JPH06133577A - モータ速度制御装置 - Google Patents
モータ速度制御装置Info
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- JPH06133577A JPH06133577A JP4304631A JP30463192A JPH06133577A JP H06133577 A JPH06133577 A JP H06133577A JP 4304631 A JP4304631 A JP 4304631A JP 30463192 A JP30463192 A JP 30463192A JP H06133577 A JPH06133577 A JP H06133577A
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- Japan
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- rotational speed
- motor
- signal
- integrator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 目的の回転速度に対するモータの追従性を良
好とする。 【構成】 指令回転速度発生回路４４からの指令回転速
度信号５２と、回転速度検出回路４５からの回転速度信
号５３とにより回転速度誤差検出回路４６が回転速度誤
差信号５４を出力する。回転速度誤差信号を積分する積
分器２の前後に所定の定数倍を行う比例制御器１，３を
設ける。比例制御器１，３にダイミックレンジ制御信号
６を入力してモータ５０の回転速度を制御する。
好とする。 【構成】 指令回転速度発生回路４４からの指令回転速
度信号５２と、回転速度検出回路４５からの回転速度信
号５３とにより回転速度誤差検出回路４６が回転速度誤
差信号５４を出力する。回転速度誤差信号を積分する積
分器２の前後に所定の定数倍を行う比例制御器１，３を
設ける。比例制御器１，３にダイミックレンジ制御信号
６を入力してモータ５０の回転速度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモータ速度制御装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のモータ速度制御装置の構成を図９
に、図９を伝達関数により機能的に表したブロック線図
を図１０に示す。図９において、４４指令回転速度発生
回路、４５は回転速度検出回路、４６は指令回転速度発
生回路４４により得られる指令回転速度信号５２と回転
速度検出回路４５により得られる回転速度信号５３との
差を検出する回転速度誤差検出回路、４７は不動作機能
を備えた積分器であり、積分器不動作制御信号５５によ
って回転速度誤差検出回路４６により得られる回転速度
誤差信号５４をそのまま出力するか積分して出力するか
を制御する。４８はモータ速度制御系が安定な範囲内で
指令回転速度に追従できるようにゲイン・位相の操作を
行う速度補償器、４９は速度補償器４８により得られる
回転速度制御信号５７からモータ駆動電流５８を発生を
させる電力制御回路、５０はモータ、５１はモータ５０
の回転量に応じた回転位置信号５９を出力する回転位置
検出器である。
に、図９を伝達関数により機能的に表したブロック線図
を図１０に示す。図９において、４４指令回転速度発生
回路、４５は回転速度検出回路、４６は指令回転速度発
生回路４４により得られる指令回転速度信号５２と回転
速度検出回路４５により得られる回転速度信号５３との
差を検出する回転速度誤差検出回路、４７は不動作機能
を備えた積分器であり、積分器不動作制御信号５５によ
って回転速度誤差検出回路４６により得られる回転速度
誤差信号５４をそのまま出力するか積分して出力するか
を制御する。４８はモータ速度制御系が安定な範囲内で
指令回転速度に追従できるようにゲイン・位相の操作を
行う速度補償器、４９は速度補償器４８により得られる
回転速度制御信号５７からモータ駆動電流５８を発生を
させる電力制御回路、５０はモータ、５１はモータ５０
の回転量に応じた回転位置信号５９を出力する回転位置
検出器である。
【０００３】図１０における符号４５〜５１は図９にお
ける同一符号の部分を機能的に表している。１／ｓは積
分器を機能的に表した伝達関数、Ｇcompは速度補償器を
機能的に表した伝達関数、Ｇpwm は電力制御回路を機能
的に表した伝達関数、Ｇmoto r はモータを機能的に表し
た伝達関数、Ｇvfb は回転位置検出器と回転速度検出回
路を機能的に表した伝達関数である。なお、図１０にお
いては回転位置検出器５１と回転速度検出回路４５をま
とめて表している。
ける同一符号の部分を機能的に表している。１／ｓは積
分器を機能的に表した伝達関数、Ｇcompは速度補償器を
機能的に表した伝達関数、Ｇpwm は電力制御回路を機能
的に表した伝達関数、Ｇmoto r はモータを機能的に表し
た伝達関数、Ｇvfb は回転位置検出器と回転速度検出回
路を機能的に表した伝達関数である。なお、図１０にお
いては回転位置検出器５１と回転速度検出回路４５をま
とめて表している。
【０００４】上記構成において、回転速度誤差信号５４
は積分器４７に入力され、その積分結果を積分器出力信
号５６として速度補償器４８に出力する。速度補償器４
８では良好なサーボ系を構成するための補償を行い、回
転速度制御信号５７として電力制御回路４９へ出力す
る。ここで、ある負荷トルクを有したモータ５０を定常
時一定回転速度に保持する為の定常誤差は、回転速度誤
差信号５４ではなく回転速度制御信号５７より与えられ
る。また、不動作機能を備えた積分器４７の積分作用に
より指令回転速度信号５２と回転速度信号５３の差であ
る回転速度誤差信号５４は零となる。従って、モータ５
０の負荷トルクが変動しても回転速度制御信号５７が変
動するだけで回転速度誤差信号５４は零のままであり、
回転速度の変動が抑えられる。
は積分器４７に入力され、その積分結果を積分器出力信
号５６として速度補償器４８に出力する。速度補償器４
８では良好なサーボ系を構成するための補償を行い、回
転速度制御信号５７として電力制御回路４９へ出力す
る。ここで、ある負荷トルクを有したモータ５０を定常
時一定回転速度に保持する為の定常誤差は、回転速度誤
差信号５４ではなく回転速度制御信号５７より与えられ
る。また、不動作機能を備えた積分器４７の積分作用に
より指令回転速度信号５２と回転速度信号５３の差であ
る回転速度誤差信号５４は零となる。従って、モータ５
０の負荷トルクが変動しても回転速度制御信号５７が変
動するだけで回転速度誤差信号５４は零のままであり、
回転速度の変動が抑えられる。
【０００５】モータ５０の起動時は回転速度誤差信号５
４が大きく、また不動作機能を備えた積分器４７の帯域
が低いため応答が遅く、定常状態への切り替え後の回転
速度の収束が遅れるので、積分器不動作制御信号５５に
より起動時不動作機能を備えた積分器４７を不動作状態
にする。
４が大きく、また不動作機能を備えた積分器４７の帯域
が低いため応答が遅く、定常状態への切り替え後の回転
速度の収束が遅れるので、積分器不動作制御信号５５に
より起動時不動作機能を備えた積分器４７を不動作状態
にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモータ
速度制御装置では、速度制御系の一巡伝達関数Ｇloopが
積分器不動作制御信号５５により以下のように異なる。
速度制御装置では、速度制御系の一巡伝達関数Ｇloopが
積分器不動作制御信号５５により以下のように異なる。
【０００７】積分器動作時においては Ｇloop＝１／ｓ×Ｇcomp×Ｇpwm ×Ｇmotor ×Ｇvfb ・・・式１ 積分器不動作時においては Ｇloop＝Ｇcomp×Ｇpwm ×Ｇmotor ×Ｇvfb ・・・式２
【０００８】積分器不動作時は、ある時刻毎の指令回転
速度信号５２と回転速度信号５３の偏差の値に応じたモ
ータ駆動電流５８がモータ５０に出力される。しかし積
分器動作時は、指令回転速度信号５２と回転速度信号５
３の偏差の値を積分し（すなわち時間と共に偏差を加算
し続ける。）、その積分結果に応じた値をモータ駆動電
流５８としてモータ５０に出力する。すなわち、積分器
が動作することにより、ある時刻に検出した速度から求
めた偏差に対して、偏差が蓄積されるまでの遅れたタイ
ミングでモータ駆動電流５８がモータ５０に出力され、
指令回転速度信号５２に対するモータ回転速度の追従性
が悪くなる。すなわち偏差の累積の度合により、モータ
駆動電流５８が与えられるのである。この遅れを小さく
するために速度補償器４８のゲインを大きくすると、積
分器が動作しているためにオーバーシュートが現れ、振
動系となってしまう。従って、積分器が動作するかしな
いかを切り替えることにより、伝達特性が変化し、切り
替え時に挙動が不安定になり振動し易い問題がある。
速度信号５２と回転速度信号５３の偏差の値に応じたモ
ータ駆動電流５８がモータ５０に出力される。しかし積
分器動作時は、指令回転速度信号５２と回転速度信号５
３の偏差の値を積分し（すなわち時間と共に偏差を加算
し続ける。）、その積分結果に応じた値をモータ駆動電
流５８としてモータ５０に出力する。すなわち、積分器
が動作することにより、ある時刻に検出した速度から求
めた偏差に対して、偏差が蓄積されるまでの遅れたタイ
ミングでモータ駆動電流５８がモータ５０に出力され、
指令回転速度信号５２に対するモータ回転速度の追従性
が悪くなる。すなわち偏差の累積の度合により、モータ
駆動電流５８が与えられるのである。この遅れを小さく
するために速度補償器４８のゲインを大きくすると、積
分器が動作しているためにオーバーシュートが現れ、振
動系となってしまう。従って、積分器が動作するかしな
いかを切り替えることにより、伝達特性が変化し、切り
替え時に挙動が不安定になり振動し易い問題がある。
【０００９】また、起動時に、実際の回転速度が指令回
転速度に十分近づかない内に切り替えると、積分器が動
作するので回転速度誤差を累積して積分器の出力が飽和
し易い。逆に積分器不動作で定常状態に移行してから切
り替えると、切り替え前の実際の回転速度は指令回転速
度との間に定常偏差が残り、指令通りの回転速度に到達
するのは切り替え時の振動が安定した後になってしまう
問題がある。
転速度に十分近づかない内に切り替えると、積分器が動
作するので回転速度誤差を累積して積分器の出力が飽和
し易い。逆に積分器不動作で定常状態に移行してから切
り替えると、切り替え前の実際の回転速度は指令回転速
度との間に定常偏差が残り、指令通りの回転速度に到達
するのは切り替え時の振動が安定した後になってしまう
問題がある。
【００１０】従って、本発明は上記事情を考慮してなさ
れものであり、伝達特性を変えることなく、積分器出力
が飽和せずに定常偏差をなくすことが可能なモータ速度
制御装置を提供することを目的とする。
れものであり、伝達特性を変えることなく、積分器出力
が飽和せずに定常偏差をなくすことが可能なモータ速度
制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、本発明は、積分器の入力側と出力側に指令
回転速度値によってダイナミックレンジが切り替えられ
る比例制御器を配設している。図１は本発明によるモー
タ速度制御装置の構成を示し、図９と同一の要素は同一
の符号で対応させてある。同図において、１は回転速度
誤差信号５４を定数倍して前段比例制御器出力信号４を
出力する前段比例制御器、２は前段比例制御器出力信号
４を積分して積分器出力信号５を出力する積分器、３は
積分器出力信号５を定数倍して後段比例制御器出力信号
７を出力する後段比例制御器、６はダイナミックレンジ
制御信号であり、前段比例制御器１と後段比例制御器３
に入力されて、これらの比例倍定数の切り替えを制御す
る。この切り替えは前段比例制御器１と後段比例制御器
３を同時に行う。
成するため、本発明は、積分器の入力側と出力側に指令
回転速度値によってダイナミックレンジが切り替えられ
る比例制御器を配設している。図１は本発明によるモー
タ速度制御装置の構成を示し、図９と同一の要素は同一
の符号で対応させてある。同図において、１は回転速度
誤差信号５４を定数倍して前段比例制御器出力信号４を
出力する前段比例制御器、２は前段比例制御器出力信号
４を積分して積分器出力信号５を出力する積分器、３は
積分器出力信号５を定数倍して後段比例制御器出力信号
７を出力する後段比例制御器、６はダイナミックレンジ
制御信号であり、前段比例制御器１と後段比例制御器３
に入力されて、これらの比例倍定数の切り替えを制御す
る。この切り替えは前段比例制御器１と後段比例制御器
３を同時に行う。
【００１２】図２は図１に示す構成を伝達関数を用いて
機能的に表したブロック線図であり、１〜３，４５，４
６，４８〜５１は図１における同一符号の部分を機能的
に表している。ＫA はダイナミックレンジを狭くし分解
能を上げたときの前段比例制御器１の定数倍の値、ＫB
は分解能を粗くしダイナミックレンジを広げたときの前
段比例制御器１の定数倍の値、Ｋc はダイナミックレン
ジを狭くし分解能を上げたときの後段比例制御器３の定
数倍の値、ＫD は分解能を粗くしダイナミックレンジを
広げたときの後段比例制御器３の定数倍の値である。こ
れらＫA ，ＫB，ＫC ，ＫD は、 ＫA ×ＫC ＝ＫB ×ＫD ・・・式３ ＫA ＞ＫB ・・・式４ となるように定める。
機能的に表したブロック線図であり、１〜３，４５，４
６，４８〜５１は図１における同一符号の部分を機能的
に表している。ＫA はダイナミックレンジを狭くし分解
能を上げたときの前段比例制御器１の定数倍の値、ＫB
は分解能を粗くしダイナミックレンジを広げたときの前
段比例制御器１の定数倍の値、Ｋc はダイナミックレン
ジを狭くし分解能を上げたときの後段比例制御器３の定
数倍の値、ＫD は分解能を粗くしダイナミックレンジを
広げたときの後段比例制御器３の定数倍の値である。こ
れらＫA ，ＫB，ＫC ，ＫD は、 ＫA ×ＫC ＝ＫB ×ＫD ・・・式３ ＫA ＞ＫB ・・・式４ となるように定める。
【００１３】上記構成において、定常時は、ダイナミッ
クレンジ制御信号６により前段比例制御器１，後段比例
制御器３の定数倍の値はそれぞれＫA ，ＫC が選択され
ている。回転速度誤差信号５４は前段比例制御器１でＫ
A 倍されると、積分器２で積分され、後段比例制御器３
でＫC 倍されて、速度補償器４８、電力制御回路４９を
介してモータ５０にモータ駆動電流５８として印加され
る。実際の回転速度は回転位置検出器５１、回転速度検
出回路４５によって検出され、回転速度誤差検出回路４
６において指令回転速度信号５２との差を算出して回転
速度誤差信号５４が生成される。ここでＫA ＞ＫB であ
り、積分される信号の分解能が高く、指令回転速度信号
５２により近づこうとしてもモータ速度制御系が作動
し、精度の高いモータ速度制御が可能となる。この定常
時には回転速度誤差信号は小さくなっているから、前段
比例制御器１の定数倍の値が大きくても、前段比例制御
器出力信号４、積分器出力信号５、後段比例制御器出力
信号７が飽和しない様にすることが容易である。
クレンジ制御信号６により前段比例制御器１，後段比例
制御器３の定数倍の値はそれぞれＫA ，ＫC が選択され
ている。回転速度誤差信号５４は前段比例制御器１でＫ
A 倍されると、積分器２で積分され、後段比例制御器３
でＫC 倍されて、速度補償器４８、電力制御回路４９を
介してモータ５０にモータ駆動電流５８として印加され
る。実際の回転速度は回転位置検出器５１、回転速度検
出回路４５によって検出され、回転速度誤差検出回路４
６において指令回転速度信号５２との差を算出して回転
速度誤差信号５４が生成される。ここでＫA ＞ＫB であ
り、積分される信号の分解能が高く、指令回転速度信号
５２により近づこうとしてもモータ速度制御系が作動
し、精度の高いモータ速度制御が可能となる。この定常
時には回転速度誤差信号は小さくなっているから、前段
比例制御器１の定数倍の値が大きくても、前段比例制御
器出力信号４、積分器出力信号５、後段比例制御器出力
信号７が飽和しない様にすることが容易である。
【００１４】次に起動時は、回転速度誤差信号５４が大
きいことから、前段比例制御器１の定数倍の値を前段比
例制御器出力信号４、積分器出力信号５、後段比例制御
器出力信号７が飽和しない様な値ＫB とする。前段比例
制御器１、後段比例制御器３の定数倍の値に対するそれ
ぞれのＫB ，ＫD の選択はダイナミックレンジ制御信号
６が行う。起動時でも各制御信号が飽和しないことか
ら、指令回転速度信号５２に対し高速に応答でき、制御
範囲を越えないことから飽和解除後の不安定な挙動もな
い。
きいことから、前段比例制御器１の定数倍の値を前段比
例制御器出力信号４、積分器出力信号５、後段比例制御
器出力信号７が飽和しない様な値ＫB とする。前段比例
制御器１、後段比例制御器３の定数倍の値に対するそれ
ぞれのＫB ，ＫD の選択はダイナミックレンジ制御信号
６が行う。起動時でも各制御信号が飽和しないことか
ら、指令回転速度信号５２に対し高速に応答でき、制御
範囲を越えないことから飽和解除後の不安定な挙動もな
い。
【００１５】速度制御系における定常時の一巡伝達関数
Ｇlpa と起動時の一巡伝達関数Ｇlpb は、それぞれ以下
のようになる。
Ｇlpa と起動時の一巡伝達関数Ｇlpb は、それぞれ以下
のようになる。
【００１６】 Ｇlpa ＝ＫA ×１／ｓ×ＫC ×Ｇalt ・・・式５ Ｇlpb ＝ＫB ×１／ｓ×ＫD ×Ｇalt ・・・式５ （但し、Ｇalt ＝Ｇcomp×Ｇpwm ×Ｇmotor ×Ｇvfb で
ある。）
ある。）
【００１７】ここで、式３に示したように定数倍の値を
与えることにより、定常時と起動時の一巡伝達関数が等
しくなる。従って、ダイナミックレンジ制御信号６の切
り替えを行っても伝達特性が変わることがなく、切り替
え時に挙動が不安定になり振動することがなくなる。
与えることにより、定常時と起動時の一巡伝達関数が等
しくなる。従って、ダイナミックレンジ制御信号６の切
り替えを行っても伝達特性が変わることがなく、切り替
え時に挙動が不安定になり振動することがなくなる。
【００１８】なお、上記説明ではダイナミックレンジが
２種類の制御装置について説明したが、ダイナミックレ
ンジ制御信号６のビット数を増やすことにより３種類以
上のレンジについても対応できる。
２種類の制御装置について説明したが、ダイナミックレ
ンジ制御信号６のビット数を増やすことにより３種類以
上のレンジについても対応できる。
【００１９】
【実施例１】図３ないし図５は本発明の実施例１を示
し、図３はそのハードウェア構成である。８はデジタル
制御回路であり、全体の制御を行うＣＰＵ１１と、メモ
リ装置としてのＲＯＭ１４，ＲＡＭ１５と、１／０とポ
ートとなるインターフェィス回路１６と、ＰＷＭ回路１
２と、カウンタ１３と、Ａ／Ｄ回路１７とを備え、これ
らがバス１８により接続されている。このデジタル制御
回路８におけるＰＷＭ回路１２は電力制御回路９に接続
され、インターフェィス回路１６はデジタル制御回路８
を上位で制御する上位コントローラ２１に接続されてい
る。この場合、上位コントローラ２１はメジャーループ
として位置制御系を構成した場合のコトンローラであ
る。１０はサーボモータ部であり、モータ１９と、モー
タ１９の回転位置を検出するエンコーダ２０とを備え、
エンコーダ２０の検出値がデジタル制御回路８のカウン
タ１３に出力される。
し、図３はそのハードウェア構成である。８はデジタル
制御回路であり、全体の制御を行うＣＰＵ１１と、メモ
リ装置としてのＲＯＭ１４，ＲＡＭ１５と、１／０とポ
ートとなるインターフェィス回路１６と、ＰＷＭ回路１
２と、カウンタ１３と、Ａ／Ｄ回路１７とを備え、これ
らがバス１８により接続されている。このデジタル制御
回路８におけるＰＷＭ回路１２は電力制御回路９に接続
され、インターフェィス回路１６はデジタル制御回路８
を上位で制御する上位コントローラ２１に接続されてい
る。この場合、上位コントローラ２１はメジャーループ
として位置制御系を構成した場合のコトンローラであ
る。１０はサーボモータ部であり、モータ１９と、モー
タ１９の回転位置を検出するエンコーダ２０とを備え、
エンコーダ２０の検出値がデジタル制御回路８のカウン
タ１３に出力される。
【００２０】図４はＣＰＵ１１で処理されるソフトウェ
アプログラムのフローチャートである。ｐｅは回転位置
誤差値、ω* は回転速度指令値、ωは回転速度検出値、
ＫAはダイナミックレンジを狭くし分解能を上げたとき
の前段比例制御器１の定数倍の値、ＫB は分解能を粗く
しダイナミックレンジを広げたときの前段比例制御器１
の定数倍の値、ＫC はダイナミックレンジを狭くし分解
能を上げたときの後段比例制御器３の定数倍の値、ＫD
は分解能を粗くしダイナミックレンジを広げたときの後
段比例制御器３の定数倍の値である。２２はカウンタ１
３でカウントされた回転位置誤差値ｐｅや回転速度検出
値ω、さらに回転位置誤差値ｐｅに位置補償演算を施し
た出力の回転速度指令値ω* などの読み込みステップ、
２３は回転速度指令値ω* と回転速度検出値ωの差をと
って回転速度誤差値を求める演算ステップ、２４は回転
位置誤差値ｐｅとの切り替え誤差レベルｓｌとの比較を
行うステップ、２５はＫA 倍演算のステップ、２６はＫ
B 倍演算のステップ、２７は積分演算のステップ、２８
はＫC 倍演算のステップ、２９はＫD 倍演算のステッ
プ、３０は速度補償演算のステップ、３１はデジタル制
御回路８から電力制御回路９への出力を行うステップで
ある。
アプログラムのフローチャートである。ｐｅは回転位置
誤差値、ω* は回転速度指令値、ωは回転速度検出値、
ＫAはダイナミックレンジを狭くし分解能を上げたとき
の前段比例制御器１の定数倍の値、ＫB は分解能を粗く
しダイナミックレンジを広げたときの前段比例制御器１
の定数倍の値、ＫC はダイナミックレンジを狭くし分解
能を上げたときの後段比例制御器３の定数倍の値、ＫD
は分解能を粗くしダイナミックレンジを広げたときの後
段比例制御器３の定数倍の値である。２２はカウンタ１
３でカウントされた回転位置誤差値ｐｅや回転速度検出
値ω、さらに回転位置誤差値ｐｅに位置補償演算を施し
た出力の回転速度指令値ω* などの読み込みステップ、
２３は回転速度指令値ω* と回転速度検出値ωの差をと
って回転速度誤差値を求める演算ステップ、２４は回転
位置誤差値ｐｅとの切り替え誤差レベルｓｌとの比較を
行うステップ、２５はＫA 倍演算のステップ、２６はＫ
B 倍演算のステップ、２７は積分演算のステップ、２８
はＫC 倍演算のステップ、２９はＫD 倍演算のステッ
プ、３０は速度補償演算のステップ、３１はデジタル制
御回路８から電力制御回路９への出力を行うステップで
ある。
【００２１】図５は図３および図４で示された構成を伝
達関数を用いて機能的に表したブロックス線図である。
図５において、９，１９，２０，１３は図３における同
一符号と対応したハードウェアの構成を機能的に表して
いる。２３〜３０は図４における同一符号と対応したソ
フトウェアの構成を機能的に表している。
達関数を用いて機能的に表したブロックス線図である。
図５において、９，１９，２０，１３は図３における同
一符号と対応したハードウェアの構成を機能的に表して
いる。２３〜３０は図４における同一符号と対応したソ
フトウェアの構成を機能的に表している。
【００２２】上記構成においては、ソフトウェア等によ
り任意の回転速度指令ω* を発生させ、カウンタ１３か
ら得られる回転速度検出値ωとの差をＣＰＵ１１により
ソフトウェア演算を行う。その結果としての回転速度誤
差値は、ＫA 倍演算２５あるいはＫB 倍演算２６、積分
演算２７、ＫC 倍演算２８あるいはＫD 演算２９、速度
補償演算３０のソフトウェア演算を経てデジタル制御回
路８から出力される。これらのＫA 倍演算２５あるいは
ＫB 倍演算２６と、それに連動したＫC 倍演算２８ある
いはＫD 倍演算２９の切り替えは、回転位置誤差値ｐｅ
の大小により定常時か起動時かを判別して行う。定常時
のときは、回転速度誤差値が小さいので、ＫB より大き
いＫA 倍演算とそれに連動したＫC 倍演算を選択するこ
とにより制御分解能を向上することができる。起動時の
ときは、回転速度誤差が大きいので、ＫA より小さいＫ
B 倍演算とそれに連動したＫD 倍演算を選択することに
より、各演算でオーバーフローすることなく演算でき
る。
り任意の回転速度指令ω* を発生させ、カウンタ１３か
ら得られる回転速度検出値ωとの差をＣＰＵ１１により
ソフトウェア演算を行う。その結果としての回転速度誤
差値は、ＫA 倍演算２５あるいはＫB 倍演算２６、積分
演算２７、ＫC 倍演算２８あるいはＫD 演算２９、速度
補償演算３０のソフトウェア演算を経てデジタル制御回
路８から出力される。これらのＫA 倍演算２５あるいは
ＫB 倍演算２６と、それに連動したＫC 倍演算２８ある
いはＫD 倍演算２９の切り替えは、回転位置誤差値ｐｅ
の大小により定常時か起動時かを判別して行う。定常時
のときは、回転速度誤差値が小さいので、ＫB より大き
いＫA 倍演算とそれに連動したＫC 倍演算を選択するこ
とにより制御分解能を向上することができる。起動時の
ときは、回転速度誤差が大きいので、ＫA より小さいＫ
B 倍演算とそれに連動したＫD 倍演算を選択することに
より、各演算でオーバーフローすることなく演算でき
る。
【００２３】このような本実施例では、ダイナミックレ
ンジを切り替えることでモータ速度制御範囲を広くする
ことができ、各演算量がオーバーフローや飽和したり、
分解能の不足することがなくなる。また、速度制御系を
デジタル化しているため、経時変化等に良好に対応する
ことができる。
ンジを切り替えることでモータ速度制御範囲を広くする
ことができ、各演算量がオーバーフローや飽和したり、
分解能の不足することがなくなる。また、速度制御系を
デジタル化しているため、経時変化等に良好に対応する
ことができる。
【００２４】
【実施例２】図６ないし図８は本発明の実施例２を示
し、図６はそのハードウェア構成を示す。同図におい
て、９，１０，１９，２０は図３における同一符号の部
分と対応している。３１は指令回転速度発生回路、３２
は回転速度誤差検出回路、３３は前段比例制御器、３４
は積分器、３５は後段比例制御器、３６は速度補償器、
３７は回転速度検出回路であり、Ｆ／Ｖ変換回路３８と
ＬＰＦ３９から成る。４０はダイナミックレンジ制御回
路であり、切り替えレベル設定用トリマ４１と回転位置
誤差検出回路４２とコンパレータ４３とを備えている。
し、図６はそのハードウェア構成を示す。同図におい
て、９，１０，１９，２０は図３における同一符号の部
分と対応している。３１は指令回転速度発生回路、３２
は回転速度誤差検出回路、３３は前段比例制御器、３４
は積分器、３５は後段比例制御器、３６は速度補償器、
３７は回転速度検出回路であり、Ｆ／Ｖ変換回路３８と
ＬＰＦ３９から成る。４０はダイナミックレンジ制御回
路であり、切り替えレベル設定用トリマ４１と回転位置
誤差検出回路４２とコンパレータ４３とを備えている。
【００２５】図７は図６における回転速度誤差検出回路
３２から後段比例制御器３５までの回路を示す。３２
ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａはオペアンプ、３２ｂ，３
２ｃ，３２ｄ，３２ｅは抵抗値Ｒ1 の抵抗、３３ｃ，３
３ｃ，３５ｃは抵抗値Ｒ5 の抵抗、３３ｆ，３３ｇ，３
５ｆ，３５ｇはアナグロスウィッチ、３３ｂは抵抗値Ｒ
2 の抵抗、３３ｄは抵抗値Ｒ3 の抵抗、３３ｅは抵抗値
Ｒ4 の抵抗、３３ｈは抵抗値Ｒ6 の抵抗、３４ｂは抵抗
値Ｒ7 の抵抗、３４ｄは容量Ｃ1 のコンデンサ、３４ｅ
は抵抗値Ｒ8 の抵抗、３５ｂは抵抗値Ｒ9 の抵抗、３５
ｄは抵抗値Ｒ10の抵抗、３５ｅは抵抗値Ｒ11の抵抗、３
５ｈは抵抗値Ｒ12の抵抗である。
３２から後段比例制御器３５までの回路を示す。３２
ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａはオペアンプ、３２ｂ，３
２ｃ，３２ｄ，３２ｅは抵抗値Ｒ1 の抵抗、３３ｃ，３
３ｃ，３５ｃは抵抗値Ｒ5 の抵抗、３３ｆ，３３ｇ，３
５ｆ，３５ｇはアナグロスウィッチ、３３ｂは抵抗値Ｒ
2 の抵抗、３３ｄは抵抗値Ｒ3 の抵抗、３３ｅは抵抗値
Ｒ4 の抵抗、３３ｈは抵抗値Ｒ6 の抵抗、３４ｂは抵抗
値Ｒ7 の抵抗、３４ｄは容量Ｃ1 のコンデンサ、３４ｅ
は抵抗値Ｒ8 の抵抗、３５ｂは抵抗値Ｒ9 の抵抗、３５
ｄは抵抗値Ｒ10の抵抗、３５ｅは抵抗値Ｒ11の抵抗、３
５ｈは抵抗値Ｒ12の抵抗である。
【００２６】図８は図７の構成を機能的に表したブロッ
クス線図である。同図において、９，１９，２０，３２
〜３６，３８，３９は図６における同一符号の部分と対
応し、３３ｆ，３５ｆは図７における同一符号の部分と
対応している。
クス線図である。同図において、９，１９，２０，３２
〜３６，３８，３９は図６における同一符号の部分と対
応し、３３ｆ，３５ｆは図７における同一符号の部分と
対応している。
【００２７】上記構成において、指令回転速度発生回路
３１からの指令回転速度信号と回転速度検出回路３７か
らの回転速度検出信号は、ゲイン１の差動増幅回路をな
す回転速度誤差検出回路３２に入力されることにより回
転速度誤差信号となる。この回転速度誤差信号は増幅回
路をなす前段比例制御回路３３、積分器３４、増幅回路
をなす後段比例制御回路３５、速度補償系３６、電力制
御回路９を介してモータ駆動電流としてモータ１９に印
加される。モータ１９はこのモータ駆動電流に応じて回
転し、エンコーダ２０で回転量に比例した数のパルスが
出力される。このパルスをＦ／Ｖ変換回路３８によりＦ
／Ｖ変換することにより回転速度を検出する。なおＬＰ
Ｆ３９はリップル除去のために挿入されている。
３１からの指令回転速度信号と回転速度検出回路３７か
らの回転速度検出信号は、ゲイン１の差動増幅回路をな
す回転速度誤差検出回路３２に入力されることにより回
転速度誤差信号となる。この回転速度誤差信号は増幅回
路をなす前段比例制御回路３３、積分器３４、増幅回路
をなす後段比例制御回路３５、速度補償系３６、電力制
御回路９を介してモータ駆動電流としてモータ１９に印
加される。モータ１９はこのモータ駆動電流に応じて回
転し、エンコーダ２０で回転量に比例した数のパルスが
出力される。このパルスをＦ／Ｖ変換回路３８によりＦ
／Ｖ変換することにより回転速度を検出する。なおＬＰ
Ｆ３９はリップル除去のために挿入されている。
【００２８】ここで、定常時には、ダイナミックレンジ
制御回路４０からの信号によりアナログスイッチ３３
ｆ，３３ｇ，３５ｆ，３５ｇはＯＦＦになっている。ダ
イナミックレンジ制御回路４０では、切り替えレベル設
定用トリマ４１で設定した電圧値と、回転位置誤差検出
回路４２から出力して図示しない絶対値回路を介して電
圧換算された回転位置誤差とが、コンパレータ４３によ
り比較され、切り替えレベルよりも回転位置誤差が小さ
いためにダイナミックレンジ制御信号は「Ｈ」となり、
アナログスイッチに入力される。これにより、前段比例
制御回路３３のゲインＧpfと後段比例制御回路３５のゲ
インＧpbは以下に示すようになる。
制御回路４０からの信号によりアナログスイッチ３３
ｆ，３３ｇ，３５ｆ，３５ｇはＯＦＦになっている。ダ
イナミックレンジ制御回路４０では、切り替えレベル設
定用トリマ４１で設定した電圧値と、回転位置誤差検出
回路４２から出力して図示しない絶対値回路を介して電
圧換算された回転位置誤差とが、コンパレータ４３によ
り比較され、切り替えレベルよりも回転位置誤差が小さ
いためにダイナミックレンジ制御信号は「Ｈ」となり、
アナログスイッチに入力される。これにより、前段比例
制御回路３３のゲインＧpfと後段比例制御回路３５のゲ
インＧpbは以下に示すようになる。
【００２９】 Ｇpf＝−Ｒ3 ／Ｒ2 ・・・式７ Ｇpb＝−Ｒ10／Ｒ9 ・・・式８ 定常時には回転速度誤差信号が小さいため、ケインＧpf
が大きくなるようにＲ2，Ｒ3 ，Ｒ9 ，Ｒ10の値を定め
て制御分解能を上げる。
が大きくなるようにＲ2，Ｒ3 ，Ｒ9 ，Ｒ10の値を定め
て制御分解能を上げる。
【００３０】次に起動時には、ダイナミックレンジ制御
信号が「Ｌ」となりアナログスイッチ３３ｆ，３３ｇ，
３５ｆ，３５ｇはＯＮになる。これにより前段比例制御
回路３３のゲインＧpfと後段比例制御回路３５のゲイン
Ｇpbは以下に示すようになる。
信号が「Ｌ」となりアナログスイッチ３３ｆ，３３ｇ，
３５ｆ，３５ｇはＯＮになる。これにより前段比例制御
回路３３のゲインＧpfと後段比例制御回路３５のゲイン
Ｇpbは以下に示すようになる。
【００３１】 Ｇpf＝−Ｒ3 ／Ｒ4 ×（Ｒ2 ＋Ｒ6 ）／｛Ｒ2 ×Ｒ6 ×（Ｒ3 ＋Ｒ4 ）｝ ・・・式９ Ｇpb＝−Ｒ10／Ｒ11×（Ｒ9 ＋Ｒ12）／｛Ｒ9 ×Ｒ12×（Ｒ10＋Ｒ11）｝ ・・・式１０
【００３２】このとき、レンジ切り替えを行っても速度
制御系の一巡伝達関数が変わらない条件である式３は、
以下のように抵抗値を選ぶことで満たすことができる。
制御系の一巡伝達関数が変わらない条件である式３は、
以下のように抵抗値を選ぶことで満たすことができる。
【００３１】 Ｒ2 ／Ｒ6 ＝Ｒ3 ／Ｒ4 ・・・式１１ Ｒ9 ／Ｒ12＝Ｒ10／Ｒ11 ・・・式１２
【００３２】さらに、起動時には回転速度誤差が大きい
ため、ゲインＧpfが小さくなるように抵抗値を定めて制
御信号の飽和を防止する。このような本実施例において
はもダイナミックレンジを切り替えることでモータ速度
制御範囲を広くすることができ、各演算量が飽和した
り、分解能が不足することがなくなる。しかも本実施例
では、高ゲイン・高精度のオペアンプを用いる必要がな
くなり、構成が簡単で安価に製造することができる。
ため、ゲインＧpfが小さくなるように抵抗値を定めて制
御信号の飽和を防止する。このような本実施例において
はもダイナミックレンジを切り替えることでモータ速度
制御範囲を広くすることができ、各演算量が飽和した
り、分解能が不足することがなくなる。しかも本実施例
では、高ゲイン・高精度のオペアンプを用いる必要がな
くなり、構成が簡単で安価に製造することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ダイナミックレンジを切り替えるため各制御量が飽和や
オーバーフローすることがないと共に、分解能が不足す
ることなく、モータ粗度制御範囲を広くすることがで
き、これにより高精度なモータ速度制御を広範囲に行う
ことができる。
ダイナミックレンジを切り替えるため各制御量が飽和や
オーバーフローすることがないと共に、分解能が不足す
ることなく、モータ粗度制御範囲を広くすることがで
き、これにより高精度なモータ速度制御を広範囲に行う
ことができる。
【図１】本発明のモータ速度制御装置の構成を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明を機能的に表したブロック線図である。
【図３】実施例１におけるハードウェア構成を示す図で
ある。
ある。
【図４】実施例１におけるソフトウェアプログラムのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】実施例１における構成を機能的に表したブロッ
ク線図である。
ク線図である。
【図６】実施例２におけるハードウェア構成を示す図で
ある。
ある。
【図７】実施例２の回転速度誤差検出回路から後段比例
制御器までの回路図である。
制御器までの回路図である。
【図８】実施例２の構成を機能的に表したブロック線図
である。
である。
【図９】従来のモータ速度制御装置の構成を示す図であ
る。
る。
【図１０】従来の構成を機能的に表したブロック線図で
ある。
ある。
１ 前段比例制御器 ２ 積分器 ３ 後段比例制御器 ６ ダイナミックレンジ制御信号 ４４ 指令回転速度発生回路 ４５ 回転速度検出回路 ４６ 回転速度誤差検出回路 ５０ モータ
Claims (1)
- 【請求項１】 指令回転速度と実際の回転速度との差で
ある回転速度誤差信号によってモータの回転速度を制御
するモータ速度制御装置において、前記回転速度誤差信
号を積分する積分器の入力側と出力側とにダイナミック
レンジが切り替えられる比例制御器を配設したことを特
徴とするモータ速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304631A JPH06133577A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | モータ速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304631A JPH06133577A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | モータ速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06133577A true JPH06133577A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17935363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304631A Pending JPH06133577A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | モータ速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06133577A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014134368A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Noritz Corp | 温風暖房装置及び温風暖房装置の送風機制御方法 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP4304631A patent/JPH06133577A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014134368A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Noritz Corp | 温風暖房装置及び温風暖房装置の送風機制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010904 |