KR20130085044A

KR20130085044A - 전동기의 위치제어장치

Info

Publication number: KR20130085044A
Application number: KR1020137012932A
Authority: KR
Inventors: 토시미치 다카하시; 쿠니아키 히라오; 시즈노리 하마다; 야스히로 가나자시
Original assignee: 메이덴샤 코포레이션
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-07-26
Also published as: CN103222183B; CN103222183A; JP5644409B2; KR101402873B1; US20130229137A1; US9143073B2; JP2012110166A; WO2012067229A1

Abstract

속도제어계를 마이너루프에 가지고, 위치제어계를 메이저루프에 가지는 위치제어장치는 고응답을 달성하기 위한 조정이 어렵다.
토크전류지령과 각속도검출치를 입력받아 교란토크에 대응되는 신호를 추정하는 교란옵저버부가 설치된다. 상기 교란옵저버부에서 교란옵저버출력치를 입력받아 상기 각도지령의 상하한치에 대해 변화율제한을 행하는 리미터를 갖는 변화율제한부가 설치된다. 변화율리미터상한치는 전동기의 정격최대구동토크에서 상기 교란옵저버부의 출력절대치를 감산하고, 이 감산결과에 샘플링주기를 곱하여 이 곱한 값을 모터관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이다. 변화율리미터하한치는 전동기의 정격최대회생토크에서 상기 교란옵저버부의 출력절대치를 가산하고, 이 가산결과에 샘플링주기를 곱하여 이 곱한 값을 모터관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이다

Description

전동기의 위치제어장치 {position control device for electric motor}

본 발명은 전동기의 위치제어장치에 관한 것으로, 특히 전류제어부와 속도제어부가 마이너루프에 있고, 위치제어부가 메이저루프에 있어 전동기의 위치를 제어하는 제어계에 관한 것이다.

도 10은 위치제어장치의 개략구성도를 나타낸다. 부호 1은 위치제어부, 부호 2는 속도제어부, 부호 3은 전류제어부, 부호 4는 피제어물(전동기)인 회전체의 기계특성부를 나타낸다.

위치제어부(1)는, 위치제어장치의 설정입력인 각도지령 θ_ref와 각도검출 θdy의 편차신호를 입력받고, 각속도지령 ω_ref를 산출한다. 감산부(6)에서는 산출된 각속도지령 ω_ref와 각속도검출 ωdy의 편차신호를 구하여 속도제어부(2)에 입력시킨다. 속도제어부(2)는 토크전류지령 Tdy를 연산한다. 이 토크전류지령 Tdy는 전류제어부(3)를 통해 회전체의 기계특성부(4)를 제어한다. 이 때, 회전체의 기계특성부(4)의 각속도검출 ωdy가 감산부(6)에 피드백되어, 각속도지령 ω_ref와 각속도검출 ωdy의 차연산이 실행된다.

나아가, 기계특성부(4)의 각도검출 θdy가 감산부(5)에 피드백되어, 각도지령 θ_ref와 각도검출 θdy의 차연산이 실행된다.

상기의 위치제어를 행하는 기술은 특허문헌 1 등으로 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 기계계의 공진·반공진주파수의 파라미터가 불명한 경우에도, 기계계의 진동을 억제하기 위해, 진동억제보상기가 설치되고, 연산을 통해 구한 속도지령과 속도검출신호의 편차분을 진동억제보상기에 입력시켜 속도지령보상신호를 생성하고, 이 보상신호와 속도지령기본신호의 합을 속도신호로 설정하는 내용이 기재되어 있다.

도 10에 나타난 바와 같이, 전동기의 위치제어는 속도제어계가 마이너루프에 있고, 위치제어계가 메이저루프에 있는 구성을 갖는다. 마이너루프의 속도제어에서, PI제어(비례-적분제어)에 의해 속도가 제어되고, 메이저루프의 위치제어에서는 P제어(비례제어)에 의해 위치제어가 행해진다.

도 11A에서 11C는, 도 10에 나타난 종래의 위치제어장치의 지령치와 그 응답특성을 나타낸다. 도 11A는 각도지령치에 대한 각도검출치특성, 도 11B는 회전수특성, 도 11C는 토크특성을 나타낸다.

피제어체인 전동기가 출력가능한 토크의 범위가 있으므로, 도 10에 나타난 바와 같이, 속도제어부(2)에 토크리미터가 설치되어 토크를 제한한다. 이로 인해, 도 11C에 나타난 바와 같이, 토크전류지령 Tdy가 ±100% 토크전류리미트로 제한된 각도지령 θ_ref(도 11A의 선 "a"참조)가 입력되었을 때, 선 "b"로 나타낸 각도검출 θdy의 오버슈트가 발생하고, 이 오버슈트로 인해, 도 11B와 11C에 나타난 회전수 및 토크가 큰 변동을 보이게 되고, 소위 와인드업이라 불리는 진동 및 오버슈트 현상이 발생한다.

근년에, 예를 들어, 다이나모미터시스템에 진동을 더하는 등의 목적을 위해, 더욱 안정되고 고응답의 주파수특성을 갖는 위치제어장치가 요망되고 있다.

그러나, 상술된 바와 같이, 전동기에 출력가능한 토크범위가 정해져 있기 때문에, 종래의 위치제어장치의 속도제어부(2)에 토크제한이 부과되는 경우에, 와인드업에 대한 대책을 실시할 필요가 있고, 위치제어에도 와인드업에 대한 대책이 필요하다. 이에 따라, 피드백제어에서 고응답을 얻기 위한 조정이 어려워진다. 나아가, 와인드업에 대한 대책으로 위치제어가 저응답화되어 시행되는 경우, 위치제어응답의 고응답화가 어려워진다.

특허문헌 1: 일본국특허공개공보 제 2003-325473호

본 발명의 목적은, 지령치에 대해 고응답으로 위치제어를 행하는 것이 가능한 위치제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 관점에 따르면, 각도지령과 각도검출치의 편차신호를 위치제어부에 입력하여 각속도지령을 산출하고, 이 각속도지령과 각속도검출치의 편차신호를 속도제어부에 입력하여 토크전류지령을 산출하고, 이 토크전류지령에 기초하여 전류제어부를 통해 제어대상물인 전동기를 제어하는 전동기의 위치제어장치는, 상기 토크전류지령과 각속도검출치를 입력받아 교란토크에 대응되는 신호를 추정하는 교란옵저버부; 상기 교란옵저버부에서 교란옵저버출력치를 입력받아 상기 각도지령의 상하한치의 변화율제한을 행하는 리미터를 갖는 변화율제한부; 및 상기 속도제어부와 같은 제어게인으로 구성되고 상기 위치제어부에서 출력되는 각속도지령이 통과하는 목표치필터부를 구비하여 이루어진다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 변화율제한부의 변화율리미터상한치는, 전동기의 정격최대구동토크에서 상기 교란옵저버부의 출력절대치를 감산하고, 이 감산결과에 샘플링주기를 곱하여 이 곱한 값을 전동기관성(motor inertia) 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이고, 상기 변화율제한부의 변화율리미터하한치는, 전동기의 정격최대회생토크에서 상기 교란옵저버부의 출력절대치를 가산하고, 이 가산결과에 샘플링주기를 곱하여 이 곱한 값을 전동기관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이다.

본 발명의 추가적인 관점에 따르면, 상기 변화율제한부의 리미터의 출력측에 로우패스필터가 설치된다.

본 발명의 추가적인 관점에 따르면, 상기 교란옵저버부는, 상기 각속도검출치와 상기 토크전류지령의 차신호를 교란토크에 대응되는 값으로 추정한다.

본 발명의 추가적인 관점에 따르면, 각도지령과 각도검출치의 편차신호를 위치제어부에 입력하여 각속도지령을 산출하고, 이 각속도지령과 각속도검출치의 편차신호를 속도제어부에 입력하여 토크전류지령을 산출하고, 이 토크전류지령에 기초하여 전류제어부를 통해 제어대상물인 전동기를 제어하는 전동기의 위치제어장치는, 상기 위치제어부의 출력측에 제공된 속도제한용 속도리미터; 상기 속도제어부와 같은 제어게인으로 구성되고 상기 속도리미터를 통과하는 각속도지령이 통과하는 목표치필터부를 구비한다.

본 발명의 추가적인 관점에 따르면, 상기 속도리미터의 각속도리미터상한치는 전동기의 정격최대구동토크를 전동기관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이고,

상기 속도리미터의 각속도리미터하한치는 전동기의 정격최대회생토크를 전동기관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이다.

본 발명의 추가적인 관점에 따르면, 상기 속도리미터에, 각속도리미터의 상한치 및 각속도리미터의 하한치를 가변하기 위한 각속도리미터 상한판정부 및 각속도리미터 하한판정부가 설치된다.

본 발명에 따르면, 지령치에 대해 고응답으로 위치제어를 행하는 것이 가능한 위치제어장치를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 위치제어장치의 블럭도이다.
도 2는 변화율제한부의 블럭도이다.
도 3은 교란옵저버부의 블럭도이다.
도 4A에서 4C는 제1 실시예에 따른 지령치 스텝응답특성들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 위치제어장치의 블럭도이다.
도 6A에서 6C는 제2 실시예에 따른 지령치 스텝응답특성들이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 위치제어장치의 블럭도이다.
도 8은 변화율제한부의 블럭도이다.
도 9A에서 9C는 제3 실시예에 따른 지령치 스텝응답특성들이다.
도 10은 종래의 위치제어장치의 블럭도이다.
도 11은 종래의 위치제어장치에 따른 지령치 스텝응답특성들이다.

본 발명에서는, 위치제어장치에 리미터가 설치되고, 리미터의 상한치와 하한치를 적절히 설정함으로써 급변하는 각속도지령에 대한 위치검출치의 오버슈트량이 감축된다. 이하에 각 실시예에 기초하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타내는 블럭도이다. 도 10에서와 동일한 부분이거나 대응되는 부분은 동일부호로 나타내고, 설명을 생략한다.

부호 7은 변화율제어부이다. 변화율제어부(7)는 각도지령 θ_ref(rad/s)와 교란옵저버출력치 Tobs를 입력받고, 변화율제한위치지령 θcmd를 감산부(5)로 출력한다.

부호 8은 목표치필터부이고, 부호 9는 교란옵저버부이다. 교란옵저버부(9)는 토크전류지령 Tdy와 각속도검출 ωdy[rad/s]로부터 교란옵저버출력치 Tobs를 산출한다.

도 1에 나타난 본 발명의 실시예에 대한 설명에 앞서, 위치제어가 P제어에 의해 행해지고, 속도제어가 I-P제어에 의해 행해지는 경우에 대해 설명한다.

전류제어부(3)가 위치제어부(1) 및 속도제어부(2)의 주파수대역에 영향을 미치지 않는 고응답을 갖도록 하기 위해, 다음 식을 세운다.

ω_ref = KPθ * (θ_ref - θdy) …(1)

ωdy = θdy * s …(2)

Tdy = {(KIω/s) * (ω_ref -ωdy)} - (KPω * ωdy) …(3)

(Js + D) ωdy = Tdy …(4)

여기서, J는 모터관성(kgm²), D는 회전손실(Nms/rad), KPθ는 위치제어부의 비례게인, KIω는 속도제어부의 적분게인, KPω는 속도제어부의 비례게인, s는 라플라스연산자(라플라시안)를 나타낸다.

상기 (1) ~ (4)식으로부터 θdy/θ_ref를 구하면, 다음 식이 나온다.

θdy/θ_ref = (KIω * KPθ) / {Js³ + (KPω + D) s² + KIωs + (KIω * KPθ)} …(5)

(5)식의 분모다항식은 3차식이고, 정수항 KIω * KPθ로 분모식을 나누고 정수항을 1로 하여 구해지는 식의 1차 ~ 3차 계수는 KIω, KPθ, KPω에 대해 독립적이다. 따라서, (5)식의 분모다항식이 1 + c1 * s + c2 * s² + c3 * s³꼴이 되도록 계수비교를 행하면,

KPθ = 1/c1 …(6)

KPω = (c2 * J/c3) - D …(7)

KIω = c1 * J/c3 …(8)

파라미터 KPθ, KPω, KIω는 상기 (6) ~ (8)로부터 구할 수 있다.

예를 들어, 모든 폴(pole)이 댐핑계수 1이 되도록 하는 이항계수형 (s + 1)³ = 1 + 3 * s + 3 * s² + 1 * s³을 구하고, s를 s/ws로 치환하고, 그 계수를 c1, c2, c3이라 하면, 이항계수형의 경우, c1 = 3/wc, c2 = 3/wc², c3 = 1/wc³이 된다. 이 c1 ~ c3에 대해, (6) ~ (8)식으로 나타난 위치제어부(1) 및 속도제어부(2)의 각 파라미터 KPθ, KPω, KIω가 결정된다.

목표치필터부(8)는 KIω/(KPωs + KPθ)의 게인특성을 가지고, 속도제어가 도 1에 나타난 PI제어구조를 가질 때, 각 파라미터는 (6) ~ (8)식에 의해 결정되고, 목표치필터부(8)는 속도제어부(2)의 I-P제어구조와 같게 된다.

도 1에 나타난 실시예에서, 상술된 바와 같이 상기 3개의 파라미터 KPθ, KPω, KIω가 유일한 값으로 산출될 수 있기 때문에, 파라미터조정이 불필요하다는 전제 하에 위치제어장치가 구성된다.

도 1에 나타난 변화율제한부(7)는 도 2에 나타난 바와 같이 구성되고, 변화율리미터상한치(θ_Rate_Lim_H)는 (9)식, 변화율리미터하한치(θ_Rate_Lim_L)는 (10)식으로 나타내어진다.

[식1]

θ_Rate_Lim_H = (Tmax - |Tobs|)·Ts / (J · KPθ) …(9)

[식2]

θ_Rate_Lim_L = (Tmin - |Tobs|)·Ts / (J · KPθ) …(10)

교란옵저버부(9)에서 산출된 교란옵저버출력치 Tobs는, 토크리미터(70)와 로우패스필터(71)을 통해 절대치변환부(72)에서 절대치로 변환된다.

절대치는 전동기의 정격최대구동토크 Tmax(Nm)와 비교되어 그 차가 연산된다. 연산의 결과는 모터관성 J로 나누어지고 미리 설정된 샘플링주기 Ts(sec)가 곱해지고(승산부(73)), 비례요소(75)에서 위치제어부(1)의 비례게인 KPθ에 의해 나누어진다. 나뉘어 얻어진 신호는 리미터(77)에 입력되어 변화율리미터의 상한치로 설정된다.

반면, 전동기의 정격최대회생토크 Tmin(Nm)도 절대치에 가산된다. 가산된 결과는 승산부(74)에서 모터관성 J로 나누어지고 샘플링주기 Ts가 곱해진다. 이 결과(곱해진 결과)는 비례요소(76)에서 위치제어부(1)의 비례게인 KPθ에 의해 나누어진다. 나뉘어 얻어진 신호는 비례요소(76)에서 출력되어 리미터(77)에 입력되고, 변화율리미터의 하한치로 설정된다.

즉, 변화율제한부(7)는 교란옵저버에 우선을 두고 변화율제한을 행하고, 속도제어가 토크리미터에 의해 제한되지 않도록 제어가 된다.

감산부(78)는 변화율제한부(7)에 입력되는 각도지령 θ_ref로부터 지연회로(79)에 의해 1샘플링 지연된 이전회샘플의 변화율제한위치지령 θcmd를 감산하고, 이 감산 결과가 리미터(77)에 입력된다. 리미터(77)는 설정된 상하한치 사이의 입력신호에 비례하는 신호를 출력하고, 이 출력신호와 지연회로(79)에 의해 1샘플링 지연된 이전회샘플치가 가산부에서 가산되어, 변화율제한위치지령 θcmd로서 감산부(5)로 출력된다.

감산부(5)에서, 변화율제한위치지령 θcmd와 피드백되는 기계특성부(4)의 각도검출 θdy의 편차신호가 구해지고, 위치제어부(1)를 통해 목표치필터부(8)에 입력된다.

감산부(6)는 목표치필터부(8)를 통과하는 각속도지령 ωref에서 피드백되는 기계특성부(4)의 각속도검출 ωdy를 감산하고, 이 감산 결과가 속도제어부(2)에 입력된다. 속도제어부(2)에서 토크전류지령 Tdy가 산출되고, 전류제어부(3)와 교란옵저버부(9)로 출력된다.

교란옵저버부(9)는 도 3에 나타난 바와 같이 구성된다. 즉, 교란옵저버부(9)에서는 요소(91)에 각속도검출 ωdy를 입력하고, 요소(92)에 토크전류지령 Tdy를 입력하여 감산부(93)에서 양자의 차를 연산하여 교란토크에 대응되는 신호를 추정한다. 여기서, G(s)는 상대차수가 1차이상인 임의의 전달함수이다. s는 미분연산자를 나타내는 라플라스연산자(라플라시안)이다.

도 4A에서 4C는 도 1에 나타난 실시예의 위치제어에 의한 지령치 스텝응답을 나타낸다. 도 4A는 각도지령치에 대한 각도검출치특성, 도 4B는 회전수특성, 도 4C는 토크특성을 각각 나타낸다.

도 4A에서 4C에 명확히 나타나듯이, 선 "a"로 나타낸 스텝-입력 각도지령치에 대한 응답인 검출치(선 "b")를 보면, 종래의 위치제어장치에서 나타나는 오버슈트의 발생이 감소한 것을 볼 수 있다. 이러한 오버슈트의 감소로, 회전수(단위시간당 회전수: 회전속도) 및 토크의 변동이 대폭 억제되었다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 안정된 위치제어와 고응답 제어가 가능하고, 목표치응답에 대한 위치지령치와 위치검출치의 오버슈트량을 감소시키는 것이 가능하다. 나아가, 정격최대구동토크 Tmax에서 교란옵저버출력치 Tobs를 감산하여 본 실시예는 교란토크에 우선순위를 둔 위치제어가 가능하게 하는 효과를 갖는다.

도 5는 제2 실시예를 나타낸다. 제2 실시예의 도 5는 도 10에 나타난 위치제어장치에 속도리미터(10)와 목표치필터부(8)가 설치된 것이다. 여기서, 속도리미터(10)는 각속도리미터상한판정부(11)와 각속도리미터하한판정부(12)로 이루어진다. 다른 요소 또는 부분은 도 10에서와 같다.

속도리미터(10)의 각속도리미터상한치 ω_Lim_H는 (11)식, 속도리미터(10)의 각속도리미터하한치 ω_Lim_L은 (12)식으로 나타내어진다.

[식3]

ω_Lim_H = Tmax / (J·KPθ) …(11)

[식4]

ω_Lim_L = Tmin / (J·KPθ) …(12)

각속도리미터상한치 ω_Lim_H는, 정격최대구동토크 Tmax가 모터관성 J 및 위치제어부(1)의 비례게인 KPθ로 나뉘어 구해진다. 각속도리미터하한치 ω_Lim_L은, 정격최대회생토크 Tmin이 모터관성 J 및 위치제어부(1)의 비례게인 KPθ로 나뉘어 구해진다.

여기서, 도 1에서와 같이, 목표치필터부(8)는 속도제어부(2)의 I-P 제어구조와 같다.

위치제어부(1)에서 각도지령 θ_ref와 각도검출 θdy의 차에 비례게인을 곱하여 얻어지는 각속도지령 ω_ref를 속도리미터(10)에 입력함으로써, 각속도리미터상한치 ω_Lim_H와 각속도리미터하한치 ω_Lim_L로 속도제한된 각속도지령치 ωcmd가 생성된다. 각속도지령치 ωcmd가 목표치필터부(8)를 통해 감산부(6)로 출력되어 각속도검출 ωdy와의 차가 산출된 후, 이 연산 결과가 속도제어부(2)로 입력된다. 그 다음, 속도제어부(2)에서 토크전류지령 Tdy가 산출되고, 전류제어부(3)를 통해 전동기가 제어된다.

속도리미터(10)의 각속도리미터의 상하한치를 임의로 설정하는 경우, 외부각속도리미터상한치 Ext_H와 외부각속도리미터하한치 Ext_L이 존재하는 경우, 각 리미터 값은 각속도리미터상하한판정부(11, 12)에 의해 설정된다.

즉, 각속도리미터상한판정부(11)에서, Ext_H < Tmax/J·KPθ로 판정되는 경우, 단자(terminal)가 a에서 b로 바뀌고, 각속도리미터상한치 ω_Lim_H가 ω_Lim_H=Ext_H로 설정된다. 각속도리미터상한판정부(11)에서 Ext_H > Tmax/J·KPθ로 판정되는 경우, 단자(terminal)가 b에서 a로 바뀌고, 각속도리미터상한치 ω_Lim_H가 ω_Lim_H=Tmax/J·KPθ로 설정된다.

또한, 각속도리미터하한판정부(12)에서, Ext_L < Tmim/J·KPθ로 판정되는 경우, 단자(terminal)가 a'에서 b'로 바뀌고, 각속도리미터하한치 ω_Lim_L가 ω_Lim_L=Ext_L로 설정된다. 각속도리미터하한판정부(12)에서 Ext_L > Tmin/J·KPθ로 판정되는 경우, 단자가 b'에서 a'로 바뀌고, 각속도리미터하한치 ω_Lim_L가 ω_Lim_L=Tmin/J·KPθ로 설정된다.

도 6A에서 6C는 도 5에 나타난 실시예의 위치제어에 의한 지령치 스텝응답을 나타낸다. 도 6A는 각도지령치에 대한 각도검출치특성, 도 6B는 회전수특성, 도 6C는 토크특성을 각각 나타낸다.

도 6A에서 6C에 명확히 나타나듯이, 선 "a"로 나타낸 스텝-입력 각도지령치에 대한 응답인 검출치(선 "b")를 보면, 종래의 위치제어장치에서 나타나는 오버슈트의 발생이 감소한 것을 볼 수 있다. 이러한 오버슈트의 감소로, 회전수 및 토크의 변동이 대폭 억제되었다.

따라서, 제2 실시예에 따르면, 정격최대구동토크 Tmax 이상의 교란토크가 입력되는 경우에도, 안정된 위치제어와 고응답 제어가 가능하고, 목표치응답에 대한 위치지령치와 위치검출치의 오버슈터량을 감소시키는 것이 가능하다.

나아가, 임의의 각속도리미터상하한치를 설정함으로써, 과속도방지기능으로의 동작이 가능해진다.

도 7은 제3 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 도 1에 나타난 제1 실시예와 다른 점은, 변화율제한부(7a)의 출력측에 로우패스필터 LPF를 설치한 것이다. 도 8은 변화율제한부(7a)의 구성도를 나타낸다. 리미터(77)의 출력측에 로우패스필터 LPF가 설치되고, 변화율위치제한지령 θcmd가 로우패스필터 LPF를 통과하여 얻어진다. 다른 요소 또는 부분은 도 1에서와 같다.

도 9A에서 9C는 제3 실시예의 위치제어에 의한 지령치 스텝응답을 나타낸다. 제1 실시예와 비교했을 때, 위치지령치와 위치검출치의 오버슈트량을 더욱 감소시키는 것이 가능하고, 안정되고 고응답의 위치제어가 가능해진다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 목표치응답에 대한 위치지령치와 위치검출치의 오버슈트량을 감소시키는 것이 가능하고, 안정되고 고응답의 위치제어가 가능해진다.

Claims

각도지령과 각도검출치의 편차신호를 위치제어부에 입력하여 각속도지령을 산출하고, 이 각속도지령과 각속도검출치의 편차신호를 속도제어부에 입력하여 토크전류지령을 산출하고, 이 토크전류지령에 기초하여 전류제어부를 통해 제어대상물인 전동기를 제어하고,
상기 토크전류지령과 각속도검출치를 입력받아 교란토크에 대응되는 신호를 추정하는 교란옵저버부;
상기 교란옵저버부에서 교란옵저버출력치를 입력받아 상기 각도지령의 상하한치의 변화율제한을 행하는 리미터를 갖는 변화율제한부; 및
상기 속도제어부와 같은 제어게인으로 구성되고 상기 위치제어부에서 출력되는 각속도지령이 통과하는 목표치필터부를 구비하는 전동기의 위치제어장치.
제1항에 있어서,
상기 변화율제한부의 변화율리미터상한치는 전동기의 정격최대구동토크에서 상기 교란옵저버부의 출력절대치를 감산하고, 이 감산결과에 샘플링주기를 곱하여 이 곱한 값을 전동기관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이고,
상기 변화율제한부의 변화율리미터하한치는 전동기의 정격최대회생토크에서 상기 교란옵저버부의 출력절대치를 가산하고, 이 가산결과에 샘플링주기를 곱하여 이 곱한 값을 전동기관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값인 것인 전동기의 위치제어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 교란옵저버부가 상기 각속도검출치와 상기 토크전류지령의 차신호를 교란토크에 대응하는 값으로 추정하는 전동기의 위치제어장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변화율제한부의 리미터의 출력측에 로우패스필터가 설치된 전동기의 위치제어장치.
각도지령과 각도검출치의 편차신호를 위치제어부에 입력하여 각속도지령을 산출하고, 이 각속도지령과 각속도검출치의 편차신호를 속도제어부에 입력하여 토크전류지령을 산출하고, 이 토크전류지령에 기초하여 전류제어부를 통해 제어대상물인 전동기를 제어하고,
상기 위치제어부의 출력측에 제공된 속도제한용 속도리미터; 및
상기 속도제어부와 같은 제어게인으로 구성되고 상기 속도리미터를 통과하는 각속도지령이 통과하는 목표치필터부를 구비하는 전동기의 위치제어장치.
제5항에 있어서,
상기 속도리미터의 각속도리미터상한치는 전동기의 정격최대구동토크를 전동기관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값이고,
상기 속도리미터의 각속도리미터하한치는 전동기의 정격최대회생토크를 전동기관성 및 위치제어부의 비례게인으로 나눈 값인 전동기의 위치제어장치.
제6항에 있어서,
상기 속도리미터에, 각속도리미터의 상한치 및 각속도리미터의 하한치를 각각 가변하기 위한 각속도리미터 상한판정부 및 각속도리미터 하한판정부가 설치된 전동기의 위치제어장치.