JPH09107693A - 回転モータの速度制御方法及びその装置 - Google Patents
回転モータの速度制御方法及びその装置Info
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- JPH09107693A JPH09107693A JP8166175A JP16617596A JPH09107693A JP H09107693 A JPH09107693 A JP H09107693A JP 8166175 A JP8166175 A JP 8166175A JP 16617596 A JP16617596 A JP 16617596A JP H09107693 A JPH09107693 A JP H09107693A
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/16—Controlling the angular speed of one shaft
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/34—Modelling or simulation for control purposes
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な計算過程を通して角速度と角位置の関
数形態に示される外乱を推定及び補償して速度制御特性
を向上させうる外乱の存する回転モータの速度制御方法
及びその装置を提供する。 【解決手段】 速度制御器と、電流制御器、モータ、速
度測定手段とから構成された一般の回転モータの速度制
御ループに速度命令と角位置情報そして速度制御器の出
力を入力され角速度と角位置の関数の外乱の影響を補正
する補正値を形成する学習補償器を含めて構成される。
本発明の学習補償器は速度制御ループが安定した状態で
速度制御器の出力を１周期貯蔵し、その値とそれ以前の
出力値から補正値を求める。よって、学習補償器で求め
た補正値を予め貯蔵し、追ってこれを用いて速度制御す
ることから簡単で効率よく速度制御が行える。
数形態に示される外乱を推定及び補償して速度制御特性
を向上させうる外乱の存する回転モータの速度制御方法
及びその装置を提供する。 【解決手段】 速度制御器と、電流制御器、モータ、速
度測定手段とから構成された一般の回転モータの速度制
御ループに速度命令と角位置情報そして速度制御器の出
力を入力され角速度と角位置の関数の外乱の影響を補正
する補正値を形成する学習補償器を含めて構成される。
本発明の学習補償器は速度制御ループが安定した状態で
速度制御器の出力を１周期貯蔵し、その値とそれ以前の
出力値から補正値を求める。よって、学習補償器で求め
た補正値を予め貯蔵し、追ってこれを用いて速度制御す
ることから簡単で効率よく速度制御が行える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＶＣＲなどに内蔵さ
れた回転モータの速度制御に係り、特に回転モータに加
えられる外乱を推定及び補償して速度制御特性を向上さ
せた回転モータの速度制御方法及びその装置に関する。
れた回転モータの速度制御に係り、特に回転モータに加
えられる外乱を推定及び補償して速度制御特性を向上さ
せた回転モータの速度制御方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、モータの制御において外乱が存
するのでモータの正確な制御がなされず制御誤差が生ず
ることになる。この場合、モータにより動作するＶＣＲ
などは正常的に動作できない。それで、通常観測器を用
いてモータの外乱トルクを推定することによりかかる外
乱を取り除く方法が使われてきた。この負荷外乱を抑え
る制御理論は現代制御理論で研究してきた。その一例を
図１に示した。
するのでモータの正確な制御がなされず制御誤差が生ず
ることになる。この場合、モータにより動作するＶＣＲ
などは正常的に動作できない。それで、通常観測器を用
いてモータの外乱トルクを推定することによりかかる外
乱を取り除く方法が使われてきた。この負荷外乱を抑え
る制御理論は現代制御理論で研究してきた。その一例を
図１に示した。
【０００３】図１は従来の外乱の存する回転モータの速
度制御装置を示した構成図である。図１の装置は“トル
ク観測器による直接駆動モータのトクルリップル自動補
償”（Ｎｏｂｕｙｕｋｉ Ｍａｔｓｕｉ， Ｔａｔｓｕ
ｏ Ｍａｋｉｎｏ，Ｈｉｒｏｋａｚｕ Ｓａｔｏｈ，
“Ａｕｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｒｑ
ｕｅ Ｒｉｐｐｌｅ ｏｆ Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｒｉｖｅ
Ｍｏｔｏｒ ｂｙ Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｂｓｅｒｖｅ
ｒ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１，
Ｊａｎｕａｒｙ／Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９３，ｐｐ１
８７−１９４）に記載されている。
度制御装置を示した構成図である。図１の装置は“トル
ク観測器による直接駆動モータのトクルリップル自動補
償”（Ｎｏｂｕｙｕｋｉ Ｍａｔｓｕｉ， Ｔａｔｓｕ
ｏ Ｍａｋｉｎｏ，Ｈｉｒｏｋａｚｕ Ｓａｔｏｈ，
“Ａｕｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｒｑ
ｕｅ Ｒｉｐｐｌｅ ｏｆ Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｒｉｖｅ
Ｍｏｔｏｒ ｂｙ Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｂｓｅｒｖｅ
ｒ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．１，
Ｊａｎｕａｒｙ／Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９３，ｐｐ１
８７−１９４）に記載されている。
【０００４】図１において、第１加算器Ａ１は速度命令
ω* m を基準としてモータ１５の出力応答のうち一つの
角速度ωm と比較して偏差（ω* m −ωm ）を求める。
その偏差（ω* m −ωm ）は速度制御器１１に入力され
る。速度制御器１１は入力された偏差（ω* m −ωm ）
によりモータ１５の回転速度を制御するために電流命令
ｉv * を出力する。この電流命令ｉv * は第２加算器Ａ
２に入力される。第２加算器Ａ２は速度制御器１１から
印加された電流命令ｉv * を外乱除去命令ｉL * と加算
して修正された電流命令ｉ* を求める。ここで、外乱除
去命令ｉL * はモータ１５の出力応答である角速度ωm
と実際電流ｉを入力とするトルク観測器１７で推定した
推定負荷外乱トルク
ω* m を基準としてモータ１５の出力応答のうち一つの
角速度ωm と比較して偏差（ω* m −ωm ）を求める。
その偏差（ω* m −ωm ）は速度制御器１１に入力され
る。速度制御器１１は入力された偏差（ω* m −ωm ）
によりモータ１５の回転速度を制御するために電流命令
ｉv * を出力する。この電流命令ｉv * は第２加算器Ａ
２に入力される。第２加算器Ａ２は速度制御器１１から
印加された電流命令ｉv * を外乱除去命令ｉL * と加算
して修正された電流命令ｉ* を求める。ここで、外乱除
去命令ｉL * はモータ１５の出力応答である角速度ωm
と実際電流ｉを入力とするトルク観測器１７で推定した
推定負荷外乱トルク
【０００５】
【外１】
【０００６】に伝達関数Ｋ T -1を積算して求める。この
際、＊のない値は実際有する値であり、＊をつけたもの
は命令値である。一方、修正された電流命令ｉ* は電流
制御器１３に入力される。ＫT の伝達関数で示される電
流制御器１３はこの修正された電流命令ｉ* に応じてモ
ータ１５の回転速度を制御するトルク命令τ* をモータ
１５に加える。モータ１５は電流制御器１３のトルク命
令τ* に当たる速度で回転する。しかし、モータの速度
制御において規則的か不規則的かに問わずいずれの状態
に制御量を変動させる要因が周囲の条件により頻りに発
生する。これを外乱ＴL とし、不良な速度制御の主要因
となる。それで外乱の効果のみ除去できれば良好な速度
特性が得られる。モータ１５に加えられる外乱ＴL を推
定するトルク観測器１７では外乱が十分遅く変化すると
いう仮定下で次の式１に基づき推定負荷外乱トルク
際、＊のない値は実際有する値であり、＊をつけたもの
は命令値である。一方、修正された電流命令ｉ* は電流
制御器１３に入力される。ＫT の伝達関数で示される電
流制御器１３はこの修正された電流命令ｉ* に応じてモ
ータ１５の回転速度を制御するトルク命令τ* をモータ
１５に加える。モータ１５は電流制御器１３のトルク命
令τ* に当たる速度で回転する。しかし、モータの速度
制御において規則的か不規則的かに問わずいずれの状態
に制御量を変動させる要因が周囲の条件により頻りに発
生する。これを外乱ＴL とし、不良な速度制御の主要因
となる。それで外乱の効果のみ除去できれば良好な速度
特性が得られる。モータ１５に加えられる外乱ＴL を推
定するトルク観測器１７では外乱が十分遅く変化すると
いう仮定下で次の式１に基づき推定負荷外乱トルク
【０００７】
【外２】
【０００８】を求める。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、Ｊn ，Ｄn ，ＫTnは慣性モーメン
トＪ，ダンピング係数Ｄ，トルク定数ＫT に対する指定
値であり、Ｌ（＜０）は観測器利得、εは任意の変数、
トＪ，ダンピング係数Ｄ，トルク定数ＫT に対する指定
値であり、Ｌ（＜０）は観測器利得、εは任意の変数、
【００１１】
【外３】
【００１２】は観測器出力、ＴS はサンプリング周期で
ある。上記の式１は次の式２で再び定義されうる。
ある。上記の式１は次の式２で再び定義されうる。
【００１３】
【数２】
【００１４】ここで、τL は実際の負荷外乱トルクであ
り、
り、
【００１５】
【外４】
【００１６】は推定負荷外乱トルクであり、Ｓはラプラ
ス演算子である。この際、Ｔ＝−Ｔｓ／１ｎ（１＋ＬＴ
ｓ（Ｊn ）であり、１／（１＋ＳＴ）はローパスフィル
タの役割を担う。ここで、ｎがついていない値は実際値
であり、ｎがついている値は実際値と類似した値で設計
者が仮定した値である。従って、実際負荷外乱トルクτ
L が遅く変われば推定負荷外乱トルク
ス演算子である。この際、Ｔ＝−Ｔｓ／１ｎ（１＋ＬＴ
ｓ（Ｊn ）であり、１／（１＋ＳＴ）はローパスフィル
タの役割を担う。ここで、ｎがついていない値は実際値
であり、ｎがついている値は実際値と類似した値で設計
者が仮定した値である。従って、実際負荷外乱トルクτ
L が遅く変われば推定負荷外乱トルク
【００１７】
【外５】
【００１８】の近似値となって負荷外乱トルクＴL を完
全に取り除ける。しかし、前述したように、従来のモー
タの負荷外乱トルクを推定してこの負荷外乱を取り除く
ためには複雑な式により長い計算時間が所要され、ハー
ドウェアで具現するには実際の問題点があった。また、
早く変わる外乱を追従するためにはローパスフィルタ１
／（１＋ＳＴ）のバンド幅が大きくなるべきなので、よ
って観測器利得Ｌも大きくなるべきである。しかし、実
際の具現において、その利得を無限大に大きくするには
無理であり、時間について外乱を推定するので回転モー
タの速度制御に対する閉回路ループが動作する間は推定
し続けなければならないのでその計算量が膨大になる。
全に取り除ける。しかし、前述したように、従来のモー
タの負荷外乱トルクを推定してこの負荷外乱を取り除く
ためには複雑な式により長い計算時間が所要され、ハー
ドウェアで具現するには実際の問題点があった。また、
早く変わる外乱を追従するためにはローパスフィルタ１
／（１＋ＳＴ）のバンド幅が大きくなるべきなので、よ
って観測器利得Ｌも大きくなるべきである。しかし、実
際の具現において、その利得を無限大に大きくするには
無理であり、時間について外乱を推定するので回転モー
タの速度制御に対する閉回路ループが動作する間は推定
し続けなければならないのでその計算量が膨大になる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は前述した問題点を解消するため、学習を通して角速度
と角位置の関数で示される外乱の影響を補償する値を貯
蔵し、その値を用いて外乱を補償する回転モータの速度
制御方法を提供することである。本発明の他の目的は反
復学習制御方式を通して外乱を推定及び補償して回転モ
ータの速度を制御する方法を具現するための回転モータ
の速度制御装置を提供することである。
は前述した問題点を解消するため、学習を通して角速度
と角位置の関数で示される外乱の影響を補償する値を貯
蔵し、その値を用いて外乱を補償する回転モータの速度
制御方法を提供することである。本発明の他の目的は反
復学習制御方式を通して外乱を推定及び補償して回転モ
ータの速度を制御する方法を具現するための回転モータ
の速度制御装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の目的を
達成するために、本発明による回転モータの速度制御方
法は、入力される基準速度とモータから検出された現速
度とを比較して速度エラーを求める段階と、前記求めた
速度エラーを入力されモータの回転速度を制御するため
の電流命令を出力する速度制御段階と、入力される基準
速度と前記電流命令を入力され反復学習を通してモータ
に加えられる角位置と角速度の関数形態に示される外乱
の影響を補正する外乱補正値を出力する学習補償段階
と、前記電流命令と前記外乱補正値とを加算して修正さ
れた電流命令を求める段階と、前記修正された電流命令
を入力されトルク命令をモータに出力する電流制御段階
と、前記トルク命令に応じて回転するモータの現速度を
検出する段階を含む。
達成するために、本発明による回転モータの速度制御方
法は、入力される基準速度とモータから検出された現速
度とを比較して速度エラーを求める段階と、前記求めた
速度エラーを入力されモータの回転速度を制御するため
の電流命令を出力する速度制御段階と、入力される基準
速度と前記電流命令を入力され反復学習を通してモータ
に加えられる角位置と角速度の関数形態に示される外乱
の影響を補正する外乱補正値を出力する学習補償段階
と、前記電流命令と前記外乱補正値とを加算して修正さ
れた電流命令を求める段階と、前記修正された電流命令
を入力されトルク命令をモータに出力する電流制御段階
と、前記トルク命令に応じて回転するモータの現速度を
検出する段階を含む。
【００２１】本発明の他の目的を達成するために本発明
による回転モータの速度制御装置は入力される基準速度
とモータから検出された現速度とを比較して速度エラー
を求める速度測定部と、前記求めた速度エラーを入力さ
れモータの回転速度を制御するための電流命令を出力す
る速度制御器と、入力される基準速度と前記速度制御器
から出力した電流命令を入力され反復学習を通してモー
タに加えられる角位置と角速度の関数形態に示される外
乱の影響を補正する学習補償器と、前記速度制御器から
出力した電流命令と前記学習補償器で求めた外乱補正値
を加算して修正された電流命令を求める電流命令補償部
と、前記求めた電流命令を入力されトルク命令をモータ
に出力する電流制御器を含む。
による回転モータの速度制御装置は入力される基準速度
とモータから検出された現速度とを比較して速度エラー
を求める速度測定部と、前記求めた速度エラーを入力さ
れモータの回転速度を制御するための電流命令を出力す
る速度制御器と、入力される基準速度と前記速度制御器
から出力した電流命令を入力され反復学習を通してモー
タに加えられる角位置と角速度の関数形態に示される外
乱の影響を補正する学習補償器と、前記速度制御器から
出力した電流命令と前記学習補償器で求めた外乱補正値
を加算して修正された電流命令を求める電流命令補償部
と、前記求めた電流命令を入力されトルク命令をモータ
に出力する電流制御器を含む。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい一実施例を詳細に説明する。図２は本発明
による外乱の存する回転モータの速度制御装置を示した
構成図である。示したように、本発明の装置は図１に示
した従来の技術とその構成及び動作において同一であ
り、ただトルク観測器の代わりに学習補償器２７が使わ
れる。この学習補償器２７は基準入力である速度命令ω
* と速度制御器２１の出力ｉ v * 及び角位置θを入力さ
れ外乱の影響を補正する出力ｉL * を印加するように構
成される。
明の望ましい一実施例を詳細に説明する。図２は本発明
による外乱の存する回転モータの速度制御装置を示した
構成図である。示したように、本発明の装置は図１に示
した従来の技術とその構成及び動作において同一であ
り、ただトルク観測器の代わりに学習補償器２７が使わ
れる。この学習補償器２７は基準入力である速度命令ω
* と速度制御器２１の出力ｉ v * 及び角位置θを入力さ
れ外乱の影響を補正する出力ｉL * を印加するように構
成される。
【００２３】このように構成された本発明による外乱の
存する回転モータの速度制御装置に関する動作を図３に
基づきさらに詳しく説明する。図３は図２の装置におい
て学習補償器２７の動作を説明するためのフローチャー
トである。まず、第１加算器Ａ３はモータ２５から検出
された現速度ωと入力される基準速度ω* とを比較して
速度エラーωe を出力する。第１加算器Ａ３から出力さ
れる速度エラーωe を入力される速度制御器２１はモー
タについてトルクと速度との間に次のような関係式３を
有する。
存する回転モータの速度制御装置に関する動作を図３に
基づきさらに詳しく説明する。図３は図２の装置におい
て学習補償器２７の動作を説明するためのフローチャー
トである。まず、第１加算器Ａ３はモータ２５から検出
された現速度ωと入力される基準速度ω* とを比較して
速度エラーωe を出力する。第１加算器Ａ３から出力さ
れる速度エラーωe を入力される速度制御器２１はモー
タについてトルクと速度との間に次のような関係式３を
有する。
【００２４】
【数３】
【００２５】ここで、Ｊは慣性モーメント、ωは回転
数、ＴL は負荷トルク、Ｔは入力トルク、ＫT はトルク
定数、ｉは巻線電流である。もし、負荷トルクＴL が０
ならモータに負荷外乱が存しない場合であって、一般の
速度制御器を以ても良好な速度制御特性が得られる。し
かし、負荷トルクＴ L が存する場合は速度制御特性が劣
る。ここでは角位置θと角速度
数、ＴL は負荷トルク、Ｔは入力トルク、ＫT はトルク
定数、ｉは巻線電流である。もし、負荷トルクＴL が０
ならモータに負荷外乱が存しない場合であって、一般の
速度制御器を以ても良好な速度制御特性が得られる。し
かし、負荷トルクＴ L が存する場合は速度制御特性が劣
る。ここでは角位置θと角速度
【００２６】
【外６】
【００２７】の関数形態に示される負荷外乱トルク
【００２８】
【外７】
【００２９】について外乱
【００３０】
【外８】
【００３１】の影響を取り除くために反復学習を通した
学習補償器２７を提案した。学習補償器２７は速度制御
器２１の出力ｉv * と速度命令ω* 及び角位置θを入力
され外乱
学習補償器２７を提案した。学習補償器２７は速度制御
器２１の出力ｉv * と速度命令ω* 及び角位置θを入力
され外乱
【００３２】
【外９】
【００３３】の影響を取り除く出力ｉL * を形成する。
ここで、学習補償器２７の出力ｉL *は速度命令ω* と
時間関数（２π／ω* ）の周期Ｔを有する周期関数であ
って、次の式４のように定義される（定速制御なのでθ
＝ω* ｔの関係である）。 式４ ｉL(K)（ω* ，θ）＝ｉL(K-1)（ω* ，θ）＋ｍＺ
(K-1) （θ） （ただし、ｍ＜Ｋｐ，Ｋｐは速度制御器ｐ利得） ここで、ｍは反復学習利得、Ｚ(K-1) は正常状態で速度
制御器の出力をＴ周期の間サンプリングしたものであ
る。
ここで、学習補償器２７の出力ｉL *は速度命令ω* と
時間関数（２π／ω* ）の周期Ｔを有する周期関数であ
って、次の式４のように定義される（定速制御なのでθ
＝ω* ｔの関係である）。 式４ ｉL(K)（ω* ，θ）＝ｉL(K-1)（ω* ，θ）＋ｍＺ
(K-1) （θ） （ただし、ｍ＜Ｋｐ，Ｋｐは速度制御器ｐ利得） ここで、ｍは反復学習利得、Ｚ(K-1) は正常状態で速度
制御器の出力をＴ周期の間サンプリングしたものであ
る。
【００３４】上で定義された周期関数式に示したよう
に、外乱
に、外乱
【００３５】
【外１０】
【００３６】を取り除く値に収束されることがわかる。
シミュレーションの結果、何回かの反復により学習補償
器２７の出力ｉL * は外乱
シミュレーションの結果、何回かの反復により学習補償
器２７の出力ｉL * は外乱
【００３７】
【外１１】
【００３８】を取り除く。図３を通して学習補償器２７
の動作をさらに具体的に説明する。図３において、補償
し始まると学習補償器２７は開始状態で反復学習回数Ｋ
を０に初期化し、外乱補正値の出力ｉL * を０に初期化
する（Ｋ＝０，ｉL * ＝０）（段階３０１）。その後、
既存の速度制御ループにのみ基づきモータの速度制御が
なされうるようにして（段階３０２）、正常状態となら
せる（段階３０３）。速度制御段階（段階３０２）を通
して制御対象のモータの速度が正常なら（段階３０
３）、学習補償器２７は角速度
の動作をさらに具体的に説明する。図３において、補償
し始まると学習補償器２７は開始状態で反復学習回数Ｋ
を０に初期化し、外乱補正値の出力ｉL * を０に初期化
する（Ｋ＝０，ｉL * ＝０）（段階３０１）。その後、
既存の速度制御ループにのみ基づきモータの速度制御が
なされうるようにして（段階３０２）、正常状態となら
せる（段階３０３）。速度制御段階（段階３０２）を通
して制御対象のモータの速度が正常なら（段階３０
３）、学習補償器２７は角速度
【００３９】
【外１２】
【００４０】が定数であり、外乱
【００４１】
【外１３】
【００４２】が角位置θのみに示される周期関数なの
で、周期的な外乱について速度制御器２１から印加され
た電流命令ｉv * を周期的な電流命令に形成する。そし
て、この周期的な電流命令の１周期をＺK の形態で貯蔵
する（ＺK （ｔ），ｔ∈［０，Ｔ］）（段階３０４）。
その後、学習補償器２７は反復学習回数Ｋを１ほど増や
し（Ｋ＝Ｋ＋１）、次の式５で外乱の影響を補正する出
力を形成する（段階３０５）。
で、周期的な外乱について速度制御器２１から印加され
た電流命令ｉv * を周期的な電流命令に形成する。そし
て、この周期的な電流命令の１周期をＺK の形態で貯蔵
する（ＺK （ｔ），ｔ∈［０，Ｔ］）（段階３０４）。
その後、学習補償器２７は反復学習回数Ｋを１ほど増や
し（Ｋ＝Ｋ＋１）、次の式５で外乱の影響を補正する出
力を形成する（段階３０５）。
【００４３】式５ ｉ* LK（ｔ）＝ｉ* L(K-1)（ｔ）＋ｍＺ(K-1) （ｔ） すなわち、段階３０４を通して貯蔵した周期的な電流命
令の１周期値Ｚ(K-1)に反復学習利得ｍがかけられた値
が以前反復学習で求めた外乱補正値ｉ* L(K-1)と加算さ
れ現反復学習による外乱補正値ｉ* LKを求める。学習補
償器２７は上記式５の出力ｉ* LKを最終出力ｉL * とし
て第２加算器Ａ４に出力する（ｉL * ＝ｉLK）（段階３
０６）。
令の１周期値Ｚ(K-1)に反復学習利得ｍがかけられた値
が以前反復学習で求めた外乱補正値ｉ* L(K-1)と加算さ
れ現反復学習による外乱補正値ｉ* LKを求める。学習補
償器２７は上記式５の出力ｉ* LKを最終出力ｉL * とし
て第２加算器Ａ４に出力する（ｉL * ＝ｉLK）（段階３
０６）。
【００４４】再び、図２において第２加算器Ａ４は速度
制御器２１から印加される電流命令ｉv * と学習補償器
２７から印加される外乱補償命令ｉL * を加算して修正
された電流命令ｉ* を出力する。この電流命令ｉ* は電
流制御器２３に入力される。電流制御器２３は入力され
た電流命令ｉ* に応答してトルク命令をモータ２５に出
力する。モータ２５の第３加算器Ａ５は電流制御器２３
から印加されたトルク命令に加えられた外乱を減算して
修正されたトルク命令τ* を出力する。１／ＪＳの伝達
関数で示されるモータ２５’の速度はこのトルク命令τ
* に応じて制御される。速度制御の結果、モータ２５か
ら出力される角速度ωは再び第１加算器Ａ３にフィード
バック入力され、入力される速度命令ω* との速度エラ
ーωe を求める。この速度エラーωe は速度制御器２１
に入力される。速度制御器２１は入力された速度エラー
ωe に応じてモータ２５の回転速度を制御するための電
流命令ｉv * を出力する。この電流命令ｉv * は再び学
習補償器２７に入力される。角速度ωも１／Ｓの伝達関
数で示されるモータ２５”を通して角位置θに出力され
学習補償器２７にフィードバック入力される。
制御器２１から印加される電流命令ｉv * と学習補償器
２７から印加される外乱補償命令ｉL * を加算して修正
された電流命令ｉ* を出力する。この電流命令ｉ* は電
流制御器２３に入力される。電流制御器２３は入力され
た電流命令ｉ* に応答してトルク命令をモータ２５に出
力する。モータ２５の第３加算器Ａ５は電流制御器２３
から印加されたトルク命令に加えられた外乱を減算して
修正されたトルク命令τ* を出力する。１／ＪＳの伝達
関数で示されるモータ２５’の速度はこのトルク命令τ
* に応じて制御される。速度制御の結果、モータ２５か
ら出力される角速度ωは再び第１加算器Ａ３にフィード
バック入力され、入力される速度命令ω* との速度エラ
ーωe を求める。この速度エラーωe は速度制御器２１
に入力される。速度制御器２１は入力された速度エラー
ωe に応じてモータ２５の回転速度を制御するための電
流命令ｉv * を出力する。この電流命令ｉv * は再び学
習補償器２７に入力される。角速度ωも１／Ｓの伝達関
数で示されるモータ２５”を通して角位置θに出力され
学習補償器２７にフィードバック入力される。
【００４５】再び、図３においてＫ番目の学習を通して
求めた外乱補償値を貯蔵している学習補償器２７は速度
制御器２１から入力された電流命令ｉv * を既に設定し
た臨界値Ｂと比較してモータ２５に加えられた外乱が十
分補償されたかを判断する（段階３０７）。外乱補償判
断段階（段階３０７）で学習補償器２７は速度制御器２
１から入力された電流命令ｉv * が既に設定した臨界値
Ｂより小さい間（ｉv * ＜Ｂ）は段階３０２に戻り再び
速度制御を行って正常状態となれば速度制御器２１の出
力ｉv * に対する１周期の値を再び貯蔵し補償する過程
を繰り返す。学習補償器２７は段階３０７で速度制御器
２１の出力ｉv * が臨界値Ｂより小さければ十分補償が
なされた場合と判断し、その時間に対する周期関数ｉL
* を外乱に対する補正値に最終固定させて貯蔵する（段
階３０８）。その後、学習補償器２７は入力される基準
速度ω* と角位置θを入力されて該当角度に該当するア
ドレスが指示する位置に貯蔵している外乱補正値を出力
する。
求めた外乱補償値を貯蔵している学習補償器２７は速度
制御器２１から入力された電流命令ｉv * を既に設定し
た臨界値Ｂと比較してモータ２５に加えられた外乱が十
分補償されたかを判断する（段階３０７）。外乱補償判
断段階（段階３０７）で学習補償器２７は速度制御器２
１から入力された電流命令ｉv * が既に設定した臨界値
Ｂより小さい間（ｉv * ＜Ｂ）は段階３０２に戻り再び
速度制御を行って正常状態となれば速度制御器２１の出
力ｉv * に対する１周期の値を再び貯蔵し補償する過程
を繰り返す。学習補償器２７は段階３０７で速度制御器
２１の出力ｉv * が臨界値Ｂより小さければ十分補償が
なされた場合と判断し、その時間に対する周期関数ｉL
* を外乱に対する補正値に最終固定させて貯蔵する（段
階３０８）。その後、学習補償器２７は入力される基準
速度ω* と角位置θを入力されて該当角度に該当するア
ドレスが指示する位置に貯蔵している外乱補正値を出力
する。
【００４６】それで、以後に速度制御は速度制御器２１
の出力ｉv * に学習補償器２７に予め決定された補正値
ｉL * を加算するだけで済むので、効率よく速度制御が
行える。
の出力ｉv * に学習補償器２７に予め決定された補正値
ｉL * を加算するだけで済むので、効率よく速度制御が
行える。
【００４７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は外乱の存す
る回転モータの速度制御方法及びその装置に係り、予め
外乱の影響を補正する補正値を決定して貯蔵し、この貯
蔵された補正値を用いて速度制御を行うことにより簡単
で効率よく速度制御が行える。
る回転モータの速度制御方法及びその装置に係り、予め
外乱の影響を補正する補正値を決定して貯蔵し、この貯
蔵された補正値を用いて速度制御を行うことにより簡単
で効率よく速度制御が行える。
【図１】従来の外乱の存する回転モータの速度制御装置
を示した構成図である。
を示した構成図である。
【図２】本発明による外乱の存する回転モータの速度制
御装置を示した構成図である。
御装置を示した構成図である。
【図３】図２の速度制御装置において学習補償器の動作
を説明するためのフローチャートである。
を説明するためのフローチャートである。
２１ 速度制御器 ２３ 電流制御器 ２５ モータ ２７ 学習補償器
Claims (9)
- 【請求項１】 回転モータの速度制御装置において、 入力される基準速度とモータから検出された現速度とを
比較して速度エラーを求める速度測定部と、 前記求めた速度エラーを入力されモータの回転速度を制
御するための電流命令を出力する速度制御器と、 入力される基準速度と前記速度制御器から出力した電流
命令と角位置を入力され反復学習を通してモータに加え
られる角位置と角速度の関数形態に示される外乱の影響
を補正する学習補償器と、 前記速度制御器から出力した電流命令と前記学習補償器
で求めた外乱補正値を加算して修正された電流命令を求
める第２速度測定部と、 前記求めた電流命令を入力されトルク命令をモータに出
力する電流制御器とを含む回転モータの速度制御装置。 - 【請求項２】 前記学習補償器は速度制御が正常の場合
は前記速度制御器から出力した電流命令を周期的な外乱
について周期的な電流命令にし、その周期的な電流命令
が１周期値と以前学習で求めた外乱補正値から現外乱補
正値を求めることを特徴とする請求項１に記載の回転モ
ータの速度制御装置。 - 【請求項３】 前記学習補償器は次の式、 ｉ* LK（ｔ）＝ｉ* L(K-1)（ｔ）＋ｍＺ(K-1) （ｔ） ここで、ｉ* LKはＫ番目の反復学習により求めた補正値
であって学習補償器の出力となり、ｉ* L(K-1)はＫ−１
番目の反復学習により求めた外乱補正値であり、ｍ（ｍ
＜１）は反復学習利得であり、Ｚ(K-1) はＫ−１番目の
反復学習における速度制御器から出力された周期関数の
電流命令の１周期である、に基づき外乱補正値を出力す
ることを特徴とする請求項２に記載の回転モータの速度
制御装置。 - 【請求項４】 前記学習補償器は前記速度制御器から出
力された電流命令を既に設定した臨界値と比較して前記
モータに加えられた外乱について十分な補償がなされた
かを判断し、十分補償がなされたと判断されればその際
の外乱補正値を貯蔵してそれ以後の速度制御においては
貯蔵した外乱補正値を用いて外乱補正することを特徴と
する請求項３に記載の回転モータの速度制御装置。 - 【請求項５】 前記学習補償器は前記モータに加えられ
た外乱について十分補償がなされなかったと判断されれ
ば、反復学習を通して新たな外乱補正値を求めることを
特徴とする請求項４に記載の回転モータの速度制御装
置。 - 【請求項６】 前記学習補償器は入力される基準速度と
モータの各位置をアドレスとして入力されそのアドレス
が指示する位置に貯蔵している外乱補正値を出力するこ
とを特徴とする請求項４に記載の回転モータの速度制御
装置。 - 【請求項７】 回転モータの速度制御方法において、 入力される基準速度とモータから検出された現速度とを
比較して速度エラーを求める段階と、 前記求めた速度エラーを入力されモータの回転速度を制
御するための電流命令を出力する速度制御段階と、 入力される基準速度と前記電流命令を入力され反復学習
を通してモータに加えられる角位置と角速度の関数形態
に示される外乱の影響を補正する外乱補正値を出力する
学習補償段階と、 前記電流命令と前記外乱補正値とを加算して修正された
電流命令を求める段階と、 前記修正された電流命令を入力されトルク命令をモータ
に出力する電流制御段階と、 前記トルク命令に応じて回転するモータの現速度を検出
する段階とを含む回転モータの速度制御方法。 - 【請求項８】 前記学習補償段階は開始状態で反復学習
回数を０に初期化し、外乱補正値を０に初期化する段階
と、 前記速度制御段階を通して速度制御が正常状態となれば
角速度は定数であり、角位置のみで示される周期関数の
外乱について前記電流命令を周期的な電流命令にする段
階と、 前記周期的な電流命令の１周期を貯蔵する段階と、 反復学習回数を１だけ増やす段階と、 以前反復学習で求めた外乱補正値に前記周期的な電流命
令の１周期値と加算して現反復学習による外乱補正値を
求める段階と、 前記求めた外乱補正値によりモータに加えられた外乱補
正時前記速度制御段階の電流命令と既に設定した臨界値
とを比較して外乱が十分補償されたかを判断する段階
と、 前記判断結果外乱が十分補償されたらその際の外乱補正
値を貯蔵する段階と、 前記判断結果外乱が十分補償されなければ外乱が十分補
償されるまで反復学習を通して外乱補正値を求める段階
とを備えることを特徴とする請求項７に記載の回転モー
タの速度制御方法。 - 【請求項９】 前記学習補償段階は貯蔵した外乱補正値
を用いて外乱補正することを特徴とする請求項８に記載
の回転モータの速度制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR19950019515 | 1995-07-04 | ||
| KR19515/1995 | 1995-07-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107693A true JPH09107693A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3243414B2 JP3243414B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=19419766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16617596A Expired - Fee Related JP3243414B2 (ja) | 1995-07-04 | 1996-06-26 | 回転モータの速度制御方法及びその装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5666034A (ja) |
| EP (1) | EP0752754B1 (ja) |
| JP (1) | JP3243414B2 (ja) |
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| CN (1) | CN1049775C (ja) |
| DE (1) | DE69616666T2 (ja) |
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| CN104796060A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-07-22 | 广东技术师范学院 | 一种伺服驱动器的速度控制方法 |
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| FI112790B (fi) * | 2001-08-01 | 2004-01-15 | Kone Corp | Menetelmä kestomagneettimoottorin nopeustakaisinkytkennän korjaamiseksi |
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| KR100484819B1 (ko) * | 2002-10-10 | 2005-04-22 | 엘지전자 주식회사 | 동기 릴럭턴스 모터의 제어시스템 |
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