JPH0767297B2 - 軸振動抑制制御装置 - Google Patents
軸振動抑制制御装置Info
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- JPH0767297B2 JPH0767297B2 JP62281057A JP28105787A JPH0767297B2 JP H0767297 B2 JPH0767297 B2 JP H0767297B2 JP 62281057 A JP62281057 A JP 62281057A JP 28105787 A JP28105787 A JP 28105787A JP H0767297 B2 JPH0767297 B2 JP H0767297B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電動機と負荷機械、および電動機と負荷機
械とを機械的に結合する軸を含んだ制御対象の軸振動を
制御する軸振動抑制制御装置に関するものである。
械とを機械的に結合する軸を含んだ制御対象の軸振動を
制御する軸振動抑制制御装置に関するものである。
第３図は従来の軸振動抑制制御装置を示す制御ブロツク
図であり、図において、１は速度基準信号Nrefと速度フ
イードバツク信号Nfbとの偏差を求める第１の減算器、
２は第１の減算器１の出力信号ΔＮを入力とする速度制
御器、３は速度制御器２の出力信号iscと後述する補正
ゲイン回路10の電流指令補正信号Δiscとを加算する加
算器、４は加算器３の出力信号iaを入力とする電流指令
制限器、５は電流指令制限器４の出力信号Ｉを入力とす
る電流制御器、６は電流制御器５の出力信号によつて制
御される電動機，負荷，電動機と負荷とを結合する軸を
含んだ制御対象を示す。７は速度制御器２の出力信号i
scを入力とする電流制御器モデル、８は電流制御器モデ
ル７の出力信号を入力とする制御対象モデル、９は制
御対象モデル８の出力信号ωｍと制御対象６の出力であ
る速度フイードバツク信号Nfb（ωｒ）との偏差を求め
る第２の減算器、10は第２の減算器９の出力信号Δωを
入力として電流指令補正信号Δiscを出力する補正ゲイ
ン回路を示す。
図であり、図において、１は速度基準信号Nrefと速度フ
イードバツク信号Nfbとの偏差を求める第１の減算器、
２は第１の減算器１の出力信号ΔＮを入力とする速度制
御器、３は速度制御器２の出力信号iscと後述する補正
ゲイン回路10の電流指令補正信号Δiscとを加算する加
算器、４は加算器３の出力信号iaを入力とする電流指令
制限器、５は電流指令制限器４の出力信号Ｉを入力とす
る電流制御器、６は電流制御器５の出力信号によつて制
御される電動機，負荷，電動機と負荷とを結合する軸を
含んだ制御対象を示す。７は速度制御器２の出力信号i
scを入力とする電流制御器モデル、８は電流制御器モデ
ル７の出力信号を入力とする制御対象モデル、９は制
御対象モデル８の出力信号ωｍと制御対象６の出力であ
る速度フイードバツク信号Nfb（ωｒ）との偏差を求め
る第２の減算器、10は第２の減算器９の出力信号Δωを
入力として電流指令補正信号Δiscを出力する補正ゲイ
ン回路を示す。
次に、動作について説明する。
なお、速度基準信号Nrefと速度フイードバツク信号Nfb
との偏差を求める第１の減算器1,速度制御器2,電流指令
制限器4,電流制御器５を用いた制御対象６の回転数およ
びトルクを制御する速度制御系，電流制御系は、一般的
に用いられる方式であり、ここでは説明を省略する。
との偏差を求める第１の減算器1,速度制御器2,電流指令
制限器4,電流制御器５を用いた制御対象６の回転数およ
びトルクを制御する速度制御系，電流制御系は、一般的
に用いられる方式であり、ここでは説明を省略する。
速度制御器２の出力信号iscを、電流制御器５を模擬す
る電流制御器モデル７へ加えて演算することにより、実
際の制御対象６に加えられるトルクＴを出力信号とし
て模擬する。
る電流制御器モデル７へ加えて演算することにより、実
際の制御対象６に加えられるトルクＴを出力信号とし
て模擬する。
次に、模擬された出力信号を入力として制御対象モデ
ル８の演算を行ない、制御対象モデル８の演算結果であ
る回転（制御対象モデル８の回転）の出力信号（速度）
ωｍを得る。
ル８の演算を行ない、制御対象モデル８の演算結果であ
る回転（制御対象モデル８の回転）の出力信号（速度）
ωｍを得る。
ここで、制御対象モデル８は電動機と負荷とが軸を介さ
ずに直接結合しているものとしてモデル化したものであ
り、軸によるねじれ（軸振動）等のない理想的なモデル
である。
ずに直接結合しているものとしてモデル化したものであ
り、軸によるねじれ（軸振動）等のない理想的なモデル
である。
したがつて、制御対象モデル８の演算によつて求められ
た速度ωｍは、理想的な値であると考えられる。
た速度ωｍは、理想的な値であると考えられる。
次に、制御対象モデル８の速度ωｍと速度フイードバツ
ク信号（実際の速度）ωｒとの偏差（出力信号）Δωを
第２の減算器９で求める。この偏差Δωは理想的な速度
ωｍと実際の速度ωｒとの差であり、軸のねじれ（軸振
動）等の影響によるものである。
ク信号（実際の速度）ωｒとの偏差（出力信号）Δωを
第２の減算器９で求める。この偏差Δωは理想的な速度
ωｍと実際の速度ωｒとの差であり、軸のねじれ（軸振
動）等の影響によるものである。
次に、軸振動等によつて生じた理想的な速度ωｍと実際
の速度ωｒとの偏差Δωを補正するために必要な電流指
令補正信号Δiscを補正ゲイン回路10で求め、電流指令
補正信号Δiscを加算器３によつて速度制御器２の出力
信号（電流指令）iscに加算する。
の速度ωｒとの偏差Δωを補正するために必要な電流指
令補正信号Δiscを補正ゲイン回路10で求め、電流指令
補正信号Δiscを加算器３によつて速度制御器２の出力
信号（電流指令）iscに加算する。
したがつて、制御対象６の軸振動を抑制することができ
る。
る。
なお、上述した軸振動抑制制御装置と同様な軸振動抑制
制御装置が、例えば1986年発行のアイイーイーイー ア
イコン'86（IEEE IECON'86）の第41頁〜第46頁にア マ
イクロコンピユーターベースド モータ ドライブ シ
ステム ウイズ シミユレータ ホロイング コントロ
ール（A Micorcomputer-Based Motor Drive System wit
h Simulator Following Control）として示されてい
る。
制御装置が、例えば1986年発行のアイイーイーイー ア
イコン'86（IEEE IECON'86）の第41頁〜第46頁にア マ
イクロコンピユーターベースド モータ ドライブ シ
ステム ウイズ シミユレータ ホロイング コントロ
ール（A Micorcomputer-Based Motor Drive System wit
h Simulator Following Control）として示されてい
る。
従来の軸振動抑制制御装置は以上のように構成されてい
るので、第４図に示すように、時刻t0で負荷が増大し、
時刻t1で第４図（ｃ）に示すように、出力信号（電流指
令）iaが電流指令制限器４の電流制限値を超えた場合、
電流指令制限器４の出力信号Ｉは第４図（ｄ）のように
制限される。このとき、速度制御器２の出力信号i
sc（第４図（ａ））は、速度制御器２が飽和する（制
限）まで増加しようとする。
るので、第４図に示すように、時刻t0で負荷が増大し、
時刻t1で第４図（ｃ）に示すように、出力信号（電流指
令）iaが電流指令制限器４の電流制限値を超えた場合、
電流指令制限器４の出力信号Ｉは第４図（ｄ）のように
制限される。このとき、速度制御器２の出力信号i
sc（第４図（ａ））は、速度制御器２が飽和する（制
限）まで増加しようとする。
したがつて、制御対象モデル８は基本的に積分器である
ため、出力信号ωｍは第４図（ｅ）に示すように増加
し、発散するといつた問題点があつた。
ため、出力信号ωｍは第４図（ｅ）に示すように増加
し、発散するといつた問題点があつた。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、電流指令制限によつて電流指令が制限され
た場合でも制御対象モデルが発散することなく、安定に
動作する軸振動抑制制御装置を得ることを目的とする。
れたもので、電流指令制限によつて電流指令が制限され
た場合でも制御対象モデルが発散することなく、安定に
動作する軸振動抑制制御装置を得ることを目的とする。
この発明に係る軸振動抑制制御装置は、加算器の出力信
号が電流指令制限値を超えた場合、補正ゲイン回路が出
力する電流指令補正信号を位相反転およびゲインを可変
して制御対象のモデルの入力側へ第１のスイツチを介し
てフイードバツクする位相反転・可変ゲイン回路と、電
流制御器モデルと制御対象モデルとを遮断する第２のス
イツチとを設けたものである。
号が電流指令制限値を超えた場合、補正ゲイン回路が出
力する電流指令補正信号を位相反転およびゲインを可変
して制御対象のモデルの入力側へ第１のスイツチを介し
てフイードバツクする位相反転・可変ゲイン回路と、電
流制御器モデルと制御対象モデルとを遮断する第２のス
イツチとを設けたものである。
この発明における軸振動抑制制御装置は、加算器の出力
信号が電流指令制限値を超えた場合、電流指令補正信号
を位相反転・可変ゲイン回路を通して制御対象モデルの
入力側へフイードバツクさせることにより、制御対象モ
デルの速度と実際の速度との偏差が零となるように制御
対象モデルが制御される。
信号が電流指令制限値を超えた場合、電流指令補正信号
を位相反転・可変ゲイン回路を通して制御対象モデルの
入力側へフイードバツクさせることにより、制御対象モ
デルの速度と実際の速度との偏差が零となるように制御
対象モデルが制御される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、11は補正ゲイン回路10の電流指令補正
信号Δiscを入力として制御対象モデル８へフイードバ
ツクする位相反転・可変ゲイン回路、12は補正ゲイン回
路10と位相反転・可変ゲイン回路11との間に接続される
第１のスイツチ、13は電流制御器モデル７と制御対象モ
デル８との間に接続される第２のスイツチを示す。
信号Δiscを入力として制御対象モデル８へフイードバ
ツクする位相反転・可変ゲイン回路、12は補正ゲイン回
路10と位相反転・可変ゲイン回路11との間に接続される
第１のスイツチ、13は電流制御器モデル７と制御対象モ
デル８との間に接続される第２のスイツチを示す。
なお、第1,第２のスイツチ12,13は電流指令制限器４か
ら出力される電流制限状態信号LMTによつてオン，オフ
されるが、その状態は反対となる。
ら出力される電流制限状態信号LMTによつてオン，オフ
されるが、その状態は反対となる。
第２図（ａ）〜（ｇ）は第１図の各信号を示す波形図で
ある。
ある。
次に、動作について説明する。
なお、加算器３の出力信号iaが電流指令制限器４の電流
制限に低触しない場合は前述した従来例の動作と同様で
あるため、説明を省略し、出力信号iaが電流指令制限器
４の電流制限値に抵触する場合について説明する。
制限に低触しない場合は前述した従来例の動作と同様で
あるため、説明を省略し、出力信号iaが電流指令制限器
４の電流制限値に抵触する場合について説明する。
速度制御器２によつて制御対象６の速度を一定に制御し
ている状態の時刻t0までは、第２図（ｅ）に示すよう
に、負荷分だけ制御対象モデル８の出力信号ωｍが速度
フイードバツク信号（実際の速度）ωｒよりも高くな
り、常に負荷分だけの出力信号（偏差）Δωが第１の減
算器９から生じ、この偏差Δωは補正ゲイン回路10によ
つて電流指令補正信号Δiscとなる。
ている状態の時刻t0までは、第２図（ｅ）に示すよう
に、負荷分だけ制御対象モデル８の出力信号ωｍが速度
フイードバツク信号（実際の速度）ωｒよりも高くな
り、常に負荷分だけの出力信号（偏差）Δωが第１の減
算器９から生じ、この偏差Δωは補正ゲイン回路10によ
つて電流指令補正信号Δiscとなる。
したがつて、結果的に負荷分電流指令を全て電流指令補
正信号Δiscが負担することになり、時刻t0までは、第
２図（ａ）に示すように、速度制御器２の出力信号isc
は零となつている。
正信号Δiscが負担することになり、時刻t0までは、第
２図（ａ）に示すように、速度制御器２の出力信号isc
は零となつている。
次に、時刻t0で負荷が増大した場合、過渡的に第１の減
算器１の出力信号ΔＮの分だけ速度制御器２の出力信号
iscが増加（変動）し、結果として制御対象モデル８の
出力信号ωｍが第２図（ｅ）のように増加する。このた
め、前述の説明のように、第２の減算器９の出力信号Δ
ωが増大し、補正ゲイン回路10の電流指令補正信号Δi
scが増大するので、時刻t1で加算器３の出力信号iaが第
２図（ｃ）に示すように電流指令制限器４の電流制限値
に抵触した場合、電流指令制限器４から第２図（ｇ）に
示す電流制限状態信号LMTが発生し、この電流制限状態
信号LMTによつて第１のスイツチ12をオン，第２のスイ
ツチ13をオフ状態にする。
算器１の出力信号ΔＮの分だけ速度制御器２の出力信号
iscが増加（変動）し、結果として制御対象モデル８の
出力信号ωｍが第２図（ｅ）のように増加する。このた
め、前述の説明のように、第２の減算器９の出力信号Δ
ωが増大し、補正ゲイン回路10の電流指令補正信号Δi
scが増大するので、時刻t1で加算器３の出力信号iaが第
２図（ｃ）に示すように電流指令制限器４の電流制限値
に抵触した場合、電流指令制限器４から第２図（ｇ）に
示す電流制限状態信号LMTが発生し、この電流制限状態
信号LMTによつて第１のスイツチ12をオン，第２のスイ
ツチ13をオフ状態にする。
したがつて、補正ゲイン回路10の電流指令補正信号Δi
scは位相反転・可変ゲイン回路11へ供給され、制御対象
モデル８の入力側へフイードバツクされる。
scは位相反転・可変ゲイン回路11へ供給され、制御対象
モデル８の入力側へフイードバツクされる。
また、電流制御器モデル７と制御対象モデル８とは遮断
される。
される。
以上の動作が電流指令制限時に行なわれるので、第２図
（ｅ）に示すように、制御対象モデル８の出力信号ωｍ
と実際の速度ωｒとの偏差が零となるように、位相反転
・可変ゲイン回路11のゲインＫによつて決定される時定
数τで動作する。その結果、電流指令補正信号Δiscは
時定数τで零となり、速度制御器２の出力信号iscが増
大する。つまり、電流指令制限にかかる時刻t1までは、
前述の説明のように、負荷を電流指令補正信号Δiscが
全て負担し、以後は時定数τで負荷を出力信号iscが全
て負うことになる。
（ｅ）に示すように、制御対象モデル８の出力信号ωｍ
と実際の速度ωｒとの偏差が零となるように、位相反転
・可変ゲイン回路11のゲインＫによつて決定される時定
数τで動作する。その結果、電流指令補正信号Δiscは
時定数τで零となり、速度制御器２の出力信号iscが増
大する。つまり、電流指令制限にかかる時刻t1までは、
前述の説明のように、負荷を電流指令補正信号Δiscが
全て負担し、以後は時定数τで負荷を出力信号iscが全
て負うことになる。
したがつて、電流指令制限時であつても制御対象モデル
８の出力信号ωｍは発散しなくなる。
８の出力信号ωｍは発散しなくなる。
なお、この負荷分担の切り換えは位相反転・可変ゲイン
回路11のゲインＫを調整することにより、シヨツクレス
で行なうことができる。
回路11のゲインＫを調整することにより、シヨツクレス
で行なうことができる。
以上のように、この発明によれば、加算器の出力信号が
電流指令制限値を超えた場合、補正ゲイン回路が出力す
る電流指令補正信号を位相反転およびゲインを可変して
制御対象モデルの入力側へ第１のスイツチを介してフイ
ードバツクする位相反転・可変ゲインと、電流制御器モ
デルと制御対象モデルとを遮断する第２のスイツチとを
設けたので、電流指令制限時の速度制御器の出力信号
と、補正ゲイン回路の電流指令補正信号との負荷分担を
スムーズに切り換えることができる。
電流指令制限値を超えた場合、補正ゲイン回路が出力す
る電流指令補正信号を位相反転およびゲインを可変して
制御対象モデルの入力側へ第１のスイツチを介してフイ
ードバツクする位相反転・可変ゲインと、電流制御器モ
デルと制御対象モデルとを遮断する第２のスイツチとを
設けたので、電流指令制限時の速度制御器の出力信号
と、補正ゲイン回路の電流指令補正信号との負荷分担を
スムーズに切り換えることができる。
また、制御対象モデルの出力信号が発散しなくなるとい
う効果がある。
う効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による軸振動抑制制御装置
を示すブロツク図、第２図（ａ）〜（ｇ）は第１図の各
信号を示す波形図、第３図は従来の軸振動抑制制御装置
を示すブロツク図、第４図（ａ）〜（ｆ）は第３図の各
信号を示す波形図である。 図において、１は第１の減算器、２は速度制御器、３は
加算器、４は電流指令制限器、５は電流制御器、６は制
御対象、７は電流制御器モデル、８は制御対象モデル、
９は第２の減算器、10は補正ゲイン回路、11は位相反転
・可変ゲイン回路、12は第１のスイツチ、13は第２のス
イツチを示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
を示すブロツク図、第２図（ａ）〜（ｇ）は第１図の各
信号を示す波形図、第３図は従来の軸振動抑制制御装置
を示すブロツク図、第４図（ａ）〜（ｆ）は第３図の各
信号を示す波形図である。 図において、１は第１の減算器、２は速度制御器、３は
加算器、４は電流指令制限器、５は電流制御器、６は制
御対象、７は電流制御器モデル、８は制御対象モデル、
９は第２の減算器、10は補正ゲイン回路、11は位相反転
・可変ゲイン回路、12は第１のスイツチ、13は第２のス
イツチを示す。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】速度基準信号と制御対象からの速度フイー
ドバック信号との偏差を演算する第１の減算器と、この
第１の減算器の出力信号を入力とする速度制御器と、こ
の速度制御器の出力信号と電流指令補正信号とを加算す
る加算器と、この加算器の出力信号の電流指令制限を行
ない、電流制限状態である電流制限状態信号を出力する
電流指令制限器と、前記電流指令制限器から前記制御対
象へ流れ込む電流を制御する電流制御器と、前記速度制
御器の出力信号によって前記電流制御器を模擬する電流
制御器モデルと、この電流制御器モデルの出力信号によ
って前記制御対象を模擬する制御対象モデルと、この制
御対象モデルの出力信号と前記速度フイードバック信号
との偏差を求める第２の演算器と、この第２の演算器の
出力信号を前記電流指令補正信号に変換する補正ゲイン
回路とを備えた軸振動抑制制御装置において、前記電流
指令補正信号を前記制御対象モデルの入力側へ位相反転
およびゲインを可変してフイードバックする位相反転・
可変ゲイン回路と、前記加算器の出力信号が前記電流指
令制限器の電流制限値以上の場合は、この電流指令制限
器から発生した電流制限状態信号によって閉成し電流制
限値未満の場合は開成して前記位相反転・可変ゲイン回
路の入力路を開閉する第１のスイッチと、前記電流制限
状態信号によって前記第１のスイッチとは反対に該第１
のスイッチが閉成した場合は開成し該第１のスイッチが
開成した場合は閉成して電流制御器モデルの出力路を開
閉する第２のスイッチとを具備したことを特徴とする軸
振動抑制制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62281057A JPH0767297B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 軸振動抑制制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62281057A JPH0767297B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 軸振動抑制制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126186A JPH01126186A (ja) | 1989-05-18 |
| JPH0767297B2 true JPH0767297B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=17633708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62281057A Expired - Fee Related JPH0767297B2 (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 軸振動抑制制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767297B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646587A (ja) * | 1992-03-27 | 1994-02-18 | Sanyo Electric Co Ltd | モータサーボ装置 |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP62281057A patent/JPH0767297B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01126186A (ja) | 1989-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |