JPH03207283A - Method of generating signal of input setting controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To arrest overshoot and chattering by performing variable manipula tion of input command setting according to the amount of deviation and limiting the deviation within a certain range of amounts. CONSTITUTION:The speed system of a motor 2 having a PI controller 1 has an input setting controller 3. The input setting controller 3 asserts deviation (e) between an input command N* and rotation frequency N as a quantity of state and produces final command input N** according to the condition of the deviation (e). If the amount of the deviation (e) exceeds the specified threshold alpha, the acceleration and deceleration is stopped with the unit addition quantity A of a ramp function zero. If the amount is equal to or less than the threshold alpha, output, which is the sum of an addition quantity beta as the thresh old made to be the unit addition quantity A and the present final command input N**, is obtained. Thereby the acceleration and deceleration can be regulat ed depending on whether the amount of the deviation (e) is larger or smaller than the threshold alpha.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電動機速度制御系または電動機位置制御系への
入力指令を得て入力指令設定操作を行う入力設定制御器
の信号発生方法番こ関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a signal generation method for an input setting controller that obtains an input command to a motor speed control system or a motor position control system and performs an input command setting operation. It is something.

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕一般に、
電動機速度制御系または電動機位置制御系においては、
入力指令の急変時に加減速をゆるやかにするため加減速
時間を設定し、ランプ関数的に最終指令入力を与える入
力設定制御が行われている。[Problems to be solved by conventional techniques and inventions] Generally,
In motor speed control system or motor position control system,
Input setting control is performed in which an acceleration/deceleration time is set in order to make acceleration/deceleration gentle when an input command suddenly changes, and a final command input is given in the form of a ramp function.

また、可変構造ＰＩ制御部を有する制御系の場合も、状
ｎｔとの偏差が大きいものとなれば、スライディングモ
ードの切替線と差が大きくなり、可変構造ＰＩ制御の欠
点であるチャタリングを生じ、速度制御または位置制御
上応答の面で支障をきたす。このチャタリングを軽減す
るため、フィードフォワード補償部を備えて偏差を少な
くする方法もあるが、補償部の制御応答遅れ等のため完
全に偏差をなくすことはできず、オーバーシュート量が
大になったりしてしまう。In addition, in the case of a control system having a variable structure PI control section, if the deviation from the state nt is large, the difference with the switching line of the sliding mode becomes large, causing chattering, which is a drawback of variable structure PI control. This causes problems in speed control or position control response. In order to reduce this chattering, there is a method to reduce the deviation by providing a feedforward compensator, but due to the control response delay of the compensator, it is not possible to completely eliminate the deviation, and the amount of overshoot becomes large. Resulting in.

かように、電動機の速度制御系または位置制御系をなす
制御対象の運転においては、指令と状態量との偏差１が
大きくなれば、制御対象の状態量である速度または位置
がオーバーシーートやチャタリング現象をきたし、使用
上不具合となっていた。また偏差が大きくなれば、制御
系にあって積分演算飽和や制御リミ、夕等によるワイン
ドアップ現象を起こし、制御上支障となっていた。In this way, in the operation of a controlled object that constitutes the speed control system or position control system of an electric motor, if the deviation 1 between the command and the state quantity becomes large, the speed or position, which is the state quantity of the controlled object, may be oversheeted or This caused a chattering phenomenon, which caused problems in use. In addition, if the deviation becomes large, wind-up phenomena such as integral calculation saturation, control limit, and evening events occur in the control system, which causes problems in control.

〔課題を解決するための手段と作用〕 本発明は上述したような点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、偏差量を大きくさせないため
入力指令に対して、この偏差量の大きさにより入力指令
設定の可変操作を行い、偏差量をある一定量内〈抑制し
て制御された最終指令入力を発生する格別な装置を実現
し得る方法を提供するものである。[Means and effects for solving the problem] The present invention has been made in view of the above points, and
The purpose of this is to perform variable operation on the input command setting according to the size of the input command in order to prevent the deviation amount from increasing, and to suppress the deviation amount within a certain amount and achieve a controlled final result. A method is provided for realizing a special device for generating command inputs.

以下、本発明を図面に基づいて詳細説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

〔実　施　例〕〔Example〕

第１図は本発明の技術思想の理解を容易にするため表し
たＰＩ制御部を有する電動機速度系を示すもので、１は
ＰＩ制御部、２は制御対象、３は入力設定制御器である
。ｒは入力指令、炉１は最終指令入力、Ｃは偏差、Ｎは
回転数を示す。Fig. 1 shows a motor speed system having a PI control unit, which is shown to facilitate understanding of the technical idea of the present invention, where 1 is the PI control unit, 2 is the controlled object, and 3 is the input setting controller. . r is the input command, furnace 1 is the final command input, C is the deviation, and N is the rotation speed.

かかる電動機速度系は周知でありその詳細説明を省略し
、つぎに第２図および第３図を用いて機能説明を行う。Such a motor speed system is well known, and its detailed explanation will be omitted, and its functions will be explained next with reference to FIGS. 2 and 3.

ここに、第２図は各信号出力の特性を示し、第３図は入
力設定制御器の機能説明図である。Here, FIG. 2 shows the characteristics of each signal output, and FIG. 3 is a functional explanatory diagram of the input setting controller.

さて、第１図〜第３図においては、入力設定制御器３に
入力指令Ｎが４入られると、入力設定制御器３は一般的
には加減速時間Ｔ１の調整化より。Now, in FIGS. 1 to 3, when four input commands N are input to the input setting controller 3, the input setting controller 3 generally adjusts the acceleration/deceleration time T1.

最終指令人力Ｎ　を発生する。Generate final command manpower N.

ここで、入力設定制御器３は、入力指令Ｎと状態量とし
ての回転数Ｎとの偏差ｅを取り込み、偏差Ｃの状況に応
じた最終指令人力Ｎ　を発生する。Here, the input setting controller 3 takes in the deviation e between the input command N and the rotation speed N as a state quantity, and generates the final command human power N according to the situation of the deviation C.

すなわち、第３図（ａ）　、　（ｂ）に示したように、
偏差の大きさｌ已１がある一定のしきい値αを越えたと
きはラング関数の単位加算量（インクリメントｆ）人を
零とすればその加減速を中止する。偏差の大きさｌｅｔ
がしきい値α以下の場合は単位加算量Ａにつき、しきい
値としての加算量βにするものを現在の最終指令人力Ｎ
　に加算した出力を得るものである。こうすることによ
り、偏差の大きさｌｅｔがしきい値ａより大か小かによ
り、加減速が調整できること明らかである。That is, as shown in Figures 3(a) and (b),
When the magnitude of the deviation l exceeds a certain threshold value α, the acceleration/deceleration is stopped by setting the unit addition amount (increment f) of the Lang function to zero. deviation size let
If is less than the threshold value α, the current final command human power N is used to make the addition amount β as the threshold value for each unit addition amount A.
The output is obtained by adding . It is clear that by doing this, acceleration and deceleration can be adjusted depending on whether the magnitude of the deviation let is larger or smaller than the threshold value a.

ここで、しきい喧αは状態量である回転数Ｎの許容偏差
から決定可能であり、また加算量βは加減速指令の傾き
と比例するため、加減速の性能から決定できる。かよう
に偏差の大きさ１已１を、しきい値αよりやや小さい範
囲で、加算値βによってきまる加減速か可能となる最終
指令人力Ｎ　を発生することができる。このアルゴリズ
ムのフローチャートの一例を示すと第４図の如くである
。Here, the threshold value α can be determined from the allowable deviation of the rotational speed N, which is a state quantity, and since the addition amount β is proportional to the slope of the acceleration/deceleration command, it can be determined from the acceleration/deceleration performance. In this way, it is possible to generate the final command human power N that enables the acceleration/deceleration determined by the additional value β within a range slightly smaller than the threshold value α for the deviation size 1 × 1. An example of a flowchart of this algorithm is shown in FIG.

さらに、第５図は可変構造ＰＩ制御部を有する速度系を
示し、３′は入力設定制御器％４は可変構造ＰＩ制御部
である。ここに、可変構造ＰＩ制御部４は公知のもので
あってもよい。具体的には例えば、制御対象に指示値と
して入力される設定入力と該制御対象の状態量との偏差
をＰ（比例）およびＩ（積分）補償することにより、制
御対象の動作を安定化するＰＩ制御装置において、比例
ゲイン（Ｋｐ）および積分ゲイン（ＫＩ）を、幀記偏差
とその時間当たりの変化との関係からなる位相面、該位
相面に右ける該偏差の時間当たりの変化とスライディン
グモードの切替線との差に応じて変化さすものである。Furthermore, FIG. 5 shows a speed system having a variable structure PI control section, where 3' is an input setting controller and %4 is a variable structure PI control section. Here, the variable structure PI control section 4 may be of a known type. Specifically, for example, the operation of the controlled object is stabilized by compensating for P (proportional) and I (integral) deviations between the setting input input as an instruction value to the controlled object and the state quantity of the controlled object. In a PI control device, the proportional gain (Kp) and the integral gain (KI) are defined as a phase plane consisting of the relationship between the deviation and its change per time, a change in the deviation per time depending on the phase plane, and sliding. It changes according to the difference from the mode switching line.

かように第５図に示されるような速度制御系のものも、
第１図に示すものと同様に、入力設定制御器３′が機能
を奏する明らかである。In this way, the speed control system shown in Figure 5 also
It is clear that the input setting controller 3' functions similarly to that shown in FIG.

なお、スライディングモードによるチヤタリングが発生
する点は、偏差Ｃがある範囲内以下であればチャタリン
グによる制御系への影響は無視でき、かように偏差已が
大きくなるよう操作することにより、前述した如きオー
バーシュートやチャタリングを抑制することができる。The point where chattering occurs due to the sliding mode is that if the deviation C is within a certain range or less, the effect of chattering on the control system can be ignored, and by operating so that the deviation becomes large, as mentioned above, Overshoot and chattering can be suppressed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、入力指令を格別に
操作して状態量のオーバーシュートやチャタリングが、
抑制される制御系を構成可能な方法を提供できる。As explained above, according to the present invention, overshoot and chattering of state quantities can be prevented by specially manipulating input commands.
A method for configuring a control system to be suppressed can be provided.

また、設定急変時のショックレス対策が施され・運転特
性を向上し得る実用効果は極めて顕著なことは勿論であ
る。In addition, it goes without saying that the practical effect of providing shock-less countermeasures against sudden changes in settings and improving driving characteristics is extremely significant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の技術思想の理解を容易にするため表し
たＰＩ制御部を有する電動機速度系を示すブロック図、
第２図、第３図および第４図は本発明の説明のため示し
た各信号特性を示した図。 第３図は入力設定制御器の機能説明１図および第４図は
アルゴリズムのフローチャートの一例を示す図、第５図
は第１図に項して表した可変構造ＰＩ制御部を有する速
度系を示すプロ、り図である。 ｌ・・・・・−ＰＩ制御部、２・−・・・・制御対象、
３．３′・・・・・・入力設定制御器、４・・・・・・
可変構造ＰＩ制御部、＊＊＊ Ｎ・・・・・・入力指令、Ｎ　・・・・・・最終指令入
力、ε・・・・・・偏差、α・・・・・・しきい値、β
・・・・・・加算値。FIG. 1 is a block diagram showing a motor speed system having a PI control section, which is shown to facilitate understanding of the technical idea of the present invention.
FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 are diagrams showing respective signal characteristics for explaining the present invention. Fig. 3 is a functional explanation of the input setting controller Fig. 1 and Fig. 4 are diagrams showing an example of an algorithm flowchart, and Fig. 5 is a diagram showing a speed system having a variable structure PI control section as shown in Fig. 1. This is a professional diagram. 1...-PI control unit, 2...-Controlled object,
3.3'...Input setting controller, 4...
Variable structure PI control unit, *** N...Input command, N...Final command input, ε...Deviation, α...Threshold value, β
・・・・・・Additional value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １　電動機速度制御系または電動機位置制御系への入力
指令を得て入力指令設定操作を行いかつ最終指令入力を
発生する方法において、前記入力指令の急変時の加減速
設定を、該入力指令と制御対象の状態量との偏差量に対
して一定のしきい値を設定するとともに、偏差量がしき
い値を越えたときは加減速指令を中止し、かつしきい量
を越えないときは該偏差量に応じて可変とした最終指令
入力を発生させたことを特徴とする入力設定制御器の信
号発生方法。 ２　電動機速度制御系または電動機位置制御系への入力
指令を得て入力指令設定操作を行いかつ最終指令入力を
発生する方法において、制御対象の入力指令および該制
御対象の状態量との偏差量とその時間当たりの変化との
関係からなる位相面、該位相面における偏差量の時間当
たりの変化とスライディングモードの切替線との差に応
じて比例ゲイン（Ｋ＿ｐ）および積分ゲイン（Ｋ＿Ｉ）
を変化させる可変構造ＰＩ制御部を有する制御系に、該
偏差量に対して一定のしきい値を設定するとともに、偏
差量がしきい値を越えたときは加減速指令を中止し、か
つしきい値を越えないときは該偏差量に応じて可変とし
た最終指令入力を発生させたことを特徴とする入力設定
制御器の信号発生方法。[Scope of Claims] 1. In a method of obtaining an input command to a motor speed control system or a motor position control system, performing an input command setting operation, and generating a final command input, the acceleration/deceleration setting when the input command suddenly changes is , a certain threshold value is set for the deviation amount between the input command and the state quantity of the controlled object, and when the deviation amount exceeds the threshold value, the acceleration/deceleration command is stopped, and the threshold amount is A signal generation method for an input setting controller, characterized in that, when the deviation does not exceed the deviation amount, a final command input is generated that is variable according to the deviation amount. 2. In a method of obtaining an input command to a motor speed control system or a motor position control system, performing an input command setting operation, and generating a final command input, the amount of deviation between the input command of a controlled object and the state quantity of the controlled object is determined. A phase plane consisting of the relationship with the change per time, a proportional gain (K_p) and an integral gain (K_I) according to the difference between the change per time of the amount of deviation in the phase plane and the switching line of the sliding mode.
In a control system having a variable structure PI control unit that changes the amount of deviation, a certain threshold value is set for the amount of deviation, and when the amount of deviation exceeds the threshold value, acceleration/deceleration commands are stopped, and A signal generation method for an input setting controller, characterized in that when a threshold value is not exceeded, a final command input is generated that is variable according to the amount of deviation.