JPH0678576A - モータ制御装置及びモータ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ４にあらかじめ用意されている速度制
御方式以外の速度制御方式を設定することができるよう
にする。 【構成】 モータ制御装置１は、位置制御回路１１と速
度制御回路１２とを有する位置制御装置２と、速度制御
回路１３とモータ駆動回路１４とを有する速度制御装置
３とから構成されている。エンコーダ５は、現在位置を
検出し、現在位置の信号６を位置制御回路１１、速度制
御回路１２、及び速度制御回路１３に伝送する。位置制
御回路１１は、信号６と目標位置の信号８とを受け、制
御演算する。また、速度制御回路１２は、信号６と目標
速度の信号２０とを受け、制御演算する。速度制御回路
１３は、信号６と速度制御回路１２からの信号２１，２
２を受け、さらに制御演算し、モータ駆動回路１４に信
号２３を伝送する。モータ駆動回路１４は、信号２３に
従い、モータ４を駆動する。速度制御回路１２を制御す
ることにより、速度制御回路１３の制御方式と異なる制
御方式を設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば高速に回転し、
高精度の位置決めが要求されるモータを制御する場合に
用いて好適なモータ制御装置及びモータ制御方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のモータ制御装置１０１の
一例の構成を示すブロック図である。図６に示すよう
に、モータ制御装置１０１は、モータ４に接続され、モ
ータ４には、その駆動量を検出するエンコーダ５が接続
されている。モータ制御装置１０１は、モータ４の位置
を制御する位置制御回路１１１を有する位置制御装置１
０２と、モータ４の速度を制御する速度制御回路１３
と、モータ４を駆動するモータ駆動回路１４とを有する
速度制御装置３とから構成されている。

【０００３】一般に、モータ制御装置１０１において
は、速度制御装置３としては、モータ４の提供者により
提供された装置を使用し、これに対して位置制御装置１
０２は、使用者が用意するものである。

【０００４】上記構成の従来のモータ制御装置１０１に
おいては、電源部（図示せず）よりモータ制御装置１０
１に電源が供給されると、モータ駆動回路１４は、モー
タ４を駆動する。モータ４が駆動されると、エンコーダ
５は、内蔵した回転角度検出手段（図示せず）によりモ
ータ４の回転角度を検出することにより現在位置を検出
する。この現在位置は、信号６に変換されて位置制御回
路１１１、及び速度制御回路１３に伝送される。

【０００５】位置制御装置１０２の位置制御回路１１１
は、外部より与えられる目標位置の信号８と、現在位置
の信号６を受けると、目標位置と現在位置との偏差を検
出し、偏差が０となるように制御演算し、目標速度を算
出する。この目標速度は、信号１２１に変換され、速度
制御装置３に伝送される。速度制御装置３の速度制御回
路１３は、信号１２１と、エンコーダ５からの現在位置
の信号６を受けると、内蔵されている速度変換回路（図
示せず）により現在速度を演算し、さらにこの現在速度
と目標速度との偏差を検出し、偏差が０となるように制
御演算する。この速度制御回路１３で演算された結果
は、信号９に変換され、モータ駆動回路１４に伝送され
る。

【０００６】モータ駆動回路１４は、この信号９に従
い、モータ４を制御する。エンコーダ５は、制御された
モータ４の現在位置を検出し、信号６に変換して位置制
御回路１１１と速度制御回路１３に伝送する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のモータ制御装置１０１では、速度制御装置３の
速度制御回路１３としては、モータ４の提供者から提供
された装置を使用しているので、速度制御方式やパラメ
ータの設定範囲がすでに定められており、モータ制御装
置１０１の制御方法が制限されるという課題があった。

【０００８】本発明は、上述のような課題を解消するた
めになされたものであって、モータの提供者から提供さ
れた速度制御装置に内蔵されている速度制御方式と異な
る速度制御方式を設定することができるようにすること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に記載のモータ制御装置は、現在位置と目
標位置との偏差を検出して前記目標位置に到達するよう
に制御する第１の制御手段としての位置制御回路１１
と、現在速度と目標速度との偏差を検出して前記目標速
度に到達するように制御する第２の制御手段としての速
度制御回路１２とを有する位置制御手段としての位置制
御装置２と、速度制御回路１２からの指令を受けて前記
目標速度に到達するように制御する第３の制御手段とし
ての速度制御回路１３と、速度制御回路１３からの指令
を受けて、モータ４を駆動するモータ駆動手段としての
モータ駆動回路１４とを有する速度制御手段としての速
度制御装置３とを備えることを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載のモータ制御方法は、モー
タ４の位置を制御する第１の位置制御手段としての位置
制御装置２と、モータ４の速度を制御する第１の速度制
御手段としての速度制御装置３とを備えてモータ４を制
御するモータ制御方法において、位置制御装置２にモー
タ４の速度を制御する第２の速度制御手段としての速度
制御回路１２を設け、速度制御回路１２を制御すること
により速度制御装置３の速度制御方式と異なる速度制御
方式を設定することを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記構成のモータ制御装置及びモータ制御方法
においては、位置制御装置２によりモータ４の位置及び
速度が制御され、さらに、速度制御装置３によりモータ
４の速度が制御される。従って、速度制御装置３に内蔵
されている速度制御方式と異なる速度制御方式を設定
し、速度制御を行うことができる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明のモータ制御装置１の一実施
例の構成を示すブロック図である。図６の従来のモータ
制御装置１０１と同一部分には同一符号を付して、重複
する説明は適宜省略する。

【００１３】図１に示すように、モータ制御装置１は、
モータ４に接続され、モータ４は、その駆動量を検出す
るエンコーダ５に接続されている。モータ制御装置１
は、モータ４の位置を制御する位置制御回路１１と、モ
ータ４の速度を制御する速度制御回路１２とを有する位
置制御装置２と、従来例と同様の構成である速度制御装
置３とから構成されている。

【００１４】また、従来例と同様に、速度制御回路１３
の速度制御方式やパラメータは、モータ４と速度制御装
置３の提供者によりすでに設定されている。これに対し
て、位置制御装置２は、使用者が用意するものであるた
め、必要に応じてパラメータの設定を変更することがで
きる。

【００１５】上記構成のモータ制御装置１においては、
電源部（図示せず）よりモータ制御装置１に電源が供給
されると、モータ駆動回路１４は、モータ４を駆動す
る。モータ４が駆動されると、エンコーダ５は、現在位
置を検出する。この現在位置は、信号６に変換されて位
置制御回路１１、速度制御回路１２、及び速度制御回路
１３に伝送される。

【００１６】位置制御装置２の位置制御回路１１は、外
部より与えられる目標位置の信号８と、現在位置の信号
６とを受けると、目標位置と現在位置との偏差を検出
し、偏差が０となるように制御演算し、目標速度を算出
する。この目標速度は、信号２０に変換され、速度制御
回路１２に伝送される。速度制御回路１２は、目標速度
の信号２０と、エンコーダ５からの現在位置の信号６と
を受けると、内蔵されている速度変換回路（図示せず）
により現在速度を演算し、さらに、この現在速度と目標
速度との偏差を検出し、偏差が０となるように制御演算
する。この速度制御回路１２で演算された結果は、信号
２１に変換され、速度制御装置３に伝送される。さら
に、速度制御回路１２は、後述する制御信号２２を速度
制御装置３に伝送する。

【００１７】速度制御装置３の速度制御回路１３は、信
号２１と、エンコーダ５からの現在位置の信号６とを受
けると、内蔵されている速度変換回路（図示せず）によ
り現在速度を演算し、さらに、制御信号２２の指令によ
り設定された制御方式により、目標速度と現在速度との
偏差が０となるように制御演算する。この速度制御回路
１３で演算された結果は、信号２３に変換され、モータ
駆動回路１４に伝送される。

【００１８】モータ駆動回路１４は、この信号２３に従
い、モータ４を制御する。エンコーダ５は、制御された
モータ４の現在位置を検出して、信号６に変換して位置
制御回路１１、速度制御回路１２、及び速度制御回路１
３に伝送する。

【００１９】なお、図１においては、現在位置の信号６
は、エンコーダ５から位置制御回路１１、速度制御回路
１２、及び速度制御回路１３に入力されている。これ以
外の方法として、エンコーダ５からの現在位置の信号６
を、位置制御回路１１にのみ入力し、位置制御回路１１
から速度制御回路１２，１３に現在位置の信号を伝送す
るように設定することもできる。

【００２０】次に、図１に示した位置制御回路１１、速
度制御回路１２、速度制御回路１３の制御系の構成につ
いて説明する。

【００２１】図２は、図１の位置制御装置２の制御系の
一実施例の構成を示すブロック線図である。図２に示す
ように、位置制御回路１１は、早く目標位置に到達させ
るためのフィードフォワード制御回路（以下、ＦＦ回
路）３１と、目標位置と現在位置との差を小さくするた
めのフィードバック制御回路（以下、ＦＢ回路）３２と
から構成されている。また、速度制御回路１２は、積分
動作を行う積分制御回路３３と、比例動作を行う比例制
御回路３４とから構成されている。

【００２２】図２に示すように、目標位置の信号８が位
置制御回路１１に入力されると、ＦＦ回路３１側（図
中、８ａ側）と、ＦＢ回路３２側（図中、８ｂ側向）に
分岐される。８ａ側に分岐された信号８がＦＦ回路３１
に入力されると、ＦＦ回路３１は、フィードフォワード
制御を行い、信号８２を調節部８１に出力する。また、
８ｂ側に分岐された信号８は、調節部８０に入力され
る。調節部８０には、エンコーダ５からの現在位置の信
号６も入力されている。調節部８０は、信号８と信号６
との差をとり、ＦＢ回路３２に出力する。すなわち、調
節部８０から目標位置と現在位置との偏差が出力され
る。この信号がＦＢ回路３２に入力されると、ＦＢ回路
３２は、フィードバック制御を行い、信号８３を調節部
８１に出力する。

【００２３】調節部８１は、信号８２と信号８３との和
をとり、速度制御回路１２の調節部８５に出力する。す
なわち、この信号が信号２０になる。

【００２４】エンコーダ５からの現在位置の信号６が速
度制御回路１２に入力されると、信号６は、調節部８５
側（図中、６ａ側）と、比例制御回路３４側（図中、６
ｂ側）に分岐される。６ａ側に分岐された信号６は、調
節部８５に入力される。調節部８５は、信号２０と信号
７との差をとり、積分制御回路３３に出力する。この信
号が積分制御回路３３に入力されると、積分制御回路３
３は、積分制御を行い、信号８７を調節部８６に出力す
る。

【００２５】６ｂ側に分岐された信号６が比例制御回路
３４に入力されると、比例制御回路３４は、比例制御を
行い、信号８８を調節部８６に出力する。調節部８６
は、入力される信号８７と信号８８との差をとり、速度
制御回路１３（図１）に出力する。すなわち、この信号
が信号２１になる。

【００２６】図３は、図１の速度制御回路１３の制御系
の一実施例の構成を示すブロック線図である。図３に示
すように、速度制御回路１３は、積分動作を行う積分制
御回路４１と、比例動作を行う比例制御回路４２と、速
度の制御方式を選択するスイッチ４３とから構成されて
いる。スイッチ４３は、速度制御回路１２（図１）から
入力される制御信号２２により、オンまたはオフに制御
される。スイッチ４３がオンにされると、積分制御回路
４１による積分動作と比例制御回路４２による比例動作
が同時に実行されるＰＩ動作が実行される。スイッチ４
３がオフにされると、比例制御回路４２による比例動作
のみが実行される。

【００２７】図３に示すように、上述した図２の速度制
御回路１２から出力された信号２１は、速度制御回路１
３の調節部９０に入力される。また、調節部９０には、
エンコーダ５からの現在位置の信号６が入力される。調
節部９０は、信号２１と信号７との差をとり、信号９２
を出力する。信号９２は、積分制御回路４１側（図中、
９２ａ側）と、比例制御回路４２側（図中、９２ｂ側）
に分岐する。９２ａ側に分岐された信号９２が積分制御
回路４１に入力されると、積分制御回路４１は、積分制
御を行い、信号９３を出力する。信号９３は、スイッチ
４３がオンの場合には、調節部９１に入力されるが、ス
イッチ４３がオフの場合には、調節部９１に入力されな
い。

【００２８】９２ｂ側に分岐された信号９２が比例制御
回路４２に入力されると、比例制御回路４２は、比例制
御を行い、信号９４を調節部９１に出力する。調節部９
１は、信号９３と信号９４との和をとり、モータ駆動回
路１４（図示せず）に出力する。すなわち、この信号が
信号２３になる。

【００２９】次に、位置制御装置２の速度制御回路１２
と、速度制御装置３の速度制御回路１３により行われる
モータ４の速度の制御について説明する。

【００３０】図４（ａ）は、上述した図２の速度制御回
路１２と、図３の速度制御回路１３のスイッチ４３がオ
フの場合の制御系の一実施例の構成を示すブロック線図
である。図４（ａ）に示すように、速度制御回路１２
は、パラメータがＫ₃／Ｓに設定されている積分要素３
３ａと、パラメータがＫ₂に設定されている比例要素３
４ａとから構成されている。また、速度制御回路１３
は、パラメータがＫ₁に設定されている比例要素４２ａ
から構成されている。図４（ａ）に示す速度制御回路１
２の要素３３ａ，３４ａと、速度制御回路１３の要素４
２ａとが合成されると、図４（ｂ）に示すように、積分
要素５０と比例要素５１を得ることができる。図４
（ｂ）においては、 Ｋ₄＝Ｋ₁（１＋Ｋ₂） Ｋ₅＝Ｋ₁Ｋ₃ と置き換えている。すなわち、図４（ａ）に示すように
設定することにより、速度制御回路１２と速度制御回路
１３が合成され、Ｉ−Ｐ制御を実行することができる。

【００３１】さらに、図５（ａ）は、速度制御回路１２
の制御系の他の実施例の構成と、図４（ａ）の速度制御
回路１３の制御系の構成を示すブロック線図である。図
５（ａ）に示すように、速度制御装置１２は、パラメー
タがＫ₂＋Ｋ₃／Ｓに設定されているＰＩ要素６０と、パ
ラメータが１に設定されているフィードフォワード要素
６１とから構成されている。図５（ａ）に示す速度制御
回路１２のＰＩ要素６０、及びフィードフォワード要素
６１と、速度制御回路１３の比例要素４２ａとが合成さ
れると、図５（ｂ）に示すように、ＰＩ要素６２を得る
ことができる。図５（ｂ）においては、 Ｋ₄＝Ｋ₁（１＋Ｋ₂） Ｋ₅＝Ｋ₁Ｋ₃ と置き換えている。すなわち、図５（ａ）に示すように
設定することにより、速度制御回路１２と速度制御回路
１３が合成され、ＰＩ制御を実行することができる。

【００３２】上述したように、モータ制御装置１は、速
度制御装置３の速度制御回路１３にパラメータＫ₁があ
らかじめ設定されている場合においても、位置制御装置
２の速度制御回路１２に新たなパラメータＫ₂，Ｋ₃，Ｋ
₄等を設定して制御することにより、あらかじめ設定さ
れている速度制御回路１３の制御（実施例では、パラメ
ータＫ₁の比例制御）と異なる制御を実行することがで
きる。

【００３３】従って、モータ制御装置１は、制御目的に
応じて、種々の制御を行うことができる。例えば、位置
決めを早く行いたい場合は、ＰＩ制御を実行することが
でき、また、外乱による影響を小さくしたい場合は、Ｉ
−Ｐ制御を実行することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
モータ制御装置によれば、速度制御手段の第３の制御手
段の他に、位置制御手段に第２の制御手段を具備したの
で、前記第２の制御手段を制御することにより、速度制
御手段の第３の制御手段に内蔵されている制御方式と異
なる制御方式を設定することができる。

【００３５】請求項２に記載のモータ制御方法によれ
ば、第１の位置制御手段に具備した第２の速度制御手段
によりモータの速度を制御するようにしたので、第１の
速度制御手段の制御方式と異なる制御方式を設定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータ制御装置１を適用したモータ駆
動装置の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の位置制御装置２の制御系の一実施例の構
成を示すブロック線図である。

【図３】図１の速度制御回路１３の制御系の一実施例の
構成を示すブロック線図である。

【図４】速度制御回路１２と、速度制御回路１３のスイ
ッチ４３がオフの場合の制御系の一実施例の構成を示す
ブロック線図である。

【図５】速度制御回路１２の制御系の他の実施例の構成
と、図４の速度制御回路１３の制御系の構成を示すブロ
ック線図である。

【図６】従来のモータ制御装置１０１を適用したモータ
駆動装置の一例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ モータ制御装置 ２ 位置制御装置 ３ 速度制御装置 ４ モータ ５ エンコーダ １１ 位置制御回路 １２ 速度制御回路 １３ 速度制御回路 １４ モータ駆動回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現在位置と目標位置との偏差を検出して
   前記目標位置に到達するように制御する第１の制御手段
   と、現在速度と目標速度との偏差を検出して前記目標速
   度に到達するように制御する第２の制御手段とを有する
   位置制御手段と、 前記第２の制御手段からの指令を受けて前記目標速度に
   到達するように制御する第３の制御手段と、前記第３の
   制御手段からの指令を受けて、前記モータを駆動するモ
   ータ駆動手段とを有する速度制御手段とを備えることを
   特徴とするモータ制御装置。
2. 【請求項２】 モータの位置を制御する第１の位置制御
   手段と、 前記モータの速度を制御する第１の速度制御手段とを備
   えて前記モータを制御するモータ制御方法において、 前記第１の位置制御手段に前記モータの速度を制御する
   第２の速度制御手段を設け、前記第２の速度制御手段を
   制御することにより前記第１の速度制御手段の速度制御
   方式と異なる速度制御方式を設定することを特徴とする
   モータ制御方法。