JPH11206166A - Speed controller for motor - Google Patents

Speed controller for motor

Info

Publication number
JPH11206166A
JPH11206166A JP10001280A JP128098A JPH11206166A JP H11206166 A JPH11206166 A JP H11206166A JP 10001280 A JP10001280 A JP 10001280A JP 128098 A JP128098 A JP 128098A JP H11206166 A JPH11206166 A JP H11206166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
motor
speed
load torque
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10001280A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Nakamura
昭彦 中村
Toshio Inaji
稲治  利夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10001280A priority Critical patent/JPH11206166A/en
Publication of JPH11206166A publication Critical patent/JPH11206166A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to obtain highly accurate speed in a motor, in which a frequency band in control system is enhanced even when a low output frequency is fed from a frequency generator in the motor. SOLUTION: A speed controller includes a cycle measuring means 3 for measuring a frequency signal(fs) from a frequency generator 2 mounted on a motor 1, and generating a rotational speed signal (N); a speed/load torque estimating means 8 for generating a monetary rotational speed estimation signal (n'), and a load torque estimation signal (τd') on the basis of a compensating signal (d) and the rotational speed signal (N); a comparing means 5 for generating deviation signal (Δ n) between the rotational speed command signal (nr) and a momentary rotational speed estimation signal (n'); a control means 6 for calculating a deviation signal (Δ n) and generating a control signal (c); a compensating means 9 for compensating the control signal (c) by using the load torque estimation signal (τ d'); a low frequency-range reinforcement means 10 for reinforcing the low frequency range of the compensation signal (d), and generating a current command signal (ci); and a driving means 4 for feeding a driving current (ia) to the motor according to the current command signal (ci).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数発電機(F
G)付きのモータの速度制御装置に関し、さらに詳しく
は周波数発電機の発生する周波数信号の周波数が低い場
合、例えばモータを低速度で回転制御する場合や、モー
タの構造およびコストの点で高い周波数信号を発生する
周波数発電機を構成できない場合にもモータの回転制御
系の安定化と回転の高精度化が可能なモータの速度制御
装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a frequency generator (F)
More specifically, the present invention relates to a speed control device for a motor with G). More specifically, when the frequency of the frequency signal generated by the frequency generator is low, for example, when the rotation of the motor is controlled at low speed, or when the frequency and the frequency of the motor are high, the frequency and the frequency of the motor are high. The present invention relates to a motor speed control device capable of stabilizing a motor rotation control system and improving rotation accuracy even when a frequency generator that generates a signal cannot be configured.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ビデオテープレコーダ(以下、V
TRと略記する)やカメラ一体型VTRの小型・軽量化
には著しいものがあり、自ずと使用されるモータも小型
化および小径化されている。特にテープを一定速度で走
行させるキャプスタンモータにおいては、小型化および
小径化に伴うロータの慣性モーメントの著しい低下は回
転精度を極端に悪化させている。また、VTRのテープ
速度を遅くして長時間記録を実現するためにキャプスタ
ンモータを超低速回転させる場合には、モータの回転速
度を検出する周波数信号の周期が長くなり回転速度の検
出遅れが増加するため、速度制御系を安定化するには制
御ゲインを低く設定する必要がある。そして、低慣性モ
ータのため回転精度を高めるためには制御ゲインをより
高く設定する必要があるにもかかわらず、十分に高くす
ることができない。その結果、近年、これらモータの制
御性能の悪化が問題となってきている。
2. Description of the Related Art Recently, video tape recorders (hereinafter referred to as V
There is a remarkable reduction in size and weight of the camera-integrated VTR (hereinafter abbreviated as TR), and the motor used naturally has also been reduced in size and diameter. In particular, in a capstan motor in which a tape runs at a constant speed, a remarkable decrease in the moment of inertia of the rotor accompanying the miniaturization and the reduction in the diameter extremely deteriorates the rotation accuracy. In addition, when the capstan motor is rotated at a very low speed in order to realize long-time recording by reducing the tape speed of the VTR, the period of the frequency signal for detecting the rotation speed of the motor becomes longer, and the detection delay of the rotation speed becomes longer. Therefore, the control gain must be set low to stabilize the speed control system. Then, in order to increase the rotational accuracy due to the low inertia motor, the control gain must be set higher, but it cannot be made sufficiently high. As a result, in recent years, deterioration of control performance of these motors has become a problem.

【0003】以下、従来のモータの速度制御装置につい
て図面を参照しながら説明する。図8は従来のモータの
速度制御装置の最も基本的な構成の一例を示したブロッ
ク図である。図8において、1はモータ、2はモータ1
の回転速度に比例した周波数信号fsを発生する周波数
発電機(FG)、3は周波数信号fsの周期を計測する
周期計測手段である。5は周期計測手段3の出力する速
度信号Nと速度指令信号Nr(一定値)との偏差信号Δ
Nを出力する比較手段、60は偏差信号ΔNに比例・積
分等の制御補償を行い制御信号cを出力する制御手段、
4は制御信号cに応じた駆動電流iaをモータ1に供給
する駆動手段である。
Hereinafter, a conventional motor speed control device will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the most basic configuration of a conventional motor speed control device. In FIG. 8, 1 is a motor, 2 is a motor 1
A frequency generator (FG) 3 that generates a frequency signal fs proportional to the rotation speed of the frequency signal fs, and 3 is a cycle measuring unit that measures the cycle of the frequency signal fs. 5 is a deviation signal Δ between the speed signal N output from the cycle measuring means 3 and the speed command signal Nr (constant value).
A comparison means for outputting N; a control means for performing control compensation such as proportional and integral to the deviation signal ΔN and outputting a control signal c;
Reference numeral 4 denotes a driving unit that supplies a driving current ia to the motor 1 according to the control signal c.

【0004】次に図8の従来のモータの速度制御装置の
動作について説明する。モータ1の回転速度がほぼ一定
に制御される場合は、その動作点近傍で周波数信号fs
の周期はモータ1の回転速度に反比例することから周期
計測手段3の出力をもって回転速度の検出結果Nとして
いる。すなわち、モータ1の回転速度は周波数発電機2
の周波数でサンプリングされ、その検出結果はその周期
の期間だけ保持される。よって周期計測手段3による回
転速度の検出結果Nは、サンプリング時の瞬時回転速度
の検出値ではなく、周波数信号fsの1周期にわたって
時間積分して得られた1周期あたりの平均回転速度であ
る。
Next, the operation of the conventional motor speed control device shown in FIG. 8 will be described. When the rotation speed of the motor 1 is controlled to be substantially constant, the frequency signal fs
Since the cycle of (1) is inversely proportional to the rotation speed of the motor 1, the output of the cycle measuring means 3 is used as the rotation speed detection result N. That is, the rotation speed of the motor 1 is
, And the detection result is held only for the period of the cycle. Therefore, the detection result N of the rotation speed by the cycle measuring means 3 is not the detection value of the instantaneous rotation speed at the time of sampling but an average rotation speed per cycle obtained by performing time integration over one cycle of the frequency signal fs.

【0005】図9は、モータ1の実際の瞬時回転速度n
と周期計測手段3の出力する回転速度Nとの関係を示し
た図である。図9において、61はモータ1の瞬時回転
速度nの時間変化を示し、図に示すように変化している
ものとする。62は周期計測手段3の出力する回転速度
Nの時間変化を示し、回転速度Nは周波数発電機2の周
波数信号fsでサンプリングされ、周期Tの期間におけ
る平均回転速度を示す。回転速度Nは、図に示すように
周波数信号fsの周期で、t(i−1),t(i),t
(i+1),・・・の時点でステップ上に変化し、その
期間内では一定値を保持している。点線で示した63
は、62の回転速度Nから推測したモータ1の回転速度
で、図9より明らかなように実際のモータ1の瞬時回転
速度nに比べてほぼTの検出時間遅れを有している。そ
の結果、上記のような従来のモータの速度制御装置を用
いて回転速度を制御する場合にはこの検出の時間遅れに
より、制御系の安定化のためには制御周波数帯域をあま
り高くすることができず(一般にサンプリング周波数の
1/12程度)、回転制御系の応答性を上げることがで
きないという問題点があった。
FIG. 9 shows the actual instantaneous rotational speed n of the motor 1.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between the rotation speed N output from a cycle measuring unit 3. In FIG. 9, reference numeral 61 denotes a temporal change of the instantaneous rotational speed n of the motor 1, which is assumed to be changing as shown in the figure. Reference numeral 62 denotes a time change of the rotation speed N output from the cycle measuring means 3, and the rotation speed N is sampled by the frequency signal fs of the frequency generator 2 and indicates an average rotation speed in a period T. The rotation speed N is represented by t (i-1), t (i), and t in the cycle of the frequency signal fs as shown in FIG.
At the point of (i + 1),..., The value changes to a step, and a constant value is maintained during that period. 63 indicated by dotted line
Is the rotational speed of the motor 1 estimated from the rotational speed N of 62, and has a detection time delay of substantially T as compared with the actual instantaneous rotational speed n of the motor 1 as is apparent from FIG. As a result, when controlling the rotation speed using the conventional motor speed control device as described above, the control frequency band may be made too high to stabilize the control system due to the time delay of this detection. This cannot be performed (generally about 1/12 of the sampling frequency), and the response of the rotation control system cannot be improved.

【0006】このような問題点を解決するために、制御
性能を向上させることが可能なモータの速度制御装置が
従来よりいくつか提案されている。例えば、特開昭61
−30984号公報には、制御装置内にモータの駆動特
性を表現するモデルを構成し、位置検出器の出力信号が
得られる毎に演算して求めた速度検出値Nとモータの発
生トルクτmから、位置検出器の出力信号が変化しない
区間でも瞬時回転速度nを推定することが可能な速度推
定手段を具備し、その速度推定手段の出力信号を速度帰
還信号として用いることで回転速度検出の時間遅れを減
少させたモータの速度制御装置が記載されている。
[0006] In order to solve such a problem, several motor speed control devices capable of improving control performance have been conventionally proposed. For example, JP-A-61
Japanese Patent Application Laid-Open No. 30984/1992 discloses that a model representing the driving characteristics of a motor is constructed in a control device, and a speed detection value N calculated and calculated every time an output signal of a position detector is obtained, and a generated torque τm of the motor. A speed estimating means capable of estimating the instantaneous rotational speed n even in a section in which the output signal of the position detector does not change, and using the output signal of the speed estimating means as a speed feedback signal, the time for detecting the rotational speed is obtained. A motor speed controller with reduced delay is described.

【0007】この従来のモータの速度制御装置の速度推
定手段について、その原理を図10を参照しながら説明
する。図10は従来のモータの速度制御装置に設けられ
る速度推定手段の構成を示すブロック図である。この図
10に示す速度推定手段7は、図8において周期計測手
段3と比較手段5との間に挿入され、周期計測手段3の
出力である回転速度Nを入力するとともに、駆動手段4
へ供給される制御手段60の制御信号cをも入力し、推
定された瞬時回転速度n’を比較手段5へ出力するよう
になっている。
The principle of the speed estimating means of the conventional motor speed control device will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of speed estimating means provided in a conventional motor speed control device. The speed estimating means 7 shown in FIG. 10 is inserted between the cycle measuring means 3 and the comparing means 5 in FIG.
The control signal c of the control means 60 supplied to the control means 60 is also input, and the estimated instantaneous rotational speed n ′ is output to the comparison means 5.

【0008】図10において、21は乗算器で、係数1
/(Jn・s)はモータの駆動特性を表現する伝達関数
である。ここで、Jnはモータ1の慣性モーメントを表
す公称値で、sはラプラス演算子である。22は比例積
分補償要素で、k1は比例定数、k2は積分定数であ
る。24は比較器で、乗算器21の出力信号(推定瞬時
回転速度n’)と図8の周期計測手段3の出力である回
転速度Nとを比較し、その偏差を比例積分補償要素22
に入力する。28は乗算器で、係数(Ktn・gmn)
を掛け算する。Ktnおよびgmnは、それぞれモータ
1のトルク係数Ktと駆動手段4の変換係数gmの公称
値である。25は減算器で、乗算器28により制御信号
cに係数(Ktn・gmn)を掛け算して得られたモー
タ1の発生トルクの推定値τm’と比例積分補償要素2
2の出力(負荷トルクの推定値τd’)とを比較し、そ
の偏差を乗算器21に出力する。
In FIG. 10, a multiplier 21 has a coefficient 1
/ (Jn · s) is a transfer function expressing the drive characteristics of the motor. Here, Jn is a nominal value representing the moment of inertia of the motor 1, and s is a Laplace operator. 22 is a proportional integral compensation element, k1 is a proportional constant, and k2 is an integral constant. A comparator 24 compares the output signal (estimated instantaneous rotational speed n ′) of the multiplier 21 with the rotational speed N output from the period measuring means 3 in FIG.
To enter. 28 is a multiplier, a coefficient (Ktn · gmn)
Is multiplied. Ktn and gmn are nominal values of the torque coefficient Kt of the motor 1 and the conversion coefficient gm of the driving means 4, respectively. Numeral 25 denotes a subtractor, which is an estimated value τm ′ of the generated torque of the motor 1 obtained by multiplying the control signal c by a coefficient (Ktn · gmn) by a multiplier 28 and a proportional integral compensation element 2
2 (the estimated value τd ′ of the load torque), and outputs the deviation to the multiplier 21.

【0009】次に図10に示す速度推定手段7の動作に
ついて詳細に説明する。図10において、乗算器21の
係数はモータの駆動特性を表現するモデルと考えられ、
(数1)の関係がある。
Next, the operation of the speed estimating means 7 shown in FIG. 10 will be described in detail. In FIG. 10, the coefficient of the multiplier 21 is considered as a model expressing the driving characteristics of the motor.
There is a relationship of (Equation 1).

【0010】[0010]

【数1】 したがって、(数1)をラプラス変換して変形すれば、
(数2)の関係式が得られる。
(Equation 1) Therefore, if (Equation 1) is transformed by Laplace transform,
The relational expression of (Equation 2) is obtained.

【0011】[0011]

【数2】 (数2)より、モータの瞬時回転速度nを推定すること
ができ、推定瞬時回転速度n’はモータの発生トルクの
推定値τm’とモータの負荷トルクの推定値τd’との
差をモータの慣性モーメントJnで割ったものを時間積
分することで求められる。このため推定瞬時回転速度
n’を求めるためには、モータに加わる負荷トルクτd
を推定する必要があるが、図8の周期計測手段3の平均
速度検出値Nと(数2)で求めた推定瞬時回転速度n’
との偏差の比例積分により負荷トルクの推定値τd’を
推定している。
(Equation 2) From the equation (2), the instantaneous rotational speed n of the motor can be estimated. The estimated instantaneous rotational speed n ′ is obtained by calculating the difference between the estimated value τm ′ of the generated torque of the motor and the estimated value τd ′ of the load torque of the motor. Is obtained by time integration of a value obtained by dividing by the moment of inertia Jn. Therefore, in order to obtain the estimated instantaneous rotational speed n ′, the load torque τd
It is necessary to estimate the average instantaneous rotation speed n ′ obtained by the average speed detection value N of the period measuring means 3 in FIG.
The estimated value τd ′ of the load torque is estimated by proportional integration of the deviation from the above.

【0012】以上述べたように、上記の負荷トルクの推
定値τd’とモータの発生トルクの推定値τm’から推
定瞬時回転速度n’を推定し、推定瞬時回転速度n’
を、図8における速度帰還信号(平均速度検出値N)の
代わりに使用することにより、モータ1の速度制御を行
っている。すなわち、速度推定手段7で推定された推定
瞬時回転速度n’を用いることで、検出遅れを減少させ
た速度信号を帰還信号に用いて速度制御を行うことがで
きるので、周期計測手段3の検出遅れを含む速度信号N
をそのまま帰還信号に用いて速度制御を行う場合に比べ
て、速度制御系の制御ゲインを高くすることができる。
As described above, the estimated instantaneous rotational speed n ′ is estimated from the estimated load torque τd ′ and the estimated torque τm ′ generated by the motor.
Is used in place of the speed feedback signal (average speed detection value N) in FIG. 8 to control the speed of the motor 1. That is, by using the estimated instantaneous rotation speed n ′ estimated by the speed estimating means 7, the speed control can be performed using the speed signal with the detection delay reduced as the feedback signal. Speed signal N including delay
The control gain of the speed control system can be increased as compared with the case where speed control is performed using the feedback signal as it is as the feedback signal.

【0013】またさらに、特開平8−80080号公報
では、上述の負荷トルクの推定値τd’を制御手段60
の出力する制御信号cにフィードフォワード補償を行う
ように構成している。このときモータ1は、あたかも負
荷トルクτdの外乱が加わらなかったかのように振る舞
う。ただし、実質的にはフィードフォワード補償の効果
を得られる周波数帯域は、比例積分補償要素22の比例
定数k1と積分定数k2により決定される。したがっ
て、モータ1は低域の周波数においては負荷トルクτd
の外乱の影響を受けにくい高精度の回転精度で駆動され
ることになる。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-80080, the above-mentioned estimated value τd ′ of the load torque is controlled by the control means 60.
Is configured to perform feedforward compensation on the control signal c output from the control signal c. At this time, the motor 1 behaves as if no disturbance of the load torque τd was applied. However, the frequency band in which the effect of feedforward compensation can be substantially obtained is determined by the proportional constant k1 and the integral constant k2 of the proportional-integral compensation element 22. Therefore, the motor 1 has a load torque τd at a low frequency.
It is driven with high precision rotation accuracy which is hardly affected by external disturbance.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらモータの
回転精度の高精度化に対する要求はますます高まってお
り、さらなる性能の改善が望まれている。例えばディジ
タル記録のVTRなどにおいては、今後も映像信号をさ
らに圧縮率を高めて記録する方法が検討されており、そ
の場合テープ速度をさらに遅くする必要があり、必然的
にテープを駆動するためのキャプスタンモータの制御性
能をさらに向上させることが必要となってくる。
However, there is an increasing demand for higher rotational accuracy of the motor, and further improvement in performance is desired. For example, in the case of a VTR for digital recording, a method of recording a video signal with a further increased compression ratio is being studied in the future. In this case, it is necessary to further reduce the tape speed, and inevitably, the tape drive is required. It is necessary to further improve the control performance of the capstan motor.

【0015】本発明は上記問題点に鑑み、モータに取り
付けられた周波数発電機の出力周波数が低くても制御系
の制御帯域を十分高めることができ、特にモータに加わ
る負荷トルクの低い周波数成分の外乱に対する抑制力を
大幅に改善できるモータの速度制御装置を提供すること
を目的とする。
In view of the above problems, the present invention can sufficiently increase the control band of the control system even if the output frequency of the frequency generator mounted on the motor is low, and particularly, can reduce the frequency component of the load torque applied to the motor that is low. It is an object of the present invention to provide a motor speed control device that can significantly improve a disturbance suppressing force.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のモータの
速度制御装置は、モータの回転速度に比例した周波数信
号を発生する周波数発電機と、周波数信号の周期を計測
しモータの回転速度に応じた回転速度信号を出力する周
期計測手段と、補正信号と回転速度信号とを用いてモー
タの瞬時回転速度とモータに印加される負荷トルクとを
推定して瞬時回転速度推定信号と負荷トルク推定信号と
を出力する速度・負荷トルク推定手段と、回転速度指令
信号と瞬時回転速度推定信号とを用いて制御演算を行い
制御信号を出力する制御信号作成手段と、制御信号を負
荷トルク推定信号により補正して補正信号を出力する補
正手段と、補正信号の低域周波数成分を増強し電流指令
信号を生成する低域増強手段と、電流指令信号に応じた
駆動電流をモータに供給する駆動手段とを備えている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor speed control device for generating a frequency signal proportional to the motor rotation speed, and a frequency generator for measuring a period of the frequency signal to determine the rotation speed of the motor. Estimating the instantaneous rotational speed of the motor and the load torque applied to the motor using the period measuring means for outputting a corresponding rotational speed signal and the correction signal and the rotational speed signal to estimate the instantaneous rotational speed estimation signal and the load torque Speed / load torque estimating means for outputting a signal, a control signal generating means for performing a control operation using a rotational speed command signal and an instantaneous rotational speed estimating signal and outputting a control signal, and a control signal based on the load torque estimating signal. Correction means for correcting and outputting a correction signal, low-frequency enhancement means for enhancing a low-frequency component of the correction signal to generate a current command signal, and a motor for supplying a drive current according to the current command signal And a driving means for supplying.

【0017】請求項2記載のモータの速度制御装置は、
モータの回転速度に比例した周波数信号を発生する周波
数発電機と、周波数信号の周期を計測しモータの回転速
度に応じた回転速度信号を出力する周期計測手段と、制
御信号と回転速度信号とを用いてモータの瞬時回転速度
とモータに印加される負荷トルクとを推定して瞬時回転
速度推定信号と負荷トルク推定信号とを出力する速度・
負荷トルク推定手段と、回転速度指令信号と瞬時回転速
度推定信号とを用いて制御演算を行い制御信号を出力す
る制御信号作成手段と、制御信号を負荷トルク推定信号
により補正して補正信号を出力する補正手段と、補正信
号の低域周波数成分を増強し電流指令信号を生成する低
域増強手段と、電流指令信号に応じた駆動電流をモータ
に供給する駆動手段と備えている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a speed control device for a motor.
A frequency generator that generates a frequency signal proportional to the rotation speed of the motor, a period measurement unit that measures a period of the frequency signal and outputs a rotation speed signal according to the rotation speed of the motor, and a control signal and a rotation speed signal. Speed for estimating the instantaneous rotational speed of the motor and the load torque applied to the motor and outputting an instantaneous rotational speed estimation signal and a load torque estimation signal.
Load torque estimating means, control signal generating means for performing a control operation using a rotational speed command signal and an instantaneous rotational speed estimating signal and outputting a control signal, and correcting the control signal with the load torque estimating signal and outputting a correction signal Correction means for increasing the low frequency component of the correction signal to generate a current command signal, and driving means for supplying a drive current corresponding to the current command signal to the motor.

【0018】請求項3記載のモータの速度制御装置は、
請求項1または2記載のモータの速度制御装置におい
て、制御信号作成手段は、回転速度指令信号と瞬時回転
速度推定信号との偏差を求めて瞬時回転速度誤差信号を
出力する瞬時回転速度誤差作成手段と、瞬時回転速度誤
差信号に制御演算を行い制御信号を出力する制御手段と
からなることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor speed control device,
3. The motor speed control device according to claim 1, wherein the control signal generation unit calculates a deviation between the rotation speed command signal and the instantaneous rotation speed estimation signal and outputs an instantaneous rotation speed error signal. And control means for performing a control operation on the instantaneous rotational speed error signal and outputting a control signal.

【0019】請求項4記載のモータの速度制御装置は、
モータの回転速度に比例した周波数信号を発生する周波
数発電機と、周波数信号の周期を計測しモータの回転速
度に応じた回転速度信号を出力する周期計測手段と、回
転速度指令信号と回転速度信号との偏差を求めて回転速
度誤差信号を出力する回転速度誤差作成手段と、補正信
号と回転速度誤差信号とを用いてモータの瞬時回転速度
誤差とモータに印加される負荷トルクとを推定して瞬時
回転速度誤差信号と負荷トルク推定信号とを出力する速
度誤差・負荷トルク推定手段と、瞬時回転速度誤差信号
と負荷トルク推定信号を用いて補正信号を出力する補正
信号作成手段と、補正信号の低域周波数成分を増強し電
流指令信号を生成する低域増強手段と、電流指令信号に
応じた駆動電流をモータに供給する駆動手段とを備えて
いる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor speed control device comprising:
A frequency generator that generates a frequency signal proportional to the rotation speed of the motor, a period measurement unit that measures the period of the frequency signal and outputs a rotation speed signal according to the rotation speed of the motor, a rotation speed command signal and a rotation speed signal A rotational speed error generating means for obtaining a deviation from the rotational speed error signal and estimating an instantaneous rotational speed error of the motor and a load torque applied to the motor using the correction signal and the rotational speed error signal. Speed error / load torque estimating means for outputting an instantaneous rotational speed error signal and a load torque estimation signal; correction signal generating means for outputting a correction signal using the instantaneous rotational speed error signal and the load torque estimation signal; The motor includes a low-frequency enhancement means for enhancing a low-frequency component and generating a current command signal, and a driving means for supplying a drive current corresponding to the current command signal to the motor.

【0020】請求項5記載のモータの速度制御装置は、
請求項4記載のモータの速度制御装置において、補正信
号作成手段は、瞬時回転速度誤差信号に制御演算を行い
制御信号を出力する制御手段と、制御信号を負荷トルク
推定信号により補正して補正信号を出力する補正手段と
からなることを特徴とする。請求項6記載のモータの速
度制御装置は、モータの回転速度に比例した周波数信号
を発生する周波数発電機と、周波数信号の周期を計測し
モータの回転速度に応じた回転速度信号を出力する周期
計測手段と、回転速度指令信号と回転速度信号との偏差
を求めて回転速度誤差信号を出力する回転速度誤差作成
手段と、制御信号と回転速度誤差信号とを用いてモータ
の瞬時回転速度誤差とモータに印加される負荷トルクと
を推定して瞬時回転速度誤差信号と負荷トルク推定信号
とを出力する速度誤差・負荷トルク推定手段と、瞬時回
転速度誤差信号と負荷トルク推定信号を用いて制御信号
と補正信号を出力する制御・補正信号作成手段と、補正
信号の低域周波数成分を増強し電流指令信号を生成する
低域増強手段と、電流指令信号に応じた駆動電流をモー
タに供給する駆動手段とを備えている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a motor speed control device comprising:
5. The motor speed control device according to claim 4, wherein the correction signal generating means performs a control operation on the instantaneous rotational speed error signal and outputs a control signal, and a correction signal which corrects the control signal with a load torque estimation signal. And a correction means for outputting A motor speed control device according to claim 6, wherein the frequency generator generates a frequency signal proportional to the rotation speed of the motor, and a period that measures the period of the frequency signal and outputs a rotation speed signal according to the rotation speed of the motor. Measuring means, a rotational speed error generating means for calculating a deviation between the rotational speed command signal and the rotational speed signal and outputting a rotational speed error signal, and an instantaneous rotational speed error of the motor using the control signal and the rotational speed error signal. Speed error / load torque estimation means for estimating the load torque applied to the motor and outputting an instantaneous rotational speed error signal and a load torque estimation signal; and a control signal using the instantaneous rotational speed error signal and the load torque estimation signal. Control / correction signal generating means for outputting a correction signal, a low frequency enhancement means for enhancing a low frequency component of the correction signal to generate a current command signal, and a drive power supply corresponding to the current command signal. The and a driving means for supplying to the motor.

【0021】請求項7記載のモータの速度制御装置は、
請求項6記載のモータの速度制御装置において、制御・
補正信号作成手段は、瞬時回転速度誤差信号に制御演算
を行い制御信号を出力する制御手段と、制御信号を負荷
トルク推定信号により補正して補正信号を出力する補正
手段とからなることを特徴とする。本発明の構成によれ
ば、モータの瞬時回転速度(請求項1〜3の場合)やモ
ータの瞬時回転速度誤差(請求項4〜7の場合)を推定
し、このような速度推定情報を用いて制御動作を行うの
で、モータに取り付けられた周波数発電機の出力周波数
が低くても制御系の制御帯域を十分に高めることがで
き、モータに加わる負荷トルクの高い周波数成分の外乱
に対して回転の高精度化が可能になる。
A motor speed control device according to claim 7 is
7. The motor speed control device according to claim 6, wherein
The correction signal generating means includes control means for performing a control operation on the instantaneous rotational speed error signal and outputting a control signal, and correction means for correcting the control signal with a load torque estimation signal and outputting a correction signal. I do. According to the configuration of the present invention, the instantaneous rotational speed of the motor (cases 1 to 3) and the instantaneous rotational speed error of the motor (cases 4 to 7) are estimated, and such speed estimation information is used. Control operation, the control band of the control system can be sufficiently increased even if the output frequency of the frequency generator attached to the motor is low, and the motor rotates with respect to disturbance of frequency components with high load torque applied to the motor. Can be made more accurate.

【0022】さらに、モータに加わる負荷トルクを推定
し、補正手段あるいは補正信号作成手段,制御・補正信
号作成手段によりモータに印加される負荷トルクを相殺
させることが容易に実現できるため、低い周波数成分の
負荷トルクの外乱に対しても回転の高精度化が可能であ
り、さらに補正手段あるいは補正信号作成手段,制御・
補正信号作成手段に直列的に接続された低域増強手段の
動作により、低い周波数成分の負荷トルクの外乱に対す
る抑制力を大幅に高めることができる。
Further, it is possible to easily realize the load torque applied to the motor by estimating the load torque applied to the motor and canceling the load torque applied to the motor by the correction means or the correction signal generation means and the control / correction signal generation means. It is possible to improve the rotation accuracy with respect to the load torque disturbance, and to make correction means or correction signal creation means,
By the operation of the low-frequency boosting means connected in series to the correction signal generating means, it is possible to greatly increase the suppression force against disturbance of the load torque of low frequency components.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 〔第1の実施の形態〕図1は本発明の第1の実施の形態
のモータの速度制御装置の構成を示すブロック図であ
る。図1において、1は駆動電流iaで駆動されるモー
タであり、モータ1は駆動トルクτmを発生して回転
し、回転軸には負荷による外乱トルクτdが印加されて
いる。2はモータ1の回転速度に比例した周波数信号f
sを発生する周波数発電機、3は周波数信号fsの周期
を計測して回転速度信号Nを出力する周期計測手段であ
り、4は電流指令信号ciに応じた駆動電流iaをモー
タ1に供給する駆動手段である。9は補正手段であり、
制御手段6の出力する制御信号cに対して速度・負荷ト
ルク推定手段8の動作により作成される負荷トルク推定
値τd’をフィードフォワード補償を行うように構成し
ている。また、速度・負荷トルク推定手段8は、補正手
段9の出力する補正信号dよりモータ1の発生トルク推
定値τm’を求め、発生トルク推定信号τm’と回転速
度信号Nとからモータ1の瞬時回転速度n’を求めて、
比較手段5に出力する。比較手段5(瞬時回転速度誤差
作成手段)は、瞬時回転速度推定信号n’と回転速度指
令信号nr(一定値)との偏差信号Δn(瞬時回転速度
誤差信号)を出力する。制御手段6は、偏差信号Δnに
比例・積分等の制御補償を行い制御信号cを出力する。
ここでは制御手段6は簡単化のために比例制御補償のみ
を行うものとして説明を行っていく。また、10は低域
増強手段であり、補正信号dに対し低域周波数成分を増
強するようなフィルタ処理を行い、電流指令信号ciを
駆動手段4に出力する。後ほど詳細な説明を行うが、低
域増強手段10は高域では所定のゲインAを有し、低域
になるほど大きなゲインを有する特性を持たせている。
なお、比較手段5および制御手段6が制御信号作成手段
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor speed control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a motor driven by a drive current ia. The motor 1 rotates by generating a drive torque τm, and a disturbance torque τd due to a load is applied to a rotating shaft. 2 is a frequency signal f proportional to the rotation speed of the motor 1.
A frequency generator 3 for generating s, a cycle measuring means 3 for measuring a cycle of the frequency signal fs and outputting a rotation speed signal N, and 4 for supplying a driving current ia to the motor 1 according to the current command signal ci. Drive means. 9 is a correction means,
The control circuit 6 is configured to perform feedforward compensation on the control signal c output from the load torque estimation value τd ′ created by the operation of the speed / load torque estimation means 8. Further, the speed / load torque estimating means 8 obtains the estimated torque τm ′ of the motor 1 from the correction signal d output from the correcting means 9 and calculates the instantaneous torque of the motor 1 from the estimated torque τm ′ and the rotation speed signal N. Finding the rotation speed n '
Output to comparison means 5. The comparing means 5 (instantaneous rotational speed error creating means) outputs a deviation signal Δn (instantaneous rotational speed error signal) between the instantaneous rotational speed estimation signal n ′ and the rotational speed command signal nr (constant value). The control means 6 performs control compensation such as proportionality and integration on the deviation signal Δn and outputs a control signal c.
Here, description will be made assuming that the control means 6 performs only proportional control compensation for simplification. Reference numeral 10 denotes a low-frequency enhancement unit that performs a filtering process on the correction signal d so as to enhance a low-frequency component, and outputs a current command signal ci to the driving unit 4. As will be described in detail later, the low-frequency enhancement means 10 has a characteristic that it has a predetermined gain A in a high frequency range and a larger gain in a low frequency range.
The comparing means 5 and the control means 6 are control signal creating means.

【0024】以上のように構成された本実施の形態のモ
ータの速度制御装置について、その動作を詳細に説明す
る。図1において、モータ1の回転速度がほぼ一定に制
御されている場合には、その動作点近傍で周波数信号f
sの周期はモータ1の回転速度に反比例することから周
期計測手段3の出力をもって回転速度の検出結果として
いる。例えば、周期計測手段3にはカウンタ等を用いて
周波数信号fsの周期を計測し、そのカウンタ値をその
まま回転速度の検出結果(=回転速度信号N)としてい
る。当然、周波数信号fsから回転速度信号Nへの変換
には上記カウンタ等を含めてゲインを考慮する必要があ
るが、ここでは説明を省略する。すなわち、モータ1の
回転速度は周波数発電機2の周波数信号fsの周期でサ
ンプリングされ、その検出結果はその周期時間だけホー
ルドされることになる。したがって、回転速度の検出結
果(=回転速度信号N)は、サンプリング時の瞬時の値
ではなく周波数信号fsの周期時間での平均の値であ
り、当然のことながら検出遅れを含んでいる。
The operation of the motor speed control device of the present embodiment configured as described above will be described in detail. In FIG. 1, when the rotation speed of the motor 1 is controlled to be substantially constant, the frequency signal f
Since the period of s is inversely proportional to the rotation speed of the motor 1, the output of the period measurement means 3 is used as the detection result of the rotation speed. For example, the cycle measuring means 3 measures the cycle of the frequency signal fs using a counter or the like, and uses the counter value as it is as the detection result of the rotation speed (= rotation speed signal N). Of course, the conversion from the frequency signal fs to the rotation speed signal N requires consideration of the gain including the above-mentioned counter and the like, but the description is omitted here. That is, the rotation speed of the motor 1 is sampled at the cycle of the frequency signal fs of the frequency generator 2, and the detection result is held for the cycle time. Therefore, the detection result of the rotation speed (= rotation speed signal N) is not an instantaneous value at the time of sampling but an average value of the frequency signal fs in the cycle time, and naturally includes a detection delay.

【0025】この後の説明は図2を用いて行う。図2は
図1のモータの速度制御装置の詳細な構成、特にモータ
1,速度・負荷トルク推定手段8および補正手段9の内
部構成を示す図である。モータ1は、トルク係数Ktを
掛け算する乗算器11と、負荷トルクτdを反転加算
(減算)する加算器12と、係数(伝達関数1/Js)
を掛け算する乗算器13とから構成されるものとして表
される。なお、乗算器13の係数は、図1の周波数発電
機2をも含めたモータの伝達関数である。
The following description will be made with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the motor speed control device of FIG. 1, particularly an internal configuration of the motor 1, the speed / load torque estimating means 8 and the correcting means 9. The motor 1 includes a multiplier 11 for multiplying the torque coefficient Kt, an adder 12 for inverting and adding (subtracting) the load torque τd, and a coefficient (transfer function 1 / Js).
And a multiplier 13 for multiplying by. The coefficient of the multiplier 13 is a transfer function of the motor including the frequency generator 2 in FIG.

【0026】速度・負荷トルク推定手段8は、乗算器8
1,88と、積分補償要素82と、積分器83と、減算
器84,85とから構成され、補正手段9の出力する補
正信号dに応じた発生トルク推定値τm’(=Kt・i
a=Kt・gm・d・A;Ktはモータ1のトルク係
数、gmは駆動手段4の変換係数、Aは低域増強手段1
0の高域でのゲイン)を乗算器88で求め、この発生ト
ルク推定値τm’と周期計測手段3の出力する回転速度
信号Nとを用いて、周波数発電機2の出力する周波数信
号fsの変化しない期間(信号のゼロクロス点の検出さ
れない期間)での瞬時回転速度n’を推定する。ここで
速度の推定は、従来例での(数2)に示したように、補
正信号dに応じたモータ1の発生トルク推定値τm’と
モータ1に加わる負荷トルク推定値τd’との差をモー
タ1の慣性モーメント値で割ったものを時間積分するこ
とで実行される。このため、負荷トルクτdを推定する
必要がある。そこで、周期計測手段3の出力である回転
速度信号Nと、推定した瞬時回転速度n’との偏差の比
例積分により、負荷トルク推定値τd’を求めている。
この負荷トルク推定値τd’と補正信号dに応じたモー
タ1の発生トルク推定値τm’とから瞬時回転速度n’
を推定することで、速度の検出遅れを減少させている。
速度・負荷トルク推定手段8は、推定瞬時回転速度n’
と内部演算により得られる負荷トルク推定値τd’との
2つを出力し、推定瞬時回転速度n’は速度制御のため
の帰還信号として用いられ、比較手段5に入力される。
一方、負荷トルク推定値τd’は補正手段9に入力され
る。
The speed / load torque estimating means 8 includes a multiplier 8
1, 88, an integral compensating element 82, an integrator 83, and subtractors 84 and 85, and the generated torque estimated value τm ′ (= Kt · i) corresponding to the correction signal d output from the correcting means 9.
a = Kt · gm · d · A; Kt is the torque coefficient of the motor 1, gm is the conversion coefficient of the driving means 4, and A is the low-frequency enhancement means 1
0 in a high frequency range) by a multiplier 88, and using the generated torque estimated value τm ′ and the rotation speed signal N output from the cycle measuring means 3, the frequency signal fs output from the frequency generator 2 is calculated. The instantaneous rotation speed n ′ in a period in which the signal does not change (a period in which the zero-cross point of the signal is not detected) is estimated. Here, the speed is estimated by calculating the difference between the estimated torque τm ′ generated by the motor 1 according to the correction signal d and the estimated load torque τd ′ applied to the motor 1 as shown in (Equation 2) in the conventional example. Is divided by the moment of inertia of the motor 1 to perform time integration. Therefore, it is necessary to estimate the load torque τd. Therefore, the load torque estimation value τd ′ is obtained by proportional integration of the deviation between the rotation speed signal N output from the cycle measuring means 3 and the estimated instantaneous rotation speed n ′.
From the estimated load torque τd ′ and the estimated torque τm ′ of the motor 1 corresponding to the correction signal d, the instantaneous rotational speed n ′ is calculated.
, The delay in speed detection is reduced.
The speed / load torque estimating means 8 calculates the estimated instantaneous rotational speed n ′.
The estimated instantaneous rotational speed n ′ is used as a feedback signal for speed control, and is input to the comparing means 5.
On the other hand, the estimated load torque value τd ′ is input to the correction unit 9.

【0027】そして、比較手段5と制御手段6は、回転
速度指令信号nrに応じて速度・負荷トルク推定手段8
で推定された瞬時回転速度n’を帰還信号としてモータ
1の速度制御を行う。このような推定瞬時回転速度n’
を用いて速度制御を行えば制御周波数帯域を拡大するこ
とができる。さらに本実施の形態においては、速度・負
荷トルク推定手段8の内部で演算により得られる負荷ト
ルク推定値τd’を制御手段6の出力する制御信号cに
フィードフォワード補償を行うように構成されている。
The comparing means 5 and the control means 6 control the speed / load torque estimating means 8 according to the rotational speed command signal nr.
The speed control of the motor 1 is performed using the instantaneous rotation speed n ′ estimated in the above as a feedback signal. Such an estimated instantaneous rotational speed n ′
, The control frequency band can be expanded. Further, in the present embodiment, the load / torque estimation value τd ′ obtained by calculation inside the speed / load torque estimation means 8 is configured to perform feedforward compensation on the control signal c output from the control means 6. .

【0028】補正手段9は、制御手段6の制御信号cと
速度・負荷トルク推定手段8の負荷トルク推定値τd’
とが入力され、補正演算を施した後、補正信号dを低域
増強手段10に出力する。補正手段9において、91は
乗算器で、係数1/(Ktn・gmn・A)が掛け算さ
れて出力される。92は加算器で、制御手段6の出力す
る制御信号cに乗算器91の演算結果を加算して補正信
号dとして低域増強手段10へ出力される。補正信号d
は、(数3)で表すことができる。
The correction means 9 includes a control signal c of the control means 6 and an estimated load torque τd 'of the speed / load torque estimation means 8.
Is input, and a correction signal d is output to the low-frequency enhancement unit 10 after performing the correction operation. In the correction means 9, a multiplier 91 is multiplied by a coefficient 1 / (Ktn · gmn · A) and output. Reference numeral 92 denotes an adder, which adds the operation result of the multiplier 91 to the control signal c output from the control means 6 and outputs the result to the low-frequency enhancement means 10 as a correction signal d. Correction signal d
Can be represented by (Equation 3).

【0029】[0029]

【数3】 したがって、モータ1の発生トルクτmは、補正信号d
に、電流増強手段10のゲインAと駆動手段4の変換係
数gmとモータ1のトルク係数Ktとを掛け算して(数
4)で表される。
(Equation 3) Therefore, the generated torque τm of the motor 1 is equal to the correction signal d
Is multiplied by the gain A of the current intensifying means 10, the conversion coefficient gm of the driving means 4, and the torque coefficient Kt of the motor 1, and is represented by (Equation 4).

【0030】[0030]

【数4】 ここで、簡単のため、Ktn=Kt、gmn=gmとし
た。そこで、速度・負荷トルク推定手段8の出力する負
荷トルク推定値τd’は、乗算器81,積分補償要素8
2および積分器83により構成されるループの制御帯域
以下の周波数領域で、モータ1に加わる負荷トルクτd
と等しいので、モータ1を構成する加算器12におい
て、実際の負荷トルクτdと負荷トルク推定値τd’と
が相殺される。すなわち、補正手段9により負荷トルク
推定値τd’をフィードフォワード補償を施すことによ
り、モータ1は、乗算器13(係数は1/Js)にあた
かも負荷トルクτdの外乱が加わらなかったように振る
舞う。したがって、モータ1は低域の周波数において、
実質的に負荷トルクτdの外乱の影響を受けることなく
高精度の回転精度で駆動されることになる。
(Equation 4) Here, for simplicity, Ktn = Kt and gmn = gm. Therefore, the load torque estimated value τd ′ output from the speed / load torque estimating means 8 is multiplied by the multiplier 81 and the integral compensation element 8.
And the load torque τd applied to the motor 1 in a frequency range equal to or lower than the control band of the loop constituted by the integrator 83 and the integrator 83.
Therefore, the actual load torque τd and the estimated load torque value τd ′ are canceled in the adder 12 constituting the motor 1. In other words, the motor 1 behaves as if the disturbance of the load torque τd was not applied to the multiplier 13 (the coefficient is 1 / Js) by performing the feedforward compensation on the estimated load torque τd ′ by the correction means 9. Therefore, the motor 1 operates at a low frequency.
The drive is performed with high precision without substantially being affected by disturbance of the load torque τd.

【0031】また、さらに本実施の形態においては、低
域増強手段10を補正手段9と直列的に接続し、低域増
強手段10の出力である電流指令信号ciを駆動手段4
に入力している。図3に低域増強手段10の周波数特性
図を示す。高い周波数領域においては所定のゲインAを
有し、低い周波数領域においては大きなゲインを有する
特性となっている。
Further, in the present embodiment, the low-frequency enhancement means 10 is connected in series with the correction means 9, and the current command signal ci, which is the output of the low-frequency enhancement means 10, is supplied to the driving means 4.
Is being entered. FIG. 3 shows a frequency characteristic diagram of the low-frequency enhancement means 10. The characteristic has a predetermined gain A in a high frequency region and a large gain in a low frequency region.

【0032】以下にこのように低域増強手段10を挿入
した構成とすることによる効果について記述する。従来
例(例えば特開平8−80080号公報)においては、
本実施の形態における制御手段6に低域増強手段も含め
た構成にすることは記述されている。そのような場合と
の比較を図4を用いて説明する。図4はモータの速度制
御装置における外乱抑制特性(外乱トルクτdからモー
タ1の回転速度nへの伝達特性)をボード線図を用いて
示したものである。外乱抑制特性においてはそのゲイン
レベルが小さいほど優れた制御性能であることを示すこ
とは周知の通りである。そして、図4において(a)は
本実施の形態と比較して低域増強手段を削除した場合の
外乱抑制特性の一例であり、また、(b)は従来例でも
考慮されているように制御手段6が低域増強手段を含ん
だ構成にした場合の外乱抑制特性の一例であり、さらに
(c)は本実施の形態での外乱抑制特性の一例である。
なお、前述したように本実施の形態においては制御手段
6は比例補償制御のみを行っているものとしている(図
4の(a)と(c)が該当する)。なお、ここで図2に
示した伝達関数からも分かるように、低域増強手段10
は1次の特性を持つフィルタを使用した場合を示してい
る。
The effect of the configuration in which the low frequency band enhancing means 10 is inserted as described above will be described below. In a conventional example (for example, JP-A-8-80080),
It is described that the control means 6 in the present embodiment is configured to include the low-frequency enhancement means. A comparison with such a case will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a disturbance suppression characteristic (a transmission characteristic from the disturbance torque τd to the rotation speed n of the motor 1) in the motor speed control device using a Bode diagram. It is well known that the smaller the gain level of the disturbance suppression characteristic, the better the control performance. FIG. 4A shows an example of a disturbance suppression characteristic in a case where the low-frequency enhancement means is omitted as compared with the present embodiment, and FIG. 4B shows a control as considered in the conventional example. This is an example of the disturbance suppression characteristic when the means 6 is configured to include the low-frequency enhancement means, and FIG. 3C is an example of the disturbance suppression characteristic in the present embodiment.
As described above, in the present embodiment, the control means 6 performs only the proportional compensation control (corresponding to (a) and (c) in FIG. 4). Here, as can be seen from the transfer function shown in FIG.
Shows a case where a filter having the first order characteristic is used.

【0033】この図4からも明らかなように、本実施の
形態の構成とした場合には、従来例と比較して低周波数
領域における外乱抑制が大幅に改善されていることが分
かる。図4(b)の場合は低域において1次の特性であ
るのに対し、同図(c)の場合は2次の特性を持たせる
ことができる。この差が低域における外乱抑制特性の違
いとなって現れてくる。そして、モータ1に加わる負荷
トルク成分としては低域周波数成分が支配的な場合が多
いので、本実施の形態の構成にすることにより、モータ
1に加わる外乱トルクに対して極めて強いモータの速度
制御装置を実現することができる。
As is apparent from FIG. 4, when the configuration according to the present embodiment is employed, disturbance suppression in the low frequency region is significantly improved as compared with the conventional example. In the case of FIG. 4B, the characteristic has a primary characteristic in a low frequency range, whereas in the case of FIG. 4C, the characteristic can have a secondary characteristic. This difference appears as a difference in disturbance suppression characteristics in a low frequency range. In many cases, the low-frequency component is dominant as the load torque component applied to the motor 1. Therefore, by adopting the configuration of the present embodiment, the speed control of the motor that is extremely strong against the disturbance torque applied to the motor 1 is performed. The device can be realized.

【0034】〔第2の実施の形態〕図5は本発明の第2
の実施の形態のモータの速度制御装置の詳細な構成を示
すブロック図である。なお、図2と同一の機能を有する
ものについては同一の符号を付して重複した説明は省略
する。この図5に示す第2の実施の形態は、図2に示す
第1の実施の形態における速度・負荷トルク推定手段8
に代えて、速度・負荷トルク推定手段20を用いたもの
であり、他の構成は図2と同様である。速度・負荷トル
ク推定手段20が周期計測手段3から回転速度信号Nを
入力するのは、図2に示す速度・負荷トルク推定手段8
と同様であるが、速度・負荷トルク推定手段8が補正手
段9から補正信号dを入力していたのに対し、速度・負
荷トルク推定手段20は制御手段6から制御信号cを入
力するように構成されている。また、速度・負荷トルク
推定手段20の出力の負荷トルク推定値τd’は、図2
の場合と同様、補正手段9に入力され、補正手段9で補
正演算を施した後、補正信号dが低域増強手段10に入
力される。速度・負荷トルク推定手段に注目すると、図
2に示す速度・負荷トルク推定手段8では減算器85が
必要であったが、図5に示す速度・負荷トルク推定手段
20では、減算器85が減算器86に置き換えられて簡
素化されている。
[Second Embodiment] FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a motor speed control device according to the embodiment. Note that components having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The second embodiment shown in FIG. 5 corresponds to the speed / load torque estimating means 8 in the first embodiment shown in FIG.
Instead, the speed / load torque estimating means 20 is used, and the other configuration is the same as that of FIG. The speed / load torque estimating means 20 receives the rotation speed signal N from the cycle measuring means 3 because the speed / load torque estimating means 8 shown in FIG.
However, while the speed / load torque estimating means 8 receives the correction signal d from the correcting means 9, the speed / load torque estimating means 20 receives the control signal c from the control means 6. It is configured. The load torque estimated value τd ′ of the output of the speed / load torque estimating means 20 is represented by
As in the case of (1), the correction signal d is input to the correction means 9, the correction operation is performed by the correction means 9, and then the correction signal d is input to the low-frequency enhancement means 10. Paying attention to the speed / load torque estimating means, the speed / load torque estimating means 8 shown in FIG. 2 requires the subtractor 85, but the speed / load torque estimating means 20 shown in FIG. It has been simplified by being replaced by a container 86.

【0035】以下、本実施の形態についてさらに詳細に
説明する。まず、図2において速度・負荷トルク推定手
段8を構成する乗算器81の入力である推定加速トルク
τ’は、(数5)で表せる。また、補正手段9の補正信
号dは、(数6)で表される。
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail. First, in FIG. 2, an estimated acceleration torque τ ′ which is an input of the multiplier 81 constituting the speed / load torque estimating means 8 can be expressed by (Equation 5). The correction signal d of the correction means 9 is represented by (Equation 6).

【0036】[0036]

【数5】 (Equation 5)

【0037】[0037]

【数6】 したがって、(数5)、(数6)より推定加速トルク
τ’は、(数7)で表すことができる。
(Equation 6) Therefore, the estimated acceleration torque τ ′ can be expressed by (Equation 7) from (Equation 5) and (Equation 6).

【0038】[0038]

【数7】 この(数7)をもとに図2の速度・負荷トルク推定手段
8を書き換えると、図5の速度・負荷トルク推定手段2
0のようになる。すなわち、制御手段6の制御信号cが
乗算器88に入力され、係数(Ktn・gmn・A)を
掛け算し、さらに減算器86の演算を経て推定加速トル
クτ’を求めることができる。推定加速トルクτ’は乗
算器81に入力され、係数1/(Jn・s)を掛け算し
て推定瞬時回転速度n’を求めることができる。
(Equation 7) Rewriting the speed / load torque estimating means 8 of FIG. 2 based on this (Equation 7), the speed / load torque estimating means 2 of FIG.
It will be like 0. That is, the control signal c of the control means 6 is input to the multiplier 88, multiplied by the coefficient (Ktn · gmn · A), and further, the estimated acceleration torque τ ′ can be obtained through the operation of the subtractor 86. The estimated acceleration torque τ ′ is input to a multiplier 81, and can be multiplied by a coefficient 1 / (Jn · s) to obtain an estimated instantaneous rotational speed n ′.

【0039】一方、負荷トルク推定値τd’は補正手段
9に入力され、図2の場合と同様に、速度・負荷トルク
推定手段20の出力する負荷トルク推定値τd’は、モ
ータ1に加わる負荷トルクτdと等しいので、加算器1
2において実際の負荷トルクτdと負荷トルク推定値τ
d’とは相殺される。したがって、図2の実施の形態と
同様に、モータ1は低域の周波数において負荷トルクτ
dの外乱の影響を受けることなく高精度の回転精度で駆
動される。また、低域増強手段10を挿入することによ
る効果も第1の実施の形態の場合と同様である。
On the other hand, the estimated load torque τd ′ is input to the correcting means 9, and the estimated load torque τd ′ output from the speed / load torque estimating means 20 is determined by the load applied to the motor 1, as in FIG. Since the torque is equal to τd, the adder 1
2, the actual load torque τd and the estimated load torque τ
d 'is canceled. Therefore, as in the embodiment of FIG. 2, the motor 1 has a load torque τ at a low frequency.
The drive is performed with high rotational accuracy without being affected by the disturbance of d. The effect of inserting the low-frequency enhancement means 10 is the same as that of the first embodiment.

【0040】また近年では、速度・負荷トルク推定手段
20、制御手段6、補正手段9などはマイクロプロセッ
サでのソフトウェア処理で実現されることが多くなって
きており、今後も主流になると思われる。その場合に
は、補正手段9の乗算器91と速度・負荷トルク推定手
段20の積分器83の係数k2の乗算演算は1度で行っ
てしまうこともできる。プロセッサでの乗算演算は処理
時間として長くかかってしまう場合が一般的である。マ
イクロプロセッサのソフトウェア処理により速度制御装
置を構成する場合には乗算回数を減らすことができると
いうことは非常にメリットがある。以上のように本実施
の形態によれば、図2の実施の形態と比べてより簡単な
構成で高性能なモータの速度制御装置を実現することが
できる。
In recent years, the speed / load torque estimating means 20, the control means 6, the correcting means 9 and the like are often realized by software processing by a microprocessor, and are expected to become mainstream in the future. In that case, the multiplication operation of the multiplier 91 of the correcting means 9 and the coefficient k2 of the integrator 83 of the speed / load torque estimating means 20 can be performed at once. A multiplication operation in a processor generally takes a long processing time. When the speed control device is configured by software processing of the microprocessor, it is very advantageous that the number of times of multiplication can be reduced. As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a high-performance motor speed controller with a simpler configuration than the embodiment of FIG.

【0041】さらに、本実施の形態において、低域増強
手段10を挿入するメリットについて述べる。前述した
ように近年ではモータの速度制御装置としてはマイクロ
プロセッサを用いて実現することが多くなってきてい
る。この場合は速度制御装置内で扱う速度情報値はディ
ジタル値を用いることになるが、周期計測手段3の発生
する平均速度検出値(回転速度信号N)としては周期計
測をするためのクロック(例えば10MHz)と周波数
信号fs(例えば500Hz)により決まる値を用いる
ことになる。すなわち速度・負荷トルク推定手段20や
制御手段6、補正手段9などにおいては、周期計測手段
3での検出ゲインを考慮して演算を行う必要がある。そ
して速度・負荷トルク推定手段20においては、定数k
1、k2などを速度検出ゲイン分を換算して決定する必
要がある。しかしながら回転精度を高めるために速度検
出用のクロック周波数が高く設定され、また、モータ1
を低速で回転させる場合には、速度検出ゲインは非常に
大きな値となってしまう。この場合、定数k1、k2は
速度検出ゲイン分を換算した値とする必要があるため、
特に定数k2は非常に小さな値となってしまう場合が生
じてくる。このときソフトウェアでのディジタル処理な
どにおいては定数を掛け算した後にいわゆるビット落ち
などが生じてしまい、すなわち精度のよい演算を行うこ
とができなくなってしまう。
Further, the merits of inserting the low frequency band enhancing means 10 in this embodiment will be described. As described above, in recent years, a motor speed control device is often realized using a microprocessor. In this case, a digital value is used as the speed information value handled in the speed controller, but the average speed detection value (rotation speed signal N) generated by the period measuring means 3 is a clock (for example, a clock for measuring the period). 10 MHz) and a value determined by the frequency signal fs (for example, 500 Hz). That is, in the speed / load torque estimating means 20, the control means 6, the correcting means 9, and the like, it is necessary to perform calculations in consideration of the detection gain of the cycle measuring means 3. In the speed / load torque estimating means 20, the constant k
It is necessary to determine 1, k2, etc. by converting the speed detection gain. However, the clock frequency for speed detection is set high in order to increase the rotation accuracy, and the motor 1
When the is rotated at a low speed, the speed detection gain becomes a very large value. In this case, since the constants k1 and k2 need to be values converted from the speed detection gain,
In particular, the constant k2 may have a very small value. At this time, in digital processing by software or the like, so-called bit omission or the like occurs after multiplication by a constant, that is, it is impossible to perform an accurate operation.

【0042】このような場合の対策の一例としては、低
域増強手段10を挿入した位置に、低域増強手段ではな
くただ単に1より小さい所定のゲインを持たせるように
しておくことが考えられる。そのとき図5の乗算器91
の定数Aは1より小さいのですなわち乗算器91として
は大きな値をかけ算することになるということと、乗算
器91と積分器83の定数k2の乗算演算とを合体させ
てしまうことにより、前述のビット落ちの問題は回避す
ることができる。
As an example of a countermeasure in such a case, it is conceivable that a predetermined gain smaller than 1 is simply provided at the position where the low-frequency enhancement means 10 is inserted, instead of the low-frequency enhancement means. . At that time, the multiplier 91 of FIG.
Since the constant A is smaller than 1, that is, the multiplier 91 multiplies a large value, and the multiplication operation of the multiplier 91 and the constant k2 of the integrator 83 is united, the above-mentioned result is obtained. The problem of dropped bits can be avoided.

【0043】しかしながらこの場合注目すべき点は、負
荷トルク推定信号τd’に対して乗算器91の演算結果
が負荷トルクの直流成分を補償するような構成になって
しまうことである。すなわち補正信号d(低域増強手段
10がない場合の補正信号dでは負荷トルクの直流成分
も補償している)に対して1より小さいゲインを掛ける
ということは、補正手段9もしくは速度・負荷トルク推
定手段20の内部で負荷トルクの次元に相当する値を演
算する場合に非常に大きな値を扱う必要が生じてくる。
その場合にはその演算に必要なビット長が大きくなって
しまい、すなわち演算に必要なメモリ量が多くなってし
まうという問題が生じてしまう。
However, in this case, it should be noted that the operation result of the multiplier 91 compensates for the DC component of the load torque with respect to the load torque estimation signal τd ′. That is, multiplying a gain smaller than 1 by the correction signal d (the correction signal d without the low-frequency enhancement means 10 also compensates for the DC component of the load torque) means that the correction means 9 or the speed / load torque When calculating a value corresponding to the dimension of the load torque inside the estimating means 20, it becomes necessary to handle a very large value.
In that case, the bit length required for the operation increases, that is, a problem arises in that the amount of memory required for the operation increases.

【0044】上記のような問題は本実施の形態に示した
ように低域増強手段10を挿入することにより解決する
ことができる。低域増強手段10を挿入することにより
補正信号dは実質的に負荷トルクの交流成分のみを補償
する構成となる。そして、この低域増強手段10に高域
においては所定のゲインAを持たせるようにしておけ
ば、前述のビット落ちの問題は回避することができる。
また、乗算器91の演算結果が補償する負荷トルクの変
動成分はあくまでも負荷トルクの交流成分であり、前述
の一部の演算に必要なビット長が大きくなってしまうと
いう問題も生じない。すなわち、低域増強手段10によ
りソフトウェアなどのディジタル処理時にも簡単な構成
で高精度なモータの速度制御装置を実現することができ
る。
The above problem can be solved by inserting the low frequency band enhancing means 10 as shown in the present embodiment. By inserting the low-frequency enhancement means 10, the correction signal d has a configuration in which substantially only the AC component of the load torque is compensated. If the low-frequency enhancement means 10 has a predetermined gain A in the high frequency range, the above-described problem of bit drop can be avoided.
Further, the fluctuation component of the load torque compensated by the calculation result of the multiplier 91 is an AC component of the load torque to the last, and there is no problem that the bit length necessary for the above-described partial calculation is increased. In other words, the low-frequency enhancement means 10 can realize a highly accurate motor speed control device with a simple configuration even during digital processing of software or the like.

【0045】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、負荷トルクの外乱に対して極めて速度変動が少な
く、かつ、現在主流となっているディジタル処理にも経
済的に構成できるモータの速度制御装置を実現すること
ができる。 〔第3の実施の形態〕図6は本発明の第3の実施の形態
のモータの速度制御装置の詳細な構成を示すブロック図
である。なお、図2と同一の機能を有するものについて
は同一の符号を付して重複した説明は省略する。また、
制御手段6および補正手段9が補正信号作成手段であ
る。
As described above, according to the present embodiment, the speed control of the motor is extremely small with respect to the disturbance of the load torque, and can be economically implemented even in the digital processing that is currently mainstream. The device can be realized. [Third Embodiment] FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of a motor speed control device according to a third embodiment of the present invention. Note that components having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Also,
The control means 6 and the correction means 9 are correction signal creation means.

【0046】この図6に示す第3の実施の形態は、図2
に示す第1の実施の形態における比較手段5および速度
・負荷トルク推定手段8に代えて、比較手段50(回転
速度誤差作成手段)および速度誤差・負荷トルク推定手
段30を用いたものであり、他の構成は図2と同様であ
る。すなわち、速度誤差・負荷トルク推定手段30の内
部構成は、図2の速度・負荷トルク推定手段8と同様で
あるが、比較手段50の挿入位置が図2の場合(比較手
段5)と異なり、周期計測手段3の出力に比較手段50
を接続し、比較手段50の出力を速度誤差・負荷トルク
推定手段30へ入力するようになっている。
The third embodiment shown in FIG.
Is a comparison means 50 (rotational speed error creation means) and a speed error / load torque estimation means 30 instead of the comparison means 5 and the speed / load torque estimation means 8 in the first embodiment shown in FIG. Other configurations are the same as those in FIG. That is, although the internal configuration of the speed error / load torque estimating means 30 is the same as that of the speed / load torque estimating means 8 of FIG. 2, the insertion position of the comparing means 50 is different from that of FIG. 2 (comparing means 5). Comparison means 50 is applied to the output of cycle measurement means 3
And the output of the comparing means 50 is input to the speed error / load torque estimating means 30.

【0047】比較手段50は、回転速度信号Nと回転速
度指令信号nr(一定値)との偏差信号である回転速度
誤差信号ΔNを出力する。そして速度誤差・負荷トルク
推定手段30は負荷トルク推定値τd’と瞬時回転速度
誤差信号(=Δn)とを出力する。この瞬時回転速度誤
差信号Δnは図1を用いて説明した偏差信号Δnと全く
等価である。図2における速度・負荷トルク推定手段8
は回転速度信号Nと推定瞬時回転速度n’との偏差を比
例積分することにより負荷トルク推定値τd’を算出し
ていた。一方、図6における速度誤差・負荷トルク推定
手段30は、回転速度誤差信号ΔNと瞬時回転速度誤差
信号Δnとの偏差を比例積分することにより負荷トルク
推定値τd’を算出している。結局、両者とも偏差を演
算することにより負荷トルク推定値τd’を算出してい
るので、得られる負荷トルク推定値τd’も等価であ
る。そのような等価な負荷トルク推定値τd’をもと
に、図2の速度・負荷トルク推定手段8では速度の絶対
値の次元で演算を行っており、また、図6の速度誤差・
負荷トルク推定手段30では速度誤差の次元で演算を行
っているということだけが違っているだけであり、結
局、制御手段6に入力される偏差信号Δnとしては等価
となる。したがって、制御装置として得られる特性は図
2の実施の形態の場合も図6の実施の形態の場合も等価
である。
The comparing means 50 outputs a rotation speed error signal ΔN which is a deviation signal between the rotation speed signal N and the rotation speed command signal nr (constant value). Then, the speed error / load torque estimating means 30 outputs a load torque estimated value τd ′ and an instantaneous rotational speed error signal (= Δn). This instantaneous rotational speed error signal Δn is completely equivalent to the deviation signal Δn described with reference to FIG. Speed / load torque estimation means 8 in FIG.
Calculated the load torque estimated value τd ′ by proportionally integrating the deviation between the rotational speed signal N and the estimated instantaneous rotational speed n ′. On the other hand, the speed error / load torque estimating means 30 in FIG. 6 calculates the load torque estimated value τd ′ by proportionally integrating the deviation between the rotational speed error signal ΔN and the instantaneous rotational speed error signal Δn. After all, since the load torque estimation value τd ′ is calculated by calculating the deviation, the obtained load torque estimation value τd ′ is equivalent. Based on such an equivalent load torque estimated value τd ′, the speed / load torque estimating means 8 in FIG. 2 calculates in the dimension of the absolute value of the speed.
The only difference is that the load torque estimating means 30 performs the calculation in the dimension of the speed error, and eventually becomes equivalent as the deviation signal Δn input to the control means 6. Therefore, the characteristics obtained as the control device are equivalent in the case of the embodiment of FIG. 2 and in the case of the embodiment of FIG.

【0048】すなわち本実施の形態においても図2の実
施の形態の場合と同様に外乱負荷トルクに対して極めて
強く、高精度にモータ1を回転させることが可能とな
る。またさらに、本実施の形態によれば、速度誤差・負
荷トルク推定手段30における速度に関する情報を速度
の絶対値ではなく誤差量で扱っているので、例えばマイ
クロプロセッサでのソフトウェア処理にて本実施の形態
の構成を実現した場合には各ブロックで扱う値のビット
長を小さくできる。すなわちこの場合はメモリ使用量を
削減することができる。したがって、本実施の形態によ
れば非常に経済的に、高性能なモータの速度制御装置を
実現することができる。
That is, also in the present embodiment, the motor 1 can be rotated with high accuracy and with high accuracy, as in the case of the embodiment of FIG. Further, according to the present embodiment, the information on the speed in the speed error / load torque estimating means 30 is handled not by the absolute value of the speed but by the amount of error. When the configuration of the embodiment is realized, the bit length of the value handled in each block can be reduced. That is, in this case, the memory usage can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, a high-performance motor speed control device can be realized very economically.

【0049】〔第4の実施の形態〕図7は本発明の第4
の実施の形態のモータの速度制御装置の詳細な構成を示
すブロック図である。なお、図5と同一の機能を有する
ものについては同一の符号を付して重複した説明は省略
する。また、制御手段6および補正手段9が制御・補正
信号作成手段である。この図7に示す第4の実施の形態
は、図5に示す第2の実施の形態における比較手段5お
よび速度・負荷トルク推定手段20に代えて、比較手段
50(回転速度誤差作成手段)および速度誤差・負荷ト
ルク推定手段40を用いたものであり、他の構成は図5
と同様である。すなわち、速度誤差・負荷トルク推定手
段40の内部構成は、図5の速度・負荷トルク推定手段
20と同様であるが、比較手段50の挿入位置が図5の
場合(比較手段5)と異なり、周期計測手段3の出力に
比較手段50を接続し、比較手段50の出力を速度誤差
・負荷トルク推定手段40へ入力するようになってい
る。
[Fourth Embodiment] FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a motor speed control device according to the embodiment. Note that components having the same functions as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Further, the control means 6 and the correction means 9 are control / correction signal creation means. In the fourth embodiment shown in FIG. 7, instead of the comparing means 5 and the speed / load torque estimating means 20 in the second embodiment shown in FIG. 5, a comparing means 50 (rotational speed error creating means) and The speed error / load torque estimating means 40 is used.
Is the same as That is, although the internal configuration of the speed error / load torque estimating means 40 is the same as that of the speed / load torque estimating means 20 of FIG. 5, the insertion position of the comparing means 50 is different from that of FIG. 5 (comparing means 5). The comparison means 50 is connected to the output of the cycle measurement means 3, and the output of the comparison means 50 is input to the speed error / load torque estimation means 40.

【0050】比較手段50は、回転速度信号Nと回転速
度指令信号nr(一定値)との偏差信号である回転速度
誤差信号ΔNを出力する。そして速度誤差・負荷トルク
推定手段40は負荷トルク推定値τd’と瞬時回転速度
誤差信号(=Δn)とを出力する。そして、図2の実施
の形態と図6の実施の形態とが、その制御装置としての
特性が等価であることと同様に、図7の実施の形態も図
5の実施の形態と、その制御装置としての特性は等価で
ある。すなわち本実施の形態においても図5の実施の形
態の場合と同様に外乱負荷トルクに対して極めて強く、
高精度にモータ1を回転させることが可能となる。
The comparing means 50 outputs a rotation speed error signal ΔN which is a deviation signal between the rotation speed signal N and the rotation speed command signal nr (constant value). Then, the speed error / load torque estimating means 40 outputs a load torque estimated value τd ′ and an instantaneous rotational speed error signal (= Δn). 2 and the embodiment of FIG. 6 are equivalent in the characteristics as the control device, and the embodiment of FIG. 7 is the same as the embodiment of FIG. The characteristics of the device are equivalent. That is, also in the present embodiment, as in the case of the embodiment of FIG.
It is possible to rotate the motor 1 with high accuracy.

【0051】またさらに、本実施の形態によれば、図5
に示した実施の形態の場合と比較して、速度誤差・負荷
トルク推定手段40における速度に関する情報を速度の
絶対値ではなく誤差量で扱っているので、図6で示した
実施の形態の場合と同様に、例えばマイクロプロセッサ
によるソフトウェア処理にて本実施の形態の構成を実現
した場合にはメモリ使用量を削減することができる。し
たがって、本実施の形態によれば非常に経済的に、高性
能なモータの速度制御装置を実現することができる。
Further, according to the present embodiment, FIG.
Compared to the case of the embodiment shown in FIG. 6, since the information on the speed in the speed error / load torque estimating means 40 is handled not by the absolute value of the speed but by the amount of error, the case of the embodiment shown in FIG. Similarly, when the configuration of the present embodiment is realized by software processing by a microprocessor, for example, the memory usage can be reduced. Therefore, according to the present embodiment, a high-performance motor speed control device can be realized very economically.

【0052】なお、本発明の実施の形態では、乗算器8
1や積分補償要素82にはアナログ・フィルタで構成し
た場合を図面には示したが、ディジタル・フィルタで構
成した場合も含まれることはいうまでもない。さらに
は、制御装置を構成する各部についてマイクロコンピュ
ータによるソフトウェアにより実現するようにしてもよ
い。また、低域増強手段10についてもアナログフィル
タで構成した例を示したが、ディジタルフィルタで構成
してもよく、低域増強手段10も含めてマイクロコンピ
ュータによるソフトウェアで実現した場合も含まれるこ
とはいうまでもない。
In the embodiment of the present invention, the multiplier 8
Although 1 and the integral compensating element 82 are shown in the drawing as being constituted by an analog filter, it is needless to say that they may be constituted by a digital filter. Further, each unit constituting the control device may be realized by software by a microcomputer. Further, although the example in which the low-frequency enhancement means 10 is configured by an analog filter is shown, it may be configured by a digital filter, and the case where the low-frequency enhancement means 10 is realized by software by a microcomputer including the low-frequency enhancement means 10 is also included. Needless to say.

【0053】また、本発明の実施の形態では、各部の制
御出力信号は連続信号として説明したが、制御装置をマ
イクロコンピュータで構成し、各部の制御出力信号を離
散信号として出力してもよく、出力するサンプリング周
期を周波数発電機2の出力する周波数信号fsの周期よ
り十分短くすれば連続信号の場合と同様の効果が得られ
る。
In the embodiment of the present invention, the control output signal of each unit is described as a continuous signal. However, the control device may be constituted by a microcomputer, and the control output signal of each unit may be output as a discrete signal. If the output sampling period is sufficiently shorter than the period of the frequency signal fs output from the frequency generator 2, the same effect as in the case of a continuous signal can be obtained.

【0054】さらに、上述してきた本発明の実施の形態
においては、速度制御のみを行う場合を示してきたが、
制御手段6などにおいて、回転位相情報を用いて所定の
位相基準との回転位相を合わせる位相制御を行う構成と
した場合も本発明に含まれるものである。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the case where only the speed control is performed has been described.
The present invention also includes a case in which the control means 6 and the like perform a phase control to match the rotation phase with a predetermined phase reference using the rotation phase information.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように本発明のモータの速度制御
装置は、モータの瞬時回転速度(請求項1〜3の場合)
やモータの瞬時回転速度誤差(請求項4〜7の場合)を
推定し、このような速度推定情報を用いて制御動作を行
うので、モータに取り付けられた周波数発電機の出力周
波数が低くても速度制御系の制御帯域を十分に高めるこ
とができ、モータに加わる負荷トルクの高い周波数成分
の外乱に対して回転の高精度化が可能になる。
As described above, according to the motor speed control device of the present invention, the instantaneous rotational speed of the motor (in the case of claims 1 to 3)
And the instantaneous rotational speed error of the motor (in the case of claims 4 to 7) is estimated, and the control operation is performed using such speed estimation information. Therefore, even if the output frequency of the frequency generator attached to the motor is low, The control band of the speed control system can be sufficiently increased, and high-precision rotation can be performed with respect to disturbance of a frequency component having a high load torque applied to the motor.

【0056】さらに、モータに加わる負荷トルクを推定
し、補正手段あるいは補正信号作成手段,制御・補正信
号作成手段によりモータに印加される負荷トルクを相殺
させることが容易に実現できるため、低い周波数成分の
負荷トルクの外乱に対しても回転の高精度化が可能であ
り、さらに補正手段あるいは補正信号作成手段,制御・
補正信号作成手段に直列的に接続された低域増強手段の
動作により、低い周波数成分の負荷トルクの外乱に対す
る抑制力を大幅に高めることができる。
Further, it is possible to easily realize the load torque applied to the motor by estimating the load torque applied to the motor and canceling the load torque applied to the motor by the correction means or the correction signal generation means and the control / correction signal generation means. It is possible to improve the rotation accuracy with respect to the load torque disturbance, and to make correction means or correction signal creation means,
By the operation of the low-frequency boosting means connected in series to the correction signal generating means, it is possible to greatly increase the suppression force against disturbance of the load torque of low frequency components.

【0057】このように、モータに取り付けられた周波
数発電機の出力周波数が低い場合、例えばモータを低速
度で回転制御する場合や、モータの構造およびコストの
点で高い周波数信号を発生する周波数発電機を構成でき
ない場合にも、比較的簡単な構成で速度制御系の制御帯
域を十分に高めることができ、モータに加わる負荷トル
クの高い周波数成分の外乱に対してもその影響を十分に
低減することができ、さらに負荷トルクの低い周波数成
分の外乱に対しては大幅に低減することができ、すなわ
ち回転の高精度化が可能なモータの速度制御装置を実現
することができる。
As described above, when the output frequency of the frequency generator attached to the motor is low, for example, when the rotation of the motor is controlled at a low speed, or when the frequency generator generates a high frequency signal in terms of the structure and cost of the motor. Even when the motor cannot be configured, the control bandwidth of the speed control system can be sufficiently increased with a relatively simple configuration, and the effect of the load component applied to the motor on the disturbance of high frequency components is sufficiently reduced. In addition, it is possible to greatly reduce disturbance of a frequency component having a low load torque, that is, to realize a motor speed control device capable of achieving high-precision rotation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態のモータの速度制御
装置の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor speed control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態のモータの速度制御
装置の詳細な構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a motor speed control device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態における低域増強手
段の周波数特性図。
FIG. 3 is a frequency characteristic diagram of the low frequency band enhancing means according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態における外乱抑制特
性の効果を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the effect of disturbance suppression characteristics in the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施の形態のモータの速度制御
装置の詳細な構成を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of a motor speed control device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態のモータの速度制御
装置の詳細な構成を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of a motor speed control device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態のモータの速度制御
装置の詳細な構成を示すブロック図。
FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of a motor speed control device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】従来のモータの速度制御装置の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional motor speed control device.

【図9】従来例におけるモータの瞬時回転速度nと平均
回転速度Nとの関係を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an instantaneous rotational speed n and an average rotational speed N of a motor in a conventional example.

【図10】従来のモータの速度制御装置に設けられた速
度推定手段のブロック図。
FIG. 10 is a block diagram of speed estimating means provided in a conventional motor speed control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 周波数発電機 3 周期計測手段 4 駆動手段 5 比較手段(瞬時回転速度誤差作成手段) 6 制御手段 8,20 速度・負荷トルク推定手段 9 補正手段 10 低域増強手段 30,40 速度誤差・負荷トルク推定手段 50 比較手段(回転速度誤差作成手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Frequency generator 3 Period measuring means 4 Driving means 5 Comparison means (instantaneous rotational speed error creation means) 6 Control means 8, 20 Speed / load torque estimation means 9 Correction means 10 Low frequency enhancement means 30, 40 Speed error / Load torque estimation means 50 Comparison means (rotation speed error creation means)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの回転速度に比例した周波数信号
を発生する周波数発電機と、 前記周波数信号の周期を計測し前記モータの回転速度に
応じた回転速度信号を出力する周期計測手段と、 補正信号と前記回転速度信号とを用いて前記モータの瞬
時回転速度と前記モータに印加される負荷トルクとを推
定して瞬時回転速度推定信号と負荷トルク推定信号とを
出力する速度・負荷トルク推定手段と、 回転速度指令信号と前記瞬時回転速度推定信号とを用い
て制御演算を行い制御信号を出力する制御信号作成手段
と、 前記制御信号を前記負荷トルク推定信号により補正して
前記補正信号を出力する補正手段と、 前記補正信号の低域周波数成分を増強し電流指令信号を
生成する低域増強手段と、 前記電流指令信号に応じた駆動電流を前記モータに供給
する駆動手段とを備えたモータの速度制御装置。
A frequency generator that generates a frequency signal proportional to the rotation speed of the motor; a period measurement unit that measures a period of the frequency signal and outputs a rotation speed signal according to the rotation speed of the motor; Speed / load torque estimating means for estimating an instantaneous rotational speed of the motor and a load torque applied to the motor using the signal and the rotational speed signal to output an instantaneous rotational speed estimation signal and a load torque estimation signal Control signal generating means for performing a control operation using a rotation speed command signal and the instantaneous rotation speed estimation signal and outputting a control signal; and correcting the control signal with the load torque estimation signal to output the correction signal. A low-frequency enhancement means for enhancing a low-frequency component of the correction signal to generate a current command signal; and supplying a drive current corresponding to the current command signal to the motor. A motor speed control device comprising: a driving unit for supplying the motor.
【請求項2】 モータの回転速度に比例した周波数信号
を発生する周波数発電機と、 前記周波数信号の周期を計測し前記モータの回転速度に
応じた回転速度信号を出力する周期計測手段と、 制御信号と前記回転速度信号とを用いて前記モータの瞬
時回転速度と前記モータに印加される負荷トルクとを推
定して瞬時回転速度推定信号と負荷トルク推定信号とを
出力する速度・負荷トルク推定手段と、 回転速度指令信号と前記瞬時回転速度推定信号とを用い
て制御演算を行い前記制御信号を出力する制御信号作成
手段と、 前記制御信号を負荷トルク推定信号により補正して補正
信号を出力する補正手段と、 前記補正信号の低域周波数成分を増強し電流指令信号を
生成する低域増強手段と、 前記電流指令信号に応じた駆動電流を前記モータに供給
する駆動手段と備えたモータの速度制御装置。
2. A frequency generator for generating a frequency signal proportional to the rotation speed of the motor, a period measurement means for measuring a period of the frequency signal and outputting a rotation speed signal according to the rotation speed of the motor, Speed / load torque estimating means for estimating an instantaneous rotational speed of the motor and a load torque applied to the motor using the signal and the rotational speed signal to output an instantaneous rotational speed estimation signal and a load torque estimation signal Control signal generating means for performing a control operation using the rotation speed command signal and the instantaneous rotation speed estimation signal and outputting the control signal; and correcting the control signal with the load torque estimation signal to output a correction signal. Correction means; low-frequency enhancement means for enhancing a low-frequency component of the correction signal to generate a current command signal; and supplying a drive current according to the current command signal to the motor. Speed control device provided with a driving means for driving.
【請求項3】 制御信号作成手段は、 回転速度指令信号と瞬時回転速度推定信号との偏差を求
めて瞬時回転速度誤差信号を出力する瞬時回転速度誤差
作成手段と、 前記瞬時回転速度誤差信号に制御演算を行い制御信号を
出力する制御手段とからなることを特徴とする請求項1
または2記載のモータの速度制御装置。
3. An instantaneous rotational speed error creating unit that calculates a deviation between a rotational speed command signal and an instantaneous rotational speed estimation signal and outputs an instantaneous rotational speed error signal; 2. A control means for performing a control operation and outputting a control signal.
Or the motor speed control device according to 2.
【請求項4】 モータの回転速度に比例した周波数信号
を発生する周波数発電機と、 前記周波数信号の周期を計測し前記モータの回転速度に
応じた回転速度信号を出力する周期計測手段と、 回転速度指令信号と前記回転速度信号との偏差を求めて
回転速度誤差信号を出力する回転速度誤差作成手段と、 補正信号と前記回転速度誤差信号とを用いて前記モータ
の瞬時回転速度誤差と前記モータに印加される負荷トル
クとを推定して瞬時回転速度誤差信号と負荷トルク推定
信号とを出力する速度誤差・負荷トルク推定手段と、 前記瞬時回転速度誤差信号と前記負荷トルク推定信号を
用いて前記補正信号を出力する補正信号作成手段と、 前記補正信号の低域周波数成分を増強し電流指令信号を
生成する低域増強手段と、 前記電流指令信号に応じた駆動電流を前記モータに供給
する駆動手段とを備えたモータの速度制御装置。
4. A frequency generator for generating a frequency signal proportional to the rotation speed of the motor, a period measurement means for measuring a period of the frequency signal and outputting a rotation speed signal according to the rotation speed of the motor, A rotation speed error generating means for calculating a deviation between a speed command signal and the rotation speed signal and outputting a rotation speed error signal; an instantaneous rotation speed error of the motor and the motor using a correction signal and the rotation speed error signal; Speed error / load torque estimating means for estimating a load torque applied to and outputting an instantaneous rotational speed error signal and a load torque estimation signal, and using the instantaneous rotational speed error signal and the load torque estimation signal Correction signal generating means for outputting a correction signal; low-frequency enhancement means for enhancing a low-frequency component of the correction signal to generate a current command signal; A motor speed control device comprising: driving means for supplying a driving current to the motor.
【請求項5】 補正信号作成手段は、 瞬時回転速度誤差信号に制御演算を行い制御信号を出力
する制御手段と、 前記制御信号を負荷トルク推定信号により補正して補正
信号を出力する補正手段とからなることを特徴とする請
求項4記載のモータの速度制御装置。
5. A correction signal generating means, comprising: a control means for performing a control operation on an instantaneous rotational speed error signal and outputting a control signal; a correction means for correcting the control signal with a load torque estimation signal and outputting a correction signal. The motor speed control device according to claim 4, comprising:
【請求項6】 モータの回転速度に比例した周波数信号
を発生する周波数発電機と、 前記周波数信号の周期を計測し前記モータの回転速度に
応じた回転速度信号を出力する周期計測手段と、 回転速度指令信号と前記回転速度信号との偏差を求めて
回転速度誤差信号を出力する回転速度誤差作成手段と、 制御信号と前記回転速度誤差信号とを用いて前記モータ
の瞬時回転速度誤差と前記モータに印加される負荷トル
クとを推定して瞬時回転速度誤差信号と負荷トルク推定
信号とを出力する速度誤差・負荷トルク推定手段と、 前記瞬時回転速度誤差信号と前記負荷トルク推定信号を
用いて前記制御信号と補正信号を出力する制御・補正信
号作成手段と、 前記補正信号の低域周波数成分を増強し電流指令信号を
生成する低域増強手段と、 前記電流指令信号に応じた駆動電流を前記モータに供給
する駆動手段とを備えたモータの速度制御装置。
6. A frequency generator for generating a frequency signal proportional to a rotation speed of a motor, a period measurement unit for measuring a period of the frequency signal and outputting a rotation speed signal according to the rotation speed of the motor, A rotation speed error generating means for calculating a deviation between a speed command signal and the rotation speed signal and outputting a rotation speed error signal; an instantaneous rotation speed error of the motor and the motor using a control signal and the rotation speed error signal; Speed error / load torque estimating means for estimating a load torque applied to and outputting an instantaneous rotational speed error signal and a load torque estimation signal, and using the instantaneous rotational speed error signal and the load torque estimation signal Control / correction signal generation means for outputting a control signal and a correction signal; low-frequency enhancement means for enhancing a low-frequency component of the correction signal to generate a current command signal; A drive unit for supplying a drive current according to a command signal to the motor;
【請求項7】 制御・補正信号作成手段は、 瞬時回転速度誤差信号に制御演算を行い制御信号を出力
する制御手段と、 前記制御信号を負荷トルク推定信号により補正して補正
信号を出力する補正手段とからなることを特徴とする請
求項6記載のモータの速度制御装置。
7. A control / correction signal generating means for performing a control operation on the instantaneous rotational speed error signal and outputting a control signal, and a correction for correcting the control signal with a load torque estimation signal and outputting a correction signal 7. The motor speed control device according to claim 6, wherein the speed control device comprises:
JP10001280A 1998-01-07 1998-01-07 Speed controller for motor Pending JPH11206166A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10001280A JPH11206166A (en) 1998-01-07 1998-01-07 Speed controller for motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10001280A JPH11206166A (en) 1998-01-07 1998-01-07 Speed controller for motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11206166A true JPH11206166A (en) 1999-07-30

Family

ID=11497049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10001280A Pending JPH11206166A (en) 1998-01-07 1998-01-07 Speed controller for motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11206166A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108235184A (en) * 2018-01-17 2018-06-29 潍坊歌尔电子有限公司 A kind of bass bossting circuit and audio-frequence player device
CN109426143A (en) * 2017-08-22 2019-03-05 中车株洲电力机车研究所有限公司 Load torque evaluation method, system, Mechatronic control system, method and motor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109426143A (en) * 2017-08-22 2019-03-05 中车株洲电力机车研究所有限公司 Load torque evaluation method, system, Mechatronic control system, method and motor
CN109426143B (en) * 2017-08-22 2022-02-11 中车株洲电力机车研究所有限公司 Load torque estimation method and system, electromechanical control system and method and motor
CN108235184A (en) * 2018-01-17 2018-06-29 潍坊歌尔电子有限公司 A kind of bass bossting circuit and audio-frequence player device
CN108235184B (en) * 2018-01-17 2020-08-28 潍坊歌尔电子有限公司 Bass enhancement circuit and audio playing equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8803466B2 (en) Motor control apparatus
JP4411796B2 (en) Control system, observer and control method for induction motor drive without speed sensor
US5773938A (en) Apparatus for controlling speed of a rotary motor
KR0133354B1 (en) Motor controller
JP3203989B2 (en) Motor speed control device
KR20060127233A (en) Motor controller
US5710500A (en) Motor speed control apparatus using phase-advance based estimated disturbance signal
EP0805383B1 (en) Apparatus for controlling speed of a rotary motor
JP6078300B2 (en) Control device for electric compressor
JPH03155383A (en) Motor controller
JPH11285283A (en) Disturbance compensation control device
JPH11206166A (en) Speed controller for motor
JP2959270B2 (en) Disturbance estimation compensator
JPH07177777A (en) Motor controller
JP2658976B2 (en) Motor speed control method
JPH0898600A (en) Controller of motor
JP3227838B2 (en) Motor control device
JPH06225567A (en) Controller for motor
JP2001157478A (en) Controller for motor
JPH09163780A (en) Motor speed controller
JP7243537B2 (en) Induction motor controller
JPH11155295A (en) Vibration suppressing controller
JP2005020817A (en) Speed sensorless vector control method and arrangement thereof
JP3266391B2 (en) Control device
JP2001045780A (en) Speed-control device of motor