JPH10164880A - リラクタンスモータアクチュエータ - Google Patents
リラクタンスモータアクチュエータInfo
- Publication number
- JPH10164880A JPH10164880A JP8314895A JP31489596A JPH10164880A JP H10164880 A JPH10164880 A JP H10164880A JP 8314895 A JP8314895 A JP 8314895A JP 31489596 A JP31489596 A JP 31489596A JP H10164880 A JPH10164880 A JP H10164880A
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- reluctance motor
- current
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- actuator
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 初期荷重（＝ステップ外乱）の極性が変化す
る中立点で更に高精度な位置決めができる技術の提供。 【解決手段】 所定の位置Ａで反力、あるいは外乱がス
テップ的に変化するアクチュエータ出力軸６と、アクチ
ュエータ出力軸６を駆動するリラクタンスモータ１と、
リラクタンスモータ１に流す電流を指令値に応じた値と
する電流制御アンプ１３とから成り、前記所定の位置Ａ
と、リラクタンスモータ１のインダクタンスの角度微分
値の極性が変化する回転子位置Ｂを一致させて構成し、
回転子位置Ｂの前後で前記反力、あるいは外乱の振幅に
応じた補正電流を前記リラクタンスモータ１に流す構
成。
る中立点で更に高精度な位置決めができる技術の提供。 【解決手段】 所定の位置Ａで反力、あるいは外乱がス
テップ的に変化するアクチュエータ出力軸６と、アクチ
ュエータ出力軸６を駆動するリラクタンスモータ１と、
リラクタンスモータ１に流す電流を指令値に応じた値と
する電流制御アンプ１３とから成り、前記所定の位置Ａ
と、リラクタンスモータ１のインダクタンスの角度微分
値の極性が変化する回転子位置Ｂを一致させて構成し、
回転子位置Ｂの前後で前記反力、あるいは外乱の振幅に
応じた補正電流を前記リラクタンスモータ１に流す構
成。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 この発明はリラクタンスモ
ータを用いたアクチュエータに関する。
ータを用いたアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来のアクチュエータとしては、例え
ば、計測自動制御学会論文集（Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．
６，７０５／７１０，１９９１）に示すようなＤＣモー
タを用いたものがある。アクチュエータは、バネを予め
縮めた状態で組込まれているため、システムに何らかの
故障が生じ、モータ電源をオフした場合でも、出力軸に
加わる外力がバネの初期荷重が越えない限り出力軸が動
かないようになっている。初期荷重付のバネ特性は図１
１のようになり、その反力特性は、図１２に示すよう
に、線形なバネ反力に中立点で極性が変化するステップ
外乱が加わった形となる。このような特性はフェ−ル・
セ−フの面から有利となるが、高精度な位置決めコント
ロ−ラの設計を難しくさせる要因となる。従来例は、こ
のような外乱やアクチュエータの非線形性の影響をなる
べく受けないような位置決め制御系設計法について記述
している。
ば、計測自動制御学会論文集（Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．
６，７０５／７１０，１９９１）に示すようなＤＣモー
タを用いたものがある。アクチュエータは、バネを予め
縮めた状態で組込まれているため、システムに何らかの
故障が生じ、モータ電源をオフした場合でも、出力軸に
加わる外力がバネの初期荷重が越えない限り出力軸が動
かないようになっている。初期荷重付のバネ特性は図１
１のようになり、その反力特性は、図１２に示すよう
に、線形なバネ反力に中立点で極性が変化するステップ
外乱が加わった形となる。このような特性はフェ−ル・
セ−フの面から有利となるが、高精度な位置決めコント
ロ−ラの設計を難しくさせる要因となる。従来例は、こ
のような外乱やアクチュエータの非線形性の影響をなる
べく受けないような位置決め制御系設計法について記述
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、シス
テムによっては、初期荷重（＝ステップ外乱）の極性が
変化する中立点で更に高精度な位置決め仕様を要求され
る場合がある。これに対処するためには、 （Ａ）ロバスト補償器の補償周波数帯域を広げる（閉ル
−プゲインを上げることと等価）こと （Ｂ）中立点での初期荷重の変化率を小さくすること
（図１３参照） 等が考えられる。上記（Ａ）の場合、非常に高い周波数
成分を含んだステップ状外乱を除去するには、補償周波
数帯域をより広げる必要がある。ロバスト補償器の補償
周波数帯域を広げることは、逆に制御系の安定性を損ね
ることとなり、システムによっては、外乱除去性と安定
性を同時に満たす制御系を設計できなくなる場合も有り
得る。また、上記（Ｂ）の場合は、フェ−ル・セ−フの
仕様を満たさなくなる場合が生ずる。この発明は、この
ような従来の問題点である「バネ反力特性が急激に変化
するアクチュエータの制御系設計」に着目してなされた
もので、リラクタンスモータのトルク特性を利用して、
中立点での初期荷重の変化率を等価的に小さくすること
で、上記問題点を解決することを目的としている。
テムによっては、初期荷重（＝ステップ外乱）の極性が
変化する中立点で更に高精度な位置決め仕様を要求され
る場合がある。これに対処するためには、 （Ａ）ロバスト補償器の補償周波数帯域を広げる（閉ル
−プゲインを上げることと等価）こと （Ｂ）中立点での初期荷重の変化率を小さくすること
（図１３参照） 等が考えられる。上記（Ａ）の場合、非常に高い周波数
成分を含んだステップ状外乱を除去するには、補償周波
数帯域をより広げる必要がある。ロバスト補償器の補償
周波数帯域を広げることは、逆に制御系の安定性を損ね
ることとなり、システムによっては、外乱除去性と安定
性を同時に満たす制御系を設計できなくなる場合も有り
得る。また、上記（Ｂ）の場合は、フェ−ル・セ−フの
仕様を満たさなくなる場合が生ずる。この発明は、この
ような従来の問題点である「バネ反力特性が急激に変化
するアクチュエータの制御系設計」に着目してなされた
もので、リラクタンスモータのトルク特性を利用して、
中立点での初期荷重の変化率を等価的に小さくすること
で、上記問題点を解決することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 前記目的を達成するた
めの手段として本発明請求項１記載のリラクタンスモー
タアクチュエータでは、所定の位置Ａで反力、あるいは
外乱がステップ的に変化するアクチュエータと、前記ア
クチュエータを駆動するリラクタンスモータと、前記リ
ラクタンスモータに流す電流を指令値に応じた値とする
電流制御アンプとから成り、前記所定の位置Ａと、前記
リラクタンスモータのインダクタンスの角度微分値の極
性が変化する回転子位置Ｂを一致させて構成し、前記回
転子位置Ｂの前後で前記反力、あるいは外乱の振幅に応
じた補正電流を前記リラクタンスモータに流す構成とし
た。請求項２記載のリラクタンスモータアクチュエータ
では、請求項１記載の回転子位置Ｂで、前記リラクタン
スモータに加わる反力、あるいは外乱の値が、−Ｔｄか
ら＋Ｔｄ、あるいは＋Ｔｄから−Ｔｄに変化したとき、
前記回転子位置Ｂでの補正電流値を次式 （但し、θは前記リラクタンスモータの回転子位置、｜
ｄＬ／ｄθ｜は前記リラクタンスモータのＢ点前後での
インダクタンスの角度微分値の絶対値）で与える構成と
した。請求項３記載のリラクタンスモータアクチュエー
タでは、請求項２記載の回転子位置Ｂの前後で、前記リ
ラクタンスモータのインダクタンスの角度微分値の極性
が変化する回転子位置をＸ、Ｙとしたとき、Ｘ≦θ＜Ｂ
間で補正電流をゼロから立ち上げ、Ｂ＜θ≦Ｙ間で補正
電流をゼロまで減衰させる構成とした。
めの手段として本発明請求項１記載のリラクタンスモー
タアクチュエータでは、所定の位置Ａで反力、あるいは
外乱がステップ的に変化するアクチュエータと、前記ア
クチュエータを駆動するリラクタンスモータと、前記リ
ラクタンスモータに流す電流を指令値に応じた値とする
電流制御アンプとから成り、前記所定の位置Ａと、前記
リラクタンスモータのインダクタンスの角度微分値の極
性が変化する回転子位置Ｂを一致させて構成し、前記回
転子位置Ｂの前後で前記反力、あるいは外乱の振幅に応
じた補正電流を前記リラクタンスモータに流す構成とし
た。請求項２記載のリラクタンスモータアクチュエータ
では、請求項１記載の回転子位置Ｂで、前記リラクタン
スモータに加わる反力、あるいは外乱の値が、−Ｔｄか
ら＋Ｔｄ、あるいは＋Ｔｄから−Ｔｄに変化したとき、
前記回転子位置Ｂでの補正電流値を次式 （但し、θは前記リラクタンスモータの回転子位置、｜
ｄＬ／ｄθ｜は前記リラクタンスモータのＢ点前後での
インダクタンスの角度微分値の絶対値）で与える構成と
した。請求項３記載のリラクタンスモータアクチュエー
タでは、請求項２記載の回転子位置Ｂの前後で、前記リ
ラクタンスモータのインダクタンスの角度微分値の極性
が変化する回転子位置をＸ、Ｙとしたとき、Ｘ≦θ＜Ｂ
間で補正電流をゼロから立ち上げ、Ｂ＜θ≦Ｙ間で補正
電流をゼロまで減衰させる構成とした。
【０００５】
【発明の実施の形態】 以下、この発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。図１は、この発明の一実施の
形態のシステム構成を示す図である。まず構成を説明す
ると、１はリラクタンスモータ、２はモータ回転角セン
サ、３は減速ギア、４はボ−ルねじで、モータの回転運
動をアクチュエータの直線運動に変換する。５はリタ−
ンスプリングであって、システム故障時に出力軸６を中
立点に保つため、前述した初期荷重を加えている。
図面に基づいて説明する。図１は、この発明の一実施の
形態のシステム構成を示す図である。まず構成を説明す
ると、１はリラクタンスモータ、２はモータ回転角セン
サ、３は減速ギア、４はボ−ルねじで、モータの回転運
動をアクチュエータの直線運動に変換する。５はリタ−
ンスプリングであって、システム故障時に出力軸６を中
立点に保つため、前述した初期荷重を加えている。
【０００６】また、１１は位置決め制御演算部であり、
例えば、良く知られたＰＩＤ制御手法で、モータ回転角
指令値とモータ実回転角とからモータへのトルク指令値
を計算する。１２はモータ電流指令値演算部であり、ト
ルク指令値とモータ回転角とから、第一の電流指令値を
演算する。１３は第２の電流指令値に応じた電流をリラ
クタンスモータ１に流すための電流制御アンプである。
１４は本発明の特徴である電流指令補正部で所定のモー
タ回転角の間に初期荷重の変化率を小さくするような電
流補正値を出力する。第１の電流指令値に電流補正値を
加えて第２の電流指令値を演算する。
例えば、良く知られたＰＩＤ制御手法で、モータ回転角
指令値とモータ実回転角とからモータへのトルク指令値
を計算する。１２はモータ電流指令値演算部であり、ト
ルク指令値とモータ回転角とから、第一の電流指令値を
演算する。１３は第２の電流指令値に応じた電流をリラ
クタンスモータ１に流すための電流制御アンプである。
１４は本発明の特徴である電流指令補正部で所定のモー
タ回転角の間に初期荷重の変化率を小さくするような電
流補正値を出力する。第１の電流指令値に電流補正値を
加えて第２の電流指令値を演算する。
【０００７】次に作用を説明する。まず、最初にモータ
電流指令値演算部１２の作用について説明する。図２に
示すようなステ−タ６極、ロ−タ４極の３相リラクタン
スモータ１を考える。また、このときのロ−タ回転角θ
を０度とする。ステ−タ極先端部における中心角をβ
ｓ、ロ−タ極先端部における中心角をβｒとしたとき、
βｓ＝βｒ＝４５度とすれば、 リラクタンス（磁気抵抗）最大：θ＝０＋９０×Ｎ（Ｎ
＝０，１，２，…）（ｄｅｇ） リラクタンス（磁気抵抗）最小：θ＝４５＋９０×Ｎ
（Ｎ＝０，１，２，…）（ｄｅｇ） となる。
電流指令値演算部１２の作用について説明する。図２に
示すようなステ−タ６極、ロ−タ４極の３相リラクタン
スモータ１を考える。また、このときのロ−タ回転角θ
を０度とする。ステ−タ極先端部における中心角をβ
ｓ、ロ−タ極先端部における中心角をβｒとしたとき、
βｓ＝βｒ＝４５度とすれば、 リラクタンス（磁気抵抗）最大：θ＝０＋９０×Ｎ（Ｎ
＝０，１，２，…）（ｄｅｇ） リラクタンス（磁気抵抗）最小：θ＝４５＋９０×Ｎ
（Ｎ＝０，１，２，…）（ｄｅｇ） となる。
【０００８】鎖交磁束数はリラクタンスに反比例し、イ
ンダクタンスは鎖交磁束数に比例するため、各相巻線の
自己インダクタンスは図３に示すようにロ−タ回転角θ
に関して三角波状に変化する波形となる。従って、各相
自己インダクタンスの角度に関する微分値は同図に示す
ように、ロ−タ回転角θに関してステップ状に変化する
波形となる。
ンダクタンスは鎖交磁束数に比例するため、各相巻線の
自己インダクタンスは図３に示すようにロ−タ回転角θ
に関して三角波状に変化する波形となる。従って、各相
自己インダクタンスの角度に関する微分値は同図に示す
ように、ロ−タ回転角θに関してステップ状に変化する
波形となる。
【０００９】リラクタンスモータのトルクは次式で与え
られるので、正のトルクを得るためには、各相インダク
タンスの角度に関する微分値が正の時に電流を流せばよ
い。
られるので、正のトルクを得るためには、各相インダク
タンスの角度に関する微分値が正の時に電流を流せばよ
い。
【００１０】
【式１】 （但し、式１で、ｉa 、ｉb 、ｉc は各々ａ、ｂ、ｃ相
電流、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは各々ａ、ｂ、ｃ相自己インダ
クタンス、Ｍａｂ、Ｍｂｃ、Ｍｃａは各々ａ、ｂ、ｃ相
相互インダクタンス、θはロータ回転角である。また、
式１でリラクタンスモータ１におけるＭａｂ、Ｍｂｃ、
Ｍｃａは一般に小さく、以下の説明では無視することと
する。） 図３から各相インダクタンスの角度に関する微分値が正
となるのは、θが０〜１５度の区間ではａ相とｂ相、θ
が１５〜３０度の区間ではａ相のみ、θが３０〜４５度
の区間ではａ相とｃ相、θが４５〜６０度の区間ではｃ
相のみ、θが６０〜７５度の区間ではｂ相とｃ相、θが
７５〜９０度の区間ではｂ相のみとなる。ここで、θが
１５〜３０度、４５〜６０度、７５〜９０度の区間で
は、正のトルクを出力させる相は各々ａ相、ｃ相、ｂ相
であるから、例えばθが１５〜３０度の区間では、ある
正のトルクＴを得るための電流指令値は、式１から次式
となる。
電流、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは各々ａ、ｂ、ｃ相自己インダ
クタンス、Ｍａｂ、Ｍｂｃ、Ｍｃａは各々ａ、ｂ、ｃ相
相互インダクタンス、θはロータ回転角である。また、
式１でリラクタンスモータ１におけるＭａｂ、Ｍｂｃ、
Ｍｃａは一般に小さく、以下の説明では無視することと
する。） 図３から各相インダクタンスの角度に関する微分値が正
となるのは、θが０〜１５度の区間ではａ相とｂ相、θ
が１５〜３０度の区間ではａ相のみ、θが３０〜４５度
の区間ではａ相とｃ相、θが４５〜６０度の区間ではｃ
相のみ、θが６０〜７５度の区間ではｂ相とｃ相、θが
７５〜９０度の区間ではｂ相のみとなる。ここで、θが
１５〜３０度、４５〜６０度、７５〜９０度の区間で
は、正のトルクを出力させる相は各々ａ相、ｃ相、ｂ相
であるから、例えばθが１５〜３０度の区間では、ある
正のトルクＴを得るための電流指令値は、式１から次式
となる。
【００１１】
【式２】 以下同様にして、θが４５〜６０度では式３、７５〜９
０度の区間では式４となる。
０度の区間では式４となる。
【００１２】
【式３】
【００１３】
【式４】 次に、θが０〜１５度、３０〜４５度、６０〜７５度の
区間では正のトルクを出力させる相は各々ａ相とｂ相、
ａ相とｃ相、ｂ相とｃ相であり、これらの区間では各相
電流を切り替える区間とする。例えばθが３０〜４５度
の区間では、ａ相電流を式２の値からゼロに減衰させ、
ｃ相電流を式３の値まで立ち上げる。この区間でも与え
られたトルクを出力する必要があるため、次式の関係を
満たしながら電流を変化させる必要がある。
区間では正のトルクを出力させる相は各々ａ相とｂ相、
ａ相とｃ相、ｂ相とｃ相であり、これらの区間では各相
電流を切り替える区間とする。例えばθが３０〜４５度
の区間では、ａ相電流を式２の値からゼロに減衰させ、
ｃ相電流を式３の値まで立ち上げる。この区間でも与え
られたトルクを出力する必要があるため、次式の関係を
満たしながら電流を変化させる必要がある。
【００１４】
【式５】 θが３０〜４５度でａ相とｃ相のインダクタンスのθに
関する微分値が等しいとし、その値をｄＬ／ｄθと表す
と式５は式６となる。従って、式７の関係を満たす電流
を求めればよい。
関する微分値が等しいとし、その値をｄＬ／ｄθと表す
と式５は式６となる。従って、式７の関係を満たす電流
を求めればよい。
【００１５】
【式６】
【００１６】
【式７】 今、ａ相電流を例えばエクスポネンシャル関数でゼロに
減衰させたときのａ相電流とｃ相電流は図４のようにな
る。以上の方法で求めた電流波形を−４５〜９０度まで
描くと図５のようになる。電流はトルクの平方根に比例
するので、各電流の波高値は、例えば１（Ｎｍ）を出力
する電流値としてマップを作成し、出力させたいトルク
の平方根を電流マップに乗ずれば実際の電流指令値を求
めることができる。
減衰させたときのａ相電流とｃ相電流は図４のようにな
る。以上の方法で求めた電流波形を−４５〜９０度まで
描くと図５のようになる。電流はトルクの平方根に比例
するので、各電流の波高値は、例えば１（Ｎｍ）を出力
する電流値としてマップを作成し、出力させたいトルク
の平方根を電流マップに乗ずれば実際の電流指令値を求
めることができる。
【００１７】次に、電流指令値補正部１４について説明
する。リラクタンスモータ１のインダクタンスの角度微
分値は、モータ回転角０度で負から正にステップ的に変
化するため、モータ回転角０度近傍では一定の電流を流
していてもモータトルクはステップ的に変化する。従っ
て、アクチュエータの初期荷重がステップ的に変化する
位置とインダクタンスの角度微分値が負から正に変化す
る点（インダクタンスが最小となる点）を合わせてお
き、この点でモータトルクが初期荷重と釣り合うような
電流値を流しておけば、等価的にバネ反力の初期荷重の
変化率を小さくできる。今、ａ相インダクタンスが最小
となる点を初期荷重がステップ的に変化する位置とし、
ａ相電流として、例えば−４５度から０度に向けて直線
的に増加し、０度から４５度に向けて直線的に減少する
電流を補正電流に選んだ時の各応答波形を図６に示す。
この場合、モータトルクは−４５度から０度ににかけて
負の方向に増加し、０度で極性が反転して正になり、０
度から４５度にかけて正からゼロに減少するトルク波形
となる。
する。リラクタンスモータ１のインダクタンスの角度微
分値は、モータ回転角０度で負から正にステップ的に変
化するため、モータ回転角０度近傍では一定の電流を流
していてもモータトルクはステップ的に変化する。従っ
て、アクチュエータの初期荷重がステップ的に変化する
位置とインダクタンスの角度微分値が負から正に変化す
る点（インダクタンスが最小となる点）を合わせてお
き、この点でモータトルクが初期荷重と釣り合うような
電流値を流しておけば、等価的にバネ反力の初期荷重の
変化率を小さくできる。今、ａ相インダクタンスが最小
となる点を初期荷重がステップ的に変化する位置とし、
ａ相電流として、例えば−４５度から０度に向けて直線
的に増加し、０度から４５度に向けて直線的に減少する
電流を補正電流に選んだ時の各応答波形を図６に示す。
この場合、モータトルクは−４５度から０度ににかけて
負の方向に増加し、０度で極性が反転して正になり、０
度から４５度にかけて正からゼロに減少するトルク波形
となる。
【００１８】このモータトルクとアクチュエータのもと
のバネ反力特性を合わせた合成バネ反力特性を図７に示
す。合成バネ反力特性は、中立点の初期荷重の変化率が
小さくなっている。このことは、外乱の変化率がより小
さく（外乱の周波数帯域が低く）なることと等価であ
り、初期荷重が制御成績に及ぼす影響をより小さくでき
る。
のバネ反力特性を合わせた合成バネ反力特性を図７に示
す。合成バネ反力特性は、中立点の初期荷重の変化率が
小さくなっている。このことは、外乱の変化率がより小
さく（外乱の周波数帯域が低く）なることと等価であ
り、初期荷重が制御成績に及ぼす影響をより小さくでき
る。
【００１９】以上のような補正電流を所定の区間だけ、
所定の相のモータ電流指令値に加えて新たな電流指令値
として電流制御アンプ１３に入力する。例えば、一定な
トルク指令Ｔを与えており、ロ−タ回転角が０度で外乱
が−ＴｄからＴｄとなる場合は、図５のａ相電流指令値
に図６の補正電流ｉaxを加えたｉa ＋ｉaxを電流制御ア
ンプ１３に入力すればよい。また、本実施例では初期荷
重の影響を軽減する補正電流波形として三角波を選んだ
が、合成バネ反力特性の折れ線特性を滑らかに変化させ
るためにスプライン関数を使ってもよいし、エクスポネ
ンシャル関数を用いてもよい。
所定の相のモータ電流指令値に加えて新たな電流指令値
として電流制御アンプ１３に入力する。例えば、一定な
トルク指令Ｔを与えており、ロ−タ回転角が０度で外乱
が−ＴｄからＴｄとなる場合は、図５のａ相電流指令値
に図６の補正電流ｉaxを加えたｉa ＋ｉaxを電流制御ア
ンプ１３に入力すればよい。また、本実施例では初期荷
重の影響を軽減する補正電流波形として三角波を選んだ
が、合成バネ反力特性の折れ線特性を滑らかに変化させ
るためにスプライン関数を使ってもよいし、エクスポネ
ンシャル関数を用いてもよい。
【００２０】次に、電流制御アンプ１３について説明す
る。電流制御アンプ１３は、リラクタンスモータ１に流
れる電流が電流指令値に追従するようにリラクタンスモ
ータ１の端子に加える電圧を調整する。図８にその構成
図を示す。各相とも同じ回路構成となるので、ａ相につ
いてのみ動作を説明する。
る。電流制御アンプ１３は、リラクタンスモータ１に流
れる電流が電流指令値に追従するようにリラクタンスモ
ータ１の端子に加える電圧を調整する。図８にその構成
図を示す。各相とも同じ回路構成となるので、ａ相につ
いてのみ動作を説明する。
【００２１】まず最初に、電流指令値と電流センサから
の電流実測値との誤差を求める。次に、誤差を増幅しキ
ャリア三角波と比較することでＰＷＭ（パルス幅変調）
信号を作る。ＰＷＭ信号はドライブ回路に入力され、パ
ワートランジスタＳＷａｕ、ＳＷａｌをオンオフさせ
る。パワートランジスタＳＷａｕ、ＳＷａｌがオンする
と、ａ相電流はパワートランジスタＳＷａｕ、ａ相抵抗
Ｒａ、ａ相インダクタンスＬａ、パワートランジスタＳ
Ｗａｌを通って増加し、パワートランジスタＳＷａｕ、
ＳＷａｌがオフすると、ａ相電流はダイオードＤ１、Ｒ
ａ、Ｌａ、Ｄ２を通って減少する。
の電流実測値との誤差を求める。次に、誤差を増幅しキ
ャリア三角波と比較することでＰＷＭ（パルス幅変調）
信号を作る。ＰＷＭ信号はドライブ回路に入力され、パ
ワートランジスタＳＷａｕ、ＳＷａｌをオンオフさせ
る。パワートランジスタＳＷａｕ、ＳＷａｌがオンする
と、ａ相電流はパワートランジスタＳＷａｕ、ａ相抵抗
Ｒａ、ａ相インダクタンスＬａ、パワートランジスタＳ
Ｗａｌを通って増加し、パワートランジスタＳＷａｕ、
ＳＷａｌがオフすると、ａ相電流はダイオードＤ１、Ｒ
ａ、Ｌａ、Ｄ２を通って減少する。
【００２２】位置決め制御演算部１１は、例えばよく知
られたＰＩＤ制御で構成できる。図９に制御系ブロック
図を示す。図１０に本発明の効果を示す位置決め制御シ
ミュレ−ション結果を示す。本発明では初期荷重が位置
決め制御性能に及ぼす影響が小さく抑えられていること
がわかる。
られたＰＩＤ制御で構成できる。図９に制御系ブロック
図を示す。図１０に本発明の効果を示す位置決め制御シ
ミュレ−ション結果を示す。本発明では初期荷重が位置
決め制御性能に及ぼす影響が小さく抑えられていること
がわかる。
【００２３】
【発明の効果】 以上説明してきたように、この発明に
よれば、その構成をリラクタンスモータと、リラクタン
スモータにより駆動されるアクチュエータと、アクチュ
エータの初期荷重がステップ的に変化する位置とリラク
タンスモータのインダクタンスの角度微分値の極性が負
から正に変化する点を合わせておき、この点でモータト
ルクが初期荷重と釣り合うような電流を流す構成とした
ため、等価的にバネ反力の初期荷重の変化率を小さくで
き、初期荷重が制御成績に及ぼす影響をより小さくでき
るといる効果が得られる。
よれば、その構成をリラクタンスモータと、リラクタン
スモータにより駆動されるアクチュエータと、アクチュ
エータの初期荷重がステップ的に変化する位置とリラク
タンスモータのインダクタンスの角度微分値の極性が負
から正に変化する点を合わせておき、この点でモータト
ルクが初期荷重と釣り合うような電流を流す構成とした
ため、等価的にバネ反力の初期荷重の変化率を小さくで
き、初期荷重が制御成績に及ぼす影響をより小さくでき
るといる効果が得られる。
【図１】 本発明実施の形態のシステムを示す構成図で
ある。
ある。
【図２】 リラクタンスモータを示す断面図である。
【図３】 インダクタンスとインダクタンスの角度に関
する微分値を示す図である。
する微分値を示す図である。
【図４】 ３０〜４５度における電流パタ−ンを示す図
である。
である。
【図５】 電流パタ−ンを示す図である。
【図６】 補正電流を流したときの各応答波形を示す図
である。
である。
【図７】 合成バネ反力特性を示す図である。
【図８】 電流制御アンプを示す構成図である。
【図９】 ＰＩＤ制御系を示すブロック図である。
【図１０】 位置決め制御シミュレ−ション効果を示す
図である。
図である。
【図１１】 バネ反力特性を示す図である。
【図１２】 図１と等価なバネ反力特性を示す図であ
る。
る。
【図１３】 中立点での初期荷重の変化率が小さいバネ
反力特性を示す図である。
反力特性を示す図である。
１ リラクタンスモータ ２ モータ回転角センサ ３ 減速ギア ４ ボ−ルねじ ５ リタ−ンスプリング ６ アクチュエータ出力軸 １１ 位置決め制御演算部 １２ モータ電流指令値演算部 １３ 電流制御アンプ １４ 電流指令補正部
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の位置Ａで反力、あるいは外乱がス
テップ的に変化するアクチュエータと、前記アクチュエ
ータを駆動するリラクタンスモータと、前記リラクタン
スモータに流す電流を指令値に応じた値とする電流制御
アンプと、から成り、前記所定の位置Ａと、前記リラク
タンスモータのインダクタンスの角度微分値の極性が変
化する回転子位置Ｂを一致させて構成し、前記回転子位
置Ｂの前後で前記反力、あるいは外乱の振幅に応じた補
正電流を前記リラクタンスモータに流すことを特徴とし
たリラクタンスモータアクチュエータ。 - 【請求項２】 前記回転子位置Ｂで、前記リラクタンス
モータに加わる反力、あるいは外乱の値が、−Ｔｄから
＋Ｔｄ、あるいは＋Ｔｄから−Ｔｄに変化したとき、前
記回転子位置Ｂでの補正電流値を次式 （但し、θは前記リラクタンスモータの回転子位置であ
り、｜ｄＬ／ｄθ｜は前記リラクタンスモータのＢ点前
後でのインダクタンスの角度微分値の絶対値）で与える
ことを特徴とした請求項１記載のリラクタンスモータア
クチュエータ。 - 【請求項３】 前記回転子位置Ｂの前後で、前記リラク
タンスモータのインダクタンスの角度微分値の極性が変
化する回転子位置をＸ、Ｙとした時、Ｘ≦θ＜Ｂ間で補
正電流をゼロから立ち上げ、Ｂ＜θ≦Ｙ間で補正電流を
ゼロまで減衰させることを特徴とした請求項２記載のリ
ラクタンスモータアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8314895A JPH10164880A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | リラクタンスモータアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8314895A JPH10164880A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | リラクタンスモータアクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10164880A true JPH10164880A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18058931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8314895A Pending JPH10164880A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | リラクタンスモータアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10164880A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014068499A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機制御装置 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP8314895A patent/JPH10164880A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014068499A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機制御装置 |
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