JPH0630578A - 電動機の位置制御装置 - Google Patents
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Abstract
じず、かつ負荷機械の慣性モーメントが変化しても常に
一定の応答周波数を有する電動機の位置制御装置を得
る。 【構成】 第1の位置制御回路5によって第1の速度信
号を得るとともに、機械系模擬回路6aを制御対象とす
る第2の位置制御回路7によって第2の速度信号を得
る。又、第1及び第2の速度信号を加算して第3の速度
信号を得、第3の速度信号を入力された第1の速度制御
回路9によって第1のトルク信号を得る。同様にして、
第2及び第3の速度制御回路10a,11aから第2及
び第3のトルク信号を得、第1〜第3のトルク信号を加
算した最終トルク信号に追随するように電動機の発生ト
ルクを制御する。
Description
おけるテーブルや電動式産業用ロボットのアームのよう
な負荷機械を駆動する電動機(直流電動機、誘導電動
機、同期電動機など)の位置制御装置に関するものであ
る。
明する。図17は、例えば、昭和62年に社団法人日本
能率協会主催で開催された小形モータ技術シンポジウム
のSession B−4で発表された従来の電動機の位置制御
装置を示すブロック図である。図17において、1aは
直流電動機、4aは速度検出器、4bは位置検出器、5
aは減算器、5bは位置制御回路、5cはフィードフォ
ワード速度信号発生回路、5dは加算器、9aは減算
器、9bは速度制御回路、13は電力変換回路、15は
回転角指令信号発生回路である。
する。まず、速度指令信号ωms1 が位置制御回路5bに
よって出力される。すなわち、回転角指令信号発生回路
15から出力された回転角指令信号θmsと、位置検出器
4bから出力された実回転角信号θm との回転角偏差信
号Δθ(=θms−θm )が減算器5aによって求められ
る。つづいて、この回転角偏差信号Δθを位置制御回路
5bに入力すると、速度指令信号ωms1 が出力される。
生回路5cから、フィードフォワード速度信号ωms2 が
出力される。すなわち、回転角指令信号発生回路15か
ら出力された回転角指令信号θmsがフィードフォワード
速度信号発生回路5cに入力され、微分演算により回転
角指令信号θmsの変化率信号すなわちフィードフォワー
ド速度信号ωms2 が求められる。
ドフォワード速度信号ωms2 との和が加算器5dによっ
て求められ、最終速度指令信号ωms(=ωms1 +
ωms2 )として出力される。
よって出力される。すなわち、上記の最終速度指令信号
ωmsと、速度検出器4aから出力された実速度信号ωm
との速度偏差信号Δω(=ωms−ωm )が減算器9aに
よって求められる。つづいて、この速度偏差信号Δωを
速度制御回路9bに入力すると、トルク信号が求められ
る。さらに、直流電動機1aの発生トルクがこのトルク
信号に追随するように電力変換回路13を動作させる制
御信号が発生され、電力変換回路13に供給される。
生トルクにほぼ比例するので、速度制御の応答性の向上
を図るために、通常、速度制御回路9bの内部に電流フ
ィードバックループが構成される。
わち位置を高い応答性でその指令信号に追随させるため
に、マイナループとして速度制御ループや電流制御ルー
プが挿入された制御系は、衆知のようにカスケード接続
型の制御系と呼ばれている。このようなカスケード接続
型の制御系では、マイナループほど高速応答性が要求さ
れる。図17に示された従来の電動機の位置制御装置に
おいては、電流制御ループ、速度制御ループ、位置制御
ループの順に高速応答性が必要である。通常、電流制御
ループの応答周波数は速度制御ループの応答周波数の数
倍以上、また、速度制御ループの応答周波数は位置制御
ループの応答周波数の数倍以上となるように制御系のゲ
インが設定される。
げるためには、速度制御ループの応答性を上げる必要が
あるが、図17に示された従来の電動機の位置制御装置
では、フィードフォワード速度信号発生回路5cを付加
して、位置制御ループの応答性を改善していた。すなわ
ち、フィードフォワード速度信号発生回路5cから回転
角指令信号θmsの変化率に比例したフィードフォワード
速度信号ωms2 が出力される。電動機の速度ωm は回転
角θm の微分値であることから、このフィードフォワー
ド速度信号ωms2 に直流電動機1aの実速度ωm が追随
するように速度制御回路9bによって制御することによ
り、直流電動機1aの回転角θm が回転角指令信号θms
に追随することが理解される。
電動機の位置制御装置では、速度制御ループの応答性の
制約から、位置制御回路のゲインを上げるのが困難な場
合でも、フィードフォワード速度信号発生回路5cの働
きにより、高速応答の位置制御が可能である。
号発生回路5cでは、微分演算によってフィードフォワ
ード速度信号を求めているため、回転角指令信号θmsの
変化が滑らかでないと急峻な速度変化が生じ、ひいては
急峻な発生トルクの変化が生じる。このような場合、例
えば、工作機械のテーブルをボールネジを介して駆動す
ると、テーブルに大きな衝撃力が加わり、機械振動や機
械音を発生するという問題があった。また、トルク伝達
機構として使用されるボールねじの剛性が低い場合や、
ギアを用いた減速機にガタ(バックラッシ)がある場合
は、速度制御ループの応答周波数を上げると大きな機械
振動が発生しやすいので、トルク伝達機構を介してテー
ブルなどの負荷機械を駆動する場合は、電動機単体を駆
動する場合と比較して、速度制御ループの応答周波数を
下げる必要がある。さらに、電動式産業用ロボットのよ
うに、負荷機械であるアームの慣性モーメントがアーム
の位置によって大きく変化するような場合は、アームの
慣性モーメントが増加すると速度制御ループの応答周波
数が低下する。これらのような場合は、フィードフォワ
ード速度信号発生回路によってフィードフォワード速度
信号を求めても、速度制御ループの応答周波数が低いた
め、電動機の速度がこのフィードフォワード速度信号に
追随しなくなり、回転角すなわち位置の応答にオーバー
シュートが発生するという問題があった。
になされたもので、高速応答性を有しかつ機械振動を生
じない電動機の位置制御装置を得るとともに、負荷機械
の慣性モーメントが変化する場合でも、常に一定の応答
周波数をもった電動機の位置制御装置を得ることを目的
とする。
ける電動機の位置制御装置は、以下に述べるような手段
を備えたものである。 (1)回転角指令信号及び電動機の実回転角信号に基づ
いて、第1の速度信号を出力する第1の位置制御回路。 (2)電動機、トルク伝達機構及び負荷機械を二つの積
分要素として近似し模擬速度信号及び模擬回転角信号を
出力する機械系模擬回路。 (3)上記回転角指令信号及び模擬回転角信号に基づい
て第2の速度信号を出力する第2の位置制御回路。 (4)上記第1の速度信号と第2の速度信号を加算して
第3の速度信号を出力する加算器。 (5)上記第3の速度信号及び回転検出器から出力され
た電動機の実速度信号に基づいて第1のトルク信号を出
力する第1の速度制御回路。 (6)上記第2の速度信号及び模擬速度信号に基づいて
第2のトルク信号を出力する第2の速度制御回路。 (7)上記模擬速度信号及び実速度信号に基づいて第3
のトルク信号を出力する第3の速度制御回路。 (8)上記第1のトルク信号と第2のトルク信号と第3
のトルク信号に基づいて上記電動機の発生トルクを制御
する制御手段。
制御装置は、さらに、上記第3の速度制御回路から出力
される第3のトルク信号に基づいて、上記機械系模擬回
路の積分時定数及び上記第2の速度制御回路のゲインを
修正する修正回路を備えたものである。
は、以下に述べるような手段を備えたものである。 (1)回転角指令信号及び電動機の実回転角信号に基づ
いて、第1の速度信号を出力する第1の位置制御回路。 (2)電動機、トルク伝達機構及び負荷機械を2つの積
分要素として近似し模擬速度信号及び模擬回転角信号を
出力する機械系模擬回路。 (3)上記回転角指令信号及び模擬回転角信号に基づい
て第2の速度信号を出力する第2の位置制御回路。 (4)上記第1の速度信号と第2の速度信号を加算して
第3の速度信号を出力する加算器。 (5)上記第3の速度信号及び回転検出器から出力され
た電動機の実速度信号に基づいて第1のトルク信号を出
力する第1の速度制御回路。 (6)上記第2の速度信号及び模擬速度信号に基づいて
第2のトルク信号を出力する第2の速度制御回路。 (7)上記模擬速度信号及び実速度信号に基づいて第3
のトルク信号を出力する第3の速度制御回路。 (8)上記第1のトルク信号と第2のトルク信号に基づ
いて上記電動機の発生トルクを制御する制御手段。
は、さらに、上記第3の速度制御回路から出力される第
3のトルク信号に基づいて、上記機械系模擬回路の積分
時定数及び上記第2の速度制御回路のゲインを修正する
修正回路を備えたものである。
置は、以下に述べるような手段を備えたものである。 (1)回転角指令信号に基づいて、模擬回転角信号、模
擬速度信号及び模擬トルク信号を出力するフィードフォ
ワード信号演算回路。 (2)上記模擬回転角信号及び回転検出器から出力され
た電動機の実回転角信号に基づいて第1の速度信号を出
力する位置制御回路。 (3)上記模擬速度信号、第1の速度信号及び回転検出
器から出力された電動機の実速度信号に基づいて第1の
トルク信号を出力する速度制御回路。 (4)上記模擬トルク信号及び第1のトルク信号に基づ
いて上記電動機の発生トルクを制御する制御手段。
置は、さらに、上記模擬速度信号と上記実速度信号との
速度偏差信号に基づいて、上記フィードフォワード信号
演算回路の制御パラメータを修正する修正回路を備えた
ものである。また、請求項9における電動機の位置制御
装置は、上記模擬回転角信号と上記実回転角信号との回
転角偏差信号に基づいて、上記フィードフォワード信号
演算回路の制御パラメータを修正する修正回路を備えた
ものである。
御回路によって、第1の速度信号が得られる。さらに、
機械系模擬回路を制御対象とする第2の位置制御回路に
よって、第2の速度制御信号が得られる。つづいて、上
記第1の速度信号と第2の速度信号の和である第3の速
度信号が加算器によって求められ、第1の速度制御回路
に供給され、第1の速度制御回路によって、第1のトル
ク信号が得られる。同様に、第2の速度信号を第2の速
度制御回路に入力すると、第2のトルク信号が得られ
る。さらに、第3の速度制御回路から第3のトルク信号
が出力される。又、制御手段によって、上記第1のトル
ク信号と第2のトルク信号と第3のトルク信号とを加算
した最終トルク信号に、電動機の発生トルクが追随する
ように制御される。
制御回路から出力される第3のトルク信号を入力し、こ
の第3のトルク信号に含まれる実速度信号と模擬速度信
号との偏差に比例した信号成分の絶対値を減少させるよ
うに機械系模擬回路の積分時定数を修正するとともに、
この積分時定数に応じて少なくとも第2の速度制御回路
のゲインを修正するように作用する。
によって、第1の速度信号が得られる。さらに、機械系
模擬回路を制御対象とする第2の位置制御回路によっ
て、第2の速度制御信号が得られる。つづいて、上記第
1の速度信号と第2の速度信号の和が加算器によって求
められ、第1の速度制御回路に供給される。すると、第
1の速度制御回路によって、第1のトルク信号が得られ
る。同様に、第2の速度信号を第2の速度制御回路に入
力すると、第2のトルク信号が得られる。さらに、第3
の速度制御回路から第3のトルク信号が出力される。つ
づいて、制御手段によって、上記第1のトルク信号と第
2のトルク信号を加算した最終トルク信号に、電動機の
発生トルクが追随するように制御される。
制御回路から出力される第3のトルク信号を入力し、こ
の第3のトルク信号に含まれる実速度信号と模擬速度信
号との偏差に比例した信号成分の絶対値を減少させるよ
うに機械系模擬回路の積分時定数を修正するとともに、
この積分時定数に応じて少なくとも第2の速度制御回路
のゲインを修正するように作用する。
ォワード信号演算回路によって、回転角指令信号に対し
所定の応答特性を具備した模擬回転角信号、模擬速度信
号及び模擬トルク信号がそれぞれ得られる。つづいて、
位置制御回路によって、上記模擬回転角信号と回転検出
器から出力された電動機の実回転角信号とから第1の速
度信号が求められる。さらに、速度制御回路によって、
上記模擬速度信号と上記回転検出器から出力された電動
機の実回転角信号とから第1のトルク信号が求められ
る。つづいて、制御手段によって、上記模擬トルク信号
と第1のトルク信号を加算した最終トルク信号に電動機
の発生トルクが追随するように制御される。
度信号と実速度信号との速度偏差信号の絶対値を減少さ
せるように負荷機械の慣性モーメントの変化に応じてフ
ィードフォワード信号演算回路中の制御パラメータの値
を修正する。また、請求項9における修正回路は、模擬
回転角信号と実回転角信号との回転角偏差信号の絶対値
を減少させるように負荷機械の慣性モーメントの変化に
応じてフィードフォワード信号演算回路中の制御パラメ
ータの値を修正する。
を、図1〜図8を参照しながら説明する。図1は、この
発明の実施例1の全体を示すブロック図であり、直流電
動機1aと電力変換回路13は上記従来装置のものと全
く同一である。
述した従来装置と全く同一のものと、トルク伝達機構2
と、負荷機械3と、直流電動機1aの回転速度及び回転
角を検出する回転検出器4と、第1の位置制御回路5
と、機械系模擬回路6aと、第2の位置制御回路7と、
加算器8と、第1の速度制御回路9と、第2の速度制御
回路10aと、第3の速度制御回路11aと、トルク制
御回路12と、回転角指令信号発生回路15とから構成
されている。
るタコジェネレータのような速度検出器と、エンコーダ
のような位置検出器とから構成されている。また、この
発明における直流電動機1aのトルクの制御手段は、ト
ルク制御回路12と、電力変換回路13とから構成され
ている。
詳細な構成を示すブロック図である。図において、第1
の位置制御回路5は、回転角指令信号発生回路15に接
続された入力端子21と、回転検出器4に接続された入
力端子22と、これら入力端子21,22に接続された
減算器23と、この減算器23に接続された係数器24
と、この係数器24に接続された出力端子25とから構
成されている。
細な構成を示すブロック図である。図において、機械系
模擬回路6aは、第2の速度制御回路10aに接続され
た入力端子26と、この入力端子26に接続された積分
器27と、この積分器27に接続された積分器28と、
積分器27に接続された出力端子29と、積分器28に
接続された出力端子30とから構成されている。
詳細な構成を示すブロック図である。図において、第2
の位置制御回路7は、回転角指令信号発生回路15に接
続された入力端子31と、機械系模擬回路6aに接続さ
れた入力端子32と、これら入力端子31,32に接続
された減算器33と、この減算器33に接続された係数
器34と、この係数器34に接続された出力端子35と
から構成されている。
詳細な構成を示すブロック図である。図において、第1
の速度制御回路9は、加算器8に接続された入力端子4
1と、回転検出器4に接続された入力端子42と、これ
ら入力端子41,42に接続された減算器43と、この
減算器43に接続された積分器44と、減算器43に接
続された係数器45と、積分器44及び係数器45に接
続された加算器46と、この加算器46に接続された制
限回路47と、この制限回路47に接続された出力端子
48とから構成されている。
aの詳細な構成を示すブロック図である。図において、
第2の速度制御回路10aは、第2の位置制御回路7に
接続された入力端子51と、機械系模擬回路6aに接続
された入力端子52と、これら入力端子51,52に接
続された減算器53と、この減算器53に接続された積
分器54と、減算器53に接続された係数器55と、積
分器54及び係数器55に接続された加算器56と、こ
の加算器56に接続された制限回路57と、この制限回
路57に接続された出力端子58とから構成されてい
る。
aの詳細な構成を示すブロック図である。図において、
第3の速度制御回路11aは、機械系模擬回路6aに接
続された入力端子60と、回転検出器4に接続された入
力端子61と、これら入力端子60,61に接続された
減算器62と、この減算器62に接続された積分器63
と、減算器62に接続された係数器64と、積分器63
及び係数器64に接続された加算器65と、この加算器
65に接続された出力端子66とから構成されている。
細な構成を示すブロック図である。図において、トルク
制御回路12は、第1の速度制御回路9に接続された入
力端子70aと、第2の速度制御回路10aに接続され
た入力端子70bと、第3の速度制御回路11aに接続
された入力端子70cと、図示しない電流検出器に接続
された入力端子70dと、入力端子70a,70b,7
0cに接続された加算器71と、この加算器71に接続
された制限回路72と、この制限回路72に接続された
係数器73と、入力端子70d及び係数器73に接続さ
れた減算器74と、この減算器74に接続された積分器
75と、減算器74に接続された係数器76と、積分器
75及び係数器76に接続された加算器77と、この加
算器77に接続されたPWM回路78と、このPWM回
路78に接続された出力端子79とから構成されてい
る。
この発明における直流電動機1aの回転角すなわち位置
の制御方式の原理について説明する。まず、図1におい
て、機械系模擬回路6a、第2の位置制御回路7、第2
の速度制御回路10a及び第3の速度制御回路11aを
省略した制御系について説明する。
ープをマイナループとする通常の位置制御系となる。さ
て、図1において、トルク伝達機構2の剛性が低い場合
は、速度制御の応答を上げようとする第1の速度制御回
路9のゲインを高くすると、機械共振によって大きな振
動が生じることが知られている。このような場合は、マ
イナループである速度制御ループの応答周波数を上げる
ことが困難であり、ひいては位置制御ループの応答周波
数も上げることが困難である。すなわち、第1の位置制
御回路5及び第1の速度制御回路9には、回転検出器4
から出力された直流電動機1aの実回転角信号θm 及び
実速度信号ωm が入力される。このとき、これらの信号
に機械共振による振動成分が含まれると、第1の位置制
御回路5及び第1の速度制御回路9によってこれらの振
動成分が増幅されるため、位置及び速度の応答周波数を
上げられないのである。
ィードフォワード型の制御を用いる。まず、直流電動機
1a、トルク伝達機構2及び負荷機械3から構成される
機械系を式(1)にしたがって2つの積分要素で近似し
た機械系模擬回路6aを導入する。
は、後述する第2のトルク信号τ2 を積分して模擬速度
信号ωa を出力する積分器27と、この模擬速度信号ω
a を積分して模擬回転角信号θa を出力する積分器28
とから構成される。すなわち、機械系模擬回路6aは、
機械系のトルクに対する速度の伝達特性を、機械共振を
無視した理想的な積分要素として近似した回路であり、
式(1)におけるJは機械系全体の慣性モーメントを示
している。
象として、第1の位置制御回路5及び第1の速度制御回
路9と同様の構成の第2の位置制御回路7及び第2の速
度制御回路10aをそれぞれ構成する。ここで、第2の
速度制御回路10aから出力される第2のトルク信号τ
2 が、機械系模擬回路6aに供給される。さらに、第2
の位置制御回路7及び第2の速度制御回路10aは、所
望の応答周波数を持つようにゲインの値を設定する。そ
こで、第1の速度制御回路9から出力される第1のトル
ク信号τ1 と、第2の速度制御回路10aから出力され
る第2のトルク信号τ2 を加算したトルク信号に追随す
るように、直流電動機1aの発生トルクを制御すると、
機械共振による振動発生をさけるために第1の速度制御
回路9の応答周波数を下げても、所望の応答周波数で直
流電動機1aの速度を制御するのに必要なトルクは第2
のトルク信号τ2 によって与えられるので、高速応答の
速度制御が実現できる。すなわち、第2の速度制御回路
10aは、実際の機械系の振動特性に左右されない機械
系模擬回路6aから出力された模擬速度信号ωa に基づ
いて、フィードフォワード的に第2のトルク信号τ2 を
出力する。
れた第1の速度信号ω1 と、第2の位置制御回路7から
出力された第2の速度信号ω2 とを加算器8で加算した
第3の速度信号ω3 を第1の速度制御回路9に供給する
ことにより、位置制御の応答周波数も上げることができ
る。
対しては、機械系模擬回路6a、第2の位置制御回路7
及び第2の速度制御回路10aによって、フィードフォ
ワード的な第2の速度信号ω2 及び第2のトルク信号τ
2 が出力されるので、位置制御の応答が改善できる。
る場合については、負荷トルクが変化しても機械系模擬
回路6aから出力される模擬速度信号ωa 及び模擬回転
角信号θa は変化しない。そのため、負荷トルクの変化
に対しては、機械系模擬回路6a、第2の位置制御回路
7及び第2の速度制御回路10aによって応答性を改善
することができない。
を付加する。この第3の速度制御回路11aは、機械系
模擬回路6aから出力された模擬速度信号ωa と回転検
出器4から出力された実速度信号ωm に基づいて、第3
のトルク信号τ3 を出力する。負荷トルクが変化すると
実速度信号ωm が変化し、ひいては、第3のトルク信号
τ3 も変化する。したがって、そこで、第1の速度制御
回路9から出力された第1のトルク信号τ1 と、第2の
速度制御回路10aから出力された第2のトルク信号τ
2 と、第3の速度制御回路11aから出力された第3の
トルク信号τ3を加算したトルク信号に追随するよう
に、直流電動機1aの発生トルクを制御すると、負荷ト
ルクの変化に対する位置制御の応答性も改善できる。
度制御回路9は、機械共振による振動を抑制したり、定
常的な負荷トルクによる位置や速度の制御誤差を零にす
る働きをする。さらに、第3の速度制御回路11aは、
機械系模擬回路6aの積分時定数すなわち慣性モーメン
トJが実際値と異なった場合の応答の変化を抑制する働
きもする。以上がこの発明における位置制御方式の原理
である。つづいて、実施例1の動作を図1〜図8を参照
しながら説明する。
おいて、第1の速度信号ω1 が係数器24によって出力
される。すなわち、回転角指令信号発生回路15から入
力端子21を経由して入力された回転角指令信号θ
msと、回転検出器4から入力端子22を経由して入力さ
れた実回転角信号θm との第1の回転角偏差Δθ1 (=
θms−θm )が減算器23によって求められ、係数器2
4に供給される。すると、係数器24によって第1の速
度信号ω1 が求められ、出力端子25から出力される。
において、模擬速度信号ωa が積分器27によって、模
擬回転角信号θm が積分器28によってそれぞれ出力さ
れる。すなわち、第2の速度制御回路10aから入力端
子26を介して入力された第2のトルク信号τ2 を積分
器27に供給すると、式(1)の演算か行われ、模擬速
度信号ωa が求められる。そして、この模擬速度信号ω
a は、出力端子29から出力される。一方、この模擬速
度信号ωa を積分器28に供給すると、式(1)の演算
によって、模擬回転角信号θa が求められ、出力端子3
0から出力される。
7において、第2の速度信号ω2 が係数器34によって
出力される。すなわち、回転角指令信号発生回路15か
ら入力端子31を経由して入力された回転角指令信号θ
msと、機械系模擬回路6aから入力端子32を経由して
入力された模擬回転角信号θa との第2の回転角偏差Δ
θ2 (=θms−θa )が減算器33によって求められ、
係数器34に供給される。すると、係数器34によって
第2の速度信号ω2 が求められ、出力端子35から出力
される。
て、第1の位置制御回路5から出力された第1の速度信
号ω1 と、第2の速度制御回路7から出力された第2の
速度信号ω2 とが加算され、速度指令信号ωms(=ω1
+ω2 )として出力される。
において、第1のトルク信号τ1 が制限回路47によっ
て出力される。すなわち、加算器8から入力端子41を
経由して入力された第3の速度信号ω3 と、回転検出器
4から入力端子42を経由して入力された実速度信号ω
m との第1の速度偏差信号Δω1 (=ωms−ωm )が減
算器43によって求められ、積分器44及び係数器45
にそれぞれ供給される。すると、積分器44と係数器4
5の出力の和である第1のトルク信号τ1 が加算器46
によって求められ、制限回路47を経て出力端子48か
ら出力される。この制限回路47は第1のトルク信号τ
1 の絶対値の最大値を制限する働きをする。
0aにおいて、第2のトルク信号τ2 が制限回路57に
よって出力される。すなわち、第2の位置制御回路7か
ら入力端子51を経由して入力された第2の速度信号ω
2 と、機械系模擬回路6aから入力端子52を経由して
入力された模擬速度信号ωa との第2の速度偏差信号Δ
ω2 (=ω2 −ωa )が減算器53によって求められ、
積分器54及び係数器55にそれぞれ供給される。する
と、積分器54と係数器55の出力の和である第2のト
ルク信号τ2 が加算器56によって求められ、制限回路
57を経て出力端子58から出力される。この制限回路
57は、第2のトルク信号τ2 の絶対値の最大値を制限
する働きをする。
11aにおいて、第3のトルク信号τ3 が加算器65に
よって出力される。すなわち、機械系模擬回路6aから
入力端子60を経由して入力された模擬速度信号ω
a と、回転検出器4から入力端子61を経由して入力さ
れた実速度信号ωm との第3の速度偏差信号Δω3 (=
ωa −ωm )が減算器62によって求められ、積分器6
3及び係数器64にそれぞれ供給される。すると、積分
器63と係数器64の出力の和である第3のトルク信号
τ3 が加算器65によって求められ、出力端子66から
出力される。
において、最終トルク信号τmsが加算器71によって出
力される。すなわち、第1の速度制御回路9から入力端
子70aを経由して入力された第1のトルク信号τ
1 と、第2の速度制御回路10aから入力端子70bを
経由して入力された第2のトルク信号τ2 と、第3の速
度制御回路11aから入力端子70cを経由して入力さ
れた第3のトルク信号τ3との和である最終トルク信号
τms(=τ1 +τ2 +τ3 )が求められて、制限回路7
2に供給される。この制限回路72は、最終トルク信号
τmsの振幅を予め決められた設定値以下に制限する。
数器73によって出力される。すなわち、公知のよう
に、直流電動機1aの発生トルクτm と電機子電流Ia
との関係は式(2)で示される。なお、KT はトルク定
数である。
によって最終トルク信号τmsが入力されると、電機子電
流指令信号Iasが求められる。
a )が、減算器74によって出力される。すなわち、係
数器73から出力された電機子電流指令信号Iasと、図
示しない電流検出器から入力端子70dを経由して入力
された実際の電機子電流Iaとの差である電流偏差信号
ΔIが求められ、積分器75及び係数器76に供給され
る。
77によって出力される。すなわち、積分器75の出力
と係数器76の出力の和である端子電圧指令信号Vasが
求められ、PWM回路78に供給される。
Vasに基づいて、例えば、4象限チョッパ回路から構成
された電力変換回路13の4つのスイッチング素子のオ
ンオフ信号を出力する。なお、PWM回路78の構成な
どは公知であるので、詳細な説明を省略する。
端子電圧指令信号Vasに追随するように、電力変換回路
13及びPWM回路78によって制御される。以上の説
明から、直流電動機1aの発生トルクτm が、最終トル
ク信号τmsに追随するように、図8で示したトルク制御
回路12及び電力変換回路13によって制御されること
が理解される。
構成を、図9〜図13を参照しながら説明する。図9
は、この発明の実施例2の全体を示すブロック図であ
り、直流電動機1a、トルク伝達機構2、負荷機械3、
回転検出器4、第1の位置制御回路5、第2の位置制御
回路7、加算器8、第1の速度制御回路9、トルク制御
回路12、電力変換回路13及び回転角指令信号発生回
路15は、上記実施例1のものと全く同一である。
述した実施例1と全く同一のものと、機械系模擬回路6
b、第2の速度制御回路10b、第3の速度制御回路1
1b及び修正回路14とから構成されている。実施例2
における直流電動機1aのトルクの制御手段は、実施例
1と同様に、トルク制御回路12と電力変換回路13と
から構成されている。
詳細な構成を示すブロック図である。図10において、
機械系模擬回路6bは、第2の速度制御回路10bに接
続された入力端子80と、修正回路14に接続された入
力端子81と、これら入力端子80,81に接続された
割算器82と、この割算器82に接続された積分器83
と、この積分器83に接続された積分器84と、積分器
83に接続された出力端子85と、積分器84に接続さ
れた出力端子86とから構成されている。
0bの詳細な構成を示すブロック図である。図11にお
いて、第2の速度制御回路10bは、修正回路14に接
続された入力端子87,90と、第2の位置制御回路7
に接続された入力端子88と、機械系模擬回路6bに接
続された入力端子89と、これら入力端子88,89に
接続された減算器91と、入力端子87及び減算器91
に接続された乗算器92と、入力端子90と減算器91
に接続された乗算器93と、この乗算器93に接続され
た積分器94と、乗算器92及び積分器94に接続され
た加算器95と、この加算器95に接続された制限回路
96と、この制限回路96に接続された出力端子97と
から構成されている。
1bの詳細な構成を示すブロック図である。図12にお
いて、第3の速度制御回路11bは、機械系模擬回路6
bに接続された入力端子100と、回転検出器4に接続
された入力端子101と、これら入力端子100,10
1に接続された減算器102と、この減算器102に接
続された積分器103と、減算器102に接続された係
数器104と、積分器103及び係数器104に接続さ
れた加算器105と、係数器104に接続された出力端
子106と、加算器105に接続された出力端子107
とから構成されている。
構成を示すブロック図である。図13において、修正回
路14は、第3の速度制御回路11bに接続された入力
端子110と、第2の速度制御回路10bに接続された
入力端子111と、この入力端子111に接続された極
性判別回路112と、入力端子111及び極性判別回路
112に接続された乗算器113と、この乗算器113
に接続された積分器114と、定数設定器115と、積
分器114及び定数設定器115に接続された加算器1
16と、この加算器116に接続された係数器117,
118と、加算器116に接続された出力端子119
と、係数器117に接続された出力端子120と、係数
器118に接続された出力端子121とから構成されて
いる。
ンKp2及びKi2の設定方法について、図14及び図15
を参照しながら説明する。まず、第2の速度制御回路1
0b及び機械系模擬回路6bから構成される速度制御系
のブロック図は、図14のようになる。図14におい
て、Kp2及びKi2はそれぞれ、上述したように第2の速
度制御回路10bの比例ゲイン及び積分ゲインである。
また、Jは上述したように、機械系模擬回路6bの積分
時定数すなわち慣性モーメントである。図14から、第
2の速度信号ω2 に対する模擬速度信号ωa の伝達関数
は、下記の式(3)で示される。
達関数(Kp2+Ki2/s)・(1/Js )を折れ線で近
似したゲイン線図は、公知のように図15の実線のよう
になる。また、図15には、第2の速度制御回路10b
の伝達関数(Kp2+Ki2/s)及び機械系模擬回路6b
の伝達関数(1/Js )のゲイン線図も示されている。
図15において、ωscは図14の速度制御系の応答周波
数である。また、ωpiで示された周波数を、ここではP
I折れ点周波数と呼ぶこととする。通常、このPI折れ
点周波数ωpiは、応答周波数ωscの数分の1以下となる
ように設定される。このとき、ωscとωpiを設定値とし
て、第2の速度制御回路10bのゲインKp2及びKi2は
それぞれ、下記の式(4)を用いて設定することができ
る。
あれば、第2の速度制御回路10bのゲインKp2及びK
i2の値を設定できることが理解される。なお、第1の速
度制御回路9及び第3の速度制御回路11aのゲインも
同様の方法で設定することができる。また、式(4)に
よって、第2の速度制御回路10bのゲインKp2及びK
i2の値が求められると、式(3)によって第2の速度信
号ω2 のステップ変化に対する模擬速度信号ωa の応答
を求めることができる。実際には、この模擬速度信号ω
a の応答のオーバーシュート量を所望の値に調節するた
めに、PI折れ点周波数ωpiの値が決定されるが、通常
の設計においては上述したように、PI折れ点周波数ω
piは応答周波数ωscの数分の1以下となるように設定さ
れる。
回路6bの積分時定数Jを修正するための方法について
図16を参照しながら説明する。まず、図9の実施例2
において、第1の位置制御回路5のゲインK1 の値は、
第2の位置制御回路7のゲインK2 の値と比較して小さ
いと仮定する。この場合は、第1の位置制御回路5から
出力される第1の速度信号ω1 の振幅は、第2の位置制
御回路7から出力される第2の速度信号ω2 の振幅に対
して無視できるので、第1の速度制御回路9に入力され
る第3の速度信号ω3 は、第2の速度信号ω2 と一致す
るものとみなしてよい。すなわち、第1の速度制御回路
9及び第2の速度制御回路10bには、指令信号とし
て、同じ第2の速度信号ω2 が与えられる。
数Jが実際の機械系の慣性モーメントと異ると、第2の
速度信号ω2 に対する実速度信号ωm の応答と、模擬速
度信号ωa の応答との間に偏差が生じ、第3の速度偏差
信号Δω3 (=ωa −ωm )が零でなくなる。
Jが実際の機械系の慣性モーメントより小さい場合は、
図16(a)に示すように第2の速度信号ω2 の変化に
対し、実速度信号ωm の応答が模擬速度信号ωa の応答
に対して遅れる。このとき、図16(a)からわかるよ
うに、第3の速度偏差信号Δω3 の極性は、加速中は正
で減速中は負となる。反対に、機械系模擬回路6bの積
分時定数Jが実際の機械系の慣性モーメントより大きい
場合は、第2の速度信号ω2 の変化に対し、模擬速度信
号ωa の応答が実速度信号ωm の応答に対して遅れるの
で、第3の速度偏差信号Δω3 の極性は、加速中は負で
減速中は正となる。したがって、第3の速度偏差信号Δ
ω3 の絶対値の振幅が減少するように、機械系模擬回路
6bの積分時定数Jの値を修正すればよいことがわか
る。
は、加減速状態に応じて変化するが、図16(b)から
わかるように、第2の速度制御回路10bから出力され
る第2のトルク信号τ2 の極性を判別することにより、
加速中か減速中かの判定ができる。すなわち、加速中は
第2のトルク信号τ2 の極性は正となり、減速中は負と
なる。例えば、加速中すなわちτ2 の極性が正のときに
第3の速度偏差信号Δω3 の極性が正であれば、機械系
模擬回路6bの積分時定数Jの値を増加させればよい。
このようにして、機械系模擬回路6bの積分時定数Jの
値が修正されると、式(4)を用いて第2の速度制御回
路10bのゲインKp2及びKi2の値も、実際の機械系の
慣性モーメントに応じて修正することが可能である。な
お、上記の説明では、第1の位置制御回路5のゲインK
1 が第2の位置制御回路7のゲインK2 と比較して小さ
い場合について説明したが、K1 の値がK2 の値と同程
度であっても、機械系模擬回路6bの積分時定数Jが実
際の機械系の慣性モーメントと異ると、第3の速度偏差
信号Δω3 は零でなくなるので、同様の方法によって、
機械系模擬回路6bの積分時定数Jの値、ひいては第2
の速度制御回路10bのゲインKp2及びKi2の値を修正
することができる。
図13を参照しながら説明する。ここで、機械系模擬回
路6b、第2の速度制御回路10b、第3の速度制御回
路11b及び修正回路14以外の動作は、上述じた実施
例1の動作と同一なので説明を省略する。
1bにおいて、第3の速度偏差信号Δω3 が、減算器1
02によって出力される。すなわち、機械系模擬回路6
bから入力端子100を経由して入力された模擬速度信
号ωa と、回転検出器4から入力端子101を経由して
入力された実速度信号ωm との第3の速度偏差信号Δω
3 (=ωa −ωm )が求められ、積分器103及び係数
器104に供給される。
器105によって出力され、出力端子107から出力さ
れる。すなわち、積分器103の出力と、係数器104
の出力との和が求められて、第3のトルク信号τ3 とし
て出力端子107から出力される。また、係数器104
から出力される第3の速度偏差信号Δω3 に振幅が比例
したトルク信号τ3pが出力端子106から出力される。
いて、機械系模擬回路6bの積分時定数すなわち慣性モ
ーメントJが加算器106によって出力される。すなわ
ち、第2の速度制御回路10bから入力端子111を経
由して入力された第2のトルク信号τ2 が極性判別回路
112に供給され、極性信号Sg が出力される。ここ
で、極性信号Sg の値は、τ2 の極性が正の場合は1、
負の場合は−1とする。つづいて、この極性信号Sg と
第3の速度制御回路11bから入力端子110を経由し
て入力されたトルク信号τ3pとの積が乗算器113によ
って求められ、積分器114に供給される。さらに、こ
の積分器114から出力された慣性モーメントの補正値
ΔJと、定数設定器115から出力された慣性モーメン
トの初期設定値J0 との和が求められ、慣性モーメント
Jとして出力端子119から出力される。このとき、慣
性モーメントの初期設定値J0 として、例えば、直流電
動機1aの慣性モーメントの値が用いられる。
ンKp2及びKi2が出力される。すなわち、慣性モーメン
トJを係数器117及び118にそれぞれ入力すると式
(4)の演算により、第2の速度制御回路10bのゲイ
ンKp2及びKi2が求められ、出力端子120及び121
から出力される。
bにおいて、模擬速度信号ωa が積分器83によって出
力される。すなわち、第2の速度制御回路10bから入
力端子80を経由して入力された第2のトルク信号τ2
と、修正回路14から入力端子81を経由して入力され
た慣性モーメントJとが割算器82に供給される。さら
に、この割算82の出力が積分器83に入力される。そ
して、積分器83において、第2のトルク信号τ2 の積
分演算が行われ、模擬速度信号ωa として出力端子85
から出力される。すなわち、模擬速度信号ωa は、積分
時定数が慣性モーメントJに等しい積分器83に第2の
トルク信号τ2 を入力することによって得られる。
器84に入力すると、式(1)の演算によって模擬回転
角信号θa が求められ、出力端子86から出力される。
10bにおいて、第2のトルク信号τ2 が制限回路96
によって出力される。すなわち、第2の位置制御回路7
から入力端子88を経由して入力された第2の速度信号
ω2 と、機械系模擬回路6bから入力端子89を経由し
て入力された模擬速度信号ωa との第2の速度偏差信号
Δω2 (=ω2 −ωa )が減算器91によって求められ
る。つづいて、修正回路14から入力端子87を経由し
て入力された比例ゲインKp2と第2の速度偏差信号Δω
2 との積が乗算器92によって求められる。さらに、修
正回路14から入力端子90を経由して入力された積分
ゲインKi2と第2の速度偏差信号Δω2との積が乗算器
93によって求められ、積分器94に供給される。つづ
いて、乗算器92の出力と積分器94の出力との和であ
る第2のトルク信号τ2 が加算器95によって求めら
れ、制限回路96を経て出力端子97から出力される。
この制限回路96は、第2のトルク信号τ2 の絶対値の
振幅を制限する働きをする。
加算器8によって、第1の速度信号ω1 と第2の速度信
号ω2 とを加算することにより第3の速度信号ω3 を求
める場合について説明したが、第2の速度信号ω2 を係
数値が0〜1である係数器に入力することにより重み付
けした第2の速度信号と第1の速度信号ω1 の加算値と
して第3の速度信号を求めてもよい。
負荷機械3に負荷トルクが印加されると、直流電動機1
aの速度が変化するため、回転検出器4から出力された
実速度信号ωmも変化する。しかし、第2の速度制御回
路10bには実速度信号ωm が入力されないため、第2
の速度制御回路10bから出力された第2のトルク信号
τ2 を入力する機械系模擬回路6bから出力される模擬
速度信号ωa は変化しない。このため、負荷機械3に負
荷トルクが印加される場合は、模擬速度信号ωa と実速
度信号ωm との差である第3の速度偏差信号Δω3 の振
幅が零でなくなるため、修正回路14において、機械系
模擬回路6bの慣性モーメントすなわち積分時定数が間
違って修正される場合がある。
の振幅に応じて修正回路14における慣性モーメントの
修正を行うかどうかの判定を行うようにしてもよい。す
なわち、第2のトルク信号τ2 は、回転角指令信号θms
が変化した場合にのみ振幅が変化するので、第2のトル
ク信号τ2 の絶対値が所定の値を越えたときにのみ慣性
モーメントの修正を行うようにしてもよい。あるいは、
第2の速度信号ω2 の絶対値が所定の値を越えたときに
のみ慣性モーメントの修正を行うようにしてもよい。
ると、加減速中においてのみ慣性モーメントの修正が行
われることとなるが、通常の電動機の位置制御装置にお
いては加減速中に負荷トルクが急に変化することはまれ
なので、このように修正回路14の構成を変えることに
より、負荷機械3に負荷トルクが印加される場合でも慣
性モーメントは正しく修正され、ひいては、第2の速度
制御回路のゲインも正しく修正される。
おいては、機械系模擬回路6bの慣性モーメントに応じ
て第2の速度制御回路10bのゲインのみ修正する場合
について説明したが、第1の速度制御回路9あるいは第
3の速度制御回路11bのゲインも同時に修正するよう
にしてもよい。
直流電動機1aを用いた場合を説明したが、誘導電動機
や同期電動機を用いてもよい。すなわち、公知のベクト
ル制御により、これらの交流電動機の発生トルクを直流
電動機並の高速応答性でもって制御できるので、最終ト
ルク信号τmsに追随するようにこれらの交流電動機の発
生トルクを制御することは容易であり、初期の目的を達
し得ることはいうまでもない。
成を、図18〜図20を参照しながら説明する。図18
は、この発明の実施例6の全体を示すブロック図であ
り、機械系模擬回路6cとトルク制御回路12a以外は
実施例1と同様である。また、この発明における直流電
動機1aのトルクの制御手段は、トルク制御回路12a
と、電力変換回路13とから構成されている。
詳細な構成を示すブロック図である。図において、機械
系模擬回路6cは、第2の速度制御回路10aに接続さ
れた入力端子124と、第3の速度制御回路11aに接
続された入力端子125と、これら入力端子124,1
25に接続された減算器126と、この減算器126に
接続された積分器127と、この積分器127に接続さ
れた積分器128と、積分器127に接続された出力端
子129と、積分器128に接続された出力端子130
とから構成されている。
の詳細な構成を示すブロック図である。図に置いて、ト
ルク制御回路12aは、第1の速度制御回路9に接続さ
れた入力端子170aと、第2の速度制御回路10aに
接続された入力端子170bと、図示しない電流検出器
に接続された入力端子170cと、入力端子170a,
170bに接続された加算器171と、この加算器17
1に接続された制限回路172と、この制限回路172
に接続された係数器173と、入力端子170c及び係
数器173に接続された減算器174と、この減算器1
74に接続された積分器175と、減算器174に接続
された係数器176と、積分器175及び係数器176
に接続された加算器177と、この加算器177に接続
されたPWM回路178と、このPWM回路178に接
続された出力端子179とから構成されている。
この発明における直流電動機1aの回転角すなわち位置
の制御方式の原理について説明する。まず、図18にお
いて、機械系模擬回路6c、第2の位置制御回路7、第
2の速度制御回路10a及び第3の速度制御回路11a
を省略した制御系について説明する。
ープをマイナループとする通常の位置制御系となる。さ
て、図18において、トルク伝達機構2の剛性が低い場
合は、速度制御の応答を上げようとして第1の速度制御
回路9のゲインを高くすると、機械共振によって大きな
振動が生じることが知られている。このような場合は、
マイナループである速度制御ループの応答周波数を上げ
ることが困難であり、ひいては位置制御ループの応答周
波数も上げることが困難である。すなわち、第1の位置
制御回路5及び第1の速度制御回路9には、回転検出器
から出力された直流電動機1aの実回転角信号θm 及び
実速度信号ωm が入力される。このとき、これらの信号
に機械共振による振動成分が含まれると、第1の位置制
御回路5及び第1の速度制御回路9によってこれらの振
動成分が増幅されるため、位置及び速度の応答周波数を
上げることが困難となる。
フィードフォワード型の制御を用いる。まず、直流電動
機1a、トルク伝達機構2及び負荷機械3から構成され
る機械系を式(1)にしたがって2つの積分要素で近似
した機械系模擬回路6cを導入する。
は、後述する模擬トルク信号τa を積分して模擬速度信
号ωa を出力する積分器127と、この模擬速度信号ω
a を積分して模擬回転角信号θa を出力する積分器12
8とから構成される。すなわち、機械系模擬回路6c
は、機械系のトルクに対する速度の伝達特性を、機械共
振を無視した理想的な積分要素として近似した回路であ
り、式(1)におけるJは機械系全体の慣性モーメント
を示している。
象として、第1の位置制御回路5及び第1の速度制御回
路9と同様の構成の第2の位置制御回路7及び第2の速
度制御回路10aをそれぞれ構成する。ここで、第2の
速度制御回路10aから出力される第2のトルク信号τ
2 が上記の模擬トルク信号τa として、機械系模擬回路
6cに供給される。さらに、第2の位置制御回路7及び
第2の速度制御回路10aは、所望の応答周波数を持つ
ようにゲインの値を設定する。そこで、第1の速度制御
回路9から出力される第1のトルク信号τ1 と、第2の
速度制御回路10aから出力される第2のトルク信号τ
2 を加算したトルク信号に追随するように、直流電動機
1aの発生トルクを制御すると、機械共振による振動発
生をさけるために第1の速度制御回路9の応答周波数を
下げても、所望の応答周波数で直流電動機1aの速度を
制御するのに必要なトルクは第2のトルク信号τ2 によ
って与えられるので、高速応答の速度制御が実現でき
る。すなわち、第2の速度制御回路10aは、実際の機
械系の振動特性に左右されない機械系模擬回路6cから
出力された模擬速度信号ωa に基づいて、フィードフォ
ワード的に第2のトルク信号τ2 を出力する。
れた第1の速度信号ω1 と、第2の位置制御回路7から
出力された第2の速度信号ω2 とを加算器8で加算した
第3の速度信号ω3 を第1の速度制御回路9に供給する
ことにより、位置制御の応答周波数も上げることができ
る。すなわち、第2の速度信号ω2 は、図17に示され
た従来装置におけるフィードフォワード速度信号ωms2
と同様の働きをする。
対しては、機械系模擬回路6c、第2の位置制御回路7
及び第2の速度制御回路10aによって、フィードフォ
ワード的な第2の速度信号ω2 及び第2のトルク信号τ
2 が出力されるので、位置制御の応答が改善できる。
る場合については、負荷トルクが変化しても機械系模擬
回路6cから出力される模擬速度信号ωa 及び模擬回転
角信号θa は変化しない。そのため、負荷トルクの変化
に対しては、機械系模擬回路6c、第2の位置制御回路
7及び第2の速度制御回路10aによって応答性を改善
することができない。
を付加する。この第3の速度制御回路11aは、機械系
模擬回路6cから出力された模擬速度信号ωa と回転検
出器4から出力された実速度信号ωm に基づいて、第3
のトルク信号τ3 を出力する。負荷トルクが変化すると
実速度信号ωm が変化し、ひいては、第3のトルク信号
τ3 も変化する。ここで、機械系模擬回路6c及び第2
の速度制御回路10aによって構成される速度制御系の
ブロック図は、図21のようになる。図21において、
機械系模擬回路6cに入力される模擬トルク信号τ
a は、第2のトルク信号τ2 と第3のトルク信号τ3 と
の偏差(τ2 −τ3 )として与えられる。つぎに図21
から第3のトルク信号τ3 に対する第2のトルク信号τ
2 の伝達関数を求めると下記の式(5)となる。
化すると第2のトルク信号τ2 も変化することがわか
る。したがって、第1の速度制御回路9から出力された
第1のトルク信号τ1 と、第2の速度制御回路10aか
ら出力された第2のトルク信号τ2 を加算したトルク信
号に追随するように、直流電動機1aの発生トルクを制
御すると、負荷トルクの変化に対する位置制御の応答性
も改善できることがわかる。さらに、式(5)で示され
た第3のトルク信号τ3 に対する第2のトルク信号τ2
の伝達関数は2次の低域通過型フィルタ(ローパスフィ
ルタ)特性を持っているので、直流電動機1aの実速度
信号ωm に含まれる機械共振に起因する振動成分が第3
の速度制御回路11aによって増幅され、第3のトルク
信号τ3 に振動成分が含まれてもこのローパスフィルタ
特性によって、第2のトルク信号τ2の振動成分は除去
される。そのため、第2の速度制御回路10aのゲイン
を高くすることができ、ひいては、高速応答の位置制御
を実現できる。
度制御回路9は、機械共振による振動を抑制したり、定
常的な負荷トルクによる位置や速度の制御誤差を零にす
る働きをする。さらに、第3の速度制御回路11aは、
機械系模擬回路6cの積分時定数すなわち慣性モーメン
トJが実際値と異なった場合の応答の変化を抑制する働
きもする。以上がこの発明における位置制御方式の原理
である。つづいて、実施例6の動作を図18〜図20を
参照しながら説明する。実施例1と同一部分は説明を省
略する。
て、模擬速度信号ωa が積分器127によって、模擬回
転角信号θm が積分器128によってそれぞれ出力され
る。すなわち、第2の速度制御回路10aから入力端子
124を介して入力された第2のトルク信号τ2 と、第
3の速度制御回路11aから入力端子125を経由して
入力された第3のトルク信号τ3 を減算器126に入力
すると模擬トルク信号τa が求められる。つぎに、この
模擬トルク信号τa を積分器127に供給すると、式
(1)の演算が行われ、模擬速度信号ωa が求められ
る。そして、この模擬速度信号ωa は、出力端子129
から出力される。一方、この模擬速度信号ωaを積分器
128に供給すると、式(1)の演算によって、模擬回
転角信号θa が求められ、出力端子130から出力され
る。
0aにおいて、第2のトルク信号τ2 が制限回路57に
よって出力される。すなわち、第2の位置制御回路7か
ら入力端子51を経由して入力された第2の速度信号ω
2 と、機械系模擬回路6cから入力端子52を経由して
入力された模擬速度信号ωa との第2の速度偏差信号Δ
ω2 (=ω2 −ωa )が減算器53によって求められ、
積分器54及び係数器55にそれぞれ供給される。する
と、積分器54と係数器55の出力の和である第2のト
ルク信号τ2 が加算器56によって求められ、制限回路
57を経て出力端子58から出力される。この制限回路
57は、第2のトルク信号τ2 の絶対値の最大値を制限
する働きをする。
11aにおいて、第3のトルク信号τ3 が加算器65に
よって出力される。すなわち、機械系模擬回路6cから
入力端子60を経由して入力された模擬速度信号ω
a と、回転検出器4から入力端子61を経由して入力さ
れた実速度信号ωm との第3の速度偏差信号Δω3 (=
ωa −ωm )が減算器62によって求められ、積分器6
3及び係数器64にそれぞれ供給される。すると、積分
器63と係数器64の出力の和である第3のトルク信号
τ3 が加算器65によって求められ、出力端子66から
出力される。
2aにおいて、最終トルク信号τmsが加算器171によ
って出力される。すなわち、第1の速度制御回路9から
入力端子170aを経由して入力された第1のトルク信
号τ1 と、第2の速度制御回路10aから入力端子17
0bを経由して入力された第2のトルク信号τ2 との和
である最終トルク信号τms(=τ1 +τ2 )が求められ
て、制限回路172に供給される。この制限回路172
は、最終トルク信号τmsの振幅を予め決められた設定値
以下に制限する。
数器173によって出力される。すなわち、公知のよう
に、直流電動機1aの発生トルクτm と電機子電流Ia
との関係は式(2)で示される。なお、KT はトルク定
数である。したがって、係数が1/KT の係数器173
に最終トルク信号τmsが入力されると、電機子電流指令
信号Iasが求められる。
a )が、減算器174によって出力される。すなわち、
係数器173から出力された電機子電流指令信号I
asと、図示しない電流検出器から入力端子170cを経
由して入力された実際の電機子電流Ia との差である電
流偏差信号ΔIが求められ、積分器175及び係数器1
76に供給される。
177によって出力される。すなわち、積分器175の
出力と係数器176の出力の和である端子電圧指令信号
Vasが求められ、PWM回路178に供給される。
号Vasに基づいて、例えば、4象限チョッパ回路から構
成された電力変換回路13の4つのスイッチング素子の
オンオフ信号を出力する。なお、PWM回路178の構
成などは公知であるので、詳細な説明を省略する。
端子電圧指令信号Vasに追随するように、電力変換回路
13及びPWM回路178によって制御される。以上の
説明から、直流電動機1aの発生トルクτm が、最終ト
ルク信号τmsに追随するように、図20で示したトルク
制御回路12a及び電力変換回路13によって制御され
ることが理解される。
構成を、図22〜図23を参照しながら説明する。図2
2は、実施例2の全体を示すブロック図であり、機械系
模擬回路6d以外は上記各実施例と同様である。
詳細な構成を示すブロック図である。図23において、
機械系模擬回路6dは、第2の速度制御回路10bに接
続された入力端子180aと、第3の速度制御回路11
bに接続された入力端子180bと、修正回路14に接
続された入力端子180cと、入力端子180a,18
0bに接続された減算器181と、減算器181及び入
力端子180cに接続された割算器182と、この割算
器182に接続された積分器183と、この積分器18
3に接続された積分器184と、積分器183に接続さ
れた出力端子185と、積分器184に接続された出力
端子186とから構成されている。
0bの詳細な構成を示すブロック図である。図11にお
いて、第2の速度制御回路10bは、修正回路14に接
続された入力端子87,90と、第2の位置制御回路7
に接続された入力端子88と、機械系模擬回路6dに接
続された入力端子89と、これら入力端子88,89に
接続された減算器91と、入力端子87及び減算器91
に接続された乗算器93と、この乗算器93に接続され
た積分器94と、乗算器92及び積分器94に接続され
た加算器95と、この加算器95に接続された制限回路
96と、この制限回路96に接続された出力端子97と
から構成されている。
1bの詳細な構成を示すブロック図である。図12にお
いて、第3の速度制御回路11bは、機械系模擬回路6
dに接続された入力端子100と、回転検出器4に接続
された入力端子101と、これら入力端子100,10
1に接続された減算器102と、この減算器102に接
続された積分器103と、減算器102に接続された係
数器104と、積分器103及び係数器104に接続さ
れた加算器105と、係数器104に接続された出力端
子106と、加算器105に接続された出力端子107
とから構成されている。
ンKp2及びKi2の設定方法について、図21及び図15
を参照しながら説明する。まず、上述したように図21
は、第2の速度制御回路10b及び機械系模擬回路6d
から構成される速度制御系のブロック図である。図21
において、Kp2及びKi2はそれぞれ、上述したように第
2の速度制御回路10bの比例ゲイン及び積分ゲインで
ある。また、Jは上述したように、機械系模擬回路6d
の積分時定数すなわち慣性モーメントである。図21か
ら、第2の速度信号ω2 に対する模擬速度信号ωa の伝
達関数は、式(3)で示される。
達関数(Kp2+Ki2/s)・(1/Js )を折れ線で近
似したゲイン線図は、公知のように図15の実線のよう
になる。また、図15には、第2の速度制御回路10b
の伝達関数(Kp2+Ki2/s)及び機械系模擬回路6d
の伝達関数(1/Js )のゲイン線図も示されている。
図15において、ωSCは図21の速度制御系の応答周波
数である。また、ωpiで示された周波数を、ここでは
PI折れ点周波数と呼ぶこととする。通常、このPI折
れ点周波数ωpiは、応答周波数ωSCの数分の1以下と
なるように設定される。このとき、ωSCとωpiを設定値
として、第2の速度制御回路10bのゲインKp2及びK
i2はそれぞれ、式(4)を用いて設定することができ
る。
あれば、第2の速度制御回路10bのゲインKp2及びK
i2の値を設定できることが理解される。なお、第1の速
度制御回路9及び第3の速度制御回路11bのゲインも
同様の方法で設定することができる。また、式(4)に
よって、第2の速度制御回路10bのゲインKp2及びK
i2の値が求められると、式(3)によって第2の速度信
号ω2 のステップ変化に対する模擬速度信号ωa の応答
を求めることができる。実際には、この模擬速度信号ω
a の応答のオーバーシュート量を所望の値に調節するた
めに、PI折れ点周波数ωpiの値が決定されるが、通常
の設計においては上述したように、PI折れ点周波数ω
piは応答周波数ωSCの数分の1以下となるように設定さ
れる。
回路6dの積分時定数Jを修正するための方法について
図16を参照しながら説明する。まず、図22の実施例
2において、第1の位置制御回路5のゲインK1 の値
は、第2の位置制御回路7のゲインK2 の値と比較して
小さいと仮定する。この場合は、第1の位置制御回路5
から出力される第1の速度信号ω1 の振幅は、第2の位
置制御回路7から出力される第2の速度信号ω2 の振幅
に対して無視できるので、第1の速度制御回路9に入力
される第3の速度信号ω3 は、第2の速度信号ω2 と一
致するものとみなしてよい。すなわち、第1の速度制御
回路9及び第2の速度制御回路10bには、指令信号と
して、同じ第2の速度信号ω2 が与えられる。さらに、
第3の速度制御回路11bのゲインは、第2の速度制御
回路10bのゲインと比較して小さいと仮定する。
数Jが実際の機械系の慣性モーメントと異ると、第2の
速度信号ω2 に対する実速度信号ωm の応答と、模擬速
度信号ωa の応答との間に偏差が生じ、第3の速度偏差
信号Δω3 (=ωa −ωm )が零でなくなる。
Jが実際の機械系の慣性モーメントより小さい場合は、
図16(a)に示すように第2の速度信号ω2 の変化に
対し、実速度信号ωm の応答が模擬速度信号ωa の応答
に対して遅れる。このとき、図16(a)からわかるよ
うに、第3の速度偏差信号Δω3 の極性は、加速中は正
で減速中は負となる。反対に、機械系模擬回路6dの積
分時定数Jが実際の機械系の慣性モーメントより大きい
場合は、第2の速度信号ω2 の変化に対し、模擬速度信
号ωa の応答が実速度信号ωm の応答に対して遅れるの
で、第3の速度偏差信号Δω3 の極性は、加速中は負で
減速中は正となる。したがって、第3の速度偏差信号Δ
ω3 の絶対値の振幅が減少するように、機械系模擬回路
6dの積分時定数Jの値を修正すればよいことがわか
る。
は、加減速状態に応じて変化するが、図16(b)から
わかるように、第2の速度制御回路10bから出力され
る第2のトルク信号τ2 の極性を判別することにより、
加速中か減速中かの判定ができる。すなわち、加速中は
第2のトルク信号τ2 の極性は正となり、減速中は負と
なる。例えば、加速中すなわちτ2 の極性が正のときに
第3の速度偏差信号Δω3 の極性が正であれば、機械系
模擬回路6dの積分時定数Jの値を増加させればよい。
このようにして、機械系模擬回路6dの積分時定数Jの
値が修正されると、式(4)を用いて第2の速度制御回
路10bのゲインKp2及びKi2の値も、実際の機械系の
慣性モーメントに応じて修正することが可能である。な
お、上記の説明では、第1の位置制御回路5のゲインK
1 が第2の位置制御回路7のゲインK2 と比較して小さ
い場合について説明したが、K1 の値がK2 の値と同程
度であっても、機械系模擬回路6dの積分時定数Jが実
際の機械系の慣性モーメントと異ると、第3の速度偏差
信号Δω3 は零でなくなるので、同様の方法によって、
機械系模擬回路6dの積分時定数Jの値、ひいては第2
の速度制御回路10bのゲインKp2及びKi2の値を修正
することができる。
る。ここで、機械系模擬回路6d、第2の速度制御回路
10b、第3の速度制御回路11b及び修正回路14以
外の動作は、上述した実施例6の動作と同一なので説明
を省略する。
系模擬回路6dの積分時定数すなわち慣性モーメントJ
が加算器116によって出力される。すなわち、第2の
速度制御回路10bから入力端子111を経由して入力
された第2のトルク信号τ2が極性判別回路112に供
給され、極性信号Sg が出力される。ここで、極性信号
Sg の値は、τ2 の極性が正の場合は1、負の場合は−
1とする。つづいて、この極性信号Sg と第3の速度制
御回路11bから入力端子110を経由して入力された
トルク信号τ3pとの積が乗算器113によって求めら
れ、積分器114に供給される。さらに、この積分器1
14から出力された慣性モーメントの補正値ΔJと、定
数設定器115から出力された慣性モーメントの初期設
定値J0 との和が加算器116によって求められ、慣性
モーメントJとして出力端子119から出力される。こ
のとき、慣性モーメントの初期設定値J0 として、例え
ば、直流電動機1aの慣性モーメントの値が用いられ
る。
ンKp2及びKi2が出力される。すなわち、慣性モーメン
トJを係数器117及び118にそれぞれ入力すると式
(4)の演算により、第2の速度制御回路10bのゲイ
ンKp2及びKi2が求められ、出力端子120及び121
から出力される。
dにおいて、模擬速度信号ωa が積分器183によって
出力される。すなわち、第2の速度制御回路10bから
入力端子180aを経由して入力された第2のトルク信
号τ2 と、第3の速度制御回路11bから入力端子18
0bを経由して入力された第3のトルク信号τ3 との偏
差信号である模擬トルク信号τa が減算器181によっ
て求められる。つづいて、この模擬トルク信号τa と、
修正回路14から入力端子180cを経由して入力され
た慣性モーメントJとが割算器182に供給される。さ
らに、この割算器182の出力が積分器183に入力さ
れる。そして、積分器183において、模擬トルク信号
τa の積分演算が行われ、模擬速度信号ωa として出力
端子185から出力される。すなわち、模擬速度信号ω
a は、積分時定数が慣性モーメントJに等しい積分器に
模擬トルク信号τa を入力することによって得られる。
器184に入力すると、式(1)の演算によって模擬回
転角信号θa が求められ、出力端子186から出力され
る。
10bにおいて、第2のトルク信号τ2 が制限回路96
によって出力される。すなわち、第2の位置制御回路7
から入力端子88を経由して入力された第2の速度信号
ω2 と、機械系模擬回路6dから入力端子89を経由し
て入力された模擬速度信号ωa との第2の速度偏差信号
Δω2 (=ω2 −ωa )が減算器91によって求められ
る。つづいて、修正回路14から入力端子87を経由し
て入力された比例ゲインKp2と第2の速度偏差信号Δω
2 との積が乗算器92によって求められる。さらに、修
正回路14から入力端子90を経由して入力された積分
ゲインKi2と第2の速度偏差信号Δω2との積が乗算器
93によって求められ、積分器94に供給される。つづ
いて、乗算器92の出力と積分器94の出力との和であ
る第2のトルク信号τ2 が加算器95によって求めら
れ、制限回路96を経て出力端子97から出力される。
この制限回路96は、第2のトルク信号τ2 の絶対値の
振幅を制限する働きをする。
加算器8によって、第1の速度信号ω1 と第2の速度信
号ω2 とを加算することにより第3の速度信号ω3 を求
める場合について説明したが、第2の速度信号ω2 を係
数値が0〜1である係数器に入力することにより重み付
けした第2の速度信号と第1の速度信号ω1 の加算値と
して第3の速度信号ω3 を求めてもよい。
は、負荷機械3に負荷トルクが印加されると、直流電動
機1aの速度が変化するため、回転検出器4から出力さ
れた実速度信号ωm も変化する。しかし、第2の速度制
御回路10bには実速度信号ωm が入力されないため、
第2の速度制御回路10bから出力された第2のトルク
信号τ2 を入力する機械系模擬回路6bから出力される
模擬速度信号ωa は変化しない。このため、負荷機械3
に負荷トルクが印加される場合は、模擬速度信号ωa と
実速度信号ωm との差である第3の速度偏差信号Δω3
の振幅が零でなくなるため、修正回路14において、機
械系模擬回路6dの慣性モーメントすなわち積分時定数
が間違って修正される場合がある。
の振幅に応じて修正回路14における慣性モーメントの
修正を行うかどうかの判定を行うようにしてもよい。す
なわち、第2のトルク信号τ2 は、回転角指令信号θms
が変化した場合にのみ振幅が変化するので、第2のトル
ク信号τ2 の絶対値が所定の値を越えたときにのみ慣性
モーメントの修正を行うようにしてもよい。あるいは、
第2の速度信号ω2 の絶対値が所定の値を越えたときに
のみ慣性モーメントの修正を行うようにしてもよい。
ると、加減速中においてのみ慣性モーメントの修正が行
われることとなるが、通常の電動機の位置制御装置にお
いては加減速中に負荷トルクが急に変化することはまれ
なので、このように修正回路14の構成を変えることに
より、負荷機械3に負荷トルクが印加される場合でも慣
性モーメントは正しく修正され、ひいては、第2の速度
制御回路のゲインも正しく修正される。
においては、機械系模擬回路6dの慣性モーメントに応
じて第2の速度制御回路10bのゲインのみ修正する場
合について説明したが、第1の速度制御回路9あるいは
第3の速度制御回路11bのゲインも同時に修正するよ
うにしてもよい。
は、直流電動機1aを用いた場合を説明したが、誘導電
動機や同期電動機を用いてもよい。すなわち、公知のベ
クトル制御により、これらの交流電動機の発生トルクを
直流電動機並の高速応答性でもって制御できるので、最
終トルク信号τmsに追随するようにこれらの交流電動機
の発生トルクを制御することは容易であり、初期の目的
を達し得ることはいうまでもない。
の構成を、図24〜図28を参照しながら説明する。図
24は実施例12の全体を示すブロック図であり、フィ
ードフォワード信号演算回路194と、位置制御回路1
96と、速度制御回路197と、トルク制御回路198
以外は前述と同様である。
号演算回路194の詳細な構成を示すブロック図であ
る。図において、フィードフォワード信号演算回路19
4は、回転角指令信号発生回路15に接続された入力端
子220と、この入力端子220に接続された減算器2
21と、この減算器221に接続された係数器222
と、この係数器222に接続された減算器223と、こ
の減算器223に接続された係数器224と、係数器2
24に接続された制限回路225と、制限回路225に
接続された積分器226と、この積分器226に接続さ
れた積分器227と、制限回路225に接続された出力
端子228と、積分器226に接続された出力端子22
9と、積分器227に接続された出力端子230とから
構成されている。
詳細な構成を示すブロック図である。図において、位置
制御回路196は、フィードフォワード信号演算回路1
94に接続された入力端子231と、回転検出器4に接
続された入力端子232と、これら入力端子231,2
32に接続された減算器233と、この減算器233に
接続された係数器234と、この係数器234に接続さ
れた出力端子235とから構成されている。
詳細な構成を示すブロック図である。図において、速度
制御回路197は、フィードフォワード信号演算回路1
94に接続された入力端子236と、位置制御回路19
6に接続された入力端子237と、これら入力端子23
6,237に接続された加算器238と、回転検出器4
に接続された入力端子239と、加算器238及び入力
端子239に接続された減算器240と、この減算器2
40に接続された積分器241と、減算器240に接続
された係数器242と、積分器241及び係数器242
に接続された加算器243と、この加算器243に接続
された出力端子244とから構成されている。
の詳細な構成を示すブロック図である。図に置いて、ト
ルク制御回路198は、フィードフォワード信号演算回
路194に接続された入力端子246と、速度制御回路
197に接続された入力端子247と、図示しない電流
検出器に接続された入力端子248と、入力端子24
6,247に接続された加算器249と、この加算器2
49に接続された制限回路250と、この制限回路25
0に接続された係数器251と、入力端子248及び係
数器251に接続された減算器252と、この減算器2
52に接続された積分器253と、減算器252に接続
された係数器254と、積分器253及び係数器254
に接続された加算器255と、この加算器255に接続
されたPWM回路256と、このPWM回路256に接
続された出力端子257とから構成されている。
に、この発明における直流電動機1aの回転角すなわち
位置の制御方式の原理について説明する。まず、図24
において、フィードフォワード信号演算回路194を省
略し、位置制御回路196にフィードフォワード信号演
算回路194から出力された模擬回転角信号θa の代り
に回転角指令信号発生回路15から出力された回転角指
令信号θmsを入力した制御系の動作を説明する。さら
に、この制御系では、位置制御回路196は回転角指令
信号θmsと実回転角信号θm との偏差信号を増幅して第
1の速度信号ω1 を出力し、速度制御回路197はこの
第1の速度信号ω1 と実速度信号ωm との偏差信号を増
幅して第1のトルク信号τ1 を出力し、トルク制御回路
198及び電力変換回路13は直流電動機1aの発生ト
ルクτm がこの第1のトルク信号τ1に追随するように
制御するものとする。
速度制御ループをマイナループとする通常の位置制御系
となる。さて、図12において、トルク伝達機構2の剛
性が低い場合は、速度制御の応答を上げようとして速度
制御回路197のゲインを高くすると、機械共振によっ
て大きな振動が生じることが知られている。このような
場合は、マイナループである速度制御ループの応答周波
数を上げることが困難であり、ひいては位置制御ループ
の応答周波数も上げることが困難である。すなわち、位
置制御回路196及び速度制御回路197には、回転検
出器4から出力された直流電動機1aの実回転角信号θ
m 及び実速度信号ωm が入力される。このとき、これら
の信号に機械共振による振動成分が含まれると、位置制
御回路196及び速度制御回路197によってこれらの
振動成分が増幅されるため、位置及び速度の応答周波数
を上げることが困難となる。
フィードフォワード型の制御を用いる。まず、直流電動
機1a、トルク伝達機構2及び負荷機械3から構成され
る機械系を式(6)にしたがって2つの積分要素で近似
した機械系模擬回路194aを導入する。
aは、後述する模擬トルク信号τaを積分して模擬速度
信号ωa を出力する第1の積分器226と、この模擬速
度信号ωa を積分して模擬回転角信号θa を出力する第
2の積分器227とから構成される。すなわち、実際の
機械系は機械共振を発生する高次の振動特性やギアのガ
タなどのような非線形な伝達特性を有しているが、機械
系模擬回路194aは、これらの振動特性や非線形特性
を全て無視し、機械系のトルクに対する速度の伝達特性
及び機械系の速度に対する回転角の伝達特性をそれぞ
れ、理想的な積分要素として近似した回路であり、式
(6)におけるJは直流電動機1a、トルク伝達機構2
及び負荷機械3の慣性モーメントを合わせた機械系全体
の慣性モーメントを示している。
模擬回路194aを制御対象として、模擬位置制御回路
194c及び模擬速度制御回路194bをそれぞれ構成
する。ここで、模擬速度制御回路194bから出力され
る模擬トルク信号τa が機械系模擬回路194aに供給
される。さらに、模擬位置制御回路194c及び模擬速
度制御回路194bは、以下のような方法で、それぞれ
所望の応答周波数を持つようにゲインの値を設定する。
まず、図29から、模擬位置制御回路194cから出力
された模擬速度指令信号ωasに対する模擬速度信号ωa
の伝達関数Gs (s) は、下記の式(7)に示すような一
次遅れの伝達関数となる。
擬速度信号ωa の応答周波数をωscとすると、式(7)
において、時定数Tscは公知のように応答周波数ωscの
逆数となるので、応答周波数ωscを与えると下記の式
(8)を用いて模擬速度制御回路194bのゲインKsa
の値を決定することができる。
ωscは、模擬位置制御ループの応答周波数ωpcと比較し
て数倍以上高いものとする。このとき、模擬位置制御回
路194cのゲインKpaの設定時には、式(7)の時定
数Tscの値は零、すなわち、常にωas=ωa の条件が成
立するとみなしてもよい。したがって、回転角指令信号
ωmsに対する模擬回転角信号θa の伝達関数Gp (s)
は、下記の式(9)に示すような一次遅れの伝達関数と
して近似できる。
のゲインKpaは、上述した模擬速度制御回路194bの
ゲインKsaと同様に、下記の式(10)を用いて決定す
ることができる。
擬速度制御回路194bはともに、機械系模擬回路19
4aを制御対象としており、直流電動機1aの実回転角
信号θm や実速度信号ωm が入力されないので、回転角
指令信号θmsの変化に対し所望の過渡応答特性を持つよ
うに式(8)及び式(10)を用いてゲインの値を決定
することができる。そこで、このように設計された模擬
速度制御回路194bから出力される模擬トルク信号τ
a に、直流電動機1aの発生トルクτm が追随するよう
に制御すれば、直流電動機1aの速度及び回転角をそれ
ぞれ、模擬速度制御ループ及び模擬位置制御ループと同
じ応答性でもって制御することができる。
達機構2及び負荷機械3から構成される実際の機械系の
慣性モーメントの値と、機械系模擬回路194a中の第
1の積分器226の積分時定数、すなわち、慣性モーメ
ントJの値とが異った場合や、実際の機械系に負荷トル
クτL が印加されるような場合は、機械系模擬回路19
4aの応答と実際の機械系の応答とが一致しなくなるた
め、直流電動機1aの発生トルクτm を模擬トルク信号
τa に追随するように制御するだけでは、直流電動機1
aの速度及び回転角をそれぞれ、模擬速度制御ループ及
び模擬位置制御ループと同じ応答性でもって制御するこ
とができない。さらに、トルク伝達機構2の剛性が低い
場合には、模擬速度制御回路194bや模擬位置制御回
路194cのゲインを上げすぎると、機械共振による振
動が生じる恐れがある。
図24に示すように、位置制御回路196によって、模
擬回転角信号θa と実回転角信号θm との回転角偏差信
号を増幅して第1の速度信号ω1 を求める。さらに、速
度制御回路197において、この第1の速度信号ω1 と
模擬速度信号ωa とを加算して得られた第2の速度信号
ω2 と実速度信号ωm との速度偏差信号を増幅して第1
のトルク信号τ1 を求める。そして最後に、トルク制御
回路198及び電力変換回路13によって、この第1の
トルク信号τ1 と模擬トルク信号τa とを加算して得ら
れた最終トルク指令信号τmsに直流電動機1aの発生ト
ルクτm が追随するように制御する。この結果、上記の
機械系模擬回路194aと実際の機械系の応答特性の相
違による影響が軽減され、直流電動機1aの速度及び回
転角をそれぞれ、模擬速度制御ループ及び模擬位置制御
ループと同じ応答性でもって制御することが可能であ
る。
理である。つづいて、実施例1の動作を図24〜図28
を参照しながら説明する。まず、図25で示すフィード
フォワード信号演算回路194によって、模擬回転角信
号θa 、模擬速度信号ωa 及び模擬トルク信号τa がそ
れぞれ出力される。すなわち、回転角指令信号発生回路
15から入力端子220を経由して入力された回転角指
令信号θmsと、後述の動作によって積分器227から出
力された模擬回転角信号θa との模擬回転角偏差信号Δ
θa (=θms−θa )が減算器221によって求めら
れ、係数器222に供給される。すると、係数器222
によって模擬速度指令信号ωasが求められる。ここで、
係数器222は上述した模擬位置制御回路194cを構
成しており、その係数値Kpaは上記の式(10)にした
がって設定されている。
擬回転角指令信号ωasと、後述の動作によって積分器2
26から出力された模擬速度信号ωa との模擬速度偏差
信号Δωa (ωas−ωa )が減算器223によって求め
られ、係数器224に供給される。すると、係数器22
4によって模擬トルク信号τa が求められる。ここで、
係数器224は上述した模擬速度制御回路194bを構
成しており、その係数値Ksaは上記の式(8)にしたが
って設定されている。つぎに、この模擬トルク信号τa
は、制限回路225に入力される。ここで、この制限回
路225は、模擬トルク信号τa の振幅の絶対値を予め
設定された最大値以下に制限する働きをする。つづい
て、この制限回路225に出力された模擬トルク信号τ
a は出力端子228から出力されると同時に、積分器2
26に入力される。すると、この積分器226によっ
て、式(6)の演算が行われ、模擬速度信号ωa が出力
される。さらに、この模擬速度信号ωa を出力端子22
9から出力すると同時に、積分器227に入力すると、
同様に式(6)の演算が行われ模擬回転角信号θa が出
力端子230から出力される。ここで、積分器226及
び227は、上述した機械系模擬回路194aを構成し
ており、図29における第1及び第2の積分器にそれぞ
れ相当する。また、積分器226の積分時定数Jは機械
系全体の慣性モーメントと等しくなるように設定されて
いる。
6において、第1の速度信号ω1 が係数器234によっ
て出力される。すなわち、フィードフォワード信号演算
回路194から入力端子231を経由して入力された模
擬回転角信号θa と、回転検出器4から入力端子232
を経由して入力された実回転角信号θm との回転角偏差
信号Δθ(=θa −θm )が減算器233によって求め
られ、係数器234に供給される。すると、係数器23
4によって第1の速度信号ω1 が求められ、出力端子2
35から出力される。
7において、第1のトルク信号τ1が加算器243によ
って出力される。すなわち、フィードフォワード信号演
算回路194から入力端子236を経由して入力された
模擬速度信号ωa と、位置制御回路196から入力端子
237を経由して入力された第1の速度信号ω1 との和
である第2の速度信号ω2 (=ωa +ω1 )が加算器2
38によって求められる。つづいて、この第2の速度信
号ω2 と、回転検出器4から入力端子239を経由して
入力された実速度信号ωm との速度偏差信号Δω(=ω
2 −ωm )が減算器240によって求められ、積分器2
41及び係数器242にそれぞれ供給される。すると、
積分器241と係数器242の出力の和である第1のト
ルク信号τ1 が加算器243によって求められ、出力端
子244から出力される。
8において、最終トルク指令信号τmsが加算器249に
よって出力される。すなわち、フィードフォワード信号
演算回路194から入力端子246を経由して入力され
た模擬トルク信号τa と、速度制御回路197から入力
端子247を経由して入力された第1のトルク信号τ1
との和である最終トルク指令信号τms(=τ1 +τ2 )
が求められて、制限回路250に供給される。この制限
回路250は、最終トルク指令信号τmsの振幅を予め決
められた設定値以下に制限する働きをする。
数器251によって出力される。すなわち、公知のよう
に、直流電動機1aの発生トルクτm と電機子電流Ia
との関係は式(2)で示される。なお、KT はトルク定
数である。したがって、係数値が1/KT の値に等しい
係数器251に最終トルク指令信号τmsが入力される
と、電機子電流指令信号Iasが求められる。
a )が、減算器252によって出力される。すなわち、
係数器251から出力された電機子電流指令信号I
asと、図示しない電流検出器から入力端子248を経由
して入力された実際の電機子電流Ia との差である電流
偏差信号ΔIが求められ、積分器253及び係数器25
4に供給される。さらに、端子電圧指令信号Vasが、加
算器255によって出力される。すなわち、積分器25
3の出力と係数器254の出力の和である端子電圧指令
信号Vasが求められ、PWM回路256に供給される。
このPWM回路256は、端子電圧指令信号Vasに基づ
いて、例えば、4象限チョッパ回路から構成された電力
変換回路13の4つのスイッチング素子のオンオフ信号
を出力する。なお、PWM回路256の構成などは公知
であるので、詳細な説明を省略する。
端子電圧指令信号Vasに追随するように、PWM回路2
56及び電力変換回路13によって制御される。以上の
説明から、直流電動機1aの発生トルクτm が、最終ト
ルク指令信号τmsに追随するように、図28で示したト
ルク制御回路198及び電力変換回路13によって制御
されることが理解される。
の係数器234の係数値Kppは、従来の位置制御回路の
ゲインに相当し、従来と同様の方法で設定すればよい。
また、図27で示す速度制御回路197中の係数器24
2の係数値Ksp及び積分器241のゲインKsiはそれぞ
れ、従来の速度制御回路の比例ゲイン及び積分ゲインに
相当し、これらの値も従来と同様の方法で設定すればよ
い。定常的に負荷トルクが印加される場合は、このよう
に速度制御回路197で積分演算を行うことによって、
この負荷トルクによる速度変動をなくすことが可能であ
る。また、図27で示す速度制御回路197は、速度偏
差信号Δωを入力して比例積分演算により第1のトルク
信号τ1 を求めているが、微分演算を付加することによ
り機械共振に起因する振動をより一層低減することが可
能である。さらに、図28で示すトルク制御回路198
中の係数器254の係数値Kcp及び積分器253のゲイ
ンKciはそれぞれ、従来の電流制御回路の比例ゲイン及
び積分ゲインに相当し、これらの値も従来と同様の方法
で設定すればよい。
3の構成を、図30,図31及び図32を参照しながら
説明する。図30は実施例13の全体を示すブロック図
であり、直流電動機1a、トルク伝達機構2、負荷機械
3、回転検出器4、位置制御回路196、速度制御回路
197、トルク制御回路198、電力変換回路13及び
回転角指令信号発生回路15は、上記実施例12のもの
と全く同一である。
は、上述した実施例12と全く同一のものと、制御パラ
メータが可変なフィードフォワード信号演算回路195
と修正回路190とから構成されている。この発明にお
ける直流電動機1aのトルクの制御手段は、実施例12
と同様に、トルク制御回路198と電力変換回路13と
から構成されている。
号演算回路195の詳細な構成を示すブロック図であ
る。図31において、フィードフォワード信号演算回路
195は、回転角指令信号発生回路15に接続された入
力端子260と、修正回路190に接続された入力端子
261と、入力端子260に接続された減算器262
と、この減算器262に接続された係数器263と、こ
の係数器263に接続された減算器264と、この減算
器264に接続された係数器265と、入力端子261
及び係数器265に接続された乗算器266と、係数器
265に接続された積分器267と、この積分器267
に接続された積分器268と、乗算器266に接続され
た出力端子269と、積分器267に接続された出力端
子270と、積分器268に接続された出力端子271
とから構成されている。
な構成を示すブロック図である。図32において、修正
回路190は、フィードフォワード信号演算回路195
に接続された入力端子273及び275と、回転検出器
4に接続された入力端子274と、入力端子273及び
274に接続された減算器276と、入力端子275に
接続された極性判別回路277と、減算器276及び極
性判別回路277に接続された乗算器278と、この乗
算器278に接続された積分器279と、定数設定器2
80と、積分器279及び定数設定器280に接続され
た加算器281と、この加算器281に接続された出力
端子282とから構成されている。
フォワード信号演算回路195中の調節すべき制御パラ
メータについて、図33を参照しながら説明する。図3
3は、図29に示された模擬位置制御系のブロック図を
等価変換したブロック図である。まず、図33が図29
と等価であることを説明する。まず、図33において、
模擬速度指令信号ωasに対する模擬速度信号ωa の伝達
関数Gs (s) を求めると、下記の式(11)に示すよう
な一次遅れの伝達関数となる。
プの応答周波数ωscの逆数が時定数Tscとなるので、式
(11)は式(7)に一致する。さらに、式(6)か
ら、模擬トルク信号τa は、模擬速度信号ωa を微分し
て慣性モーメントJを乗算することによって得られるこ
とがわかる。したがって、図33のように、模擬速度信
号ωa を出力する積分時定数が1の積分器の入力をJ倍
することにより模擬トルク信号τa が得られる。また、
模擬回転角制御ループが等価であることは明らかであ
る。以上の説明から、図33が図29と等価であること
が理解される。
95における模擬回転角信号θa 、模擬速度信号ωa 及
び模擬トルク信号τa の演算のために図33のブロック
図を用いると、機械系の慣性モーメントが未知の場合や
運転中に変化するような場合、調節すべき制御パラメー
タは慣性モーメントJのみとなる。模擬速度制御ループ
の応答周波数ωscは設定値であり、式(10)から模擬
位置制御ループのゲインKpaも設定値である。また、図
29と図33とを比較すると、図29では機械系模擬回
路194aと模擬速度制御回路194bとが明確に区別
されているのに対し、図33ではこれらの回路の区別が
明確でないことがわかる。このことは、フィードフォワ
ード信号演算回路195における演算に利用するブロッ
ク図は、図29を等価変換したブロック図であればどの
ようなものであってもよいことを意味している。ただ
し、図29のようなブロック図を用いると、機械系の慣
性モーメントに応じて調節すべき制御パラメータは、模
擬速度信号ωa を出力する第1の積分器226の積分時
定数、すなわち慣性モーメントJと模擬速度制御回路1
94bのゲインKsaの2つとなる。
フォワード信号演算回路195中の制御パラメータであ
る慣性モーメントJを修正するための方法を図34を参
照しながら説明する。まず、フィードフォワード信号演
算回路195中の慣性モーメントJが実際の機械系の慣
性モーメントより小さい場合は、図34(a)に示すよ
うに、模擬速度指令信号ωasの変化に対し、実速度信号
ωm の応答が模擬速度信号ωa の応答に対して遅れる。
このとき、図34(a)からわかるように、模擬速度信
号ωa と実速度信号ωm との第2の速度偏差信号Δω2
(=ωa −ωm)の極性は、加速中は正で減速中は負と
なる。反対に、フィードフォワード信号演算回路195
中の慣性モーメントJが実際の機械系の慣性モーメント
より大きい場合は、模擬速度信号ωa の応答が実速度信
号ωm の応答に対して遅れるので、第2の速度偏差信号
Δω2 の極性は、加速中は負で減速中は正となる。した
がって、第2の速度偏差信号Δω2 の絶対値の振幅が減
少するように、フィードフォワード信号演算回路195
中の慣性モーメントJの値を修正すればよいことがわか
る。
は、加減速状態に応じて変化するが、図34(b)から
わかるように、フィードフォワード信号演算回路195
から出力される模擬トルク信号τa の極性を判別するこ
とにより、加速中か減速中かの判定ができる。すなわ
ち、加速中は模擬トルク信号τa の極性は、加速中は正
となり減速中は負となる。そこで、例えば、加速中すな
わち模擬トルク信号τaの極性が正のときに、第2の速
度偏差信号Δω2 の極性が正であればフィードフォワー
ド信号演算回路195中の慣性モーメントJの値を増加
させ、反対に第2の速度偏差信号Δω2 の極性が負であ
ればフィードフォワード信号演算回路195中の慣性モ
ーメントJの値を増加させればよい。なお、フィードフ
ォワード信号演算回路195において、図29で示され
たブロック図の演算を行う場合は、慣性モーメントJの
値を修正するとともに、式(8)を用いて模擬速度制御
回路194bのゲインKsaの値も修正する必要がある。
以上でこの発明における制御パラメータの修正方法の説
明を終える。
1及び図32を参照しながら説明する。ここで、フィー
ドフォワード信号演算回路195及び修正回路190以
外の動作は上述した実施例12の動作と同じなので説明
を省略する。
号演算回路195において、乗算器266によって模擬
トルク信号τa が出力される。すなわち、回転角指令信
号発生回路15から入力端子260を経由して入力され
た回転角指令信号θmsと、後述する動作によって積分器
268から出力された模擬回転角信号θa との模擬回転
角偏差信号Δθa (=θms−θa )が減算器262によ
って求められ、係数器263に供給される。すると、係
数器263によって、模擬速度指令信号ωasが求められ
る。ここで、係数器263は図33における模擬位置制
御回路を構成しており、その係数値Kpaは上記の式(1
0)にしたがって設定されている。つづいて、この係数
器263から出力された模擬速度指令信号ωasと、後述
する動作によって積分器267から出力された模擬速度
信号ωa との模擬速度偏差信号Δωa (=ωas−ωa )
が減算器264によって求められ、係数器265に供給
される。さらに、この係数器265の出力を積分器26
7に入力すると、積分器267によって模擬速度信号ω
a が求められる。ここで、係数器265の係数値は、図
33に示したように模擬速度制御ループの応答周波数ω
scの値と等しく設定されている。つづいて、係数器26
5の出力と、修正回路190から入力端子261を経由
して入力された慣性モーメントJとの積である模擬トル
ク信号τa が乗算器266によっって求められ、出力端
子269から出力される。
模擬速度信号ωa が出力端子270から出力される。さ
らに、この模擬速度信号ωa を積分器268に入力して
積分すると模擬回転角信号θa が求められ、出力端子2
71から出力される。
いて、加算器281によって慣性モーメントJが出力さ
れる。すなわち、フィードフォワード信号演算回路19
5から入力端子273を経由して入力された模擬速度信
号ωa と、回転検出器4から入力端子274を経由して
入力された実速度信号ωm との第2の速度偏差信号Δω
2 が減算器276によって求められる。さらに、フィー
ドフォワード信号演算回路195から入力端子275を
経由して入力された模擬トルク信号τa を極正判別回路
277に入力すると、模擬トルク信号τa の極性信号S
g が求められる。ここで、極性信号Sg は、模擬トルク
信号τa の極性が正であれば1、負であれば−1となる
2値信号である。つづいて、減算器276から出力され
た第2の速度偏差信号Δω2 と、極正判別回路277か
ら出力された模擬トルク信号τaの極性信号Sg との積
が乗算器278によって求められ、積分器279に供給
される。すると、この積分器279によって慣性モーメ
ントJの修正値ΔJが求められる。つづいて、定数設定
器280から出力された慣性モーメントの初期値J0 と
この修正値ΔJとを加算器281によって加算すること
により、慣性モーメントJが求められ、出力端子282
から出力される。ここで、慣性モーメントの初期値J0
として、例えば、直流電動機1a の慣性モーメントの値
を用いればよい。
が零となるように積分器279によって慣性モーメント
Jを修正することにより、フィードフォワード信号演算
回路195中の制御パラメータである慣性モーメントJ
が実際の機械系の慣性モーメントと一致するので、機械
系の慣性モーメントが未知の場合や運転中に変化するよ
うな場合でも、常に位置制御の応答特性を一定に保つこ
とができる。
は、フィードフォワード信号演算回路から出力された模
擬速度信号ωa と、回転検出器4から出力された実速度
信号ωm との偏差が減少するように修正回路190にお
いて慣性モーメントJの値を修正する場合について説明
したが、速度信号を積分すると回転角信号となることか
ら、フィードフォワード信号演算回路から出力された模
擬回転角信号θa と、回転検出器4から出力された実回
転角信号θm との偏差が減少するように修正回路190
において慣性モーメントJの値を修正するようにしても
よい。この場合は、模擬回転角信号θa と実回転角信号
θm との回転角偏差信号は、模擬速度信号ωa と実速度
信号ωm との速度偏差信号を積分した信号となるので、
図32で示す修正回路190において、積分器279の
代りに係数器を用いてもよい。
うに、模擬トルク信号τa は模擬回転角信号θaを2回
微分した信号であるので、回転角指令信号θmsに対する
模擬回転角信号θa の伝達関数の分母と分子の次数差が
2以上(ただし、分母の次数>分子の次数)であれば、
模擬トルク信号τa を微分演算を用いないで求めること
ができる。したがって、模擬速度制御回路194bに積
分演算を付加したり、機械系模擬回路194aの次数を
増やしたりしてもよい。
(12)に示す微分方程式が得られる。
を、マイクロコンピュータを用いて式(12)の微分方
程式を数値積分することによって、模擬回転角信号
θa 、模擬速度信号ωa 及び模擬トルク信号τa を出力
するような構成にしてもよい。
は、直流電動機1aを用いた場合を説明したが、誘導電
動機や同期電動機のような交流電動機を用いてもよい。
すなわち、公知のベクトル制御により、これらの交流電
動機の発生トルクを直流電動機並の高速応答性でもって
制御できるので、最終トルク指令信号τmsに追随するよ
うにこれらの交流電動機の発生トルクを制御することは
容易であり、初期の目的を達し得ることはいうまでもな
い。
おり、第2の位置制御回路7、第2の速度制御回路10
a及び機械系模擬回路6aを付加することにより、回転
角指令信号θmsの変化に対する位置制御の応答性を改善
できる効果がある。また、第3の速度制御回路11aを
付加することにより、負荷トルクの変化に対しても位置
制御の応答性を改善できる効果がある。さらに、請求項
2においては、修正回路14を付加し、第3の速度制御
回路11bから出力される第3のトルク信号τ3の振幅
を所定値以下に減少させるように、機械系模擬回路6b
の積分時定数及び第2の速度制御回路10bのゲインを
修正するようにしたので、負荷機械3の慣性モーメント
が未知の場合や、運転中に変化するような場合でも、位
置制御の応答周波数を一定に保つことができるという効
果を奏する。
り、第2の位置制御回路7、第2の速度制御回路10a
及び機械系模擬回路6cを付加することにより、回転角
指令信号θmsの変化に対する位置制御の応答性を改善で
きる効果がある。また、第3の速度制御回路11aを付
加することにより、負荷トルクの変化に対しても位置制
御の応答性を改善できる効果がある。さらに、請求項4
においては、修正回路14を付加し、第3の速度制御回
路11bから出力される第3のトルク信号τ3の振幅を
所定値以下に減少させるように、機械系模擬回路6dの
積分時定数及び第2の速度制御回路10bのゲインを修
正するようにしたので、負荷機械3の慣性モーメントが
未知の場合や、運転中に変化するような場合でも、位置
制御の応答周波数を一定に保つことができるという効果
を奏する。
とおり、フィードフォワード信号演算回路を用いたこと
により、電動機、トルク伝達機構及び負荷機械から構成
される機械系において、トルク伝達機構の剛性やギアの
ガタなどに起因する機械振動特性が存在するような場合
においても高速応答の位置制御性能が得られる効果があ
る。さらに、フィードフォワード信号演算回路は微分演
算を行わないので、回転角指令信号が急峻に変化しても
滑らかな信号が出力され、電動機の発生トルクが急激に
変化して機械振動や機械音を生じないという効果があ
る。また、この発明の請求項7〜9は、さらに修正回路
を付加し、フィードフォワード信号演算回路中のパラメ
ータである慣性モーメントを機械系の慣性モーメントに
応じて修正するようにしたので、負荷機械の慣性モーメ
ントが未知の場合や運転中に変化するような場合でも、
位置制御の応答周波数を常に一定に保つことができると
いう効果を奏する。
すブロック図である。
ロック図である。
すブロック図である。
すブロック図である。
すブロック図である。
すブロック図である。
ロック図である。
ブロック図である。
示すブロック図である。
示すブロック図である。
ク図である。
機械系模擬回路とで構成される速度制御系のブロック図
である。
説明図である。
図である。
る。
ブロック図である。
ブロック図である。
機械系模擬回路とで構成される速度制御系のブロック図
である。
る。
ブロック図である。
る。
信号演算回路を示すブロック図である。
ブロック図である。
ブロック図である。
すブロック図である。
信号演算回路の演算内容を示すブロック図である。
る。
信号演算回路を示すブロック図である。
ック図である。
信号演算回路の演算内容を示すブロック図である。
明図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 トルク伝達機構を介して負荷機械を駆動
する電動機と、前記電動機の回転速度及び回転角を検出
する回転検出器と、前記電動機の回転角指令信号及び前
記回転検出器から出力された実回転角信号に基づいて第
1の速度信号を出力する第1の位置制御回路と、前記ト
ルク伝達機構、負荷機械及び電動機を二つの積分要素と
して近似するとともに後述の第2のトルク信号に基づい
て模擬速度信号及び模擬回転角信号を出力する機械系模
擬回路と、前記回転角指令信号及び模擬回転角信号に基
づいて第2の速度信号を出力する第2の位置制御回路
と、前記第1の速度信号と前記第2の速度信号とを加算
して第3の速度信号を出力する加算器と、前記第3の速
度信号及び前記回転検出器から出力された実速度信号と
に基づいて第1のトルク信号を出力する第1の速度制御
回路と、前記第2の速度信号及び前記模擬速度信号とに
基づいて第2のトルク信号を出力する第2の速度制御回
路と、前記実速度信号及び模擬速度信号に基づいて第3
のトルク信号を出力する第3の速度制御回路と、前記第
1のトルク信号と前記第2のトルク信号と前記第3のト
ルク信号に基づいて前記電動機のトルクを制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする電動機の位置制御装
置。 - 【請求項2】 トルク伝達機構を介して負荷機械を駆動
する電動機と、前記電動機の回転速度及び回転角を検出
する回転検出器と、前記電動機の回転角指令信号及び前
記回転検出器から出力された実回転角信号に基づいて第
1の速度信号を出力する第1の位置制御回路と、前記ト
ルク伝達機構、負荷機械及び電動機を二つの積分要素と
して近似するとともに後述の第2のトルク信号に基づい
て模擬速度信号及び模擬回転角信号を出力する機械系模
擬回路と、前記回転角指令信号及び模擬回転角信号に基
づいて第2の速度信号を出力する第2の位置制御回路
と、前記第1の速度信号と前記第2の速度信号とを加算
して第3の速度信号を出力する加算器と、前記第3の速
度信号及び前記回転検出器から出力された実速度信号と
に基づいて第1のトルク信号を出力する第1の速度制御
回路と、前記第2の速度信号及び前記模擬速度信号とに
基づいて第2のトルク信号を出力する第2の速度制御回
路と、前記実速度信号及び模擬速度信号に基づいて第3
のトルク信号を出力する第3の速度制御回路と、前記第
1のトルク信号と前記第2のトルク信号と前記第3のト
ルク信号に基づいて前記電動機のトルクを制御する制御
手段と、前記第3のトルク信号を入力とする修正回路と
を備え、前記修正回路は前記第3のトルク信号の振幅を
所定値以下に減少させるように前記機械系模擬回路の積
分時定数及び少なくとも前記第2の速度制御回路のゲイ
ンを修正することを特徴とする電動機の位置制御装置。 - 【請求項3】 トルク伝達機構を介して負荷機械を駆動
する電動機と、前記電動機の回転速度及び回転角を検出
する回転検出器と、前記電動機の回転角指令信号及び前
記回転検出器から出力された実回転角信号に基づいて第
1の速度信号を出力する第1の位置制御回路と、前記ト
ルク伝達機構、負荷機械及び電動機を二つの積分要素と
して近似するとともに後述の第2のトルク信号及び第3
のトルク信号に基づいて模擬速度信号及び模擬回転角信
号を出力する機械系模擬回路と、前記回転角指令信号及
び模擬回転角信号に基づいて第2の速度信号を出力する
第2の位置制御回路と、前記第1の速度信号と前記第2
の速度信号とを加算して第3の速度信号を出力する加算
器と、前記第3の速度信号及び前記回転検出器から出力
された実速度信号とに基づいて第1のトルク信号を出力
する第1の速度制御回路と、前記第2の速度信号及び前
記模擬速度信号とに基づいて第2のトルク信号を出力す
る第2の速度制御回路と、前記実速度信号及び模擬速度
信号に基づいて第3のトルク信号を出力する第3の速度
制御回路と、前記第1のトルク信号と前記第2のトルク
信号に基づいて前記電動機のトルクを制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする電動機の位置制御装置。 - 【請求項4】 トルク伝達機構を介して負荷機械を駆動
する電動機と、前記電動機の回転速度及び回転角を検出
する回転検出器と、前記電動機の回転角指令信号及び前
記回転検出器から出力された実回転角信号に基づいて第
1の速度信号を出力する第1の位置制御回路と、前記ト
ルク伝達機構、負荷機械及び電動機を二つの積分要素と
して近似するとともに後述の第2のトルク信号及び第3
のトルク信号に基づいて模擬速度信号及び模擬回転角信
号を出力する機械系模擬回路と、前記回転角指令信号及
び模擬回転角信号に基づいて第2の速度信号を出力する
第2の位置制御回路と、前記第1の速度信号と前記第2
の速度信号とを加算して第3の速度信号を出力する加算
器と、前記第3の速度信号及び前記回転検出器から出力
された実速度信号とに基づいて第1のトルク信号を出力
する第1の速度制御回路と、前記第2の速度信号及び前
記模擬速度信号とに基づいて第2のトルク信号を出力す
る第2の速度制御回路と、前記実速度信号及び模擬速度
信号に基づいて第3のトルク信号を出力する第3の速度
制御回路と、前記第1のトルク信号と前記第2のトルク
信号に基づいて前記電動機のトルクを制御する制御手段
と、前記第3のトルク信号を入力とする修正回路とを備
え、前記修正回路は前記第3のトルク信号の振幅を所定
値以下に減少させるように前記機械系模擬回路の積分時
定数及び少なくとも前記第2の速度制御回路のゲインを
修正することを特徴とする電動機の位置制御装置。 - 【請求項5】 トルク伝達機構を介して負荷機械を駆動
する電動機と、前記電動機の回転角指令信号を入力して
すくなくとも2回の積分演算を含む所定の関数演算によ
り模擬回転角信号と模擬速度信号と模擬トルク信号とを
それぞれ出力するフィードフォワード信号演算回路と、
前記電動機の回転速度及び回転角を検出する回転検出器
と、前記模擬回転角信号及び前記回転検出器から出力さ
れた実回転角信号に基づいて第1の速度信号を出力する
位置制御回路と、前記模擬速度信号と前記第1の速度信
号と前記回転検出器から出力された実速度信号とに基づ
いて第1のトルク信号を出力する速度制御回路と、前記
模擬トルク信号及び前記第1のトルク信号に基づいて前
記電動機のトルクを制御する制御手段とを備えたことを
特徴とする電動機の位置制御装置。 - 【請求項6】 上記請求項5記載の電動機の位置制御装
置において、フィードフォワード信号演算回路がトルク
伝達機構、負荷機械及び電動機を二つの積分要素として
近似するとともに後述の模擬トルク信号に基づいて模擬
速度信号及び模擬回転角信号を出力する機械系模擬回路
と、回転角指令信号及び前記模擬回転角信号に基づいて
模擬速度指令信号を出力する模擬位置制御回路と、前記
模擬速度指令信号及び前記模擬速度信号に基づいて模擬
トルク信号を出力する模擬速度制御回路とから構成され
たことを特徴とする電動機の位置制御装置。 - 【請求項7】 トルク伝達機構を介して負荷機械を駆動
する電動機と、前記電動機の回転角指令信号を入力して
すくなくとも2回の積分演算を含む所定の関数演算によ
り模擬回転角信号と模擬速度信号と模擬トルク信号とを
それぞれ出力するフィードフォワード信号演算回路と、
前記電動機の回転速度及び回転角を検出する回転検出器
と、前記模擬回転角信号及び前記回転検出器から出力さ
れた実回転角信号に基づいて第1の速度信号を出力する
位置制御回路と、前記模擬速度信号と前記第1の速度信
号と前記回転検出器から出力された実速度信号とに基づ
いて第1のトルク信号を出力する速度制御回路と、前記
模擬トルク信号及び前記第1のトルク信号に基づいて前
記電動機のトルクを制御する制御手段と、前記模擬速度
信号及び前記実速度信号を入力とする修正回路とを備
え、前記修正回路は前記模擬速度信号と前記実速度信号
との速度偏差信号の振幅を所定値以下に減少させるよう
に前記フィードフォワード信号演算回路中の制御パラメ
ータを修正することを特徴とする電動機の位置制御装
置。 - 【請求項8】 上記請求項7記載の電動機の位置制御装
置において、フィードフォワード信号演算回路が後述の
模擬トルク信号を積分して模擬速度信号を出力する第1
の積分器と、前記模擬速度信号を積分して模擬回転角信
号出力する第2の積分器から構成された機械系模擬回路
と、回転角指令信号及び前記模擬回転角信号に基づいて
模擬速度指令信号を出力する模擬位置制御回路と、前記
模擬速度指令信号及び前記模擬速度信号に基づいて模擬
トルク信号を出力する模擬速度制御回路とから構成され
るとともに、修正回路が前記模擬速度信号と実速度信号
との速度偏差信号の振幅を所定値以下に減少させるよう
に前記フィードフォワード信号演算回路中の第1の積分
器の積分時定数を修正することを特徴とする電動機の位
置制御装置。 - 【請求項9】 トルク伝達機構を介して負荷機械を駆動
する電動機と、前記電動機の回転角指令信号を入力して
すくなくとも2回の積分演算を含む所定の関数演算によ
り模擬回転角信号と模擬速度信号と模擬トルク信号とを
それぞれ出力するフィードフォワード信号演算回路と、
前記電動機の回転速度及び回転角を検出する回転検出器
と、前記模擬回転角信号及び前記回転検出器から出力さ
れた実回転角信号に基づいて第1の速度信号を出力する
位置制御回路と、前記模擬速度信号と前記第1の速度信
号と前記回転検出器から出力された実速度信号とに基づ
いて第1のトルク信号を出力する速度制御回路と、前記
模擬トルク信号及び前記第1のトルク信号に基づいて前
記電動機のトルクを制御する制御手段と、前記模擬回転
角信号及び前記実回転角信号を入力とする修正回路とを
備え、前記修正回路は前記模擬回転角信号と前記実回転
角信号との回転角偏差信号の振幅を所定値以下に減少さ
せるように前記フィードフォワード信号演算回路中の制
御パラメータを修正することを特徴とする電動機の位置
制御装置。 - 【請求項10】 上記請求項9記載の電動機の位置制御
装置において、フィードフォワード信号演算回路が後述
の模擬トルク信号を積分して模擬速度信号を出力する第
1の積分器と、前記模擬速度信号を積分して模擬回転角
信号出力する第2の積分器から構成された機械系模擬回
路と、回転角指令信号及び前記模擬回転角信号に基づい
て模擬速度指令信号を出力する模擬位置制御回路と、前
記模擬速度指令信号及び前記模擬速度信号に基づいて模
擬トルク信号を出力する模擬速度制御回路とから構成さ
れるとともに、修正回路が前記模擬回転角信号と実回転
角信号との回転角偏差信号の振幅を所定値以下に減少さ
せるように前記フィードフォワード信号演算回路中の第
1の積分器の積分時定数を修正することを特徴とする電
動機の位置制御装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04138223A JP3084928B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電動機の位置制御装置 |
US08/043,750 US5428285A (en) | 1992-05-29 | 1993-04-07 | Position controller for controlling an electric motor |
GB9308475A GB2267361B (en) | 1992-05-29 | 1993-04-23 | Position controller for controlling an electric motor |
DE4345505A DE4345505B4 (de) | 1992-05-29 | 1993-05-25 | Positionssteuer/Regeleinrichtung zum Steuern/Regeln eines elektrischen Motors |
DE4318923A DE4318923C2 (de) | 1992-05-29 | 1993-05-25 | Positionsregeleinrichtung zum Regeln eines elektrischen Motors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04138223A JP3084928B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電動機の位置制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04138223A Expired - Lifetime JP3084928B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電動機の位置制御装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5428285A (ja) |
JP (1) | JP3084928B2 (ja) |
DE (2) | DE4318923C2 (ja) |
GB (1) | GB2267361B (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5646492A (en) * | 1994-10-05 | 1997-07-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric motor controller having independent responses to instructions and external disturbances |
JP2002058270A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-02-22 | Yaskawa Electric Corp | 電動機制御装置 |
WO2004092859A1 (ja) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | サーボ制御器 |
US6914404B2 (en) | 2000-09-26 | 2005-07-05 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor controller |
WO2005062138A1 (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 制御演算装置 |
US7033981B2 (en) | 2002-03-27 | 2006-04-25 | Kao Corporation | Alkaline cellulase variants |
JP2008109781A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の位置制御装置 |
JP2018040464A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 株式会社デンソー | シフトレンジ制御装置 |
Families Citing this family (72)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5625424A (en) * | 1994-11-14 | 1997-04-29 | Texas Instruments Incorporated | Digital motor controller for color wheel |
DE19500738C1 (de) * | 1995-01-12 | 1996-04-11 | Siemens Ag | Regelanordnung und Regelverfahren für einen motorisch betriebenen Gelenkarm |
DE69630282T2 (de) * | 1995-08-04 | 2004-07-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Elektrisches stellglied mit verbesserter kaskadierter steuerungseinheit |
US5767653A (en) * | 1995-10-24 | 1998-06-16 | Micro Linear Corporation | Variable speed AC induction motor controller |
US5714897A (en) * | 1996-06-19 | 1998-02-03 | Micro Linear Corporation | Phase-shifted triangle wave generator |
US5793168A (en) * | 1996-08-23 | 1998-08-11 | Micro Linear Corporation | Active deceleration circuit for a brushless DC motor |
US5859518A (en) * | 1997-12-22 | 1999-01-12 | Micro Linear Corporation | Switched reluctance motor controller with sensorless rotor position detection |
JPH11341878A (ja) * | 1998-05-29 | 1999-12-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電動機制御装置 |
JP2000092881A (ja) * | 1998-09-18 | 2000-03-31 | Yaskawa Electric Corp | 電動機制御装置 |
EP1118436B1 (en) * | 1999-04-05 | 2012-08-15 | Sony Corporation | Robot, servo circuit, actuator, robot control method, and actuator control method |
US6351096B1 (en) * | 1999-04-30 | 2002-02-26 | Otis Elevator Company | Operation control apparatus for escalator |
JP5052723B2 (ja) | 1999-09-17 | 2012-10-17 | ジーエム・グローバル・テクノロジー・オペレーションズ・インコーポレーテッド | 低リップル永久磁石モータ制御 |
WO2001029628A1 (fr) * | 1999-10-20 | 2001-04-26 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Machine-outil a commande numerique et procede de commande de cette machine-outil a commande numerique |
US20030205984A1 (en) * | 2001-06-20 | 2003-11-06 | Jun Yoshida | Method of controlling numerically controlled machine tool and numerically controlled machine tool |
US6647329B2 (en) | 2000-04-07 | 2003-11-11 | Delphi Technologies, Inc. | Damping of voltage-controlled brushless motors for electric power steering systems |
US6498451B1 (en) | 2000-09-06 | 2002-12-24 | Delphi Technologies, Inc. | Torque ripple free electric power steering |
US6566829B1 (en) | 2000-09-07 | 2003-05-20 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for torque control of a machine |
JP2002091570A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-03-29 | Yaskawa Electric Corp | サーボ制御方法 |
DE10117460A1 (de) * | 2001-04-06 | 2002-11-07 | Siemens Ag | Impulsgekoppelter Transmissionsantrieb |
WO2002100704A2 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-19 | Delphi Technologies, Inc. | Velocity compensation control for electric steering systems |
DE10135220B4 (de) * | 2001-07-24 | 2007-06-14 | Fisw Steuerungstechnik Gmbh | Antriebssystem sowie Verfahren zur Bestimmung der Bandbreite eines solchen Antriebssystems |
US6900607B2 (en) * | 2001-08-17 | 2005-05-31 | Delphi Technologies, Inc. | Combined feedforward and feedback parameter estimation for electric machines |
US7071649B2 (en) | 2001-08-17 | 2006-07-04 | Delphi Technologies, Inc. | Active temperature estimation for electric machines |
US20030076064A1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-04-24 | Kleinau Julie A. | Feedforward parameter estimation for electric machines |
US7199549B2 (en) * | 2001-08-17 | 2007-04-03 | Delphi Technologies, Inc | Feedback parameter estimation for electric machines |
US7576506B2 (en) * | 2001-12-11 | 2009-08-18 | Delphi Technologies, Inc. | Feedforward parameter estimation for electric machines |
JP3656745B2 (ja) * | 2001-12-13 | 2005-06-08 | 株式会社安川電機 | 電動機位置制御装置 |
US7157878B2 (en) * | 2002-11-19 | 2007-01-02 | Delphi Technologies, Inc. | Transient compensation voltage estimation for feedforward sinusoidal brushless motor control |
JP4391218B2 (ja) * | 2003-02-20 | 2009-12-24 | 三菱電機株式会社 | サーボ制御装置 |
DE10320826A1 (de) * | 2003-05-08 | 2004-12-02 | Siemens Ag | Verfahren zur Modernisierung einer technischen Anlage sowie dafür geeignete Antriebsvorrichtung |
JP4301913B2 (ja) * | 2003-09-29 | 2009-07-22 | オークマ株式会社 | モータ制御装置 |
JP2006201148A (ja) * | 2004-12-22 | 2006-08-03 | Toshiba Mach Co Ltd | 信号処理装置、信号処理方法、信号処理プログラム、信号処理プログラムを記録した記録媒体、速度検出装置、サーボ機構 |
JP4569372B2 (ja) * | 2005-05-09 | 2010-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | モータ制御装置 |
US20070185610A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-08-09 | Hugo Salamanca | Robot system and method for the application of dislodging material and pin positioning in casting wheels |
US20070267043A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-11-22 | Hugo Salamanca | Robot system and method for washing and unclogging procedures of machines under maintenance |
US20070153260A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-07-05 | Hugo Salamanca | Robot system and method for anode surface inspection and burr elimination in smelting and electrorefining processes |
US20070144894A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-06-28 | Hugo Salamanca | Robot system and method for cathode stripping in electrometallurgical and industrial processes |
US20090101179A1 (en) * | 2005-11-10 | 2009-04-23 | Hugo Salamanca | Robot system and method for molybdenum roasting furnaces cleaning procedures |
US20090121061A1 (en) * | 2005-11-10 | 2009-05-14 | Hugo Salamanca | Robot system and method for unblocking the primary crusher |
US20070152616A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-07-05 | Hugo Salamanca | Robot system and method for cathode selection and handling procedures after the harvest |
US7746018B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-06-29 | MI Robotic Solutions | Robot system and method for reposition and/or removal of base plates from cathode stripping machines in electrometallurgical processes |
US20070180678A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-08-09 | Hugo Salamanca | Robot system and method for bolt removal from SAG and/or ball mills in ore concentration processes |
US20070145650A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-06-28 | Hugo Salamanca | Robot system and method for sampling procedures in trucks and carts for concentrate transportation in metal smelting processes |
US20070152384A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-07-05 | Hugo Salamanca | Robot system and method for fire refined bundling procedure in metal smelting processes |
US20070152385A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-07-05 | Hugo Salamanca | Robotic system and method for the cleaning of casting ladles in electric arc furnaces |
US20090177324A1 (en) * | 2005-11-10 | 2009-07-09 | Hugo Salamanca | Robot system and method for maxibags sampling in ore concentration processes |
US20100057254A1 (en) * | 2006-11-13 | 2010-03-04 | Salamanca Hugo P | Methods for using robotics in mining and post-mining processing |
US20090099688A1 (en) * | 2005-11-10 | 2009-04-16 | Hugo Salamanca | Integral robot system and method for the dislodging process and/or anode handling from casting wheels |
US20070145648A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-06-28 | Hugo Salamanca | Robotic system and method for the automation of slag and matte discharge from smelters |
US20070299556A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-12-27 | Hugo Salamanca | Robot system and method for scrap bundling in metal smelting and refining processes |
US8418830B2 (en) * | 2005-11-10 | 2013-04-16 | Mi Robotic Solutions (Mirs) | Robot system and method for removing sticks and/or foreign elements from conveyor belts |
US20070145649A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-06-28 | Hugo Salamanca | Robot system and method for copper concentrate injector cleaning in the flash furnace |
WO2007146984A2 (en) | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Intuitive Surgical, Inc. | Control system configured to compensate for non-ideal actuator-to-joint linkage characteristics in a medical robotic system |
US20080024028A1 (en) * | 2006-07-27 | 2008-01-31 | Islam Mohammad S | Permanent magnet electric motor |
US7549504B2 (en) * | 2006-07-28 | 2009-06-23 | Delphi Technologies, Inc. | Quadrant dependent active damping for electric power steering |
US7543679B2 (en) * | 2006-07-28 | 2009-06-09 | Delphi Technologies, Inc. | Compensation of periodic sensor errors in electric power steering systems |
KR101110892B1 (ko) * | 2006-11-30 | 2012-03-13 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 면진 제어 시스템 |
US7725227B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-05-25 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method, system, and apparatus for providing enhanced steering pull compensation |
US8120303B2 (en) * | 2008-09-29 | 2012-02-21 | Oriental Motor Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling inertial system |
DE102010015316A1 (de) * | 2010-04-17 | 2011-10-20 | Audi Ag | Verfahren zur Regelung der Position und/oder der Geschwindigkeit |
DE102010024238A1 (de) * | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Kuka Laboratories Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer bewegungsgesteuerten Maschine mit einem elektronisch kommutierten Antriebsmotor |
CN102854796B (zh) * | 2011-06-29 | 2015-03-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种基于二维模糊控制的电缆防拉伸装置 |
JP5246458B1 (ja) * | 2012-02-24 | 2013-07-24 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置 |
JP5947075B2 (ja) * | 2012-03-23 | 2016-07-06 | Dmg森精機株式会社 | 同期モータの制御装置、同期モータの制御方法 |
KR102136804B1 (ko) * | 2013-01-23 | 2020-07-22 | 엘지전자 주식회사 | 모터 제어 장치 및 그 제어 방법 |
JP5689494B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2015-03-25 | ファナック株式会社 | 位置制御ゲインを生成する上位制御装置 |
CN103345158B (zh) * | 2013-06-27 | 2016-04-13 | 中国重型机械研究院股份公司 | 通风盘式制动器试验台及其电惯量模拟控制方法 |
JP6044649B2 (ja) * | 2015-01-19 | 2016-12-14 | 株式会社明電舎 | ダイナモメータシステムの制御装置 |
CN104836494A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-08-12 | 南京理工大学 | 一种全局稳定的电机位置伺服系统输出反馈控制方法 |
EP3296755B1 (de) * | 2016-09-14 | 2022-03-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Ermittlung von lastgrössen im laufenden betrieb |
CN109995286B (zh) * | 2018-12-06 | 2021-03-19 | 中冶南方(武汉)自动化有限公司 | 一种异步电机速度环pi参数优化设计方法 |
EP3753682B1 (de) | 2019-06-17 | 2021-12-29 | Schneider Electric Industries SAS | Verfahren zur steuerung eines antriebsmotors |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2922501A1 (de) * | 1979-05-31 | 1980-12-04 | Licentia Gmbh | Verfahren und einrichtung zur lageregelung von drehzahl- oder ankerspannungsgeregelten gleichstromantrieben |
JPH0740204B2 (ja) * | 1985-03-30 | 1995-05-01 | 株式会社東芝 | 多自由度非線形機械システムの制御装置 |
JPS6315692A (ja) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Hitachi Ltd | 電動機の速度制御装置 |
US4792737A (en) * | 1987-06-15 | 1988-12-20 | Performance Controls, Inc. | Circuit for controlling the motion of a moving object |
JPS63314606A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-22 | Fanuc Ltd | 多関節ロボットの制御装置 |
US4925312A (en) * | 1988-03-21 | 1990-05-15 | Staubli International Ag | Robot control system having adaptive feedforward torque control for improved accuracy |
US5063335A (en) * | 1990-09-11 | 1991-11-05 | Allen-Bradley Company, Inc. | Two-input control with independent proportional and integral gains for velocity error and velocity feedforward including velocity command limiting |
JP2892802B2 (ja) * | 1990-09-21 | 1999-05-17 | 株式会社日立製作所 | 電動機の速度制御装置 |
US5235262A (en) * | 1991-02-01 | 1993-08-10 | K.K. Sankyo Seiki Seisakusho | Motor control apparatus for controlling the position of a motor-driven object |
JP2954378B2 (ja) * | 1991-04-25 | 1999-09-27 | 三菱電機株式会社 | 電動機サーボ系の制御装置 |
JP3242950B2 (ja) * | 1991-08-14 | 2001-12-25 | 株式会社東芝 | 予測制御方法 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP04138223A patent/JP3084928B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-04-07 US US08/043,750 patent/US5428285A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-23 GB GB9308475A patent/GB2267361B/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-25 DE DE4318923A patent/DE4318923C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-25 DE DE4345505A patent/DE4345505B4/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5646492A (en) * | 1994-10-05 | 1997-07-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric motor controller having independent responses to instructions and external disturbances |
JP2002058270A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-02-22 | Yaskawa Electric Corp | 電動機制御装置 |
US6914404B2 (en) | 2000-09-26 | 2005-07-05 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor controller |
US7033981B2 (en) | 2002-03-27 | 2006-04-25 | Kao Corporation | Alkaline cellulase variants |
EP2447362A2 (en) | 2002-03-27 | 2012-05-02 | Kao Corporation | Alkaline cellulase variants |
GB2414818A (en) * | 2003-04-11 | 2005-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | Servo controller |
WO2004092859A1 (ja) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | サーボ制御器 |
GB2414818B (en) * | 2003-04-11 | 2007-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | Servo controller |
US7671553B2 (en) | 2003-04-11 | 2010-03-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Servo controller |
WO2005062138A1 (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 制御演算装置 |
US7463938B2 (en) | 2003-12-19 | 2008-12-09 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Control calculation device |
JP2008109781A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の位置制御装置 |
JP2018040464A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 株式会社デンソー | シフトレンジ制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4318923C2 (de) | 2002-10-31 |
DE4318923A1 (de) | 1993-12-02 |
DE4345505B4 (de) | 2012-01-26 |
GB2267361A (en) | 1993-12-01 |
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JP3084928B2 (ja) | 2000-09-04 |
GB2267361B (en) | 1996-02-28 |
US5428285A (en) | 1995-06-27 |
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