JPS61116986A - 速度制御装置 - Google Patents

速度制御装置

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JPS61116986A
JPS61116986A JP59236475A JP23647584A JPS61116986A JP S61116986 A JPS61116986 A JP S61116986A JP 59236475 A JP59236475 A JP 59236475A JP 23647584 A JP23647584 A JP 23647584A JP S61116986 A JPS61116986 A JP S61116986A
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JP
Japan
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speed
motor
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load torque
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Mitsuo Kurakake
鞍掛 三津雄
Keiji Sakamoto
坂本 啓二
Yukio Toyosawa
雪雄 豊沢
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • 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
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、速度制御方式に係り、特に、ロータリエンコ
ーダからの位置情報から推定器を用いて速度を推定する
場合に、負荷トルク、つまり、クーロン摩擦を加えて適
切に補間された速度推定値を得ることができる速度制御
方式に関する。
(従来技術) モータのフィードバック制御を行なう場合に、実速度を
検出する必要がある。そのために、従来、例えば、ロー
タリエンコーダが用いられている、かかるロータリエン
コーダはモータの1回転当りを数千から2万程度まで分
割してパルスを発生させるように構成されており、その
出力パルス周波数はモータの回転速度に比例することに
なる。
(従来技術の問題点) しかしながら、特に、モータの低速回転時、そのパルス
列は非常に間隔がひらいて離散的となり、これをそのま
まモータの速度情報として使用すると回転ムラとなって
表われることになる。
このように位置の検出用としてのロータリエンコーダを
速度検出にも使用しようとするとアナログ型の検出器に
比して速度分解能が低いことに起因して精度の高い円滑
な速度制御を行ない得ないという問題があった。
(発明の目的) 本発明は、ロータリエンコーダからの位置情報に基づい
て推定器を用いて速度を推定する場合に、定常的な推定
誤差を生ずる原因となる負荷トルクを同時に推定して、
精度の高い円滑な速度制御を行ない得る速度制御方式を
提供することを目的とする。
(発明の概要) 本発明は、411械負荷を駆動するサーボモータに取り
付けられたロータリエンコーダからの位置情報をフィー
ドバックし、該サーボモータへのトルク指令信号を生成
するようにした速度制御方式において、ロータリエンコ
ーダからの位置情報とサーボモータの電流とに基づいて
速度を推定する推定器を設け、該推定器においては負荷
トルクを速度推定値に含ませて、該速度推定値に基づい
てサーボモータへのトルク指令情報を得るようにしたこ
とを特徴とする。
(実施例) ル         以下、本発明の一実施例を図面を
参照しながら詳細に説明する。
第1図は本発明に係る速度制御方式のブロック図である
0図中、1乃至3は演算器、4は推定器、つまりオブザ
ーバ、5はモータ、Vcは速度指令、Uはトルク指令、
■はモータ電流、ILは負荷トルクを示す電流、■は速
度、θは位置、k。
は積分ゲイン、に2はフィードバックゲイン、Kmはモ
ータの定数、TmはRaをモータ巻線抵抗、Laをイン
ダクタンスとするときにLaとRaとの比、つまりI、
a/RaV1である。また、Ktはトルク定数、Jは負
荷とモータを加え合せたイナーシャ、KPはロータリエ
ンコーダによる換算係数であり、Sはd/dtを表わし
ている。尚、ここで推定器自体は一般的に用いられてお
り、それを速度検出器と組み合せたものが特願昭59−
55114号として提案されている。
次に、この速度制御方式の動作について説明する。
まず、速度指令値と後述する速度推定値9の差が演算器
lから出力される。この出力信号は積分され演算器2に
出力される。一方、後述する速度       4推定
値Vにフィードバックゲインに2をかけたものが演算器
2に入力され、それらの入力信号間の差がトルク指令U
として出力され、モータ5が制御される。そして、モー
タの速度はVとして出力され、ロータリエンコーダによ
って位置θが検出される。ここで位置θの情報には演算
器3において負荷トルク(クーロン摩擦)を示す電流■
しが加えられた結果が含まれる。
そこで、本発明においては、推定器、つまり、゛オブザ
ーバ4を用いて速度推定値を得るが、この時に定常的な
推定誤差を生ずる原因となる負荷トルクを同時に推定す
る。即ち、推定器4にはモータ電流Iと負荷トルクを示
すILを考慮した位置情報θを入力し、速度推定値Vを
出力する。
この点について、更に詳細に説明すると、前記モータ電
I!!、1.速度V、位置o、負荷トルクによる電流I
Lとして、同一次元オブザーバを構成すると 次のよう
になる。
実際に検出し、推定器つまり、オブザーバ4に入力する
ものはモータ電流Iと位MOであり、ディジタル処理す
る為の同−次元オブザーバはここで、Tはサンプリング
周期、λi 、入2゜入Sはオブザーバの極であり、必
要な収束ステップ数により決定される。
そこで、これをマイクロプロセッサで処理する為に上記
のオブザーバを下記のアルゴリズムで実現する。
第2図はこの速度推定Vを得るための情報処理を説明す
る説明図であり、第2図(&)はモータ電流ループの処
理レベル(1)を、第2図(b)は速度処理レベル(m
)をそれぞれ説明している尚、上記サンプリング時間T
にきたロータリエンコーダからのパルス数Δθを積算す
るカウンタをハード的に備え、上記の場合は、5ステツ
プに推定誤差がOとなるようなオブザーバの極入1 。
入2.λ3を予め計算して与えておくものとする第3図
はモータ電流ループ処理レベルにおけるオブザーバ4に
よる処理の流れを示すものであり、第4図は速度ループ
処理の流れを示すものである。
まず、モータ電流ループについては、オブザーバ4に位
置情報Δθj及びモータ電流1mを取込み1次いで、そ
れらの積分を行なう1次に、前記(1)式に基づいて1
位置推定情報Δθ用、速度推定情報9−ヤ1、トルク負
荷を示す電流推定情報rLmヤ1を計算する。そして、
5回目の処理ができたら、Vln+lを速度処理プaグ
テムヘ渡すようにする、この間係は第2図(&)及び第
2図(b)からと       明らかである。
次に、速度ループ処理は第4図のフローから明らかなよ
うに、まず、速度指令V5mを取込み、次いでそれらの
積分を行なう0次に、その積分値に積分ゲイ7klを掛
算し、その積から速度推定情報V5mとフィードバック
ゲインに2どの積を減算してトルク指令U5mを得るよ
うにする。
尚2本発明を一実施例によって説明したが1本発明はこ
の実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に従
い1種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲か
ら排除するものではない。
(発明の効果) 本発明によれば、ロータリエンコーダからの位ご情報と
サーボモータの電流とに基づいて速度を推定する推定器
を設け、該推定器においては負荷トルクを速度推定(−
に含ませて、該速度推定値に基づいてサーボモータのト
ルク指令を生ずるようにしたので、モータの低速時など
にパルス列が離散的になる従来の欠点をなくし、適切に
補間された速度推定値を得ることができる。つまり、定
常的な推定誤差を生ずる負荷トルクを同時に推定するこ
とができるので、アナログ制御方式に比する     
   泊と速度分解能は劣るディジタル制御方式を採用
しながらも精度の高い円滑な速度Mliを行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る速度制御方式のブロック図、 m
 2 図(a)はモータ電流ループ処理レベルの説明図
、第2図(b)は速度処理レベルの説明図、第3図はモ
ータ電流ループレベルにおけるオブザーバの処理を示す
フローチャート、第4図は速度ループ処理のフローチャ
ートである。 1〜3・・・演算器、4・・・推定器、5・・・モータ
、VC・・・速度指令、■・・・速度、■・・・速度推
定値、U・・・トルク指令、工・・・モータ電流、θ・
・・位置。 特許出願人  ファナック株式会社 代  理  人   弁理士  辻     實第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 機械負荷を駆動するサーボモータに取り付けられたロー
    タリエンコーダからの位置情報をフィードバックし、該
    サーボモータへのトルク指令信号を生成するようにした
    速度制御方式において、ロータリエンコーダからの位置
    情報とサーボモータの電流とに基づいて速度を推定する
    推定器を設け、該推定器においては負荷トルクを速度推
    定値に含ませ、該速度推定値に基づいてサーボモータへ
    のトルク指令情報を得るようにしたことを特徴とする速
    度制御方式。
JP59236475A 1984-11-09 1984-11-09 速度制御装置 Granted JPS61116986A (ja)

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US06/885,577 US4695780A (en) 1984-11-09 1985-11-07 Servomotor velocity control system
PCT/JP1985/000620 WO1986003074A1 (en) 1984-11-09 1985-11-07 System for controlling the speed of a servo motor
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