JPH08297501A - Control method for electric motor - Google Patents

Control method for electric motor

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JPH08297501A
JPH08297501A JP7099179A JP9917995A JPH08297501A JP H08297501 A JPH08297501 A JP H08297501A JP 7099179 A JP7099179 A JP 7099179A JP 9917995 A JP9917995 A JP 9917995A JP H08297501 A JPH08297501 A JP H08297501A
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JP
Japan
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control
electric motor
filter
value
motor
Prior art date
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JP7099179A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Segawa
明良 瀬川
Akira Ishida
明 石田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To realize an electric motor control which is stable and good in response even when a low-precision encoder is used for position control over the electric motor. CONSTITUTION: A microcomputer 11 sets a target position 24 of the electric motor according to an input signal 14 for every constant sampling cycle. The target position 24 is passed through a filter 22a which calculates moving average of 10 control cycles to set a tentative target position 25 which has the effective most minimum bit unit charged to 1/10. Similarly, the current position 26 of the electric motor is found with the output signal 17 of an encoder 14 (position detector) fitted to the electric motor 12 and this current position 26 is passed through a filter 22b which calculates moving average of 10 control cycles to set a tentative current position 27 having the effective least significant bit unit changed to 1/10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の駆動を、各種
センサー等の入力信号に応じてマイクロコンピュータ
（以下、マイコンと略する）を用いて制御する制御方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for controlling the driving of an electric motor using a microcomputer (hereinafter abbreviated as "microcomputer") according to input signals from various sensors.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、電動機の制御装置には種々の制御
方法が用いられ、数々の制御装置が提案されている。本
発明は、中でもＰＩＤ制御を用いマイコンによってデジ
タル的に制御されるものに関する（ＰＩＤ制御自体は基
本的な制御方法であるので、その具体的な内容について
の説明は省略する）。2. Description of the Related Art Conventionally, various control methods have been used for electric motor control devices, and various control devices have been proposed. The present invention relates to, among other things, those which are digitally controlled by a microcomputer using PID control (PID control itself is a basic control method, so a description of its specific contents will be omitted).

【０００３】図１３に従来の電動機の制御装置の構成を
ブロック図で示す。制御装置１０内のマイコン１１で
は、一定のサンプリング周期（制御周期）毎に、目標位
置設定手段によって入力信号１５に応じた電動機の目標
位置２４を設定するとともに、電動機１２に取り付けら
れたエンコーダ１４（位置検出器）の出力信号である検
出信号１７により電動機の現在位置２６を求め、目標位
置２４と現在位置２６の偏差２８をＰＩＤ制御を用いた
位相補償フィルター２１に通して指令値３３を演算し、
演算された指令値３３に応じて、電動機１２を駆動する
電動機ドライバー１３へ指令信号１９を出力している。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a conventional motor control device. The microcomputer 11 in the control device 10 sets the target position 24 of the electric motor according to the input signal 15 by the target position setting means at every constant sampling period (control period), and the encoder 14 attached to the electric motor 12 ( The current position 26 of the electric motor is obtained from the detection signal 17 which is the output signal of the position detector), and the deviation 28 between the target position 24 and the current position 26 is passed through the phase compensation filter 21 using PID control to calculate the command value 33. ,
According to the calculated command value 33, the command signal 19 is output to the electric motor driver 13 that drives the electric motor 12.

【０００４】ＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター２
１は、比例項（Ｐ項）３０、積分項（Ｉ項）３１、微分
項（Ｄ項）３２より構成され、比例項３０では求められ
た偏差２８に対し比例ゲインＫｐを乗算し、積分項３１
では求められた偏差２８をサンプリング周期（制御周
期）毎に積算しその結果に対し積分ゲインＫｉを乗算
し、微分項３２では１サンプリング周期前の偏差２８と
の差分をとりその結果に対し微分ゲインＫｄを乗算し、
最終的に各項（制御項）の出力の総和として指令値３３
が決定される。Phase compensation filter 2 using PID control
1 is composed of a proportional term (P term) 30, an integral term (I term) 31, and a derivative term (D term) 32. The deviation 28 obtained in the proportional term 30 is multiplied by a proportional gain Kp to obtain an integral term. 31
Then, the obtained deviation 28 is integrated for each sampling cycle (control cycle), and the result is multiplied by the integration gain Ki. The differential term 32 takes the difference from the deviation 28 one sampling cycle before, and the differential gain is obtained for the result. Multiply by Kd,
Finally, the command value 33 is calculated as the sum of the output of each term (control term).
Is determined.

【０００５】このような構成により従来の電動機の制御
装置においても、電動機の位相遅れを電動機の現在位置
をフィードバックしてＰＩＤ制御を用いた位相補償フィ
ルターにより改善し、安定かつ応答良く電動機を駆動す
ることを可能としている。With such a configuration, also in the conventional motor control device, the phase delay of the motor is improved by the phase compensation filter using the PID control by feeding back the current position of the motor, and the motor is driven stably and with good response. It is possible.

【０００６】また、装置が高度化するにつれて目標位置
の設定方法が複雑化し、処理量が増加してサンプリング
周期（制御周期）が長くなってしまう場合に、目標位置
を設定する演算処理とＰＩＤ制御を行う制御処理を異な
るサンプリング周期（即ち、目標の設定周期と電動機の
制御周期）に分けて実行することで、制御周期が長くな
るのを抑え制御特性の劣化を防いだ制御装置なども提案
されている。In addition, as the apparatus becomes more sophisticated, the method of setting the target position becomes more complicated, and the processing amount increases and the sampling cycle (control cycle) becomes longer. By controlling the control processing for performing the control processing by dividing it into different sampling cycles (that is, the target setting cycle and the control cycle of the electric motor), a control device and the like which suppresses the control cycle from becoming longer and prevents the deterioration of the control characteristics have been proposed. ing.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く構成された従来の電動機の制御装置では、電動機の
現在値の検出に精度の低い検出器を使用した場合、マイ
コン内で求められる電動機の目標値や現在値の有効な最
小ビット単位が大きくなり、目標値や現在値が大きな誤
差（量子化誤差）を含むようになる。However, in the conventional motor control device configured as described above, when a detector with low accuracy is used to detect the current value of the motor, the target of the motor to be obtained in the microcomputer. The effective minimum bit unit of the value or the current value becomes large, and the target value or the current value contains a large error (quantization error).

【０００８】この目標値や現在値を用いてＰＩＤ制御を
行うと誤差の累積や相殺により指令値が大きく変動す
る。これにより電動機では指令に忠実にトルク変動が発
生し電動機のガタツキ（回転音の増加も伴う）や目標値
に対する現在値波形の歪が大きくなる。When PID control is performed using the target value and the current value, the command value fluctuates greatly due to error accumulation and offset. As a result, in the electric motor, torque fluctuations occur faithfully to the command, rattling of the electric motor (also accompanied by an increase in rotating sound) and distortion of the current value waveform with respect to the target value become large.

【０００９】更に、電動機の持つ飽和特性のために演算
された指令値が制限されて電動機に出力されるので、指
令値が大きく変動すればその影響を受け易くなり、その
結果として制御特性が劣化するという問題がある。Further, since the command value calculated due to the saturation characteristic of the electric motor is limited and output to the electric motor, if the command value fluctuates significantly, it is easily affected by the fluctuation, resulting in deterioration of the control characteristic. There is a problem of doing.

【００１０】また、目標の設定周期を電動機の制御周期
とは別に設定した場合、設定周期が長くなるにつれてサ
ンプルホールドによる誤差（ホールド誤差）が大きくな
る。この誤差により前記検出器の精度による量子化誤差
と同様の問題が発生する。If the target set cycle is set separately from the motor control cycle, the error due to sample hold (hold error) increases as the set cycle becomes longer. This error causes the same problem as the quantization error due to the accuracy of the detector.

【００１１】本発明は、上記問題に鑑みなされたもの
で、構成上必然的に発生する上記指令値の変動を抑え電
動機をスムーズに回転させるとともに応答性の良い電動
機の制御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a control device for an electric motor, which suppresses the fluctuation of the command value that is inevitably generated in the configuration, rotates the electric motor smoothly, and has a good responsiveness. To aim.

【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、請求項１記載の制御方法は、マイコン内に、各種セ
ンサーからの信号等に応じて電動機の目標値を設定する
手段と、電動機に取り付けた検出器からの信号によって
電動機の現在値を求める手段と、設定された目標値に求
められた現在値が追従するようにＰＩＤ制御を用いて指
令値を演算する手段と、この演算された指令値に基づい
て電動機に必要とされる指令信号を出力する手段を具備
する電動機の制御装置であって、目標値および現在値を
移動平均やＬＰＦのようなフィルターで波形整形する手
段と、この波形整形に伴い生じる有効ビットの拡大を利
用できるように量子化する最小ビット単位を変更する手
段を設け、フィルターを通して小さく量子化された目標
値に、同様にフィルターを通して小さく量子化された現
在値を追随させるような構成とする。In order to achieve the above object, a control method according to a first aspect of the present invention comprises a means for setting a target value of an electric motor in a microcomputer according to signals from various sensors, and an electric motor. Means for obtaining a current value of the electric motor by a signal from a detector attached to the device, means for computing a command value using PID control so that the obtained current value follows the set target value, and this computing means A controller for an electric motor, comprising means for outputting a command signal required for the electric motor based on the command value, wherein the target value and the current value are shaped by a filter such as a moving average or an LPF. A means for changing the minimum bit unit to be quantized so that the expansion of the effective bits caused by this waveform shaping can be used is provided, and a small quantized target value is similarly filtered through a filter. Configured to as to follow the current value smaller quantized through coater.

【００１３】また、請求項３記載の制御方法は、マイコ
ン内に、各種センサーからの信号等に応じて電動機の目
標値を設定する手段と、電動機に取り付けた検出器から
の信号によって電動機の現在値を求める手段と、設定さ
れた目標値に求められた現在値が追従するようにＰＩＤ
制御を用いて指令値を演算する手段と、この演算された
指令値に基づいて電動機に必要とされる指令信号を出力
する手段を具備する電動機の制御装置であって、ＰＩＤ
制御を用いて指令値を演算する手段の中でＰＩＤ制御の
各制御項毎に移動平均やＬＰＦのようなフィルターで波
形整形する手段を設け、各制御項毎に適切な特性を持っ
たフィルターを選んで波形整形し、全体として指令値を
滑らかにする構成とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a control method for setting the target value of the electric motor in the microcomputer in accordance with signals from various sensors, and a signal from a detector attached to the electric motor. A means for obtaining a value and a PID so that the obtained current value follows the set target value
A controller for an electric motor, comprising: means for calculating a command value using control; and means for outputting a command signal required for the electric motor based on the calculated command value.
Among the means for calculating the command value using the control, a means for waveform shaping with a filter such as a moving average or LPF is provided for each control term of the PID control, and a filter having appropriate characteristics for each control term is provided. Select and shape the waveform to make the command value smooth as a whole.

【００１４】また、請求項５記載の制御方法は、マイコ
ン内に、各種センサーからの信号等に応じて電動機の目
標値を設定する手段と、電動機に取り付けた検出器から
の信号によって電動機の現在値を求める手段と、設定さ
れた目標値に求められた現在値が追従するようにＰＩＤ
制御を用いて指令値を演算する手段と、この演算された
指令値に基づいて電動機に必要とされる指令信号を出力
する手段を具備する電動機の制御装置であって、目標値
を移動平均やＬＰＦのようなフィルターで波形整形する
手段を設け、フィルターを通して滑らかになった目標値
に、現在値を追随させるような構成とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the control method of the electric motor, means for setting a target value of the electric motor in the microcomputer in response to signals from various sensors and a signal from a detector attached to the electric motor. A means for obtaining a value and a PID so that the obtained current value follows the set target value
A control device for an electric motor comprising means for calculating a command value using control, and means for outputting a command signal required for the electric motor based on the calculated command value, wherein the target value is a moving average or Means for shaping the waveform with a filter such as an LPF is provided, and the present value is made to follow the target value smoothed through the filter.

【００１５】また、請求項７記載の制御方法は、請求項
５記載の制御装置に加え、現在値をも移動平均やＬＰＦ
のようなフィルターで波形整形する手段を設け、フィル
ターを通して滑らかになった目標値に、同様にフィルタ
ーを通した現在値を追随させるような構成とする。According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the control device according to the fifth aspect, the present value is also used as a moving average or LPF.
By providing a means for shaping the waveform with a filter as described above, the target value smoothed through the filter is followed by the current value similarly filtered.

【００１６】[0016]

【作用】上記した構成により、請求項１記載の制御方法
では、電動機に取り付けた検出器の検出精度を低下させ
た場合に、現在値を求める手段において現在値の有効な
最小ビット単位が大きくなり、それに伴い目標値を設定
する手段においても目標値の有効な最小ビット単位を大
きくする必要が発生する。そこで、これらの目標値や現
在値に対して、波形整形する手段において波形を滑らか
にするとともに有効ビットを拡大させ、最小ビット単位
を変更する手段において拡大した有効ビットを利用でき
るよう小さく量子化し疑似的に有効な最小ビット単位を
小さくすることで、有効な最小ビット単位が大きくなる
ことによる量子化誤差の影響で指令値を演算する手段に
おいてＰＩＤ制御を用いて演算される指令値が大きく変
動するのを抑え込むことができる。With the above construction, in the control method according to the first aspect, when the detection accuracy of the detector attached to the electric motor is lowered, the effective minimum bit unit of the present value becomes large in the means for obtaining the present value. As a result, it is necessary to increase the effective minimum bit unit of the target value also in the means for setting the target value. Therefore, for these target values and current values, the waveform shaping means smoothes the waveform and the effective bits are expanded, and the effective bit expanded by the means for changing the minimum bit unit is quantized to be small and pseudo. By decreasing the effective minimum bit unit, the command value calculated using the PID control in the means for calculating the command value greatly varies due to the effect of the quantization error caused by the increase in the effective minimum bit unit. Can be suppressed.

【００１７】また、請求項３記載の制御方法は、電動機
に取り付けた検出器の検出精度を低下させた場合に、現
在値を求める手段において現在値の有効な最小ビット単
位が大きくなり、それに伴い目標値を設定する手段にお
いても目標値の有効な最小ビット単位を大きくする必要
が発生する。そこで、指令値を演算する手段において目
標値や現在値の有効な最小ビット単位が大きくなること
による量子化誤差の影響を含んだＰＩＤ制御の各制御項
を、各制御項毎に設けられた波形整形する手段において
量子化誤差の影響に応じて適切な特性を持ったフィルタ
ーで波形を滑らかにすることで、全体として演算される
指令値の変動を適切に抑え込むことができる。Further, in the control method according to the third aspect, when the detection accuracy of the detector attached to the electric motor is lowered, the effective minimum bit unit of the present value becomes large in the means for obtaining the present value, and accordingly, Even in the means for setting the target value, it is necessary to increase the effective minimum bit unit of the target value. Therefore, each control term of the PID control including the influence of the quantization error due to the increase of the effective minimum bit unit of the target value or the current value in the means for calculating the command value is provided for each control term. By smoothing the waveform with a filter having appropriate characteristics according to the influence of the quantization error in the shaping means, it is possible to appropriately suppress the fluctuation of the command value calculated as a whole.

【００１８】また、請求項５記載の制御方法は、目標値
を設定する手段において設定に要する処理時間が長くな
り、目標値を設定する周期と現在値を求めＰＩＤ制御を
用いて指令値を演算する制御周期を独立させた場合に、
制御周期に比べ目標値を設定する周期が長くなるにつれ
て指令値を演算する手段においてホールドされた同一の
目標値に対する指令値の演算が多くなる。そこで、この
目標値を設定する周期でホールドされた目標値に対し
て、波形整形する手段において制御周期毎に波形を滑ら
かにし疑似的に目標値を設定する周期を制御周期に変更
することで、目標値を設定する周期が長くなることによ
るホールド誤差の影響で指令値を演算する手段において
ＰＩＤ制御を用いて演算される指令値が大きく変動する
のを抑え込むことができる。Further, in the control method according to the fifth aspect, the processing time required for setting in the means for setting the target value becomes long, the cycle for setting the target value and the current value are obtained, and the command value is calculated using the PID control. When the control cycle to
As the cycle for setting the target value becomes longer than the control cycle, the calculation of the command value for the same target value held by the means for calculating the command value increases. Therefore, for the target value held at the cycle for setting the target value, the waveform shaping means smoothes the waveform for each control cycle and changes the cycle for pseudo setting the target value to the control cycle. It is possible to suppress a large change in the command value calculated using PID control in the means for calculating the command value due to the effect of the hold error due to the increase in the cycle for setting the target value.

【００１９】また、請求項７記載の制御方法は、第３発
明の目標値を波形整形する手段において用いるフィルタ
ーの特性が電動機の制御特性に悪影響を与える場合に、
現在値を波形整形する手段において同様の特性をもつフ
ィルターで現在値をも波形整形し、波形整形された目標
値に同様に波形整形された現在値を追随させることで、
フィルター特性の影響を改善させることができる。Further, in the control method according to the seventh aspect, when the characteristic of the filter used in the means for shaping the target value of the third invention adversely affects the control characteristic of the electric motor,
By waveform shaping the current value with a filter having similar characteristics in the means for shaping the current value, and by making the current value shaped like the waveform follow the target value shaped like the waveform,
The influence of filter characteristics can be improved.

【００２０】更に、請求項１、３、５または７記載の制
御方法では、電動機の持つ入力飽和特性のために指令信
号を出力する手段において指令値が制限されて出力され
ることによる電動機の制御特性の劣化を、指令値の変動
を抑え込むことで指令値を制限内に入り易くすることに
より防ぐことができる。Further, in the control method according to the first aspect, the third aspect, the fifth aspect, or the seventh aspect, the control of the electric motor is performed by limiting and outputting the command value in the means for outputting the command signal due to the input saturation characteristic of the electric motor. Deterioration of the characteristics can be prevented by suppressing the fluctuation of the command value so that the command value easily falls within the limit.

【００２１】[0021]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２２】（実施例１）図１は請求項１記載の制御方
法の第１の実施例の構成を示すブロック図である。制御
装置１０内のマイコン１１では、一定のサンプリング周
期（制御周期）毎に、入力信号１５に応じて電動機の目
標位置２４を設定するとともに、この目標位置２４を制
御周期１０回分の移動平均を行うフィルター２２ａに通
し、更に有効な最小ビット単位を１０分の１に変更した
仮の目標位置２５を設定する。(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the control method according to the first aspect. The microcomputer 11 in the control device 10 sets a target position 24 of the electric motor according to the input signal 15 at every constant sampling period (control period), and performs a moving average of the target position 24 for 10 control periods. The provisional target position 25 is set by changing the effective minimum bit unit to 1/10 through the filter 22a.

【００２３】同様に、電動機１２に取り付けられたエン
コーダ１４（位置検出器）の出力信号１７により電動機
の現在位置２６を求め、この現在位置２６を制御周期１
０回分の移動平均を行うフィルター２２ｂに通し、更に
有効な最小ビット単位を１０分の１に変更した仮の現在
位置２７を設定する。Similarly, the current position 26 of the electric motor is obtained from the output signal 17 of the encoder 14 (position detector) attached to the electric motor 12, and this current position 26 is set to the control cycle 1
It is passed through a filter 22b that performs a moving average of 0 times, and a temporary current position 27 in which the effective minimum bit unit is changed to 1/10 is set.

【００２４】これら仮の目標位置２５と仮の現在位置２
７の偏差２８をＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター
２１に通して指令値３３を演算し、演算された指令値３
３に応じて電動機１２を駆動する電動機ドライバー１３
へ指令信号１９を出力している。These temporary target position 25 and temporary current position 2
The deviation 28 of 7 is passed through the phase compensation filter 21 using PID control to calculate the command value 33, and the calculated command value 3
A motor driver 13 that drives the motor 12 according to
The command signal 19 is output to.

【００２５】ＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター２
１は、比例項（Ｐ項）３０、積分項（Ｉ項）３１、微分
項（Ｄ項）３２より構成され、比例項３０では求められ
た偏差２８に対し比例ゲインＫｐを乗算し、積分項３１
では求められた偏差２８をサンプリング周期（制御周
期）毎に積算しその結果に対し積分ゲインＫｉを乗算
し、微分項３２では１サンプリング周期前の偏差２８と
の差分をとりその結果に対し微分ゲインＫｄを乗算し、
最終的に各項（制御項）の出力の総和として指令値３３
が決定される。Phase compensation filter 2 using PID control
1 is composed of a proportional term (P term) 30, an integral term (I term) 31, and a derivative term (D term) 32. The deviation 28 obtained in the proportional term 30 is multiplied by a proportional gain Kp to obtain an integral term. 31
Then, the obtained deviation 28 is integrated for each sampling cycle (control cycle), and the result is multiplied by the integration gain Ki. The differential term 32 takes the difference from the deviation 28 one sampling cycle before, and the differential gain is obtained for the result. Multiply by Kd,
Finally, the command value 33 is calculated as the sum of the output of each term (control term).
Is determined.

【００２６】図２はエンコーダの検出精度の低下によ
り、目標位置や現在位置の有効な最小ビット単位が１
［°／ＬＳＢ］から１０［°／ＬＳＢ］に変更された場
合の目標位置や現在位置等の波形を示している。In FIG. 2, the effective minimum bit unit of the target position and the current position is 1 due to the decrease in the detection accuracy of the encoder.
The waveforms of the target position, the current position, and the like when changing from [° / LSB] to 10 [° / LSB] are shown.

【００２７】有効な最小ビット単位が１０［°／ＬＳ
Ｂ］の場合の目標位置や現在位置の波形は、制御周期１
０回分の移動平均を行うことである程度滑らかになり同
時に有効な最小ビット単位が１０分の１に拡大され、こ
の有効ビットを切り捨てずに利用できるよう量子化する
最小ビット単位を１［°／ＬＳＢ］に変更することで、
有効な最小ビット単位が１［°／ＬＳＢ］の場合の目標
位置や現在位置の波形に近い滑らかさを実現している。The minimum valid bit unit is 10 [° / LS
In the case of B], the waveform of the target position and the current position is the control cycle 1
Performing a moving average of 0 times smooths to some extent, and at the same time the effective minimum bit unit is expanded to 1/10, and the minimum bit unit to be quantized so that it can be used without being truncated is 1 [° / LSB. ],
The smoothness close to the waveform of the target position or the current position when the effective minimum bit unit is 1 [° / LSB] is realized.

【００２８】これによりエンコーダ精度が低下すること
による目標位置や現在位置の量子化誤差を小さくでき、
量子化誤差の増加に伴う指令値の変動を抑えられる。As a result, the quantization error of the target position and the current position due to the deterioration of the encoder accuracy can be reduced,
It is possible to suppress the fluctuation of the command value due to the increase of the quantization error.

【００２９】ただし、制御周期１０回分の移動平均を行
うフィルターの特性の影響で各波形のゲインや位相は変
化するが、ＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター（各
制御項のゲインを適切に変更すること）で改善すること
が可能である。However, although the gain and phase of each waveform change due to the characteristics of the filter that performs moving average for 10 control cycles, a phase compensation filter using PID control (the gain of each control term is appropriately changed). It is possible to improve it.

【００３０】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、エンコーダの検出精度が低下しても上記構成
で指令値の変動を検出精度が低下する前の程度まで抑え
込むことができ、指令値の変動による電動機のガタツキ
（回転音の増加も伴う）や目標位置に対する現在位置波
形の歪を抑えることができる。As described above, according to the electric motor control method of this embodiment, even if the detection accuracy of the encoder is lowered, the fluctuation of the command value can be suppressed to the level before the detection accuracy is lowered by the above configuration, It is possible to suppress rattling of the electric motor due to fluctuations in the command value (also accompanied by an increase in rotating sound) and distortion of the current position waveform with respect to the target position.

【００３１】（実施例２）図３は請求項１記載の制御方
法の第２の実施例の構成を示すブロック図である。(Second Embodiment) FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the control method according to the first aspect.

【００３２】上記実施例１との違いだけを説明すると、
実施例１では目標位置２４や現在位置２６を制御周期１
０回分の移動平均を行うフィルター２２ａ、２２ｂに通
し、更に有効な最小ビット単位を１０分の１に変更した
仮の目標位置２５や仮の現在位置２７を設定していたの
に対し、本実施例では目標位置２４と現在位置２６の偏
差２８を制御周期１０回分の移動平均を行うフィルター
２２ｃに通し、更に有効な最小ビット単位を１０分の１
に変更した仮の偏差２９を設定している。Explaining only the difference from the first embodiment,
In the first embodiment, the target position 24 and the current position 26 are set in the control cycle 1
Although the provisional target position 25 and the provisional current position 27 in which the effective minimum bit unit is changed to 1/10 are set through the filters 22a and 22b that perform moving average of 0 times, In the example, the deviation 28 between the target position 24 and the current position 26 is passed through a filter 22c that performs a moving average for 10 control cycles, and the effective minimum bit unit is 1/10.
The temporary deviation 29 changed to is set.

【００３３】この実施例では偏差２８に対してのみＰＩ
Ｄ制御を用いて指令値３３を演算しているため、このよ
うなフィルター等の挿入位置の変更（等価変換）が可能
となる。In this embodiment, PI is set only for the deviation 28.
Since the command value 33 is calculated by using the D control, it is possible to change the insertion position of such a filter or the like (equivalent conversion).

【００３４】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、実施例１の効果に加え、等価変換によりフィ
ルター等の挿入位置を変更することでフィルター等の実
行回数を低減し、フィルター等の挿入による処理時間の
増加を抑え、制御周期が長くなることによる電動機の制
御特性の劣化を防ぐことができる。As described above, according to the electric motor control method of the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the number of executions of the filter or the like can be reduced by changing the insertion position of the filter or the like by equivalent conversion. It is possible to suppress an increase in the processing time due to the insertion of, etc. and prevent the deterioration of the control characteristics of the electric motor due to the lengthening of the control cycle.

【００３５】（実施例３）図４は請求項３記載の制御方
法の第１の実施例の構成を示すブロック図である。制御
装置１０内のマイコン１１では、一定のサンプリング周
期（制御周期）毎に、入力信号１５に応じて電動機の目
標位置２４を設定するとともに、電動機１２に取り付け
られたエンコーダ１４（位置検出器）の出力信号１７に
より電動機の現在位置２６を求め、目標位置２４と現在
位置２６の偏差２８をＰＩＤ制御を用いた位相補償フィ
ルター２１に通して指令値３３を演算し、演算された指
令値３３に応じて電動機１２を駆動する電動機ドライバ
ー１３へ指令信号１９を出力している。(Third Embodiment) FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the control method according to the third aspect. The microcomputer 11 in the control device 10 sets the target position 24 of the electric motor according to the input signal 15 at every constant sampling period (control period), and at the same time sets the encoder 14 (position detector) attached to the electric motor 12. The current position 26 of the electric motor is obtained from the output signal 17, the deviation 28 between the target position 24 and the current position 26 is passed through the phase compensation filter 21 using the PID control to calculate the command value 33, and the command value 33 is calculated according to the calculated command value 33. A command signal 19 is output to the electric motor driver 13 that drives the electric motor 12.

【００３６】ＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター２
１は、比例項（Ｐ項）３０、積分項（Ｉ項）３１、微分
項（Ｄ項）３２より構成され、比例項３０では求められ
た偏差２８を制御周期１０回分の移動平均を行うフィル
ター２２ｃに通した結果に比例ゲインＫｐを乗算し、積
分項３１では求められた偏差２８をサンプリング周期
（制御周期）毎に積算し積算結果を制御周期２回分の移
動平均を行うフィルター２２ｄに通した結果に積分ゲイ
ンＫｉを乗算し、微分項３２では１サンプリング周期前
の偏差２８との差分をとり差分結果を制御周期２０回分
の移動平均を行うフィルター２２ｅに通した結果に微分
ゲインＫｄを乗算し、最終的に各項（制御項）の出力の
総和として指令値３３が決定される。Phase compensation filter 2 using PID control
1 is a filter that is composed of a proportional term (P term) 30, an integral term (I term) 31, and a derivative term (D term) 32, and performs a moving average of the deviation 28 obtained in the proportional term 30 for 10 control cycles. 22c is multiplied by a proportional gain Kp, and the deviation 28 obtained in the integral term 31 is integrated for each sampling cycle (control cycle), and the integrated result is passed through a filter 22d that performs a moving average of two control cycles. The result is multiplied by the integral gain Ki, and in the differential term 32, the difference from the deviation 28 of one sampling period before is taken, and the difference result is passed through the filter 22e which performs a moving average of 20 control periods, and the result is multiplied by the differential gain Kd. Finally, the command value 33 is determined as the sum of the outputs of the respective terms (control terms).

【００３７】図５はエンコーダの検出精度の低下によ
り、目標位置や現在位置の有効な最小ビット単位が１
［°／ＬＳＢ］から１０［°／ＬＳＢ］に変更された場
合の目標位置と現在位置の偏差および偏差の積算結果、
偏差の差分結果を示している。In FIG. 5, the effective minimum bit unit of the target position and the current position is 1 due to the decrease in the detection accuracy of the encoder.
The difference between the target position and the current position when the [° / LSB] is changed to 10 [° / LSB], and the accumulated result of the deviation,
The difference result of the deviation is shown.

【００３８】図より明かなように、目標位置や現在位置
の量子化誤差による影響は偏差の積算結果＜偏差＜偏差
の差分結果となる。この傾向と各制御項のゲイン（Ｋ
ｐ、Ｋｉ、Ｋｄ）との関係で各制御項が指令値の変動に
与える影響が決まるので、指令値の変動を抑え込むため
に必要とされる（適切な）フィルターの特性は各制御項
毎に異なる。As is apparent from the figure, the influence of the quantization error of the target position or the current position is the result of deviation integration <deviation <difference of deviation. This tendency and the gain of each control term (K
p, Ki, Kd), the influence of each control term on the fluctuation of the command value is determined, so the (proper) filter characteristics required to suppress the fluctuation of the command value are different.

【００３９】そこで実施例では、影響の小さい積分項で
は移動平均の回数を減らしてフィルターの特性を軽減
し、影響の大きい微分項では移動平均の回数を増やして
フィルターの特性を強化するというように、各制御項毎
の変動がある程度等しくなるように挿入するフィルター
の特性を選択している。Therefore, in the embodiment, the number of moving averages is reduced in the integral term having a small influence to reduce the filter characteristics, and the number of moving averages is increased in the differential term having a large influence to strengthen the filter characteristics. , The characteristics of the filter to be inserted are selected so that the fluctuations for each control term are equal to some extent.

【００４０】これによりエンコーダ精度が低下し目標位
置や現在位置の量子化誤差が増加することによるＰＩＤ
制御における各制御項の変動を小さくでき、量子化誤差
の増加に伴う指令値の変動を抑えられる。As a result, the accuracy of the encoder is lowered and the quantization error of the target position or the current position is increased.
The fluctuation of each control term in the control can be reduced, and the fluctuation of the command value due to the increase of the quantization error can be suppressed.

【００４１】ただし、影響が非常に小さい場合は、無駄
にフィルターを挿入して処理時間を増加させ制御周期が
長くなることによる電動機の制御特性の劣化を招くより
フィルターを挿入しない方が良いこともある。However, when the influence is very small, it is better not to insert the filter than to cause the deterioration of the control characteristic of the electric motor due to the wasteful insertion of the filter to increase the processing time and increase the control cycle. is there.

【００４２】また、各制御項のフィルターの特性（移動
平均の回数）が等しい場合、等価変換により前記請求項
１記載の制御方法と同じとなるが、指令値の変動を抑え
るために全ての制御項のフィルターの特性を強化しなく
ても本発明のように必要に応じて適切なフィルターを選
ぶことにより、フィルター自体の特性による電動機の制
御特性の劣化を抑えることができる。When the filter characteristics (number of times of moving average) of each control term are equal, the control method is the same as the control method according to claim 1 by equivalent conversion, but all control is performed in order to suppress fluctuation of the command value. It is possible to suppress the deterioration of the control characteristics of the electric motor due to the characteristics of the filter itself, by selecting an appropriate filter as necessary without increasing the characteristics of the filter in the item, as in the present invention.

【００４３】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、エンコーダの検出精度が低下しても上記構成
で指令値の変動をＰＩＤ制御の各制御項毎に独立して抑
え込むことができ、指令値の変動による電動機のガタツ
キ（回転音の増加も伴う）や目標位置に対する現在位置
波形の歪を更に細かく改善できる。As described above, according to the electric motor control method of the present embodiment, even if the detection accuracy of the encoder is lowered, the fluctuation of the command value can be suppressed independently for each control item of the PID control with the above configuration. Therefore, it is possible to further finely improve the rattling of the electric motor due to the fluctuation of the command value (also accompanied by the increase of the rotation noise) and the distortion of the current position waveform with respect to the target position.

【００４４】（実施例４）図６は請求項３記載の制御方
法の第２の実施例の構成を示すブロック図である。上記
実施例１との違いだけを説明すると、実施例３ではＰＩ
Ｄ制御における微分項３２を制御周期２０回分の移動平
均を行うフィルター２２ｅに通して波形整形していたの
に対し、本実施例ではフィルターを用いずに、微分項３
２の差分時間を制御周期２０回分に変更しその結果を２
０分の１倍している。この実施例では微分項３２に差分
を用いているため、移動平均を行うとお互いに消去され
る項ができ最終的に今回値と２０回前の差分で求まるこ
とと（等価に）なる。(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the control method according to the third aspect. Explaining only the differences from the first embodiment, the PI in the third embodiment is
Although the differential term 32 in D control was passed through the filter 22e that performs a moving average of 20 control cycles to perform waveform shaping, in the present embodiment, the differential term 3 is used without using a filter.
Change the difference time of 2 to 20 control cycles and change the result to 2
It is 1/0. In this embodiment, since the difference is used as the differential term 32, when the moving average is performed, terms that are deleted from each other are created, and finally it is possible to obtain (equivalently) the current value and the difference 20 times before.

【００４５】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、実施例３の効果に加え、移動平均を行うフィ
ルターを用いずとも差分時間を変更し一定のゲイン倍す
るという簡単な処理で同じ結果を得ることが可能であ
り、処理時間が短縮できる。As described above, according to the electric motor control method of the present embodiment, in addition to the effect of the third embodiment, a simple process of changing the difference time and multiplying the gain by a constant value without using a filter for performing a moving average. It is possible to obtain the same result with and the processing time can be shortened.

【００４６】（実施例５）図７は請求項５記載の制御方
法の第１の実施例の構成を示すブロック図である。制御
装置１０内のマイコン１１では、一定のサンプリング周
期（目標の設定周期）毎に入力信号１５に応じて電動機
の目標位置２４を設定する。(Fifth Embodiment) FIG. 7 is a block diagram showing the arrangement of a first embodiment of the control method according to the fifth aspect. The microcomputer 11 in the control device 10 sets the target position 24 of the electric motor according to the input signal 15 at every constant sampling period (target setting period).

【００４７】また、異なったサンプリング周期（制御周
期）毎に、この目標位置２４を制御周期５回分の移動平
均を行うフィルター２２ａに通した仮の目標位置２５を
設定するとともに、電動機１２に取り付けられたエンコ
ーダ１４（位置検出器）の出力信号１７により電動機の
現在位置２６を求め、仮の目標位置２５と現在位置２６
の偏差２８をＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター２
１に通して指令値３３を演算し、演算された指令値３３
に応じて電動機１２を駆動する電動機ドライバー１３へ
指令信号１９を出力している。Further, at each different sampling cycle (control cycle), a temporary target position 25 is set by passing the target position 24 through a filter 22a which performs a moving average of five control cycles, and is attached to the electric motor 12. The present position 26 of the electric motor is obtained from the output signal 17 of the encoder 14 (position detector), and the temporary target position 25 and the present position 26
Deviation 28 of the phase compensation filter 2 using PID control
1 to calculate the command value 33, and the calculated command value 33
In response to this, the command signal 19 is output to the electric motor driver 13 that drives the electric motor 12.

【００４８】ＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター２
１は、比例項（Ｐ項）３０、積分項（Ｉ項）３１、微分
項（Ｄ項）３２より構成され、比例項３０では求められ
た偏差２８に対し比例ゲインＫｐを乗算し、積分項３１
では求められた偏差２８をサンプリング周期（制御周
期）毎に積算しその結果に対し積分ゲインＫｉを乗算
し、微分項３２では１サンプリング周期前の偏差２８と
の差分をとりその結果に対し微分ゲインＫｄを乗算し、
最終的に各項（制御項）の出力の総和として指令値３３
が決定される。Phase compensation filter 2 using PID control
1 is composed of a proportional term (P term) 30, an integral term (I term) 31, and a derivative term (D term) 32. The deviation 28 obtained in the proportional term 30 is multiplied by a proportional gain Kp to obtain an integral term. 31
Then, the obtained deviation 28 is integrated for each sampling cycle (control cycle), and the result is multiplied by the integration gain Ki. The differential term 32 takes the difference from the deviation 28 one sampling cycle before, and the differential gain is obtained for the result. Multiply by Kd,
Finally, the command value 33 is calculated as the sum of the output of each term (control term).
Is determined.

【００４９】図８は目標の設定周期が５［ｍｓ］、制御
周期が１［ｍｓ］の場合の目標位置や現在位置等の波形
を示している。目標位置の波形は、制御周期５回分の移
動平均を行うことで制御周期に対してある程度滑らかに
なり、制御周期毎に目標位置を設定した場合の波形の滑
らかさに近づく。これにより目標の設定周期が制御周期
に比べて長くなることによる目標位置のホールド誤差を
小さくでき、ホールド誤差の増加に伴う指令値の変動を
抑えられる。FIG. 8 shows waveforms of the target position, the current position, etc. when the target setting cycle is 5 [ms] and the control cycle is 1 [ms]. The waveform of the target position is smoothed to some extent with respect to the control cycle by performing a moving average of five control cycles, and approaches the smoothness of the waveform when the target position is set for each control cycle. This makes it possible to reduce the hold error at the target position due to the target setting cycle becoming longer than the control cycle, and suppress the fluctuation of the command value due to the increase in the hold error.

【００５０】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、目標位置の設定周期が電動機の制御周期と独
立して長くなっても上記構成でホールド誤差による指令
値の変動を制御周期毎に目標位置を設定した場合の程度
に抑え込むことができ、指令値の変動による電動機のガ
タツキ（回転音の増加も伴う）や目標位置に対する現在
位置波形の歪を抑えることができる。As described above, according to the electric motor control method of the present embodiment, even if the target position setting cycle becomes longer independently of the electric motor control cycle, the above-mentioned configuration makes it possible to control the fluctuation of the command value due to the hold error. The target position can be suppressed to the extent set for each time, and rattling of the electric motor due to fluctuations in the command value (also accompanied by an increase in rotating sound) and distortion of the current position waveform with respect to the target position can be suppressed.

【００５１】（実施例６）図９は請求項５記載の制御方
法の第２の実施例の構成を示すブロック図である。上記
実施例５との違いだけを説明すると、実施例５では目標
位置２４の移動平均を行う制御周期の回数をフィルター
特性から適当に設定していたのに対し、本実施例では目
標の設定周期と制御周期の比のｎ倍（ｎは自然数で、フ
ィルター特性から適当に決定される）に設定している。(Sixth Embodiment) FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the control method according to the fifth aspect. Explaining only the difference from the fifth embodiment, in the fifth embodiment, the number of control cycles for performing the moving average of the target position 24 is appropriately set from the filter characteristics, whereas in the present embodiment, the target setting cycle is set. And n times the ratio of the control cycle (n is a natural number and is appropriately determined from the filter characteristics).

【００５２】この理由は、図１０の目標位置のフィルタ
ー波形を見れば明かなように、移動平均を行う制御周期
の回数が周期比より小さい場合には設定周期の後半にお
いて目標位置が移動平均を行っても変化せずこのタイミ
ングでは実施例５の効果は得られない。The reason for this is apparent from the filter waveform of the target position shown in FIG. 10, and when the number of control cycles for moving average is smaller than the cycle ratio, the target position is set to the moving average in the latter half of the set cycle. Even if it goes, it does not change and the effect of the fifth embodiment cannot be obtained at this timing.

【００５３】また、周期比より大きくてもｎ倍でない場
合には設定周期タイミング以外にも移動平均を行った仮
の目標位置の変化率が変わるので目標位置の変動が大き
くなる。これに対し、周期比のｎ倍にした場合設定周期
でサンプルホールドされた目標位置波形が設定周期間で
直線近似される。If the ratio is not n times larger than the period ratio, the rate of change of the provisional target position for which the moving average has been performed changes at times other than the set period timing, so that the target position varies greatly. On the other hand, when the cycle ratio is set to n times, the target position waveform sampled and held in the set cycle is linearly approximated in the set cycle.

【００５４】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、目標位置を移動平均する回数を目標の設定周
期と制御周期の比に応じて設定することでより効果的に
目標位置を移動平均することができ、ホールド誤差によ
る指令値の変動をより小さくできる。As described above, according to the motor control method of this embodiment, the target position is more effectively set by setting the number of times of moving average of the target position according to the ratio of the target setting cycle and the control cycle. The moving average can be performed, and the fluctuation of the command value due to the hold error can be further reduced.

【００５５】（実施例７）図１１は請求項５記載の制御
方法の第１の実施例の構成を示すブロック図である。制
御装置１０内のマイコン１１では、一定のサンプリング
周期（目標の設定周期）毎に入力信号１５に応じて電動
機の目標位置２４を設定する。(Seventh Embodiment) FIG. 11 is a block diagram showing the arrangement of a first embodiment of the control method according to the fifth aspect. The microcomputer 11 in the control device 10 sets the target position 24 of the electric motor according to the input signal 15 at every constant sampling period (target setting period).

【００５６】また、異なったサンプリング周期（制御周
期）毎に、この目標位置２４を制御周期５回分の移動平
均を行うフィルター２２ａに通した仮の目標位置２５を
設定するとともに、電動機１２に取り付けられたエンコ
ーダ１４（位置検出器）の出力信号１７により電動機の
現在位置２６を求め、この現在位置２６を制御周期５回
分の移動平均を行うフィルター２２ｂに通した仮の現在
位置２７を設定する。Further, at each different sampling cycle (control cycle), a temporary target position 25 is set by passing the target position 24 through a filter 22a which performs a moving average of five control cycles, and is attached to the electric motor 12. The current position 26 of the electric motor is obtained from the output signal 17 of the encoder 14 (position detector), and the temporary current position 27 is set by passing the current position 26 through the filter 22b that performs a moving average for five control cycles.

【００５７】これら仮の目標位置２５と仮の現在位置２
７の偏差２８をＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター
２１に通して指令値３３を演算し、演算された指令値３
３に応じて電動機１２を駆動する電動機ドライバー１３
へ指令信号１９を出力している。These temporary target position 25 and temporary current position 2
The deviation 28 of 7 is passed through the phase compensation filter 21 using PID control to calculate the command value 33, and the calculated command value 3
A motor driver 13 that drives the motor 12 according to
The command signal 19 is output to.

【００５８】ＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター２
１は、比例項（Ｐ項）３０、積分項（Ｉ項）３１、微分
項（Ｄ項）３２より構成され、比例項３０では求められ
た偏差２８に対し比例ゲインＫｐを乗算し、積分項３１
では求められた偏差２８をサンプリング周期（制御周
期）毎に積算しその結果に対し積分ゲインＫｉを乗算
し、微分項３２では１サンプリング周期前の偏差２８と
の差分をとりその結果に対し微分ゲインＫｄを乗算し、
最終的に各項（制御項）の出力の総和として指令値３３
が決定される。Phase compensation filter 2 using PID control
1 is composed of a proportional term (P term) 30, an integral term (I term) 31, and a derivative term (D term) 32. The deviation 28 obtained in the proportional term 30 is multiplied by a proportional gain Kp to obtain an integral term. 31
Then, the obtained deviation 28 is integrated for each sampling cycle (control cycle), and the result is multiplied by the integration gain Ki. The differential term 32 takes the difference from the deviation 28 one sampling cycle before, and the differential gain is obtained for the result. Multiply by Kd,
Finally, the command value 33 is calculated as the sum of the output of each term (control term).
Is determined.

【００５９】請求項５記載の発明の実施例において目標
の設定周期による目標位置のホールド誤差を小さくする
ために挿入されたフィルターの特性が電動機の制御特性
に大きな影響を与える場合、本実施例のように現在位置
にも目標位置と同じフィルターを挿入することで目標位
置と現在位置の関係を仮の目標位置と仮の現在位置の関
係に等しくし、ＰＩＤ制御を用いた位相補償フィルター
で仮の目標位置に仮の現在位置を追随させることにより
フィルター特性が電動機の制御特性に与える影響を改善
することができる。In the case where the characteristics of the filter inserted to reduce the hold error of the target position due to the target setting cycle in the embodiment of the present invention has a great influence on the control characteristics of the electric motor, By inserting the same filter as the target position into the current position as well, the relationship between the target position and the current position is made equal to the relationship between the temporary target position and the temporary current position, and a temporary phase compensation filter using PID control is used. By making the provisional current position follow the target position, it is possible to improve the influence of the filter characteristic on the control characteristic of the electric motor.

【００６０】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、第３発明において挿入するフィルターが電動
機の制御特性に大きな影響を与える場合にも、上記構成
で挿入するフィルターの特性をＰＩＤ制御を用いた位相
補償フィルターにより補うことができ、電動機の制御特
性の劣化を抑えつつ第３発明の効果を得ることができ
る。As described above, according to the electric motor control method of this embodiment, even when the filter inserted in the third aspect of the invention has a great influence on the control characteristics of the electric motor, the characteristics of the filter inserted in the above-described configuration are adjusted to the PID. This can be compensated by the phase compensation filter using control, and the effect of the third invention can be obtained while suppressing the deterioration of the control characteristics of the electric motor.

【００６１】（実施例８）図１２は請求項５記載の制御
方法の第２の実施例の構成を示すブロック図である。上
記実施例７との違いだけを説明すると、実施例１では目
標位置２４や現在位置２６を制御周期５回分の移動平均
を行うフィルター２２ａ、２２ｂに通した仮の目標位置
２５や仮の現在位置２７を設定していたのに対し、本実
施例では目標位置２４と現在位置２６の偏差２８を制御
周期５回分の移動平均を行うフィルター２２ｃに通した
仮の偏差２９を設定している。この実施例では偏差２８
に対してのみＰＩＤ制御を用いて指令値３３を演算して
いるため、このようなフィルターの挿入位置の変更（等
価変換）が可能となる。(Embodiment 8) FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the control method according to the fifth aspect. Explaining only the differences from the seventh embodiment described above, in the first embodiment, the target position 24 and the current position 26 are passed through filters 22a and 22b that perform a moving average of five control cycles, and the temporary target position 25 and the current position are temporarily passed. While 27 is set, in the present embodiment, a temporary deviation 29 is set by passing the deviation 28 between the target position 24 and the current position 26 through a filter 22c that performs a moving average of five control cycles. In this embodiment, the deviation 28
Since the command value 33 is calculated only by using the PID control, it is possible to change the insertion position of the filter (equivalent conversion).

【００６２】このように、本実施例の電動機の制御方法
によれば、実施例７の効果に加え、等価変換によりフィ
ルターの挿入位置を変更することでフィルターの実行回
数を低減し、フィルターの挿入による処理時間の増加を
抑え、制御周期が長くなることによる電動機の制御特性
の劣化を防ぐことができる。As described above, according to the electric motor control method of the present embodiment, in addition to the effect of the seventh embodiment, the number of times the filter is executed is reduced by changing the filter insertion position by the equivalent conversion, and the filter insertion is performed. It is possible to suppress an increase in the processing time due to and prevent the deterioration of the control characteristics of the electric motor due to the lengthening of the control cycle.

【００６３】[0063]

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、電動機に取り付ける現在値の検出器の精度を低下
させた場合にも、電動機の目標値や現在値をフィルター
で滑らかにすることにより電動機への指令の変動を抑
え、指令の変動による電動機のガタツキ（回転音の増加
も伴う）や目標値に対する現在値波形の歪を小さくでき
るという効果を有する。As described above, according to the first aspect of the present invention, even when the accuracy of the current value detector attached to the electric motor is lowered, the target value and the present value of the electric motor can be smoothly filtered. By doing so, it is possible to suppress the fluctuation of the command to the electric motor, and to reduce the rattling of the electric motor due to the fluctuation of the command (with the increase of the rotation noise) and the distortion of the current value waveform with respect to the target value.

【００６４】また、請求項３記載の発明によれば、電動
機に取り付ける現在値の検出器の精度を低下させた場合
にも、ＰＩＤ制御の各制御項をフィルターで滑らかにす
ることにより電動機への指令の変動を抑え、指令の変動
による電動機のガタツキ（回転音の増加も伴う）や目標
値に対する現在値波形の歪を小さくできるという効果を
有する。更に、ＰＩＤ制御の制御項毎に独立して適切な
フィルター特性を選択するため、フィルターを挿入する
ことで発生するフィルター自体の特性による電動機の制
御特性の劣化を適切に抑えることでＰＩＤ制御を用いた
位相補償フィルターでの制御系の安定性を図り易くで
き、安定した電動機制御を実現できるという効果も有す
る。According to the third aspect of the present invention, even when the accuracy of the current value detector attached to the electric motor is lowered, the control term of the PID control is smoothed by the filter, so that the electric motor is controlled. This has the effect of suppressing fluctuations in the command, and reducing rattling of the electric motor due to fluctuations in the command (also accompanied by an increase in rotating sound) and distortion of the current value waveform with respect to the target value. Further, since the appropriate filter characteristic is selected independently for each control term of the PID control, the PID control is used by appropriately suppressing the deterioration of the motor control characteristic due to the characteristic of the filter itself generated by inserting the filter. The stability of the control system in the phase compensation filter can be easily improved, and stable motor control can be realized.

【００６５】また、請求項５記載の発明によれば、電動
機の目標値を設定する周期を制御周期と独立して長くし
た場合にも、電動機の目標値をフィルターで滑らかにす
ることにより電動機への指令の変動を抑え、指令の変動
による電動機のガタツキ（回転音の増加も伴う）や目標
値に対する現在値波形の歪を小さくできるという効果を
有する。According to the fifth aspect of the present invention, even when the cycle for setting the target value of the electric motor is made longer independently of the control cycle, the target value of the electric motor is smoothed by the filter to the electric motor. There is an effect that the fluctuation of the command of (1) can be suppressed, and the rattling of the electric motor due to the fluctuation of the command (also accompanied by the increase of the rotating sound) and the distortion of the current value waveform with respect to the target value can be reduced.

【００６６】また、請求項７記載の発明によれば、第３
の発明において電動機の目標値に位相遅れの大きいフィ
ルターを挿入した場合にも、電動機の現在値にも同じフ
ィルターを挿入することによりフィルター自体の特性に
よる電動機の制御特性の劣化をＰＩＤ制御を用いた位相
補償フィルターで改善できるようにし、応答性のよい電
動機制御を実現できるという効果を有する。According to the invention of claim 7, the third aspect
In the invention of claim 1, even when a filter having a large phase delay is inserted into the target value of the electric motor, the PID control is used to prevent deterioration of the control characteristic of the electric motor due to the characteristics of the filter itself by inserting the same filter into the present value of the electric motor. The phase compensation filter can be improved, and the motor control with good response can be realized.

【００６７】更に、請求項１、３、５または７記載の発
明によれば、電動機の持つ入力飽和特性のために指令が
制限された場合にも、指令の変動を抑えることにより指
令を制限内に入り易くでき、電動機の制御特性の劣化を
防ぎ安定かつ応答性の良い電動機制御を実現できるとい
う効果も有する。Further, according to the invention of claim 1, 3, 5 or 7, even when the command is limited due to the input saturation characteristic of the electric motor, the command is controlled within the limit by suppressing the fluctuation of the command. It also has an effect that it is easy to enter the motor, the deterioration of the control characteristics of the electric motor is prevented, and stable and responsive electric motor control can be realized.

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

【図１】本発明の電動機の制御方法の一実施例の構成を
示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a motor control method according to the present invention.

【図２】同実施例におけるフィルター波形図FIG. 2 is a filter waveform diagram in the same embodiment.

【図３】本発明の電動機の制御方法の他の実施例の構成
を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the motor control method of the present invention.

【図４】本発明の電動機の制御方法の更に他の実施例の
構成を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the motor control method according to the present invention.

【図５】同実施例における偏差、偏差の積算結果、偏差
の差分結果の波形図FIG. 5 is a waveform diagram of a deviation, a deviation integration result, and a deviation difference result in the example.

【図６】本発明の電動機の制御方法の更に他の実施例の
構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the electric motor control method of the present invention.

【図７】本発明の電動機の制御方法の更に他の実施例の
構成を示すブロック図FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the motor control method according to the present invention.

【図８】同実施例におけるフィルター波形図FIG. 8 is a filter waveform diagram in the example.

【図９】本発明の電動機の制御方法の更に他の実施例の
構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the motor control method according to the present invention.

【図１０】同実施例における目標位置のフィルター波形
図FIG. 10 is a filter waveform diagram of a target position in the embodiment.

【図１１】本発明の電動機の制御方法の更に他の実施例
の構成を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the motor control method according to the present invention.

【図１２】本発明の電動機の制御方法の更に他の実施例
の構成を示すブロック図FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of still another embodiment of the motor control method of the present invention.

【図１３】従来の電動機の制御装置の構成を示すブロッ
ク図FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional motor control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 制御装置 １１ マイコン １２ 電動機 １３ 電動機ドライバー １４ エンコーダ １５ センサー入力等 １６ 目標位置の設定手段 １７ 検出信号 １８ 現在位置の決定手段 １９ 指令信号 ２０ 指令信号の出力手段 ２１ 位相補償フィルター ２２ 移動平均フィルター ２２ａ 目標位置の移動平均フィルター ２２ｂ 現在位置の移動平均フィルター ２２ｃ 偏差の移動平均フィルター ２２ｄ 偏差の積算結果の移動平均フィルター ２２ｅ 偏差の差分結果の移動平均フィルター ２３ 最小ビット（ＬＳＢ）単位の変更手段 ２３ａ 目標位置の最小ビット（ＬＳＢ）単位の変更手
段 ２３ｂ 現在位置の最小ビット（ＬＳＢ）単位の変更手
段 ２３ｃ 偏差の最小ビット（ＬＳＢ）単位の変更手段 ２４ 目標位置 ２５ 仮の目標位置 ２６ 現在位置 ２７ 仮の現在位置 ２８ 偏差 ２９ 仮の偏差 ３０ 比例項 ３１ 積分項 ３２ 微分項 ３３ 指令値10 Control Device 11 Microcomputer 12 Electric Motor 13 Electric Motor Driver 14 Encoder 15 Sensor Input etc. 16 Target Position Setting Means 17 Detection Signal 18 Current Position Determining Means 19 Command Signal 20 Command Signal Output Means 21 Phase Compensation Filter 22 Moving Average Filter 22a Target Position moving average filter 22b Current position moving average filter 22c Deviation moving average filter 22d Deviation integration result moving average filter 22e Deviation difference result moving average filter 23 Minimum bit (LSB) unit changing means 23a Target position Minimum bit (LSB) unit changing means 23b Current position minimum bit (LSB) unit changing means 23c Deviation minimum bit (LSB) unit changing means 24 Target position 25 Temporary target position 26 Current position 27 Temporary current 27 Deviation 30 proportional term position 28 deviation 29 provisionally 31 integral term 32 differential term 33 command value

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】マイクロコンピュータを用いて電動機をデ
ジタル的にＰＩＤ制御する電動機の制御方法において、
前記電動機の状態を検出する検出器の精度の粗さから電
動機の制御目標値、制御目標値に対する現在値の有効ビ
ットの最小ビット単位が大きくなることによって生じる
電動機へ出力される指令値の変動を、前記目標値および
前記現在値を制御周期毎にフィルターで波形整形し、そ
の結果として前記有効ビットの最小ビット単位を小さく
して前記制御周期に対して滑らかにすることにより抑え
込むことを特徴とする電動機の制御方法。1. A motor control method for digitally PID controlling a motor using a microcomputer, comprising:
The control target value of the motor from the roughness of the accuracy of the detector that detects the state of the electric motor, the fluctuation of the command value output to the electric motor caused by the minimum bit unit of the effective bit of the current value for the control target value becomes large. , The target value and the current value are shaped by a filter for each control cycle, and as a result, the minimum bit unit of the effective bit is reduced and smoothed with respect to the control cycle. Motor control method. 【請求項２】目標値と現在値の偏差に対してのみＰＩＤ
制御を実施する場合において、目標値および現在値をフ
ィルターで波形整形する代わりに前記偏差をフィルター
で波形整形することにより同等の効果を有することを特
徴とする請求項１記載の電動機の制御方法。2. PID only for the deviation between the target value and the current value
2. The method of controlling an electric motor according to claim 1, wherein when the control is performed, the same effect is obtained by shaping the waveform of the deviation with the filter instead of shaping the waveform of the target value and the current value with the filter. 【請求項３】マイクロコンピュータを用いて電動機をデ
ジタル的にＰＩＤ制御する電動機の制御装置において、
前記電動機の状態を検出する検出器の精度の粗さから電
動機の制御目標値、制御目標置に対する現在値の有効ビ
ットの最小ビット単位が大きくなることによって生じる
電動機へ出力される指令値の変動を、ＰＩＤ制御におけ
る比例項、積分項、微分項の各制御項を独立にフィルタ
ーで波形整形し、目標値や現在値の有効ビットの最小ビ
ット単位が大きくなることによる前記各制御項への影響
に応じて前記フィルターの特性を決定することにより抑
え込むことを特徴とする電動機の制御方法。3. A motor control device for digitally PID controlling a motor using a microcomputer,
The control target value of the motor from the roughness of the accuracy of the detector for detecting the state of the motor, the fluctuation of the command value output to the motor caused by the minimum bit unit of the effective bit of the current value for the control target position is increased , The proportional term, the integral term, and the derivative term in PID control are individually shaped by a filter to reduce the influence of the target value and the present value on the control term by increasing the minimum bit unit of the effective bits. A method of controlling an electric motor, characterized in that the characteristics of the filter are determined accordingly to suppress the characteristics. 【請求項４】後進差分を用いた微分項を制御周期毎に移
動平均する場合において、制御周期のｎ回分（ｎ：自然
数）を平均する代わりに制御周期ｎ回前との後進差分を
行いその値をｎ分の１とすることを特徴とする請求項３
記載の電動機の制御方法。4. When performing a moving average of a differential term using a backward difference for each control cycle, instead of averaging n times (n: natural number) of the control cycle, the backward difference between n times before the control cycle and 4. The value is set to 1 / n.
A method for controlling the described electric motor. 【請求項５】マイクロコンピュータを用いて電動機をデ
ジタル的にＰＩＤ制御する電動機の制御方法において、
入力信号に応じて電動機の制御目標値を設定する設定周
期と、前記電動機の状態を検出する検出器から電動機の
現在値を読み込んで前記目標値との間でＰＩＤ制御する
制御周期の違いによって生じる電動機へ出力される指令
値の変動を、前記目標値を前記制御周期毎にフィルター
で波形整形して前記制御周期に対して滑らかにすること
により抑え込むことを特徴とする電動機の制御方法。5. A motor control method for digitally PID controlling a motor using a microcomputer, comprising:
It occurs due to the difference between the set cycle for setting the control target value of the electric motor according to the input signal and the control cycle for PID control between the target value by reading the current value of the electric motor from the detector that detects the state of the electric motor. A method of controlling an electric motor, characterized in that fluctuations in a command value output to the electric motor are suppressed by shaping the target value with a filter for each control cycle to smooth the target value. 【請求項６】目標値を制御周期毎に移動平均する場合に
おいて、設定周期と制御周期の比に応じて平均する制御
周期の回数を決定することを特徴とする請求項５記載の
電動機の制御方法。6. The control of the electric motor according to claim 5, wherein when the target value is moving averaged for each control cycle, the number of control cycles to be averaged is determined according to the ratio between the set cycle and the control cycle. Method. 【請求項７】目標値を制御周期毎にフィルターで波形整
形することによる電動機の制御特性の劣化を、現在値に
も同様に波形整形することにより改善することを特徴と
する請求項５記載の電動機の制御方法。7. The method according to claim 5, wherein the deterioration of the control characteristic of the electric motor due to the waveform shaping of the target value by the filter every control cycle is improved by similarly shaping the waveform of the current value. Motor control method. 【請求項８】目標値と現在値の偏差に対してのみＰＩＤ
制御を実施する場合において、目標値および現在値をフ
ィルターで波形整形する代わりに前記偏差をフィルター
で波形整形することにより同等の効果を有することを特
徴とする請求項７記載の電動機の制御方法。8. PID only for the deviation between the target value and the current value
8. The method of controlling an electric motor according to claim 7, wherein, when the control is performed, the same effect is obtained by shaping the waveform of the deviation with the filter instead of shaping the target value and the current value with the filter.
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