JPS63161888A - 送り制御装置 - Google Patents
送り制御装置Info
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- JPS63161888A JPS63161888A JP61307647A JP30764786A JPS63161888A JP S63161888 A JPS63161888 A JP S63161888A JP 61307647 A JP61307647 A JP 61307647A JP 30764786 A JP30764786 A JP 30764786A JP S63161888 A JPS63161888 A JP S63161888A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電動サーブモータを用いた工作機、紙工機等の
送り制御装置の改良に関する。
送り制御装置の改良に関する。
第３図は従来の数値制御工作機械の送り動用モータの送
り制御装置の一例を示すブロック図であシ、図中モータ
１０．負荷１３、速度検出器（ＴＧ）１１、位置検出器
（ＰＣ）７２は機械的にギヤ等により結合されている回
転体である。位置指令発生器１から発信される位置（角
度）指令にモータｌＯを駆動することを目的としており
、その動作は次のようにして達成される。
り制御装置の一例を示すブロック図であシ、図中モータ
１０．負荷１３、速度検出器（ＴＧ）１１、位置検出器
（ＰＣ）７２は機械的にギヤ等により結合されている回
転体である。位置指令発生器１から発信される位置（角
度）指令にモータｌＯを駆動することを目的としており
、その動作は次のようにして達成される。
すなわち、位置指令発生器１からの位置指令と位置検出
器１２の出力であるモータ位置信号３２との位置偏差を
減算器２でとシ、その位置偏差に一足の定数Ｋｐ （位
置制御ｒイン）を乗じて速度指令２３を得る。速度指令
２３と速度検出器１１の出力であるモータ速度信号３１
との速度偏差を減算器４でとり、その出力に一定の定数
Ｋｖ （速度制御ゲイン）を乗じてモータ電流指令２５
を得る。
器１２の出力であるモータ位置信号３２との位置偏差を
減算器２でとシ、その位置偏差に一足の定数Ｋｐ （位
置制御ｒイン）を乗じて速度指令２３を得る。速度指令
２３と速度検出器１１の出力であるモータ速度信号３１
との速度偏差を減算器４でとり、その出力に一定の定数
Ｋｖ （速度制御ゲイン）を乗じてモータ電流指令２５
を得る。
モータ電流指令２５とモータ電流検出器９の出力である
電流信号２９との偏差を減算器６でとり、その出力に一
定の定数Ｋｒ （電流制御ゲイン）を乗じて得た信号２
７を電流アンプ８の入力とし、モータ１０に対して駆動
電流を流す。
電流信号２９との偏差を減算器６でとり、その出力に一
定の定数Ｋｒ （電流制御ゲイン）を乗じて得た信号２
７を電流アンプ８の入力とし、モータ１０に対して駆動
電流を流す。
このように構成し几送り制御装置は、電流制御ゲインＫ
ｒ、速度制御ｒインＫｖ、位置制御ｒインＫＰを犬きく
設定すると、位置指令の変化に対し、きわめて良い追従
性を有することはよく知ら几ている。
ｒ、速度制御ｒインＫｖ、位置制御ｒインＫＰを犬きく
設定すると、位置指令の変化に対し、きわめて良い追従
性を有することはよく知ら几ている。
第３図の構成のものにおいて、大きな慣性を持つ負荷１
３が結合した状態で、応答性を上げる之め制御ｒインを
上げると速度検出器１１が出すわずかなノイズが減算器
４にフィードパ、りさｎ１速度制御ダイン５で大きく増
幅される。制御性をよくするため、速度制御ゲイン５を
１００程度に設定すると、速度信号３ノに１％のノイズ
が重畳しても電流指令２５は１００％変動し、モータ電
流は非常に大きく変動する。その様子を第４図に鳳 示しており、（Ｊ）はモータ速度信号の波形を示し、（
ｆｌ＋はモータ電流の波形を示している。第４図から上
記のようにすることにより、次のような問題点がある。
３が結合した状態で、応答性を上げる之め制御ｒインを
上げると速度検出器１１が出すわずかなノイズが減算器
４にフィードパ、りさｎ１速度制御ダイン５で大きく増
幅される。制御性をよくするため、速度制御ゲイン５を
１００程度に設定すると、速度信号３ノに１％のノイズ
が重畳しても電流指令２５は１００％変動し、モータ電
流は非常に大きく変動する。その様子を第４図に鳳 示しており、（Ｊ）はモータ速度信号の波形を示し、（
ｆｌ＋はモータ電流の波形を示している。第４図から上
記のようにすることにより、次のような問題点がある。
（１）モータに過大電流がＩＩＦ、ｎるため、モータが
過熱する。
過熱する。
（２）モータの発生トルクが変動する几め、モーター０
と負荷１３とを結合しているギヤ等で異音、摩耗、破損
が発生する。
と負荷１３とを結合しているギヤ等で異音、摩耗、破損
が発生する。
そこで、本発明は速度制御ｒインをいかなる値にしても
電流指令の変動が少なく、モータ電流が安定し、モータ
の過熱、機械系の摩耗等を防止できる送り制御装置を提
供することを目的とする。
電流指令の変動が少なく、モータ電流が安定し、モータ
の過熱、機械系の摩耗等を防止できる送り制御装置を提
供することを目的とする。
本発明は上記目的を達底するｔめ、以下のように構成し
たものである。すなわち、工作機械等の送り軸駆動用モ
ータの位置検出信号と位置指令との位置偏差にもとづい
て速度指令を求める第１の手段と、この第１の手段から
の速度指令と上記送り軸駆動用モータの速度検出信号と
の速度偏差に速度制御ゲインを乗じてモータ電流指令を
求める第２の手段と、この第２の手段からのモータ電流
指令とモータ電流検出信号との電流偏差にもとづく宕号
を上記送り軸駆動用モータに与える第３の手段と、上記
速度検出信号と上記速度指令の入力される系統に設けら
れ、上記第２の手段からのモータ電流指令と上記速度検
出信号とを入力し、真のモータ速度を推定するものであ
って、このモータ速度の推定値と上記速度検出信号との
偏差を定数倍する第１、第２の係数器と、この第２の係
数器の出力を積分する第１の積分器と、この第１の積分
器の出力と上記第１の係数器の出力とを加算して修正量
を求める第１の加算器と、上記電流指令を定数倍する第
３の係数器と、この第３の係数器の出力と上記第１の加
算器の出力とを加算する第２の加算器と、この第２の加
算器の出力を積分する第２の積分器とからなる速度推定
手段とを具備してなるものでちる。
たものである。すなわち、工作機械等の送り軸駆動用モ
ータの位置検出信号と位置指令との位置偏差にもとづい
て速度指令を求める第１の手段と、この第１の手段から
の速度指令と上記送り軸駆動用モータの速度検出信号と
の速度偏差に速度制御ゲインを乗じてモータ電流指令を
求める第２の手段と、この第２の手段からのモータ電流
指令とモータ電流検出信号との電流偏差にもとづく宕号
を上記送り軸駆動用モータに与える第３の手段と、上記
速度検出信号と上記速度指令の入力される系統に設けら
れ、上記第２の手段からのモータ電流指令と上記速度検
出信号とを入力し、真のモータ速度を推定するものであ
って、このモータ速度の推定値と上記速度検出信号との
偏差を定数倍する第１、第２の係数器と、この第２の係
数器の出力を積分する第１の積分器と、この第１の積分
器の出力と上記第１の係数器の出力とを加算して修正量
を求める第１の加算器と、上記電流指令を定数倍する第
３の係数器と、この第３の係数器の出力と上記第１の加
算器の出力とを加算する第２の加算器と、この第２の加
算器の出力を積分する第２の積分器とからなる速度推定
手段とを具備してなるものでちる。
上記のように構成することにより、ノイズを含んだモー
タ速度信号からノイズ成分を小さくしたモータ速度推定
値がフィードバックされるので、大きな速度制御ゲイン
で制御しても電流指令には大きな変動は現わｎず、モー
タ電流は安定し、モータの過熱、機械系の摩擦等を防止
できる。
タ速度信号からノイズ成分を小さくしたモータ速度推定
値がフィードバックされるので、大きな速度制御ゲイン
で制御しても電流指令には大きな変動は現わｎず、モー
タ電流は安定し、モータの過熱、機械系の摩擦等を防止
できる。
以下、本発明について図面に示す実施例を参照して説明
するが、はじめに本発明装置の原理について説明、する
。モータの運動方程式は次のようになる。
するが、はじめに本発明装置の原理について説明、する
。モータの運動方程式は次のようになる。
ｄω
Ｉπ＝’ｒ、、ｉ、、 ・・
・・・・ｆｉ＋ここで ω：計算によるモータ速度 １Ｍ：実際のモータ電流 エ二回転体の慣性能率 ＴＭ：モーター０のトルク定数 電流指令ｉｃと実際のモータ電流ＩＭとは静的に比例関
係にある。すなわち ｉ Ｍ ＝ Ｋｉ ｉ ｃ
・・・−・＋２１電流制御ループは非常に良い応答性を
持つので動的にも（２）式がｇシ立つとみなせる。
・・・・ｆｉ＋ここで ω：計算によるモータ速度 １Ｍ：実際のモータ電流 エ二回転体の慣性能率 ＴＭ：モーター０のトルク定数 電流指令ｉｃと実際のモータ電流ＩＭとは静的に比例関
係にある。すなわち ｉ Ｍ ＝ Ｋｉ ｉ ｃ
・・・−・＋２１電流制御ループは非常に良い応答性を
持つので動的にも（２）式がｇシ立つとみなせる。
（１）式と（２１式より
ｄ（′ ・・・・・
・（３）■π＝ＴＭＫ１ｉｃ となり、計算によるモータ速度ωは次式により求めるこ
とができる。
・（３）■π＝ＴＭＫ１ｉｃ となり、計算によるモータ速度ωは次式により求めるこ
とができる。
ω＝ ｆ’ 辿ｉ ｃｄｔ −ｆ４１工
但し、モーター０の初期速度はＯとする。
この（４）式で表わされる計算によるモータ速度０ノを
フィードバックすｎばノイズの問題は解決するが、定数
ＫＭ 、Ｋｉ ％ ■の見積シ誤差があると、実際のモ
ータ速度ω６と計算によるモータ速度ωとは時間ととも
に差が生じる。
フィードバックすｎばノイズの問題は解決するが、定数
ＫＭ 、Ｋｉ ％ ■の見積シ誤差があると、実際のモ
ータ速度ω６と計算によるモータ速度ωとは時間ととも
に差が生じる。
そこで、その差を無くするため次のようにする。
ここで、
富はモータ速度の推定値であ、ｊｌ）、（４１式と（５
）式との相違は修正量δが加わったことである。修正量
δは（６）式に示すように、実際のモータ速度ω１と推
定値ｉとに差が生じるといわゆる比例積分型コントロー
ラと同じ作用によりその差をうち消すように機能する。
）式との相違は修正量δが加わったことである。修正量
δは（６）式に示すように、実際のモータ速度ω１と推
定値ｉとに差が生じるといわゆる比例積分型コントロー
ラと同じ作用によりその差をうち消すように機能する。
従って、ω、とωとは時間とともに差が生じることはな
く、しかもＴ！！５−ｉ（＝ＫＥ）を適切に設工 定すｎば、富はモータの真の速度を推定し几ものとなっ
ている。
く、しかもＴ！！５−ｉ（＝ＫＥ）を適切に設工 定すｎば、富はモータの真の速度を推定し几ものとなっ
ている。
実際のモータ速度ω、にはノイズが重畳さｎているが、
（６）式のに１を小さな値に設定すｎば、修正量δのノ
イズ成分は小さくなり、さらに（５）式で時間積分され
るので、ｉはほとんどノイズの影響を受けない。
（６）式のに１を小さな値に設定すｎば、修正量δのノ
イズ成分は小さくなり、さらに（５）式で時間積分され
るので、ｉはほとんどノイズの影響を受けない。
モーターＯが一定回転速度を維持するには負荷の摩擦抵
抗にうち膀つ必要があシ、モータには一定の電流が流れ
た状態になる。（６）式右辺第２項はこの状態に適応す
る几め項である。（６）式右辺第２項が無い場合、ω１
＝γと仮定するとδ＝０となる。一方、（５）式の電流
指令ｉｃは前述のようにＯではないので、（５）式の積
分の結果、推定値ωは時間とともに増加してしまい、ω
１＝７にはならない。（６）式右辺第２項があるので、
（ＩＪａ、ωの過去のわずかな速度差が時間積分さｎ１
最終的には ＴＭＫ’ ｉｃ ＋に２７’ （ω８−ω）ｄｔ＝ｏと
なり、ωａ＝ωの二「 状態を保つことができる。
抗にうち膀つ必要があシ、モータには一定の電流が流れ
た状態になる。（６）式右辺第２項はこの状態に適応す
る几め項である。（６）式右辺第２項が無い場合、ω１
＝γと仮定するとδ＝０となる。一方、（５）式の電流
指令ｉｃは前述のようにＯではないので、（５）式の積
分の結果、推定値ωは時間とともに増加してしまい、ω
１＝７にはならない。（６）式右辺第２項があるので、
（ＩＪａ、ωの過去のわずかな速度差が時間積分さｎ１
最終的には ＴＭＫ’ ｉｃ ＋に２７’ （ω８−ω）ｄｔ＝ｏと
なり、ωａ＝ωの二「 状態を保つことができる。
このようなことは、自動制御において比例制御を行なう
とオフセットすなわち目標値と実際の値との差が生じる
のに対し、比例積分制御を行なうとオフセットを生じな
いということとまったく同じことである。
とオフセットすなわち目標値と実際の値との差が生じる
のに対し、比例積分制御を行なうとオフセットを生じな
いということとまったく同じことである。
以上のようにして、実際のモータ速度ω８からノイズ分
をぬきとっ几推定値富が得らｎ、この推定値２を速度信
号としてフィールドバックすｎばモータ電流指令に大き
な変動は生じないようにすることができる。
をぬきとっ几推定値富が得らｎ、この推定値２を速度信
号としてフィールドバックすｎばモータ電流指令に大き
な変動は生じないようにすることができる。
本発明装置は以上述べた原坤に基つくものでちゃ、以下
これについて第１図を参照して説明するが、ここでは第
３図とは異る点のみを説明する。
これについて第１図を参照して説明するが、ここでは第
３図とは異る点のみを説明する。
すなわち、第１図において、１００は速度推定手段であ
り、係数器５からのモータ電流指令（Ｉｃ）２５と実際
のモータ速度（ω８）３１とを入力して、（５１式にも
とづいてモータ速度推定値（ω）１１３を出力するもの
である。ま九、Ｓはラグラス演算子を示し、「ハ積分器
を表わしている。１０ノは減算器で、実際のモータ速度
ω１とモータ速度推定値ωとの差をとり、係数器１０２
で定数に、を乗じ、一方、係数器１０３で定数に２を乗
じ几のち積分器１０４で時間積分し、そｎぞｒｔを加算
器１０５で加算して修正量（δ）１０７を算出する。一
方、モータ電流指令１ｃに係数器１０９で定数Ｋｃｊふ （＝）を乗じる。こうして得た信号と上記修■ 正量δとを加算器１１０で加算し、その出力を積分器１
１２で積分してモータ速度の推定値ω１１３を得る。こ
のように推定器１００を構成することで（５）式及び（
６）式で表わされるモータ速度推定値を得ることができ
、とｎを減算器４および減算器１０ノに入力するように
構成しである。
り、係数器５からのモータ電流指令（Ｉｃ）２５と実際
のモータ速度（ω８）３１とを入力して、（５１式にも
とづいてモータ速度推定値（ω）１１３を出力するもの
である。ま九、Ｓはラグラス演算子を示し、「ハ積分器
を表わしている。１０ノは減算器で、実際のモータ速度
ω１とモータ速度推定値ωとの差をとり、係数器１０２
で定数に、を乗じ、一方、係数器１０３で定数に２を乗
じ几のち積分器１０４で時間積分し、そｎぞｒｔを加算
器１０５で加算して修正量（δ）１０７を算出する。一
方、モータ電流指令１ｃに係数器１０９で定数Ｋｃｊふ （＝）を乗じる。こうして得た信号と上記修■ 正量δとを加算器１１０で加算し、その出力を積分器１
１２で積分してモータ速度の推定値ω１１３を得る。こ
のように推定器１００を構成することで（５）式及び（
６）式で表わされるモータ速度推定値を得ることができ
、とｎを減算器４および減算器１０ノに入力するように
構成しである。
以上述べたように構成することにより、モータ速度ω１
、モータ速度推定値ω、モータ電流は第２図のように変
化する。ノイズを含んだモータ速度信号ω３からノイズ
成分を小さくシ九モータ速度推定値ωをフィードバック
するので、大きな速度制御ｒインで制御しても電流指令
には大きな変動は現わｎず、第４図（ｅ）のようにモー
タ電流は安定し、モータの過熱、機械系の摩耗等を防止
することができる。
、モータ速度推定値ω、モータ電流は第２図のように変
化する。ノイズを含んだモータ速度信号ω３からノイズ
成分を小さくシ九モータ速度推定値ωをフィードバック
するので、大きな速度制御ｒインで制御しても電流指令
には大きな変動は現わｎず、第４図（ｅ）のようにモー
タ電流は安定し、モータの過熱、機械系の摩耗等を防止
することができる。
以上述べ九本発明によれば、速度制御ｒインをいかなる
値にしても電流指令の変動が少なく、モータ電流が安定
し、モータの過熱、機械系の摩耗等を防止できる送り制
御装置を提供できる。
値にしても電流指令の変動が少なく、モータ電流が安定
し、モータの過熱、機械系の摩耗等を防止できる送り制
御装置を提供できる。
第１図は本発明による送９制御装置の一実施例を示すプ
ロ、り図、第２図は第１図の装置の動作を説明する定め
の図、第３図は従来の送り制御装置の一例を示すプロ、
り図、第４図は第３図の問題点を説明する友めの図であ
る。 １・・・位置指令発生器、２，４，６，１０１・・・減
算器、１０５，１１０・・・加算器、３，５，７゜１０
２．１０３，１０９・・・係数器、８・・・電流アンプ
、９・・・モータ電流検出器、１０・・・モータ、１，
１・・・速度検出器、１２・・・位置検出器、１３・・
・負荷、１０４．１１２・・・積分器、１００・・・速
度推定器。 出願人復代理人 弁坤士 鈴 江 武 彦第２図 第４図
ロ、り図、第２図は第１図の装置の動作を説明する定め
の図、第３図は従来の送り制御装置の一例を示すプロ、
り図、第４図は第３図の問題点を説明する友めの図であ
る。 １・・・位置指令発生器、２，４，６，１０１・・・減
算器、１０５，１１０・・・加算器、３，５，７゜１０
２．１０３，１０９・・・係数器、８・・・電流アンプ
、９・・・モータ電流検出器、１０・・・モータ、１，
１・・・速度検出器、１２・・・位置検出器、１３・・
・負荷、１０４．１１２・・・積分器、１００・・・速
度推定器。 出願人復代理人 弁坤士 鈴 江 武 彦第２図 第４図
Claims (1)
- 工作機械等の送り軸駆動用モータの位置検出信号と位置
指令との位置偏差にもとづいて速度指令を求める第１の
手段と、この第１の手段からの速度指令と上記送り軸駆
動用モータの速度検出信号との速度偏差に速度制御ゲイ
ンを乗じてモータ電流指令を求める第２の手段と、この
第２の手段からのモータ電流指令とモータ電流検出信号
との電流偏差にもとづく信号を上記送り軸駆動用モータ
に与える第３の手段と、上記速度検出信号と上記速度指
令の入力される系統に設けられ、上記第２の手段からの
モータ電流指令と上記速度検出信号とを入力し、真のモ
ータ速度を推定するものであって、このモータ速度の推
定値と上記速度検出信号との偏差を定数倍する第１、第
２の係数器と、この第２の係数器の出力を積分する第１
の積分器と、この第１の積分器の出力と上記第１の係数
器の出力とを加算して修正量を求める第１の加算器と、
上記電流指令を定数倍する第３の係数器と、この第３の
係数器の出力と上記第１の加算器の出力とを加算する第
２の加算器と、この第２の加算器の出力を積分する第２
の積分器とからなる速度推定手段とを具備してなる送り
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307647A JPS63161888A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 送り制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307647A JPS63161888A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 送り制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63161888A true JPS63161888A (ja) | 1988-07-05 |
Family
ID=17971557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61307647A Pending JPS63161888A (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 送り制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63161888A (ja) |
Cited By (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 |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP61307647A patent/JPS63161888A/ja active Pending
Cited By (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 |
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