JPS6338959B2 - - Google Patents
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- JPS6338959B2 JPS6338959B2 JP57075418A JP7541882A JPS6338959B2 JP S6338959 B2 JPS6338959 B2 JP S6338959B2 JP 57075418 A JP57075418 A JP 57075418A JP 7541882 A JP7541882 A JP 7541882A JP S6338959 B2 JPS6338959 B2 JP S6338959B2
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements 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
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、直流電動機もしくはこれと等価な
制御が可能な交流電動機における制御系のダイナ
ミツクな特性の自動調整を行なう速度制御装置、
すなわち自動チユーニング速度制御装置に関す
る。一般に、この種の制御装置においては、電動
機の種類または負荷の変動によつて変わるGD2量
（慣性モーメントに相当する量）、界磁量等に応じ
て速度調節器の比例ゲインとその都度調節するこ
となく自動調整されるようにすることが望まし
い。
制御が可能な交流電動機における制御系のダイナ
ミツクな特性の自動調整を行なう速度制御装置、
すなわち自動チユーニング速度制御装置に関す
る。一般に、この種の制御装置においては、電動
機の種類または負荷の変動によつて変わるGD2量
（慣性モーメントに相当する量）、界磁量等に応じ
て速度調節器の比例ゲインとその都度調節するこ
となく自動調整されるようにすることが望まし
い。
従来、この種のものとして、例えば特公昭48−
15838号公報に示されるような制御方式が知られ
ている。これは、運転中の速度制御系を特別な信
号によつて安定限界に移行させ、不安定状態とな
る系の挙動から制御系のパラメータを推定し、調
節器のパラメータ（比例ゲイン）を自動修正する
ものである。
15838号公報に示されるような制御方式が知られ
ている。これは、運転中の速度制御系を特別な信
号によつて安定限界に移行させ、不安定状態とな
る系の挙動から制御系のパラメータを推定し、調
節器のパラメータ（比例ゲイン）を自動修正する
ものである。
しかしながら、このような方式では上記不安定
状態における電機子電流の振れ幅が大きく、しか
も制御系を周期的に不安定状態にするという欠点
を有している。
状態における電機子電流の振れ幅が大きく、しか
も制御系を周期的に不安定状態にするという欠点
を有している。
この発明はかかる欠点を除去すべくなされたも
ので、より安定な自動チユーニング速度制御装置
を提供することを目的とする。
ので、より安定な自動チユーニング速度制御装置
を提供することを目的とする。
電流調節ループをマイナループとして有する速
度調節ループに対し、電動機起動時定数と異なる
時定数をもち電動機速度を推定する第１の積分要
素と、速度実際値と推定値との偏差を積分して負
荷トルクと起動時定数との比に比例する量を推定
する第２の積分要素と、前記速度調節ループの出
力に所定周波数の矩形波信号を加算した量を入力
されて前記電流調節ループを模擬する一次遅れ要
素と、該一次遅れ要素の出力から前記第１積分要
素の入力を減じた量に前記一次遅れ要素の出力を
乗じる第１の乗算要素と、該第１乗算要素の出力
を積分して電動機磁束と起動時定数との比に比例
する量を推定する第３の積分要素と、前記速度調
節ループの出力に前記所定周波数の矩形波信号を
加算した量にさらに前記第２積分要素の出力を加
算して得られる量を前記第３積分要素の出力にて
除す除算要素と、前記第３積分要素の出力に電流
調節ループの出力（電流実際値）を乗じて電動機
発生トルクを推定する第２の乗算要素と、該第２
乗算要素の出力と前記第２積分要素の出力と前記
速度偏差を所定係数倍したものとを加減算して前
記第１積分要素に与える加減算要素とからなる自
動チユーニング回路を設ける。
度調節ループに対し、電動機起動時定数と異なる
時定数をもち電動機速度を推定する第１の積分要
素と、速度実際値と推定値との偏差を積分して負
荷トルクと起動時定数との比に比例する量を推定
する第２の積分要素と、前記速度調節ループの出
力に所定周波数の矩形波信号を加算した量を入力
されて前記電流調節ループを模擬する一次遅れ要
素と、該一次遅れ要素の出力から前記第１積分要
素の入力を減じた量に前記一次遅れ要素の出力を
乗じる第１の乗算要素と、該第１乗算要素の出力
を積分して電動機磁束と起動時定数との比に比例
する量を推定する第３の積分要素と、前記速度調
節ループの出力に前記所定周波数の矩形波信号を
加算した量にさらに前記第２積分要素の出力を加
算して得られる量を前記第３積分要素の出力にて
除す除算要素と、前記第３積分要素の出力に電流
調節ループの出力（電流実際値）を乗じて電動機
発生トルクを推定する第２の乗算要素と、該第２
乗算要素の出力と前記第２積分要素の出力と前記
速度偏差を所定係数倍したものとを加減算して前
記第１積分要素に与える加減算要素とからなる自
動チユーニング回路を設ける。
電動機の電流、速度の各実際値、速度調節ルー
プ出力および一定周波数の矩形波信号にもとづ
き、電動機磁束と起動時定数との比および負荷ト
ルクと起動時定数との比を演算するとゝもに、該
演算結果にもとづいて電流調節ループの入力を制
御する自動チユーニング回路を設け、該回路によ
つて速度調節ループの比例ゲインを自動修正して
電流調節を行なうことにより制御系の安定化を図
る。
プ出力および一定周波数の矩形波信号にもとづ
き、電動機磁束と起動時定数との比および負荷ト
ルクと起動時定数との比を演算するとゝもに、該
演算結果にもとづいて電流調節ループの入力を制
御する自動チユーニング回路を設け、該回路によ
つて速度調節ループの比例ゲインを自動修正して
電流調節を行なうことにより制御系の安定化を図
る。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
図はこの発明の実施例を示すブロツク図であ
る。
る。
図において、１は速度調節器、２は電流調節器
を含む電流調節（制御）系、３は直流電動機の界
磁（Φ）成分模擬要素、４は電動機起動時定数
（Tm）成分模擬要素で、これら要素３，４によ
つて直流電動機が模擬される。また、５は割
（除）算器、６，９，１１は積分要素、７は比例
要素、８は電流制御系２と等価な一次遅れ要素、
１０，１２は掛（乗）算器、Ｓ１はスイツチで、
これらによつて自動チユーニング回路Ａが構成さ
れる。すなわち、従来の制御系が図の点線で示さ
れる如く１〜４からなるループで形成されるのに
対し、この実施例は該点線部分を開放するととも
に、自動チユーニング回路Ａを接続して構成され
る。
を含む電流調節（制御）系、３は直流電動機の界
磁（Φ）成分模擬要素、４は電動機起動時定数
（Tm）成分模擬要素で、これら要素３，４によ
つて直流電動機が模擬される。また、５は割
（除）算器、６，９，１１は積分要素、７は比例
要素、８は電流制御系２と等価な一次遅れ要素、
１０，１２は掛（乗）算器、Ｓ１はスイツチで、
これらによつて自動チユーニング回路Ａが構成さ
れる。すなわち、従来の制御系が図の点線で示さ
れる如く１〜４からなるループで形成されるのに
対し、この実施例は該点線部分を開放するととも
に、自動チユーニング回路Ａを接続して構成され
る。
図の上部に示される制御ループにおいては、要
素３，４によつて直流電動機が模擬されるととも
に、速度調節器１は速度実際値ｎが設定（目標）
値n〓に等しくなるように調節出力を出し、該調
節出力を電流調節系２における電流指令値として
直流電動機の速度制御を行なう。一方、自動チユ
ーニング回路Ａは電動機速度、電流の実際値およ
び速度調節器出力にもとづいて電動機の界磁々
束、起動時間を推定演算して速度調節器の比例ゲ
イン修正信号を発生させるとともに、負荷外乱ト
ルク（γl）をも演算し、実負荷トルクを補償して
電流制御を行なう。すなわち、制御対象の界磁モ
デル１０、起動時定数モデル１１により直流電動
機を模擬し、模擬速度ｎと速度実際値ｎとの偏差
e1を積分要素６にて積分し、該積分出力を起動時
間要素１１の入力にフイードバツクするようにし
ている。なお、記号＾によつて模擬値を示すこと
とする。このようにして乗算器１０の出力によつ
て電動機発生トルク（γn）を、また積分要素６
の出力によつて負荷外乱トルク（γl）をそれぞれ
模擬することができる。一方、界磁量および起動
時定数を演算するために、速度調節器１の出力に
所定周波数の微小な矩形波信号δを重畳し、これ
を電流指令値として制御系を励起するとともに、
電流制御系２と等価な一次遅れ要素（電流制御系
模擬要素）８の入力として与える。そして、起動
時間または走動時定数要素１１の入力、すなわち
速度推定値の微分値（n^）と上記要素８の出力と
の偏差e2を乗算器１２により要素８の出力（これ
は負荷外乱トルクの補償を行なつているので、該
出力は速度微分値と等価になる。）に乗じ、さら
に該出力を積分要素９によつて積分する。したが
つて、積分器９は乗算器１２の出力が零となるよ
うに出力を出し続け、入力が零になつた時点で出
力は一定となつて６〜１２からなるループは平衡
する。このとき、δによる微小変動分を無視すれ
ばｎ＝n^、すなわちel＝０、e2＝０で、積分要素
６の出力はγl／Tnの推定値に比例する量To
（γl／Tn）＾となり、また積分要素９の出力はΦ／ Tmの推定値に比例する量To（Φ／Tm）＾となる。
素３，４によつて直流電動機が模擬されるととも
に、速度調節器１は速度実際値ｎが設定（目標）
値n〓に等しくなるように調節出力を出し、該調
節出力を電流調節系２における電流指令値として
直流電動機の速度制御を行なう。一方、自動チユ
ーニング回路Ａは電動機速度、電流の実際値およ
び速度調節器出力にもとづいて電動機の界磁々
束、起動時間を推定演算して速度調節器の比例ゲ
イン修正信号を発生させるとともに、負荷外乱ト
ルク（γl）をも演算し、実負荷トルクを補償して
電流制御を行なう。すなわち、制御対象の界磁モ
デル１０、起動時定数モデル１１により直流電動
機を模擬し、模擬速度ｎと速度実際値ｎとの偏差
e1を積分要素６にて積分し、該積分出力を起動時
間要素１１の入力にフイードバツクするようにし
ている。なお、記号＾によつて模擬値を示すこと
とする。このようにして乗算器１０の出力によつ
て電動機発生トルク（γn）を、また積分要素６
の出力によつて負荷外乱トルク（γl）をそれぞれ
模擬することができる。一方、界磁量および起動
時定数を演算するために、速度調節器１の出力に
所定周波数の微小な矩形波信号δを重畳し、これ
を電流指令値として制御系を励起するとともに、
電流制御系２と等価な一次遅れ要素（電流制御系
模擬要素）８の入力として与える。そして、起動
時間または走動時定数要素１１の入力、すなわち
速度推定値の微分値（n^）と上記要素８の出力と
の偏差e2を乗算器１２により要素８の出力（これ
は負荷外乱トルクの補償を行なつているので、該
出力は速度微分値と等価になる。）に乗じ、さら
に該出力を積分要素９によつて積分する。したが
つて、積分器９は乗算器１２の出力が零となるよ
うに出力を出し続け、入力が零になつた時点で出
力は一定となつて６〜１２からなるループは平衡
する。このとき、δによる微小変動分を無視すれ
ばｎ＝n^、すなわちel＝０、e2＝０で、積分要素
６の出力はγl／Tnの推定値に比例する量To
（γl／Tn）＾となり、また積分要素９の出力はΦ／ Tmの推定値に比例する量To（Φ／Tm）＾となる。
このことは回路方程式を解くことにより確かめら
れているが、その証明は極めて煩雑なので、こゝ
では省略する。なお、Toは積分要素１１におい
て設定される所定の時定数で、Tnに対する基準
値を示す。
れているが、その証明は極めて煩雑なので、こゝ
では省略する。なお、Toは積分要素１１におい
て設定される所定の時定数で、Tnに対する基準
値を示す。
つまり、一定周波数の微小矩系波信号δを、電
流制御系を模擬する一次遅れ要素８に加え、その
出力と積分要素１１の入力との偏差ｅ２と、一次
遅れ要素８の出力との乗算を行なう乗算器１２の
出力が零となる迄積分要素９に乗算器１２の出力
を積分させる一方、電動機の起動時定数を模擬す
る（速度を推定する）積分要素１１の起動時定数
をToに設定することにより、積分要素９の出力
からはTo（Φ／Tn）＾を、また積分要素６の出
力からはTo（γl／Tn）＾をそれぞれ得るようにし
たものである。したがつて、To（Φ／Tm）＾を除 算要素５の分母に加えることにより、制御系全体
の一巡伝達関数Goは、 Go＝Kp・１／To（Φ／Tm）＾・１／１＋STa・Φ／STm となつてΦ、Tmは打ち消される結果、伝達関数
GoはΦ、Tmの変化に拘わりなく一定となり、
応答は常に最適となる。なお、Kpは速度調節器
の比例ゲイン、１／１＋STaは電流調節ループの伝 達関数、Φ／STmは電動機の伝達関数をそれぞれ表 わすものである。
流制御系を模擬する一次遅れ要素８に加え、その
出力と積分要素１１の入力との偏差ｅ２と、一次
遅れ要素８の出力との乗算を行なう乗算器１２の
出力が零となる迄積分要素９に乗算器１２の出力
を積分させる一方、電動機の起動時定数を模擬す
る（速度を推定する）積分要素１１の起動時定数
をToに設定することにより、積分要素９の出力
からはTo（Φ／Tn）＾を、また積分要素６の出
力からはTo（γl／Tn）＾をそれぞれ得るようにし
たものである。したがつて、To（Φ／Tm）＾を除 算要素５の分母に加えることにより、制御系全体
の一巡伝達関数Goは、 Go＝Kp・１／To（Φ／Tm）＾・１／１＋STa・Φ／STm となつてΦ、Tmは打ち消される結果、伝達関数
GoはΦ、Tmの変化に拘わりなく一定となり、
応答は常に最適となる。なお、Kpは速度調節器
の比例ゲイン、１／１＋STaは電流調節ループの伝 達関数、Φ／STmは電動機の伝達関数をそれぞれ表 わすものである。
また、除算器５を設けたのは、速度に現われる
信号δの変動量を時定数Tnに依らず一定の大き
さにして、推定演算の精度を確保するためであ
る。
信号δの変動量を時定数Tnに依らず一定の大き
さにして、推定演算の精度を確保するためであ
る。
なお、図のＳ１は自動チユーニングがうまく行
かないときに制御ループを従来のループに切り換
えて運転できるようにするための自動チユーニン
グ使用、不使用の切換スイツチである。
かないときに制御ループを従来のループに切り換
えて運転できるようにするための自動チユーニン
グ使用、不使用の切換スイツチである。
以上のように、この発明によれば、電流調節ル
ープをマイナループとして有する速度調節ループ
内に、電動機の電流、速度の各実際値、速度調節
ループ出力および一定周波数の矩形波信号にもと
づき、電動機磁束と起動時定数の比および負荷ト
ルクと起動時定数との比を模擬する手段を設け、
磁束および起動時定数による変動を打ち消すよう
に速度調節器の比例ゲインを修正する一方、負荷
トルクの変動に対しては速度調節器が修正信号を
発する以前に補償する（フイードフオワード制
御）ようにしたので、制御系を常に最適状態に維
持しうるとともに、外乱による速度変動を抑制す
る効果を有するものである。
ープをマイナループとして有する速度調節ループ
内に、電動機の電流、速度の各実際値、速度調節
ループ出力および一定周波数の矩形波信号にもと
づき、電動機磁束と起動時定数の比および負荷ト
ルクと起動時定数との比を模擬する手段を設け、
磁束および起動時定数による変動を打ち消すよう
に速度調節器の比例ゲインを修正する一方、負荷
トルクの変動に対しては速度調節器が修正信号を
発する以前に補償する（フイードフオワード制
御）ようにしたので、制御系を常に最適状態に維
持しうるとともに、外乱による速度変動を抑制す
る効果を有するものである。
なお、この発明は、いまゝで説明した直流電動
機ばかりでなく、交流電動機や同様の伝達特正を
もつ制御対象の制御系についても同様にして適用
することができる。
機ばかりでなく、交流電動機や同様の伝達特正を
もつ制御対象の制御系についても同様にして適用
することができる。
図はこの発明の実施例を示すブロツク図であ
る。 符号説明 １…速度調節器、２…電流制御系、
３…界磁々束模擬要素、４…起動時定数模擬要
素、５…割（除）算器、６，９，１１…積分要
素、７…比例要素、８…電流制御系を模擬する一
次遅れ要素、１０，１２…掛（乗）算器、Ｓ１…
スイツチ、Ａ…自動チユーニング回路。
る。 符号説明 １…速度調節器、２…電流制御系、
３…界磁々束模擬要素、４…起動時定数模擬要
素、５…割（除）算器、６，９，１１…積分要
素、７…比例要素、８…電流制御系を模擬する一
次遅れ要素、１０，１２…掛（乗）算器、Ｓ１…
スイツチ、Ａ…自動チユーニング回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電動機の速度実際値を目標値に一致させるべ
く速度制御を行なう速度調節ループ内に該ループ
の出力を電流指令値として電機子電流もしくはこ
れに相当する電動機電流成分を調節する電流調節
ループを有してなる電動機の速度制御装置におい
て、 電動機起動時定数と異なる時定数をもち電動機
速度を推定する第１の積分要素と、 速度実際値と推定値との偏差を積分して負荷ト
ルクと起動時定数との比に比例する量を推定する
第２の積分要素と、 前記速度調節ループの出力に所定周波数の矩形
波信号を加算した量を入力されて前記電流調節ル
ープを模擬する一次遅れ要素と、 該一次遅れ要素の出力から前記第１積分要素の
入力を減じた量に前記一次遅れ要素の出力を乗じ
る第１の乗算要素と、 該第１乗算要素の出力を積分して電動機磁束と
起動時定数との比に比例する量を推定する第３の
積分要素と、 前記速度調節ループの出力に前記所定周波数の
矩形波信号を加算した量にさらに前記第２積分要
素の出力を加算して得られる量を前記第３積分要
素の出力にて除す除算要素と、 前記第３積分要素の出力に電流調節ループの出
力（電流実際値）を乗じて電動機発生トルクを推
定する第２の乗算要素と、 該第２乗算要素の出力と前記第２積分要素の出
力と前記速度偏差を所定係数倍したものとを加減
算して前記第１積分要素に与える加減算要素と、 を設け、前記除算要素の出力を電流調節ループの
入力へ導くことにより、速度調節ループの比例ゲ
インを自動修正して制御系の安定化を図ることを
特徴とする電動機の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075418A JPS58192487A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57075418A JPS58192487A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 電動機の速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58192487A JPS58192487A (ja) | 1983-11-09 |
| JPS6338959B2 true JPS6338959B2 (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=13575611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57075418A Granted JPS58192487A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58192487A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151258A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-11 | Sharp Corp | 直線駆動装置 |
| JPH04839U (ja) * | 1990-04-16 | 1992-01-07 | ||
| JPH06335275A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Nec Corp | 印字ヘッドキャリジ速度制御方式 |
| JP5747969B2 (ja) | 2013-10-07 | 2015-07-15 | 第一精工株式会社 | 電気コネクタの嵌合構造 |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP57075418A patent/JPS58192487A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58192487A (ja) | 1983-11-09 |
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