JPS63234888A - サ−ボ制御装置 - Google Patents

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、紙工機械、工作機械に使用されるモータのサ
ーボ制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の紙工機械、工作機械に使用されるモータのサーボ
制御装置は、第４図に示すようになっている。同図で１
は位置指令発生部であシ、この位置指令発生部 令値が出力される。この出力と位置検出部１５から構成
される装置検出信号１７とが加減算器２で加減算され、
その結果が位置偏差信号として出力される６位置偏差信
号は次に位置制御部３に送られ、ここで一定のゲインｒ
Ｋｐｊを与えられた後に。

速度指令信号４として加減算器５に入力される。

この加減算器５にはまた速度検出部１４からの速度検出
信号１６が入力されており、これら入力を加減算してそ
の結果を速度偏差信号６とし、速度制御部７へ送出する
。速度制御部７は、速度偏差信号６に一定のゲイン「Ｋ
ｖ　Ｊを与え、これを電流指令信号８として加減算器９
に出力する。加減算器９は、を流指令信号８とモータ電
流検出部１１からの電流検出信号１８とを加減算し、そ
の結果を電流偏差信号として電流制御部１０に出力する
。

電流制御部１０は、この電流偏差信号に比例した電流「
ＫｘＪをモータ電流検出器１１を介してモータ１２に供
給し、モータ１２の駆動を行なう。

モータ１２の軸には、負荷となる慣性体１３゜速度検出
部１４及び位置検出部１５が連結されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような構成にあって、応答性を向上させるために
は１位置制御部３のゲインｒＫｐＪ、速度制御部７のゲ
イン「Ｋｖ　Ｊを大きく設定すればよい。

しかし、速度制御部７０入力となっている速度検出信号
６は第５図（−）に示す如く数チのオーダーでノイズを
含んでおシ、ゲイｙ「ＫｖＪを大きくするとノイズが増
幅されて速度制御部７の出力である電流指令信号８が第
５図（ｂ）に示す如く非常に大きく変動する。そのため
、実際にこのような電流指令信号８を用いた場合、モー
タ１２に流れる電流。

ひいてはモータ１２の出力が大きく変動し、モータ１２
の過熱、他の機械系の疲労等の原因となる。

そのため、速度制御部７のゲイン「Ｋｖ　Ｊをおる程度
以上には上げることができず、高速応答性に限界がおっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、電流指令値にモータ及び負荷の慣性モーメン
ト、モータのトルク特性から決定される定数取　を乗じ
た信号を得、この信号と後述する修正信号とを加算した
結果得られる信号を時間積分し、ノイズ成分を低減した
モータ速度推定値として速度制御ループにフィードバッ
クするようにしたもので、上記修正信号は速度検出値か
ら速度推定値を減算し、所定の定数ＫＥ　を乗じて得る
ようにしたものである。

〔作用〕

上記のようにモータ速度推定値は、定数ＫＥを論整する
ことによって速度検出信号に含まれるノイズ成分を低減
させることができるので、速度制御ゲインＫｖ　　を大
きく設定しても、モータ電流の大きな変動が発生せず、
したがって応答性をよシ向上させることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図はその主要な回路構成を示すもので、基本的には
上記第４図のものと同じであるので、同一部分には同一
符号を付してその説明は省略する。

そして、第１図で２０は速度制御部７からの電流指令信
号８と速度検出部１４からの速度検出信号１６ｔ−人力
し、後述する演算を行なって速度推定信号３０を前記加
減算器５に入力させる速度推定部である。

第２図は上記速度推定部２０の詳細な回路構成を示すも
ので、電流指定信号８には係数器２１で所定定数口伽」
が乗算され、その結果が加算器２２に入力される。この
加乗機２２にはまた。後述する修正信号２６が入力され
るもので、加算器２２はこれらの加算結果を積分器２３
に送出する。

積分器２３では、送られてきた信号を時間積分し。

これを時間推定値を示す時間推定信号３ｏとして上記加
減算器５に送出する一方、加減算器２４にも送出する。

この加減算器２４の出力に対し１次段の係数器２５が所
定定数「Ω」を乗じ、その結果を修正信号２６とし、上
記したように加算器２２に送出する。

ここで、上記係数器２１におする定数口値」は。

次に示すように決定される。すなわち。

ＫＭ　＝　ＴＭ／Ｊ　　　　　　　　　　　・・・・・
・（１）（ただし、ＴＭ：モータのトルク定数（Ｎｍ／
ＡＪＪ：モータ及び負荷１３の慣性モー メント（＃ｍ”）　） モータ電流指令信号８に対応したモータ電流が流れると
すると、モータ１２及び負荷１３からなる回転体の運動
方程式は ｄω／ａｔ　＝　ＫＭ　Ｔ　　　　　　　　　　・・・
・・・（２）（ただし、ω：モータ回転速度（ｒａｄ／
ＪＩ：電流指令（Ａ） ｔ：時間〔Ｓ〕） したがって、モータ電流指令信号８に定数ｒＫｙｔＪを
乗じその後に時間積分を行なえば、モータ１２△。

の回転速度の推定値ωか得られる。実際には、摩擦抵抗
などの影響を受けて上記（２）大通シにはモー△ り１２Ｆｉ、動作しないので、こうして得た推定値ωは
実際のモータ速度ωａとは時間の経過につれて誤△ 差が大きくなってゆぐ。そこで、推定値ωと速度検出値
ωａとに差が生じた際、これを補正するため、後述する
（３）式による補正信号δを発生させる。この信号δは
、加算器２２で加算処理され、その結△ 来、推定値ωと検員値ωａとの差がごくわずかとなるよ
う修正される。

上記補正信号δの値は１次式により得られる。

アなわち。

△、 δ＝ＫＥ（ω払−ω）　　　　　　　・・・・・・（３
）（ただし、ＫＢ：定数） 上記６ｇ２図の構成において、速度検出値ωａからｑω
（Ｓ）＝□　　　　　　　　　・・・・・・（４）１＋
π となる、なお、Ｓはラプラス演算子である。

上記（４）式は、いわゆる−次の低域通過フィルタ（Ｌ
Ｐ？　）特性となっておシ、　　「ＫＥＪ　　は遮断角
周波数（ｒａｄ／ｓ　）となっている。

速度検出値ω１から速度推定値ωへの伝達関数が上述し
た特性となっているため、上記第２図の構△ 成においては、検出値ωａの時間平均値と推定値ωとが
一致するようになる。したがって、モータ１２が上記（
２）大通シには動かないことに起因するモータ速度推定
値のドリフト、つまり速度真値と推定値との差はなくな
る。これに伴ない、高周波ノイズによる速度検出値ωａ
の変動は、上記（４）式の△ フィルタ特性によシ遮断（減衰）され、推定値ωにはほ
とんど現われなくなる。

上記のように速度検出信号に含まれるノイズの周波数以
下に遮断周波数ＫＢを設定することによシ。

第３図（亀）に示す速度指令信号に対し、第３図（ｂ）
に示すようなノイズを生じた速度検出信号が発生した場
合であっても、速度推定値は第３図（Ｃ）に示す如く滑
らかな変化となシ、第３図ｆｄ）に示す電流指令には大
きなノイズ成分が発生しない。そのため。

速度制御のゲイン「Ｋマ」及びひいては位置制御のゲイ
ンｒ　Ｋｐ　Ｊを大きく設定することができ、応答性の
向上したサーボ制御を実現できる。

〔発明の効果〕

以上詳記した如く本発明によれば、電流指令値と、モー
タ及び負荷の慣性モーメント、モータのトルク特性から
決定される定数とを乗じた信号を得、この信号と後述す
る修正信号とを加算した後に時間積分し、これをノイズ
成分を充分低減したモータ速度推定値の信号として速度
制御ループにフィードバックするようにしたものであり
、上記修正信号は速度検出値から速度推定値を減算した
後に所定の定数を乗じて得るようにしたので。

速度制度のゲイン及び位置制御のゲインを大きく設定す
ることができ、よυ応答性を向上させることが可能なモ
ータのサーボ制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は全体の回路構成を示すブロック図、第２図は第１
図の速度推定部の詳細な回路構成を示すブロック図、第
３図は第１１各部の信号波形を示す図、第４図は従来の
サーボ制御装置の構成を示すブロック図、第５図は第４
図における信号波形を示す図でおる。 １・・・位置指令発生部、２，５，９．２４・・・加減
算器、３・・・位Ｆｊｔ制御部、７・・・速度制御部、
１０・・・電流制御部、１ノ・・・電流検出部、１２・
・・モータ、１３・・・負荷（慣性体）％　１４・・・
速度検出部、１５・・・位置検出部％２０・・・速度推
定￥Ａ、２１．２５・・・係数器、２２・・・加算器、
２３・・・積分器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気サーボモータのサーボ制御装置において、電流指令
   信号に対し、上記モータ及びこのモータの負荷の慣性モ
   ーメント、モータのトルク特性から決定される定数を用
   いて乗算を行ない、その乗算結果を積分器で時間積分し
   、これを後段の処理系に出力してモータの速度制御を行
   なわせると共に、速度検出値から減算し、その減算結果
   に所定定数を乗じて修正信号とし、この修正信号を上記
   積分器の入力信号に帰還させて、積分器出力をモータの
   速度推定信号とすることを特徴としたサーボ制御装置。