JPS62118783A - Controller for dc motor - Google Patents

Controller for dc motor

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Publication number
JPS62118783A
JPS62118783A JP61228806A JP22880686A JPS62118783A JP S62118783 A JPS62118783 A JP S62118783A JP 61228806 A JP61228806 A JP 61228806A JP 22880686 A JP22880686 A JP 22880686A JP S62118783 A JPS62118783 A JP S62118783A
Authority
JP
Japan
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speed
regulator
value
motor
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP61228806A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Ishida
紘一 石田
Hirohisa Isogai
磯貝 裕久
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP61228806A priority Critical patent/JPS62118783A/en
Publication of JPS62118783A publication Critical patent/JPS62118783A/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
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/2805Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

Abstract

PURPOSE:To suppress a speed impact drop and a recovery time to small values at abrupt load change time by using a PI regulator as a speed regulator, and adding the output of a state observer to the output of the regulator. CONSTITUTION:A speed regulator 3 of a PI regulator outputs a current target value ia* responsive to a deviation between a speed target value omega* and an actual speed value omega. A current regulator 4 applies a control signal to a thyristor rectifier 5 in response to a deviation between the values ia* and an actual current value ia. A state observer 2 inputs the value ia and the value omega, calculates the estimated value of a load disturbance amount and its differentiated value, and adds the signal obtained by adding the estimated value and the differentiated value fed through an insensitive zone calculating element 16 to the value ia*.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は電動機速度の自動制御ループの内側に電動機の
トルクもしくは電流の自動制御ループが設けられている
ような電動機の制御装置に関する。
The present invention relates to a control device for an electric motor in which an automatic control loop for the motor torque or current is provided inside an automatic control loop for the motor speed.

【従来の技術】[Conventional technology]

線材、棒鋼などの圧延機の駆動にはサイリスクレオナー
ド直流他動電動機が使用される。圧延材は複数スタンド
にまたがっており、各圧延機の回転速度は負荷によらず
一定に制御されることが望まれる。 圧延材先端が圧延ロールにかみ込んだ瞬間には圧延ロー
ルの速度は瞬時降下し、過渡的に変動する。生産性の向
上、製品品質の向上のために、高速圧延が要求されるよ
うになってくると、圧延材かみこみ時の急峻な負荷トル
ク変動分による圧延ロールの速度瞬時降下(インパクト
ドロップ)、速度回復時間(リカバリータイム)を出来
るだけ小さく制御する必要がある。 従来、直流他動電動機の速度制御には、電流制御系をマ
イナーループとしてもつサイリスクレオナードによる速
度制御装置が使用され、連応性の高い制御が行われてい
るが、速度調節器が比例積分動作のために、負荷急変時
の速度変動に対する修正動作に時間遅れが伴い、速度変
動を小さくするには限界がある。 このような欠点を除去するものとして、たとえば、特願
昭54−5492号(特開昭54−109118号)に
よれば、電動機の速度の自動制御ループを構成する調節
器として純粋なP調節器を用い、かつ、電動機の起動時
定数を模擬する回路を含み電動機の速度および電流の検
出値を入力信号として受け取って電動機の負荷トルク相
当の推定値を出力信号として発生する状態観測器を設け
、その状態観測器の出力信号を、電動機の速度の自動制
御ループを構成する調節器の出力信号に加算して、電動
機のトルクもしくは電流の自動制御ループを構成する電
流調節器に与える直流電動機の制御装置が既に提案され
ている。 第2図はこの既提案に係る直流電動機の制御装置の要部
ブロック図である。この第2図において、破線枠lは速
度制御系を示し、破線枠20は状態観測器(オブザーバ
)を示す。自動速度制御ループを構成するための主調節
器、すなわち速度調節器30は純粋なP調節器である。 自動速度制御ループの内側のループ(マイナループ)と
してトルクもしくは電流の自動制御ループが設けられて
いる。 ここでは電流調節器4により電機子電流の制御ループが
構成されている。電流調節器4としては同様にpr調節
器が用いられる。電流調節器4によって制御されるサイ
リスク整流装置5は伝達関数eXI)(−5rL)を有
するむだ時間要素として図示されている。このサイリス
ク整流装置から電機子回路に電圧Eaを供給され速度ω
で回転する直流電動機は、伝達関数(1/Ra)/(1
+5Ta)を有する電機子回路6と、磁束φを係数とす
る比例要素7と、伝達関数1 / (S TJ )を有
する起動時定数回路(機械系)8とで原理的に図解され
ている。すなわち、供給電圧Eaと起動Eω=φ・ωと
の差電圧を一次遅れ要素6に与えることにより電機子電
流iaが生じ、これにφを乗算することにより電動機ト
ルクτH−φ・iaが生じ、この電動機トルクτ、と負
荷トルクτえとの差が積分時間T、+(起動時定数)を
有する積分要素8に印加され、この積分要素8の出力が
速度ωとなるというらうに考えることができる。速度実
際直流他動電動機ωは速度調節器3oの入力側に導かれ
・速度目標値ωりと比較される。速度調節器3oは速度
制御偏差ω1−ωに応じて電機子電流目標値ia”を出
力する。電機子電流実際値iaは電流調節器4の入力側
に導がれ、電流目標値ia”と比較される。電流調節器
4は電流制御偏差ia”−iaに応じてサイリスク整流
装置5のための制御信号を発生する。 第2図の既提案においては、上述の速度制御系1に対し
、状態観測器(オブザーバ> 20を組み合せて負荷外
乱を補償するようにしている。 状態観測器20は、電流実際値ia、速度実際値ωを入
力とし、負荷外乱量τtの推定値τLを出力する。この
τえを、純粋なP調節器から成る速度調節器30の出力
信号即ち電流指令値ia”に加算するようにしている。 状態観測器の構成は、起動時定数等価モデル12、ゲイ
ンg+、gzの増巾器13,14 、積分器15、ゲイ
ン1の反転増巾器11より成り立っている。 状態観測器の動作は、次のようになる。今、例えば負荷
トルクτLが急増すると、速度実際値は減少し、このた
め、ε=ω−ω〈0の偏差信号がでる。この偏差信号ε
を極性反転してゲインg2の増巾器14、積分器15を
介して電流実際値iaと比較する。積分器15の出力は
速度調節器出力信号に加算されて、電流指令値ia“は
増加し、電流実際値iaは増加する。界磁φが一定のと
きは、積分器15の出力は負荷トルク相当値1児で、i
aの増加に応じてτ冒よ増加し、ωは減少方向に動き、
ω−ωとなる。最終的には積分器12.15の入力はゼ
ロになり平衡する結果、τL=τL、ω=ωとなる。 増巾要素g、はオブザーバ−内のループにある2ケの積
分要素により生じる自動振動を抑制し、安定化を計るた
めに付は加えられている。
A Silyce Leonard direct current passive motor is used to drive the rolling mill for wire rods, steel bars, etc. The rolled material is spread over multiple stands, and it is desired that the rotational speed of each rolling mill be controlled to be constant regardless of the load. The moment the tip of the rolled material bites into the roll, the speed of the roll drops instantaneously and fluctuates transiently. As high-speed rolling is required to improve productivity and product quality, instantaneous drop in rolling roll speed (impact drop) due to steep load torque fluctuations when rolling material is bitten, It is necessary to control the speed recovery time as small as possible. Conventionally, for speed control of DC passive motors, a speed control device developed by Siris Leonard, which has a minor current control system as a minor loop, has been used to perform highly coordinated control, but the speed regulator operates in a proportional-integral manner. Therefore, there is a time delay in corrective action for speed fluctuations when the load suddenly changes, and there is a limit to reducing speed fluctuations. In order to eliminate such drawbacks, for example, according to Japanese Patent Application No. 54-5492 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-109118), a pure P regulator is proposed as a regulator constituting an automatic control loop for the speed of an electric motor. and a state observation device that includes a circuit that simulates the starting time constant of the motor, receives detected values of the speed and current of the motor as input signals, and generates an estimated value equivalent to the load torque of the motor as an output signal, Control of the DC motor by adding the output signal of the condition observation device to the output signal of the regulator that makes up the automatic control loop for motor speed and gives it to the current regulator that makes up the automatic control loop for motor torque or current. Devices have already been proposed. FIG. 2 is a block diagram of the main parts of the DC motor control device according to this existing proposal. In FIG. 2, a broken line frame l indicates a speed control system, and a broken line frame 20 indicates a state observer. The master regulator for forming the automatic speed control loop, speed regulator 30, is a pure P regulator. An automatic torque or current control loop is provided as an inner loop (minor loop) of the automatic speed control loop. Here, the current regulator 4 constitutes an armature current control loop. Similarly, a pr regulator is used as the current regulator 4. The sirisk rectifier 5 controlled by the current regulator 4 is illustrated as a dead time element with a transfer function eXI)(-5rL). Voltage Ea is supplied from this sirisk rectifier to the armature circuit, and the speed ω
A DC motor rotating at a transfer function (1/Ra)/(1
+5Ta), a proportional element 7 having a magnetic flux φ as a coefficient, and a starting time constant circuit (mechanical system) 8 having a transfer function 1/(STJ). That is, by applying the difference voltage between the supply voltage Ea and the starting Eω=φ・ω to the primary lag element 6, the armature current ia is generated, and by multiplying this by φ, the motor torque τH−φ・ia is generated, It can be thought that the difference between the motor torque τ and the load torque τ is applied to an integral element 8 having an integral time T, + (starting time constant), and the output of this integral element 8 becomes the speed ω. . The actual speed of the direct current passive motor ω is led to the input side of the speed regulator 3o and is compared with the speed target value ω. The speed regulator 3o outputs the armature current target value ia'' according to the speed control deviation ω1-ω.The armature current actual value ia is led to the input side of the current regulator 4, and is outputted as the current target value ia''. be compared. The current regulator 4 generates a control signal for the thyrisk rectifier 5 in accordance with the current control deviation ia"-ia. In the existing proposal of FIG. 2, a state observation device ( Observers > 20 are combined to compensate for load disturbances.The state observer 20 inputs the actual current value ia and the actual speed value ω, and outputs the estimated value τL of the load disturbance amount τt. is added to the output signal of the speed regulator 30 consisting of a pure P regulator, that is, the current command value ia. It consists of amplifiers 13 and 14, an integrator 15, and an inverting amplifier 11 with a gain of 1.The operation of the state observation device is as follows.For example, when the load torque τL suddenly increases, the actual speed value changes. Therefore, a deviation signal of ε=ω−ω〈0 is produced.This deviation signal ε
The polarity of is inverted and compared with the actual current value ia via an amplifier 14 with a gain g2 and an integrator 15. The output of the integrator 15 is added to the speed regulator output signal, so that the current command value ia" increases and the actual current value ia increases. When the field φ is constant, the output of the integrator 15 is equal to the load torque. Equivalent value 1 child, i
As a increases, τ increases, and ω moves in the decreasing direction,
It becomes ω−ω. Eventually, the input to the integrator 12.15 becomes zero and balance occurs, resulting in τL=τL and ω=ω. The amplifying element g is added in order to suppress automatic oscillations caused by the two integral elements in the loop within the observer and to stabilize the system.

【発明が解決しようとする問題点] ところで、本発明者等が第2図に示された従来技術の制
御装置について実際に製作して、実験を行ってみたとこ
ろ、第2図の制御装置においては、τ2=τえとはなら
ず、τLとてえとの間にオフセントが発生することが見
出された。 そこで、本発明者等はこの原因を追求すべく種々の実験
と検討を重ねた結果、従来技術の制御装置は速度調節器
30を純粋なP調節器として構成すること、つまり速度
調節器30に積分動作を行わせないことによって速度目
標値のステップ状変化の際に速度調節の制御挙動の行過
ぎを少なくするようにしたものであるが、かかるオフセ
ットの原因は状態観測器における時定数に起因する演算
誤差の問題と速度調節器をP調節器として構成したこと
とにあることを突き止めた。 すなわち、第2図の制御装置において、負荷外乱τ、と
その推定値τLとの関係は、次の演算式%式% ここで、電動機の起動時定数回路8の時定数T。 と積分回路(起動時定数模擬回路)12の時定数は、第
1式は第2式に変形できる。 gz        gz 第2式において時間を無限大とすると、第2式は第3式
となる。 τL:τL(3) しかしながら、実際問題としては、電動機の起動時定数
回路8の時定数T、に積分回路(起動時定数模擬回路)
12の時定数T、を完全に一致させて模擬することは極
めて困難である。厳密にはTJ≠T、となってしまうこ
とが多い。 そこで、T、とT、との偏差を考慮して、TJ−T、(
1+Δ)と設定する。この関係を第1式に代入すると、
第1式は第4式に変形される。 へ (1+Δ)τ、+(1−(1+Δ))τ4gz  
      gz gz        gz ここで、第4式において、前述の場合と同様に、時間を
無限とすると、第4式は第5式となる。 τ、;τ、+Δ(τ、−τ、 )      (5)こ
のように、第2図の制御装置においては、電動機の起動
時定数回路8の時定数T、に積分回路(起動時定数模擬
回路)12の時定数T、を完全に一致させて模擬するこ
とができない場合には、たとえば第5式の右辺第2項の
Δ(τ、−τH)なるオフセットが生じてしまう。 ところが、第2図の制御装置は速度制御調節器30とし
て純粋なP調節器を使用することが原理となっており、
そのためにかかるオフセットを除去することができない
。それゆえ、第2図の制御装置においては負荷外乱の影
響を完全に除去できない。 そこで、本発明は、上述した点に鑑みてなされ、負荷急
変時の速度インバク1−トコツブおよびリカバリータイ
ムをより小さく抑制することができるようにすると共に
、たとえば、電動機の起動時定数回路の時定数TJに積
分回路(起動時定数模擬回路)12の時定数T、を完全
に一致させて模1疑することができない場合でも、負荷
外乱量とその推定値とを一致させることができるような
直流電動機の制御装置を提供することを目的とする。 【問題点を解決するための手段】 このような目的を達成するために、本発明は、電動機の
速度の自動制御ループを構成する調節器としてPI調節
器を用い、かつ、電動機の起動時定数を模擬する起動時
定数模擬回路を含み電動機の速度および電流の検出値を
入力信号として受け取って電動機の負荷トルク相当の推
定値を出力信号として発生する状態観測器を設け、その
状態観測器の出力信号を、電動機の速度の自動制御ルー
プを構成する調節器の出力信号に加算して、電動機のト
ルクもしくは電流の自動制御ループを構成する電流調節
器に与えるようにしたことを特徴とする。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the inventors of the present invention actually manufactured and conducted experiments on the conventional control device shown in FIG. 2, and found that the control device in FIG. It was found that τ2 = τ does not hold, and that an offset occurs between τL and τ. Therefore, the inventors of the present invention conducted various experiments and studies to find the cause of this problem, and found that the control device of the prior art configures the speed regulator 30 as a pure P regulator, that is, the speed regulator 30 By not performing an integral operation, it is possible to reduce the excessive speed adjustment control behavior when the speed target value changes stepwise, but the cause of this offset is due to the time constant in the condition observation device. The problem was found to be due to the calculation error caused by the speed regulator and the fact that the speed regulator was configured as a P regulator. That is, in the control device shown in FIG. 2, the relationship between the load disturbance τ and its estimated value τL is expressed by the following arithmetic expression % Formula % Here, the time constant T of the starting time constant circuit 8 of the electric motor. As for the time constant of the integrating circuit (starting time constant simulating circuit) 12, the first equation can be transformed into the second equation. gz gz If time is set to infinity in the second equation, the second equation becomes the third equation. τL: τL (3) However, as a practical matter, an integrating circuit (starting time constant simulating circuit) is used for the time constant T of the motor starting time constant circuit 8.
It is extremely difficult to completely match and simulate the 12 time constants T. Strictly speaking, it is often the case that TJ≠T. Therefore, considering the deviation between T and T, TJ-T, (
1+Δ). Substituting this relationship into the first equation, we get
The first equation is transformed into the fourth equation. to (1+Δ)τ, +(1-(1+Δ))τ4gz
gz gz gz Here, in the fourth equation, if time is assumed to be infinite as in the case described above, the fourth equation becomes the fifth equation. τ, ;τ, +Δ(τ, −τ, ) (5) In this way, in the control device shown in FIG. 2, an integrating circuit (starting time constant simulating circuit )12 time constants T, cannot be completely matched and simulated, for example, an offset of Δ(τ, −τH) in the second term on the right side of Equation 5 will occur. However, the principle of the control device shown in FIG. 2 is to use a pure P regulator as the speed control regulator 30.
Therefore, such an offset cannot be removed. Therefore, in the control device shown in FIG. 2, the influence of load disturbance cannot be completely eliminated. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and makes it possible to suppress the speed increase and recovery time during sudden load changes, and to reduce the time constant of the starting time constant circuit of the electric motor. Even if it is not possible to completely match the time constant T of the integrating circuit (starting time constant simulating circuit) 12 to TJ, there is a direct current that can match the load disturbance amount and its estimated value. The purpose of the present invention is to provide a control device for an electric motor. [Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the present invention uses a PI regulator as a regulator constituting an automatic control loop for the speed of an electric motor, and also uses a PI regulator to control the starting time constant of the electric motor. A state observation device is provided that includes a starting time constant simulating circuit that simulates the motor, receives detected values of motor speed and current as input signals, and generates an estimated value equivalent to the motor load torque as an output signal, and the output of the state observation device is The present invention is characterized in that the signal is added to the output signal of a regulator that constitutes an automatic control loop for the speed of the electric motor, and is applied to a current regulator that constitutes an automatic control loop for the torque or current of the electric motor.

【作用】[Effect]

本発明においては、速度調節器としてPI調節器が使用
される。 従って、本発明においては、電動機の起動時定数回路の
時定数TJに積分回路(起動時定数模擬回路)の時定数
T、を完全に一致させて模擬することができず、負荷外
乱量τ、とその推定量τ1との間に偏差(オフセット)
が生じても、速度調節器の積分作用(1)により、かか
るオフセットは除去される。
In the present invention, a PI regulator is used as the speed regulator. Therefore, in the present invention, it is not possible to completely match the time constant TJ of the motor starting time constant circuit with the time constant T of the integrating circuit (starting time constant simulating circuit), and the load disturbance amount τ, The deviation (offset) between and its estimated amount τ1
, the integral action (1) of the speed regulator eliminates such an offset.

【実施例】【Example】

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 第1図は本発明の一実施例のブロック構成図であり、第
2図は本発明の効果の1つを説明するための特性図であ
る。第1図において、第3図の各部分と同一機能を存す
る部分には同一符号が付されている。 第1図の実施例が第3図の従来技術と主に異なる点は、 速度調節器3がPI調節器として構成されている点であ
る。 以下において、第1図の構成を第2図と同様にして説明
する。破線枠lは速度制御系を示し、破線枠2は本発明
に係る状態観測器(オブザーバ)を示す。自動速度制御
ループを構成するための主調節器、すなわち速度調節器
3は本発明に基づきpr調節器である。自動速度制御ル
ープの内側のループ(マイナループ)としてトルクもし
くは電流の自動制御ループが設けられている。本実施例
では電流調節器4により電機子電流の制御ループが構成
されている。電流調節器4としては同様にPI調節器が
用いられる。電流調節器4によって制御されるサイリス
ク整流装置5は伝達関数exp(5TL)を有するむだ
時間要素として図示されている。このサイリスク整流装
置から電機子回路に電圧Eaを供給され速度ωで回転す
る直流電動機は、伝達関数(]/Ra)/ (1+5T
a)を有する電機子回路6と、磁束φを係数とする比例
要素7と、伝達関数1/ (ST、)  を有する起動
時定数回路(a械系)8とで原理的に図解されている。 すなわち、供給電圧Eaと起動Eω−φ・ωとの差電圧
を一次遅れ要素6に与えることにより電機子電流iaが
生じ、これにφを乗算することにより電動機トルクτH
=φ・iaが生じ、この電動機トルクτ4と負荷l−ル
クτLとの差が積分時間TJ  (起動時定数)を有す
る積分要素8に印加され、この積分要素8の出力が速度
ωとなるというように考えることができる。速度実際値
ωは1/(1+STFω)なる−次遅れ要素として図示
された速度検出用フィルタ10を介して速度調節器3の
入力端に導かれ、速度目標値ω4と比較される。速度調
節器3は速度制御偏差ω”−ωに応じて電機子電流目標
値ia”を出力する。電機子電流実際値iaは伝達関数
1 / (1+ S TFC)なる−次遅れ要素として
図示された電流検出用フィルタ9を介して電流調節器4
の入力側に導かれ、電流目標値ia’″と比較される。 電流調節器4は電流制御偏差ia”−iaに応じてサイ
リスク整流装置5のための制御信号を発生する。 本発明は、上述の速度制御系lに対し、2の状態観測器
(オブザーバ)を組み合せて負荷外乱を補償するように
したものである。 状態観測器は、電流実際値ia、速度実際値ωを入力と
し、負荷外乱量τlの推定値τえ及びそτL+τLを、
従来の速度調節器の出力信号即ち電流指令値ia”に加
算するようにしている。 状態観測器の構成は、起動時定数等価モデル12、ゲイ
ンg r + g 2の増巾器13,14 、積分器1
5、不感帯演算要素16、ゲイン1の反転増lJ器11
より成り立っている。 状態観測器の動作は、次のようになる。今、例えば負荷
トルクτlが急増すると、速度実際値は減少し、このた
め、ε−ω−ωく0の偏差信号がでる。この偏差信号ε
を極性反転してゲインg2の増巾器14、積分器15を
介して電流実際値iaと比較する。積分器15の出力は
速度調節器出力信号に加算されて、電流指令ia”は増
加し、電流実際値iaは増加する。界磁φが一定のとき
は、積分器15の出力は負荷トルク相当値τ處で、ia
の増加に応じてτ2は増加し、ωは減少方向に動き、ω
−ωとなる。最終的には積分器12.15の入力はゼロ
になり平衡する結果、τL=τえ、ω=ωとなる。 増巾要素g+ はオブザーバ−内のループにある2ケの
積分要素により生じる自動振動を抑制し、安定化を計る
ために付は加えられている。 積分要素15の入力信号はトルク外乱世の微分値である
から、これをτLに加算してτi+τLを電流指令値r
a“に加算するようにしているので、負荷外乱急変時に
iaを突き上げるように動作して、速度のインパクトド
ロップをより減少させる効果がある。この場合τえは不
感帯要素16を介するようにして、ωの検出用タコジェ
ネレータに含まれるリップルの影響を受けないようにし
ている。 本発明によれば、従来の速度制御ループに負荷外乱τえ
の推定値τえとその微分値τLを、電流、速度実際値i
a、ωから演算によりとりだすようにした状態観測器を
追加し、τl+τtを速度調節器出力に加算するように
したため、速度調節器出力はほとんど零付近にあって動
かず、負荷急変時にはオブザーバよりの補償信号τ兇+
τtで速度のインパクトドロップ、リカバリータイムが
減少する。 オブザーバによる推定値τLが、正確に得られなくても
、速度調節器の積分作用により速度実際値は精度よく設
定値に制御される。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining one of the effects of the present invention. In FIG. 1, parts having the same functions as those in FIG. 3 are given the same reference numerals. The main difference between the embodiment of FIG. 1 and the prior art of FIG. 3 is that the speed regulator 3 is configured as a PI regulator. Below, the configuration of FIG. 1 will be explained in the same way as FIG. 2. A broken line frame 1 indicates a speed control system, and a broken line frame 2 indicates a state observer according to the present invention. The main regulator for forming the automatic speed control loop, namely the speed regulator 3, is a pr regulator according to the invention. An automatic torque or current control loop is provided as an inner loop (minor loop) of the automatic speed control loop. In this embodiment, the current regulator 4 constitutes an armature current control loop. Similarly, a PI regulator is used as the current regulator 4. The silice rectifier 5 controlled by the current regulator 4 is illustrated as a dead time element with a transfer function exp(5TL). A DC motor that is supplied with voltage Ea from this Sirisk rectifier to the armature circuit and rotates at a speed ω has a transfer function (]/Ra)/(1+5T
It is illustrated in principle with an armature circuit 6 having a), a proportional element 7 having a magnetic flux φ as a coefficient, and a starting time constant circuit (a mechanical system) 8 having a transfer function 1/(ST, ). . That is, by applying the difference voltage between the supply voltage Ea and the starting Eω-φ・ω to the first-order delay element 6, the armature current ia is generated, and by multiplying this by φ, the motor torque τH
= φ・ia is generated, and the difference between this motor torque τ4 and the load l - torque τL is applied to the integral element 8 having an integral time TJ (starting time constant), and the output of this integral element 8 becomes the speed ω. You can think like this. The actual speed value ω is led to the input end of the speed regulator 3 via the speed detection filter 10 illustrated as a −order lag element of 1/(1+STFω), and is compared with the speed target value ω4. The speed regulator 3 outputs an armature current target value ia'' according to the speed control deviation ω''-ω. The armature current actual value ia is transferred to the current regulator 4 via the current detection filter 9 shown as a second lag element, which has a transfer function of 1/(1+S TFC).
The current regulator 4 generates a control signal for the thyrisk rectifier 5 as a function of the current control deviation ia''-ia. In the present invention, two state observers are combined in the speed control system 1 described above to compensate for load disturbance. The state observation device inputs the actual current value ia and the actual speed value ω, and calculates the estimated value τ of the load disturbance amount τl and its value τL+τL,
It is added to the output signal of the conventional speed regulator, that is, the current command value ia''. The configuration of the state observation device includes a starting time constant equivalent model 12, amplifiers 13 and 14 with gains gr + g 2, Integrator 1
5. Dead band calculation element 16, inverting amplifier lJ with gain of 1 11
It is more established. The operation of the state observer is as follows. Now, for example, when the load torque .tau.l increases rapidly, the actual speed value decreases, and therefore a deviation signal of .epsilon.-.omega.-.omega.0 is produced. This deviation signal ε
The polarity of is inverted and compared with the actual current value ia via an amplifier 14 with a gain g2 and an integrator 15. The output of the integrator 15 is added to the speed regulator output signal, the current command ia" increases, and the actual current value ia increases. When the field φ is constant, the output of the integrator 15 is equivalent to the load torque. At the value τ, ia
As τ2 increases, ω moves in the decreasing direction, and ω
−ω. Eventually, the input to the integrator 12.15 becomes zero and balance occurs, resulting in τL=τ and ω=ω. The amplifying element g+ is added to suppress automatic oscillations caused by the two integral elements in the loop within the observer and to stabilize the system. Since the input signal of the integral element 15 is the differential value of the torque disturbance, this is added to τL to obtain τi+τL, which is the current command value r.
Since it is added to "a", it operates to push up ia when the load disturbance suddenly changes, and has the effect of further reducing the impact drop of speed. In this case, τ is made to pass through the dead band element 16, According to the present invention, the estimated value τ of the load disturbance τ and its differential value τL are added to the conventional speed control loop by using the current and the speed. Actual value i
Since we added a state observer that calculates data from a and ω and added τl+τt to the speed regulator output, the speed regulator output is almost always around zero and does not move, and when the load suddenly changes, the observer Compensation signal τ+
τt reduces speed impact drop and recovery time. Even if the estimated value τL by the observer cannot be obtained accurately, the actual speed value is precisely controlled to the set value by the integral action of the speed regulator.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上に説明したように、本発明においては、速度調節器
としてPI調節器が使用される。 従って、本発明によれば、電動機の起動時定数回路の時
定数T、に積分回路(起動時定数模擬回路)の時定数T
Jを完全に一致させて模擬することができず、負荷外乱
量τ、とその推定値5との間に偏差(オフセット)が生
じても、速度調節器の積分作用(1)により、かかるオ
フセットを除去することができる。それゆえ、負荷外乱
の影響を完全に除去することができる。
As explained above, in the present invention, a PI regulator is used as the speed regulator. Therefore, according to the present invention, the time constant T of the motor starting time constant circuit and the time constant T of the integrating circuit (starting time constant simulating circuit)
Even if it is not possible to completely match J and simulate a deviation (offset) between the load disturbance amount τ and its estimated value 5, the integral action (1) of the speed regulator will compensate for this offset. can be removed. Therefore, the influence of load disturbance can be completely eliminated.

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

第1図は本発明の一実施例のブロック構成図、第2図は
従来の直流電動機の制御装置のブロック構成図である。 ■ −自動速度制御系、2− 状態観測器、3− 速度
調節器、4− 電流調節器、5− サイリスク整流装置
、6− 電機子回路、8− 起動時定数回路、9−・・
電流検出用フィルタ、io −=速度検出用フィルタ、
11・・−反転地中器、12−・積分器(起動時定数模
擬回路) 、13.14 −・−増巾器、15・−積分
器、16−  不感帯要素。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional DC motor control device. ■ - Automatic speed control system, 2 - Status observation device, 3 - Speed regulator, 4 - Current regulator, 5 - Cyrisk rectifier, 6 - Armature circuit, 8 - Starting time constant circuit, 9 -...
Current detection filter, io - = speed detection filter,
11--Inverting underground device, 12--Integrator (starting time constant simulation circuit), 13.14--Amplifier, 15--Integrator, 16- Dead band element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)電動機速度の自動制御ループの内側に電動機のトル
クもしくは電流の自動制御ループが設けられている直流
電動機の制御装置において、電動機の速度の自動制御ル
ープを構成する調節器としてPI調節器を用い、かつ、
電動機の起動時定数を模擬する起動時定数模擬回路を含
み電動機の速度および電流の検出値を入力信号として受
け取って電動機の負荷トルク相当の推定値を出力信号と
して発生する状態観測器を設け、その状態観測器の出力
信号を、電動機の速度の自動制御ループを構成する調節
器の出力信号に加算して、電動機のトルクもしくは電流
の自動制御ループを構成する電流調節器に与えることを
特徴とする直流電動機の制御装置。
1) In a DC motor control device in which an automatic motor torque or current control loop is provided inside the motor speed automatic control loop, a PI controller is used as a regulator constituting the motor speed automatic control loop. ,and,
A state observation device is provided, which includes a starting time constant simulating circuit that simulates the starting time constant of the motor, receives detected values of the speed and current of the motor as input signals, and generates an estimated value equivalent to the load torque of the motor as an output signal. The output signal of the condition observation device is added to the output signal of a regulator that constitutes an automatic control loop for the speed of the electric motor, and the resultant signal is applied to a current regulator that constitutes an automatic control loop for the torque or current of the electric motor. DC motor control device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303084A (en) * 1988-05-30 1989-12-06 Fanuc Ltd Digital servo-controlling method
US7219761B2 (en) 2000-07-21 2007-05-22 Nsk Ltd. Motor-operated power steering apparatus
US7237646B2 (en) 2000-07-21 2007-07-03 Nsk, Ltd. Electrically driven power steering apparatus
US7242161B2 (en) 2002-09-19 2007-07-10 Nsk, Ltd. Control device for motorized power steering device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303084A (en) * 1988-05-30 1989-12-06 Fanuc Ltd Digital servo-controlling method
US7219761B2 (en) 2000-07-21 2007-05-22 Nsk Ltd. Motor-operated power steering apparatus
US7237646B2 (en) 2000-07-21 2007-07-03 Nsk, Ltd. Electrically driven power steering apparatus
US7242161B2 (en) 2002-09-19 2007-07-10 Nsk, Ltd. Control device for motorized power steering device

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