KR0129596B1 - 모터용 속도 제어시스템에 적용된 속도추정 오브저버 - Google Patents

Abstract

모터 제어 시스템용 속도 추정 오브저버는 토크 지령 및 평균화된 모터 속도치를 수신하여 모터 속도 제어 시스템내에서의 모터 속도 추정치를 출력한다. 속도 추정 오브저버는 모델 출력 속도 추정치의 보정을 행하기 위한 시간 지연 보정치 계산 블럭을 포함한다. 그러므로, 속도 추정치의 정확성 및 안정성이 향상되고, 제어 시스템은 저속에서 고속으로의 속도 범위에서 안정성을 유지하여 고속범위에서 외란 억압 효과를 보장한다.

Description

모터용 속도 제어시스템에 적용된 속도추정 오브저버

제1도는 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 한 실시예를 도시한 회로 블록도.

제2도는 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 다른 실시예를 도시한 회로 블록도.

제3도는 제1도의 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 시뮬레이션 결과를 도시한 특성 그래프.

제4도는 오브저버 게인만 전환되고 다른 보정이 실행되지 않았을 경우의 모델의 시뮬레이션 결과를 도시한 특성 그래프.

제5도 내지 제7도는 평균치 산출을 설명하기 위한 설명도.

제8도는 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 다른 실시예를 도시한 회로 블록도.

제9도는 속도 제어 주기와 인코더 펄스 사이의 관계를 설명하는 신호 타이밍 챠트.

제10도는 종래의 속도 추정 오브저버를 포함하는 회로 블록도.

제11도는 속도 추정 오브저버가 적용된 모터 속도 제어 시스템을 도시한 회로 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12: 제 1 계산 블록 13 : 제 2 계산 블록

14 : 제 1 편차 블록 16 : 오브저버 게인 블록

17 : 제 2 편차 블록 31 : 차분 계산 블록

32 : 오브저버 게인 역수 블록 33 : 편차 블록

34 : 가산기 35 : 적분기

100 : 평균화 처리 블록 101 : 가변 게인 블록

본 발명은 로터리 인코더를 사용한 속도 제어 시스템에 적용되고 매우 느린 속도 범위에서 동작되는 속도 추정 오브저버(observer)에 관한 것이다.

일반적으로, 비교적 낮은 분해능의 로터리 인코더를 사용함으로써 모터의 속도를 제어하는 속도 제어 시스템에 있어서, 모터가 매우 느린 속도로 회전되는 경우, 인코더 펄스 간격이 속도 제어 주기보다 길어지므로, 이러한 속도 제어 주기동안에 정확한 속도 정보가 얻어질 수 없다. 속도 제어 주기와 인코더 펄스 사이의 관계가 제9도에 도시되어 있다. 제9도에서, Ts는 속도 제어 주기이고, Tp는 펄스 인코더의 주기이며, Td는 Ts와 Tp사이의 차분이다. 따라서, 인코더 펄스가 입력되면, 속도의 평균값은 펄스 주기 Tp를 사용함으로써 다음 식으로부터 구해진다.

n_M= 60/pp·1/Tp

여기세어, pp는 인코더의 1회전당 펄스 수[P/R]이고, Tp는 인코더 펄스 주기 [sec]이며, n_M은 모터 회전속도의 평균값[rpm]이다.

상기 식으로부터 명백해진 바와 같이, 매우 느린 속도 범위에서, 즉 인코더 펄스 주기가 매우 커진 경우, 평균 속도는 일정하지 않게 된다. 따라서, 속도 제어 시스템은 불안정하게 되기 쉽고, 속도 제어의 응답성은 떨어진다. 이러한 어려움을 해결하기 위해, 속도 추정 오브저버를 사용함으로써 인접한 인코더 펄스들 사이의 간격 동안의 속도가 추정되는 제어 시스템이 제안된다. 제11도에 이러한 제어 시스템이 도시되어 있다. 제어 시스템에 적용된 속도 추정 오브저버(10)은 제10도에 도시되어 있고, 최소 차원의 부하 토크 오브저버 블럭을 포함한다. 제10도에 도시된 바와 같이, 편차 블록(110)의 토크 지령 τM^*(i)와 부하 토크 추정치 τL(j)를 받아들여 이들 사이의 편차 출력을 출력시킨다. 제1 계산 블록(120)에 편차 출력이 공급된다. 제1 계산 블록(120)은 속도 제어 주기 Ts를 모델 기계 시정수 T_M ^*로 나누는 제산 블록(120a), 적분기(120c), 및 이 적분기(120c)의 출력과 제산 블록(120a)의 출력을 가산하는 가산기(120b)를 포함한다. 제1 계산 블록(120)에서 구해진 모델 출력 속도 추정치 n_M(i)는 제2 계산 블록(130)에 공급된다. 제2 계산 블록(130) 펄스 간격 동안의 평균치를 구하여 계산 결과

n_M'(j)를 제1 편차 블록(140)의 플러그 입력단에 출력시킨다. 제1 편차 블록(140)의 마이너스 입력단은 펄스 인코더(15)로부터의 속도 검출 출력인 평균치 n_M(j)를 수신한다. 제1 편차 블록(140)의 편차 출력은 오브저버 게인 블록(160)에 공급되어 소정의 (일반적으로 비례) 게인 배된다. 이 배가된 값은 부하 토크 추정치 τ_L(j)로서 편차 블록 (110)에 출력된다. 부수적으로, 제1 편차 블록(140)의 편차 출력은 제2 편차 블록(170)의 마이너스 입력단에 공급된다. 제2 편차 블록(170)의 플러스 입력단은 모델 출력 추정치 n_M'(j)를 수신한다. 제2 편차 블록(170)은 속도 추정치 n_M(i)를 출력한다. 제10도에 도시된 속도 추정 오브저버에서 속도 추정치 n_M(j) 및 부하 토크 추정치 τ_L(j)가 동시에 얻어지기 때문에, 외란 억압 효과를 얻기 위해서 외란 보상이 행해진다. 제11도에 도시된 바와 같이, 속도 추정 오브저버 블럭(10)은 속도 추정치 n_M(i) 및 부하 토크 추정치 τ_L(j)를 출력한다. 속도 추정치 n_M(i) 및 속도 설정치 τ_M ^*(i)는 제3 편차 블록(18)의 마이너스 입력단 및 플러스 입력단에 각각 공급된다. 이들로부터의 편차 출력은 비례 게인 Kwc의 속도 증폭기(19)에 공급된다. 가산기(20)은 속도 증폭기(19)로부터의 출력 과 부하 토크 설정치 τ_L(j)를 가산하여 토크 지령 τ_L ^*을 출력한다. 제4 편차블럭(21)은 토크 지령 τ_L ^*및 실제 부하 토크 τ_L를 수신하여 이들 사이의 편차를 출력한다. 편차가 모터(22)에 공급되어 모터의 속도를 제어한다. 속도 검출 블록(23)은 펄스 인코더(15)로부터 신호를 수신하여 속도 추정 오브저버(10)에 평균치를 출력한다.

제10도 및 제11도에 도시된 모터 속도 제어 시스템에 적용된 속도 추정 오브저버(10)의 동작 방식에 대해 설명하겠다.

모델 출력 추정치는 토크 지령 τ_M ^*(j)와 부하 토크 추정치사이의 편차가 오브저버 모델 기계 시정수 T_M ^*에 대해 적분되는 방식으로 얻어진다. 다음에 각각의 펄스 간격 Tp 동안의 평균 속도치가 모델 속도 출력 추정치로부터 얻어지고, 평균 속도치와 평균 속도치사이의 편차가 얻어진다. 이 편차를 오브저버 게인(g)배하여 부하 토크 추정치를 구한다. 그 다음, 제1 편차 블록(140)에서의 편차를 오브저버 모델 출력 추정치에서 감산함으로써 속도 추정치가 구해진다. 구해진 속도 추정치는 모터(22)를 제어하기 위해 속도 제어 증폭기(19)에 공급된다. 또한, 가산기(20)에서 부하 토크 추정치와 속도 증폭기(19)의 출력을 가산하여 토크 지령을 얻음으로써 부하 외란 보상이 가능해진다.

그러나, 인코더 펄스 간격이 속도 제어 주기보다 짧은 상태에서 외란 억압 효과를 얻기 위해 오브저버 게인을 비교적 큰 값으로 설정하면, 이러한 큰 오브저버 게인은 인코더 펄스 간격이 속도 제어 주기보다 긴 상태에서 속도 제어 시스템의 불안정을 초래하기 쉽다. 그러므로, 오브저버 게인은 큰 값으로 설정되면 안된다. 그러나, 한편 오브저버 게인을 비교적 작은 값으로 설정하면, 높은 모터 속도 범위에서의 외란 억압 효과가 저감될 수 있다.

본 발명의 목적은 제어 시스템의 과도 현상이 발생되지 않게 오브저버 게인의 전환을 행할 수 있고 모터 제어 시스템에 적용된 속도 추정 오브저버를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 속도 추정 오브저버는 모터 속도를 제어하기 위한 시스템에 적용된다. 속도 추정 오브저버는 속도 검출기에 의해 검출된 평균화된 모터 속도치 및 토크 지령을 수신하여 속도 추정치를 출력하도록 배열된다. 속도 추정 오브저버는 토크 지령과 부하 토크 추정 사이의 편차를 수신하여 이 편차를 오브저버 모델 기계 시정수로 적분함으로써 모델 출력 추정치를 출력하는 제1 계산 블록을 포함한다. 제2 계산 블록은 보정된 모델 출력 속도 추정치를 수신하여 속도 검출기의 펄스 간격 동안의 평균화된 모델 출력 속도 추정치를 출력한다. 제1 편차 블록은 제2 계산 블록으로부터의 평균화된 모델 출력 속도 추정치, 및 속도 검출기의 각각의 속도 검출 주기에 의해 검출된 평균화된 모터 속도치를 수신하여, 평균화된 모델 출력 속도 추정치와 평균화된 모터 속도치 사이의 제1 편차를 출력한다. 오브저버 게인 블록은 제1 편차를 수신하여 제1 편차를 오브저버 게인 배함으로써 부하 토크 추정치를 출력한다. 제2 편차 블록은 보정된 모델 출력 추정치와 제1 편차 사이의 제2 편차를 계산한다. 차분 계산 블록은 인접한 2개의 속도 검출 주기의 2개의 속도 편차 사이의 차분을 계산하여, 보정된 모델 출력 추정치를 얻기 위해 이 차분을 제1 계산 블록으로부터 출력된 모델 출력 추정치에 가산하도록 이 차분을 공급한다.

도면에서 동일한 부분 및 동일한 소자에는 동일한 참조 번호를 붙였다.

이제 제1도를 참조하면, 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 실시예가 도시되어 있다.

제1도에 도시된 실시예는 차분 계산 블록(31)이 더 제공되었다는 점을 제외하고는 제10도와 대체로 유사하다. 차분 계산 블록(31)을 제외한 다른 부분의 설명은 제10도와 유사하다. 또한, 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버는 제11도에 도시된 제어 시스템에 적용된다.

제1도에 도시된 바와 같이, 편차 블록(11)은 토크 지령 τ_M ^*(i) 및 부하 토크 추정치 τ_L(j)를 수신하여 이들 사이의 편차 출력을 출력한다. 편차 출력은 제1 계산 블록(12)에 공급된다. 제1 계산 블력(12)는 속도 제어 주기 Ts를 모델 기계 시정 T_M ^*로 나누는 제산 블록(12a),적분기(12c), 및 제산 블록(12a)의 출력 적분기(12c)의 출력과 가산하는 가산기 (12b)를 포함한다. 제1 계산 블록(12)에서 구해진 모델 출력 속도 추정치는 제2 계산 블록(13)에 공급된다. 제2 계산 블록(13)은 펄스 간격 동안의 평균치를 구하여, 계산된 결과를 제1 편차 블록(14)의 플러스 입력단에 출력한다. 제1 편차 블록(14)의 마이너스 입력단은 제11도에 도시된 바와 같이 인코더(15)로부터 출력된 속도 방향인 평균치를 수신한다. 제1 편차 블록(14)의 편차 출력은 오브저버 게인 블록(16)에 공급되어 소정의(일반적으로 비례) 게인 배된다. 배가된 값은 부하 토크 추정치 τ_L(j)로서 편차 블록(11)에 출력된다.

차분 계산 블록(31)은 오브저버 게인 역수 블록(32), 편차 블록(33) 및 가산기(34)를 포함한다. 오브저버 게인 역수 블록(32)는 오브저버 게인 블록(16)으로부터 소정의 게인을 수신하여 오브저버 게인(gj+1)을 다음 샘플링 시점(j+1)에서 전환한다.편차 블록(33)은 오브저버 게인 역수 블록(32)로부터의 적분 출력 및 제1 편차 블록(14)의 편차 출력을 플러스 및 마이스 입력단에 각각 수신한다. 가산기(34)는 편차 블록(33)의 편차 출력을 제1 입력단에서 수신하고, 적분기(35)는 가산기(34)의 출력을 적분하여 이것을 가산기(34)의 제2 입력단에 공급한다. 오브저버 게인 역수부 블록(32)의 적분된 출력은 제2 편차 블록(17)의 마이너스 입력단에 공급된다. 출력

△nc'(j) (적분요소) 및 가산기(12b)의 출력은 가산기(36)에서 가산된다.

이후, 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버를 구성하는 과정에 대해 설명하겠다.

부하 토크 τ_L이 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버에 인가되면 실제 모터 속도 n_M(j)의 평균치와, 모델 출력 속도 추정치 n_M'(j) 또는 평균 모델 출력 속도 추정치 n_M'(j)사이에 속도 편차 △n(j)가 발생된다. 속도 편차는 다음식으로부터 구해진다.

시점 j에서 오브저버 게인이 (gj)에서 (gj')로 변환된다고 고려하여, 부하 토크의 추정이 이미 료교되어 소정의값 로 수렵된다고 가정한다. 또한, 부하 토크가 오브저버 게인의 전환 동안에 변화되지 않는다고 가정하고, 따라서된다. 시점(j-1)과 시점(j) 사이의 기간 동안에 속도 편차 △n(j)가 시점(j)에서 식(1)로부터 얻어지는 경우에, 관계식을 변화시키지 않고 시점(j)에서 오브저버 게인을 (gj)에서 (gj')로 전환할 수 없다. 그 이유는 다음식

이 만족되어야 하기 때문이다. 여기에서, gj 및는 일정하다. 그러므로, 다음 시점(j+1)에서 게인의 전환이 지연된다고 고려한다. 즉, 시점(j)에서, (gj)가 오브저버 게인으로서 사용되고, 오브저버 게인은 시점(j+1)에서 (gj') = (gj+1)전환된다. 시점(j+1)에서 오브저버 게인이 (gj)에서 (gj+1)로 전환된다고 가정하면, 시점(J+1)에서의 속도 편차 △n(j+1)은 다음 식 (2)로 표현될 수 있다.

부하 토크가 변환되지 않으면, 시점(j)에서의 속도 편차 △n(j)는 일정하게 유지된다. 그러나, 시점(j+1)에서 게인 전환이 실행되면, 속도 편차 △n(j)는 시점(j+1)에서 속도 편차 △n(j+1) 사이의 차분에 대해 보정될 필요가 있다. 시점 (j+1) 및 시점(j)에서 속도 편차들 사이의 차분은 식 (1) 및 (2)로부터 다음과 같이 구해진다.

여기에서이라고 가정한다.

그러므로 , 다음식(4)가 얻어진다.

여기에서, △n(j)는 오브저버 모델 출력 추정치로 적분되어 배가되어 있기 때문에, 오브저버 모델 출력 추정치를 식(3)의 차분에 대해 보정할 필요가 있다.

제1도는 오브저버 게인 전환을 고려한 속도 추정 오브저버가 도시되어 있다.

속도 편차 △n(j)의 보정 블록이 차분 계산 블록(31)에서 포함되기 때문에, 속도 제어 주기 j에서의 계산동안에 오브저버 게인의 전환이 가능해진다. 시점(j)에서의 계산은 다음과 같이 행해진다.

(1)를 계산하고,

(2) 오브저버 게인이 (gj)에서(gj+1)로 샘플 시점(j+1)에서 전환된다고 가정하여, 식(3)이 계산을 실행하며,

(3) 게인 전환 시점에서의 보정 데이터 △n을 유지하기 위해, 적분 요소(차분의 적산)을 계산하여, 보정 데이터 △nc'(j)를 구하고,

(4) n_M'(i)를 △nc'(j)로 보정하기 위해, 편차 검출기(17)의 마이너스 입력단에를 출력한다.

상술된 파라그래프(4)의 처리는 다음 이유로 실행된다. 오브저버 게인이 시점(j+1)에서 (gj+1)로 전환되기 때문에, 시점(j)와 시점(j+1) 사이의 주기 동안에 오브저버 게인(gj+1)에 대응하도록 하기 위해 조정되는 n_M'(i)에 △nc'(j)를 가산한다. 그러므로,로 설정될 필요가 있다.

제2도는 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 제2 실시예를 도시한 것이다. 제2 실시예는 △nc'(j)를 계산하기 위한 적분 요소가 속도 제어 주기 측으로 이행되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 대체로 유사하다. 즉, 제2도에 도시된 바와 같이, 편차 블록(33)의 출력 △nc'(j)는 시점(j) 다음의 최초 시점(i)에서만 턴온되는 스위치(37)을 통해 가산기(36)에 공급된다.

제3도 및 제4도는 상술된 실시예에 관한 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다. 제3도에는 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 실시예의 시뮬레이션 결과를 도시되어 있다. 제4도에는 오브저버 게인만 전환되어 △nc'(j)의 보정이 실행되지 않은 경우의 모델의 시뮬레이션 결과가 도시되어 있다. 이 시뮬레이션은 다음의 조건하에 실행되었다.

(a) 속도 설정치 n_M*는 0에서 1/2000 PU로 변환되었다.(1500 rpm의 1/2000).

(b) 부하 토크 τ_L은 100PU로 설정되었다.(τ_L= 100PU).

(c) 오브저버 게인의 전환은 0.4-0.6 초 이내에 50→100→50으로 행해졌다.

(d) 모터 기계 시정수 T_M ^*은 2초로 설정되었다.(T_M= 2초).

(e) 오브저버 모델 기계 시정수TM 는 2초로 설정되었다( T_M ^*= 2초).

(f) 속도 응답 ωc=50(deg/sec)

(g) 인코더 조건 : 1500 rpm 정격 속도, 2000 P/R, 4체배.

제3도에서, 그래프 A는 설정속도 n_M ^*를 나타내고, 그래프 B는 부하 토크 τ_L을 나타내며, 그래프 C는 오브저버 게인 g를 나타내고, 그래프 D는 토크 지령 τ_M을 나타내며, 그래프 E는 부하 토크 추정치를 나타내고, 그래프 F는 실제 속도 n_M'을 나타내며, 그래프 G는 속도 추정치를 나타내고, 그래프 H는 속도 검출기을 나타낸 것이다.

제3도로부터 명백해진 바와 같이, 오브저버 게인이 0.4-0.6초 동안에 전환되어도, 토크 지령, 부하 토크 추정치, 모터 실제 속도, 속도 추정치 및 속도 검출치는 거의 변화되지 않고 안정하다. 그러나, 제4도에 도시된 바와 같이, 오브저버 게인만 전환되고 △nc'(j)의 보정이 행해지지 않은 모델의 경우에, 토크 지령 등이 과도 현상을 일으킨다.

제5도는 평균치 n_M'(j)를 구하는 방법의 설명도를 도시한 것이다. j와 (j+1) 사이의 시점을 설명하겠다. 제5도로부터 알 수 있는 바와 같이, 평균치 n_M'(j)는 총면적을 시간을 나눈 각각의 속도 제어 주기 동안의 평균치로부터 구해진다.

먼저, 시점(j,0)에서 (j.n)까지의 평균치는 다음식으로부터 구해진다.

여기에서및은 (j.₀) 내지 (j.n)번째의 모델 출력 추정치를 나타내고은 평균치를 나타낸다.

다음에, 인코더 펄스 신호 i와 속도 제어 주기 신호 I 사이의 지연(Ts-△T_Ej-1)동안의 평균치가 구해질 수 있다. 인코더 펄스가 제6도에 도시된 바와 같이 시점(j+1)에서 입력될 때까지, 시점 j에서 추정된 토크 추정치는 모델 출력 추정치를 추정하는데 사용된다. 따라서, 시점(j+1)에서 평균치은 다음식으로부터 구해진다.

기간 △T_Ej동안의 평규니츤 (j, n)번째에서의 토크 지령 τ_Mjn'을 사용함으로써 다음 식으로부터 구해진다.

시점(j+1)에서으 토크 추정치이 시점(j+1)에서의 인코더 펄스의 입력에 의해 얻어지기 때문에, 평균치은 다음식으로부터 구해진다.

제7도을 참조하여, 기간 (Ts-△T_Ej-1) 동안의 평균치은 다음 식으로부터 구해질 수 있다.

상술된 바와 같이, 기간 Tp(j+1) 동안의 모델 출력 추정치의 평균치은 다음식으로부터 구해질 수 있다.

오브저버 모델 출력 평균치가 식(12)로부터 계산되　, 속도 제어 주기 신호 i와 속도 검출 주기 신호j 사이의 타이밍들 사이의 편차가 보상될 수 잇다. 또한, 저속 범위에서, 속도 제어 주기 동안에 인코더 펄스가 구해지지 않을 때의 가변 게인 Kc는 다음식으로부터 구해질 수 있다.

식(13)은 인코더 펄스 간격 Tp(j+1)과 속도 제어 주기 Ts 사이의 비를 표시하고, 오브저버 게인은 속도가 저속으로 되는 만큼 감소된다. 근사적으로 i 와 j 사이의 타이밍 편차가 무시되면, 식(13)은 다음식으로 표시될 수 있다.

제8도를 참조하면, 본 발명에 따른 속도 추정 오브저버의 다른 실시예의 회로 블록도가 도시되어 있다. 제8도에서, 평균화 처리 블록(100)은 제1도의 제2계산 블럭(13) 대신에 사용된다. 평균화 처리 블록(100)은 식(12)를 계산한다. 평균화 처리 블록(100)으로부터의 평균화된 출력은 제1 편차 블록(14)의 플러스 입력단에 공급되고, 이것의 마이너스 입력단은 펄스 인코더러부터 검출된 속도 검출 출력의 평균치 n_M(j)를 수신한다. 제1 편차 블록(14)의 편차 출력은 가변 게인(Kc) 블록(101)에 공급되어 식(13)의 계산을 행한다 .속도가 저속으로 되는 만큼, 게인은 저하되므로 오브저브 게인은 가변 게인블럭(101)에서 오브저브 게인블럭(16)으로 공급된다. 그후, 제1 실시예와 동일한 동작이 실행된다.

이렇게 구성된 시스템에 의해, 속도 제어 주기와 속도 검출 주기의 시간 지연으로 인한 에러를 제거할 수 있게 된다. 이것은 속도 추정치의 정확성과 안정성을 향상시킨다. 또한, 가변 게인이 속도 추정 오브저버에 인가되기 때문에, 고속 범위에서의 외란 억압 효과를 보장하기 위해 저속에서 고속까지의 범위 이내에서 제어 시스템의 안정성을 유지할 수 있게 된다.

상기 설명은 양호한 실시예에 대해 행해졌지만 본 분야에 숙련된 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 본 발명을 여러 가지로 변형 및 변경시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위 내에서만 제한된다.

Claims (7)

1. 토크 지령 및 속도 검출기에 의해 검출된 평균화된 모터 속도치를 수신하여 속도 추정치를 출력하고, 모터 속도를 제어하는 시스템에 적용된 속도 추정 오브저버에 있어서, 토크 지령과 부하 토크 추정치 사이의 편차를 수신하여, 이 편차를 오브저버 모델 기계 시정수에 대하여 적분함으로써 모델 출력 속도 추정치를 출력하는 제1계산 블록, 보정된 모델 출력 속도 추정치를 수신하여, 속도 검출기의 펄스 간격 동안의 평균화된 모델 출력 속도 추정치를 출력하는 제2 계산 블록, 상기 제2 계산 블록으로부터의 평균화된 모델 출력 속도 추정치 및 속도 검출기의 각각의 속도 검출 주기에 의해 검출된 평균화된 모터 속도치를 수신하여, 평균화된 모델 출력 속도 추정치의 평균화된 모터 속도치 사이의 제1 편차를 출력하는 제1 편차 블록, 제1 편차를 수신하여, 이 제1 편차를 오브저버 게인 배함으로써 부하 토크 추정치를 출력하는 오브저버 게인 블록, 보정된 모델 추정치와 제1 편차 사이의 제2 편차를 계산하는 제2 편차블럭 및 인접한 2개의 속도 검출 주기의 2개의 속도 편차 사이의 차분을 계산하여, 보정된 모델 출력 추정치를 얻기 위해 이 차분을 상기 제1 계산 블록으로부터 출력된 모델 출력 추정치에 가산하도록 이 차분을 공급하는 차분 계산 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 추정 오브저버.
2. 제1항에 있어서, 상기 차분 계산 블록은 다음 샘플링 시점에서 오브저버 게인을 전환하기 위한 오브저버 게인 역수 블록; 오브저버 게인 역시 블록으로부터의 적분 출력 및 상기 제1 편차가 플러스 및 마이너스 입력단에 각각 수신되는 제3 편차 블록; 제1 입력단에서 제3 편차를 수신하는 가산기; 및 가산기의 출력을 적분하여 이것을 가산기의 제2 입력단에 공급하는 적분기를 포함하고,오브저버 게인 역수 블록의 적분 출력이 상기 제2 편차 블록의 마이너스 입력단에 공급되는 것을 특징으로 하는 속도 추정 오브저버.
3. 제1항에 있어서, 모델 출력 속도 추정치 및 상기 차분 계산 블록의 차분을 수신하여 이들의 합을 상기 제2 계산 블록 및 상기 제2 편차 블록에 출력하는 가산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 추정 오브저버.
4. 제3항에 있어서, 제3 편차 블록의 제3 편차는 속도 검출 시점 다음의 최초 제어 시점에서만 턴온되는 스위치를 통해 가산기에 공급되고, 가산기의 출력은 상기 제1 계산 블록의 적분기에 피드백되는 것을 특징으로 하는 속도 추정 오브저버.
5. 제1항에 있어서, 상기 오브저버 게인 블록은 모터 속도가 소정의 속도보다 커지는 경우에 오브저버 게인을 제1 소정치에서 제2 소정치로 변환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 속도 추정 오브저버.
6. 제5항에 있어서, 상기 오브저버 게인 블록은 고정 게인 및 정수(定數)의 배인 오브저버 게인을 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 추정 오브저버.
7. 제5항에 있어서, 상기 오브저버 게인 블록은 고정 게인, 정수 및 보상 게인의 배인 오브저버 게인을 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 추정 오브저버.