JP3427576B2 - Speed control circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、モータと1つ以上の負
荷がそれぞれ弾性軸で結合されている多慣性振動系にお
いて、速度情報としてモータの速度と制御対象となる負
荷速度の2つが得られるようなときの振動抑制特性と目
標追従特性を向上させる多慣性系における速度制御回路
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a multi-inertial vibration system in which a motor and one or more loads are coupled to each other by elastic shafts. Two types of information, the speed of the motor and the load speed to be controlled, are obtained as speed information. The present invention relates to a speed control circuit in a multi-inertia system that improves vibration suppression characteristics and target tracking characteristics in such cases.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7に示すようにモータM,負荷L1,
L2,L3の間をそれぞれ弾性軸71,72,73で結
合したような多慣性系システムの振動抑制制御におい
て、モータの速度と速度制御対象負荷の速度が分かるよ
うな場合は、差速度フィードバック制御が用いられてい
る。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 7, a motor M, a load L1,
In the vibration suppression control of the multi-inertia system in which L2 and L3 are connected by the elastic shafts 71, 72, 73, respectively, when the speed of the motor and the speed of the speed control target load can be known, the differential speed feedback control is performed. Is used.
【0003】差速度フィードバック制御系を用いた制御
回路は図8に示すように、速度指令ωSと負荷速度ωLと
の偏差をPI増幅する速度アンプ2からのトルク指令
に、負荷速度ωLとモータ速度ωMとの差を検出して増幅
する差速アンプ81から差速度フィードバック信号(差
速トルク指令)を加算器4で加算し、この加算されたト
ルク指令TSにて多慣性系システム6を制御する。As shown in FIG. 8, a control circuit using a differential speed feedback control system uses a load speed ω L in response to a torque command from a speed amplifier 2 which PI-amplifies a deviation between a speed command ω S and a load speed ω L. And a motor speed ω M , a differential speed feedback signal (differential speed torque command) is added by an adder 4 from a differential speed amplifier 81, which amplifies the multi-inertial system with the added torque command T S. Control the system 6.
【0004】差速度フィードバック信号は負荷とモータ
の捩り振動を抑制する方向に働き、振動抑制効果を上げ
るものである。振動抑制の効果は差速アンプ81のゲイ
ン回路83の差速ゲインにより決定される。The differential speed feedback signal works in the direction of suppressing the torsional vibration of the load and the motor to enhance the vibration suppressing effect. The effect of suppressing vibration is determined by the differential speed gain of the gain circuit 83 of the differential speed amplifier 81.
【0005】また、より振動的な負荷に対しては振動抑
制効果を上げるため、図9のように速度アンプ2と加算
器4との間に位相進み遅れ補償回路3を追加している。Further, in order to improve the vibration suppressing effect for a more vibrational load, a phase lead / lag compensating circuit 3 is added between the speed amplifier 2 and the adder 4 as shown in FIG.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】モータと負荷とがギャ
を介して結合されているような場合、そのギャによるバ
ックラッシュが存在する。また、油圧エレベータのよう
な場合には油の対流や漏れの影響によりモータの速度を
上げてもかごの速度が上がらないデッドスピードが存在
する。When the motor and the load are coupled via a gear, backlash due to the gear exists. Further, in the case of a hydraulic elevator, there is a dead speed at which the speed of the car does not increase even if the speed of the motor is increased due to the influence of oil convection and leakage.
【0007】このようなバックラッシュやデッドスピー
ドの影響により、モータが動いているにもかかわらず負
荷の動き出すまでの時間を短縮するため、モータの速度
を速やかに立ち上げて速度指令と負荷速度の偏差がさほ
ど大きくならないようにしなければ負荷速度の急変を引
き起こしエレベータの場合乗り心地の悪化につながる。
ここで速度指令の立ち上がりを押える方法では始動時間
が長くなることになり、エレベータの場合、乗客の不安
感及びいらいら感を招くことになる。Due to the effects of such backlash and dead speed, in order to shorten the time until the load starts to move even if the motor is moving, the speed of the motor is quickly raised to set the speed command and the load speed. If the deviation is not so large, a sudden change in load speed will occur, and in the case of an elevator, it will lead to poor ride quality.
Here, the method of suppressing the rising of the speed command increases the starting time, and in the case of an elevator, it causes anxiety and irritability of passengers.
【0008】しかし、多慣性系の振動抑制のために差速
フィードバックを適用すると、速度アンプ(PIアン
プ)が速やかにモータ速度を立ち上げるように動作する
のに対し、差速フィードバックはモータ速度と負荷速度
を一致させようとモータ速度を下げるように動作するた
め、モータ速度を速やかに立ち上げることを阻害してし
まう。However, when the differential speed feedback is applied to suppress the vibration of the multi-inertia system, the speed amplifier (PI amplifier) operates so as to quickly raise the motor speed, whereas the differential speed feedback is different from the motor speed. The operation is performed so as to reduce the motor speed in order to match the load speeds, which hinders the motor speed from being raised quickly.
【0009】また、一定速度に達した定常状態において
も負荷速度を速度指令通りの速度とするためにはデッド
スピードの影響の分だけモータと負荷の間に速度差が必
要となるが、差速フィードバックの影響により速度偏差
が出たり速度アンプとの間で振動を引き起こしたりす
る。Further, even in a steady state where a constant speed is reached, a speed difference between the motor and the load is required due to the influence of the dead speed in order to make the load speed equal to the speed command. Due to the influence of feedback, speed deviation is generated or vibration is generated between the speed amplifier and the speed amplifier.
【0010】また、このような状態が続くと、速度アン
プと差速アンプの出力が上がり続け、ハードウェアで速
度制御系を構成した場合にはアンプの飽和を、ソフトウ
ェアで制御系を構成した場合にはオーバーフローを引き
起こすことになる。また、油圧エレベータのように位置
や速度によりモータと負荷との間の必要な速度差が変化
するような場合にも同様なことが起こる。When such a state continues, the outputs of the speed amplifier and the differential speed amplifier continue to rise, and when the speed control system is composed of hardware, saturation of the amplifier is carried out, and when the control system is composed of software. Will cause an overflow. The same thing occurs when the required speed difference between the motor and the load changes depending on the position and speed, such as in a hydraulic elevator.
【0011】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、差速
フィードバックを適用しても、バックラッシュやデッド
スピードの影響により急激な負荷の速度変化を引き起こ
すことなく速やかな加速を行うことができる多慣性系に
おける速度制御回路を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to apply a differential speed feedback to a sudden load due to the influence of backlash and dead speed. It is an object of the present invention to provide a speed control circuit in a multi-inertia system capable of performing rapid acceleration without causing a speed change of the.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、速度指令と負荷速度を比較してトルク指令
を発生する速度アンプと、負荷速度からモータ速度を減
算する差速演算器とその出力を増幅して差速トルク指令
を出力するゲイン回路からなる差速アンプと、速度アン
プ出力と差速アンプ出力とを加算してトルク指令とする
加算器とを有する多慣性系速度制御回路において、負荷
速度が0であるか否かを判断する比較器と、この比較器
により制御され負荷速度が0のときはモータ速度を出力
し負荷速度が0でなくなったときその直前のモータ速度
をラッチして出力するラッチ回路と、モータ速度からラ
ッチ回路の出力を減算して補正されたモータ速度を差速
演算器に出力する減算器とを設けたものである。To achieve the above object, the present invention provides a speed amplifier for comparing a speed command and a load speed to generate a torque command, and a differential speed calculator for subtracting a motor speed from the load speed. And a multi-inertial speed control having a differential speed amplifier including a gain circuit that amplifies the output and outputs a differential speed torque command, and an adder that adds the speed amplifier output and the differential speed amplifier output to generate a torque command In the circuit, a comparator that determines whether or not the load speed is 0, and a motor speed that is controlled by this comparator and outputs the motor speed when the load speed is 0 and the motor speed immediately before that when the load speed is not 0 And a subtracter for outputting the corrected motor speed to the differential speed calculator by subtracting the output of the latch circuit from the motor speed.
【0013】[0013]
【作用】比較器が負荷速度が0であると判定していると
きは、ラッチ回路はモータ速度を出力するので、減算器
出力が0となり、差速演算器で演算される入力は共に0
となるので差速アンプからの差速トルク指令は0とな
る。従って多慣性系システムは速度アンプからのトルク
指令のみで制御される。When the comparator determines that the load speed is 0, the latch circuit outputs the motor speed, so the subtractor output becomes 0 and the inputs calculated by the differential speed calculator are both 0.
Therefore, the differential speed torque command from the differential speed amplifier becomes zero. Therefore, the multi-inertia system is controlled only by the torque command from the speed amplifier.
【0014】比較器が負荷速度が0でないと判定する
と、ラッチ回路はその直前のモータ速度をラッチして出
力するので、減算器出力はこのラッチ出力でデッドスピ
ード補正されたモータ速度となり、差速演算器は負荷速
度からこの補正されたモータ速度との差を演算しその結
果はゲイン回路で増幅され、その差速トルク指令は加算
器で速度アンプからのトルク指令に加算される。When the comparator determines that the load speed is not 0, the latch circuit latches and outputs the motor speed immediately before that, so that the subtractor output becomes the motor speed corrected by the dead speed by this latch output, and the differential speed is obtained. The calculator calculates the difference from the corrected motor speed from the load speed, the result is amplified by the gain circuit, and the difference speed torque command is added to the torque command from the speed amplifier by the adder.
【0015】差速トルク指令はデッドスピード補正され
ているので、多慣性系システムは歯車のバックラッシュ
や油圧エレベータ等のデッドスピードの影響を受けるこ
とのなく差速フィードバック制御される。Since the differential speed torque command is corrected for dead speed, the multi-inertia system is subjected to differential speed feedback control without being affected by dead speed of gear backlash or hydraulic elevator.
【0016】[0016]
【実施例】実施例について図面を参照して説明する。な
お、図1〜図6において、従来図7,図8に示したもの
と同一構成部分には同一符号を付してその重複する説明
を省略する。EXAMPLES Examples will be described with reference to the drawings. In FIGS. 1 to 6, the same components as those shown in FIGS. 7 and 8 of the related art are designated by the same reference numerals and their duplicate description will be omitted.
【0017】実施例1
図1について、2は速度指令ωSとシステムの負荷速度
ωLとの偏差を増幅して多慣性系システム6を制御する
トルク指令を出力する速度アンプ、11及び81は差速
度フィードバック系を構成するデッドスピード補償回路
及び差速アンプ、4はトルク指令に差速度フィードバッ
ク系からの信号を加える加算器である。Embodiment 1 Referring to FIG. 1, reference numeral 2 is a speed amplifier for amplifying a deviation between a speed command ω S and a system load speed ω L to output a torque command for controlling a multi-inertia system 6, and 11 and 81 are The dead speed compensating circuit and the differential speed amplifier which compose the differential speed feedback system are adders 4 which add a signal from the differential speed feedback system to the torque command.
【0018】デッドスピード補償回路11は、負荷速度
ωLから負荷動作開始を判定する負荷動作開始判定回路
12と、この判定出力により制御される信号のラッチ機
能を有する切替スイッチS1と、モータ速度ωMとスイ
ッチS1の信号の差を差速演算器82に出力する減算器
13で構成され、スイッチS1は判定回路12がωL=
0を判定したとき減算器13の入力−端子を入力+端子
に接続し、減算器出力を0とし、ωL≠0を判定したと
きその直前のモータ速度ωMOをラッチして減算器13の
一側に接続して減算器からデッドスピード補償されたモ
ータ速度(ωM−ωMO)と出力するようになっている。The dead speed compensating circuit 11 comprises a load operation start judging circuit 12 for judging the start of load operation from the load speed ω L , a changeover switch S1 having a signal latching function controlled by this judgment output, and a motor speed ω. It consists of a subtractor 13 which outputs a difference signal M and the switch S1 to the differential speed computing unit 82, the switch S1 is determining circuit 12 is omega L =
When 0 is determined, the input-terminal of the subtractor 13 is connected to the input + terminal, the subtractor output is set to 0, and when ω L ≠ 0 is determined, the motor speed ω MO immediately before that is latched and the subtractor 13 outputs. Connected to one side, the subtractor outputs the dead speed compensated motor speed (ω M − ω MO ).
【0019】この実施例の動作について説明する。負荷
の動作開始前は判定回路12がωL=0を判定している
ので、デッドスピード補償回路11のスイッチS1が接
点1側に切り替わり、減算器13の+,−入力端子にモ
ータ速度ωMが入力するので、減算器13から速度アン
プの減算器に入力する信号は0となる。この場合、負荷
速度ωLも0であるので、差速アンプ81の出力はな
く、多慣性系システム6は速度アンプ2からのトルク指
令で制御される。The operation of this embodiment will be described. Since the determination circuit 12 determines ω L = 0 before the operation of the load is started, the switch S1 of the dead speed compensation circuit 11 is switched to the contact 1 side, and the motor speed ω M is applied to the + and − input terminals of the subtractor 13. Is input, the signal input from the subtractor 13 to the subtractor of the speed amplifier is 0. In this case, since the load speed ω L is also 0, there is no output from the differential speed amplifier 81, and the multi-inertia system 6 is controlled by the torque command from the speed amplifier 2.
【0020】負荷が動作を始めると、判定回路12がω
L≠0を判定して、スイッチS1を接点2側に切り替え
る。このときスイッチS1はラッチ機能により負荷動作
直前のモータ速度ωMOを保持しているので、減算器13
が出力するモータ速度は(ωM−ωMO)となる。この場
合差速演算器82で負荷速度ωLと減算器13からの信
号(ωM−ωMO)の差が演算されゲイン回路83で増幅
され、差速トルク指令として加算器4で速度アンプ2か
らのトルク指令に加算される。しかして多慣性システム
6は差速度フィードバック制御される。When the load starts to operate, the decision circuit 12 makes ω
When L ≠ 0 is determined, the switch S1 is switched to the contact 2 side. At this time, since the switch S1 holds the motor speed ω MO immediately before the load operation by the latch function, the subtractor 13
The motor speed output by is (ω M −ω MO ). In this case, the difference speed calculator 82 calculates the difference between the load speed ω L and the signal (ω M −ω MO ) from the subtractor 13, and the gain circuit 83 amplifies the difference. Is added to the torque command from. The multi-inertia system 6 is then differentially speed feedback controlled.
【0021】この実施例によれば、差速フィードバック
信号に負荷動作開始直前のモータ速度分が含まれないの
で、歯車のバックラッシュや油圧エレベータのデッドス
ピードの影響を受けることがない。According to this embodiment, since the differential speed feedback signal does not include the motor speed immediately before the start of the load operation, there is no influence of gear backlash or hydraulic elevator dead speed.
【0022】実施例2
図2において、2は速度指令ωSとシステムの負荷速度
ωLとの偏差を増幅して多慣性系システム6を制御する
トルク指令を出力する速度アンプ、21は差速度フィー
ドバック系を構成する差速アンプ、4は差速アンプ21
からの差速度フィードバック信号をトルク指令に加える
加算器、24は差速アンプに接続された差速補償器であ
る。Embodiment 2 In FIG. 2, 2 is a speed amplifier for amplifying the deviation between the speed command ω S and the system load speed ω L to output a torque command for controlling the multi-inertia system 6, and 21 is a differential speed. Differential speed amplifier constituting a feedback system, 4 is a differential speed amplifier 21
An adder for adding the differential speed feedback signal from the to the torque command, and 24 is a differential speed compensator connected to the differential speed amplifier.
【0023】差速アンプ21は、負荷速度ωLとモータ
速度ωMの差速を演算する差速演算器22とこの差速を
増幅するゲイン回路23とからなり、差速補償器24は
差速演算器22の出力信号を積分して差速演算器22に
フィードバックして差速を補償するように構成されてい
る。The differential speed amplifier 21 comprises a differential speed calculator 22 for calculating the differential speed between the load speed ω L and the motor speed ω M , and a gain circuit 23 for amplifying this differential speed. The output signal of the speed calculator 22 is integrated and fed back to the speed difference calculator 22 to compensate for the speed difference.
【0024】この実施例の動作について説明する。差速
補償器24は差速演算器22で求めた差速を積分してそ
の出力信号を差速演算器にフィードバックする。差速補
償器24の積分時定数は振動抑制特性に影響を与えない
ような振動周波数に対して十分長い時定数とし、必要な
定常差速のみを補償しうるようにしてあるので、上記フ
ィードバックによりデッドスピードおよび必要な差速分
が補償できる。従ってこの差速補償された差速信号をゲ
イン回路23で増幅し、加算器4へフィードバックして
速度アンプ2の出力に加算することで、多慣性系システ
ム6を負荷の定常速度偏差のない制御することができ
る。The operation of this embodiment will be described. The differential speed compensator 24 integrates the differential speed calculated by the differential speed calculator 22 and feeds back the output signal to the differential speed calculator. The integral time constant of the differential speed compensator 24 is set to a time constant that is sufficiently long with respect to the vibration frequency that does not affect the vibration suppression characteristic, so that only the required steady differential speed is compensated. The dead speed and necessary differential speed can be compensated. Therefore, the differential speed signal subjected to the differential speed compensation is amplified by the gain circuit 23, fed back to the adder 4 and added to the output of the speed amplifier 2, so that the multi-inertia system 6 is controlled without a steady speed deviation of the load. can do.
【0025】実施例3
図3について、2は速度指令ωSと負荷速度ωLとの偏差
を増幅して多慣性系システム6を制御するトルク指令を
出力する速度アンプ、11及び21は差速度フィードバ
ック系を構成するデッドスピード補償回路及び差速アン
プ、4はトルク指令に差速度フィードバック系からの信
号を加える加算器、24は差速アンプ21に接続された
差速補償器である。Embodiment 3 Referring to FIG. 3, 2 is a speed amplifier for amplifying the deviation between the speed command ω S and the load speed ω L to output a torque command for controlling the multi-inertia system 6, and 11 and 21 are differential speeds. A dead speed compensating circuit and a differential speed amplifier forming a feedback system, 4 is an adder for adding a signal from the differential speed feedback system to a torque command, and 24 is a differential speed compensator connected to the differential speed amplifier 21.
【0026】デッドスピード補償回路11と、差速アン
プ21及び差速補償器24はそれぞれ実施例1のデッド
スピード補償回路と、実施例2の差速アンプ及び差速補
償器と同じく構成されているので、同一構成部分は、同
一符号を付してその重複する説明を省略する。The dead speed compensating circuit 11, the differential speed amplifier 21 and the differential speed compensator 24 are respectively constructed similarly to the dead speed compensating circuit of the first embodiment and the differential speed amplifier and the differential speed compensator of the second embodiment. Therefore, the same components will be assigned the same reference numerals and overlapping description will be omitted.
【0027】次に、この実施例の動作について説明す
る。負荷動作開始判定回路12は負荷速度ωLと0値と
を比較してωL=0の場合はスイッチS1を接点1側に
切り替えて、減算器13の出力を0にする。この場合、
差速演算器22に入力する負荷速度ωL及びモータ速度
ωMは共に0となるので、差速度アンプ21から加算器
4への出力信号は0となり、差速度フィードバックは働
かないので、多慣性系システム6は速度アンプ2の出力
するトルク指令で制御される。Next, the operation of this embodiment will be described. The load operation start determination circuit 12 compares the load speed ω L with a zero value, and when ω L = 0, switches the switch S1 to the contact 1 side and sets the output of the subtractor 13 to 0. in this case,
Since the load speed ω L and the motor speed ω M input to the differential speed calculator 22 are both 0, the output signal from the differential speed amplifier 21 to the adder 4 is 0, and the differential speed feedback does not work, so the multi-inertia The system 6 is controlled by the torque command output from the speed amplifier 2.
【0028】負荷速度が増加し、負荷動作開始判定回路
12がωL≠0を判定すると、スイッチS1が接点2側
に切り替えられる。スイッチS1はラッチ動作して負荷
開始直前のモータ速度ωMOを保持するので、減算器13
はデッドスピード分の補償をしたモータ速度(ωM−ω
MO)を差速演算器12に出力する。差速演算器22は負
荷速度ωLとモータ速度(ωM−ωMO)の差速演算をす
る。この差速は差速補償器24により積分されて差速演
算器22にフィードバックされてデッドスピード及び必
要な差速分か補償される。When the load speed increases and the load operation start determination circuit 12 determines ω L ≠ 0, the switch S1 is switched to the contact 2 side. Since the switch S1 latches and holds the motor speed ω MO immediately before the load starts, the subtractor 13
Is the motor speed compensated for the dead speed (ω M −ω
MO ) is output to the differential speed calculator 12. The differential speed calculator 22 calculates the differential speed between the load speed ω L and the motor speed (ω M −ω MO ). This differential speed is integrated by the differential speed compensator 24 and fed back to the differential speed calculator 22 to compensate for the dead speed and the required differential speed.
【0029】この補償された補償分がゲイン回路23で
増幅され加算器4に出力されるので、歯車のバックラッ
シュや油圧エレベータのデッドスピードの影響も、負荷
の定常速度の発生もない差速フィードバック制御ができ
る。Since the compensated compensation amount is amplified by the gain circuit 23 and output to the adder 4, there is no influence of gear backlash, dead speed of the hydraulic elevator, and steady-state speed of the load. You can control.
【0030】実施例4
図4について、2は速度指令ωSと負荷速度ωLとの偏差
を増幅して多慣性系システムを制御するトルク指令を出
力する速度アンプ、41及び46は差速度フィードバッ
ク系を構成するデッドスピード補償回路及び差速アン
プ、4はトルク指令に差速度フィードバック系からの信
号加える加算器、49は差速アンプに接続された差速補
償器である。Embodiment 4 Referring to FIG. 4, 2 is a speed amplifier for amplifying the deviation between the speed command ω S and the load speed ω L to output a torque command for controlling the multi-inertia system, and 41 and 46 are differential speed feedbacks. A dead speed compensating circuit and a differential speed amplifier constituting the system, 4 is an adder for adding a signal from a differential speed feedback system to a torque command, and 49 is a differential speed compensator connected to the differential speed amplifier.
【0031】デッドスピード補償回路41は、多慣性系
システムの負荷速度ωLを微分し負荷加速度を出力する
微分器42と、この負荷加速度△ωLから負荷加速開始
を判定する負荷加減速開始判定回路43と、後段の差速
アンプ46の差速演算器47からの差速度ωdifから速
度一致の判定をする差速判定回路44と、判定回路4
3,44の判断結果が△ω=0,ωdif=0と、△ω≠
0又はωdif≠0で接点がa又はbに切り替えられる信
号のラッチ機能を有する切替スイッチS4と、モータ速
度ωMと切替スイッチS4に保持されたモータ速度信号
の差を検出して後段差速アンプ46に出力する減算器4
5で構成されている。The dead speed compensation circuit 41 includes a differentiator 42 that differentiates the load speed ω L of the multi-inertia system to output the load acceleration, and a load acceleration / deceleration start determination that determines the load acceleration start from the load acceleration Δω L. The circuit 43, the differential speed determination circuit 44 that determines the speed matching from the differential speed ω dif from the differential speed calculator 47 of the differential speed amplifier 46 in the subsequent stage, and the determination circuit 4
The judgment results of 3,44 are Δω = 0, ω dif = 0, and Δω ≠
0 or ω dif ≠ 0, the changeover switch S4 having a latching function of a signal whose contact is changed over to a or b, and the rear step speed by detecting the difference between the motor speed ω M and the motor speed signal held by the changeover switch S4. Subtractor 4 that outputs to amplifier 46
It is composed of 5.
【0032】また、差速アンプ46は、負荷速度ωLと
前段の減算器45からの補償されたモータ速度信号との
差を演算する差速演算器47と演算された差速を増幅し
て加算器に出力するゲイン回路48からなり、差速補償
器49は差速演算器47で演算した差速を積分して差速
演算器47にフィードバックし、前段のスイッチS4が
接点a側に切り替わるときクリアされるように構成され
ている。The differential speed amplifier 46 amplifies the calculated differential speed with a differential speed calculator 47 for calculating the difference between the load speed ω L and the compensated motor speed signal from the subtractor 45 at the preceding stage. The differential speed compensator 49 integrates the differential speed calculated by the differential speed calculator 47 and feeds it back to the differential speed calculator 47, and the switch S4 at the preceding stage is switched to the contact a side. It is configured to be cleared when.
【0033】この実施例の動作について説明する。速度
アンプ2は速度指令ωSと負荷速度ωLとの偏差を増幅し
て加算器4を介して多慣性系システム6を制御する。減
速開始判定回路78は微分器で負荷速度ωLを微分した
加速度△ωLの△ωL=0,△ωL≠0を判定する。又差
速度判定回路44は差速演算器47からの差速ωdifの
△ωdif=0,△ωdif≠0を判定する。これら判定結果
が△ωL=0,△ωdif=0の場合は、スイッチS4を接
点a側に入れ、差速補償器49をクリアすると共に減算
器45の出力を0として差速演算器47に入力するモー
タ速度を0にする。したがって、負荷速度ωLの0の間
は差速アンプ46の出力は0となり、多慣性系システム
6は速度アンプ2の出力する速度指令で制御される。The operation of this embodiment will be described. The speed amplifier 2 amplifies the deviation between the speed command ω S and the load speed ω L and controls the multi-inertia system 6 via the adder 4. Deceleration start determination circuit 78 determines △ ω L = 0, △ ω L ≠ 0 the acceleration △ omega L obtained by differentiating the load velocity omega L in the differentiator. The differential speed determination circuit 44 also determines whether the differential speed ω dif from the differential speed calculator 47 is Δω dif = 0, Δω dif ≠ 0. When these determination results are Δω L = 0 and Δω dif = 0, the switch S4 is put on the contact a side to clear the differential speed compensator 49 and set the output of the subtractor 45 to 0 to set the differential speed calculator 47. Input the motor speed to 0. Therefore, the output of the differential speed amplifier 46 is 0 while the load speed ω L is 0, and the multi-inertia system 6 is controlled by the speed command output from the speed amplifier 2.
【0034】負荷が加速度を始めると判定回路43が△
ωL≠0の判定をするのでスイッチS1が接点b側に切
り替わる。スイッチS1はこの切替直前のモータ速度ω
LOをラッチするので、加速度後は減算器45からデッド
スピード分の偏差補償されたモータ速度(ωM−ωM0)
が差速演算器47に入力する。差速演算器47は負荷速
度ωLとモータ速度(ωM−ωMO)の差速演算をする。こ
の差速は差速補償器49により積分されて差速演算器4
7にフィードバックされてデッドスピード及び必要な差
速分が補償される。この差速分はゲイン回路48で増幅
され加算器4に差速トルク信号を出力し、差速度フィー
ドバック制御をする。When the load starts accelerating, the decision circuit 43
Since it is determined that ω L ≠ 0, the switch S1 is switched to the contact b side. The switch S1 controls the motor speed ω immediately before this switching.
Since LO is latched, after acceleration, the motor speed (ω M −ω M0 ) compensated for the dead speed deviation from the subtractor 45.
Is input to the differential speed calculator 47. The differential speed calculator 47 calculates the differential speed between the load speed ω L and the motor speed (ω M −ω MO ). This differential speed is integrated by the differential speed compensator 49 to obtain the differential speed calculator 4
It is fed back to 7 to compensate the dead speed and the necessary differential speed. The differential speed component is amplified by the gain circuit 48 and a differential speed torque signal is output to the adder 4 to perform differential speed feedback control.
【0035】この実施例によれば、負荷速度から負荷加
速の有無の判定をすると共に、差速演算出力の有無の判
定をしてスイッチS4の切り替えと差速補償器のクリア
をしているので実施例3の場合より差速度制御がより確
実となる。According to this embodiment, the presence or absence of load acceleration is determined from the load speed, and the presence or absence of differential speed calculation output is determined to switch the switch S4 and clear the differential speed compensator. The differential speed control becomes more reliable than in the case of the third embodiment.
【0036】実施例5
図5について、2は速度指令ωSと負荷速度ωLとの偏差
を増幅してトルク指令を出力する速度アンプ、3は速度
アンプからのトルク指令の位相を変える位相進み遅れ回
路、4はこの位相進み遅れ回路からのトルク指令に差速
度フィードバック系からの信号を加算する加算器、6は
加算器4からのトルク指令により制御される多慣性系シ
ステム、11と21及び24は差速フィードバック系を
構成するデッドスピード補償回路と差速アンプ及び差速
補償回路である。Fifth Embodiment Referring to FIG. 5, 2 is a speed amplifier that amplifies the deviation between the speed command ω S and the load speed ω L to output a torque command, and 3 is a phase advance that changes the phase of the torque command from the speed amplifier. A delay circuit, 4 is an adder for adding the signal from the differential speed feedback system to the torque command from the phase advance / delay circuit, 6 is a multi-inertia system controlled by the torque command from the adder 4, 11 and 21, and Reference numeral 24 is a dead speed compensating circuit, a differential speed amplifier and a differential speed compensating circuit which constitute a differential speed feedback system.
【0037】この実施例は実施例3の速度アンプ2とが
加算器4との間に従来図9同様に位相進み遅れ回路3を
設けた構成となっているので、実施例3のものより、よ
り振動的な負荷に対しても振動抑制することが可能にな
る。In this embodiment, the speed amplifier 2 of the third embodiment and the adder 4 are provided with the phase advance / delay circuit 3 as in FIG. It is possible to suppress vibration even for a more vibrational load.
【0038】なお、この実施例は、実施例3の回路に位
相進み遅れ回路3を設けたものとなっているが、実施例
1または2あるいは4の回路にも位相進み遅れ回路を施
すことができることはいうもでもない。In this embodiment, the phase advance / delay circuit 3 is provided in the circuit of the third embodiment, but the phase advance / delay circuit may be provided in the circuit of the embodiment 1, 2 or 4. It goes without saying that you can do it.
【0039】実施例6
図6について、2は速度指令ωSと負荷速度ωLとの偏差
を増幅してトルク指令を出力する速度アンプ、3はこの
トルク指令の位相を変える位相進み遅れ回路、11と2
1及び24は差速度フィードバック系を構成するデッド
スピード補償回路と差速アンプ及び差速補償器、4は位
相進み遅れ回路3からのトルク指令に差速アンプ21か
らの差速フィードバック信号を加算する加算器、5はこ
の加算器に接続された加算器、61は加算器5の出力が
入力し加算器に外乱抑制信号を出力する外乱抑制回路
で、多慣性系システム6は加算器5の出力信号で制御さ
れるようになっている。Embodiment 6 Referring to FIG. 6, 2 is a speed amplifier for amplifying the deviation between the speed command ω S and the load speed ω L to output a torque command, and 3 is a phase advance / delay circuit for changing the phase of this torque command, 11 and 2
Reference numerals 1 and 24 denote a dead speed compensating circuit, a differential speed amplifier and a differential speed compensator, which constitute a differential speed feedback system, and 4 adds a differential speed feedback signal from a differential speed amplifier 21 to a torque command from a phase lead / lag circuit 3. An adder 5 is an adder connected to this adder, 61 is a disturbance suppression circuit that receives the output of the adder 5 and outputs a disturbance suppression signal to the adder, and the multi-inertia system 6 outputs the output of the adder 5. It is controlled by signals.
【0040】外乱抑制回路61は、加算器5の出力と回
路61の出力との差をとる減算器62と、この減算器の
出力信号で制御されるモータモデル63と、このモータ
モデルの出力信号とモータ速度ωMとの差をとる減算器
64と、加算器5及び減算器62に出力するオブサーバ
ゲイン65で構成されている。しかして外乱抑制回路6
1は減算器62によりトルク指令を検出してモータモデ
ル63を制御し、モータモデルの速度とシステムのモー
タ速度との差を減算器64でとり、オブサーバゲイン6
5を制御しその出力を加算器5に出力してトルク指令に
加え、モータ速度ωMがモータモデルの速度と等しくな
るように制御しているので、外乱が抑制される。The disturbance suppression circuit 61 has a subtracter 62 that takes the difference between the output of the adder 5 and the output of the circuit 61, a motor model 63 controlled by the output signal of this subtractor, and an output signal of this motor model. And a motor speed ω M, and a subtractor 64 for obtaining the difference between the motor speed ω M and the motor speed ω M, and an observer gain 65 for output to the adder 5 and the subtractor 62. Then the disturbance suppression circuit 6
The subtracter 62 detects the torque command by the subtractor 62 to control the motor model 63, and the subtracter 64 calculates the difference between the motor model speed and the system motor speed.
5, the output is output to the adder 5 and added to the torque command, and the motor speed ω M is controlled to be equal to the speed of the motor model. Therefore, disturbance is suppressed.
【0041】この実施例は実施例5に外乱抑制回路61
を加えた構成となっているので、実施例5のものより外
乱の影響が少なくなる。In this embodiment, the disturbance suppression circuit 61 is the same as the fifth embodiment.
The influence of disturbance is less than that of the fifth embodiment.
【0042】なお、外乱抑制回路を設けているので、速
度アンプ2として比例項のみのアンプを使用することが
できる。Since the disturbance suppression circuit is provided, it is possible to use an amplifier having only a proportional term as the speed amplifier 2.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【0044】(1)多慣性系の制御において振動抑制の
ため差速フィードバックを適用しても、歯車のバックラ
ッシュや油圧エレベータ等のテッドスピードの影響によ
り急激な負荷の速度変化を引き起こすことなく速やかな
加速を行うことができる。(1) Even if differential speed feedback is applied to control vibration in multi-inertia system control, it does not cause a sudden load speed change due to the influence of gear backlash or the ted speed of the hydraulic elevator, etc. You can perform various accelerations.
【0045】(2)多慣性系の制御において振動抑制の
ため差速フィードバックを適用しても、負荷の定常速度
偏差を発生することなく良好な速度制御を行うことがで
きる。(2) Even if differential speed feedback is applied to suppress vibration in control of a multi-inertia system, good speed control can be performed without generating a steady speed deviation of the load.
【0046】(3)多慣性系の制御において振動抑制の
ために差速フィードバックを適用しても速度アンプと差
速アンプとの間の共振による振動を発生することのない
速度制御を行うことができる。(3) It is possible to perform speed control without generating vibration due to resonance between the speed amplifier and the differential speed amplifier even if differential speed feedback is applied to suppress vibration in the control of the multi-inertia system. it can.
【0047】(4)速度アンプや差速アンプの不必要な
飽和やオーバーフローを起こすことなく速度制御を行う
ことができる。(4) Speed control can be performed without causing unnecessary saturation or overflow of the speed amplifier or differential speed amplifier.
【図1】実施例1を示す制御ブロック回路図。FIG. 1 is a control block circuit diagram showing a first embodiment.
【図2】実施例2を示す制御ブロック回路図。FIG. 2 is a control block circuit diagram showing a second embodiment.
【図3】実施例3を示す制御ブロック回路図。FIG. 3 is a control block circuit diagram showing a third embodiment.
【図4】実施例4を示す制御ブロック回路図。FIG. 4 is a control block circuit diagram showing a fourth embodiment.
【図5】実施例5を示す制御ブロック回路図。FIG. 5 is a control block circuit diagram showing a fifth embodiment.
【図6】実施例6を示す制御ブロック回路図。FIG. 6 is a control block circuit diagram showing a sixth embodiment.
【図7】多慣性系を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing a multi-inertia system.
【図8】従来例を示す制御ブロック回路図。FIG. 8 is a control block circuit diagram showing a conventional example.
【図9】他の従来例を示す制御ブロック回路図。FIG. 9 is a control block circuit diagram showing another conventional example.
2…速度アンプ
3…位相進み遅れ補償回路
6…多慣性系システム
11…デッドスピード補償回路
12…負荷動作開始判定回路(比較器)
21…差速アンプ
22…差速演算器
23…ゲイン回路
24…差速補償器
41…デッドスピード補償回路
42…微分器
43…負荷加減速開始判定回路(比較器)
44…差速判定回路
45…減算器
46…差速アンプ
47…差速演算器
48…ゲイン回路
49…差速補償器
61…外乱抑制回路
63…モータモデル
65…オブサーバゲイン
71〜73…弾性軸
81…差速アンプ
83…ゲイン回路
S1,S4…ラッチ機能を有する切替スイッチ(ラッチ
回路)
M…モータ
L1〜L3…負荷2 ... Speed amplifier 3 ... Phase lead / lag compensation circuit 6 ... Multi-inertia system 11 ... Dead speed compensation circuit 12 ... Load operation start determination circuit (comparator) 21 ... Differential speed amplifier 22 ... Differential speed calculator 23 ... Gain circuit 24 ... differential speed compensator 41 ... dead speed compensation circuit 42 ... differentiator 43 ... load acceleration / deceleration start judgment circuit (comparator) 44 ... differential speed judgment circuit 45 ... subtractor 46 ... differential speed amplifier 47 ... differential speed calculator 48 ... Gain circuit 49 ... Differential speed compensator 61 ... Disturbance suppression circuit 63 ... Motor model 65 ... Observer gain 71-73 ... Elastic shaft 81 ... Differential speed amplifier 83 ... Gain circuits S1, S4 ... Changeover switch having latch function (latch circuit) ) M ... Motors L1 to L3 ... Load
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02P 5/00 H02P 6/00 - 6/24 G05D 13/00 - 13/66 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 5/408-5/412 H02P 7/628-7/632 H02P 21/00 H02P 5/00 H02P 6 / 00-6/24 G05D 13/00-13/66
Claims (7)
令を発生する速度アンプと、負荷速度からモータ速度を
減算する差速演算器とその出力を増幅して差速トルク指
令を出力するゲイン回路からなる差速アンプと、速度ア
ンプ出力と差速アンプ出力とを加算してトルク指令とす
る加算器とを有する多慣性系速度制御回路において、 負荷速度が0であるか否かを判断する比較器と、 この比較器により制御され負荷速度が0のときはモータ
速度を出力し負荷速度が0でなくなったときその直前の
モータ速度をラッチして出力するラッチ回路と、 モータ速度からラッチ回路の出力を減算して補正された
モータ速度を差速演算器に出力する減算器と、を設け、
差速演算器が負荷速度から補正されたモータ速度を減算
するようにしたことを特徴とした速度制御回路。1. A speed amplifier for generating a torque command by comparing a speed command and a load speed, a differential speed calculator for subtracting the motor speed from the load speed, and a gain for amplifying the output and outputting a differential speed torque command. In a multi-inertial speed control circuit having a differential speed amplifier composed of a circuit and an adder for adding a speed amplifier output and a differential speed amplifier output to obtain a torque command, it is determined whether or not the load speed is 0. A comparator, a latch circuit controlled by this comparator, which outputs the motor speed when the load speed is 0, and which latches and outputs the motor speed immediately before the load speed when it is no longer 0, and a latch circuit from the motor speed. And a subtracter for outputting the corrected motor speed to the differential speed calculator by subtracting the output of
A speed control circuit characterized in that the differential speed calculator subtracts the corrected motor speed from the load speed.
令を発生する速度アンプと、負荷速度からモータ速度を
減算する差速演算器とその出力を増幅して差速トルク指
令を出力するゲイン回路からなる差速アンプと、速度ア
ンプ出力と差速アンプ出力を加算してトルク指令とする
加算器とを有する多慣性系速度制御回路において、 差速演算器の出力を積分して差速演算器にフィードバッ
クする積分器を設け、差速演算器が負荷速度からモータ
速度と積分器の出力を減算するようにしたことを特徴と
した速度制御回路。2. A speed amplifier for generating a torque command by comparing a speed command and a load speed, a differential speed calculator for subtracting the motor speed from the load speed, and a gain for amplifying the output and outputting a differential speed torque command. In a multi-inertial speed control circuit that has a differential speed amplifier consisting of a circuit, and an adder that adds the speed amplifier output and the differential speed amplifier output as a torque command, integrates the output of the differential speed calculator to calculate the differential speed The speed control circuit is characterized in that an integrator that feeds back to the device is provided, and the differential speed calculator subtracts the motor speed and the output of the integrator from the load speed.
令を発生する速度アンプと、負荷速度からモータ速度を
減算する差速演算器とその出力を増幅して差速トルク指
令を出力するゲイン回路からなる差速アンプと、速度ア
ンプ出力と差速アンプ出力とを加算してトルク指令とす
る加算器とを有する多慣性系速度制御回路において、 負荷速度が0であるか否かを判定する比較器と、 負荷速度が0のときはモータ速度を出力し負荷速度が0
でなくなったときにはその直前のモータ速度をラッチし
て出力するラッチ回路と、 モータ速度からラッチ回路の出力を減算しその信号を補
正されたモータ速度として差速演算器に出力する減算器
と、 差速演算器の出力を積分して差速演算器にフィードバッ
クする積分器と、を設け、差速演算器が負荷速度から補
正されたモータ速度と積分器の出力を減算するようにし
たことを特徴とした速度制御回路。3. A speed amplifier for generating a torque command by comparing a speed command and a load speed, a differential speed calculator for subtracting the motor speed from the load speed, and a gain for amplifying the output and outputting a differential speed torque command. In a multi-inertial system speed control circuit having a differential speed amplifier composed of a circuit and an adder for adding a speed amplifier output and a differential speed amplifier output to obtain a torque command, it is determined whether or not the load speed is 0. When the load speed is 0, the comparator outputs the motor speed and the load speed becomes 0.
When it is no longer, the latch circuit that latches and outputs the motor speed immediately before that, and the subtractor that subtracts the output of the latch circuit from the motor speed and outputs the signal as the corrected motor speed to the differential speed calculator, An integrator that integrates the output of the speed calculator and feeds it back to the differential speed calculator is provided, and the differential speed calculator subtracts the corrected motor speed and the output of the integrator from the load speed. And speed control circuit.
令を発生する速度アンプと、負荷速度からモータ速度を
減算する差速演算器とその出力を増幅して差速トルク指
令を出力するゲイン回路からなる差速アンプと、速度ア
ンプ出力と差速アンプ出力とを加算してトルク指令とす
る加算器とを有する多慣性系速度制御回路において、 負荷速度を微分して負荷の加速度を演算する微分器と、 微分器の出力が0であるか否かを判定する第1の比較器
と、 差速演算器の出力が0であるか否かを判定する第2の比
較器と、 第1及び第2の比較器が共に0を判定したときはモータ
速度を出力し第1又は第2の比較器が0でないことを判
定したときはその直前のモータ速度をラッチして出力す
るラッチ回路と、 モータ速度からラッチ回路の出力を減算しその信号を補
正されたモータ速度として差速演算器に出力する減算器
と、 差速演算器の出力を積分して差速演算器にフィードバッ
クし第1及び第2の比較器が共に0を判定したときにク
リアされる積分器と、を設け、差速演算器が負荷速度か
ら補正されたモータ速度と積分器の出力を減算するよう
にしたことを特徴とした速度制御回路。4. A speed amplifier for generating a torque command by comparing a speed command and a load speed, a differential speed calculator for subtracting the motor speed from the load speed, and a gain for amplifying the output and outputting a differential speed torque command. In a multi-inertial speed control circuit that has a differential speed amplifier consisting of a circuit and an adder that adds the speed amplifier output and the differential speed amplifier output to generate a torque command, differentiate the load speed to calculate the load acceleration. A differentiator, a first comparator that determines whether the output of the differentiator is 0, a second comparator that determines whether the output of the differential speed calculator is 0, and a first comparator And a latch circuit that outputs the motor speed when both the second comparators determine 0, and latches and outputs the motor speed immediately before that when the first or second comparator determines not 0. Subtract the output of the latch circuit from the motor speed The signal of is output to the differential speed calculator as the corrected motor speed, and the output of the differential speed calculator is integrated and fed back to the differential speed calculator, and both the first and second comparators judge 0. A speed control circuit, wherein an integrator which is cleared when the above is performed is provided, and the differential speed calculator subtracts the corrected motor speed and the output of the integrator from the load speed.
度制御回路において、速度アンプと加算器との間に位相
進み遅れ回路を接続したことを特徴とする速度制御回
路。5. The speed control circuit according to claim 1, 2 or 3 or 4, wherein a phase lead / lag circuit is connected between the speed amplifier and the adder.
載の速度制御回路において、加算器の出力側回路に外乱
抑制回路を接続したことを特徴とする速度制御回路。6. The speed control circuit according to claim 1, 2 or 3 or 4 or 5, wherein a disturbance suppression circuit is connected to an output side circuit of the adder.
て、速度アンプを比例アンプとしたことを特徴とする速
度制御回路。7. The speed control circuit according to claim 6, wherein the speed amplifier is a proportional amplifier.
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JP16321795A JP3427576B2 (en) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Speed control circuit |
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