WO2017196070A1 - 속도 제어 장치 - Google Patents

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WO2017196070A1
WO2017196070A1 PCT/KR2017/004813 KR2017004813W WO2017196070A1 WO 2017196070 A1 WO2017196070 A1 WO 2017196070A1 KR 2017004813 W KR2017004813 W KR 2017004813W WO 2017196070 A1 WO2017196070 A1 WO 2017196070A1
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speed
unit
command value
control unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/004813
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English (en)
French (fr)
Inventor
이상훈
함년근
Original Assignee
알에스오토메이션주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover

Definitions

  • the present invention relates to a speed control device having a quick response characteristic by eliminating the delay of the digital controller.
  • Digital control refers to control using a digital computer as a controller. Compared to analog control, complex control algorithms can be easily implemented, algorithms can be easily modified or changed, data can be easily processed or recorded, and multiple systems can be controlled simultaneously. There is an advantage.
  • the physical quantity (time, position, velocity, acceleration, etc.) to be controlled is processed as a unit quantity instead of a continuous value, a delay occurs depending on the resolution that unitizes the physical quantity and the conditions of combining data.
  • the present invention relates to a speed control device having a quick response characteristic by eliminating the delay of the digital controller.
  • Speed control apparatus of the present invention A speed control unit which receives a speed command value and calculates a first current command value; A digital control unit which receives the first current command value and calculates a driving input signal of the driving unit; And a time delay suppression unit for suppressing a time delay occurring between the speed control unit and the digital control unit to improve quick response.
  • the speed control device of the present invention can directly apply the reflection of the speed information measured by the motor to the digital logic, thereby eliminating the delay of the digital controller, thereby providing a quick response characteristic.
  • the time delay suppression unit of the present invention can suppress the time by inputting the reflection of the speed measurement value or the acceleration measurement value measured by the driver into the speed control unit as digital information.
  • the speed control device of the present invention can control the feed back by simultaneously receiving the speed measurement value and the speed control unit and the digital control unit to remove the delay caused by using the CPU and the digital control logic together and increase the response characteristics. .
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a speed control device as a comparative example.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a speed control device of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a speed control apparatus of the present invention.
  • Digital control refers to control using a digital computer as a controller. Compared to analog control, complex control algorithms can be easily implemented, algorithms can be easily modified or changed, data can be easily processed or recorded, and multiple systems can be controlled simultaneously. There is an advantage.
  • the speed control device may include a speed controller that calculates a speed command as a current command and a current controller that calculates a current command as a voltage command for inputting the current command to the servo amplifier 300.
  • the speed controller as the CPU and the current controller as the digital logic
  • the current control characteristics may be excellent.
  • the speed control apparatus of the comparative embodiment may be configured of a CPU control unit 1100 including a speed controller 1110 and a digital logic control unit 1200 including a current controller 1210. .
  • the speed controller 1110 receives the speed measurement value Vel of the motor 1400 to calculate a current command, and the calculated current command is input to the current controller 1210 and calculated as a voltage command, and the voltage command is a servo amplifier ( It is input to the 1300 and is output as the drive current (I) input to the motor 1400.
  • the speed control device of the present invention can improve the quick response characteristic by improving the problem of the speed control device shown in FIG.
  • the speed control device of the present invention can directly apply the reflection of the speed information measured by the motor to the digital logic, thereby eliminating the delay of the digital controller, thereby providing a quick response characteristic.
  • the velocity information may be a velocity measurement Vel or an acceleration measurement.
  • the speed control device of the present invention includes a drive unit 400 that provides a physical driving force, a speed control unit 100 that receives a speed command value Vel * and calculates a first current command value I1 *, and a first
  • the digital control unit 200 may be configured to receive the current command value I1 * and calculate a driving input signal of the driving unit 400.
  • the driving input signal may be calculated as a total command value and output as a driving current I input to the driving unit 400 through the servo amplifier 300.
  • the speed control apparatus of the present invention may include a time delay suppression unit for suppressing a time delay occurring between the speed control unit 100 and the digital control unit 200 to improve quick response.
  • the driving unit 400 may generate a physical driving force through a motor.
  • the motor may be a rotating motor that generates a rotating force as a driving force. It may also be a linear motor that generates a driving force for linear reciprocating motion.
  • the time delay suppressing unit may suppress the time by inputting the reflection of the velocity measurement value Vel or the acceleration measurement value measured by the driving unit 400 to the speed control unit 100 as digital information.
  • the time delay suppressor may simultaneously input a speed measurement value Vel measuring the driving speed of the driving unit 400 or an acceleration measurement value measuring the driving acceleration to the speed control unit 100 and the digital control unit 200. That is, the speed measurement value Vel or the acceleration measurement value may be directly input to the digital logic in the speed control unit 100 implemented in the CPU.
  • the speed control unit 100 and the digital control unit 200 simultaneously receive the speed measurement value (Vel) to control feed back control. Can be.
  • the velocity measurement value Vel or the acceleration measurement value may be measured through a sensor provided in the driving unit 400.
  • the sensor measures the driving amount driven by the motor, and in the case of a rotating motor, at least one of angular speed, angular acceleration, rotation angle, and rotation speed may be measured as the driving amount.
  • at least one of a distance, a moving speed, and a moving acceleration of the axis of the motor may be measured as a driving amount.
  • the speed control unit 100 of the present invention may be implemented in a CPU. That is, the speed control unit 100 may be implemented in a microprocessor. Therefore, the speed control unit 100 is a process consisting of a super-scale integrated circuit in which a control device which not only systematically executes operations in a predetermined order but also provides a control signal to each device of a computer is integrated in one small silicon chip. Device. The interior may be composed of arithmetic logic operators, registers, program counters, command decoders, control circuits, and the like. The speed control unit 100 automatically retrieves and decodes the instructions stored in the main memory, executes the decoded instructions, and automatically executes a function of storing the execution result again in the main memory. Perform the exchange.
  • the speed control unit 100 may receive a speed measurement value Vel and a speed command value Vel * and calculate a first current command value I1 *.
  • the speed measurement value Vel may mean a driving speed of the motor measured by the driving unit 400.
  • the speed command value Vel * may mean a target driving speed that the motor of the driving unit 400 needs to reach.
  • the first current command value I1 * is an output value of the speed control unit 100 and is input to the digital control unit 200 to be summed with the second current command value I * calculated by the digital control unit 200. Can be.
  • the speed control unit 100 includes a first summation unit 113 that calculates a difference between the speed measurement value Vel and the speed command value Vel * of the drive unit 400 as a speed error value, and the speed command value Vel *. ),
  • the first gain unit 111 multiplying the first gain value, the integral control unit 112 integrating the speed error value, the first gain unit 111, and the calculated value of the integration control unit are added to the first current.
  • the second summation unit 114 that calculates the command value I1 * may be included.
  • the first gain unit 111 and the integration control unit 112 may be included in the speed control unit 110.
  • the speed controller 110 may receive a speed command value Vel * and a speed measurement value Vel to perform PI (Proportional Integral control) control.
  • the speed command value Vel * input to the speed control unit 100 may be input to the first gain unit 111 and the first summing unit 113.
  • the speed command value Vel * input to the first gain unit 111 may be output after being proportional control by using the first gain value as a coefficient.
  • the speed acuity value input to the first adding unit 113 may be output as a speed error value by calculating a difference from the speed measurement value Vel received from the driving unit 400.
  • the first adding unit 113 may subtract the speed measurement value Vel from the speed command value Vel * to output the speed error value.
  • the integration controller 112 receives the speed error value and integrates the speed error value, and integrates the speed error value, which is controlled by the integration, with the proportional control value output from the first gain unit 111, and thus, the first current command value ( I1 *).
  • the speed control unit 100 integrally controls the speed error value between the speed command value Vel * and the speed measurement value Vel, proportionally controls the speed command value Vel *, and calculates the two control values. Can be summed and output as a 1st current command value I1 *.
  • the first current command value I1 * may remove signal noise through the filter 10.
  • one of the high pass filter 10, the low pass filter 10, and the band pass filter 10 may be applied to the filter 10 according to a required frequency band according to a control situation and a condition. Therefore, in the speed control unit 100, the filter 10 may be provided at the output terminal of the second adder 114.
  • the digital control unit 200 may be implemented with digital control logic to increase the accuracy of the current control characteristic.
  • the digital control unit 200 may be a control using a digital computer.
  • the digital control unit 200 can be easily mounted a complex control algorithm compared to the analog control.
  • the digital control unit 200 may be easy to modify or change the algorithm. Therefore, data can be easily processed and recorded, and control of a plurality of systems can be performed intensively at the same time.
  • the digital control unit 200 multiplies the output value of the code conversion unit 222 by the code conversion unit 222 which multiplies the speed measurement value Vel of the driving unit 400 by "-1", 2
  • the current gain value I is calculated by summing the second gain unit 221 for calculating the current command value I *, the first current command value I1 * and the second current command value I *.
  • the third adder 230 may be calculated, and the current controller 210 may be configured to receive the current command value I and calculate a driving input signal.
  • the digital control speed measurement value Vel may be proportionally controlled by applying the second gain value in the second gain unit 221.
  • the proportional control value of the second gain unit 221 may be subtracted from the proportional control value of the first gain unit 111 of the speed control unit 100. That is, the speed command value Vel * is proportionally controlled by the speed control unit 100 implemented by the CPU, and the speed measurement value Vel is controlled proportionally by the digital control unit 200 implemented by the digital logic.
  • the proportional control value can be a proportional control of the speed error value.
  • Speed control is not implemented in a single control system of CPU or digital logic, and speed command value (Vel *) is proportional control in CPU and speed measurement value (Vel) in digital logic. The fall can be suppressed.
  • Velocity command value (Vel *) is an input value, not an actual value, so even if it passes through the CPU and digital logic values, the influence on the time delay may be less. Velocity measurements Vel may be affected by the time delay depending on the time resolution of the device. Accordingly, the velocity measurement value Vel may be directly input to the digital control unit 200 implemented as digital logic without passing through the CPU, thereby suppressing the influence of time delay.
  • the speed control unit 100 includes a first gain unit 111 that multiplies the speed command value Vel * by the first gain value
  • the digital control unit 200 includes the second gain value by the speed measurement value Vel. It may include a proportional controller 220 to multiply the gain value.
  • the absolute value of the first gain value and the second gain value may be the same value.
  • the first gain unit 111 of the speed control unit 100 and the second gain unit 221 of the digital control unit 200 perform a proportional control on the speed error value. Accordingly, since the magnitude of the numerical values of the first gain value and the second gain value is the same, but the velocity measurement value Vel is to be subtracted from the speed command value Vel *, the code switching unit 222 is included in the control path of the second gain value. May be provided.
  • the code conversion unit 222 may be for inverting the +/- sign of the speed measurement value Vel. Velocity measurement value Vel that is proportionally controlled through the second gain unit 221 at a proportional control value of the velocity command value Vel * that is proportionally controlled via the first switch 111 through the code switching unit 222. ) Can be subtracted.
  • the proportional control unit 220 may include a code switching unit 222 and a second gain unit 221.
  • the velocity measurement value Vel may be calculated as the second current command value I * through the code switching unit 222 and the second gain unit 221.
  • the signal current may be removed from the second current command value I * through the filter 10.
  • one of the high pass filter 10, the low pass filter 10, and the band pass filter 10 may be applied to the filter 10 according to a required frequency band according to a control situation and a condition. Accordingly, the filter 10 in the digital control unit 200 may be provided at the output terminal of the second gain unit 221.
  • the filter 10 may be provided in the speed control unit 100 implemented by the CPU and the digital control unit 200 implemented by the digital logic.
  • the second current command value I * may be calculated as the current command value I by adding the first current command value I1 * output from the speed control unit 100 and the third adding unit 230. .
  • the current command value I may be input to the current controller 210 and output as a voltage command value V *, that is, a driving input signal.
  • the digital control unit 200 receives a first current command value I1 *, which is an output value of the speed control unit 100, and a speed measurement value Vel of the driver 400, and outputs the drive input signal as an output value. Can be.
  • the driving input signal may be used as an input signal of the driving unit 400.
  • the current controller 210 may be provided to receive the current command value I and output the voltage command value V *, and the current controller 210 may be provided downstream of the digital control unit 200.
  • the current controller 210 may be applied with one control system of PID control, P control, PI control, and PD control.
  • the current controller 210 may output the voltage command value V * and input the same to the servo amplifier 300.
  • the servo amplifier 300 may receive the voltage command value V * and output the driving current I input to the driver 400.
  • the driving current I may be input to the driving unit 400 to drive the driving unit 400.
  • the current controller 210 may receive a feedback of the driving current I. Since the drive current I output through the servo amplifier 300 may be different from the current command value I, the current value of the drive current I output from the servo amplifier 300 in the current controller 210. The feedback can be fed to implement precise control.
  • the speed command value Vel * is input only to the speed control unit 100 and measures the speed measurement value Vel or the driving acceleration in which the driving speed of the driving unit 400 is measured.
  • One acceleration measurement value may be simultaneously input to the speed control unit 100 and the digital control unit 200. Only the output value of the digital control unit 200 may be input to the driver 400.

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Abstract

본 발명의 속도 제어 장치는 구동부; 속도 지령값을 입력받고 제1 전류 지령값을 산출하는 속도 제어유니트; 상기 제1 전류 지령값을 입력받아 상기 구동부의 구동 입력 신호를 산출하는 디지털 제어유니트; 상기 속도 제어유니트와 상기 디지털 제어유니트 사이에 발생하는 시간 지연을 억제하여 속응성을 향상시키는 시간 지연 억제부;를 포함할 수 있다.

Description

속도 제어 장치
본 발명은 디지털제어기의 시지연을 제거하여 속응 특성을 갖춘 속도 제어 장치에 관한 것이다.
디지털 제어(Digital control)는 제어기로서 디지털 컴퓨터를 사용하는 제어를 말한다. 아날로그 제어에 비해 복잡한 제어 알고리즘이 용이하게 실장될 수 있는 것, 알고리즘의 수정이나 변경이 용이하다는 것, 데이터의 처리나 기록이 용이하다는 것, 복수 시스템의 제어를 동시에 집중적으로 실행할 수 있다는 것 등의 이점이 있다.
하지만 제어 대상이 되는 물리량(시간, 위치, 속도, 가속도 등)을 연속적인 값이 아닌 단위 량으로 처리하기 때문에 물리량을 단위화하는 분해능 및 데이터의 결합 조건에 따라 지연이 발생한다.
본 발명은 디지털제어기의 시지연을 제거하여 속응 특성을 갖춘 속도 제어 장치에 관한 것이다.
본 발명의 속도 제어 장치는 구동부; 속도 지령값을 입력받고 제1 전류 지령값을 산출하는 속도 제어유니트; 상기 제1 전류 지령값을 입력받아 상기 구동부의 구동 입력 신호를 산출하는 디지털 제어유니트; 상기 속도 제어유니트와 상기 디지털 제어유니트 사이에 발생하는 시간 지연을 억제하여 속응성을 향상시키는 시간 지연 억제부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 속도 제어 장치는 모터에서 측정되는 속도정보에 대한 반영을 디지털 로직으로 직접 입력함으로써, 디지털제어기의 시지연을 제거하여 속응 특성을 가실 수 있다.
본 발명의 시간 지연 억제부는 구동부에서 측정되는 속도 측정값 또는 가속도 측정값에 대한 반영을 디지털 정보로 속도 제어유니트에 입력함으로써, 시간을 억제할 수 있다.
본 발명의 속도 제어 장치는 CPU와 디지털 제어 로직을 함께 사용하면서 생기는 시지연을 제거하고 속응 특성을 높이기 위해서, 속도 제어유니트와 디지털 제어유니트는 동시에 속도 측정값을 입력받아 피드벡 제어를 할 수 있다.
도 1은 비교실시예로써, 속도 제어 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 속도 제어 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 속도 제어 장치의 일실시예를 나타내는 블럭도이다.
디지털 제어(Digital control)는 제어기로서 디지털 컴퓨터를 사용하는 제어를 말한다. 아날로그 제어에 비해 복잡한 제어 알고리즘이 용이하게 실장될 수 있는 것, 알고리즘의 수정이나 변경이 용이하다는 것, 데이터의 처리나 기록이 용이하다는 것, 복수 시스템의 제어를 동시에 집중적으로 실행할 수 있다는 것 등의 이점이 있다.
속도 제어 장치는 속도 지령을 전류 지령으로 산출하는 속도 제어기와 전류 지령을 서보엠프(300)에 입력하기 위한 전압 지령으로 산출하는 전류 제어기를 포함할 수 있다. 이때, 속도 제어기를 CPU로, 전류 제어기를 디지털 로직으로 구현하는 경우에 있어서, 전류 제어 특성은 우수해 질 수 있다. 하지만 CPU와 디지털 로직 사이에 시지연이 발생하게 된다. 이는 디지털 제어에서는 제어 대상이 되는 물리량(시간, 위치, 속도, 가속도 등)을 연속적인 값이 아닌 단위 량으로 처리하기 때문에 물리량을 단위화하는 분해능 및 데이터의 결합 조건에 따라 지연이 발생한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 비교실시예의 속도 제어 장치는 속도 제어기(1110)를 포함하는 CPU 제어 유니트(1100)와 전류 제어기(1210)를 포함하는 디지털 로직 제어 유니트(1200)로 구성될 수 있다. 속도 제어기(1110)는 모터(1400)의 속도 측정값(Vel)을 받아 전류 지령을 산출하고, 산출된 전류 지령은 전류 제어기(1210)에 입력되어 전압 지령으로 산출되며, 전압 지령은 서보엠프(1300)에 입력되어 모터(1400)에 입력되는 구동 전류(I)로 출력된다. 이와 같은 경우에 전류 지령은 CPU에서 산출되고, 전류 지령은 다시 디지털 로직에서 전압 지령으로 산출되기 때문에 시지연이 발생하게 되고, 속응 특성이 저하될 수 있다. 본 발명의 속도 제어 장치는 도 1에 도시된 속도 제어 장치의 문제점을 개선하여 속응 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 속도 제어 장치는 모터에서 측정되는 속도정보에 대한 반영을 디지털 로직으로 직접 입력함으로써, 디지털제어기의 시지연을 제거하여 속응 특성을 가실 수 있다. 속도 정보는 속도 측정값(Vel) 또는 가속도 측정값일 수 있다.
본 발명의 속도 제어 장치는 물리적 구동력을 제공하는 구동부(400)와, 속도 지령값(Vel*)을 입력받고 제1 전류 지령값(I1*)을 산출하는 속도 제어유니트(100)와, 제1 전류 지령값(I1*)을 입력받아 상기 구동부(400)의 구동 입력 신호를 산출하는 디지털 제어유니트(200)를 포함할 수 있다. 구동 입력 신호는 전량 지령값으로 산출되어 서보엠프(300)를 통해 구동부(400)에 입력되는 구동 전류(I)로 출력될 수 있다.
본 발명의 속도 제어 장치는 속도 제어유니트(100)와 디지털 제어유니트(200) 사이에 발생하는 시간 지연을 억제하여 속응성을 향상시키는 시간 지연 억제부를 포함할 수 있다.
구동부(400)는 모터를 통해 물리적 구동력을 생성할 수 있다. 모터는 회전력을 구동력으로 생성하는 회전 모터일 수 있다. 또한 직선 왕복 운동에 대한 구동력을 생성하는 리니어 모터일 수도 있다.
시간 지연 억제부는 구동부(400)에서 측정되는 속도 측정값(Vel) 또는 가속도 측정값에 대한 반영을 디지털 정보로 속도 제어유니트(100)에 입력함으로써, 시간을 억제할 수 있다. 시간 지연 억제부는 구동부(400)의 구동 속도를 측정한 속도 측정값(Vel) 또는 구동 가속도를 측정한 가속도 측정값을 속도 제어유니트(100) 및 디지털 제어유니트(200)에 동시에 입력할 수 있다. 즉, CPU에서 구현되는 속도 제어유니트(100)에 속도 측정값(Vel) 또는 가속도 측정값이 디지털 로직으로 직접입력될 수 있다. CPU와 디지털 제어 로직을 함께 사용하면서 생기는 시지연을 제거하고 속응 특성을 높이기 위해서, 속도 제어유니트(100)와 디지털 제어유니트(200)는 동시에 속도 측정값(Vel)을 입력받아 피드벡 제어를 할 수 있다.
속도 측정값(Vel) 또는 가속도 측정값은 구동부(400)에 마련되는 센서를 통해서 측정될 수 있다. 센서는 모터가 구동한 구동량을 측정하며, 회전 모터의 경우 각속도, 각가속도, 회전각도, 회전 수 중 적어도 하나를 구동량으로 측정할 수 있다. 리니어 모터의 경우에는 모터의 축이 이동한 거리, 이동 속도, 이동 가속도 중 적어도 하나를 구동량으로 측정할 수 있다.
본 발명의 속도 제어유니트(100)는 CPU에서 구현될 수 있다. 즉, 속도 제어유니트(100)는 마이크로프로세서(Microprocessor)에서 구현될 수 있다. 따라서, 속도 제어유니트(100)는 연산을 미리 확립된 순서에 의해 체계적으로 실행할 뿐만 아니라 컴퓨터의 각 장치에 제어 신호를 제공하는 제어장치를 1개의 작은 실리콘 칩에 집적시킨 초대규모 집적회로로 이루어진 처리장치이다. 내부는 산술논리연산기, 레지스터, 프로그램 카운터, 명령 디코더, 제어회로 등으로 구성되될 수 있다. 속도 제어유니트(100)는 주기억장치에 저장되어 있는 명령어를 인출하여 해독하고, 해독된 명령어를 실행하며 실행 결과를 다시 주기억장치에 저장할 수 있는 기능 등을 자동으로 수행함과 동시에 입출력 장치들과도 데이터 교환을 수행한다.
속도 제어유니트(100)는 속도 측정값(Vel)과 속도 지령값(Vel*)을 입력받고, 제1 전류 지령값(I1*)을 산출할 수 있다.
속도 측정값(Vel)은 구동부(400)에서 측정된 모터의 구동 속도를 의미할 수 있다.
속도 지령값(Vel*)은 구동부(400)의 모터가 도달해야되는 목표 구동 속도를 의미할 수 있다.
제1 전류 지령값(I1*)은 속도 제어유니트(100)의 출력값이며, 디지털 제어유니트(200)에 입력되어 디지털 제어유니트(200)에서 산출하는 제2 전류 지령값(I*)과 합산될 수 있다.
속도 제어유니트(100)는 구동부(400)의 속도 측정값(Vel)과 속도 지령값(Vel*)의 차이를 속도 에러값으로 산출하는 제1 합산부(113)와, 속도 지령값(Vel*)에 제1 게인값을 곱하는 제1 게인부(111)와, 속도 에러값을 적분하는 적분 제어부(112)와, 제1 게인부(111) 및 적부 제어부의 산출값을 합산하여 상기 제1 전류 지령값(I1*)을 산출하는 제2 합산부(114)를 포함할 수 있다.
제1 게인부(111)와 적분 제어부(112)는 속도 제어부(110)에 포함될 수 있다. 속도 제어부(110)는 속도 지령값(Vel*)과 속도 측정값(Vel)을 입력받아 PI(Proportional Integral control) 제어를 수행할 수 있다.
속도 제어유니트(100)에 입력된 속도 지령값(Vel*)은 제1 게인부(111)와 제1 합산부(113)에 입력될 수 있다. 제1 게인부(111)에 입력된 속도 지령값(Vel*)은 제1 게인값을 계수로 하여, 비례 제어(Proportional control)가 된 후 출력될 수 있다. 제1 합산부(113)에 입력된 속도 지력값은 구동부(400)로부터 입력받은 속도 측정값(Vel)과 차이를 산출하여 속도 에러값으로 출력될 수 있다. 제1 합산부(113)는 속도 지령값(Vel*)에서 속도 측정값(Vel)을 감산하여 속도 에러값으로 출력할 수 있다.
적분 제어부(112)는 속도 에러값을 입력받아 적분 제어(Integral control)하고, 적분 제어된 속도 에러값은 제1 게인부(111)에서 출력된 비례 제어값과 합산하여, 제1 전류 지령값(I1*)으로 산출될 수 있다.
즉, 속도 제어유니트(100)는 속도 지령값(Vel*)과 속도 측정값(Vel) 사이의 속도 에러값을 적분 제어하고, 속도 지령값(Vel*)을 비례 제어하며, 산출된 두 제어값을 합산하여 제1 전류 지령값(I1*)으로 출력할 수 있다.
제1 전류 지령값(I1*)은 필터(10)를 통해서 신호 노이즈가 제거될 수 있다. 또는, 제어 상황 및 조건에 따라서 필터(10)는 요구되는 필요 주파수 대역에 따라 하이 패스필터(10), 로우 패스필터(10), 밴드 패스필터(10) 중 하나가 적용될 수 있다. 따라서, 속도 제어유니트(100)에서 필터(10)는 제2 합산부(114)의 출력단에 마련될 수 있다.
디지털 제어유니트(200)는 전류 제어 특성을 정확도를 증대시키기 위해서 디지털 제어 로직으로 구현될 수 있다. 디지털 제어유니트(200)는 디지털 컴퓨터를 사용하는 제어가 될 수 있다. 디지털 제어유니트(200)는 아날로그 제어에 비해 복잡한 제어 알고리즘이 용이하게 실장될 수 있다. 또한, 디지털 제어유니트(200)는 알고리즘의 수정이나 변경이 용이할 수 있다. 따라서, 데이터의 처리나 기록이 용이하며, 복수 시스템의 제어를 동시에 집중적으로 실행할 수 있다.
디지털 제어유니트(200)는 구동부(400)의 속도 측정값(Vel)에 "-1"을 곱해주는 부호전환부(222)와, 부호전환부(222)의 출력값에 제2 게인값을 곱해 제2 전류 지령값(I*)을 산출하는 제2 게인부(221)와, 제1 전류 지령값(I1*) 및 상기 제2 전류 지령값(I*)을 합산하여 전류 지령값(I)을 산출하는 제3 합산부(230)와, 전류 지령값(I)을 받아 구동 입력 신호를 산출하는 전류 제어부(210)를 포함할 수 있다.
디지털 제어속도 측정값(Vel)은 제2 게인부(221)에서 제2 게인값을 적용하여 비례 제어가 될 수 있다. 실제적으로, 제2 게인부(221)의 비례 제어값은 속도 제어유니트(100)의 제1 게인부(111)의 비례 제어값에 차감될 수 있다. 즉, 속도 지령값(Vel*)은 CPU로 구현되는 속도 제어유니트(100)로 비례 제어되고, 속도 측정값(Vel)은 디지털 로직으로 구현되는 디지털 제어유니트(200)에서 비례 제어되며, 이 두 비례 제어값으로 속도 에러값에 대한 비례 제어가 될 수 있다. 속도에 대한 비례 제어가 CPU나 디지털 로직 중 단일 제어 시스템에서 구현되지 않고, 속도 지령값(Vel*)은 CPU, 속도 측정값(Vel)은 디지털 로직에서 비례 제어 함으로써, 시지연에 대한 속응 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 속도 지령값(Vel*)은 입력값은 실측값이 아닌 입력값이라 CPU와 디지털 로직 값을 통과해도 시지연에 대한 영향이 적을 수 있다. 속도 측정값(Vel)은 장치의 시간 분해능에 영향에 따라 시간 지연의 영향이 생길 수 있다. 따라서, 속도 측정값(Vel)은 CPU를 거치지 않고, 디지털 로직으로 구현되는 디지털 제어유니트(200)로 직접 입력받음으로써 시지연의 영향을 억제할 수 있다.
즉, 속도 제어유니트(100)는 속도 지령값(Vel*)에 제1 게인값을 곱하는 제1 게인부(111)를 포함하고, 디지털 제어유니트(200)는 속도 측정값(Vel)에 제2 게인값을 곱하는 비례 제어부(220)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 게인값과 제2 게인값의 절대값은 동일 수치일 수 있다.
따라서, 속도 제어유니트(100)의 제1 게인부(111)와 디지털 제어유니트(200)의 제2 게인부(221)가 속도 에러값에 대한 비례 제어를 수행한다. 따라서, 제1 게인값과 제2 게인값의 수치의 크기는 같지만 속도 지령값(Vel*)에서 속도 측정값(Vel)을 감산해줘야 되므로, 제2 게인값의 제어 경로에는 부호전환부(222)가 마련될 수 있다. 부호전환부(222)는 속도 측정값(Vel)의 +/- 부호를 반전시키기 위한 것일 수 있다. 부호전환부(222)를 통해서, 제1 게인부(111)를 통해서 비례 제어되는 속도 지령값(Vel*)의 비례 제어값에서 제2 게인부(221)를 통해서 비례 제어되는 속도 측정값(Vel)의 비례 제어값을 감산할 수 있다. 비례 제어부(220)는 부호전환부(222)와 제2 게인부(221)를 포함할 수 있다.
결론적으로, 디지털 제어유니트(200)에서는 속도 측정값(Vel)이 부호전환부(222)와 제2 게인부(221)를 통해서 제2 전류 지령값(I*)으로 산출될 수 있다.
제2 전류 지령값(I*)은 필터(10)를 통해서 신호 노이즈가 제거될 수 있다. 또는, 제어 상황 및 조건에 따라서 필터(10)는 요구되는 필요 주파수 대역에 따라 하이 패스필터(10), 로우 패스필터(10), 밴드 패스필터(10) 중 하나가 적용될 수 있다. 따라서, 디지털 제어유니트(200)에서 필터(10)는 제2 게인부(221)의 출력단에 마련될 수 있다.
따라서, 필터(10)는 CPU로 구현되는 속도 제어유니트(100)와 디지털 로직으로 구현되는 디지털 제어유니트(200)에 각각 마련될 수 있다.
제2 전류 지령값(I*)은 속도 제어유니트(100)에서 출력된 제1 전류 지령값(I1*)과 제3 합산부(230)에서 합산되어 전류 지령값(I)으로 산출될 수 있다.
전류 지령값(I)은 전류 제어부(210)로 입력되어 전압 지령값(V*), 즉 구동 입력 신호로 출력될 수 있다. 디지털 제어유니트(200)는 속도 제어유니트(100)의 출력값인 제1 전류 지령값(I1*)과 구동부(400)의 속도 측정값(Vel)을 입력받고, 출력값으로서 상기 구동 입력 신호를 출력할 수 있다. 구동 입력 신호는 구동부(400)의 입력 신호로 사용될 수 있다.
전류 지령값(I)을 입력받아 전압 지령값(V*)을 출력하는 전류 제어부(210)가 마련되며, 전류 제어부(210)는 상기 디지털 제어유니트(200)의 하류 측에 마련될 수 있다. 전류 제어부(210)는 PID 제어(Proportional Integral Derivative control), P 제어, PI 제어, PD 제어 중 하나의 제어 시스템이 적용될 수 있다. 전류 제어부(210)는 전압 지령값(V*)을 출력하여 서보엠프(300)에 입력시킬 수 있다. 서보엠프(300)는 전압 지령값(V*)을 입력받아 구동부(400)에 입력되는 구동 전류(I)를 출력할 수 있다. 구동 전류(I)는 구동부(400)에 입력되어 구동부(400)를 구동 시킬 수 있다. 전류 제어부(210)는 구동 전류(I)를 피드백 받을 수 있다. 서보엠프(300)를 통해서 출력되는 구동 전류(I)는 전류 지령값(I)과 차이가 있을 수 있기 때문에 전류 제어부(210)에서 서보엠프(300)에서 출력되는 구동 전류(I)의 전류값을 피드백 받아서 정밀 제어를 구현할 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 속도 제어 장치에서, 속도 지령값(Vel*)은 속도 제어유니트(100)에만 입력되고, 구동부(400)의 구동 속도를 측정한 속도 측정값(Vel) 또는 구동 가속도를 측정한 가속도 측정값은 속도 제어유니트(100) 및 상기 디지털 제어유니트(200)에 동시에 입력될 수 있다. 구동부(400)에는 디지털 제어유니트(200)의 출력값만 입력될 수 있다.

Claims (9)

  1. 구동부;
    속도 지령값을 입력받고 제1 전류 지령값을 산출하는 속도 제어유니트;
    상기 제1 전류 지령값을 입력받아 상기 구동부의 구동 입력 신호를 산출하는 디지털 제어유니트;
    상기 속도 제어유니트와 상기 디지털 제어유니트 사이에 발생하는 시간 지연을 억제하여 속응성을 향상시키는 시간 지연 억제부;를 포함하는 속도 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시간 지연 억제부는,
    상기 구동부의 구동 속도를 측정한 속도 측정값 또는 구동 가속도를 측정한 가속도 측정값을 상기 속도 제어유니트 및 상기 디지털 제어유니트에 동시에 입력하는 속도 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 속도 제어유니트는 상기 속도 지령값에 제1 게인값을 곱하는 제1 게인부를 포함하고,
    상기 디지털 제어유니트는 상기 속도 측정값에 제2 게인값을 곱하는 비례 제어부를 포함하며,
    상기 제1 게인값과 상기 제2 게인값의 절대값은 동일 수치인 속도 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 속도 제어유니트는,
    상기 구동부의 속도 측정값과 상기 속도 지령값의 차이를 속도 에러값으로 산출하는 제1 합산부와,
    상기 속도 지령값에 제1 게인값을 곱하는 제1 게인부와,
    상기 속도 에러값을 적분하는 적분 제어부와,
    상기 제1 게인부 및 상기 적부 제어부의 산출값을 합산하여 상기 제1 전류 지령값을 산출하는 제2 합산부를 포함하는 속도 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 제어유니트는,
    상기 구동부의 속도 측정값에 "-1"을 곱해주는 부호전환부와,
    상기 부호전환부의 출력값에 제2 게인값을 곱해 제2 전류 지령값을 산출하는 제2 게인부와,
    상기 제1 전류 지령값 및 상기 제2 전류 지령값을 합산하여 전류 지령값을 산출하는 제3 합산부와,
    상기 전류 지령값을 받아 상기 구동 입력 신호를 산출하는 전류 제어부를 포함하는 속도 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 제어유니트는, 상기 속도 제어유니트의 출력값인 상기 제1 전류 지령값과 상기 구동부의 속도 측정값을 입력받고, 출력값으로서 상기 구동 입력 신호를 출력하며,
    상기 구동 입력 신호가 상기 구동부의 입력 신호로 사용되는 속도 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동부의 속도 측정값을 입력받아 비례제어 연산한 값을 제2 전류 지령값이라 하고, 상기 제1 전류 지령값과 상기 제2 전류 지령값을 연산한 값을 전류 지령값이라 할 때,
    상기 전류 지령값을 입력받아 전압 지령값을 출력하는 전류 제어부가 마련되며,
    상기 전류 제어부는 상기 디지털 제어유니트의 하류 측에 마련되는 속도 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동부의 속도 측정값을 입력받아 비례제어 연산한 값을 제2 전류 지령값이라 하고, 상기 제1 전류 지령값과 상기 제2 전류 지령값을 연산한 값을 전류 지령값이라 할 때,
    상기 전류 지령값을 입력받아 전압 지령값을 출력하는 전류 제어부가 마련되며,
    상기 전압 지령값을 입력받아 상기 구동부에 입력되는 구동 전류를 출력하는 서보엠프를 포함하고,
    상기 전류 제어부는 상기 구동 전류를 피드백 받는 속도 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 속도 지령값은 상기 속도 제어유니트에만 입력되고,
    상기 구동부의 구동 속도를 측정한 속도 측정값 또는 구동 가속도를 측정한 가속도 측정값은 상기 속도 제어유니트 및 상기 디지털 제어유니트에 동시에 입력되며,
    상기 구동부에는 상기 디지털 제어유니트의 출력값만 입력되는 속도 제어 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04217889A (ja) * 1990-12-20 1992-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd サーボモータの制御装置
KR920009888B1 (ko) * 1988-04-20 1992-11-05 후아낙크 가부시끼가이샤 서보모타 제어방법
EP0751613A1 (en) * 1995-06-30 1997-01-02 Fanuc Ltd. Current controlling method for servo motor
JP2003199388A (ja) * 2001-12-27 2003-07-11 Sharp Corp モータ駆動装置
JP2012088064A (ja) * 2010-10-15 2012-05-10 Meidensha Corp 速度制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920009888B1 (ko) * 1988-04-20 1992-11-05 후아낙크 가부시끼가이샤 서보모타 제어방법
JPH04217889A (ja) * 1990-12-20 1992-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd サーボモータの制御装置
EP0751613A1 (en) * 1995-06-30 1997-01-02 Fanuc Ltd. Current controlling method for servo motor
JP2003199388A (ja) * 2001-12-27 2003-07-11 Sharp Corp モータ駆動装置
JP2012088064A (ja) * 2010-10-15 2012-05-10 Meidensha Corp 速度制御装置

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