JPH08190402A - Vibration suppressing device for two-inertia resonance system by inertia reduced control - Google Patents

Vibration suppressing device for two-inertia resonance system by inertia reduced control

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JPH08190402A
JPH08190402A JP7074797A JP7479795A JPH08190402A JP H08190402 A JPH08190402 A JP H08190402A JP 7074797 A JP7074797 A JP 7074797A JP 7479795 A JP7479795 A JP 7479795A JP H08190402 A JPH08190402 A JP H08190402A
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resonance system
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deviation
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和也 小倉
Yasuhiro Yoshida
康宏 吉田
Tetsuo Yamada
哲夫 山田
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To improve vibration suppression effects on the two-inertial resonance system even when the gain of an axial torque observer is small. CONSTITUTION: The deviation between the angular velocity command ωM* of a motor and the angular velocity ωM of the motor is obtained by a 1st deviation unit 11. The deviation output of the 1st deviation unit 11 is inputted to a speed amplifier 12. The output of this speed amplifier 12 is supplied to an SFC(disturbance suppressing function) part 13. The output of the SFC part 13 is inputted as input torque τ1 to an adder 14 and a primary delay filter part 15. The output of the primary delay filter part 15 is supplied to the plus terminal of a 3rd deviation unit 16 and an axial torque estimated value ΔΤS s is supplied to the minimum terminal from the axial torque observer 17. The output of this 3rd deviation unit 16 is supplied to the adder 14 through a gain part 18 for inertial reduction and this adder 14 adds the input torque and the output of the gain part 18 together to output motor torque τM. This motor torque is inputted to a two-inertial system circuit part 19 and also supplied to the axial torque observer 17.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は低慣性化制御による振
動抑制装置に係り、特にモータと負荷が弾性軸で結合さ
れているような2慣性共振系の振動抑制装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration suppressor using a low inertia control, and more particularly to a vibration suppressor of a two-inertia resonance system in which a motor and a load are connected by an elastic shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】エレベータや鉄鋼の圧延機,ロボットの
アームなどにおいて電動機と負荷が剛性の低い軸で結合
されていると、軸ねじり振動が発生し、速度制御系の応
答を速くすることができなくなるという問題がある。軸
ねじり振動は電動機と負荷との慣性モーメントの比によ
って影響を受け、特に負荷の慣性モーメントが電動機よ
り小さい場合はより振動的となり、振動抑制制御はさら
に困難なものになる。近年、軸トルクを高速に推定し、
トルク指令へフィードバックすることにより、見かけ上
のモータ慣性を低くして、安定化を図る共振比(モータ
共振周波数と例えばロボットのアーム共振周波数との
比)制御手段が提案されている。(参考文献A:電学
論、113巻10号、平成5年;共振比制御による2慣
性共振系の振動抑制制御) 上記文献の共振比制御を用いると、負荷の慣性がモータ
の慣性より小さい場合でも、良好な振動抑制効果が得ら
れる。しかし、外乱抑圧効果が低下するので、負荷トル
クオブザーバを追加して外乱抑圧効果を向上させる方式
も提案されている。(参考文献B:平成5年電気学会全
国大会、669;共振比制御とSFCによる2慣性系の
制御) 上記のほか、1慣性系における低慣性化制御方法につい
ても提案されている。(参考文献C:平成3年電気学会
産業応用部門全国大会、142;誘導機を用いた低慣性
化制御方式) まず、軸ねじり振動系(2慣性系)について述べる。軸
ねじり振動系については、特開平4−319715号公
報がある。次にこの公報を基に軸ねじり振動系の運動方
程式を示す。図15に示す2慣性系のモデルから次の運
動方程式が得られる。
2. Description of the Related Art In an elevator, a steel rolling mill, a robot arm, or the like, when a motor and a load are coupled to each other by a shaft having low rigidity, a torsional vibration occurs in the shaft, which makes it possible to speed up the response of the speed control system. There is a problem of disappearing. The shaft torsional vibration is affected by the ratio of the moments of inertia of the electric motor and the load, and becomes more oscillatory, especially when the moment of inertia of the load is smaller than that of the electric motor, and vibration suppression control becomes even more difficult. In recent years, the shaft torque is estimated at high speed,
A resonance ratio (ratio between a motor resonance frequency and a robot arm resonance frequency, for example) control means for stabilizing the apparent motor inertia by feeding back the torque command has been proposed. (Reference Document A: Electron Theory, Vol. 113, No. 10, 1993; Vibration Suppression Control of Two-Inertia Resonance System by Resonance Ratio Control) When the resonance ratio control of the above document is used, the load inertia is smaller than the motor inertia. Even in this case, a good vibration suppressing effect can be obtained. However, since the disturbance suppression effect is reduced, a method of adding a load torque observer to improve the disturbance suppression effect has also been proposed. (Reference B: 1993 National Conference of The Institute of Electrical Engineers of Japan, 669; Resonance ratio control and control of two-inertia system by SFC) In addition to the above, a low-inertia control method for one-inertia system is also proposed. (Reference document C: 1991 National Conference of Industrial Application Division of the Institute of Electrical Engineers of Japan, 142; Low inertia control system using induction machine) First, a shaft torsion vibration system (two inertia system) will be described. Regarding the shaft torsional vibration system, there is JP-A-4-319715. Next, based on this publication, the equation of motion of the axial torsional vibration system will be shown. The following equation of motion can be obtained from the two-inertia model shown in FIG.

【0003】[0003]

【数1】 [Equation 1]

【0004】(3)式は次のように表すことができる。Equation (3) can be expressed as follows.

【0005】[0005]

【数2】 [Equation 2]

【0006】上記式を用いてねじり振動系のブロック図
を描くと、図16のようになる。ここで、τMはモータ
の発生トルク、τSは軸トルク、τLは負荷トルク、
ωM,ωLはモータ及び負荷の角速度、θM,θLはモータ
の角変位、TM,TLはモータの機械時定数(定格トルク
⇒定格回転数)、TSは軸のばね時定数=1/Km,R
mは軸の粘性係数である。
FIG. 16 is a block diagram of the torsional vibration system using the above equation. Where τ M is the torque generated by the motor, τ S is the axial torque, τ L is the load torque,
ω M and ω L are the angular velocities of the motor and the load, θ M and θ L are the angular displacements of the motor, T M and T L are the mechanical time constants of the motor (rated torque ⇒ rated speed), and T S is the spring of the shaft. Constant = 1 / Km, R
m is the viscosity coefficient of the shaft.

【0007】次に軸ねじり振動系の伝達関数について述
べる。粘性係数Rm(Rm=0とする)を無視したモデ
ルでの発生トルクτMからモータ速度(角速度)ωM,負
荷速度(角速度)ωLまでの伝達関数GMM(S)とGML
(S)を求める。τMからωMまでの伝達関数GMM(S)
を求めると(5)式のようになる。
Next, the transfer function of the shaft torsion vibration system will be described. Transfer function G MM (S) and G ML from generated torque τ M to motor speed (angular speed) ω M and load speed (angular speed) ω L in a model ignoring viscosity coefficient Rm (Rm = 0)
Find (S). Transfer function G MM (S) from τ M to ω M
Is obtained, it becomes as shown in equation (5).

【0008】[0008]

【数3】 (Equation 3)

【0009】また、τLからωMまでの伝達関数G
LM(S)は(6)式のようになる。
The transfer function G from τ L to ω M
LM (S) is as shown in equation (6).

【0010】[0010]

【数4】 [Equation 4]

【0011】次に、τMからωLまでの伝達関数G
ML(S)を求めると、(7)式のようになる。
Next, the transfer function G from τ M to ω L
When ML (S) is obtained, it becomes as shown in equation (7).

【0012】[0012]

【数5】 (Equation 5)

【0013】さらに、τLからωLまでの伝達関数G
LL(S)は(8)式のようになる。
Furthermore, the transfer function G from τ L to ω L
LL (S) is expressed by equation (8).

【0014】[0014]

【数6】 (Equation 6)

【0015】ここで、二次遅れ系の伝達関数Kωn 2/S
2+2ζωn+ωn 2の一般表現と比較すると、(9)式と
なる。
Here, the transfer function Kω n 2 / S of the second-order lag system
When compared with the general expression of 2 + 2ζω n + ω n 2 , the equation (9) is obtained.

【0016】[0016]

【数7】 (Equation 7)

【0017】つまり、粘性係数Rm=0と近似したこと
によりζ=0となり、永久振動系となる。また、その共
振周波数はωnとなる。伝達関数の分母
That is, by approximating the viscosity coefficient Rm = 0, ζ = 0, and the system becomes a permanent vibration system. The resonance frequency is ω n . Denominator of transfer function

【0018】[0018]

【数8】 (Equation 8)

【0019】とする極を求めると(11)式のようにな
る。
When the pole of is obtained, it becomes as shown in equation (11).

【0020】[0020]

【数9】 [Equation 9]

【0021】(11)式から極が虚軸上に存在するた
め、振動系である。
From the equation (11), the pole exists on the imaginary axis, so that it is an oscillating system.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】上述した参考文献A,
Bに示されている共振比制御では軸トルクオブザーバの
ゲインを大きくし、高速に軸トルクτSを推定する必要
がある。しかし、速度検出ノイズ等を考慮すると、オブ
ザーバゲインを大きくできないことがあり、振動抑制効
果が低減するという問題がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention Reference A mentioned above,
In the resonance ratio control shown in B, it is necessary to increase the gain of the shaft torque observer and estimate the shaft torque τ S at high speed. However, in consideration of speed detection noise and the like, the observer gain may not be increased, and there is a problem that the vibration suppressing effect is reduced.

【0023】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、軸トルクオブザーバのゲインが小さいときでも、
2慣性共振系の振動抑制効果を向上させることができる
ようにした低慣性化制御による2慣性共振系の振動抑制
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when the gain of the shaft torque observer is small,
It is an object of the present invention to provide a vibration suppression device for a two-inertia resonance system by low inertia control that can improve the vibration suppression effect of a two-inertia resonance system.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、第1発明は、軸トルクオブザーバを
有する2慣性共振系と、モータの角速度指令と2慣性共
振系の角速度との偏差出力を増幅する比例ゲインの速度
アンプと、この速度アンプの出力が供給され、出力に外
乱が送出されないようにする外乱抑圧機能部と、この外
乱抑圧機能部からの出力が供給され、前記2慣性共振系
に振動が発生しないように抑制する振動抑制回路とを備
えてなるものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a two-inertia resonance system having an axial torque observer, an angular velocity command of a motor, and an angular velocity of the two-inertia resonance system. Of the deviation output of the proportional gain, the output of this speed amplifier is supplied, the disturbance suppression function unit for preventing the disturbance is not sent to the output, the output from this disturbance suppression function unit is supplied, A two-inertia resonance system is provided with a vibration suppression circuit that suppresses vibrations from occurring.

【0025】第2発明は、前記振動抑制回路は1次遅れ
フィルタ部と、このフィルタ部の出力が供給される低慣
性化ゲイン部と、このゲイン部の出力と1次遅れフィル
タ部の入力とを加算する加算部とからなることを特徴と
するものである。
According to a second aspect of the present invention, the vibration suppressing circuit includes a first-order lag filter section, a low-inertia gain section to which an output of the filter section is supplied, an output of the gain section and an input of the first-order lag filter section. And an adder unit for adding.

【0026】第3発明は、前記振動抑制回路は1次遅れ
回路と1次進み回路からなることを特徴とするものであ
る。
A third invention is characterized in that the vibration suppressing circuit comprises a first-order lag circuit and a first-order lag circuit.

【0027】第4発明は、前記外乱抑圧機能部を負荷ト
ルクオブザーバで構成したことを特徴とするものであ
る。
A fourth aspect of the invention is characterized in that the disturbance suppressing function section is constituted by a load torque observer.

【0028】第5発明は、前記外乱抑圧機能部と振動抑
制回路との間に、軸トルク推定値から負荷トルク推定値
を引き算したフィードバック回路部を介挿したことを特
徴とするものである。
A fifth aspect of the present invention is characterized in that a feedback circuit section which subtracts a load torque estimated value from an axial torque estimated value is interposed between the disturbance suppressing function section and the vibration suppressing circuit.

【0029】第6発明は、前記速度アンプを比例積分要
素としたことを特徴とするものである。
A sixth aspect of the invention is characterized in that the speed amplifier is a proportional integral element.

【0030】第7発明は、前記外乱抑圧機能部をPI要
素と速度フィードバックおよびゲイン部からなる回路で
構成したことを特徴とするものである。
A seventh aspect of the invention is characterized in that the disturbance suppressing function section is composed of a circuit including a PI element, a speed feedback and a gain section.

【0031】第8発明は、前記PI要素と速度フィード
バックおよびゲイン部からなる回路と振動抑制回路との
間に、軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引き算し
たフィードバック回路部を介挿したことを特徴とするも
のである。
According to an eighth aspect of the present invention, a feedback circuit section obtained by subtracting the load torque estimated value from the shaft torque estimated value is inserted between the circuit including the PI element, the speed feedback and gain section, and the vibration suppression circuit. It is a feature.

【0032】第9発明は、モータと負荷が弾性軸で結合
された2慣性共振系と、この2慣性共振系のモータの角
速度指令と2慣性共振系の角速度との偏差出力を増幅す
るPI速度アンプと、前記2慣性共振系に設けられ、軸
トルク推定値が一次遅れフィルタを通して得られる軸ト
ルクオブザーバと、その一次遅れフィルタを補償する一
次進み遅れフィルタと、この一次進み遅れフィルタから
得られる軸トルク推定値を(慣性比−1)倍するゲイン
部と、このゲイン部の出力とトルク指令値の慣性比倍と
の偏差を出力する偏差部と、この偏差部の出力が入力さ
れ、前記2慣性共振系のモータへトルク指令を与える補
償フィルタとを備えたことを特徴とするものである。
A ninth invention is a two-inertia resonance system in which a motor and a load are coupled by an elastic shaft, and a PI speed for amplifying a deviation output between an angular speed command of the motor of the two-inertia resonance system and an angular speed of the two-inertia resonance system. An amplifier, a shaft torque observer provided in the two-inertia-resonance system and having an estimated shaft torque value obtained through a first-order lag filter, a first-order lead-lag filter compensating the first-order lag filter, and a shaft obtained from the first-order lead-lag filter. A gain unit that multiplies the estimated torque value by (inertia ratio-1), a deviation unit that outputs the deviation between the output of this gain unit and the inertia ratio of the torque command value, and the output of this deviation unit are input, and A compensation filter that gives a torque command to an inertial resonance type motor is provided.

【0033】第10発明は、前記速度アンプをPIアン
プ又は比例ゲインとし、この速度アンプと偏差部との電
路に外乱抑圧機能部を介挿したことを特徴とするもので
ある。
A tenth aspect of the present invention is characterized in that the speed amplifier is a PI amplifier or a proportional gain, and a disturbance suppressing function section is inserted in the electric path between the speed amplifier and the deviation section.

【0034】第11発明は、前記外乱抑圧機能部を負荷
トルクオブザーバで構成したことを特徴とするものであ
る。
The eleventh aspect of the invention is characterized in that the disturbance suppressing function section is constituted by a load torque observer.

【0035】第12発明は、前記外乱抑圧機能部と偏差
部との間に、軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引
き算したフィードバック回路部を介挿したことを特徴と
するものである。
A twelfth aspect of the invention is characterized in that a feedback circuit section, which is obtained by subtracting the load torque estimated value from the shaft torque estimated value, is interposed between the disturbance suppression function section and the deviation section.

【0036】[0036]

【作用】第1発明から第8発明において、軸トルクオブ
ザーバを有する2慣性共振系の角速度とモータの角速度
指令との偏差出力を比例ゲインの速度アンプで増幅す
る。この速度アンプの増幅出力は、外乱抑圧機能部或い
は負荷トルクオブザーバに供給される。このとき、その
出力は外乱の影響を抑制する信号になる。この外乱の影
響を抑制する信号出力が振動抑制回路に供給されると、
ここで振動が抑制されるために2慣性共振系の振動が抑
制される。
In the first to eighth inventions, the deviation output between the angular velocity of the two-inertia resonance system having the shaft torque observer and the angular velocity command of the motor is amplified by the proportional gain velocity amplifier. The amplified output of the speed amplifier is supplied to the disturbance suppression function section or the load torque observer. At this time, its output becomes a signal for suppressing the influence of disturbance. When the signal output that suppresses the influence of this disturbance is supplied to the vibration suppression circuit,
Since the vibration is suppressed here, the vibration of the two-inertia resonance system is suppressed.

【0037】第9発明において、軸トルクオブザーバに
一次進み遅れフィルタを設けるとともにモータへのトル
ク指令に対する補償フィルタを設けたので、振動抑制効
果が得られ、2慣性共振系の振動が抑制される。
In the ninth aspect of the invention, since the shaft torque observer is provided with the first-order advance / lag filter and the compensating filter for the torque command to the motor, the vibration suppressing effect is obtained, and the vibration of the two-inertia resonance system is suppressed.

【0038】第10発明から第12発明においては、外
乱抑圧機能部或いは負荷トルクオブザーバを用いている
ので、その出力は外乱の影響を抑制する信号になる。こ
の外乱の影響を抑制する信号出力が補償フィルタおよび
軸トルクオブザーバに供給されると、ここで振動が抑制
されるために2慣性共振系の振動が抑制される。
In the tenth to twelfth inventions, since the disturbance suppressing function section or the load torque observer is used, the output thereof becomes a signal for suppressing the influence of the disturbance. When the signal output that suppresses the influence of this disturbance is supplied to the compensation filter and the shaft torque observer, the vibration is suppressed here, and thus the vibration of the two-inertia resonance system is suppressed.

【0039】[0039]

【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明するに当たっては、この発明では軸トルクを推定し、
低慣性化制御を行うことにより、軸ねじり振動抑制を実
行する手段を採っている。このため、まず、最小次元オ
ブザーバについて述べる。トルク指令τMからモータ速
度ωMまでのブロック図は図17のようになる。ここ
で、軸トルクτSをステップ状の一定値と仮定する。そ
のため、軸トルク微分値を0と考える。図17より状態
方程式を求めると、(12)式のようになる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In explaining one embodiment of the present invention with reference to the drawings, the present invention estimates the shaft torque,
The means for suppressing the shaft torsional vibration is adopted by performing the low inertia control. Therefore, first, the minimum dimensional observer will be described. A block diagram from the torque command τ M to the motor speed ω M is as shown in FIG. Here, it is assumed that the axial torque τ S is a constant step value. Therefore, the shaft torque differential value is considered to be 0. When the state equation is obtained from FIG. 17, it becomes the equation (12).

【0040】[0040]

【数10】 [Equation 10]

【0041】(12)式は次の(13)、(14)式の
ように表すことができる。
The equation (12) can be expressed as the following equations (13) and (14).

【0042】[0042]

【数11】 [Equation 11]

【0043】モータ速度ωMは測定可能なので、軸トル
クτSを最小次元オブザーバを用いて推定する。この最
小次元オブザーバから、ゴピナス氏の方法を用いて軸ト
ルク推定オブザーバを求めると、図18のようになる。
Since the motor speed ω M can be measured, the shaft torque τ S is estimated by using the minimum dimension observer. If the axial torque estimation observer is obtained from this minimum dimension observer using the method of Gopinus, the result is as shown in FIG.

【0044】次に低慣性化制御と共振比制御の比較を行
う。前述した参考文献Cに示されている低慣性化制御に
ついて、その概要を述べる。図19は低慣性化制御が必
要とされる応用例で、この図19は自動車のトランスミ
ッションTMの試験装置であり、ダイナモメータDY1
がエンジンを、ダイナモメータDY2が負荷を模擬する
制御を行う。ここで、エンジンは慣性が小さいために、
ダイナモメータDY1の慣性を見かけ上小さく制して、
エンジンに見合った形に制御することが要求される。こ
のため、低慣性化制御が提案された。図20は低慣性化
制御のブロック図で、210は入力トルクτiが供給さ
れ、出力に入力トルク推定値∧τiを送出する1次遅れ
フィルタ回路部(TFは1次遅れ時定数)で、この入力
トルク推定値は第1偏差器211のプラス端に与えられ
る。この第1偏差器211のマイナス端には後述する負
荷トルクオブザーバ212からの負荷トルク推定値τL
が与えられる。
Next, the low inertia control and the resonance ratio control will be compared. The outline of the low inertia control shown in Reference C described above will be described. FIG. 19 shows an application example in which low inertia control is required. This FIG. 19 shows a test apparatus for a transmission TM of an automobile, which is a dynamometer DY1.
Controls the engine and the dynamometer DY2 controls the load simulation. Here, because the engine has a small inertia,
The inertia of the dynamometer DY1 is apparently kept small,
It is required to control the engine so that it is suitable for the engine. Therefore, low inertia control has been proposed. FIG. 20 is a block diagram of the low inertia control, and 210 is a first-order lag filter circuit unit ( TF is a first-order lag time constant) to which the input torque τ i is supplied and which outputs the estimated input torque ∧τ i to the output. Then, this input torque estimated value is given to the plus end of the first deviation device 211. A load torque estimated value τ L from a load torque observer 212, which will be described later, is provided at the negative end of the first deviation device 211.
Is given.

【0045】213は慣性モーメント演算部で、この演
算部213には第1偏差器211の偏差出力が与えられ
る。慣性モーメント演算部213の出力は入力トルクと
加算器214で加算され、その出力にモータ発生トルク
τMを得る。このモータ発生トルクは第2偏差器215
のプラス端と負荷トルクオブザーバ212の第3偏差器
212aのプラス端に与えられる。第2偏差器215の
マイナス端には負荷トルクτLが与えられ、第2偏差器
215の偏差出力は図19に示したダイナモメータDY
1とDY2を1慣性系としたときの慣性モーメントの総
和TMLの積分要素部216に入力される。TMLの積分要
素216の出力にはモータの角速度ωMが得られる。負
荷トルクオブザーバ212は第3偏差器212aの偏差
出力が入力されるオブザーバの慣性モーメントTML*の
積分要素部212bと、この積分要素部212bの出力
に得られるモータ角速度推定値∧ωM’とモータ角速度
ωMとの偏差を採る第4偏差器212cと、この第4偏
差器212cの偏差出力が供給されるオブザーバゲイン
部212dとから構成される。負荷トルクオブザーバ2
12の出力には負荷トルク推定値が得られ、この推定値
は第3偏差器212aと第1偏差器211に供給され
る。図20において、慣性モーメント演算部213のT
m*は低慣性化したときの慣性モーメントである。
Reference numeral 213 is a moment of inertia calculator, and the calculator 213 is provided with the deviation output of the first deviation device 211. The output of the inertia moment calculation unit 213 is added to the input torque by the adder 214, and the motor generated torque τ M is obtained at the output. This motor-generated torque is applied to the second deviation device 215.
Of the load torque observer 212 and the positive end of the third deviation device 212a of the load torque observer 212. The load torque τ L is applied to the negative end of the second deviation device 215, and the deviation output of the second deviation device 215 is the dynamometer DY shown in FIG.
1 and DY2 are input to the integral element unit 216 of the total sum of inertia moments T ML when 1 inertia system is used. The output of the integration element 216 of T ML gives the angular velocity ω M of the motor. The load torque observer 212 has an integral element part 212b of the inertia moment T ML * of the observer to which the deviation output of the third deviation device 212a is input, and a motor angular velocity estimated value ∧ω M 'obtained at the output of the integration element part 212b. It is composed of a fourth deviation unit 212c that takes a deviation from the motor angular velocity ω M, and an observer gain unit 212d to which the deviation output of the fourth deviation unit 212c is supplied. Load torque observer 2
A load torque estimated value is obtained at the output of 12, and this estimated value is supplied to the third deviation device 212a and the first deviation device 211. In FIG. 20, T of the moment of inertia calculation unit 213
m * is the moment of inertia when the inertia is reduced.

【0046】図20より次の(15)〜(17)式が求
まる。
The following equations (15) to (17) are obtained from FIG.

【0047】[0047]

【数12】 (Equation 12)

【0048】ここで、TML=TML*と仮定すると、(1
5)〜(17)式より次の(18)式が求まる。
Assuming that T ML = T ML *, (1
The following equation (18) is obtained from equations (5) to (17).

【0049】[0049]

【数13】 (Equation 13)

【0050】つまり、負荷トルクを1次遅れで推定した
値が負荷トルク推定値∧τLとなる。ここで、図20の
低慣性化制御の原理を述べる。図20を変形すると、図
21となる。図21で負荷トルク推定と入力トルク推定
が非常に高速であると仮定すると、モータの加減速トル
クτACは次の式で表わされる。
In other words, the value obtained by estimating the load torque with the first-order delay becomes the load torque estimated value ∧τ L. Here, the principle of the low inertia control of FIG. 20 will be described. When FIG. 20 is modified, FIG. 21 is obtained. Assuming that the load torque estimation and the input torque estimation are very fast in FIG. 21, the motor acceleration / deceleration torque τ AC is expressed by the following equation.

【0051】[0051]

【数14】 [Equation 14]

【0052】上記(19)式において、TML=TML*と
仮定すると、このトルクτACからモータ角速度ωMまで
の関係は次の(20)式となり、モータの慣性が見かけ
上Tm*となる。
Assuming that T ML = T ML * in the above equation (19), the relationship from this torque τ AC to the motor angular velocity ω M is the following equation (20), and the inertia of the motor is apparently T m * Becomes

【0053】[0053]

【数15】 (Equation 15)

【0054】以上から負荷トルク推定の高速化が可能な
ら図20により低慣性化制御が可能となる。
From the above, if the speed of load torque estimation can be increased, the low inertia control can be performed according to FIG.

【0055】次に参考文献A,Bに示されている共振比
制御について述べる。図16において、Rm=0近似し
たときの2慣性系のブロック図を示すと、図22にな
る。図22において、各符号は図16と同じである。こ
こで、モータ発生トルクτMとモータの角速度ωMを用い
て図18の軸トルクオブザーバを構成し、軸トルク推定
値∧τSを(1−K)倍して、フィードフォワード補償
を行う。そのときの構成図を図23に示す。図23で軸
トルク推定値が高速に推定できるとして、軸トルク推定
値∧τS≒τSと仮定すると図24のようになる。図24
を変形して参考文献Bに示した共振比制御のブロック図
を導出すると図25のようになる。図25より共振比制
御を行うと、モータ慣性が見かけ上(1/K)となる。
また、図24の補償回路ではτi’の後に(1/K)が
でてくるので、トルク指令をK倍する必要がある。ここ
で、参考文献A,Bより共振比RとKの関係は次式とし
て得られる。
Next, the resonance ratio control shown in References A and B will be described. FIG. 22 is a block diagram of the two-inertia system when R m = 0 is approximated in FIG. 22, the reference numerals are the same as those in FIG. Here, the axial torque observer of FIG. 18 is configured using the motor generated torque τ M and the angular velocity ω M of the motor, and the estimated axial torque value ∧τ S is multiplied by (1-K) to perform feedforward compensation. The configuration diagram at that time is shown in FIG. As the shaft torque estimate in FIG. 23 can be estimated at high speed, so that the shaft torque estimated value ∧Tau S assumed ≒ tau S and 24. FIG.
FIG. 25 is obtained by deriving the block diagram of the resonance ratio control shown in Reference B by modifying the above. From FIG. 25, when the resonance ratio control is performed, the motor inertia is apparently (1 / K).
Further, in the compensation circuit of FIG. 24, (1 / K) appears after τ i ′, so it is necessary to multiply the torque command by K times. Here, the relationship between the resonance ratios R and K is obtained from the references A and B as the following equation.

【0056】 K=TM(R2−1)/TL …………(21) R:参考文献AよりR2=5が振動抑制の最適値 上述した低慣性化制御と共振比制御より次の置換を行う
と、低慣性化制御は共振比制御と全く同一となる。すな
わち、次の(1)〜(3)の置換を行うことにより参考
文献BのSFC挿入前のブロック図と等価になる。
(1)図20に示す低慣性化制御は1慣性系として扱わ
れているが、ダイナモメータDY1とダイナモメータD
Y2に分けて2慣性系として取り扱う。(TML→TM
して取り扱う)、(2)図20に示すTML*→TM*と
する。(3)図20に示すTML*/Tm=Kとする。
K = T M (R 2 −1) / TL L (21) R: From Reference A, R 2 = 5 is the optimum value for vibration suppression From the above-described low inertia control and resonance ratio control When the following replacement is performed, the inertia reduction control becomes exactly the same as the resonance ratio control. That is, by performing the following substitutions (1) to (3), it becomes equivalent to the block diagram of Reference B before SFC insertion.
(1) Although the low inertia control shown in FIG. 20 is treated as a single inertia system, the dynamometer DY1 and the dynamometer D are used.
Divided into Y2 and handled as a two-inertia system. (Handle as T ML → T M ) and (2) T ML * → T M * shown in FIG. (3) Let T ML * / T m = K shown in FIG.

【0057】図1はこの発明の第1実施例を示すブロッ
ク図で、この図1において、11はモータの角速度指令
ωM*とモータの角速度ωMとの偏差を採る第1偏差器
で、この第1偏差器11の偏差出力は、PI制御または
P制御からなる速度アンプ(Kωc)12に入力され
る。この速度アンプ12の出力は外乱抑圧機能部(以下
SFC部と称する)13に供給される。このSFC部1
3はオブザーバの慣性モーメントTML*の積分要素部1
3aと、この積分要素部13aの出力と、モータの角速
度との偏差を採る第2偏差器13bと、この第2偏差器
13bの偏差出力をゲイン部13cを介して速度アンプ
12の出力と加算する加算器13dとから構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 is a first deviation device for taking a deviation between a motor angular velocity command ω M * and a motor angular velocity ω M. The deviation output of the first deviation device 11 is input to the speed amplifier (Kωc) 12 that is configured by PI control or P control. The output of the speed amplifier 12 is supplied to a disturbance suppression function unit (hereinafter referred to as SFC unit) 13. This SFC unit 1
3 is the integral element part 1 of the observer's moment of inertia T ML *
3a, a second deviation device 13b that takes a deviation between the output of the integration element portion 13a and the angular velocity of the motor, and the deviation output of the second deviation device 13b is added to the output of the speed amplifier 12 via the gain portion 13c. And an adder 13d for

【0058】SFC部13の出力、すなわち加算器13
dの出力は入力トルクτiとして加算器14と振動抑制
回路となる1次遅れフィルタ部15に入力される。1次
遅れフィルタ部15の出力は第3偏差器16のプラス端
に与えられ、マイナス端には軸トルクオブザーバ17か
らの軸トルク推定値∧τSが与えられる。この第3偏差
器16の出力は低慣性化のゲイン部18を介して加算器
14に供給され、この加算器14で入力トルクとゲイン
部18の出力が加算されて出力にモータトルクτMを得
る。このモータトルクは図22に示すような2慣性系回
路部19に入力されるとともに、軸トルクオブザーバ1
7に供給される。軸トルクオブザーバ17は第4偏差器
17aの偏差出力が入力されるオブザーバの慣性モーメ
ントTML*の積分要素部17bと、この積分要素部17
bの出力に得られるモータ角速度推定値∧ωM’とモー
タ角速度ωMとの偏差を採る第5偏差器17cと、この
第5偏差器17cの偏差出力が供給されるオブザーバゲ
イン部(Kes)17dとから構成される。
Output of SFC unit 13, that is, adder 13
The output of d is input as the input torque τ i to the adder 14 and the first-order lag filter unit 15 serving as a vibration suppression circuit. The output of the first-order lag filter unit 15 is given to the plus end of the third deviation device 16, and the shaft torque estimated value ∧τ S from the shaft torque observer 17 is given to the minus end. The output of the third deviator 16 is supplied to the adder 14 via the low inertia gain unit 18, and the input torque and the output of the gain unit 18 are added by the adder 14 to output the motor torque τ M. obtain. This motor torque is input to the two-inertia system circuit unit 19 as shown in FIG. 22, and the shaft torque observer 1
7 is supplied. The shaft torque observer 17 includes an integral element portion 17b of the moment of inertia T ML * of the observer to which the deviation output of the fourth deviation device 17a is input, and this integral element portion 17
The fifth deviation device 17c that takes the deviation between the estimated motor angular speed ∧ω M 'and the motor angular speed ω M obtained at the output of b, and the observer gain unit (Kes) to which the deviation output of the fifth deviation device 17c is supplied. And 17d.

【0059】図1において、TML*はTM+TLに、TM
*はTMに設定する。KeはSFCのゲイン、TFは1次
遅れフィルタ部の時定数、Kesは軸トルクオブザーバ
のゲイン、Kは低慣性化のゲインである。
In FIG. 1, T ML * is T M + T L , and T M
* Is set to T M. Ke is the gain of SFC, T F is the time constant of the first-order lag filter unit, Kes is the gain of the shaft torque observer, and K is the gain of low inertia.

【0060】次に上記実施例の動作について述べる。モ
ータ角速度指令ωM*とモータ角速度ωMとの偏差が第1
偏差器11で検出される。この偏差出力は速度アンプ1
2を経てSFC部13に入力され、ここで、外乱が抑圧
されて、出力に入力トルクτiが得られる。この入力ト
ルクは1次遅れフィルタ部15に入力されると、この1
次遅れフィルタ部15の時定数TFの影響を受けた出力
が送出される。この出力と軸トルクオブザーバ17の出
力とが第3偏差器16に与えられて、偏差出力が送出さ
れる。このとき、軸トルクオブザーバ17のゲインが小
さい場合でも、偏差出力は低慣性化ゲイン部18を介し
て入力トルクと加算されてモータ発生トルクτMが得ら
れる。この発生トルクが2慣性系回路部19と軸トルク
オブザーバ17に供給されるので、2慣性系においても
振動抑圧効果を向上させることができるようになる。
Next, the operation of the above embodiment will be described. The deviation between the motor angular velocity command ω M * and the motor angular velocity ω M is the first
It is detected by the deviation device 11. This deviation output is the speed amplifier 1
2 is input to the SFC unit 13, where the disturbance is suppressed and the input torque τ i is obtained at the output. When this input torque is input to the first-order lag filter unit 15, this 1
The output affected by the time constant T F of the next-delay filter unit 15 is transmitted. This output and the output of the shaft torque observer 17 are given to the third deviation device 16, and the deviation output is sent out. At this time, even when the gain of the shaft torque observer 17 is small, the deviation output is added to the input torque via the low inertia gain unit 18 to obtain the motor-generated torque τ M. Since this generated torque is supplied to the two-inertia system circuit section 19 and the shaft torque observer 17, the vibration suppressing effect can be improved even in the two-inertia system.

【0061】図2はこの発明の第2実施例を示すもの
で、この第2実施例は第1実施例のSFC部13を変形
して、PI要素と速度フィードバックおよびゲイン部で
置換した回路部21で構成したものである。この第2実
施例の動作も第1実施例と同様であるが、この実施例で
はPI要素が現れるので、速度アンプ12は比例ゲイン
Kωcのみで構成してもよい。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the SFC section 13 of the first embodiment is modified so that a PI element is replaced with a speed feedback and gain section. 21. The operation of the second embodiment is similar to that of the first embodiment, but since the PI element appears in this embodiment, the speed amplifier 12 may be composed of only the proportional gain Kωc.

【0062】図2の実施例において、入力トルクτi
降の変形は図3A,Bのようになり、速度アンプ12の
出力τA以降のブロック図を示すと図4のようになる。
図4において、H(S)は次式のようになる。
In the embodiment of FIG. 2, the modifications after the input torque τ i are as shown in FIGS. 3A and 3B, and the block diagram after the output τ A of the speed amplifier 12 is as shown in FIG.
In FIG. 4, H (S) is given by the following equation.

【0063】[0063]

【数16】 [Equation 16]

【0064】ここで、TF=0とすれば、共振比制御と
SFCの組み合わせたものとなり、このときの、H
(S),G1(S)は次式のようになる。
Here, if T F = 0, a combination of resonance ratio control and SFC is obtained. At this time, H
(S) and G1 (S) are given by the following equations.

【0065】[0065]

【数17】 [Equation 17]

【0066】また、TF=TM*/Kesとすれば、低慣
性化制御とSFCの組み合わせたものとなり、このとき
の、H(S),G1(S)は次式のようになる。
If T F = T M * / Kes, a combination of low inertia control and SFC is obtained, and H (S) and G1 (S) at this time are given by the following equations.

【0067】[0067]

【数18】 (Equation 18)

【0068】上記(22)〜(26)式を比較すると、
低慣性化制御においてTF≠0,TF≠TM*/Kesに
設定することにより、H(S)の分子が2次となる。こ
れにより、微分の次数が上がり、ねじり振動抑制効果が
改善できる。
Comparing the equations (22) to (26),
By setting T F ≠ 0 and T F ≠ T M * / Kes in the low inertia control, the numerator of H (S) becomes secondary. As a result, the order of differentiation is increased, and the torsional vibration suppression effect can be improved.

【0069】図5はこの発明の第3実施例を示すもの
で、この第3実施例は第1実施例のSFC部13に代え
て負荷トルクオブザーバ22を設けたものである。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, a load torque observer 22 is provided instead of the SFC section 13 of the first embodiment.

【0070】図6はこの発明の第4実施例を示すもの
で、この第4実施例は第1実施例のSFC部13の出力
を軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引き算したフ
ィードバック回路部23を設けたものである。図6にお
いて、KTは軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引
き算したフィードバックゲインである。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the output of the SFC section 13 of the first embodiment is a feedback circuit section obtained by subtracting the load torque estimated value from the shaft torque estimated value. 23 is provided. In FIG. 6, K T is a feedback gain obtained by subtracting the load torque estimated value from the shaft torque estimated value.

【0071】図7はこの発明の第5実施例を示すもの
で、この第5実施例は第1実施例のSFC部13の出力
の入力トルクに1次遅れフィルタ部24を設けたもので
ある。25はこのフィルタ部24の出力と軸トルクオブ
ザーバ17の出力を(K−1)ゲイン部を介した出力と
の偏差を採る第6偏差器である。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, a first-order lag filter section 24 is provided for the input torque of the output of the SFC section 13 of the first embodiment. . Reference numeral 25 is a sixth deviation device that takes the deviation between the output of the filter unit 24 and the output of the shaft torque observer 17 via the (K-1) gain unit.

【0072】図8はこの発明の第6実施例を示すもの
で、この第6実施例は第5実施例の変形例で、1次遅れ
と1次進み回路からなる回路部26により構成した設け
たものである。上記各実施例とも第1実施例と同様な振
動抑制効果の作用効果が得られる。
FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention. This sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment and is provided with a circuit section 26 including a first-order lag and a first-order lead circuit. It is a thing. In each of the above-described embodiments, the same operational effect as the vibration suppression effect as in the first embodiment can be obtained.

【0073】図9A,Bから図14A,Bは従来例と実
施例とのシミュレーションの結果を示すもので、シミュ
レーション条件は、TM=O.4S、TL=0.1S、TS
=0.003Sで行った。0秒にてωM*=0.02を入
力したときのステップ応答と、0.5秒にて負荷トルク
τL=0.1を印加したときの外乱応答をシミュレーショ
ンした。図9A,Bは振動抑制回路が無く、速度アンプ
(PI要素)のみで制御したときのシミュレーション結
果である。このときの条件は、速度アンプゲインKωc
=(TM+TL)×ωc=0.5S×30=15、時定数
TωcTI=(1/ωc)×5=0.167Sである。こ
の従来例の場合には振動は抑制されない。
FIGS. 9A and B to FIGS. 14A and 14B show the results of simulation of the conventional example and the example. The simulation conditions are T M = O.4S, T L = 0.1S, T S.
= 0.003S. A step response when ω M * = 0.02 was input at 0 second and a disturbance response when load torque τ L = 0.1 was applied at 0.5 second were simulated. 9A and 9B are simulation results when control is performed only by the speed amplifier (PI element) without the vibration suppression circuit. The condition at this time is that the speed amplifier gain Kωc
= (T M + T L ) × ωc = 0.5S × 30 = 15, and the time constant Tωc TI = (1 / ωc) × 5 = 0.167S. In the case of this conventional example, vibration is not suppressed.

【0074】図10A,Bは速度アンプを比例ゲインの
みとし、振動抑制回路としてSFC部のみ追加したとき
のシミュレーション結果である。このときの条件は、速
度アンプゲインKωc=15、SFCゲインKe=3、
SFC時定数TML*=0.5Sである。このSFCのみ
の場合も振動抑制効果が無い。
FIGS. 10A and 10B show the simulation results when the speed amplifier has only the proportional gain and only the SFC section is added as the vibration suppressing circuit. The conditions at this time are: speed amplifier gain Kωc = 15, SFC gain Ke = 3,
The SFC time constant T ML * = 0.5S. Even with this SFC alone, there is no vibration suppressing effect.

【0075】図11A,Bから図14A,Bは上記実施
例におけるシミュレーション結果で、図11A,Bは図
1において入力トルクτiの1次遅れフィルタ部が無
く、1次遅れフィルタ部をゲイン=1としたときのデー
タである。このときの条件は、速度応答ωc=30ra
d/Sに設定,速度アンプは比例ゲインのみ、Ke=
4、TML*=0.125S、Kes=200,TM*=
0.4S,K=16である。この実施例の場合は振動抑
制効果が大きくなる。
FIGS. 11A and 11B to FIGS. 14A and 14B are simulation results in the above embodiment, and FIGS. 11A and 11B show that there is no first-order lag filter unit for the input torque τ i in FIG. This is data when set to 1. The condition at this time is that the speed response is ωc = 30ra.
Set to d / S, speed amplifier only proportional gain, Ke =
4, T ML * = 0.125 S, Kes = 200, T M * =
0.4S, K = 16. In the case of this embodiment, the vibration suppressing effect becomes large.

【0076】図12A,Bは上記条件において、Kes
=25と小さい値に設定したときのデータである。この
場合には軸トルクオブザーバのゲインが小さいため、振
動抑制効果が小さく多少の振動がある。
12A and 12B show Kes under the above conditions.
This is data when set to a small value of 25. In this case, since the gain of the shaft torque observer is small, the vibration suppressing effect is small and some vibration occurs.

【0077】図13A,Bは第1実施例におけるときの
シミュレーション結果である。この場合には軸トルクオ
ブザーバゲインをKes=25と設定したときも、1次
遅れフィルタ時定数TFがあるために、振動抑制効果は
良い。このときの条件は、TF=8ms、Kes=25
その他は図11の場合と同一である。
FIGS. 13A and 13B show simulation results in the first embodiment. In this case, even when the shaft torque observer gain is set to Kes = 25, the vibration suppression effect is good because of the first-order lag filter time constant T F. The conditions at this time are T F = 8 ms and Kes = 25.
Others are the same as the case of FIG.

【0078】図14A,Bは第4実施例におけるときの
シミュレーション結果である。この第4実施例では軸ト
ルク推定値から負荷トルク推定値を引き算したフィード
バック回路部を設けたときのもので、図13の場合より
もさらに振動抑制効果が向上している。このときの条件
は、KT=0.5、TF=8ms、Kes=25でその他
は図11の場合と同一である。
FIGS. 14A and 14B are simulation results in the fourth embodiment. The fourth embodiment is provided with a feedback circuit section that subtracts the load torque estimated value from the shaft torque estimated value, and the vibration suppressing effect is further improved as compared with the case of FIG. The conditions at this time are K T = 0.5, T F = 8 ms, and Kes = 25, and the other conditions are the same as in the case of FIG.

【0079】以上のシミュレーション結果より、軸トル
クゲインKesを大きくできないときには、第1実施例
のような入力トルクτiに1次遅れフィルタを挿入する
と、振動抑制効果があり、また、第4実施例のように構
成するとさらに振動抑制効果が向上する。
From the above simulation results, when the shaft torque gain Kes cannot be increased, a vibration suppressing effect can be obtained by inserting a first-order lag filter into the input torque τ i as in the first embodiment, and the fourth embodiment. With such a configuration, the vibration suppressing effect is further improved.

【0080】図26はこの発明の第7実施例を示すブロ
ック図で、図1と同一部分は同一符号を付して示す。3
1はトルク電流τiが入力されるゲイン部で、このゲイ
ン部31の出力は偏差部32のプラス端に供給され、そ
のマイナス端には低慣性化ゲイン部18の出力が供給さ
れる。偏差部32の偏差出力は補償フィルタ33に入力
されて、出力にモータへのトルク指令を送出する。この
補償フィルタ33はモータへのトルク指令τMに対する
フィルタで、振動抑制の観点から共振周波数を通すよう
に構成される。34は出力にトルク推定値が得られる一
次遅れフィルタを有する軸トルクオブザーバで、このオ
ブザーバ34は、モータの機械時定数の微分要素部34
aと、トルク指令とモータの機械時定数の微分要素部3
4aの出力の偏差を取る偏差部34bと、この偏差部3
4bの偏差出力が供給される一次遅れフィルタ34cか
ら構成される。
FIG. 26 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Three
Reference numeral 1 denotes a gain unit to which the torque current τ i is input. The output of the gain unit 31 is supplied to the plus end of the deviation unit 32, and the output of the low inertia gain unit 18 is supplied to the minus end thereof. The deviation output of the deviation unit 32 is input to the compensation filter 33, and a torque command to the motor is sent to the output. The compensating filter 33 is a filter for the torque command τ M to the motor, and is configured to pass the resonance frequency from the viewpoint of suppressing vibration. Reference numeral 34 is a shaft torque observer having a first-order lag filter for obtaining an estimated torque value at the output, and this observer 34 is a differential element part 34 of the mechanical time constant of the motor.
a, the derivative element part 3 of the torque command and the mechanical time constant of the motor
The deviation part 34b for taking the deviation of the output of 4a and the deviation part 3b
It is composed of a first-order lag filter 34c to which the deviation output of 4b is supplied.

【0081】軸トルクオブザーバ34の一次遅れフィル
タ34cは速度検出の際の外乱を除去するためのもの
で、このため、オブザーバ時定数Tは一般に小さく取る
ことができない。しかし、時定数Tが大きいと、共振周
波数までもカットしてしまって振動抑制ができなくなっ
てしまうために、上記一次遅れフィルタ34cの一次遅
れフィルタ時定数TFを、TF≒Tとすることにより、オ
ブザーバ時定数Tの影響を打ち消すことができるように
なる。しかしながら、TF≒Tとすると、補償フィルタ
33の特性が悪化するため、補償フィルタ33と一次遅
れフィルタ34cのカットオフ周波数を等しくすると最
適な特性が得られ、振動抑制効果を高めることができ
る。このように、この第7実施例では補償フィルタ33
と一次遅れフィルタ34cを設けることにより振動抑制
効果を高めることができる。
The first-order lag filter 34c of the shaft torque observer 34 is for removing disturbance during speed detection, and therefore the observer time constant T cannot generally be made small. However, if the time constant T is large, the resonance frequency is also cut and the vibration cannot be suppressed. Therefore, the first-order lag filter time constant T F of the first-order lag filter 34c should be T F ≈T. This makes it possible to cancel the influence of the observer time constant T. However, if T F ≈T, the characteristics of the compensation filter 33 are deteriorated. Therefore, if the cutoff frequencies of the compensation filter 33 and the first-order lag filter 34c are made equal, optimum characteristics are obtained and the vibration suppressing effect can be enhanced. Thus, in this seventh embodiment, the compensation filter 33
By providing the first-order lag filter 34c, the vibration suppressing effect can be enhanced.

【0082】図27はこの発明の第8実施例を示すブロ
ック図で、この第8実施例は第7実施例の速度アンプ1
2とゲイン部31との間にSFC部13を設けたもの
で、この第8実施例の効果は第1実施例と同様なものに
なる。
FIG. 27 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention. This eighth embodiment is a speed amplifier 1 of the seventh embodiment.
The SFC unit 13 is provided between the gain control unit 2 and the gain unit 31, and the effect of the eighth embodiment is similar to that of the first embodiment.

【0083】図28はこの発明の第9実施例を示すブロ
ック図で、この第9実施例は第7実施例に負荷トルクオ
ブザーバ22を設けたもので、この第9実施例の効果も
第3実施例と同様になる。
FIG. 28 is a block diagram showing a ninth embodiment of the present invention. This ninth embodiment is the seventh embodiment provided with a load torque observer 22. The effect of the ninth embodiment is also the third. The same as the embodiment.

【0084】図29はこの発明の第10実施例を示すブ
ロック図で、この第10実施例は第7実施例にSFC部
13の出力を軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引
き算したフィードバック回路部23を設けたもので、こ
の第10実施例の効果は第4実施例と同様になる。
FIG. 29 is a block diagram showing a tenth embodiment of the present invention. This tenth embodiment is a feedback circuit in which the output of the SFC section 13 is subtracted from the estimated shaft torque by the estimated load torque in the seventh embodiment. Since the portion 23 is provided, the effect of the tenth embodiment is similar to that of the fourth embodiment.

【0085】図30はこの発明の第11実施例を示すブ
ロック図で、この第11実施例は第7実施例の速度アン
プ12とゲイン部31との間に積分部35を設けて、速
度アンプ12のみのときにはP制御であるが、積分部3
5を設けることにより、PI制御ができるようにしたも
ので、この第11実施例の効果は第7実施例と同様なも
のとなる。
FIG. 30 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the present invention. In the eleventh embodiment, an integrating unit 35 is provided between the speed amplifier 12 and the gain unit 31 of the seventh embodiment so that the speed amplifier is provided. When only 12, the P control is performed, but the integration unit 3
By providing No. 5, PI control can be performed, and the effect of this 11th embodiment is the same as that of the 7th embodiment.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
軸トルクオブザーバのゲインが小さいときでも、2慣性
共振系の振動抑制効果を向上させることができるととも
に、軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引き算した
フィードバック回路部を設けることにより、より一層の
振動抑制効果が得られる利点がある。
As described above, according to the present invention,
Even when the gain of the shaft torque observer is small, it is possible to improve the vibration suppression effect of the two-inertia resonance system, and by providing a feedback circuit section that subtracts the load torque estimated value from the shaft torque estimated value, further vibration There is an advantage that a suppressing effect can be obtained.

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

【図1】この発明の第1実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第2実施例を示す外乱抑圧機能部のブロック
図。
FIG. 2 is a block diagram of a disturbance suppression function unit showing a second embodiment.

【図3】A,Bは第2実施例における入力トルク以降の
変形回路を示すブロック図。
3A and 3B are block diagrams showing a modified circuit after the input torque in the second embodiment.

【図4】第2実施例における速度アンプの出力以降のブ
ロック図。
FIG. 4 is a block diagram after the output of the speed amplifier in the second embodiment.

【図5】第3実施例を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment.

【図6】第4実施例を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment.

【図7】第5実施例を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a fifth embodiment.

【図8】第6実施例を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a sixth embodiment.

【図9】A,Bは従来例のシミュレーション結果を示す
特性図。
9A and 9B are characteristic diagrams showing simulation results of a conventional example.

【図10】A,Bは従来例のシミュレーション結果を示
す特性図。
10A and 10B are characteristic diagrams showing simulation results of a conventional example.

【図11】A,Bは第1実施例のシミュレーション結果
を示す特性図。
11A and 11B are characteristic diagrams showing simulation results of the first embodiment.

【図12】A,Bは第1実施例においてゲインを変更し
たときのシミュレーション結果を示す特性図。
12A and 12B are characteristic diagrams showing simulation results when the gain is changed in the first embodiment.

【図13】A,Bは第1実施例においてフィルタ時定数
により振動抑制効果が向上したことを示すシミュレーシ
ョン結果を示す特性図。
13A and 13B are characteristic diagrams showing simulation results showing that the vibration suppression effect is improved by the filter time constant in the first embodiment.

【図14】A,Bは第4実施例のシミュレーション結果
を示す特性図。
14A and 14B are characteristic diagrams showing simulation results of the fourth embodiment.

【図15】2慣性系モデルを示す説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a two-inertia system model.

【図16】2慣性系のブロック図。FIG. 16 is a block diagram of a two-inertia system.

【図17】モータ部のモデル図。FIG. 17 is a model diagram of a motor unit.

【図18】軸トルク推定オブザーバのブロック図。FIG. 18 is a block diagram of an axial torque estimation observer.

【図19】パワートレンテスタの概略構成説明図。FIG. 19 is a schematic configuration explanatory diagram of a power train tester.

【図20】低慣性系制御のブロック図。FIG. 20 is a block diagram of low inertia system control.

【図21】図20の変形例を示すブロック図。FIG. 21 is a block diagram showing a modification of FIG. 20.

【図22】2慣性系のブロック図。FIG. 22 is a block diagram of a two-inertia system.

【図23】図22にフィードフォワード補償を行ったと
きのブロック図。
FIG. 23 is a block diagram when feedforward compensation is performed in FIG. 22.

【図24】共振比制御の効果を示すためのブロック図。FIG. 24 is a block diagram showing the effect of resonance ratio control.

【図25】共振比制御の効果を示すためのブロック図。FIG. 25 is a block diagram showing the effect of resonance ratio control.

【図26】第7実施例を示すブロック図。FIG. 26 is a block diagram showing a seventh embodiment.

【図27】第8実施例を示すブロック図。FIG. 27 is a block diagram showing an eighth embodiment.

【図28】第9実施例を示すブロック図。FIG. 28 is a block diagram showing a ninth embodiment.

【図29】第10実施例を示すブロック図。FIG. 29 is a block diagram showing a tenth embodiment.

【図30】第11実施例を示すブロック図。FIG. 30 is a block diagram showing an eleventh embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…第1偏差器 12…速度アンプ 13…外乱抑圧機能部 14…加算器 15…振動抑制回路となる1次遅れフィルタ部 16…第3偏差器 17…軸トルクオブザーバ 18…低慣性化ゲイン部 19…2慣性系回路部 22…負荷トルクオブザーバ 23…フィードバック回路部 33…補償フィルタ 34…一次遅れフィルタを有する軸トルクオブザーバ 34c…一次遅れフィルタ 11 ... 1st deviation machine 12 ... Velocity amplifier 13 ... Disturbance suppression function section 14 ... Adder 15 ... 1st-order lag filter section which becomes a vibration suppression circuit 16 ... 3rd deviation machine 17 ... Shaft torque observer 18 ... Low inertia gain section Reference numeral 19 ... 2 Inertia system circuit section 22 ... Load torque observer 23 ... Feedback circuit section 33 ... Compensation filter 34 ... Shaft torque observer 34c having first-order lag filter 34c ... First-order lag filter

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸トルクオブザーバを有する2慣性共振
系と、モータの角速度指令と2慣性共振系の角速度との
偏差出力を増幅する比例ゲインの速度アンプと、この速
度アンプの出力が供給され、出力に外乱が送出されない
ようにする外乱抑圧機能部と、この外乱抑圧機能部から
の出力が供給され、前記2慣性共振系に振動が発生しな
いように抑制する振動抑制回路とを備えてなる低慣性化
制御による2慣性共振系の振動抑制装置。
1. A two-inertia resonance system having an axial torque observer, a speed amplifier having a proportional gain for amplifying a deviation output between an angular speed command of a motor and an angular speed of the two-inertia resonance system, and an output of this speed amplifier is supplied, A low-displacement functional unit that prevents a disturbance from being output, and a vibration suppression circuit that is supplied with the output from the disturbance suppression functional unit and that suppresses vibration in the two-inertia resonance system. A vibration suppression device for a two-inertia resonance system by inertia control.
【請求項2】 前記振動抑制回路は1次遅れフィルタ部
と、このフィルタ部の出力が供給される低慣性化ゲイン
部と、このゲイン部の出力と1次遅れフィルタ部の入力
とを加算する加算部とからなることを特徴とする請求項
1記載の低慣性化制御による2慣性共振系の振動抑制装
置。
2. The vibration suppressing circuit adds a first-order lag filter section, a low inertia gain section to which an output of the filter section is supplied, an output of the gain section and an input of the first-order lag filter section. The vibration suppressing device for a two-inertia resonance system according to claim 1, wherein the vibration suppressing device comprises an adding section.
【請求項3】 前記振動抑制回路は1次遅れ回路と1次
進み回路からなることを特徴とする請求項1記載の低慣
性化制御による2慣性共振系の振動抑制装置。
3. The vibration suppressing device for a two-inertia resonance system by low inertia control as claimed in claim 1, wherein the vibration suppressing circuit comprises a first-order lag circuit and a first-order lead circuit.
【請求項4】 前記外乱抑圧機能部を負荷トルクオブザ
ーバで構成したことを特徴とする請求項1〜3記載の低
慣性化制御による2慣性共振系の振動抑制装置。
4. The vibration suppressing device for a two-inertia resonance system by low inertia control according to claim 1, wherein the disturbance suppressing function section is composed of a load torque observer.
【請求項5】 前記外乱抑圧機能部と振動抑制回路との
間に、軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引き算し
たフィードバック回路部を介挿したことを特徴とする請
求項1〜4記載の低慣性化制御による2慣性共振系の振
動抑制装置。
5. A feedback circuit unit that subtracts a load torque estimated value from an axial torque estimated value is inserted between the disturbance suppression function unit and the vibration suppression circuit. A vibration suppressor for a two-inertia resonance system by low inertia control.
【請求項6】 前記速度アンプを比例積分要素としたこ
とを特徴とする請求項1〜5記載の低慣性化制御による
2慣性共振系の振動抑制装置。
6. The vibration suppressing device for a two-inertia resonance system by low inertia control according to claim 1, wherein the speed amplifier is a proportional integral element.
【請求項7】 前記外乱抑圧機能部をPI要素と速度フ
ィードバックおよびゲイン部からなる回路で構成したこ
とを特徴とする請求項1〜3記載の低慣性化制御による
2慣性共振系の振動抑制装置。
7. The vibration suppression device for a two-inertia resonance system by low inertia control according to claim 1, wherein the disturbance suppression function unit is composed of a circuit including a PI element, a speed feedback and a gain unit. .
【請求項8】 前記PI要素と速度フィードバックおよ
びゲイン部からなる回路と振動抑制回路との間に、軸ト
ルク推定値から負荷トルク推定値を引き算したフィード
バック回路部を介挿したことを特徴とする請求項7記載
の低慣性化制御による2慣性共振系の振動抑制装置。
8. A feedback circuit unit that subtracts a load torque estimated value from an axial torque estimated value is inserted between the circuit including the PI element, the speed feedback and gain unit, and the vibration suppression circuit. A vibration suppressor for a two-inertia resonance system according to the low inertia control according to claim 7.
【請求項9】 モータと負荷が弾性軸で結合された2慣
性共振系と、この2慣性共振系のモータの角速度指令と
2慣性共振系の角速度との偏差出力を増幅するPI速度
アンプと、前記2慣性共振系に設けられ、軸トルク推定
値が一次遅れフィルタを通して得られる軸トルクオブザ
ーバと、その一次遅れフィルタを補償する一次進み遅れ
フィルタと、この一次進み遅れフィルタから得られる軸
トルク推定値を(慣性比−1)倍するゲイン部と、この
ゲイン部の出力とトルク指令値の慣性比倍との偏差を出
力する偏差部と、この偏差部の出力が入力され、前記2
慣性共振系のモータへトルク指令を与える補償フィルタ
とを備えたことを特徴とする低慣性化制御による2慣性
共振系の振動抑制装置。
9. A two-inertia resonance system in which a motor and a load are coupled by an elastic shaft, and a PI speed amplifier for amplifying a deviation output between an angular speed command of the motor of the two-inertia resonance system and an angular speed of the two-inertia resonance system. A shaft torque observer which is provided in the two-inertia resonance system and whose shaft torque estimated value is obtained through a first-order lag filter, a first-order lead-lag filter which compensates the first-order lag filter, and a shaft torque estimated value which is obtained from this first-order lead-lag filter (Inertia ratio-1) times, a deviation part that outputs a deviation between the output of this gain part and the inertia ratio of the torque command value, and the output of this deviation part are input,
A vibration suppression device for a two-inertia resonance system by low inertia control, comprising a compensation filter for giving a torque command to an inertial resonance system motor.
【請求項10】 前記速度アンプをPIアンプ又は比例
ゲインとし、この速度アンプと偏差部との電路に外乱抑
圧機能部を介挿したことを特徴とする請求項9記載の低
慣性化制御による2慣性共振系の振動抑制装置。
10. The low inertia control according to claim 9, wherein the speed amplifier is a PI amplifier or a proportional gain, and a disturbance suppression function section is inserted in an electric path between the speed amplifier and the deviation section. Vibration suppression device for inertial resonance system.
【請求項11】 前記外乱抑圧機能部を負荷トルクオブ
ザーバで構成したことを特徴とする請求項9または10
記載の低慣性化制御による2慣性共振系の振動抑制装
置。
11. The disturbance suppressing function section is constituted by a load torque observer.
A vibration suppressing device for a two-inertia resonance system by the low inertia control described.
【請求項12】 前記外乱抑圧機能部と偏差部との間
に、軸トルク推定値から負荷トルク推定値を引き算した
フィードバック回路部を介挿したことを特徴とする請求
項9〜11記載の低慣性化制御による2慣性共振系の振
動抑制装置。
12. A feedback circuit unit that subtracts a load torque estimated value from an axial torque estimated value is interposed between the disturbance suppression function unit and the deviation unit, and the low-order circuit according to claim 9, A vibration suppression device for a two-inertia resonance system by inertia control.
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