JPS6156715B2

JPS6156715B2 -

Info

Publication number: JPS6156715B2
Application number: JP56120733A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takahashi; Kunio Myashita; Hiroshi Hayashida; Shigeki Morinaga; Junshiro Inamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-08-03
Filing date: 1981-08-03
Publication date: 1986-12-03
Also published as: JPS5822592A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、モータの速度制御方法およびその速
度制御装置に係り、動作軸の回転を測定するエン
コーダのごとき指速発電機を有し、かつモータを
所定の速度で駆動するために、スイツチング素子
を備えるようにしたものにおける、モータの速度
制御方法およびその速度制御装置に関するもので
ある。

従来、直流モータの速度制御を精度良く行なう
には、モータまたは動作軸にエンコーダのごとき
指速発電機を取付け、この出力をフイードバツク
して速度を一定にする、比例制御の方法が一般的
である。

しかし、この方法では、速度指令値とエンコー
ダのごとき指速発電機で検出した実速度との偏差
成分をフイードバツクするため、どうしても、そ
の偏差成分を零にできず、当該指令値とモータ速
度との誤差が生じていた。

これを解決する方法としては、速度指令値とモ
ータ速度との偏差に比例したフイードバツクを行
なう比例制御に、上記偏差成分を積分して得られ
る量をフイードバツクする積分制御を加えて制御
する方法もある。

一方、モータの負荷としては、情報機器などが
多くなつており、対象とするモータ軸の慣性モー
メントあるいは負荷トルクも種々多様である。

この場合、従来装置では、その都度、モータを
当該装置と直結して、制御ループゲインや積分項
の定数などを調整して、起動時のオーバシユート
またはアンダーシユートなどがなく、できるだけ
スムーズに速度が立上るようにしていた。

また、モータを駆動する電源電圧が変化した場
合、制御グループのゲインなどが変化したと等し
くなり、その都度、ゲインなどを調整するか、あ
るいは電圧を検出してゲインを自動調整する回路
を付加する必要があつたものである。

本発明は、上記の点にかんがみ、速度制御にお
いて、負荷あるいは、負荷の慣性またはモータに
印加する電圧などが変化しても、最短時間で定速
まで起動できるとともに、起動時のオーバシユー
トまたは振動などのない、モータの速度制御方法
およびその速度制御装置の提供を、その目的とす
るものである。

本発明に係るモータの速度制御方法の特徴は、
動作軸に速度測定に係る指速発電機を備えたモー
タを速度指令により任意の速度で駆動し、少なく
とも、当該速度指令値とモータ速度と差による比
例項と、速度指令値とモータ速度との差を時間積
分した積分項とを含むもののフイードバツクによ
つてモータを制御するようにしたものにおいて、
定常時の前記積分項の積分値を記録しておき、次
の起動時に前記比例項が零になつたときに積分項
を前記の記録した積分値にするようにしたモータ
の速度制御方法にある。

また、本発明に係るモータの速度制御装置の特
徴は、動作軸に速度を測定する指速発電機を有す
るモータと、そのモータ端子に可変電圧を印加す
る制御回路とで構成され、当該制御回路は、任意
の速度指令と、指速発電機の出力から速度を検出
する回路からの速度とを取込んで計算処理するマ
イクロコンピユータと、このマイクロコンピユー
タの出力により動作するドライブ回路とよりな
り、定常速度時のモータ端子電圧を記録すること
によつて、次の起動時に前記の記録した電圧を基
に定常速度時のモータ端子電圧をマイクロコンピ
ユータで計算し、この指令でモータを制御するよ
うに構成したモータの速度制御装置にある。

次に、本発明に係る実施例を説明する前に、理
解し易いように、本発明に係るものの基本的技術
思想ならびに、その発明の要点を説明することと
する。

まず、速度制御に関する要素を考えることにす
る。

最初に、(イ)速度指令値Ｎ_Cがある。

これは、モータの速度を、ある値に制御する目
標値である。

次に、(ロ)モータ軸の速度を検出するエンコーダ
のような指速発電機から得られるモータ速度Ｎが
ある。

さらに、(ハ)負荷トルク、モータの逆起電力に対
応する電圧成分とがあり、この成分をΣkeとす
る。

これらによるモータの出力電圧はＶ_putは、次
式で表わされる。

Ｖ_put＝G₁（Ｎ_C−Ｎ）＋Σke ………(1) この(1)式の右辺前項は、比例項と称して、速度
Ｎが速度指令値（以後、指令値という。）Ｎ_Cとの
差が大きい場合、すなわち加速度は、モータの出
力電圧Ｖ_putの中の支配的な値であるが、速度Ｎ
が指令値Ｎ_Cと等しくなると、この項は零にな
る。なお、G₁は、この項の定数でゲインなどで
決まる常数である。

したがつて、起動時には、上記項が支配的な大
きな値となつてモータを加速する。

また、上記右辺の第２項は、上述した負荷トル
ク、モータの逆起電力に対応する電圧成分に係る
積分項である。

デジタル制御を行なう場合を含め、積分項の第
２項は、いま、前の項をΣken−１とすると、現
在のΣkenは、次式で与えられる。

Σken＝Σken−１＋Kd ………(2) ここで、Kdは、（Ｎ_C−Ｎ）に関連（比例）し
た値（積分項に関する被積分値）である。

このような制御では、(1)式の右辺第１項は、加
速トルクを発生させる働きを行ない、定常状態で
は零となる。

また、第２項は、既述のように負荷トルクおよ
びモータの逆起電力に対応する項で、加速時に積
分され、定常状態では、ある一定の値Σke1とな
る。

この結果より、加速終了時点で、Σkeの値が
定常状態の値Σke1に等しければ、速度はすぐに
安定する。

また、直流モータの発電定数をKn（V/rpm）
として、同モータの定常状態の速度をN₁rpm（モ
ータ定常速度）、モータの電機子抵抗をＲ（Ω）、
負荷トルクをTl（Kg・ｍ）、トルク常数をKt
（Kg・m/A）とすると、定常状態でモータに必要
な電圧V₁は、次式で与えられる。

Vt＝Kn・N₁＋（Ｒ×Tl）／Kt ………(3) いま、簡単のため、（Ｎ_C−Ｎ）に比例して変化
するKdを、一定値のKd1とし、すなわち、(2)式
のKd＝Kd1とし、加速時間をt₁とすると、(1)式の
積分項は、加速終了時に次式で示される。

Σke＝Kd1×t₁ ………(4) 理想的に加速を行なうとすると、上記の(3)式と
(4)式とが等しくなることが条件であり、すなわち
次のごとくである。

Kn・N₁＋（Ｒ×Tl）／Kt＝Kd1×t₁ ………(5) 加速度をα_１とすると、次のようになる。

Kn・Ｎ＋（Ｒ×Tl）／Kt ＝Kd1×（Ｎ／α_１） ………(6) この(6)式により、Kd1を求めると、次式が得ら
れる。

Kd1＝α_１｛Kn＋（Ｒ＋Tl）／Ｎ・Kt｝………(7) すなわち、もとに戻り、さきに述べた(1)式の積
分項Σkeに関するKd1は、上記(7)式のように、加
速度α_１と負荷トルクTlが分かれば決定され
る。

これは負荷対応として負荷慣性は加速度α_１で
測定し、これに見合つたKd1を計算すれば、負荷
慣性の変化に対応可能である。

一般に、情報機器用モータとしては、永久磁石
モータが主流で、負荷としては、慣性負荷が多
く、慣性に比べて負荷トルクTlが小さい。この
ような場合は、定常状態では、逆起電力にたいす
る項、すなわち、さきの(6)式左辺第１項のみを考
えればよく、(7)式をあわせ、Kd1は次式のように
なる。

Kd1＝α_１・Kn ………(8) 以上により、負荷対応を速度制御に取り入れる
最も簡単な考え方は、上記の(8)式のように、加速
度α_１を測定することにより、(1)式の積分項に関
するKdを補正して起動すれば、最短時間で安定
な起動が終了し、このときの積分項の値がΣke
が定常状態での逆起電力にたいする値のΣke1と
等しくなり、モータ速度Ｎが、すぐ定常速度N₁
になる。

この様子を、第１図により説明する。すなわち
第１図は起動特性図であり、図中、破線は、積分
項に関するKdを補正しない場合を示し、実線は
補正を行なつた場合を示すものである。

この第１図の例では、負荷慣性が小さくなつた
か、または電源電圧が上昇したかにより、モータ
速度の立上りが早くなつた例である。

すなわち、Kdの補正を行なわない図示波線の
場合では、モータ速度Ｎが定常値に近づいて、比
例項G₁（N₁−Ｎ）が小さくなつても、積分項Σ
keの値が定常値Σke1に達しないため、モータ速
度Ｎも定常値にならず、積分項が定常値になる時
間t₂までモータ速度が安定しない。

これに対して、実線で示した積分項に関する
Kdを補正する方法では、モータ速度Ｎが、ある
時間ｔ_S1内にＮ_S1になつていれば加速度α_１は、
Ｎ_S1／ｔ_S1で求めることができ、その時間ｔ_S1を
十分小さく選べば、ｔ_S1時点で積分項に関する値
KdをKd1に修正して、Σkeの傾きを実線のよう
にするものである。

このようにすると、モータの速度Ｎが定常値の
N₁に達するとΣkeも定常値Σke1に達し、比例項
G₁（N₁−Ｎ）は零となるため、モータの速度は
スムーズに定常状態に移る。

したがつて、モータの起動時間は、t₁で波線の
t₂より大幅に短縮できるものである。

次に、第２図は、同様に起動特性図であり、負
荷の慣性が大きくなつたか、電源電圧が低くなつ
て、起動時間が長くなつた例である。

すなわち、積分項に関するKdの補正を行なわ
ない破線で示した曲線では、モータ速度Ｎが定常
値N₁に達した場合の電圧に係る積分項Σkeは、
定常値Σke1より大きくなる。

このため、モータ速度Ｎは、定常値N₁より大
きくなつてオーバシユートとなり、積分項は減少
を始めるが、速度Ｎが定常値N₁を横切る点で、
今度は、積分項の値Σkeが定常値Σke1より低く
なつてアンダーシユートが起るが、これが減少し
て、時間t₂で定常値に落着くものである。

これに対して、積分項に関するKdを補正する
方法では、実線に示すように、起動後の、ある時
間ｔ_S1の間に、モータ速度Ｎの変化分Ｎ_S1を測定
することにより加速度α_１を検出できるので、こ
の時点ｔ_S1で、これに見合つたように積分項の
KdをKd1に補正することによりモータ速度Ｎが
定常値N₁に達した時点t₁の積分項の値Σkeは定常
値Σke1になるので、モータの速度は定常値N₁に
落ちつくものである。

このように、起動時に、加速度α_１を検出して
積分項Σkeを補正することにより、起動時の振
動を抑え、起動時間を短縮できるものである。

しかして、上記における加速度の測定法として
は、単位時間での速度変化を測定する方法と、単
位速度での時間を検出する方法とがある。

第３図は、単位時間での速度変化を測定する方
法を示す加速度検出特性図である。

すなわち、単位時間ｔ_S1での速度Ｎ_S1を測定す
ると、加速度α_１は、次式で求められる。

α_１＝Ｎ_S1／ｔ_S1 ………(9) また、第４図は、単位速度での時間を検出する
方法を示す加速度検出特性図である。

すなわち、単位速度Ｎ_S2に達する時間ｔ_S2を測
定すると、加速度はα_１は、次式で求められる。

α_１＝Ｎ_S2／ｔ_S2 ………(10) 以上のようにして求められた加速度α_１によ
り、積分項に関するKdも、さきの(8)式で計算し
て補正を行なえば、負荷慣性などが変化しても、
十分、対応できるものである。

さらに、起動のたびに補正計算を行なわずに、
起動時間を短縮する方法として、次のような方法
がある。

この方法は、電源オン時の一番始めに、第１，
２図で説明したように、積分項Σkeの補正計算
を行なつて起動させるものである。

速度指令値Ｎ_Cとモータ速度Ｎとが、ほぼ等し
くなる時間t₁以降の積分項Σke1とKdとを記録し
ておく。モータが一度停止して、再び起動する場
合は、第１，２図で説明した積分項Σkeの補正
を行なうための加速度を測定する必要は不要であ
り、一回目の起動に使用したKdを用いて積分項
Σkeを起動完了まで積分する。

起動完了した時点で、今回の積分項Σkeと一
回目に記録した値とを比較し、その差によりKd
の値を補正して記録し、次の起動に使用する。

すなわち、始めに記録したΣkeより、今回積
分した値が大きければ、Kdの値が大き過ぎたの
で、Kdの値を下げて記録する。

このようにして起動回数が増すほど、理想的な
最短時間の起動が可能となる。

また、定常運転をするものにおいては、電源オ
ン時の一回目の起動は、速度指令値Ｎ_Cを、定常
の値N₁より小さな値N₀で短い時間で起動させ、
そのときのKdを記録する。

このKdの値を、二回目以降の定常速度N₁の起
動に使用できるものである。

この動作を、起動特性図である第５図により説
明する。なお、イは一回目、ニは二回目である。

定常速度をN₁とすると、電源オン時の一回目
は、定常速度N₁より十分低い速度N₀の指令を与
えて起動させる。

この場合も、第１，２図のように、加速度α_１
を検出してKdを補正して起動させ、Kdを記録す
る。

次に、二回目以降の定常な起動の場合に、前回
の上記記録したKdを用いて、積分項Σkeを求め
る。

一般に、モータのドライブ回路では、半導体の
電流容量を考慮して、電流リミツタなどを用いる
ため、起動時は、ほとんど定トルク起動に近い。

そのため、モータ速度Ｎの立上りは、ほぼ直線
的となるので、始め起動したときに記録したKd
をそのまま使用して積分項Σkeを求めると、起
動完了する時間t₁では、丁度Σke1となる。

次に第１図および第２図で一回目の起動完了し
たときの積分項Σke1を記録しておけば、Kdによ
る積分を行なわなくとも、速度指令値Ｎ_Cと速度
Ｎとの差が零になるまで出力電圧Ｖ_putを最大に
しておき、（Ｎ_C−Ｎ）が零になつた瞬間にＶ_put
を前に記録したΣke1にすることにより、モータ
の起動を最短時間で行なえるものである。

第６図は、他の起動特性図で、二回目以降の起
動を示すものである。

起動時の出力Ｖ_putは、さきの(1)式に示した値
ではなく、（Ｎ_C−Ｎ）が零になるまでは最大電圧
Ｖ_putnを与え、速度指令値Ｎ_Cと速度Ｎとの差が
零になるのをチエツクする。

（Ｎ_C−Ｎ）が零になれば、起動が完了したこ
とになるので、Ｖ_putnを零として、出力電圧Ｖ_put
を一回目の起動で得られたΣke1にする。起動後
は、出力電圧Ｖ_putは(1)式のようにする。

この方法を第５図に示した一回目を低い速度
N₀で起動した場合の積分項Σke0（仮起動の積分
項の最終値）を用いる場合は、次式のΣkeを用
いるものである。

Σke＝Σke0×（N₁／N₀） ………(11) 以上に詳述したところにより、本発明に係るも
のにおいては、さきに述べたごとき特徴を有する
ものとしたものである。

次に、本発明のモータの速度制御方法に係る実
施例を、その速度制御装置に係る実施例をあわ
せ、各図を参照して説明する。

ここで、第７図は、本発明の一実施例に係る速
度制御装置の構成図、第８図は、その速度検出回
路の構成図、第９図は、その速度検出回路の動作
説明図、第１０図は、そのドライブ回路、第１１
図は、そのドライブ回路の動作説明図、第１２図
は、そのマイクロコンピユータの動作ブロツク
図、第１３図は、本発明の一実施例に係る速度制
御方法のフローチヤート図、第１４図は、他の実
施例に係る速度制御方法のフローチヤート図であ
る。

まず、第７図において、１は電源、２はモー
タ、３は負荷慣性および負荷を示し、４は、指速
発電機に係るエンコーダ、５は速度検出回路、６
はマイクロコンピユータ、７はドライブ回路であ
る。

また、１０は、エンコーダ４の出力である回転
信号、１１は、速度検出回路５の出力である速度
信号（モータ速度Ｎに係る信号）、１２はデユー
テイ信号、１３は正逆転信号、１４は正転出力、
１５は逆転出力、１６は正逆転指令、１７はスタ
ート指令、Ｎ_Cは、既述のように速度指令に係る
指令値である。

そして、２０〜２３は、トランジスタ、２４〜
２７はダイオードである。

すなわち、電源１にトランジスタ２０〜２３の
Ｈ形ブリツジ回路および、ダイオード２４〜２７
のブリツジ回路を接続している。

また、電源１の正極側には、トランジスタ２
０，２２のコレクタおよび、ダイオード２４，２
６のカソードを接続し、負極側には、トランジス
タ２１，２３のエミツタおよびダイオード２５，
２７のアノードを接続している。

上記のトランジスタ２０のエミツタは、トラン
ジスタ２１のコレクタおよび、ダイオード２４の
アノード、同２５のカノードとともに、モータ２
の一端子に接続し、そのモータ２の他端子には、
トランジスタ２２のエミツタ、同２３のコレクタ
および、ダイオード２６のアノード、同２７のカ
ソードに接続している。

しかして、モータ２の軸は、負荷３およびエン
コーダ４を駆動し、このエンコーダ４の出力であ
る回転信号１０は、速度検出回路５に入力されて
いる。

上記の速度検出回路５の出力である速度信号１
１（Ｎ）は、マイクロコンピユータ回路６に入力
される。

さらに、マイクロコンピユータ回路６には、外
部装置より、指令値Ｎ_Cおよび、正逆転指令１
６、スタート指令１７が入力されるものである。

そして、このマイクロコンピユータ回路６から
は、トランジスタ２０〜２３をチヨツピング制御
する場合のデユーテイを決めるデユーテイ信号１
２と、モータ２に正転トルク、逆転トルクを発生
させる正逆転信号１３が出力され、ドライブ回路
７に入力されている。

上記のドライブ回路７の出力である正転出力１
４は、トランジスタ２０，２３のベースに、逆転
出力１５は、トランジスタ２１，２２のベースに
それぞれ接続されている。

以上のような構成に係る動作は、次のとおりで
ある。

マイクロコンピユータ回路６に、指令置Ｎ_Cお
よび正逆転指令１６、スタート指令１７を与える
と、モータ２の速度Ｎを速度検出回路５から取込
んで、指令値Ｎ_Cと比較し、その差に応じた誤差
値（さきの比例項）を計算する。

また、その誤差値により、さきの積分項を計算
し、これらをもとに、モータ２に加える電圧を決
定し、チヨツピングのデユーテイとして、デユー
テイ信号１２を出力するとともに、モータ２の回
転方向を決定して、正逆転信号１３を出力する。

これにより、ドライブ回路７が動作し、正転の
場合はトランジスタ２０，２３をデユーテイ信号
１２に応じてオンし、モータ２を回転させる。

その起動の始めは、モータ速度Ｎが低いので、
指令値_Cとの差が大きく、積分項の値Σkeも十
分、小さいので、モータ２をオンするデユーテイ
信号１２が、さきの(1)式のG₁（Ｎ_C−Ｎ）によつ
て決まり、大きなデユーテイ信号となつてモータ
２を加速する。

モータ２が指令値Ｎ_Cに近づくと、G₁は（Ｎ_C
−Ｎ）が小さくなり、積分項Σkeが増加し、起
動が完了した時点では、指令値Ｎ_Cとモータ速度
Ｎが等しくなる。

丁度、この時点で、積分項の値Σkeが定常値
Σke1になるように積分項を補正するので、モー
タ２はスムーズに、定常速度N₁に落ちつくもの
である。

次に、上記の各ブロツクについて、さらに詳し
く説明する。

速度検出回路５の一例は、第８図に示すごとき
カウンタ５１とラツチ５２によつて構成される。

図において、カウンタ５１のクロツク入力には
エンコーダ４からの回転信号１０が入力され、カ
ウンタ５１のイネーブル端子には、一定時間のイ
ネーブル信号５３およびリセツト端子にはリセツ
ト信号５４が入力されている。

カウンタ５１の出力Ｓ０〜Snは、ラツチ５２
の入力に入つており、ラツチ５２の出力がモータ
速度Ｎに係る速度信号１１としてマイクロコンピ
ユータ６に取り出される。

ラツチ５２には、ストローブ信号５５が入力さ
れている。

この動作は、第９図のタイムチヤートに示すよ
うに、カウンタ５１はイネーブル信号５３がある
間動作して回転信号１０をカウントし、出力Ｓ０
〜Snに信号を出力する。

次に、ラツチ５２のストローブ信号５５によ
り、出力Ｓ０〜Snに係る信号の内容をラツチ５
２でラツチし、次に瞬間、リセツト信号５４によ
りカウンタ５１をリセツトし、次の計数に備える
ものである。

したがつて、ある一定時間のイネーブル信号５
３の間の回転信号１０も計数しており、モータ速
度に比例した値が速度信号Ｎとして得られるもの
である。

次に、ドライブ回路７は、第１０図に示すよう
に、インバータゲート７１とアンドゲート７２，
７３により構成されている。

デユーテイ信号１２はアンドゲート７２，７３
の一入力に接続し、アンドゲート７２の他入力に
は、正逆転信号１３が、同７３の他入力には、イ
ンバータゲート７１を通して同正逆転信号１３が
接続されるようになつている。

このように構成すると、第１１図に示すよう
に、アンドゲート７２の出力は、正逆転信号１３
が“１”レベル時のみデユーテイ信号１２が表わ
れ、正転出力１４となる。また、アンドゲート７
３の出力は、正逆転信号１３が“０”レベル時の
みデユーテイ信号１２が表われ、逆転出力１５と
なる。

しかして、さきのマイクロコンピユータ６は、
中央処理装置、RAM（ランダムアクセスメモ
リ）、ROM（リードオンリメモリ）、入出力など
から構成され、ROM内に記録されたプログラム
によつて動作する。

第１２図は、その動作ブロツクを示すものであ
る。

外部装置から、指令装置Ｎ_Cおよびスタート指
令１７、正逆転指令１６を受けて、モータ速度Ｎ
を読込んで速度比較を行ない、指令値Ｎ_Cとモー
タ速度Ｎの差から、さきの(1)式の右辺第１項であ
る比例項G₁（Ｎ_C−Ｎ）を計算し、ある一定時間
で速度より加速度を計算して積分項の計算を行な
い、デユーテイを計算するとともに、正逆転を決
定して、デユーテイ信号１２と正逆転信号１３と
を出力するものである。

上記による、本発明に係るものの動作の一例
を、まず第１３図のフローチヤートにより説明す
る。

最初に、電源がオン（ON）になると、フロー
チヤートがスタートする。

まず、加速度α_１を測定するための基準時間に
係る単位時間ｔ_S1と、さきの(1)式の積分項に関す
るKdの値を設定する。

次に、指令値Ｎ_C、モータ速度Ｎ、正逆転指令
１６に係るRwを読込み、速度指令Ｎ_Cにたいして
十分小さなＮ_C2を設定し、(1)式の比例項の計算を
行なう。

そして、上記の仮起動の速度設定値Ｎ_C2とモー
タ速度Ｎとの差が、零かどうか、すなわち、モー
タ速度Ｎが上記速度Ｎ_C2に達したかどうかを調
べ、速度Ｎ_C2に達していなければ、起動開始から
の時間が、始めに設定した値ｔ_S1に等しいかどう
かを調べて、等しければ、このときのモータ速度
Ｎ_S1から加速度α_１を計算し、Kdの補正をす
る。

もし、起動開始からの時間が設定値以外であれ
ば、加速度α_１の計算とKdの補正は行なわな
い。

次に、Σkeの計算を、さきの(2)式のように行
ない積分項の値を得て、この値をメモリし、次の
繰返し計算に用いる。

これらの結果より、チヨツピングのデユーテイ
Dtを計算し、モータ回転方向に係る信号Roを決
めて、デユーテイ信号１２と正逆転信号１３を出
力し、入力の読込みに戻るものである。

このような繰返し、を行ない、モータ速度Ｎが
速度設定値Ｎ_C2に達した場合は、Kdおよび積分
項の値Σke0をメモリし、チヨツピングのデユ−
テイDtを零にし、モータを停止させるものであ
る。

モータが停止すると、第１３図のＡの一点鎖線
内に示したブロツクに移る。

ここでは、第７図のスタート指令１７が入るか
どうかを調べ、スタート指令１７が入ると速度指
令値Ｎ_C、速度Ｎ、正逆転指令Rwを取込んで、さ
きの(1)式の比例項の計算を行なう。

そして、速度指令値Ｎ_Cとモータ速度Ｎとの差
が零かどうか、すなわちモータ速度Ｎが定常速度
N₁に達したかどうかを調べ、達してなければ、
前に記録したKdの値を基にΣkeを計算し、新し
いΣkeをメモリする。

次に、チヨツピングのデユーテイ信号１２と正
逆転信号１３とを計算し、出力して、スタート指
令１７のチエツクを行なうものである。

スタート指令１７に係る信号が入つたままであ
れば、以上のような動作を繰返し起動を続ける。

速度Ｎが定常値N₁に達すれば起動が完了する
ので、(1)式の計算を行なつて、チヨツピングのデ
ユーテイ信号１２と正逆転信号１３とを計算して
出力して、もとのスタート指令１７に係る信号の
チエツクに移る。

スタート指令１７に係る信号がオフであれば、
デユーテイ信号Dtを零にして出力し、モータを
停止させる。次に起動させる場合も、上記と同様
にする。

次に、電源オン時の一回目の起動は、第１３図
に示すものと同様であるが、第１３図の一点鎖線
Ａ内で示した二回目以降の起動法の他の実施例を
第１４図のフローチヤートにより説明する。

スタート指令１７に係る信号のオン、オフを調
べ、同信号が入れば速度指令値Ｎ_C、モータ速度
Ｎおよび正逆転指令Rwを読込んで、モータ速度
Ｎが速度指令値Ｎ_Cに達したかどうかを調べる。

これは、モータが起動を完了したかどうかを調
べることに等しい。

もし、モータ速度Ｎが、速度指令値Ｎ_Cに達し
ていなければ、チヨツピングのデユーテイDtを
最大値とし、正逆転信号Roを決定して出力す
る。

次に、始めに戻つて、スタート指令１７に係る
信号をチエツクする。同信号が入つておれば、上
記の動作を繰返し、モータ速度Ｎは上昇する。

モータ速度Ｎが、速度指令値Ｎ_Cと等しくなり
起動が完了すると、(1)式の計算を行なう。

(1)式の計算で、積分項については、電源オン時
のときに記録したΣke0にＮ_C／Ｎ_C2を掛けた値の
Σkeを用いる。

次に、デユーテイDtを計算し出力して、もと
のスタート指令１７の信号のチエツクに戻る。

もし、同信号がオフになれば、デユーテイDt
を零にして出力し、モータを停止させるものであ
る。

以上のように、上記実施例に係る本発明によれ
ば、電源オン時に、一時仮起動を行なうことによ
り、定常時の起動時に、最短時間で起動でき、さ
らに、負荷慣性や電源電圧の変動にたいし、起動
時のハンチングやオーバーシユート、アンダーシ
ユートを無くし、最短時間の起動を可能とした速
度制御方法とその速度制御装置を得ることができ
るものである。

以上に述べたところをも総合して、本発明によ
るときは、負荷慣性の変化、またはモータの駆動
電源に変化などにたいして、起動時のハンチング
やオーバシユート、アンダーシユートなどをなく
し、最短時間の起動を所期できるものであつて、
実用的効果にすぐれた発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は、起動特性図、第３，４図は、本
発明の実施例に係る加速度検出特性図、第５，６
図は、本発明の各実施例に係る起動特性図、第７
図は、本発明の一実施例に係る速度制御装置の構
成図、第８図は、その速度検出回路の構成図、第
９図は、その速度検出回路の動作説明図、第１０
図は、そのドライブ回路図、第１１図は、そのド
ライブ回路の動作説明図、第１２図は、そのマイ
クロコンピユータの動作ブロツク図、第１３，１
４図は、本発明の各実施例に係る速度制御方法の
フローチヤート図である。１……電源、２……モータ、３……負荷慣性お
よび負荷、４……エンコーダ、５……速度検出回
路、６……マイクロコンピユータ、７……ドライ
ブ回路、２０〜２３……トランジスタ、２４〜２
７……ダイオード、Ｎ_C……速度指令値、Ｎ_C2…
…仮起動の速度設定値、Ｎ……モータ速度、N₁
……モータ定常速度、G₁……ゲインなどで決ま
る定数、α_１……加速度、Σke……積分項の
値、Σke0……仮起動の積分項の最終値、Σke1
……モータ定常速度時の積分項の値、Kd……積
分項に関する被積分値、Dt……チヨツピングの
デユーテイ、Rw，Ro……正逆転信号。

Claims

【特許請求の範囲】１動作軸に速度測定に係る指速発電機を備えた
モータを速度指令により任意の速度で駆動し、少
なくとも、当該速度指令値とモータ速度との差に
よる比例項と、速度指令値とモータ速度との差を
時間積分した積分項とを含むもののフイードバツ
クによつてモータを制御するようにしたものにお
いて、定常速度時の前記積分項の積分値を記録し
ておき、次の起動時に前記比例項が零になつたと
きに積分項を前記の記録した積分値にするように
したことを特徴とするモータの速度制御方法。２特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
次の起動時に加速度を測定し、これを基に起動時
間を計算して、この起動時間において積分項が当
該記録値に等しくなるようにしたものであるモー
タの速度制御方法。３特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
モータ速度が速度指令値と等しくなるまでは速度
フイードバツクは行なわずモータを最大に加速し
つづけ、等しくなつた瞬間に速度フイードバツク
を有効にし、かつ、その積分項を当該記録値にす
るようにしたものであるモータの速度制御方法。４特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
電源オン時に定常速度より十分低い速度指令を与
えて一度仮起動を行ない、このときの起動完了時
の積分項の値を記録し、定常速度の起動完了時に
前記の記録した積分値を基に定常速度時の積分項
の値を計算し、これを積分項の値とするようにし
たものであるモータの速度制御方法。５動作軸に速度を測定する指速発電機を有する
モータと、そのモータ端子に可変電圧を印加する
制御回路とで構成され、当該制御回路は、任意の
速度指令と、指速発電機の出力から速度を検出す
る回路からの速度とを取込んで計算処理するマイ
クロコンピユータと、このマイクロコンピユータ
の出力により動作するドライブ回路とよりなり、
定常速度時のモータ端子電圧を記録することによ
つて、次の起動時に前記の記録した電圧を基に定
常速度時のモータ端子電圧をマイクロコンピユー
タで計算し、この指令でモータを制御するように
構成したことを特徴とするモータの速度制御装
置。