JPS6082078A - Gain automatic correcting method of speed control system of motor - Google Patents

Gain automatic correcting method of speed control system of motor

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JPS6082078A
JPS6082078A JP58186869A JP18686983A JPS6082078A JP S6082078 A JPS6082078 A JP S6082078A JP 58186869 A JP58186869 A JP 58186869A JP 18686983 A JP18686983 A JP 18686983A JP S6082078 A JPS6082078 A JP S6082078A
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JP
Japan
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speed
gain
control system
moment
motor
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Application number
JP58186869A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Kai
徹 甲斐
Tomoaki Tanimoto
谷本 智昭
Yukio Magariyama
幸生 曲山
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/045Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

Abstract

PURPOSE:To automatically improve a servo characteristic of a speed control system when the inertial moment of a load is varied by varying the gain of the system in response to the quantity of variation of the speed signal of a motor for a sinusoidal speed command signal. CONSTITUTION:An inverter controller 14 controls an inverter 13 in response to a deviation between a speed command signal Nref and a speed feedback signal N. The gain KN of a speed amplifier is predetermined from parameters such as a gain of a speed control system, or an inertial moment of a motor in a microcomputer 15 in the initial state. When a tool or a work is mounted, the microcomputer vibrates the speed command signal in the prescribed width in sinusoidal wave state, the frequency of the vibration is varied to measure the inertial moment of a load from the followup of the amplitude or the phase, and the gain KN of the speed amplifier is corrected to KN' on the basis of the measured value.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電動機の速度制御系に係り、特に、負荷の慣性
モーメントが変動した場合の速度側イ111系のサーボ
特性を改善する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a speed control system for an electric motor, and more particularly to a method for improving the servo characteristics of a speed-side 111 system when the moment of inertia of a load fluctuates.

従来技術 第1図は電動機の一般的な速度制御′Irl1系のブロ
ック図である。速度指令部1から出力された速度指令信
号Nrefは、電動機4の回転軸に連結された速度検出
器5からの速度フィードバック信号Nfbと絨算器6で
減算されて速度アンプ2に入力し、その出力がトルク指
令信号となってトルク制御装置乙により電動機4を駆動
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 1 is a block diagram of a general speed control 'Irl1 system of an electric motor. The speed command signal Nref output from the speed command section 1 is subtracted by the speed feedback signal Nfb from the speed detector 5 connected to the rotating shaft of the electric motor 4 by the scale calculator 6, and then input to the speed amplifier 2. The output becomes a torque command signal and drives the electric motor 4 by the torque control device B.

第2図は第1図の速度制御系のブロック線図である。K
Nは速度アンプ2のゲイン(”/v )、KTはトルク
制御装置乙の指令−トルクが換係数(Kg・m7’v 
) 、TLは負荷トルク、GD2は(電動機4+負荷)
の慣性モーメント(Kg−m−、S2) 、Sはラプラ
ス演算子、Nは電動機速度、KTaは速度検出器5の速
度検出変換係数(V/rpm )である。ここで、トル
ク:lii御装置6の指令−トルク変J9i定数にτは
必ずしも線型である必要はない。
FIG. 2 is a block diagram of the speed control system shown in FIG. 1. K
N is the gain of speed amplifier 2 (''/v), KT is the command-torque conversion coefficient of torque controller B (Kg・m7'v)
), TL is load torque, GD2 is (motor 4 + load)
S is the Laplace operator, N is the motor speed, and KTa is the speed detection conversion coefficient (V/rpm) of the speed detector 5. Here, τ in the command-torque variation J9i constant of the torque controller 6 does not necessarily have to be linear.

第2図のブロック線図から速度に関する伝達関数は である。ここで、 Ko= 1− ・・・・・・(2) IIIG である。したがって、速度制御系の過渡応答は時定数T
。で代表される。そして、この時定数T。
From the block diagram of FIG. 2, the transfer function regarding speed is. Here, Ko=1- (2) IIIG. Therefore, the transient response of the speed control system is determined by the time constant T
. represented by. And this time constant T.

は式(3)から慣性モーメントGD2に比例するので、
慣性モーメントGD2の負荷分が増大すると過渡応答が
悪化−rる。このような慣性モーメントGD2の反動は
、電動機を、例えば工作機械の主軸1)i1ス動に使用
して運転中に工具交換を行なう場合に発生する。従来、
通常の用途では速度アンプ2のゲインKNを小さい負荷
のときの慣性モーメントGD2に対して設定し、慣性モ
ーメントGD2が増大してもそのまま運転するようにし
ていた。したがって、前述のように慣性モーメンl−C
D2が大きくなった場合には過渡特性が悪くなり、位置
決め)1i制御やP工制御時には駆動系が不安定となる
という欠点があった。
is proportional to the moment of inertia GD2 from equation (3), so
As the load component of the moment of inertia GD2 increases, the transient response worsens. Such a reaction of the moment of inertia GD2 occurs when an electric motor is used to move the main shaft 1) of a machine tool, for example, and a tool is changed during operation. Conventionally,
In normal applications, the gain KN of the speed amplifier 2 is set to the moment of inertia GD2 when the load is small, so that the motor continues to operate even if the moment of inertia GD2 increases. Therefore, as mentioned above, the moment of inertia l-C
When D2 becomes large, the transient characteristics deteriorate and the drive system becomes unstable during positioning (1i) control and P-work control.

ここで、位置決め制御時に慣性モーメン) CD2によ
り駆動系が不安定となる現象について説明する。第6図
は位置決め制御時のブロック線図で、第2図のブロック
線図に位置制御ループを付加したものである。P re
fは電動機位置指令信号、Poutは電動機位置信号、
Kpcは位置検出器の位置検出蚊換係数(v/rad 
)、8は電動機位置指令信号P rcfから位置フィー
ドバック信号である電動1幾位置信チP。utを減算す
る減算器、K1は位置制′l]1装置の伝達関数である
Here, a phenomenon in which the drive system becomes unstable due to the moment of inertia (CD2) during positioning control will be explained. FIG. 6 is a block diagram during positioning control, in which a position control loop is added to the block diagram of FIG. 2. Pre
f is a motor position command signal, Pout is a motor position signal,
Kpc is the position detection mosquito displacement coefficient (v/rad
), 8 is an electric motor position signal P which is a position feedback signal from the electric motor position command signal P rcf. A subtractor for subtracting ut, K1 is the transfer function of the position-based 'l]1 device.

第6図のブロック線図から位置に関する伝達関数は ここで、Kv = KO−KILlo HK p+、+
 −−(5)である。
From the block diagram in Figure 6, the transfer function regarding position is: Kv = KO-KILlo HK p+, +
--(5).

特性方程式は ユO82+±S +]−〇 ・ (6)K v K v
’ 1Δ]7−ζ とおくと であり1.Z三T2.7 T22S’ l−2ζT2S −11,= O・ ((
ii’となる。
The characteristic equation is YuO82+±S+]-〇・(6) K v K v
'1Δ]7−ζ, then 1. Z3T2.7 T22S' l-2ζT2S -11,= O・ ((
ii'.

サーボ系では、減衰率ζ=0.5、即ちKv−± TO のときが最適の性能を自するといわれており、減ψ↓・
tζが小さくなる稈、ステップ入力に対するオーバーシ
ュートL土が大きくなり、振動的となる。
In a servo system, it is said that the optimum performance is achieved when the damping rate ζ = 0.5, that is, Kv-±TO, and the reduction ψ↓・
When tζ becomes smaller, the overshoot L soil with respect to the step input becomes larger, and the culm becomes oscillatory.

いま、慣性モーメントGD2がΔGD2だけ増加したも
のとし、このときの時定数をT。′、減衰率をζ′とす
ると、 ζ′=8盾く寺75浬−二〇、5 ・・・(8)、即ち
減衰率ζ′の値が0.5よりも小さくなり、系は振動的
となる。このように慣性モーノン) CD2が変化して
も、従来は速度アンプ2のゲインKNを変えずに運転し
ているために、上記のように系が倣動的となり安定な位
置決め制御が困暉−であった。
Now, assume that the moment of inertia GD2 has increased by ΔGD2, and the time constant at this time is T. ', and the damping rate is ζ', then ζ' = 8 shields - 20, 5 (8), that is, the value of the damping rate ζ' becomes smaller than 0.5, and the system vibrates. become a target. Conventionally, the system is operated without changing the gain KN of the speed amplifier 2 even if the inertia motor (inertia motor) changes, so as mentioned above, the system becomes imitative and stable positioning control is difficult. Met.

発明の目的 したがって、本発明は、負荷の慣性モーメントが変動し
たときの速度制御系のサーボ特性を自動的に改善する方
法を提供することを目的とする。
OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for automatically improving the servo characteristics of a speed control system when the moment of inertia of a load varies.

発明の構成 本発明は、正弦波状の速度指令信号に対する電動機の速
度信号の変化計に応じて速度制御系のゲインを変えるよ
うにしたものである。
DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the present invention, the gain of the speed control system is changed in accordance with the change meter of the speed signal of the electric motor with respect to the sinusoidal speed command signal.

実施例の説明 以、下、本発明を実施例の図面を参照しながら説明する
。第4図は本発明の′I6動機の速度制御系のゲイン自
動調整方法を適用した電動機の速度制御系の構成Nであ
る。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The present invention will now be described with reference to drawings of embodiments. FIG. 4 shows a configuration N of a speed control system of an electric motor to which the automatic gain adjustment method for a speed control system of an 'I6 motor of the present invention is applied.

11は電(ijj機、12は速度検出器、16は電動l
F:11のパワー回路であるインバータ、14はインバ
ータ16にベーヌ′市流を供給するインバータ制用)回
路である。(インバータ16+インバータ11、月61
1j回L°各14)が第1図の(速度アンプ2+トルり
制4!41装置6)に相当する。また、電動機11、ノ
車度検出器12、インバータ16、インバータrb制御
回路14からなる速度制御系のブロック線図は指令信号
Nrefを出力するマイクロコンピュータである。16
は速度検出器12からの速度フィードバック信号Nをア
ナログ/デジタル変換してインバーク1ff11フ11
1回路14およびマイクロコンピュータ15に出力する
め変換器である。
11 is electric (ijj machine, 12 is speed detector, 16 is electric l
F: 11 is an inverter which is a power circuit, and 14 is an inverter-controlled circuit which supplies the inverter 16 with a Beine's current. (Inverter 16 + Inverter 11, Monthly 61
1j times L° each 14) corresponds to (speed amplifier 2 + torque control 4! 41 device 6) in FIG. Further, a block diagram of a speed control system consisting of an electric motor 11, a vehicle speed detector 12, an inverter 16, and an inverter rb control circuit 14 is a microcomputer that outputs a command signal Nref. 16
converts the speed feedback signal N from the speed detector 12 from analog to digital to invert 1ff11
This is a converter for outputting to one circuit 14 and microcomputer 15.

初期状態において、マイクロコンピュータ15には、速
度制御系のゲイン、電動践の′■性モーメントGD2M
等のパラメータから速度アンプのゲインKNが予め決め
られている。そして工具および/又は加工物が装着され
ると、速度制御は行なわれず、マイクロコンピュータ1
5は負荷慣性モーメント測定モードに切換って、負荷の
慣性モーメントGD2Lが測定され、この測定した慣性
モーメントGD2Lの値に応じて速度アンプのゲインK
Nカにイ に補正される。以後、この速度アンプのゲイ
ンKN′に基いて速度制御が行なわれる。この負荷損V
トモーメン”ト測定モードに、工具および/又は加工物
の最初の装着時のみならず、以後のこれらの交換時にも
切換わる。
In the initial state, the microcomputer 15 stores the gain of the speed control system and the electric motor moment GD2M.
The gain KN of the speed amplifier is determined in advance from parameters such as . Then, once the tool and/or workpiece is installed, no speed control is performed and the microcomputer 1
5 switches to the load inertia moment measurement mode, the load inertia moment GD2L is measured, and the speed amplifier gain K is determined according to the value of the measured inertia moment GD2L.
It is corrected to N and A. Thereafter, speed control is performed based on the gain KN' of this speed amplifier. This load loss V
The moment measurement mode is switched to not only when the tool and/or workpiece is first installed, but also when they are subsequently replaced.

マイクロコンピュータ15による負荷の慣性モーメント
GD2Lの測定および送度アンプのゲインKNの補正に
ついて、以下説明する。サーボ系の応答を調べる方法と
して、速度指令師号を一定振幅で正弦波状に振動させ、
その振動の周波数を可変してそのサーボ系の追従の仕方
を調べる方法があり、この周波数に対するサーボ系の特
性を周波数特性という。そして、これを図に表わしたも
のをボード線図という。マイクロコンピュータ15は、
工具および/又は加工物が装着されると、速度制御系の
周波数特性を測定する。いま、初期状、態における速度
制御系の時定数なT。とすると、周波数特性は式(1)
で示すように一次遅れで近似することができるので、ボ
ード線図(周波数 ω)で表わすと第5図の(a)のよ
うになる。すなわち、ゲインGは c = −2o+og(1+ωTo ) −・−・・(
9)で表わされる。
The measurement of the moment of inertia GD2L of the load and the correction of the gain KN of the feed amplifier by the microcomputer 15 will be described below. As a method to examine the response of the servo system, the speed command number is vibrated in a sinusoidal manner with a constant amplitude.
There is a method of varying the frequency of the vibration and examining how the servo system follows it, and the characteristics of the servo system with respect to this frequency are called frequency characteristics. The diagram that represents this is called a Bode diagram. The microcomputer 15 is
Once the tool and/or workpiece is installed, the frequency characteristics of the speed control system are measured. Now, T is the time constant of the speed control system in the initial state. Then, the frequency characteristic is expressed as equation (1)
Since it can be approximated by a first-order delay as shown in Figure 5 (a) when expressed as a Bode diagram (frequency ω). In other words, the gain G is c = −2o+og(1+ωTo) −・−・・(
9).

ここで、j(ωToとすると G=−2QlogωTo・・・・・・・・(9つである
Here, if j(ωTo), then G=-2QlogωTo (9).

ボード線図においてゲインが折れ曲る点の周波数をカッ
トオフ周波数というが、このカットオフ周波数をω。と
すると、(9′)式から 。。−1/T。 ・曲・・・・(1o)となる。
The frequency at the point where the gain bends in the Bode diagram is called the cutoff frequency, and this cutoff frequency is ω. Then, from equation (9'). . -1/T.・Song...(1o).

周波数特性から速度制御系のカットオフ周波数ω。Cutoff frequency ω of the speed control system from the frequency characteristics.

の初期状態からの変化をめれば、負荷の慣性モーメン)
 GD2Lの変化用を推定することができる。
(moment of inertia of the load)
Changes in GD2L can be estimated.

例えば、第5図の(1〕)のようにカットオフ周波数0
ノ。
For example, as shown in (1) in Figure 5, the cutoff frequency is 0.
of.

がω。′になったものとし、このときの時定数をT。′
とすると、式(10)から となる。したがって、工具および/又は負不行(慣性モ
ーメントGD2L)装着時の慣性モーメントGD2の変
動仕aは、式(3) 、 (11)から速度アンプのゲ
イン■<4は に; = a−KN−−−−・−(13)でめられる。
But ω. ', and the time constant at this time is T. ′
Then, it follows from equation (10). Therefore, the fluctuation characteristic a of the moment of inertia GD2 when a tool and/or negative running motion (moment of inertia GD2L) is attached is calculated from equations (3) and (11) by the speed amplifier gain ■ <4; = a-KN-- ---・-(13).

以上ではカットオフ周波数ωtから速度アンプのゲイン
に町をめたが、時定数T。′からめることもできる。第
5図の(b)に示すように周波数ω−ω′のときのゲイ
ンをG′とすると、式0′)からG’ =−2Q lo
gω/ To′、、・・、、、、 (L4)となる。ま
た、ゲインGは込度指令伯号Nrefの振幅Aに対する
系の速度信号Nの測定振幅Bの比B/Aをデシベルで表
わしたものであり、G’ −、−20log且 ・・・
・・05)となる。
In the above, we focused on the gain of the speed amplifier from the cutoff frequency ωt, but the time constant T. ’ can also be intertwined. As shown in FIG. 5(b), if the gain at frequency ω-ω' is G', then from equation 0') G' = -2Q lo
gω/ To', . . . , (L4). Also, the gain G is expressed in decibels as the ratio B/A of the measured amplitude B of the speed signal N of the system to the amplitude A of the load command number Nref, and G'-, -20log and...
...05).

式(1・υ+ (15)から、時定数To′はTo′−
上・旦 ・・・・・・0]5)ω′ A となる。振幅A、系の測定振11吊B、そして周波数ω
′がわかれは式(I6)により時定数T。′、したがっ
て的と同)求に式(r2) 、 (13)から速度アン
プのゲインに4 がめられ、ケインの袖筒ができる。
From equation (1・υ+ (15)), the time constant To' is To'-
上・dan ...0] 5) ω' A . The amplitude A, the measurement vibration 11 of the system B, and the frequency ω
' is the time constant T according to equation (I6). ', therefore, the same as the target) From equations (r2) and (13), the gain of the speed amplifier is set to 4, and Cain's sleeve is formed.

第6図は以上述べた負荷の・旧性モーメントGD2□。Figure 6 shows the old moment GD2□ of the load mentioned above.

の測定法を第4図の′竜動機の速度制御系で行なわせる
場合のフローチャートである。
5 is a flowchart in the case where the measuring method of '' is carried out by the speed control system of the dragon motor shown in FIG. 4.

ステップ20ではマイクロコンピュータ15は周波数特
性測定のための速度指令信号Nr、3fの周波数ω′を
設定する。この周波数ω′は測定すべき速度制御系の無
負荷時(慣性モーメントGD2は′心動機11の慣性モ
ーメント0幅のみ)のカットオフ周波数の数十倍とする
。このような値に設定することにより、負荷の慣性モー
メン) CD:測定時の電動機11の速度変化を小さく
する、ことができる。
In step 20, the microcomputer 15 sets the frequency ω' of the speed command signals Nr and 3f for frequency characteristic measurement. This frequency ω' is several tens of times the cutoff frequency when the speed control system to be measured is under no load (the moment of inertia GD2 is only the 0 width of the moment of inertia of the heart motor 11). By setting to such a value, it is possible to reduce the speed change of the electric motor 11 during measurement of the moment of inertia of the load (CD).

ステップ21では速度指令信号Nrefの振幅Aを設定
する。この振幅Aは電動機11の回転速度で数−l−r
pm程度とする。
In step 21, the amplitude A of the speed command signal Nref is set. This amplitude A is the number -l-r at the rotational speed of the electric motor 11.
Approximately pm.

ステップ22ではマイクロコンピュータ15は速度指令
信号Nref (= A sinω′t)を出力する。
In step 22, the microcomputer 15 outputs a speed command signal Nref (=A sinω't).

′心動機11は回転数N (= Bs1n(ω’t+δ
))テ正弦波状に振動する。ここで、Bは回転数Nの振
幅、δは速度指令信号Nrefに対する位相遅れである
。以下のステップ23〜27でこの振幅Bをめる。振幅
Bをめるには(1)回転数N=Bsin(ω’t+δ)
ニオイてω′L十δ−π/2 となる点のNを測定する
か、(11)回転数N=Oとなる点、すなわち速度指令
信号N ralからδだけ遅れた点を基準とすると回転
数N=Bsinω′tとなり、ω′t−πhとなる点の
回転数Nをめればよい。ここでは後者の方法をとる。
'The heart motor 11 has a rotational speed N (= Bs1n(ω't+δ
)) Te vibrates in a sinusoidal manner. Here, B is the amplitude of the rotation speed N, and δ is the phase delay with respect to the speed command signal Nref. This amplitude B is determined in steps 23 to 27 below. To calculate the amplitude B (1) Rotation speed N = Bsin (ω't + δ)
Either measure N at the point where ω'L + δ - π/2, or (11) If the point where the rotational speed N = O, that is, the point delayed by δ from the speed command signal Nral, is the reference point. The number N=B sin ω't, and it is sufficient to find the rotational speed N at the point where ω't - πh. Here we will take the latter method.

ステップ23では性変換器16からアナログ/デジタル
変換された回転数Nを読込む。
In step 23, the analog/digital converted rotation speed N is read from the sex converter 16.

ステップ24では読込んだ回転数Nが零かどうか判定し
、零でなければステップ23に戻って回転数Nを相反読
込む。零(第7図の点p+)であれば次のステップ25
に進む。
In step 24, it is determined whether the read rotation speed N is zero, and if it is not zero, the process returns to step 23 and the rotation speed N is reciprocally read. If it is zero (point p+ in Figure 7), proceed to the next step 25.
Proceed to.

ステップ25ではタイマーに、ω′t=の となる時間
T−π/2ω′をセットし、カウント動作する。
In step 25, the timer is set to a time T-π/2ω' at which ω't=.

プ27に進む。Proceed to step 27.

ステップ27では回転数Nを読込む。この回転数Nはt
=T−π/2ω′のとき(第7図の点P2 )の値であ
るので、4辰φ吊Bの1直である。
In step 27, the number of revolutions N is read. This rotation speed N is t
Since it is the value when =T-π/2ω' (point P2 in FIG. 7), it is one straight of the 4-wire φ suspension B.

ステップ28ではArU制御系の周波数特性をめる。ず
なわち、速度指令信号N refの周波数ω′(二対し
て速度指令信号Nrefの振幅Aと回1耘数Nの振幅B
の比であるゲインG′を式(15)よりめる。
In step 28, the frequency characteristics of the ArU control system are determined. That is, the frequency ω' of the speed command signal Nref (2, the amplitude A of the speed command signal Nref and the amplitude B of the number N per rotation)
The gain G', which is the ratio of

ステップ2′9では時定数T。′をめる。G=G’、ω
−ω′、To−To′とすると、式σ)からG’ −−
201ogω′To′ ・・・・・・・・aカが成立す
るので、この弐(17)から負荷の慣性モーメントGD
2Lが増加したときの時定数T。′がめられる。
In step 2'9, the time constant T. ’. G=G', ω
−ω′, To−To′, then from the formula σ), G′ −−
201ogω'To' ・・・・・・・・・A is established, so from this 2 (17), the moment of inertia GD of the load
Time constant T when 2L increases. ’ will be blamed.

式f15) 、 (17)はいずれもゲインG′をめる
式であるが、式α5)は理論式、式Qカは実験式といえ
る。両式<15) 、αηから 一201og÷=−201ogω’To’であるから、
時定数T。′は ′−1B ・・・・・・・(18) 7°−♂°W となる。
Equations f15) and (17) are both equations for calculating the gain G', but equation α5) can be said to be a theoretical equation and equation Qk is an experimental equation. Both formulas < 15), from αη -201og÷=-201ogω'To',
Time constant T. ' becomes '-1B (18) 7°-♂°W.

無負荷時の特性は予め計算できるし、また測定すること
もできる。すなわち、このときの制御系の時定数T。は
、周波数をω′、電動!11の回転数Nの振幅なり。と
すれば To−上・見 ・・・・・・・(i9)ω′ A である。
The no-load characteristics can be calculated in advance or measured. That is, the time constant T of the control system at this time. is the frequency ω′, electric! The amplitude of the rotation speed N of 11. Then, To-up/view (i9) ω' A .

式(18) 、 (19)より であるから、電動機11の回転数Nの振幅の比B/BO
より、時定数の変化T。′をめることもできる。
From equations (18) and (19), the amplitude ratio B/BO of the rotation speed N of the electric motor 11 is
Therefore, the change in time constant T. ’ can also be set.

ステップ30では速度制御系の速度アンプのゲインの袖
正値に4を算出し、これをインバータ制御回路14に設
定する。ステップ29でめた時定数T。′は゛上動機1
1に負荷(41°1性モーメントGD2. )をつない
だときの時定数であり、フ11(負荷時の時定数T。と
の比aは式(12)から、したがってゲインにシが式(
13)からめられる。したがって、速度制御系の速度ア
ンプのゲインKNをこの収に設定すれば、式(3)から
れかるように、負荷をつないで、あるいは負荷を交換し
て慣性モーメントGD2が変動しても速度制御系の時定
数を一定にすることができる。
In step 30, 4 is calculated as the positive value of the gain of the speed amplifier in the speed control system, and this is set in the inverter control circuit 14. Time constant T determined in step 29. ' is the upper motive 1
It is the time constant when a load (41° unity moment GD2.) is connected to F11 (time constant T when loaded).
13) Entangled. Therefore, if the gain KN of the speed amplifier in the speed control system is set within this range, as shown by equation (3), even if the moment of inertia GD2 fluctuates by connecting or replacing the load, the speed will be controlled. The time constant of the system can be made constant.

以上、ステップ20〜30により速度制御系の!I−5
定数を負荷の慣性モーメントが変動しても一定に保つこ
とができるので、位置決め制御あるいはPI制制御−安
定なサーボ特性を得ることができる。
As above, the speed control system is controlled by steps 20 to 30! I-5
Since the constant can be kept constant even if the moment of inertia of the load fluctuates, stable servo characteristics can be obtained in positioning control or PI control control.

変形例 以」二の実施例は、速度指令信号を一定振幅で正弦波状
に振動させ、その振動の周波数を可変して、振幅の追従
性から負荷の慣性モーメントを推定するものであるが、
サーボ系の周波数特性の測定にはこれ以外に位相特性で
行なうものがある。位相の追従性から負荷の慣性モーメ
ントを推定する方法について以下述べる。第1図の速度
制御系は、前述のように一次遅れであり、周波数特性に
おける位相は l G −m−−1(ω’ro) で表わされる。したがって、第7図における位相差δを
測定することにより時定数T。′が、−鋤δ To−□ ・・・・・・・・(2υ ω によりめられる。そして、前述の実施例と同様に、式(
12) 、 (13)から速度アンプのゲインに4をめ
ることかできる。
In the second embodiment, the speed command signal is vibrated sinusoidally with a constant amplitude, the frequency of the vibration is varied, and the moment of inertia of the load is estimated from the followability of the amplitude.
In addition to this, there is another method of measuring the frequency characteristics of a servo system that uses phase characteristics. The method for estimating the moment of inertia of the load from the followability of the phase will be described below. The speed control system shown in FIG. 1 is a first-order lag system as described above, and the phase in the frequency characteristic is expressed by l G -m-1(ω'ro). Therefore, the time constant T can be determined by measuring the phase difference δ in FIG. ′ is determined by −plow δ To−□ ・・・・・・・(2υ ω). Then, as in the previous example, the formula (
12) From (13), we can set the gain of the speed amplifier to 4.

第8図は、以上述べた、位相の追従性がら負荷の慣性モ
ーメントを推定する方法の実施例のフローチャートであ
る・。ステップ3L32,33でそれぞれ第6図のフロ
ーチャートのステップ20,21゜22と同じ処理をし
た後、ステップ33〜38で速度指令信号Nref ”
” 0から次の速度N=Qまでの時間t′をめ、ステッ
プ39でこの時間t′から位相差δ−ωJ(、/を演算
し、ステップ40で式(2υから時定数T。′を算出す
る。そして最後にステップ41で第6図のフローチャー
トのステップ30と同様に、速度アンプのゲイン■(シ
を算出し、インバータ制御回路14に設定する。
FIG. 8 is a flowchart of an embodiment of the method for estimating the moment of inertia of a load based on phase followability, as described above. In steps 3L32 and 33, the same processes as steps 20 and 21°22 in the flowchart of FIG. 6 are performed, respectively, and then in steps 33 to 38, the speed command signal Nref
” Determine the time t' from 0 to the next speed N=Q, and in step 39 calculate the phase difference δ-ωJ(,/) from this time t'. In step 40, calculate the time constant T.' from the equation (2υ). Finally, in step 41, the speed amplifier gain .

発明の効果 本発明は、正弦波状の速度指令信号に対する電動機の速
度信号の変化歌により負荷の慣性モーメントの変動を測
定し、これに応じて速度制御系のゲインを補正するもの
であるので、位置決め制御やPI副制御行なう場合の、
負荷の慣性モーメントの変動による過渡特性の低下や位
置決め時の振動を防ぐことができる。
Effects of the Invention The present invention measures variations in the moment of inertia of the load based on changes in the speed signal of the motor in response to a sinusoidal speed command signal, and corrects the gain of the speed control system accordingly. When performing control or PI sub-control,
It is possible to prevent deterioration of transient characteristics due to fluctuations in the moment of inertia of the load and vibration during positioning.

また、この負荷の慣性モーメントの検出および速度制御
系のゲインの補正は、速度指令信号の周波数を電動機単
体のカットオフ周波数の数十倍に設定することにより電
動機の回転数を殆んど振動させることなく行うことがで
きる。例えば、−動機単体の系のカットオフ周波数を5
0(Hz)とし、速度指令信号の周波数をその10倍の
500(Hz)とすると、電動機の振動の振幅は約1/
10となる。
In addition, in order to detect the moment of inertia of the load and correct the gain of the speed control system, the frequency of the speed command signal is set to several tens of times the cutoff frequency of the motor alone, so that the rotational speed of the motor almost oscillates. It can be done without. For example, - set the cutoff frequency of the single motive system to 5
0 (Hz) and the frequency of the speed command signal is 500 (Hz), which is 10 times that frequency, the amplitude of the vibration of the motor is approximately 1/
It becomes 10.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は心動機の一般的な速度制御系のブロック図、第
2図はそのブロック線図、第6図は第1図に位置決め制
御系を追加したときのブロック線図、第4図は本発明の
方法を適用した電動機の速度制御系の実施例の構成図、
第5図はボード線図、第6図は速度指令信号N、、1 
、回転数Nの波形とタイ謁作の関係を示す図、第7図は
負荷の慣性モーメントの測定の一実施例を示すフローチ
ャー1、第8図は負荷の慣性モーメントの測定の他の実
施例を示すフローチャートである。 11:電動機、 12、速度検出器、 13:インバータ、 14°インバ一タ制御回路、 15:マイクロコンピュータ、 16 : A/D変換器。 特許出願人 株式会社 安川電機製作所第1図 第2図 1 第4図 第7図
Figure 1 is a block diagram of a general speed control system for a heart motor, Figure 2 is its block diagram, Figure 6 is a block diagram when a positioning control system is added to Figure 1, and Figure 4 is A configuration diagram of an embodiment of an electric motor speed control system to which the method of the present invention is applied,
Figure 5 is the Bode diagram, Figure 6 is the speed command signal N,,1
, a diagram showing the relationship between the waveform of the rotational speed N and the tie actuation, Figure 7 is a flowchart 1 showing one example of measuring the moment of inertia of a load, and Figure 8 is another example of measuring the moment of inertia of a load. 3 is a flowchart showing an example. 11: Electric motor, 12: Speed detector, 13: Inverter, 14° inverter control circuit, 15: Microcomputer, 16: A/D converter. Patent applicant Yaskawa Electric Manufacturing Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 1 Figure 4 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電動機の速度制御系において、正弦波状の速度指令信号
に対する電動機の速度信号の変化量に応じて速度制御系
のゲインを変えるようにしたことを特徴とする電動機の
速度制御系のゲイン自動補正方法。
An automatic gain correction method for a speed control system of an electric motor, characterized in that, in the speed control system of an electric motor, the gain of the speed control system is changed according to the amount of change in a speed signal of the electric motor with respect to a sinusoidal speed command signal.
JP58186869A 1983-10-07 1983-10-07 Gain automatic correcting method of speed control system of motor Pending JPS6082078A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004118A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 Actuator and production method

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