JPH1023775A - 減速機付きモータの制御方法 - Google Patents
減速機付きモータの制御方法Info
- Publication number
- JPH1023775A JPH1023775A JP8173424A JP17342496A JPH1023775A JP H1023775 A JPH1023775 A JP H1023775A JP 8173424 A JP8173424 A JP 8173424A JP 17342496 A JP17342496 A JP 17342496A JP H1023775 A JPH1023775 A JP H1023775A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- output shaft
- rotation
- speed reducer
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 減速機付きモータにおける減速回転出力にワ
ウフラッタが少なく、しかも高精度の位置決めを行なう
ことのできる制御方法を提案すること。 【解決手段】 減速機付きモータＭは、モータＭの出力
軸１の回転数θ１を検出する第１のセンサＳ１と、減速
機出力軸１５の回転数θ２を検出する第２のセンサＳ２
を備えている。トルク定数Ｋｔ、イナーシャＪを備えた
モータ制御系では、第１のセンサＳ１の出力θ１を２回
微分してモータ出力軸回転の角加速度を求めている。ま
た、第２のセンサＳ１の出力θ２をｎ倍すると共に、２
回微分するこによって、減速機出力回転の角加速度を求
めている。これらの角加速度の差を、トルク定数で割る
ことにより、フィードバック電流を生成するようにして
いる。この結果、減速機出力回転のワウフラッタを抑制
でき、しかも、位置決め精度の高いモータ制御を実現で
きる。
ウフラッタが少なく、しかも高精度の位置決めを行なう
ことのできる制御方法を提案すること。 【解決手段】 減速機付きモータＭは、モータＭの出力
軸１の回転数θ１を検出する第１のセンサＳ１と、減速
機出力軸１５の回転数θ２を検出する第２のセンサＳ２
を備えている。トルク定数Ｋｔ、イナーシャＪを備えた
モータ制御系では、第１のセンサＳ１の出力θ１を２回
微分してモータ出力軸回転の角加速度を求めている。ま
た、第２のセンサＳ１の出力θ２をｎ倍すると共に、２
回微分するこによって、減速機出力回転の角加速度を求
めている。これらの角加速度の差を、トルク定数で割る
ことにより、フィードバック電流を生成するようにして
いる。この結果、減速機出力回転のワウフラッタを抑制
でき、しかも、位置決め精度の高いモータ制御を実現で
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は減速機付きモータの
出力回転にワウフラッタが少なく、しかもその出力回転
位置を正確に位置決めできる制御方法に関するものであ
る。
出力回転にワウフラッタが少なく、しかもその出力回転
位置を正確に位置決めできる制御方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来において、減速機付きモータにおい
ては、減速機の回転出力を直接に制御することは稀であ
った。この理由は、減速機の回転出力をそのまま使って
正確な回転をフィードバック制御によって得るには、減
速機歯車により発生する高周波の回転数変動（ワウフラ
ッタ）を抑制するために、高いループゲインを持った制
御系を構成する必要がある。しかし、このような高いル
ープゲインを持った制御系を構築することは困難だから
である。
ては、減速機の回転出力を直接に制御することは稀であ
った。この理由は、減速機の回転出力をそのまま使って
正確な回転をフィードバック制御によって得るには、減
速機歯車により発生する高周波の回転数変動（ワウフラ
ッタ）を抑制するために、高いループゲインを持った制
御系を構成する必要がある。しかし、このような高いル
ープゲインを持った制御系を構築することは困難だから
である。
【０００３】そのために、通常は、モータを回転数変動
の少ない状態で駆動制御にするために、モータの出力軸
に取り付けたセンサの出力を使用して制御を行なうこと
により、減速回転数の変動を抑制するようにしている。
の少ない状態で駆動制御にするために、モータの出力軸
に取り付けたセンサの出力を使用して制御を行なうこと
により、減速回転数の変動を抑制するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では、減速機出力軸の回転速度のむらを高い精度で抑
制することが困難である。
法では、減速機出力軸の回転速度のむらを高い精度で抑
制することが困難である。
【０００５】そこで、本発明の課題は、減速機付きモー
タの出力回転にワウフラッタが少なく、しかもその出力
回転位置を正確に位置決めできる制御方法を提案するこ
とにある。
タの出力回転にワウフラッタが少なく、しかもその出力
回転位置を正確に位置決めできる制御方法を提案するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の減速機付きモータの制御方法において
は、減速機の減速出力軸の角加速度およびモータ出力軸
の角加速度を検出し、検出した双方の角加速度の差を求
め、当該角加速度の差に基づき、モータ駆動電流をフィ
ードバック制御するようにしている。
めに、本発明の減速機付きモータの制御方法において
は、減速機の減速出力軸の角加速度およびモータ出力軸
の角加速度を検出し、検出した双方の角加速度の差を求
め、当該角加速度の差に基づき、モータ駆動電流をフィ
ードバック制御するようにしている。
【０００７】また、減速機付きモータの制御方法におい
ては、減速機の減速出力軸の回転位置あるいは回転速
度、およびモータ出力軸の回転位置あるいは回転速度を
求め、モータ制御系の公称トルク定数にモータ駆動電流
値を乗ずることによって得た乗算結果と、減速機出力軸
の回転位置あるいは回転速度から求めた角加速度に公称
イナーシャを乗することによって得た乗算結果との差を
算出し、算出した減算結果に基づきモータ駆動電流をフ
ィードバック制御するようにしている。
ては、減速機の減速出力軸の回転位置あるいは回転速
度、およびモータ出力軸の回転位置あるいは回転速度を
求め、モータ制御系の公称トルク定数にモータ駆動電流
値を乗ずることによって得た乗算結果と、減速機出力軸
の回転位置あるいは回転速度から求めた角加速度に公称
イナーシャを乗することによって得た乗算結果との差を
算出し、算出した減算結果に基づきモータ駆動電流をフ
ィードバック制御するようにしている。
【０００８】なお、前記減速機としては撓み噛み合い式
歯車装置を採用できる。
歯車装置を採用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１０】図１には、本発明を適用可能な減速機付き
モータの構成例を示してある。この図に示すように、本
例の減速機付きモータＭは、減速機として撓み噛み合い
式歯車装置を備えている。モータＭは中空形モータであ
り、その中心を貫通した状態に中空形状をしたモータ出
力軸１が延びている。
モータの構成例を示してある。この図に示すように、本
例の減速機付きモータＭは、減速機として撓み噛み合い
式歯車装置を備えている。モータＭは中空形モータであ
り、その中心を貫通した状態に中空形状をしたモータ出
力軸１が延びている。
【００１１】撓み噛み合い式歯車装置は、ウエーブジェ
ネレータ３と、カップ状の可撓性外歯歯車７と、環状の
剛性内歯歯車５とを備えている。ウエーブジェネレータ
３はモータＭの出力軸１の一方の端部に連結されてい
る。モータ出力軸１の他方の端部には第１のセンサＳ１
が取付けられている。
ネレータ３と、カップ状の可撓性外歯歯車７と、環状の
剛性内歯歯車５とを備えている。ウエーブジェネレータ
３はモータＭの出力軸１の一方の端部に連結されてい
る。モータ出力軸１の他方の端部には第１のセンサＳ１
が取付けられている。
【００１２】撓み噛み合い式歯車装置のカップ状の可撓
性外歯歯車７は、厚肉の環状ボスの部分を備え、この部
分の両側に、それぞれ、太径の負荷側への出力軸１３、
および反負荷側に延びる小径の出力軸１５が連結されて
いる。小径の出力軸１５はモータ出力軸１の中空部を貫
通して延びており、モータ出力軸１から突出した先端に
は、第２のセンサＳ２が取付けられている。
性外歯歯車７は、厚肉の環状ボスの部分を備え、この部
分の両側に、それぞれ、太径の負荷側への出力軸１３、
および反負荷側に延びる小径の出力軸１５が連結されて
いる。小径の出力軸１５はモータ出力軸１の中空部を貫
通して延びており、モータ出力軸１から突出した先端に
は、第２のセンサＳ２が取付けられている。
【００１３】この構成の減速機付きモータＭにおいて
は、その回転数が第１のセンサＳ１によって検出され
る。モータ出力軸１の回転は撓み噛み合い式歯車装置を
介して減速されて、カップ状の可撓性外歯歯車７に連結
されている減速機出力軸１３、１５から取り出される。
この減速機出力軸の回転数は、第２のセンサＳ２によっ
て検出される。
は、その回転数が第１のセンサＳ１によって検出され
る。モータ出力軸１の回転は撓み噛み合い式歯車装置を
介して減速されて、カップ状の可撓性外歯歯車７に連結
されている減速機出力軸１３、１５から取り出される。
この減速機出力軸の回転数は、第２のセンサＳ２によっ
て検出される。
【００１４】一般的に、減速機出力軸１５をθ２だけ回
転させるためには、入力側のモータ回転軸１を（ｎ×θ
１）だけ回転させる必要がある。ここに、ｎは減速比で
あり、θ１は入力回転角である。しかし、減速機を構成
している歯車の精度誤差に起因して、減速機出力軸１５
の回転数θ２には角度誤差が含まれて、次のようになる
のが一般的である。
転させるためには、入力側のモータ回転軸１を（ｎ×θ
１）だけ回転させる必要がある。ここに、ｎは減速比で
あり、θ１は入力回転角である。しかし、減速機を構成
している歯車の精度誤差に起因して、減速機出力軸１５
の回転数θ２には角度誤差が含まれて、次のようになる
のが一般的である。
【００１５】ｎ×θ１ ＝ θ２ ＋ δθ２ 従って、モータ出力軸１の回転数を検出する第１のセン
サＳ１の出力と、減速機出力軸１５の回転数を検出する
第２のセンサＳ２の出力とを用いることにより、減速機
を介して発生する伝達誤差に起因する減速回転の回転ム
ラを抑制することができる。なお、第２のセンサの出力
のみを採用して回転ムラを抑制することも可能である
が、この場合には、回転系が不安定になってしまうとい
う弊害がある。
サＳ１の出力と、減速機出力軸１５の回転数を検出する
第２のセンサＳ２の出力とを用いることにより、減速機
を介して発生する伝達誤差に起因する減速回転の回転ム
ラを抑制することができる。なお、第２のセンサの出力
のみを採用して回転ムラを抑制することも可能である
が、この場合には、回転系が不安定になってしまうとい
う弊害がある。
【００１６】減速機出力回転を平滑にするためには次の
ように制御すればよい。まず、モータ出力軸１が（ｎ×
θ１）だけ回転したときに、モータ制御系の運動方程式
は（１）式で表すことができる。
ように制御すればよい。まず、モータ出力軸１が（ｎ×
θ１）だけ回転したときに、モータ制御系の運動方程式
は（１）式で表すことができる。
【００１７】
【数１】
【００１８】また、伝達誤差（δθ２）が発生している
場合は（２）式で表すことができる。
場合は（２）式で表すことができる。
【００１９】
【数２】
【００２０】滑らかな減速機出力回転を得るためには、
モータ駆動電流の電流値をδ１だけ増加させるように帰
還制御を行なえばよい。この値δ１は（３）式で求める
ことができる。
モータ駆動電流の電流値をδ１だけ増加させるように帰
還制御を行なえばよい。この値δ１は（３）式で求める
ことができる。
【００２１】
【数３】
【００２２】（３）式から分かるように、当該電流値δ
１を求めるためには、モータ出力軸１の回転数θ１と、
減速機出力軸１５の回転数θ２が必要となる。これらの
値は、第１および第２のセンサＳ１、Ｓ２の出力として
求められる。
１を求めるためには、モータ出力軸１の回転数θ１と、
減速機出力軸１５の回転数θ２が必要となる。これらの
値は、第１および第２のセンサＳ１、Ｓ２の出力として
求められる。
【００２３】図２は、上記の制御を実現するための制御
系のボード線図である。この図において、Ｋｔはトルク
定数、Ｊはイナーシャを表している。第１のセンサＳ１
の出力θ１を２回微分してモータ出力軸回転の角加速度
を求める。また、第２のセンサＳ１の出力θ２をｎ倍す
ると共に、２回微分するこによって、減速機出力回転の
角加速度を求める。そして、これらの角加速度の差を、
トルク定数で割ることにより、フィードバック電流を生
成するようにしている。
系のボード線図である。この図において、Ｋｔはトルク
定数、Ｊはイナーシャを表している。第１のセンサＳ１
の出力θ１を２回微分してモータ出力軸回転の角加速度
を求める。また、第２のセンサＳ１の出力θ２をｎ倍す
ると共に、２回微分するこによって、減速機出力回転の
角加速度を求める。そして、これらの角加速度の差を、
トルク定数で割ることにより、フィードバック電流を生
成するようにしている。
【００２４】次に、図３には、外乱トルクオブザーバ回
路を付加したモータ制御系のボード線図を示してある。
この図に示すように、減速機出力回転の回転ムラやイナ
ーシャ変動等を外乱トルクとみたたて、外乱トルクオブ
ザーバ回路を用いて、公称トルク定数およびイナーシャ
になるように、モータ制御を行なっている。
路を付加したモータ制御系のボード線図を示してある。
この図に示すように、減速機出力回転の回転ムラやイナ
ーシャ変動等を外乱トルクとみたたて、外乱トルクオブ
ザーバ回路を用いて、公称トルク定数およびイナーシャ
になるように、モータ制御を行なっている。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の減速機付
きモータの制御方法においては、モータ出力軸回転の角
加速度と、減速機出力回転の角加速度とを求め、これら
の差に基づきモータ駆動電流をフィードバック制御する
ようにしている。
きモータの制御方法においては、モータ出力軸回転の角
加速度と、減速機出力回転の角加速度とを求め、これら
の差に基づきモータ駆動電流をフィードバック制御する
ようにしている。
【００２６】また、本発明の減速機付きモータの制御方
法においては、モータ出力軸の回転位置あるいは回転速
度と、減速機出力軸の回転位置あるいは回転速度を検出
し、制御系の公称トルク定数にモータ駆動電流値を乗ず
ることによって得た乗算結果と、減速機出力軸の回転位
置あるいは回転速度から求めた角加速度に公称イナーシ
ャを乗することによって得た乗算結果との差を算出し、
算出した減算結果に基づきモータ駆動電流をフィードバ
ック制御するようにしている。
法においては、モータ出力軸の回転位置あるいは回転速
度と、減速機出力軸の回転位置あるいは回転速度を検出
し、制御系の公称トルク定数にモータ駆動電流値を乗ず
ることによって得た乗算結果と、減速機出力軸の回転位
置あるいは回転速度から求めた角加速度に公称イナーシ
ャを乗することによって得た乗算結果との差を算出し、
算出した減算結果に基づきモータ駆動電流をフィードバ
ック制御するようにしている。
【００２７】従って、本発明の制御方法によれば、ワウ
フラッタの少ない減速回転出力を得ることができ、ま
た、精度の良い位置決め制御を行なうことができる。ま
た、外乱トルクオブザーバ回路を用いた場合には、外乱
トルクに強い制御系を実現することができる。
フラッタの少ない減速回転出力を得ることができ、ま
た、精度の良い位置決め制御を行なうことができる。ま
た、外乱トルクオブザーバ回路を用いた場合には、外乱
トルクに強い制御系を実現することができる。
【図１】本発明を適用可能な減速機付きモータを示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】本発明の制御方法を示す制御回路のブロック図
である。
である。
【図３】本発明の別の制御方法を示す制御回路のブロッ
ク図である。
ク図である。
Ｍ モータ １ モータ出力軸 １５ 減速機出力軸 Ｓ１ 第１のセンサ Ｓ２ 第２のセンサ θ１ モータ出力軸の回転数 θ２ 減速機出力軸の回転数
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１１月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図３】
【図２】
Claims (3)
- 【請求項１】 減速機付きモータの制御方法において、 減速機の減速出力軸の角加速度およびモータ出力軸の角
加速度を検出し、 検出した双方の角加速度の差を求め当該角加速度の差に
基づき、モータ駆動電流をフィードバック制御すること
を特徴とする減速機付きモータの制御方法。 - 【請求項２】 減速機付きモータの制御方法において、 減速機の減速出力軸の回転位置あるいは回転速度、およ
びモータ出力軸の回転位置あるいは回転速度を求め、 モータ制御系の公称トルク定数にモータ駆動電流値を乗
ずることによって得た乗算結果と、減速機出力軸の回転
位置あるいは回転速度から求めた角加速度に公称イナー
シャを乗することによって得た乗算結果との差を算出
し、 算出した減算結果に基づきモータ駆動電流をフィードバ
ック制御することを特徴とする減速機付きモータの制御
方法。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記減速機
は撓み噛み合い式歯車装置であることを特徴とする減速
機付きモータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173424A JPH1023775A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 減速機付きモータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173424A JPH1023775A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 減速機付きモータの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1023775A true JPH1023775A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15960203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8173424A Pending JPH1023775A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 減速機付きモータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1023775A (ja) |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP8173424A patent/JPH1023775A/ja active Pending
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