JPH089671A - サーボモータの電流オフセット推定方式及び電流オフセット補償方式 - Google Patents
サーボモータの電流オフセット推定方式及び電流オフセット補償方式Info
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- JPH089671A JPH089671A JP6158263A JP15826394A JPH089671A JP H089671 A JPH089671 A JP H089671A JP 6158263 A JP6158263 A JP 6158263A JP 15826394 A JP15826394 A JP 15826394A JP H089671 A JPH089671 A JP H089671A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドリフトや非線形性に対応した電流オフセッ
トを推定することができるサーボモータの電流オフセッ
ト推定方式を提供し、該電流オフセットによるオフセッ
ト補償を行うことができるサーボモータの電流オフセッ
ト補償方式を提供する。 【構成】 交流電動機の制御において、一定速度制御を
行うトルクコマンドＴ（θ）と電気角θに対応した値
（ｓｉｎθ，ｃｏｓθ）との乗算値（Ｔ（θ）・ｓｉｎ
θ，Ｔ（θ）・ｃｏｓθ）を電気角θで一周期分積分
し、該積分値ａ，ｂを基に各相の電流検出系のオフセッ
トＩｏｒ，Ｉｏｓを推定し、検出された電流値から前記
オフセットＩｏｒ，Ｉｏｓを差し引いて電流フィードバ
ックを行うことによりサーボモータの電流オフセット補
償を行う。
トを推定することができるサーボモータの電流オフセッ
ト推定方式を提供し、該電流オフセットによるオフセッ
ト補償を行うことができるサーボモータの電流オフセッ
ト補償方式を提供する。 【構成】 交流電動機の制御において、一定速度制御を
行うトルクコマンドＴ（θ）と電気角θに対応した値
（ｓｉｎθ，ｃｏｓθ）との乗算値（Ｔ（θ）・ｓｉｎ
θ，Ｔ（θ）・ｃｏｓθ）を電気角θで一周期分積分
し、該積分値ａ，ｂを基に各相の電流検出系のオフセッ
トＩｏｒ，Ｉｏｓを推定し、検出された電流値から前記
オフセットＩｏｒ，Ｉｏｓを差し引いて電流フィードバ
ックを行うことによりサーボモータの電流オフセット補
償を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータに関し、
特に、ＡＣサーボモータの電流検出系に存在するオフセ
ットの推定方式、及び該推定オフセットによりオフセッ
ト補償を行うサーボモータの電流オフセット補償方式方
式に関する。
特に、ＡＣサーボモータの電流検出系に存在するオフセ
ットの推定方式、及び該推定オフセットによりオフセッ
ト補償を行うサーボモータの電流オフセット補償方式方
式に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の送り軸やロボットのアーム等
の駆動には、ＡＣサーボモータ等の交流電動機が使用さ
れている。図２は、３相交流電動機の電流制御部のブロ
ック図である。図２において、１は位相補正回路、２
Ｒ，２Ｓ，２ＴはＲ相，Ｓ相，Ｔ相の電流ループであ
り、ＩＰ（積分制御）によって電流制御が行われてい
る。３は電流ループの積分要素であり、Ｋ１は積分ゲイ
ン、４は比例要素でＫ２は比例ゲインである。また、要
素５は電動機の伝達関数の項であり、Ｒは巻線の抵抗、
Ｌは巻線インダクタンスである。なお、図２には、Ｒ相
の電流ループのみを詳細に示し、その他のＳ相，Ｔ相の
電流ループはＲ相の電流ループと同様であるので、省略
して図示している。速度ループ等から出力される電流指
令Ｉに対して、位相補正回路１はロータの電気角位置
α、及び電動機の速度フィードバック値ｆｖから各相の
電流指令ＩＲ，ＩＳ，ＩＴを求め出力する。すなわち、
ロータの電気角位置αに電動機の速度に応じて位相進み
量（角）βを加算し、その角度の２π／３位相差のある
正弦波信号を電流指令Ｉに乗じて各相の電流指令を出力
する。例えば、ＩＲ＝Ｉ・ｓｉｎ（α＋β），ＩＳ＝Ｉ
・ｓｉｎ〔α＋β＋（２π／３）〕，ＩＴ＝Ｉ・ｓｉｎ
〔α＋β−（２π／３）〕のＲ相，Ｓ相，Ｔ相の電流指
令を出力する。
の駆動には、ＡＣサーボモータ等の交流電動機が使用さ
れている。図２は、３相交流電動機の電流制御部のブロ
ック図である。図２において、１は位相補正回路、２
Ｒ，２Ｓ，２ＴはＲ相，Ｓ相，Ｔ相の電流ループであ
り、ＩＰ（積分制御）によって電流制御が行われてい
る。３は電流ループの積分要素であり、Ｋ１は積分ゲイ
ン、４は比例要素でＫ２は比例ゲインである。また、要
素５は電動機の伝達関数の項であり、Ｒは巻線の抵抗、
Ｌは巻線インダクタンスである。なお、図２には、Ｒ相
の電流ループのみを詳細に示し、その他のＳ相，Ｔ相の
電流ループはＲ相の電流ループと同様であるので、省略
して図示している。速度ループ等から出力される電流指
令Ｉに対して、位相補正回路１はロータの電気角位置
α、及び電動機の速度フィードバック値ｆｖから各相の
電流指令ＩＲ，ＩＳ，ＩＴを求め出力する。すなわち、
ロータの電気角位置αに電動機の速度に応じて位相進み
量（角）βを加算し、その角度の２π／３位相差のある
正弦波信号を電流指令Ｉに乗じて各相の電流指令を出力
する。例えば、ＩＲ＝Ｉ・ｓｉｎ（α＋β），ＩＳ＝Ｉ
・ｓｉｎ〔α＋β＋（２π／３）〕，ＩＴ＝Ｉ・ｓｉｎ
〔α＋β−（２π／３）〕のＲ相，Ｓ相，Ｔ相の電流指
令を出力する。
【０００３】電流ループの動作をＲ相について説明する
と、Ｒ相の電流指令ＩＲから電流検出等で検出されたＲ
相の実電流のフィードバック値ｆＲＩを減じて電流偏差
を求め、この電流偏差を積分して積分ゲインＫ１を乗じ
（要素３）、得られた値からフィードバック値ｆＲＩに
比例ゲインＫ２を乗じた（要素４）値を減じてＰＷＭ指
令を求め、このＰＷＭ指令でＰＷＭ処理を行い電動機を
駆動する。なお、Ｓ相，Ｔ相の電流ループ処理も同様で
ある。したがって、この各相の電流ループは、電流指令
と検出した実電流であるフィードバック値が等しくなる
ように制御を行っている。このフィードバック値を求め
るための電流検出系には、直流分のオフセットが存在す
る場合がある。この電流検出系における直流オフセット
は、電動機の動作に無関係であって電流検出系のみにか
かわるオフセット分であり、電動機が停止状態にあって
も検出されるノイズ分である。
と、Ｒ相の電流指令ＩＲから電流検出等で検出されたＲ
相の実電流のフィードバック値ｆＲＩを減じて電流偏差
を求め、この電流偏差を積分して積分ゲインＫ１を乗じ
（要素３）、得られた値からフィードバック値ｆＲＩに
比例ゲインＫ２を乗じた（要素４）値を減じてＰＷＭ指
令を求め、このＰＷＭ指令でＰＷＭ処理を行い電動機を
駆動する。なお、Ｓ相，Ｔ相の電流ループ処理も同様で
ある。したがって、この各相の電流ループは、電流指令
と検出した実電流であるフィードバック値が等しくなる
ように制御を行っている。このフィードバック値を求め
るための電流検出系には、直流分のオフセットが存在す
る場合がある。この電流検出系における直流オフセット
は、電動機の動作に無関係であって電流検出系のみにか
かわるオフセット分であり、電動機が停止状態にあって
も検出されるノイズ分である。
【０００４】例えば、３相の交流電動機の各相をＲ相，
Ｓ相，Ｔ相とし、この内のＲ相及びＳ相の電流検出を行
う場合、Ｒ相のオフセットをＩｏｒとし、Ｓ相のオフセ
ットをＩｏｓとし、また、Ｒ相のロータ位相をθとする
と、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の電流指令Ｔｃｍｄ（Ｒ），Ｔｃ
ｍｄ（Ｓ），Ｔｃｍｄ（Ｔ）は、一定振幅の電流指令Ｉ
0 に対して、それぞれ以下の式によって表される。 Ｔｃｍｄ（Ｒ）＝Ｉ0 ・ｓｉｎθ …（１） Ｔｃｍｄ（Ｓ）＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ＋２π／３） …（２） Ｔｃｍｄ（Ｔ）＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ−２π／３） …（３） このとき、各相の電流指令と電流検出系で検出される電
流フィードバックｆＩが等しくなるように制御が行われ
ると、各相において実際に流れる実電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉ
ｔは、それぞれ以下の式によって表される。 Ｉｒ＝Ｉ0 ・ｓｉｎθ−Ｉｏｒ …（４） Ｉｓ＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ＋２π／３）−Ｉｏｓ …（５） Ｉｔ＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ−２π／３）＋（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ） …（６） したがって、このときモータが発生するトルクＴは、以
下の式により表される。 Ｔ＝Ｂｌ・ｓｉｎθ・Ｉｒ＋Ｂｌ・ｓｉｎ（θ＋２π／３）・Ｉｓ ＋Ｂｌ・ｓｉｎ（θ−２π／３）・Ｉｔ ＝Ｂｌ・｛３Ｉ0 ／２ −Ｉｏｒ・ｓｉｎθ −Ｉｏｓ・ｓｉｎ（θ＋２π／３） ＋（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ）・ｓｉｎ（θ−２π／３）｝…（７） ＝Ｂｌ・｛３Ｉ0 ／２ ＋３Ｉｏｒ・ｓｉｎθ／２ ＋（３1/2 Ｉｏｓ＋３1/2 Ｉｏｒ／２）・ｃｏｓθ｝…（８） 上記式（７），（８）において、第１項目の（３Ｉ0 ／
２）は交流電動機が本来出力すべきトルクであり、残り
の項は電気角θに依存して変化する脈動分であり、電気
角の一回転に対して一回発生するトルクリップルとな
る。
Ｓ相，Ｔ相とし、この内のＲ相及びＳ相の電流検出を行
う場合、Ｒ相のオフセットをＩｏｒとし、Ｓ相のオフセ
ットをＩｏｓとし、また、Ｒ相のロータ位相をθとする
と、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の電流指令Ｔｃｍｄ（Ｒ），Ｔｃ
ｍｄ（Ｓ），Ｔｃｍｄ（Ｔ）は、一定振幅の電流指令Ｉ
0 に対して、それぞれ以下の式によって表される。 Ｔｃｍｄ（Ｒ）＝Ｉ0 ・ｓｉｎθ …（１） Ｔｃｍｄ（Ｓ）＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ＋２π／３） …（２） Ｔｃｍｄ（Ｔ）＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ−２π／３） …（３） このとき、各相の電流指令と電流検出系で検出される電
流フィードバックｆＩが等しくなるように制御が行われ
ると、各相において実際に流れる実電流Ｉｒ，Ｉｓ，Ｉ
ｔは、それぞれ以下の式によって表される。 Ｉｒ＝Ｉ0 ・ｓｉｎθ−Ｉｏｒ …（４） Ｉｓ＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ＋２π／３）−Ｉｏｓ …（５） Ｉｔ＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（θ−２π／３）＋（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ） …（６） したがって、このときモータが発生するトルクＴは、以
下の式により表される。 Ｔ＝Ｂｌ・ｓｉｎθ・Ｉｒ＋Ｂｌ・ｓｉｎ（θ＋２π／３）・Ｉｓ ＋Ｂｌ・ｓｉｎ（θ−２π／３）・Ｉｔ ＝Ｂｌ・｛３Ｉ0 ／２ −Ｉｏｒ・ｓｉｎθ −Ｉｏｓ・ｓｉｎ（θ＋２π／３） ＋（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ）・ｓｉｎ（θ−２π／３）｝…（７） ＝Ｂｌ・｛３Ｉ0 ／２ ＋３Ｉｏｒ・ｓｉｎθ／２ ＋（３1/2 Ｉｏｓ＋３1/2 Ｉｏｒ／２）・ｃｏｓθ｝…（８） 上記式（７），（８）において、第１項目の（３Ｉ0 ／
２）は交流電動機が本来出力すべきトルクであり、残り
の項は電気角θに依存して変化する脈動分であり、電気
角の一回転に対して一回発生するトルクリップルとな
る。
【０００５】なお、上記式において、Ｂはモータの磁束
密度であり、ｌはモータのコイル長である。従来、この
電流検出系におけるオフセットを補償するために、電源
投入時等の非常停止中においてモータに電流が全く流れ
ないオープンな状態において、電流検出用のＡ／Ｄ変換
器７から出力される値を電流検出系におけるオフセット
量であるとして求め、電流制御時には、検出された電流
値からこのオフセットを差し引いて電流フィードバック
としている。
密度であり、ｌはモータのコイル長である。従来、この
電流検出系におけるオフセットを補償するために、電源
投入時等の非常停止中においてモータに電流が全く流れ
ないオープンな状態において、電流検出用のＡ／Ｄ変換
器７から出力される値を電流検出系におけるオフセット
量であるとして求め、電流制御時には、検出された電流
値からこのオフセットを差し引いて電流フィードバック
としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のサーボモータの
オフセット検出及びオフセット補償においては、（ａ）
温度変化等によるドリフトに対処できない、（ｂ）電流
検出系の持つ非線型性に対応できないという問題点があ
る。つまり、通常オフセット量は、例えば温度等の変化
に応じて変動するのに対し、従来のオフセット量は非常
停止時においてのみ求めた一定値としているため、温度
変化等のドリフトに対応することができず、正確なオフ
セット補償を保証することができない。また、通常電流
検出系には非線型性があり、オフセット量として求める
非常停止状態での検出出力と、実際に電流が流れている
場合のオフセット量とは一致しない場合がある。そこ
で、本発明は前記した従来のサーボモータのオフセット
検出の問題点を解決して、ドリフトや非線形性に対応し
た電流オフセットを推定することができるサーボモータ
の電流オフセット推定方式を提供することを目的とす
る。また、本発明は前記した従来のサーボモータのオフ
セット補償の問題点を解決して、ドリフトや非線形性に
対応したオフセット補償を行うことができるサーボモー
タの電流オフセット補償方式を提供することを目的とす
る。
オフセット検出及びオフセット補償においては、（ａ）
温度変化等によるドリフトに対処できない、（ｂ）電流
検出系の持つ非線型性に対応できないという問題点があ
る。つまり、通常オフセット量は、例えば温度等の変化
に応じて変動するのに対し、従来のオフセット量は非常
停止時においてのみ求めた一定値としているため、温度
変化等のドリフトに対応することができず、正確なオフ
セット補償を保証することができない。また、通常電流
検出系には非線型性があり、オフセット量として求める
非常停止状態での検出出力と、実際に電流が流れている
場合のオフセット量とは一致しない場合がある。そこ
で、本発明は前記した従来のサーボモータのオフセット
検出の問題点を解決して、ドリフトや非線形性に対応し
た電流オフセットを推定することができるサーボモータ
の電流オフセット推定方式を提供することを目的とす
る。また、本発明は前記した従来のサーボモータのオフ
セット補償の問題点を解決して、ドリフトや非線形性に
対応したオフセット補償を行うことができるサーボモー
タの電流オフセット補償方式を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電動機の
制御において、一定速度制御を行うトルクコマンドと電
気角に対応した値との乗算値を電気角で一周期分積分
し、該積分値を基に各相の電流検出系のオフセットを求
めて、サーボモータの電流オフセットを推定することに
より、前記目的を達成するサーボモータの電流オフセッ
ト推定方式を提供することができる。本発明のオフセッ
ト推定方式においては、加減速を行わず一定速度が得ら
れるよう交流電動機の制御を行う場合におけるサーボモ
ータの電流オフセットを推定するものである。そして、
一定速度が得られるよう交流電動機の制御を行う場合に
得られる各電気角θ毎のトルクコマンドＴ（θ）と、該
電気角θに対応したｓｉｎθ，ｃｏｓθとの乗算値Ｔ
（θ）・ｓｉｎθ，及びＴ（θ）・ｃｏｓθを、電気角
θで一周期分積分し、該積分値を基に各相の電流検出系
のオフセットを推定する。
制御において、一定速度制御を行うトルクコマンドと電
気角に対応した値との乗算値を電気角で一周期分積分
し、該積分値を基に各相の電流検出系のオフセットを求
めて、サーボモータの電流オフセットを推定することに
より、前記目的を達成するサーボモータの電流オフセッ
ト推定方式を提供することができる。本発明のオフセッ
ト推定方式においては、加減速を行わず一定速度が得ら
れるよう交流電動機の制御を行う場合におけるサーボモ
ータの電流オフセットを推定するものである。そして、
一定速度が得られるよう交流電動機の制御を行う場合に
得られる各電気角θ毎のトルクコマンドＴ（θ）と、該
電気角θに対応したｓｉｎθ，ｃｏｓθとの乗算値Ｔ
（θ）・ｓｉｎθ，及びＴ（θ）・ｃｏｓθを、電気角
θで一周期分積分し、該積分値を基に各相の電流検出系
のオフセットを推定する。
【０００８】また、本発明は、交流電動機の制御におい
て、一定速度制御を行うトルクコマンドと電気角に対応
した値との乗算値を電気角で一周期分積分し、該積分値
を基に各相の電流検出系のオフセットを推定し、検出さ
れた電流値から前記オフセットを差し引いて電流フィー
ドバックを行うことにより、前記目的を達成するサーボ
モータの電流オフセット補償方式を提供することができ
る。本発明のオフセット補償方式においては、加減速を
行わず一定速度が得られるよう交流電動機の制御を行う
場合におけるサーボモータの電流オフセットを推定し、
該推定オフセットによりオフセット補償を行うものであ
る。そして、一定速度が得られるよう交流電動機の制御
を行う場合に得られる各電気角θ毎のトルクコマンドＴ
（θ）と電気角θに対応したｓｉｎθ，ｃｏｓθとの乗
算値Ｔ（θ）・ｓｉｎθ，及びＴ（θ）・ｃｏｓθを、
電気角θで一周期分積分し、該積分値を基に各相の電流
検出系のオフセットを推定し、検出された電流値から前
記オフセットを差し引いて電流フィードバックを行って
サーボモータの電流オフセット補償を行う。
て、一定速度制御を行うトルクコマンドと電気角に対応
した値との乗算値を電気角で一周期分積分し、該積分値
を基に各相の電流検出系のオフセットを推定し、検出さ
れた電流値から前記オフセットを差し引いて電流フィー
ドバックを行うことにより、前記目的を達成するサーボ
モータの電流オフセット補償方式を提供することができ
る。本発明のオフセット補償方式においては、加減速を
行わず一定速度が得られるよう交流電動機の制御を行う
場合におけるサーボモータの電流オフセットを推定し、
該推定オフセットによりオフセット補償を行うものであ
る。そして、一定速度が得られるよう交流電動機の制御
を行う場合に得られる各電気角θ毎のトルクコマンドＴ
（θ）と電気角θに対応したｓｉｎθ，ｃｏｓθとの乗
算値Ｔ（θ）・ｓｉｎθ，及びＴ（θ）・ｃｏｓθを、
電気角θで一周期分積分し、該積分値を基に各相の電流
検出系のオフセットを推定し、検出された電流値から前
記オフセットを差し引いて電流フィードバックを行って
サーボモータの電流オフセット補償を行う。
【０００９】
【作用】本発明は、サーボモータにおいて、前記したよ
うに、例えば、３相の交流電動機の各相をＲ相，Ｓ相，
Ｔ相とし、この内のＲ相及びＳ相の電流検出を行う場
合、Ｒ相のオフセットをＩｏｒとし、Ｓ相のオフセット
をＩｏｓとし、また、Ｒ相のロータ位相をθとすると、
Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の電流指令Ｔｃｍｄ（Ｒ），Ｔｃｍｄ
（Ｓ），Ｔｃｍｄ（Ｔ）は、一定振幅の電流指令Ｉ0 に
対して、それぞれ前記式（１）〜（３）で表される。そ
して、このとき、各相の電流指令と電流検出系で検出さ
れる電流フィードバックｆＩが等しくなるように制御を
行うと、各相において実際に流れる実電流Ｉｒ，Ｉｓ，
Ｉｔは、それぞれ前記式（４）〜（６）によって表さ
れ、このときモータが発生するトルクＴは、前記式
（７），（８）により表される。このとき、加減速を行
わずに一定の速度が得られるよう制御を行う場合には、
トルクコマンドＴ0 （θ）として、次式（９）が発生す
る。
うに、例えば、３相の交流電動機の各相をＲ相，Ｓ相，
Ｔ相とし、この内のＲ相及びＳ相の電流検出を行う場
合、Ｒ相のオフセットをＩｏｒとし、Ｓ相のオフセット
をＩｏｓとし、また、Ｒ相のロータ位相をθとすると、
Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の電流指令Ｔｃｍｄ（Ｒ），Ｔｃｍｄ
（Ｓ），Ｔｃｍｄ（Ｔ）は、一定振幅の電流指令Ｉ0 に
対して、それぞれ前記式（１）〜（３）で表される。そ
して、このとき、各相の電流指令と電流検出系で検出さ
れる電流フィードバックｆＩが等しくなるように制御を
行うと、各相において実際に流れる実電流Ｉｒ，Ｉｓ，
Ｉｔは、それぞれ前記式（４）〜（６）によって表さ
れ、このときモータが発生するトルクＴは、前記式
（７），（８）により表される。このとき、加減速を行
わずに一定の速度が得られるよう制御を行う場合には、
トルクコマンドＴ0 （θ）として、次式（９）が発生す
る。
【００１０】 Ｔ0 （θ）＝−（Ｂｌ／Ｋｔ）・｛（３／２）・Ｉｏｒ・ｓｉｎθ＋（３1/2 ・Ｉｏｓ＋（３1/2 ／２）・ｃｏｓθ｝＋（３Ｂｌ／２ｋｔ）・ Ｉ0 ） …（９） なお、Ｋｔはトルク定数であり、前記一定の速度は、速
度ループが対応できる帯域内の速度である。この各電気
角θに対するトルクコマンドＴ0 （θ）に、電気角θに
対応した値ｓｉｎθ及びｃｏｓθを乗算して、電気角θ
の一周期分で積分すると、それぞれ以下の式（１０）及
び（１１）で表される積分値ａ及びｂが得られる。 ａ＝∫Ｔ0 （θ）・ｓｉｎθｄθ ＝−（Ｂｌ／Ｋｔ）・π・（３／２）・Ｉｏｒ …（１０） ｂ＝∫Ｔ0 （θ）・ｃｏｓθｄθ ＝−（Ｂｌ／Ｋｔ）・π・｛３1/2 ・Ｉｏｓ＋（３1/2 ／２）・Ｉｏｒ｝ …（１１） なお、上記積分の積分範囲はθが０から２πの角度範囲
である。
度ループが対応できる帯域内の速度である。この各電気
角θに対するトルクコマンドＴ0 （θ）に、電気角θに
対応した値ｓｉｎθ及びｃｏｓθを乗算して、電気角θ
の一周期分で積分すると、それぞれ以下の式（１０）及
び（１１）で表される積分値ａ及びｂが得られる。 ａ＝∫Ｔ0 （θ）・ｓｉｎθｄθ ＝−（Ｂｌ／Ｋｔ）・π・（３／２）・Ｉｏｒ …（１０） ｂ＝∫Ｔ0 （θ）・ｃｏｓθｄθ ＝−（Ｂｌ／Ｋｔ）・π・｛３1/2 ・Ｉｏｓ＋（３1/2 ／２）・Ｉｏｒ｝ …（１１） なお、上記積分の積分範囲はθが０から２πの角度範囲
である。
【００１１】この積分値ａ及びｂの値を用いて、オフセ
ット電流Ｉｏｒ及び電流Ｉｏｓを表すと、それぞれ以下
の式となる。 Ｉｏｒ＝−ａ・（Ｋｔ／Ｂｌ）・（２／３π） …（１２） ＝−ａ／π …（１３） Ｉｏｓ＝−（ｂ−ａ／３1/2 ）・（Ｋｔ／Ｂｌ）・（１／π）…（１４） ＝−（３／２）・（１／π）・（ｂ−ａ／３1/2 ） …（１５） また、Ｉｏｔは−（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ）により求めること
ができる。なお、前記式（１３），（１４）では、トル
ク定数Ｋｔ＝（３／２）・Ｂｌとしている。したがっ
て、トルクコマンドＴ0 （θ）と電気角θとを入力し、
このトルクコマンドＴ0 （θ）と電気角θに対応したｓ
ｉｎθ及びコマンド値との乗算値を電気角で一周期分積
分して積分値ａ及びｂを求め、この積分値ａ及びｂを基
にして各相の電流検出系のオフセットＩｏｒ，Ｉｏｓ及
びＩｏｔを推定することができる。さらに、電流検出系
で検出される電流フィードバックｆＩから、前記推定に
より求めたＩｏｒ，Ｉｏｓ及びＩｏｔを減算してオフセ
ット補償した電流フィードバック値を求めてサーボモー
タの電流オフセット補償を行い、この電流フィードバッ
ク値と各相の電流指令とが等しくなるように制御が行
う。
ット電流Ｉｏｒ及び電流Ｉｏｓを表すと、それぞれ以下
の式となる。 Ｉｏｒ＝−ａ・（Ｋｔ／Ｂｌ）・（２／３π） …（１２） ＝−ａ／π …（１３） Ｉｏｓ＝−（ｂ−ａ／３1/2 ）・（Ｋｔ／Ｂｌ）・（１／π）…（１４） ＝−（３／２）・（１／π）・（ｂ−ａ／３1/2 ） …（１５） また、Ｉｏｔは−（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ）により求めること
ができる。なお、前記式（１３），（１４）では、トル
ク定数Ｋｔ＝（３／２）・Ｂｌとしている。したがっ
て、トルクコマンドＴ0 （θ）と電気角θとを入力し、
このトルクコマンドＴ0 （θ）と電気角θに対応したｓ
ｉｎθ及びコマンド値との乗算値を電気角で一周期分積
分して積分値ａ及びｂを求め、この積分値ａ及びｂを基
にして各相の電流検出系のオフセットＩｏｒ，Ｉｏｓ及
びＩｏｔを推定することができる。さらに、電流検出系
で検出される電流フィードバックｆＩから、前記推定に
より求めたＩｏｒ，Ｉｏｓ及びＩｏｔを減算してオフセ
ット補償した電流フィードバック値を求めてサーボモー
タの電流オフセット補償を行い、この電流フィードバッ
ク値と各相の電流指令とが等しくなるように制御が行
う。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。 （本発明を実施するための構成例）図３は本発明を適用
したサーボモータ制御系のブロック図である。このサー
ボモータ制御系の構成は、従来のディジタルサーボ制御
を行う装置と同様であるので、概略のみ示している。図
３において、２０はコンピュータを内蔵した数値制御装
置（ＣＮＣ）、２１は共有ＲＡＭ、２２はプロセッサ
（ＣＰＵ），ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するディジタルサー
ボ回路、２３とトランジスタインバータ等の電力増幅
器、２４はＡＣサーボモータ、２５はサーボモータの回
転とともにパルスを発生するエンコーダ及びロータ位相
を検出するロータ位置検出器である。
細に説明する。 （本発明を実施するための構成例）図３は本発明を適用
したサーボモータ制御系のブロック図である。このサー
ボモータ制御系の構成は、従来のディジタルサーボ制御
を行う装置と同様であるので、概略のみ示している。図
３において、２０はコンピュータを内蔵した数値制御装
置（ＣＮＣ）、２１は共有ＲＡＭ、２２はプロセッサ
（ＣＰＵ），ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するディジタルサー
ボ回路、２３とトランジスタインバータ等の電力増幅
器、２４はＡＣサーボモータ、２５はサーボモータの回
転とともにパルスを発生するエンコーダ及びロータ位相
を検出するロータ位置検出器である。
【００１３】上記ディジタルサーボ回路２２のプロセッ
サは、数値制御装置（ＣＮＣ）２０から指令された位置
指令若しくは速度指令を共有ＲＡＭ２１を介して読み取
り、位置ループ処理、及び速度ループ処理を行う。ま
た、図２は、前記したように３相交流電動機の電流制御
部のブロック図であり、図において、１は位相補正回
路、２Ｒ，２Ｓ，２ＴはＩＰ（積分制御）によって電流
制御が行うＲ相，Ｓ相，Ｔ相の電流ループであり、３は
電流ループの積分要素であり、Ｋ１は積分ゲイン、４は
比例要素でＫ２は比例ゲインであり、要素５は電動機の
伝達関数の項であり、６は電流検出部であり、７はアナ
ログ検出電流をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器で
あり、８はオフセット補償の項である。なお、図２に
は、Ｒ相の電流ループのみを詳細に示し、その他のＳ
相，Ｔ相の電流ループはＲ相の電流ループと同様である
ので、省略して図示している。
サは、数値制御装置（ＣＮＣ）２０から指令された位置
指令若しくは速度指令を共有ＲＡＭ２１を介して読み取
り、位置ループ処理、及び速度ループ処理を行う。ま
た、図２は、前記したように３相交流電動機の電流制御
部のブロック図であり、図において、１は位相補正回
路、２Ｒ，２Ｓ，２ＴはＩＰ（積分制御）によって電流
制御が行うＲ相，Ｓ相，Ｔ相の電流ループであり、３は
電流ループの積分要素であり、Ｋ１は積分ゲイン、４は
比例要素でＫ２は比例ゲインであり、要素５は電動機の
伝達関数の項であり、６は電流検出部であり、７はアナ
ログ検出電流をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器で
あり、８はオフセット補償の項である。なお、図２に
は、Ｒ相の電流ループのみを詳細に示し、その他のＳ
相，Ｔ相の電流ループはＲ相の電流ループと同様である
ので、省略して図示している。
【００１４】（本発明の実施例の作用）次に、本発明の
実施例の作用について、図１のフローチャートを用いて
説明する。なお、図１のフローチャートでは、一定速度
の回転中における速度ループ毎の処理を示しており、ス
テップＳの符号に従って説明する。このフローチャート
において、ＦＬＡＧ１はサーボモータの電流オフセット
推定を開始するか否かを示すフラグであり、ＦＬＡＧ１
を「０」にセットすることによりサーボモータの電流オ
フセット推定及びオフセット補償を開始する。
実施例の作用について、図１のフローチャートを用いて
説明する。なお、図１のフローチャートでは、一定速度
の回転中における速度ループ毎の処理を示しており、ス
テップＳの符号に従って説明する。このフローチャート
において、ＦＬＡＧ１はサーボモータの電流オフセット
推定を開始するか否かを示すフラグであり、ＦＬＡＧ１
を「０」にセットすることによりサーボモータの電流オ
フセット推定及びオフセット補償を開始する。
【００１５】そこで、サーボモータの電流オフセット推
定を行う場合には、あらかじめ別のルーチンにおいてＦ
ＬＡＧ１を「０」にセットしておく。また、ＦＬＡＧ２
はサーボモータの電流オフセット推定及びオフセット補
償を終了させるためのフラグである。
定を行う場合には、あらかじめ別のルーチンにおいてＦ
ＬＡＧ１を「０」にセットしておく。また、ＦＬＡＧ２
はサーボモータの電流オフセット推定及びオフセット補
償を終了させるためのフラグである。
【００１６】ステップＳ１：はじめに、ＦＬＡＧ１が
「１」か否かの判定を行う。サーボモータの電流オフセ
ット推定を行う場合、別のルーチンにおいてあらかじめ
ＦＬＡＧ１を「０」にセットする。そのため、サーボモ
ータの電流オフセット推定開始時には、ＦＬＡＧ１は
「０」であり、この判定によりステップＳ２に進む。サ
ーボモータの電流オフセット推定の開始後には、ステッ
プＳ２においてＦＬＡＧ１は「１」にセットされるた
め、ステップＳ３以降のサーボモータの電流オフセット
推定の処理に進むことになる。 ステップＳ２：この工程では、サーボモータの電流オフ
セット推定の開始に先立って、各数値を初期値にセット
する。この工程で初期値にセットする値としては、前記
式（１０），（１１）で表される値である、各電気角θ
に対するトルクコマンドＴ0 （θ）に、電気角θに対応
した値ｓｉｎθ及びｃｏｓθを乗算し、電気角θの一周
期分で積分した値ａ及びｂと、該積分を離散系で行うた
めに速度ループの回数を計数するカウイト値ＣＮＴと、
ＦＬＡＧ１及びＦＬＡＧ２であり、ａ，ｂ，ＣＮＴ，及
びＦＬＡＧ２は「０」にセットし、ＦＬＡＧ１は「１」
にセットする。ＦＬＡＧ１を「１」にセットすることに
より以降の速度ループではステップＳ１を介してステッ
プＳ３〜ステップＳ９の処理が行われる。
「１」か否かの判定を行う。サーボモータの電流オフセ
ット推定を行う場合、別のルーチンにおいてあらかじめ
ＦＬＡＧ１を「０」にセットする。そのため、サーボモ
ータの電流オフセット推定開始時には、ＦＬＡＧ１は
「０」であり、この判定によりステップＳ２に進む。サ
ーボモータの電流オフセット推定の開始後には、ステッ
プＳ２においてＦＬＡＧ１は「１」にセットされるた
め、ステップＳ３以降のサーボモータの電流オフセット
推定の処理に進むことになる。 ステップＳ２：この工程では、サーボモータの電流オフ
セット推定の開始に先立って、各数値を初期値にセット
する。この工程で初期値にセットする値としては、前記
式（１０），（１１）で表される値である、各電気角θ
に対するトルクコマンドＴ0 （θ）に、電気角θに対応
した値ｓｉｎθ及びｃｏｓθを乗算し、電気角θの一周
期分で積分した値ａ及びｂと、該積分を離散系で行うた
めに速度ループの回数を計数するカウイト値ＣＮＴと、
ＦＬＡＧ１及びＦＬＡＧ２であり、ａ，ｂ，ＣＮＴ，及
びＦＬＡＧ２は「０」にセットし、ＦＬＡＧ１は「１」
にセットする。ＦＬＡＧ１を「１」にセットすることに
より以降の速度ループではステップＳ１を介してステッ
プＳ３〜ステップＳ９の処理が行われる。
【００１７】ステップＳ３：この工程では、ＦＬＡＧ２
の内容を判定し、ＦＬＡＧ２が「１」にセットされてい
る場合には、サーボモータの電流オフセット推定の処理
を終了する。また、ＦＬＡＧ２が「０」にセットされて
いる場合には、ステップＳ４〜ステップＳ９のサーボモ
ータの電流オフセット推定の処理を行う。 ステップＳ４：トルクコマンドと電気角に対応した値と
の乗算値を電気角で一周期分積分するために、そのとき
の電気角θと、該電気角θに対応するトルクコマンドＴ
（θ）を読み込む。 ステップＳ５：前記式（１０）及び（１１）を離散系で
実施するために、前記ステップＳ４で読み込んだ電気角
θとトルクコマンドＴ（θ）を用いて、 ａ←ａ＋Ｔ（θ）・ｓｉｎθ …（１６） ｂ←ｂ＋Ｔ（θ）・ｃｏｓθ …（１７） の演算を行う。この演算ａ及びｂは、そのときの電気角
θまでの積分値を表している。
の内容を判定し、ＦＬＡＧ２が「１」にセットされてい
る場合には、サーボモータの電流オフセット推定の処理
を終了する。また、ＦＬＡＧ２が「０」にセットされて
いる場合には、ステップＳ４〜ステップＳ９のサーボモ
ータの電流オフセット推定の処理を行う。 ステップＳ４：トルクコマンドと電気角に対応した値と
の乗算値を電気角で一周期分積分するために、そのとき
の電気角θと、該電気角θに対応するトルクコマンドＴ
（θ）を読み込む。 ステップＳ５：前記式（１０）及び（１１）を離散系で
実施するために、前記ステップＳ４で読み込んだ電気角
θとトルクコマンドＴ（θ）を用いて、 ａ←ａ＋Ｔ（θ）・ｓｉｎθ …（１６） ｂ←ｂ＋Ｔ（θ）・ｃｏｓθ …（１７） の演算を行う。この演算ａ及びｂは、そのときの電気角
θまでの積分値を表している。
【００１８】ステップＳ６：次に、積分を離散系で行う
ために速度ループの回数を計数するカウイト値ＣＮＴの
値に「１」を加算する。この加算値は、前記ａ及びｂを
求める積分処理の積分過程を示すことになる。 ステップＳ７：前記ステップＳ６で加算して求めたカウ
イト値ＣＮＴが「Ｎ」であるかの判定を行う。この判定
における数「Ｎ」は、電気角で一周期分の積分を離散系
で行う場合の速度ループの回数であり、前記ステップＳ
５の演算を「Ｎ」の回数分行うことにより、離散系にお
いて電気角で一周期分の積分を行ったと同等の演算を行
うことになる。ＣＮＴが「Ｎ」に満たない場合には、次
の速度ループ処理においてステップＳ１，ステップＳ３
を経過後、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を行って
積分処理を続ける。また、ＣＮＴが「Ｎ」を満たし電気
角で一周期分の積分が終了した場合には、ステップＳ
８，ステップＳ９に進んで、オフセット量Ｉｏｒ，Ｉｏ
ｓ，及びＩｏｔを求め、オフセット補償を行う。
ために速度ループの回数を計数するカウイト値ＣＮＴの
値に「１」を加算する。この加算値は、前記ａ及びｂを
求める積分処理の積分過程を示すことになる。 ステップＳ７：前記ステップＳ６で加算して求めたカウ
イト値ＣＮＴが「Ｎ」であるかの判定を行う。この判定
における数「Ｎ」は、電気角で一周期分の積分を離散系
で行う場合の速度ループの回数であり、前記ステップＳ
５の演算を「Ｎ」の回数分行うことにより、離散系にお
いて電気角で一周期分の積分を行ったと同等の演算を行
うことになる。ＣＮＴが「Ｎ」に満たない場合には、次
の速度ループ処理においてステップＳ１，ステップＳ３
を経過後、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を行って
積分処理を続ける。また、ＣＮＴが「Ｎ」を満たし電気
角で一周期分の積分が終了した場合には、ステップＳ
８，ステップＳ９に進んで、オフセット量Ｉｏｒ，Ｉｏ
ｓ，及びＩｏｔを求め、オフセット補償を行う。
【００１９】ステップＳ８：前記式（１２）〜（１５）
の演算を行うことにより、オフセットＩｏｒ，Ｉｏｓを
求める。このＩｏｒ，Ｉｏｓは、離散系では次式（１
８），（１９）により表される。 Ｉｏｒ＝−２ａ／Ｎ …（１８） Ｉｏｓ＝−３ａ／｛Ｎ・（ｂ−ａ／３1/2 ）｝ …（１９） なお、Ｉｏｔは−（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ）により求めること
ができる。 ステップＳ９：電流検出系で検出される電流フィードバ
ックｆＩから、前記ステップＳ８により求めたＩｏｒ，
Ｉｏｓ及びＩｏｔを減算してオフセット補償した電流フ
ィードバック値を求めてサーボモータの電流オフセット
補償を行い、この電流フィードバック値と各相の電流指
令とが等しくなるように制御が行う。
の演算を行うことにより、オフセットＩｏｒ，Ｉｏｓを
求める。このＩｏｒ，Ｉｏｓは、離散系では次式（１
８），（１９）により表される。 Ｉｏｒ＝−２ａ／Ｎ …（１８） Ｉｏｓ＝−３ａ／｛Ｎ・（ｂ−ａ／３1/2 ）｝ …（１９） なお、Ｉｏｔは−（Ｉｏｒ＋Ｉｏｓ）により求めること
ができる。 ステップＳ９：電流検出系で検出される電流フィードバ
ックｆＩから、前記ステップＳ８により求めたＩｏｒ，
Ｉｏｓ及びＩｏｔを減算してオフセット補償した電流フ
ィードバック値を求めてサーボモータの電流オフセット
補償を行い、この電流フィードバック値と各相の電流指
令とが等しくなるように制御が行う。
【００２０】また、ＦＬＡＧ２に「１」をセットして、
オフセット推定及び電流オフセット補償の処理を終了す
る。
オフセット推定及び電流オフセット補償の処理を終了す
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドリフトや非線形性に対応した電流オフセットを推定す
ることができるサーボモータの電流オフセット推定方式
を提供することができる。また、本発明によれば、ドリ
フトや非線形性に対応したオフセット補償を行うことが
できるサーボモータの電流オフセット補償方式を提供す
ることができる。
ドリフトや非線形性に対応した電流オフセットを推定す
ることができるサーボモータの電流オフセット推定方式
を提供することができる。また、本発明によれば、ドリ
フトや非線形性に対応したオフセット補償を行うことが
できるサーボモータの電流オフセット補償方式を提供す
ることができる。
【図１】本発明の実施例のフローチャートである。
【図２】３相交流電動機の電流制御部のブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明を適用したサーボモータ制御系のブロッ
ク図である。
ク図である。
【符号の説明】 １ 位相補正回路 ２Ｒ，２Ｓ，２Ｔ 電流ループ ３ 積分要素 ４ 比例要素 ５ 電動機の伝達関数の項 ６ 電流検出部 ７ Ａ／Ｄ変換器 ８ オフセット補償の項
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 5/28 ３０３ Ｌ
Claims (4)
- 【請求項１】 交流電動機の制御において、一定速度制
御を行うトルクコマンドと電気角に対応した値との乗算
値を電気角で一周期分積分し、該積分値を基に各相の電
流検出系のオフセットを推定することを特徴とするサー
ボモータの電流オフセット推定方式。 - 【請求項２】 交流電動機の制御において、一定速度制
御を行うトルクコマンドＴ（θ）と電気角θに対応した
ｓｉｎθ，ｃｏｓθとの乗算値Ｔ（θ）・ｓｉｎθ，及
びＴ（θ）・ｃｏｓθを電気角θで一周期分積分し、該
積分値を基に各相の電流検出系のオフセットを推定する
ことを特徴とするサーボモータの電流オフセット推定方
式。 - 【請求項３】 交流電動機の制御において、一定速度制
御を行うトルクコマンドと電気角に対応した値との乗算
値を電気角で一周期分積分し、該積分値を基に各相の電
流検出系のオフセットを推定し、検出された電流値から
前記オフセットを差し引いて電流フィードバックを行う
ことを特徴とするサーボモータの電流オフセット補償方
式。 - 【請求項４】 交流電動機の制御において、一定速度制
御を行うトルクコマンドＴ（θ）と電気角θに対応した
ｓｉｎθ，ｃｏｓθとの乗算値Ｔ（θ）・ｓｉｎθ，及
びＴ（θ）・ｃｏｓθを電気角θで一周期分積分し、該
積分値を基に各相の電流検出系のオフセットを推定し、
検出された電流値から前記オフセットを差し引いて電流
フィードバックを行うことを特徴とするサーボモータの
電流オフセット補償方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158263A JPH089671A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | サーボモータの電流オフセット推定方式及び電流オフセット補償方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158263A JPH089671A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | サーボモータの電流オフセット推定方式及び電流オフセット補償方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH089671A true JPH089671A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15667800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158263A Withdrawn JPH089671A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | サーボモータの電流オフセット推定方式及び電流オフセット補償方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089671A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100425738B1 (ko) * | 2002-01-10 | 2004-04-01 | 엘지전자 주식회사 | 동기 릴럭턴스 모터의 센서리스 속도 제어방법 |
| US8115423B2 (en) | 2005-03-18 | 2012-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor driving system and controlling method of the same |
| JP2019221105A (ja) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | オークマ株式会社 | モータ駆動装置 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP6158263A patent/JPH089671A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100425738B1 (ko) * | 2002-01-10 | 2004-04-01 | 엘지전자 주식회사 | 동기 릴럭턴스 모터의 센서리스 속도 제어방법 |
| US8115423B2 (en) | 2005-03-18 | 2012-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor driving system and controlling method of the same |
| JP2019221105A (ja) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | オークマ株式会社 | モータ駆動装置 |
| US11190122B2 (en) | 2018-06-22 | 2021-11-30 | Okuma Corporation | Motor driving apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |