JPH11119833A

JPH11119833A - 位置調節器のゲイン調整装置

Info

Publication number: JPH11119833A
Application number: JP28031097A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sasaki; 俊之佐々木
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】位置調節器ゲインの現地調整を不要にし、セ
ットアップ時間を短縮する。【解決手段】制御対象の加減速運転時の速度設定値と
速度実際値との偏差が入力される位置調節器１０３と、
この位置調節器１０３の出力が速度指令値として入力さ
れる速度制御系１０４とを備えた位置制御系における位
置調節器ゲインの調整装置に関する。前記速度指令値と
速度実際値との偏差と、加減速傾斜率と、前記位置調節
器のゲインとに基づいて速度制御系１０４の等価時定数
を推定する推定手段１０９を備え、この推定手段１０９
から出力される等価時定数推定値を用いて位置調節器１
０３のゲインを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置制御系におけ
る位置調節器のゲインの自動調整（オートチューニン
グ）装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図１７
は、第１の従来技術としての位置制御系のブロック線図
である。図において、トップ回転数指令値Ｎ_topと加減
速傾斜率ΔＮとが加減速演算手段１０１に入力され、こ
の演算手段１０１から速度設定値Ｎ_r（ｎ）が出力され
る。速度設定値Ｎ_r（ｎ）と速度実際値Ｎ（ｎ）との偏
差が加算器１０２により算出され、位置調節器１０３
（比例ゲインをＫ_pとする）に入力される。なお、以下
において、ｎは入力回数、ｓはラプラス演算子を示す。
位置調節器１０３の内部では比例演算が行われ、速度指
令値Ｘ₁（ｎ）が出力される。この速度指令値Ｘ₁（ｎ）
はサーボアンプやモータ等から構成された速度制御系１
０４に入力され、サーボモータ等の速度が制御される。
このとき、速度制御系１０４の伝達関数Ｇ_p（ｓ）にお
ける等価時定数Ｔ_asrはサーボアンプのパラメータやサ
ーボモータが組み込まれた機械によって決まる定数であ
るため、未知パラメータとなる。

【０００３】図１７の従来技術では、速度制御系１０４
の等価時定数Ｔ_asrが未知であるため、位置調節器１０
３の比例ゲインＫ_pは、現地で実際に機械に組み込んだ
状態で調整しなくてはならないという問題があった。

【０００４】図１８は、第２の従来技術としてのパルス
列運転方式の位置制御系のブロック線図である。図にお
いて、パルス列指令ＭＰがパルス周波数演算手段１０５
に入力され、パルス周波数指令値Ｎ_rpが出力される。こ
の指令値Ｎ_rpと速度実際値Ｎ（ｎ）との偏差が加算器１
０６により算出され、偏差を積算する偏差カウンタ１０
７に入力される。そして、偏差カウンタ１０７の出力が
位置調節器１０３に入力される。位置調節器１０３の内
部では比例演算が行われ、速度指令値Ｘ₁（ｎ）が出力
される。この速度指令値Ｘ₁（ｎ）はサーボアンプやモ
ータ等から構成された速度制御系１０４に入力され、サ
ーボモータ等の速度が制御される。ここで、前記同様に
速度制御系１０４の等価時定数Ｔ_asrは未知パラメータ
となる。

【０００５】図１８の従来技術においても、速度制御系
１０４の等価時定数Ｔ_asrが未知であるため、位置調節
器１０３の比例ゲインＫ_pは、現地で実際に機械に組み
込んだ状態で調整しなくてはならない。

【０００６】図１９は、第３の従来技術としてのパルス
列運転方式の位置制御系のブロック線図である。図１８
と異なる部分を中心に説明すると、図１９の例では、位
置調節器１０８において、パルス周波数指令値Ｎ_rpにフ
ィードフォワードゲインＫ_ffを乗じ、その出力を比例ゲ
インＫ_pを経た出力に加算して速度指令値Ｘ₁（ｎ）を得
ている。

【０００７】図１９の従来技術においても、速度制御系
１０４の等価時定数Ｔ_asrが未知であるため、位置調節
器１０３の比例ゲインＫ_pは、現地で実際に機械に組み
込んだ状態で調整しなくてはならない。この問題は、フ
ィードフォワードゲインＫ_ffについても同様である。

【０００８】そこで本発明は、現地での調整を要するこ
となく位置調節器の比例ゲインやフィードフォワードゲ
インを自動的に調整可能とした位置調節器のゲイン調整
装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、制御対象の加減速運転時の
速度設定値と速度実際値との偏差が入力される位置調節
器と、この位置調節器の出力が速度指令値として入力さ
れる速度制御系とを備えた位置制御系において、前記速
度指令値と速度実際値との偏差と、加減速傾斜率と、前
記位置調節器のゲインとに基づいて前記速度制御系の等
価時定数を推定する推定手段を備え、この推定手段から
出力される等価時定数推定値を用いて位置調節器のゲイ
ンを調整するものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の位
置調節器のゲイン調整装置において、前記等価時定数推
定値と、前記速度指令値と速度実際値との偏差の設定値
と、前記加減速傾斜率とに基づいて位置調節器のゲイン
を調整する手段を備えたものである。

【００１１】請求項３記載の発明は、制御対象の加減速
運転時の速度設定値と速度実際値との偏差が入力される
位置調節器と、この位置調節器の出力が速度指令値とし
て入力される速度制御系とを備えた位置制御系におい
て、前記速度指令値と速度実際値との偏差の実際値が設
定値に一致するように位置調節器のゲインを調整する手
段を備えたものである。

【００１２】請求項４記載の発明は、制御対象に対する
パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に応じた速度
指令値を出力する位置調節器と、前記速度指令値が入力
される速度制御系とを備えたパルス列運転位置制御系に
おいて、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値
と速度実際値との偏差の最小値を検出する手段と、この
手段により検出された偏差の最小値の極性に応じて位置
調節器のゲインを調整する手段とを備えたものである。

【００１３】請求項５記載の発明は、制御対象に対する
パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に応じた速度
指令値を出力する位置調節器と、前記速度指令値が入力
される速度制御系とを備えたパルス列運転位置制御系に
おいて、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値
と速度実際値との偏差の最小値を検出する手段と、この
手段により検出された偏差の最小値に負のゲインを乗算
して前回値に加算することにより位置調節器のゲインを
調整する手段とを備えたものである。

【００１４】請求項６記載の発明は、制御対象に対する
パルス周波数指令値にフィードフォワード演算を施した
結果を、パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に応
じた演算結果に加算して速度指令値として出力する位置
調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系とを
備えたパルス列運転位置制御系において、前記位置調節
器におけるフィードフォワード演算の伝達関数が速度制
御系の伝達関数の逆システムとなるように構成し、前記
位置調節器のフィードフォワードゲインを速度制御系の
等価時定数に等しくするものである。

【００１５】請求項７記載の発明は、制御対象に対する
パルス周波数指令値にフィードフォワード演算を施した
結果を、パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に応
じた演算結果に加算して速度指令値として出力する位置
調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系とを
備えたパルス列運転位置制御系において、前記位置調節
器におけるフィードフォワード演算の伝達関数が速度制
御系の伝達関数の逆システムとなるように構成すると共
に、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値と速
度実際値との偏差の初期値を検出する手段と、この手段
により検出された偏差の初期値の極性に応じて位置調節
器のフィードフォワードゲインを調整する手段とを備え
たものである。

【００１６】請求項８記載の発明は、制御対象に対する
パルス周波数指令値にフィードフォワード演算を施した
結果を、パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に応
じた演算結果に加算して速度指令値として出力する位置
調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系とを
備えたパルス列運転位置制御系において、前記位置調節
器におけるフィードフォワード演算の伝達関数が速度制
御系の伝達関数の逆システムとなるように構成すると共
に、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値と速
度実際値との偏差の初期値を検出する手段と、この手段
により検出された偏差の初期値に負のゲインを乗算して
前回値に加算することにより位置調節器のフィードフォ
ワードゲインを調整する手段とを備えたものである。

【００１７】請求項９記載の発明は、制御対象に対する
パルス周波数指令値にフィードフォワード演算を施した
結果を、パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に応
じた演算結果に加算して速度指令値として出力する位置
調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系とを
備えたパルス列運転位置制御系において、前記位置調節
器におけるフィードフォワード演算を、前記パルス周波
数指令値と、パルス周波数指令値の差分値にフィードフ
ォワードゲインを乗じた値とを加算する構成とし、前記
フィードフォワードゲインを速度制御系の等価時定数に
等しくするものである。

【００１８】請求項１０記載の発明は、制御対象に対す
るパルス周波数指令値にフィードフォワード演算を施し
た結果を、パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に
応じた演算結果に加算して速度指令値として出力する位
置調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系と
を備えたパルス列運転位置制御系において、前記位置調
節器におけるフィードフォワード演算を、前記パルス周
波数指令値と、パルス周波数指令値の差分値にフィード
フォワードゲインを乗じた値とを加算する構成とすると
共に、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値と
速度実際値との偏差の初期値を検出する手段と、この手
段により検出された偏差の初期値の極性に応じて位置調
節器のフィードフォワードゲインを調整する手段とを備
えたものである。

【００１９】請求項１１記載の発明は、制御対象に対す
るパルス周波数指令値にフィードフォワード演算を施し
た結果を、パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に
応じた演算結果に加算して速度指令値として出力する位
置調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系と
を備えたパルス列運転位置制御系において、前記位置調
節器におけるフィードフォワード演算を、前記パルス周
波数指令値と、パルス周波数指令値の差分値にフィード
フォワードゲインを乗じた値とを加算する構成とすると
共に、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値と
速度実際値との偏差の初期値を検出する手段と、この手
段により検出された偏差の初期値に負のゲインを乗算し
て前回値に加算することにより位置調節器のフィードフ
ォワードゲインを調整する手段とを備えたものである。

【００２０】請求項１２記載の発明は、制御対象に対す
るパルス周波数指令値にフィードフォワード演算を施し
た結果を、パルス周波数指令値と速度実際値との偏差に
応じた演算結果に加算して速度指令値として出力する位
置調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系と
を備えたパルス列運転位置制御系において、前記位置調
節器におけるフィードフォワード演算を、前記パルス周
波数指令値と、パルス周波数指令値の差分値にフィード
フォワードゲインを乗じた値とを加算する構成とすると
共に、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値と
速度実際値との偏差の絶対値を検出する手段と、この手
段により検出された偏差の絶対値が所定のヒステリシス
幅以内になったときに切替信号を出力してパルス周波数
指令値を切り替える手段とを備えたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は請求項１に記載した発明の実施形
態を示している。なお、図１７と同一の構成要素には同
一番号を付してあり、以下では異なる部分を中心に説明
する。図１に示す実施形態では、位置調節器（ＡＰＣ）
１０３の出力である速度指令値Ｘ₁（ｎ）と速度制御系
１０４から得られる速度実際値Ｎ（ｎ）とがＴ_asr推定
手段１０９に入力され、この推定手段１０９から等価時
定数推定値Ｔ_esが出力される。

【００２２】本実施形態の動作を詳述すると、加減速演
算手段１０１では、加減速傾斜率ΔＮに従ってトップ回
転数指令値Ｎ_topに達するまで加減速を行い、速度設定
値Ｎ_r（ｎ）を出力する。この速度設定値Ｎ_r（ｎ）と速
度実際値Ｎ（ｎ）との偏差が位置調節器１０３に入力さ
れ、比例ゲインＫ_pを乗じて速度指令値Ｘ₁（ｎ）が生成
される。速度制御系１０４はこの速度指令値Ｘ₁（ｎ）
に従って制御され、速度実際値Ｎ（ｎ）が得られる。こ
こで、位置調節器１０３から出力される速度指令値Ｘ₁
（ｎ）と速度実際値Ｎ（ｎ）との偏差Ｅ（ｎ）は、等価
時定数Ｔ_asr、加減速傾斜率ΔＮ、及び比例ゲインＫ_pを
用いて数式１により演算することができる。

【００２３】

【数１】Ｅ（ｎ）＝Ｘ₁（ｎ）−Ｎ（ｎ）＝Ｔ_asr・ΔＮ
・Ｋ_p／（１＋Ｋ_p）

【００２４】この点に着目し、Ｔ_asr推定手段１０９は
下記の数式２により等価時定数推定値Ｔ_esを演算する。
この等価時定数推定値Ｔ_esを用いることにより、位置調
節器１０３の比例ゲインＫ_pを自動調整することができ
る。

【００２５】

【数２】Ｔ_es＝（１＋Ｋ_p）・（Ｘ₁（ｎ）−Ｎ（ｎ））
／ΔＮ・Ｋ_p

【００２６】次に、図２に基づいて請求項２に記載した
発明の実施形態を説明する。本実施形態は、図１の実施
形態にＡＰＣゲインオートチューニング手段１１０を付
加して構成されている。すなわち、速度指令値Ｘ
₁（ｎ）と速度実際値Ｎ（ｎ）との偏差の設定値をＥ_rと
し、この偏差設定値Ｅ_rを等価時定数推定値Ｔ_esと共に
ＡＰＣゲインオートチューニング手段１１０に入力して
位置調節器１０３の比例ゲインＫ_pを演算する。比例ゲ
インＫ_pは偏差設定値Ｅ_r、等価時定数推定値Ｔ_es、加減
速傾斜率ΔＮを用いて下記の数式３により演算する。こ
れによって位置調節器１０３の比例ゲインＫ_pの現地調
整が不要になり、セットアップ時間を短縮することが可
能になる。

【００２７】

【数３】Ｋ_p＝Ｅ_r／（Ｔ_es・ΔＮ−Ｅ_r）

【００２８】次いで、図３に基づいて請求項３に記載し
た発明の実施形態を説明する。この実施形態は、速度指
令値Ｘ₁（ｎ）と速度実際値Ｎ（ｎ）との偏差の実際値
Ｅ_d(ｎ）を加算器１１１により求め、更に、偏差設定値
Ｅ_rと偏差実際値Ｅ_d（ｎ）との偏差を加算器１１２によ
り求めてその偏差が零になるようにＡＰＣゲインオート
チューニング手段１１３を動作させて、位置調節器１０
３の比例ゲインＫ_pを調整するものである。比例ゲイン
の自動調整は、数式４により行われる。この数式４にお
いて、Ｋ_esはチューニングゲインである。

【００２９】

【数４】Ｋ_p（ｎ＋１）＝Ｋ_p（ｎ）−Ｋ_es・（Ｅ_r−Ｅ_d）

【００３０】この実施形態では、比例ゲインＫ_p（ｎ）
を一旦調整すれば、その後は等価時定数推定値Ｔ_esを用
いずに最適な比例ゲインＫ_p（ｎ＋１）を決定すること
ができる。

【００３１】次に、図４に基づいて請求項４に記載した
発明の実施形態を説明する。なお、図１８と同一の構成
要素には同一番号を付してあり、以下では異なる部分を
中心に説明する。この実施形態において、パルス列運転
時のパルス周波数指令値Ｎ_rpはステップ的な変化となる
ため、速度実際値Ｎは位置制御系のステップ応答とな
る。各ステップのパルス周波数指令値Ｎ_rpと速度実際値
Ｎとの偏差の最小値Ｅ_minはオーバーシュート量となる
ことに着目して、この偏差の最小値Ｅ_minが零となるよ
うに位置調節器１０３の比例ゲインＫ_pを自動調整する
ものである。

【００３２】図４において、図１８と異なるのは、加算
器１１４によりパルス周波数指令値Ｎ_rpと速度実際値Ｎ
との偏差を求め、各ステップの偏差の最小値Ｅ_minを最
小値検出手段１１５により検出して位置調節器ゲイン演
算手段１１６に入力する点である。位置調節器ゲイン演
算手段１１６は、偏差の最小値Ｅ_minの極性を検出し、
負であれば比例ゲインＫ_pを減少させ、正であれば比例
ゲインＫ_pを増加させて自動調整する。すなわち、以下
の数式５の通りである。

【００３３】

【数５】ｉｆＥ_min＜０ｔｈｅｎＫ_p＝Ｋ_p−１ｅｌｓｅＫ_p＝Ｋ_p＋１

【００３４】図５は、請求項５に記載した発明の実施形
態を示すものである。図４との相違点は、位置調節器ゲ
イン演算手段１１７における演算内容である。本実施形
態では、偏差の最小値Ｅ_minに負のチューニングゲイン
（−Ｋ_e；Ｋ_eは正数）を乗算手段１１８により乗じ、そ
の結果を積分手段１１９により積算して比例ゲインＫ_p
を自動調整する。具体的には、数式６の通りである。な
お、数式６において、ｎはステップ入力回数である。

【００３５】

【数６】Ｋ_p（ｎ＋１）＝Ｋ_p（ｎ）−Ｋ_e・Ｅ_min

【００３６】次に、図６は請求項６に記載した発明の実
施形態を示すものである。以下では、図１９と異なる部
分を中心に説明する。一次遅れとして近似した速度制御
系１０４の逆システムの伝達関数は、１＋ｓ・Ｔ_asrと
なる。そこで、位置調節器１２０におけるフィードフォ
ワード演算の伝達関数を１＋ｓ・Ｋ_ffとする。ここで、
Ｋ_ffはフィードフォワードゲインである。このように構
成すると、Ｔ_asr＝Ｋ_ffならば、パルス周波数指令値Ｎ
_rpと速度実際値Ｎとは完全に一致する。これを数式によ
り示すと、数式７のようになる。この数式から、Ｋ_ff＝
Ｔ_asrならばＮ＝Ｎ_rpとなる。

【００３７】

【数７】｛（１＋ｓ・Ｋ_ff）・Ｎ_rp＋（Ｎ_rp−Ｎ）・Ｋ
_p／ｓ｝／（１＋ｓ・Ｔ_asr）＝Ｎ（１＋ｓ・Ｋ_ff＋Ｋ_p／ｓ）・Ｎ_rp／（１＋ｓ・Ｔ_asr）
−Ｎ・Ｋ_p／ｓ（１＋ｓ・Ｔ_asr）＝Ｎ（１＋ｓ・Ｋ_ff＋Ｋ_p／ｓ）・Ｎ_rp／（１＋ｓ・Ｔ_asr）
＝Ｎ・Ｋ_p／ｓ（１＋ｓ・Ｔ_asr）＋Ｎ（ｓ²・Ｋ_ff＋ｓ＋Ｋ_p）・Ｎ_rp／ｓ（１＋ｓ・Ｔ_asr）
＝Ｎ・｛Ｋ_p＋ｓ（１＋ｓ・Ｔ_asr）｝／ｓ（１＋ｓ・Ｔ
_asr）Ｎ＝（ｓ²・Ｋ_ff＋ｓ＋Ｋ_p）・Ｎ_rp／（ｓ²・Ｔ_asr＋ｓ
＋Ｋ_p）

【００３８】図７は、請求項７に記載した発明の実施形
態を示すものである。パルス列運転時のパルス周波数指
令値Ｎ_rpはステップ的な変化になるため、速度実際値Ｎ
は位置制御系のステップ応答となる。本実施形態では、
各ステップのパルス周波数指令値Ｎ_rpと速度実際値Ｎと
の偏差の初期値は、（Ｔ_asr−Ｋ_ff）・Ｎ_rp／Ｔ_asrとな
ることに着目し、この初期値が零になるようにフィード
フォワードゲインＫ_ffを自動調整するものである。図７
において、パルス周波数指令値Ｎ_rpと速度実際値Ｎとの
偏差を加算器１１４により求め、各ステップの偏差の初
期値Ｅ₀を初期値検出手段１２１により検出する。そし
て、この初期値Ｅ₀の極性が負なら位置調節器１２０の
フィードフォワードゲインＫ_ffを減少させ、正ならフィ
ードフォワードゲインＫ_ffを増加させる。すなわち、フ
ィードフォワードゲイン演算手段１２２が数式８に従っ
てフィードフォワードゲインＫ_ffを自動調整する。

【００３９】

【数８】ｉｆＥ₀＜０ｔｈｅｎＫ_ff＝Ｋ_ff−１ｅｌｓｅＫ_ff＝Ｋ_ff＋１

【００４０】図８は、請求項８に記載した発明の実施形
態を示している。図７との相違点は、フィードフォワー
ドゲイン演算手段１２３における演算内容である。この
実施形態では、各ステップの偏差の初期値Ｅ₀に負のチ
ューニングゲイン（−Ｋ_e）を乗算手段１２４により乗
じ、その結果を積分手段１２５により積算してフィード
フォワードゲインＫ_ffを自動調整する。具体的には、数
式９の通りである。数式９において、前記同様にｎはス
テップ入力回数である。

【００４１】

【数９】Ｋ_ff（ｎ＋１）＝Ｋ_ff（ｎ）−Ｋ_e・Ｅ₀

【００４２】図９は、請求項９に記載した発明の実施形
態を示している。以下では、図１９との相違点を中心に
説明する。この実施形態では、位置調節器１２６内のフ
ィードフォワード演算手段１２７が、パルス周波数指令
値Ｎ_rpとその差分値とを加算して出力Ｘ₂（ｎ）を得る
構成とし、この出力を比例ゲインＫ_pを経た出力に加算
して速度指令値Ｘ₁（ｎ）を得るようにしている。すな
わち、フィードフォワード演算を差分方程式により表す
ものとすると、演算手段１２７は数式１０により出力Ｘ
₂（ｎ）を演算する。Ｔ_asr＝Ｋ_ffならば、パルス周波数
指令値Ｎ_rpと速度実際値Ｎとはほぼ一致する。

【００４３】

【数１０】Ｘ₂（ｎ）＝Ｎ_rp（ｎ）＋Ｋ_ff（Ｎ_rp（ｎ）−Ｎ_rp（ｎ−１））／Ｔ_s ＝（１＋Ｋ_ff／Ｔ_s）・Ｎ_rp（ｎ）−Ｋ_ff・Ｎ_rp（ｎ−１）／Ｔ_s

【００４４】なお、図１０はパルス周波数指令値Ｎ_rpが
ステップ的に変化する場合のフィードフォワード演算手
段１２７の出力Ｘ₂（ｎ）と速度実際値Ｎの様子を示し
ている。

【００４５】図１１は、請求項１０に記載した発明の実
施形態を示している。パルス列運転時のパルス周波数指
令値Ｎ_rpはステップ的な変化になるため、速度実際値Ｎ
は位置制御系のステップ応答となる。本実施形態におい
ては、各ステップのパルス周波数指令値Ｎ_rpと速度実際
値Ｎとの偏差の初期値は〔１−（Ｋ_ff／Ｔ_s）・｛１−e
xp（−Ｔ_s／Ｔ_asr）｝〕・Ｎ_rpとなることに着目して、
この初期値が零になるようにフィードフォワードゲイン
Ｋ_ffを自動調整するものである。図７の実施形態と同様
に、図１１において、パルス周波数指令値Ｎ_rpと速度実
際値Ｎとの偏差を加算器１１４により求め、各ステップ
の偏差の初期値Ｅ₀を初期値検出手段１２１により検出
する。そして、この初期値Ｅ₀の極性が負なら位置調節
器１２８のフィードフォワードゲインＫ_ffを減少させ、
正ならフィードフォワードゲインＫ_ffを増加させる。す
なわち、フィードフォワードゲイン演算手段１２２が前
述した数式８に従ってフィードフォワードゲインＫ_ffを
自動調整する。なお、図１２はパルス周波数指令値Ｎ_rp
がステップ的に変化する場合のフィードフォワード演算
手段１２７の出力Ｘ₂（ｎ）と速度実際値Ｎの様子を示
している。

【００４６】図１３は、請求項１１に記載した発明の実
施形態を示している。この実施形態はフィードフォワー
ドゲイン演算手段１２３の演算内容が図１１と異なって
いる。すなわち、図８の実施形態と同様に、フィードフ
ォワードゲイン演算手段１２３において、各ステップの
偏差の初期値Ｅ₀に負のチューニングゲイン（−Ｋ_e）を
乗算手段１２４により乗じ、その結果を積分手段１２５
により積算してフィードフォワードゲインＫ_ffを自動調
整する。具体的には、前述した数式９と同様の演算を実
行する。なお、図１４はパルス周波数指令値Ｎ_rpがステ
ップ的に変化する場合のフィードフォワード演算手段１
２７の出力Ｘ₂（ｎ）と速度実際値Ｎの様子を示してい
る。

【００４７】図１５は、請求項１２に記載した発明の実
施形態を示している。この実施形態では、パルス周波数
指令値Ｎ_rpと速度実際値Ｎとの偏差の絶対値を絶対値検
出手段１３１により検出し、Ｎ_rpが最高速度Ｎ_maxで飽
和したり速度制御系の発生トルクが飽和した場合に、切
替信号演算手段１３２内のヒステリシスコンパレータに
よって偏差の絶対値を外部から設定されたヒステリシス
幅ｈｅと比較し、偏差の絶対値がヒステリシス幅ｈｅ以
内であるときには、切替信号ＦＦ_onを位置調節器１２９
のフィードフォワード演算手段１３０に出力してＮ_rpを
切り替えるものである。なお、図１６はパルス周波数指
令値Ｎ_rpが最高速度Ｎ_maxで飽和したり速度制御系の発
生トルクが飽和した場合のフィードフォワード演算手段
１３０の出力Ｘ ₂（ｎ）と速度実際値Ｎの様子を示して
いる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、位置調節
器の比例ゲインやフィードフォワードゲインを自動的に
調整することによってこれらの現地調整が不要になりセ
ットアップ時間を短縮することができる。また、本発明
は位置決め装置等に内蔵されたマイコンのアルゴリズム
等によって実現可能であるから、コスト上昇等のおそれ
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図２】請求項２に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図３】請求項３に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図４】請求項４に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図５】請求項５に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図６】請求項６に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図７】請求項７に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図８】請求項８に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図９】請求項９に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック線図である。

【図１０】図９の動作説明図である。

【図１１】請求項１０に記載した発明の実施形態を示す
ブロック線図である。

【図１２】図１１の動作説明図である。

【図１３】請求項１１に記載した発明の実施形態を示す
ブロック線図である。

【図１４】図１３の動作説明図である。

【図１５】請求項１２に記載した発明の実施形態を示す
ブロック線図である。

【図１６】図１５の動作説明図である。

【図１７】第１の従来技術としての位置制御系のブロッ
ク線図である。

【図１８】第２の従来技術としての位置制御系のブロッ
ク線図である。

【図１９】第３の従来技術としての位置制御系のブロッ
ク線図である。

【符号の説明】

１０１加減速演算手段１０２，１０６，１１１，１１２，１１４加算器１０３，１２０，１２６，１２８，１２９位置調節器１０４位置制御系１０５パルス周波数演算手段１０７偏差カウンタ１０９Ｔasr推定手段１１０，１１３ＡＰＣゲインオートチューニング手段１１５最小値検出手段１１６，１１７位置調節器ゲイン演算手段１１８，１２４乗算手段１１９，１２５積分手段１２１初期値検出手段１２２，１２３フィードフォワードゲイン演算手段１２７，１３０フィードフォワード演算手段１３１絶対値検出手段１３２切替信号演算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象の加減速運転時の速度設定値と
速度実際値との偏差が入力される位置調節器と、この位
置調節器の出力が速度指令値として入力される速度制御
系とを備えた位置制御系において、前記速度指令値と速度実際値との偏差と、加減速傾斜率
と、前記位置調節器のゲインとに基づいて前記速度制御
系の等価時定数を推定する推定手段を備え、この推定手
段から出力される等価時定数推定値を用いて位置調節器
のゲインを調整することを特徴とする位置調節器のゲイ
ン調整装置。
【請求項２】請求項１記載の位置調節器のゲイン調整
装置において、前記等価時定数推定値と、前記速度指令値と速度実際値
との偏差の設定値と、前記加減速傾斜率とに基づいて位
置調節器のゲインを調整する手段を備えたことを特徴と
する位置調節器のゲイン調整装置。
【請求項３】制御対象の加減速運転時の速度設定値と
速度実際値との偏差が入力される位置調節器と、この位
置調節器の出力が速度指令値として入力される速度制御
系とを備えた位置制御系において、前記速度指令値と速度実際値との偏差の実際値が設定値
に一致するように位置調節器のゲインを調整する手段を
備えたことを特徴とする位置調節器のゲイン調整装置。
【請求項４】制御対象に対するパルス周波数指令値と
速度実際値との偏差に応じた速度指令値を出力する位置
調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系とを
備えたパルス列運転位置制御系において、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値と速度実
際値との偏差の最小値を検出する手段と、この手段によ
り検出された偏差の最小値の極性に応じて位置調節器の
ゲインを調整する手段とを備えたことを特徴とする位置
調節器のゲイン調整装置。
【請求項５】制御対象に対するパルス周波数指令値と
速度実際値との偏差に応じた速度指令値を出力する位置
調節器と、前記速度指令値が入力される速度制御系とを
備えたパルス列運転位置制御系において、ステップ的に変化する前記パルス周波数指令値と速度実
際値との偏差の最小値を検出する手段と、この手段によ
り検出された偏差の最小値に負のゲインを乗算して前回
値に加算することにより位置調節器のゲインを調整する
手段とを備えたことを特徴とする位置調節器のゲイン調
整装置。
【請求項６】制御対象に対するパルス周波数指令値に
フィードフォワード演算を施した結果を、パルス周波数
指令値と速度実際値との偏差に応じた演算結果に加算し
て速度指令値として出力する位置調節器と、前記速度指
令値が入力される速度制御系とを備えたパルス列運転位
置制御系において、前記位置調節器におけるフィードフォワード演算の伝達
関数が速度制御系の伝達関数の逆システムとなるように
構成し、前記位置調節器のフィードフォワードゲインを
速度制御系の等価時定数に等しくすることを特徴とする
位置調節器のゲイン調整装置。
【請求項７】制御対象に対するパルス周波数指令値に
フィードフォワード演算を施した結果を、パルス周波数
指令値と速度実際値との偏差に応じた演算結果に加算し
て速度指令値として出力する位置調節器と、前記速度指
令値が入力される速度制御系とを備えたパルス列運転位
置制御系において、前記位置調節器におけるフィードフォワード演算の伝達
関数が速度制御系の伝達関数の逆システムとなるように
構成すると共に、ステップ的に変化する前記パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差の初期値を検出する手段
と、この手段により検出された偏差の初期値の極性に応
じて位置調節器のフィードフォワードゲインを調整する
手段とを備えたことを特徴とする位置調節器のゲイン調
整装置。
【請求項８】制御対象に対するパルス周波数指令値に
フィードフォワード演算を施した結果を、パルス周波数
指令値と速度実際値との偏差に応じた演算結果に加算し
て速度指令値として出力する位置調節器と、前記速度指
令値が入力される速度制御系とを備えたパルス列運転位
置制御系において、前記位置調節器におけるフィードフォワード演算の伝達
関数が速度制御系の伝達関数の逆システムとなるように
構成すると共に、ステップ的に変化する前記パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差の初期値を検出する手段
と、この手段により検出された偏差の初期値に負のゲイ
ンを乗算して前回値に加算することにより位置調節器の
フィードフォワードゲインを調整する手段とを備えたこ
とを特徴とする位置調節器のゲイン調整装置。
【請求項９】制御対象に対するパルス周波数指令値に
フィードフォワード演算を施した結果を、パルス周波数
指令値と速度実際値との偏差に応じた演算結果に加算し
て速度指令値として出力する位置調節器と、前記速度指
令値が入力される速度制御系とを備えたパルス列運転位
置制御系において、前記位置調節器におけるフィードフォワード演算を、前
記パルス周波数指令値と、パルス周波数指令値の差分値
にフィードフォワードゲインを乗じた値とを加算する構
成とし、前記フィードフォワードゲインを速度制御系の
等価時定数に等しくすることを特徴とする位置調節器の
ゲイン調整装置。
【請求項１０】制御対象に対するパルス周波数指令値
にフィードフォワード演算を施した結果を、パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差に応じた演算結果に加算
して速度指令値として出力する位置調節器と、前記速度
指令値が入力される速度制御系とを備えたパルス列運転
位置制御系において、前記位置調節器におけるフィードフォワード演算を、前
記パルス周波数指令値と、パルス周波数指令値の差分値
にフィードフォワードゲインを乗じた値とを加算する構
成とすると共に、ステップ的に変化する前記パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差の初期値を検出する手段
と、この手段により検出された偏差の初期値の極性に応
じて位置調節器のフィードフォワードゲインを調整する
手段とを備えたことを特徴とする位置調節器のゲイン調
整装置。
【請求項１１】制御対象に対するパルス周波数指令値
にフィードフォワード演算を施した結果を、パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差に応じた演算結果に加算
して速度指令値として出力する位置調節器と、前記速度
指令値が入力される速度制御系とを備えたパルス列運転
位置制御系において、前記位置調節器におけるフィードフォワード演算を、前
記パルス周波数指令値と、パルス周波数指令値の差分値
にフィードフォワードゲインを乗じた値とを加算する構
成とすると共に、ステップ的に変化する前記パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差の初期値を検出する手段
と、この手段により検出された偏差の初期値に負のゲイ
ンを乗算して前回値に加算することにより位置調節器の
フィードフォワードゲインを調整する手段とを備えたこ
とを特徴とする位置調節器のゲイン調整装置。
【請求項１２】制御対象に対するパルス周波数指令値
にフィードフォワード演算を施した結果を、パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差に応じた演算結果に加算
して速度指令値として出力する位置調節器と、前記速度
指令値が入力される速度制御系とを備えたパルス列運転
位置制御系において、前記位置調節器におけるフィードフォワード演算を、前
記パルス周波数指令値と、パルス周波数指令値の差分値
にフィードフォワードゲインを乗じた値とを加算する構
成とすると共に、ステップ的に変化する前記パルス周波
数指令値と速度実際値との偏差の絶対値を検出する手段
と、この手段により検出された偏差の絶対値が所定のヒ
ステリシス幅以内になったときに切替信号を出力してパ
ルス周波数指令値を切り替える手段とを備えたことを特
徴とする位置調節器のゲイン調整装置。