JP2508129B2 - 電動機の制御装置 - Google Patents

電動機の制御装置

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JP2508129B2
JP2508129B2 JP62227035A JP22703587A JP2508129B2 JP 2508129 B2 JP2508129 B2 JP 2508129B2 JP 62227035 A JP62227035 A JP 62227035A JP 22703587 A JP22703587 A JP 22703587A JP 2508129 B2 JP2508129 B2 JP 2508129B2
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【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、電動機の速度を制御する装置に関するもの
である。
B.発明の概要 本発明は電動機の速度を制御する装置において、 電動機と等価な特性を持つ第1,第2電動機模擬手段を
設け、両模擬手段の加算出力と電動機の速度との減算出
力を慣性モーメント推定器に与え、慣性モーメント推定
器の出力によって電動機のトルク定数を変え、両模擬手
段との速度偏差が無くなるようにすることにより、 慣性モーメントが変化しても、速度応答が電動機模擬
手段によって決まる応答と同じにできるようにしたもの
である。
C.従来の技術 第4図に従来の電動機の制御装置を用いた電動機の速
度を制御する場合の制御系のブロック図を示す。この制
御系は制御装置200と、負荷のかかった電動機2とから
なり、電動機速度のフィードバックコントロールを行っ
ている。制御装置200は制御要素としてPI部201を持ち、
その伝達関数Gc(S)は次式によって表される。
Gc(S)=Kp+Ki/S ここで、KpおよびKiは制御定数である。制御量として
の電動機2の速度WcはPI部の入力に帰還させ、速度の設
定値Wsとの差をとってPI部201に入力する。PI部201はト
ルク電流Itcを操作量として電動機2に出力し、速度Wc
が設定値Wsに等しくなるように電動機のトルクを調整す
る。なお電動機2には一般に外乱Tが加わっている。
D.発明が解決しようとする問題点 上述した従来の電動機の制御装置を用いた制御系で
は、応答特性は制御定数KpとKiとによって決まる。これ
らの値は電動機負荷の慣性モーメントをあらかじめ想定
し、望ましい応答特性が得られるように設定する。そし
て設定した値は固定とし、変化させることはない。
従って、電動機負荷の慣性モーメントが変化した場合
には、特性方程式の根が変わり、望ましい応答特性を得
ることは不可能となる。また、慣性モーメントの変化が
激しい場合には制御系が不安定になることもある。これ
らのことをさらに詳しく述べるために第5図の伝達関数
を用いた制御ブロック図により説明する。第5図の制御
ブロック図において、速度指令Wsに対する電動機の実速
度の伝達関数G1(S)は次式で表わされる。
但し、Jrは慣性モーメントで、第5図中の定数KTはJr
の中に含んでいるものとして考える。
この応答を決定するωn(周波数),ξ(減衰係数)
は次式のようになる。
今、速度指令に対して望みの応答(ωn,ξ)になるよ
うにPIゲインを決定するが、慣性モーメントが変化する
と、ωn,ξが変化し、望みの応答が得られなくなる。
E.問題点を解決するための手段 本発明は電動機の速度を制御する装置において、 電動機の特性と等価な特性を持つ第1電動機模擬手段
と、この第1電動機模擬手段の速度をフィードバック信
号として受け、第1電動機模擬手段の速度を設定速度に
等しくなるように第1電動機模擬手段に供給するトルク
電流を調整し、同時にこのトルク電流を電動機に供給す
る速度制御手段と、正弦波信号及び余弦波信号を発生す
る信号発生手段と、この信号発生手段が発生する正弦波
信号が供給される第2電動機模擬手段と、前記第1,第2
電動機模擬手段の出力が加算され、この加算出力と電動
機との速度差を求め、これを速度差信号として出力する
減算手段と、この減算手段からの速度差信号をもとに、
電動機に供給して電動機と第1,第2電動機模擬手段との
速度差を零とするための補償電流を出力する補償手段
と、前記トルク電流にこの補償電流を加え、電動機に供
給する第1加算手段と、この第1加算手段の出力が電動
機に供給される電路に介挿されるトルク係数変化器と、
前記信号発生手段が発生する正弦波信号を前記トルク電
流に加算する第2加算手段と、前記信号発生手段の余弦
波信号と前記減算手段の速度差信号とが入力されて演算
され、この演算結果を平均して前記トルク係数変化器に
慣性モーメントに応じた係数を供給する慣性モーメント
推定手段とを有するものである。
F.作用 本発明による電動機の制御装置において、速度制御は
電動機ではなく、第1電動機模擬手段に対して行う。す
なわち、速度制御器は第1電動機模擬手段の速度をフィ
ードバック信号として受け、第1電動機模擬手段の速度
が設定速度に等しくなるよう第1電動機模擬手段に供給
するトルク電流を調整する。第1電動機模擬手段の出力
と第2電動機模擬手段の出力の加算出力と電動機の速度
との速度差を慣性モーメント推定器に与える。慣性モー
メント推定器は信号発生器からの余弦波信号と上記速度
差から出力をトルク係数変化器に与えて電動機のトルク
定数を変え、第1,第2電動機模擬手段との速度差がなく
なるようにする。これによって、速度応答が第1,第2電
動機模擬手段によって決定される応答と同じになる。
G.実施例 次に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
説明に入る前に、ここで用いる記号の一覧表を示す。
Ws:設定速度 W:モデルの速度 Wr:電動機の速度 TL:負荷トルク Jr:電動機の慣性モーメント J:モデルの慣性モーメント e:速度差 Km:トルク定数 In:ランダムノイズ電流 It:トルク電流 Ix:補償電流 K′p,K′i,K′q,Kr,Ks,Ka:定数 τ:時定数 S:演算子 実施例 第1図は本発明の一実施例を表すブロック図で、この
制御ブロックは本発明による制御装置1と負荷のかかっ
た電動機2とによって構成されており、制御装置1はさ
らに次の(イ)〜(チ)によって構成されている。
(イ)電動機2を模擬し、電動機2に等価な特性を持つ
第1,第2電動機模擬手段(以下、第1,第2モデルとい
う)13a,13b。
(ロ)第1モデル13aと電動機2とにトルク電流Itを供
給し、第1モデル13aの速度Wをフィードバック信号と
して受け、この速度が設定速度Wsに等しくなるようにト
ルク電流Itを調整する速度制御器11。
(ハ)電動機2の速度Wrと、第1モデル13aの速度Wと
第2モデル13bの出力の和との差を求める減算器14。
(ニ)伝達関数が比例要素と積分要素とからなり、減算
器14で得た電動機2の速度と第1,第2モデル13a,13bの
和の出力との差をもとに、電動機2の速度Wrを第1,第2
モデル13a,13bの速度に追従させるための補償電流を出
力する補償器12。
(ホ)速度制御器11が出力するトルク電流に補償器12が
出力する補償電流を加算し、電動機2に出力する加算器
15。
(ヘ)減算器14が出力する差と信号発生器17が発生する
余弦波信号とをもとに電動機2のトルク定数を変える出
力を送出する慣性モーメント推定器16。
(ト)慣性モーメント推定器の出力によって係数が変化
され、慣性モーメントが変化しても速度応答が変化しな
いようにするトルク係数変化器19。
(チ)信号発生器の正弦波信号とトルク電流とを加算し
て電動機2に供給する加算器18。
次に動作について説明する。この制御系では速度制御
器11は第1モデル13aに対して速度制御を行う。すなわ
ち速度制御器11は第1モデル13aの速度Wをフィードバ
ック信号として受け、第1モデル13aの速度Wと設定速
度Wsとの差を零とするようにトルク電流Itを調整する。
第1モデル13aに供給されているトルク電流Itと同じト
ルク電流Itが電動機2にも供給されているので、電動機
2の特性と第1モデル13aの特性とが同じであれば、電
動機2の速度Wrは第1モデル13aの速度W、従って設定
速度Wsに等しくなる。しかし、電動機2の負荷の慣性モ
ーメントが変化した場合あるいは第1モデル3aにおける
パラメータ設定にずれがある場合には電動機2の特性と
第モーメント13aの特性とは異なったものとなる。
補償器12はこのような特性の不一致が生じても、電動
機2の速度Wrを第1モデル13aの速度Wに一致させるた
めに設けられている。すなわち、補償器12が出力する補
償電流は加算器15を通じて電動機に供給されており、補
償器12は、減算器14から入力される第1モデル13aの速
度Wと後述の第2モデル13bの出力との和の出力から速
度Wrを減算した値を受け、速度Wrと和の出力との差を零
とするようにこの補償電流を調整する。
なお、本実施例において補償器12は、その伝達関数が
上記のように比例要素と積分要素とからなるものに限定
されるものではなく、必要とする制御特性に応じて、例
えば微分要素を含むもの等とすることができる。
次に、信号発生器17が発生する正弦波信号(sinωn
t)は、加算器18により、トルク電流と加算されて電動
機2に供給されるとともに第2モデル13bにも供給され
る。この時、電動機2の慣性モーメントが第2モデル13
bの慣性モーメントと異なっている場合には、電動機の
速度Wr及び第1モデル13aの速度Wと第2モデル13bの出
力の和の出力との間に差が生じる。減算器14はこの差を
慣性モーメント推定器16に出力する。慣性モーメント推
定器16はこの速度差と信号発生器17からの余弦波信号
(cosωnt)とをもとに電動機2の活性モーメントの差
を推定する。そして推定結果に基づいて慣性モーメント
推定器16から出力を送出する。この出力でトルク係数変
化器19の係数を変化させて、前記慣性モーメントの差が
無くなるようにする。これにより、慣性モーメントが変
化しても、速度応答が第2モデル13bによって決まる応
答と同じになる。
第2図は本実施例をさらに詳しく表したブロック図で
あり、第1図の各構成要素をそれらを構成する伝達要素
に分解して示している。各ブロック内に書かれている数
式は伝達関数を表す。以下第2図を簡単に説明する。
第2図に示すように、速度制御器11は伝達要素301
と、設定速度Wsとフィードバック信号としての第1モデ
ル13aの速度Wとの差を求める減算要素302とより構成さ
れている。電動機2は伝達要素303,304と加算要素305と
により構成されている。第1,第2モデル13a,13bはこれ
に対応して伝達要素306,307a及び306b,307bからなる。
補償器12は伝達要素308により構成され、慣性モーメン
ト推定器16は伝達要素309,310と乗算要素311とを有して
いる。
次に第3図により、電動機の駆動中に慣性モーメント
が変化すると速度応答が望みの応答に対し、送れたり、
振動的になるのを補償する詳細を数式を用いて述べる。
以下、本実施例のアルゴリズムを示す。
第3図は第2図と同じ慣性モーメント補償ブロック図
の詳細を示すもので、定常状態において誘導電動機 の慣性モーメントJrが変化すると、第1,第2モデル との速度に偏差(ER)が生ずる。この時の偏差は、
(3),(4),(5),(6)式より(7)式を得
る。なお、ここではトルク電流をITとして説明する。
ER=W+WDD−Wr …(3) (3)〜(6)式より、 (7)式を導出し、フーリエ変換を行い(8)式を得
る。
今、周波数ωがωnである時を考え、 ω=ωn …(9) (9)式を(8)式に代入する。
ここで、ITの項は、後に余弦波信号を乗算し積分する
と零となるので、無視して考える。又、便宜上係数を次
式のように取る。
この時、(10)式は(11)式で表わされる。
そこで、INXとして正弦波信号sinωntの微少信号を入
力すると偏差ERは、 となり、偏差ERと余弦波信号cosωntとの相関を取り、
相関関係が無くなるよう制御する。今、その相関関係を
調べるためERにcosωntを乗算し積分平均を取る。
但し、T:周期時間 (14)式において略したBを元にもどすと、 (15)式となり。直流分が残る。
(15)式より、相関が無くなる時、C=0でなければ
ならない。よって、C=0になる条件は、 の2つが考えられる。
今、(16),(17)式をKhについて解くと次式のよう
になる。
(18),(19)式により慣性モーメントの補償を行う
ことができる。
しかし、(19)式において下記に例を示すが、Khがリ
ミット値を越えてしまうため、(18)式により補償を行
う。
(19)式において、今、20Hzの微少信号により同定を
行うとすると、 ωn=40π(rad/sec) Ks=0.01045 Jr=0.001741 の条件において、Kh=20.94となりミリット値を越えて
しまうため、上記(18)式により補償を行う。
H.発明の効果 以上述べたように、電動機と第1,第2モデルとの速度
偏差から慣性モーメントの差を推定し、その差が零にな
るようにトルク係数変化器を変化させるようにしたこと
により、慣性モーメントが変化しても速度応答が第1,第
2モデルによって決まる応答と同じにできる利点をもっ
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図及
び第3図は同実施例を詳しく示すブロック図、第4図は
従来の装置を示すブロック図、第5図は第4図を伝達関
数で示すブロック図である。 1……制御装置、2……電動機、11……速度制御器、12
……補償器、13a,13b……第1,第2電動機模擬手段、14
……減算器、15,18……加算器、16……慣性モーメント
推定器、17……信号発生器。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機の速度を制御する装置において、 電動機の特性と等価な特性を持つ第1電動機模擬手段
    と、この第1電動機模擬手段の速度をフィードバック信
    号として受け、第1電動機模擬手段の速度を設定速度に
    等しくなるように第1電動機模擬手段に供給するトルク
    電流を調整し、同時にこのトルク電流を電動機に供給す
    る速度制御手段と、正弦波信号及び余弦波信号を発生す
    る信号発生手段と、この信号発生手段が発生する正弦波
    信号が供給される第2電動機模擬手段と、前記第1,第2
    電動機模擬手段の出力が加算され、この加算出力と電動
    機との速度差を求め、これを表す速度差信号を出力する
    減算手段と、この減算手段からの速度差信号をもとに、
    電動機に供給して電動機と第1,第2電動機模擬手段との
    速度差を零とするための補償電流を出力する補償手段
    と、 前記トルク電流にこの補償電流を加え、電動機に供給す
    る第1加算手段と、この第1加算手段の出力が電動機に
    供給される電路に介挿されるトルク係数変化器と、前記
    信号発生手段が発生する正弦波信号を前記トルク電流に
    加算する第2加算手段と、前記信号発生手段の余弦波信
    号と前記減算手段の速度差信号とが入力されて演算さ
    れ、この演算結果を平均して前記トルク係数変化器に慣
    性モーメントに応じた係数を供給する慣性モーメント推
    定手段とを有することを特徴とする電動機の制御装置。
  2. 【請求項2】前記補償手段の伝達関数は比例要素と積分
    要素とを有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の電動機の制御装置。
  3. 【請求項3】前記補償手段の伝達関数は微分要素を有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電動
    機の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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