JPH07104857A - Digital servo controller - Google Patents

Digital servo controller

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Publication number
JPH07104857A
JPH07104857A JP26956393A JP26956393A JPH07104857A JP H07104857 A JPH07104857 A JP H07104857A JP 26956393 A JP26956393 A JP 26956393A JP 26956393 A JP26956393 A JP 26956393A JP H07104857 A JPH07104857 A JP H07104857A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
value
target
torque
feedback loop
Prior art date
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Pending
Application number
JP26956393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shingo Kamiya
新吾 神谷
Yuji Oba
裕司 大場
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.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP26956393A priority Critical patent/JPH07104857A/en
Publication of JPH07104857A publication Critical patent/JPH07104857A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To suppress the speed fluctuation of a servo motor due to disturbance in the case of a digital servo control. CONSTITUTION:Disturbance torque in the next control cycle is predicted by the calculation by the same one-dimensional observer to a digital servo control system corresponding to a rotational angle detected by an angle detecting means from the present control period, the predictive value of the rotational angle, the predictive value of rotating angular velocity, the predictive value of the disturbance torque and the commanded target torque related value (300-302), and the predicted disturbance torque is amplified at an amplification factor in tendency to reduce the amplification factor when the rotational speed of the servo motor is high, and additively corrected to the target torque related value in the next control cycle (304-310).

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は交流サーボモータをディ
ジィタル制御するためのディジィタルサーボ制御装置に
関し、特に、外乱トルクによる影響を排除してトルク変
動を防止すると共にサーボモータの高速回転時における
トルク変動をさらに防止したものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital servo control device for digitally controlling an AC servomotor, and more particularly, it eliminates the influence of disturbance torque to prevent torque fluctuations and at the same time the torque of the servomotor during high speed rotation. It relates to the one that has further prevented fluctuation.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、ディジィタルサーボ制御装置は、位
置フィードバックループ、速度フィードバックループ、
電流フィードバックループを有している。そして、速度
フィードバックループにおいては、速度偏差の比例・積
分演算により目標電流を演算している。通常、積分時定
数を出来るだけ小さく設定して、即ち、積分項を大きく
することで、外乱による影響を補償している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a digital servo controller has a position feedback loop, a velocity feedback loop,
It has a current feedback loop. Then, in the speed feedback loop, the target current is calculated by the proportional / integral calculation of the speed deviation. Normally, the influence of disturbance is compensated by setting the integral time constant as small as possible, that is, by increasing the integral term.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】又、近年では、ディジ
ィタルサーボ制御装置をロボット装置に使用することが
行われている。ロボット装置の場合には、積分時定数を
短く設定した場合には、ロボットが高速動作する場合
に、ロボット先端に大きな低周波振動を誘起する。これ
を防止するために、積分時定数を長く設定することにな
るが、外乱に弱いサーボ系となり、速度変動が大きくな
る。このことを解決するために、本出願人は特願平5-98
583 号出願を行っている。本発明はこの出願においてさ
らに外乱トルクによる影響を排除するものである。即
ち、外乱トルクオブザーバで外乱トルクを予測した場合
は、予測誤差を小さくするために推定される外乱トルク
を低域通過フィルタを通過させたのと同様な効果を有
し、高周波成分が除去される。しかし、高速運転時に
は、外乱トルクの周波数成分が高くなり、外乱トルクオ
ブザーバの推定値の位相遅れが大きくなる。このような
場合、制御性は逆に悪くなるという問題点があった。
In recent years, digital servo control devices have been used for robot devices. In the case of a robot device, if the integration time constant is set short, a large low frequency vibration is induced at the tip of the robot when the robot operates at high speed. In order to prevent this, the integration time constant is set to be long, but the servo system is vulnerable to disturbance and the speed fluctuation becomes large. In order to solve this, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 5-98.
Filed No. 583. The present invention further eliminates the effects of disturbance torques in this application. That is, when the disturbance torque is predicted by the disturbance torque observer, the disturbance torque estimated to reduce the prediction error has the same effect as passing through the low-pass filter, and the high frequency component is removed. . However, during high speed operation, the frequency component of the disturbance torque becomes high, and the phase delay of the estimated value of the disturbance torque observer becomes large. In such a case, there is a problem that the controllability deteriorates.

【0004】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、ディジィタルサーボ制御に
おいて、外乱によるサーボモータの速度変動を抑制する
ことである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to suppress speed fluctuations of a servo motor due to disturbance in digital servo control.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、各フィードバックループに対する目標
値をディジィタル量で与えるサーボ制御装置において、
現制御周期における、検出手段により検出された検出値
と、現制御周期における外乱トルクの予測値と、指令さ
れた目標トルク関連値とから、ディジィタルサーボ制御
系に対するオブザーバによる演算により、次の制御周期
における外乱トルクを予測し、次の制御周期における予
測された外乱トルクを、サーボモータの回転速度が大き
い時に増幅率が小さくなる傾向の増幅率で増幅して、次
の制御周期における目標トルク関連値に加算補正するよ
うにしたことを特徴とする。
The structure of the invention for solving the above-mentioned problems is to provide a servo controller for providing a target value for each feedback loop by a digital amount,
Based on the detected value detected by the detection means in the current control cycle, the predicted value of the disturbance torque in the current control cycle, and the commanded target torque-related value, the next control is performed by the observer for the digital servo control system. The disturbance torque in the next control cycle is predicted, and the disturbance torque predicted in the next control cycle is amplified by the amplification factor that tends to decrease when the rotation speed of the servo motor is high, and the target torque related in the next control cycle is related. The feature is that the value is added and corrected.

【0006】[0006]

【作用】現制御周期における、検出手段により検出され
た検出値と、外乱トルクの予測値と、指令された目標ト
ルク関連値とから、ディジィタルサーボ制御系に対する
オブザーバによる演算により、次の制御周期における外
乱トルクが予測される。その外乱トルクはサーボモータ
の回転速度(目標回転速度又は測定された回転速度)に
応じて変化する増幅率で増幅される。その変化特性は回
転速度が大きい場合に増幅率が小さくなる特性である。
そして、次の制御周期における増幅率で修正された予測
された外乱トルクは、次の制御周期における目標トルク
関連値に加算補正される。
The next control cycle is calculated by the observer for the digital servo control system from the detected value detected by the detecting means, the predicted value of the disturbance torque, and the commanded target torque-related value in the current control cycle. The disturbance torque at is predicted. The disturbance torque is amplified with an amplification factor that changes according to the rotation speed of the servo motor (target rotation speed or measured rotation speed). The change characteristic is a characteristic in which the amplification factor decreases when the rotation speed is high.
Then, the predicted disturbance torque corrected by the amplification factor in the next control cycle is added and corrected to the target torque related value in the next control cycle.

【0007】従って、次の制御周期において発生が予測
される外乱トルクの分だけ、目標トルク関連値が加算補
正された上で、その補正された目標トルク関連値が電流
フィードバックループに対する目標電流となる。さら
に、サーボモータの回転速度が高い時には増幅率が小さ
くなるため、目標トルク関連値の補正量が小さくなる。
この結果、高速運転時の制御性が向上する。
Therefore, the target torque-related value is added and corrected by the amount of the disturbance torque that is predicted to be generated in the next control cycle, and the corrected target torque-related value becomes the target current for the current feedback loop. . Further, when the rotation speed of the servo motor is high, the amplification factor becomes small, so that the correction amount of the target torque related value becomes small.
As a result, controllability during high speed operation is improved.

【0008】[0008]

【発明の効果】本発明は、上記の如く、ディジィタルサ
ーボ制御系に対するオブザーバを用いた予測演算によ
り、次の制御周期に発生する外乱トルクを予測した上
で、目標トルク関連値が加算補正され、その補正値に基
づいて電流フィードバックループの電流が制御される。
従って、外乱トルクが大きくなると予測される場合に
は、目標トルク関連値が大きく補正され、外乱トルクが
小さくなると予測される場合には、目標トルク関連値が
小さく補正されることになり、サーボモータに外乱トル
クが加わっても、速度変動が抑制される。さらに、高速
運転時には、オブザーバによって予測された外乱トルク
の誤差(予測値と実際の値との予測誤差)が多くなる
が、この時には予測される外乱トルクを増幅率を変化さ
せて小さく、又は、零にしている。この結果、高速運転
時におけるサーボモータの制御性が向上する。
As described above, according to the present invention, the disturbance torque generated in the next control cycle is predicted by the predictive calculation using the observer for the digital servo control system, and the target torque related value is added and corrected. , The current of the current feedback loop is controlled based on the correction value.
Therefore, when the disturbance torque is predicted to increase, the target torque-related value is largely corrected, and when the disturbance torque is predicted to be small, the target torque-related value is corrected to be small. Even if a disturbance torque is applied to, the speed fluctuation is suppressed. Further, during high-speed operation, the error of the disturbance torque predicted by the observer (prediction error between the predicted value and the actual value) increases, but at this time the predicted disturbance torque is reduced by changing the amplification factor, or It is zero. As a result, the controllability of the servo motor during high speed operation is improved.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は本発明に係るディジィタルサーボ制御装
置の構成を示したブロックダイヤグラムである。ディジ
ィタルサーボ制御装置10は主として、CPU11、R
OM12、RAM13、ディジィタルシグナルプロセッ
サ(以下「DSP」という)14、共通RAM17,C
PU23、A/D変換器15a,15b,ROM20,
RAM24及び現在値カウンタ16から構成されてい
る。CPU11にはインタフェース19を介してキーボ
ード21及びCRT表示装置22が接続されている。
EXAMPLES The present invention will be described below based on specific examples. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital servo control device according to the present invention. The digital servo control device 10 mainly includes the CPU 11 and the R
OM12, RAM13, digital signal processor (hereinafter referred to as "DSP") 14, common RAM17, C
PU23, A / D converters 15a, 15b, ROM20,
It is composed of a RAM 24 and a current value counter 16. A keyboard 21 and a CRT display device 22 are connected to the CPU 11 via an interface 19.

【0010】DSP14は位置及び速度制御用の演算を
行い、DSP14の出力は電流制御用のCPU23に入
力され、CPU23の出力はインバータ25に入力さ
れ、そのインバータ25はCPU23の出力信号に応じ
てサーボモータ31を駆動する。サーボモータ31には
同期モータが用いられ、インバータ25のPWM電圧制
御によりサーボモータ31の負荷電流が制御され、その
結果、出力トルクが制御される。
The DSP 14 performs calculation for position and speed control, the output of the DSP 14 is input to the CPU 23 for current control, the output of the CPU 23 is input to the inverter 25, and the inverter 25 servos according to the output signal of the CPU 23. The motor 31 is driven. A synchronous motor is used as the servo motor 31, and the load voltage of the servo motor 31 is controlled by the PWM voltage control of the inverter 25, and as a result, the output torque is controlled.

【0011】サーボモータ31のu 相及びv 相の負荷電
流はカレントトランスフォーマCT32a,32bによ
り検出され、増幅器18a,18bにより増幅される。
その増幅器18a,18bの出力は、A/D変換器15
a,15bに入力され、所定の周期でサンプリングさ
れ、ディジィタル値に変換される。そのサンプリングさ
れた値は、瞬時負荷電流のフィードバック値として、C
PU23に入力する。又、サーボモータ31にはパルス
エンコーダ33が接続され、その現在位置(現在回転
角)が検出される。パルスエンコーダ33の出力は波形
成形・方向判別回路34を介して現在値カウンタ16に
接続されている。
The u-phase and v-phase load currents of the servomotor 31 are detected by the current transformers CT32a, 32b and amplified by the amplifiers 18a, 18b.
The outputs of the amplifiers 18a and 18b are the A / D converter 15
It is input to a and 15b, sampled at a predetermined cycle, and converted into a digital value. The sampled value is C as a feedback value of the instantaneous load current.
Input to PU23. Further, a pulse encoder 33 is connected to the servo motor 31, and its current position (current rotation angle) is detected. The output of the pulse encoder 33 is connected to the current value counter 16 via the waveform shaping / direction discrimination circuit 34.

【0012】波形成形・方向判別回路34を介して現在
値カウンタ16に入力されるパルスエンコーダ33から
の出力信号は現在値カウンタ16の値を加減させる。D
SP14により、現在値カウンタ16の値は現在位置フ
ィードバック値として読み込まれ、DSP14により、
CPU11から出力された目標値(目標回転角)と比較
され位置偏差(角度偏差)が算出される。そして、DS
P14により、その位置偏差に基づいて速度目標値(回
転角速度目標値)が算出される。
The output signal from the pulse encoder 33 input to the current value counter 16 via the waveform shaping / direction discriminating circuit 34 adjusts the value of the current value counter 16. D
The value of the current value counter 16 is read by the SP 14 as a current position feedback value, and the DSP 14
The position deviation (angle deviation) is calculated by comparing with the target value (target rotation angle) output from the CPU 11. And DS
In P14, the speed target value (rotational angular speed target value) is calculated based on the position deviation.

【0013】又、DSP14に入力された現在位置フィ
ードバック値は微分され、速度フィードバック値が算出
される。DSP14により、位置偏差に応じて決定され
る速度目標値と速度フィードバック値とが比較され速度
偏差(回転角速度偏差)が算出され、その速度偏差に基
づいて電流目標値が算出される。
The current position feedback value input to the DSP 14 is differentiated to calculate the speed feedback value. The DSP 14 compares the speed target value determined according to the position deviation with the speed feedback value to calculate the speed deviation (rotational angular speed deviation), and calculates the current target value based on the speed deviation.

【0014】一方、CT32a,32bにて検出された
負荷電流は、増幅器18a,18b及びA/D変換器1
5a,15bを介してCPU23に入力する。そして、
後で詳しく説明するように、電流制御周期において検出
された回転角、回転角の予測値、回転角速度の予測値、
外乱トルクの予測値、指令された目標トルク関連値に基
づいて、次の電流制御周期における外乱トルクが予測演
算される。その予測された外乱トルクの分だけ次の電流
制御周期において指令される目標トルク関連値が加算補
正される。目標トルク関連値としては、最も具体的に
は、目標電流である。この時、サーボモータ31の回転
速度が所定の閾値を越えると、予測された外乱トルクは
0とされる。
On the other hand, the load currents detected by the CTs 32a and 32b are the amplifiers 18a and 18b and the A / D converter 1.
Input to the CPU 23 via 5a and 15b. And
As will be described in detail later, the rotation angle detected in the current control cycle, the rotation angle predicted value, the rotation angular velocity predicted value,
The disturbance torque in the next current control cycle is predicted and calculated based on the predicted value of the disturbance torque and the commanded target torque-related value. The target torque-related value commanded in the next current control cycle is added and corrected by the predicted disturbance torque. Most specifically, the target torque-related value is a target current. At this time, when the rotation speed of the servo motor 31 exceeds a predetermined threshold value, the estimated disturbance torque is set to zero.

【0015】そして、CPU23により、電流目標値と
電流フィードバック値と比較され、電流偏差が算出され
る。その時の瞬時電流偏差と瞬時電流偏差の累積値と電
流目標値とに基づいて、即ち、比例積分演算により、そ
の電流制御時刻における瞬時電流指令値が演算される。
その瞬時電流指令値は高周波数の三角波と比較され、イ
ンバータ25の各相のトランジスタのオンオフを制御す
る電圧制御PWM信号が生成される。
Then, the CPU 23 compares the current target value with the current feedback value to calculate the current deviation. The instantaneous current command value at that current control time is calculated based on the instantaneous current deviation at that time, the cumulative value of the instantaneous current deviation, and the current target value, that is, by the proportional integral calculation.
The instantaneous current command value is compared with a high frequency triangular wave, and a voltage control PWM signal for controlling on / off of each phase transistor of the inverter 25 is generated.

【0016】その電圧制御PWM信号は、インバータ2
5に出力され、そのインバータ25の各相のトランジス
タがそれぞれ駆動される。このインバータ25のスイッ
チングにより、各相の負荷電流は電流目標値に制御され
ることになる。尚、サーボモータ31の位置決めは、C
PU11により、現在値カンウタ16の出力値が位置の
目標値に等しくなったと判定された時に完了される。
又、A/D変換器15a,15bによってサンプリング
されたu 相,v相の負荷電流値は、CPU23によりdq変
換される。
The voltage control PWM signal is sent to the inverter 2
5, and the transistors of each phase of the inverter 25 are driven. By the switching of the inverter 25, the load current of each phase is controlled to the current target value. The positioning of the servo motor 31 is C
When the PU 11 determines that the output value of the current value counter 16 becomes equal to the target position value, the process is completed.
The u-phase and v-phase load current values sampled by the A / D converters 15a and 15b are dq converted by the CPU 23.

【0017】本実施例のディジィタルサーボ制御装置
は、上述したように、位置、速度及び電流の3つのフィ
ードバックループにより構成されている。より下位のフ
ィードバックループ程、より高い応答性が要求され、例
えば、最下位の電流フィードバックループは 100μs 、
速度フィードバックループはその数倍、位置フィードバ
ックループは更にその数倍の時間間隔で同期をとってデ
ータのサンプリングが実行され、それぞれのフィードバ
ックループの処理が実行される。
As described above, the digital servo controller of this embodiment is composed of three feedback loops of position, velocity and current. A lower feedback loop requires higher responsiveness, for example, the lowest current feedback loop is 100 μs,
The velocity feedback loop is several times as long as the position feedback loop, and the position feedback loop is further synchronously sampled at time intervals, and the processing of each feedback loop is executed.

【0018】次に、本実施例装置の作動について説明す
る。図2はROM12に記憶されたCPU11によって
実行されるプログラムを示したフローチャートである。
このプログラムが実行される前の状態では、サーボモー
タ31は停止状態にある。
Next, the operation of the apparatus of this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a program executed by the CPU 11 stored in the ROM 12.
In the state before this program is executed, the servo motor 31 is in a stopped state.

【0019】ステップ200において、RAM13から
1ブロックの移動指令データが読み込まれ、ステップ2
02において、RAM13のフラグ領域における加減速
フラグがオンとされる。次に、ステップ204において
サーボモータ31を停止状態から指令された定速度まで
に加速するための加速領域における補間目標位置(補間
目標回転角)が演算され、その補間目標位置は時々刻々
共通RAM17に出力されそこに記憶される。
In step 200, one block of movement command data is read from the RAM 13, and step 2
In 02, the acceleration / deceleration flag in the flag area of the RAM 13 is turned on. Next, in step 204, the interpolation target position (interpolation target rotation angle) in the acceleration region for accelerating the servo motor 31 from the stopped state to the commanded constant speed is calculated, and the interpolation target position is momentarily stored in the common RAM 17. It is output and stored there.

【0020】次に、加速が終了すると、ステップ206
において加減速フラグがオフとされ、次のステップ20
8においてRAM13のフラグ領域における定速フラグ
がオンとされる。次に、ステップ210において定速領
域における補間目標位置が演算され、その補間目標位置
は時々刻々共通RAM17に出力されそこに記憶され
る。
Next, when the acceleration is completed, step 206
In step 20, the acceleration / deceleration flag is turned off, and the next step 20
8, the constant speed flag in the flag area of the RAM 13 is turned on. Next, in step 210, the interpolation target position in the constant speed region is calculated, and the interpolation target position is output to the common RAM 17 every moment and stored therein.

【0021】次に、ステップ212において1ブロック
の移動指令データに指令目標位置で一旦停止する指令が
含まれているか否かが判定される。停止指令が付与され
ていない場合にはステップ214において、次のブロッ
クの移動指令データが入力され、ステップ210で定速
領域における補間目標位置が演算される。ステップ21
0、214の繰り返しにより、定速で目標位置を順次更
新させ、補間目標位置を順次出力させることができる。
Next, at step 212, it is judged whether or not the movement command data of one block includes a command for temporarily stopping at the command target position. If the stop instruction is not given, the movement instruction data of the next block is input in step 214, and the interpolation target position in the constant velocity region is calculated in step 210. Step 21
By repeating 0 and 214, the target position can be sequentially updated at a constant speed, and the interpolation target position can be sequentially output.

【0022】ステップ212において移動指令データに
一旦停止指令が含まれていると判定された場合には、ス
テップ216において加減速フラグがオンされ、次のス
テップ218において定速フラグがオフされる。そし
て、ステップ220において減速領域の補間目標位置が
順次演算され、その補間目標位置は時々刻々共通RAM
17に出力され、そこに記憶される。
When it is determined in step 212 that the movement command data includes a temporary stop command, the acceleration / deceleration flag is turned on in step 216, and the constant speed flag is turned off in step 218. Then, in step 220, the interpolation target position in the deceleration area is sequentially calculated, and the interpolation target position is momentarily shared by the common RAM.
It is output to 17 and stored there.

【0023】次に、減速補間が完了した後は、ステップ
222においてサーボロック状態であることを示すため
にRAM13のフラグ領域におけるサーボロックフラグ
がオンとされる。そして、ステップ224において同一
の目標位置が時々刻々共通RAM17に出力され、その
目標位置はそこに記憶される。その結果、サーボモータ
31はサーボロック状態、即ち、通電状態で同一位置に
保持される。
Next, after the deceleration interpolation is completed, the servo lock flag in the flag area of the RAM 13 is turned on in step 222 to indicate that the servo lock state is established. Then, in step 224, the same target position is output momentarily to the common RAM 17, and the target position is stored therein. As a result, the servo motor 31 is held at the same position in the servo lock state, that is, in the energized state.

【0024】移動指令データにより指令された時間だけ
の一旦停止が完了した後は、ステップ200に戻り、次
のブロックの移動指令データが読み込まれ、上述のステ
ップと同様にサーボモータの位置制御が行われる。この
ようにして、サーボモータの位置が指令される。
After the temporary stop for the time instructed by the movement command data is completed, the process returns to step 200, the movement command data of the next block is read, and the position control of the servo motor is performed in the same manner as the above-mentioned step. Be seen. In this way, the position of the servo motor is commanded.

【0025】次に、DSP14はROM20に記憶され
た図3のプログラムを実行し、CPU23はROM23
に記憶された図4に示すプログラムを実行して、サーボ
モータ31の位置、速度、トルク制御を行う。図3、図
4のプログラムは、DSP14及びCPU23によっ
て、所定の最小周期毎に繰り返し実行される。
Next, the DSP 14 executes the program of FIG. 3 stored in the ROM 20, and the CPU 23 makes the ROM 23.
4 is executed and the position, speed and torque of the servo motor 31 are controlled. The programs of FIGS. 3 and 4 are repeatedly executed by the DSP 14 and the CPU 23 at each predetermined minimum cycle.

【0026】ステップ100では、現実行サイクルが位
置偏差演算タイミングか否かが判定され、位置偏差演算
タンミングであればステップ102に移行し、共通RA
MからCPU11によりその時刻で指令された目標位置
θ(i)(補間目標回転角) が入力され記憶される。又、過
去一定時間内の目標位置は共通RAM17に保存されて
いる。
In step 100, it is judged whether or not the current execution cycle is the position deviation calculation timing.
The target position θ (i) (interpolation target rotation angle) commanded at that time from M by the CPU 11 is input and stored. Further, the target position within the past fixed time is stored in the common RAM 17.

【0027】次に、ステップ104において現在値カウ
ンタ16に保持された現在位置(電気角)θa(i)が読み
込まれる。次に、ステップ106において、現時刻(i)
の目標位置θ(i) と現在位置θa(i)との位置偏差Δθ
(i) が演算される。次に、ステップ108において目標
速度V(i) が位置偏差ΔP(i) に比例した値、即ち、次
式により演算される。
Next, at step 104, the current position (electrical angle) θa (i) held in the current value counter 16 is read. Next, in step 106, the current time (i)
Position deviation Δθ between the target position θ (i) and the current position θa (i)
(i) is calculated. Next, at step 108, the target speed V (i) is calculated by a value proportional to the position deviation ΔP (i), that is, the following equation.

【数1】V(i) =k・ΔP(i)## EQU1 ## V (i) = k.ΔP (i)

【0028】以上の位置のフィードバック制御は、図7
の信号S1で示したタイミングで実行される。
The feedback control of the above position is shown in FIG.
Is executed at the timing indicated by the signal S1.

【0029】次に、ステップ110において、現実行サ
イクルが速度偏差演算タイミングか否かが判定される。
速度偏差演算タンミングであればステップ112に移行
し、現在値カウンタ16に保持された現在位置θa(n)が
読み込まれる。次にステップ114に移行して、現時刻
(n) における現在速度Va(n)(現在回転角速度)が演算
される。現在速度Va(n)は、前回の速度偏差演算タイミ
ング時に読み込まれた現在位置θa(n-1)と、今回入力さ
れた現在位置θa(n)と、速度制御周期Dとに基づいて次
式によって演算される。
Next, at step 110, it is judged if the current execution cycle is the speed deviation calculation timing.
If it is the speed deviation calculation tamming, the routine proceeds to step 112, where the current position θa (n) held in the current value counter 16 is read. Next, the process proceeds to step 114 and the current time
The current speed Va (n) (current rotational angular speed) at (n) is calculated. The current speed Va (n) is calculated by the following equation based on the current position θa (n-1) read at the previous speed deviation calculation timing, the current position θa (n) input this time, and the speed control cycle D. Is calculated by

【0030】[0030]

【数2】Va(n)=(θa(n)- θa(n-1)) /D[Formula 2] Va (n) = (θa (n) -θa (n-1)) / D

【0031】次に、ステップ116において、ステップ
108で演算された目標速度V(i)(目標回転角速度)
と現在速度Va(n)との偏差、即ち、速度偏差ΔV(n) が
演算される。又、速度偏差ΔV(n) の累積値(積分)S
がS=S+ΔV(n) により演算される。
Next, at step 116, the target speed V (i) calculated at step 108 (target rotational angular speed)
And the current speed Va (n), that is, the speed deviation ΔV (n) is calculated. Also, the cumulative value (integration) S of the speed deviation ΔV (n)
Is calculated by S = S + ΔV (n).

【0032】次に、ステップ118においてステップ1
16で演算された速度偏差ΔV(n)及び速度偏差の積分
Sと、共通RAM17に設定されている比例利得Kp
び目標速度V(i) に対応して設定されている積分時間T
i とを用いて、目標電流のq軸成分(有効電流でサーボ
モータのトクルに比例する)Iq(n)が次式により演算さ
れる。尚、目標電流のd軸成分(無効電流)は0であ
る。
Next, in step 118, step 1
16. The speed deviation ΔV (n) and the integration S of the speed deviation calculated in 16 and the integration time T set corresponding to the proportional gain K p and the target speed V (i) set in the common RAM 17
Using i and i , the q-axis component of the target current (active current, which is proportional to the tokdle of the servomotor) Iq (n) is calculated by the following equation. The d-axis component (reactive current) of the target current is 0.

【0033】[0033]

【数3】Iq(n)=Kp(ΔV(i)+S/Ti )## EQU3 ## Iq (n) = K p (ΔV (i) + S / T i ).

【0034】次に、ステップ119において、同一次元
オブザーバにより第n制御周期における外乱トルクTL
(n)'が演算される。同一次元オブザーバによる予測演算
は、図6に示すプログラムに従って実行される。予測演
算を行うに先立ち、サーボモータ31及びパルスエンコ
ーダ33は図8のようにモデル化できる。即ち、外乱ト
ルクTL , 目標電流Iq,サーボモータ31の慣性モーメ
ントJm , 負荷の慣性モーメントJL , 回転角速度ω及
び回転角θの間には次の関係が成り立つ。
Next, at step 119, the disturbance torque T L in the nth control cycle is calculated by the same-dimensional observer.
(n) 'is calculated. The prediction calculation by the same dimension observer is executed according to the program shown in FIG. Prior to performing the prediction calculation, the servo motor 31 and the pulse encoder 33 can be modeled as shown in FIG. That is, the following relationship is established among the disturbance torque T L , the target current Iq, the inertia moment J m of the servo motor 31, the inertia moment J L of the load, the rotational angular velocity ω and the rotational angle θ.

【0035】[0035]

【数4】Ktn・Iq −TL =(Jm +JL)S2 θ ただし、Ktnはトルク定数である。上記の式を基に図8
を作成し、状態方程式を算出すると、
## EQU4 ## K tn Iq −T L = (J m + J L ) S 2 θ where K tn is a torque constant. Figure 8 based on the above formula
And create the equation of state,

【0036】[0036]

【数5】 ただし、J=Jm +JL この式を離散化し、同一次元オブザーバを構成した式
(下記数7式)によって予測演算は行われるのである。
図6のステップ300において、前回、即ち、第n−1
制御周期における誤差が次式で演算される。
[Equation 5] However, J = J m + J L This equation is discretized, and the prediction operation is performed by the equation (Equation 7 below) that constitutes the same-dimensional observer.
In step 300 of FIG. 6, the previous time, that is, the (n-1) th
The error in the control cycle is calculated by the following equation.

【0037】[0037]

【数6】e(n-1)=θ(n-1)'−θa(n-1) 但し、e(n-1) 、θ(n-1)'、θa(n-1)は、それぞれ、第
n−1制御周期における誤差、回転角の予測演算値、回
転角の実測値である。ここで、θ(n-1)'の初期値θ(1)'
は特定する必要はないが、通常は実測値θa(1)と同一と
する。
## EQU00006 ## e (n-1) =. Theta. (N-1) '-. Theta.a (n-1) where e (n-1), .theta. (N-1)' and .theta.a (n-1) are These are the error in the (n-1) th control cycle, the predicted calculation value of the rotation angle, and the measured value of the rotation angle, respectively. Where θ (n-1) 'is the initial value θ (1)'
Does not need to be specified, but is usually the same as the measured value θa (1).

【0038】次に、ステップ302において、上記数5
式を離散化して求めた数7式により、 第n−1制御周
期における目標電流Iq(n-1)と、回転角の予測値θ(n-
1)'、その時間微分である回転角速度の予測値ω(n-
1)'、外乱トルクの予測値TL (n-1)'及び誤差e(n-1)
とから、第n制御周期における回転角の予測値θ(n)'、
その時間微分である回転角速度の予測値ω(n)'、外乱ト
ルクの予測値TL (n)'が演算される。
Next, in step 302, the above equation 5
The target current Iq (n-1) in the (n-1) th control cycle and the predicted value θ (n-
1) ', the predicted value ω (n-
1) ', predicted value of disturbance torque T L (n-1)' and error e (n-1)
From, the predicted value θ (n) ′ of the rotation angle in the nth control cycle,
The predicted value ω (n) ′ of the rotational angular velocity and the predicted value T L (n) ′ of the disturbance torque, which are the time derivatives thereof, are calculated.

【0039】[0039]

【数7】 [Equation 7]

【0040】但し、tは第n−1制御周期と第n制御周
期との間の時間間隔、 Jはサーボモータのロータの慣性
モーメント Jm と負荷の慣性モーメント JL との和、 K
tnはトルク定数である。
[0040] However, t is the sum of the time interval, J is the moment of inertia J L of the load and inertia moment J m of the servo motor rotor between the first n-1 control cycle and the n-th control cycle, K
tn is a torque constant.

【0041】次に、ステップ304において、ステップ
114で演算された現在速度Va(n)が所定の閾値Vthよ
りも大きいか否かが判定され、現在速度Va(n)が所定の
閾値Vthよりも大きい場合には、ステップ306で増幅
率G0 を0に設定して、ステップ310が実行される。
又、現在速度Va(n)が所定の閾値Vthよりも小さい場合
には、ステップ308で増幅率G0 を所定の値Gt に設
定して、ステップ310が実行される。
Next, at step 304, it is judged if the current speed Va (n) calculated at step 114 is larger than a predetermined threshold Vth, and the current speed Va (n) is larger than the predetermined threshold Vth. If it is larger, the amplification factor G 0 is set to 0 in step 306, and step 310 is executed.
When the current speed Va (n) is smaller than the predetermined threshold value Vth, the amplification factor G 0 is set to the predetermined value Gt in step 308, and step 310 is executed.

【0042】ステップ310では、第n制御周期におけ
る速度フィードバックループの出力する目標電流Iq(n)
が外乱トルクの予測値TL (n)'に相当する電流分T
L (n)'/Ktnの増幅率G0 倍( G0 ×TL (n)'/Ktn) だけ
加算補正され、補正目標電流Iq(n)* が演算される。そ
して、ステップ312で補正目標電流Iq(n)* が電流フ
ィードバックループにおける電流の制御目標となる。こ
のように、DSP14は速度制御周期で繰り返し速度制
御を実行する。この速度フィードバック制御は、図7の
信号S2で示したタイミングで実行される。
In step 310, the target current Iq (n) output by the speed feedback loop in the nth control cycle is output.
Is the current component T corresponding to the predicted value T L (n) 'of the disturbance torque
L (n) '/ K tn gain G 0 times (G 0 × T L (n )' / K tn) are only additive correction, the corrected target current Iq (n) * is calculated. Then, in step 312, the correction target current Iq (n) * becomes the current control target of the current feedback loop. In this way, the DSP 14 repeatedly executes the speed control in the speed control cycle. This speed feedback control is executed at the timing shown by the signal S2 in FIG.

【0043】電流制御用CPU23は、図4に示すプロ
グラムを実行する。ステップ120において、現実行サ
イクルが電流偏差演算タイミングか否かが判定される。
電流偏差演算タイミングであれば、ステップ122に移
行する。ステップ122以下は電流フィードバック制御
であり、この制御は、図7の信号S3に示したタイミング
で実行される。ステップ122では、電流制御期間の先
頭から測定した電流検出時刻Δt1 、電流制御期間の先
頭から測定した負荷電流の制御時刻Δt2 と現在速度V
a(n)とを用いて、その時刻に対応した電気角である電流
検出時電気角θ1 と制御時電気角θ2 が補間演算され
る。
The current control CPU 23 executes the program shown in FIG. In step 120, it is determined whether the current execution cycle is the current deviation calculation timing.
If it is the current deviation calculation timing, the routine proceeds to step 122. Step 122 and subsequent steps are current feedback control, and this control is executed at the timing shown by signal S3 in FIG. In step 122, the current detection time Δt 1 measured from the beginning of the current control period, the load current control time Δt 2 measured from the beginning of the current control period, and the current speed V.
The current detection electrical angle θ 1 and the control electrical angle θ 2 which are the electrical angles corresponding to the time are interpolated using a (n).

【0044】[0044]

【数8】θ1 =θa(n)+Va(n)・Δt1 [Equation 8] θ 1 = θa (n) + Va (n) · Δt 1

【数9】θ2 =θa(n)+Va(n)・Δt2 [Equation 9] θ 2 = θa (n) + Va (n) · Δt 2

【0045】この時刻Δt1 ,Δt2 と電気角θ1 , θ
2 とは図7に示したように対応している。次にステップ
124に移行して、u相、v相の負荷電流の現在値、即
ち、現在電流Iu,Iv がA/D変換器15a,15bか
ら読み込まれる。次に、ステップ126において、その
現在電流Iu,Iv はdq変換されて、d軸成分Iadとq軸
成分Iaqとが次式によって演算される。
The times Δt 1 and Δt 2 and the electrical angles θ 1 and θ
2 corresponds as shown in FIG. Next, in step 124, the current values of the u-phase and v-phase load currents, that is, the currents Iu and Iv are read from the A / D converters 15a and 15b. Next, at step 126, the currents Iu and Iv are dq converted, and the d-axis component Iad and the q-axis component Iaq are calculated by the following equation.

【0046】[0046]

【数10】Iad=21/2 {lusin(θ1+2π/3)-Ivsinθ1[Equation 10] Iad = 2 1/2 {lusin (θ 1 + 2π / 3) -Ivsin θ 1 }

【数11】Iaq=21/2 {Iucos(θ1+2π/3)-Ivcosθ1[Equation 11] Iaq = 2 1/2 {Iucos (θ 1 + 2π / 3) -Ivcos θ 1 }

【0047】尚、dq座標系は、良く知られたように、d
軸は励磁磁場と同相にとられ、q軸は励磁磁場と電気角
で90°の位相差にとられた座標系である。d軸成分は無
効成分をq軸成分は有効成分を表す。次に、ステップ1
28において、ステップ306で演算された補正目標電
流Iq(n)* 、目標電流Id(n)* =0と、ステップ126
で求められた現在電流のd軸成分Iad、q軸成分Iaqと
の偏差、即ち、d軸成分偏差、q軸成分偏差が求められ
る。そして、そのd軸成分偏差、q軸成分偏差に基づい
て、比例・積分演算により指令電流のd軸成分Id
(j)# 、q軸成分Iq(j)# が演算される。
As is well known, the dq coordinate system is d
The axis is in phase with the exciting magnetic field, and the q axis is a coordinate system with a phase difference of 90 ° in electrical angle from the exciting magnetic field. The d-axis component represents an invalid component and the q-axis component represents an effective component. Next, step 1
28, the corrected target current Iq (n) * and the target current Id (n) * = 0 calculated in step 306, and step 126
Deviations of the present current from the d-axis component Iad and the q-axis component Iaq, that is, the d-axis component deviation and the q-axis component deviation are obtained. Then, based on the d-axis component deviation and the q-axis component deviation, the d-axis component Id of the command current is calculated by proportional / integral calculation.
(j) # and the q-axis component Iq (j) # are calculated.

【0048】次に、ステップ130において、次式によ
り、指令電流のd軸成分、q軸成分Id(j)# , Iq(j)#
を逆dq変換して、各相電流指令値Iu(j)# , Iv(j)# ,
Iw(j)# が演算される。
Next, in step 130, the d-axis component and the q-axis component Id (j) # , Iq (j) # of the command current are calculated by the following equation.
Is inversely dq-converted and each phase current command value Iu (j) # , Iv (j) # ,
Iw (j) # is calculated.

【数12】Iu(j)# =(2/3)1/2 ・{Id(j)#cosθ2 −I
q(j)#sinθ2
[Equation 12] Iu (j) # = (2/3) 1/2 · {Id (j) # cos θ 2 −I
q (j) # sin θ 2 }

【数13】Iv(j)#=(2/3)1/2・{Id(j)#cos(θ2+2π/
3)−Iq(j)#sin(θ2+2π/3)} 尚、Iw(j)# は、Iw(j)# =-( Iu(j)# + Iv(j)# ) に
よって演算される。
[Equation 13] Iv (j) # = (2/3) 1/2 · {Id (j) # cos (θ 2 + 2π /
3) −Iq (j) # sin (θ 2 + 2π / 3)} Note that Iw (j) # is calculated by Iw (j) # =-(Iu (j) # + Iv (j) # ). It

【0049】次に、ステップ132,134において、
各相電流指令値Iu(j)# , Iv(j)#, Iw(j)# と高周波
数の三角波とのレベル関係を利用して、即ち、平均電圧
法を用いて、1つの制御周期内における一連のPWM信
号が生成される。一連のPWM信号は、各相の電圧印加
状態を示した電圧ベクトルで表すことができる。回転磁
界ベクトルは、この電圧ベクトルの積分として表され
る。従って、各電圧ベクトル×継続時間の和によって回
転磁界ベクトルの先端の軌跡が描かれる。回転磁界を角
度2π/n毎に円周上の点に最短経路で位置決めするた
めには、1制御周期毎に、隣接する2つの電圧ベクトル
と零ベクトルV0 の3つのベクトルでインバータ25が
制御される必要がある。この3つの電圧ベクトルの組合
せと回転磁界の位相とは一意的に対応する。回転磁界の
位相と電圧ベクトルの組合せの対応表(零ベクトルV0
は必ず組合せの1要素となるので、2つの電圧ベクトル
の組だけで良い)が、予めROM24に記憶されてい
る。
Next, in steps 132 and 134,
Within one control cycle, using the level relationship between the phase current command values Iu (j) # , Iv (j) # , Iw (j) # and the high frequency triangular wave, that is, using the average voltage method. A series of PWM signals at is generated. A series of PWM signals can be represented by a voltage vector indicating the voltage application state of each phase. The rotating magnetic field vector is expressed as the integral of this voltage vector. Therefore, the trajectory of the tip of the rotating magnetic field vector is drawn by the sum of each voltage vector × duration. In order to position the rotating magnetic field at a point on the circumference at the shortest path for each angle 2π / n, the inverter 25 is controlled by three vectors of two adjacent voltage vectors and zero vector V 0 for each control cycle. Needs to be done. The combination of these three voltage vectors and the phase of the rotating magnetic field uniquely correspond to each other. Correspondence table of the combination of the phase of the rotating magnetic field and the voltage vector (zero vector V 0
Is always one element of the combination, so only a set of two voltage vectors is necessary) stored in the ROM 24 in advance.

【0050】ステップ132では、制御時電気角θ
2 (回転磁界の位相) から、ROM24におけるテーブ
ルを検索してその時の電圧ベクトルの組合せを求める。
ステップ134では、各電圧ベクトルの継続時間t1,
2,3 が演算される。例えば、その電圧ベクトルの組合
せが、Vn =(1,1,0), V1 =(1,0,0), V2 =(0,0,0)とな
ったとして、各電圧ベクトルの継続時間t1,2,3
演算される。その演算方法は、本実施例では、良く知ら
れた平均電圧法が用いられている。
In step 132, the control electrical angle θ
From 2 (phase of the rotating magnetic field), the table in the ROM 24 is searched to find the combination of voltage vectors at that time.
In step 134, the duration t 1, t of each voltage vector
2, t 3 is calculated. For example, assuming that the combination of the voltage vectors is V n = (1,1,0), V 1 = (1,0,0), V 2 = (0,0,0), The durations t 1, t 2, t 3 are calculated. As the calculation method, the well-known average voltage method is used in this embodiment.

【0051】即ち、各相電流指令値Iu(j)# , Iv
(j)# , Iw(j)# のうち、絶対値の大きい2つを大きい
順にI1 * , I2 * とするとき、継続時間t1,2,3 は次
式で求められる。
That is, each phase current command value Iu (j) # , Iv
When two of (j) # and Iw (j) # having the largest absolute value are I 1 * and I 2 * in descending order, the durations t 1, t 2 and t 3 are calculated by the following equations.

【数14】t1 =|2I2 *+I1 *|・T/Vdc[Formula 14] t 1 = | 2I 2 * + I 1 * | T / Vdc

【数15】t2 =|I1 *−I2 *|・T/Vdc[Equation 15] t 2 = | I 1 * -I 2 * | T / Vdc

【数16】t3 =T−(t1+2 ) 但し、Tは周期、Vdcは印加直流電圧である。T 3 = T− (t 1 + t 2 ) where T is the period and Vdc is the applied DC voltage.

【0052】次に、ステップ136において、1組の電
圧ベクトルによるPWM信号が、継続時間t1,2,3
だけ出力される。例えば、V6 =(1,1,0),V1 =(1,0,
0),V0 =(0,0,0)の順に、継続時間t1,2,3 だけ出
力される。又、換言すれば、U相はt1 +t2 だけ電圧
が印加され、V 相はt1 だけ電圧が印加され、W 相には
その制御期間、電圧は印加されない。
Next, in step 136, the PWM signals of the set of voltage vectors are applied for the durations t 1, t 2, t 3.
Is only output. For example, V 6 = (1,1,0), V 1 = (1,0,
0) and V 0 = (0,0,0) are output in this order for durations t 1, t 2 and t 3 . In other words, the voltage is applied to the U phase for t 1 + t 2, the voltage is applied to the V phase for t 1, and the voltage is not applied to the W phase for the control period.

【0053】DSP14及びCPU23の各実行サイク
ルは、最小の制御周期で実行されており、その整数倍n
1 で電流フィードバックループが制御され、その整数倍
2で速度フィードバックループが制御され、その整数
倍n3 で位置フィードバックループが制御されるよう
に、ステップ100,110,120で判定の基準とな
る回数が設定されている。但し、n1 <n2 ≦n3 であ
る。上記のサイクルが繰り返し実行されることで、図7
に示したタイミングで、位置、速度、電流のフィードバ
ック制御が行われる。但し、図7に示したタイミングは
CPU11によるプログラム実行時からの計時によって
検出される。
Each execution cycle of the DSP 14 and the CPU 23 is executed in the minimum control cycle, which is an integer multiple n.
The current feedback loop is controlled by 1 , the velocity feedback loop is controlled by the integral multiple n 2 , and the position feedback loop is controlled by the integral multiple n 3, which is a criterion for the determination in steps 100, 110 and 120. The number of times is set. However, n 1 <n 2 ≦ n 3 . By repeatedly executing the above cycle, FIG.
The position, speed, and current feedback control is performed at the timing shown in. However, the timing shown in FIG. 7 is detected by the timing of the program execution by the CPU 11.

【0054】上記のようなサーボ制御により、停止、加
速、定速度、減速、停止による位置決め動作が実行され
る。上記の位置、速度、電流のフィードバックループを
伝達関数で表示すると、図5に示すようになる。即ち、
速度フィードバックループにおいて、速度偏差の比例・
積分演算の結果、得られる目標電流Iq(n) が同一次元オ
ブザーバにより予測演算された外乱トルクTL (n)'に対
応した補正電流値TL(n)'/Ktnだけ加算補正される。
尚、上記実施例では、同一次元オブザーバによる演算に
おいて、指令された目標電流Iq(n) には、ローパスフィ
ルタAにより高周波成分が除去された目標電流Iqが用い
られている。
By the servo control as described above, the positioning operation by stop, acceleration, constant speed, deceleration, and stop is executed. When the feedback loop of the position, velocity and current is displayed by a transfer function, it becomes as shown in FIG. That is,
In the speed feedback loop, proportional to the speed deviation
As a result of the integration calculation, the target current Iq (n) obtained is added and corrected by the correction current value T L (n) '/ K tn corresponding to the disturbance torque T L (n)' predicted and calculated by the same dimension observer. .
In the above embodiment, the target current Iq in which the high-frequency component is removed by the low-pass filter A is used as the commanded target current Iq (n) in the calculation by the same-dimensional observer.

【0055】上記の実施例では、予測された外乱トルク
の増幅率G0 を現在速度Va(n)の変化に対して0とGt
の2値的に変化させているが、増幅率G0 を現在速度V
a(n)の変化に対して連続的に変化させても良い。また、
増幅率G0 における小さい方の値は0である必要はな
く、要はG0 は小と大の値を備えれば良い。また、上記
実施例は図5に示される様な同一次元オブザーバを用い
た例である。しかし、本発明は同一次元オブザーバだけ
でなく、最小次元オブザーバを使用した場合にも適用で
きる。この場合は図9の様になり、増幅率G0 を変化さ
せる点においては同様である。また、本実施例において
はエンコーダによって回転角を検出してオブザーバによ
る演算を行っているが、回転角速度を検出してオブザー
バによる演算を行い、外乱トルクの予測値を求めても良
い。
In the above embodiment, the predicted amplification factor G 0 of the disturbance torque is 0 and Gt with respect to the change of the current speed Va (n).
, But the gain G 0 is changed to the current speed V
You may change continuously with respect to the change of a (n). Also,
The smaller value in the amplification factor G 0 does not have to be 0, and the point is that G 0 has a small value and a large value. The above embodiment is an example using the same dimension observer as shown in FIG. However, the present invention is applicable not only to the same-dimensional observer but also to the case of using the minimum-dimensional observer. In this case, the result is as shown in FIG. 9, which is the same in that the amplification factor G 0 is changed. Further, in the present embodiment, the rotation angle is detected by the encoder and the calculation by the observer is performed. However, the predicted value of the disturbance torque may be obtained by detecting the rotation angular velocity and the calculation by the observer.

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

【図1】本発明の具体的な一実施例に係るディジィタル
サーボ制御装置の構成を示したブロックダイヤグラム。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital servo control device according to a specific embodiment of the present invention.

【図2】同実施例装置のCPU11によって処理される
目標位置の指令手順を示したフローチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing a target position command procedure processed by a CPU 11 of the apparatus of the embodiment.

【図3】同実施例装置で使用されているDSPによる処
理手順を示したフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure by a DSP used in the apparatus of the embodiment.

【図4】同実施例装置で使用されているDSPによる処
理手順を示したフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure by a DSP used in the apparatus of the embodiment.

【図5】同実施例装置で使用されている位置、速度、電
流のフィードバックループにおける伝達関数を示したブ
ロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a transfer function in a position, velocity, and current feedback loop used in the apparatus of the embodiment.

【図6】同一次元オブザーバにより外乱トルクを予測す
る手順を示したフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of predicting a disturbance torque by the same dimension observer.

【図7】位置、速度、電流フィードバック制御のタイミ
ングを示したタイミングチャート。
FIG. 7 is a timing chart showing timings of position, speed, and current feedback control.

【図8】制御系の伝達関数を示したブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a transfer function of a control system.

【図9】他の実施例装置で使用されている位置、速度、
電流のフィードバックループにおける伝達関数を示した
ブロック図。
FIG. 9 is a view showing a position, a velocity, and the like used in another embodiment of the device.
The block diagram which showed the transfer function in the feedback loop of an electric current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ディジィタルサーボ制御装置 11…CPU 12…ROM 13…RAM 14…DSP(ディジィタルシグナルプロセッサ)(目
標トルク関連値指令手段、角度検出手段、速度検出手
段、外乱トルク予測手段、目標トルク関連値補正手段、
増幅手段、増幅率制御手段) 15a,15b…A/D変換器 16…現在値カウンタ(角度検出手段) 17…共通RAM 20…ROM(目標トルク関連値指令手段、角度検出手
段、速度検出手段、外乱トルク予測手段、目標トルク関
連値補正手段、増幅率制御手段) 25…インバータ 31…サーボモータ 32a,32b…カレントトランスフォーマ(CT) 33…パルスエンコーダ ステップ110〜118…目標トルク関連値指令手段 ステップ104…角度検出手段 ステップ112、114…速度検出手段 ステップ300〜302…外乱トルク予測手段 ステップ304〜308…増幅率制御手段 ステップ310…増幅手段、目標トルク関連値補正手段
10 ... Digital servo control device 11 ... CPU 12 ... ROM 13 ... RAM 14 ... DSP (digital signal processor) (target torque related value command means, angle detection means, speed detection means, disturbance torque prediction means, target torque related value Correction means,
Amplification means, amplification factor control means) 15a, 15b ... A / D converter 16 ... Current value counter (angle detection means) 17 ... Common RAM 20 ... ROM (target torque related value command means, angle detection means, speed detection means, Disturbance torque prediction means, target torque related value correction means, amplification factor control means) 25 ... Inverter 31 ... Servo motors 32a, 32b ... Current transformer (CT) 33 ... Pulse encoder Steps 110-118 ... Target torque related value command means Step 104 ... Angle detecting means Steps 112, 114 ... Speed detecting means Steps 300 to 302 ... Disturbance torque predicting means Steps 304 to 308 ... Amplification factor controlling means Step 310 ... Amplifying means, target torque related value correcting means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】位置フィードバックループ、速度フィード
バックループ、電流フィードバックループを有し、各フ
ィードバックループに対する目標値をディジィタル量で
与えるディジィタルサーボ制御装置において、 前記速度フィードバックループから速度偏差に応じて出
力され、前記電流フィードバックループに対して、順
次、目標トルク関連値を指令する目標トルク関連値指令
手段と、 各サンプリング時刻における前記サーボモータの回転角
および回転角速度の少なくとも一方を検出する検出手段
と、 現制御周期における、前記検出手段により検出された検
出値と、現制御周期における外乱トルクの予測値と、指
令された前記目標トルク関連値とから、ディジィタルサ
ーボ制御系に対するオブザーバによる演算により、次の
制御周期における外乱トルクを予測する外乱トルク予測
手段と、 次の制御周期における予測された外乱トルクを増幅する
増幅手段と、 前記増幅手段により増幅された外乱トルクを、次の制御
周期における目標トルク関連値に加算補正する目標トル
ク関連値補正手段と、 前記増幅手段の増幅率が前記サーボモータの回転速度が
大きい時に小さくなる傾向に、前記増幅率を前記サーボ
モータの回転速度に応じて変化させる増幅率制御手段と
を有するディジィタルサーボ制御装置。
1. A digital servo control device having a position feedback loop, a velocity feedback loop, and a current feedback loop, wherein a target value for each feedback loop is given as a digital amount, and is output from the velocity feedback loop according to a velocity deviation. , Target torque related value command means for sequentially commanding target torque related values to the current feedback loop, and detection means for detecting at least one of a rotation angle and a rotation angular velocity of the servo motor at each sampling time, From the detected value detected by the detection means in the control cycle, the predicted value of the disturbance torque in the current control cycle, and the commanded target torque-related value, the following operation is performed by an observer for the digital servo control system. In the control cycle Disturbance torque predicting means for predicting a disturbance torque, an amplifying means for amplifying a predicted disturbance torque in the next control cycle, and a disturbance torque amplified by the amplifying means as a target torque related value in the next control cycle. Target torque related value correction means for addition correction, and amplification rate control for changing the amplification rate according to the rotation speed of the servo motor so that the amplification rate of the amplification means tends to decrease when the rotation speed of the servo motor is high. A digital servo controller having a means.
JP26956393A 1993-09-30 1993-09-30 Digital servo controller Pending JPH07104857A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09305235A (en) * 1996-05-10 1997-11-28 Nec Corp Method and device for controlling position of servomotor
CN105553372A (en) * 2015-12-24 2016-05-04 南京埃斯顿自动控制技术有限公司 Current control method of AC servo system

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JPH09305235A (en) * 1996-05-10 1997-11-28 Nec Corp Method and device for controlling position of servomotor
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