JPH05284774A - 電動機の速度制御装置 - Google Patents
電動機の速度制御装置Info
- Publication number
- JPH05284774A JPH05284774A JP4080100A JP8010092A JPH05284774A JP H05284774 A JPH05284774 A JP H05284774A JP 4080100 A JP4080100 A JP 4080100A JP 8010092 A JP8010092 A JP 8010092A JP H05284774 A JPH05284774 A JP H05284774A
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】速度指令値ｎ* と速度実際値３ａとの差を入力
してこの両者を一致させるようにトルク指令値５ａを出
力する調節器５と、トルク指令値に応じたトルクを電動
機２に発生させるトルク制御装置１とを備えた制御系に
おいて、電動機出力軸に結合された機械系に共振点があ
る場合でも調節器５のゲインを大きくすることなく、安
定に高速な制御ができるようにする。 【構成】速度指令値ｎ* を微分する微分器７と、電動機
出力軸の電動機を含む慣性を推定するイナーシャ推定器
６と、微分器７の出力７ａをイナーシャ推定器６の慣性
推定値に応じて定まるゲインで増巾する可変ゲイン増巾
器８と、この可変ゲイン増巾器の出力８ａを調節器５の
出力するトルク指令値５ａに加算重畳する加算器４ｂと
を新設する。
してこの両者を一致させるようにトルク指令値５ａを出
力する調節器５と、トルク指令値に応じたトルクを電動
機２に発生させるトルク制御装置１とを備えた制御系に
おいて、電動機出力軸に結合された機械系に共振点があ
る場合でも調節器５のゲインを大きくすることなく、安
定に高速な制御ができるようにする。 【構成】速度指令値ｎ* を微分する微分器７と、電動機
出力軸の電動機を含む慣性を推定するイナーシャ推定器
６と、微分器７の出力７ａをイナーシャ推定器６の慣性
推定値に応じて定まるゲインで増巾する可変ゲイン増巾
器８と、この可変ゲイン増巾器の出力８ａを調節器５の
出力するトルク指令値５ａに加算重畳する加算器４ｂと
を新設する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特に電動機の出力軸に結
合された機械系に共振点があっても安定に高速な制御を
行い得るようにした電動機の速度制御装置に関する。な
お以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分
を示す。
合された機械系に共振点があっても安定に高速な制御を
行い得るようにした電動機の速度制御装置に関する。な
お以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分
を示す。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の電動機の速度制御装置の構
成例を示す。同図において２は電動機、１はこの電動機
２のトルクを、与えられたトルク指令に従って制御する
トルク制御装置、３は電動機２の速度を検出する速度セ
ンサ、５は入力する速度偏差を０とするように調節出力
としてのトルク指令５ａを出力する調節器である。
成例を示す。同図において２は電動機、１はこの電動機
２のトルクを、与えられたトルク指令に従って制御する
トルク制御装置、３は電動機２の速度を検出する速度セ
ンサ、５は入力する速度偏差を０とするように調節出力
としてのトルク指令５ａを出力する調節器である。
【０００３】この図３では速度指令値ｎ* と電動機２の
速度実際値（つまり速度センサ３の出力）３ａとの差
（速度偏差）を加算器４ａを介して求め、この速度偏差
を調節器５に入力し、この調節器５の出力５ａをトルク
指令値として電動機のトルク制御装置１に入力してい
た。
速度実際値（つまり速度センサ３の出力）３ａとの差
（速度偏差）を加算器４ａを介して求め、この速度偏差
を調節器５に入力し、この調節器５の出力５ａをトルク
指令値として電動機のトルク制御装置１に入力してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図３の従
来装置においては、電動機の出力軸に結合された機械系
に共振点がある場合、制御を高速化するために前記調節
器５のゲインを高くしようとすると、制御系が不安定と
なり、高速な制御ができないという問題があった。
来装置においては、電動機の出力軸に結合された機械系
に共振点がある場合、制御を高速化するために前記調節
器５のゲインを高くしようとすると、制御系が不安定と
なり、高速な制御ができないという問題があった。
【０００５】そこでこの発明の課題は、電動機の出力軸
に結合された機械系に共振点がある場合においても、安
定に高速な制御を行うことのできる電動機の速度制御装
置を提供することにある。
に結合された機械系に共振点がある場合においても、安
定に高速な制御を行うことのできる電動機の速度制御装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の速度制御装置
は、速度指令値（ｎ* など）と速度実際値（３ａなど）
との差を得る第１の加算器（４ａなど）と、該加算器の
出力値に調節演算を加え前記速度指令値と速度実際値と
が一致するようにトルク指令値（５ａなど）を出力する
調節器（５など）と、そのトルク指令値に従って電動機
（２など）の発生トルクを制御するトルク制御装置（１
など）とを有する電動機の速度制御装置において、前記
速度指令値を微分演算する微分器（７など）と、前記電
動機の出力軸に結合されたこの電動機を含む機械等の慣
性値を推定演算して出力する慣性推定器（イナーシャ推
定器６など）と、前記微分器の出力値（７ａなど）を前
記推定慣性値によって定まるゲインで増巾する可変ゲイ
ン増巾器（８など）と、この可変ゲイン増巾器の出力値
（８ａなど）を前記調節器の出力値に加算してなる新た
なトルク指令値を前記トルク制御装置に与える第２の加
算器（４ｂなど）とを備えたものとする。
は、速度指令値（ｎ* など）と速度実際値（３ａなど）
との差を得る第１の加算器（４ａなど）と、該加算器の
出力値に調節演算を加え前記速度指令値と速度実際値と
が一致するようにトルク指令値（５ａなど）を出力する
調節器（５など）と、そのトルク指令値に従って電動機
（２など）の発生トルクを制御するトルク制御装置（１
など）とを有する電動機の速度制御装置において、前記
速度指令値を微分演算する微分器（７など）と、前記電
動機の出力軸に結合されたこの電動機を含む機械等の慣
性値を推定演算して出力する慣性推定器（イナーシャ推
定器６など）と、前記微分器の出力値（７ａなど）を前
記推定慣性値によって定まるゲインで増巾する可変ゲイ
ン増巾器（８など）と、この可変ゲイン増巾器の出力値
（８ａなど）を前記調節器の出力値に加算してなる新た
なトルク指令値を前記トルク制御装置に与える第２の加
算器（４ｂなど）とを備えたものとする。
【０００７】また請求項２の速度制御装置は請求項１に
記載の速度制御装置において、前記速度指令値を入力
し、該速度指令値の変化率を前記慣性推定器の演算出力
する慣性推定値によって定まる制限値以内に制限しつ
つ、入力した速度指令値のレベルに一致する新たな速度
指令値を出力し、この新たな速度指令値を前記第１の加
算器および微分器に与える加減速演算器（９など）をさ
らに備えたものとする。
記載の速度制御装置において、前記速度指令値を入力
し、該速度指令値の変化率を前記慣性推定器の演算出力
する慣性推定値によって定まる制限値以内に制限しつ
つ、入力した速度指令値のレベルに一致する新たな速度
指令値を出力し、この新たな速度指令値を前記第１の加
算器および微分器に与える加減速演算器（９など）をさ
らに備えたものとする。
【０００８】
【作用】請求項１に関わる発明について：速度指令の微
分値を電動機出力軸に結合された電動機を含む機械系の
慣性推定値に応じて定まるゲインで増巾し、この増巾値
を速度調節器が出力するトルク指令値に加算重量させる
ことによって調節器のゲインを大きくすることなく安定
に高速な制御を行うようにする。
分値を電動機出力軸に結合された電動機を含む機械系の
慣性推定値に応じて定まるゲインで増巾し、この増巾値
を速度調節器が出力するトルク指令値に加算重量させる
ことによって調節器のゲインを大きくすることなく安定
に高速な制御を行うようにする。
【０００９】請求項２に関わる発明について：前記請求
項１に関わる発明に加え、速度指令値の変化率を前記慣
性推定値に応じて定まる制限値以内に抑えることで、速
度指令値の微分値を一定値以内に抑えて制御系の飽和を
防ぎ、いかなる条件においても高速な制御を行い得るよ
うにする。
項１に関わる発明に加え、速度指令値の変化率を前記慣
性推定値に応じて定まる制限値以内に抑えることで、速
度指令値の微分値を一定値以内に抑えて制御系の飽和を
防ぎ、いかなる条件においても高速な制御を行い得るよ
うにする。
【００１０】
【実施例】図１は請求項１に関わる発明の実施例として
の速度制御装置の構成図で図３に対応するものである。
図１では図３に対して、イナーシャ推定器６，微分器
７，可変ゲイン増巾器８，加算器４ｂが追加されてい
る。ここで微分器７は速度指令値ｎ* の微分値７ａを演
算出力し、この微分値７ａを可変ゲイン増巾器８で増巾
し、この増巾器８の出力値８ａを加算器４ｂで調節器５
の出力するトルク指令値５ａに重畳させる。このとき可
変ゲイン増巾器８のゲインが機械系のイナーシャまで含
めて最適な値になるように、イナーシャ推定器６は電動
機出力軸の電動機を含む機械系の慣性推定値を演算出力
して可変ゲイン増巾器８に与え、これにより該増巾器８
は与えられた慣性推定値に応じたゲインで速度指令値の
微分値７ａを増巾する。
の速度制御装置の構成図で図３に対応するものである。
図１では図３に対して、イナーシャ推定器６，微分器
７，可変ゲイン増巾器８，加算器４ｂが追加されてい
る。ここで微分器７は速度指令値ｎ* の微分値７ａを演
算出力し、この微分値７ａを可変ゲイン増巾器８で増巾
し、この増巾器８の出力値８ａを加算器４ｂで調節器５
の出力するトルク指令値５ａに重畳させる。このとき可
変ゲイン増巾器８のゲインが機械系のイナーシャまで含
めて最適な値になるように、イナーシャ推定器６は電動
機出力軸の電動機を含む機械系の慣性推定値を演算出力
して可変ゲイン増巾器８に与え、これにより該増巾器８
は与えられた慣性推定値に応じたゲインで速度指令値の
微分値７ａを増巾する。
【００１１】このような構成とすることで、調節器５の
ゲインを大きくすることなく高速な制御を行うことが可
能となり、電動機の出力軸に結合された機械系に共振点
がある場合にも安定でかつ高速な制御を行うことができ
る。ところで図１の制御装置においては、速度指令値ｎ
* の変化率が大きいとき、微分出力７ａが大きくなって
制御系が飽和してしまう。制御系が飽和してしまうと、
微分器７の効果がなくなってしまうので、速度指令ｎ*
の変化率に制限が必要である。
ゲインを大きくすることなく高速な制御を行うことが可
能となり、電動機の出力軸に結合された機械系に共振点
がある場合にも安定でかつ高速な制御を行うことができ
る。ところで図１の制御装置においては、速度指令値ｎ
* の変化率が大きいとき、微分出力７ａが大きくなって
制御系が飽和してしまう。制御系が飽和してしまうと、
微分器７の効果がなくなってしまうので、速度指令ｎ*
の変化率に制限が必要である。
【００１２】図２は請求項２に関わる発明の実施例とし
ての速度制御装置の構成図である。図２においては図１
に対して加減速演算器９が追加されている。この加減速
演算器９は、その出力の変化率を次に述べる制限値以下
に制限しつつ、常に入力レベルと出力レベルが一致する
ように動作するものである。イナーシャ推定器６はその
演算出力値としての慣性推定値を加減速演算器９に与
え、これにより加減速演算器９は入力した速度指令値ｎ
* の変化率をイナーシャ推定器６から与えられた慣性推
定値に応じて定まる制限値以内に制限しつつ、入力速度
指令値ｎ* のレベルに一致する新たな速度指令値９ａを
出力し、これにより常に制御系が飽和しないようにす
る。従って、いかなる場合においても、安定に高速な制
御を行うことができる。
ての速度制御装置の構成図である。図２においては図１
に対して加減速演算器９が追加されている。この加減速
演算器９は、その出力の変化率を次に述べる制限値以下
に制限しつつ、常に入力レベルと出力レベルが一致する
ように動作するものである。イナーシャ推定器６はその
演算出力値としての慣性推定値を加減速演算器９に与
え、これにより加減速演算器９は入力した速度指令値ｎ
* の変化率をイナーシャ推定器６から与えられた慣性推
定値に応じて定まる制限値以内に制限しつつ、入力速度
指令値ｎ* のレベルに一致する新たな速度指令値９ａを
出力し、これにより常に制御系が飽和しないようにす
る。従って、いかなる場合においても、安定に高速な制
御を行うことができる。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に関わる発明によれば、速度指
令の微分値を電動機出力軸に結合された電動機を含む機
械系の慣性推定値に応じて定まるゲインで増巾し、この
増巾値を速度調節器が出力するトルク指令値に加算重量
させるようにしたので、調節器のゲインを大きくするこ
となく電動機の出力軸に結合された機械系に共振点があ
る場合にも安定でかつ高速な制御を行うことができる。
令の微分値を電動機出力軸に結合された電動機を含む機
械系の慣性推定値に応じて定まるゲインで増巾し、この
増巾値を速度調節器が出力するトルク指令値に加算重量
させるようにしたので、調節器のゲインを大きくするこ
となく電動機の出力軸に結合された機械系に共振点があ
る場合にも安定でかつ高速な制御を行うことができる。
【００１４】また請求項２に関わる発明によれば、前記
請求項１に関わる発明に加え、速度指令値の変化率を前
記慣性推定値に応じて定まる制限値以内に抑えようにし
たので、速度指令値の微分値を一定値以内に抑えて制御
系の飽和を防ぎ、いかなる条件においても安定に高速な
制御を行うことができる。
請求項１に関わる発明に加え、速度指令値の変化率を前
記慣性推定値に応じて定まる制限値以内に抑えようにし
たので、速度指令値の微分値を一定値以内に抑えて制御
系の飽和を防ぎ、いかなる条件においても安定に高速な
制御を行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施例としての構成図
【図２】本発明の第２の実施例としての構成図
【図３】図１，図２に対応する従来の構成図
ｎ* 速度指令値 １ トルク制御装置 ２ 電動機 ３ 速度センサ ３ａ 速度実際値 ４ａ 加算器 ４ｂ 加算器 ５ 調節器 ５ａ トルク指令値 ６ イナーシャ推定器 ７ 微分器 ８ 可変ゲイン増巾器 ９ 加減速演算器 ９ａ 速度指令値
Claims (2)
- 【請求項１】速度指令値と速度実際値との差を得る第１
の加算器と、 該加算器の出力値に調節演算を加え前記速度指令値と速
度実際値とが一致するようにトルク指令値を出力する調
節器と、 そのトルク指令値に従って電動機の発生トルクを制御す
るトルク制御装置とを有する電動機の速度制御装置にお
いて、 前記速度指令値を微分演算する微分器と、 前記電動機の出力軸に結合されたこの電動機を含む機械
等の慣性値を推定演算して出力する慣性推定器と、 前記微分器の出力値を前記推定慣性値によって定まるゲ
インで増巾する可変ゲイン増巾器と、 この可変ゲイン増巾器の出力値を前記調節器の出力値に
加算してなる新たなトルク指令値を前記トルク制御装置
に与える第２の加算器とを備えたことを特徴とする電動
機の速度制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の速度制御装置において、 前記速度指令値を入力し、該速度指令値の変化率を前記
慣性推定器の演算出力する慣性推定値によって定まる制
限値以内に制限しつつ、入力した速度指令値のレベルに
一致する新たな速度指令値を出力し、この新たな速度指
令値を前記第１の加算器および微分器に与える加減速演
算器をさらに備えたことを特徴とする電動機の速度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4080100A JPH05284774A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4080100A JPH05284774A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284774A true JPH05284774A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13708768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4080100A Pending JPH05284774A (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | 電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05284774A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7395124B2 (en) * | 2005-11-10 | 2008-07-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Adaptive motor drive method and apparatus including inertia estimator |
| WO2011148852A1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP4080100A patent/JPH05284774A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7395124B2 (en) * | 2005-11-10 | 2008-07-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Adaptive motor drive method and apparatus including inertia estimator |
| WO2011148852A1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| US8525461B2 (en) | 2010-05-26 | 2013-09-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control device |
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