JPS6166580A - Controller for motor - Google Patents

Controller for motor

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Publication number
JPS6166580A
JPS6166580A JP59187925A JP18792584A JPS6166580A JP S6166580 A JPS6166580 A JP S6166580A JP 59187925 A JP59187925 A JP 59187925A JP 18792584 A JP18792584 A JP 18792584A JP S6166580 A JPS6166580 A JP S6166580A
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JP
Japan
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motor
amplifier
value
parameter
input
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JP59187925A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kikuchi
博 菊地
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6166580A publication Critical patent/JPS6166580A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft

Abstract

PURPOSE:To remove variation in a parameter and an influence due to disorder by presuming the parameter and disorder of a control system from a motor speed and the input of a drive force supplying amplifier, and deciding the input value of the amplifier to compensate it. CONSTITUTION:In a control system for controlling a motor 9 through a D/A converter 7 and a servo amplifier 8 by the output of an operating amount calculator 2, an input value of the amplifier 8 and a motor speed detected by a tachometer generator 10 within the prescribed period are input to a parameter/ disorder torque presuming unit 3. Then, the variation in the parameter of the control system and the variation in the disorder torque decided by the load of the motor and the output value of the amplifier 8 are presumed. The presumed value, the motor speed, the input value to the amplifier 8 and the target speed value 1 of the motor are input to the calculator 2 which calculates the input value to the amplifier 8 compensated for the variations in the parameter and the disorder torque.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はモータの制御装置に係り、特に電動式ロボット
のように、モータに負荷として作用する慣性モーメント
及び外乱トルクがモータの回転中に変化する場合に好適
なモータの制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a motor control device, and in particular, to a motor control device such as an electric robot, the moment of inertia and disturbance torque acting as a load on the motor change during rotation of the motor. The present invention relates to a motor control device suitable for various cases.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

電動式ロボットの制御は基本的にはモー′夕の速度制御
によって行われる。このモータの速度制御には次の特徴
がある。
Electric robots are basically controlled by controlling the speed of the motors. The speed control of this motor has the following characteristics.

1)ロボットが把持する物体の質量及びロボットの腕の
姿勢によりて、モータに負荷として作用する慣性モーメ
ントが変化する、即ち制御対象のパラメータが変化する
こと。
1) The moment of inertia that acts as a load on the motor changes depending on the mass of the object held by the robot and the posture of the robot's arm, that is, the parameter of the controlled object changes.

2)遠心力、コリオリカ、重力がモータに外乱トリクと
して作用し、この外乱トルクがロボットの動作中に変化
すること。
2) Centrifugal force, Coriolis, and gravity act on the motor as a disturbance torque, and this disturbance torque changes during robot operation.

工業用ロボット制御にあたっては、これら制御対象のパ
ラメータ変化及び外乱トルク変化を考慮に入れた制御が
なされておらず、この為、軌跡精度が悪い。
When controlling industrial robots, control is not performed that takes into account changes in the parameters of the controlled object and changes in disturbance torque, and as a result, trajectory accuracy is poor.

制御対象のパラメータ変化及び外乱トルク変化に対処す
る制御方法としては、計測自動制御学会論文集第17巻
第4号P467〜P472に記載された方法が知られて
いる。この方法はパラメータ変化及び外乱トルク変化に
対応する量を基本的にはモータの出力値より算出して、
これを補償するようにモータのサーボアンプへ入力する
速度指令値をもとめている。しかしながら、この指令値
をもとめる過程において可変ゲインの調整を必要とし、
この調整を試行錯誤によって行わざるを得なかった。
As a control method for dealing with changes in parameters of a controlled object and changes in disturbance torque, a method described in Proceedings of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol. 17, No. 4, P467-P472 is known. This method basically calculates the amount corresponding to parameter changes and disturbance torque changes from the motor output value,
The speed command value to be input to the motor's servo amplifier is determined to compensate for this. However, the process of determining this command value requires adjustment of the variable gain,
This adjustment had to be made through trial and error.

また同様の制御方法として、第26回自動制御連合講演
会前刷P237〜P238に記載された方法が知られて
いる。この方法は、外乱トルク変化を運動方程式より算
出し、パラメータ変化を基本的にはモータの出力値より
推定し、これらを補償するようにモータのサーボアンプ
へ入力する速度指令値をもとめている。しかしながら、
計算が複雑であり高速の演算手段を必要とする。
Further, as a similar control method, the method described in the 26th Automatic Control Association Lecture Preprint P237-P238 is known. In this method, disturbance torque changes are calculated using equations of motion, parameter changes are basically estimated from motor output values, and a speed command value to be input to the motor's servo amplifier is determined to compensate for these changes. however,
The calculation is complex and requires high-speed calculation means.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、制御対象のパラメータ及び外乱トルク
を推定し、これを補償するようにサーボアンプへの入力
をもとめることにより、パラメータ変化及び外乱トルク
変化の影響を受けに<(シたモータの制御装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to estimate the parameters and disturbance torque of a controlled object and request the input to the servo amplifier to compensate for these, thereby reducing the influence of parameter changes and disturbance torque changes. The purpose is to provide a control device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

モータのサーボ系のブロック線図の1例は第9図のよう
に表すことができる。ここで、u(t)はサーボアンプ
への入力、y (t)はモータの回転角速度、K1はサ
ーボアンプのゲイン、 K2はモータの電機子抵抗とト
ルク定数との積、K3はモータの誘起電圧定数、Cは負
荷の粘性抵抗、Jは負荷の慣性モーメント、Tdは外乱
トルク、Sはラプラス変換の演算子である。また、モー
タの電気的時定数は通常1機械的時定数よりオーダ的に
2桁程度小さいので、これを省略している。
An example of a block diagram of a motor servo system can be expressed as shown in FIG. Here, u(t) is the input to the servo amplifier, y(t) is the rotational angular velocity of the motor, K1 is the gain of the servo amplifier, K2 is the product of the motor armature resistance and the torque constant, and K3 is the motor induction C is the voltage constant, C is the viscous resistance of the load, J is the moment of inertia of the load, Td is the disturbance torque, and S is the Laplace transform operator. Furthermore, the electrical time constant of the motor is usually two orders of magnitude smaller than the mechanical time constant, so it is omitted.

この@9図より、u (t) 、 rd(t) 、 y
 (tlの関係が次式のように表される。
From this @9 figure, u (t) , rd(t) , y
(The relationship between tl is expressed as the following equation.

ここで、U (s) 、 to(s) 、 Y (s)
は、各々u (t) 、 rd(t)。
Here, U(s), to(s), Y(s)
are u (t) and rd(t), respectively.

y (t)をプラス変換したものである。計算機制御を
行う場合に哄離散化した式を用いる方が有利であるので
、この式(1)の左辺に0次ホールドを掛けて2変換す
ることにより離散化すると次式%式% ここで、Tはサンプリング間隔であり、A−ITは(A
−x)rを意味する。第9図においてモータの動作中に
変化す・るものは、JとTd(t)である。
This is a positive conversion of y (t). When performing computer control, it is more advantageous to use a discretized formula, so the left side of formula (1) is multiplied by a zero-order hold and transformed into a 2-transformed discretizer. T is the sampling interval and A-IT is (A
-x) means r. In FIG. 9, things that change during operation of the motor are J and Td(t).

よって式(2)において、このパラメータ変化及び外乱
トルク変化に対応する項は、 り+ 、 P2 、 P
s及びTdであり、上記目的を達成するにはこれらを推
定する必要がある。・ここで、P5τd(a−IT)を
Tdと書き直すと次式のよう和なる。
Therefore, in equation (2), the terms corresponding to this parameter change and disturbance torque change are: ri+ , P2 , P
s and Td, and it is necessary to estimate these in order to achieve the above objective. -Here, if P5τd(a-IT) is rewritten as Td, it becomes the sum as shown in the following equation.

y(AT)=P+y(、’1−IT)+Pzu(A−t
T)+Td  ・”(4)時刻ATにおけるモータの回
転角速度の目標値をyM(JT)とすれば、時刻(ルー
t)rにサーボアンプへ入力すべき値u(A−IT)は
、Pl、 P2 、 Tdが推定できれば、式(4)に
おいてy(AT)=yM(Aで)とおくことにより次式
のようKもとまる。
y(AT)=P+y(,'1-IT)+Pzu(A-t
T) + Td ・”(4) If the target value of the rotational angular velocity of the motor at time AT is yM(JT), the value u(A-IT) to be input to the servo amplifier at time (route t) is Pl , P2, and Td can be estimated, then by setting y(AT)=yM (at A) in equation (4), K can also be determined as shown in the following equation.

u (a−s T ) = (yu(aで)−P+y(
A −tT)−Td)/’P2 (51即ち、式(4)
のPl、 P2 、 Tdが推定できれば、モータ回転
角速度を任意に制御できる。
u (a-s T ) = (yu(at a)-P+y(
A -tT)-Td)/'P2 (51, that is, equation (4)
If Pl, P2, and Td can be estimated, the motor rotational angular velocity can be controlled arbitrarily.

式(4)は一般的には、例えばモータ回転角速度の伝達
系にばね定数を含む場合のように制御対象が第9図に示
すよりも高次になる場合には、次式のようになる。
Equation (4) generally becomes as follows when the controlled object is of a higher order than shown in Fig. 9, for example, when the transmission system of the motor rotational angular velocity includes a spring constant. .

y(AT)= p+y([]T)+pzy(A−巧T)
+・・・・・・+P九y(r7LT ”) + P?L
++ u(A−1’r) + P?L+zu(A−2T
 )+・・・+P九十ルLl(口T)+Td   ・・
・・・・(6)P1〜pa+a ’、 Tdは、以下の
ようにして推定することができる。まず1時間間隔(A
−I、 ) T−JITがこれらのパラメータP1〜P
yL−+ML、 Tdの変化速度と比べて十分短かけれ
ば、この時間間隔においてパラメータを一定値とみなす
ことができ、次式が成立する。但し、Lは銹+1以上が
望ましい。
y(AT)=p+y([]T)+pzy(A-TakumiT)
+・・・・・・+P9y(r7LT”) +P?L
++ u(A-1'r) + P? L+zu(A-2T
)+...+P90Ll(mouth T)+Td...
...(6) P1~pa+a', Td can be estimated as follows. First, every hour (A
-I, ) T-JIT sets these parameters P1 to P
If the rate of change of yL-+ML and Td is sufficiently short compared to the rate of change of Td, the parameter can be regarded as a constant value in this time interval, and the following equation holds true. However, L is preferably rust +1 or more.

Y (A) = A (AI P (J)      
     ・・・・・・・・・(7)ここで、右との添
字Tはベクトルあるいは行列の転置を意味する。この式
(7)に対して最小二乗法を適用することにより[P 
(J)の推定値IP (43がもとまる。この最小二乗
法による推定方法の例は、計測自動制御学会発行の「シ
ステム同定」P77〜P79&C記載されている。この
文献の推定方法においては外乱トルクに関する項が含ま
れていないが、この方法と同様な手順を踏むことにより
、余(J)が次式のよう知もとまる。
Y (A) = A (AI P (J)
(7) Here, the subscript T to the right means transposition of a vector or matrix. By applying the least squares method to this equation (7), [P
The estimated value IP (43) of (J) is obtained. An example of this estimation method using the least squares method is described in "System Identification" pages 77 to 79&C published by the Society of Instrument and Control Engineers.In the estimation method of this document, the disturbance Although a term related to torque is not included, by following a procedure similar to this method, the remainder (J) can be found as shown in the following equation.

−(A) = CA”(J) A (A) )−’A”
(A) Y (A)     ・・・・・乍ここで、右
上の添字−1は逆行列を意味する。
-(A) = CA"(J) A (A) )-'A"
(A) Y (A) . . . Here, the subscript −1 on the upper right side means an inverse matrix.

よって、時刻ATにおけるモータの回転角速度の目標値
をyx(JT)とすれば、時刻(A−+)Tにサーボア
ンプへ入力すべき値u(A−Iで)は、式(6)テおけ
るy(ムT)をYMCA’T)、 I”1〜PfL十乳
をこの推定値P+△ 〜P?L+%、 Tdをこの推定値Tdとおきかえるこ
とにより次式のようKもとまる。
Therefore, if the target value of the rotational angular velocity of the motor at time AT is yx (JT), the value u (at A-I) to be input to the servo amplifier at time (A-+)T is given by equation (6). By replacing y (muT) in YMCA'T), I"1~PfL as this estimated value P+△~P?L+%, and Td with this estimated value Td, K also stops as shown in the following equation.

u(A−Iで)= (yM(JT)−Pay(ルーIT
 )−−・−−PrLy(r;0LT)−p?L+zu
(A−zT)−及び外乱トルクを推定し、この推定値を
用いて式(四よりサーボアンプへの入力値をもとめるこ
とによりモータ回転角速度を任意に制御できる。
u(with A-I) = (yM(JT)-Pay(ruIT)
)---・--PrLy(r;0LT)-p? L+zu
By estimating (A-zT)- and the disturbance torque and using this estimated value to determine the input value to the servo amplifier from equation (4), the motor rotational angular velocity can be controlled arbitrarily.

但し、計算に要する時間について考慮する必要がある。However, it is necessary to consider the time required for calculation.

即ち、式(1乃及び式(1場の計算をサンプリング間隔
1以内に行う必要がある。一般に、式(1坤のように逆
行列をもとめる計算は時間がかかる。そこで、式(12
)及び式(川の計算がサンプリング間隔1以内に終らな
い場合には式(laの逆行列をもとめる計算を簡略化す
る必要がある。そこで1行列A(4)とA(A−1)と
の共通要素を行列B(4−1)とおく。
In other words, it is necessary to calculate the fields of Equation (1) and Equation (1) within a sampling interval of 1. In general, calculation to obtain the inverse matrix as in Equation (1) takes time. Therefore, Equation (12
) and formula (If the calculation of the river is not completed within sampling interval 1, it is necessary to simplify the calculation to obtain the inverse matrix of formula (la. Therefore, 1 matrix A(4) and A(A-1) Let the common element of the matrix B(4-1) be a matrix B(4-1).

さらに1行列F (A)とG(J)を次のように定義す
る。
Furthermore, one matrix F (A) and G (J) are defined as follows.

F(A): (A (AHA(ル)〕−1・・・・・・
(I5) G (A)=CB  (A) B (A) 〕−1・・
・・・・(16) 式(9) 、 a4)〜θG)より1次式が得られる。
F(A): (A (AHA)) -1...
(I5) G (A)=CB (A) B (A) ]-1...
(16) A linear equation is obtained from equation (9), a4) to θG).

F  (Al=G  (A−1)+φ(A−1)φ(J
−1)  ・・・・・・(I7)ム同定J P116〜
P118を参考にして変形するとF (J) = G 
CA−1) −〇 (A−1)φ(A−1)φ(A−1
) G (A−s )/j #(A−1)      
    −・−js)Δt(A−1)=1+φ(J!−
1) G (’−1)φC4−1)・・・・・・■)G
(A−x)= F (A−1)+F CA−1)φ(A
−L−1)φ(A−L−1)F(A−1)/Δf(A−
1)    ・・・・・・(21)夕推定値P o (
A)が得られる。
F (Al=G (A-1)+φ(A-1)φ(J
-1) ......(I7) Mu identification J P116~
When transformed with reference to P118, F (J) = G
CA-1) -〇 (A-1)φ(A-1)φ(A-1
) G (A-s)/j #(A-1)
−・−js)Δt(A−1)=1+φ(J!−
1) G ('-1)φC4-1)・・・・・・■)G
(A-x)=F (A-1)+F CA-1)φ(A
-L-1)φ(A-L-1)F(A-1)/Δf(A-
1) ......(21) Evening estimated value P o (
A) is obtained.

△ 1Po(A)= CB (4)B(A) ’3  B 
(ムlYo (A)    −−@4To (A)= 
Cy(JT) 、・・・・・・、 y(A−L+2T)
 ]  ・・・・・・(24また、次式が成立する。
△ 1Po(A)= CB (4)B(A) '3 B
(MlYo (A) --@4To (A)=
Cy(JT) ,..., y(A-L+2T)
]...(24) Also, the following equation holds true.

1)y(rT、r)     ・・・・・・9四以上の
式(12)及び式(I9)〜(2→より次式が得られる
1) y(rT, r) 94 or more formulas (12) and formulas (I9) to (2→) yield the following formula.

−y(貫で))/ΔfcA−1)    ・・・・・・
(財)△ Yo(JT) :φ(A−1) Po(J!−t ) 
     ・・・・・・(2→y(A−LT) =φ(
A−L−1) P (A−t )     ・・・・・
・図なお、上式をさらに変形すると次式が得られる。
-y(through))/ΔfcA-1) ・・・・・・
(Foundation) △ Yo (JT): φ (A-1) Po (J!-t)
・・・・・・(2→y(A-LT) =φ(
A-L-1) P (A-t)...
・Figure Note that by further transforming the above equation, the following equation is obtained.

−(A)−〇(A−1)−G(A−1)φ(A−x)〔
y(AT’) −y(AT))/Δf(A−1)+(”
 I −G(A−t )φ(A−t)φ (ルーり/Δ
y(A−t ’) ] F (A−1)φ(A−L−1
)x(y(A−LT) −y(τIT)〕/Δf(A−
x)         ・・・・・・(31)ここで、
■は単位行列である。
-(A)-〇(A-1)-G(A-1)φ(A-x)[
y(AT') -y(AT))/Δf(A-1)+("
I -G(A-t)φ(A-t)φ (Rule/Δ
y(A-t') ] F (A-1)φ(A-L-1
)x(y(A-LT) -y(τIT)]/Δf(A-
x) ......(31) Here,
■ is an identity matrix.

以上をまとめると1式02)あるいは、これの遂次形で
ある式(2″71〜(2鴫あるいは式(31)より制御
対象のパラメータ及び外乱トルクを推定し、この推定値
を用いて式(13)よりサーボアンプへの入力値をもと
めることによりモータ回転角速度を任意に制御できる。
To summarize the above, the parameters of the controlled object and the disturbance torque are estimated from Equation 102) or the sequential form of Equation (2'71~(2) or Equation (31), and using these estimated values, Equation By determining the input value to the servo amplifier from (13), the motor rotational angular velocity can be controlled arbitrarily.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の実施例を第1図乃至第8図により説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.

〔実施例1〕 メモリ管理器5(第1図)は操作量演算
器2より時刻(A−1)Tにおける演算結果u(4i−
IT)を入力する。次にメモリ6より時刻(A−1)T
から(A−L−1十1)Tの各サンプリング時点におけ
るモータ9の速度y(A−IT) 、−、y(A−t、
−7L+IT) l及び時刻(A−2)Tから(ルーL
−tt+1)Tの各サンプリング時点におけるサーボア
ンプ8への入力値u(A−27) 、−、u(A−t、
−%+IT、)を取り出し、これらメモリ6より取り出
したデータと、操作量演算器2より入力したデータとを
パラメータ・外乱トルク推定器3へ出力する。その後、
不用となったデータy(A−L−?L+ t T )及
びu(A−L−?L+ I T )をメモリ6より消去
し、一方新たなデータu(A−IT)をメモリ6へ書込
むっ次にタイマ4からの信号を待ち、この信号(時刻A
T )を受付けた後。
[Embodiment 1] The memory manager 5 (FIG. 1) receives the operation result u(4i-
Enter IT). Next, from memory 6, time (A-1)T
From (A-L-11)T, the speed of the motor 9 at each sampling time y(A-IT), -, y(A-t,
-7L+IT) l and time (A-2) from T (L
-tt+1) The input value to the servo amplifier 8 at each sampling time point u(A-27), -, u(A-t,
-%+IT,), and outputs the data retrieved from the memory 6 and the data input from the manipulated variable calculator 2 to the parameter/disturbance torque estimator 3. after that,
The unnecessary data y (A-L-?L+ t T ) and u (A-L-?L+ I T ) are erased from the memory 6, while new data u (A-IT) is written to the memory 6. Next, wait for a signal from timer 4, and when this signal (time A
After receiving T).

A/Dコンバータ11及びタコメータ10を介してモー
タ9の速度y(AT)を入力する。このデータY(、A
T)をパラメータ・外乱トルク推定器3へ出力する。そ
してメモリ6よりデータy(A−IT) 。
The speed y (AT) of the motor 9 is input via the A/D converter 11 and the tachometer 10. This data Y(,A
T) is output to the parameter/disturbance torque estimator 3. And data y (A-IT) from memory 6.

−v Y(A−?L+IT)及びu(A−IT)、−、
u(A−%+IT)を取り出し、これらメモリ6より取
り出したデータとA/Dコンバータ11より入力したデ
ータとを操作量演算器2へ出力し、さらに新たなデータ
y(JT)をメモリ6へ書込む。以−ヒのメモリ管理器
5の処理を第2図にフローチャートの形で示す。
-v Y(A-?L+IT) and u(A-IT), -,
u(A-%+IT), outputs the data retrieved from the memory 6 and the data input from the A/D converter 11 to the manipulated variable calculator 2, and then sends new data y(JT) to the memory 6. Write. The following processing of the memory manager 5 is shown in the form of a flowchart in FIG.

パラメータ・外乱トルク推定器3は、メモリ管理器5よ
り行列A(A)の要素であるy(A−IT)、・・・。
The parameter/disturbance torque estimator 3 receives y(A-IT), which is an element of the matrix A(A), from the memory manager 5.

y (A−t、−?L+ t T )及びu(A−了T
) r ”’ v u(ルーL−%+lT)のデータめ
入力後、式(12)の右辺における[”A (41A(
41)  A (A)の計算を行う。次にベクトルY(
λ)の要素であるy(’AT)をメモリ管理器5より受
は取り、式fi2)に従ってパラメータ及び外乱トルク
の推定値P (J)を算出し、この値を操作量演算器2
へ出力する。このパラメータ・外乱トルク推定器3の処
理を$3図にフローチャートの形で示す。
y (A-t, -?L+ t T ) and u (A-RyoT
) r ”' v After inputting the data of u (Rue L-% + lT), [”A (41A(
41) Calculate A (A). Next, vector Y(
λ) is received from the memory manager 5, and an estimated value P (J) of the parameter and disturbance torque is calculated according to formula fi2), and this value is sent to the manipulated variable calculator 2.
Output to. The processing of this parameter/disturbance torque estimator 3 is shown in the form of a flowchart in Figure $3.

操作量演算器2は、時刻(A+1)Tにおけるモータ9
の回転角速度の目標値1即ちyhy(前T)の入力後、
パラメータ・外乱トルク推定器3よりパラメータ及び外
乱トルクの推定値P (41を入力する。次にメモリ管
理器5よりデータy(k−IT)。
The manipulated variable calculator 2 calculates the motor 9 at time (A+1)T.
After inputting the target value 1 of the rotational angular velocity of yhy (front T),
Input the estimated value P (41) of the parameter and disturbance torque from the parameter/disturbance torque estimator 3. Next, input the data y (k-IT) from the memory manager 5.

・・・、 y(計画T)及びu(A−IT) 、・・・
、U(「宣T)を人力し、式(13)に従って(但し、
Aをa+tと置換する)時刻ATにサーボアンプ8へ入
力スべき値u(JT)を算出し、この)直をD/Aコ/
バータフを介し°Cナーボアンプ8に出力し、さらにこ
の算出値をメモリ管理器5に出力子る。この操作量演算
器2の処理を第4図にフローチャートの形で示す。
..., y (plan T) and u (A-IT), ...
, U ("declaration T") manually and according to formula (13) (however,
Replace A with a+t) Calculate the power value u(JT) input to the servo amplifier 8 at time AT, and convert this direct value to the D/A controller/
The calculated value is outputted to the °C Nervo amplifier 8 via the bar tuff, and the calculated value is further outputted to the memory manager 5. The processing of this manipulated variable calculator 2 is shown in the form of a flowchart in FIG.

タイマ4は時間間隔Tごとに信号をメモリ管理器5に出
力する。本実施例によればパラメータ及び外乱トルクの
推定が他の実施例よりも簡単なアルゴリズムでできる。
The timer 4 outputs a signal to the memory manager 5 at every time interval T. According to this embodiment, parameters and disturbance torque can be estimated using a simpler algorithm than in other embodiments.

〔実施例2〕 メモリ管理器5は操作量演算器2より演
算結果u(A−IT’)を入力する。次にメモリ6より
y(A−IT) 、 −、’ y(A−L−zT)及び
U(A−2T)。
[Embodiment 2] The memory manager 5 inputs the calculation result u(A-IT') from the manipulated variable calculator 2. Next, from the memory 6, y(A-IT), -,' y(A-L-zT) and U(A-2T).

・・・、 u(A−L−zT)とを取り出し、これらメ
モリ6より取り出したデータと操作量演算器2より入力
したデータとをパラメータ・外乱トルク推定器3へ出力
する。その後、不用となったデータY (A−[、−n
T )及びu(A−L−zT)をメモリ6より消去し、
新たなデータu(A−IT)をメモリ6へ書込ム。
. After that, data Y (A-[,-n
T) and u(A-L-zT) from memory 6,
Write new data u(A-IT) to memory 6.

次にタイマ4からの信号を待ち、この信号を受付ケた後
、A/Dコンバータ11及びタコメータ10を介してモ
ータ9の速度y(AT)を入力する。
Next, it waits for a signal from the timer 4, and after receiving this signal, the speed y (AT) of the motor 9 is inputted via the A/D converter 11 and tachometer 10.

このデータY(JT)をパラメータ・外乱トルク推定器
3へ出力し、さらにメモリ6よりデータy(A−tT)
、−、Y(A−yc+tT)及びU(口T)、−。
This data Y (JT) is output to the parameter/disturbance torque estimator 3, and then data y (A-tT) is output from the memory 6.
, -, Y (A-yc+tT) and U (mouth T), -.

u (A−?L+ I T )を取り出す。これらメモ
リ6より取り出したデータとA/Dコンバーター1よす
入力したデータとを操作量演算器2へ出力し、新たなデ
ータy(JT)をメモリ6へ書込む。以上のメモリ管理
器5の処理を第5図にフローチャートの形で示す。
Take out u (A-?L+ I T ). The data retrieved from the memory 6 and the data input to the A/D converter 1 are output to the manipulated variable calculator 2, and new data y (JT) is written to the memory 6. The above processing of the memory manager 5 is shown in the form of a flowchart in FIG.

パラメータ舎外乱トルク推定器3はメモ+7 管理器5
より行列A (A)と)、(A−1)の要素y (A−
耳T)。
Parameter disturbance torque estimator 3 is memo + 7 manager 5
From matrix A (A)), element y (A-1) of matrix A (A-1)
ears T).

・・・、y(A−I、−?LT )及びu(a−tで)
、−、u(a−L−?LT)の入力後G(A−1)を式
l8)K:従って算出する。次にF  (41を式(+
7)に従って算出した後、F  (A)の逆行列F (
A)を算出し、さらにB (A−t ) Yo(A−1
)を式に)に従って算出する。この後ベクトルY(A)
の要素y(AT’)をメモリ管理器5より入力し、A 
fA) Y(J)を式(21に従って算出し、これらの
算出結果と式(+2)よりパラメータ及び外乱トルクの
推定値P(4)をもとめ、この推定値を操作量演算器2
へ出力する。このパラメータ嗜外乱トルク推定器3の処
理を第6図にフローチャートの形で示す。操作量演算器
2及びタイマ4の機能は実施例1と同様である。本実施
例によればパラメータ及び外乱トルクの推定におけるA
 (’)A(Jlの演算が実施例1よりも高速にできる
..., y (A-I, -?LT) and u (at a-t)
, -, after inputting u(a-L-?LT), G(A-1) is calculated using equation 18) K: Therefore. Next, F (41 is expressed as (+
7), the inverse matrix F (
A), and further calculate B (A-t) Yo(A-1
) is calculated according to the formula). After this vector Y(A)
The element y(AT') of is input from the memory manager 5, and A
fA) Y(J) is calculated according to equation (21), and an estimated value P(4) of the parameter and disturbance torque is obtained from these calculation results and equation (+2), and this estimated value is applied to the manipulated variable calculator 2.
Output to. The processing of this parameter-dependent disturbance torque estimator 3 is shown in the form of a flowchart in FIG. The functions of the manipulated variable calculator 2 and the timer 4 are the same as in the first embodiment. According to this embodiment, A in estimating parameters and disturbance torque
(')A(Jl can be calculated faster than in the first embodiment.

〔実施例3〕 メモリ管理器5及び操作量演算器2及び
タイマ40機能は実施例2と同様である。パラメータ・
外乱トルク推定器3はメモリ管理器5よりyσ可T)、
・・・、y(A−L−九T)及びu(A−tで)、 −
、u(A−L−7LT)の入力後、G(A−1)を式(
2η、(ハ)に従って算出し、Fl)を式(+91 、
 (21Jに従って算出する。一方、y(A−LT)を
式(34に従って算出した後、パラメータ及び外乱トル
クの推定△ 値Pa(A−1)を式0日に従って算出し、この結果よ
△ すyす(AT)を式(21に従って算出する。次に7(
AT)をメモリ管理器5より入力し、パラメータ及び外
乱トルクの推定値P fA)を式+27)に従って算出
し。
[Third Embodiment] The functions of the memory manager 5, operation amount calculator 2, and timer 40 are the same as in the second embodiment. Parameters
The disturbance torque estimator 3 receives yσ from the memory manager 5 (T),
..., y (A-L-9T) and u (at A-t), -
, u(A-L-7LT), G(A-1) is expressed as (
2η, (c), Fl) is calculated according to the formula (+91,
(Calculated according to 21J. On the other hand, after calculating y (A-LT) according to formula (34), the estimated △ value Pa (A-1) of the parameters and disturbance torque is calculated according to formula 0, and based on this result, △ Calculate ys(AT) according to formula (21). Next, 7(
AT) is input from the memory manager 5, and the estimated value PfA) of the parameter and disturbance torque is calculated according to formula +27).

この推定値′陀操作量演算器2へ出力する。このパラメ
ータ・外乱トルク推定器3の処理を第7図にフローチャ
ートの形で示す。本実施例によればパラメータ及び外乱
トルクの推定において逆行列の演算を含まないので、こ
の推定が実施例1.2より高速にできる。
This estimated value ' is output to the manipulated variable calculator 2. The processing of this parameter/disturbance torque estimator 3 is shown in the form of a flowchart in FIG. According to this embodiment, since the calculation of the inverse matrix is not included in the estimation of parameters and disturbance torque, this estimation can be performed faster than in embodiments 1 and 2.

〔実施例4〕 メモリ管理器5及び操作量演算器2及び
タイマ4の機能は実施例2と同様である。パラメータ・
外乱トルク推定器3はメモリ管理器5よりy(A−IT
)、・・・、 y(A−L−?LT)及びu(A−tT
)、−・、 u(A−L−aT)の入力後、G(A−1
)を式(21) 、(社)に従って算出し、F (、G
)を式(19) 、 (20に従  4つて算出する。
[Embodiment 4] The functions of the memory manager 5, manipulated variable calculator 2, and timer 4 are the same as in the second embodiment. Parameters
The disturbance torque estimator 3 receives y(A-IT
), ..., y(A-L-?LT) and u(A-tT
), -・, after inputting u(A-L-aT), G(A-1
) is calculated according to formula (21), and F (, G
) is calculated according to equations (19) and (20).

一方、 y(A−LT)及びy(AT)を式(3C1に
従って算出し、 y(JT)をメモリ管理器5より入力
し、パラメータ及び外乱トルクの推定値△ P (A)を式(3]I K従って算出する。そしてこ
の推定値を操作量演算器2へ出力する。このパラメータ
・外乱トルク推定器3の処理を第8図てフローチャート
の形で示す。本実施例によれば、パラメータ及び外乱ト
ルクの推定において逆行列の演算を含まないので、この
推定が実施例1,2より高速洗できる。
On the other hand, y(A-LT) and y(AT) are calculated according to formula (3C1), y(JT) is input from the memory manager 5, and the estimated value ΔP (A) of the parameter and disturbance torque is calculated according to formula (3C1). ] I K is calculated accordingly.Then, this estimated value is output to the manipulated variable calculator 2.The processing of this parameter/disturbance torque estimator 3 is shown in the form of a flowchart in FIG. 8.According to this embodiment, the parameter Since the calculation of the inverse matrix is not included in the estimation of the disturbance torque, this estimation can be performed faster than in the first and second embodiments.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、制御対象のパラメータ及び外乱トルク
を推定でき、この推定値を用いてモータのサーボアンプ
へ入力する値をつくり出すため即ち、制御対象のパラメ
ータ及び外乱トルクが変化しても、これらを補償するよ
うにサーボ系を構成しているため、制御対象のパラメー
タ及び外乱トルクの変化を受けにくいという効果がある
According to the present invention, the parameters and disturbance torque of the controlled object can be estimated, and the estimated values are used to create values input to the servo amplifier of the motor. Since the servo system is configured to compensate for this, it has the effect of being less susceptible to changes in the parameters of the controlled object and disturbance torque.

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

第1図は本発明に係るサーボ系を示す図、第2図ないし
第8図は本発明の実施例を示す図、第9図はモータ及び
サーボアンプのブロック線図である。 1・・・モータ回転速度の目標値 2・・・操作量演算器 3・・・パラメータ・外乱トルク推定器4・・・タイマ
、     5・・・メモリ管理器6・・・メモリ、 
    7・・・D/Aコンバータ8・・・サーボアン
プ、  9・・・モータ10・・タコメ−1,11・・
・A/Dコンバータ。r+代理人弁理士 高 橋 明 
夫ゝ−こ 第 1 図 第 2 図 第 3 図 第 4 図 第 5 図 第7図 第 3 図
FIG. 1 is a diagram showing a servo system according to the invention, FIGS. 2 to 8 are diagrams showing embodiments of the invention, and FIG. 9 is a block diagram of a motor and a servo amplifier. 1... Target value of motor rotational speed 2... Manipulated amount calculator 3... Parameter/disturbance torque estimator 4... Timer, 5... Memory manager 6... Memory,
7...D/A converter 8...Servo amplifier, 9...Motor 10...Tachometer 1, 11...
・A/D converter. r+Representative Patent Attorney Akira Takahashi
Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 7 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、モータ、該モータの駆動力を供給する増幅器及び該
増幅器の入力値を与える制御装置から成るモータの制御
系において、 前記制御装置は、前記モータ、該モータの 負荷及び前記増幅器の出力値で決定される前記制御系の
パラメータ並びに前記モータに加わる外乱トルクを、所
定時間内における前記モータの速度及び前記増幅器への
入力値から推定する推定器と、 前記推定器の推定値、前記所定時間内にお ける前記モータの速度、前記増幅器への入力値及び前記
モータの速度目標直から、前記増幅器への入力値を算出
する演算器とを有することを特徴とするモータの制御装
置。
[Scope of Claims] 1. A motor control system comprising a motor, an amplifier that supplies the driving force of the motor, and a control device that provides an input value of the amplifier, wherein the control device controls the motor, the load of the motor, and the control device that provides the input value of the amplifier. an estimator that estimates the parameters of the control system determined by the output value of the amplifier and the disturbance torque applied to the motor from the speed of the motor within a predetermined time and the input value to the amplifier; an arithmetic unit that calculates an input value to the amplifier from a value, a speed of the motor within the predetermined time, an input value to the amplifier, and a target speed of the motor. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03124287A (en) * 1989-10-06 1991-05-27 Toyo Electric Mfg Co Ltd Equivalent disturbance observer employing no speed sensor
JPH03235687A (en) * 1990-02-08 1991-10-21 Mitsubishi Electric Corp Motor control system
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