JPH09238490A

JPH09238490A - 電動機制御装置

Info

Publication number: JPH09238490A
Application number: JP8044519A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakatsuka; 隆中塚; Atsusane Hashimoto; 敦実橋本; Hisashi Kinoshita; 久木下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 1997-09-09
Anticipated expiration: 2016-03-01
Also published as: JP3252695B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、歯車に遊びのある機械でも、加減
速時間を長くすることなく、常に速度制御系の応答周波
数を一定にして、外乱が発生しても安定に駆動でき、高
精度な位置制御を実現することを目的とする。【解決手段】電動機と、その電動機の位置を検出する
手段と、その検出された位置と位置指令とから上記電動
機の位置を制御する位置制御手段と、前記電動機の速度
を検出する手段と、その検出された速度と位置制御手段
より出力される速度指令より電動機の速度を制御し、電
動機の位置と位置指令との偏差の積分値と位置指令双方
が基準以下になると、制御応答性を変化させる速度制御
手段を備えた電動機制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックラッシュを
持つ工作機械を安定に制御する電動機制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０に従来の電動機制御装置のブロッ
ク図を示す。負荷９が付加されている電動機１の制御
は、位置制御手段７でエンコーダ（位置検出手段）８で
検出される実位置と、位置指令との位置偏差より積分器
７１で積分し、ゲインＫＰを増幅器７２で掛けて速度指
令を算出する。

【０００３】また、電動機１の実速度は、速度制御手段
２で速度検出手段４で検出され、速度指令との速度偏差
により、電流指令を算出する。このとき速度制御手段２
では、速度偏差を速度比例ゲインＫＳＰを持つ比例項２
１、速度積分ゲインＫＳＩを持つ積分項２２、速度微分
ゲインＫＳＤを持つ微分項２３の加算することにより電
流指令を算出している。さらに、この電流指令と電流検
出手段５により検出される電動機電流より、電動機１の
トルクを電流制御器３で制御している。

【０００４】しかし、実際の工作機械での負荷９は、動
力系にギアが含まれ、歯車と歯車との間に遊びがある。
このため、電動機１が回転しているときは、歯車が噛み
合っているために、負荷の慣性モーメントが電動機１の
軸端に発生する。しかし、電動機１が停止しているとき
は、無負荷、負荷のいずれの慣性モーメントが電動機１
の軸端に発生するかわからないため、電動機１の軸端に
発生する慣性モーメントが大きく変化する。

【０００５】このとき、速度制御系での応答周波数ｆｃ
は、負荷９の慣性モーメントＪＬ、電動機１の慣性モー
メントＪＭ、速度比例ゲインＫＳＰ、速度積分ゲインＫ
ＳＩ、速度微分ゲインＫＳＤ、比例定数ｇ、ｐ１、ｐ２
とすると、経験的に数式（１）の関係

【０００６】

【数１】

【０００７】があり、負荷の慣性モーメントＪＬに最適
な速度ゲインを設定しても、ギアに遊びがあるために、
慣性モーメントＪＬが小さくなることがあり、そのとき
速度制御系の応答周波数が高くなり、電動機１のハンチ
ングの原因となっていた。

【０００８】このような電動機１のハンチングを防ぐた
めに、従来の電動機制御装置では、あらかじめ電動機１
と負荷９との慣性モーメント（ＪＭ＋ＪＬ）に最適な速
度ゲインよりも低い速度ゲインを設定して、速度制御系
の応答周波数を下げたり、電動機１の慣性モーメントＪ
Ｍを大きくし、負荷の慣性モーメントＪＬと電動機１の
慣性モーメントＪＭとの比率を小さくして慣性モーメン
ト変動を抑えたり、あるいは、小さな慣性モーメント変
動の場合であれば、特開昭６３−２１４３７２号公報に
記載のとおり、位置偏差値の基準値以下のとき速度積分
ゲインＫＳＩを調節することでハンチングを防止してい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように図１０に示
す従来の電動機制御装置では、あらかじめ電動機１と負
荷９との慣性モーメント（ＪＭ＋ＪＬ）に最適な速度ゲ
インよりも低い速度ゲインを設定して、速度制御系の応
答周波数ｆｃを下げているため、高精度な位置制御を実
現することはできなかった。また、電動機１の慣性モー
メントＪＭを大きくし、負荷の慣性モーメントＪＬと電
動機１の慣性モーメントＪＭとの比率を小さくすること
で慣性モーメント変動を抑えるために、加減速時間が長
くなりタクトタイムに悪影響を及ぼしていた。さらに、
位置偏差値が基準値以下のときに、速度積分ゲインＫＳ
Ｉを調節するのみでは、対応できる慣性モーメントの変
動に限界があり、加えて位置偏差値で判定しているため
に、電動機１の回転時にも、速度積分ゲインＫＳＩを変
化させることがあり、制御性能に悪影響を及ぼしてい
た。

【００１０】本発明は、このような課題を解決するもの
で、歯車の遊びを持つことで、電動機１の軸端に発生す
る慣性モーメントが大きく変化する工作機械でも、加減
速時間を長くすることなく、電動機１の軸端に発生する
慣性モーメントに最適な速度ゲインよりも小さな速度ゲ
インを設定することなく、常に速度制御系の応答周波数
を一定に保つことで高精度な位置制御を実現することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に関わる発明において、電動機に流れる電
流と電動機の実速度により慣性モーメントを推定して、
その慣性モーメントにより速度制御の応答周波数が一定
になるような速度ゲインに切替えられる速度制御手段を
備えたものである。

【００１２】加えて、請求項２に関わる発明において、
速度指令が基準値以下のときのみ、推定した慣性モーメ
ントにより速度制御系の応答周波数が一定になるような
速度ゲインに切替えられる速度制御手段を備えたもので
ある。

【００１３】また、請求項３に関わる発明において、位
置指令が基準値以下のときのみ、推定した慣性モーメン
トにより速度制御系の応答周波数が一定になるような速
度ゲインに切替えられる速度制御手段を備えたものであ
る。

【００１４】また、請求項４に関わる発明において、位
置偏差値の積分値が基準値以下のときのみ、推定した慣
性モーメントにより速度制御の応答周波数が一定になる
ような速度ゲインに切替えられる速度制御手段を備えた
ものである。

【００１５】また請求項５に関わる発明において、位置
指令と位置偏差値の積分値が基準値以下のときのみ、推
定した慣性モーメントにより速度制御系の応答周波数が
一定になるような速度ゲインを切替えられる速度制御手
段を備えたものである。

【００１６】さらに、請求項６に関わる発明において、
位置指令値が基準値以下のとき、最小の慣性モーメント
に対して負荷慣性モーメントの速度制御系の応答周波数
と同一になるような速度ゲインに切替えられる速度制御
手段を備えたものである。

【００１７】また、請求項７に関わる発明において、位
置偏差値の積分値が基準値以下のとき、最小の慣性モー
メントに対して負荷慣性モーメントの速度制御系の応答
周波数と同一になるような速度ゲインに切替えられる速
度制御手段を備えたものである。

【００１８】また、請求項８に関わる発明において、位
置指令と位置偏差値の積分値が基準値以下のとき、最小
の慣性モーメントに対して負荷慣性モーメントの速度制
御系の応答周波数と同一になるような速度ゲインに切替
えられる速度制御手段を備えたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】請求項１に関わる発明の構成によ
り、電動機と負荷との慣性モーメントを推定することが
でき、その推定した慣性モーメントを用いて、常に一定
の速度制御系の応答周波数が得られる速度ゲインを設定
する作用を有する。

【００２０】また、請求項２に関わる発明の構成によ
り、速度指令の判定で慣性モーメントの推定を有効また
は無効に切り替え、その推定した慣性モーメントを用い
ることで、常に一定の速度制御系の応答周波数が得られ
る速度ゲインを設定する作用を有する。

【００２１】また、請求項３に関わる発明の構成によ
り、位置指令の判定で慣性モーメントの推定を有効また
は無効に切替え、その推定した慣性モーメントを用いる
ことで、常に一定の速度制御系の応答周波数が得られる
速度ゲインを設定する作用を有する。

【００２２】また、請求項４に関わる発明の構成によ
り、位置偏差値の積分値の判定で慣性モーメントの推定
を有効または無効に切替え、その推定した慣性モーメン
トを用いることで、常に一定の速度制御系の応答周波数
が得られる速度ゲインを設定する作用を有する。

【００２３】また、請求項５に関わる発明の構成によ
り、位置偏差値の積分値と位置指令双方の判定で慣性モ
ーメントの推定を有効または無効に切替え、その推定し
た慣性モーメントを用いることで、常に一定の速度制御
系の応答周波数が得られる速度ゲインを設定する作用を
有する。

【００２４】また、請求項６に関わる発明の構成によ
り、位置指令の判定により速度ゲインを切替えること
で、一定の速度制御系の応答周波数が得られる速度ゲイ
ンを設定する作用を有する。

【００２５】また、請求項７に関わる発明の構成によ
り、位置偏差値の積分値の判定により速度ゲインを切替
えることで、一定の速度制御系の応答周波数が得られる
速度ゲインを設定する作用を有する。

【００２６】また、請求項８に関わる発明の構成によ
り、位置偏差値の積分値と位置指令双方の判定により速
度ゲインを切替えることで、一定の速度制御系の応答周
波数が得られる速度ゲインを設定する作用を有する。

【００２７】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１につき、図１に沿って説明する。

【００２８】負荷９が付加されている電動機１の速度制
御は、電動機１の実速度を、速度検出手段４で検出し、
速度指令との速度偏差により、速度制御手段２で電流指
令を算出する。このとき速度制御手段２では、速度偏差
を速度比例ゲインＫＳＰを持つ比例項２１、速度積分ゲ
インＫＳＩを持つ積分項２２、速度微分ゲインＫＳＤを
持つ微分項２３の加算することにより電流指令を算出し
ている。さらに、この電流指令と電流検出手段５により
検出される電動機電流より、電動機１のトルクを電流制
御手段３で制御している。

【００２９】しかし、実際の工作機械での負荷９は、動
力系にギアが含まれ、歯車と歯車との間に遊びがある。
このため、電動機１が回転しているときは、歯車が噛み
合っているために、負荷の慣性モーメントが電動機１の
軸端に発生する。しかし、電動機１が停止しているとき
は、無負荷、負荷のいずれの慣性モーメントが電動機１
の軸端に発生したかわからないため、電動機１の軸端に
発生する慣性モーメントが大きく変化する。

【００３０】このとき、速度制御系での応答周波数ｆｃ
は、負荷９の慣性モーメントＪＬ、電動機１の慣性モー
メントＪＭ、速度比例ゲインＫＳＰ、速度積分ゲインＫ
ＳＩ、速度微分ゲインＫＳＤ、比例定数ｇ、ｐ１、ｐ２
とすると、経験的に前記数式（１）に示す関係がある。

【００３１】ところで、電動機１の軸端に発生する慣性
モーメントは、慣性モーメント推定手段６で推定し、常
に電動機１と負荷９を含めて速度制御系の応答周波数ｆ
ｃを一定に保つような速度比例ゲイン、速度積分ゲイ
ン、速度微分ゲインを設定する。

【００３２】具体的には、図２に電動機１と負荷９との
等価ブロック図を示すように、電動機１に流れる電流
Ｉ、電動機１の実速度Ｖ、外乱トルクＴＬ、負荷９の慣
性モーメントＪＬ、電動機１の慣性モーメントＪＭとす
ると、数式（２）の関係がある。

【００３３】

【数２】

【００３４】この数式（２）において、電動機１の軸端
に発生する慣性モーメントＪは、数式（３）

【００３５】

【数３】

【００３６】となる。この慣性モーメントＪは、外乱ト
ルクＴＬを無視することにより、慣性モーメント推定手
段６で電流検出手段５より得られる電動機１に流れる電
流と、速度検出手段４より得られる電動機１の実速度と
から推定を行うことができる。つぎに、速度制御手段２
は、慣性モーメントＪがｄｊ変化しても、数式（１）に
示すように、速度比例ゲインＫＳＰ、速度積分ゲインＫ
ＳＩ、速度微分ゲインＫＳＤをそれぞれ（Ｊ＋ｄｊ）／
Ｊ倍にすることで、速度制御系の応答周波数ｆｃを一定
に保つことができる。

【００３７】（実施の形態２）つぎに、本発明の実施の
形態２につき、図３に沿って説明する。上記で説明した
慣性モーメント推定手段６を備えた電動機制御装置に、
切替判定手段１０を加えて、速度ゲイン切替えを有効ま
たは無効にしている。

【００３８】まず、慣性モーメント推定手段６では、外
乱トルクＴＬを無視することで慣性モーメントＪを推定
している。このため、外乱トルクＴＬが発生するとき
は、正確な慣性モーメントＪが推定できない。また、外
乱トルクＴＬは、電動機１が回転しているときに発生す
る。

【００３９】一方で、慣性モーメントＪは、電動機１が
一定方向に回転しているときは、歯車が噛み合うために
負荷の慣性モーメントが電動機１の軸端に発生し、電動
機１が停止しているときに、無負荷と負荷のいずれの慣
性モーメントが電動機１の軸端に発生しているかわから
ない。

【００４０】このため、切替判定手段１０により、速度
指令が基準値以下のときは、慣性モーメント推定手段６
で慣性モーメントＪを推定して、それぞれの速度ゲイン
（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）は慣性モーメントに適した
速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に変更し、速度
指令が基準値以上つまり回転時のときは、あらかじめ設
定していた速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に設
定する。このことで、速度制御系の応答周波数ｆｃを一
定に保つことができる。

【００４１】（実施の形態３）つぎに、本発明の実施の
形態３を、図４に沿って説明する。実施の形態３では、
エンコーダ（位置検出手段）８で検出される実位置と位
置指令との位置偏差より積分器７１で積分し、ゲインＫ
Ｐを増幅器７２で掛け速度指令を位置制御手段７で算出
する。この位置制御手段７より算出された速度指令によ
り、上記で説明した慣性モーメント推定手段６を備えた
電動機制御装置に入力する。

【００４２】このとき、切替判定手段１０は、位置指令
により速度ゲインの切替えを行う。具体的には、位置指
令が基準値以下のときは、電動機１を停止させようとし
ている状態であることを知ることができ、慣性モーメン
ト推定手段６で慣性モーメントＪＬを推定して、それぞ
れの速度ゲインは慣性モーメントに適した速度ゲインに
変更する。つぎに、位置指令が基準値以上のときは、回
転しようとする状態であることを知ることができ、あら
かじめ設定していた負荷慣性モーメントＪに適した速度
ゲインに設定する。このことで、速度制御系の応答周波
数ｆｃを一定に保つことができる。

【００４３】（実施の形態４）つぎに、本発明の実施の
形態４を、図５に沿って説明する。実施の形態４では、
エンコーダ（位置検出手段）８で検出される実位置と位
置指令との位置偏差より積分器７１で積分し、ゲインＫ
Ｐを増幅器７２で掛け速度指令を位置制御手段７で算出
する。この位置制御手段７より算出された速度指令によ
り、上記で説明した慣性モーメント推定手段６を備えた
電動機制御装置に入力する。

【００４４】このとき、切替判定手段１０は、位置偏差
の積分値により速度ゲインの切替えを行う。具体的に
は、位置偏差の積分値が基準値以下のときは、追従性よ
く電動機１の位置制御の行われている状態であることを
知ることができ、慣性モーメント推定手段６で慣性モー
メントＪＬを推定して、それぞれの速度ゲインは慣性モ
ーメントに適した速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳ
Ｄ）に変更する。つぎに、位置偏差値の積分値が基準値
以上のときは、電動機１の位置制御の追従性が遅れてい
る状態であることを知ることができ、あらかじめ設定し
ていた負荷慣性モーメントＪに適した速度ゲインに設定
する。このことで、速度制御系の応答周波数ｆｃを一定
に保つことができる。

【００４５】（実施の形態５）つぎに、本発明の実施の
形態５を、図６に沿って説明する。実施の形態５では、
エンコーダ（位置検出手段）８で検出される実位置と位
置指令との位置偏差より積分器７１で積分し、ゲインＫ
Ｐを増幅器７２で掛け速度指令を位置制御手段７で算出
する。この位置制御手段７より算出された速度指令によ
り、上記で説明した慣性モーメント推定手段６を備えた
電動機制御装置に入力する。

【００４６】このとき、切替判定手段１０は、位置偏差
の積分値と位置指令双方により速度ゲイン（ＫＳＰ＋Ｋ
ＳＩ＋ＫＳＤ）の切替えを行う。具体的には、位置偏差
の積分値が基準値以下のときは、工作機械が停止中であ
ることを知ることができ、慣性モーメント推定手段６で
慣性モーメントＪＬを推定して、それぞれの速度ゲイン
（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）は慣性モーメントに適した
速度ゲインに変更する。つぎに、位置偏差の積分値が基
準値以上のときは、工作機械が運転中であることを知る
ことができ、あらかじめ設定していた負荷慣性モーメン
トＪに適した速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に
設定する。このことで、速度制御系の応答周波数ｆｃを
一定に保つことができる。

【００４７】（実施の形態６）つぎに、本発明の実施の
形態６を、図７に沿って説明する。実施の形態６では、
負荷９が付加されている電動機１の制御は、エンコーダ
（位置検出手段）８で検出される実位置と位置指令との
位置偏差より積分器７１で積分し、ゲインＫＰを増幅器
７２で掛け速度指令を位置制御手段７で算出する。

【００４８】また、電動機１の実速度は、速度検出手段
４で検出され、速度指令との速度偏差により、速度制御
手段２で電流指令を算出する。このとき速度制御手段２
では、速度偏差を速度比例ゲインＫＳＰを持つ速度制御
比例項２１、速度積分ゲインＫＳＩを持つ速度制御積分
項２２、速度微分ゲインＫＳＤを持つ速度制御微分項２
３を加算することにより電流指令を算出している。さら
に、この電流指令と電流検出手段５により検出される電
動機電流より、電動機のトルクを電流制御器３で制御し
ている。

【００４９】しかし、歯車の遊びによる慣性モーメント
Ｊの変動は、電動機１が一定方向に回転しているとき
は、歯車が噛み合うために負荷の慣性モーメントが電動
機１の軸端に発生している。しかし、電動機１が停止し
ているときに、無負荷と負荷のいずれの慣性モーメント
が電動機１の軸端に発生しているかわからない。また、
停止時は高い速度制御の応答性は必要ない。

【００５０】さらに、切替判定手段１０は、電動機１が
回転させようとしているときは、負荷慣性モーメントに
適した速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に設定
し、停止させようとしているときは、無負荷時の速度ゲ
イン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）を設定するための切替
えを行う。具体的には、位置指令が基準値以下のとき
は、速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）を負荷がな
い状態での慣性モーメントに適した速度ゲイン（ＫＳＰ
＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に変更し、位置指令が基準値以上の
ときは、負荷がある状態での慣性モーメントに適した速
度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に設定する。

【００５１】このとき、速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋
ＫＳＤ）は、負荷時と無負荷時での電動機１の速度制御
応答周波数ｆｃが変わらないように設定している。この
ような切替え設定により、速度制御系の応答周波数ｆｃ
を一定に保つことができる。

【００５２】（実施の形態７）つぎに、本発明の実施の
形態７を、図８に沿って説明する。実施の形態７では、
負荷９が付加されている電動機１の制御は、エンコーダ
（位置検出手段）８で検出される実位置と位置指令との
位置偏差より積分器７１で積分し、ゲインＫＰを増幅器
７２で掛け速度指令を位置制御手段７で算出する。ま
た、電動機１の実速度は、速度検出手段４で検出され、
速度指令との速度偏差により、速度制御手段２で電流指
令を算出する。このとき速度制御手段２では、速度偏差
を速度比例ゲインＫＳＰを持つ比例項２１、速度積分ゲ
インＫＳＩを持つ積分項２２、速度微分ゲインＫＳＤを
持つ微分項２３を加算することにより電流指令を算出し
ている。さらに、この電流指令と電流検出手段５により
検出される電動機電流より、電動機のトルクを電流制御
手段３で制御している。

【００５３】このため、切替判定手段１０は、電動機１
が位置指令に対し遅れが大きいときは、負荷慣性モーメ
ントに適した速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に
設定し、位置指令に対し追従しているときは、無負荷時
の速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）を設定するた
めの切替えを行う。具体的には、位置偏差の積分値が基
準値以下のときは、速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳ
Ｄ）を負荷がない状態での慣性モーメントに適した速度
ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に変更し、位置偏差
の積分値が基準値以上のときは、負荷がある状態での慣
性モーメントに適した速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋Ｋ
ＳＤ）に設定する。

【００５４】このとき、速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋
ＫＳＤ）は、負荷時は無負荷時での電動機１の速度制御
系の応答周波数ｆｃが変わらないように設定している。
このような切替設定により、速度制御系の応答周波数ｆ
ｃを一定に保つことができる。

【００５５】（実施の形態８）つぎに、本発明の実施の
形態８を、図９に沿って説明する。実施の形態８では、
負荷９が付加されている電動機１の制御は、エンコーダ
（位置検出手段）８で検出される実位置と位置指令との
位置偏差より積分器７１で積分し、ゲインＫＰを増幅器
７２で掛け速度指令を位置制御手段７で算出する。ま
た、電動機１の実速度は、速度検出手段４で検出され、
速度指令との速度偏差により、速度制御手段２で電流指
令を算出する。このとき速度制御手段２では、速度偏差
を速度比例ゲインＫＳＰを持つ速度制御比例項２１、速
度積分ゲインＫＳＩを持つ速度制御積分項２２、速度微
分ゲインＫＳＤを持つ速度制御微分項２３を加算するこ
とにより電流指令を算出している。さらに、この電流指
令と電流検出手段５により検出される電動機電流より、
電動機のトルクを電流制御器３で制御している。

【００５６】また、位置指令が０でも、制御系の遅れに
より偏差の積分値が０でなく、電動機１が回転すること
もあり、逆に、反転動作などのように偏差の積分値が０
でも、位置指令は０でなく、電動機１が回転することも
ある。このため、電動機１が確実に停止状態であること
を判断するのは、位置指令と位置偏差の積分値双方が０
のときである。

【００５７】このため、切替判定手段１０は、工作機械
が運転をしているときは、負荷慣性モーメントに適した
速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に設定し、工作
機械が停止しているときは、無負荷時の速度ゲイン（Ｋ
ＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）を設定するための切替えを行
う。具体的には、位置偏差の積分値と位置指令双方が基
準以下のときは、速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳ
Ｄ）を負荷がない状態での慣性モーメントに適した速度
ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に変更し、位置偏差
の積分値と位置指令双方が基準値以上のときは、負荷が
ある状態での慣性モーメントに適した速度ゲイン（ＫＳ
Ｐ＋ＫＳＩ＋ＫＳＤ）に設定する。

【００５８】このとき、速度ゲイン（ＫＳＰ＋ＫＳＩ＋
ＫＳＤ）は、負荷時は無負荷時での電動機１の速度制御
系の応答周波数ｆｃが変わらないように設定している。
このような切替設定により、速度制御系の応答周波数ｆ
ｃを一定に保つことができるものである。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、請求項１に関する本発明
の電動機制御装置は、歯車に遊びのある機械でも、加減
速時間を長くすることなく、電動機に付加されている負
荷の慣性モーメントの変動にも速度制御系の応答周波数
を常に一定に制御でき、安定に駆動できるものである。

【００６０】また、請求項２に関する本発明の電動機制
御装置は、歯車に遊びのある機械でも、電動機に付加さ
れている負荷の慣性モーメントの変動にも速度制御系の
応答周波数を常に一定に制御でき、外乱が発生しても安
定に駆動できるものである。

【００６１】また、請求項３に関する本発明の電動機制
御装置は、歯車に遊びのある機械でも、加減速時間を長
くすることなく、電動機に付加されている負荷の慣性モ
ーメントの変動にも速度制御の応答周波数を常に一定に
制御でき、外乱が発生しても安定に駆動でき、かつ高精
度な位置制御を実現できるものである。

【００６２】また、請求項４に関する本発明の電動機制
御装置は、歯車に遊びのある機械でも、加減速時間を長
くすることなく、電動機に付加されている負荷の慣性モ
ーメントの変動にも速度制御の応答周波数を常に一定に
制御でき、外乱が発生しても安定に駆動でき、かつ高精
度な位置制御を実現できるものである。

【００６３】また、請求項５に関する本発明の電動機制
御装置は、歯車に遊びのある機械でも、加減速時間を長
くすることなく、電動機に付加されている負荷の慣性モ
ーメントの変動にも速度制御の応答周波数を常に一定に
制御でき、外乱が発生しても安定に駆動でき、精度な位
置制御を実現できるものである。

【００６４】また、請求項６に関する本発明の電動機制
御装置は、簡単な構成で、歯車に遊びのある機械でも、
電動機に付加されている負荷の慣性モーメントの変動に
も速度制御系の応答周波数を常に一定に制御でき、外乱
が発生しても安定に駆動でき、かつ高精度な位置制御を
実現できるものである。

【００６５】また、請求項７に関する本発明の電動機制
御装置は、簡単な構成で、歯車に遊びのある機械でも、
加減速時間を長くすることなく、電動機に付加されてい
る負荷の慣性モーメントの変動にも速度制御の応答周波
数を常に一定に制御でき、外乱が発生しても安定に駆動
でき、かつ高精度な位置制御を実現できるものである。

【００６６】また、請求項８に関する本発明の電動機制
御装置は、簡単な構成で、歯車に遊びのある機械でも加
減速時間を長くすることなく、電動機に付加されている
負荷の慣性モーメントの変動にも速度制御系の応答周波
数を常に一定に制御でき、外乱が発生しても安定に駆動
でき、かつ高精度な位置制御を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における電動機制御装置
を示すブロック図

【図２】同実施の形態１の電動機の等価ブロック図

【図３】同実施の形態２における電動機制御装置を示す
ブロック図

【図４】同実施の形態３における電動機制御装置を示す
ブロック図

【図５】同実施の形態４における電動機制御装置を示す
ブロック図

【図６】同実施の形態５における電動機制御装置を示す
ブロック図

【図７】同実施の形態６における電動機制御装置を示す
ブロック図

【図８】同実施の形態７における電動機制御装置を示す
ブロック図

【図９】同実施の形態８における電動機制御装置を示す
ブロック図

【図１０】従来のデジタルＡＣサーボ装置の構成を示す
ブロック図

【符号の説明】

１電動機２速度制御器３電流制御器４速度検出手段５電流検出手段６慣性モーメント推定手段７位置制御器８エンコーダ（位置検出手段）９負荷１０切替判定手段２１速度制御比例項２２速度制御積分項２３速度制御微分項７１積分項７２増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動機と、前記電動機のトルクを制御す
るための電流制御手段と、前記電動機に流れる電流を検
出する電流検出手段と、上記電動機の速度を検出する速
度検出手段と、前記電流検出手段と速度検出手段より得
られる電流値と速度値より前記電動機に付加されている
負荷の慣性を推定するための慣性モーメント推定手段
と、前記慣性モーメント推定手段により推定した慣性に
より制御応答性を変化させて速度を制御する速度制御手
段を備えた電動機制御装置。
【請求項２】基準速度以下になると電動機に付加され
ている負荷の慣性を推定し、その慣性により制御応答性
を変化させて速度を制御する速度制御手段を有効にする
切替判定手段を有する請求項１記載の電動機制御装置。
【請求項３】電動機の位置を検出する位置検出手段
と、前記位置検出手段により検出された位置と位置指令
とから前記電動機の位置を制御する位置制御手段と、位
置指令が基準以下になると、電動機に付加されている負
荷の慣性を推定し、その慣性により制御応答性を変化さ
せて速度を制御する速度制御手段を有効にする切替判定
手段を有する請求項１記載の電動機制御装置。
【請求項４】電動機の位置を検出する位置検出手段
と、前記位置検出手段により検出された位置と位置指令
とから前記電動機の位置を制御する位置制御手段と、電
動機の位置と位置指令との偏差の積分値が基準以下にな
ると、電動機に付加されている負荷の慣性を推定し、そ
の慣性により制御応答性を変化させて速度を制御する速
度制御手段を有効にする切替判定手段を有する請求項１
記載の電動機制御装置。
【請求項５】電動機の位置を検出する位置検出手段
と、前記位置検出手段により検出された位置と位置指令
とから前記電動機の位置を制御する位置制御手段と、電
動機の位置と位置指令との偏差の積分値と位置指令双方
が基準以下になると、電動機に付加されている負荷の慣
性を推定し、その慣性により制御応答性を変化させて速
度を制御する速度制御手段を有効にする切替判定手段を
有する請求項１記載の電動機制御装置。
【請求項６】電動機と、前記電動機の位置を検出する
位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された位
置と位置指令とから前記電動機の位置を制御する位置制
御手段と、前記電動機の速度を検出する速度検出手段
と、前記速度検出手段により検出された速度と位置制御
手段より出力される速度指令より電動機の速度を制御
し、基準位置指令以下になると、制御応答性を変化させ
る速度制御手段を備えた電動機制御装置。
【請求項７】電動機と、前記電動機の位置を検出する
位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された位
置と位置指令とから前記電動機の位置を制御する位置制
御手段と、上記電動機の速度を検出する速度検出手段
と、前記速度検出手段により検出された速度と位置制御
手段より出力される速度指令より電動機の速度を制御
し、電動機の位置と位置指令との偏差の積分値が基準以
下になると、制御応答性を変化させる速度制御手段とを
備えた電動機制御装置。
【請求項８】電動機と、前記電動機の位置を検出する
位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された位
置と位置指令とから上記電動機の位置を制御する位置制
御手段と、前記電動機の速度を検出する速度検出手段
と、前記速度検出手段により検出された速度と位置制御
手段より出力される速度指令より電動機の速度を制御
し、電動機の位置と位置指令との偏差の積分値と位置指
令双方が基準以下になると、制御応答性を変化させる速
度制御手段とを備えた電動機制御装置。