JPH07322665A - 電動機制御装置 - Google Patents

電動機制御装置

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JPH07322665A
JPH07322665A JP6115801A JP11580194A JPH07322665A JP H07322665 A JPH07322665 A JP H07322665A JP 6115801 A JP6115801 A JP 6115801A JP 11580194 A JP11580194 A JP 11580194A JP H07322665 A JPH07322665 A JP H07322665A
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JP
Japan
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electric motor
speed
output
time constant
unit
Prior art date
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Application number
JP6115801A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Niimi
務 新美
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電動機の負荷の剛性が弱かったり、バックラッ
シなどの非線形要素をゆうすると発生する機械的振動を
抑制しつつ、電動機の加減速特性を改善する電動機制御
装置を提供する。 【構成】速度調節部5の出力に、負荷7の機械的振動を
抑制するフィルタ21を接続し、フィルタ21の出力と
速度指令値を微分する微分演算部22の出力とを第2加
算演算器22で加算し、第2加算演算器22の出力を電
流制御部6に入力する構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電動機を可変速制御
する電動機制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に、従来の電動機制御装置のブロッ
ク構成図を示す。図6において、電動機1に機械的に結
合されたパルスジェネレータ2の出力により速度検出値
を算出する速度検出部3と、外部より指令される速度指
令値と前記速度検出値との差を速度偏差として演算する
第1加算演算器4と、第1加算演算器4の出力により電
動機1の速度調節をする速度調節部5と、速度調節部5
の出力と図示しない電流検出器とにより電動機1の駆動
電流を制御する電流制御部6とを備えた電動機制御装置
10により電動機1を可変速制御し、電動機1に機械的
に結合された負荷7を駆動する構成である。
【0003】電動機1の速度調節をする速度調節部5
は、電動機1と負荷7とが最適な制御応答をするように
比例ゲイン、積分ゲインを調節している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の電動機制
御装置によると、電動機に機械的に結合された負荷の剛
性が弱かったり、負荷にバックラッシなどの非線形要素
を有すると機械的振動が発生し、これを抑制するために
速度調節部の比例ゲイン、積分ゲインを調整した結果、
制御応答が遅くなり、前記電動機の加減速性能が悪くな
るという問題があった。また、前記機械的振動を抑制す
る別の方法として、前記速度調節部の出力に1次遅れの
フィルタを挿入して、このフィルタの出力を電流制御部
に入力する方法も知られているが、この方法でも前記電
動機の加減速性能が悪くなるという問題があった。
【0005】この発明の課題は、上記問題点を解決し、
前記電動機の加減速性能を改善した電動機制御装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この第1の発明では、電
動機に機械的に結合されたパルスジェネレータの出力に
より速度検出値を算出する速度検出部と、外部より指令
される速度指令値と前記速度検出値との差を演算する第
1加算演算器と、該第1加算演算器の出力により前記電
動機の速度調節をする速度調節部と、該速度調節部の出
力に接続され、予め設定された1次遅れのフィルタと、
該フィルタの出力と前記速度指令値の大きさの変化を演
算する微分演算部の出力とを加算する第2加算演算器
と、該第2加算演算器の出力により前記電動機の電流を
制御する電流制御部とを備え、前記電動機を可変速制御
する際に、前記1次遅れのフィルタの時定数は、前記電
動機で駆動される負荷が発生する機械的振動を抑制する
時定数であることを特徴とする。
【0007】第2の発明では、電動機に機械的に結合さ
れたパルスジェネレータの出力により速度検出値を算出
する速度検出部と、外部より指令される速度指令値と前
記速度検出値との差を演算する第1加算演算器と、該第
1加算演算器の出力により前記電動機の速度調節をする
速度調節部と、該速度調節部の出力に接続され、1次遅
れの時定数が可変できる可変フィルタと、該可変フィル
タの出力により前記電動機の電流を制御する電流制御部
と、前記電動機を可変速制御する際に、前記1次遅れの
可変フィルタの時定数は、前記電動機で駆動される負荷
が発生する機械的振動を抑制する時定数から前記速度調
節部の出力の大きさの絶対値に対応して小さくなるよう
に調整する第1フィルタ調整部とを備える。
【0008】また第3の発明では、電動機に機械的に結
合されたパルスジェネレータの出力により速度検出値を
算出する速度検出部と、外部より指令される速度指令値
と前記速度検出値との差を演算する第1加算演算器と、
該加算演算器の出力により前記電動機の速度調節をする
速度調節部と、該速度調節部の出力に接続され、1次遅
れの時定数が可変できる可変フィルタと、該可変フィル
タの出力により前記電動機の電流を制御する電流制御部
と、前記電動機を可変速制御する際に、前記1次遅れの
可変フィルタの時定数は、前記電動機で駆動される負荷
が発生する機械的振動を抑制する時定数から前記パルス
ジェネレータの出力の変化量の絶対値に対応して小さく
なるように調整する第2フィルタ調整部とを備える。
【0009】さらに、第4の発明では、電動機に機械的
に結合されたパルスジェネレータの出力により速度検出
値を算出する速度検出部と、前記パルスジェネレータの
出力により位置検出値を算出する位置検出部と、外部よ
り指令される位置指令値と前記位置検出値との差を演算
する第3加算演算器と、該第3加算演算器の出力により
前記電動機の位置調節をする位置調節部と、該位置調節
部の出力と前記速度検出値との差を演算する第1加算演
算器と、該第1加算演算器の出力により前記電動機の速
度調節をする速度調節部と、該速度調節部の出力に接続
され、1次遅れの時定数が可変できる可変フィルタと、
該可変フィルタの出力により前記電動機の電流を制御す
る電流制御部と、前記電動機を位置制御する際に、前記
1次遅れの可変フィルタの時定数は、前記電動機で駆動
される負荷が発生する機械的振動を抑制する時定数から
前記第3加算演算器の出力の大きさの絶対値に対応して
小さくなるように調整する第3フィルタ調整部とを備え
る。
【0010】
【作用】この発明は、電動機に機械的に結合された負荷
の剛性が弱かったり、負荷にバックラッシなどの非線形
要素を有するために起こる機械的振動は、前記電動機が
加減速を終了した定常状態で発生することに着目し、こ
れを抑制するために速度調節部の出力に1次遅れのフィ
ルタを備える方法を採用し、第1の発明では、前記フィ
ルタの出力と外部より指令される速度指令値の大きさの
変化を演算する微分演算部の出力とを加算する第2加算
演算器を設け、該第2加算演算器の出力を電流制御部に
入力することにより前記電動機の加速,減速トルクを微
分的に増加させ、該電動機の加減速性能を改善するよう
に作用し、第2の発明では、前記1次遅れの可変フィル
タの時定数は、前記電動機で駆動される負荷が発生する
機械的振動を抑制する時定数から前記速度調節部の出力
の大きさの絶対値に対応して小さくなるように調整する
第1フィルタ調整部を備え、前記電動機の加速,減速ト
ルクが必要なときには可変フィルタの時定数を小さく
し、第3の発明では、前記1次遅れの可変フィルタの時
定数は、前記電動機で駆動される負荷が発生する機械的
振動を抑制する時定数から前記パルスジェネレータの出
力の変化量の絶対値に対応して小さくなるように調整す
る第2フィルタ調整部を備え、前記電動機の加速,減速
トルクが必要なときには可変フィルタの時定数を小さく
し、第4の発明では、前記1次遅れの可変フィルタの時
定数は、前記電動機で駆動される負荷が発生する機械的
振動を抑制する時定数から外部より指令される位置指令
値と前記位置検出値との差、即ち、位置偏差を演算する
第3加算演算器の出力の変化量の絶対値に対応して小さ
くなるように調整する第3フィルタ調整部を備え、前記
電動機の加速,減速トルクが必要なときには可変フィル
タの時定数を小さくして、該電動機の発生トルクを急速
に増加,減少させて、該電動機の加減速性能を改善する
ように作用する。
【0011】
【実施例】以下に説明する実施例において、図6と同一
機能を有する部材には同一符号を付して説明を省略し、
図6と異なる機能の部材を中心に説明する。図1は、こ
の発明の第1の実施例を示す電動機制御装置のブロック
構成図である。
【0012】図1において、電動機制御装置20の速度
調節部5の出力に接続され、予め設定された1次遅れの
フィルタ21と、フィルタ21の出力と外部より指令さ
れる速度指令値の大きさの変化を演算する微分演算部2
2の出力とを加算する第2加算演算器23を備え、電動
機1を可変速制御する際に、前記1次遅れのフィルタ2
1の時定数は、電動機1で駆動される負荷7が発生する
機械的振動を抑制する時定数に設定し、外部より指令さ
れる速度指令値の大きさの変化を演算する微分演算部2
2により、前記速度指令値が大きく変更されたとき、即
ち、電動機1が加減速されるときに微分演算部22の出
力を速度調節部5の出力に加算することにより電動機1
の加減速性能を改善するように動作する。
【0013】図2は、この発明の第2の実施例を示す電
動機制御装置のブロック構成図である。図2において、
電動機制御装置30の速度調節部5の出力に接続され、
1次遅れの時定数が可変できる可変フィルタ31と、可
変フィルタ31の時定数は、電動機1で駆動される負荷
7が発生する機械的振動を抑制する時定数から速度調節
部5の出力の大きさの絶対値に対応して小さくなるよう
に調整する第1フィルタ調整部32とを備え、速度調節
部5の出力が大きく変更されたとき、即ち、電動機1が
加減速されるときに可変フィルタ31と第1フィルタ調
整部32とにより可変フィルタ31の時定数を小さくし
て電動機1の加減速性能を改善するように動作する。
【0014】図3は、図2に示した可変フィルタ31と
第1フィルタ調整部32の動作説明図である。図3にお
いて、速度調節部5の出力の最大値は電動機1の許容最
大トルク値に相当する電流指令値に設定され、速度調節
部5の出力の大きさの絶対値が前記最大値の10%以下
では、可変フィルタ31の1次遅れの時定数は、例え
ば、負荷7が発生する機械的振動を抑制する5ms(ミ
リセカンド)程度とし、速度調節部5の出力が前記最大
値の10%から40%までは可変フィルタ31の1次遅
れの時定数を5msから1msまで比例的に減少させ、
さらに40%以上では1msとしている。
【0015】図4は、この発明の第3の実施例を示す電
動機制御装置のブロック構成図である。図4において、
電動機制御装置40の速度調節部5の出力に接続され、
1次遅れの時定数が可変できる可変フィルタ41と、可
変フィルタ41の時定数は、電動機1で駆動される負荷
7が発生する機械的振動を抑制する時定数からパルスジ
ェネレータ2の出力の変化量(加速度,減速度)の絶対
値に対応して小さくなるように調整する第2フィルタ調
整部42を備え、電動機1の加減速性能を改善するよう
に動作する。
【0016】図4に示した可変フィルタ41と第2フィ
ルタ調整部42の動作は、図3と同様の動作をするので
説明は省略する。図5は、この発明の第4の実施例を示
す電動機制御装置のブロック構成図である。図5におい
て、電動機制御装置50は位置制御をするためにパルス
ジェネレータ2の出力により位置検出値を算出する位置
検出部53と、外部より指令される位置指令値と前記位
置検出値との差を演算する第3加算演算器54と、第3
加算演算器54の出力により前記電動機の位置調節をす
る位置調節部55とを有し、速度調節部5の出力に接続
され、1次遅れの時定数が可変できる可変フィルタ51
と、可変フィルタ51の時定数は、電動機1で駆動され
る負荷7が発生する機械的振動を抑制する時定数から第
3加算演算器54の出力の変化量、即ち、位置偏差の絶
対値に対応して小さくなるように調整する第3フィルタ
調整部52を備え、電動機1の加減速性能を改善するよ
うに動作する。
【0017】前記位置偏差が大きいときは、電動機1を
早急に加速または減速する必要があり、その結果、位置
調節部55の出力である速度指令値が大きく変化し、図
2の示した第2の実施例と同様な作用をする。図5に示
した可変フィルタ51と第3フィルタ調整部52の動作
は、図3と同様の動作をするので説明は省略する。
【0018】
【発明の効果】この発明によれば、電動機に機械的に結
合された負荷の剛性が弱かったり、負荷にバックラッシ
などの非線形要素を有するために起こる機械的振動を抑
制し、且つ、電動機の加減速性能も良好な電動機制御装
置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す電動機制御装置
のブロック構成図
【図2】この発明の第2の実施例を示す電動機制御装置
のブロック構成図
【図3】図2の動作を説明する特性図
【図4】この発明の第3の実施例を示す電動機制御装置
のブロック構成図
【図5】この発明の第4の実施例を示す電動機制御装置
のブロック構成図
【図6】従来例を示す電動機制御装置のブロック構成図
【符号の説明】
1…電動機、2…パルスジェネレータ、3…速度検出
部、4…第1加算演算器、5…速度調節部、6…電流制
御部、7…負荷、10,20,30,40,50…電動
機制御装置、21…フィルタ、22…微分演算部、23
…第2加算演算器、31,41,51…可変フィルタ、
32…第1フィルタ調整部、42…第2フィルタ調整
部、52…第3フィルタ調整部、53…位置検出部、5
4…第3加算演算器、55…位置調節部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機に機械的に結合されたパルスジェネ
    レータの出力により速度検出値を算出する速度検出部
    と、 外部より指令される速度指令値と前記速度検出値との差
    を演算する第1加算演算器と、 該第1加算演算器の出力により前記電動機の速度調節を
    する速度調節部と、 該速度調節部の出力に接続され、予め設定された1次遅
    れのフィルタと、 該フィルタの出力と前記速度指令値の大きさの変化を演
    算する微分演算部の出力とを加算する第2加算演算器
    と、 該第2加算演算器の出力により前記電動機の電流を制御
    する電流制御部とを備え、 前記電動機を可変速制御する際に、前記1次遅れのフィ
    ルタの時定数は、前記電動機で駆動される負荷が発生す
    る機械的振動を抑制する時定数であることを特徴とする
    電動機制御装置。
  2. 【請求項2】電動機に機械的に結合されたパルスジェネ
    レータの出力により速度検出値を算出する速度検出部
    と、 外部より指令される速度指令値と前記速度検出値との差
    を演算する第1加算演算器と、 該第1加算演算器の出力により前記電動機の速度調節を
    する速度調節部と、 該速度調節部の出力に接続され、1次遅れの時定数が可
    変できる可変フィルタと、 該可変フィルタの出力により前記電動機の電流を制御す
    る電流制御部と、 前記電動機を可変速制御する際に、前記1次遅れの可変
    フィルタの時定数は、前記電動機で駆動される負荷が発
    生する機械的振動を抑制する時定数から前記速度調節部
    の出力の大きさの絶対値に対応して小さくなるように調
    整する第1フィルタ調整部とを備えたことを特徴とする
    電動機制御装置。
  3. 【請求項3】電動機に機械的に結合されたパルスジェネ
    レータの出力により速度検出値を算出する速度検出部
    と、 外部より指令される速度指令値と前記速度検出値との差
    を演算する第1加算演算器と、 該加算演算器の出力により前記電動機の速度調節をする
    速度調節部と、 該速度調節部の出力に接続され、1次遅れの時定数が可
    変できる可変フィルタと、 該可変フィルタの出力により前記電動機の電流を制御す
    る電流制御部と、 前記電動機を可変速制御する際に、前記1次遅れの可変
    フィルタの時定数は、前記電動機で駆動される負荷が発
    生する機械的振動を抑制する時定数から前記パルスジェ
    ネレータの出力の変化量の絶対値に対応して小さくなる
    ように調整する第2フィルタ調整部とを備えたことを特
    徴とする電動機制御装置。
  4. 【請求項4】電動機に機械的に結合されたパルスジェネ
    レータの出力により速度検出値を算出する速度検出部
    と、 前記パルスジェネレータの出力により位置検出値を算出
    する位置検出部と、外部より指令される位置指令値と前
    記位置検出値との差を演算する第3加算演算器と、 該第3加算演算器の出力により前記電動機の位置調節を
    する位置調節部と、 該位置調節部の出力と前記速度検出値との差を演算する
    第1加算演算器と、 該第1加算演算器の出力により前記電動機の速度調節を
    する速度調節部と、 該速度調節部の出力に接続され、1次遅れの時定数が可
    変できる可変フィルタと、 該可変フィルタの出力により前記電動機の電流を制御す
    る電流制御部と、 前記電動機を位置制御する際に、前記1次遅れの可変フ
    ィルタの時定数は、前記電動機で駆動される負荷が発生
    する機械的振動を抑制する時定数から前記第3加算演算
    器の出力の大きさの絶対値に対応して小さくなるように
    調整する第3フィルタ調整部とを備えたことを特徴とす
    る電動機制御装置。
JP6115801A 1994-05-30 1994-05-30 電動機制御装置 Pending JPH07322665A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010051095A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Toyota Motor Corp 電動機制御装置および車両
JP2010236563A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
CN105674935A (zh) * 2016-02-25 2016-06-15 上海交通大学 基于继电反馈的伺服系统间隙辨识方法

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