JP2012120412A - Controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller capable of reducing overcompensation of an operation amount (current command or voltage command).SOLUTION: The controller for controlling a motor includes: a control section for generating and outputting a current command; a current limiter for limiting the current command outputted from the control section to be within a limitation range and outputting it; a drive section for driving the motor corresponding to the current command outputted from the current limiter; a calculation section for calculating a current saturation amount by taking a difference between the current command outputted from the control section and the current command limited by the current limiter; and a feedback section for feeding back a compensation amount corresponding to the current saturation amount calculated by the calculation section to the control section. The feedback section includes a switching section for switching a first state of not feeding back the compensation value to the control section by the feedback section and a second state of feeding back the compensation value to the control section by the feedback section corresponding to the level of the current saturation amount calculated by the calculation section.

Description

本発明は、制御装置に関する。   The present invention relates to a control device.

制御器の出力段にリミッタを有するマイナーループとそのマイナーループの外側にアウターループを有する２次以上の制御系（制御装置）では、制御器の出力である操作量（モータの位置制御の場合、一般に速度指令や電流指令および電圧指令など）の飽和（一般に操作量飽和という）が生じると制御系が不安定な状態（一般にハンチングや、ワインドアップと呼ばれる状態）となる傾向にある。   In a secondary or higher-order control system (control device) having a minor loop having a limiter at the output stage of the controller and an outer loop outside the minor loop, an operation amount that is the output of the controller (in the case of motor position control, In general, when saturation (generally referred to as operation amount saturation) of a speed command, current command, voltage command, etc.) occurs, the control system tends to become unstable (generally called hunting or windup).

それに対して、特許文献１には、誘導電動機の速度制御装置において、電流偏差が零になるようにデジタルＰＩ電流補償器により補償された出力（ｑ軸電圧成分）とその出力が電圧リミッタにより制限されたもの（ｑ軸電圧指令）との差が減算器から電流指令修正器へ出力され、その差に応じた電流指令の修正信号が電流指令修正器から２つの減算器を経由して電流偏差としてデジタルＰＩ電流補償器へフィードバックされる構成が記載されている。すなわち、デジタルＰＩ電流補償器の電圧指令出力とその電圧指令を制限して出力する電圧リミッタの出力電圧との差によって操作量（電圧指令）の飽和を検知し、その差とデジタルＰＩ電流補償器の制御ゲインとに基づいて電流指令を修正するものとされている。これにより、特許文献１によれば、デジタルＰＩ電流補償器の出力と内部の状態量とが操作量飽和の考慮されたものとなるので、操作量飽和によるワインドアップ現象を回避できるとされている。   On the other hand, Patent Document 1 discloses an output (q-axis voltage component) compensated by a digital PI current compensator so that a current deviation becomes zero in an induction motor speed control device, and its output is limited by a voltage limiter. The difference from the current command (q-axis voltage command) is output from the subtractor to the current command corrector, and a current command correction signal corresponding to the difference is output from the current command corrector via two subtractors. The configuration fed back to the digital PI current compensator is described. That is, the saturation of the manipulated variable (voltage command) is detected by the difference between the voltage command output of the digital PI current compensator and the output voltage of the voltage limiter that outputs the voltage command by limiting the voltage command. The current command is corrected based on the control gain. Thus, according to Patent Document 1, since the output of the digital PI current compensator and the internal state quantity take into account the manipulated variable saturation, the windup phenomenon due to the manipulated variable saturation can be avoided. .

特開平１１−３０８９００号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-308900

特許文献１に記載の速度制御装置では、電圧指令（操作量）の飽和が発生した場合に必ずその電圧飽和量に応じた電流指令への修正信号がデジタルＰＩ電流補償器にフィードバックされる構成となっている。このため、特許文献１に記載の速度制御装置では、速度制御装置における制御動作が不安定とならず補償が不要な軽度の操作量飽和が発生した場合にも、操作量の飽和量のフィードバックが行われる。これにより、電流指令への過補償が発生し、飽和量のフィードバックを行わない場合に比べ実速度が目標速度に収束するまでの時間の遅延が生じる傾向にある。   In the speed control device described in Patent Document 1, when a voltage command (operation amount) is saturated, a correction signal to a current command corresponding to the voltage saturation amount is always fed back to the digital PI current compensator. It has become. For this reason, in the speed control device described in Patent Document 1, even when a slight operation amount saturation that does not require compensation and does not require compensation is generated, feedback of the operation amount saturation amount is performed. Done. As a result, overcompensation for the current command occurs, and there is a tendency for a delay in time until the actual speed converges to the target speed, compared to when the saturation amount is not fed back.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操作量飽和時の指令（位置指令または速度指令または、電流指令）に対する過補償を低減できる制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a control device that can reduce overcompensation for a command (position command, speed command, or current command) when the operation amount is saturated.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる制御装置は、電動機を制御するための制御装置であって、電流指令を生成して出力する制御部と、前記制御部から出力された電流指令を制限範囲内に制限して出力する電流リミッタと、前記電流リミッタから出力された電流指令に応じて前記電動機を駆動する駆動部と、前記制御部から出力された電流指令と前記電流リミッタにより制限された電流指令との差分をとることにより、電流飽和量を算出する算出部と、前記算出部により算出された電流飽和量に応じた補償値を前記制御部へフィードバックするフィードバック部とを備え、前記フィードバック部は、前記算出部により算出された電流飽和量のレベルに応じて、フィードバック部により前記補償値が前記制御部へフィードバックされないことを目的として前記電流飽和量をフィードバック部に入力しない第１の状態と前記フィードバック部により前記補償値が前記制御部へフィードバックされることを目的として前記電流飽和量をフィードバック部に入力する第２の状態とを切り替える切替部を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a control device according to one aspect of the present invention is a control device for controlling an electric motor, and generates and outputs a current command; A current limiter that outputs the current command output from the control unit within a limited range, a drive unit that drives the electric motor in response to the current command output from the current limiter, and a control unit that outputs the current command. A calculation unit that calculates a current saturation amount by taking a difference between the current command limited by the current limiter and the current command limited by the current limiter, and a compensation value corresponding to the current saturation amount calculated by the calculation unit. A feedback unit that feeds back to the feedback unit, and the feedback unit sets the compensation value by the feedback unit according to the level of the current saturation amount calculated by the calculation unit. A first state where the current saturation amount is not input to the feedback unit for the purpose of not being fed back to the control unit, and the current saturation amount is fed back to the control unit for the purpose of feeding back the compensation value to the control unit by the feedback unit. It has the switching part which switches to the 2nd state input into this, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、フィードバック部の切替部は、電流飽和量のレベルが閾値以下である場合、すなわち操作量飽和が軽度の場合にフィードバック部をフィードバックの行われないことを目的として電流飽和量をフィードバック部に入力しない第１の状態に切り換えることができる。これにより、位置指令または速度指令および電流指令に対する過補償を低減できる。   According to the present invention, the switching unit of the feedback unit sets the current saturation amount for the purpose of not performing feedback to the feedback unit when the level of the current saturation amount is equal to or less than the threshold value, that is, when the operation amount saturation is light. It is possible to switch to the first state that is not input to the feedback unit. Thereby, the overcompensation for the position command or the speed command and the current command can be reduced.

図１は、実施の形態１にかかる制御装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a control device according to the first embodiment. 図２は、実施の形態１における切替部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit in the first embodiment. 図３は、実施の形態１における切替判別器の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the switching discriminator in the first embodiment. 図４は、実施の形態１にかかる制御装置の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the control device according to the first embodiment. 図５は、実施の形態１にかかる制御装置の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram of a configuration of the control device according to the first embodiment. 図６は、実施の形態２における切替部の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit according to the second embodiment. 図７は、実施の形態３における切替部の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit according to the third embodiment. 図８は、実施の形態４における切替部の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit in the fourth embodiment. 図９は、実施の形態５における切替部の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit in the fifth embodiment. 図１０は、実施の形態１〜５の変形例にかかる制御装置の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a control device according to a modification of the first to fifth embodiments. 図１１は、実施の形態１〜５の他の変形例にかかる制御装置の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a control device according to another modification of the first to fifth embodiments. 図１２は、実施の形態１〜５による効果を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the effects of the first to fifth embodiments.

以下に、本発明にかかる制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
実施の形態１にかかる制御装置１００の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、制御装置１００の構成を示す図である。 Embodiment 1 FIG.
A schematic configuration of the control device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the control device 100.

制御装置１００は、上位コントローラ１１４から位置指令Ｐ＊を受ける。制御装置１００は、位置指令Ｐ＊に従った位置で動作するように電動機１１２を制御する。電動機１１２は、例えば、モータである。   Control device 100 receives position command P * from host controller 114. Control device 100 controls electric motor 112 to operate at a position according to position command P *. The electric motor 112 is, for example, a motor.

制御装置１００は、駆動部７０、検出部８０、検出部９０、制御部１０、電流リミッタ２０、算出部３０、フィードバック部４０、制御部５０、及び電圧リミッタ６０を備える。   The control device 100 includes a drive unit 70, a detection unit 80, a detection unit 90, a control unit 10, a current limiter 20, a calculation unit 30, a feedback unit 40, a control unit 50, and a voltage limiter 60.

駆動部７０は、３相の交流信号（交流電力）Ｕ、Ｖ、Ｗを電動機１１２へ供給することにより、電動機１１２を駆動する。駆動部７０の内部構成は、後述する。   The drive unit 70 drives the motor 112 by supplying three-phase AC signals (AC power) U, V, and W to the motor 112. The internal configuration of the drive unit 70 will be described later.

検出部８０は、電動機１１２へ供給される電流の振幅を検出する。具体的には、検出部８０は、ｕ相電流検出器１１１ａ、ｖ相電流検出器１１１ｂ、ｗ相電流検出器１１１ｃ、及び座標変換器１０９ｂを有する。   The detection unit 80 detects the amplitude of the current supplied to the electric motor 112. Specifically, the detection unit 80 includes a u-phase current detector 111a, a v-phase current detector 111b, a w-phase current detector 111c, and a coordinate converter 109b.

ｕ相電流検出器１１１ａは、Ｕ相の電流ｉｕの振幅を検出し座標変換器１０９ｂへ供給する。ｖ相電流検出器１１１ｂは、Ｖ相の電流ｉｖの振幅を検出し座標変換器１０９ｂへ供給する。ｗ相電流検出器１１１ｃは、Ｗ相の電流ｉｗの振幅を検出し座標変換器１０９ｂへ供給する。 The u-phase current detector 111a detects the amplitude of the U-phase current i u and supplies it to the coordinate converter 109b. v-phase current detector 111b supplies detects the amplitude of the current i v of the V-phase to the coordinate converter 109b. w-phase current detector 111c supplies detects the amplitude of the current i w of the W-phase to the coordinate converter 109b.

座標変換器１０９ｂは、駆動部７０により電動機１１２を駆動する際の固定座標系（ＵＶＷ座標系）における電流ベクトル（ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ）を回転座標系（ｄ−ｑ座標系）における電流ベクトル（ｉｄｆｂ，ｉｑｆｂ）へ変換する。回転座標系（ｄ−ｑ座標系）は、互いに交差するｄ軸とｑ軸とを有する。一般に、ｄ軸は、電動機１１２内のロータの主磁束方向を示し、ｑ軸は、ｄ軸に直交する軸を示している。座標変換器１０９ｂは、変換された電流ベクトル（ｉｄｆｂ，ｉｑｆｂ）、すなわちｄ軸電流Ｆ／Ｂ信号ｉｄｆｂ及びｑ軸電流Ｆ／Ｂ信号ｉｑｆｂを制御部５０へ供給する。 The coordinate converter 109b converts the current vector (i u , i v , i w ) in the fixed coordinate system (UVW coordinate system) when the motor 112 is driven by the drive unit 70 in the rotating coordinate system (dq coordinate system). Conversion to a current vector (i dfb , i qfb ). The rotating coordinate system (dq coordinate system) has a d axis and a q axis that intersect each other. In general, the d-axis indicates the main magnetic flux direction of the rotor in the electric motor 112, and the q-axis indicates an axis orthogonal to the d-axis. The coordinate converter 109 b supplies the converted current vector (i dfb , i qfb ), that is, the d-axis current F / B signal i dfb and the q-axis current F / B signal i qfb to the control unit 50.

検出部９０は、電動機１１２内のロータの位置に関する情報を検出する。具体的には、検出部９０は、位置検出器１１３及び微分器１０６を有する。   The detection unit 90 detects information regarding the position of the rotor in the electric motor 112. Specifically, the detection unit 90 includes a position detector 113 and a differentiator 106.

位置検出器１１３は、電動機１１２内のロータの位置を検出する。位置検出器１１３は、例えば、電動機１１２のシャフトに接続されシャフトを介してロータの回転角（回転位置）を検出するＥＮＣ（ＥＮＣＯＤＥＲ）である。位置検出器１１３は、検出結果を位置Ｆ／Ｂ信号Ｐｆｂとして制御部１０及び微分器１０６へ供給する。位置Ｆ／Ｂ信号Ｐｆｂは、電動機１１２内におけるロータの実位置（検出された位置）を示す信号である。微分器（または差分器等の微分器に相当するもの）１０６は、位置Ｆ／Ｂ信号Ｐｆｂを微分（または擬似微分）して速度Ｆ／Ｂ信号Ｗｆｂを生成して制御部１０へ供給する。速度Ｆ／Ｂ信号Ｗｆｂは、電動機１１２内におけるロータの実速度（検出された速度）を示す信号である。 The position detector 113 detects the position of the rotor in the electric motor 112. The position detector 113 is, for example, an ENC (ENCODER) that is connected to the shaft of the electric motor 112 and detects the rotation angle (rotation position) of the rotor via the shaft. The position detector 113 supplies the detection result to the control unit 10 and the differentiator 106 as a position F / B signal P fb . The position F / B signal P fb is a signal indicating the actual position (detected position) of the rotor in the electric motor 112. Differentiator (or those corresponding to the differentiator of the differentiator, etc.) 106, supplied to the position F / B signal P fb differential (or pseudo-differential) control unit 10 generates a speed F / B signal W fb by To do. The speed F / B signal W fb is a signal indicating the actual speed (detected speed) of the rotor in the electric motor 112.

制御部１０は、上位コントローラ１１４から受けた位置指令Ｐ＊とフィードバック部４０によりフィードバックされた補償値とに基づいて、電流指令ｉｑ＊を生成して出力する。具体的には、制御部１０は、減算器１１５、減算器１１６、位置制御器１０１、減算器１１７、及び速度制御器１０２を有する。 The control unit 10 generates and outputs a current command i q * based on the position command P * received from the host controller 114 and the compensation value fed back by the feedback unit 40. Specifically, the control unit 10 includes a subtractor 115, a subtractor 116, a position controller 101, a subtractor 117, and a speed controller 102.

減算器１１５は、位置指令Ｐ＊を上位コントローラ１１４から受けるとともに、位置修正量ΔＰが補償値としてフィードバック部４０によりフィードバックされる。減算器１１５は、位置指令Ｐ＊から位置修正量ΔＰを減算する。減算器１１５は、減算結果を修正位置指令Ｐ＊＊として減算器１１６へ供給する。   The subtractor 115 receives the position command P * from the host controller 114, and the position correction amount ΔP is fed back by the feedback unit 40 as a compensation value. The subtractor 115 subtracts the position correction amount ΔP from the position command P *. The subtractor 115 supplies the subtraction result to the subtractor 116 as a corrected position command P **.

減算器１１６は、修正位置指令Ｐ＊＊を減算器１１５から受けるとともに、位置Ｆ／Ｂ信号Ｐｆｂが検出部９０によりフィードバックされる。減算器１１６は、修正位置指令Ｐ＊＊（修正後の目標位置指令）から位置Ｆ／Ｂ信号Ｐｆｂ（実位置を示す信号）を減算する。減算器１１６は、減算結果を位置偏差ｅｒｒｐとして位置制御器１０１へ供給する。 The subtractor 116 receives the corrected position command P ** from the subtractor 115, and the position F / B signal P fb is fed back by the detection unit 90. The subtractor 116 subtracts the position F / B signal P fb (signal indicating the actual position) from the corrected position command P ** (target position command after correction). The subtractor 116 supplies the subtraction result to the position controller 101 as a position deviation errp .

位置制御器１０１は、減算器１１６から受ける位置偏差ｅｒｒｐ（修正後の目標位置指令と実位置との差）に比例ゲインを乗じて、速度指令Ｗ＊を生成する。位置制御器１０１は、生成した速度指令Ｗ＊を減算器１１７へ供給する。 The position controller 101 multiplies the positional deviation e rrp (the difference between the corrected target position command and the actual position) received from the subtractor 116 by a proportional gain to generate a speed command W *. The position controller 101 supplies the generated speed command W * to the subtractor 117.

減算器１１７は、速度指令Ｗ＊を位置制御器１０１から受けるとともに、速度Ｆ／Ｂ信号Ｗｆｂが検出部９０によりフィードバックされる。減算器１１７は、速度指令Ｗ＊（指令された速度を示す信号）から速度Ｆ／Ｂ信号Ｗｆｂ（実速度を示す信号）を減算する。減算器１１７は、減算結果を速度偏差ｅｒｒｗとして速度制御器１０２へ供給する。 The subtractor 117 receives the speed command W * from the position controller 101, and the speed F / B signal W fb is fed back by the detection unit 90. The subtractor 117 subtracts the speed F / B signal W fb (signal indicating the actual speed) from the speed command W * (signal indicating the commanded speed). The subtractor 117 supplies the subtraction result to the speed controller 102 as a speed deviation errw .

速度制御器１０２は、減算器１１７から受ける速度偏差ｅｒｒｗに比例・積分操作を行い（制御器の中身は特に限定しない）、ｑ軸電流指令ｉｑ＊を生成する。速度制御器１０２は、生成したｑ軸電流指令ｉｑ＊を電流リミッタ２０及び算出部３０へ供給する。 The speed controller 102 performs a proportional / integral operation on the speed deviation errw received from the subtractor 117 (the contents of the controller are not particularly limited), and generates a q-axis current command i q *. The speed controller 102 supplies the generated q-axis current command i q * to the current limiter 20 and the calculation unit 30.

電流リミッタ２０は、制御部１０から出力された電流指令を制限範囲内に制限して出力する。具体的には、電流リミッタ２０は、ｑ軸電流リミッタ１０３を有する。ｑ軸電流リミッタ１０３は、ｑ軸電流指令ｉｑ＊を制御部１０から受ける。ｑ軸電流リミッタ１０３は、受けたｑ軸電流指令ｉｑ＊を制限範囲内に制限してｑ軸電流指令ｉｑ＊＊として出力する。この制限範囲は、電動機１１２を適正に駆動できるように予め決定されｑ軸電流リミッタ１０３に設定された範囲である。例えば、ｑ軸電流リミッタ１０３は、ｑ軸電流指令ｉｑ＊（操作量）が制限範囲の上限値を超えて飽和した場合、その上限値をｑ軸電流指令ｉｑ＊＊として制御部５０へ出力し、ｑ軸電流指令ｉｑ＊（操作量）が制限範囲の下限値を超えて飽和した場合、その下限値をｑ軸電流指令ｉｑ＊＊として制御部５０へ出力する。 The current limiter 20 limits the current command output from the control unit 10 within the limit range and outputs the current command. Specifically, the current limiter 20 includes a q-axis current limiter 103. The q-axis current limiter 103 receives the q-axis current command i q * from the control unit 10. The q-axis current limiter 103 limits the received q-axis current command i q * within the limit range and outputs it as a q-axis current command i q **. This limit range is a range set in advance in the q-axis current limiter 103 so that the electric motor 112 can be driven appropriately. For example, when the q-axis current command i q * (operation amount) is saturated exceeding the upper limit value of the limit range, the q-axis current limiter 103 sets the upper limit value as the q-axis current command i q ** to the control unit 50. When the q-axis current command i q * (operation amount) exceeds the lower limit value of the limit range and is saturated, the lower limit value is output to the control unit 50 as the q-axis current command i q **.

算出部３０は、制御部１０から出力されたｑ軸電流指令ｉｑ＊と電流リミッタ２０により制限されたｑ軸電流指令ｉｑ＊＊との差分をとることにより、電流飽和量Δｉｑを算出する。具体的には、算出部３０は、減算器１０４を有する。減算器１０４は、ｑ軸電流指令ｉｑ＊を制御部１０から受けるとともに、ｑ軸電流指令ｉｑ＊＊を電流リミッタ２０から受ける。減算器１０４は、ｑ軸電流指令ｉｑ＊からｑ軸電流指令ｉｑ＊＊を減算する。減算器１０４は、減算結果を電流飽和量Δｉｑとしてフィードバック部４０へ供給する。 The calculation unit 30 calculates the current saturation amount Δi q by taking the difference between the q-axis current command i q * output from the control unit 10 and the q-axis current command i q ** limited by the current limiter 20. To do. Specifically, the calculation unit 30 includes a subtracter 104. Subtractor 104 receives q-axis current command i q * from control unit 10 and also receives q-axis current command i q ** from current limiter 20. Subtractor 104 subtracts the q-axis current command i q ** from the q-axis current command i q *. Subtractor 104 supplies to the feedback unit 40 a subtraction result as a current saturation amount .DELTA.i q.

フィードバック部４０は、算出部３０により算出された電流飽和量Δｉｑに応じた補償値（位置修正量ΔＰ）を制御部１０へフィードバックする。フィードバック部４０内の構成及び動作については後述する。 The feedback unit 40 feeds back a compensation value (position correction amount ΔP) corresponding to the current saturation amount Δi q calculated by the calculation unit 30 to the control unit 10. The configuration and operation within the feedback unit 40 will be described later.

制御部５０は、所定のｄ軸電流指令ｉｄ＊と、電流リミッタ２０から受けたｑ軸電流指令ｉｑ＊＊とに基づいて、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を生成して出力する。具体的には、制御部５０は、減算器１１８ａ、ｄ軸電流制御器１０７ａ、減算器１１８ｂ、及びｑ軸電流制御器１０７ｂを有する。 Based on a predetermined d-axis current command i d * and a q-axis current command i q ** received from the current limiter 20, the control unit 50 performs the d-axis voltage command V d * and the q-axis voltage command V q *. Is generated and output. Specifically, the control unit 50 includes a subtractor 118a, a d-axis current controller 107a, a subtractor 118b, and a q-axis current controller 107b.

減算器１１８ａは、所定のｄ軸電流指令ｉｄ＊を所定の指令設定部（図示せず）から受けるとともに、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ信号ｉｄｆｂが検出部８０によりフィードバックされる。減算器１１８ａは、ｄ軸電流指令ｉｄ＊（指令されたｄ軸電流を示す信号）からｄ軸電流Ｆ／Ｂ信号ｉｄｆｂ（実際のｄ軸電流を示す信号）を減算する。減算器１１８ａは、減算結果をｄ軸電流偏差ｅｒｒｉｄとしてｄ軸電流制御器１０７ａへ供給する。 The subtractor 118 a receives a predetermined d-axis current command i d * from a predetermined command setting unit (not shown), and the d-axis current F / B signal i dfb is fed back by the detection unit 80. The subtractor 118a subtracts the d-axis current F / B signal i dfb (signal indicating the actual d-axis current) from the d-axis current command i d * (signal indicating the commanded d-axis current). The subtractor 118a supplies the subtraction result as the d-axis current deviation errid to the d-axis current controller 107a.

ｄ軸電流制御器１０７ａは、減算器１１８ａから受けるｄ軸電流偏差ｅｒｒｉｄ（指令されたｄ軸電流指令と実際のｄ軸電流との差）に比例・積分操作を行いｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を生成する。ｄ軸電流制御器１０７ａは、生成されたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を電圧リミッタ６０へ供給する。 The d-axis current controller 107a performs a proportional / integral operation on the d-axis current deviation e rid received from the subtractor 118a (difference between the commanded d-axis current command and the actual d-axis current) to perform the d-axis voltage command V d. * Is generated. The d-axis current controller 107 a supplies the generated d-axis voltage command V d * to the voltage limiter 60.

減算器１１８ｂは、ｑ軸電流指令ｉｑ＊＊を電流リミッタ２０から受けるとともに、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ信号ｉｑｆｂが検出部８０によりフィードバックされる。減算器１１８ｂは、ｑ軸電流指令ｉｑ＊＊（指令されたｑ軸電流を示す信号）からｑ軸電流Ｆ／Ｂ信号ｉｑｆｂ（実際のｑ軸電流を示す信号）を減算する。減算器１１８ｂは、減算結果をｑ軸電流偏差ｅｒｒｉｑとしてｑ軸電流制御器１０７ｂへ供給する。 The subtractor 118 b receives the q-axis current command i q ** from the current limiter 20, and the q-axis current F / B signal i qfb is fed back by the detection unit 80. The subtractor 118b subtracts the q-axis current F / B signal i qfb (signal indicating the actual q-axis current) from the q-axis current command i q ** (signal indicating the commanded q-axis current). The subtractor 118b supplies the subtraction result as the q-axis current deviation erriq to the q-axis current controller 107b.

ｑ軸電流制御器１０７ｂは、減算器１１８ｂから受けるｑ軸電流偏差ｅｒｒｉｑ（指令されたｑ軸電流と実際のｑ軸電流との差）に比例・積分操作を行い、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を生成する。ｑ軸電流制御器１０７ｂは、生成されたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を電圧リミッタ６０へ供給する。 The q-axis current controller 107b performs a proportional / integral operation on the q-axis current deviation e rriq (difference between the commanded q-axis current and the actual q-axis current) received from the subtractor 118b, and the q-axis voltage command V q * Is generated. The q-axis current controller 107 b supplies the generated q-axis voltage command V q * to the voltage limiter 60.

電圧リミッタ６０は、制御部５０から出力された電圧指令を制限範囲内に制限して出力する。具体的には、電圧リミッタ６０は、ｄ軸電圧リミッタ１０８ａ及びｑ軸電圧リミッタ１０８ｂを有する。   The voltage limiter 60 outputs the voltage command output from the control unit 50 within a limited range. Specifically, the voltage limiter 60 includes a d-axis voltage limiter 108a and a q-axis voltage limiter 108b.

ｄ軸電圧リミッタ１０８ａは、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を制御部５０から受ける。ｄ軸電圧リミッタ１０８ａは、受けたｄ軸電圧指令Ｖｄ＊を制限範囲内に制限してｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊として出力する。この制限範囲は、電動機１１２を適正に駆動できるように予め決定されｄ軸電圧リミッタ１０８ａに設定された範囲である。例えば、ｄ軸電圧リミッタ１０８ａは、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊（操作量）が制限範囲の上限値を超えて飽和した場合、その上限値をｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊として駆動部７０へ出力し、ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊（操作量）が制限範囲の下限値を超えて飽和した場合、その下限値をｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊として駆動部７０へ出力する。 The d-axis voltage limiter 108 a receives the d-axis voltage command V d * from the control unit 50. The d-axis voltage limiter 108a limits the received d-axis voltage command V d * within the limit range and outputs it as a d-axis voltage command V d **. This limit range is a range set in advance in the d-axis voltage limiter 108a so that the motor 112 can be properly driven. For example, when the d-axis voltage command V d * (operation amount) is saturated exceeding the upper limit value of the limit range, the d-axis voltage limiter 108a sets the upper limit value as the d-axis voltage command V d ** to the drive unit 70. When the d-axis voltage command V d * (operation amount) exceeds the lower limit value of the limit range and is saturated, the lower limit value is output to the drive unit 70 as the d-axis voltage command V d **.

ｑ軸電圧リミッタ１０８ｂは、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を制御部５０から受ける。ｑ軸電圧リミッタ１０８ｂは、受けたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を制限範囲内に制限してｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊として出力する。この制限範囲は、電動機１１２を適正に駆動できるように予め決定されｑ軸電圧リミッタ１０８ｂに設定された範囲である。例えば、ｑ軸電圧リミッタ１０８ｂは、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊（操作量）が制限範囲の上限値を超えて飽和した場合、その上限値をｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊として駆動部７０へ出力し、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊（操作量）が制限範囲の下限値を超えて飽和した場合、その下限値をｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊として駆動部７０へ出力する。 The q-axis voltage limiter 108 b receives the q-axis voltage command V q * from the control unit 50. The q-axis voltage limiter 108b limits the received q-axis voltage command V q * within the limit range and outputs it as a q-axis voltage command V q **. This limit range is a range set in advance in the q-axis voltage limiter 108b so that the motor 112 can be driven appropriately. For example, when the q-axis voltage command V q * (operation amount) is saturated exceeding the upper limit value of the limit range, the q-axis voltage limiter 108b sets the upper limit value as the q-axis voltage command V q ** to the drive unit 70. When the q-axis voltage command V q * (operation amount) exceeds the lower limit value of the limit range and is saturated, the lower limit value is output to the drive unit 70 as the q-axis voltage command V q **.

駆動部７０は、電流リミッタ２０から出力されたｑ軸電流指令ｉｑ＊＊に応じて、電動機１１２を駆動する。すなわち、駆動部７０は、電流リミッタ２０から出力されたｑ軸電流指令ｉｑ＊＊に基づき、制御部５０と電圧リミッタ６０とにより生成された電圧指令（ｄ軸電圧指令Ｖｄ＊＊及びｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊）に応じて、電動機１１２を駆動する。具体的には、駆動部７０は、座標変換器１０９ａ及びインバータ１１０を有する。 The drive unit 70 drives the motor 112 according to the q-axis current command i q ** output from the current limiter 20. In other words, the drive unit 70 generates a voltage command (d-axis voltage command V d ** and q) generated by the control unit 50 and the voltage limiter 60 based on the q-axis current command i q ** output from the current limiter 20. The motor 112 is driven in accordance with the shaft voltage command V q **). Specifically, the drive unit 70 includes a coordinate converter 109a and an inverter 110.

座標変換器１０９ａは、回転座標系（ｄ−ｑ座標系）における電圧指令ベクトル（Ｖｄ＊＊，Ｖｑ＊＊）を固定座標系（ＵＶＷ座標系）における電圧指令ベクトル（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）へ変換する。座標変換器１０９ａは、変換された電圧指令ベクトル（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）をインバータ１１０へ供給する。 Coordinate converter 109a, the voltage command vector in a rotating coordinate system (d-q coordinate system) (V d **, V q **) voltage command vector in the stationary coordinate system (UVW coordinate system) (V u, V v , V w ). The coordinate converter 109 a supplies the converted voltage command vector (V u , V v , V w ) to the inverter 110.

インバータ１１０は、固定座標系（ＵＶＷ座標系）における電圧指令ベクトル（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）を座標変換器１０９ａから受ける。インバータ１１０は、ＵＶＷ電圧信号である電圧指令ベクトル（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調してパルス列（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を生成するなどの電力変換操作を行う。すなわち、インバータ１１０は、生成した３相の交流信号（交流電力）Ｕ、Ｖ、Ｗを電動機１１２へ供給することにより、電動機１１２を駆動する。 The inverter 110 receives voltage command vectors (V u , V v , V w ) in the fixed coordinate system (UVW coordinate system) from the coordinate converter 109a. The inverter 110 performs a power conversion operation such as generating a pulse train (U, V, W) by modulating a voltage command vector (V u , V v , V w ) that is a UVW voltage signal by PWM (Pulse Width Modulation). . That is, the inverter 110 drives the motor 112 by supplying the generated three-phase AC signals (AC power) U, V, and W to the motor 112.

次に、フィードバック部４０の構成及び動作について説明する。   Next, the configuration and operation of the feedback unit 40 will be described.

フィードバック部４０は、切替部１１９及び飽和量Ｆ／Ｂ部１０５を有する。   The feedback unit 40 includes a switching unit 119 and a saturation amount F / B unit 105.

切替部１１９は、算出部３０により算出された電流飽和量Δｉｑのレベルに応じて、第１の状態と第２の状態とを切り換える。第１の状態は、フィードバック部４０により補償値（位置電流修正量ΔＰ）が制御部１０へフィードバックされない状態となることを目的として電流飽和量を飽和量F/B部１０５へ入力しない状態である。第２の状態は、補償値（電流飽和量ΔI）を飽和量Ｆ／Ｂ部１０５へ入力し、フィードバック部４０により補償値（位置修正量ΔＰ）が制御部１０へフィードバックされる状態である。 The switching unit 119 switches between the first state and the second state in accordance with the level of the current saturation amount Δi q calculated by the calculation unit 30. The first state is a state in which the current saturation amount is not input to the saturation amount F / B unit 105 in order to prevent the compensation value (position current correction amount ΔP) from being fed back to the control unit 10 by the feedback unit 40. . The second state is a state in which the compensation value (current saturation amount ΔI) is input to the saturation amount F / B unit 105, and the compensation value (position correction amount ΔP) is fed back to the control unit 10 by the feedback unit 40.

すなわち、切替部１１９は、電流飽和量Δｉｑのレベル（絶対値）が所定の閾値（＞０）以下である場合、フィードバック部４０を第１の状態に切り換えて電流飽和量Δｉｑを飽和量Ｆ／Ｂ部１０５へ供給しない。例えば、ｑ軸電流リミッタ１０３前のｑ軸電流指令ｉｑ＊がｑ軸電流リミッタ１０３の制限範囲内の値である場合は、ｑ軸電流リミッタ１０３の入出力の差がないため、電流飽和量Δｉｑ＝０≦「所定の閾値」となるので、切替部１１９は、フィードバック部４０を第１の状態に切り換えて電流飽和量Δｉｑ（＝０）を飽和量Ｆ／Ｂ部１０５へ供給しない。あるいは、例えば、ｑ軸電流リミッタ１０３前のｑ軸電流指令ｉｑ＊がｑ軸電流リミッタ１０３の制限範囲外の値であっても、ｑ軸電流リミッタ１０３の入出力の差が小さい値ｋ１である場合、電流飽和量Δｉｑ＝ｋ１≦「所定の閾値」となるので、切替部１１９は、フィードバック部４０を第１の状態に切り換えて電流飽和量Δｉｑ（＝０）を飽和量Ｆ／Ｂ部１０５へ供給しない。 That is, when the level (absolute value) of the current saturation amount Δi q is equal to or less than a predetermined threshold (> 0), the switching unit 119 switches the feedback unit 40 to the first state and sets the current saturation amount Δi q to the saturation amount. It is not supplied to the F / B unit 105. For example, when the q-axis current command i q * before the q-axis current limiter 103 is a value within the limit range of the q-axis current limiter 103, there is no difference in input and output of the q-axis current limiter 103, so the current saturation amount Since Δi q = 0 ≦ “predetermined threshold value”, the switching unit 119 does not supply the current saturation amount Δi q (= 0) to the saturation amount F / B unit 105 by switching the feedback unit 40 to the first state. . Alternatively, for example, even when the q-axis current command i q * before the q-axis current limiter 103 is a value outside the limit range of the q-axis current limiter 103, the input / output difference of the q-axis current limiter 103 is a small value k1. In some cases, since the current saturation amount Δi q = k1 ≦ “predetermined threshold value”, the switching unit 119 switches the feedback unit 40 to the first state to change the current saturation amount Δi q (= 0) to the saturation amount F / Not supplied to B section 105.

一方、切替部１１９は、電流飽和量Δｉｑのレベルが所定の閾値を越えている場合、フィードバック部４０を第２の状態に切り換えて電流飽和量Δｉｑを飽和量Ｆ／Ｂ部１０５へ供給する。例えば、ｑ軸電流リミッタ１０３前のｑ軸電流指令ｉｑ＊がｑ軸電流リミッタ１０３の制限範囲外の値であって、ｑ軸電流リミッタ１０３の入出力の差が大きい値ｋ２である場合、電流飽和量Δｉｑ＝ｋ２＞「所定の閾値」となるので、切替部１１９は、フィードバック部４０を第２の状態に切り換えて電流飽和量Δｉｑ（＝０）を飽和量Ｆ／Ｂ部１０５へ供給する。 On the other hand, when the level of the current saturation amount Δi q exceeds a predetermined threshold value, the switching unit 119 switches the feedback unit 40 to the second state and supplies the current saturation amount Δi q to the saturation amount F / B unit 105. To do. For example, when the q-axis current command i q * before the q-axis current limiter 103 is a value outside the limit range of the q-axis current limiter 103 and the input / output difference of the q-axis current limiter 103 is a large value k2, Since the current saturation amount Δi q = k2> “predetermined threshold value”, the switching unit 119 switches the feedback unit 40 to the second state to change the current saturation amount Δi q (= 0) to the saturation amount F / B unit 105. To supply.

飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、ゲインやフィルタを含む。飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、切替部１１９によりフィードバック部４０が第１の状態に切り換えられた際に、切替部１１９から電流飽和量Δｉｑが供給されず、切替部１１９によりフィードバック部４０が第２の状態に切り換えられた際に、切替部１１９から電流飽和量Δｉｑが供給される。 The saturation amount F / B unit 105 includes a gain and a filter. When the feedback unit 40 is switched to the first state by the switching unit 119, the saturation amount F / B unit 105 is not supplied with the current saturation amount Δi q from the switching unit 119, and the switching unit 119 causes the feedback unit 40 to When switching to the second state, the current saturation amount Δi q is supplied from the switching unit 119.

飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、電流飽和量Δｉｑが供給されない場合に、電流飽和量Δｉｑに応じた補償値（位置修正量ΔＰ）を生成しない（ただし，飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、ゲインやローパスフィルタであるため、過去に、切替部１１９が第２の状態であったときに飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力した飽和量が飽和量Ｆ／Ｂ部１０５から完全に吐き出されていない場合は、吐出しが完了するまでは電流飽和量Δｉｑに応じた補償値（位置修正量ΔＰ）を生成し続け、制御部１０へフィードバックする）。 Saturated amount F / B portion 105, if the current saturation amount .DELTA.i q is not supplied, does not produce the compensation value corresponding to the current saturation amount .DELTA.i q (the position correction amount [Delta] P) (where saturation amount F / B portion 105 Because of the gain and low-pass filter, the saturation amount input to the saturation amount F / B unit 105 in the past when the switching unit 119 is in the second state is completely discharged from the saturation amount F / B unit 105. If not, the compensation value (position correction amount ΔP) corresponding to the current saturation amount Δi q is continuously generated until the discharge is completed and fed back to the control unit 10).

飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、電流飽和量Δｉｑが供給された場合に、ゲインやフィルタを介して、電流飽和量Δｉｑに応じた補償値（位置修正量ΔＰ）を生成して制御部１０へ供給する。例えば、飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、電動機１１２内におけるロータの実位置が不安定とならないよう位置指令を修正する。 When the current saturation amount Δi q is supplied, the saturation amount F / B unit 105 generates a compensation value (position correction amount ΔP) corresponding to the current saturation amount Δi q via a gain or a filter, and controls the control unit. 10 is supplied. For example, the saturation amount F / B unit 105 corrects the position command so that the actual position of the rotor in the electric motor 112 does not become unstable.

これにより、第１の状態において、補償値（位置修正量ΔＰ）が制御部１０へフィードバックされず、第２の状態において、補償値（位置修正量ΔＰ）が制御部１０へフィードバックされる。   Thereby, the compensation value (position correction amount ΔP) is not fed back to the control unit 10 in the first state, and the compensation value (position correction amount ΔP) is fed back to the control unit 10 in the second state.

次に、切替部１１９の構成及び動作について図２を用いて説明する。図２は、切替部１１９の構成を示す図である。   Next, the configuration and operation of the switching unit 119 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit 119.

切替部１１９は、例えば、算出された電流飽和量Δｉｑを飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力するかどうかを切替えるものである。具体的には、切替部１１９は、切替スイッチ２０１及び切替判別器２０２を有する。 For example, the switching unit 119 switches whether to input the calculated current saturation amount Δi q to the saturation amount F / B unit 105. Specifically, the switching unit 119 includes a switch 201 and a switch discriminator 202.

切替スイッチ２０１は、フィードバック部４０が第１の状態となるようにオフし、フィードバック部４０が第２の状態となるようにオンする。例えば、切替スイッチ２０１は、一端が算出部３０に接続され、他端が飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に接続されている。そして、切替スイッチ２０１は、オフすることにより算出部３０と飽和量Ｆ／Ｂ部１０５との接続を遮断させて、電流飽和量Δｉｑが飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力されないようにする。切替スイッチ２０１は、オンすることにより算出部３０と飽和量Ｆ／Ｂ部１０５との接続を導通させて、電流飽和量Δｉｑが飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力されるようにする。 The changeover switch 201 is turned off so that the feedback unit 40 is in the first state, and is turned on so that the feedback unit 40 is in the second state. For example, the changeover switch 201 has one end connected to the calculation unit 30 and the other end connected to the saturation amount F / B unit 105. The selector switch 201 is cut off the connection between the calculator 30 and the saturated amount F / B portion 105 by turning off, the current saturation amount .DELTA.i q to not be input to the saturation amount F / B portion 105. Changeover switch 201 is conductive the connection to the calculating unit 30 and the saturated amount F / B portion 105 by turning on, the current saturation amount .DELTA.i q to be input to the saturation amount F / B portion 105.

切替判別器２０２は、電流飽和量Δｉｑのレベルと制御パラメータとに応じて制御装置１００による制御動作が不安定となるか否かを判断する。すなわち、切替判別器２０２は、電流飽和量Δｉｑのレベルに関する情報と制御パラメータに関する情報とを含む制御系内部情報を受ける。電流飽和量Δｉｑのレベルに関する情報は、例えば、ｑ軸電流指令の電流飽和度ｈ＝（ｉｑ＊＊）／（ｉｑ＊）を生成するために必要なｑ軸電流指令ｉｑ＊とｑ軸電流指令ｉｑ＊＊とを含む。制御パラメータは、例えば、電動機１１２がモータである場合のモータ定数や制御帯域などを含む。切替判別器２０２は、受けた制御系内部情報に応じて、制御装置１００による制御動作が不安定とならない（ワインドアップが生じない）と判断した場合に、切替スイッチ２０１をオフさせる。切替判別器２０２は、受けた制御系内部情報に応じて、制御装置１００による制御動作が不安定となる（ワインドアップが生じる）と判断した場合に、切替スイッチ２０１をオンさせる。 The switching discriminator 202 determines whether or not the control operation by the control device 100 becomes unstable according to the level of the current saturation amount Δi q and the control parameter. That is, the switching discriminator 202 receives control system internal information including information on the level of the current saturation amount Δi q and information on the control parameter. About the level of current saturation amount .DELTA.i q information, for example, the q-axis current command of the current saturation h = (i q **) / (i q *) and q-axis current command i q * needed to produce a q-axis current command i q **. The control parameter includes, for example, a motor constant and a control band when the electric motor 112 is a motor. The switch discriminator 202 turns off the switch 201 when it is determined that the control operation by the control device 100 does not become unstable (windup does not occur) according to the received control system internal information. The switch discriminator 202 turns on the switch 201 when determining that the control operation by the control device 100 becomes unstable (windup occurs) according to the received control system internal information.

次に、切替判別器２０２の構成及び動作について図３を用いて説明する。図３は、切替判別器２０２の構成を示す図である。   Next, the configuration and operation of the switching discriminator 202 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the switching discriminator 202.

切替判別器２０２は、設定値設定器２０４、乗除算器２０５、及び比較器２０３を有する。   The switch discriminator 202 includes a set value setter 204, a multiplier / divider 205, and a comparator 203.

設定値設定器２０４は、制御パラメータに関する情報（例えば、電動機１１２のモータ定数や制御帯域など）に基づいて設定値Ｋを設定して比較器２０３へ供給する。例えば、設定値設定器２０４は、予め、制御パラメータに関する情報に基づいて設定値Ｋを設定して記憶部（図示せず）に記憶させておき、必要に応じて記憶部から設定値Ｋを読み出して比較器２０３へ供給してもよい。あるいは、設定値設定器２０４は、制御パラメータに関する情報を随時受け付け、受け付けた制御パラメータに基づいて設定値Ｋを随時設定して比較器２０３へ供給してもよい。設定値設定器２０４による設定値Ｋの設定動作の詳細は後述する。   The set value setter 204 sets the set value K based on information on the control parameters (for example, the motor constant and control band of the electric motor 112) and supplies the set value K to the comparator 203. For example, the set value setting unit 204 sets the set value K based on information related to the control parameter in advance and stores it in a storage unit (not shown), and reads the set value K from the storage unit as necessary. May be supplied to the comparator 203. Alternatively, the set value setting unit 204 may receive information on the control parameter as needed, set the set value K as needed based on the received control parameter, and supply the set value K to the comparator 203. Details of the setting value K setting operation by the setting value setting unit 204 will be described later.

乗除算器２０５は、ｑ軸電流指令ｉｑ＊を制御部１０から受けるとともに、ｑ軸電流指令ｉｑ＊＊を電流リミッタ２０から受ける。乗除算器２０５は、ｑ軸電流指令ｉｑ＊＊をｑ軸電流指令ｉｑ＊で除算する。乗除算器２０５は、除算結果をｑ軸電流指令の電流飽和度ｈ＝（ｉｑ＊＊）／（ｉｑ＊）として比較器２０３へ供給する。 Multiplier / divider 205 receives q-axis current command i q * from control unit 10 and also receives q-axis current command i q ** from current limiter 20. The multiplier / divider 205 divides the q-axis current command i q ** by the q-axis current command i q *. The multiplier / divider 205 supplies the result of division to the comparator 203 as the current saturation h of the q-axis current command h = (i q **) / (i q *).

比較器２０３は、ｑ軸電流指令の電流飽和度ｈと設定値Ｋとを比較し、比較結果に応じて、制御装置１００による制御動作が不安定となるか否かを判断する。すなわち、比較器２０３は、ｑ軸電流指令の電流飽和度ｈが設定値Ｋ以上である場合、制御装置１００による制御動作が不安定とならない（ワインドアップが生じない）と判断して、切替スイッチ２０１をオフさせる。比較器２０３は、ｑ軸電流指令の電流飽和度ｈが設定値Ｋ未満である場合、制御装置１００による制御動作が不安定となる（ワインドアップが生じる）と判断して、切替スイッチ２０１をオンさせる。   The comparator 203 compares the current saturation h of the q-axis current command with the set value K, and determines whether or not the control operation by the control device 100 becomes unstable according to the comparison result. That is, when the current saturation h of the q-axis current command is equal to or greater than the set value K, the comparator 203 determines that the control operation by the control device 100 does not become unstable (no windup occurs), and the changeover switch 201 is turned off. When the current saturation h of the q-axis current command is less than the set value K, the comparator 203 determines that the control operation by the control device 100 becomes unstable (windup occurs), and turns on the changeover switch 201. Let

なお、ｑ軸電流指令の電流飽和度ｈが設定値Ｋ以上であるか否かを判断することは、電流飽和量Δｉｑのレベル（絶対値）が所定の閾値以下であることを判断する具体的な方法の一例である。すなわち、ｑ軸電流指令の電流飽和度ｈが設定値Ｋ以上であることは、上記の説明における、電流飽和量Δｉｑのレベル（絶対値）が所定の閾値以下であることに対応している。また、ｑ軸電流指令の電流飽和度ｈが設定値Ｋ未満であることは、上記の説明における、電流飽和量Δｉｑのレベル（絶対値）が所定の閾値を越えていることに対応している。 Note that determining whether or not the current saturation level h of the q-axis current command is equal to or greater than the set value K is a specific example of determining that the level (absolute value) of the current saturation amount Δi q is equal to or less than a predetermined threshold value. It is an example of a typical method. That is, the fact that the current saturation h of the q-axis current command is not less than the set value K corresponds to the fact that the level (absolute value) of the current saturation amount Δi q in the above description is less than or equal to a predetermined threshold value. . Moreover, the current saturation h of the q-axis current command being less than the set value K corresponds to the fact that the level (absolute value) of the current saturation amount Δi q in the above description exceeds a predetermined threshold value. Yes.

次に、切替判別器２０２内の設定値生成部２０４による設定値Ｋの設定動作ついて図４及び図５を用いて説明する。以下では、簡単の為、電流制御帯域が十分に高く電流制御指令に実電流が十分追従していると仮定し、電流制御系を１として扱う。図４、図５は、制御装置１００の構成を機能的に簡単化して示したモータ位置制御系の構成を示す。なお、図４、図５では、説明の簡略化のため、ｑ軸電流指令ｉｑ＊、ｉｑ＊＊を換算してそれぞれ加速度指令ａ＊、ａ＊＊とし、電流飽和量Δｉｑを加速度飽和量Δａとして示している。 Next, the setting operation of the setting value K by the setting value generation unit 204 in the switching discriminator 202 will be described with reference to FIGS. In the following, for the sake of simplicity, it is assumed that the current control band is sufficiently high and the actual current sufficiently follows the current control command, and the current control system is treated as 1. 4 and 5 show the configuration of the motor position control system in which the configuration of the control device 100 is functionally simplified. 4 and 5, for simplification of explanation, the q-axis current commands i q * and i q ** are converted into acceleration commands a * and a **, respectively, and the current saturation amount Δi q is converted into the acceleration. This is shown as the saturation amount Δa.

図４に示すモータ位置制御系では、減算器３０１が、位置指令Ｐ＊から実位置Ｐｆｂを減算し、位置偏差を位置制御器３０２へ出力する。位置制御器３０２は、位置偏差を受けて、速度指令Ｗ＊を減算器３０３へ出力する。減算器３０３は、速度指令Ｗ＊から実速度Ｗｆｂを減算し、速度偏差を速度制御器３０４へ出力する。速度制御器３０４は、速度偏差を受けて、加速度指令ａ＊を加速度リミッタ３０５及び減算器３０７へ出力する。加速度リミッタ３０５は、加速度指令ａ＊を受けて、次の数式１、数式２のように設定した制限範囲の上限値ａｌｉｍｉｔで制限された加速度指令ａ＊＊を簡単化したモータモデル３０６及び減算器３０７へ出力する。 In the motor position control system shown in FIG. 4, the subtractor 301 subtracts the actual position Pfb from the position command P * and outputs a position deviation to the position controller 302. In response to the position deviation, the position controller 302 outputs a speed command W * to the subtractor 303. The subtractor 303 subtracts the actual speed Wfb from the speed command W * and outputs a speed deviation to the speed controller 304. The speed controller 304 receives the speed deviation and outputs an acceleration command a * to the acceleration limiter 305 and the subtractor 307. The acceleration limiter 305 receives the acceleration command a *, and receives a motor model 306 and a subtraction that simplify the acceleration command a ** limited by the upper limit value a limit of the limited range set as in the following formulas 1 and 2. To the device 307.

ａ＊＊＝ｓｇｎ（ａ＊）×ａｌｉｍｉｔ，Δａ＝（ａ＊）−（ａ＊＊） （｜ａ＊｜＞ａｌｉｍｉｔの場合）・・・数式１ a ** = sgn (a *) × a limit , Δa = (a *) − (a **) (when | a ** |> a limit ) Equation 1

ａ＊＊＝ａ＊，Δａ＝０ （｜ａ＊｜≦ａｌｉｍｉｔの場合）・・・数式２
簡単化したモータモデル３０６は、加速度指令ａ＊＊を受けて、実速度Ｗｆｂ及び実位置Ｐｆｂを出力する。すなわち、簡単化したモータモデル３０６は、積分器３０６ａ及び積分器３０６ｂを有する。積分器３０６ａは、加速度指令ａ＊＊を積分した実速度Ｗｆｂを減算器３０３へフィードバックするとともに積分器３０６ｂへ供給する。積分器３０６ｂは、実速度Ｗｆｂを積分して実位置Ｐｆｂを求め減算器３０１へ供給する。減算器３０７は、加速度リミッタ３０５の入出力側から加速度指令ａ＊及び加速度指令ａ＊＊をそれぞれ受けて、加速度指令ａ＊から加速度指令ａ＊＊を減算し、加速度飽和量Δａを出力する。 a ** = a *, Δa = 0 (when | a ** | ≦ a limit ) Equation 2
The simplified motor model 306 receives the acceleration command a ** and outputs the actual speed W fb and the actual position P fb . That is, the simplified motor model 306 includes an integrator 306a and an integrator 306b. The integrator 306a feeds back the actual speed W fb obtained by integrating the acceleration command a ** to the subtracter 303 and supplies it to the integrator 306b. The integrator 306 b integrates the actual speed W fb to obtain the actual position P fb and supplies it to the subtractor 301. The subtractor 307 receives the acceleration command a * and the acceleration command a ** from the input / output side of the acceleration limiter 305, subtracts the acceleration command a ** from the acceleration command a *, and outputs an acceleration saturation amount Δa.

図４に示すモータ位置制御系における、位置指令Ｐ＊から実位置Ｐｆｂまでの伝達関数を導出すると
Ｐｆｂ／（Ｐ＊）＝（Ｗｐｃ２×Ｗｓｃ２）／（ｓ２＋Ｗｓｃ２×ｓ＋Ｗｐｃ２×Ｗｓｃ２）・・・数式３
のようになる。数式３の伝達関数には、加速度リミッタ３０５の概念が含まれていない。そこで、加速度リミッタ３０５の入出力の比（ａ＊＊）／（ａ＊）を用いてこれを加速度飽和度ｈ（ｈ＝１で飽和なし、０＜ｈ＜１で飽和あり）とし、この加速度飽和度ｈをゲインとして扱う（飽和をゲインの低下ととらえる）ことで、次の数式４〜数式６に示されるように加速度リミッタ３０５の代りとする。 When the transfer function from the position command P * to the actual position P fb in the motor position control system shown in FIG. 4 is derived, P fb / (P *) = (W pc2 × W sc2 ) / (s 2 + W sc2 × s + W pc2 × W sc2 ) ・ ・ ・ Formula 3
become that way. The transfer function of Equation 3 does not include the concept of the acceleration limiter 305. Therefore, by using the input / output ratio (a **) / (a *) of the acceleration limiter 305, this is set as the acceleration saturation h (no saturation when h = 1, and saturation when 0 <h <1). By treating the degree of saturation h as a gain (saturation is regarded as a decrease in gain), the acceleration limiter 305 is substituted as shown in the following equations 4 to 6.

０＜ ｈ＝（ａ＊＊）／（ａ＊）≦１・・・数式４       0 <h = (a **) / (a *) ≦ 1 Equation 4

ａ＊＊＝ｈ×（ａ＊），Δａ＝（ａ＊）−（ａ＊＊）＝（１−ｈ）×（ａ＊），ｈ＜１ （｜ａ＊｜＞ａｌｉｍｉｔの場合）・・・数式５ a ** = h × (a *), Δa = (a *) − (a **) = (1−h) × (a *), h <1 (in the case of | a ** |> a limit ). ..Formula 5

ａ＊＊＝ａ＊，Δａ＝０，ｈ＝１ （｜ａ＊｜≦ａｌｉｍｉｔの場合）・・・数式６
すなわち、図４のモータ位置制御系において、加速度リミッタ３０５を加速度飽和度ｈに対応した要素３０８で置き換えるとともに、減算器３０７を１から電流飽和度ｈを引いたものに対応した要素３０９で置き換えて、図５に示すようなモータ位置制御系とする。 a ** = a *, Δa = 0, h = 1 (when | a * | ≦ a limit ) Equation 6
That is, in the motor position control system of FIG. 4, the acceleration limiter 305 is replaced with an element 308 corresponding to the acceleration saturation h, and the subtracter 307 is replaced with an element 309 corresponding to 1 minus the current saturation h. A motor position control system as shown in FIG.

図５に示すようなモータ位置制御系における、位置指令Ｐ＊から実位置Ｐｆｂまでの伝達関数を導出すると
Ｐｆｂ／（Ｐ＊）＝（Ｗｐｃ２×Ｗｓｃ２×ｈ）／（ｓ２＋Ｗｓｃ２×ｈ×ｓ＋Ｗｐｃ２×Ｗｓｃ２×ｈ）・・・数式７
のようになる。数式７の伝達関数には、加速度リミッタ３０５の概念、すなわち加速度飽和度ｈが含まれており、加速度飽和を考慮した伝達関数となっている。数式７と、２次振動系の一般式
Ｐｆｂ／（Ｐ＊）＝ωｎ ２／（ｓ２＋２×ζＩ×ωｎ＋ωｎ ２）・・・数式８
とから、モータ位置制御系の安定性を表すパラメータζＩを導出すると
ζＩ＝√（Ｗｓｃ２×ｈ／（４×Ｗｐｃ２））・・・数式９
となる。数式９は、加速度飽和度ｈを含む形になっている。数式９を
ｈ＝４×ζＩ ２×Ｗｐｃ２／Ｗｓｃ２・・・数式１０
のように変形し、数式１０の右辺を設定値Ｋとする。すなわち、
Ｋ＝４×ζＩ ２×Ｗｐｃ２／Ｗｓｃ２・・・数式１１
とする。そして、加速度飽和度ｈが振動の度合いを表すパラメータζＩ（一般に減衰係数）を含んだ設定値Ｋよりも小さい場合に、モータ位置制御系の制御不安定（ワインドアップ）が生じると仮定する。 When the transfer function from the position command P * to the actual position P fb in the motor position control system as shown in FIG. 5 is derived, P fb / (P *) = (W pc2 × W sc2 × h) / (s 2 + W sc2 × h × s + W pc2 × W sc2 × h) Equation 7
become that way. The transfer function of Expression 7 includes the concept of the acceleration limiter 305, that is, the acceleration saturation h, and is a transfer function that takes acceleration saturation into consideration. Formula 7 and the general formula P fb / (P *) = ω n 2 / (s 2 + 2 × ζ I × ω n + ω n 2 )...
From this, the parameter ζ I representing the stability of the motor position control system is derived. Ζ I = √ (W sc2 × h / (4 × W pc2 )) Equation 9
It becomes. Equation 9 includes acceleration saturation h. Equation 9 is expressed as h = 4 × ζ I 2 × W pc2 / W sc2.
The right side of Expression 10 is set as a set value K. That is,
K = 4 × ζ I 2 × W pc2 / W sc2.
And It is assumed that control instability (windup) of the motor position control system occurs when the acceleration saturation h is smaller than a set value K including a parameter ζ I (generally a damping coefficient) representing the degree of vibration.

なお、位置制御器３０２と速度制御器３０４と加速度飽和度ｈ（に対応した要素３０８）と簡単化したモータモデル３０６とから伝達関数をもとめることにより数式１１の設定値Ｋを設定するという、設定値設定器２０４（図３参照）による設定動作について説明したが、速度制御器と加速度制御器と加加速度（ジャーク）飽和度と簡単化したモータモデル等とを用いて伝達関数を求めれば、それによっても数式１１の設定値Ｋと同様の設定値を設定できることは言うまでもない。   Note that the setting value K in Equation 11 is set by obtaining a transfer function from the position controller 302, the speed controller 304, the acceleration saturation h (element 308 corresponding thereto), and the simplified motor model 306. The setting operation by the value setter 204 (see FIG. 3) has been described. If a transfer function is obtained using a speed controller, an acceleration controller, jerk saturation, a simplified motor model, and the like, It goes without saying that the same set value as the set value K in Expression 11 can be set.

また、位置制御器と速度制御器と電流飽和度と一般に用いられているモータモデルとから設定値Ｋと同様の設定値を設定できることは言うまでもない。また，速度制御器と電流制御器と電圧飽和度と一般に用いられているモータモデルとから設定値Ｋと同様の設定値を設定できることは言うまでもない。   Needless to say, a set value similar to the set value K can be set from the position controller, the speed controller, the current saturation, and a generally used motor model. Needless to say, a set value similar to the set value K can be set from the speed controller, the current controller, the voltage saturation, and a generally used motor model.

ここで、仮に、制御装置１００がフィードバック部４０を備えない場合について考える。この場合、ワインドアップが生じるような重度の操作量飽和（電流指令の飽和）が発生したときに、ワインドアップを抑制するように制御装置１００の制御動作を補償できないので、図１２（ａ）に示すように、（破線で示す）位置指令の上下で（実線で示す）実位置が大きく振動するようなワインドアップが生じて、実位置が位置指令に収束する位置整定時間Ｔ１が非常に長くなる。   Here, suppose that the control apparatus 100 does not include the feedback unit 40. In this case, when severe manipulated variable saturation (saturation of the current command) that causes windup occurs, the control operation of the control device 100 cannot be compensated so as to suppress windup. As shown in the figure, a windup occurs such that the actual position greatly vibrates (indicated by the solid line) above and below the position command (indicated by the broken line), and the position settling time T1 for the actual position to converge to the position command becomes very long. .

それに対して、実施の形態１では、制御装置１００がフィードバック部４０を備える。フィードバック部４０の切替部１１９は、電流飽和量Δｉｑのレベルが閾値を超える場合、すなわち操作量飽和が重度の場合にフィードバック部４０をフィードバックの行われる第２の状態に切り換える。フィードバック部４０の飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、算出部３０により算出された電流飽和量Δｉｑに応じた補償値（位置修正量ΔＰ）を制御部１０へフィードバックする。これにより、ワインドアップが生じるような重度の操作量飽和（電流指令の飽和）が発生したときに、ワインドアップを抑制するように制御装置１００の制御動作を補償できるので、図１２（ｅ）に示すように、ワインドアップが抑制され、（実線で示す）実位置が（破線で示す）位置指令に収束する位置整定時間Ｔ３を位置整定時間Ｔ１に比べて短縮できる。 On the other hand, in the first embodiment, the control device 100 includes the feedback unit 40. The switching unit 119 of the feedback unit 40 switches the feedback unit 40 to the second state in which feedback is performed when the level of the current saturation amount Δi q exceeds the threshold, that is, when the operation amount saturation is severe. Saturated amount F / B portion 105 of the feedback unit 40 feeds back the compensation value corresponding to the calculated by the calculation unit 30 current saturation amount .DELTA.i q (the position correction amount [Delta] P) to the control unit 10. As a result, the control operation of the control device 100 can be compensated so as to suppress the windup when a severe manipulated variable saturation (saturation of the current command) that causes the windup occurs. As shown, windup is suppressed, and the position settling time T3 when the actual position (shown by a solid line) converges to a position command (shown by a broken line) can be shortened compared to the position settling time T1.

あるいは、仮に、制御装置１００のフィードバック部４０が切替部１１９を有しない場合について考える。この場合、ワインドアップが生じるような重度の操作量飽和（電流指令の飽和）が発生したときに、ワインドアップを抑制するように制御装置１００の制御動作を補償できるので、図１２（ｃ）に示すように、ワインドアップが抑制され、（実線で示す）実位置が（破線で示す）位置指令に収束する位置整定時間Ｔ２を位置整定時間Ｔ１に比べて短縮できる。しかし、制御系が激しく不安定とならず補償が不要な軽度の操作量飽和、すなわちワインドアップが生じないような軽度の操作量飽和（電流指令の飽和）が発生したときにも、ワインドアップを抑制するように、飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、算出部３０により算出された電流飽和量Δｉｑに応じた補償値（位置修正量ΔＰ）を制御部１０へフィードバックする。これにより、電流指令の過補償が発生し、図１２（ｄ）に示すように、電流飽和量Δｉｑのフィードバックを行わない場合の位置整定時間Ｔ４（図１２（ｂ）参照。振動を伴いながらも収束）に比べ、（実線で示す）実位置が（破線で示す）位置指令に収束する位置整定時間Ｔ５の遅延が生じる傾向にある。 Alternatively, consider a case where the feedback unit 40 of the control device 100 does not include the switching unit 119. In this case, the control operation of the control device 100 can be compensated so as to suppress the wind-up when the severe operation amount saturation (saturation of the current command) that causes the wind-up occurs. As shown, the wind-up is suppressed, and the position settling time T2 when the actual position (shown by a solid line) converges to the position command (shown by a broken line) can be shortened compared to the position settling time T1. However, even when a slight manipulated variable saturation that does not cause compensation, that is, a slight manipulated variable saturation (saturation of the current command) that does not cause windup occurs, the control system does not become violently unstable. so as to suppress the saturation amount F / B portion 105 feedback compensation value corresponding to the calculated by the calculation unit 30 current saturation amount .DELTA.i q (the position correction amount [Delta] P) to the control unit 10. Thus, overcompensation occurs in the current command, as shown in FIG. 12 (d), the reference position between settling time of the case without feedback current saturation amount .DELTA.i q T4 (FIG. 12 (b). Accompanied by vibration Compared to (converging), the position settling time T5 in which the actual position (indicated by the solid line) converges to the position command (indicated by the broken line) tends to be delayed.

それに対して、実施の形態１では、制御装置１００のフィードバック部４０が切替部１１９を有する。フィードバック部４０の切替部１１９は、電流飽和量Δｉｑのレベルが閾値以下である場合、すなわち操作量飽和が軽度の場合にフィードバック部４０をフィードバックの行われない第１の状態に切り換える。フィードバック部４０の飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、補償値（位置修正量ΔＰ）を制御部１０へフィードバックしない。（ただし、飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、ゲインやローパスフィルタであるため、過去に、切替部１１９が第２の状態であったときに飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力した飽和量が飽和量Ｆ／Ｂ部１０５から完全に吐き出されていない場合は、吐出しが完了するまでは電流飽和量Δｉｑに応じた補償値（位置修正量ΔＰ）を生成し続け、制御部１０へフィードバックする）。 On the other hand, in the first embodiment, the feedback unit 40 of the control device 100 includes the switching unit 119. The switching unit 119 of the feedback unit 40 switches the feedback unit 40 to the first state in which feedback is not performed when the level of the current saturation amount Δi q is equal to or less than the threshold, that is, when the operation amount saturation is light. The saturation amount F / B unit 105 of the feedback unit 40 does not feed back the compensation value (position correction amount ΔP) to the control unit 10. (However, since the saturation amount F / B unit 105 is a gain or low-pass filter, the saturation amount input to the saturation amount F / B unit 105 in the past when the switching unit 119 was in the second state is saturated. If the amount F / B portion 105 is not fully discharged, until the discharge is completed continues to generate a compensation value corresponding to a current amount of saturation .DELTA.i q (position correction amount [Delta] P), is fed back to the control unit 10 ).

これにより、ワインドアップが生じないような軽度の操作量飽和（電流指令の飽和）が発生したときに、位置指令に対する過補償を低減できるので、図１２（ｆ）に示すように、（実線で示す）実位置が（破線で示す）位置指令に収束する位置整定時間Ｔ６を位置整定時間Ｔ５に比べて短縮できる。なお、この位置整定時間Ｔ５は、電流飽和量Δｉｑのフィードバックを行わない場合の位置整定時間Ｔ４（図１２（ｂ）参照）と均等である。 As a result, when slight manipulated variable saturation (saturation of the current command) that does not cause windup occurs, overcompensation for the position command can be reduced, and as shown in FIG. The position settling time T6 when the actual position converges to the position command (shown by a broken line) can be shortened compared to the position settling time T5. The position settling time T5 is equal to the position settling time T4 (see FIG. 12B) when the current saturation amount Δi q is not fed back.

また、実施の形態１では、切替部１１９が、切替スイッチ２０１及び切替判別器２０２を有する。切替スイッチ２０１は、フィードバック部４０がフィードバックを行わない事を目的として飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に飽和量Δｉｑを入力しない第１の状態となるようにオフし、フィードバック部４０がフィードバックの行われることを目的として飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に飽和量Δｉｑを入力する第２の状態となるようにオンする。切替判別器２０２は、電流飽和量Δｉｑのレベルと制御パラメータとに応じて制御装置１００による制御動作が不安定となるか否かを判断し、制御装置１００による制御動作が不安定とならないと判断した場合に切替スイッチ２０１をオフさせ、制御装置１００による制御動作が不安定となると判断した場合に切替スイッチ２０１をオンさせる。これにより、制御装置１００による制御動作が不安定とならない（ワインドアップが生じない）場合に、フィードバック部４０が第１の状態となり、制御装置１００による制御動作が不安定となる（ワインドアップが生じる）場合に、フィードバック部４０が第２の状態となるようにすることができる。 In the first embodiment, the switching unit 119 includes the changeover switch 201 and the changeover discriminator 202. The changeover switch 201 is turned off so as to enter the first state in which the saturation amount Δi q is not input to the saturation amount F / B unit 105 for the purpose of preventing the feedback unit 40 from performing feedback, and the feedback unit 40 performs feedback. For this purpose, the saturation amount F / B unit 105 is turned on so as to enter the second state in which the saturation amount Δi q is input. The switching discriminator 202 determines whether or not the control operation by the control device 100 becomes unstable according to the level of the current saturation amount Δi q and the control parameter, and if the control operation by the control device 100 does not become unstable. When it is determined, the changeover switch 201 is turned off, and when it is determined that the control operation by the control device 100 becomes unstable, the changeover switch 201 is turned on. Thereby, when the control operation by the control device 100 does not become unstable (windup does not occur), the feedback unit 40 is in the first state, and the control operation by the control device 100 becomes unstable (windup occurs). ), The feedback unit 40 can be in the second state.

実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかる制御装置１００ｉについて説明する。以下では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 2. FIG.
Next, a control device 100i according to the second embodiment will be described. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 1. FIG.

制御装置１００ｉは、フィードバック部４０ｉを有する。フィードバック部４０ｉは、図６に示すような切替部１１９ｉを有する。図６は、実施の形態２における切替部１１９ｉの構成を示す図である。   The control device 100i includes a feedback unit 40i. The feedback unit 40i has a switching unit 119i as shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit 119i in the second embodiment.

切替部１１９ｉは、切替判別器２０２ｉを有する。切替判別器２０２ｉは、リミッタ２０７ｉ及びゼロ割り防止器２０６ｉを有する。   The switching unit 119i includes a switching discriminator 202i. The switching discriminator 202i includes a limiter 207i and a zero division preventer 206i.

すなわち、切替判別器２０２ｉは、切替判別器２０２ｉに入力したｑ軸電流指令ｉｑ＊に、ｑ軸電流リミッタ１０３を模擬したリミッタ２０７ｉをかけ、そのリミッタ２０７ｉの入出力の比を乗除算器２０５により導出し電流飽和度ｈとするものである。 That is, the switching discriminator 202 i multiplies the q-axis current command i q * input to the switching discriminator 202 i by a limiter 207 i that simulates the q-axis current limiter 103, and multiplies the input / output ratio of the limiter 207 i by a multiplier / divider 205. To obtain the current saturation h.

ただし、ｑ軸電流指令ｉｑ＊が０の場合、乗除算器２０５で電流飽和度ｈを算出する際に分母が０となり算出値が無限大となってしまうので、乗除算器２０５による算出値が無限大となることを避けるために、ｑ軸電流指令ｉｑ＊に対してゼロ割り防止器２０６ｉでゼロ割り防止を行う。そして、ゼロ割り防止器２０６ｉによりゼロ割り防止が施されたｑ軸電流指令Ｉｑ＊をリミッタ２０７ｉ及び乗除算器２０５へ供給する。 However, when the q-axis current command i q * is 0, when the current saturation h is calculated by the multiplier / divider 205, the denominator becomes 0 and the calculated value becomes infinite. Is prevented from being infinite by the zero division preventer 206i for the q-axis current command i q *. Then, the q-axis current command I q * that has been subjected to zero division prevention by the zero division prevention unit 206 i is supplied to the limiter 207 i and the multiplier / divider 205.

なお、ゼロ割防止は、例えば、極微少量の値をｑ軸電流指令ｉｑ＊に加算する方法が考えられる。あるいは、ｑ軸電流指令ｉｑ＊が０の場合にはリミッタ２０７ｉの入出力の比を算出しない方法もある。この場合、例えば、ゼロ割り防止器２０６ｉは、リミッタ２０７ｉの入出力の比を算出せずに例えば直前に算出した電流飽和度ｈを比較器２０３へ供給するように、乗除算器２０５を制御してもよい。 In order to prevent zero splitting, for example, a method of adding a very small value to the q-axis current command i q * can be considered. Alternatively, there is a method in which the input / output ratio of the limiter 207i is not calculated when the q-axis current command i q * is zero. In this case, for example, the zero division preventer 206i controls the multiplier / divider 205 so as to supply, for example, the current saturation h calculated immediately before to the comparator 203 without calculating the input / output ratio of the limiter 207i. May be.

実施の形態２では、切替判別器２０２ｉにおいて、電流リミッタ２０により制限されたｑ軸電流指令ｉｑ＊＊に相当する電流指令をリミッタ２０７ｉにより擬似的に内部で生成するので、電流リミッタ２０からｑ軸電流指令ｉｑ＊＊を受けるための構成（例えば，制御周期（サンプル周期）が制御部１０とフィードバック部４０とで異なる場合，制御周期が異なるが区間のデータの受渡や配線等）を省略することができる。 In the second embodiment, in the switching discriminator 202i, a current command corresponding to the q-axis current command i q ** limited by the current limiter 20 is generated in a pseudo manner by the limiter 207i. A configuration for receiving the shaft current command i q ** (for example, when the control cycle (sample cycle) is different between the control unit 10 and the feedback unit 40, the control cycle is different, but data transfer and wiring of the section is omitted). can do.

また、リミッタ２０７ｉの制限範囲（上限値、下限値）を電流リミッタ２０と独立に設定することができるので、切替判別器２０２ｉにおける動作（設計）の柔軟性を向上することができる。   In addition, since the limit range (upper limit value and lower limit value) of the limiter 207i can be set independently of the current limiter 20, the flexibility of operation (design) in the switching discriminator 202i can be improved.

実施の形態３．
次に、実施の形態３にかかる制御装置１００ｊについて説明する。以下では、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 3 FIG.
Next, a control device 100j according to the third embodiment will be described. Below, it demonstrates centering on a different point from Embodiment 2. FIG.

制御装置１００ｊは、フィードバック部４０ｊを有する。フィードバック部４０ｊは、図７に示すような切替部１１９ｊを有する。図７は、実施の形態３における切替部１１９ｊの構成を示す図である。   The control device 100j includes a feedback unit 40j. The feedback unit 40j has a switching unit 119j as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit 119j in the third embodiment.

切替部１１９ｊは、切替判別器２０２ｊを有する。切替判別器２０２ｊは、絶対値設定器２０８ｊ、下限リミッタ２０９ｊ、及び制限値設定器２１０ｊを有する。   The switching unit 119j includes a switching discriminator 202j. The switching discriminator 202j includes an absolute value setter 208j, a lower limiter 209j, and a limit value setter 210j.

すなわち、ｑ軸電流リミッタ１０３の制限範囲における上限値の絶対値と下限値の絶対値とが同一の場合、下限リミッタ２０９ｊの下限値と制限値設定器２１０ｊの制限値とをｑ軸電流リミッタ１０３の上限値と同一になるように設定すれば、乗除算器２０５により、制限値設定器２１０ｊの出力（制限値）を、ｑ軸電流指令ｉｑ＊に対して絶対値設定器２０８ｊにより絶対値をとり下限リミッタ２０９ｊにより制限をかけたもので除することで、電流飽和度ｈを得ることができる。 That is, when the absolute value of the upper limit value and the absolute value of the lower limit value in the limit range of the q-axis current limiter 103 are the same, the lower limit value of the lower limiter 209j and the limit value of the limit value setting unit 210j are set as the q-axis current limiter 103. Is set to be the same as the upper limit value, the multiplier / divider 205 outputs the output (limit value) of the limit value setter 210j to the absolute value setter 208j with respect to the q-axis current command i q *. And the current saturation h can be obtained by dividing the value by the limit applied by the lower limiter 209j.

具体的には、ｑ軸電流指令ｉｑ＊の絶対値が下限リミッタ２０９ｊの下限値以下であれば、ｑ軸電流指令ｉｑ＊の絶対値は、下限リミッタ２０９ｊによってｑ軸電流リミッタ１０３の上限値にクランプされるため、制限値設定器２１０ｊの値と等しくなり、乗除算器２０５から算出される電流飽和度ｈは１となる。 Specifically, the upper limit of the q-axis current command i q * of long absolute value is less than the lower limit of the lower limiter 209 J, q-axis current command i q * of the absolute value, the q-axis current limiter 103 by the lower limiter 209 J Since it is clamped to the value, it becomes equal to the value of the limit value setting unit 210j, and the current saturation h calculated from the multiplier / divider 205 is 1.

ｑ軸電流指令の絶対値が下限リミッタ２０９ｊの下限値よりも大きい場合、制限値設定器２１０ｊの出力を制限値設定器２１０ｊの出力よりも大きいｑ軸電流指令ｉｑ＊の絶対値で除することとなり、電流飽和度ｈは１より小さくなる。 When the absolute value of the q-axis current command is larger than the lower limit value of the lower limiter 209j, the output of the limit value setting unit 210j is divided by the absolute value of the q-axis current command i q * that is larger than the output of the limit value setting unit 210j. Therefore, the current saturation h is smaller than 1.

実施の形態３では、切替判別器２０２ｊにおいて、制限値設定器２１０ｊの出力を、ｑ軸電流指令ｉｑ＊に対して絶対値設定器２０８ｊにより絶対値をとり下限リミッタ２０９ｊにより制限をかけたもので除することにより、電流飽和度ｈを求める。これにより、ゼロ割防止機能が不要となるので、ゼロ割り防止器２０６ｉ（図６参照）を設けることなく、乗除算器２０５による算出値が無限大となることを避けることができる。 In the third embodiment, in the switching discriminator 202j, the output of the limit value setter 210j takes an absolute value by the absolute value setter 208j with respect to the q-axis current command i q * and is limited by the lower limiter 209j. To obtain the current saturation h. This eliminates the need for the zero division prevention function, so that the value calculated by the multiplier / divider 205 can be prevented from becoming infinite without providing the zero division prevention unit 206i (see FIG. 6).

また、下限リミッタ２０９ｊの下限値や制限値設定器２１０ｊの制限値を電流リミッタ２０と独立に設定することができるので、切替判別器２０２ｊにおける動作（設計）の柔軟性を向上することができる。   Further, since the lower limit value of the lower limiter 209j and the limit value of the limit value setting unit 210j can be set independently of the current limiter 20, the flexibility of operation (design) in the switching discriminator 202j can be improved.

実施の形態４．
次に、実施の形態４にかかる制御装置１００ｋについて説明する。以下では、実施の形態３と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 4 FIG.
Next, a control device 100k according to the fourth embodiment will be described. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 3. FIG.

制御装置１００ｋは、フィードバック部４０ｋを有する。フィードバック部４０ｋは、図８に示すような切替部１１９ｋを有する。図８は、実施の形態４における切替部１１９ｋの構成を示す図である。   The control device 100k includes a feedback unit 40k. The feedback unit 40k includes a switching unit 119k as shown in FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit 119k in the fourth embodiment.

切替部１１９ｋは、切替判別器２０２ｋを有する。切替判別器２０２ｋは、絶対値設定器２１１ｋ、及び加算器２１２ｋを有する。   The switching unit 119k includes a switching discriminator 202k. The switch discriminator 202k includes an absolute value setter 211k and an adder 212k.

すなわち、ｑ軸電流リミッタ１０３の上下限値の絶対値が同一の場合、電流飽和量Δｉｑとｑ軸電流リミッタ１０３に設定した上下限値の絶対値から電流指令を推定することで、電流指令を用いずとも電流飽和量Δｉｑから電流飽和度ｈを算出することができる。 That is, when the absolute values of the upper and lower limit values of the q-axis current limiter 103 are the same, the current command is estimated by estimating the current command from the current saturation amount Δi q and the absolute value of the upper and lower limit values set in the q-axis current limiter 103. The current saturation h can be calculated from the current saturation amount Δi q without using.

具体的には、制限値設定器２１０ｊの制限値を、ｑ軸電流リミッタ１０３に設定した上下限値の絶対値と同じになるように設定する。これにより、ｑ軸電流指令ｉｑ＊は、ｑ軸の電流飽和量Δｉｑに対して絶対値設定器２１１ｋにより絶対値をとったものと制限値設定器２１０ｊの出力（制限値）とが加算器２１２ｋにより加算されることで推定できる。 Specifically, the limit value of limit value setter 210j is set to be the same as the absolute value of the upper and lower limit values set in q-axis current limiter 103. Thus, * the q-axis current command i q, the output of the limit value setter 210j to those taking the absolute value by the absolute value setting unit 211k with respect to the current saturation amount .DELTA.i q of the q-axis (limit value) and the addition It can be estimated by adding by the device 212k.

また、乗除算器２０５により、制限値設定器２１０ｊの出力（制限値）を、加算器２１２ｋにより推定されたｑ軸電流指令で除することで、電流飽和度ｈを得ることができる。ｑ軸の電流飽和量Δｉｑが０の場合、電流飽和度ｈは１となる。 The multiplier / divider 205 divides the output (limit value) of the limit value setting unit 210j by the q-axis current command estimated by the adder 212k, whereby the current saturation h can be obtained. When the q-axis current saturation amount Δi q is 0, the current saturation h is 1.

実施の形態３では、切替判別器２０２ｋにおいて、ｑ軸電流指令ｉｑ＊を、ｑ軸の電流飽和量Δｉｑに対して絶対値設定器２１１ｋにより絶対値をとったものと制限値設定器２１０ｊの出力（制限値）とが加算器２１２ｋにより加算されることで推定できる。これにより、制御部１０からｑ軸電流指令ｉｑ＊を受けるための構成（例えば、制御周期（サンプル周期）が制御部１０とフィードバック部４０とで異なる場合、制御周期が異なるが区間のデータの受渡や配線等）を省略することができる。 In the third embodiment, in the switching discriminator 202k, the q-axis current command i q * is obtained by taking the absolute value of the q-axis current saturation amount Δi q by the absolute value setter 211k and the limit value setter 210j. Can be estimated by adding the output (limit value) to the adder 212k. Thereby, when the configuration for receiving the q-axis current command i q * from the control unit 10 (for example, when the control cycle (sample cycle) is different between the control unit 10 and the feedback unit 40, the control cycle is different, but the data of the section is Delivery, wiring, etc.) can be omitted.

また、実施の形態４によっても、ゼロ割防止機能が不要となるので、ゼロ割り防止器２０６ｉ（図６参照）を設けることなく、乗除算器２０５による算出値が無限大となることを避けることができる。   Also, according to the fourth embodiment, since the zero division prevention function is not required, the calculation value by the multiplier / divider 205 is prevented from becoming infinite without providing the zero division prevention unit 206i (see FIG. 6). Can do.

実施の形態５．
次に、実施の形態５にかかる制御装置１００ｐについて説明する。以下では、実施の形態４と異なる点を中心に説明する。 Embodiment 5 FIG.
Next, a control device 100p according to the fifth embodiment will be described. Below, it demonstrates focusing on a different point from Embodiment 4. FIG.

制御装置１００ｐは、フィードバック部４０ｐを有する。フィードバック部４０ｐは、図９に示すような切替部１１９ｐを有する。図９は、実施の形態５における切替部１１９ｐの構成を示す図である。   The control device 100p has a feedback unit 40p. The feedback unit 40p includes a switching unit 119p as shown in FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit 119p in the fifth embodiment.

切替部１１９ｐは、切替判別器２０２ｐを有する。切替判別器２０２ｐは、設定値設定器２０４、乗除算器２０５、及び加算器２１２ｋを有しない。   The switching unit 119p includes a switching discriminator 202p. The switching discriminator 202p does not include the set value setter 204, the multiplier / divider 205, and the adder 212k.

すなわち、実施の形態４に比べて、より簡単に、算出した電流飽和量をゲインやフィルタを含む飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力するかどうかを切替えるか判断する手法を採用する。切替判別器２０２ｐにおいて、電流飽和量Δｉｑに対して絶対値設定器２１１ｋにより絶対値をとったものと、制限値設定器２１０ｊで設定された制限値（所定の閾値＞０）とが、比較器２０３ｐにより比較される。 That is, a method of determining whether to switch the calculated current saturation amount to the saturation amount F / B unit 105 including a gain and a filter is more easily adopted than in the fourth embodiment. In the switching discriminator 202p, the absolute value of the current saturation amount Δi q obtained by the absolute value setter 211k is compared with the limit value (predetermined threshold> 0) set by the limit value setter 210j. It is compared by the device 203p.

比較器２０３ｐは、その比較結果に応じて切替スイッチ２０１のオン／オフを制御する。すなわち、比較器２０３ｐは、電流飽和量Δｉｑのレベル（絶対値）が制限値（所定の閾値）以下である場合、フィードバック部４０ｐが第１の状態となるように、切替スイッチ２０１をオフさせる。比較器２０３ｐは、電流飽和量Δｉｑのレベル（絶対値）が制限値（所定の閾値）を超えている場合、フィードバック部４０ｐが第２の状態となるように、切替スイッチ２０１をオンさせる。 The comparator 203p controls on / off of the changeover switch 201 according to the comparison result. That is, when the level (absolute value) of the current saturation amount Δi q is equal to or less than the limit value (predetermined threshold value), the comparator 203p turns off the changeover switch 201 so that the feedback unit 40p is in the first state. . When the level (absolute value) of the current saturation amount Δi q exceeds the limit value (predetermined threshold value), the comparator 203p turns on the changeover switch 201 so that the feedback unit 40p is in the second state.

実施の形態５では、切替判別器２０２ｐにおいて、電流飽和量Δｉｑと制限値（所定の閾値）とを比較することで、制御装置１００ｐによる制御動作が不安定となる（ワインドアップが生じる）か否かを簡易的に判断している。これにより、電流飽和度ｈを演算することなく、制御装置１００ｐによる制御動作が不安定となる（ワインドアップが生じる）か否かを簡易的に判断することができる。この結果、切替判別器２０２ｐにおいて電流飽和度ｈを演算するための構成を省略することができるので、切替判別器２０２ｐの実装構成を簡略化することができる。 In the fifth embodiment, whether or not the control operation by the control device 100p becomes unstable (windup occurs) by comparing the current saturation amount Δi q with the limit value (predetermined threshold) in the switching discriminator 202p. Judgment is simply made. Thereby, it is possible to easily determine whether or not the control operation by the control device 100p becomes unstable (windup occurs) without calculating the current saturation h. As a result, since the configuration for calculating the current saturation h in the switching discriminator 202p can be omitted, the mounting configuration of the switching discriminator 202p can be simplified.

なお、実施の形態１〜実施の形態５では、電流飽和量のレベルに応じて補償値をフィードバックするかどうかの切り替えを行ったが、電圧飽和量のレベルに応じて補償値をフィードバックするかどうかの切り替えを行ってもよい。例えば、図１０に示すように、制御装置１００ｑは、フィードバック部４０に代えてフィードバック部４０ｑを備え、算出部３０ｑをさらに備えても良い。   In the first to fifth embodiments, whether or not the compensation value is fed back according to the level of the current saturation amount is switched. However, whether or not the compensation value is fed back according to the level of the voltage saturation amount. May be switched. For example, as illustrated in FIG. 10, the control device 100q may include a feedback unit 40q instead of the feedback unit 40, and may further include a calculation unit 30q.

すなわち、算出部３０ｑは、制御部５０から出力されたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊と電圧リミッタ６０により制限されたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊との差分をとることにより、電圧飽和量ΔＶｑを算出してフィードバック部４０ｑへ供給する。具体的には、算出部３０は、減算器１０４ｑを有する。減算器１０４ｑは、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を制御部５０から受けるとともに、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を電圧リミッタ６０から受ける。減算器１０４ｑは、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊からｑ軸電圧指令Ｖｑ＊＊を減算する。減算器１０４は、減算結果を電圧飽和量ΔＶｑとしてフィードバック部４０ｑへ供給する。 That is, the calculation unit 30q calculates the voltage saturation amount ΔV q by taking the difference between the q-axis voltage command V q * output from the control unit 50 and the q-axis voltage command V q ** limited by the voltage limiter 60. Is supplied to the feedback unit 40q. Specifically, the calculation unit 30 includes a subtracter 104q. Subtractor 104q receives q-axis voltage command V q * from control unit 50 and also receives q-axis voltage command V q ** from voltage limiter 60. Subtractor 104q subtracts the q-axis voltage command V q ** from the q-axis voltage command V q *. The subtractor 104 supplies the subtraction result to the feedback unit 40q as the voltage saturation amount ΔV q .

フィードバック部４０ｑは、算出部により算出された電圧飽和量に応じた補償値を制御部１０にフィードバックするか否かを判断し、フィードバックの有無を切替える。   The feedback unit 40q determines whether or not to feed back a compensation value corresponding to the voltage saturation amount calculated by the calculation unit to the control unit 10, and switches the presence or absence of feedback.

すなわち、フィードバック部４０ｑの切替部１１９は、算出部３０ｑにより算出された電圧飽和量ΔＶｑのレベルに応じて、フィードバック部４０ｑにより補償値が制御部１０へフィードバックされないことを目的として電圧飽和量を飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力しない第１の状態とフィードバック部４０ｑにより補償値が制御部１０へフィードバックされること目的として電圧飽和量を飽和量Ｆ／Ｂ部１０５に入力する第２の状態とを切り替える。飽和量Ｆ／Ｂ部１０５は、第１の状態において、電圧飽和量ΔＶｑに応じた位置修正量ΔＰを制御部１０へフィードバックせず、第２の状態において、電圧飽和量ΔＶｑに応じた位置修正量ΔＰを制御部１０へフィードバックする。 That is, the switching unit 119 of the feedback unit 40q according to the level of the voltage saturation amount [Delta] V q calculated by the calculation unit 30q, a voltage saturation amount for the purpose of compensation value by the feedback portion 40q is not fed back to the control unit 10 The first state in which the saturation amount F / B unit 105 is not input and the second state in which the voltage saturation amount is input to the saturation amount F / B unit 105 for the purpose of feeding back the compensation value to the control unit 10 by the feedback unit 40q. And switch. The saturation amount F / B unit 105 does not feed back the position correction amount ΔP corresponding to the voltage saturation amount ΔV q to the control unit 10 in the first state, and responds to the voltage saturation amount ΔV q in the second state. The position correction amount ΔP is fed back to the control unit 10.

このような構成によっても、ワインドアップが生じるような重度の操作量飽和（電圧指令の飽和）が発生したときに、ワインドアップを抑制するように制御装置１００ｑの制御動作を補償できる。また、ワインドアップが生じないような軽度の操作量飽和（電圧指令の飽和）が発生したときに、位置指令に対する過補償を低減できる。   Even with such a configuration, it is possible to compensate for the control operation of the control device 100q so as to suppress the windup when the severe operation amount saturation (saturation of the voltage command) that causes the windup occurs. Further, when a slight manipulated variable saturation (voltage command saturation) that does not cause windup occurs, overcompensation for the position command can be reduced.

あるいは、実施の形態１〜実施の形態５のような、電流飽和量のレベルに応じて補償値をフィードバックするかどうかの切り替えを行うことと、上記の変形例のような、電圧飽和量のレベルに応じて補償値をフィードバックするかどうかの切り替えを行うこととを組み合わせても良い。例えば、図１１に示すように、制御装置１００ｒは、フィードバック部４０に加えてフィードバック部４０ｑを備え、算出部３０ｑ及び加算器１２５ｒをさらに備えても良い。加算器１２５ｒは、フィードバック部４０によりフィードバックされた位置修正量ΔＰとフィードバック部４０ｑによりフィードバックされた位置修正量ΔＰとを加算して減算器１１５へ供給する。   Alternatively, as in the first to fifth embodiments, switching whether to feed back the compensation value according to the level of the current saturation amount, and the level of the voltage saturation amount as in the above modification example The switching of whether or not to feed back the compensation value in accordance with the above may be combined. For example, as illustrated in FIG. 11, the control device 100r may include a feedback unit 40q in addition to the feedback unit 40, and may further include a calculation unit 30q and an adder 125r. The adder 125r adds the position correction amount ΔP fed back by the feedback unit 40 and the position correction amount ΔP fed back by the feedback unit 40q, and supplies the sum to the subtractor 115.

このように、本発明では、ゲインやフィルタを含む飽和量Ｆ／Ｂ部へ操作飽和量を入力するか否かの切り替えを行う切替部を用いることが主題であり、飽和量Ｆ／Ｂ部の出力の負帰還先は、特に限定しない。   Thus, the subject of the present invention is to use a switching unit that switches whether or not to input the operation saturation amount to the saturation amount F / B unit including the gain and the filter. The output negative feedback destination is not particularly limited.

以上のように、本発明にかかる制御装置は、電動機を制御することに有用である。   As described above, the control device according to the present invention is useful for controlling the electric motor.

１０ 制御部
２０ 電流リミッタ
３０、３０ｑ 算出部
４０、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ、４０ｐ、４０ｑ フィードバック部
５０ 制御部
６０ 電圧リミッタ
７０ 駆動部
８０ 検出部
９０ 検出部
１００、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、１００ｐ、１００ｑ、１００ｒ 制御装置
１０１ 位置制御器
１０２ 速度制御器
１０３ ｑ軸電流リミッタ
１０４ 減算器
１０５ 飽和量Ｆ／Ｂ部
１０６ 微分器
１０７ａ ｄ軸電流制御器
１０７ｂ ｑ軸電流制御器
１０８ａ ｄ軸電圧リミッタ
１０８ｂ ｑ軸電圧リミッタ
１０９ａ 座標変換器
１０９ｂ 座標変換器
１１０ インバータ
１１１ａ ｕ相電流検出器
１１１ｂ ｖ相電流検出器
１１１ｃ ｗ相電流検出器
１１２ 電動機
１１３ 位置検出器
１１４ 上位コントローラ
１１５ 減算器
１１６ 減算器
１１７ 減算器
１１８ａ 減算器
１１８ｂ 減算器
１１９、１１９ｉ、１１９ｊ、１１９ｋ、１１９ｐ 切替部
２０１ 切替スイッチ
２０２、２０２ｉ、２０２ｊ、２０２ｋ、２０２ｐ 切替判別器
２０３、２０３ｐ 比較器
２０４ 設定値設定器
２０５ 乗除算器
２０６ｉ ゼロ割り防止器
２０７ｉ リミッタ
２０８ｊ 絶対値設定器
２０９ｊ 下限リミッタ
２１０ｊ 制限値設定器
２１１ｋ 絶対値設定器
２１２ｋ 加算器
３０１ 比較器
３０２ 位置制御器
３０３ 比較器
３０４ 速度制御器
３０５ 電流リミッタ
３０６ モータモデル
３０６ａ 積分器
３０６ｂ 積分器
３０７ 比較器
３０８ 電流飽和度ｈに対応した要素
３０９ １から電流飽和度ｈを引いたものに対応した要素 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control part 20 Current limiter 30, 30q Calculation part 40, 40i, 40j, 40k, 40p, 40q Feedback part 50 Control part 60 Voltage limiter 70 Drive part 80 Detection part 90 Detection part 100, 100i, 100j, 100k, 100p, 100q , 100r control device 101 position controller 102 speed controller 103 q-axis current limiter 104 subtractor 105 saturation amount F / B section 106 differentiator 107a d-axis current controller 107b q-axis current controller 108a d-axis voltage limiter 108b q-axis Voltage limiter 109a Coordinate converter 109b Coordinate converter 110 Inverter 111a u-phase current detector 111b v-phase current detector 111c w-phase current detector 112 motor 113 position detector 114 host controller 115 subtractor 116 subtractor 117 decrement 118a Subtractor 118b Subtractor 119, 119i, 119j, 119k, 119p Switching unit 201 Changeover switch 202, 202i, 202j, 202k, 202p Switching discriminator 203, 203p Comparator 204 Setting value setting unit 205 Multiplier / divider 206i Zero division Preventer 207i Limiter 208j Absolute value setter 209j Lower limit limiter 210j Limit value setter 211k Absolute value setter 212k Adder 301 Comparator 302 Position controller 303 Comparator 304 Speed controller 305 Current limiter 306 Motor model 306a Integrator 306b Integral 307 Comparator 308 Element corresponding to current saturation h 309 Element corresponding to current saturation h minus 1

Claims (4)

電動機を制御するための制御装置であって、
電流指令を生成して出力する制御部と、
前記制御部から出力された電流指令を制限範囲内に制限して出力する電流リミッタと、
前記電流リミッタから出力された電流指令に応じて前記電動機を駆動する駆動部と、
前記制御部から出力された電流指令と前記電流リミッタにより制限された電流指令との差分をとることにより、電流飽和量を算出する算出部と、
前記算出部により算出された電流飽和量に応じた補償値を前記制御部へフィードバックするフィードバック部と、
を備え、
前記フィードバック部は、
前記算出部により算出された電流飽和量のレベルに応じて、前記フィードバック部により前記補償値が前記制御部へフィードバックされない第１の状態と前記フィードバック部により前記補償値が前記制御部へフィードバックされる第２の状態とを切り替える切替部を有する
ことを特徴とする制御装置。 A control device for controlling an electric motor,
A control unit that generates and outputs a current command;
A current limiter that outputs the current command output from the control unit within a limited range; and
A drive unit that drives the electric motor in response to a current command output from the current limiter;
A calculation unit that calculates a current saturation amount by taking a difference between a current command output from the control unit and a current command limited by the current limiter;
A feedback unit that feeds back a compensation value corresponding to the amount of current saturation calculated by the calculation unit to the control unit;
With
The feedback unit includes:
In accordance with the level of current saturation calculated by the calculation unit, a first state in which the compensation value is not fed back to the control unit by the feedback unit and the compensation value is fed back to the control unit by the feedback unit. A control device comprising a switching unit for switching between the second state and the second state. 前記切替部は、
前記フィードバック部が前記第１の状態となるようにオフし、前記フィードバック部が前記第２の状態となるようにオンするスイッチと、
前記電流飽和量のレベルと制御パラメータとに応じて前記制御装置による制御動作が不安定となるか否かを判断し、前記制御装置による制御動作が不安定とならないと判断した場合に前記スイッチをオフさせ、前記制御装置による制御動作が不安定となると判断した場合に前記スイッチをオンさせる判別部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 The switching unit is
A switch that is turned off so that the feedback unit is in the first state and is turned on so that the feedback unit is in the second state;
It is determined whether the control operation by the control device becomes unstable according to the level of the current saturation amount and the control parameter, and the switch is turned on when it is determined that the control operation by the control device does not become unstable. A determination unit that turns off the switch when it is determined that the control operation by the control device is unstable; and
The control device according to claim 1, comprising: 電動機を制御するための制御装置であって、
電圧指令を生成して出力する制御部と、
前記制御部から出力された電圧指令を制限範囲内に制限して出力する電圧リミッタと、
前記電圧リミッタから出力された電圧指令に応じて前記電動機を駆動する駆動部と、
前記制御部から出力された電圧指令と前記電圧リミッタにより制限された電圧指令との差分をとることにより、電圧飽和量を算出する算出部と、
前記算出部により算出された電圧飽和量に応じた補償値を前記制御部へフィードバックするフィードバック部と、
を備え、
前記フィードバック部は、
前記算出部により算出された電圧飽和量のレベルに応じて、前記フィードバック部により前記補償値が前記制御部へフィードバックされない第１の状態と前記フィードバック部により前記補償値が前記制御部へフィードバックされる第２の状態とを切り替える切替部を有する
ことを特徴とする制御装置。 A control device for controlling an electric motor,
A control unit that generates and outputs a voltage command;
A voltage limiter that outputs the voltage command output from the control unit within a limited range; and
A drive unit that drives the electric motor in accordance with a voltage command output from the voltage limiter;
A calculation unit for calculating a voltage saturation amount by taking a difference between the voltage command output from the control unit and the voltage command limited by the voltage limiter;
A feedback unit that feeds back a compensation value according to the amount of voltage saturation calculated by the calculation unit to the control unit;
With
The feedback unit includes:
According to the level of voltage saturation calculated by the calculation unit, a first state in which the compensation value is not fed back to the control unit by the feedback unit, and the compensation value is fed back to the control unit by the feedback unit. A control device comprising a switching unit for switching between the second state and the second state. 前記切替部は、
前記フィードバック部が前記第１の状態となるようにオフし、前記フィードバック部が前記第２の状態となるようにオンするスイッチと、
前記電圧飽和量のレベルと制御パラメータとに応じて前記制御装置による制御動作が不安定となるか否かを判断し、前記制御装置による制御動作が不安定とならないと判断した場合に前記スイッチをオフさせ、前記制御装置による制御動作が不安定となると判断した場合に前記スイッチをオンさせる判別部と、
を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。 The switching unit is
A switch that is turned off so that the feedback unit is in the first state and is turned on so that the feedback unit is in the second state;
It is determined whether or not the control operation by the control device becomes unstable according to the level of the voltage saturation and the control parameter, and the switch is turned on when it is determined that the control operation by the control device does not become unstable. A determination unit that turns off the switch when it is determined that the control operation by the control device is unstable; and
The control device according to claim 3, further comprising:
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