JPH06165554A - Method and system for contant speed control of motor - Google Patents

Method and system for contant speed control of motor

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JPH06165554A
JPH06165554A JP43A JP31683992A JPH06165554A JP H06165554 A JPH06165554 A JP H06165554A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 31683992 A JP31683992 A JP 31683992A JP H06165554 A JPH06165554 A JP H06165554A
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JP
Japan
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load
rotation speed
predicted
electric motor
detected
Prior art date
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Application number
JP43A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Shinba
薫 榛葉
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Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06165554A publication Critical patent/JPH06165554A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a constant speed controller for motor in which fluctuation of rotational speed due to abrupt variation of load can be suppressed. CONSTITUTION:Constant speed control system for feeding back actual rotational speed of motor comprises a load variation predictive position detecting means 10 for detecting a specific position predictive of abrupt variation of load 2 as a load variation predictive position, and an operating amount correcting means 11 for detecting temporal variation of actual rotational speed every time when a load variation predictive position is detected and forcibly varying the operating amount, by an amount corresponding to a predicted variation of the load, in the direction for suppressing fluctuation of rotational speed due to variation of load when a predicted variation of load is detected from the temporal variation of actual rotational speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の回転速度を設
定回転速度に保つように制御する定速度制御方法及び該
方法を実施するために用いる定速度制御装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant speed control method for controlling the rotation speed of an electric motor so as to keep it at a set rotation speed, and a constant speed control device used for implementing the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来の電動機の定速度制御装置の
構成を示したもので、同図において1は制御対象として
の電動機、2は電動機1により駆動される負荷、3は電
動機1の回転を検出する回転センサである。図示の回転
センサ3はロータリエンコーダからなっていて、電動機
の出力軸が所定の角度回転する毎にパルス信号を発生す
る。4は速度検出手段で、この速度検出手段は、一定の
時間毎に回転センサ3の出力をサンプリングして一定時
間内に回転センサが出力するパルスを電動機の実回転速
度の情報を含む回転速度検出信号として出力する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows the configuration of a conventional constant speed control device for an electric motor. In FIG. 3, 1 is an electric motor to be controlled, 2 is a load driven by the electric motor 1, and 3 is an electric motor 1. It is a rotation sensor that detects rotation. The illustrated rotation sensor 3 is composed of a rotary encoder and generates a pulse signal every time the output shaft of the electric motor rotates by a predetermined angle. Reference numeral 4 denotes a speed detecting means, which samples the output of the rotation sensor 3 at regular time intervals and detects a pulse output from the rotation sensor within a constant time by detecting the rotational speed of the electric motor. Output as a signal.

【0003】5は電動機の設定回転速度の情報を含む速
度設定信号を出力する速度設定手段、6は回転速度検出
信号と速度設定信号とを入力とする偏差検出手段で、こ
の偏差検出手段は、速度検出手段4が出力する回転速度
検出信号から得られる電動機の実回転速度と速度設定手
段5が発生する速度設定信号から得られる設定回転速度
とを比較して、実回転速度と設定回転速度との偏差を検
出する。
Reference numeral 5 is a speed setting means for outputting a speed setting signal containing information on the set rotation speed of the electric motor, and 6 is deviation detecting means for inputting the rotation speed detection signal and the speed setting signal. The actual rotation speed of the electric motor obtained from the rotation speed detection signal output by the speed detection means 4 and the set rotation speed obtained from the speed setting signal generated by the speed setting means 5 are compared to determine the actual rotation speed and the set rotation speed. Detect the deviation of.

【0004】速度検出手段4が出力する回転速度検出信
号は例えば図4(B)に示すように、パルスの発生間隔
Tx が電動機の回転速度に反比例している矩形波パルス
であり、速度設定手段5が発生する速度設定信号は図4
(A)に示すようにパルスの発生間隔Ts が設定回転速
度に反比例している矩形波状の基準パルスである。偏差
検出手段6は、例えばパルス発生間隔Tx とTs とを比
較して、Tx とTs との差から実回転速度と設定回転速
度との偏差を検出する。
For example, as shown in FIG. 4B, the rotation speed detection signal output from the speed detection means 4 is a rectangular wave pulse whose pulse generation interval Tx is inversely proportional to the rotation speed of the motor. The speed setting signal generated by 5 is shown in Fig. 4.
As shown in (A), the pulse generation interval Ts is a rectangular-wave-shaped reference pulse that is inversely proportional to the set rotation speed. The deviation detecting means 6 compares the pulse generation intervals Tx and Ts, for example, and detects the deviation between the actual rotation speed and the set rotation speed from the difference between Tx and Ts.

【0005】7は操作量演算手段、8は電動機駆動部
で、操作量演算手段7は、上記偏差検出手段により検出
された偏差を入力として所定の比例、積分、微分演算
(PID演算)を行なうことにより、該偏差を零にする
ために電動機1に流す必要がある駆動電流に相応した量
を操作量として演算する。図示の電動機駆動部8は、パ
ルス幅変調信号発生手段8aと、電動機1の駆動電流を
オンオフするトランジスタ等のスイッチ手段を備えた駆
動電流制御手段8bとにより構成される。パルス幅変調
信号発生手段8aは、操作量演算手段7から与えられる
操作量によりパルス幅変調されたパルス信号を発生し、
駆動電流制御手段8bは、このパルス信号によりスイッ
チ手段をオンオフさせて演算された操作量に相応した駆
動電流を電動機に供給する。これにより電動機の実回転
速度と設定回転速度との偏差を零に近づけるように制御
する。
Reference numeral 7 is a manipulated variable calculating means, 8 is a motor driving section, and the manipulated variable calculating means 7 performs predetermined proportional, integral, and derivative calculations (PID calculation) with the deviation detected by the deviation detecting means as an input. As a result, an amount corresponding to the drive current that needs to be passed through the electric motor 1 to reduce the deviation to zero is calculated as the manipulated variable. The illustrated electric motor drive unit 8 is composed of a pulse width modulation signal generation means 8a and a drive current control means 8b provided with a switch means such as a transistor for turning on / off the drive current of the electric motor 1. The pulse width modulation signal generating means 8a generates a pulse signal whose pulse width is modulated by the operation amount given from the operation amount calculating means 7,
The drive current control means 8b turns on and off the switch means by this pulse signal and supplies a drive current corresponding to the calculated operation amount to the electric motor. As a result, the deviation between the actual rotation speed of the electric motor and the set rotation speed is controlled to approach zero.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の定速度制御装置
において、定常時の比較的ゆっくりとした負荷変動に対
して回転速度の変動を少なくするように制御系の定数を
設定した場合、定常時の負荷変動よりも急激な負荷変動
が生じると、制御系がその負荷の急変に追従することが
できず、急激な負荷変動に対して回転速度の変動幅が大
きくなるという問題があった。
In the conventional constant speed control device, when the constant of the control system is set so as to reduce the fluctuation of the rotation speed with respect to the relatively slow load fluctuation at the steady time, If a load change more abruptly than the load change occurs, the control system cannot follow the abrupt change of the load, and there is a problem that the fluctuation range of the rotation speed increases with respect to the abrupt load change.

【0007】例えば、電動機により駆動される負荷が、
電動機の回転に伴って変位していく過程で、特定の位置
で負荷が急激に変化することが予測される場合に、制御
系の定数を負荷が比較的ゆっくりと変化する場合に適合
するように設定しておくと、特定の位置で負荷が急激に
変化した場合に回転速度の変動幅が大きくなるという問
題があった。
For example, if the load driven by the electric motor is
If it is predicted that the load will change abruptly at a specific position in the process of displacement as the motor rotates, adjust the control system constants so that the load changes relatively slowly. If it is set, there is a problem that the fluctuation range of the rotation speed becomes large when the load suddenly changes at a specific position.

【0008】この場合、急激な負荷変動に追従し得るよ
うに制御系の定数を設定して制御系の感度を高くしてお
くことも考えられるが、その場合には、定常時の比較的
ゆっくりとした負荷変動に対する回転速度の変動幅が大
きくなり、電動機の回転が不安定になるのを避けられな
かった。
In this case, it is conceivable to set the constant of the control system to increase the sensitivity of the control system so that it can follow a sudden load change. It was unavoidable that the rotation speed of the electric motor became unstable due to the large fluctuation range of the rotation speed with respect to the load fluctuation.

【0009】本発明の目的は、定常時の回転速度の変動
を大きくすることなく、負荷の急変に対する回転速度の
変動を抑制できるようにした電動機の定速度制御方法及
び該方法を実施するために用いる定速度制御装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to implement a constant speed control method for a motor and a method for controlling the constant speed of a motor capable of suppressing the fluctuation of the rotation speed due to a sudden change of the load without increasing the fluctuation of the rotation speed in a steady state. It is to provide a constant speed control device to be used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】一般に負荷の急変は任意
の位置で突然生じるのではなく、負荷の構造や、負荷の
特性等により、負荷の急変が生じることが予測される位
置及び負荷の変化幅は予め分かっているのが普通であ
る。本発明では、この点に着目して、定常時には従来通
りのフィードバック制御を行なわせ、負荷の急変が予測
される位置では予測された負荷変動が生じているかどう
かの検出を行なわせて、実際に負荷変動が生じたことが
検出された場合には、直に予測した負荷変動に基づいて
予め定めた量だけ操作量を修正する予測制御を行なわせ
ることにより、負荷の急変に対する回転速度の変動を抑
制しようとするものである。
Generally, a sudden change in load does not suddenly occur at an arbitrary position, but a position and a load change in which a sudden change in load is predicted to occur due to the structure of the load, the characteristics of the load, etc. The width is usually known in advance. In the present invention, paying attention to this point, the conventional feedback control is performed in the steady state, and it is detected whether or not the predicted load fluctuation occurs at the position where the sudden change of the load is predicted, and the actual feedback control is performed. When it is detected that a load change has occurred, the predictive control is performed to correct the operation amount by a predetermined amount based on the load change predicted directly, so that the change in the rotation speed with respect to the sudden change in the load is changed. It is something that we try to suppress.

【0011】即ち、本発明に係わる定速度制御方法は、
変位の過程の特定の位置で急変が予測される負荷を駆動
する電動機の実回転速度を検出し、該実回転速度と設定
回転速度との偏差を零にするように電動機の駆動電流を
制御する方法であって、本発明においては、負荷の急変
が予測される特定の位置を負荷変動予測位置として検出
し、負荷変動予測位置が検出される毎に予測された負荷
変動が生じているか否かを検出し、予測された負荷変動
が生じていることが検出されたときには直に該負荷変動
による回転速度の変動を抑える方向に電動機の駆動電流
を、予測された負荷変動に適合した量だけ強制的に変化
させる。
That is, the constant speed control method according to the present invention is
Detects the actual rotation speed of the electric motor that drives a load where a sudden change is predicted at a specific position during the displacement process, and controls the drive current of the electric motor so that the deviation between the actual rotation speed and the set rotation speed becomes zero. In the present invention, a specific position where a sudden change in load is predicted is detected as a load fluctuation prediction position, and whether or not the predicted load fluctuation occurs every time the load fluctuation prediction position is detected. When it is detected that the predicted load fluctuation has occurred, the drive current of the electric motor is immediately forced to suppress the fluctuation of the rotation speed due to the load fluctuation by an amount suitable for the predicted load fluctuation. Change.

【0012】本発明に係わる定速度制御装置は、変位の
過程の特定の位置で急変が予測される負荷を駆動する電
動機の回転速度を設定回転速度に保つように制御する電
動機の定速度制御装置である。
A constant speed control device according to the present invention is a constant speed control device for an electric motor for controlling a rotation speed of a motor for driving a load, which is expected to change abruptly at a specific position in a displacement process, so as to maintain the rotation speed at a set rotation speed. Is.

【0013】本発明においては、電動機の回転を検出す
る回転センサの出力を一定時間毎にサンプリングして電
動機の実回転速度の情報を含む回転速度検出信号を発生
する速度検出手段と、電動機の設定回転速度の情報を含
む速度設定信号を発生する速度設定手段と、回転速度検
出信号から得られた実回転速度と前記速度設定信号から
得られた設定回転速度とを比較して設定回転速度と実回
転速度との偏差を検出する偏差検出手段と、偏差を零に
するために電動機に流す必要がある駆動電流に相応した
量を操作量として演算する操作量演算手段と、操作量に
応じて電動機に駆動電流を流す電動機駆動部と、負荷の
急変が予測される特定の位置を負荷変動予測位置として
検出する負荷変動予測位置検出手段と、負荷変動予測位
置が検出される毎に実回転速度の時間的変化を検出して
該実回転速度の時間的変化から予測された負荷変動を生
じていることが検出されたときに該負荷変動により生じ
る回転速度の変動を抑える方向に操作量を予測され負荷
の変動幅に適合した量だけ強制的に変化させる操作量修
正手段とを設けた。
According to the present invention, the output of the rotation sensor for detecting the rotation of the electric motor is sampled at regular intervals to generate a rotational speed detection signal containing information on the actual rotational speed of the electric motor, and the setting of the electric motor. A speed setting means for generating a speed setting signal including information on the rotation speed, an actual rotation speed obtained from the rotation speed detection signal and a set rotation speed obtained from the speed setting signal are compared to set the actual rotation speed and the actual rotation speed. Deviation detecting means for detecting a deviation from the rotation speed, operation amount calculating means for calculating an operation amount corresponding to a drive current required to flow to the electric motor in order to reduce the deviation to zero, and an electric motor according to the operation amount. A motor drive section that supplies a drive current to the load, a load fluctuation predicted position detection unit that detects a specific position where a sudden change in load is predicted as a load fluctuation predicted position, and a load fluctuation predicted position every time the load fluctuation predicted position is detected. When detecting a temporal change in the actual rotation speed and detecting that a load fluctuation predicted from the temporal change in the actual rotation speed is detected, the operation is performed in a direction to suppress the fluctuation in the rotation speed caused by the load fluctuation. An operation amount correction means for forcibly changing the amount by an amount that is predicted and adapted to the fluctuation range of the load is provided.

【0014】[0014]

【作用】上記のように、実回転速度と設定回転速度との
偏差を零にするように電動機の駆動電流を制御して定速
度制御を行なう場合に、負荷の急変が予測される特定の
位置を負荷変動予測位置として検出して、負荷変動予測
位置が検出される毎に、予測された負荷変動が生じてい
るか否かの検出を行ない、予測された負荷変動が生じて
いることが検出されたときに該負荷変動による回転速度
の変動を抑える方向に電動機の駆動電流を強制的に変化
させるようにすると、負荷が急変した場合に回転速度の
変動を抑える方向に駆動電流を適確な量だけ迅速に変化
させることができるため、負荷が急変した場合に、回転
速度の変動が大きくなる前にその変動を抑えることがで
きる。従って、負荷の急変時の回転速度の変動幅を小さ
くすることができる。
As described above, when constant speed control is performed by controlling the drive current of the electric motor so as to make the deviation between the actual rotation speed and the set rotation speed zero, a specific position where a sudden change in load is predicted. Is detected as the load fluctuation predicted position, and each time the load fluctuation predicted position is detected, it is detected whether or not the predicted load fluctuation has occurred, and it is detected that the predicted load fluctuation has occurred. If the drive current of the motor is forcibly changed in the direction of suppressing the fluctuation of the rotation speed due to the load fluctuation when the load fluctuates, an appropriate amount of the drive current can be suppressed in the direction of suppressing the fluctuation of the rotation speed when the load suddenly changes. Therefore, when the load suddenly changes, it is possible to suppress the fluctuation before the fluctuation of the rotation speed becomes large. Therefore, the fluctuation range of the rotation speed when the load changes suddenly can be reduced.

【0015】定常時には従来通りのフィードバック制御
が行われるため、定常時の負荷変動に対する回転速度の
変動幅が大きくなることはない。
Since the conventional feedback control is performed in the steady state, the fluctuation range of the rotation speed with respect to the load variation in the steady state does not increase.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の実施例を示したもので、同図
において1は制御対象としての電動機、2は予め分かっ
ている特定の位置で、急に重くなったり軽くなったりす
ることがある電動機の負荷である。3は電動機1の回転
を検出する回転センサ、4は一定の時間毎に回転センサ
3の出力をサンプリングして一定時間内に回転センサが
出力するパルスを電動機の実回転速度の情報を含む回転
速度検出信号として出力する速度検出手段、5は電動機
の設定回転速度の情報を含む速度設定信号を出力する速
度設定手段、6は速度検出手段4から得られる回転速度
検出信号により検出されて電動機の実回転速度と速度設
定手段5が発生する速度設定信号から得られる設定回転
速度とを比較して、実回転速度と設定回転速度との偏差
を検出する偏差検出手段、7は偏差を零にするために電
動機に流す必要がある駆動電流に相応した量を操作量と
して演算する操作量演算手段、8は操作量に応じて電動
機に駆動電流を流す電動機駆動部で、これらは図3に示
した従来の装置と同様に構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an electric motor to be controlled and 2 is a predetermined position which is known to be suddenly heavy or light. There is a load on the motor. Reference numeral 3 is a rotation sensor that detects the rotation of the electric motor 1, and 4 is a rotation speed that includes the information of the actual rotation speed of the electric motor, and outputs the pulse of the rotation sensor 3 within a fixed time by sampling the output of the rotation sensor 3 at fixed time intervals. The speed detecting means 5 for outputting as a detection signal, 5 is a speed setting means for outputting a speed setting signal including information on the setting rotational speed of the electric motor, and 6 is the actual speed of the electric motor detected by the rotational speed detecting signal obtained from the speed detecting means 4. Deviation detecting means for comparing the rotational speed and the set rotational speed obtained from the speed setting signal generated by the speed setting means 5 to detect the deviation between the actual rotational speed and the set rotational speed, and 7 for making the deviation zero 3 is a manipulated variable calculating means for calculating a manipulated variable corresponding to a driving current required to flow to the electric motor, and 8 is a motor driving unit for supplying a driving current to the electric motor according to the manipulated variable. It is configured similarly to the conventional apparatus.

【0017】本実施例においては、図3に示した構成に
加えて更に、負荷2の位置が設定された基準位置に達し
たことを検出する位置検出器9と、位置検出器9により
設定された位置が検出された時刻から回転センサ(この
例ではロータリエンコーダ)3が出力するパルスの数を
計数することにより負荷の急変が予測される特定の位置
を負荷変動予測位置として検出する負荷変動予測位置検
出手段10と、負荷変動予測位置が検出される毎に、実
回転速度の時間的変化を検出して、該実回転速度の時間
的変化から予測された負荷変動が生じていることが検出
されたときに該負荷変動により生じる回転速度の変動を
抑える方向に操作量を、予測された負荷の変動幅に適合
した量だけ強制的に変化させる操作量修正手段11とが
設けられている。
In the present embodiment, in addition to the configuration shown in FIG. 3, a position detector 9 for detecting that the position of the load 2 has reached a set reference position, and a position detector 9 are set. Load fluctuation prediction for detecting a specific position where a sudden change in load is predicted by counting the number of pulses output from the rotation sensor (rotary encoder in this example) from the time when the position is detected Each time the position detection means 10 and the load fluctuation predicted position are detected, a temporal change in the actual rotation speed is detected, and it is detected that the predicted load fluctuation occurs from the temporal change in the actual rotation speed. The operation amount correction means 11 is provided for forcibly changing the operation amount by an amount suitable for the predicted fluctuation range of the load in the direction of suppressing the fluctuation of the rotation speed caused by the load fluctuation.

【0018】位置検出器9は、負荷の可動部が予め定め
られた基準位置に達したことを検出するもので、負荷の
可動部が所定の位置に達したことが検出されたときに電
気信号を発生するものであればいかなる構成のものでも
よい。この位置検出器としては、例えば、負荷の可動部
に取付けた磁石と固定位置に設けられて該磁石に対向し
た際に位置検出信号を発生する磁気検出器とにより構成
できる。また負荷の可動部に設けた突起と、該突起が接
触したときに動作するリミットスイッチ等により、この
位置検出器を構成することもできる。
The position detector 9 detects that the movable part of the load has reached a predetermined reference position. When the movable part of the load is detected to have reached a predetermined position, an electric signal is sent. Any configuration may be used as long as it can generate. This position detector can be composed of, for example, a magnet attached to the movable portion of the load and a magnetic detector which is provided at a fixed position and generates a position detection signal when facing the magnet. This position detector can also be configured by a protrusion provided on the movable portion of the load and a limit switch that operates when the protrusion comes into contact.

【0019】ここでは、図2(A)に示すように、位置
検出器9が検出する負荷の可動部の基準位置をOとし、
負荷の可動部が特定の位置L1 に達したときに同図
(D)に示すように重負荷側への急な負荷変動が生じ、
特定位置L2 で軽負荷側への急な負荷変動が生じ、特定
位置L3 で負荷が定常時の大きさに急に戻る(重負荷側
への変動が生じる)ものとする。
Here, as shown in FIG. 2A, the reference position of the movable portion of the load detected by the position detector 9 is O,
When the movable part of the load reaches a specific position L1, a sudden load change to the heavy load side occurs as shown in FIG.
It is assumed that a sudden load change to the light load side occurs at the specific position L2, and the load suddenly returns to the steady-state magnitude (a change to the heavy load side occurs) at the specific position L3.

【0020】負荷変動予測位置検出手段10は、位置検
出器9が基準位置Oで位置検出信号を発生した時刻to
で、一定の回転角度毎に回転センサ3が発生するパルス
の計数を開始して、その計数値から負荷の急変が生じる
ことが予測される位置L1 ,L2 ,L3 に達する時刻t
1 ,t2 及びt3 をそれぞれ検出する。
The load fluctuation predicted position detection means 10 detects the time t0 at which the position detector 9 generates a position detection signal at the reference position O.
At time t, when counting of the pulses generated by the rotation sensor 3 is started at a constant rotation angle and the load is predicted to suddenly change from the count value, the time t reaches L1, L2, L3.
Detect 1, t2 and t3 respectively.

【0021】負荷変動予測位置検出手段10が時刻t1
で重負荷側への負荷の急変が予測される位置L1 を検出
すると、操作量修正手段11は、速度検出手段4が検出
する電動機の実回転速度の時間的な変化を検出する。こ
の実回転速度の時間的な変化は、今回の実回転速度のサ
ンプリング値と、前回の実回転速度のサンプリング値と
の差を取ることにより検出することができる。また、負
荷が重くなったときには実回転速度が低下し、負荷が軽
くなったときには実回転速度が上昇するので、負荷変動
が重負荷側への変動であるのか、軽負荷側への変動であ
るのかは、実回転速度の時間的な変化の極性から知るこ
とができる。
The load fluctuation predicted position detecting means 10 detects the time t1.
When the position L1 at which a sudden change in the load to the heavy load side is predicted is detected, the manipulated variable correcting unit 11 detects a temporal change in the actual rotation speed of the electric motor detected by the speed detecting unit 4. This temporal change in the actual rotation speed can be detected by taking the difference between the current actual rotation speed sampling value and the previous actual rotation speed sampling value. Also, when the load becomes heavy, the actual rotation speed decreases, and when the load becomes light, the actual rotation speed rises. Therefore, the load change is a change to the heavy load side or a change to the light load side. It can be known from the polarity of the temporal change of the actual rotation speed.

【0022】本実施例においては、時刻t1 で、重負荷
側への負荷の急変が予測される位置L1 が検出されたと
きに、実回転速度のサンプリング値を取り込んで、実回
転速度の今回のサンプリング値と前回のサンプリング値
との差をとり、今回のサンプリング値が前回のサンプリ
ング値よりも低くなっていることが所定の回数(数回)
検出されたときに、負荷変動予測位置L1 で重負荷側へ
の負荷変動が生じたことを検出する。負荷変動予測位置
L1 で重負荷側への負荷変動が生じたことが検出された
ときには、その負荷変動による回転速度の低下を抑える
方向に(回転速度を上昇させる方向に)、予測される負
荷の変動幅に見合った量だけ、電動機駆動部8に与える
操作量を強制的に変化させる(電動機の駆動電流を増加
させる)。これにより、電動機を増速し、その回転速度
の低下を抑制する。実回転速度の今回のサプリング値と
前回のサンプリング値との比較から、回転速度の低下が
止まったことが検出されたときには、操作量の変更を解
除して、定常時の制御に移行させる。
In the present embodiment, when the position L1 at which a sudden change in the load to the heavy load side is predicted is detected at time t1, the sampling value of the actual rotation speed is taken in and the current rotation speed The difference between the sampled value and the previous sampled value is calculated, and the current sampled value is lower than the previous sampled value a predetermined number of times (several times)
When it is detected, it is detected that a load change to the heavy load side has occurred at the load change predicted position L1. When it is detected that the load fluctuation to the heavy load side occurs at the load fluctuation predicted position L1, the predicted load is changed in the direction of suppressing the decrease of the rotation speed due to the load fluctuation (in the direction of increasing the rotation speed). The amount of operation given to the electric motor drive unit 8 is forcibly changed by an amount commensurate with the fluctuation range (the drive current of the electric motor is increased). As a result, the speed of the electric motor is increased and the decrease in the rotation speed is suppressed. When it is detected from the comparison between the current sampling value of the actual rotation speed and the previous sampling value, when it is detected that the rotation speed has stopped decreasing, the change of the operation amount is canceled and the control is shifted to the steady state.

【0023】また時刻t2 で負荷が急に軽くなることが
予測される位置L2 が検出されたときには、実回転速度
の今回のサンプリング値が前回のサンプリング値よりも
大きくなっていることが所定の回数検出された場合に、
軽負荷側への負荷変動が生じたことを検出し、このとき
電動機駆動部8に与えられる操作量を、電動機の回転速
度を抑える方向に、予測される負荷変動に適合した量だ
け変化させる。これにより電動機の実回転速度の上昇を
抑え、速度変動を抑制する。実回転速度の今回のサプリ
ング値と前回のサンプリング値との比較から、回転速度
の上昇が止まったことが検出されたときには、操作量の
変更を解除して、定常時の制御に移行させる。
When the position L2 at which the load is predicted to be suddenly lightened is detected at time t2, it is determined that the current sampling value of the actual rotation speed is larger than the previous sampling value a predetermined number of times. If detected,
It is detected that a load change to the light load side has occurred, and at this time, the operation amount given to the electric motor drive unit 8 is changed in the direction of suppressing the rotation speed of the electric motor by an amount suitable for the predicted load change. This suppresses an increase in the actual rotation speed of the electric motor and suppresses speed fluctuations. When it is detected from the comparison between the current sampling value of the actual rotation speed and the previous sampling value, when it is detected that the rotation speed has stopped increasing, the change of the operation amount is canceled and the control is shifted to the steady state.

【0024】電動機として、逆転可能なものを用いる場
合には、予測される軽負荷側への負荷の変動幅が大き
く、回転速度の大幅な上昇が予測される場合に、電動機
に一時的に逆転方向の駆動電流を流して、電動機に制動
をかけるようにすることもできる。
When a reversible motor is used as the electric motor, when the predicted fluctuation range of the load to the light load side is large and a large increase in the rotation speed is predicted, the electric motor is temporarily reversed. It is also possible to apply a directional drive current to brake the electric motor.

【0025】時刻t3 で特定位置L3 が検出され、実回
転速度の時間的な変化から、重負荷側への負荷変動が生
じたことが検出されたときには、直に、電動機を増速す
る方向に操作量を修正して回転速度の低下を抑え、速度
変動を抑制する。実回転速度の今回のサプリング値と前
回のサンプリング値との比較から、回転速度の低下が止
まったことが検出されたときには、操作量の変更を解除
して、定常時の制御に移行させる。
At time t3, the specific position L3 is detected, and when it is detected that the load change to the heavy load side occurs from the temporal change of the actual rotation speed, immediately in the direction of increasing the speed of the electric motor. Correct the operation amount to suppress the decrease in rotation speed and suppress speed fluctuations. When it is detected from the comparison between the current sampling value of the actual rotation speed and the previous sampling value, when it is detected that the rotation speed has stopped decreasing, the change of the operation amount is canceled and the control is shifted to the steady state.

【0026】図2(D)に示すような負荷の急変が生じ
る場合、従来通りのフィードバック制御のみを行なわせ
た場合には、図2(B)に示したように、負荷が急変し
た際に回転速度が大幅に変化するのを避けられない。こ
れに対し、上記実施例のように予測制御を併用した場合
には、図2(C)に示すように、負荷の急変に対する回
転速度の変動幅を小さくすることができ、電動機の回転
を安定にすることができる。
When a sudden change in load occurs as shown in FIG. 2D, when only conventional feedback control is performed, as shown in FIG. 2B, when the load suddenly changes. It is inevitable that the rotation speed will change significantly. On the other hand, when the predictive control is also used as in the above embodiment, as shown in FIG. 2C, the fluctuation range of the rotation speed with respect to the sudden change of the load can be reduced and the rotation of the electric motor can be stabilized. Can be

【0027】上記の実施例では、位置検出器により負荷
の基準位置を検出して、この基準位置から回転センサの
出力パルス(位置検出パルス)を計数することにより、
負荷の急変が予測される各位置を負荷変動予測位置とし
て検出するようにしたが、各負荷変動予測位置にそれぞ
れ位置検出器を配置して、各負荷変動予測位置を各位置
検出器により直接検出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the reference position of the load is detected by the position detector, and the output pulse (position detection pulse) of the rotation sensor is counted from this reference position,
Although each position where a sudden change in load is predicted is detected as a load fluctuation prediction position, a position detector is placed at each load fluctuation prediction position and each load fluctuation prediction position is directly detected by each position detector. You may do it.

【0028】上記実施例において、操作量修正手段11
は、負荷変動予測位置が検出されて、実際に負荷変動が
生じたことが検出されたときに、電動機駆動部に与える
操作量を強制的に修正するように構成すればよく、操作
量の修正方法は任意である。例えば操作量演算手段7が
演算した操作量に修正分を加算または減算することによ
り操作量を修正するようにしてもよく、また操作量演算
手段におけるPID演算の定数を変更することにより、
操作量を修正するようにしてもよい。
In the above embodiment, the manipulated variable correcting means 11
Can be configured to forcibly correct the operation amount given to the motor drive unit when the predicted load change position is detected and when the actual load change is detected. The method is arbitrary. For example, the operation amount may be corrected by adding or subtracting a correction amount to the operation amount calculated by the operation amount calculating means 7, or by changing the constant of the PID calculation in the operation amount calculating means,
The operation amount may be corrected.

【0029】尚偏差検出手段6、操作量演算手段7及び
操作量修正手段11は、アナログ演算回路により構成し
てもよく、また所定のプログラムによってマイクロコン
ピュータを動作させることにより実現するようにしても
よい。
The deviation detecting means 6, the manipulated variable calculating means 7, and the manipulated variable correcting means 11 may be constituted by an analog arithmetic circuit, or may be realized by operating a microcomputer by a predetermined program. Good.

【0030】上記の実施例では、速度設定手段5がパル
ス状の基準信号を発生するとしたが、偏差検出手段6及
び操作量演算手段7等をコンピュータにより実現する場
合には、CPUに設定回転速度をデジタル的に与える回
路により速度設定手段を構成することができる。
In the above embodiment, the speed setting means 5 generates the pulse-shaped reference signal, but when the deviation detecting means 6 and the operation amount calculating means 7 are realized by a computer, the CPU sets the rotation speed. The speed setting means can be configured by a circuit that digitally gives.

【0031】上記の実施例では、位置検出器9を設けて
いるが、回転センサ3として、電動機の出力軸または負
荷の絶対位置を検出し得るものを用いる場合には、該回
転センサの出力から負荷の各位置を検出できるため、位
置検出器9を設ける必要はない。
In the above embodiment, the position detector 9 is provided. However, when the rotation sensor 3 that can detect the absolute position of the output shaft of the electric motor or the load is used, the output of the rotation sensor is used. Since each position of the load can be detected, it is not necessary to provide the position detector 9.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、実回転
速度と設定回転速度との偏差を零にするように電動機の
駆動電流を制御して定速度制御を行なう場合に、負荷の
急変が予測される特定の位置を負荷変動予測位置として
検出して、負荷変動予測位置が検出される毎に予測され
た負荷変動が生じているか否かの検出を行ない、予測さ
れた負荷変動が生じていることが検出されたときに該負
荷変動による回転速度の変動を抑える方向に電動機の駆
動電流を強制的に変化させるようにしたので、負荷が急
変した場合に回転速度の変動を抑える方向に駆動電流を
適確な量だけ迅速に変化させることができ、負荷が急変
した場合に、回転速度の変動が大きくなる前にその変動
を抑えて、負荷の急変時の回転速度の変動幅を小さくす
ることができる。また定常時には従来通りのフィードバ
ック制御が行われるため、定常時の負荷変動に対する回
転速度の変動幅が大きくなることはない。
As described above, according to the present invention, when the constant speed control is performed by controlling the drive current of the electric motor so that the deviation between the actual rotation speed and the set rotation speed becomes zero, the load is reduced. A specific position where a sudden change is predicted is detected as the load change prediction position, and each time the load change prediction position is detected, it is detected whether or not the predicted load change has occurred. When it is detected that it is occurring, the drive current of the electric motor is forcibly changed so as to suppress the fluctuation of the rotation speed due to the load fluctuation. Therefore, the direction of suppressing the fluctuation of the rotation speed when the load suddenly changes. The drive current can be quickly changed by an appropriate amount, and when the load changes suddenly, the fluctuation is suppressed before the fluctuation of the rotation speed becomes large, and the fluctuation range of the rotation speed when the load suddenly changes can be suppressed. Can be made smaller. Further, since the conventional feedback control is performed in the steady state, the fluctuation range of the rotation speed with respect to the load variation in the steady state does not increase.

【0033】従って本発明によれば、定常時の速度変動
率に何等影響を与えることなく、負荷の急変時の速度変
動を抑制することができる利点がある。
Therefore, according to the present invention, there is an advantage that it is possible to suppress the speed fluctuation when the load suddenly changes, without affecting the speed fluctuation rate in the steady state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】(A)ないし(D)は図1の実施例の動作を説
明するための線図である。
2A to 2D are diagrams for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図3】従来の定速度制御装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional constant speed control device.

【図4】(A)及び(B)は偏差検出手段の動作を説明
するための波形図である。
4A and 4B are waveform charts for explaining the operation of the deviation detecting means.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電動機 2 負荷 3 回転センサ 4 速度検出手段 5 速度設定手段 6 偏差検出手段 7 操作量演算手段 8 電動機駆動部 9 位置検出器 10 負荷変動予測位置検出手段 11 操作量修正手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 2 Load 3 Rotation sensor 4 Speed detection means 5 Speed setting means 6 Deviation detection means 7 Manipulation amount calculation means 8 Electric motor drive section 9 Position detector 10 Load fluctuation predicted position detection means 11 Operation amount correction means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 変位の過程の特定の位置で急変が予測さ
れる負荷を駆動する電動機の実回転速度を検出し、該実
回転速度と設定回転速度との偏差を零にするように電動
機の駆動電流を制御する電動機の定速度制御方法におい
て、 前記負荷の急変が予測される特定の位置を負荷変動予測
位置として検出し、 負荷変動予測位置が検出される毎に予測された負荷変動
が生じているか否かを検出し、予測された負荷変動が生
じていることが検出されたときには該負荷変動による回
転速度の変動を抑える方向に、前記電動機の駆動電流を
予測される負荷の変動幅に適合した量だけ強制的に変化
させることを特徴とする電動機の定速度制御方法。
1. An actual rotation speed of a motor for driving a load in which a sudden change is predicted at a specific position in the course of displacement is detected, and a difference between the actual rotation speed and a set rotation speed is set to zero. In a constant speed control method of a motor for controlling a drive current, a specific position where a sudden change in the load is predicted is detected as a load change predicted position, and a predicted load change occurs every time the load change predicted position is detected. If it is detected that the predicted load fluctuation is occurring, the drive current of the electric motor is set to the predicted load fluctuation range in the direction of suppressing the fluctuation of the rotation speed due to the load fluctuation. A constant speed control method for an electric motor, which is characterized by forcibly changing an appropriate amount.
【請求項2】 変位の過程の特定の位置で急変が予測さ
れる負荷を駆動する電動機の回転速度を設定回転速度に
保つように制御する電動機の定速度制御装置において、 前記電動機の回転を検出する回転センサの出力を一定時
間毎にサンプリングして前記電動機の実回転速度の情報
を含む回転速度検出信号を発生する速度検出手段と、 前記電動機の設定回転速度の情報を含む速度設定信号を
発生する速度設定手段と、 前記回転速度検出信号から得られた実回転速度と前記速
度設定信号により得られた設定回転速度とを比較して、
設定回転速度と実回転速度との偏差を検出する偏差検出
手段と、 前記偏差を零にするために電動機に流す必要がある駆動
電流に相応した量を操作量として演算する操作量演算手
段と、 前記操作量に応じて前記電動機に駆動電流を流す電動機
駆動部と、 前記負荷の急変が予測される特定の位置を負荷変動予測
位置として検出する負荷変動予測位置検出手段と、 前記負荷変動予測位置が検出される毎に実回転速度の時
間的な変化を検出して、該実回転速度の時間的な変化か
ら予測された負荷変動が生じていることが検出されたと
きに、該負荷変動による回転速度の変動を抑える方向に
前記操作量を予測される負荷の変動幅に適合した量だけ
強制的に変化させる操作量修正手段とを具備したことを
特徴とする電動機の定速度制御装置。
2. A constant speed control device for an electric motor for controlling a rotational speed of an electric motor for driving a load for which a sudden change is predicted at a specific position during a displacement process so as to maintain the rotational speed at a set rotational speed, the rotation of the electric motor is detected. The output of the rotation sensor is sampled at regular intervals to generate a rotation speed detection signal including information on the actual rotation speed of the electric motor, and a speed setting signal including information on the setting rotation speed of the electric motor is generated. Comparing the speed setting means, the actual rotation speed obtained from the rotation speed detection signal and the set rotation speed obtained from the speed setting signal,
Deviation detecting means for detecting a deviation between the set rotation speed and the actual rotation speed, and an operation amount calculating means for calculating an amount corresponding to a drive current required to flow to the electric motor as an operation amount in order to reduce the deviation to zero. An electric motor drive unit that supplies a drive current to the electric motor according to the operation amount, a load fluctuation prediction position detection unit that detects a specific position where a sudden change in the load is predicted as a load fluctuation prediction position, and the load fluctuation prediction position Whenever it is detected that the load fluctuation predicted from the temporal change of the actual rotation speed occurs, the change in the actual rotation speed is detected. A constant speed control device for an electric motor, comprising: a manipulated variable correcting unit for forcibly changing the manipulated variable by an amount suitable for a predicted fluctuation range of the load in a direction of suppressing fluctuation of the rotation speed.
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