KR100194066B1

KR100194066B1 - 전동기의 제어장치

Info

Publication number: KR100194066B1
Application number: KR1019950034118A
Authority: KR
Inventors: 데쓰아키 나가노; 세이스케 쓰쓰미
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR960016104A; US5646492A; JP3288184B2; JPH08107690A

Abstract

목표치 응답성과 외란응답성을 독립적으로 설정할 수 있는 동시에 양자를 동시에 개선한다.

미분회로(5)에 의해 속도지령신호의 미분신호를 얻는 동시에, 제1의 속도제어회로(6)에 의해 제어신호를 얻어서, 양자를 합산함으로써 제1의 토크신호를 얻는다. 또 제1의 토크신호에 따라 토크응답 모의회로(7)와 기계계 모의회로(8)에 의해 모의속도신호를 얻는다. 또 제2의 속도제어회로에 의해 제2의 토크신호를 얻는다. 또 제1 및 제2의 토크신호를 가산기(10)로 합산해서 토크지령신호를 얻어, 이 토크지령신호에 추종하도록 전동기의 발생토크를 제어한다.

Description

전동기의 제어장치

제1도는 실시예 1에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제2도는 실시예 1의 동작을 표시하는 블록도.

제3도는 제1도에 표시한 토크응답모의회로의 구성을 표시하는 블록도.

제4도는 제1도에 표시한 기계계 모의회로의 구성을 표시하는 블록도.

제5도는 제1도에 표시한 미분회로 및 제1의 속도제어수단의 구성을 표시하는 블록도.

제6도는 제1도에 표시한 제2의 속도제어수단의 구성을 표시하는 블록도.

제7도는 실시예 1의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제8도는 실시예 2에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제9도는 실시예2의 동작을 표시하는 블록도.

제10도는 실시예 2의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제11도는 실시예 3에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제12도는 제11도에 표시한 제1의 미분회로 및 위치제어수단의 구성을 표시하는 블록도.

제13도는 실시예 3의 동작을 표시하는 블록도.

제14도는 실시예 3의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제15도는 실시예 4에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제16도는 실시예의 동작을 표시하는 블록도.

제17도는 실시예 4의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제18도는 실시예 5에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제19도는 제18도에 표시한 제2의 위치제어회로의 구성을 표시한 블록도.

제20도는 제18도에 표시한 기계계 모의회로의 구성을 표시하는 블록도.

제21도는 실시예 5의 동작을 표시하는 블록도.

제22도는 실시예 5의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제23도는 실시예 6에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제24도는 실시예 6의 동작을 표시하는 블록도.

제25도는 실시예 6의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제26도는 실시예 7에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제27도는 실시예 7의 동작을 표시하는 블록도.

제28도는 실시예 7의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제29도는 제20도에 표시한 기계계 모의회로의 다른 구성을 표시하는 블록도.

제30도는 제4도에 표시한 기계계 모의회로의 다른 구성을 표시하는 블록도.

제31도는 실시예 8에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제32도는 실시예 9에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제33도는 종래의 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

제34도는 종래의 전동기의 속도제어장치의 동작을 표시하는 블록도.

제35도는 제33도에 표시한 토크제어수단의 구성을 표시하는 블록도.

제36도는 종래의 전동기의 속도제어장치의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제37도는 종래의 전동기의 속도제어장치의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프.

제38도는 종래의 전동기의 속도제어장치의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제39도는 종래의 전동기의 위치제어장치의 다른 구성을 표시하는 블록도.

제40도는 종래의 전동기의 위치제어장치의 동작을 표시하는 블록도.

제41도는 종래의 전동기의 위치제어장치의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제42도는 종래의 전동기의 위치제어장치의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

제43도는 종래의 전동기의 위치제어장치의 시뮬레이션 결과를 표시하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전동기 2 : 부하기계

3 : 토크전달기구 4 : 속도검출기

5 : 미분회로 6 : 제1의 속도제어회로

7 : 토크응답모의회로 8 : 기계계 모의회로

9 : 제2의 속도제어회로 10 : 가산기

11 : 토크제어수단 12 : 감산기

13a,13b : 감산기 14a,14b : 가산기

15 : 위치속도검출기 16 : 위치제어회로

17 : 제1의 미분회로 18 : 제2의 미분회로

19 : 기계계 모의회로 20 : 가산기

21a,21b : 감산기 22 : 제2의 위치제어회로

23 : 제1의 위치제어회로 50 : 미분기

51 : 계수기 60,61 : 계수기

62 : 적분기 63 : 가산기

70 : 감산기 71 : 계수기

72 : 적분기 80 : 계수기

81 : 적분기 90,91 : 계수기

92 : 적분기 93 : 가산기

160 : 계수기 170 : 미분기

171 : 계수기 190 : 계수기

191a : 적분기 220 : 계수기

310 : 감산기 311 : 제1의 속도제어회로

312 : 미분회로 313 : 신호제어회로

314 : 가산기 330 : 감산기

331 : 위치제어회로 332 : 미분회로

333 : 신호제어회로 334 : 가산기

350 : 계수기 351 : 전류검출기

352 : 전류제어회로 360 : 미분회로

361 : 가산기 390a : 제1의 미분회로

390b : 제2의 미분회로 391 : 위치제어회로

392 : 가산기 393 : 속도제어회로

394 : 가산기 800,802,803,804 : 계수기

801a,801b,801c,801d : 감산기 806 : 가산기

이 발명은 부하기계를 구동하는 전동기의 속도나 위치의 제어를 실행하는 전동기의 제어장치에 관한 것으로, 지령에 대한 응답성과 외란에 대한 응답성을 독립하여 설정할 수 있는 동시에 양자를 동시에 개선할 수 있는 전동기의 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전동기의 제어에 있어서는 지령에 대한 응답성(이하, 목표치응답성)과 외란에 대한 응답(이하 외란응답성)이 중요하게 된다.

즉, 지령치에 신축하게, 또한 안정되게 전동기의 위치 또는 속도를 추종시키는 동시에 외란이 가해진 경우에는, 그 영향을 가급적 억제하지 않으면 안된다.

이에 대하여, 종래 지령치의 미분으로부터 구한 지령치의 변화에 대응한 피드포워드 제어신호를 지령치와 피드백치와의 편차로부터 구한 피드백 제어신호에 가산하여, 새로운 제어신호로 하므로서, 지령에 대한 응답성을 향상시키는 전동기의 제어장치가 제안되어 있었다.

그 예로서, 일본국 특개평3-107384호 공보에 개시된「모터구동제어장치」또는 일본국 특개평 3-15911호 공보에 개신된「서보모터의 피드포워드 제어방식」이 있었다.

상기한 종래에서의 전동기의 제어장치에 있어서는, 목표치 응답성과 외란응답성이 각각 독립하여 설정될 수 없기 때문에, 목표치 응답성에 무게를 두어 제어계를 설계하면, 외란응답성이 저하하고, 외란응답성에 무게를 두고 제어계를 설계하면, 목표치 응답성이 열화하는 것을 알 수 있다.

또, 지령치를 미분하여 피드포워드 제어신호를 구하고 있기 때문에, 대진폭의 지령치에 대하여 과대한 피드포워드 제어신호가 발생하여 토크전달기구나 부하기계의 허용속도이상으로 전동기의 속도가 상승하던지 허용토크이상으로 전동기의 토크가 발생하던지 하여 기계를 손상할 우려가 있다.

이하, 그 이유를 제33도∼제43도를 사용하여 설명한다.

또한, 도면중 같은 부로호 표시된 것은 동일 또는 동등한 것을 표시한다.

제33도는 상기 일본국 특개평5-91774호 공보에 개시된 종래에서의 전동기의 속도제어장치의 개략구성을 표시하며, 도면에 있어서 1은 전동기, 2는 부하기계, 3은 전동기(1)와 부하기계(2)를 연결하는 토크전달기구, 4는 전동기(1)의 속도를 검출하는 속도검출기, 340은 속도지령 θY_M ^*를 미분하여 피드포워드 제어신호를 출력하는 미분회로, 341은 속도지령 θY_M ^*와 속도검출기(4)로 검출된 전동기(1)의 실속도 θW_M를 비교하여 그 편차가 감소하도록 피드백 제어신호를 출력하는 속도제어회로, 342는 속도제어회로(341)로 부터의 출력과 미분회로(340)로 부터의 출력을 가산하고, 토크지령 T_M ^*을 출력하는 가산기, 11은 토크지령 T_M ^*에 기준하여 전동기(1)의 토크 T_M를 제어하는 토크제어수단이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

제34도(a)는 제33도에 표시한 미분회로(340)의 전달함수를 G_D,속도제어회로(341)의 전달함수를 G_V, 토크지령 T_M ^*에서 전동기(1)의 토크 T_M까지의 전달함수를 G_M로 한 경우에서의 제33도에 표시한 속도제어장치의 블록도이다.

제34도(b)는, 제34도(a)를 속도지령 θW_M ^*에 대한 전달함수블록과 외란토크 T_L에 대한 절단함수블록으로 분리하여 표현한 블록도이며, 동 도면에 있어서, 외란토크 T_L에서 속도 θW_M까지의 전달함수블록(350)에 있어서 가변요소는 G_V뿐이므로 외란응답성이 G_V만에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.

또, 목표치 응답성은 속도지령 θW_M ^*에서 속도 θW_M까지의 전달함수블록(351)이 안정된 극배치로 되도록 하고, 다음에 그 극중에서 응답이 늦은 극을 영점에서 오프셋하도록 하면 빠른 목표응답성이 얻어진다.

그 경우, 극배치가 G_V에 의해 결정되고, 영점의 배치는 G_D및 G_V로 결정된다.

따라서, G_V의 조작에 의해 외란응답성을 변화시키면, 전달함수블록(351)에서의 극, 영점오프셋의 조건이 무너지고, 목표치응답에 오버슈트가 발생하던지 불안정하게 되는 경우가 있다.

이상의 사실을 시뮬레이션에 의해 확인한다.

이 때문에 우선 토크제어수단(11)의 전달함수 G_T를 구한다.

일반적으로 전동기의 토크는 전동기의 전류에 의해 제어되나, 그 경우에서의 토크제어수단(11)의 실시예를 제35도에 표시한다.

동 도면에 있어서, 330은 토크지령 T_M ^*에 토크정수 K_T의 역수를 곱하여 전류지령 I_M ^*로 변환하는 계수기, 331은 전동기(1)의 전류 I_M를 검출하는 전류검출기, 332는 전공기(1)의 전류가 전류지령 I_M ^*에 추종하도록 전동기(1)에 전압V를 인가하는 전류제어회로이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

전류검출기(331), 전류제어회로(332) 및 전동기(1)로 구성되는 전류제어계의 전달함수(I_M/I_M ^*)는 1차 지연으로 되도록 설계된다.

또, 토크 T_M는 전류 I_M에 비례하므로, 토크제어수단(11)의 전달함수 G_T는 아래 [수 1]의 1차지연으로 표시된다(예컨대, 「A_C서보시스템이론과 설계의 실제」종합전자출판사. 1990년 p80∼p85, p153∼p155 참조), 단 S는 미분연산자(이하 동일함) θY_CC는 전류제어계의 응답주파수이다.

다음에 토크 T_M에서 속도 θY_M까지의 전달함수 G_M를 구한다.

전동기(1)와 부하기계(2) 및 토크전달기구(3) 관성을 합산한 것을 J로 하면 G_M는 아래 [수 2]에 의해 표시된다.

또, 속도제어회로의 전달함수 G_V및 미분회로의 전달함수 G_D는 아래 [수 3] 및 [수 4]와 같이 계산한다.

각 전달함수가 상기 [수 1]∼[수 4]와 같이 표시되는 경우, 아래 [수 5], [수 6]과 같이 게인 K_V, α_V를 설정하면 극ㆍ영점오프셋에 의해, 스텝응답이 오버슈트 없이, 또한 가장 높은 응답으로 되는 속도제어계가 실현될 수 있다.

그리고, 속도지령 θW_M ^*에서 전동기의 속도 θW_M까지의 전달함수는, 아래 [수 7]과 같이 되고, 최대의 응답은 θY_CC/2, 즉 전류제어계 응답의 1/2인 것을 알 수 있다.

제36도∼제38도는 크기 1의 속도지령 θY_M ^*를 스텝상으로 주고, 도중에서 크기 40의 스텝 외란 토크를 인가한 경우에서의 시뮬레이션 결과이다.

단, J=1, θW_CC=2000으로 하였다.

제36도는 상기 [수 5], [수 6]에 따라서 K_V=500, K_I=0, α_V=0.5 로 한 경우이다.

또, 제37도는, 외란토크 응답성을 개선하기 위하여, K_V를 제36도의 2배의 K_V=1000으로 설정한 경우의 응답파형이며, 외란토크에 의한 속도효과가 적게 되고, 외란응답 특성이 개선되어 있으나, 오버슈트가 발생하고, 목표치 응답특성은 열화하고 있는 것을 알 수 있다.

또, 제38도는, 제36도에 있어서, 외란토크에 의한 정상편차를 없애기 위하여 적분게인 K_I를 10⁵으로 한 경우의 응답이며, 정산편차는 없어졌으나, 오버슈트가 발생하여 목표치 응답성이 열화하고 있다.

따라서, 제33도에 표시한 종래에서의 속도제어장치는 목표치응답성과 외란응답성이 각각 독립하여 설정될 수 없고, 또 외란응답성을 올려가면 목표치 응답성이 열화한다는 문제점이 있는 것을 알 수 있다.

또, 제33도에 표시한 종래에서의 전동기의 속도제어장치에 있어서, 전동기(1)의 발생토크 T_M는, 토크전달기구(3) 및 부하기계(2)의 기계적 강도의 관계로부터 제한을 받으나, 대진폭의 속도지령신호 θY_M ^*가 입력된 경우, 미분회로(34)로부터 과대한 레벨의 신호가 출력되고, 토크전달기구(3) 및 부하기계(2)의 허용 레벨이상의 토크지령 T_M ^*가 발생한 결과, 기계계에 바람직하지 않은 과대한 토크가 가해져서 진동이 발생한다던지 심한 경우에는 기계가 손상한다던지 하는 우려가 있다는 문제점이 있었다.

제39도는 일본국 특개평 3-15911호 공보에 개시된 종래에서의 전동기의 위치제어장치의 개략구성을 표시하며, 제39도에 있어서, 15는 전동기위치의 속도 및 위치를 검출하고, 실속도지령 θY_M및 실위치신호 Θ_M를 출력하는 위치 속도검출기, 370a는 외부로부터 주어지는 위치지령, Θ_M ^*을 미분하여, 피드포워드 제어신호를 출력하는 제1의 미분회로, 371은 위치지령 Θ_M ^*과 실위치 Θ_M와를 비교하여 그 편차가 감소하도록 피드백 제어신호를 출력하는 위치제어회로, 372는 제1의 미분회로(370a)와 위치제어회로(371)의 출력을 가산하여 속도지령신호 θY_M ^*를 출력하는 가산기, 390b는 제1의 미분회로의 출력을 미분하여 피드포워드 제어신호를 출력하는 제2의 미분회로, 373은 속도지령신호 θY_M ^*와 실속도 θY_M를 비교하여 그 편차가 감소하도록 제어신호를 출력하는 속도제어회로이다.

다음에, 동작에 대하여 설명한다.

이하, 제40∼제43도를 사용하여 상세하게 설명한다.

제40도(a)는 제39도에 있어서, 제1의 미분회로(370a)의 전달함수를 G_D1, 위치제어회로(371)의 전달함수를 G_P, 제2의 미분회로(370b)의 전달함수 G_D2, 속도제어회로(373)의 전달함수를 G_V, 토크지령신호 T_M ^*에서 전동기(1)의 토크 T_M까지의 전달함수를 G_T, 토크 T_M에서 전동기(1)의 속도 θY_M까지의 전달함수를 G_M로 한 경우에서의 제39도에 표시한 위치제어장치의 블록도이다.

제40도(b)는 제40도(a)의 위치지령 Θ_M ^*에 대한 전달함수블록과 외란토크 T_L에 대한 전달함수 블록으로 분리하여 표현한 블록도이며, 도면에 있어서, 외란토크 T_L에서 위치Θ_M까지의 전달블록(380)에 있어서, 가변요소는 G_P와 G_V에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.

외란응답성을 개선하는 데는 전달함수블록(380)의 분모를 크게하면 되나, G_V가 그 분모의 S¹의 항과 S⁰차의 항에 포함되어 있는 데 대하여 G_P는 S⁰차의 항에 포함되나, S¹의 항에 포함되어 있지 않으므로 외란응답성을 좋게 하는 데는 G_V를 크게하는 편이 보다 효과가 크다는 것을 알 수 있다.

또, 목표응답성은 위치지령 Θ_M ^*에서 위치 Θ_M까지의 전달함수블록(381)이 안정된 극배치가 되도록 하여두고, 다음에 그 극중에서 응답이 늦은 극을 영점에서 오프셋하도록 하면 빠른 목표치 응답성이 얻어진다.

그 경우, 극배치는 G_P및 G_V에 의해 결정되고, 영점의 배치는 G_D1, G_D2, G_P및 G_V로 결정된다.

따라서, 예컨대 G_V의 조작에 의해 외란응답성을 변화시키면, 전달함수블록(381)에서의 극ㆍ영점오프셋의 조건이 무너지고 목표치응답에 오버슈트가 발생하던지 진동적으로 되는 경우가 있다.

이상의 사실을 시뮬레이션에 의해 확인한다.

우선, G_T및 G_M가 각각 상기 [수 1], [수 2]에 의해 표시되는 것으로 한다.

그리고, G_P및 G_V가 아래 [수 8]∼[수 11]에 의해 표시되는 것으로 한다.

각 전달함수가 [수1], [수2] 및 [수8]~[수11]과 같이 표시되는 경우, 다음의 [수12]~[수15]와 같이 각 게인을 설정하면 극·영점오프셋에 의해 스텝응답이 오버슈트없이, 또한 가장 높은 응답성을 얻는 위치제어계가 실현될 수 있다.

그리고, 위치지령 Θ_M ^*에서 전동기(1)의 위치 Θ_M까지의 전달함수는, 아래 [수 16]과 같이 되고, 최대의 목표응답은 θY_CC/2, 즉 전류제어계의 응답의 2분의 1인것을 알 수 있다.

제41도∼제43도는 크기 1의 위치지령 Θ_M ^*를 스텝상으로 주고, 도중에서 크기 2×10⁴의 스텝외란토크 T_M를 인가한 경우의 시뮬레이션 결과이다.

단, J=1, θY_CC=2000으로 하였다.

제41도는 상기 [수 12]∼[수 15]에 따라서 K_P=500, K_I=0, α_P=0.5, α_V=1로 한 경우의 응답, 제42도는 외랑토크응답성을 개선하기 위하여 K_V를 제41도의 2배의 K_V=2000으로 설정한 경우의 응답이다.

제42도에서는 외란토크에 의한 위치편차가 작아지고, 외란응답성이 개선되어 있으나, 응답이 진동적으로 되어 목표응답특성은 열화하고 있는 것을 알 수 있다.

또, 제43도는 제41도, 제42도에서 외란토크에 의한 정상편차를 없애기 위하여, 속도제어회로의 적분계인 K_I를 2×10⁵으로 한 경우의 응답이며, 정산편차는 없어졌으나, 오버슈트가 발생하여 목표치 응답성은 열화하고 있다.

따라서, 제39도에 표시한 종래에서의 위치제어장치는 목표치응답성이 독립하여 설정될 수 없고, 또 외란응답성을 올려가면 목표치 응답성이 열화하는 것을 알 수 있다.

또, 제39도에 있어서, 전동기(1)의 속도 θY_M및 발생토크 T_M는 토크전달기구(3) 및 부하기계(2)의 기계적 강도의 관계등으로부터 제한을 받으나, 대진폭의 위치지령신호 Θ_M ^*가 입력된 경우, 제1의 미분회로(370a)로부터 과대한 레벨의 신호가 출력되어 기계계의 허용레벨이상의 속도지령신호 θY_M ^*가 발생하던지, 또 제2의 미분회로(370b)로부터도 과대한 레벨의 신호가 출력되어 기계계의 허용레벨이상의 토크지령 T_M ^*가 발생하던지 하는 결과, 기계계에 손상을 줄 우려가 있다.

기타, 이 발명에 관련하는 참고기술 문헌으로서, 일본국 특개소 63-101902호 공보에 개시되어 있는「제어장치」, 일본국 특개소 62-9404호 공보에 개시되어 있는「프로세스 제어장치」, 일본국 특개평 6-30577호 공보에 개시되어 있는「전동기의 속도제어장치」, 일본국 특개평 6-30578호 공보에 개시되어 있는「전동기의 위치제어장치」, 일본국 특개소 61-290505호 공보에 개시되어 있는「프로세스 제어장치」가 있다.

이상과 같이, 종래에서의 전동기의 제어장치에서는, 외란응답성과 목표치 응답성을 독립하여 설정할 수 없다는 문제점이 있으며, 특히 외란응답특성을 개선하려고 하면 목표치 응답성이 열화한다는 문제점이 있었다.

또, 대진폭의 지령신호가 주어진 경우, 미분회로의 출력의 진폭을 제한하고 있지 않기 때문에, 기계의 허용레벨이상의 속도지령신호나 토크지령신호가 발생하여, 기계를 손상시킬 우려가 있다는 문제점이 있었다.

이 발명은 상기에 비추어 하게 된 것으로, 목표치 응답성과 외란응답성을 독립하여 설정할 수 있는 동시에 양자를 동시에 개선할 수 있고, 또 대진폭의 지령이 들어온 경우에도 기계에 손상을 줄 우려가 없는 전동기의 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는 토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도를 검출하여 실속도 신호를 출력하는 속도검출수단과, 토크제어수단으로부터의 입력에서 상기 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 기준하여 모의 속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 외부로부터 주어지는 속도지령신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분수단과, 상기 속도지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 미분수단으로부터의 미분신호와 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호 및 상기 속도검출수단으로부터의 속도신호에 기준하여 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호와, 상기 제2의 속도제어수단으로부터의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 상기 제2의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 기준하여 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단으로 구비하는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도를 검출하여 실속도신호를 출력하는 속도검출수단과, 상기 전동기, 부하기계 및 토크전달기구로 구성되는 기계계에서의 상기 전동기의 토크에서 상기 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 기준하여 제1의 모의속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 토크제어수단의 입력에서 상기 전동기의 발생토크까지의 응답지연특성을 모의하는 동시에 상기 응답모의수단으로부터의 제1의 모의속도신호에 기준하여 제2의 모의속도신호를 출력하는 토크응답모의수단과, 외부로부터 주어지는 속도지령신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분수단과, 상기 속도지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 제1의 모의속도신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호와 상기 미분수단으로부터의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 토크응답모의수단으로부터의 제2의 모의속도신호 및 상기 속도검출수단으로부터의 실속도신호에 기준하여 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호와 상기 제2의 속도제어수단으로부터의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 상기 제2의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 기준하여 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단으로 구비하는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단으로부터의 입력에서 상기 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 기준하여 모의속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 외부로부터 주어지는 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 상기 위치지령신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실위치신호에 기준하여 신호를 출력하는 위치제어수단과, 상기 제1의 미분수단으로부터의 제1의 미분신호와 상기 위치제어수단으로부터의 출력신호를 합산하여 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 속도지령신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 속도지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 제2의 미분수단으로부터의 제2의 미분신호와 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실속도신호에 기준하여 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제2의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호와 상기 제2의 속도제어수단으로부터의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 상기 제3의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 기준하여 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비하는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 상기 전동기, 부하기계 및 토크전달기구로 구성되는 기계계에서의 상기 전동기의 토크에서 상기 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 기준하여 제1의 모의속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 토크제어수단의 입력에서 상기 전동기의 발생토크까지의 응답지연특성으로 모의하는 동시에 상기 응답모의수단으로부터의 제1의 모의속도신호에 기준하여 제2의 모의속도신호를 출력하는 토크응답모의수단과, 외부로부터 주어지는 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 상기 위치지령신호 및 상기 위치속도 검출수단으로부터의 실위치신호에 기준하여 신호를 출력하는 위치제어수단과, 상기 위치제어수단으로부터의 출력신호와 상기 제1의 미분수단으로부터의 제1의 미분신호를 합산하여 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 속도지령신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 속도지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 제1의 모의속도신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호와 상기 제2의 미분수단으로부터의 제2의 미분신호를 합산하여, 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 상기 토크응답모의수단으로부터의 제2의 모의속도신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실속도신호에 기준하여 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제2의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호와 상기 제2의 속도제어수단으로부터의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 상기 제3의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 기준하여 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비하는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단의 입력에서 상기 전동기의 속도 및 위치까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 기준하여 모의속도신호 및 모의위치신호를 출력하는 응답모의수단과, 외부로부터 주어지는 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 상기 위치지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 모의위치신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 위치제어수단과, 상기 제1의 위치제어수단으로부터의 출력신호와 상기 미분수단으로부터의 제1의 미분신호를 합산하여 제1의 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 제1의 속도지령신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 제1의 속도지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호와 상기 제2의 미분수단으로부터의 제2의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 상기 응답모의수단으로부터의 모의위치신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실위치신호에 기준하여 신호를 출력하는 제2의 위치제어수단과, 상기 제2의 위치제어수단으로부터의 출력신호와 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호를 합산하여 제2의 속도지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 상기 제3의 가산수단으로부터의 제2의 속도지령신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실속도신호에 기준하여 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제2의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호와 상기 제2의 속도제어수단으로부터의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제4의 가산수단과 상기 제4의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 기준하여 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비하는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단의 입력에서 상기 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 기준하여 모의속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 외부로부터 주어지는 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 상기 위치지령신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실위치신호에 기준하여 신호를 출력하는 위치제어수단과, 상기 위치제어수단으로부터의 출력신호와 상기 제1의 미분수단으로부터의 제1의 미분신호를 합산하여 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 제1의 미분수단으로부터의 제1의 미분신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 속도지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호와 상기 제2의 미분수단으로부터의 제2의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실속도신호에 기준하여 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제2의 속도제어수단으로부터의 제2의 토크신호와 상기 제2의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 상기 제3의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 기준하여 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비하는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단의 입력에서 상기 전동기의 속도 및 위치까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 기준하여 모의속도신호 및 모의위치신호를 출력하는 응답모의수단과, 외부로부터 주어지는 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 상기 위치지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 모의위치신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 위치제어수단과, 상기 제1의 위치제어수단으로부터의 출력신호와 상기 제1의 미분수단으로부터의 제1의 미분신호를 합산하여 제1의 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 제1의 미분수단으로부터의 제1의 미분신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 제1의 속도지령신호 및 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호에 기준하여 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호와 상기 제2의 미분수단으로부터의 제2의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 상기 응답모의수단으로부터의 모의위치신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실위치신호에 기준하여 신호를 출력하는 제2의 위치제어수단과, 상기 제2의 위치제어수단으로부터의 출력신호와 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호를 합산하여 제2의 속도지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 상기 제3의 가산수단으로부터의 제2의 속도지령신호 및 상기 위치속도검출수단으로부터의 실속도신호에 기준하여 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제2의 속도제어수단으로부터 제2의 토크신호와 상기 제2의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제4의 가산수단과, 상기 제4의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 기준하여 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비하는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 상기 속도제어수단이 입력하는 미분신호를 소정의 진폭치 이하로 제한하는 신호제한수단을 가지는 것이다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 상기 위치제어수단이 입력하는 미분신호를 소정의 진폭치이하로 제한하는 신호제한수단을 가지는 것이다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 미분수단이 속도지령신호를 입력하여 미분신호를 출력하고, 제1의 속도제어수단이 상기 미분신호와 상기 속도지령신호와 모의속도신호를 입력하며, 상기 속도지령신호에 상기 모의속도신호가 추종하도록 제1의 토크신호를 출력한다.

토크응답모의수단은 상기 제1의 토크신호를 입력하여 모의토크신호를 출력하고, 기계계 모의수단은 상기 모의토크신호를 입력하여 모의속도신호를 출력한다.

제2의 속도제어수단은 상기 모의속도신호와 실속도신호를 입력하고 상기 모의속도신호에 상기 실속도신호가 추종하도록 제2의 토크신호를 출력한다.

가산수단은 상기 제1의 토크신호와 상기 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하고, 토크제어수단은 상기 토크지령신호에 기준하여 전동기의 토크를 제어한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 미분수단이 속도지령신호를 입력하여 미분신호를 출력하고, 제1의 속도제어수단은 상기 미분신호와 상기 속도지령신호와 제1의 모의속도신호를 입력하여 상기 속도지령신호에 상기 제1의 모의속도신호가 추종하도록 제1의 토크신호를 출력한다.

기계계 모의수단은 상기 제1의 토크신호를 입력하여 제1의 모의속도신호를 출력하고, 토크응답모의수단은 상기 제1의 모의속도신호를 입력하여 제2의 모의속도신호를 출력한다.

제2의 속도제어수단은 상기 제2의 모의속도신호와, 실속도신호를 입력하여 상기 제2의 모의속도신호에 상기 실속도신호가 추종하도록 제2의 토크신호를 출력한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 제1의 미분수단이 위치지령신호를 입력하여 제1의 미분신호를 출력하고, 제1의 위치제어수단은 상기 제1의 미분수단과, 상기 위치지령신호와 실위치신호를 입력하여 상기 위치지령신호에 상기 실위치신호가 추종하도록 속도지령신호를 출력한다.

제2의 미분수단은 상기 속도지령신호를 입력하여 제2의 미분신호를 출력하고, 제1의 속도제어수단은 상기 제2의 미분신호와 상기 속도지령신호와 모의속도신호를 입력하여 상기 속도지령신호에 상기 모의속도신호가 추종하도록 제1의 토크신호를 출력한다.

토크응답모의수단은 상기 제1의 토크신호를 입력하여 모의토크신호를 출력하고, 기계계 모의수단은 상기 모의토크신호를 입력하여 모의토크신호를 출력한다.

제2의 속도제어수단은, 상기 모의속도신호와 실속도신호를 입력하여 상기 모의속도신호에 상기 실위치신호가 추종하도록 제2의 토크신호를 출력한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 제1의 미분수단이 위치지령신호를 입력하여 제1의 미분신호를 출력하고, 제1의 위치제어수단은 상기 제1의 미분신호와 위치지령신호와 실위치신호를 입력하여 상기 위치지령신호에 상기 실위치신호가 추종하도록 속도지령신호를 출력한다.

제2의 미분수단은 상기 속도지령신호를 입력하여 제2의 미분신호를 출력하고, 제1의 속도제어수단은, 상기 제2의 미분신호와 상기 속도지령신호와 제1의 모의속도신호를 입력하여 상기 속도지령신호에 상기 제1의 모의속도신호가 추종되도록 제1의 토크신호를 출력한다.

기계계모의수단을 상기 제1의 토크신호를 입력하여 제1의 모의속도신호를 출력하고, 토크응답모의수단은 상기 제1의 모의속도신호를 입력하여 제2의 모의속도신호를 출력한다.

제2의 속도제어수단은 상기 제2의 모의속도신호와 실속도신호를 입력하여 상기 제2의 모의속도신호에 상기 실속도신호가 추종하도록 제2의 토크신호를 출력한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 있어서는, 제1의 미분수단은 위치지령신호를 입력하여 제1의 미분신호를 출력하고, 제1의 위치제어수단은 상기 제1의 미분신호와 상기 위치지령신호와, 모의위치신호를 입력하여 상기 위치지령신호에 상기 모의위치신호가 추종하도록 제1의 속도지령신호를 출력한다.

제2의 미분수단은 상기 속도지령신호를 입력하여 제2의 미분신호를 출력하고, 제1의 속도제어수단은 상기 제2의 미분신호와 상기 제1의 속도지령신호와 모의속도신호를 입력하여 상기 속도지령신호에 상기 모의속도신호가 추종하도록 제1의 토크신호를 출력한다.

토크응답모의수단은 상기 제1의 토크신호를 입력하여 모의토크신호를 출력하고, 기계계모의수단은 상기 모의토크신호를 입력하여 모의속도신호와 모의위치신호를 출력한다.

제2의 위치제어수단은 상기 모의위치신호와 실위치신호를 입력하여 상기 모의위치신호에 상기 실위치신호가 추종하도록 속도신호를 출력하며, 제1의 가산수단은 상기 속도신호와 상기 모의속도신호를 합산하여 제2의 속도지령신호를 출력한다.

제2의 속도제어수단은 상기 제2의 속도지령신호와 실속도신호를 입력하여 상기 제2의 속도지령신호에 상기 실속도신호가 추종하도록 제2의 토크신호를 출력한다.

제2의 가산수단은 상기 제1의 토크신호와 상기 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하고 토크제어수단은 상기 토크지령신호에 기준하여 전동기의 토크를 제어한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 제1의 미분수단은 위치지령신호를 입력하여 제1의 미분신호를 출력하고, 제1의 위치제어수단은 상기 제1의 미분신호와 상기 위치지령신호와 실위치신호를 입력하여 상기 위치지령신호에 상기 실위치신호가 추종하도록 속도지령신호를 출력한다.

제2의 미분수단은, 상기 제1의 미분신호를 입력하여 제2의 미분신호를 출력하고, 제1의 속도제어수단은 상기 제2의 미분신호와 상기 속도지령신호와 모의속도신호를 입력하여 상기 속도지령신호에 상기 모의속도신호가 추종하도록 제1의 토크신호를 출력한다.

토크응답모의수단은 상기 제1의 토크신호를 입력하여 모의토크신호를 출력하고, 기계계모의수단은 상기 모의토크신호를 입력하여 모의속도신호를 출력한다.

제2의 속도제어수단은 상기 모의속도신호와 실속도신호를 입력하여 상기 모의속도신호에 상기 실위치신호가 추종하도록 제2의 토크신호를 출력한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 제1의 미분수단은 위치지령신호를 입력하여 제1의 미분신호를 출력하고, 제1의 위치제어수단은 상기 제1의 미분신호와 상기 위치지령신호와 모의위치신호를 입력하여 상기 위치지령신호에 상기 모의위치신호가 추종하도록 제1의 속도지령신호를 출력한다.

제2의 미분수단은 상기 제1의 미분신호를 입력하여 제2의 미분신호를 출력하고, 제1의 속도제어수단은 상기 제2의 미분신호와 상기 속도지령신호와 모의속도신호를 입력하여 상기 제1의 속도지령신호에 상기 모의속도신호가 추종하도록 제1의 토크신호를 출력한다.

제2의 가산수단은 상기 제1의 토크신호와 상기 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하고, 토크제어수단은 상기 토크지령신호에 기준하여 전동기의 토크를 제어한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 신호제한수단이 속도제어수단에 입력하는 신호를 소정의 진폭치이하로 제한한다.

이 발명에 의한 전동기의 제어장치는, 신호제한수단이 위치제어수단에 입력하는 신호를 소정의 진폭치이하로 제한한다.

[실시예 1]

이하, 이 발명에 관한 전동기의 제어장치의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

우선, 실시예 1에 대해 제1도∼제7도를 참조해서 설명한다.

도면중 같은 부호로 표시된 것은 동일하거나 또는 동등한 것을 표시한다.

제1도는 실시예 1에 의한 전동기의 제어장치의 개략 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 5는 속도지령신호 θY_M ^*를 미분해서 미분신호를 출력하는 미분회로, 13은 속도지령신호 θY_M ^*신호와 모의속도신호 θY_A와의 편차(θY_M ^*-θY_A)를 출력하는 감산기, 6은 속도편차(θY_M ^*-θY_A)가 감소하도록 제어신호를 출력하는 제1의 속도제어회로, 14는 미분회로(5)의 출력과 제1의 속도제어회로(6)의 출력을 합산해서 제1의 토크신호를 출력하는 가산기이다.

또, 7은 토크지령신호 T_M ^*로부터 전동기(1)의 발생토크 T_M까지의 전달함수를 모의하고, 제1의 토크신호 T_I ^*을 입력해서 모의토크신호 T_A를 출력하는 토크응답모의회로, 8은 전동기(1)와 토크전달기구(3)와 부하기계(2)로 구성된 기계계에서의 전동기(1)의 토크 T_M으로부터 전동기(1)의 속도 θY_M까지의 전달함수를 모의하고, 모의토크신호 T_A를 입력해서 모의속도신호 θY_A를 출력하는 기계계 모의회로, 12는 모의속도신호 θY_A와 실속도신호 θY_M의 편차(θY_A-θY_M)를 출력하는 감산기, 9는 속도편차(θY_A-θY_M)가 감소하도록 제2의 토크신호 T₂ ^*를 출력하는 제2의 속도제어회로, 10은 제1의 토크신호 T₁ ^*과 제2의 토크신호 T₂ ^*를 가산해서 토크지령신호 T_M ^*을 출력하는 가산기이다.

또, 토크제어수단(11)의 구성과 동작에 대해서는 종래기술에서의 제35도를 사용해서 상세하게 설명하였으므로 생략한다.

다음, 동작에 대해 제2도∼제7도를 참조해서 설명한다.

제2도(a)는 제1도에서 미분회로(5)의 전달함수를 G_D, 제1의 속도제어회로(6)의 전담함수를 G_V1, 제2의 속도제어회로의 전달함수를 G_V2, 토크지령신호 T_M ^*로부터 전동기(1)의 토크 T_M까지의 전달함수 (T_M/T_M ^*)를 G_T, 전동기(1)의 토크 T_M로부터 속도 θY_M까지의 전달함수(θY_M/T_M)를 G_M로 하고, 다시 토크응답모의회로(7)의 전달함수를 T_M/T_M ^*에 일치시켜 G_T, 기계계모의회로(8)의 전달함수를 θY_M/T_M에 일치시켜 G_M로 하였을 때의 속도제어계의 블록도이다.

제2도(b)는 제2도(a)를 속도지령 θY_M ^*에 대한 전달함수 블록과 외란토크 T_L에 대한 전달함수블록으로 분리해서 표현한 블록도이고, 도면에서 외란토크 T_L로부터 속도 θY_M까지의 전달함수 블록(200)에서 가변요소는 G_V2만이므로, 외란응답성은 G_V2에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.

또, 목표치 응답성은 속도지령 θY_M ^*로부터 속도 θY_M까지 함수블록(201)이 안정된 극배치가 되도록 해두고 다음에 그 극중에서 응답이 늦은 극을 0점에서 오프셋하도록 하면 빠른 목표치 응답성이 얻어진다.

이때, 극배치는 G_V1에 의해 결정되고, 0점의 배치는 G_D및 G_V1으로 결정되므로, 외란응답성을 G_V2에 의해 변화시켜도 목표치응답성은 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.

또, 전달함수블록(201)과 제34도에 표시한 전달함수블록(351)은 일치해 있으므로, 종래에서의 속도제어장치와 동등한 목표치 응답성이 얻어지는 것을 알 수 있다.

이와같이 실시예 1에 의한 전동기의 제어장치에서는 목표치 응답성과 외란응답성이 개선이 실현된다.

다음에 제1도에 표시한 각부의 구성을 제3도∼제6도를 참조해서 설명한다.

제3도는 토크응답모의회로(7)의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 70은 감산기, 71은 게인이 θY_CC인 계수기, 72는 적분기이다.

동 도면과 같이 구성하므로서 토크응답모의회로(7)의 전달함수는 상기 [수 1]에 표시한 토크지령신호 T_M ^*로부터 전동기(1)의 토크 T_M까지의 전달함수에 일치한다.

제4도는 기계계모의회로(8)의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 80은 계수기, 81은 적분기이다.

계수기(80)의 게인은 전동기(1)와 부하기계(2)와 토크전달기구(3)의 관성을 합산한 값 J의 역수이다.

동 도면과 같이 구성하므로서 기계계 모의회로(8)의 전달함수는 상기 [수 2]에 표시한 전동기(1)의 토크 T_M으로부터 전동기(1)의 속도 θY_M까지의 전달함수에 일치한다.

제5도는, 미분회로(5) 제1의 속도제어회로(6), 감산기(13) 및 가산기(14)로 된 속도제어부의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 50은 미분기, 51은 게인 α_V1의 계수기이다.

또, 60은 게인 K_V1의 계수기, 61은 게인 K_I1의 계수기, 62는 적분기, 63은 가산기이다.

미분기(50)는 속도지령신호 θY_M ^*를 미분하고, 계수기(51)는 그 출력을 α_V1배해서 미분신호를 출력한다.

또, 계수기(60) 및 계수기(61)와 적분기(62)는 감산기(13)에 의해 구해진 속도편차신호(θY_M-θY_A)를 각각 비례적분 증폭하고, 가산기(63)는 계수기(60)와 적분기(62)의 출력을 합산해서 속도편차신호를 감소시키는 제어신호를 출력한다.

가산기(14)는 미분회로(5)의 출력과 제1의 속도제어회로(6)의 출력을 합산해서 제1의 토크신호 T₁ ^*으로 출력한다.

또, 기계계 모의회로(8), 제1의 속도제어회로(6) 등으로 된 속도제어 루프에는 외란이 가해지지 않으므로 제5도에서 제1의 속도제어회로(6)의 계수기(61)와 적분기(62)는 생략해도 된다.

제6도는 제2의 속도제어회로(9)와 감산기(12)로 된 속도제어부의 구성을 표시하고, 도면에서 90은 게인 K_V2의 계수기, 91은 게인 K_I2의 계수기, 92는 적분기, 93은 가산기이다.

계수기(90) 및 계수기(91)와 적분기(92)는, 감산기(12)에 의해 구해진 속도편차신호(θY_A-θY_M)를 각각 비례적분 증폭하고, 가산시(93)는 계수기(90)와 적분기(92)의 출력을 합산해서 편차를 감소시키는 제2의 토크 T₂ ^*로서 출력한다.

다음, 시뮬레이션에 의해 실시예 1이 제33도에 표시한 종래에서의 전동기의 속도제어장치와 비교해서 효과가 있는 것을 표시한다.

G_R, G_M이 상기 [수 1], [수 2]에 의해 표시될 때, 제5도에 표시한 제1의 속도제어회로(6)와 미분회로(5)의 각 게인을 [수 17]과 같이 설정하면 오버슈트가 없이 가장 빠른 목표치응답이 얻어진다.

이때, 속도지령신호 θY_M ^*로부터 전동기(1)의 속도 θY_M ^*까지의 전달함수는 [수 18]과 같이 되고, 상기 [수 7]과 일치한다.

또, 외란응답성은 제6도에 표시한 제2의 속도제어회로 게인 K_V2와 K_I2로 독립적으로 설정할 수 있다.

제7도는 제36도∼제38도에 표시한 종래기술의 시뮬레이션 결과와 같고, 크기 1의 속도지령을 스텝상으로 부여하고, 도중에서 크기 40의 스텝오란토크를 가한 경우의 응답이다.

또, 제36도∼제38도와 같이 J=1, θY_CC=2000으로 하고 있다.

도면에서, 각 게인은 α_V1=0.5, K_V1=500, K_I1=0, K_V2=1000, K_I2=2×10⁵으로 설정하였다.

종래기술에서는 외란응답성을 개선하면 목표치 응답성이 악화한 데 대해, 제7도에서는 외란응답성을 개선해도 목표치응답은 영향을 받지 않고 양호한 특성을 표시하고 있는 것을 알 수 있다.

따라서, 실시예 1에 의한 전동기의 제어장치쪽이 종래기술과 비교해서 현저한 효과가 있는 것은 명백하다.

[실시예 2]

다음 실시예 2에 대해, 제8도∼제10도중 참조해서 설명한다.

도면중 같은부호로 표시된 것은 동일하거나 동등한 것을 표시한다.

제8도는 실시예 2에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 감산기(13)는 속도지령신호 θY_M ^*와 제1의 모의속도신호 θY_A1와의 편차(θY_M ^*-θY_A1)을 출력하고 제1의 속도제어회로(6)는 속도편차(θY_M ^*-θY_A1)가 감소하도록 제어신호를 출력하며, 가산기(14)는 미분회로(5)의 출력과 제1의 속도제어회로(6)의 출력을 합산해서 제1의 토크신호 T₁ ^*을 출력하고, 기계계 모의회로(8)는 제1의 토크신호 T₁ ^*을 입력해서 제1의 모의속도신호 θY_A1을 출력하며, 토크응답모의회로(7)는 제1의 모의속도신호 θY_A1을 출력하고, 토크응답 모의회로(7)는 제1의 모의속도신호 θY_A1을 입력해서 제2의 모의속도신호 θY_A2을 출력하며, 감산기(12)는 제2의 모의속도신호 θY_A2와 실속도 신호 θY_M의 편차(θY_A2-θY_M)를 출력한다.

각 블록의 동작설명을 실시예 1에서 하였으므로 생략한다.

다음 동작에 대해 제9도∼제10도를 사용해서 상세히 설명한다.

제9도(a)는 제8도에서 각 블록의 전달함수를 제23도(a)에 표시한 것과 같이 하였을 때의 속도제어계의 블록도이다.

제9도(b)는 제9도(a)를 속도지령 θY_M ^*에 대한 전달함수 블록과 외란 T_L에 대한 전달함수 블록으로 분리해서 표현한 블록도이다.

도면에서 외란토크 T_L로부터 속도 θY_M까지의 전달함수블록(900)에서 가변요소는 G_V2만이므로 외란응답성은 G_V2에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.

또, 목표치응답성은 속도지령 θY_M ^*로부터 속도 θY_M ^*까지의 전달함수블록(901)이 안정된 극 배치가 되도록 해두고, 다음으로 그 극중에서 응답이 늦은 극을 0점에서 오프셋하도록 하면 빠른 목표치응답성이 얻어진다.

이 경우, 극배치는 G_V1에 의해 결정되고, 0점의 배치는 G_D및 G_V1으로 결정되므로, 외란응답성을 G_V2에 의해 변화시켜도 목표치응답성은 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.

여기서, 제9도(b)의 전달함수블록(901)과 제2도(b)의 전달함수블록(201) 및 제34도(b)의 전달함수블록(351)을 비교하면, 블록(901)의 분모의 제2항에 G_T를 포함하지 않으므로 극의 수가 블록(201) 및 블록(351)보다도 적다.

그래서, 미분회로(5)에 포함되는 미분기의 수가 같으면 보다 많은 극ㆍ0점 오프셋을 할 수가 있어 보다 빠른 목표치응답성이 실현될 수 있다.

여기서, G_T, G_M가 상술한 상기 [수 1], [수 2]로 표시되는 것, 제5도에 표시한 제1의 속도제어회로(6)와 미분회로(5)의 각 게인을 [수 19]와 같이 설정하면 오버슈트가 없고, 가장 빠른 목표치응답을 얻을 수 있다.

이때, 속도지령신호 θθY_M ^*로부터 전동기(1)의 속도 θY_M까지의 전달함수는 하기[수 20]과 같이 되고, [수 7] 및 [수 18]에 표시한 종래에서의 제어장치 및 상기 실시예 1에 표시한 제어장치의 최대목표치응답의 2배의 응답이 실현될 수 있다.

또, 외란응답성은 제6도에 표시한 제2의 속도제어회로(9)의 게인 K_V2와 K_I2로 목표치응답성과는 별도로 설정가능하다.

이상의 것을 시뮬레이션에 의해 확인한다.

제10도는 제30도∼제38도 및 제7도와 같이 J=1, θY_CC=2000으로해서 스텝상으로 크기 1의 속도지령을 부여하고 도중에서 크기 40의 스텝외란토크를 가했을 때의 시뮬레이션 결과이고, 각 게인은 α_V1=1, K_V1=1000, K_V2=1000, K_I2=2×10⁵으로 설정하였다.

도면에서 외란응답성에 목표치응답성은 영향을 받지 않고, 제36도∼제38도 및 제7도 보다도 목표치 응답성이 대폭적으로 개선되는 것을 알 수 있다.

이상에서, 실시예 2에 의한 전동기의 제어장치는 종래 기술과 비교해서 현저한 효과가 있는 것이 명백하다.

[실시예3]

다음에, 실시예 3에 대해서 제11도∼제14도를 참조하면서 설명한다.

도면중, 같은 부호로 표시된 것은 동일하거나 동등한 것을 표시한다.

제11도는 실시예 3에 의한 전동기의 제어장치의 개략구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 15는 전동기(1)의 위치 및 속도의 검출을 해서 실위치 신호 θ_M과 실속도신호 θY_M를 출력하는 위치속도검출기.

16은 위치지령신호 θ_M ^*와 실위치신호 θ_M과의 편차가 감소하는 속도신호를 출력하는 위치제어회로, 17은 위치지령신호 θ_M ^*를 미분하고, 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분회로, 18은 속도지령신호 θY_M ^*를 미분해서 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분회로, 13a, 13b는 감산기, 14a, 14b는 가산기이다.

기타 부분은 제1도와 같은 구성이므로 설명을 생략한다.

이하, 동작에 대해 제12도∼제14도를 참조해서 설명한다.

제12도는 위치제어회로(16), 제1의 미분회로(17), 감산기(13a) 및 가산기(14a)로 되는 제어부분의 구성을 나타낸다.

도면에서, 170은 미분기, 171은 게인 α_P1의 계수기, 160은 게인 K_P1의 계수기이다.

미분기(170)은 위치지령신호 θ_M ^*을 미분하고, 계수기(171)는 그 출력을 α_P1배해서 미분신호를 출력한다.

계수기(160)는 감산기(13a)에 의해 구해진 위치편차신호(θ_M ^*-θ_M)를 K_P1배해서 위치편차를 감소할 수 있는 제어신호를 출력한다.

가산기(14a)는 제1의 미분회로(17)의 출력과 위치제어회로(16)의 출력을 합산해서 속도지령신호 θY_M ^*로서 출력한다.

다음 제11도, 제12도에 표시한 실시예 3의 동작특성에 대해 제13도 및 제14도를 사용해서 설명한다.

제13(a)는 제11도에서 제1의 미분회로(17)의 전달함수 G_D1, 제2의 미분회로의 전달함수를 G_D2, 위치제어회로(16)의 전달함수를 G_P1, 제1의 속도제어회로(6)의 전달함수를 G_V1, 제2의 속도제어회로의 전달함수를 G_V2, 토크지령신호 T_M ^*로부터 전동기(1)의 토크 T_M까지의 전달함수(T_M/T_M ^*)를 G_T, 전동기(1)의 토크 T_M로부터 속도 θY_M까지의 전달함수(θY_M/T_M)를 G_M로 하고, 다시 토크응답모의회로(7)의 전달함수를 T_M/T_M ^*에 일치시키고 기계계 모의회로(8)의 전달함수를 θY_M/T_M ^*에 일치시켜 G_M도 했을 때의 위치제어계의 블록도이다.

제13도(b)는 제13도(a)를 변형해서 위치지령 θ_M ^*에 대한 전달함수블록과 외란토크 T_L에 대한 전달함수 블록으로 분리해서 표현한 블록선도이다.

동 도면에서, 외란토크 T_L로부터 위치 θ_M까지의 전달함수블록(1300)에서 가변요소는 G_V2와 G_P1이므로 외란응답성 G_V2와 G_P1에 의해 결정되는 것을 알 수 있다.

외란응답성을 개선하는 데는 전달함수블록(1300)의 분모를 크게하면 되나, G_V2가 그 분모 S¹의 항과 S⁰의 항에 포함되어 있는 데 대해, G_P1은 S⁰의 항에만 포함되어 있으므로, 외란응답성을 좋게 하는 데는 G_V2를 크게하는 것이 보다 효과가 큰것을 알 수 있다.

또, 목표치응답성은 전달함수(1301)가 안정된 극배치로 되도록 해서 다음에 그 극중에서 응답이 늦은 극을 0점에서 오프셋하도록 하면 빠른 목표치응답성이 얻어진다.

이때, 극배치는 G_P1및 G_V1에 의해 결정되고, 0점의 배치는 G_D1, G_D2, G_P1및 G_V1으로 결정되므로, 외란응답성을 G_V2에 의해 변화시켜도 목표치응답성은 영향을 받지 않는 것을 알 수 있다.

여기서, G_T, G_M의 전달함수가 상술한 상기 [수 1], [수 2]로 표시되는 경우, 각 전달함수를 하기 [수 21]과 같이 설정하면, 오버슈트가 없는 가장 빠른 목표치응답성이 얻어진다.

이때의, 목표치응답성은 하기 [수 22]와 같이 되고, 전류제어계의 1/4의 응답성이 얻어지는 것을 알 수 있다.

또, 외란응답성은 제6도에 표시한 제2의 속도제어회로(9)의 게인 K_V2와 K_I2로 목표치응답성과는 독립적으로 설정할 수 있다.

이상의 것을 시뮬레이션에 의해 확인한다.

제14도는 J=1, θY_CC=2000이라고 하고, 스텝상으로 크기 1의 위치지령을 부여하고, 도중에서 크기 2×10⁴의 스텝외란을 가했을 때의 시뮬레이션 결과이고, 각 게인은 α_P1=0.5, K_P1=250, α_V1=0.5, K_V1=500, K_I1=0, K_V2=1000, K_I2=2×10⁵으로 설정하였다.

동 도면에서, 정상편차가 없어져 외란응답성이 개선되어 있는 데로 불구하고, 목표치응답성은 영향을 받지 않고 양호한 응답을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 4]

다음, 실시예 4에 대해 제15도∼제17도를 참조해서 설명한다.

도면중, 같은 부호로 표시된 것은 동일 또는 동등한 것을 표시한다.

제15도는 실시예 4에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이고, 동 도면에서, 가산기(14b)는 제2의 미분회로(18)의 출력과 제1의 속도제어회로(6)의 출력을 합산해서 제1의 토크신호 T₁ ^*을 출력하고, 기계계모의응답회로(8)는 제1의 토크신호 T₁ ^*을 입력해서 제1의 모의속도신호 θY_A1을 출력하며, 토크응답모의회로(7)는 제1의 모의속도 θY_A1을 입력해서 제2의 모의속도신호 θY_A2를 출력한다.

다음, 제15도에 표시한 실시예 4의 동작특성에 대해 제16도 및 제17도를 사용해서 설명한다.

제16도(a)는 제15도에서 상기 실시예 3에서의 제13도와 같이 각 블록의 전달함수를 설정했을 때의 위치제어계의 블록도이다.

제16도(b)는 제16도(a)를 변경해서 위치지령 θ_M ^*에 대한 전달함수블록과 외란토크 T_L에 대한 전달함수블록을 분리해서 표현한 블록도이다.

목표치응답성에 대해서는 제16도(b)의 전달함수블록(1601)이 안정된 극배치가 되도록 G_P1, G_V1을 설계해두고, 다음에 그 극중에서 응답이 낮은 극을 0점에서 오프셋하도록 G_D1, G_D2중 설계하면 된다.

또, 외란토크 T_L로부터 위치 θ_M까지의 전달함수블록(1600)이 상기 제13도의 전달함수블록(1300)과 같으므로 G_V2에 의해 외란응답성을 개선하면 목표치응답성에는 영향을 주지 않는다.

여기서, 목표치응답성을 나타내는 제16도(b)의 전달함수블록(1601)과 제13도(b)의 전달함수블록(1301)을 비교하면, 블록(1601)의분모의 S¹항에 G_T를 포함하지 않으므로, 극의 수가 블록(1301)보다도 적다.

그래서 미분회로(17) 및 (18)에 포함되는 미분기의 수가 같으면 보다 많은 극 0점 오프셋을 할 수가 있어 보다 빠른 목표치응답성이 실현될 수 있다.

여기서, G_T, G_M의 전달함수가 상기 [수 1], [수 2]로 표시되는 경우, 각 게인을 [수 23]과 같이 설정하면 오버슈트가 없는 가장 빠른 목표치응답성을 얻을 수 있다.

이때의 목표치응답성은 [수 24]와 같이 되고, 전류제어계의 1/2의 응답성이 얻어진다는 것을 알 수 있다.

또, 외란응답성은 제6도에 표시한 제2의 속도제어회로(9)의 게인 K_V2와 K_I2로 목표치응답성과는 별도로 설정할 수 있다.

이상의 것을 시뮬레이션에 의해 확인한다.

제17도는 J=1, θY_CC=2000이라고 놓고, 스텝상으로 크기 1의 위치지령을 부여하고, 도중에서 크기 2×10⁵의 스텝외란토크를 가했을 때의 시뮬레이션 결과이고, 각 게인은 α_P1=0.5, K_P1=500, α_V1=0.5, K_V1=1000, K_I1=0, K_V2=1000, K_I2=2×10⁵으로 설정하였다.

도면에서, 정상편차가 없어져 외란응답성이 개선되어 있는 데도 불구하고, 목표치응답성은 영향을 받지 않고 양호한 응답을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 5]

다음, 실시예 5에 대해 제18도∼제22도를 참조하면서 설명한다.

도면중, 같은 부호로 표시된 것은 동일 하거나 또는 동등한 것을 나타낸다.

제18도는 실시예 5에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도면에서 19는 전동기(1)와 부하기계(2)와 토크전달기구(3)로 되는 기계계에 있어서, 전동기(1)의 토크(T_M)로부터 전동기(1)의 속도 θY_M및 위치 θ_M까지의 전달함수를 모의하는 동시에 모의속도신호 θY_A와 모의위치신호 θ_A를 출력하는 기계계모의회로.

21a는 모의위치신호 θ_A와 실위치신호 θ_M와의 편차(θ_A-θ_M)를 출력하는 감산기.

22는 위치편차(θ_A-θ_M)를 입력해서 위치편차가 감소시킬 수 있는 속도신호를 출력하는 제2의 위치제어회로이다.

또, 20은 모의속도신호 θY_A와 제2의 위치제어회로(22)의 출력을 합산해서 제2의 속도지령신호 θY₂ ^*를 출력하는 가산기, 21b는 제2의 속도지령신호 θY₂ ^*와 실속도신호 θY_M와의 편차를 출력하는 감산기이다.

감산기(13a)는 위치지령신호 θ_M ^*와 모의위치신호 θ_A와의 편차 (θ_M ^*-θ_A) 를 출력한다.

23은 (θ_M ^*-θ감소하도록 속도신호를 출력하는 제1의 위치제어회로이다.

또, 가산기(14a)는 제1의 미분회로(17)의 출력과 제1의 위치제어회로(23)의 출력을 합산해서 제1의 속도지령신호 θY₁ ^*을 출력한다.

제1의 위치제어신호(23)는 제12도에 표시한 위치제어회로(16)와 동일한 것이므로 그 설명은 생략한다.

제19도는, 제2의 위치제어회로(22)의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 220은 게인 K_P2의 계수기이고, 위치편차(θ_A-θ_M)를 K_P2해서 출력한다.

제20도는, 기계계 모의회로(19)의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 190은 계수기, 191a, 191b는 적분기이다.

계수기(190)의 게인은 전동기(1)의 부하기계(2)와 토크전달기구(3)의 관성을 합산한 값 J의 역수이다.

계수기(190)의 출력을 적분기(191a)로 적분하므로서, 모의속도신호 θY_A가 얻어지고, 모의속도신호 θY_A를 적분기(191b)로 적분하므로서 모의위치신호 θ_A가 얻어진다.

이와같이 구성하므로서 기계계모의회로(19)의 특성은 상기 [수 2]에 표시한 전동기(1)의 토크 T_M로부터 전동기(1)의 속도 θY_M까지의 전달함수 및 속도 θY_M로부터 위치 θ_M까지의 전달함수에 일치한다.

다음, 제18도에 표시한 실시예 5의 동작특성에 대해 제21도 및 제22도를 참조해서 설명한다.

제21도(a)는 제18도에서 제2의 위치제어회로(22)의 전달함수를 G_P2로 하고, 기타의 블록의 전달함수를 상기 실시예 3에서의 제13도와 같게 설정했을 때의 위치제어계의 블록도이다.

제21도(b)는 제21도(a)를 변형해서 위치지령 θ_M ^*에 대한 전달함수블록(2101)과 외란토크 T_L에 대한 전달함수블록(2100)으로 분리해서 표현한 블록도이다.

제21도(b)는 상기 실시예 3의 제13도(b)와 같은 구조이므로, 상기 실시예 3과 같이 제어계를 설계할 수 있다.

제21도(b)로부터, G_D1, G_D2, G_P1, G_V1은 전달함수블록(2101)에만 포함되어 있고, G_P2, G_V2는 전달함수블록(2100)에만 포함되어 있으므로, 목표치응답성과 외란응답성이 완전히 독립적으로 설계할 수 있는 것을 알 수 있다.

목표치응답성은 상기 실시예 3과 같이, 안정된 극배치가 되도록 G_P1, G_V1을 설계하고, 다음에 응답이 늦은 극을 극. 0점 오프셋하도록 G_D1, G_D2를 설계하면 된다.

또, 종래기술 및 상기 실시예 3 및 실시예 4에서는 외란응답성을 개선하기 위해 조작할 수 있는 전달함수는 제2의 속도제어회로(9)의 전달함수 G_V2만이었으나, 실시예 5에서는 상기한 G_V2에 더해, 제2의 위치제어회로(22)의 전달함수 G_P2를 조작하므로서 외란응답성을 보다 더 개선할 수가 있다.

예를 들면, 제1의 위치제어회로(23) 및 제1의 속도제어회로(6)의 각 게인을 상기 [수 21]과 같이 설정하면 오버슈트가 없는 가장 빠른 목표치응답성이 얻어진다.

이때의 목표치응답성은 상기 [수 22]와 같이 되고, 전류제어계 1/4의 응답성이 얻어진다.

또, 외란응답성은 제19도에 표시한 제2의 위치제어회로(22)의 게인 K_P2와 제6도에 표시한 제2의 속도제어회로(9)의 게인 K_V2와 K_I2에 의해, 목표치응답성과는 별도로 설정할 수 있다.

이상의 것을 시뮬레이션으로 확인한다.

제22도는 J=1, θY_CC=2000이라고 놓고, 스텝상으로 크기 1의 위치지령을 부여하며, 도중에서 크기 2×10⁴의 스텝외란토크를 가한 경우의 시뮬레이션 결과이고, 각 게인은 α_P1=0.5, α_V1=0.5, K_P1=250, K_V1=500, K_I1=2×10⁵, K_P2=1000으로 설정하였다.

제22도로부터 정상편차가 없어져서 외란응답성이 개선되었는 데도 불구하고, 목표치응답성은 영향을 받지 않고 양호한 응답을 표시하고 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 6]

다음에 실시예 6에 대해 제23도∼제25도를 참조해서 설명한다.

제23도는 실시예 6에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 제2의 미분회로(18)는 제1의 미분회로(17)의 출력을 미분해서 제2의 미분신호를 출력한다.

기타의 구성은 제11도에 표시한 실시예 3과 같으므로, 그 설명을 생략한다.

이하, 제23도에 표시한 실시예에 동작 특성에 대해 제24도를 참조해서 설명한다.

제24도(a)는 제23도에서 각 블록의 전달함수를 상기 실시예 3에서의 제13도와 같이 설정한 경우의 위치제어계의 블록도이다.

제24(b)는 제24도(a)를 변형해서 위치지령 θ_M ^*에 대한 전달함수블록(2401)과 외란토크 T_L에 대한 전달함수블럭(2400)으로 분리해서 표현한 블록도이다.

목표치응답성에 대해서는, 제24도(b)의 전달함수블록(2401)이 종래에서의 전동기의 위치제어장치를 표시하는 제40도의 전달함수블록(381)과 같으므로, G_P1, G_V1을 안정된 극배치가 되도록 설계하고, 다음에 응답이 늦은 극을 극. 0점 오프셋하도록 G_D1, G_D2를 설계하면 된다.

또, 외란응답성에 대해서는 제24도(b)의 전달함수블록(2400)과 상기 실시예 3의 제13도(b)의 전달함수블록(1300)이 같으므로, G_V2에 의해 목표치응답성에 영향을 주지 않고 외란응답성을 개선할 수가 있다.

따라서, 실시예 6의 전동기의 제어장치와 종래에서의 전동기의 위치제어장치를 비교했을 때 목표치응답성은 양자 모두 같으나, 외란응답성을 전자는 후자보다 우수하고, 제11도에 표시한 실시예 3과 동등한 응답성을 부여하는 것을 알 수 있다.

이상의 것을 시뮬레이션으로 확인한다.

제25도는 J=1, θY_CC=2000이라고 하고, 스텝상으로 크기 1의 위치지령을 부여하며, 도중에서 크기 2×10⁴의 스텝외란토크를 가했을 때의 시뮬레이션 결과이다.

각 게인은 K_P1=500, K_V1=1000, α_P1=0.5, α_V1=1, K_V2=1000, K_I2=2×10⁵으로 설정하였다.

제25도로부터 실시예 6에서의 상기 특성이 확인될 수 있다.

[실시예 7]

다음에 실시예 7에 대해 제26도∼제28도를 참조해서 설명한다.

제26도는 실시예 7에 의한 전동기의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이고, 도면에서 제2의 미분회로(18)는 제1의 미분회로(17)의 출력을 미분해서 제2의 미분신호를 출력한다.

그외의 구성은 제18도에 표시한 실시예 5과 같으므로, 그 설명을 생략한다.

다음, 제26도에 표시한 실시예 7의 동작 특성에 대해 제27도, 제28도를 참조해서 설명한다.

제27도(a), 제26도에서 각 블록의 전달함수를 상기 실시예 5에서의 제19도와 같이 설정했을 때의 위치제어계의 블록도이다.

제27(b)는 제27도(a)를 변형해서 위치지령 θ_M ^*에 대한 전달함수블록(2701)과 외란토크 T_L에 대한 전달함수블럭(2700)으로 분리해서 표현한 블록도이다.

제27(b)의 전달함수블록(2701)이 상기 실시예 6을 표시하는 제24도(b)의 전달함수(2401)과 같으므로, 목표치응답성에 대해서는 G_P1, G_V1을 안정된 극배치가 되도록 설계하고, 다음에 응답이 늦은 극을 극.0점 오프셋하도록 G_D1, G_D2를 설계하면 된다.

또, 외란응답성에 대해서는 제27도(b)의 전달함수블록(2700)과 상기 실시예 5의 제21도(b)에 표시한 전달함수블록(2100)이 같은 것으므로, G_V2및 G_P2에 의해 목표치응답성에 영향을 주지 않고 외란응답성을 개선할 수가 있다.

따라서, 실시예 7에 의한 전동기의 제어장치는 상기 실시예 6과 실시예 5의 이점을 겸비한 것으로, 실시예 6과 동등한 목표치응답성과 실시예 5와 동등한 외란응답성을 동시에 실현할 수가 있다.

이상의 것을 시뮬레이션으로 확인한다.

제28도는 J=1, θY_CC=2000으로 하고, 스텝상으로 크기 1의 위치지령을 부여하며, 도중에서 크기 2×10⁴의 스텝외란토크를 가했을 때의 시뮬레이션 결과이고, 각 게인은 α_P1=0.5, α_V1=1, K_P1=500, K_V1=1000, K_I1=0, K_P2=500, K_V2=1000, K_I2=2×10⁵으로 하였다.

제28도로부터 실시예 7에서의 동작특성을 확인할 수 있다.

또, 상기 실시예 1∼7에서, 제4도 또는 제20도에 표시하는 기계계 모의회로(19) 및 (8)은 전동기(1)와 토크전달기구(3)와 부하기계(2)로 되는 기계계가 이들의 관성치를 합산한 것으로 표시되는 경우의 실시예이다.

그런데, 토크전달기구(3)의 강성이 낮고 전동기(1)와 부하기계(2)로 된 2관성계로서, 기계계를 취급할 필요가 있을 때 기계계모의회로(19) 및 (8)의 실시예는 각각 제29도, 제30도가 된다.

제29도에서, 800은 제1도에 표시한 관성치 JM의 역수의 게인을 갖는 계수기, 801a, 801b, 801c, 801d는 적분기, 802는 토크전달기구(3)의 점성계수 CF의 게인을 갖는 계수기, 803은 토크전달기구(3)의 강성치 KF의 게인의 계수기, 804는 부하기계(2)의 관성치 J_L의 역수의 게인을 갖는 계수기, 805a, 805b, 805c는 감산기, 806은 가산기이다.

전동기(1)의 속도를 표시하는 모의속도신호 θY_A와 부하(2)의 속도를 표시하는 모의부하속도신호 θY_L와의 편차를 계수기(802)로 C_F배한 신호와 전동기(1)의 위치를 나타내는 모의위치신호 θ_A와 부하의 위치를 나타내는 모의부하위치신호 θ₁와의 편차를 게수(803)로 K_F배한 신호를 합산하므로서, 토크전달기구(3)의 축토크에 상당하는 모의축토크 T_F가 구해진다.

다음 입력된 토크신호 T^*와 모의축 토크신호 T_F와의 차신호로부터 계수기(800), 적분기(801a) 및 (801c)에 의해 모의속도신호 θY_A와 모의위치신호 θ_A를 구한다.

또, 모의축토크 T_F에 따라 계수(804), 적분기(801b), (801d)에 의해 모의부하속도신호 θY_L및 모의부하위치신호 θ_L가 구해진다.

제30도에 대해서도 동작은 같으므로, 그 설명은 생략한다.

[실시예 8]

다음에 실시예 8에 대해 제31도를 참조해서 설명한다.

제31도에서, 310은 속도지령신호 θY_M ^*과 모의속도신호 θY_A와의 편차를 출력하는 감산기, 311은 그 편차가 감소하는 제어신호를 출력하는 제1의 속도제어회로, 312는 속도지령신호 θY_M ^*을 미분해서 미분신호를 출력하는 미분회로, 313은 미분신호를 소정의 진폭치 이하로 제한하는 신호제한회로, 314는 신호제한회로(313)의 출력신호와 제1의 속도제어회로(311)의 출력신호를 합산해서 제1의 토크신호 T₁ ^*을 출력하는 가산기이다.

여기서, 신호제한회로의 입력신호를 X, 출력신호를 Y, 또 입력 X에 허용되는 +의 최대진폭치 및 -의 최대진폭치를 각각 Xmax, Xmin라고 하면, 신호제한회로(313)의 동작은 [수 25]로 표시된다.

여기서, Xman, Xmin의 값은 전동기(1), 토크전달기구(3) 및 부하기계(2)로 되는 기계계의 허용속도에 관련된 값으로 설정하면 된다.

또, 상기 [수 25]의 동작은 주지하는 바와 같이 오퍼앰프와 다이오드등을 사용한 리미터회로 또는 마이컴에 의한 소프트웨어에 의해 실현될 수 있다.

이상과 같이 구성하므로서 대진폭의 속도지령신호 θY_M ^*가 입력되어 미분회로가 과대한 레벨의 미분신호를 출력했을 때도 제1의토크신호 T₁ ^*이 적정한 레벨로 제한되므로, 전동기로부터 과대한 토크가 발생해서 기계를 손상시킬 염려가 없는 전동기의 제어장치가 얻어진다.

또, 이 실시예 8을 상기 실시예 6 및 실시예 7에 적용한 경우에는 미분회로(312)의 입력신호가 속도지령신호 θY_M ^*로부터 전단계의 미분회로의 출력신호로 변화할 뿐이므로, 똑같이 적용할 수 있어 같은 효과가 있다.

[실시예 9]

다음에 실시예 9에 대해 제32도를 참조해서 설명한다.

제32도에서, 320은 감산기, 321은 위치제어회로, 322는 미분회로, 323은 신호제한회로, 324는 가산기이다.

동작은 상기 제31도의 실시예와 같으므로 생략한다.

신호제한회로(323)의동작은 상기 [수 25]로 표시할 수 있고, Xmax, xmin의 값은 전동기(1), 토크전달기구(3) 및 부하기계(2)로 된 기계계의 허용토크에 관련된 값으로 설정하면 된다.

이상과 같이 구성하므로서, 대진폭의 위치지령신호 θ_M ^*가 입력되어 미분신호가 과대한 레벨이 되었을 때에도, 속도지령신호가 적절한 레벨로 제한되므로, 전동기의 속도가 과대한 레벨까지 상승해서 기계를 손상시킬 염려가 없는 전동기의 제어장치가 얻어진다.

또, 상기 실시예 1∼7에서, 토크응답모의회로(7)는 상기 [수 1]로 표시되는 1차 지연요소를 모의하는 것으로 했으나, 상기 [수 1]을 하기 [수 26]으로 표시하는 지연 시간요소로 근사한 것이라도 좋고, 같은 효과를 나타낸다.

또, 상기 실시예 1∼9에서 전동기(1)는 회전형으로 토크를 발생하는 전동기로서 설명하였으나, 리니어모터와 같이 추진력을 발생하는 전동기에도 똑같이 적용할 수 있다.

또, 하기 [수 27]에 제3도에 표시한 토크응답모의회로(7)를 소프트웨어로 실현하는 경우의 연산식을 표시한다.

단, 샘플링타임을 T_S1으로 하였다.

또, (K) 또는 (K-1)은 각각 K 샘플째와 K-1 샘플째의 값을 표시한다.

다음에, 하기 [수 28] 및 [수 29]에 제20도에 표시한 기계계모의회로(19)를 소프트웨어에 의해 실현하는 경우의 연산식을 나타낸다.

단, 샘플링타임을 T_S2, 토크신호를 T로 한다.

또, 제4도에 표시한 기계계모의회로(8)도, 제20도에 표시한 것과 같은 구조이기 때문에 소프트웨어에 의해 실현할 수가 있다.

다음에, 하기 [수 30]∼[수 32]에 제5도에 표시한 미분회로(5) 및 제1의 속도제어회로(6)로 되는 회로를 소프트웨어에 의해 실현하는 경우의 연산식을 나타낸다.

단, 샘플링타임을 T_S3, 미분기(50)의 출력을 d₁, 적분기(62)의 출력 i₁이 된다.

또, 제6도에 표시한 제2의 속도제어회로(9)는 제5도에 표시한 제1의 속도제어회로(6)와 같은 구조이기 때문에 소프트웨어에 의해 실현할 수가 있다.

다음에 하기 [수 33]∼[수 34]에 제12도에 표시한 제1의 미분회로(17) 및 제1의 위치제어회로(16)등으로 구성되어 있는 회로를 소프트웨어에 의해 실현하는 경우의 연산식을 표시한다.

단, 샘플링타임 T_S4, 미분기(170)의 출력을 d₂로 한다.

또, 제19도에 표시한 제2의 위치제어회로(22)는 제12도에 표시한 제1의 제어회로(16)와 같은 구조이기 때문에 소프트웨어에 의해 실현할 수가 있다.

이상과 같이 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면 미분회로와 제1의 속도제어수단에 의해 목표치응답성이 설정될 수 있고, 이와는 독립적으로 제2의 속도제어수단에 의해 외란응답성이 설정가능하기 때문에 목표치응답성을 개선할 수 있는 동시에, 목표치응답성을 손상하지 않고 외란응답성을 개선할 수가 있다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면 미분회로와 제1의 속도제어수단에 의해 목표치응답성이 설정될 수 있고, 이와는 독립적으로 제2의 속도제어수단에 의해 외란응답성이 설정될 수 있기 때문에 목표치응답성을 개선할 수 있는 동시에 목표치응답성을 손상하지 않고 외란응답성을 개선할 수가 있다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면, 제1 및 제2의 미분회로와 위치제어회로와 제1의 속도제어회로에 의해 목표치응답성이 설정될 수 있고, 이와는 별도로 제2의 속도제어회로에 의해 외란응답성이 설정될 수 있으므로, 목표치응답성을 개선할 수 있는 동시에 목표치응답성을 손상시키지 않고 외란응답성을 개선할 수가 있다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면, 제1 및 제2의 미분회로와 위치제어회로와 제1의 속도제어회로에 의해 목표치응답성이 설정될 수 있고, 이와는 별도로 제2의 속도제어회로에 의해 외란응답성이 설정가능하기 때문에 목표치응답성을 개선할 수 있는 동시에 목표치응답성을 손상시키는 일 없이 외란응답성을 개선할 수가 있다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면, 제1 및 제2의 미분회로와 제1의 위치제어회로와 제1의 속도제어회로에 의해 목표치응답성을 설정할 수 있고, 이와는 별개로 제2의 위치제어회로와 제2의 속도제어회로에 의해 외란응답성이 설정가능 하므로, 목표치응답성을 개선할 수 있는 동시에 목표치응답성을 손상시키는 일없이 외란응답성을 개선할 수가 있다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면, 제1 및 제2의 미분회로와 위치제어회로와 제1의 속도제어회로에 의하여 목표치응답성이 설정될 수 있고, 그와는 별개로 제2의 속도제어회로에 의해 외란응답성이 설정될 수 있기 때문에 목표치응답성을 개선할 수 있는 동시에 목표치응답성을 손상시키지 않고, 외란응답성을 개선할 수가 있다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면, 제1 및 제2의 미분회로와 제1의 위치제어회로와 제1의 속도제어회로에 의해 목표치응답성이 설정될 수 있고, 이와는 별개로 제2의 위치제어회로와 제2의 속도제어회로에 의해 외란응답성이 설정될 수 있으므로 목표치응답성을 개선할 수 있는 동시에 목표치응답성을 손상시키는 일없이 외란응답성을 개선할 수가 있다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면 신호제한회로에 의해 속도지령신호를 미분하는 미분회로의 출력을 소정의 진폭치 이하로 제한하였기 때문에 토크지령신호가 적정한 레벨로 제한되어 과대한 토크의 발생이 방지될 수 있고 기계가 손상되는 염려가 없어진다.

또, 이 발명에 의한 전동기의 제어장치에 의하면 신호제한회로에 의해 위치지령신호를 미분하는 미분회로의 출력을 소정의 진폭치 이하로 제한하였기 때문에 속도지령신호가 적절한 레벨로 제한되어 과속도의 발생이 방지되고 기계가 손상되는 염려가 없어진다.

Claims

토크전달기구를 통해서 부하기계를 구동하는 전동기와, 상기 전동기의 속도를 검출해서 실속도신호를 출력하는 속도검출수단과, 토크제어수단의 입력으로부터 상기 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 따라 모의속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 속도지령신호를 미분해서 미분신호를 출력하는 미분수단과, 상기 속도지령신호 및 상기 응답모의 수단으로부터의 모의속도신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 상기 미분수단으로부터의 미분신호와 상기 제1의 속도제어수단으로부터의 출력신호를 합산해서 제1의 토크신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 상기 응답모의수단으로부터의 모의속도신호 및 상기 속도검출수단으로부터의 실속도신호에 따라 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 상기 제1의 가산수단으로부터의 제1의 토크신호와 상기 제2의 속도제어수단으로부터의 제2의 토크신호를 합산해서 토크지령신호를 출력하는 제2의 가산수단과 상기 제2의 가산수단으로부터의 토크지령신호에 따라 상기 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제1항에 있어서, 속도제한수단은 소정의 진폭치이하로 입력된 미분신호를 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와 전동기의 회전속도를 검출하여 실속도신호를 출력하는 속도검출수단과, 전동기, 부하기계 및 토크전달기구로 구성되는 기계 시스템에서의 전동기의 토크에서 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하며, 제1의 토크신호에 따라 제1의 모의속도신호를 출력하는 기계시스템 모의수단과, 토크제어수단의 입력에서부터 전동기의 발생토크까지의 응답지연특성을 모의하는 동시에 기계시스템 모의수단에서의 제1의 모의속도신호에 따라 제2의 모의속도신호를 출력하는 토크응답모의수단과, 속도지령신호를 미분하여 미분신호를 출력하는 미분수단과, 속도지령신호 및 기계시스템 모의수단에서의 제1의 모의속도신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 제1의 속도제어수단에서의 출력신호와 미분수단에서의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 토크응답모의수단에서의 제2의 모의속도신호와 속도검출수단에서의 실속도신호에 따라 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 제1의 가산수단에서의 제1의 토크신호와 제2의 속도제어수단에서의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 제2의 가산수단에서의 토크지령신호에 따라 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제3항에 있어서, 속도제어수단은, 소정의 진폭치이하로 입력된 미분신호를 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단의 입력에서부터 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하며 제1의 토크신호에 따라 모의속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 위치지령신호 및 위치속도검출수단에서의 실위치신호에 따라 신호를 출력하는 위치제어수단과, 제1의 미분수단에서의 제1의 미분신호와 위치제어수단에서의 출력신호를 합산하여 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 제1의 가산수단에서의 속도지령신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 제1의 가산수단에서의 속도지령신호 및 응답모의수단에서의 모의속도신호에 따라서 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 제2의 미분수단에서의 제2의 미분신호와 제1의 속도제어수단에서의 출력신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 응답모의수단에서의 모의속도신호 및 위치속도검출수단에서의 실속도신호에 따라서 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 제2의 가산수단에서의 제1의 토크신호와 제2의 속도제어수단에서의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 제3의 가산수단에서의 토크지령신호에 따라 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제5항에 있어서, 속도제어수단은 소정의 진폭치이하로 입력된 미분신호를 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제5항에 있어서, 위치제어수단은 소정의 진폭치이하로 입력된 미분신호를 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 전동기, 부하기구 및 토크전달기구로 구성되는 기계시스템에서의 전동기의 토크부터 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에, 제1의 토크신호에 따라 제1의 모의속도신호를 출력하는 기계시스템모의수단과, 토크제어수단의 입력에서부터 전동기의 발생토크까지의 응답지연특성을 모의하는 동시에 기계시스템모의수단에서의 제1의 모의속도신호에 따라 제2의 모의속도신호를 출력하는 토크응답모의수단과, 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 위치지령신호 및 위치속도검출수단에서의 실위치신호에 따라 신호를 출력하는 위치제어수단과, 위치제어수단으로부터의 출력신호와 제1의 미분수단에서의 제1의 미분신호와를 합산하여 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 제1의 가산수단에서의 속도지령신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 제1의 가산수단에서의 속도지령신호 및 기계시스템모의수단에서의 모의속도신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 제1의 속도제어수단에서의 출력신호와 제2의 미분수단에서의 제2의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 토크응답모의수단에서의 제2의 모의속도신호 및 위치속도검출수단에서의 실속도신호에 따라서 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 제2의 가산수단에서의 제1의 토크신호와 제2의 속도제어수단에서의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 제3의 가산수단에서의 토크지령신호에 따라서 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단으로 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제8항에 있어서, 속도제어수단은 소정의 증폭치이하로 입력된 미분신호를 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제8항에 있어서, 위치제어수단은 소정의 증폭치이하로 입력된 미분신호를 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단의 입력에서부터 전동기의 속도 및 위치까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1 토크신호에 따라 모의속도신호 및 모의위치신호를 출력하는 응답모의수단과, 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과 위치지령신호 및 응답모의수단에서의 모의위치신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 위치제어수단과, 제1의 위치제어수단에서의 출력신호와 미분수단에서의 제1의 미분신호를 합산하여 제1의 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 제1의 가산수단에서의 제1의 속도지령신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 제1의 가산수단에서의 제1의 속도지령신호 및 응답모의수단에서의 모의속도신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 제1의 속도제어수단에서의 출력신호와 제2의 미분수단에서의 제2의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 응답모의수단에서의 모의위치신호 및 위치속도검출수단에서의 실위치신호에 따라 신호를 출력하는 제2의 위치제어수단과, 제2의 위치제어수단에서의 출력신호와 응답모의수단에서의 모의속도신호를 합산하여 제2의 속도지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 제3의 가산수단에서의 제2의 속도지령신호 및 위치속도검출수단에서의 실속도신호에 따라 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 제2의 가산수단에서의 제1의 토크신호와 제2의 속도제어수단에서의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제4의 가산수단과, 제4의 가산수단에서의 토크지령신호에 따라 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단과를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제11항에 있어서, 속도제어수단은 입력된 미분신호를 소정의 진폭치이하로 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제11항에 있어서, 위치제어수단은, 입력된 미분신호를 소정의 진폭치이하로 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 전동기의 속도 및 위치를 검출하여 실속도신호와 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단의 입력에서부터 전동기의 속도까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 따라 모의속도신호를 출력하는 응답모의수단과, 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과 위치지령신호 및 위치속도검출수단에서의 실위치신호에 따라 신호를 출력하는 위치제어수단과, 위치제어수단에서의 출력신호와 제1의 미분수단에서의 제1의 미분신호를 합산하여 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 제1의 미분수단에서의 제1의 미분신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 제1의 가산수단에서의 속도지령신호 및 응답모의수단에서의 모의속도신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 제1의 속도제어수단에서의 출력신호와 제2의 미분수단에서의 제2의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 응답모의수단에서의 모의속도신호 및 위치속도검출수단에서의 실속도신호에 따라 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 제2의 속도제어수단에서의 제2의 토크신호와 제2의 가산수단에서의 제1의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 제3의 가산수단에서의 토크지령신호에 따라 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제14항에 있어서, 속도제어수단은 입력된 미분신호를 소정의 진폭치이하로 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제14항에 있어서, 위치제어수단은 입력된 미분신호를 소정의 증폭치이하로 억제하는 신호억제수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
토크전달기구를 통하여 부하기계를 구동하는 전동기와, 전동기의 속도 및 위치를 검출하는 실속도신호 및 실위치신호를 출력하는 위치속도검출수단과, 토크제어수단의 입력에서부터 전동기의 속도 및 위치까지의 전달함수를 모의하는 동시에 제1의 토크신호에 따라 모의속도신호 및 모의위치신호를 출력하는 응답모의수단과, 위치지령신호를 미분하여 제1의 미분신호를 출력하는 제1의 미분수단과, 위치지령신호 및 응답모의수단에서의 모의위치신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 위치제어수단과, 제1의 위치제어수단에서의 출력신호와 미분수단에서의 제1의 미분신호를 합산하여 제1의 속도지령신호를 출력하는 제1의 가산수단과, 제1의 미분수단에서의 제1의 미분신호를 미분하여 제2의 미분신호를 출력하는 제2의 미분수단과, 제1의 가산수단에서의 제1의 속도지령신호 및 응답모의수단에서의 모의속도신호에 따라 신호를 출력하는 제1의 속도제어수단과, 제1의 속도제어수단에서의 출력신호와 제2의 미분수단에서의 제2의 미분신호를 합산하여 제1의 토크신호를 출력하는 제2의 가산수단과, 응답모의수단에서의 모의위치신호 및 위치속도검출수단에서의 실위치신호에 따라 신호를 출력하는 제2의 위치제어수단과, 제2의 위치제어수단에서의 출력신호와 응답모의수단에서의 모의속도신호를 합산하여 제2의 속도지령신호를 출력하는 제3의 가산수단과, 제3의 가산수단에서의 제2의 속도지령신호 및 위치속도검출수단에서의 실속도신호에 따라 제2의 토크신호를 출력하는 제2의 속도제어수단과, 제2의 가산수단에서의 제1의 토크신호 및 제2의 속도제어수단에서의 제2의 토크신호를 합산하여 토크지령신호를 출력하는 제4의 가산수단과, 제4의 가산수단에서의 토크지령신호에 따라서 전동기의 토크를 제어하는 토크제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제17항에 있어서, 속도제어수단은 입력된 미분신호를 소정의 증폭치이하로 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.
제17항에 있어서, 위치제어수단은 입력된 미분신호를 소정의 증폭치이하로 제한하는 신호제한수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제어장치.