JPH06245578A - 電動機制御装置 - Google Patents

電動機制御装置

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Publication number
JPH06245578A
JPH06245578A JP5030574A JP3057493A JPH06245578A JP H06245578 A JPH06245578 A JP H06245578A JP 5030574 A JP5030574 A JP 5030574A JP 3057493 A JP3057493 A JP 3057493A JP H06245578 A JPH06245578 A JP H06245578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric motor
fuzzy
command
speed
rotation angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP5030574A
Other languages
English (en)
Inventor
Asami Mizutani
谷 麻 美 水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機に対する最適なトルク電流指令値が得
られるようにする。 【構成】 電動機1はインバータ装置IVにより可変速
駆動され、位置検出器2により回転角度θが検出され
る。この回転角度θを微分演算器5により微分すると回
転速度ωrが検出される。差分演算器4aはパターン発
生器3からの回転角度指令θ* と実回転角度θとの偏差
を、また、差分演算器4bは回転速度指令ωr* と実回
転速度ωrとの偏差を、それぞれファジイ演算部6へ出
力する。ファジイ演算部6は、これら二つの入力に基き
ファジイ演算を行ない最適のトルク電流指令値Im*
演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電動機の位置制御及
び速度制御を行うことが可能な電動機制御装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の電動機制御装置の構成を示
すブロック図である。この図において、1は電動機、2
は位置検出器、3は回転角度指令及び回転速度指令を含
むパターンを発生するパターン発生器、4は差分演算
器、5は微分演算器、16a,16bはPI制御部、8
は電流制御部、9はPWM制御部、Vdは直流電流、I
Vはインバータ装置である。
【0003】この従来装置の動作を説明すると、まず、
パターン発生器3より出力された回転角度指令θ* と位
置検出器2より検出された実回転角度θとの偏差を差分
演算器4aにて計算し、PI制御部16aにてPI制御
を行う。また、パターン発生器3より出力された回転速
度指令ωr* と位置検出器2より検出された実回転角度
θを微分演算器5で微分して求められる実回転速度ωr
との偏差を差分演算器4bにて計算し、PI制御部16
bにてPI制御を行う。そして、回転角度の制御分と回
転速度の制御分とを加算することにより電流指令値Im
* を得ることができる。
【0004】電流制御部8はこの電流指令値Im* と、
実回転角度θと、インバータ装置出力電流Iu,Iv,
Iwを入力し、電圧信号eu,ev,ewに基き、PW
M信号をインバータ装置IVに出力する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような位置速度のPI制御では位置と速度のどちらかに
重みが偏ってしまい、両方が最適の値をとるように制御
できるようなゲインを与えることが難しく、結果的に位
置指令、速度指令への追従性が悪くなるという問題点が
あった。
【0006】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、電動機に対する最適なトルク電流指令値を得る
ことが可能な電動機制御装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、インバータ装置を介して電動機
を可変速制御する電動機制御装置において、前記電動機
の検出回転角度と回転角度指令との間の回転角度偏差、
及び前記電動機の検出回転速度と回転速度指令との間の
回転速度偏差を入力し、前記電動機に対するトルク電流
指令値をファジイ推論に基いて演算するファジイ演算部
を備え、このファジイ演算部により演算されたトルク電
流指令値により前記インバータ装置を運転することを特
徴とするものである。
【0008】
【作用】パターン発生器より出力された回転角度指令と
検出器より検出された実回転角度との偏差、及びパター
ン発生器より出力された回転速度指令と検出器より検出
された実回転角度を微分して求められる実回転速度との
偏差の2つを入力としてファジイ演算を行うことで、モ
ータを駆動するための最適なトルク電流指令値を得るこ
とができる。このトルク電流指令値を用いてインバータ
装置を運転すれば、位置指令及び速度指令の双方の追従
性を向上させることができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図8に基き
説明する。図1は請求項1の発明の実施例を示すブロッ
ク図である。図1において、1は電動機、2は位置検出
器、3は回転角度指令及び回転速度指令を含むパターン
を発生するパターン発生器、4a,4bは差分演算器、
5は微分演算器、6はファジイ演算部、8は電流制御
部、9はPWM制御部、Vdは直流電源、IVはPWM
インバータ装置である。
【0010】次に動作につき説明する。電動機1が回転
することにより位置検出器2にて回転角度が検出され
る。検出される回転角度θとパターン発生器3より出力
される回転角度指令θ* との偏差を差分演算器4aに
て、また、位置検出器2にて検出された回転角度を微分
演算器5を用いて微分を行い回転速度ωrを計算する。
計算された回転速度ωrとパターン発生器3より出力さ
れる回転速度指令ωr* との偏差を差分演算器4bにて
計算し、その2つの偏差をファジイ制御部6に入力しフ
ァジイ演算を行い、最適なトルク電流指令値Im* を電
流制御部8に出力する。
【0011】ここで、ファジイ演算部6によるファジイ
制御の内容を説明する。図5はファジイ推論における前
件部メンバーシップ関数の一例を示す説明図である。本
実施例では前述したように、前件部のパラメーターには
位置(回転角度)、速度(回転速度)を使用している。
図中、31のNはNegative(負値)の略、32のZはZe
ro(零)の略、33のPはPositive(正値)の略であ
る。−x1 ,x1 は位置の曖昧さを表す数値であり、−
1 ,v1 は速度の曖昧さを表す数値である。
【0012】6は、図5の前件部メンバーシップ関数を
使用したルールテーブルの一例を示す説明図である。図
中、NBはNegative Big(負値大)、NSはNegative S
mall(負値小)、ZはZero(零)、PSはPositive Sma
ll(正値小)、PBはPositive Big(正値大)、のそれ
ぞれの略である。これにより、図7に示される後件部メ
ンバーシップ関数との併用で、ファジイ推論における出
力が得られる。
【0013】図7は、後件部メンバーシップ関数の一例
を示す説明図である。34は図6におけるNB、35は
図6におけるNS、36は図6におけるZ、37は図6
におけるPS、38は図6におけるPBである。39は
ファジイ集合の分布の一例である。ファジイ演算部6
は、このメンバーシップ関数と前記ルールテーブルによ
って推論演算を行い出力を行う。
【0014】いま、図1において、差分演算部4aによ
って計算された回転角度の偏差を△xo とし、また、差
分演算器4bにより計算された回転速度の偏差を△vo
とする。このとき、図5において回転角度のメンバーシ
ップ関数と△xo より適合度ω1 ,ω2 が得られる。ま
た、回転速度のメンバーシップ関数と△vo より適合度
ω3 ,ω4 が得られる。ここで、一例としてω1 の値を
Nの0.2、ω2 の値をZの0.8、とし、また、ω3
の値をNの0.3、ω4 の値をZの0.7とする。
【0015】この適合度の値と図6のルールテーブルを
使用して後件部の分布とその値を決める。例えば、前記
の適合度より、△xo の適合度ω1 がNの0.2、△v
0 の適合度ω3 がNの0.3であったとき、後件部はP
Bの0.2となる。すなわち、分布は図6のルールテー
ブルにおいて、NとNとの組み合わせから選ばれる。数
値は0.2と0.3であればその小さいほうから選ばれ
る。
【0016】同様の手法により、ω1 とω4 ,ω2 とω
3 ,ω2 とω4 の組み合わせが後件部の分布とその値を
決める。前記適合度の例より、組み合わせとその値は、
ω1とω4 では PSの0.2、ω2 とω3 ではPSの
0.3、ω2 とω4 ではZの0.7となる。後件部では
同レベルの領域に異なった数値が重複した場合、大きい
ほうの値を選択する。すなわち、ここではPSの0.3
が残る。
【0017】前記の分布とその値を図7に示す。図7の
斜線部39が上記した後件部の分布である。集合として
の分布では制御において意味をなさないので、この分布
の重心座標を求める。つまり、図7の斜線部の重心を求
め、それを制御量yとする。その制御量yに比例させて
電流波高値指令Im* を増減させる。
【0018】図5の位置偏差△xo 及び速度偏差△vo
はこの場合負となっており、例えば、主力である電流波
高値指令Imを△Im=y(正)だけ増加させ、上記2
つの偏差が0に近づくように制御する。
【0019】上記の説明においては、後件部の推論に適
合度の値の小さいほうをそのまま台形の上底とする頭切
り法という方法を使用したが、この他の方法として図8
に示すように、適合度の値を掛け合わせたものを三角形
の頂点する代数積法という方法もある。すなわち、前記
適合度の例を使用すると、ω1 とω3 ではPBの0.0
6(0.2×0.3)、ω1 とω4 ではPSの0.14
(0.2×0.7)、ω2 とω3 ではPSの0.24
(0.2×0.8)、ω2 とω4 ではZの0.56
(0.7×0.8)となる。斜線部40がこの推論の後
件部の分布である。そして、上記の頭切り法の場合と同
様に、分布の重心を求めて、それを制御量とすればよ
い。
【0020】図2は請求項2の発明の実施例を示すブロ
ック図である。図2では、図1における電動機1の代わ
りに、移動体10を駆動するリニアモータ11が設置さ
れている。そして、パターン発生器3Aは、移動距離指
令x* 及び移動速度指令v*を含むパターンを発生する
ようになっている。
【0021】次に、図2の動作につき説明する。リニア
モータ11により駆動される移動体10が移動すること
により位置検出器2にて移動距離が検出される。検出さ
れる移動距離xとパターン発生器3より出力される距離
指令x* との偏差を差分演算器4aにて、また位置検出
器2にて検出された移動距離を微分演算器5を用いて微
分を行い、移動速度vを計算する。計算された移動速度
vとパターン発生器3より出力される速度指令v* との
偏差を差分演算器4bにて計算し、その2つの偏差をフ
ァジイ制御部6に入力し、ファジイ演算を行なって最適
なトルク電流指令値Im* を、リニアモータを駆動する
ための電流制御部8に出力する。以後の動作は、請求項
1の発明の実施例と同様なので、その説明を省略する。
【0022】図3は請求項3の発明の実施例を示すブロ
ック図である。図3では、図1におけるパターン発生器
3の代わりに、回転角度指令θ* 及び回転速度指令ωr
* に加えて回転加速度指令αo* を出力するパターン発
生器13が設けられている。そして、この回転加速度指
令αo* は加算器12でファジイ演算部6の出力△αと
加算される。この加算地α* は、ゲイン定数Kの係数器
7を介して、トルク電流指令値Im* として電流制御部
8に出力される。
【0023】図4は請求項4の発明の実施例を示すブロ
ック図である。図4では、図2におけるパターン発生器
3Aの代わりに、移動距離指令x* 及び移動速度指令v
* に加えて移動加速度指令αo1 * を出力するパターン発
生器13Aが設けられている。そして、この移動加速度
指令αo1 * は加算器12でファジイ演算部6の出力△α
と加算される。この加算地α1 * はゲイン定数Kの係数
器7を介してトルク電流指令値Im* として電流制御部
8に出力される。
【0024】上記した図1〜図4の構成によれば、位
置、速度の2つの要素を使用し、ファジイ推論を行うこ
とにより位置と速度の干渉をなくすことができ、かつ最
適なトルク電流指令値Im* が得られる。この結果、速
度指令への追従性が改善されるので、例えば、列車を定
位置に停止させるような制御の場合でも停止位置にわず
かな誤差で停止させることが可能になる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ファジ
イ演算部を設け、1出力に対して2以上の入力を使用す
るファジイ制御を行う構成としたので、位置及び速度の
2入力の相互の干渉を軽減させることができ、電動機に
対する最適なトルク電流指令値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施例を示すブロック図。
【図2】請求項2の発明の実施例を示すブロック図。
【図3】請求項3の発明の実施例を示すブロック図。
【図4】請求項4の発明の実施例を示すブロック図。
【図5】図1乃至図4のファジイ演算部が用いる前件部
メンバーシップ関数の一例を示す説明図。
【図6】図5の前件部メンバーシップ関数を使用したル
ールテーブルの一例を示す説明図。
【図7】図1乃至図4のファジイ演算部が用いる後件部
メンバーシップ関数の一例を示す説明図。
【図8】図7とは異なる後件部メンバーシップ関数の一
例を示す説明図。
【図9】従来装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1 電動機 2 位置検出器 3,3A,13,13A パターン発生器 6 ファジイ演算部 8 電流制御部 IV インバータ装置 θ* 回転角度指令 ωr* 回転角度指令 x* 移動位置指令 v* 移動速度指令 αo* ,α01 * 移動加速度指令

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インバータ装置を介して電動機を可変速制
    御する電動機制御装置において、 前記電動機の検出回転角度と回転角度指令との間の回転
    角度偏差、及び前記電動機の検出回転速度と回転速度指
    令との間の回転速度偏差を入力し、前記電動機に対する
    トル電流指令値をファジイ推論に基いて演算するファジ
    イ演算部を備え、 このファジイ演算部により演算されたトルク電流指令値
    により前記インバータ装置を運転することを特徴とする
    電動機制御装置。
  2. 【請求項2】インバータ装置の出力をリニアモータに供
    給し、このリニアモータに駆動される移動体を可変速制
    御する電動機制御装置において、 前記移動体の検出移動距離と移動距離指令との間の移動
    距離偏差、及び前記移動体の検出移動速度と移動速度指
    令との間の移動速度偏差を入力し、前記リニアモータに
    対するトルク電流指令値をファジイ推論に基いて演算す
    るファジイ演算部を備え、 このファジイ演算部により演算されたトルク電流指令値
    により前記インバータ装置を運転することを特徴とする
    電動機制御装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の電動機制御装置において、
    前記ファジイ演算部の演算結果に回転加速度指令を加算
    し、この加算結果を補正することにより前記トルク電流
    指令値を得ることを特徴とする電動機制御装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の電動機制御装置において、
    前記ファジイ演算部の演算結果に移動加速度指令を加算
    し、この加算結果を補正することにより前記トルク電流
    指令値を得ることを特徴とする電動機制御装置。
JP5030574A 1993-02-19 1993-02-19 電動機制御装置 Pending JPH06245578A (ja)

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JP5030574A JPH06245578A (ja) 1993-02-19 1993-02-19 電動機制御装置

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JP5030574A JPH06245578A (ja) 1993-02-19 1993-02-19 電動機制御装置

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JP5030574A Pending JPH06245578A (ja) 1993-02-19 1993-02-19 電動機制御装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100857099B1 (ko) * 2006-12-28 2008-09-05 인하대학교 산학협력단 적응 적분 바이너리 관측기와 퍼지로직 제어기를 이용한전동기 제어장치 및 그 방법
CN109327168A (zh) * 2018-10-08 2019-02-12 长安大学 一种永磁同步电机模糊滞环电流控制系统及方法
CN111769773B (zh) * 2020-07-12 2023-07-21 国网山西省电力公司电力科学研究院 无储能设备参与的变频器电压暂降耐受能力提升方法

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