JPH0817585B2 - トルク制御装置 - Google Patents
トルク制御装置Info
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- JPH0817585B2 JPH0817585B2 JP1025813A JP2581389A JPH0817585B2 JP H0817585 B2 JPH0817585 B2 JP H0817585B2 JP 1025813 A JP1025813 A JP 1025813A JP 2581389 A JP2581389 A JP 2581389A JP H0817585 B2 JPH0817585 B2 JP H0817585B2
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- Japan
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- sine
- cosine
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動体のトルク制御装置に関し、特に運転時
に出力トルクが変動してはならない制御機器、例えば、
VTR用のリールモータ等に適用されるものである。
に出力トルクが変動してはならない制御機器、例えば、
VTR用のリールモータ等に適用されるものである。
VTR（ビデオテープレコーダ）のテープ走行系におい
て、テープは一定のトルクで巻き取られることが必要で
あり、このため、テープを巻き取るリールモータはテー
プのテンション制御（モータではトルク制御）が行なわ
れている。テープのテンションに変動があると、画像が
乱れ、VTRとしての信頼性、品位が著しく損なわれてし
まう。
て、テープは一定のトルクで巻き取られることが必要で
あり、このため、テープを巻き取るリールモータはテー
プのテンション制御（モータではトルク制御）が行なわ
れている。テープのテンションに変動があると、画像が
乱れ、VTRとしての信頼性、品位が著しく損なわれてし
まう。
従来、この種装置は直流モータを主として使用してい
たが、近年では速度を自由に、しかも簡単に変えること
ができるブラシレスモータを採用する例が増加してい
る。
たが、近年では速度を自由に、しかも簡単に変えること
ができるブラシレスモータを採用する例が増加してい
る。
ブラシレスモータは機械的なブラシがないのでブラシ
やコンミテータの摩耗あるいは摩耗粉による種々の問題
点が除去される反面、120度通電方式のブラシレスモー
タにおいては通電コイルの磁束又交数が回転子の位置に
よつて異なり、これに起因してトルクリツプルが発生
し、トルク制御に悪影響を与える。
やコンミテータの摩耗あるいは摩耗粉による種々の問題
点が除去される反面、120度通電方式のブラシレスモー
タにおいては通電コイルの磁束又交数が回転子の位置に
よつて異なり、これに起因してトルクリツプルが発生
し、トルク制御に悪影響を与える。
今、駆動相のコイルの磁束又交数をＫ（θ）（θは移
動体の位置）とすると発生トルクは、 Ｋ（θ）・Ｉ（Ｉはコイルに流す電流） となり、電流が一定の場合、磁束又交数と同じＫ（θ）
に比例してトルクリツプルを発生する。
動体の位置）とすると発生トルクは、 Ｋ（θ）・Ｉ（Ｉはコイルに流す電流） となり、電流が一定の場合、磁束又交数と同じＫ（θ）
に比例してトルクリツプルを発生する。
上記トルクリツプルを補正する方法として、回転体の
回転子位置に応じて電流をI/K（θ）にする例が特開昭5
5−79694号公報に開示されている。この方法は、予め、
回転体の回転位置に対応したI/K（θ）の情報をROM（Re
ad Only Memory）に記憶させておき、回転位置に対応し
たROMからI/K（θ）の情報を得て、電流指令をI/K
（θ）・I2に補正することにより一定トルクを得るもの
である。
回転子位置に応じて電流をI/K（θ）にする例が特開昭5
5−79694号公報に開示されている。この方法は、予め、
回転体の回転位置に対応したI/K（θ）の情報をROM（Re
ad Only Memory）に記憶させておき、回転位置に対応し
たROMからI/K（θ）の情報を得て、電流指令をI/K
（θ）・I2に補正することにより一定トルクを得るもの
である。
また、特開昭62−281780号公報には、トルクリップル
成分をバンドパスフィルタで検出し、この成分をにより
リップルを補正することの記載がある。
成分をバンドパスフィルタで検出し、この成分をにより
リップルを補正することの記載がある。
前記公開公報記載の発明において、磁束又交数の変化
Ｋ（θ）は永久磁石の着磁状態、コイルの配置や巻装状
態のバラツキによつて変化するために補正信号I/K
（θ）を個々のモータにおいて正確に検知するのが困難
である。
Ｋ（θ）は永久磁石の着磁状態、コイルの配置や巻装状
態のバラツキによつて変化するために補正信号I/K
（θ）を個々のモータにおいて正確に検知するのが困難
である。
更にコア付きモータにあつてはコギングトルクが発生
するが、このコギングトルクの大きさや位相が着磁のバ
ラツキ、組立誤差により大きく変動するのでROMの固定
データに基づいてトルクリツプルを完全に補正すること
は不可能である。
するが、このコギングトルクの大きさや位相が着磁のバ
ラツキ、組立誤差により大きく変動するのでROMの固定
データに基づいてトルクリツプルを完全に補正すること
は不可能である。
コギングトルク、トルクリツプルが予めわからない場
合は、回転子の位置に対応して独立の速度制御用の積分
項を設け、回転子の位置に応じてこれらの積分項を順次
切換えてゆく学習制御の手法によりトルクリツプルを押
えることは可能である。
合は、回転子の位置に対応して独立の速度制御用の積分
項を設け、回転子の位置に応じてこれらの積分項を順次
切換えてゆく学習制御の手法によりトルクリツプルを押
えることは可能である。
しかし、この手法によれば、周波数発電機FG（Freque
ncy Generator）のパルス数に応じたランダムアクセス
メモリRAM（Random Access Memory）が必要であり、複
雑かつ高価になるという問題点を有している。
ncy Generator）のパルス数に応じたランダムアクセス
メモリRAM（Random Access Memory）が必要であり、複
雑かつ高価になるという問題点を有している。
また、バンドパスフィルタを用いてリップルを補正す
るものでは、移動体の速度（周波数）が変化した場合に
はバンドパスフィルタの時定数を変化する必要があり、
それに要する構成が複雑になるという問題点がある。
るものでは、移動体の速度（周波数）が変化した場合に
はバンドパスフィルタの時定数を変化する必要があり、
それに要する構成が複雑になるという問題点がある。
本発明の目的は、移動体の速度（周波数）が変化に依
存せず、簡単な構成でトルクリップルを抑制することが
できるトルク制御装置を提供することにある。
存せず、簡単な構成でトルクリップルを抑制することが
できるトルク制御装置を提供することにある。
前記目的は、種々の解決手段があるが、代表的なもの
として、例えば、移動体のテンション（トルク）を検出
するトルク検出手段と、該トルク検出手段から得られた
トルク検出信号が外部から与えられたトルク指令信号に
なるようにドライバを制御し、該ドライバから電流ある
いは電圧を前記移動体に付与するトルク制御手段を備え
たトルク制御装置において、 前記トルク検出手段からのトルク検出信号をフーリエ
級数展開し、各調波成分における正弦項と余弦項を演算
する手段と、各調波毎に前記正弦項と余弦項がそれぞれ
零になるように補正正弦項係数と補正余弦項係数を出力
する制御手段と、前記移動体の速度から前記各調波毎の
正弦波と余弦波を発生する手段と、前記各調波毎に前記
調波の正弦波と前記補正正弦項係数より正弦項補正信号
を、前記調波の余弦波と前記補正余弦項係数より余弦項
補正信号を演算する手段と、前記各調波毎に得られた前
記正弦項補正信号と余弦項補正信号を前記ドライバから
出力する電流あるいは電圧を制御する入力信号に付加す
る手段とを具備することによって達成できる。
として、例えば、移動体のテンション（トルク）を検出
するトルク検出手段と、該トルク検出手段から得られた
トルク検出信号が外部から与えられたトルク指令信号に
なるようにドライバを制御し、該ドライバから電流ある
いは電圧を前記移動体に付与するトルク制御手段を備え
たトルク制御装置において、 前記トルク検出手段からのトルク検出信号をフーリエ
級数展開し、各調波成分における正弦項と余弦項を演算
する手段と、各調波毎に前記正弦項と余弦項がそれぞれ
零になるように補正正弦項係数と補正余弦項係数を出力
する制御手段と、前記移動体の速度から前記各調波毎の
正弦波と余弦波を発生する手段と、前記各調波毎に前記
調波の正弦波と前記補正正弦項係数より正弦項補正信号
を、前記調波の余弦波と前記補正余弦項係数より余弦項
補正信号を演算する手段と、前記各調波毎に得られた前
記正弦項補正信号と余弦項補正信号を前記ドライバから
出力する電流あるいは電圧を制御する入力信号に付加す
る手段とを具備することによって達成できる。
トルク脈動の高調波成分をフーリエ級数展開により求
めるという概念を用いて、各調波毎に正弦項と余弦項に
分けたものをさらに各調波毎に前記正弦項と余弦項がそ
れぞれ零になるよう制御回路により補正正弦項係数と補
正余弦項係数を得て、これらの大きさ（振幅値）に移動
体の速度から求めた各調波毎の正弦波と余弦波の信号を
乗算することで、正弦項補正値と余弦項補正値を交流信
号に変換し、これらの信号をドライバから出力する電流
あるいは電圧を制御する入力信号に付加することにより
移動体のトルクに内在する各調波成分が抑制されること
になる。
めるという概念を用いて、各調波毎に正弦項と余弦項に
分けたものをさらに各調波毎に前記正弦項と余弦項がそ
れぞれ零になるよう制御回路により補正正弦項係数と補
正余弦項係数を得て、これらの大きさ（振幅値）に移動
体の速度から求めた各調波毎の正弦波と余弦波の信号を
乗算することで、正弦項補正値と余弦項補正値を交流信
号に変換し、これらの信号をドライバから出力する電流
あるいは電圧を制御する入力信号に付加することにより
移動体のトルクに内在する各調波成分が抑制されること
になる。
これによれば、移動体の速度（周波数）の変化に対し
ても、それに依存して変化するトルクリップルの調波成
分の抑制に対応できること、正弦項と余弦項にに分けて
その補正を行うことによって演算が簡単化できる。
ても、それに依存して変化するトルクリップルの調波成
分の抑制に対応できること、正弦項と余弦項にに分けて
その補正を行うことによって演算が簡単化できる。
以下、本発明の実施例について説明する。
第２図は、移動体をブラシレスモータとしたトルク制
御装置（テンシヨン制御を含む）の一実施例を示す。Ｍ
は移動体になるモータで一回転内で周期的にトルク変動
を生じる欠点を持つ。このモータは回転型、直進型いず
れでも良く、更にブラシの有無は問わないが、ブラシレ
スの方が都合が良い。また、モータは磁気テープ等を負
荷とし、かつ、磁気テープのテンシヨンはテンシヨンで
センサＴよりアナログ−デジタル変換器ADを介してマイ
クロコンピユータMCに取り込まれる。
御装置（テンシヨン制御を含む）の一実施例を示す。Ｍ
は移動体になるモータで一回転内で周期的にトルク変動
を生じる欠点を持つ。このモータは回転型、直進型いず
れでも良く、更にブラシの有無は問わないが、ブラシレ
スの方が都合が良い。また、モータは磁気テープ等を負
荷とし、かつ、磁気テープのテンシヨンはテンシヨンで
センサＴよりアナログ−デジタル変換器ADを介してマイ
クロコンピユータMCに取り込まれる。
PSはモータＭの特に回転子の位置を検出する磁極位置
検出器でこれはモータＭの相電流を切換えるのに用いら
れるモータの内部構成については図示していないが、ブ
ラシレスモータは回転子の位置を電子的に検出し、回転
子の位置に応じて選択された二つの相巻線に電流を流す
よう通常構成されている。ＥはモータＭの回転軸に取付
けたエンコーダ等から成る速度検出器である。
検出器でこれはモータＭの相電流を切換えるのに用いら
れるモータの内部構成については図示していないが、ブ
ラシレスモータは回転子の位置を電子的に検出し、回転
子の位置に応じて選択された二つの相巻線に電流を流す
よう通常構成されている。ＥはモータＭの回転軸に取付
けたエンコーダ等から成る速度検出器である。
INVはモータを駆動するドライバであるインバータで
通常６個のスイツチング素子で正、負それぞれ３個のア
ームを構成され、選択された相巻線に電流を流し、又そ
の大きさを変えられるものである。ACRは自動電流調整
回路（Automatic Current Regulafor）で電流トランスC
Tで得られた電流検出値を受けるよう構成している。MC
はマイクロコンピユータで後述する機能を持つ。COUNT
は位置検出回路で実際はカウンタで構成される。トルク
制御手段Ｃは前記のマイクロコンピユータMC、自動電流
調整回路ACR、ドライバ（インバータ）INV、位置検出回
路で主要部が構成される。そして、テンシヨンセンサで
得られたテンシヨン信号をマイクロコンピユータMCに伝
え、磁極位置検出器PSからの信号を同じくマイクロコン
ピユータMCとドライバINVに伝え、マイクロコンピユー
タMCは前記信号を処理してドライバのスイツチング素子
のオンオフ制御と、電流値の大きさを調整するように機
能する。
通常６個のスイツチング素子で正、負それぞれ３個のア
ームを構成され、選択された相巻線に電流を流し、又そ
の大きさを変えられるものである。ACRは自動電流調整
回路（Automatic Current Regulafor）で電流トランスC
Tで得られた電流検出値を受けるよう構成している。MC
はマイクロコンピユータで後述する機能を持つ。COUNT
は位置検出回路で実際はカウンタで構成される。トルク
制御手段Ｃは前記のマイクロコンピユータMC、自動電流
調整回路ACR、ドライバ（インバータ）INV、位置検出回
路で主要部が構成される。そして、テンシヨンセンサで
得られたテンシヨン信号をマイクロコンピユータMCに伝
え、磁極位置検出器PSからの信号を同じくマイクロコン
ピユータMCとドライバINVに伝え、マイクロコンピユー
タMCは前記信号を処理してドライバのスイツチング素子
のオンオフ制御と、電流値の大きさを調整するように機
能する。
マイクロコンピユータMCは第３図に示した内部機能を
有する。すなわち、演算部ALU,DAコンバータDAおよび記
憶部MRYを具備している。演算部ALUではテンシヨンセン
サからのテンシヨン信号を受け、テンシヨン指令と比較
し、テンシヨン偏差を算出する。次いで、これによつて
算出されたテンシヨン偏差に基づき、PI制御によつて電
流指令算出され、DAコンバータを通して電流指令が自動
電流調整回路に入力される。
有する。すなわち、演算部ALU,DAコンバータDAおよび記
憶部MRYを具備している。演算部ALUではテンシヨンセン
サからのテンシヨン信号を受け、テンシヨン指令と比較
し、テンシヨン偏差を算出する。次いで、これによつて
算出されたテンシヨン偏差に基づき、PI制御によつて電
流指令算出され、DAコンバータを通して電流指令が自動
電流調整回路に入力される。
記憶部MRYは主としてプログラムを内蔵したROMと書き
替えが可能なRAMより構成される。
替えが可能なRAMより構成される。
演算部ALUではさらに、前記で検出されたテンシヨン
信号に内在する調波成分を検出する要素を有している。
又、この調波成分の検出は基本波成分と特にモータ内で
テンシヨンリプルを生じさせる例えば第３次、第５次調
波成分等を対象に行うものである。尚、前記のカウンタ
COUNTは外付けで示しているが、マイクロコンピユータM
C内蔵のものでも良い。
信号に内在する調波成分を検出する要素を有している。
又、この調波成分の検出は基本波成分と特にモータ内で
テンシヨンリプルを生じさせる例えば第３次、第５次調
波成分等を対象に行うものである。尚、前記のカウンタ
COUNTは外付けで示しているが、マイクロコンピユータM
C内蔵のものでも良い。
第１図は本発明に係るテンシヨン（トルク制御も同じ
構成で達成できる）制御装置の具体化されたブロツク図
である。この図において、外部から与えられたテンシヨ
ン指令Tsと、テンシヨンセンサから得られたテンシヨン
信号Tfとの差からテンシヨン偏差信号Teを算出し、比
例、積分制御（PI制御）処理後に新たな電流指令Isを出
力する。電流制御系はハードで構成され、電流指令Isと
電流トランスCTから得られた電流検出値Ifとから電流誤
差Ieを算出し、ドライバであるインバータINVを介して
モータＭに電流を付与するように構成される。尚、第１
図ではインバータが省略されている。
構成で達成できる）制御装置の具体化されたブロツク図
である。この図において、外部から与えられたテンシヨ
ン指令Tsと、テンシヨンセンサから得られたテンシヨン
信号Tfとの差からテンシヨン偏差信号Teを算出し、比
例、積分制御（PI制御）処理後に新たな電流指令Isを出
力する。電流制御系はハードで構成され、電流指令Isと
電流トランスCTから得られた電流検出値Ifとから電流誤
差Ieを算出し、ドライバであるインバータINVを介して
モータＭに電流を付与するように構成される。尚、第１
図ではインバータが省略されている。
これらの全体的な構成は従来知られているものである
が、本発明は第１図破線部で示した新規な要素である調
波成分検出、補正手段10を有する。つまりテンシヨン信
号Tf、あるいはテンシヨン誤差Teに内在する任意の調波
（周波数）成分を算出し、これに比例制御（Ｐ制御）、
もしくは比例積分制御（PI制御）によつて補正信号を作
成し、これを電流指令に加えてIsとするものである。一
般に補正すべき調波成分は複数あるため、第１図で示し
た調波成分検出、補正手段が複数存在することになる。
が、本発明は第１図破線部で示した新規な要素である調
波成分検出、補正手段10を有する。つまりテンシヨン信
号Tf、あるいはテンシヨン誤差Teに内在する任意の調波
（周波数）成分を算出し、これに比例制御（Ｐ制御）、
もしくは比例積分制御（PI制御）によつて補正信号を作
成し、これを電流指令に加えてIsとするものである。一
般に補正すべき調波成分は複数あるため、第１図で示し
た調波成分検出、補正手段が複数存在することになる。
第４図にモータＭの１回転当りにおけるトルク変動状
況を示す。１回転当りのエンコーダＥが発生するパルス
数はNkであり、テンシヨン制御のための演算は１パルス
間隔において１回行なうものである。
況を示す。１回転当りのエンコーダＥが発生するパルス
数はNkであり、テンシヨン制御のための演算は１パルス
間隔において１回行なうものである。
以下、調波成分検出、補正手段10の原理について説明
する。
する。
一般にテンシヨンTf（θ）は次式に従つてそれぞれの
周波数成分に展開することができる。
周波数成分に展開することができる。
但し、To:直流分,an:正弦項係数,bn:余弦項係数 そして、任意の周波数成分に対するno,an,bnの絶対値
は次式で表わされる。
は次式で表わされる。
１回転当りNK個のパルスを発生するエンコーダＥを用
いた第4,5図の例において、１回転にn1PPR（Pulse Per
Revolution）のテンシヨン変動分は次式で求められる。
いた第4,5図の例において、１回転にn1PPR（Pulse Per
Revolution）のテンシヨン変動分は次式で求められる。
但し、NK…１回転当りのパルス数,Tfn:n番目のテンシ
ヨン 更にn1PPRのテンシヨン変動Ｔは次式で求められる。
ヨン 更にn1PPRのテンシヨン変動Ｔは次式で求められる。
第４図には１回転分について示してあるが、次の回転
についても同様の変動モードを示し、これを繰り返す。
についても同様の変動モードを示し、これを繰り返す。
計算の起点は回転子の基準位置に取る。基準位置はエ
ンコーダＥによつて与えられる基準信号、又は、ブラシ
レスモータの場合はホール素子によつて与えられる回転
子の磁極位置検出信号を利用して検知することも可能で
ある。尚、直流機でエンコーダ等を用いないものにあつ
ては基準位置を別に設け、任意の位置を設定するように
構成してもよい。
ンコーダＥによつて与えられる基準信号、又は、ブラシ
レスモータの場合はホール素子によつて与えられる回転
子の磁極位置検出信号を利用して検知することも可能で
ある。尚、直流機でエンコーダ等を用いないものにあつ
ては基準位置を別に設け、任意の位置を設定するように
構成してもよい。
以上の原理をもとに第１図では１つの変動成分に着目
して、正弦項係数、余弦項係数の２つに分けて行つた例
を示す。それぞれ（５），（６）式より正弦項係数と余
弦項係数とを算出し、これらの係数を指令正弦項係数、
余弦項係数を０として、比例、積分制御して補正正弦項
係数Ci、補正余弦項係数Diを算出し、さらに被駆動部の
位置に応じた正弦値と余弦値とを乗じて補正信号を作り
だす方式を示す。
して、正弦項係数、余弦項係数の２つに分けて行つた例
を示す。それぞれ（５），（６）式より正弦項係数と余
弦項係数とを算出し、これらの係数を指令正弦項係数、
余弦項係数を０として、比例、積分制御して補正正弦項
係数Ci、補正余弦項係数Diを算出し、さらに被駆動部の
位置に応じた正弦値と余弦値とを乗じて補正信号を作り
だす方式を示す。
つまり、テンシヨンセンサから得られたＬ個のテンシ
ヨン情報より任意調波のテンシヨンムラの正弦項係数A
N1を 余弦項係数BN1を で算出し、これらの係数を指令正弦項係数、指令余弦項
係数を０として比例，積分制御して、補正正弦項係数C
i、補正余弦項係数Diを算出する。積分制御の例を次式
で示す。
ヨン情報より任意調波のテンシヨンムラの正弦項係数A
N1を 余弦項係数BN1を で算出し、これらの係数を指令正弦項係数、指令余弦項
係数を０として比例，積分制御して、補正正弦項係数C
i、補正余弦項係数Diを算出する。積分制御の例を次式
で示す。
Ci（ｎ）＝Ci（ｎ−１）＋Ｋ・AN1 …（10） Di（ｎ）＝Di（ｎ−１）＋Ｋ・BN1 …（11） さらに、両者に角度に対する正弦値と余弦値をそれぞ
れ乗算した後、加算して補正信号とする。つまり、正弦
項と余弦項とに分けて計算することによつて計算が容易
となる。従つて、Ｔ（ｎ）の補正値は となる。
れ乗算した後、加算して補正信号とする。つまり、正弦
項と余弦項とに分けて計算することによつて計算が容易
となる。従つて、Ｔ（ｎ）の補正値は となる。
前述の手法においては、正弦波あるいは余弦波情報を
必要とするが、これはROMに予め格納しておくことで対
処できる。又、ブラシレスモータの各相に流す電流を正
弦波状に与えるドライブ方式を取入れているものにおい
てはROM内に既に正弦波および余弦波情報を有している
ので、これをそのまま利用することができる。
必要とするが、これはROMに予め格納しておくことで対
処できる。又、ブラシレスモータの各相に流す電流を正
弦波状に与えるドライブ方式を取入れているものにおい
てはROM内に既に正弦波および余弦波情報を有している
ので、これをそのまま利用することができる。
次に第５図および第６図に基づいてテンシヨンリプル
を押える手法について説明する。この図はテンシヨンリ
プルが２つの周波数成分である場合を示しているが、多
数の周波数（調波）成分がある場合でも、第１図の調波
成分検出、補正手段10を複数個持つことによつてリプル
を除くことができる。テンシヨンリプルは、テンシヨン
センサより、第５図（ａ）に示す波形として検出でき
る。テンシヨンリプルの零クロス点は第４図に示すよう
に計算開始位置で基準位置HPより通常θｎだけ遅れる。
一般に補正信号はテンシヨンリプルの逆相として補正す
れば良いが、テンシヨンセンサ、電流制御系に遅れがあ
る場合等は補正信号を第４図（ｂ）で示すようにテンシ
ヨンリプルに対してθn1だけ進ませると良くなる。
を押える手法について説明する。この図はテンシヨンリ
プルが２つの周波数成分である場合を示しているが、多
数の周波数（調波）成分がある場合でも、第１図の調波
成分検出、補正手段10を複数個持つことによつてリプル
を除くことができる。テンシヨンリプルは、テンシヨン
センサより、第５図（ａ）に示す波形として検出でき
る。テンシヨンリプルの零クロス点は第４図に示すよう
に計算開始位置で基準位置HPより通常θｎだけ遅れる。
一般に補正信号はテンシヨンリプルの逆相として補正す
れば良いが、テンシヨンセンサ、電流制御系に遅れがあ
る場合等は補正信号を第４図（ｂ）で示すようにテンシ
ヨンリプルに対してθn1だけ進ませると良くなる。
第５図に本発明のテンシヨンリプル低減の具体的手法
を示している。（ａ）はテンシヨンセンサから得られた
テンシヨンリツプルを示す。（ｂ）はエンコーダのパル
スで、１ケのエンコーダパルスで１回のテンシヨン検出
を行うことを示している。（ｃ）はそれぞれのパルス間
隔毎に求められたテンシヨン信号、（ｄ）はテンシヨン
リプルの基本波分、（ｅ）は同じく（ｃ）から求められ
たテンシヨンリプルの第ｎ次成分である。これらの
（ｄ）および（ｅ）の調波成分は前述の算出式によつて
計算される。
を示している。（ａ）はテンシヨンセンサから得られた
テンシヨンリツプルを示す。（ｂ）はエンコーダのパル
スで、１ケのエンコーダパルスで１回のテンシヨン検出
を行うことを示している。（ｃ）はそれぞれのパルス間
隔毎に求められたテンシヨン信号、（ｄ）はテンシヨン
リプルの基本波分、（ｅ）は同じく（ｃ）から求められ
たテンシヨンリプルの第ｎ次成分である。これらの
（ｄ）および（ｅ）の調波成分は前述の算出式によつて
計算される。
（ｆ）および（ｇ）はそれぞれの調波における補正信
号であり、これによつてテンシヨンリプルを打ち消す、
あるいは減じることができる。
号であり、これによつてテンシヨンリプルを打ち消す、
あるいは減じることができる。
第６図は以上のテンシヨン制御の一方式を示す。テン
シヨン制御はエンコーダのパルス周期（あるいはその整
数倍）で行う。補正制御のサンプリング周期はテンシヨ
ン制御の周期より長くする。これはテンシヨン制御のサ
ンプリングT1ないしTK個のテンシヨン情報に基づき、そ
れぞれのテンシヨン制御の領域内で前記式（５）ないし
（７）に従つて、テンシヨンリプルの位相と絶対値を算
出し、TKの後に新たな補正信号を生成するものである。
つまり、T1からTK個の間は同一の位相と絶対値として補
正信号を作成するのが簡便である。特に、この手法によ
れば、T1ないしTK個の独立したテンシヨン情報を個々の
RAM領域に格納する必要がないので低周波成分の場合に
おいてはRAM容量を大巾に低減できる。一方、内在する
周波数成分が多い場合、前記補正制御の周期は、それぞ
れの周波数成分毎に変えた方が良い。特に高い周波数成
分に対してはその周波数成分に補正制御の周期を好まし
い周期にすることによつて、応答が著しく向上するので
積極的に変えるべきである。
シヨン制御はエンコーダのパルス周期（あるいはその整
数倍）で行う。補正制御のサンプリング周期はテンシヨ
ン制御の周期より長くする。これはテンシヨン制御のサ
ンプリングT1ないしTK個のテンシヨン情報に基づき、そ
れぞれのテンシヨン制御の領域内で前記式（５）ないし
（７）に従つて、テンシヨンリプルの位相と絶対値を算
出し、TKの後に新たな補正信号を生成するものである。
つまり、T1からTK個の間は同一の位相と絶対値として補
正信号を作成するのが簡便である。特に、この手法によ
れば、T1ないしTK個の独立したテンシヨン情報を個々の
RAM領域に格納する必要がないので低周波成分の場合に
おいてはRAM容量を大巾に低減できる。一方、内在する
周波数成分が多い場合、前記補正制御の周期は、それぞ
れの周波数成分毎に変えた方が良い。特に高い周波数成
分に対してはその周波数成分に補正制御の周期を好まし
い周期にすることによつて、応答が著しく向上するので
積極的に変えるべきである。
第７図は前述した本発明の手法をマイクロコンピユー
タによつて実行するためのフローチヤートを示してい
る。図面を参照し説明すると、ステツプおよびでテ
ンシヨン指令Tsおよびテンシヨン信号Tfを取込み、ステ
ツプで前記取込まれたテンシヨン指令Tsと実際のテン
シヨンTfからテンシヨン誤差Teを計算し（Te＝Ts−Tf）
更にステツプでＰ制御のための比例項ＰをＰ＝Ｋ・Te
で計算する。次にステツプではテンシヨンリプルの周
波数成分の係数を式（５）、式（６）を使つて行ないA
N1（ｎ）,BN1（ｎ）の計算を進める。このAN1（ｎ）,B
N1（ｎ）は最終値ではなく、途中経過の値である。ステ
ツプでは１回転まで計算したかどうかを判定し、１回
転までの計算が終了した場合、式（５），式（６）の
NK,n1の除去を行つて、ステツプでテンシヨンリプル
の正弦項係数AN1、余弦項係数BN1として記憶要素（RA
M）に記憶し、登録する。一方、では補正信号の正弦
項係数Ci（ｎ）、余用項係数Di（ｎ）を、式（10），
（11）を使つて算出する。
タによつて実行するためのフローチヤートを示してい
る。図面を参照し説明すると、ステツプおよびでテ
ンシヨン指令Tsおよびテンシヨン信号Tfを取込み、ステ
ツプで前記取込まれたテンシヨン指令Tsと実際のテン
シヨンTfからテンシヨン誤差Teを計算し（Te＝Ts−Tf）
更にステツプでＰ制御のための比例項ＰをＰ＝Ｋ・Te
で計算する。次にステツプではテンシヨンリプルの周
波数成分の係数を式（５）、式（６）を使つて行ないA
N1（ｎ）,BN1（ｎ）の計算を進める。このAN1（ｎ）,B
N1（ｎ）は最終値ではなく、途中経過の値である。ステ
ツプでは１回転まで計算したかどうかを判定し、１回
転までの計算が終了した場合、式（５），式（６）の
NK,n1の除去を行つて、ステツプでテンシヨンリプル
の正弦項係数AN1、余弦項係数BN1として記憶要素（RA
M）に記憶し、登録する。一方、では補正信号の正弦
項係数Ci（ｎ）、余用項係数Di（ｎ）を、式（10），
（11）を使つて算出する。
は電流指令Isの計算で、で求めた比例項の計算に
式（10）で求めた補正値を加えた値となる。
式（10）で求めた補正値を加えた値となる。
以上、本発明の一実施例を示したが、本発明は単に上
記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、第１
図において、自動電流調整回路ACRがない構成でも可能
であり、（その場合は電圧指令としてドライバに出力さ
れる）。また、調波成分検出手段としてデジタルフイル
タを使つても可能である。
記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、第１
図において、自動電流調整回路ACRがない構成でも可能
であり、（その場合は電圧指令としてドライバに出力さ
れる）。また、調波成分検出手段としてデジタルフイル
タを使つても可能である。
第８図に本発明の他の実施例を示す。第１図と同一の
記号は同一の構成を示す。モータＭの電流とトルクに比
例の関係があり、自動電流調整回路ACRの応答が早い場
合には、第１図は第８図で示すようにテンシヨンセンサ
Ｔが省略できる。この場合、テンシヨンリプルの情報は
リールモータＭの速度から得ることができる。従つて、
第８図に示すようにモータＭのエンコーダから、F/V変
換（ソフトで対応可）することで速度情報を得る。この
速度より上式（１）〜（12）の計算式を使つて、同様の
テンシヨンリツプルの補正を行うことが可能である。
記号は同一の構成を示す。モータＭの電流とトルクに比
例の関係があり、自動電流調整回路ACRの応答が早い場
合には、第１図は第８図で示すようにテンシヨンセンサ
Ｔが省略できる。この場合、テンシヨンリプルの情報は
リールモータＭの速度から得ることができる。従つて、
第８図に示すようにモータＭのエンコーダから、F/V変
換（ソフトで対応可）することで速度情報を得る。この
速度より上式（１）〜（12）の計算式を使つて、同様の
テンシヨンリツプルの補正を行うことが可能である。
以上は、テンシヨン制御系についての実施例を説明し
たが、本発明はテンシヨンに係わらず、モータトルク、
電流（トルクに比例）制御等に利用できる。また、上記
実施例では補正成分を加算する方式で説明したが、テン
シヨン制御系のゲインＫを位置に対してテンシヨンリプ
ルの周波数で変化せしめる方式でも有効であり、この場
合、負荷が変つた時のリプル補正はすぐ対応できる。
たが、本発明はテンシヨンに係わらず、モータトルク、
電流（トルクに比例）制御等に利用できる。また、上記
実施例では補正成分を加算する方式で説明したが、テン
シヨン制御系のゲインＫを位置に対してテンシヨンリプ
ルの周波数で変化せしめる方式でも有効であり、この場
合、負荷が変つた時のリプル補正はすぐ対応できる。
本発明によれば、移動体の速度（周波数）の変化に対
しても、それに依存して変化するトルクリップルの調波
成分に対応して抑制できること、正弦項と余弦項にに分
けてその補正を行うことによって演算及びその装置の簡
単化が図れるという効果が得られる。
しても、それに依存して変化するトルクリップルの調波
成分に対応して抑制できること、正弦項と余弦項にに分
けてその補正を行うことによって演算及びその装置の簡
単化が図れるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は基本ブロ
ツク図、第３図はマイクロコンピユータの内部構造図、
第４図はテンシヨンリプルと補正信号の関係数、第５図
はテンシヨンリプルを相殺する原理図、第６図はサンプ
リング周期を示す図、第７図は本発明のフローチヤー
ト、第８図は他の実施例を示す図である。 Ｍ……モータ、Ｅ……エンコーダ、COUNT……速度検出
回路、AD……アナログデジタル変換器、 ACR……自動電流調整回路、MC……マイクロコンピユー
タ、INV……インバータ。
ツク図、第３図はマイクロコンピユータの内部構造図、
第４図はテンシヨンリプルと補正信号の関係数、第５図
はテンシヨンリプルを相殺する原理図、第６図はサンプ
リング周期を示す図、第７図は本発明のフローチヤー
ト、第８図は他の実施例を示す図である。 Ｍ……モータ、Ｅ……エンコーダ、COUNT……速度検出
回路、AD……アナログデジタル変換器、 ACR……自動電流調整回路、MC……マイクロコンピユー
タ、INV……インバータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森永 茂樹 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 成島 誠一 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会社 日立製作所東海工場内 (56)参考文献 特開 昭62−281780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−254676（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−139687（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】移動体のテンション（トルク）を検出する
トルク検出手段と、該トルク検出手段から得られたトル
ク検出信号が外部から与えられたトルク指令信号になる
ようにドライバを制御し、該ドライバから電流あるいは
電圧を前記移動体に付与するトルク制御手段を備えたト
ルク制御装置において、 前記トルク検出手段からのトルク検出信号をフーリエ級
数展開し、各調波成分における正弦項と余弦項を演算す
る手段と、 各調波毎に前記正弦項と余弦項がそれぞれ零になるよう
に補正正弦項係数と補正余弦項係数を出力する制御手段
と、 前記移動体の速度から前記各調波毎の正弦波と余弦波を
発生する手段と、 前記各調波毎に前記調波の正弦波と前記補正正弦項係数
より正弦項補正信号を、前記調波の余弦波と前記補正余
弦項係数より余弦項補正信号を演算する手段と、 前記各調波毎に得られた前記正弦項補正信号と余弦項補
正信号を前記ドライバから出力する電流あるいは電圧を
制御する入力信号に付加する手段とを具備したことを特
徴とするトルク制御装置。 - 【請求項２】トルク指令信号を発生するトルク指令発生
手段と、該トルク指令指令信号によりドライバを制御
し、該ドライバから電流あるいは電圧を前記移動体に付
与するトルク制御手段を備えたトルク制御装置におい
て、 前記移動体の速度（周波数）を検出する速度検出手段
と、 前記速度検出手段からの速度検出信号をフーリエ級数展
開し、各調波成分における正弦項と余弦項を演算する手
段と、 各調波毎に前記正弦項と余弦項がそれぞれ零になるよう
に補正正弦項係数と補正余弦項係数を出力する制御手段
と、 前記移動体の速度から前記各調波毎の正弦波と余弦波を
発生する手段と、 前記各調波毎に前記調波の正弦波と前記補正正弦項係数
より正弦項補正信号を、前記調波の余弦波と前記補正余
弦項係数より余弦項補正信号を演算する手段と、 前記各調波毎に得られた前記正弦項補正信号と余弦項補
正信号を前記ドライバから出力する電流あるいは電圧を
制御する入力信号に付加する手段とを具備したことを特
徴とするトルク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025813A JPH0817585B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | トルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1025813A JPH0817585B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | トルク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206382A JPH02206382A (ja) | 1990-08-16 |
| JPH0817585B2 true JPH0817585B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=12176307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1025813A Expired - Fee Related JPH0817585B2 (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | トルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817585B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012005269A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Meidensha Corp | 回転電気機械のトルクリプル抑制制御装置および制御方法 |
| JP2012080614A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Kayaba Ind Co Ltd | モータ制御装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3366858B2 (ja) * | 1998-05-29 | 2003-01-14 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の制御装置 |
| US9193055B2 (en) | 2012-04-13 | 2015-11-24 | Black & Decker Inc. | Electronic clutch for power tool |
| CN113541538A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-10-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 伺服驱动器和伺服驱动系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58139687A (ja) * | 1982-02-10 | 1983-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | トランジスタモ−タの制御装置 |
| JPS62254676A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サ−ボ装置の制御方法 |
| JP2623532B2 (ja) * | 1986-05-27 | 1997-06-25 | 株式会社安川電機 | 防振制御方法 |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1025813A patent/JPH0817585B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012005269A (ja) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Meidensha Corp | 回転電気機械のトルクリプル抑制制御装置および制御方法 |
| JP2012080614A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Kayaba Ind Co Ltd | モータ制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02206382A (ja) | 1990-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |