JPH05300782A

JPH05300782A - 外乱推定補償器

Info

Publication number: JPH05300782A
Application number: JP4095055A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Matsuo; 景介松尾; Toshio Inaji; 稲治　　利夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-04-15
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1993-11-12
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JP2959270B2

Abstract

(57)【要約】【目的】モータに加わる外乱トルクを推定・補償する
のに必要な演算の量を大幅に削減する外乱推定補償器を
提供する。【構成】モータの回転角速度の速度信号ωは乗算部１
により係数を掛けられ、さらに、第１の加算部２におい
てモータに印加されるトルク電流ｉaと加算される。第
１の加算部２の出力はフィルタ部３に入力され１次の高
域遮断フィルタに通される。フィルタ部３の出力は第２
の加算部４に入力され乗算部１の出力を減算することに
より外乱推定信号ｄを出力する。外乱推定信号ｄはモー
タの駆動器より出力されたトルク電流ｉa^refと加算する
ことにより外乱トルクの影響を打ち消したトルク電流ｉ
aを得る。外乱推定信号ｄはモータに加わる外乱トルク
を駆動信号に換算した等価外乱トルクの推定信号となっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータに加わる外乱ト
ルクを推定した推定信号を利用して、外乱トルクがモー
タの回転速度に及ぼす影響を抑圧するように構成された
モータの制御装置に使用して有効な外乱推定補償器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】モータの制御装置を高性能化するための
近年の技術として、モータに加わる外乱トルクの推定信
号を用いて外乱トルクの影響を抑圧するように制御系を
構成するロバスト制御技術や、マイクロコンピュータを
用いて制御器の動作をソフトウェアプログラムで行うよ
うにしたソフトウェアサーボ技術などがあげられる。現
在の技術では、外乱トルクを推定・補償したロバスト制
御系をソフトウェアサーボにおいて実現する場合、後述
するように演算量が多くなることから高速処理のできる
高価なマイクロコンピュータが不可欠である。従って、
小型機器に用いられているモータの制御装置において
は、コストの面で、ほとんど実用化されていないのが現
状である。

【０００３】（図６）はモータに加わる外乱トルクを推
定し、この推定信号をモータの駆動信号にフィードフォ
ワードで帰還して外乱トルクの影響を抑圧するように構
成した速度制御装置の一般的な構成を表す図である。
（図６）において、モータ２０には外乱トルクＴdが加
わっており、速度検出器３０によってモータ２０の回転
角速度を検出している。速度検出器３０によって検出さ
れた速度信号ω、および速度指令信号ｒは速度制御器４
０に入力され、制御系の速応性および応答性を改善する
ための制御補償を行い、制御信号ｃを得ている。制御信
号ｃは駆動器５０に入力されトルク電流ｉa^refを得てい
る。トルク電流ｉa^refを直接モータ２０に供給した場合
には、モータ２０と速度検出器３０と速度制御器４０と
駆動器５０によってモータ２０の回転角速度を速度指令
信号ｒに一致させるための基本的な速度制御系が構成さ
れる。

【０００４】しかし、このような基本的な速度制御系だ
けでは、外乱トルクによる回転角速度の変動を十分に抑
制することができないので、（図６）ではさらに、外乱
推定器６０および加算器７０が付加されている。外乱推
定器６０はモータ２０に印加されるトルク電流ｉa と速
度信号ωを入力として、モータ２０に加わる外乱トルク
Ｔd を推定し、さらに、この推定した外乱トルクをトル
ク電流に換算した外乱推定信号ｄを出力する。外乱推定
信号ｄはトルク電流ｉa^refにフィードフォワードで帰還
され、加算器７０においてトルク電流ｉa^refと加算され
ることにより外乱トルクＴd の影響を打ち消すように構
成されている。このように外乱推定器６０および加算器
７０によって外乱トルクＴd を推定・補償する構成とな
っているので、以下、外乱推定器６０と加算器７０とを
まとめて外乱推定補償器と呼ぶ。

【０００５】外乱推定器６０については種々の構成が提
案されているが、現代制御理論における最小次元オブザ
ーバの考え方を用いて外乱トルクを推定するようにした
構成が最も一般的であり、外乱オブザーバと呼ばれてい
る。外乱オブザーバを用いた速度制御装置は例えば、特
開平３−１５５３８３号公報に示されている。

【０００６】以下、外乱オブザーバを用いて外乱トルク
を推定し、この推定信号を用いて外乱トルクの影響を抑
圧するように構成した速度制御装置について図面を参照
しながら説明する。（図７）に外乱オブザーバを用いた
速度制御系の制御ブロック線図を示す。（図７）におい
て、破線で囲んだ部分が外乱オブザーバに相当し、この
外乱オブザーバ６１とブロック６８とを合わせた部分が
（図６）に示した外乱推定器６０の動作に対応する。ま
た、（図６）に示した速度検出器３０についてはモータ
の回転角速度に等しい速度信号が得られるとして、（図
７）では（図６）の速度検出器３０に対応する伝達要素
を省略して考えている。（図６）のモータ２０の動作に
対応する部分はブロック２１，２３および加算点２２で
あり、まず、これらについて説明する。トルク電流ｉa
はブロック２１に入力されてトルクＴに変換される。こ
こで、Ｋtはモータのトルク定数である。トルクＴと外
乱トルクＴdは加算点２２に入力され、トルクＴから外
乱トルクＴdを引くことにより正味の駆動トルク（Ｔ−
Ｔd）を得る。駆動トルクはブロック２３に入力され、
モータの伝達関数１／（Ｊｓ）により回転角速度ωに変
換される。ここで、Ｊはモータの慣性、ｓはラプラス演
算子を表している。

【０００７】次に、（図６）の速度制御器４０の動作に
対応する部分について説明する。速度信号ωと速度指令
信号ｒは加算点４１に入力され、減算比較することによ
り誤差信号ｅを得る。誤差信号ｅはブロック４２におい
て制御補償が行われ制御信号ｃに変換される。なお、ブ
ロック４２は比例・積分補償の場合を示しており、Ｋp
は比例ゲインを、Ｋiは積分ゲインをそれぞれ表してい
る。次に、（図６）の駆動器５０の動作に対応する部分
はブロック５１であり、制御信号ｃはブロック５１に入
力され、Ｋamp倍されてトルク電流ｉa^refとなる。ここ
で、Ｋampは（図６）の駆動器５０の利得である。以上
が基本的な速度制御系の構成であり、これに破線で囲ん
だ外乱オブザーバ６１とブロック６８、加算点７１から
なる外乱推定補償器が付加されている。以下、これらの
動作について説明する。

【０００８】トルク電流ｉaはブロック６２において係
数ｇＫtnを掛けられる。ここで、ｇは外乱オブザーバの
帯域を示す正の定数であり、Ｋtnはトルク定数Ｋtの公
称値を表している。（図６）の速度検出器３０により検
出された速度信号ωはブロック６３において係数ｇ²Ｊn
を掛けられ、ブロック６６において係数ｇＪnが掛けら
れる。ここで、Ｊnはモータの慣性Ｊの公称値を表して
いる。ブロック６２の出力およびブロック６３の出力は
加算点６４において加算され、さらに、ブロック６５で
表される１次遅れ要素に入力される。ブロック６５の出
力はブロック６６の出力と加算点６７において減算さ
れ、外乱トルクの推定信号Ｔeを得る。さらに、外乱ト
ルクの推定信号Ｔeはブロック６８に入力され係数１／
Ｋtnを掛けられ、外乱推定信号ｄを得ている。外乱推定
信号ｄは加算点７１においてトルク電流ｉa^refと加算さ
れ、（図６）のモータ２０に加わる外乱トルクＴdを打
ち消すように働き、外乱トルクＴdによる（図６）のモ
ータ２０の回転変動を抑圧する構成となっている。

【０００９】（図７）の制御ブロック線図において、外
乱トルクＴdとその推定値Ｔeとの関係を計算すると

【００１０】

【数１】

【００１１】となる。ただし、Ｊ＝Ｊn，Ｋt＝Ｋtnとし
ている。（数１）の右辺第１項は遮断角周波数ｇの１次
高域遮断フィルタを表す伝達関数であるので、外乱トル
クの推定信号Ｔeは外乱トルクＴdの周波数成分のうち角
周波数がｇより大きい高周波成分を落としたものになっ
ている。

【００１２】また、（図７）において外乱トルクＴdか
らモータの回転角速度ωへの伝達関数Ｇo（ｓ）を計算
すると、

【００１３】

【数２】

【００１４】

【数３】

【００１５】となる。ただし、ここでもＪ＝Ｊn，Ｋt＝
Ｋtnとしている。（数３）で示した伝達関数Ｇ（ｓ）
は、（図７）において外乱補償器のない場合、すなわ
ち、基本的な速度制御系のみの場合の外乱トルクＴdか
らモータの回転角速度ωへの伝達関数に相当する。（数
２）からわかるように、Ｇo（ｓ）は

【００１６】

【数４】

【００１７】で表されるＦc（ｓ）とＧ（ｓ）との積と
なっており、Ｆc（ｓ）が外乱トルクの抑圧性能への外
乱オブザーバの効果を表している。Ｆc（ｓ）は遮断角
周波数ｇの低域遮断特性を持つ１次フィルタを表す伝達
関数である。従って、（図７）のように外乱オブザーバ
を用いて外乱トルクを推定し、補償を行った速度制御系
の場合、角周波数がｇより小さい周波数成分の外乱トル
クに対して抑圧性能が改善されることがわかる。（図
８）に周波数伝達関数Ｇ（ｊω），Ｇo（ｊω）のゲイ
ン特性の例を示す。（図８）においてグラフ１はＧ（ｊ
ω）のゲイン特性を、グラフ２はＧo（ｊω）のゲイン
特性をそれぞれ表しており、この特性例では角周波数ｇ
は１００Ｈｚに対応している。グラフ１とグラフ２を比
較すると、１００Ｈｚより小さい周波数においてＦc
（ｓ）の効果によりグラフ２のゲインが小さくなってお
り、この特性例からも外乱トルクの抑圧性能が改善され
ていることがわかる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、外乱オブザーバ６１において外乱トルク
の推定信号Ｔeを求めるのに、ブロック６２，６３，６
６に対応する３つの乗算器を必要とし、さらに、この外
乱トルクの推定信号Ｔeを用いて外乱を補償するのにブ
ロック６８に対応する１つの乗算器を必要する。従っ
て、外乱オブザーバを用いて外乱を補償する場合、ブロ
ック６５に対応する１次遅れ要素の演算以外に、合計４
つの乗算器が必要である。この構成をハードウェアで実
現する場合には、素子数の増加を招き、機器の小型化の
妨げや製品のコストアップにつながるという問題点を有
する。また、ソフトウェアで実現する場合には、一般
に、乗算を実行するのに多くの演算時間を必要とするの
で、乗算回数の多い上記従来の構成では、演算時間の不
足や演算時間遅れによる制御性能の劣化を招く。これを
防止するためには高速処理が可能な高価なマイクロコン
ピュータが必要となり、やはり、製品のコストアップに
つながるという問題点を有する。

【００１９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、外乱トルクの抑圧性能に対する改善効果は上記従来
の構成と同等であり、しかも外乱推定・補償のための演
算量を大幅に削減した外乱推定補償器を提供することを
目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、モータの回転速度に応動した速度信号を入
力とし速度信号に係数を掛ける乗算手段と、モータに印
加される駆動信号と乗算手段の出力とを加算する第１の
加算手段と、第１の加算手段の出力にフィルタ演算を行
うフィルタ手段と、乗算手段の出力とフィルタ手段の出
力とを加算しモータに加わる外乱トルク量に対応した外
乱推定信号を出力する第２の加算手段を具備し、外乱推
定信号で駆動信号を補正するように構成したものであ
る。

【００２１】

【作用】本発明では上記の構成とすることによって、モ
ータに加わる外乱トルクそのものを推定するのではな
く、外乱トルクを駆動信号に換算した等価外乱トルクを
推定するようにしている。その結果、外乱トルクの推定
・補償に必要な演算量を大幅に削減することができ、さ
らに、等価外乱トルクの推定信号は実質的に外乱トルク
そのものの推定信号と対応しているので、従来の外乱推
定補償器と同等の外乱抑圧性能を得ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。（図１）に本発明の一実施例の制御
ブロック線図を示す。（図１）において、乗算部１は、
モータの回転角速度を検出した速度信号ωに係数ωoＪn
／Ｋtnを掛ける（ブロック５）。ここで、ωoは後述す
るように本実施例の外乱推定補償器が推定・補償を行う
外乱トルクの角周波数の上限を表しており、従来例で示
した外乱オブザーバの帯域ｇに相当する正の定数であ
る。Ｊn，Ｋtnは外乱トルクを推定する対象となるモー
タの慣性およびトルク定数の公称値をそれぞれ表してい
る。第１の加算部２は、乗算部１の出力とモータに印加
されるトルク電流ｉaとを入力としこれらを加算する
（加算点６）。フィルタ部３は、第１の加算部２の出力
を入力とし伝達関数ωo／（ｓ＋ωo）で表される１次の
高域遮断フィルタの演算を行う（ブロック７）。第２の
加算部４は、フィルタ部３の出力から乗算部１の出力を
減算することにより外乱推定信号ｄを出力する（加算点
８）。外乱推定信号ｄはモータの駆動器から出力される
トルク電流ｉa^refと加算され（加算点９）、外乱トルク
の影響を打ち消したトルク電流ｉaを得る。トルク電流
ｉaはモータに供給されるとともに、再び、第１の加算
部２の入力となり上記動作が繰り返される。

【００２３】本実施例の外乱推定補償器を実現する場合
に必要となる乗算器の数は、ブロック７のフィルタ演算
を除けば、ブロック５で用いられる１つだけである。一
方、（図７）に示した従来の外乱オブザーバを用いた構
成の場合には、既に説明したようにブロック６５におけ
る１次遅れ要素の演算以外に４つの乗算器が必要であ
る。（図１）のブロック７におけるフィルタ演算と、
（図７）のブロック６５における１次遅れ要素の演算は
同等の演算量で実現できるので、この部分を除いて考え
れば、本実施例の外乱推定補償器は乗算器の個数を従来
の１／４にした構成になっている。

【００２４】次に、本実施例の外乱推定補償器を用いて
外乱トルクを補償したモータの制御ブロック線図を（図
２）に示す。（図２）において、破線で囲んだ部分が本
実施例の外乱推定補償器であり、これにトルク定数Ｋ
t，慣性Ｊのモータが接続されている。モータ部分の構
成は（図７）に示した従来例と同じであるので同じ記号
を付し説明を省略する。（図２）において、Ｔd，ω，
ｄ，ｉa^ref，ｉaの間の関係式を求めると、

【００２５】

【数５】

【００２６】

【数６】

【００２７】

【数７】

【００２８】となる。（数５），（数６）よりＴdとｄ
との関係を計算すると

【００２９】

【数８】

【００３０】となる。ただし、Ｊ＝Ｊn，Ｋt＝Ｋtnとし
ている。（数８）より、外乱推定信号ｄは、外乱トルク
Ｔdに対して、まず、その周波数成分のうち角周波数が
ωoより大きい高周波成分を落とし、さらに１／Ｋtn倍
したものとなっている。換言すれば、外乱推定信号ｄは
外乱トルクＴdの高周波成分を落とした推定信号をトル
ク電流に換算したものになっている。このように、本実
施例では外乱トルクＴdそのものの推定信号は陽に現れ
ない構成となっている。また、（数５）〜（数７）の関
係式よりｄ，ｉaを消去し、ωをＴd，ｉa^refを用いて表
すと、

【００３１】

【数９】

【００３２】を得る。ただし、Ｊ＝Ｊn，Ｋt＝Ｋtnとし
ている。（図２）において、破線部の外乱推定補償器が
ない場合、すなわち、モータの駆動器から出力されたト
ルク電流ｉa^refを直接モータに供給した場合の（数９）
に対応する式は

【００３３】

【数１０】

【００３４】となる。（数９）と（数１０）を比較する
と、ｉa^refからωへの伝達関数については、いずれの場
合もＫt／（Ｊｓ）で等しく、Ｔdからωへの伝達関数に
ついては、（数９）の場合、１／（Ｊｓ）・ｓ／（ｓ＋
ωo）となっているのに対し、（数１０）の場合には１
／（Ｊｓ）となっている。したがって、本実施例の外乱
推定補償器を（図２）のようにモータと接続することに
よって、Ｔdからωへの伝達だけに

【００３５】

【数１１】

【００３６】で表されるＦ（ｓ）が掛けられることにな
る。ここで、Ｆ（ｓ）は遮断角周波数ωoの１次低域遮
断フィルタとなっている。従って、本実施例の外乱推定
補償器を用いることにより、トルク電流ｉa^refから回転
角速度ωへの伝達特性を変えずに、外乱トルクＴdによ
る回転変動を低域において抑圧することができる。この
ように外乱トルクの影響を抑圧したモータに対して速度
制御ループを付加すれば、外乱抑圧性能の優れた速度制
御装置が構成できる。このような速度制御装置は、（図
６）において外乱推定器６０および加算器７０の部分を
本実施例の外乱推定補償器に置き換えることにより構成
できる。以下、このような速度制御装置について説明す
る。

【００３７】（図３）に本実施例の外乱推定補償器を用
いて構成した速度制御系の制御ブロック線図を示す。破
線で囲んだ部分が本実施例の外乱推定補償器であり、こ
れ以外の基本的な速度制御系の部分は（図７）に示した
従来例の構成と同じである。（図３）の速度制御系は、
（図２）に示した外乱トルクの影響を抑圧したモータに
対して、加算点４１およびブロック４２，５１からなる
速度制御ループを付加したものと考えることもできる。
（図３）において、破線で囲んだ部分の動作については
既に説明した通りであり、基本的な速度制御系の部分の
動作についても（図７）の説明と同様であるので、同じ
記号を付し説明を省略する。

【００３８】（図３）において、外乱トルクＴdから回
転角速度ωへの伝達関数Ｇd（ｓ）を計算すると、

【００３９】

【数１２】

【００４０】が得られる。（数１２）の右辺第１項は
（数３）で示したＧ（ｓ）と等しく、これは既に説明し
たように基本的な速度制御系のみの場合の外乱トルクＴ
dから回転角速度ωへの伝達関数を表している。従っ
て、本実施例の外乱推定補償器を用いた場合の外乱抑圧
性能の改善効果は（数１２）の右辺第２項のｓ／（ｓ＋
ωo）で表され、これは（数１１）で示したＦ（ｓ）と
等しい。Ｆ（ｓ）は既に説明したように遮断角周波数ω
oの１次低域遮断フィルタであり、（図２）における外
乱抑圧性能の改善効果は、速度制御ループを付加して構
成した速度制御系においてもそのまま保持されているこ
とがわかる。

【００４１】一方、（図７）に示した従来の外乱オブザ
ーバを用いて構成した速度制御系の場合の外乱抑圧性能
の改善効果は（数４）のＦc（ｓ）で表されることは既
に説明した通りである。Ｆc（ｓ）と本実施例を用いた
場合の改善効果を表すＦ（ｓ）とを比較すると、ωo＝
ｇとおくことにより全く等しいことがわかる。従って、
本実施例の外乱推定補償器を用いて速度制御系を構成し
た場合にも、従来の外乱オブザーバを用いた場合と全く
同等の外乱抑圧性能の改善効果を得ることができる。

【００４２】以上のように本実施例の外乱推定補償器を
用いて速度制御装置を構成するならば、従来の外乱オブ
ザーバを用いた場合と同等の外乱抑圧性能の改善効果を
得ることができ、しかも外乱トルクの推定および補償を
行うのに必要な乗算器の数が従来の１／４になっている
ので演算量を大幅に削減することができる。

【００４３】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。（図４）に本発明の第２の実施
例の制御ブロック線図を示す。（図４）に示した外乱推
定補償器の全体の構成は（図１）の構成と同様である。
（図１）の構成と異なるのはモータの駆動器から出力さ
れるトルク電流ｉa^refを速度制御器から出力される制御
信号ｃに置き換え、外乱推定信号ｄを用いて制御信号ｃ
を補正して外乱トルクの影響を打ち消した制御信号ｃr
を得るようにした点、およびこれに伴って乗算部１で掛
ける係数を変えた点である。以下その動作について説明
する。乗算部１は速度信号ωに係数ωoＪn／Ｋを掛ける
（ブロック１０）。ここで、Ｋ＝Ｋtn・Ｋampであり、
ωo，Ｊn，Ｋtn，Ｋampは（図１）の構成で用いられて
いるものと同様である。第１の加算部２は、乗算部１の
出力と制御信号ｃr とを加算する（加算点６）。フィル
タ部３は、第１の加算部２の出力を入力とし伝達関数ω
o ／（ｓ＋ωo）で表される１次の高域遮断フィルタの
演算を行う（ブロック７）。第２の加算部４は、フィル
タ部３の出力から乗算部１の出力を減算することにより
外乱推定信号ｄを出力する（加算点８）。外乱推定信号
ｄは速度制御器から出力される制御信号ｃと加算され
（加算点９）、外乱トルクの影響を打ち消した制御信号
ｃrを得る。制御信号ｃrはモータの駆動器へ供給される
とともに、再び、第１の加算部２の入力となり上記動作
が繰り返されている。以上が（図４）に示した第２の実
施例の構成および動作であり、この外乱推定補償器を実
現する場合に必要となる乗算器の数は明らかに（図１）
に示した第１の実施例と同じである。従って、第２の実
施例においても演算量を大幅に削減した構成となってい
る。

【００４４】次に、第２の実施例の外乱推定補償器を用
いて速度制御系を構成した場合の、外乱トルクの抑圧性
能の改善効果について説明する。（図４）に示した第２
の実施例の外乱推定補償器を用いて構成した速度制御系
の制御ブロック線図を（図５）に示す。（図５）におい
て、破線で囲んだ部分が（図４）に示した外乱推定補償
器に相当し、これ以外の各伝達要素についても既に説明
したものと同じであるので、同じ記号を付し説明を省略
する。この場合の外乱トルクＴdから回転角速度ωへの
伝達関数を計算すると（数１２）に示したＧd（ｓ）と
全く等しくなる。従って、トルク電流ｉa^refの代わりに
制御信号ｃを用いても、外乱トルクの抑圧性能に関し
て、（図１）に示した第１の実施例と全く同じ改善効果
を得ることができる。

【００４５】速度制御器および外乱推定補償器の動作を
ソフトウェアで実現する場合には、外乱推定補償器の入
力信号はディジタル値でなければならない。ところが、
一般にトルク電流はアナログ信号であるので、第１の実
施例のように入力としてトルク電流ｉaを用いた場合に
は、外乱推定補償器に入力する前にＡ／Ｄ（アナログ／
ディジタル）変換器を用いてディジタル値に変換しなけ
ればならない。これに対して、第２の実施例のように外
乱推定補償器を構成するならば、制御信号ｃはマイクロ
コンピュータの内部で演算されたディジタル値であるの
で、そのまま、外乱推定補償器の入力として用いること
ができる。

【００４６】以上のように、速度制御器および外乱推定
補償器をソフトウェアで実現する場合には、第２の実施
例に示したようにトルク電流ｉa^refの代わりに制御信号
ｃ（ディジタル値）を外乱推定補償器の入力とすること
により、特別にＡ／Ｄ変換器を設ける必要がなくなるの
で、モータの速度制御装置の構成をより簡単にすること
ができる。

【００４７】なお、前述の各実施例では、速度制御装置
に適用した場合の効果について説明したが、速度制御ル
ープを持つ位置制御装置などに適用した場合にも同様の
効果がある。また、速度検出器はモータの回転角速度に
等しい速度信号を得ることができるとして説明を行った
が、速度信号はモータの回転角速度に実質的に対応した
信号を用いれば良く、位置制御装置などにおいてモータ
の回転角速度が直接検出できない場合には、現代制御理
論で示されているオブザーバの考え方を用いて推定した
速度推定信号を用いても良い。その他、本発明の主旨を
変えずして種々の変更が可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明の外乱推定補償器
は、外乱トルクを駆動信号に換算した等価外乱トルクを
推定するように構成しているので、従来の構成と同等の
外乱抑圧性能の改善効果を得ることができ、しかも、外
乱トルクの推定・補償に必要な乗算器の数を大幅に削減
することができる。その結果、ハードウェアで実現する
場合には、素子数の削減ができるので、回路オフセット
やドリフトの問題が生じにくくコストも削減できる。ま
た、ソフトウェアで実現する場合には演算時間の不足や
演算時間遅れによる制御性能の劣化が防止でき、処理速
度の比較的遅い安価なマイクロコンピュータでも実現が
可能となる。従って、本発明の外乱推定補償器を用いて
モータの制御装置を構成するならば、制御特性の優れ
た、しかも、安価かつ小型な制御機器を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表す制御ブロック線図

【図２】（図１）の実施例を用いて外乱トルクを補償し
たモータの制御ブロック線図

【図３】（図１）の実施例を用いて構成したモータの速
度制御系の制御ブロック線図

【図４】本発明の第２の実施例を表す制御ブロック線図

【図５】（図４）の実施例を用いて構成したモータの速
度制御系の制御ブロック線図

【図６】外乱トルクの推定信号を用いて外乱トルクの影
響を抑圧するように構成した速度制御装置の一般的な構
成図

【図７】外乱オブザーバを用いて構成した速度制御系の
制御ブロック線図

【図８】周波数伝達関数Ｇ（ｊω）およびＧｏ（ｊω）
のゲイン特性の例を示す特性図

【符号の説明】１乗算部２第１の加算部３フィルタ部４第２の加算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転速度に応動した速度信号を入
力とし前記速度信号に係数を掛ける乗算手段と、前記モ
ータに印加される駆動信号と前記乗算手段の出力とを加
算する第１の加算手段と、前記第１の加算手段の出力に
フィルタ演算を行うフィルタ手段と、前記乗算手段の出
力と前記フィルタ手段の出力とを加算し前記モータに加
わる外乱トルク量に対応した外乱推定信号を出力する第
２の加算手段を具備し、前記外乱推定信号で前記駆動信
号を補正するように構成されたことを特徴とする外乱推
定補償器。
【請求項２】モータの回転速度に応動した速度信号を入
力とし前記速度信号に係数を掛ける乗算手段と、前記モ
ータの制御信号と前記乗算手段の出力とを加算する第１
の加算手段と、前記第１の加算手段の出力にフィルタ演
算を行うフィルタ手段と、前記乗算手段の出力と前記フ
ィルタ手段の出力とを加算し前記モータに加わる外乱ト
ルク量に対応した外乱推定信号を出力する第２の加算手
段を具備し、前記外乱推定信号で前記制御信号を補正す
るように構成されたことを特徴とする外乱推定補償器。