JPH1056791A - 回転モータの速度制御装置 - Google Patents
回転モータの速度制御装置Info
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- JPH1056791A JPH1056791A JP9108986A JP10898697A JPH1056791A JP H1056791 A JPH1056791 A JP H1056791A JP 9108986 A JP9108986 A JP 9108986A JP 10898697 A JP10898697 A JP 10898697A JP H1056791 A JPH1056791 A JP H1056791A
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- disturbance
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- 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
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＶＣＲなどに入っている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る
ようにした回転モータの速度制御装置を提供する。 【解決手段】 トルク命令に応ずる速度で回転し、モー
タの現在角位置及び現在角速度を出力するモータ、基準
角速度と現在角速度との差を示す速度エラーを求める速
度測定部と、速度エラーにより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、基準角速
度、速度測定部の速度エラー及び速度制御器から出力し
た電流命令のうち一つ、そしてモータの現在角位置を用
いる反復学習過程を通してモータの角位置及び角速度の
関数で表現された外乱の影響を補正し、反復学習過程に
より発生する高周波ノイズを取り除き、その結果により
得られた外乱補正値を出力する学習補償器と、速度制御
器から出力した電流命令の値と学習補償器から求めた外
乱補正値を加算することにより修正された電流命令を求
める速度命令補償部、及び修正された電流命令を受信し
トルク命令をモータに出力する電流制御器を含む。
れる外乱を推定及び補償して速度制御特性を向上させる
ようにした回転モータの速度制御装置を提供する。 【解決手段】 トルク命令に応ずる速度で回転し、モー
タの現在角位置及び現在角速度を出力するモータ、基準
角速度と現在角速度との差を示す速度エラーを求める速
度測定部と、速度エラーにより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、基準角速
度、速度測定部の速度エラー及び速度制御器から出力し
た電流命令のうち一つ、そしてモータの現在角位置を用
いる反復学習過程を通してモータの角位置及び角速度の
関数で表現された外乱の影響を補正し、反復学習過程に
より発生する高周波ノイズを取り除き、その結果により
得られた外乱補正値を出力する学習補償器と、速度制御
器から出力した電流命令の値と学習補償器から求めた外
乱補正値を加算することにより修正された電流命令を求
める速度命令補償部、及び修正された電流命令を受信し
トルク命令をモータに出力する電流制御器を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転モータの速度制
御に係り、特にＶＣＲなどに入っている回転モータに加
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
せるようにした回転モータの速度制御装置に関する。
御に係り、特にＶＣＲなどに入っている回転モータに加
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
せるようにした回転モータの速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】モータの速度制御において、制御量を変
動させる要因は周辺状況により生ずる。この要因は外乱
と呼ばれるもので、正確な速度制御を得にくい。外乱に
より制御エラーが生ずれば、モータにより駆動されるＶ
ＣＲは正確に動作できなくなる。従って、外乱の影響を
無くせると良好な速度制御特性が得られる。それで、観
測器でモータの外乱を推定することにより外乱を取り除
いた。この外乱を抑える制御理論が研究されつつあり、
その一例が図１で示されている。
動させる要因は周辺状況により生ずる。この要因は外乱
と呼ばれるもので、正確な速度制御を得にくい。外乱に
より制御エラーが生ずれば、モータにより駆動されるＶ
ＣＲは正確に動作できなくなる。従って、外乱の影響を
無くせると良好な速度制御特性が得られる。それで、観
測器でモータの外乱を推定することにより外乱を取り除
いた。この外乱を抑える制御理論が研究されつつあり、
その一例が図１で示されている。
【０００３】図１は従来の外乱を有している回転モータ
の速度制御装置を示したブロック図である。図１の装置
は「トルク観測器による直接駆動モータのトルクリップ
ル自動補償」（“Autocompensation of Torque Ripple
of Direct Motor by TorqueObserber”by Nobuyuki Mat
sui, Tatsuo Makino, and Hirokazu Satoh, IEEE Tran
s. on Industry Application, Vol.２９，No. １，Janu
ary/February １９９３，pp１８７〜１９４）に開示さ
れている。図１において、加算器Ａ１は速度命令による
基準角速度ω* m とモータ１５から帰還される角速度ω
m を受信してその差（ω* m −ωm ）を求める。この差
（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 * は加算器Ａ２に入力され
る。加算器Ａ２は速度制御器１１から印加された電流命
令ｉ V * と外乱除去命令ｉL * とを加算して修正された
電流命令ｉ* を得る。外乱除去命令ｉL * はモータ１５
から帰還される角速度ωm 及び実際電流ｉを受信するト
ルク観測器１７から出力される推定された外乱負荷トル
ク
の速度制御装置を示したブロック図である。図１の装置
は「トルク観測器による直接駆動モータのトルクリップ
ル自動補償」（“Autocompensation of Torque Ripple
of Direct Motor by TorqueObserber”by Nobuyuki Mat
sui, Tatsuo Makino, and Hirokazu Satoh, IEEE Tran
s. on Industry Application, Vol.２９，No. １，Janu
ary/February １９９３，pp１８７〜１９４）に開示さ
れている。図１において、加算器Ａ１は速度命令による
基準角速度ω* m とモータ１５から帰還される角速度ω
m を受信してその差（ω* m −ωm ）を求める。この差
（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 * は加算器Ａ２に入力され
る。加算器Ａ２は速度制御器１１から印加された電流命
令ｉ V * と外乱除去命令ｉL * とを加算して修正された
電流命令ｉ* を得る。外乱除去命令ｉL * はモータ１５
から帰還される角速度ωm 及び実際電流ｉを受信するト
ルク観測器１７から出力される推定された外乱負荷トル
ク
【０００４】
【外１】
【０００５】に伝達関数ＫT -1を積算することにより得
られる。ここで、上付＊のない値は実際値であり、上付
き＊のある値は命令値である。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。伝達関数ＫTと
表現される電流制御器１３は修正された電流命令ｉ* に
応答してモータ１５の回転速度を制御するため、トルク
命令τ* をモータ１５に供給する。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。
られる。ここで、上付＊のない値は実際値であり、上付
き＊のある値は命令値である。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。伝達関数ＫTと
表現される電流制御器１３は修正された電流命令ｉ* に
応答してモータ１５の回転速度を制御するため、トルク
命令τ* をモータ１５に供給する。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。
【０００６】モータに加えられる実際外乱負荷トルクτ
L を推定するトルク観測器１７は外乱が十分遅く変わる
という仮定下で次の（式１）により推定された外乱負荷
トルク
L を推定するトルク観測器１７は外乱が十分遅く変わる
という仮定下で次の（式１）により推定された外乱負荷
トルク
【０００７】
【外２】
【０００８】を求める。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、Ｊn ，Ｄn 及びＫTnは慣性モーメ
ントＪ，ダンピング係数Ｄ及びトルク定数ＫT に対する
指定値であり、Ｌは０より小さいもので観測器利得、ε
は仮想変数、
ントＪ，ダンピング係数Ｄ及びトルク定数ＫT に対する
指定値であり、Ｌは０より小さいもので観測器利得、ε
は仮想変数、
【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（式１）は次の（式２）に再び定義されう
る。
ある。上記（式１）は次の（式２）に再び定義されう
る。
【００１３】
【数２】
【００１４】ここで、τL は実際外乱負荷トルクであ
り、
り、
【００１５】
【外４】
【００１６】は推定された外乱負荷トルクであり、Ｓは
ラプラス演算子である。この場合、Ｔ＝−ＴS ／１ｎ
（１＋ＬＴS ／Ｊn ）であり、１／（１＋ＳＴ）はロー
パスフィルタの役割を果たす。下付ｎのない値は実際値
であり、下付ｎのある値は実際値と類似した値に設計さ
れた指定値である。従って、実際外乱負荷トルクτL が
遅く変われば、これは推定された外乱負荷トルク
ラプラス演算子である。この場合、Ｔ＝−ＴS ／１ｎ
（１＋ＬＴS ／Ｊn ）であり、１／（１＋ＳＴ）はロー
パスフィルタの役割を果たす。下付ｎのない値は実際値
であり、下付ｎのある値は実際値と類似した値に設計さ
れた指定値である。従って、実際外乱負荷トルクτL が
遅く変われば、これは推定された外乱負荷トルク
【００１７】
【外５】
【００１８】に近くなって外乱を完全に取り除ける。前
述したように、モータの外乱負荷トルクの推定により外
乱を取り除く従来の方法は複雑な式により長い計算時間
を求め、よってハードウェアで具現するには実質的な問
題点があった。また、最近注目されているＤ−ＶＣＲ技
術は小型モータで高精度の定速制御を求めるが、この小
型モータはコッギングトルクとベアリングの摩擦などに
よる自体的な外乱要因が大きく、この自体的な外乱はそ
の周波数が高い。従って、早く変化する外乱を追従する
ためには１／（１＋ＳＴ）の特性を有するローパスフィ
ルタのバンド幅が大きくなるべきなので、結局観測器利
得Ｌが大きくなるべきである。しかし、実際の具現にお
いて観測器利得を無限定に大きくすることはできず、時
間について外乱を推定する。その結果、回転モータの速
度制御のための閉ループが動作する間推定動作が行われ
続けるべきなのでその計算量が莫大になる。従って、ハ
ードウェアで具現し難いのみならず、このような外乱の
推定及び補償を以ては高周波数のモータの自体的な外乱
を取り除けなかった。
述したように、モータの外乱負荷トルクの推定により外
乱を取り除く従来の方法は複雑な式により長い計算時間
を求め、よってハードウェアで具現するには実質的な問
題点があった。また、最近注目されているＤ−ＶＣＲ技
術は小型モータで高精度の定速制御を求めるが、この小
型モータはコッギングトルクとベアリングの摩擦などに
よる自体的な外乱要因が大きく、この自体的な外乱はそ
の周波数が高い。従って、早く変化する外乱を追従する
ためには１／（１＋ＳＴ）の特性を有するローパスフィ
ルタのバンド幅が大きくなるべきなので、結局観測器利
得Ｌが大きくなるべきである。しかし、実際の具現にお
いて観測器利得を無限定に大きくすることはできず、時
間について外乱を推定する。その結果、回転モータの速
度制御のための閉ループが動作する間推定動作が行われ
続けるべきなのでその計算量が莫大になる。従って、ハ
ードウェアで具現し難いのみならず、このような外乱の
推定及び補償を以ては高周波数のモータの自体的な外乱
を取り除けなかった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
点を解決するために案出されたもので、その目的は学習
を通して角速度と角位置の関数で現れる外乱の影響を補
償し、反復学習回数の増加により累積される高周波ノイ
ズを取り除ける回転モータの速度制御装置を提供するこ
とである。
点を解決するために案出されたもので、その目的は学習
を通して角速度と角位置の関数で現れる外乱の影響を補
償し、反復学習回数の増加により累積される高周波ノイ
ズを取り除ける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】前述した目的を達成する
ための本発明の一態様による回転モータの速度制御装置
は、トルク命令に応ずる速度で回転し、モータの現在角
位置と現在角速度を出力するモータと、入力する基準角
速度と現在角速度との差を示す速度エラーを求める速度
測定手段と、前記速度エラーを受信しモータの回転速度
を制御するための電流命令を出力する速度制御器と、入
力する基準角速度、前記速度測定手段の速度エラー及び
速度制御器から出力した電流命令のうち一つ、そしてモ
ータの現在角位置を用いる反復学習過程を通してモータ
の角位置及び角速度の関数で表現された外乱の影響を補
正し反復学習過程により発生される高周波ノイズを取り
除き、その結果から得られた外乱補正値を出力する学習
補償器と、前記速度制御器から出力した電流命令の値と
前記学習補償器から求めた外乱補正値とを加算すること
により修正された電流命令を求める速度命令補償部と、
修正された電流命令を受信しトルク命令をモータに出力
する電流制御器とを含む。
ための本発明の一態様による回転モータの速度制御装置
は、トルク命令に応ずる速度で回転し、モータの現在角
位置と現在角速度を出力するモータと、入力する基準角
速度と現在角速度との差を示す速度エラーを求める速度
測定手段と、前記速度エラーを受信しモータの回転速度
を制御するための電流命令を出力する速度制御器と、入
力する基準角速度、前記速度測定手段の速度エラー及び
速度制御器から出力した電流命令のうち一つ、そしてモ
ータの現在角位置を用いる反復学習過程を通してモータ
の角位置及び角速度の関数で表現された外乱の影響を補
正し反復学習過程により発生される高周波ノイズを取り
除き、その結果から得られた外乱補正値を出力する学習
補償器と、前記速度制御器から出力した電流命令の値と
前記学習補償器から求めた外乱補正値とを加算すること
により修正された電流命令を求める速度命令補償部と、
修正された電流命令を受信しトルク命令をモータに出力
する電流制御器とを含む。
【００２１】本発明の他の態様による回転モータの速度
制御装置は、トルク命令に応ずる速度で回転し、モータ
の回転によるパルス信号及び周波数信号を発生するモー
タと、モータの１回転に係る外乱補正値を貯蔵する貯蔵
部と、印加される電流命令によるトルク命令をモータに
出力する電流制御器と、前記モータのパルス信号及び周
波数信号、そして前記貯蔵部に貯蔵された外乱補正値を
用いて前記モータの現在角位置に応ずる修正された電流
命令を発生し、発生された修正された電流命令を前記電
流制御器に供給する制御手段とを含み、前記制御手段
は、（ａ）前記モータからのパルス信号及び周波数信号
を用いてモータの現在角位置及びそれに応ずる電流命令
を求める段階と、（ｂ）前記モータの基準角速度、求め
られた現在角位置及び対応電流命令を用いる反復学習過
程を通してモータの角位置及び角速度の関数で表現され
た外乱の影響が補正され、反復学習過程により発生され
る高周波ノイズが取り除かれた外乱補正値を発生し、発
生された外乱補正値を前記貯蔵部内の現在角位置に応ず
る貯蔵位置に貯蔵させる段階と、（ｃ）前記求められた
電流命令の値と前記発生された外乱補正値とを加算する
ことにより前記電流制御器に印加される修正された電流
命令を求める段階とを行う。
制御装置は、トルク命令に応ずる速度で回転し、モータ
の回転によるパルス信号及び周波数信号を発生するモー
タと、モータの１回転に係る外乱補正値を貯蔵する貯蔵
部と、印加される電流命令によるトルク命令をモータに
出力する電流制御器と、前記モータのパルス信号及び周
波数信号、そして前記貯蔵部に貯蔵された外乱補正値を
用いて前記モータの現在角位置に応ずる修正された電流
命令を発生し、発生された修正された電流命令を前記電
流制御器に供給する制御手段とを含み、前記制御手段
は、（ａ）前記モータからのパルス信号及び周波数信号
を用いてモータの現在角位置及びそれに応ずる電流命令
を求める段階と、（ｂ）前記モータの基準角速度、求め
られた現在角位置及び対応電流命令を用いる反復学習過
程を通してモータの角位置及び角速度の関数で表現され
た外乱の影響が補正され、反復学習過程により発生され
る高周波ノイズが取り除かれた外乱補正値を発生し、発
生された外乱補正値を前記貯蔵部内の現在角位置に応ず
る貯蔵位置に貯蔵させる段階と、（ｃ）前記求められた
電流命令の値と前記発生された外乱補正値とを加算する
ことにより前記電流制御器に印加される修正された電流
命令を求める段階とを行う。
【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述する。図２に示した本発明
の一実施例は図１に示した既存の装置と類似であるが、
図２に示したように、トルク観測器１７の代わりに学習
補償器２７が使われる。学習補償器２７は速度命令によ
る基準角速度ω* ，速度制御器２１の出力ｉV * 及びモ
ータからフィードバックされる角位置θを受信し、外乱
の影響を補正するためのｉL * K （θ）を生成するよう
に構成される。
明の望ましい一実施例を詳述する。図２に示した本発明
の一実施例は図１に示した既存の装置と類似であるが、
図２に示したように、トルク観測器１７の代わりに学習
補償器２７が使われる。学習補償器２７は速度命令によ
る基準角速度ω* ，速度制御器２１の出力ｉV * 及びモ
ータからフィードバックされる角位置θを受信し、外乱
の影響を補正するためのｉL * K （θ）を生成するよう
に構成される。
【００２３】本発明の他の実施例を示す図３のシステム
は、図２のシステムと類似であるが、学習補償器３７は
速度制御器２１から出力される電流命令ｉV * の代わり
に第１加算器Ａ３からの速度エラーωe を受信し、外乱
の影響を補正するｉL * K （θ）を生成するように構成
される。図２及び図３において、同一構成については同
一符号を付した。
は、図２のシステムと類似であるが、学習補償器３７は
速度制御器２１から出力される電流命令ｉV * の代わり
に第１加算器Ａ３からの速度エラーωe を受信し、外乱
の影響を補正するｉL * K （θ）を生成するように構成
される。図２及び図３において、同一構成については同
一符号を付した。
【００２４】モータ２５が定常状態に動作する以後に、
外部から学習フラグＬ ｏｎが入力されれば、図２また
は図３のシステムは反復学習を通したモータ２５の外乱
除去動作を開始する。モータ２５の現在角速度ωは第１
加算器Ａ３に入力され、現在角位置θは学習補償器２７
または３７に入力される。第１加算器Ａ３は現在角速度
ωと基準角速度ω* との差を示す速度エラーωe を生成
する。第１加算器Ａ３から出力される速度エラーωe を
受信する速度制御器２１はモータ２５のトルクと角速度
ωとの間に次のような関係（式３）を有する。
外部から学習フラグＬ ｏｎが入力されれば、図２また
は図３のシステムは反復学習を通したモータ２５の外乱
除去動作を開始する。モータ２５の現在角速度ωは第１
加算器Ａ３に入力され、現在角位置θは学習補償器２７
または３７に入力される。第１加算器Ａ３は現在角速度
ωと基準角速度ω* との差を示す速度エラーωe を生成
する。第１加算器Ａ３から出力される速度エラーωe を
受信する速度制御器２１はモータ２５のトルクと角速度
ωとの間に次のような関係（式３）を有する。
【００２５】
【数３】
【００２６】ここで、Ｊは慣性モーメント、ωは現在角
速度、τL は負荷トルク、Ｔは入力トルク、ＫT はトル
ク定数、ｉはモータの巻線電流である。もし、負荷トル
クτL が“０”ならモータ２５に外乱がないので、一般
の速度制御器１１を用いて良好な速度制御特性が得られ
る。しかし、負荷トルクτL が存する場合は速度制御特
性が劣化する。本発明の実施例において、学習補償器２
７または３７は角位置θと角速度
速度、τL は負荷トルク、Ｔは入力トルク、ＫT はトル
ク定数、ｉはモータの巻線電流である。もし、負荷トル
クτL が“０”ならモータ２５に外乱がないので、一般
の速度制御器１１を用いて良好な速度制御特性が得られ
る。しかし、負荷トルクτL が存する場合は速度制御特
性が劣化する。本発明の実施例において、学習補償器２
７または３７は角位置θと角速度
【００２７】
【外６】
【００２８】の関数形態に示される外乱
【００２９】
【外７】
【００３０】の影響を反復学習過程を通して取り除くた
めに使われる。正速制御の場合、θ＝ω* ｔの関係にあ
るので、学習補償器２７，３７の出力ｉ* LKθは速度命
令ω* と時間について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。 ｉ* LK（ω* ，θ）＝ｉ* L(K-1)（ω* ，θ）＋ｍＺ(K-1) （θ） （式４） ここで、ｍは反復学習利得（ただ、０＜ｍ＜１）Ｚ
(K-1) は定常状態でモータ２５の１回転間サンプリング
した速度制御器２１の出力である。
めに使われる。正速制御の場合、θ＝ω* ｔの関係にあ
るので、学習補償器２７，３７の出力ｉ* LKθは速度命
令ω* と時間について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。 ｉ* LK（ω* ，θ）＝ｉ* L(K-1)（ω* ，θ）＋ｍＺ(K-1) （θ） （式４） ここで、ｍは反復学習利得（ただ、０＜ｍ＜１）Ｚ
(K-1) は定常状態でモータ２５の１回転間サンプリング
した速度制御器２１の出力である。
【００３１】図４は学習補償器２７または３７の詳細図
であって、学習補償器は入力される電流命令ｉV * ある
いは速度エラーωe の高周波ノイズを取り除くためのロ
ーパスフィルタ４１及びローパスフィルタリングされた
電流命令あるいは速度エラーに学習補償利得ＫL を積算
する利得器４３を備えている。利得器４３の出力端に連
結された第３加算器４５はモータの１回転以前の外乱補
正値と利得器４３からの現在出力値とを加算して新たな
外乱補正値を求める。第３加算器４５の出力端に連結さ
れた遅延器４７は第３加算器４５で求めた外乱補正値を
モータ１回転ほどの時間の間遅延させ、遅延されたデー
タは第３加算器４５に出力する。
であって、学習補償器は入力される電流命令ｉV * ある
いは速度エラーωe の高周波ノイズを取り除くためのロ
ーパスフィルタ４１及びローパスフィルタリングされた
電流命令あるいは速度エラーに学習補償利得ＫL を積算
する利得器４３を備えている。利得器４３の出力端に連
結された第３加算器４５はモータの１回転以前の外乱補
正値と利得器４３からの現在出力値とを加算して新たな
外乱補正値を求める。第３加算器４５の出力端に連結さ
れた遅延器４７は第３加算器４５で求めた外乱補正値を
モータ１回転ほどの時間の間遅延させ、遅延されたデー
タは第３加算器４５に出力する。
【００３２】図４に基づき学習補償器２７，３７につい
てさらに具体的に説明すれば、ローパスフィルタ４１は
受信される速度エラーωe または電流命令ｉV * をロー
パスフィルタリングする。このローパスフィルタ４１は
学習回数が増加するにつれ累積される高周波ノイズを取
り除く。従って、学習補償器２７，３７の出力が角速度
と角位置の関数である外乱成分
てさらに具体的に説明すれば、ローパスフィルタ４１は
受信される速度エラーωe または電流命令ｉV * をロー
パスフィルタリングする。このローパスフィルタ４１は
学習回数が増加するにつれ累積される高周波ノイズを取
り除く。従って、学習補償器２７，３７の出力が角速度
と角位置の関数である外乱成分
【００３３】
【外８】
【００３４】に収束され、システムが安定になる。この
ローパスフィルタ４１はＩＩＲフィルタを用いる。ロー
パスフィルタ４１が第３加算器４５と遅延器４７との間
に位置する場合、ＦＩＲフィルタを用いる。ローパスフ
ィルタ４１の遮断周波数はモータ２５のコッギングトル
クによる外乱を抑えられる程に設定される。ローパスフ
ィルタ４１の出力は利得器４３の利得値ＫL により利得
調節される。ここで、利得値ＫL はローパスフィルタ４
１の入力により変わる。すなわち、利得値ＫL は利得器
４３に速度エラーωe が入力される場合、速度制御器２
１の比例利得値Ｋ P より小さい（０＜ＫL ＜ＫP ），電
流命令ｉV * が入力される場合“１”より小さい（０＜
ＫL ＜１）。利得器４３を通して利得の調節された速度
エラーまたは電流命令は第３加算器４５に入力される。
第３加算器４５は外部から入力される学習フラグＬ ｏ
ｎがイネーブルの間遅延器４７の出力と利得器４３の出
力とを加算する。ここで遅延器の出力はモータの１回転
以前の外乱補正値である。第３加算器４５から出力する
新たな外乱補正値は遅延器４７に供給される。遅延器４
７はクロック端に受信されるモータの現在角位置θを第
３加算器４５から印加される外乱補正値に対するアドレ
スｎとして用いて入力する外乱補正値を貯蔵し、これを
モータ２５が１回転する程の時間
ローパスフィルタ４１はＩＩＲフィルタを用いる。ロー
パスフィルタ４１が第３加算器４５と遅延器４７との間
に位置する場合、ＦＩＲフィルタを用いる。ローパスフ
ィルタ４１の遮断周波数はモータ２５のコッギングトル
クによる外乱を抑えられる程に設定される。ローパスフ
ィルタ４１の出力は利得器４３の利得値ＫL により利得
調節される。ここで、利得値ＫL はローパスフィルタ４
１の入力により変わる。すなわち、利得値ＫL は利得器
４３に速度エラーωe が入力される場合、速度制御器２
１の比例利得値Ｋ P より小さい（０＜ＫL ＜ＫP ），電
流命令ｉV * が入力される場合“１”より小さい（０＜
ＫL ＜１）。利得器４３を通して利得の調節された速度
エラーまたは電流命令は第３加算器４５に入力される。
第３加算器４５は外部から入力される学習フラグＬ ｏ
ｎがイネーブルの間遅延器４７の出力と利得器４３の出
力とを加算する。ここで遅延器の出力はモータの１回転
以前の外乱補正値である。第３加算器４５から出力する
新たな外乱補正値は遅延器４７に供給される。遅延器４
７はクロック端に受信されるモータの現在角位置θを第
３加算器４５から印加される外乱補正値に対するアドレ
スｎとして用いて入力する外乱補正値を貯蔵し、これを
モータ２５が１回転する程の時間
【００３５】
【外９】
【００３６】間遅延して出力する。図４に示した学習補
償器はその入力が速度エラーωe か電流命令ｉV * であ
るかに問わず次の（式５）と表現できる。 ｉL(K+1) * （ｎ・Δθ）＝ｉLK * （ｎ・Δθ） ＋ＫL ・ＬＰＦ（ｉV * （ｎ・Δθ）） （式５） ローパスフィルタ４１が第３加算器４５と遅延器４７と
の間に位置する場合、学習補償器は次の（式６）と表現
しうる。
償器はその入力が速度エラーωe か電流命令ｉV * であ
るかに問わず次の（式５）と表現できる。 ｉL(K+1) * （ｎ・Δθ）＝ｉLK * （ｎ・Δθ） ＋ＫL ・ＬＰＦ（ｉV * （ｎ・Δθ）） （式５） ローパスフィルタ４１が第３加算器４５と遅延器４７と
の間に位置する場合、学習補償器は次の（式６）と表現
しうる。
【００３７】 ｉ* L(K+1)（ｎ・Δθ）＝ＬＰＦ（ｉ* LK（ｎ・Δθ）） ＋ＫL （ｉV * （ｎ・Δθ）） （式６） 上記（式６）もその入力が速度エラーωe か電流命令ｉ
V * であるかに問わず使用しうる。前述した（式５）及
び（式６）においてｎ・Δθは遅延器４５のアドレスで
ある。
V * であるかに問わず使用しうる。前述した（式５）及
び（式６）においてｎ・Δθは遅延器４５のアドレスで
ある。
【００３８】再び図２または図３の説明に戻り、学習補
償器２７，３７で求められた外乱補正値ｉL * ，ｉL *
K （θ）は第２加算器Ａ４に入力され、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２７，３７から印加される外乱補正値ｉL * ，ｉ
L * K （θ）を加算して修正された電流命令ｉ* を出力
し、修正された電流命令ｉ* は電流制御器２３に入力さ
れる。電流制御器２３は入力する修正された電流命令ｉ
* に応ずるトルク命令をモータ２５に出力する。モータ
２５の第４加算器Ａ５は電流制御器２３から印加された
トルク命令から外乱成分
償器２７，３７で求められた外乱補正値ｉL * ，ｉL *
K （θ）は第２加算器Ａ４に入力され、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２７，３７から印加される外乱補正値ｉL * ，ｉ
L * K （θ）を加算して修正された電流命令ｉ* を出力
し、修正された電流命令ｉ* は電流制御器２３に入力さ
れる。電流制御器２３は入力する修正された電流命令ｉ
* に応ずるトルク命令をモータ２５に出力する。モータ
２５の第４加算器Ａ５は電流制御器２３から印加された
トルク命令から外乱成分
【００３９】
【外１０】
【００４０】を減算して、その結果の修正されたトルク
命令τ* を出力する。伝達関数１／（ＪＳ＋Ｂ）と示さ
れる回転部２５’の速度はこのトルク命令τ* により制
御される。速度制御の結果、回転部２５’から出力され
る現在の角速度ωは再び第１加算器Ａ３にフィードバッ
クされ、第１加算器Ａ３は現在角速度ωを基準角速度ω
* に対する速度エラーωe の計算に使う。図２の場合、
この速度エラーωe は速度制御器２１に入力される。図
３の場合、速度エラーωe は学習補償器３７に入力され
る。速度制御器２１は入力された速度エラーωe により
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。図２の場合、この電流命令ｉ V * は再び学
習補償器２７に入力される。現在の角速度ωは伝達関数
１／Ｓと示されるエンコーダ２５”を通して角位置θに
出力され学習補償器２７にフィードバックされる。
命令τ* を出力する。伝達関数１／（ＪＳ＋Ｂ）と示さ
れる回転部２５’の速度はこのトルク命令τ* により制
御される。速度制御の結果、回転部２５’から出力され
る現在の角速度ωは再び第１加算器Ａ３にフィードバッ
クされ、第１加算器Ａ３は現在角速度ωを基準角速度ω
* に対する速度エラーωe の計算に使う。図２の場合、
この速度エラーωe は速度制御器２１に入力される。図
３の場合、速度エラーωe は学習補償器３７に入力され
る。速度制御器２１は入力された速度エラーωe により
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。図２の場合、この電流命令ｉ V * は再び学
習補償器２７に入力される。現在の角速度ωは伝達関数
１／Ｓと示されるエンコーダ２５”を通して角位置θに
出力され学習補償器２７にフィードバックされる。
【００４１】一方、学習フラグＬ ｏｎがディスエーブ
ルされた後は学習補償器２７は第１加算器Ａ３から出力
された速度エラーωe をアドレスとして入力されそのア
ドレスが指す遅延器４７内の貯蔵位置に貯蔵された外乱
補正値を出力する。従って、学習補償が完了された以後
の速度制御は速度制御器２１の出力ｉV * に学習補償器
２７，３７から出力する外乱補正値ｉL * ，ｉ
L * K （θ）を加算するだけで良いので、効率よい速度
制御が行える。
ルされた後は学習補償器２７は第１加算器Ａ３から出力
された速度エラーωe をアドレスとして入力されそのア
ドレスが指す遅延器４７内の貯蔵位置に貯蔵された外乱
補正値を出力する。従って、学習補償が完了された以後
の速度制御は速度制御器２１の出力ｉV * に学習補償器
２７，３７から出力する外乱補正値ｉL * ，ｉ
L * K （θ）を加算するだけで良いので、効率よい速度
制御が行える。
【００４２】前述した図２または図３のシステムに対す
るシミュレーションの結果、何回かの反復学習で学習補
償器２７，３７の出力ｉ* LK，ｉL * K （θ）が外乱
るシミュレーションの結果、何回かの反復学習で学習補
償器２７，３７の出力ｉ* LK，ｉL * K （θ）が外乱
【００４３】
【外１１】
【００４４】を取り除くことがわかった。図５は図２ま
たは図３に示した回転モータの速度制御システムをハー
ドウェアで実現した例を示す。図５のマイコン５１はモ
ータ２５が回転するにつれ生ずるパルス信号ＰＧと周波
数信号ＦＧ及び反復学習に係るモード命令を受信し、反
復学習を通して外乱の推定及び補償を行う。マイコン５
１はモータ２５が回転するにつれ生ずるパルス信号ＰＧ
と周波数信号ＦＧを用いてモータ２５の現在の角速度ω
と角位置θを算出する。マイコン５１に連結された貯蔵
部５５はモータの１回転に当たる電流命令と反復学習を
通して求めた外乱補正値を貯蔵する。貯蔵部５５はＥＥ
ＰＲＯＭ，ＰＲＯＭまたはフラッシュメモリなどの貯蔵
媒体を使え、図５の装置ではＥＥＰＲＯＭを用いる。マ
イコン５１から出力されるパルス幅変調ＰＷＭされた形
態の電流命令ｉ* はローパスフィルタ５３を通して平滑
化されてから電流制御器２５に供給される。しかし、電
流命令ｉ* がＤ／Ａ変換され出力される場合、すぐ電流
制御器２３に入力される。電流制御器２３はローパスフ
ィルタ５３の出力によりモータ２５の回転速度を制御す
る。マイコン５１は第１加算器Ａ３，第２加算器Ａ４，
速度制御器２１，学習補償器２７，３７の機能を内部プ
ログラムを通して行う。
たは図３に示した回転モータの速度制御システムをハー
ドウェアで実現した例を示す。図５のマイコン５１はモ
ータ２５が回転するにつれ生ずるパルス信号ＰＧと周波
数信号ＦＧ及び反復学習に係るモード命令を受信し、反
復学習を通して外乱の推定及び補償を行う。マイコン５
１はモータ２５が回転するにつれ生ずるパルス信号ＰＧ
と周波数信号ＦＧを用いてモータ２５の現在の角速度ω
と角位置θを算出する。マイコン５１に連結された貯蔵
部５５はモータの１回転に当たる電流命令と反復学習を
通して求めた外乱補正値を貯蔵する。貯蔵部５５はＥＥ
ＰＲＯＭ，ＰＲＯＭまたはフラッシュメモリなどの貯蔵
媒体を使え、図５の装置ではＥＥＰＲＯＭを用いる。マ
イコン５１から出力されるパルス幅変調ＰＷＭされた形
態の電流命令ｉ* はローパスフィルタ５３を通して平滑
化されてから電流制御器２５に供給される。しかし、電
流命令ｉ* がＤ／Ａ変換され出力される場合、すぐ電流
制御器２３に入力される。電流制御器２３はローパスフ
ィルタ５３の出力によりモータ２５の回転速度を制御す
る。マイコン５１は第１加算器Ａ３，第２加算器Ａ４，
速度制御器２１，学習補償器２７，３７の機能を内部プ
ログラムを通して行う。
【００４５】図６は反復学習に係るマイコン５１の動作
を説明するためのフローチャートであり、図７は規定回
数の間反復学習動作を行うためのメーンルーチンであ
り、図８は最適の外乱補正値を求めるインタラプトルー
チンである。初期起動時、マイコン５１は学習フラグＬ
ＯＮと反復学習回数Ｋ，現在の角位置θに当たる外乱
補正値のアドレスＮ及び外乱補正値ｉLK * をそれぞれ
“０”に初期化し（段階６１０），その後段階６２０で
目標とする速度でモータを回転させる一般の速度制御を
行う。段階６３０においてモータが定常状態で動作する
ことと判断されれば、マイコン５１は段階６４０でモー
タ回転の１周期間の電流命令ｉV * を貯蔵部５５に貯蔵
させ、段階６５０で図７に示された反復学習のためのメ
ーンルーチンを行う。
を説明するためのフローチャートであり、図７は規定回
数の間反復学習動作を行うためのメーンルーチンであ
り、図８は最適の外乱補正値を求めるインタラプトルー
チンである。初期起動時、マイコン５１は学習フラグＬ
ＯＮと反復学習回数Ｋ，現在の角位置θに当たる外乱
補正値のアドレスＮ及び外乱補正値ｉLK * をそれぞれ
“０”に初期化し（段階６１０），その後段階６２０で
目標とする速度でモータを回転させる一般の速度制御を
行う。段階６３０においてモータが定常状態で動作する
ことと判断されれば、マイコン５１は段階６４０でモー
タ回転の１周期間の電流命令ｉV * を貯蔵部５５に貯蔵
させ、段階６５０で図７に示された反復学習のためのメ
ーンルーチンを行う。
【００４６】図７を参照するに、マイコン５１は段階６
２１で外部からモータ回転命令が入力されるかを判断す
る。モータ回転命令が入力されなければ、マイコン５１
は段階６２２でインタラプトルーチンの遂行を禁止させ
てモータ５１を停止させ、図６の初期化段階である段階
６１０と同様な動作を行う。段階６２１において外部か
らモータ回転命令が入力されたと判断されれば、マイコ
ン５１は段階６２３でモータ２５をモータ回転命令と共
に入力される速度命令に応じて回転させ、インタラプト
ルーチンを行う。
２１で外部からモータ回転命令が入力されるかを判断す
る。モータ回転命令が入力されなければ、マイコン５１
は段階６２２でインタラプトルーチンの遂行を禁止させ
てモータ５１を停止させ、図６の初期化段階である段階
６１０と同様な動作を行う。段階６２１において外部か
らモータ回転命令が入力されたと判断されれば、マイコ
ン５１は段階６２３でモータ２５をモータ回転命令と共
に入力される速度命令に応じて回転させ、インタラプト
ルーチンを行う。
【００４７】段階６２３のインタラプトルーチンを詳細
に示す図８を参照するに、マイコン５１は段階７０１で
アドレス（ｎ＝０，０＜θ≦２π）の値をモータ２５が
回転するにつれ発生される周波数信号ＦＧが入力される
度に“１”ずつ増加させる。ここで、周波数信号ＦＧは
モータの回転を感知するＦＧ発生器３５により発生され
る。マイコン５１は段階７０２においてアドレスｎの値
を用いてモータ２５が１回転したかをチェックする。モ
ータが１回転したことを示せば、マイコン５１は段階７
０３でアドレスｎの値を再び“０”に初期化させる。段
階７０４において、マイコン５１はＦＧ発生器３５の周
波数信号ＦＧを用いて現在の角速度ωを求め、求められ
た現在角速度ωと回転命令による基準角速度ω* を用い
て速度エラーωe を計算する。その後、段階７０５で求
められた速度エラーに応ずる電流命令ｉV * を求める。
マイコン５１は段階７０６でモータの現在角位置に応ず
るアドレスの値を用いて該当外乱補正値ｉLK * （ｎ）を
貯蔵部５５から読み出し、段階７０７で求めた電流命令
ｉ* と外乱補正値ｉLK * （ｎ）を加算して修正された電
流命令ｉV * を求める。マイコン５１から出力される修
正された電流命令ｉ * はローパスフィルタ５３及び電流
制御器２３を通してモータ２５に供給される。
に示す図８を参照するに、マイコン５１は段階７０１で
アドレス（ｎ＝０，０＜θ≦２π）の値をモータ２５が
回転するにつれ発生される周波数信号ＦＧが入力される
度に“１”ずつ増加させる。ここで、周波数信号ＦＧは
モータの回転を感知するＦＧ発生器３５により発生され
る。マイコン５１は段階７０２においてアドレスｎの値
を用いてモータ２５が１回転したかをチェックする。モ
ータが１回転したことを示せば、マイコン５１は段階７
０３でアドレスｎの値を再び“０”に初期化させる。段
階７０４において、マイコン５１はＦＧ発生器３５の周
波数信号ＦＧを用いて現在の角速度ωを求め、求められ
た現在角速度ωと回転命令による基準角速度ω* を用い
て速度エラーωe を計算する。その後、段階７０５で求
められた速度エラーに応ずる電流命令ｉV * を求める。
マイコン５１は段階７０６でモータの現在角位置に応ず
るアドレスの値を用いて該当外乱補正値ｉLK * （ｎ）を
貯蔵部５５から読み出し、段階７０７で求めた電流命令
ｉ* と外乱補正値ｉLK * （ｎ）を加算して修正された電
流命令ｉV * を求める。マイコン５１から出力される修
正された電流命令ｉ * はローパスフィルタ５３及び電流
制御器２３を通してモータ２５に供給される。
【００４８】一方、マイコン５１は段階７０８で学習フ
ラグＬ ＯＮが“１”かをチェックして、“１”でなけ
ればインタラプトルーチンを終了し、図７の段階６２４
を行う。段階７０８で学習フラグＬ ＯＮが“１”なら
マイコン５１は前記（式５）を用いて外乱補正値ｉ
L(K+1) * （ｎ）を作る段階７０９を行う。すなわち、マ
イコン５１はアドレス値に応ずる電流命令ｉV * につい
てローパスフィルタリング、利得ＫL の積算を行ってか
ら貯蔵部５５から読み出した外乱補正値ｉLK（ｎ） * に
加算して新たな外乱補正値を求める。（式５）を用いる
段階７０９は（式６）を使用するように変更しうる。こ
の場合、電流命令の代わりに貯蔵部５５から読み出した
外乱補正値がローパスフィルタリングされる。マイコン
５１は新たな外乱補正値ｉL(K+1) * （ｎ）を外乱補正値
ｉLK（ｎ）* の貯蔵された貯蔵部５５内の貯蔵位置に貯
蔵させる。このような学習動作はモータ２５の１回転に
許される貯蔵部５５に貯蔵した全ての外乱補正値につい
て行われる。段階７１０において、マイコン５１はモー
タの１回転、すなわち１周期のための学習が完了された
かを判断する。１周期の学習が完了されなければ、マイ
コン５１は段階７０９を再び行う。反面、１周期学習が
完了されたら、マイコン５１は段階７１１で学習フラグ
Ｌ ＯＮを“０”に初期化し、インタラプトルーチンを
終了し図７の段階６２４に復帰する。
ラグＬ ＯＮが“１”かをチェックして、“１”でなけ
ればインタラプトルーチンを終了し、図７の段階６２４
を行う。段階７０８で学習フラグＬ ＯＮが“１”なら
マイコン５１は前記（式５）を用いて外乱補正値ｉ
L(K+1) * （ｎ）を作る段階７０９を行う。すなわち、マ
イコン５１はアドレス値に応ずる電流命令ｉV * につい
てローパスフィルタリング、利得ＫL の積算を行ってか
ら貯蔵部５５から読み出した外乱補正値ｉLK（ｎ） * に
加算して新たな外乱補正値を求める。（式５）を用いる
段階７０９は（式６）を使用するように変更しうる。こ
の場合、電流命令の代わりに貯蔵部５５から読み出した
外乱補正値がローパスフィルタリングされる。マイコン
５１は新たな外乱補正値ｉL(K+1) * （ｎ）を外乱補正値
ｉLK（ｎ）* の貯蔵された貯蔵部５５内の貯蔵位置に貯
蔵させる。このような学習動作はモータ２５の１回転に
許される貯蔵部５５に貯蔵した全ての外乱補正値につい
て行われる。段階７１０において、マイコン５１はモー
タの１回転、すなわち１周期のための学習が完了された
かを判断する。１周期の学習が完了されなければ、マイ
コン５１は段階７０９を再び行う。反面、１周期学習が
完了されたら、マイコン５１は段階７１１で学習フラグ
Ｌ ＯＮを“０”に初期化し、インタラプトルーチンを
終了し図７の段階６２４に復帰する。
【００４９】一方、マイコン５１は図８のインタラプト
ルーチンを行う間、学習フラグＬ ＯＮが“０”かをチェ
ックする図７の段階６２４を行う。ここで、学習フラグ
Ｌ ＯＮが“０”ならモータ２５の１周期の回転に当たる
学習がなされる。従って、マイコン５１は学習フラグＬ
ＯＮが“０”でなければインタラプトルーチンの遂行
が完了されるまで待機する。学習フラグＬ ＯＮが
“０”ならマイコン５１は段階６３０でモータ２５の速
度が正常状態かをチェックする。定常状態なら、マイコ
ン５１は段階６５１で学習回数Ｋが所望の反復回数に達
したかをチェックする。マイコン５１は段階６５２にお
いて反復回数に達するまで学習回数Ｋを１ずつ増加さ
せ、段階６５３で学習フラグＬ ＯＮを“１”に設定
し、その後段階６２１に戻る。
ルーチンを行う間、学習フラグＬ ＯＮが“０”かをチェ
ックする図７の段階６２４を行う。ここで、学習フラグ
Ｌ ＯＮが“０”ならモータ２５の１周期の回転に当たる
学習がなされる。従って、マイコン５１は学習フラグＬ
ＯＮが“０”でなければインタラプトルーチンの遂行
が完了されるまで待機する。学習フラグＬ ＯＮが
“０”ならマイコン５１は段階６３０でモータ２５の速
度が正常状態かをチェックする。定常状態なら、マイコ
ン５１は段階６５１で学習回数Ｋが所望の反復回数に達
したかをチェックする。マイコン５１は段階６５２にお
いて反復回数に達するまで学習回数Ｋを１ずつ増加さ
せ、段階６５３で学習フラグＬ ＯＮを“１”に設定
し、その後段階６２１に戻る。
【００５０】一方、段階６５１において、学習回数Ｋが
所望の反復回数に達すれば、マイコン５１は図７のルー
チンを終了し、図６の段階６７０を行う。段階６７０に
おいて、マイコン５１はモータの現在角速度ωと回転命
令に応ずる基準角速度ω* を用いて得られた電流命令ｉ
V * が既に設定された臨界値Ｂより小さいかを判断す
る。電流命令ｉV * が既に設定された臨界値Ｂより小さ
いというのはモータ２５に加えられた外乱が十分補償さ
れたことを示す。マイコン５１は電流命令ｉV *が既に
設定された臨界値Ｂ以上なら、段階６２０に戻り学習動
作を再び行う。段階６７０において電流命令ｉV * が臨
界値Ｂより小さければ、マイコン５１は外乱に対する十
分な補償がなされる場合だと判断し、その際の外乱補正
値ｉL * を貯蔵部５５に貯蔵する（段階６８０）。その
後、貯蔵部５５に貯蔵された外乱補正値ｉL * を用いて
モータ２５に対する外乱除去が行われる。
所望の反復回数に達すれば、マイコン５１は図７のルー
チンを終了し、図６の段階６７０を行う。段階６７０に
おいて、マイコン５１はモータの現在角速度ωと回転命
令に応ずる基準角速度ω* を用いて得られた電流命令ｉ
V * が既に設定された臨界値Ｂより小さいかを判断す
る。電流命令ｉV * が既に設定された臨界値Ｂより小さ
いというのはモータ２５に加えられた外乱が十分補償さ
れたことを示す。マイコン５１は電流命令ｉV *が既に
設定された臨界値Ｂ以上なら、段階６２０に戻り学習動
作を再び行う。段階６７０において電流命令ｉV * が臨
界値Ｂより小さければ、マイコン５１は外乱に対する十
分な補償がなされる場合だと判断し、その際の外乱補正
値ｉL * を貯蔵部５５に貯蔵する（段階６８０）。その
後、貯蔵部５５に貯蔵された外乱補正値ｉL * を用いて
モータ２５に対する外乱除去が行われる。
【００５１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による外乱の
ある回転モータの速度制御装置は、反復学習過程を通し
て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、
簡単でかつ効率よく速度制御を行える。そして、反復学
習により発生される高周波ノイズをローパスフィルタリ
ングを通して取り除くことにより、反復学習回数に問わ
ずモータについて安定した速度制御を行える。
ある回転モータの速度制御装置は、反復学習過程を通し
て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、
簡単でかつ効率よく速度制御を行える。そして、反復学
習により発生される高周波ノイズをローパスフィルタリ
ングを通して取り除くことにより、反復学習回数に問わ
ずモータについて安定した速度制御を行える。
【図１】外乱のある回転モータの従来の速度制御装置を
示した構成図である。
示した構成図である。
【図２】本発明の望ましい一実施例による外乱のある回
転モータの速度制御システムを示す構成図である。
転モータの速度制御システムを示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施例による外乱のある回転モー
タの速度制御システムを示す構成図である。
タの速度制御システムを示す構成図である。
【図４】学習補償器を示す詳細図である。
【図５】図２ないし図３のシステムをハードウェアで具
現した装置を示した図である。
現した装置を示した図である。
【図６】図５の装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
ートである。
【図７】図６に係る詳細フローチャートである。
【図８】図６に係る詳細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 ２７，３７ 学習補償器 ４１，５３ ローパスフィルタ（ＬＰＦ） ４３ 利得器 ４５ 加算器 ４７ 遅延器 ５１ マイコン ５５ 貯蔵部
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｇ１１Ｂ 15/46 Ｇ１１Ｂ 15/46 Ｅ
Claims (21)
- 【請求項１】 回転モータの速度制御装置において、 トルク命令に応ずる速度で回転し、モータの現在角位置
及び現在角速度を出力するモータと、 入力する基準角速度と現在角速度との差を示す速度エラ
ーを求める速度測定手段と、 前記速度エラーを受信し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、 入力する基準角速度、前記速度測定手段の速度エラー及
び速度制御器から出力した電流命令のうち一つ、そして
モータの現在角位置を用いる反復学習過程を通してモー
タの角位置及び角速度の関数で表現された外乱の影響を
補正し反復学習過程により発生される高周波ノイズを取
り除き、その結果から得られた外乱補正値を出力する学
習補償器と、 前記速度制御器から出力した電流命令の値と前記学習補
償器から求めた外乱補正値とを加算することにより修正
された電流命令を求める速度命令補償部と、 修正された電流命令を受信し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エラーと電流命令
のうち反復学習過程に用いられる一つをローパスフィル
タリングするローパスフィルタを含むことを特徴とする
請求項１に記載の回転モータの速度制御装置。 - 【請求項３】 前記ローパスフィルタはモータのコッギ
ングトルクによる外乱を抑制しうる遮断周波数を有する
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】 前記ローパスフィルタはＩＩＲフィルタ
であ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５】 前記学習補償器は、 前記ローパスフィルタの出力に既に設定された学習補償
利得を積算して出力する利得器と、 貯蔵している外乱補償値のうちモータの現在角位置に応
ずる外乱補正値を出力し、現在入力する外乱補正値をモ
ータの現在角位置に応ずる貯蔵位置に貯蔵させる貯蔵部
と、 前記利得器の出力と前記貯蔵部から出力する外乱補償値
とを加算してモータの現在角位置に応ずる外乱補正値を
求めて前記貯蔵部に出力する加算器とを含むことを特徴
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６】 前記既に設定された学習補償利得は、速
度エラーが反復学習過程に使われれば０＜ＫL ＜ＫP で
あり、電流命令が反復学習過程に使われれば０＜ＫL ＜
１の範囲を有し、ここでＫP は速度制御器の比例利得値
であることを特徴とする請求項５に記載の回転モータの
速度制御装置。 - 【請求項７】 前記加算器は反復学習過程を行う場合、
前記利得器の出力と前記貯蔵部の出力を加算し、反復学
習過程を行わない場合は前記加算動作を行わないことを
特徴とする請求項５に記載の回転モータの速度制御装
置。 - 【請求項８】 前記反復学習過程はモータが入力される
基準角速度により定常状態に回転する時行われることを
特徴とする請求項７に記載の回転モータの速度制御装
置。 - 【請求項９】 前記学習補償器は、 速度エラーと電流命令のうち反復学習過程に使われる一
つを受信し、受信されたデータに既に設定された学習補
償利得を積算して出力する利得器と、 貯蔵している外乱補償値のうちモータの現在角位置に応
ずる外乱補正値を出力し、現在入力する外乱補正値をモ
ータの現在角位置に応ずる貯蔵位置に貯蔵させる貯蔵部
と、 前記利得器の出力と前記貯蔵部から出力する外乱補償値
とを加算してモータの現在角位置に応ずる外乱補正値を
求める加算器と、 前記加算器により求められた外乱補正値をローパスフィ
ルタリングするローパスフィルタと、 前記ローパスフィルタの出力をモータの現在角位置に応
ずる外乱補正値にして前記貯蔵部に出力する加算器とを
含む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１０】 前記ローパスフィルタはモータのコッ
ギングトルクによる外乱を抑えられる遮断周波数を有す
ることを特徴とする請求項９に記載の回転モータの速度
制御装置。 - 【請求項１１】 前記ローパスフィルタはＦＩＲフィル
タであることを特徴とする請求項９に記載の回転モータ
の速度制御装置。 - 【請求項１２】 前記既に設定された学習補償利得は、
速度エラーが反復学習過程に使われれば０＜ＫL ＜ＫP
であり、電流命令が反復学習過程に使われれば０＜ＫL
＜１の範囲を有し、ここでＫP は速度制御器の比例利得
値であることを特徴とする請求項９に記載の回転モータ
の速度制御装置。 - 【請求項１３】 前記加算器は反復学習過程を行う場
合、前記利得器の出力と前記貯蔵部の出力とを加算し、
反復学習過程を行わない場合は貯蔵部の出力をそのまま
前記ローパスフィルタに出力することを特徴とする請求
項９に記載の回転モータの速度制御装置。 - 【請求項１４】 前記反復学習過程はモータが入力され
る基準角速度により定常状態に回転する時行われること
を特徴とする請求項１３に記載の回転モータの速度制御
装置。 - 【請求項１５】 トルク命令に応じる速度で回転し、モ
ータの回転によるパルス信号及び周波数信号を発生する
モータと、 モータの１回転に係る外乱補正値を貯蔵する貯蔵部と、 印加される電流命令によるトルク命令をモータに出力す
る電流制御器と、 前記モータのパルス信号及び周波数信号、そして前記貯
蔵部に貯蔵された外乱補正値を用いて前記モータの現在
角位置に応ずる修正された電流命令を発生し、発生され
た修正された電流命令を前記電流制御器に供給する制御
手段とを含み、 前記制御手段は、 （ａ） 前記モータからのパルス信号及び周波数信号を
用いてモータの現在角位置及びそれに応ずる電流命令を
求める段階と、 （ｂ） 前記モータの基準角速度、求められた現在角位
置及び対応電流命令を用いる反復学習過程を通してモー
タの角位置及び角速度の関数で表現された外乱の影響が
補正され、反復学習過程により発生される高周波ノイズ
が取り除かれた外乱補正値を発生し、発生された外乱補
正値を前記貯蔵部内の現在角位置に応ずる貯蔵位置に貯
蔵させる段階と、 （ｃ） 前記求められた電流命令の値と前記発生された
外乱補正値とを加算することにより前記電流制御器に印
加される修正された電流命令を求める段階とを行うこと
を特徴とする回転モータの速度制御装置。 - 【請求項１６】 前記段階（ｂ）は前記現在角位置に応
ずる電流命令をローパスフィルタリングする段階（ｂ
１）を含むことを特徴とする請求項１５に記載の回転モ
ータの速度制御装置。 - 【請求項１７】 前記段階（ｂ１）はモータのコッギン
グトルクによる外乱を抑えられる遮断周波数を有するこ
とを特徴とする請求項１６に記載の回転モータの速度制
御装置。 - 【請求項１８】 前記段階（ｂ）は、 前記ローパスフィルタリングされた電流命令に既に設定
された学習補償利得を積算して出力する段階（ｂ２）
と、 前記貯蔵部に貯蔵された外乱補償値のうちモータの現在
角位置に応ずる外乱補正値と前記段階（ｂ２）で得られ
た信号とを加算してモータの現在角位置に応ずる新たな
外乱補正値を求める段階（ｂ３）とを含み、 モータの１回転に係る全ての新たな外乱補正値が求めら
れるまで前記新たな外乱補正値を求める過程を繰り返す
ことを特徴とする請求項１６に記載の回転モータの速度
制御装置。 - 【請求項１９】 前記既に設定された学習補償利得は０
より大きく１より小さいことを特徴とする請求項１８に
記載の回転モータの速度制御装置。 - 【請求項２０】 前記制御手段は前記モータのパルス信
号及び周波数信号から得られた電流命令が既に設定され
た値より少なければ、前記貯蔵部に貯蔵された外乱補正
値のうち現在の角位置に応ずる外乱補正値を修正された
電流命令を求めるのに使うことを特徴とする請求項１５
に記載の回転モータの速度制御装置。 - 【請求項２１】 前記制御手段はモータが前記入力され
る基準角速度により正常状態に回転する際前記反復学習
過程を通して外乱補正値を求めることを特徴とする請求
項１５に記載の回転モータの速度制御装置。
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