JPH1118466A - 速度制御装置 - Google Patents
速度制御装置Info
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- JPH1118466A JPH1118466A JP9173391A JP17339197A JPH1118466A JP H1118466 A JPH1118466 A JP H1118466A JP 9173391 A JP9173391 A JP 9173391A JP 17339197 A JP17339197 A JP 17339197A JP H1118466 A JPH1118466 A JP H1118466A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
- G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サーボモータにより制御対象の速度を制御す
る速度制御装置において、積分ゲインを大きく設定する
場合に発生する、加減速時のダンピング現象と特定速度
で発生する特定周波数のうねり現象を緩和し、広範な低
加速度下で外乱抑制性能を向上させる速度制御装置を提
供する。 【解決手段】 加速度指令値に応じた加速度係数と基準
積分ゲインから加速度可変積分ゲインを演算する加速度
可変部と、速度指令値に応じた重み係数と基準積分ゲイ
ンと加速度可変積分ゲインから積分ゲインを演算する重
み演算部とで構成される積分ゲイン可変演算部を具備す
ることで、加速度指令値や速度指令値に応じて積分ゲイ
ンを可変設定する。
る速度制御装置において、積分ゲインを大きく設定する
場合に発生する、加減速時のダンピング現象と特定速度
で発生する特定周波数のうねり現象を緩和し、広範な低
加速度下で外乱抑制性能を向上させる速度制御装置を提
供する。 【解決手段】 加速度指令値に応じた加速度係数と基準
積分ゲインから加速度可変積分ゲインを演算する加速度
可変部と、速度指令値に応じた重み係数と基準積分ゲイ
ンと加速度可変積分ゲインから積分ゲインを演算する重
み演算部とで構成される積分ゲイン可変演算部を具備す
ることで、加速度指令値や速度指令値に応じて積分ゲイ
ンを可変設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、速度制御装置例え
ば数値制御機械に適用される速度制御装置に関するもの
である。
ば数値制御機械に適用される速度制御装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図６は、サーボモータの速度を制御する
事で、間接的にモータに機械的に接続された制御対象の
速度を制御する従来の速度制御装置のブロック図であ
る。速度制御装置１には、上位装置（図示しない）より
速度指令値Ｖが指令される。減算器１００は、Ｖよりモ
ータ速度ｖｍを減算し速度偏差Ｖ−ｖｍを算出する。こ
こで、速度偏差は以下に説明するＰＩ（比例積分）増幅
動作により増幅され、トルク指令値τｃとなる。速度偏
差Ｖ−ｖｍは、増幅器１０１で比例ゲインＫｐ倍に増幅
され比例成分τｐを作る。また、速度偏差は増幅器１０
２で積分ゲインＫｉ倍に増幅されｄτｉ／ｄｔとなり、
積分器１０３で積分され積分成分τｉを作る。τｐとτ
ｉは加算器１０４で加算されトルク指令値τｃとなる。
事で、間接的にモータに機械的に接続された制御対象の
速度を制御する従来の速度制御装置のブロック図であ
る。速度制御装置１には、上位装置（図示しない）より
速度指令値Ｖが指令される。減算器１００は、Ｖよりモ
ータ速度ｖｍを減算し速度偏差Ｖ−ｖｍを算出する。こ
こで、速度偏差は以下に説明するＰＩ（比例積分）増幅
動作により増幅され、トルク指令値τｃとなる。速度偏
差Ｖ−ｖｍは、増幅器１０１で比例ゲインＫｐ倍に増幅
され比例成分τｐを作る。また、速度偏差は増幅器１０
２で積分ゲインＫｉ倍に増幅されｄτｉ／ｄｔとなり、
積分器１０３で積分され積分成分τｉを作る。τｐとτ
ｉは加算器１０４で加算されトルク指令値τｃとなる。
【０００３】パワー増幅部１０５は、電力増幅器（図示
しない）とサーボモータ（図示しない）で構成されてお
り、トルク指令値τｃをモータ出力トルクτに増幅する
もので、その増幅率はトルク変換定数Ｃｔで表される。
対象システム１０７は、モータとモータに機械的に接続
された制御対象（図示しない）により構成されている。
外乱トルクτｄは、外部から対象システムに対して作用
する外乱トルクで、等価的に存在する加算器１０６でモ
ータ出力トルクτに加算され、最終的に対象システムに
作用するトルクはτ＋τｄとなる。モータには、位置検
出器（図示しない）あるいは速度検出器（図示しない）
が結合されており、それらの検出情報を基に間接的に制
御対象の速度を示すモータ速度ｖｍが得られる。
しない）とサーボモータ（図示しない）で構成されてお
り、トルク指令値τｃをモータ出力トルクτに増幅する
もので、その増幅率はトルク変換定数Ｃｔで表される。
対象システム１０７は、モータとモータに機械的に接続
された制御対象（図示しない）により構成されている。
外乱トルクτｄは、外部から対象システムに対して作用
する外乱トルクで、等価的に存在する加算器１０６でモ
ータ出力トルクτに加算され、最終的に対象システムに
作用するトルクはτ＋τｄとなる。モータには、位置検
出器（図示しない）あるいは速度検出器（図示しない）
が結合されており、それらの検出情報を基に間接的に制
御対象の速度を示すモータ速度ｖｍが得られる。
【０００４】ここで、制御対象は剛体で、モータと制御
対象はリジットに結合されているとすると、モータと制
御対象の総慣性モーメントＪを用いて、図６に示した従
来速度制御装置１の速度応答は次式で表現できる。
対象はリジットに結合されているとすると、モータと制
御対象の総慣性モーメントＪを用いて、図６に示した従
来速度制御装置１の速度応答は次式で表現できる。
【数１】｛（Ｖ−ｖｍ）Ｋｐ＋∫Ｋｉ（Ｖ−ｖｍ）ｄｔ
＋τｉ（０）｝Ｃｔ＋τｄ＝Ｊ（ｄｖｍ／ｄｔ） 初期条件として、τｉ（０）＝ｖｍ（０）＝０とし、ラ
プラス変換すると、数１より、
＋τｉ（０）｝Ｃｔ＋τｄ＝Ｊ（ｄｖｍ／ｄｔ） 初期条件として、τｉ（０）＝ｖｍ（０）＝０とし、ラ
プラス変換すると、数１より、
【数２】ｖｍ（Ｓ）＝［｛（ＫｐＣｔ／Ｊ）Ｓ＋（Ｋｉ
Ｃｔ／Ｊ）｝／｛Ｓ＾２＋（ＫｐＣｔ／Ｊ）Ｓ＋（Ｋｉ
Ｃｔ／Ｊ）｝］Ｖ（Ｓ）＋［（Ｓ／Ｊ）／｛Ｓ＾２＋
（ＫｐＣｔ／Ｊ）Ｓ＋（ＫｉＣｔ／Ｊ）｝］τｄ（Ｓ） が得られる（但し、Ｓは微分動作を示すラプラス変換の
演算子、＾２は２乗を示す）。
Ｃｔ／Ｊ）｝／｛Ｓ＾２＋（ＫｐＣｔ／Ｊ）Ｓ＋（Ｋｉ
Ｃｔ／Ｊ）｝］Ｖ（Ｓ）＋［（Ｓ／Ｊ）／｛Ｓ＾２＋
（ＫｐＣｔ／Ｊ）Ｓ＋（ＫｉＣｔ／Ｊ）｝］τｄ（Ｓ） が得られる（但し、Ｓは微分動作を示すラプラス変換の
演算子、＾２は２乗を示す）。
【０００５】ここで、一般的に用いられる標準２次形式
の減衰率ζと系の固有振動数ωｎを、
の減衰率ζと系の固有振動数ωｎを、
【数３】 ζ＝（Ｋｐ／２）｛Ｃｔ／（Ｋｉ・Ｊ）｝＾（１／２） ωｎ＝｛ＫｉＣｔ／Ｊ｝＾（１／２） （但し、｛ ｝＾（１／２）は｛ ｝の１／２乗を示
す）と定義し、標準２次形式を利用して、数２式を、τ
ｄ＝０とした指令応答特性と、Ｖ＝０とした外乱抑制特
性に分けて表現すると次式となる。
す）と定義し、標準２次形式を利用して、数２式を、τ
ｄ＝０とした指令応答特性と、Ｖ＝０とした外乱抑制特
性に分けて表現すると次式となる。
【数４】ｖｍ（Ｓ）＝［｛２ζωｎＳ＋ωｎ＾２｝／
｛Ｓ＾２＋２ζωｎＳ＋ωｎ＾２｝］Ｖ（Ｓ）
｛Ｓ＾２＋２ζωｎＳ＋ωｎ＾２｝］Ｖ（Ｓ）
【数５】ｖｍ（Ｓ）＝［（Ｓ／Ｊ）／｛Ｓ＾２＋２ζω
ｎＳ＋ωｎ＾２｝］τｄ（Ｓ） つまり、図６に示した従来の速度制御装置に関して、数
４式が指令応答特性を、数５式が外乱抑制特性を表現し
ている。
ｎＳ＋ωｎ＾２｝］τｄ（Ｓ） つまり、図６に示した従来の速度制御装置に関して、数
４式が指令応答特性を、数５式が外乱抑制特性を表現し
ている。
【０００６】以上のことより速度制御装置では、比例ゲ
インＫｐと積分ゲインＫｉを操作する事で、指令応答特
性及び外乱抑制特性を可変する事ができ、外乱抑制性能
を向上させるためには、数５式から、積分ゲインＫｉを
大きく設定してやる事が有効であることがわかる。しか
しながら、単に積分ゲインＫｉを大きく設定すると、同
時に減衰率ζが低下するため、数４式で示される指令応
答特性についてはダンピング特性が悪化する。また、減
衰率の低下は、特定周波数下で発生するため、速度に比
例した周波数を持つ位置検出器の回転誤差等の影響で、
特定速度で特定周波数のうねり現象が発生することがあ
った。
インＫｐと積分ゲインＫｉを操作する事で、指令応答特
性及び外乱抑制特性を可変する事ができ、外乱抑制性能
を向上させるためには、数５式から、積分ゲインＫｉを
大きく設定してやる事が有効であることがわかる。しか
しながら、単に積分ゲインＫｉを大きく設定すると、同
時に減衰率ζが低下するため、数４式で示される指令応
答特性についてはダンピング特性が悪化する。また、減
衰率の低下は、特定周波数下で発生するため、速度に比
例した周波数を持つ位置検出器の回転誤差等の影響で、
特定速度で特定周波数のうねり現象が発生することがあ
った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解消するためになされたもので、本発明の目的は、
積分ゲインＫｉを大きく設定することの弊害として発生
する、加減速時のダンピング現象と、特定速度で発生す
る特定周波数のうねり現象を緩和し、前記特定速度を除
く広範な一定速を含む低加速状態下において、外乱抑制
性能を向上させることができる速度制御装置を提供する
ことにある。
題を解消するためになされたもので、本発明の目的は、
積分ゲインＫｉを大きく設定することの弊害として発生
する、加減速時のダンピング現象と、特定速度で発生す
る特定周波数のうねり現象を緩和し、前記特定速度を除
く広範な一定速を含む低加速状態下において、外乱抑制
性能を向上させることができる速度制御装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、サーボモータ
により制御対象の速度を制御する速度制御装置に関する
もので、本発明の上記目的は、加速度指令値に応じて加
速度係数を決定し、基準積分ゲインと加速度係数から加
速度可変積分ゲインを演算する加速度可変部と、速度指
令値に応じて重み係数を決定し、基準積分ゲインと前記
加速度可変積分ゲイン及び重み係数から最終的に速度制
御演算時の積分ゲインを決定する重み演算部から構成さ
れる積分ゲイン可変演算部を具備することによって達成
される。
により制御対象の速度を制御する速度制御装置に関する
もので、本発明の上記目的は、加速度指令値に応じて加
速度係数を決定し、基準積分ゲインと加速度係数から加
速度可変積分ゲインを演算する加速度可変部と、速度指
令値に応じて重み係数を決定し、基準積分ゲインと前記
加速度可変積分ゲイン及び重み係数から最終的に速度制
御演算時の積分ゲインを決定する重み演算部から構成さ
れる積分ゲイン可変演算部を具備することによって達成
される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施した速度制
御装置１のブロック図の一例である。図１は、前述した
従来例図６に対応させており、同一部分については同一
名称及び番号を付して説明を省略する。積分ゲイン可変
演算部２は、加速度可変部３と重み演算部４により構成
されている。最初に加速度可変部３の動作について説明
する。速度指令値Ｖは、微分器５で微分され加速度指令
値Ａとなり、加速度係数決定部６に入力される。加速度
係数決定部６は、後述する演算により加速度係数Ｇａを
出力する。基準積分ゲインＫｉｏは速度制御装置の全て
の動作状態において十分な安定動作が可能になる様、余
裕を持って低減されて速度制御装置に初期設定された積
分ゲインである。基準積分ゲインＫｉｏは乗算器７で加
速度係数Ｇａと乗ぜられて加速度可変積分ゲインＫｉａ
となる。
御装置１のブロック図の一例である。図１は、前述した
従来例図６に対応させており、同一部分については同一
名称及び番号を付して説明を省略する。積分ゲイン可変
演算部２は、加速度可変部３と重み演算部４により構成
されている。最初に加速度可変部３の動作について説明
する。速度指令値Ｖは、微分器５で微分され加速度指令
値Ａとなり、加速度係数決定部６に入力される。加速度
係数決定部６は、後述する演算により加速度係数Ｇａを
出力する。基準積分ゲインＫｉｏは速度制御装置の全て
の動作状態において十分な安定動作が可能になる様、余
裕を持って低減されて速度制御装置に初期設定された積
分ゲインである。基準積分ゲインＫｉｏは乗算器７で加
速度係数Ｇａと乗ぜられて加速度可変積分ゲインＫｉａ
となる。
【００１０】図２は、前述の加速度係数決定部６の動作
例を説明するためのグラフである。横軸は加速度指令値
Ａの絶対値｜Ａ｜を示し、縦軸は加速度係数決定部６の
出力である加速度係数Ｇａを示している。加速度係数Ｇ
ａ＝１とする高側可変リミット加速度Ａａと、低側可変
リミット加速度Ａｂ（但し、Ａａ＞Ａｂとする）と、Ａ
ｂ以下の加速度で採用される最大加速度係数Ｇａｍａｘ
は、加速度係数決定部６に初期設定されている。加速度
係数決定部６は、これらのパラメータを用いて、加速度
指令値Ａの絶対値｜Ａ｜を入力として、次の関係式か
ら、出力である加速度係数Ｇａを決定する。
例を説明するためのグラフである。横軸は加速度指令値
Ａの絶対値｜Ａ｜を示し、縦軸は加速度係数決定部６の
出力である加速度係数Ｇａを示している。加速度係数Ｇ
ａ＝１とする高側可変リミット加速度Ａａと、低側可変
リミット加速度Ａｂ（但し、Ａａ＞Ａｂとする）と、Ａ
ｂ以下の加速度で採用される最大加速度係数Ｇａｍａｘ
は、加速度係数決定部６に初期設定されている。加速度
係数決定部６は、これらのパラメータを用いて、加速度
指令値Ａの絶対値｜Ａ｜を入力として、次の関係式か
ら、出力である加速度係数Ｇａを決定する。
【数６】（｜Ａ｜≦Ａｂの場合） Ｇａ＝Ｇａｍａｘ （Ａｂ＜｜Ａ｜≦Ａａの場合） Ｇａ＝１＋（Ｇａｍａｘ−１）（Ａａ−｜Ａ｜）／（Ａ
ａ−Ａｂ） （｜Ａ｜＜Ａａの場合） Ｇａ＝１ この様に、加速度係数決定部６では、加速度指令値Ａの
絶対値｜Ａ｜に応じて、｜Ａ｜が小さい程、増加傾向を
持つ加速度係数Ｇａが決定される。
ａ−Ａｂ） （｜Ａ｜＜Ａａの場合） Ｇａ＝１ この様に、加速度係数決定部６では、加速度指令値Ａの
絶対値｜Ａ｜に応じて、｜Ａ｜が小さい程、増加傾向を
持つ加速度係数Ｇａが決定される。
【００１１】次に、重み演算部４の動作について説明す
る。重み係数決定部８は、後述する演算により重み係数
Ｇｂを出力する。減算器９は、加速度可変積分ゲインＫ
ｉａから基準積分ゲインＫｉｏを減算する減算器であ
り、この減算器出力は、重み係数Ｇｂと乗算器１０で乗
ぜられる。乗算器出力は、加算器１１で基準積分ゲイン
Ｋｉｏと加算されて、最終的に速度制御演算時に採用さ
れる積分ゲインＫｉとなる。積分ゲインＫｉは、増幅器
１０２の増幅率として増幅器１０２に設定される。以上
の一連の積分ゲインＫｉを算出する演算は次式となる。
る。重み係数決定部８は、後述する演算により重み係数
Ｇｂを出力する。減算器９は、加速度可変積分ゲインＫ
ｉａから基準積分ゲインＫｉｏを減算する減算器であ
り、この減算器出力は、重み係数Ｇｂと乗算器１０で乗
ぜられる。乗算器出力は、加算器１１で基準積分ゲイン
Ｋｉｏと加算されて、最終的に速度制御演算時に採用さ
れる積分ゲインＫｉとなる。積分ゲインＫｉは、増幅器
１０２の増幅率として増幅器１０２に設定される。以上
の一連の積分ゲインＫｉを算出する演算は次式となる。
【数７】Ｋｉ＝Ｋｉｏ＋Ｇｂ（Ｋｉａ−Ｋｉｏ） ここで、Ｇｂを０≦Ｇｂ≦１の範囲で決定すれば、Ｇｂ
＝０でＫｉ＝Ｋｉｏ、Ｇｂ＝１でＫｉ＝Ｋｉａとなり、
Ｇｂが０から１に近づく程、ＫｉはＫｉｏからＫｉａに
近づく。つまり、Ｇｂは加速度可変積分ゲインＫｉａが
積分ゲインＫｉに与える影響度を示す重み係数になって
いる。
＝０でＫｉ＝Ｋｉｏ、Ｇｂ＝１でＫｉ＝Ｋｉａとなり、
Ｇｂが０から１に近づく程、ＫｉはＫｉｏからＫｉａに
近づく。つまり、Ｇｂは加速度可変積分ゲインＫｉａが
積分ゲインＫｉに与える影響度を示す重み係数になって
いる。
【００１２】図３は、前述の重み係数決定部８の動作例
を説明するためのグラフである。横軸は速度指令値Ｖの
絶対値｜Ｖ｜を示し、縦軸は重み係数決定部８の出力で
ある重み係数Ｇｂを示している。重み係数決定部８に
は、３つの速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ（但し、Ｖａ＞Ｖｂ＞
Ｖｃとする）と、それぞれに対応する重み係数Ｇｂａ，
Ｇｂｂ，Ｇｂｃが初期設定されている。重み係数決定部
８は、これらのパラメータを用いて、速度指令値Ｖの絶
対値｜Ｖ｜を入力として、次の関係式から、出力である
重み係数Ｇｂを決定する。
を説明するためのグラフである。横軸は速度指令値Ｖの
絶対値｜Ｖ｜を示し、縦軸は重み係数決定部８の出力で
ある重み係数Ｇｂを示している。重み係数決定部８に
は、３つの速度Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ（但し、Ｖａ＞Ｖｂ＞
Ｖｃとする）と、それぞれに対応する重み係数Ｇｂａ，
Ｇｂｂ，Ｇｂｃが初期設定されている。重み係数決定部
８は、これらのパラメータを用いて、速度指令値Ｖの絶
対値｜Ｖ｜を入力として、次の関係式から、出力である
重み係数Ｇｂを決定する。
【数８】（｜Ｖ｜≦Ｖｃの場合） Ｇｂ＝Ｇｂｃ （Ｖｃ＜｜Ｖ｜≦Ｖｂの場合） Ｇｂ＝Ｇｂｂ＋（Ｇｂｃ−Ｇｂｂ）（Ｖｂ−｜Ｖ｜）／
（Ｖｂ−Ｖｃ） （Ｖｂ＜｜Ｖ｜≦Ｖａの場合） Ｇｂ＝Ｇｂａ＋（Ｇｂｂ−Ｇｂａ）（Ｖａ−｜Ｖ｜）／
（Ｖａ−Ｖｂ） （｜Ｖ｜＞Ｖａの場合） Ｇｂ＝Ｇｂａ
（Ｖｂ−Ｖｃ） （Ｖｂ＜｜Ｖ｜≦Ｖａの場合） Ｇｂ＝Ｇｂａ＋（Ｇｂｂ−Ｇｂａ）（Ｖａ−｜Ｖ｜）／
（Ｖａ−Ｖｂ） （｜Ｖ｜＞Ｖａの場合） Ｇｂ＝Ｇｂａ
【００１３】例えば、パターンａ［Ｖｂ＝（Ｖａ＋Ｖ
ｃ）／２，Ｇｂａ＝１，Ｇｂｂ＝０．５，Ｇｂｃ＝０］
を初期設定した場合は、速度指令値Ｖの絶対値｜Ｖ｜が
大きい程、重み係数Ｇｂは１に近づき、積分ゲインＫｉ
は加速度可変積分ゲインＫｉａに近くなる。これは積分
ゲインＫｉを大きく設定することが、特に低速域におけ
るうねり現象を誘発する場合、これを防止するための設
定になる。次にパターンｂ［Ｖｂ＝（Ｖａ＋Ｖｃ）／
２，Ｇｂａ＝１，Ｇｂｂ＝０，Ｇｂｃ＝１］を初期設定
した場合は、速度指令値Ｖの絶対値｜Ｖ｜≒Ｖｂ近辺
で、重み係数Ｇｂは０に近づき、積分ゲインＫｉは基準
積分ゲインＫｉｏに近くなる。これは特定速度で特定周
波数のうねり現象が発生する場合の対策に有効である。
ｃ）／２，Ｇｂａ＝１，Ｇｂｂ＝０．５，Ｇｂｃ＝０］
を初期設定した場合は、速度指令値Ｖの絶対値｜Ｖ｜が
大きい程、重み係数Ｇｂは１に近づき、積分ゲインＫｉ
は加速度可変積分ゲインＫｉａに近くなる。これは積分
ゲインＫｉを大きく設定することが、特に低速域におけ
るうねり現象を誘発する場合、これを防止するための設
定になる。次にパターンｂ［Ｖｂ＝（Ｖａ＋Ｖｃ）／
２，Ｇｂａ＝１，Ｇｂｂ＝０，Ｇｂｃ＝１］を初期設定
した場合は、速度指令値Ｖの絶対値｜Ｖ｜≒Ｖｂ近辺
で、重み係数Ｇｂは０に近づき、積分ゲインＫｉは基準
積分ゲインＫｉｏに近くなる。これは特定速度で特定周
波数のうねり現象が発生する場合の対策に有効である。
【００１４】図４は、本発明による速度制御装置と従来
の速度制御装置に対して、下式で表される速度指令値を
入力した時の実時間応答を比較したグラフである。
の速度制御装置に対して、下式で表される速度指令値を
入力した時の実時間応答を比較したグラフである。
【数９】Ｖ（ｔ）＝５０Ｖｔ （０≦ｔ≦２０ｍｓ） Ｖ（ｔ）＝Ｖ （ｔ＞２０ｍｓ） （但し、初期条件として、ｖｍ（０）＝τｉ（０）＝０
としている） 図４中の［０］は、この速度指令値を示したグラフであ
る。
としている） 図４中の［０］は、この速度指令値を示したグラフであ
る。
【００１５】図４中の［２］及び［３］は、従来の速度
制御装置の数９式の速度指令に対するモータ速度ｖｍの
実時間応答を示すグラフであり、それぞれ、数３式にお
ける減衰率ζと系の固有振動数ωｎが、 ［２］の条件：ζ＝０．８，ωｎ＝３１．２５ ［３］の条件：ζ＝０．２，ωｎ＝１２５ を満たす積分ゲインＫｉと比例ゲインＫｐが設定されて
いる。つまり、［３］は［２］に対してＫｐは同じでＫ
ｉのみが１６倍になっている。この事から、外乱抑制性
能を向上させるべく積分ゲインＫｉを大きく設定する
と、前述した様に、指令応答特性については、ダンピン
グ特性が悪化することがわかる。
制御装置の数９式の速度指令に対するモータ速度ｖｍの
実時間応答を示すグラフであり、それぞれ、数３式にお
ける減衰率ζと系の固有振動数ωｎが、 ［２］の条件：ζ＝０．８，ωｎ＝３１．２５ ［３］の条件：ζ＝０．２，ωｎ＝１２５ を満たす積分ゲインＫｉと比例ゲインＫｐが設定されて
いる。つまり、［３］は［２］に対してＫｐは同じでＫ
ｉのみが１６倍になっている。この事から、外乱抑制性
能を向上させるべく積分ゲインＫｉを大きく設定する
と、前述した様に、指令応答特性については、ダンピン
グ特性が悪化することがわかる。
【００１６】図４中の［１］は、本発明による速度制御
装置の数９式の速度指令に対するモータ速度ｖｍの実時
間応答を示すグラフである。本例では、数３における減
衰率ζと系の固有振動数ωｎが、上記［２］の条件を満
たす様に基準積分ゲインＫｉｏと比例ゲインＫｐが設定
されている。また、制御パラメータは、最大加速度係数
Ｇａｍａｘ＝１６，高側可変リミット加速度Ａａ＜５０
Ｖ，低側可変リミット加速度Ａｂ＞０，重み係数Ｇｂａ
＝Ｇｂｂ＝Ｇｂｃ＝１としている。この様に設計された
本発明による速度制御装置に、数９式で示された速度指
令を入力すると、実時間に対応する減衰率ζと系の固有
振動数ωｎは、 ［１］の条件：ζ＝０．８，ωｎ＝３１．２５ （０≦ｔ≦２０ｍｓ） ζ＝０．２，ωｎ＝１２５ （ｔ＞２０ｍｓ） となり、［１］において、ｔ＞２０ｍｓでは、積分ゲイ
ンＫｉは、［３］同様に［２］に対して１６倍になって
いるが、ダンピング量は［３］に比較して改善されてい
ることがわかる。
装置の数９式の速度指令に対するモータ速度ｖｍの実時
間応答を示すグラフである。本例では、数３における減
衰率ζと系の固有振動数ωｎが、上記［２］の条件を満
たす様に基準積分ゲインＫｉｏと比例ゲインＫｐが設定
されている。また、制御パラメータは、最大加速度係数
Ｇａｍａｘ＝１６，高側可変リミット加速度Ａａ＜５０
Ｖ，低側可変リミット加速度Ａｂ＞０，重み係数Ｇｂａ
＝Ｇｂｂ＝Ｇｂｃ＝１としている。この様に設計された
本発明による速度制御装置に、数９式で示された速度指
令を入力すると、実時間に対応する減衰率ζと系の固有
振動数ωｎは、 ［１］の条件：ζ＝０．８，ωｎ＝３１．２５ （０≦ｔ≦２０ｍｓ） ζ＝０．２，ωｎ＝１２５ （ｔ＞２０ｍｓ） となり、［１］において、ｔ＞２０ｍｓでは、積分ゲイ
ンＫｉは、［３］同様に［２］に対して１６倍になって
いるが、ダンピング量は［３］に比較して改善されてい
ることがわかる。
【００１７】図５は、本発明による速度制御装置と従来
の速度制御装置について、速度指令値一定下での数５式
で示された外乱抑制特性を表わしたグラフであり、横軸
は角周波数ω［ｒａｄ／ｓ］、縱軸はゲインＧ＝ｖｍ
（ω）／τｄ（ω）で、両軸共対数座標をとっている。
［１］，［２］は、図４の同番号の条件に一致してい
る。これから、本発明による速度制御装置では、特に１
０数Ｈｚまでの外乱入力に対して外乱抑制性能が、従来
速度制御装置に対して約１６倍になっていることがわか
る。
の速度制御装置について、速度指令値一定下での数５式
で示された外乱抑制特性を表わしたグラフであり、横軸
は角周波数ω［ｒａｄ／ｓ］、縱軸はゲインＧ＝ｖｍ
（ω）／τｄ（ω）で、両軸共対数座標をとっている。
［１］，［２］は、図４の同番号の条件に一致してい
る。これから、本発明による速度制御装置では、特に１
０数Ｈｚまでの外乱入力に対して外乱抑制性能が、従来
速度制御装置に対して約１６倍になっていることがわか
る。
【００１８】
【発明の効果】以上説明した様に本発明による速度制御
装置は、加速度指令値に応じて加速度係数を決定し、基
準積分ゲインと加速度係数から加速度可変積分ゲインを
演算する加速度可変部と、速度指令値に応じて重み係数
を決定し、基準積分ゲインと前記加速度可変積分ゲイン
及び重み係数から最終的な積分ゲインを決定する重み演
算部から構成される積分ゲイン可変演算部を具備してい
る。このため、高い積分ゲインの設定が、加減速時や特
定の一定速度時を除いて可能になるから、加減速時に発
生するダンピング現象と、特定速度で発生する特定周波
数のうねり現象を緩和しつつ、特定速度を除く広範な一
定速を含む低加速状態下において、外乱抑制性能を向上
させることができる。
装置は、加速度指令値に応じて加速度係数を決定し、基
準積分ゲインと加速度係数から加速度可変積分ゲインを
演算する加速度可変部と、速度指令値に応じて重み係数
を決定し、基準積分ゲインと前記加速度可変積分ゲイン
及び重み係数から最終的な積分ゲインを決定する重み演
算部から構成される積分ゲイン可変演算部を具備してい
る。このため、高い積分ゲインの設定が、加減速時や特
定の一定速度時を除いて可能になるから、加減速時に発
生するダンピング現象と、特定速度で発生する特定周波
数のうねり現象を緩和しつつ、特定速度を除く広範な一
定速を含む低加速状態下において、外乱抑制性能を向上
させることができる。
【図１】本発明の速度制御装置の一例を示すブロック図
である。
である。
【図２】本発明の加速度係数決定部６の動作例を説明す
るグラフである。
るグラフである。
【図３】本発明の重み係数決定部８の動作例を説明する
グラフである。
グラフである。
【図４】本発明による速度制御装置と従来の速度制御装
置の速度の実時間応答を示したグラフである。
置の速度の実時間応答を示したグラフである。
【図５】本発明による速度制御装置と従来の速度制御装
置の外乱抑制特性を表わしたグラフである。
置の外乱抑制特性を表わしたグラフである。
【図６】従来速度制御装置の一例を示すブロック図であ
る。
る。
１ 速度制御装置、２ 積分ゲイン可変演算部、３ 加
速度可変部、４ 重み演算部、５ 微分器、６ 加速度
係数決定部、７ 乗算器、８ 重み係数決定部、９ 減
算器、１０ 乗算器、１１ 加算器、１００ 減算器、
１０１ 増幅器、１０２ 増幅器、１０３ 積分器、１
０４ 加算器、１０５ パワー増幅部、１０６ 加算
器、１０７ 対象システム。
速度可変部、４ 重み演算部、５ 微分器、６ 加速度
係数決定部、７ 乗算器、８ 重み係数決定部、９ 減
算器、１０ 乗算器、１１ 加算器、１００ 減算器、
１０１ 増幅器、１０２ 増幅器、１０３ 積分器、１
０４ 加算器、１０５ パワー増幅部、１０６ 加算
器、１０７ 対象システム。
Claims (3)
- 【請求項１】 加減速処理された速度指令値に従ってサ
ーボモータにより制御対象の速度を制御する速度制御装
置において、速度指令値と基準積分ゲインから加速度可
変積分ゲインを演算する加速度可変部と、速度指令値と
当該基準積分ゲイン及び加速度可変積分ゲインから速度
制御演算時の積分ゲインを演算する重み演算部とにより
構成される積分ゲイン可変演算部を具備したことを特徴
とする速度制御装置。 - 【請求項２】 前記加速度可変部は、前記速度指令値か
ら加速度指令値を得る微分器と、当該加速度指令値に応
じて加速度係数を決定する加速度係数決定部と、前記基
準積分ゲインと当該加速度係数を乗ずる乗算器により前
記加速度可変積分ゲインを演算する構成となっている請
求項１記載の速度制御装置。 - 【請求項３】 前記重み演算部は、前記速度指令値に応
じて重み係数を決定する重み係数決定部と、前記加速度
可変積分ゲインと前記基準積分ゲインの差を検出する減
算器と、当該減算器出力と当該重み係数を乗ずる乗算器
と、当該乗算器出力と前記基準積分ゲインを加算する加
算器により、前記速度制御演算時の積分ゲインを演算す
る構成となっている請求項１、又は２記載の速度制御装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17339197A JP3291224B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 速度制御装置 |
| US09/099,450 US5973467A (en) | 1997-06-30 | 1998-06-18 | Velocity control device using servo motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17339197A JP3291224B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1118466A true JPH1118466A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3291224B2 JP3291224B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=15959543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17339197A Expired - Fee Related JP3291224B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 速度制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5973467A (ja) |
| JP (1) | JP3291224B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009070050A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Okuma Corp | 位置制御装置 |
| JP2015033213A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | パナソニック株式会社 | サーボアンプ |
| JP2021173380A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | ファンカップリング装置の制御装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19734208A1 (de) * | 1997-08-07 | 1999-02-11 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung optimaler Reglerparamter für eine Drehzahlregelung |
| SE509982C2 (sv) * | 1997-08-13 | 1999-03-29 | Saab Ab | Metod och anordning för faskompensering i ett fordons styrsystem |
| DE19854750A1 (de) * | 1998-11-27 | 2000-05-31 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung einer optimalen Verstärkung des Integrators eines Drehzahlreglers |
| US6845282B2 (en) * | 2002-09-04 | 2005-01-18 | The Procter & Gamble Company | Method of controlling tension in a web |
| US7034492B2 (en) * | 2003-10-28 | 2006-04-25 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Methods and systems for reducing unintentional collisions |
| US7109679B2 (en) * | 2004-03-09 | 2006-09-19 | Hr Textron, Inc. | Damping for electromechanical actuators |
| TWI295529B (en) * | 2004-12-03 | 2008-04-01 | Mitsubishi Electric Corp | Motor controller |
| US8244393B2 (en) * | 2009-09-10 | 2012-08-14 | The Procter & Gamble Company | System and methods for registering a controlled web to a pitched unit operation |
| EP2372312B1 (de) * | 2010-03-31 | 2013-11-20 | SICK STEGMANN GmbH | Feedback-Anordnung und Feedback-Verfahren zur Regelung eines Servomotors |
| JP5448186B2 (ja) * | 2010-06-23 | 2014-03-19 | キャタピラー エス エー アール エル | 作業機械の電動機トルク制御装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU550917B2 (en) * | 1984-04-13 | 1986-04-10 | Toshiba, Kabushiki Kaisha | Process control apparatus with reference model |
| KR910009242B1 (ko) * | 1987-08-04 | 1991-11-07 | 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 회전 전동기의 토오크 제어장치 |
| US5157597A (en) * | 1988-12-23 | 1992-10-20 | Fanuc Ltd. | Method of detecting oscillation of a servo system and automatically adjusting speed loop gain thereof |
| JPH03100801A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-25 | Toshiba Corp | 制御装置 |
| DE69113249T2 (de) * | 1990-11-08 | 1996-02-22 | Fanuc Ltd | Verfahren zur steuerung eines servomotors mit vorwärtskopplung. |
| JPH05134758A (ja) * | 1991-05-17 | 1993-06-01 | Fanuc Ltd | サーボモータの制御方式 |
| JPH0683403A (ja) * | 1992-07-17 | 1994-03-25 | Fanuc Ltd | 適応ｐｉ制御方式 |
| US5475291A (en) * | 1992-12-10 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Adjustment device for adjusting control parameters of a servo motor and an adjustment method therefor |
| JP3285681B2 (ja) * | 1993-04-28 | 2002-05-27 | ファナック株式会社 | サーボモータの制御方法 |
| JPH06332538A (ja) * | 1993-05-19 | 1994-12-02 | Fanuc Ltd | 柔軟なサーボ制御方法 |
| JPH07110717A (ja) * | 1993-08-19 | 1995-04-25 | Fanuc Ltd | モータの制御方式 |
| US5397973A (en) * | 1993-09-16 | 1995-03-14 | Allen-Bradley Company, Inc. | Gain control for fuzzy logic controller |
| JP3203989B2 (ja) * | 1994-10-25 | 2001-09-04 | 松下電器産業株式会社 | モータの速度制御装置 |
| JP3681431B2 (ja) * | 1995-02-21 | 2005-08-10 | ファナック株式会社 | 直交座標系上で柔らかさが調節可能なサーボ系 |
| DE69622177T2 (de) * | 1995-09-22 | 2002-10-31 | Rosemount Inc | Adaptiver versatzregler |
| US5880415A (en) * | 1997-12-22 | 1999-03-09 | Otis Elevator Company | Automatic calibration of current regulator control compensation for an elevator motor drive with locked rotor |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17339197A patent/JP3291224B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-18 US US09/099,450 patent/US5973467A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009070050A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Okuma Corp | 位置制御装置 |
| JP2015033213A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | パナソニック株式会社 | サーボアンプ |
| JP2021173380A (ja) * | 2020-04-28 | 2021-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | ファンカップリング装置の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5973467A (en) | 1999-10-26 |
| JP3291224B2 (ja) | 2002-06-10 |
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