JPS63107486A

JPS63107486A - サーボモータ制御方式

Info

Publication number: JPS63107486A
Application number: JP61251200A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kurakake; 鞍掛　三津雄; Keiji Sakamoto; 坂本　啓二; Yukio Toyosawa; 雪雄豊沢
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-10-22
Filing date: 1986-10-22
Publication date: 1988-05-12

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、サーボモータの駆動回路への操作指令をマイ
クロプロセッサなどで演算してサーボ系のゲインを決定
するサーボモータ制御方式に関するものである。

（従来の技術）例えば直流サーボモータをＰＷＭ信号によって回転制御
するものでは、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）によりＰ
ＷＭ回路の操作指令を形成するいわゆるソフトウェアサ
ーボが種々に開発されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、サーボモータは一般にその電源電圧が用途に
応じて種々の値に設定されるが、駆動回路への操作指令
を決定する制御回路は、電源電圧に応じて、その定数を
決定する為に、設定用スイッチや、抵抗器等のハードウ
ェアを用意しておかねばならず、コストもかさみ、また
ＣＰＵの利用率も悪くなるという問題があった。

さらに、電源電圧が低下した場合の！報装置も各サーボ
モータ毎に異なるものが必要になるため、その設備費が
かさむという問題もあった。

本発明は、このような従来技術の問題点の解消を目的と
し、電源電圧を検出してサーボゲインについての制御パ
ラメータを決定することにより、単一のＣＰＵにより異
なる入力電圧で駆動されるサーボモータを制御すると共
に、電源電圧低下時の警報装置も共用できるようにした
サーボモータ制御方式を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）本発明のサーボモータ制御方式は、サーボモータの駆動
回路への指令信号を帰還信号と比較してサーボゲインを
制御するようにしたサーボモータ制御方式において、前
記サーボゲインを逐次演算して前記駆動回路の操作指令
を決定する演算手段と、前記サーボモータの電源電圧を
検出する検出手段と、検出された電源電圧に応じて前記
操作指令の制御パラメータの重みを決定するパラメータ
設定手段とを具備してなることを特徴とするサーボモー
タ制御方式によって、上記従来技術の問題点を解決する
ものである。

（作用）少なくとも電源投入時に、サーボモータの電源電圧を検
出することで、サーボモータの駆動回路の操作指令を決
定する制御パラメータの重みを自動的に設定できる。

（実施例）以下、図により本発明の一実施例について説明する。

第３図は、サーボモータの駆動回路として全波整流回路
ｌから電源供給されるＰＷＭ回路２を設け、サーボモー
タ３をその指令信号と帰還信号とを比較してサーボゲイ
ンを制御するＣＰＵ４で制御するようにしたサーボモー
タ制御方式の一例を示している。この例では、三相電源
に余波整流回路ｌを接続し、直流出力側に平滑コンデン
サＣ。

を介してＰＷＭ回路２を設け、ＰＷＭ回路２の出力信号
によりサーボモータ３が制御されている。

ＰＷＭ回路回路側御信号は、ＣＰＵ４の信号と三角波発
生回路５の出力信号とを比較する比較器６により形成さ
れる。ここで、ＣＰＵ４には、電機子電流が帰還信号と
して、また直流電源電圧に比例する入力信号が与えられ
、所定の演算を行なって、出力信号を比較器６に送出す
る。

第１図は、このようなＣＰＵ４に対する入力信号の形成
回路の一例で、抵抗ｒｌ＋ｒ２で分圧された直流電源電
圧、または電機子電流は、スイッチ切換回路７のスイッ
チＳ１＋３２のいずれかが投入されることにより、Ａ／
Ｄ変換器８でディジタル値に変換されて、ＣＰＵ４に対
する入力信号が形成される。

第４図は、サーボモータ３を電流制御する制御系の概略
を示すブロック線図である。図において、ゲインＫ　１
　　＋　Ｋ　２　、Ｋ　Ｍは、サンプリング周期Ｔ、モ
ータインピーダンス等により計算されるパラメータを、
Ｚは１サンプル遅らす操作を示し、上記ＣＰＵ４におけ
るＺ変換された伝達関数を表わしている。Ｕｎは、入力
指令’Ｖｎに対するＣＰＵ４の出力信号で、モータ巻線
に対するＰＷＭｕ路２からのｎ番目の操作量である。ま
た、Ｒはモータ３の抵抗、Ｌはモータ３のインダクタン
ス、Ｔ１　、Ｔ２はいずれも同一のサンプリング周期を
有するサンプルホールド回路である。なお、三角波は、
ＣＰＵ４内ではアップダウンカウンタなどの出力として
処理される。

第４図のブロック線図においては、（ｎ＋　１）番目の
操作量Ｕｎ＋１　は、前回の操作量Ｕｎと、それに対応
するモータ３の電機子電流Ｉｎを用いるとき１次式で求
められる。

Ｕｎ＋１＝に１．Σｅ　ｉ　−に２　Ｉｎ　−に５　Ｕ
ｎｚＱ・・・（１）本発明によるＣＰＵ４での演算処理では、予めビットあ
たりの直流電源電圧の値を規定する制御パラメータを用
意しておき、モータ巻線に対するＰＷＭ回路２からの操
作量Ｕｎを直流型ｗ、ＴＬ圧の重みのかかったものとし
て、決定するようにしている。即ち、第２図に示すよう
に、直流電源電圧Ｖｃｃ／２（第１図における０点の電
圧）をＰビットに割振ると、ビットあたりの電圧は、２
Ｘ　（Ｖｃｃ／２）／２Ｐ＝　Ｖｃｃ／２”ｉｍ圧／　
ヒ−／　）　−（２）として求めることができる。

従って、ＣＰＵ４が演算すべき操作量は、電源電圧をＶ
ｃｃ、操作ビット数をＰとすれば、Ｕｎ＋１　＝（（２
／Ｖｃｃ）Ｋ　　Ｉ　　）　　ＩＩ　　本ｅｊ−（（２
Ｐ／ＶＣＣ）Ｋ２　）　　Ｉ　ｎ　−Ｋ　−５Ｕｎ・・
・（３）が成立する。

即ち、電源電圧Ｖｃｃを第１図の０点上の電圧として検
出し、サーボモータ３に対する電源投入時にスイッチＳ
１を投入して、ＣＰＵ４においてに１＝（（２Ｐ／Ｖｃ
ｃ）　Ｋ　１）　および、ｋ　２　＝（（２Ｐ／ＶＣＣ
）Ｋ　２）を計算すればよい。こうして、電源電圧の異
なるサーボモータを比較的広い範囲にわたり、同一のＣ
ＰＵ　（ハードウェア）により、サーボゲインの制御を
行なうことができる。

この場合、（３）式に関する演算は、ＣＰＵの割込み処
理により実行することができる。

また、モータの最高回転数や、コントロール電源の電圧
に応じて、０点の電圧にある下限を設定しておけば、電
源低下アラームの設定が容易となり、入力電圧の異なる
各直流電圧に対して、共通の警報装置を容易に構成でき
る。

上記実施例の説明が本発明装置の好ましい一例であって
、本発明により、その精神と主旨とを逸脱しない範囲で
種々の変形と応用とが実施可能であることは、当該分野
の通常の技術を有する者であれば理解できよう。

（発明の効果）以上、本発明のサーボモータ制御方式によれば、直流電
源電圧を検出してサーボゲイン（制御パラメータの重み
）を決定してＣＰＵの出力を実際の操作対象となるサー
ボモータとマツチングさせているので、ハードウェアを
変更することなく異なる入力電圧で駆動されるサーボモ
ータの駆動制御が行なえ、また電源電圧低下時の警報装
置も共用できるので、設備コストが低下し、設備の効率
的な利用が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要部の回路構成を示す図、第２図は
、ＰＷＭ制御信号の一例を示す波形図、第３図は、ＰＷ
Ｍ制御される駆動回路の一例を示す図、第４図は、電流
制御系の概略を示すブロック線図である。 ■・・・余波整流回路、２・・・ＰＷＭ回路、３・・・
サーボモータ、４・・・ＣＰＵ、６・・・比較器、７・
・・スイッチ切換回路、８・・・Ａ／Ｄ変換器。特許出願人　　ファナック株式会社代　　理　　人　　　弁理士　　辻　　　　　實第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サーボモータの駆動回路への指令信号を帰還信号
と比較してサーボゲインを制御するようにしたサーボモ
ータ制御方式において、前記サーボゲインを逐次演算し
て前記駆動回路の操作指令を決定する演算手段と、前記
サーボモータの電源電圧を検出する検出手段と、検出さ
れた電源電圧に応じて前記操作指令の制御パラメータの
重みを決定するパラメータ設定手段とを具備してなるこ
とを特徴とするサーボモータ制御方式。
（２）前記検出された電圧の異常を警報する警報手段を
具備したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
記載のサーボモータ制御方式。