KR19990079713A - 모터 토크 상수 측정방법 - Google Patents

모터 토크 상수 측정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR19990079713A
KR19990079713A KR1019980012451A KR19980012451A KR19990079713A KR 19990079713 A KR19990079713 A KR 19990079713A KR 1019980012451 A KR1019980012451 A KR 1019980012451A KR 19980012451 A KR19980012451 A KR 19980012451A KR 19990079713 A KR19990079713 A KR 19990079713A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
torque constant
motor torque
value
measuring
Prior art date
Application number
KR1019980012451A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100459694B1 (ko
Inventor
강창익
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019980012451A priority Critical patent/KR100459694B1/ko
Priority to DE19913325A priority patent/DE19913325B4/de
Priority to GB9907148A priority patent/GB2337646B/en
Priority to US09/288,236 priority patent/US6320338B1/en
Publication of KR19990079713A publication Critical patent/KR19990079713A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100459694B1 publication Critical patent/KR100459694B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/24—Devices for determining the value of power, e.g. by measuring and simultaneously multiplying the values of torque and revolutions per unit of time, by multiplying the values of tractive or propulsive force and velocity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

모터의 입력인 전류와 출력인 속도를 이용하여 모터 토크 상수를 측정하는 방법을 개시한다.
본 모터 토크 상수 측정방법은, 모터의 가속 작동 중에 시간에 따라 각각 샘플링된 모터의 다수개의 전류값 및 속도값을 측정하는 단계와, 상기 측정된 전류값 및 속도값을 연산처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터 토크 상수 측정방법
본 발명은 모터 토크 상수 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 입력인 전류와 출력인 속도를 이용하여 모터 토크 상수를 측정하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 모터는 디스크 드라이버, 광픽업 구동장치 등의 다양한 장치에 많이 활용되고 있다. 토크와 전류의 관계를 나타내는 모터 토크 상수는 모터의 특성을 나타내는 기본적인 값이기 때문에 모터의 특성에 따른 정확한 값이 부여될 필요가 있다. 일반적으로 모터 토크 상수는 일정한 값을 가진 상수로서 취급하여 사용하고 있으나, 실제로는 모터의 입, 출력값에 따라 변화한다. 따라서 보다 정밀한 제어 장치에 사용되는 모터에 있어서는 보다 정확한 모터 토크 상수값을 부여할 필요가 있다. 이를 위하여 모터를 모델링하여 미지의 변수의 최적값을 측정하는 시스템 아이덴티피케이션 (System Identification)기법이 사용되고 있다.
종래에는 모터의 토크 상수를 측정하기 위하여 다음과 같은 기본 가정이 사용된다. 즉 모터가 가속될 때 모터에 입력되는 전류값과는 무관하게 모터 토크 상수는 일정하다는 가정이다. 따라서 모터의 토크 상수는 모터의 출력인 위치 변화량에 비례한다고 추정한다. 그러므로 도 1에 도시된 바와 같이, 모터의 토크 상수를 측정하기 위하여 모델링된 모터(12)에 실제 모터(10)의 출력인 위치값 x(n)을 입력한다. 그리고 모델링된 모터(12)에 의해 측정된 모터 토크 상수( Kt * )는 모터 가속시에 일정시간 동안 모터가 이동한 거리차에 비례한다는 관계를 이용하여 측정한다. 즉 측정된 모터 토크 상수는 모터의 기준 위치인 x(0)로부터 샘플링 시간인 N시간이 경과한 후의 위치인 x(N)까지의 일정시간 동안에 모터가 이동한 거리차에 비례한다. 따라서 측정된 모터 토크 상수( Kt * )는 다음 식에 의해 얻어진다.
Kt *=K0[x(N)-x(0)]
여기서 K0 는 비례상수이다.
그러나 실제로는 모터 토크 상수는 모터의 가속시의 입력 전류에 의해 영향을 받기 때문에, 이를 반영하지 않고 측정된 종래의 모터 토크 상수는 정확하지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한 비례상수 K0 를 결정함에 있어서 시행착오법에 의해 적정값을 결정해야 하기 때문에 모터 개발 시에 튜닝에 많은 수고가 들어가는 불편함이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 모터에 입력되는 전류값을 반영하여 모터 토크 상수를 측정하는 보다 정확하고 간편한 모터 토크 상수 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 모터 토크 상수 측정방법을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터 토크 상수 측정방법을 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 모터 토크 상수 측정방법을 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10,20...실제 모터
12,22...모델링된 모터
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 모터 토크 상수 측정방법은, 모터의 가속 작동 중에 시간에 따라 각각 샘플링된 모터의 다수개의 전류값 및 속도값을 측정하는 단계와, 상기 측정된 전류값 및 속도값을 연산처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 모터 토크 상수 측정방법을 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 모델링된 모터(22)에는 실제 모터(20)의 입력인 전류를 샘플링한 값인 전류값 i(n)와 출력인 속도를 샘플링한 값인 속도값 v(n)가 입력된다.
일반적으로 모터가 작동함에 따라 모터와 부하의 등가 관성 모멘트가 변하지 않고 일정한 경우에, 모터 토크 상수는 가속도에 비례하고 전류에 반비례하는 관계를 가진다. 따라서 특정 샘플링 순간(n)에서 측정된 모터 토크 상수( Kt *(n) )는 수학식 1과 같이 추정된다.
모터의 속도가 변화함에 따라, 모터 토크 상수도 변화된다. 따라서 모터의 속도가 변함에 따라 각 순간의 전류 및 속도를 N회의 샘플링을 수행하여 각 샘플링 순간에 대해 모터 토크 상수( Kt *(1),Kt *(2),ㆍㆍㆍ,Kt *(N) )를 측정한다.
전체 모터의 특성을 규정하기 위하여 이들 각 샘플링 순간에 측정된 개별적인 모터 토크 상수를 통합할 필요가 있다. 즉 이들 각각의 측정된 개별적인 모터 토크 상수로부터 모터의 전체 작동 범위에 대해 가장 적합한 최종적인 모터 토크 상수를 추출할 필요가 있다. 따라서 최종적인 모터 토크 상수( Kt * )는 실제 모터 토크 상수( Kt )와 각 순간에 측정된 모터 토크 상수( Kt *(1),Kt *(2),ㆍㆍㆍ,Kt *(N) )사이의 오차가 최소화되게 하는 것이 바람직하다. 그러므로 이들 각 순간의 오차의 합으로 이루어진 오차 함수(E(k))를 정의하여, 이 오차 함수가 최소화될 때의 모터 토크 상수( Kt * )를 얻을 필요가 있다.
한편 수학식 1에 표현된 바와 같이, 특정 샘플링 순간에서 측정된 모터 토크 상수( Kt *(n) )는 모터에 흐르는 전류값 i(n)에 반비례한다. 따라서 모터에 흐르는 전류가 작을 경우에는 모델링 모터(22)에서의 입력인 전류값에 비해 상대적으로 노이즈가 더 커지게 되는 효과가 발생한다. 따라서 모터에 흐르는 전류값이 작을 경우에 측정된 모터 토크 상수의 데이터 신뢰도는 떨어지게 된다.
그러므로 오차 함수에서는 각 샘플링 순간에 측정된 모터 토크 상수의 오차에 그 때의 입력 전류값을 곱함으로써 가중치를 부여하여 데이터를 보상한다. 결과적으로 얻어지는 오차 함수(E(k))는 수학식 2와 같다.
수학식 2에 수학식 1을 대입하여 정리하면, 오차 함수(E(k))는 수학식 3과 같다.
수학식 3의 오차함수E(k)가 최소로 될 때의 Kt 값이 구하고자 하는 최종적인 측정 모터 토크 상수( Kt * )이다. 그러므로 수학식 3을 미분하여 을 만족하는 값인 모터 토크 상수( Kt * )를 구하면 수학식 4와 같다.
수학식 4에 의해 구해진 모터 토크 상수( Kt * )는 각 샘플링 시간에 따른 모터의 입력인 전류값과 모터의 출력인 속도값을 반영할 뿐만 아니라, 각 샘플링에 따른 가중치를 가진 평균 오차가 최소화된 값이다.
본 발명에 따른 모터 토크 상수를 측정하는 구체적인 절차는 도 3에 도시된 바와 같다.
즉 먼저 모터를 기준 위치인 x(0)로 이동시킨다(32). 이 기준위치에서의 모터의 전류값인 i(0)와 모터의 속도값인 v(0)를 측정하여 메모리에 저장한다(34).
그리고 모터를 소정의 위치로 이동하면서(36), 각 샘플링 시간에 따른 각 전류값과 속도값인 i(k), v(k)를 측정하여 메모리에 저장한다(38).
적정한 개수인 N개의 데이터가 샘플링되어 저장된 후에, 이들 메모리에 저장된 측정 데이터를 사용하여 수학식 4에 의해 연산처리하여 모터 토크 상수( Kt * )를 얻는다(40). 이렇게 얻어진 모터 토크 상수( Kt * )는 메모리에 저장될 수 있다(42).
본 발명은 설명의 편의를 위하여 모터 토크 상수 측정방법으로서 기술되었으나, 동일한 기술적 구성과 원리 하에서 모터뿐만 아니라 전류에 의해 구동되는 다양한 액추에이터에도 그대로 적용될 수 있다. 따라서 이러한 액추에이터에 적용되는 토크 상수 측정방법 역시 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 모터 토크 상수 측정방법은 모터의 가속시의 모터 전류와 속도를 감안하여 모터 토크 상수를 측정하는 것이므로 그 측정된 모터 토크 상수는 실제 모터의 특성이 보다 잘 반영된 정확한 값이다.
또한 종래와 달리 시행착오법을 사용하지 않고 모터가 이동하는 시간중에 샘플링된 다수의 측정 데이터를 이용하는 최소 평균 오차법을 사용하기 때문에 보다 오차가 적은 토크 상수를 신속하게 얻을 수 있다. 그러므로 작업자가 모터 튜닝을 하는 등의 번거로운 수고를 할 필요가 없다.

Claims (3)

  1. 모터의 가속 작동 중에 시간에 따라 각각 샘플링된 모터의 다수개의 전류값 및 속도값을 측정하는 단계와,
    상기 측정된 전류값 및 속도값을 연산처리하는 단계를 포함하는 모터 토크 상수 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연산처리 단계는, 상기 측정된 전류값 및 속도값을 메모리에 저장하는 단계와, 상기 저장된 값들이 읽혀지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 토크 상수 측정방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모터 토크 상수( Kt * )는 다음의 수학식에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 모터 토크 상수 측정방법.
    여기서 i(k), v(k)는 각 샘플링 시간(k)에 있어서의 모터의 전류값, 속도값이고, N은 1보다 큰 자연수이다.
KR1019980012451A 1998-04-08 1998-04-08 모터 토크 상수 측정방법 KR100459694B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980012451A KR100459694B1 (ko) 1998-04-08 1998-04-08 모터 토크 상수 측정방법
DE19913325A DE19913325B4 (de) 1998-04-08 1999-03-24 Verfahren zum Schätzen der Drehmomentkonstante eines Motors
GB9907148A GB2337646B (en) 1998-04-08 1999-03-29 Method and system for estimating motor torque constant
US09/288,236 US6320338B1 (en) 1998-04-08 1999-04-08 Method of estimating motor torque constant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980012451A KR100459694B1 (ko) 1998-04-08 1998-04-08 모터 토크 상수 측정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990079713A true KR19990079713A (ko) 1999-11-05
KR100459694B1 KR100459694B1 (ko) 2005-04-06

Family

ID=19535990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980012451A KR100459694B1 (ko) 1998-04-08 1998-04-08 모터 토크 상수 측정방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6320338B1 (ko)
KR (1) KR100459694B1 (ko)
DE (1) DE19913325B4 (ko)
GB (1) GB2337646B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10100565B4 (de) * 2001-01-09 2006-05-11 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines von einem Asynchronelektromotor aufgebrachten Drehmoments
TW591883B (en) * 2003-01-24 2004-06-11 Delta Electronics Inc Method of instant estimation of rotor inertia of a load motor
US20050034539A1 (en) * 2003-08-14 2005-02-17 Tan Leeling Motor torque variation compensation
DE102004045348B3 (de) * 2004-09-17 2006-03-30 Bühler Motor GmbH Verfahren zur Ermittlung der Drehmomentkonstante kM von permanentmagnetisch erregten Gleichstommotoren
DE102005025383A1 (de) * 2005-05-31 2006-12-14 Wittenstein Ag Aktuator
TWI327228B (en) * 2007-04-13 2010-07-11 Ind Tech Res Inst Method for detecting and controlling output characteristics of a dc motor and a self-propelled apparatus using the same
DE102007020068A1 (de) 2007-04-27 2008-10-30 Kaltenbach & Voigt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Motorkonstante eines Elektromotors
JP6308852B2 (ja) * 2014-04-15 2018-04-11 キヤノン株式会社 駆動装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
US10855211B2 (en) * 2018-03-09 2020-12-01 Trane International Inc. Self-calibration of ECM motor and variable frequency drive inferred torque

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE794885A (fr) * 1972-02-04 1973-08-02 Westinghouse Electric Corp Systeme de commande a couple constant et compensation de l'inertie par regulation du courant d'induit et affaiblissement de l'excitation d'un moteur a courant continu
US4266168A (en) * 1979-06-12 1981-05-05 Andersen Jorgen W D.C. Motor speed control
JPS6082826A (ja) * 1983-10-13 1985-05-11 Shinko Electric Co Ltd 電気演算式交流ダイナモメ−タ
JPH07118950B2 (ja) * 1986-04-14 1995-12-18 株式会社日立製作所 Ｐｗｍインバータの制御方法と装置
JPH0755037B2 (ja) * 1988-05-13 1995-06-07 株式会社日立製作所 永久磁石式同期電動機
US4961038A (en) * 1989-10-16 1990-10-02 General Electric Company Torque estimator for switched reluctance machines
JPH0447242A (ja) * 1990-06-14 1992-02-17 Meidensha Corp エンジンのトルク算定方法
JPH05188484A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Ricoh Co Ltd 複写機光学系の速度制御方法
JPH0690584A (ja) * 1992-09-08 1994-03-29 Mitsubishi Electric Corp 電動機のトルク制御装置
JP3227000B2 (ja) * 1993-01-21 2001-11-12 株式会社日立製作所 モータの速度制御装置
JPH06245561A (ja) * 1993-02-10 1994-09-02 Fanuc Ltd サーボモータの異常負荷検出制御方法
JPH07110717A (ja) * 1993-08-19 1995-04-25 Fanuc Ltd モータの制御方式
KR970000028B1 (ko) * 1993-09-20 1997-01-04 가부시끼가이샤 메이덴샤 직류 기계의 토크 측정 장치
US5602681A (en) * 1994-04-11 1997-02-11 Sony Corporation Lens barrel for a video camera, and linear feeding system thereof
JPH08149880A (ja) * 1994-11-15 1996-06-07 Meidensha Corp 直流機のトルク制御装置及び直流機のトルク計測装置
GB2310770B (en) * 1996-02-28 1998-02-04 Hitachi Ltd Control device for controlling AC motor such as that in elevator with high driving efficiency
KR100238135B1 (ko) * 1996-07-18 2000-02-01 윤종용 하드디스크 드라이브에서 보이스코일 모터의 토크량을 보상하는 방법
JP3058323B2 (ja) * 1997-04-08 2000-07-04 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
US6043622A (en) * 1997-05-09 2000-03-28 Canon Kabushiki Kaisha Motor drive controller
JP3652083B2 (ja) * 1997-10-08 2005-05-25 多摩川精機株式会社 サーボモータ駆動方法
JP3652084B2 (ja) * 1997-10-08 2005-05-25 多摩川精機株式会社 サーボモータ駆動方法
US5883344A (en) * 1997-12-22 1999-03-16 Otis Elevator Company Automatic calibration of field-oriented elevator motor drive parameters using standstill motor measurements
US5929400A (en) * 1997-12-22 1999-07-27 Otis Elevator Company Self commissioning controller for field-oriented elevator motor/drive system
US6075332A (en) * 1998-05-14 2000-06-13 Mccann; Roy A. Predictive conductive angle motor control system for brake-by-wire application
US5995710A (en) * 1998-07-24 1999-11-30 Advanced Motion Controls, Inc. Speed control for brushless DC motors

Also Published As

Publication number Publication date
GB2337646A (en) 1999-11-24
US6320338B1 (en) 2001-11-20
DE19913325B4 (de) 2005-12-08
GB9907148D0 (en) 1999-05-19
KR100459694B1 (ko) 2005-04-06
DE19913325A1 (de) 1999-11-04
GB2337646B (en) 2000-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7239108B2 (en) Method for stepper motor position referencing
EP0401847A2 (en) Method and apparatus for controlling engine in engine characteristics test
KR100459694B1 (ko) 모터 토크 상수 측정방법
US6917486B2 (en) Direct detection of coil resistance
US20070118237A1 (en) Autocontrol simulating system and method
US20040160698A1 (en) Accurate tracking of coil resistance
US7082009B2 (en) Accurate tracking of coil resistance based on current, voltage and angular velocity
US20050007056A1 (en) Motor, and motor control method
KR970028918A (ko) 하드디스크 드라이브에 있어서 서보제어 이득 자동 보상방법
JP2007257838A (ja) データプレーヤおよび／またはレコーダ内の読取りおよび／または書込みヘッドの迅速かつ正確な位置決め
US5027044A (en) Load state decision apparatus for servomotor
JPH0875831A (ja) モータ評価方法
US5801645A (en) Automatic paired LVDT probe balancing
JP2003121307A (ja) エンジンの慣性モーメント測定方法
SU922343A2 (ru) Устройство дл динамических испытаний
JP2002531834A (ja) 混合した速度の推定
CN113450866B (zh) 存储器测试方法
JP2624847B2 (ja) エンジン試験装置
JPH08327664A (ja) メータ駆動装置
SU958910A1 (ru) Вискозиметр
CN117318566A (zh) 永磁同步电机转子位置和速度估算方法及装置
KR100428182B1 (ko) 파워 트레인 소음 진동 시험 장치 및 그 방법
KR0149373B1 (ko) 수명예측을 위한 하중이력 측정신호의 보정방법
KR100767405B1 (ko) 전동기 시스템 제어성 평가 장치
JP2513397B2 (ja) 電子天びん

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee