
令は電力変換回路０２に入力される。電力変換回路０２
は、速度制御回路０１より得られる電流指令に応じた電
流を商用電源０３から変換しモータ０４へ供給する。こ
こでモータ０４の回転速度は、反負荷側に取付けられた
分解能の異なる２つの速度検出器０５ａ，０５ｂにより
検出される。
回路０７より算出されるモータ速度の差の信号が速度制
御回路０１に入力され、同速度制御回路０１により、指
令速度とモータ速度との差に応じて指令速度を維持する
のに必要な電流指令が算出される。この速度制御回路０
１より得られた、指令速度を維持するのに必要な電流指
令は電力変換回路０２に入力される。電力変換回路０２
は、速度制御回路０１より得られる電流指令に応じた電
流を商用電源０３から変換しモータ０４へ供給する。こ
こでモータ０４の回転速度は、反負荷側に取付けられた
分解能の異なる２つの速度検出器０５ａ，０５ｂにより
検出される。
【０００９】一般に、速度検出器レシーバ回路０６は、
高速から低速まで精度良く求めることが困難であり、高
速の精度を上げると低速時の速度情報成分が小さくな
り、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪化する。
高速から低速まで精度良く求めることが困難であり、高
速の精度を上げると低速時の速度情報成分が小さくな
り、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪化する。
【００１０】また、低速でのＳ／Ｎ比に着目すると、高
速域で応答できなくなる問題がある。このため、速度検
出回路切換回路０８により、モータ０４が低速のときは
分解能の高い速度検出器０５ａの信号を用い（スイッチ
０９ａをclose （閉）、スイッチ９ｂをopen（開）にす
る）、又、高速域では分解能の低い速度検出器０５ｂの
信号を用いる（スイッチ０９ａをopen、０９ｂをclose
にする）ことにより、速度検出器レシーバ回路０６は低
速から高速までＳ／Ｎ比を落とすことなく速度検出回路
７へ速度情報を伝えることができる（参考；特開平２−
１１４８７９号公報［主軸持ちの制御装置］等）。
速域で応答できなくなる問題がある。このため、速度検
出回路切換回路０８により、モータ０４が低速のときは
分解能の高い速度検出器０５ａの信号を用い（スイッチ
０９ａをclose （閉）、スイッチ９ｂをopen（開）にす
る）、又、高速域では分解能の低い速度検出器０５ｂの
信号を用いる（スイッチ０９ａをopen、０９ｂをclose
にする）ことにより、速度検出器レシーバ回路０６は低
速から高速までＳ／Ｎ比を落とすことなく速度検出回路
７へ速度情報を伝えることができる（参考；特開平２−
１１４８７９号公報［主軸持ちの制御装置］等）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の広帯域
サーボ装置に於いては、上述した図２に示す構成から明
らかなように２台の速度検出器５ａ，５ｂが必要とな
る。又、これらの速度検出器は既存の速度検出器を２台
つなぐようなことができず、異なる分解能をもつ２種の
特殊な速度検出器を必要とする場合が多く、従ってコス
ト的に高くなるという不具合があった。
サーボ装置に於いては、上述した図２に示す構成から明
らかなように２台の速度検出器５ａ，５ｂが必要とな
る。又、これらの速度検出器は既存の速度検出器を２台
つなぐようなことができず、異なる分解能をもつ２種の
特殊な速度検出器を必要とする場合が多く、従ってコス
ト的に高くなるという不具合があった。
【００１２】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
コストの上昇を招くことなく、低速から高速までの広帯
域に亘り精度の高い速度制御が行なえる広帯域サーボ装
置を提供することを目的とする。
コストの上昇を招くことなく、低速から高速までの広帯
域に亘り精度の高い速度制御が行なえる広帯域サーボ装
置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る広帯域サ
ーボ装置は、モータの電圧・電流等の電気信号を用いて
モータ回転速度を推定する速度推定器と、モータに機械
的に接続された速度検出器と、前記速度推定器の出力信
号と前記速度検出器の出力信号のいずれか一方を選択す
る手段とを具備して、低速域では前記速度検出器の出力
を、又、高速域では前記速度推定器の出力を選択する機
能をもつ構成としたものである。
ーボ装置は、モータの電圧・電流等の電気信号を用いて
モータ回転速度を推定する速度推定器と、モータに機械
的に接続された速度検出器と、前記速度推定器の出力信
号と前記速度検出器の出力信号のいずれか一方を選択す
る手段とを具備して、低速域では前記速度検出器の出力
を、又、高速域では前記速度推定器の出力を選択する機
能をもつ構成としたものである。
【００１４】
【作用】この発明に於ける広帯域サーボ装置は、モータ
を運転する場合に、中、低速度で速度検出器を、高速で
速度推定器を用いて、速度制御を行なうため、検出器コ
ストを上げることなく、低速から高速まで広帯域なサー
ボ性能をもつ広帯域のサーボ装置を提供できる。
を運転する場合に、中、低速度で速度検出器を、高速で
速度推定器を用いて、速度制御を行なうため、検出器コ
ストを上げることなく、低速から高速まで広帯域なサー
ボ性能をもつ広帯域のサーボ装置を提供できる。
【００１５】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。図１はこの発明の実施例による広帯域サーボ装置
の構成を示すブロック図である。
する。図１はこの発明の実施例による広帯域サーボ装置
の構成を示すブロック図である。
【００１６】図に於いて、１は外部から与えられる指令
速度と速度信号出力回路７より出力される速度の差に応
じて指令速度の維持に必要な電流指令を算出する速度制
御回路である。
速度と速度信号出力回路７より出力される速度の差に応
じて指令速度の維持に必要な電流指令を算出する速度制
御回路である。
【００１７】２は速度制御回路１の出力に従うモータ駆
動電力を得る電力変換回路であり、３はモータ駆動のた
めの電力源となる商用電源である。４は制御対象となる
モータである。５はモータ４の反負荷側に機械的に接続
された分解能の高い低速域用の速度検出器であり、通常
のサーボモータにはよく用いられるものである。６は速
度検出器５の検出信号を入力する速度検出器レシーバ回
路である。７は低速域で速度検出器５からの信号を、
又、高速域で速度推定器８からの信号を選択して出力す
る速度信号出力回路である。
動電力を得る電力変換回路であり、３はモータ駆動のた
めの電力源となる商用電源である。４は制御対象となる
モータである。５はモータ４の反負荷側に機械的に接続
された分解能の高い低速域用の速度検出器であり、通常
のサーボモータにはよく用いられるものである。６は速
度検出器５の検出信号を入力する速度検出器レシーバ回
路である。７は低速域で速度検出器５からの信号を、
又、高速域で速度推定器８からの信号を選択して出力す
る速度信号出力回路である。
【００１８】８は速度推定器であり、その推定にはモー
タ４に与えられている電圧と電流を用いるが、電圧は電
圧検出器９をつけても良いし、又は電力変換回路２で用
いている電圧指令値を用いても良い。又、電流は電流セ
ンサ１０を用いて検出するが、これは通常のサーボ装置
にも設けられるもので、特にコスト上昇を招くものでは
ない。次に上記実施例に於ける広帯域サーボ装置の動作
について説明する。
タ４に与えられている電圧と電流を用いるが、電圧は電
圧検出器９をつけても良いし、又は電力変換回路２で用
いている電圧指令値を用いても良い。又、電流は電流セ
ンサ１０を用いて検出するが、これは通常のサーボ装置
にも設けられるもので、特にコスト上昇を招くものでは
ない。次に上記実施例に於ける広帯域サーボ装置の動作
について説明する。
【００１９】外部から与えられる指令速度信号と、速度
信号出力回路７より出力される速度信号との差の信号が
速度制御回路１に入力され、指令速度を維持するのに必
要な電流指令が算出される。この電流指令に従い、電力
変換回路２が、速度制御回路１より得られる電流指令に
応じた電流を商用電源３から変換しモータ４へ供給す
る。モータ４の回転速度は、反負荷側に取付けられた分
解能の高い低速域用の速度検出器５により検出され、速
度検出器レシーバ回路６を介して上記速度信号出力回路
７に入力される。ここで、速度推定器８は、モータ４に
与えられている電圧と電流を用いてモータ回転速度を推
定し、その推定速度信号を速度信号出力回路７に出力す
る。
信号出力回路７より出力される速度信号との差の信号が
速度制御回路１に入力され、指令速度を維持するのに必
要な電流指令が算出される。この電流指令に従い、電力
変換回路２が、速度制御回路１より得られる電流指令に
応じた電流を商用電源３から変換しモータ４へ供給す
る。モータ４の回転速度は、反負荷側に取付けられた分
解能の高い低速域用の速度検出器５により検出され、速
度検出器レシーバ回路６を介して上記速度信号出力回路
７に入力される。ここで、速度推定器８は、モータ４に
与えられている電圧と電流を用いてモータ回転速度を推
定し、その推定速度信号を速度信号出力回路７に出力す
る。
【００２０】速度信号出力回路７は、低速域に於いて分
解能の高い速度検出器５の出力信号を選択し、高速域に
於いて速度推定器８からの信号を選択して上記速度制御
回路１に出力する。このように本発明の実施例による広
帯域サーボ装置は、中・低速度で速度検出器５を用い、
高速で速度推定器８を用いてモータ４の速度制御を行な
う。
解能の高い速度検出器５の出力信号を選択し、高速域に
於いて速度推定器８からの信号を選択して上記速度制御
回路１に出力する。このように本発明の実施例による広
帯域サーボ装置は、中・低速度で速度検出器５を用い、
高速で速度推定器８を用いてモータ４の速度制御を行な
う。
【００２１】通常、工作機に於ける主軸モータは、中・
低速域に於いて粗削りやタップ加工等の重切削が行なわ
れ、高速域に於いて切削負荷の少ない仕上げ加工等が行
なわれる。また高速送り位置決めサーボ用としては、中
・低速域ではクーロン摩擦等の外乱トルクに対して安定
な精密位置決めが、又、高速域では、次の位置への短時
間でなめらかな移動が要求される。このため、特に中・
低速域にて負荷変動に対する高応答性や高度な速度制御
が求められ、高速域では、高速運転性能が求められてい
る。
低速域に於いて粗削りやタップ加工等の重切削が行なわ
れ、高速域に於いて切削負荷の少ない仕上げ加工等が行
なわれる。また高速送り位置決めサーボ用としては、中
・低速域ではクーロン摩擦等の外乱トルクに対して安定
な精密位置決めが、又、高速域では、次の位置への短時
間でなめらかな移動が要求される。このため、特に中・
低速域にて負荷変動に対する高応答性や高度な速度制御
が求められ、高速域では、高速運転性能が求められてい
る。
【００２２】現在、サーボに用いられているモータに
は、直流機、ＤＣブラシレス誘導機等があるが、センサ
レス速度検出法としては、全て誘起電圧の影響を利用す
るものと等価である。したがって、回転数の小さい低速
域では、誘起電圧が小さく速度推定が困難であるが、誘
起電圧の大きな高速域では精度良く推定できる。
は、直流機、ＤＣブラシレス誘導機等があるが、センサ
レス速度検出法としては、全て誘起電圧の影響を利用す
るものと等価である。したがって、回転数の小さい低速
域では、誘起電圧が小さく速度推定が困難であるが、誘
起電圧の大きな高速域では精度良く推定できる。
【００２３】そこで本発明の実施例に於いては上記した
如く、中・低速度運転の場合は分解能の高い速度検出器
５を用い、速度検出器５の能力限界が来る前に、速度推
定器８の値を用いるように切り換えることにより、特別
なセンサを用いることなく、コストの上昇を抑えて広帯
域のサーボ装置が実現可能となる。
如く、中・低速度運転の場合は分解能の高い速度検出器
５を用い、速度検出器５の能力限界が来る前に、速度推
定器８の値を用いるように切り換えることにより、特別
なセンサを用いることなく、コストの上昇を抑えて広帯
域のサーボ装置が実現可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の広帯域サー
ボ装置によれば、中・低速時に用いる高分解能の速度検
出器、及び高速時に用いる速度推定器の各出力を選択し
て速度情報として用いるため、既存構成による１台の速
度検出器を用いてコスト上昇を招くことなく、精度の高
い速度検出能力と広範囲な速度制御範囲を得ることが可
能となる。
ボ装置によれば、中・低速時に用いる高分解能の速度検
出器、及び高速時に用いる速度推定器の各出力を選択し
て速度情報として用いるため、既存構成による１台の速
度検出器を用いてコスト上昇を招くことなく、精度の高
い速度検出能力と広範囲な速度制御範囲を得ることが可
能となる。
【図１】本発明の一実施例に於ける広帯域サーボ装置の
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図２】従来の広帯域サーボ装置の構成を示すブロック
図。
図。
１…速度制御回路、２…電力変換回路、３…商用電源、
４…モータ、５…速度検出器、６…速度検出器レシーバ
回路、７…速度信号出力回路、８…速度推定器、９…電
圧検出器、１０…電流検出器。
４…モータ、５…速度検出器、６…速度検出器レシーバ
回路、７…速度信号出力回路、８…速度推定器、９…電
圧検出器、１０…電流検出器。
Claims (1)
- 【請求項１】 速度検出器からのモータ速度検出信号に
よりモータの速度制御を行なうサーボ装置において、モ
ータ駆動に伴う電気信号をもとにモータの回転速度を推
定する速度推定器と、モータに機械的に接続された速度
検出器と、前記速度推定器の出力信号又は前記速度検出
器の出力信号のいずれか一方を選択する手段とを具備
し、低速域で前記速度検出器の出力信号を選択し、高速
域で速度推定器の出力信号を選択して、同信号を用いモ
ータの速度制御を行なうことを特徴とする広帯域サーボ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014846A JPH05211793A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 広帯域サーボ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014846A JPH05211793A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 広帯域サーボ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211793A true JPH05211793A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11872405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4014846A Withdrawn JPH05211793A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 広帯域サーボ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05211793A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2086106A3 (en) * | 2008-01-30 | 2015-09-02 | Jtekt Corporation | Motor controller and vehicular steering system using said motor controller |
| WO2019186788A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 三菱電機株式会社 | 電動機の制御装置およびエレベータの制御装置 |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP4014846A patent/JPH05211793A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2086106A3 (en) * | 2008-01-30 | 2015-09-02 | Jtekt Corporation | Motor controller and vehicular steering system using said motor controller |
| WO2019186788A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 三菱電機株式会社 | 電動機の制御装置およびエレベータの制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |