JPS6294249A - 速度制御方式 - Google Patents

速度制御方式

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JPS6294249A
JPS6294249A JP60231847A JP23184785A JPS6294249A JP S6294249 A JPS6294249 A JP S6294249A JP 60231847 A JP60231847 A JP 60231847A JP 23184785 A JP23184785 A JP 23184785A JP S6294249 A JPS6294249 A JP S6294249A
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Japan
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speed
controller
motor
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estimator
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JP60231847A
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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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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) +QIl11+’JmW9m−#&Vff−41mLf
fl−)lIIエンコーダからの位と情報から推定器を
用いて速度を推定して、これにより速度制御を行なう、
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。
しかしながら、特に、モータの低速回転時、そのパルス
列は非常に間隙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。
このため、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が
提案されている。
第2図はこのような速度制御方式のブロック図である0
図中、■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、6はI−Pコントロー
ラで、積分要素に、/Sと比例要素に2で構成される。
Vcは速度指令、Uはトルク指令、■はモータ電流、I
Lは負荷トルクを示す電流、■は速度、θは位置、kl
は積分ゲイン、k2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La
/Ra値である。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59−75
5114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
1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、後述する速度推定値9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、このような速度制御方式においては、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
負荷トルクを示す工りを考慮した位置情報θを入力し、
速度推定値9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
流1.速度■、位置θ、負荷トルクによる電流ILとし
て、同−次元オブザーバを構成すると、次のようになる
入力するものはモータ電流Iと位置θであり、ディジタ
ル処理する為の同一次元オブザーバは入3はオブザーバ
のゲインであり、推定値が真値に収束するための時間に
反比例する。
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。
理を説明する説明図であり、第3図(a)はモータ電流
ループの処理レベル(j)を、第3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Δ0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
うなオブザーバのゲイン入1 、入2.入3を予め計算
して手えておくものとする。
第4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5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Imを取込み、次いで、そ
れらの積分を行なう。次に、前記(1)式に基づいて、
位置推定情報Δθ計1、速度推定情報Vm+4、トルク
負荷を示す電流推定情報工L7,1を計算する。そして
、5回目の処理ができたら、v7ヤ1を速度処理プログ
ラムへ渡すようにする、この関係は第3図(a)及び第
3図(b)から明らかである。
次に、速度ループ処理は第5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ンに1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。
(従来技術の問題点) このような推定器を用いた従来の速度制御は、推定器4
で得られた速度推定値Vを、I−Pコントローラの積分
要素Kl/Sの入力側と、比例要素に2のそれぞれにフ
ィードバックしていた。このため、推定器の演算におい
て桁落ち等により速度推定値に誤差が生じると、トルク
指令Uにオフセラ)Qが存在して正確な速度制御が出来
ない場合があるという問題があった。
(発明の目的) 本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、推定器で得
られる速度推定値はI−Pコントローラの比例要素にフ
ィードバックし、積分要素の入力側には、位置情報その
ものをフィードバックして、精度の良い速度制御方式を
提供することを目的とするものである。
(発明の概要) 未発明の速度制御方式は1機械負荷を駆動するサーボモ
ータに取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をZ−Pコン)o−ラの積分要
素にフィードバックすると共に、該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、
該速度推定値を前記I−Pコントローラの比例要素にフ
ィードバックし、I−Pコントローラの出力側よりサー
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
徴とするものである。
(実施例) 以下1図により本発明の一実施例について説明する。第
1図は1本発明の概略のブロック図である。本発明にお
いては、推定器4で得られた速度推定値Vを、I−Pコ
ントローラ6の比例要素に2にフィードバックし、ロー
タリエンコーダで得られるモータ5の位置情報θは、I
−Pコントローラ6の積分要素に、/Sの入力側に設け
た演算器lにフィードバックする。その他の構成は、第
2図の従来例と同じである。
このように、推定器4で得られた速度推定値V111−
Pコントローラの比例要素に2にのみフィードバックし
、I−Pコントローラの積分要素の入力側には1位置情
報θをフィードバックしているため、トルク指令Uのオ
フセット量を除去することができる。
これは、積分要素に誤差信号が入力されると、誤差信号
が積分されて、誤差が更に累積され、積分要素の出力信
号は誤差が増大されてしまうことがあるが、本発明にお
いては、平均速度とみなし得る、誤差のない位置信号を
積分要素にフィードバックしているので、積分要素の出
力信号に誤差分が含まれないためである。なお、比例要
素は、積分要素に比較すると安定要素と考えられるので
上記のような問題は生じない。
(発明の効果) 以上説明したように1本発明によれば、I−Pコントロ
ーラの出力側で得られるトルク指令のオフセットに1を
除去するので、精度の良い安定な速度制御を行なうこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概略のブロック図、第2図は従来例の
ブロック図、第3図は説明図、第4図、第5図はフロー
チャートである。 1〜3・・・演算器、4・・・推定器、5・・・モータ
、6・・・I−Pコントローラ。 第4図 第5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を
    I−Pコントローラの積分要素にフィードバックすると
    共に、該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、該速度推定値を前記I−P
    コントローラの比例要素にフィードバックし、I−Pコ
    ントローラの出力側より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。
JP60231847A 1985-10-17 1985-10-17 速度制御方式 Pending JPS6294249A (ja)

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KR1019870700521A KR920002347B1 (ko) 1985-10-17 1986-10-17 속도 제어 시스템
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