JPH08308277A - モータ駆動制御方法及びモータ駆動制御装置 - Google Patents
モータ駆動制御方法及びモータ駆動制御装置Info
- Publication number
- JPH08308277A JPH08308277A JP7111940A JP11194095A JPH08308277A JP H08308277 A JPH08308277 A JP H08308277A JP 7111940 A JP7111940 A JP 7111940A JP 11194095 A JP11194095 A JP 11194095A JP H08308277 A JPH08308277 A JP H08308277A
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- motor
- disturbance
- vibration
- elasticity
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被駆動対象が弾性を有する場合、その振動を
速やかに減衰させるモータ駆動制御方法及びモータ駆動
制御装置の提供。 【構成】 位置指令ｕからモータの回転角度θm を21の
点で減じた差に位置ゲインＧP を乗じた積ＧP (ｕ−θ
m ) からモータの回転角速度θm ドットを22の点で減じ
た差に速度ゲインＧV を乗じた積である電流指令から、
モータの回転角度θm 及び位置指令ｕに基づきオブザー
バ20で推定したＴハットに防振ゲインＫXを乗じた積
を、23の点で減じた差を電力変換器を介してモータへ与
えるべく構成する。
速やかに減衰させるモータ駆動制御方法及びモータ駆動
制御装置の提供。 【構成】 位置指令ｕからモータの回転角度θm を21の
点で減じた差に位置ゲインＧP を乗じた積ＧP (ｕ−θ
m ) からモータの回転角速度θm ドットを22の点で減じ
た差に速度ゲインＧV を乗じた積である電流指令から、
モータの回転角度θm 及び位置指令ｕに基づきオブザー
バ20で推定したＴハットに防振ゲインＫXを乗じた積
を、23の点で減じた差を電力変換器を介してモータへ与
えるべく構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモータで駆動される台車
の弾性に基づく振動を抑制できるモータ駆動制御方法及
びこの方法の実施に直接使用するモータ駆動制御装置に
関する。
の弾性に基づく振動を抑制できるモータ駆動制御方法及
びこの方法の実施に直接使用するモータ駆動制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のスタッカの模式図である。
図において１はレール２上を水平に走行する４輪の台車
であって、４個の車輪を回転させるモータ３を備えてい
る。レール２に並行して物品を収納する収納庫４が配設
されている。台車１には、その水平面に垂直にポール５
が立設され、物品を積載する積載部６がポール５に沿っ
て昇降自在に並設されている。積載部６がポール５に沿
って上昇して上部に位置したものが２点鎖線で示した積
載部６である。積載部６と収納庫４との間で物品を出し
入れすべく、積載部６はハンドラ７を備えている。ま
た、台車１を所定の位置へ走行せしめ、積載部６を昇降
せしめ、ハンドラ７で物品を出し入れせしめる制御を行
なう制御台８が台車１に配設されている。
図において１はレール２上を水平に走行する４輪の台車
であって、４個の車輪を回転させるモータ３を備えてい
る。レール２に並行して物品を収納する収納庫４が配設
されている。台車１には、その水平面に垂直にポール５
が立設され、物品を積載する積載部６がポール５に沿っ
て昇降自在に並設されている。積載部６がポール５に沿
って上昇して上部に位置したものが２点鎖線で示した積
載部６である。積載部６と収納庫４との間で物品を出し
入れすべく、積載部６はハンドラ７を備えている。ま
た、台車１を所定の位置へ走行せしめ、積載部６を昇降
せしめ、ハンドラ７で物品を出し入れせしめる制御を行
なう制御台８が台車１に配設されている。
【０００３】制御台８には、オペレータの操作により制
御を行なうべく図示しない操作盤を設けてある。スタッ
カはモータ３を含む台車１、ポール５、ハンドラ７を含
む積載部６及び制御台８より構成され、モータ３の回転
により走行する。モータ３の速度は、図示しないギヤの
組合せにより減速されて４個の車輪に伝達され、その減
速比は１／Ｎである。
御を行なうべく図示しない操作盤を設けてある。スタッ
カはモータ３を含む台車１、ポール５、ハンドラ７を含
む積載部６及び制御台８より構成され、モータ３の回転
により走行する。モータ３の速度は、図示しないギヤの
組合せにより減速されて４個の車輪に伝達され、その減
速比は１／Ｎである。
【０００４】図６はモータ３を駆動する制御系のブロッ
ク図である。図において11は位置指令器であって、台車
１が到達すべき所定の位置をオペレータが操作盤に入力
した場合、位置指令器11は所定の時間間隔毎の到達すべ
き目標位置を出発点からの距離として示す位置指令を生
成し、制御器12へ与える。制御器12は与えられた位置指
令に基づきモータ３へ与える目標電流の値を電流指令と
して生成し電力変換器13へ与える。電力変換器13はイン
バータであって、与えられた電流指令に基づき供給され
ている電源を所要の電力に変換してモータ３を駆動し、
ポール５を含む台車１を走行させる。モータ３の回転角
度は位置センサ14で検出され、モータ３の回転角速度は
速度センサ15で検出され、検出された夫々が制御器12へ
帰還される。
ク図である。図において11は位置指令器であって、台車
１が到達すべき所定の位置をオペレータが操作盤に入力
した場合、位置指令器11は所定の時間間隔毎の到達すべ
き目標位置を出発点からの距離として示す位置指令を生
成し、制御器12へ与える。制御器12は与えられた位置指
令に基づきモータ３へ与える目標電流の値を電流指令と
して生成し電力変換器13へ与える。電力変換器13はイン
バータであって、与えられた電流指令に基づき供給され
ている電源を所要の電力に変換してモータ３を駆動し、
ポール５を含む台車１を走行させる。モータ３の回転角
度は位置センサ14で検出され、モータ３の回転角速度は
速度センサ15で検出され、検出された夫々が制御器12へ
帰還される。
【０００５】図７は図６に示す制御器12の制御動作を示
すブロック線図である。図において21は加え合わせ点で
あって、ここで位置センサ14からのフィードバック値で
あるモータ３の回転角度θm を、位置指令ｕから減算
し、この差に対し比例制御を行なうべく位置ゲインＧP
を乗算して積ＧP （ｕ−θm ）を得る。次に加え合わせ
点22で、速度センサ15からのフィードバック値であるモ
ータ３の回転角速度θmドットを積ＧP (ｕ−θm ) か
ら減算してその差である速度指令を得る。この速度指令
に対し、比例積分制御を行なうべく速度ゲインＧV を乗
算することにより所要の速度で走行するための電流指令
を得る。これが電力変換器13へ与えられて電流となり、
モータ３を駆動し、トルクＴe を発生する。
すブロック線図である。図において21は加え合わせ点で
あって、ここで位置センサ14からのフィードバック値で
あるモータ３の回転角度θm を、位置指令ｕから減算
し、この差に対し比例制御を行なうべく位置ゲインＧP
を乗算して積ＧP （ｕ−θm ）を得る。次に加え合わせ
点22で、速度センサ15からのフィードバック値であるモ
ータ３の回転角速度θmドットを積ＧP (ｕ−θm ) か
ら減算してその差である速度指令を得る。この速度指令
に対し、比例積分制御を行なうべく速度ゲインＧV を乗
算することにより所要の速度で走行するための電流指令
を得る。これが電力変換器13へ与えられて電流となり、
モータ３を駆動し、トルクＴe を発生する。
【０００６】モータ３が駆動されて回転する場合、外乱
Ｔが加え合わせ点23に相反的に加わる。この差 (Ｔe −
Ｔ) をモータイナーシヤＪm 及び被駆動対象イナーシヤ
Ｊaの和で除算した商を１／Ｓのブロックで積分するこ
とによりモータ３の回転角速度θm ドットが得られ、こ
れを更に次の１／Ｓのブロックで積分することによりモ
ータ３の回転角速度θm が得られるが、この加え合わせ
点23からθm を得る所までのブロック線図は機械系が自
動的に行なうブロックであり、この計算を実際に行なう
ものではない。
Ｔが加え合わせ点23に相反的に加わる。この差 (Ｔe −
Ｔ) をモータイナーシヤＪm 及び被駆動対象イナーシヤ
Ｊaの和で除算した商を１／Ｓのブロックで積分するこ
とによりモータ３の回転角速度θm ドットが得られ、こ
れを更に次の１／Ｓのブロックで積分することによりモ
ータ３の回転角速度θm が得られるが、この加え合わせ
点23からθm を得る所までのブロック線図は機械系が自
動的に行なうブロックであり、この計算を実際に行なう
ものではない。
【０００７】図６に示す制御動作は被駆動対象が完全な
剛体であると見做した場合のものであるが、実際にはモ
ータ３から台車１の４輪へトルクを伝えるギヤの組合せ
による減速機構、及びモータ３からポール５を含む被駆
動対象に走行する力を伝達する伝達機構には弾性があ
り、特にポール５は片持ち機構となっている故、その剛
性は低い。従ってスタッカを高応答で運転した場合減衰
の遅い振動が発生する。図６に示す外乱Ｔはポール５の
弾性に基づく影響がトルクに加わる影響を外乱として示
したものである。弾性に基づく外乱が加わった場合、そ
れに反して踏みとどまろうとすることにより振動が発生
する。
剛体であると見做した場合のものであるが、実際にはモ
ータ３から台車１の４輪へトルクを伝えるギヤの組合せ
による減速機構、及びモータ３からポール５を含む被駆
動対象に走行する力を伝達する伝達機構には弾性があ
り、特にポール５は片持ち機構となっている故、その剛
性は低い。従ってスタッカを高応答で運転した場合減衰
の遅い振動が発生する。図６に示す外乱Ｔはポール５の
弾性に基づく影響がトルクに加わる影響を外乱として示
したものである。弾性に基づく外乱が加わった場合、そ
れに反して踏みとどまろうとすることにより振動が発生
する。
【０００８】図８はポール５の振動をシミュレーション
した結果を示すグラフである。図において横軸は時間
(ｓ) であり、縦軸は振動の振幅θa (rad)であり、位
相の遅れたサインカーブを描いて振動している。この振
動を抑制すべく台車１の走行を低応答となしていた。
した結果を示すグラフである。図において横軸は時間
(ｓ) であり、縦軸は振動の振幅θa (rad)であり、位
相の遅れたサインカーブを描いて振動している。この振
動を抑制すべく台車１の走行を低応答となしていた。
【０００９】図９はモータ３を駆動する制御系の他のブ
ロック図である。図においてＮは減速比でありＫa はポ
ール５を含む台車１のバネ定数であり、θa はｚ軸ポー
ル２が振動する場合、その振幅をrad で表わした値であ
る。このθa を検出するセンサはポール５に備えられて
いないが、θm がθa の代わりに使用される。加え合わ
せ点21で位置センサ14からのフィードバック値であるモ
ータ３の回転角度θmを、位置指令ｕから減算し、この
差に対し比例制御を行なうべく位置ゲインＧPを乗算し
て積ＧP (ｕ−θm ) を得る。次に加え合わせ点22で、
速度センサ15からのフィードバック値であるモータ３の
回転角速度θm ドットを、積ＧP (ｕ−θm ) から減算
し、その差である速度指令を得る。この速度指令に対し
比例積分制御を行なうべく速度ゲインＧV を乗算するこ
とにより所要の速度で走行するための電流指令を得る。
ロック図である。図においてＮは減速比でありＫa はポ
ール５を含む台車１のバネ定数であり、θa はｚ軸ポー
ル２が振動する場合、その振幅をrad で表わした値であ
る。このθa を検出するセンサはポール５に備えられて
いないが、θm がθa の代わりに使用される。加え合わ
せ点21で位置センサ14からのフィードバック値であるモ
ータ３の回転角度θmを、位置指令ｕから減算し、この
差に対し比例制御を行なうべく位置ゲインＧPを乗算し
て積ＧP (ｕ−θm ) を得る。次に加え合わせ点22で、
速度センサ15からのフィードバック値であるモータ３の
回転角速度θm ドットを、積ＧP (ｕ−θm ) から減算
し、その差である速度指令を得る。この速度指令に対し
比例積分制御を行なうべく速度ゲインＧV を乗算するこ
とにより所要の速度で走行するための電流指令を得る。
【００１０】次に加え合わせ点23で弾性に基づく外乱に
相当する力Ｔが負帰還されている故、電流指令からＴを
減算することにより電流指令を補正する。この補正され
た電流指令が電力変換器13へ与えられて電流となり、モ
ータ３を駆動し、トルクを発生する。このモータ３のト
ルクをモータイナーシヤＪm で除算した商がモータ３の
回転角加速度θm ツードットである。従って
相当する力Ｔが負帰還されている故、電流指令からＴを
減算することにより電流指令を補正する。この補正され
た電流指令が電力変換器13へ与えられて電流となり、モ
ータ３を駆動し、トルクを発生する。このモータ３のト
ルクをモータイナーシヤＪm で除算した商がモータ３の
回転角加速度θm ツードットである。従って
【００１１】
【数１】
【００１２】を得る。これを１／Ｓのブロックで積分す
ることによりモータ３の回転角速度θ m ドットが得ら
れ、これを更に次の１／Ｓのブロックで積分することに
よりモータ３の回転角度θm が得られる。この加え合わ
せ点23からθm を得る所までのブロック線図は機械系が
自動的に動作するブロックである。
ることによりモータ３の回転角速度θ m ドットが得ら
れ、これを更に次の１／Ｓのブロックで積分することに
よりモータ３の回転角度θm が得られる。この加え合わ
せ点23からθm を得る所までのブロック線図は機械系が
自動的に動作するブロックである。
【００１３】加え合わせ点24において位置センサ14から
のフィードバック値であるモータ３の回転角度θm を減
速比Ｎで除算した商からフィードバック値であるθa を
減算し、この差に対しバネ定数Ｋa を乗算して積｛ (θ
m ／Ｎ) −θa ｝Ｋa を得る。この積が弾性に基づく振
動を生じさせる力であり、この積を減速比Ｎで除算した
商が弾性に基づく外乱Ｔであり、加え合わせ点23へ負帰
還される。従って台車１は外乱に応じて位置を変え、そ
の場に踏みとどまろうとしない故振動は発生しない。ま
たこの積をポール５を含む被駆動対象イナーシヤＪa で
除算して得た商は、ポール５が振動する角加速度θa ツ
ードットである。即ち弾性に基づく外乱を補償する力は
ポール５の振動の角加速度θa ツードットに比例する。
のフィードバック値であるモータ３の回転角度θm を減
速比Ｎで除算した商からフィードバック値であるθa を
減算し、この差に対しバネ定数Ｋa を乗算して積｛ (θ
m ／Ｎ) −θa ｝Ｋa を得る。この積が弾性に基づく振
動を生じさせる力であり、この積を減速比Ｎで除算した
商が弾性に基づく外乱Ｔであり、加え合わせ点23へ負帰
還される。従って台車１は外乱に応じて位置を変え、そ
の場に踏みとどまろうとしない故振動は発生しない。ま
たこの積をポール５を含む被駆動対象イナーシヤＪa で
除算して得た商は、ポール５が振動する角加速度θa ツ
ードットである。即ち弾性に基づく外乱を補償する力は
ポール５の振動の角加速度θa ツードットに比例する。
【００１４】この振動の角加速度θa ツードットを２個
の１／Ｓのブロックで２重積分することによりポール５
の振動位置θa が得られるが、この部分は機械系が自動
的に行なうものである。このように外乱Ｔを求め電流指
令に負帰還することによりポール５の振動を抑制するこ
とが可能であるが、そのためにはθa を検出するセンサ
又はθa ツードットを検出する加速度センサをポール５
に取り付ける必要がある。
の１／Ｓのブロックで２重積分することによりポール５
の振動位置θa が得られるが、この部分は機械系が自動
的に行なうものである。このように外乱Ｔを求め電流指
令に負帰還することによりポール５の振動を抑制するこ
とが可能であるが、そのためにはθa を検出するセンサ
又はθa ツードットを検出する加速度センサをポール５
に取り付ける必要がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述した如く従来のス
タッカを走行させるモータの駆動制御装置にあってはポ
ールを含む台車の弾性に基づく外乱を防止するため台車
の走行を低応答となしていた。即ち、位置ゲイン及び速
度ゲインを小さくしていた故、機械的時定数及び電気的
時定数が大きく、台車１が走行して所定の位置に到達す
るまでの時間が増加し、また位置ゲイン及び速度ゲイン
を小さくしていた故、摩擦力等の外力に抗して走行する
力が弱くなり、スタッカの所定の位置を定める位置決め
精度が劣化するという問題があった。また、被駆動対象
の弾性に基づく外乱を求めるには、ポール５の振動を位
置又は加速度として検出する振動センサの取り付け、そ
のセンサで検出した信号を制御器12まで伝送するための
信号線の配線、及びその信号線に誘導されるノイズの除
去等が必要であり、その手間、コスト、煩わしさ等の面
で実際的ではないという問題点があった。
タッカを走行させるモータの駆動制御装置にあってはポ
ールを含む台車の弾性に基づく外乱を防止するため台車
の走行を低応答となしていた。即ち、位置ゲイン及び速
度ゲインを小さくしていた故、機械的時定数及び電気的
時定数が大きく、台車１が走行して所定の位置に到達す
るまでの時間が増加し、また位置ゲイン及び速度ゲイン
を小さくしていた故、摩擦力等の外力に抗して走行する
力が弱くなり、スタッカの所定の位置を定める位置決め
精度が劣化するという問題があった。また、被駆動対象
の弾性に基づく外乱を求めるには、ポール５の振動を位
置又は加速度として検出する振動センサの取り付け、そ
のセンサで検出した信号を制御器12まで伝送するための
信号線の配線、及びその信号線に誘導されるノイズの除
去等が必要であり、その手間、コスト、煩わしさ等の面
で実際的ではないという問題点があった。
【００１６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、被駆動対象の弾性にもとく外乱を演算により
求め、これで電流指令を補正することにより弾性に基づ
く振動を速やかに減速させるモータ駆動制御方法及びモ
ータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
であって、被駆動対象の弾性にもとく外乱を演算により
求め、これで電流指令を補正することにより弾性に基づ
く振動を速やかに減速させるモータ駆動制御方法及びモ
ータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】第１発明に係るモータ駆
動制御方法は、弾性に起因する外乱が作用する台車をモ
ータで走行させて到達させるべき目標位置を示す距離値
から、前記モータの回転角度を前記台車の走行距離に換
算した換算値を減算することによりモータへ与える目標
電流を定め、モータの駆動を制御するモータ駆動制御方
法において、前記距離値及び前記換算値に基づき前記外
乱を演算で求めるステップと、このステップで求めた外
乱により前記目標電流を補正するステップとを備えたこ
とを特徴とする。
動制御方法は、弾性に起因する外乱が作用する台車をモ
ータで走行させて到達させるべき目標位置を示す距離値
から、前記モータの回転角度を前記台車の走行距離に換
算した換算値を減算することによりモータへ与える目標
電流を定め、モータの駆動を制御するモータ駆動制御方
法において、前記距離値及び前記換算値に基づき前記外
乱を演算で求めるステップと、このステップで求めた外
乱により前記目標電流を補正するステップとを備えたこ
とを特徴とする。
【００１８】第２発明に係るモータ駆動装置は、弾性に
起因する外乱が作用する台車をモータで走行させて到達
させるべき目標位置を示す距離値から、前記モータの回
転角度を前記台車の走行距離に換算した換算値を減算す
ることによりモータへ与える目標電流を定め、モータの
駆動を制御するモータ駆動制御装置において、前記距離
値及び前記換算値に基づき前記外乱を求める演算手段
と、該演算手段で求めた外乱で前記目標電流を補正する
手段とを備えたことを特徴とする。
起因する外乱が作用する台車をモータで走行させて到達
させるべき目標位置を示す距離値から、前記モータの回
転角度を前記台車の走行距離に換算した換算値を減算す
ることによりモータへ与える目標電流を定め、モータの
駆動を制御するモータ駆動制御装置において、前記距離
値及び前記換算値に基づき前記外乱を求める演算手段
と、該演算手段で求めた外乱で前記目標電流を補正する
手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
【作用】第１発明にあっては、台車に作用する弾性に起
因する外乱を台車の目標位置及びモータの回転角度に基
づいて演算で求め、これで目標電流を補正することによ
り、弾性を有する被駆動対象の振動を抑圧するようモー
タの駆動を制御する。
因する外乱を台車の目標位置及びモータの回転角度に基
づいて演算で求め、これで目標電流を補正することによ
り、弾性を有する被駆動対象の振動を抑圧するようモー
タの駆動を制御する。
【００２０】第２発明にあっては、台車に作用する弾性
に起因する外乱を台車の目標位置及びモータの回転角度
に基づいて求める演算手段と、該演算手段で求めた外乱
で目標電流を補正する手段とを備えることにより弾性を
有する被駆動対象の振動を抑圧するようモータの駆動を
制御する。
に起因する外乱を台車の目標位置及びモータの回転角度
に基づいて求める演算手段と、該演算手段で求めた外乱
で目標電流を補正する手段とを備えることにより弾性を
有する被駆動対象の振動を抑圧するようモータの駆動を
制御する。
【００２１】〔原理〕本発明の原理を説明する。(1) 式
より
より
【００２２】
【数２】
【００２３】また、Ｔは時間の函数であり、モータ３の
回転速度θm ドット及び回転角速度θm ツードットに比
較して時間的変化が緩慢である故、Ｔの時間に関する微
分Ｔドットは０と見做すことができる。従って
回転速度θm ドット及び回転角速度θm ツードットに比
較して時間的変化が緩慢である故、Ｔの時間に関する微
分Ｔドットは０と見做すことができる。従って
【００２４】
【数３】
【００２５】(2) 式及び(3) 式より次式を得る。
【００２６】
【数４】
【００２７】(4) 式及び(5) 式において、Ｊm , ＧP ,
ＧV , ｕ, θm は既知の値であるが、θm ツードット,
θm ドット, Ｔは未知の値である。(4) 式より次の状態
方程式を得る。
ＧV , ｕ, θm は既知の値であるが、θm ツードット,
θm ドット, Ｔは未知の値である。(4) 式より次の状態
方程式を得る。
【００２８】
【数５】
【００２９】求める外乱ＴはＸに含まれている。また、
(5) 式より次の出力方程式を得る。 Ｙ＝ＣＸ …(9) 但し、Ｙ＝θm Ｃ＝［０ １ ０］ …(10) Ａ, Ｂ, Ｃは既知であるが、Ｘが未知である故、Ｘを推
定するオブザーバを設計する。Ｘの推定値であるＸハッ
ト及びＸの推定値の微分であるＸハットドットを夫々
(5) 式より次の出力方程式を得る。 Ｙ＝ＣＸ …(9) 但し、Ｙ＝θm Ｃ＝［０ １ ０］ …(10) Ａ, Ｂ, Ｃは既知であるが、Ｘが未知である故、Ｘを推
定するオブザーバを設計する。Ｘの推定値であるＸハッ
ト及びＸの推定値の微分であるＸハットドットを夫々
【００３０】
【数６】
【００３１】とすると
【００３２】
【数７】
【００３３】であり、オブザーバは次式で得られる。
【００３４】
【数８】
【００３５】ここで
【００３６】
【数９】 とおくと、(6) 式、(9) 式より次式を得る。
【００３７】
【数１０】
【００３８】但し、ｅ(0) はｅの初期値である。よって
(Ａ−ＫＣ) が安定行列であれば、ｔ→∞の場合、ｅ→
０となる。即ちＸの推定値はＸとなる。従って (Ａ−Ｋ
Ｃ)が安定行列となるＫを設定することにより
(Ａ−ＫＣ) が安定行列であれば、ｔ→∞の場合、ｅ→
０となる。即ちＸの推定値はＸとなる。従って (Ａ−Ｋ
Ｃ)が安定行列となるＫを設定することにより
【００３９】
【数１１】
【００４０】を計算できる。即ち(8) 式で示されるオブ
ザーバを離散化すると
ザーバを離散化すると
【００４１】
【数１２】
【００４２】となる。ここにｋは時刻でｋ＝０, １, ２
…である。従って弾性に基づく外乱Ｔの推定値Ｔハット
が計算され、弾性に基づく外乱をオブザーバで推定でき
る。また図より
…である。従って弾性に基づく外乱Ｔの推定値Ｔハット
が計算され、弾性に基づく外乱をオブザーバで推定でき
る。また図より
【００４３】
【数１３】
【００４４】である故、Ｔハットが計算されればθa ツ
ードットも(13)式により計算される。このようにして求
めたＴハットに防振ゲインＫX を乗算して得た積を目標
電流に負帰還して目標電流を補正することにより弾性に
基づく振動が抑制される。
ードットも(13)式により計算される。このようにして求
めたＴハットに防振ゲインＫX を乗算して得た積を目標
電流に負帰還して目標電流を補正することにより弾性に
基づく振動が抑制される。
【００４５】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係るモータ駆動制御
装置及びその周辺のブロック図である。図において10は
被駆動対象であって、図４に示すものと同様のものであ
る。被駆動対象が到達すべき所定の位置を、台車１に備
えられた操作盤にオペレータが入力した場合、位置指令
器11は所定の時間間隔毎の到達すべき目標位置を出発点
からの距離として示す位置指令ｕを生成し、制御器12a
へ与える。制御器12a は演算部12b を備え、与えられた
位置指令ｕに基づきモータ３へ与える目標電流の値を電
流指令として生成し、演算部12b で演算することにより
電流指令を補正して電力変換器13へ与える。電力変換器
13はインバータであって、与えられた電流指令に基づき
供給されている電源を所要の電力に変換してモータ３を
駆動し、被駆動対象を走行させる。モータ３の回転角度
は位置センサ14で検出され、モータ３の回転角速度は速
度センサ15で検出され、検出された夫々が制御器12a へ
帰還される。
具体的に説明する。図１は本発明に係るモータ駆動制御
装置及びその周辺のブロック図である。図において10は
被駆動対象であって、図４に示すものと同様のものであ
る。被駆動対象が到達すべき所定の位置を、台車１に備
えられた操作盤にオペレータが入力した場合、位置指令
器11は所定の時間間隔毎の到達すべき目標位置を出発点
からの距離として示す位置指令ｕを生成し、制御器12a
へ与える。制御器12a は演算部12b を備え、与えられた
位置指令ｕに基づきモータ３へ与える目標電流の値を電
流指令として生成し、演算部12b で演算することにより
電流指令を補正して電力変換器13へ与える。電力変換器
13はインバータであって、与えられた電流指令に基づき
供給されている電源を所要の電力に変換してモータ３を
駆動し、被駆動対象を走行させる。モータ３の回転角度
は位置センサ14で検出され、モータ３の回転角速度は速
度センサ15で検出され、検出された夫々が制御器12a へ
帰還される。
【００４６】図２は図１に示す制御器12a の制御動作を
示すブロック線図である。図において20は弾性を有する
被駆動対象に加わる外乱を演算で求めるオブザーバであ
って、オブザーバ20が求めた外乱の値がＴハットであ
る。加え合わせ点21で位置センサ14 (図１参照) からの
フィードバック値であるモータ３の回転角度θm を位置
指令器11 (図１参照) から与えられる位置指令ｕから減
算し、この差に対し比例制御を行なうべく位置ゲインＧ
P を乗算して積ＧP (ｕ−θm ) を得る。次に加え合わ
せ点22で速度センサ15 (図１参照) からのフィードバッ
ク値であるモータ３の回転角速度θm ドットを積ＧP
(ｕ−θm ) から減算してその差である速度指令を得
る。この速度指令に対し比例積分制御を行うべく速度ゲ
インＧV を乗算することにより演算結果として電流指令
を得る。
示すブロック線図である。図において20は弾性を有する
被駆動対象に加わる外乱を演算で求めるオブザーバであ
って、オブザーバ20が求めた外乱の値がＴハットであ
る。加え合わせ点21で位置センサ14 (図１参照) からの
フィードバック値であるモータ３の回転角度θm を位置
指令器11 (図１参照) から与えられる位置指令ｕから減
算し、この差に対し比例制御を行なうべく位置ゲインＧ
P を乗算して積ＧP (ｕ−θm ) を得る。次に加え合わ
せ点22で速度センサ15 (図１参照) からのフィードバッ
ク値であるモータ３の回転角速度θm ドットを積ＧP
(ｕ−θm ) から減算してその差である速度指令を得
る。この速度指令に対し比例積分制御を行うべく速度ゲ
インＧV を乗算することにより演算結果として電流指令
を得る。
【００４７】オブザーバ20は、位置センサ14からのフィ
ードバック値であるモータ３の回転角度θm 及び位置指
令ｕを与えられ(9) 式に基づいて外乱Ｔを推定する。
ードバック値であるモータ３の回転角度θm 及び位置指
令ｕを与えられ(9) 式に基づいて外乱Ｔを推定する。
【００４８】
【数１４】
【００４９】但し、Ａは(7) 式で、Ｂは(8) 式で、Ｃは
(10)式で夫々定まる行列であり、ＫはＡ−ＫＣが安定行
列となる行列であり、Ｙ(k) はθm (k) である。このよ
うにして求めた外乱の推定値Ｔハットに防振ゲインＫX
を乗算し、その積を電流指令に負帰還する。ここに防振
ゲインＫX はオブザーバ20を経由するフィードバック値
を調整する係数であって、スタッカを運転して得られる
実績に基づき定められる。
(10)式で夫々定まる行列であり、ＫはＡ−ＫＣが安定行
列となる行列であり、Ｙ(k) はθm (k) である。このよ
うにして求めた外乱の推定値Ｔハットに防振ゲインＫX
を乗算し、その積を電流指令に負帰還する。ここに防振
ゲインＫX はオブザーバ20を経由するフィードバック値
を調整する係数であって、スタッカを運転して得られる
実績に基づき定められる。
【００５０】加え合わせ点23でオブザーバ20で求めたＴ
ハットに防振ゲインＫX を乗算した積を、電流指令から
減算し、その差を電流目標値として電力変換器13へ与
え、モータ３を回転させるトルクを発生させる。このモ
ータ３のトルクをモータイナーシヤＪm で除算した商が
モータ３の回転角速度θm ツードットである。これを１
／Ｓのブロックで積分することによりモータ３の回転速
度θm ドットが得られ、これを更に１／Ｓのブロックで
積分することによりモータ３の回転角度θm が得られ
る。この加え合わせ点23からθm を得る所までのブロッ
ク線図は機械系が自動的に動作するブロックである。
ハットに防振ゲインＫX を乗算した積を、電流指令から
減算し、その差を電流目標値として電力変換器13へ与
え、モータ３を回転させるトルクを発生させる。このモ
ータ３のトルクをモータイナーシヤＪm で除算した商が
モータ３の回転角速度θm ツードットである。これを１
／Ｓのブロックで積分することによりモータ３の回転速
度θm ドットが得られ、これを更に１／Ｓのブロックで
積分することによりモータ３の回転角度θm が得られ
る。この加え合わせ点23からθm を得る所までのブロッ
ク線図は機械系が自動的に動作するブロックである。
【００５１】そしてオブザーバ20及び防振ゲインＫX よ
りなるブロックが演算部12b である。図３はオブザーバ
20がＴハットを求める手順を示すフローチャートであ
る。先ず位置指令器11からの位置指令ｕを待ち受け(S
1)、位置指令ｕが有るか否かを判定し(S2)、YES の場合
は位置センサ14からの回転角度θm を受け取り(S3)、(1
4)式によりＴハットを求め(S4)、ステップS1へ移行す
る。ステップS2においてNOの場合は被駆動対象が所定の
位置に到達したか否かを判定し、NOの場合はステップS1
へ移行し、YES の場合は手順を終了する。
りなるブロックが演算部12b である。図３はオブザーバ
20がＴハットを求める手順を示すフローチャートであ
る。先ず位置指令器11からの位置指令ｕを待ち受け(S
1)、位置指令ｕが有るか否かを判定し(S2)、YES の場合
は位置センサ14からの回転角度θm を受け取り(S3)、(1
4)式によりＴハットを求め(S4)、ステップS1へ移行す
る。ステップS2においてNOの場合は被駆動対象が所定の
位置に到達したか否かを判定し、NOの場合はステップS1
へ移行し、YES の場合は手順を終了する。
【００５２】図４はオブザーバ20で求めたＴハットに防
振ゲインＫX を乗算した積を電流指令に負帰還した場合
に、ポール５の振動状態をシミュレーションした結果を
示すグラフである。図において横軸は時間 (ｓ) であ
り、縦軸は振動の振幅θa (rad)であり、過渡期のオー
バーシュートは小さく、そして滑らかで、約0.3 秒で定
常状態となる。
振ゲインＫX を乗算した積を電流指令に負帰還した場合
に、ポール５の振動状態をシミュレーションした結果を
示すグラフである。図において横軸は時間 (ｓ) であ
り、縦軸は振動の振幅θa (rad)であり、過渡期のオー
バーシュートは小さく、そして滑らかで、約0.3 秒で定
常状態となる。
【００５３】
【発明の効果】第１発明及び第２発明において被駆動対
象に無視できない弾性が存在する場合に発生する振動を
抑制することができる。従って新たなセンサを増加させ
ることなく、弾性に基づく外乱を演算で求めることによ
り、剛性の低い機械を良好に制御でき、また衝撃に弱い
半導体製品の搬送系に用いて位置決め時間を短縮するこ
とにより生産性が向上する優れた効果を奏する。
象に無視できない弾性が存在する場合に発生する振動を
抑制することができる。従って新たなセンサを増加させ
ることなく、弾性に基づく外乱を演算で求めることによ
り、剛性の低い機械を良好に制御でき、また衝撃に弱い
半導体製品の搬送系に用いて位置決め時間を短縮するこ
とにより生産性が向上する優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係るモータ駆動装置のブロック図であ
る。
る。
【図２】図１に示す制御器の制御動作を示すブロック線
図である。
図である。
【図３】図２に示すオブザーバで、弾性に基づく外乱を
演算で求める手順を示すフローチャートである。
演算で求める手順を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す被駆動対象の振動状態をシミュレー
ションした結果を示すグラフである。
ションした結果を示すグラフである。
【図５】従来のスタッカの模式図である。
【図６】図５に示すモータを駆動する制御系のブロック
図である。
図である。
【図７】図６に示す制御系の制御動作を示すブロック線
図である。
図である。
【図８】図７に示す制御に基づく被駆動対象の振動状態
をシミュレーションした結果を示すグラフである。
をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図９】図６に示す制御系の制御動作を示す他のブロッ
ク線図である。
ク線図である。
１ 台車 ３ モータ ５ ポール 11 位置指令器 12,12a 制御器 14 位置センサ 15 速度センサ 20 オブザーバ
Claims (2)
- 【請求項１】 弾性に起因する外乱が作用する台車をモ
ータで走行させて到達させるべき目標位置を示す距離値
から、前記モータの回転角度を前記台車の走行距離に換
算した換算値を減算することによりモータへ与える目標
電流を定め、モータの駆動を制御するモータ駆動制御方
法において、 前記距離値及び前記換算値に基づき前記外乱を演算で求
めるステップと、このステップで求めた外乱により前記
目標電流を補正するステップとを備えたことを特徴とす
るモータ駆動制御方法。 - 【請求項２】 弾性に起因する外乱が作用する台車をモ
ータで走行させて到達させるべき目標位置を示す距離値
から、前記モータの回転角度を前記台車の走行距離に換
算した換算値を減算することによりモータへ与える目標
電流を定め、モータの駆動を制御するモータ駆動制御装
置において、 前記距離値及び前記換算値に基づき前記外乱を求める演
算手段と、 該演算手段で求めた外乱で前記目標電流を補正する手段
とを備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7111940A JPH08308277A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | モータ駆動制御方法及びモータ駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7111940A JPH08308277A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | モータ駆動制御方法及びモータ駆動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08308277A true JPH08308277A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14573962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7111940A Pending JPH08308277A (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | モータ駆動制御方法及びモータ駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08308277A (ja) |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP7111940A patent/JPH08308277A/ja active Pending
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