JPH0670566A - モータドライブ装置 - Google Patents

モータドライブ装置

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JPH0670566A
JPH0670566A JP4218947A JP21894792A JPH0670566A JP H0670566 A JPH0670566 A JP H0670566A JP 4218947 A JP4218947 A JP 4218947A JP 21894792 A JP21894792 A JP 21894792A JP H0670566 A JPH0670566 A JP H0670566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
gain
output
test pattern
drive device
Prior art date
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Pending
Application number
JP4218947A
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English (en)
Inventor
Junkichi Yamazaki
淳吉 山崎
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷となる機械系に振動などの悪影響を与え
ずに速度ループゲインを自動調整しゲイン調整の手間を
なくす。 【構成】 ランプ状の速度指令を含むパターンを発生す
るテストパターン発生器10と、速度制御演算器2の積
分器16への出力を遮断するスイッチ20と、テストゲ
インへの切り替えが可能な速度ループゲイン乗算器17
と、テストパターン発生器10の出力と速度検出器9の
出力よりイナーシャを推定して最適な速度ループゲイン
を設定するゲイン調整器12を備えた。 【効果】 実際に駆動するようなランプ部を含む速度指
令をテストパターンとし、さらに、負荷イナーシャなし
でもオーバーシュートしないゲインでテスト運転するた
め、機械系の無理のない速度パターンで負荷イナーシャ
を推定することができ、機械系での安全なオートチュー
ニングが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オートチューニング機
能を持たせたモータドライブ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からモータドライブ装置にオートチ
ューニング機能が用いられている。以下、従来のモータ
ドライブ装置について説明する。
【0003】図5は従来のモータドライブ装置の速度制
御ブロック図で、この速度制御系において、速度ループ
ゲインKvと、積分時間Tiは調整パラメータ、Jはモ
ータと負荷のイナーシャ、Sはラプラス演算子で、この
系の入出力間の特性方程式は(数1)となる。
【0004】
【数1】
【0005】この(数1)より、Kv/Jが一定値であ
れば応答特性が同じになることがわかる。このため、K
v/Jの最適値と、イナーシャJがわかれば最適な速度
ループゲインKvが設定できるので、イナーシャJを推
定し、速度ループゲインKvを求める方法が多く行われ
ている。
【0006】オートチューニング機構には、運転中常に
ゲイン調整を行うオンライン調整タイプのものと、オフ
ライン時にテストパターンを発生し運転前に1度だけゲ
イン調整を行うタイプのものがある。前者は運転時、通
常の制御演算にゲイン調整処理が加わるためマイクロプ
ロセッサの負荷が大きくなる。このため運転中にイナー
シャの変動の小さい場合は、後者のオフライン調整が適
している。
【0007】さらに、応答遅れを検出してゲイン調整を
行うものと、オーバーシュート量を検出してゲイン調整
を行うものがあるが、後者は調整前に大きなオーバーシ
ュートがあると機械系に大きな振動を与えるので好まし
くない。以下オフラインタイプでの応答遅れ検出方式の
オートチューニング機構について説明する。
【0008】図6は従来のオートチューニング機構の備
わったモータドライブ装置の第1例の構成図である。図
6において、1は位置ループゲイン乗算器、2は速度制
御演算器、3は磁極検出器、4はトルク指令と磁極デー
タを乗算する乗算器、5は電流指令をD/A変換するD
/A変換器、6はモータへ電流を供給する電流アンプ、
7は回転位置を検出するエンコーダ、8はモータ、9は
エンコーダ信号より速度検出を行う速度検出器、10は
テストパターン発生器、11は速度制御演算器出力とテ
ストパターン発生器出力の切り替えスイッチ、12はト
ルク指令値と速度検出値からイナーシャを推定し速度ル
ープゲインを調整するゲイン調整器である。
【0009】図7は従来のオートチューニング機構の備
わったモータドライブ装置の第2例の構成図であり、1
3は位置ループゲイン乗算器出力とテストパターン発生
器出力の切り替えスイッチであり、14は応答遅れ時間
を計測するタイマーである。
【0010】図8は従来のオートチューニング機構の備
わったモータドライブ装置の第3例の構成図である。
【0011】以上のように構成されたモータドライブ装
置についてその動作を以下に説明する。
【0012】図6に示す第1の例では、まず、切り替え
スイッチ11をテストパターン発生器10側にし、つぎ
に、ステップ状のトルク指令をテストパターン発生器1
0より出力する。
【0013】さらに、ゲイン調整器12ではモータの加
速時間を測定することによりイナーシャを推定し最適な
速度ループゲインを設定する。
【0014】図7に示す第2の例では、まず、切り替え
スイッチ13をテストパターン発生器10側にし、つぎ
に、ステップ状の速度指令をテストパターン発生器10
より出力する。
【0015】さらに、ゲイン調整器12ではモータの応
答遅れ時間を測定することによりイナーシャを推定し最
適な速度ループゲインを設定する。
【0016】図8に示す第3の例では、まず切り替えス
イッチ13をテストパターン発生器10側にし、つぎ
に、速度指令をテストパターン発生器10より出力す
る。
【0017】さらに、ゲイン調整器12ではトルク指令
と検出速度を観測することによりイナーシャを推定し最
適な速度ループゲインを設定する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成において、第1、第2の例では、モータを機械
に取り付けてイナーシャを推定するため、機械系に衝撃
が加わることを考慮してトルク指令の大きさを定める必
要があり、さらに、トルク指令では、モータの回転状態
がわからず、位置管理ができないため、機械系に取り付
けてのゲイン調整には制限がある。また、第3の例で
は、速度指令パターンには制限がないが、トルク指令と
検出速度よりイナーシャを推定するため、トルク指令を
電流指令に変換して電流をモータに流す場合に発生する
トルクと実際のトルク指令値との誤差により推定値に大
きく影響を与えるという問題点を有していた。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため、モータの回転速度を変えるパターンを発
生するテストパターン発生手段と、モータの回転速度を
検出する速度検出手段からの出力との差に応じてモータ
の制御ループのループゲインを変えるゲイン可変手段を
備えた。
【0020】
【作用】本発明は、上記構成によりテストパターン発生
手段の出力と、速度検出手段からの出力とにより、速度
偏差を観測することで負荷イナーシャを推定し、この負
荷イナーシャ値により適したループゲインを設定するこ
とができる。
【0021】
【実施例】図1は本発明の一実施例における三相同期式
のモータドライブ装置の構成を示すものである。図1に
おいて、1は位置ループゲイン乗算器、2は速度制御演
算器、3はモータ磁極を検出する磁極検出器、4はトル
ク指令とモータ磁極検出値を乗算し電流指令を算出する
乗算器、5は電流指令をD/A変換するD/A変換器、
6はモータコイルに電流を供給する電流アンプ、7はモ
ータの回転位置を検出するエンコーダ、8はモータ、9
は速度を検出する速度検出器、10は速度指令テストパ
ターンを発生するテストパターン発生器、13は速度指
令選択信号15によって位置ループゲイン乗算器1の出
力とテストパターン発生器10の出力の選択を行う切り
替えスイッチ、16は速度指令と速度検出値の差を積分
し増幅する積分器、17は速度指令と速度検出値の差と
積分器16の和を増幅する速度ループゲイン乗算器であ
り、テストゲイン設定信号18によりスイッチ19をO
N/OFFすることでオートチューニング時のテストゲ
インと通常ゲインとの切り替えができる。20は積分器
遮断信号21によって積分器16の出力を遮断するスイ
ッチ、12はテストパターン発生器10の出力と速度検
出器9の出力よりゲイン設定を行うゲイン調整器であ
り、22はテストパターン発生器10の出力と速度検出
値を読み込むサンプラー、23は絶対値演算器、24は
積分器でありパターン出力開始信号25によってクリア
される。26はテストパターンに含まれるランプ部の時
間で除算する除算器、29は理想偏差Erで除算する除
算器、27はパターン出力完了信号28により積分出力
を除算器26へ出力するスイッチ、30はテストゲイン
を乗ずる乗算器である。
【0022】ここで、速度ループゲイン乗算器17内の
テストゲインKvと理想偏差Erを説明する。
【0023】積分器16への出力を遮断するスイッチ2
0をOFFすることによって、速度ループは図2のよう
に簡略化される。この系の伝達関数は(数2)となり、
一次系の特性を持つ。
【0024】
【数2】
【0025】ここで、モータイナーシャのみでの速度ル
ープ応答周波数を100Hzにするゲインをテストゲイ
ンとし次の(数3)を満たすテストゲインKvを設定す
る。
【0026】
【数3】
【0027】ここで、速度指令の切り替えスイッチ13
をテストパターン発生器10側にし、ランプ部を含む速
度指令を入力すると、図3に示すようにランプ指令部で
は定常状態において一定の速度偏差が発生する。この速
度偏差を求めるため、まずランプ指令に対する応答を
(数4)に示す。
【0028】
【数4】
【0029】故に速度偏差は(数5)となる。
【0030】
【数5】
【0031】〈最終値の定理〉により定常偏差を求める
と(数6)となり、この定常偏差が理想定常偏差Erと
して設定される。
【0032】
【数6】
【0033】以上のように構成された本発明のモータド
ライブ装置について、以下その動作を説明する。
【0034】テストパターン発生器10にオートチュー
ニング要求信号31が入力されると、まず積分器遮断信
号21によりスイッチ20がOFFし、積分器への出力
を遮断し、速度制御系を一次遅れ系とする。次にテスト
ゲイン設定信号18をONすることにより速度ループゲ
イン乗算器17に負荷イナーシャなしでの理想応答周波
数を実現するテストゲインが設定され、さらに、速度指
令選択信号15をONすることによって切り替えスイッ
チ13をテストパターン発生器10側にする。またパタ
ーン出力開始信号25をONすることによって積分器2
4をクリアする。
【0035】テストパターン発生器10からのテストパ
ターンは図4に示すようなランプ部を持つ速度パターン
とし、オートチューニング終了時はもとの位置にもど
る。
【0036】オートチューニング動作中は、サンプラー
22によって、1msec間隔でテストパターンと速度
検出値が読み込まれ、絶対値演算器23によりその差の
絶対値が積分器24に入力される。
【0037】さらに、テストパターン発生器10からの
パターン出力完了信号28によりスイッチ27がONし
積分器24の出力が除算器26へ入力される。除算器2
6はテストパターンに含まれるランプ部の時間Trをm
sec単位で記憶しておき、この値で積分器24の出力
を除算しテストパターン中の速度偏差の平均値を演算す
る。定常状態の占める割合が大きいことより除算器26
の出力は定常速度偏差となる。この時、モータ以外の負
荷イナーシャJlがあると、除算器26の出力は(数
7)のようになる。
【0038】
【数7】
【0039】さらに、除算器29で負荷イナーシャがな
い場合の理想偏差Erで除算するとモータイナーシャに
対する負荷イナーシャの推定倍率(Jm+Jl)/Jm
が算出され、乗算器30によりテストゲインKvを乗算
し、Kv・(Jm+Jl)/Jmが算出され、負荷イナ
ーシャに適した速度ループゲインが出力される。この値
を速度ループゲイン乗算器17の通常ゲインに設定す
る。
【0040】以上でオートチューニング動作を完了し、
テストゲイン設定信号18をOFFし、速度ループゲイ
ン乗算器17を通常のゲインに切り替え、積分遮断信号
21をOFFしてスイッチ20をONし、積分器16に
よる積分動作をいかし、速度指令選択信号15をOFF
することによって切り替えスイッチ13を位置ループゲ
イン乗算器出力側にし通常の制御にもどる。
【0041】
【発明の効果】以上のように、本発明のモータドライブ
装置はモータの回転速度を変えるパターンを発生するテ
ストパターン発生手段とモータの回転速度を検出する速
度検出手段からの出力との差に応じてモータの制御ルー
プのループゲインを変えるゲイン可変手段を備えたこと
によりテストパターン発生手段の出力と、速度検出手段
からの出力とにより、速度偏差を観測することで負荷イ
ナーシャを推定し、この負荷イナーシャ値により適した
ループゲインを設定することができオートチューニング
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるモータドライブ装置
の構成図
【図2】本発明の一実施例におけるモータドライブ装置
のオートチューニング時の速度制御系のブロック図
【図3】本発明の一実施例におけるモータドライブ装置
のランプ入力時の定常偏差図
【図4】本発明の一実施例におけるモータドライブ装置
の速度テストパターン図
【図5】従来のモータドライブ装置の速度制御ブロック
【図6】従来のモータドライブ装置の第1の例の構成図
【図7】従来のモータドライブ装置の第2の例の構成図
【図8】従来のモータドライブ装置の第3の例の構成図
【符号の説明】
1 位置ループゲイン乗算器 2 速度制御演算器 3 磁極検出器 4 乗算器 5 D/A変換器 6 電流アンプ 7 エンコーダ 8 モータ 9 速度検出器 10 テストパターン発生器 13 切り替えスイッチ 15 速度指令選択信号 16 積分器 17 速度ループゲイン乗算器 18 テストゲイン設定信号 19 スイッチ 20 スイッチ 21 積分器遮断信号 22 サンプラー 23 絶対値演算器 24 積分器 25 パターン出力開始信号 26 除算器 27 スイッチ 28 パターン出力完了信号 29 除算器 30 乗算器 31 オートチューニング要求信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータの制御を行う制御ループを備えたモ
    ータドライブ装置であって、前記モータの回転速度を変
    えるパターンを発生するテストパターン発生手段と、前
    記モータの回転速度を検出する速度検出手段とを有し、
    前記テストパターン発生手段からの出力と前記速度検出
    手段からの出力との差に応じて制御ループのループゲイ
    ンを変えるゲイン可変手段を備えたことを特徴とするモ
    ータドライブ装置。
  2. 【請求項2】テストパターン発生手段からの出力をラン
    プ指令部を持つパターンとすることを特徴とする請求項
    1記載のモータドライブ装置。
  3. 【請求項3】負荷イナーシャなしの場合の最適速度ルー
    プゲインを設定し、この時のテストパターン発生手段か
    らの出力と速度検出手段からの出力との差に応じてゲイ
    ン可変手段によりループゲインを変えることを特徴とす
    る請求項1記載のモータドライブ装置。
  4. 【請求項4】テストパターン発生手段からの出力をラン
    プ指令部と定速部からなるパターンとし、このパターン
    と速度検出手段からの出力値の差を積分し、その積分値
    よりイナーシャを推定し、そのイナーシャの推定値に応
    じてゲイン可変手段が変えることを特徴とする請求項1
    記載のモータドライブ装置。
JP4218947A 1992-08-18 1992-08-18 モータドライブ装置 Pending JPH0670566A (ja)

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JP4218947A JPH0670566A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 モータドライブ装置

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JP4218947A JPH0670566A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 モータドライブ装置

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JPH0670566A true JPH0670566A (ja) 1994-03-11

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JP4218947A Pending JPH0670566A (ja) 1992-08-18 1992-08-18 モータドライブ装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996037039A1 (fr) * 1995-05-17 1996-11-21 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Appareil de determination de constantes de commande
EP1049244A2 (en) * 1999-04-27 2000-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Servo control apparatus for motor
US6992454B2 (en) 2001-04-04 2006-01-31 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Motor controller and method for measuring characteristics of mechanism
JP2006187191A (ja) * 2004-12-03 2006-07-13 Mitsubishi Electric Corp モータ制御装置
JP2006267328A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Nissan Motor Co Ltd 音声案内装置および音声案内方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996037039A1 (fr) * 1995-05-17 1996-11-21 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Appareil de determination de constantes de commande
US6037736A (en) * 1995-05-17 2000-03-14 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Apparatus for determination of control constant
EP1049244A2 (en) * 1999-04-27 2000-11-02 Canon Kabushiki Kaisha Servo control apparatus for motor
EP1049244A3 (en) * 1999-04-27 2002-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Servo control apparatus for motor
US6992454B2 (en) 2001-04-04 2006-01-31 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Motor controller and method for measuring characteristics of mechanism
JP2006187191A (ja) * 2004-12-03 2006-07-13 Mitsubishi Electric Corp モータ制御装置
JP2006267328A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Nissan Motor Co Ltd 音声案内装置および音声案内方法
JP4682658B2 (ja) * 2005-03-23 2011-05-11 日産自動車株式会社 音声案内装置および音声案内方法

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