JP2920941B2 - モータの制御装置 - Google Patents
モータの制御装置Info
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/18—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual DC motor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
- H02P7/2913—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータで負荷を駆動して位置制御や速度制御
を行うためのモータの制御装置に関するものである。
を行うためのモータの制御装置に関するものである。
従来の技術 自動機の位置決めや速度制御を行うためにモータが多
く使われているが、そのようなモータの制御装置は一般
的には速度制御の場合には第６図のように構成されてお
り、位置制御の場合には第７図のように構成されてい
る。
く使われているが、そのようなモータの制御装置は一般
的には速度制御の場合には第６図のように構成されてお
り、位置制御の場合には第７図のように構成されてい
る。
第６図、第７図において、１はモータ、２はモータの
回転量に比例してパルスを発生するエンコーダ、３はモ
ータの速度指令を与える速度指令手段、４はエンコーダ
のパルス信号から速度を計算してモータの回転速度とし
モータの回転速度が速度指令に追従するようにモータへ
の印加電圧を計算してPWM信号を出力する速度制御手
段、５はPWM信号を増幅してモータに電力を供給する駆
動手段、７はモータの位置指令を与える位置指令手段、
８はエンコーダのパルス信号からモータの回転位置を検
出してモータの回転位置が位置指令に追従するように速
度制御手段４への速度指令値を計算して速度指令信号を
出力する位置制御手段である。第７図の位置制御の場合
には第６図の速度指令手段３が位置指令手段７と位置制
御手段８とから構成されているだけであるので以下の説
明では速度制御を行うモータの制御装置について説明す
る。
回転量に比例してパルスを発生するエンコーダ、３はモ
ータの速度指令を与える速度指令手段、４はエンコーダ
のパルス信号から速度を計算してモータの回転速度とし
モータの回転速度が速度指令に追従するようにモータへ
の印加電圧を計算してPWM信号を出力する速度制御手
段、５はPWM信号を増幅してモータに電力を供給する駆
動手段、７はモータの位置指令を与える位置指令手段、
８はエンコーダのパルス信号からモータの回転位置を検
出してモータの回転位置が位置指令に追従するように速
度制御手段４への速度指令値を計算して速度指令信号を
出力する位置制御手段である。第７図の位置制御の場合
には第６図の速度指令手段３が位置指令手段７と位置制
御手段８とから構成されているだけであるので以下の説
明では速度制御を行うモータの制御装置について説明す
る。
第６図において、速度制御手段４はアナログ回路で構
成される場合もあり、またディジタル回路で構成される
こともある。ディジタル回路で構成される場合は、例え
ば、「システムと制御」VoI.26、No.11、pp.695〜703、
1983で述べられているような方法がある。ディジタル回
路で構成される場合の速度制御手段４の速度制御ブロッ
ク線図を第８図に示す。
成される場合もあり、またディジタル回路で構成される
こともある。ディジタル回路で構成される場合は、例え
ば、「システムと制御」VoI.26、No.11、pp.695〜703、
1983で述べられているような方法がある。ディジタル回
路で構成される場合の速度制御手段４の速度制御ブロッ
ク線図を第８図に示す。
第８図のブロック線図において、破線で囲まれた部分
はモータのブロック線図である。Ktはモータの誘起電圧
定数、Keはモータのトルク定数、Ｊはモータと負荷の慣
性モーメント、ＲとＬはモータの巻線の抵抗とインダク
タンスである。速度の検出は一定サンプリング時間内に
入ってくるエンコーダのパルス数で計算する方法と、エ
ンコーダのパルスの周期を基準クロックで計数してその
逆数を計算することにより速度を計算する方法とがある
が、いずれの方法でもかまわない。以上のように計算し
た速度をKf倍して指令速度と比較し、その速度偏差をKp
倍した値と速度偏差を積算してKi倍した値とを加算し、
さらに検出速度の変化分をKd倍した値を減算し、その結
果をKv倍してPWM信号出力値を計算する。ここではPWM信
号とモータ１への印加電圧は同じものである。Kf、Kp、
Ki、Kd、kvは制御定数である。PWM信号出力値Vpは以下
の式で計算する。
はモータのブロック線図である。Ktはモータの誘起電圧
定数、Keはモータのトルク定数、Ｊはモータと負荷の慣
性モーメント、ＲとＬはモータの巻線の抵抗とインダク
タンスである。速度の検出は一定サンプリング時間内に
入ってくるエンコーダのパルス数で計算する方法と、エ
ンコーダのパルスの周期を基準クロックで計数してその
逆数を計算することにより速度を計算する方法とがある
が、いずれの方法でもかまわない。以上のように計算し
た速度をKf倍して指令速度と比較し、その速度偏差をKp
倍した値と速度偏差を積算してKi倍した値とを加算し、
さらに検出速度の変化分をKd倍した値を減算し、その結
果をKv倍してPWM信号出力値を計算する。ここではPWM信
号とモータ１への印加電圧は同じものである。Kf、Kp、
Ki、Kd、kvは制御定数である。PWM信号出力値Vpは以下
の式で計算する。
Vp＝（Kp×Ｅ＋Ki×Ｉ−Kd×Ｄ）×Kv E:速度偏差で速度指令と検出速度との差 I:積分項で速度偏差Ｅを積算した値 D:加速度で検出速度を差分した値 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような方法ではモータと負荷を
含めた系の特性として第５図のような非線形性を有して
いるためモータのサーボロック時や停止時などに振動が
おきやすく、また起動時にはPWM出力値を演算した結果
がすぐにはモータが回転し始める電圧にまで達しないの
で遅れが生じやすいという問題点を有していた。
含めた系の特性として第５図のような非線形性を有して
いるためモータのサーボロック時や停止時などに振動が
おきやすく、また起動時にはPWM出力値を演算した結果
がすぐにはモータが回転し始める電圧にまで達しないの
で遅れが生じやすいという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、モータの非線形性を補償
し、モータのサーボロック時や停止時などに振動がな
く、また起動時には速度指令に対して遅れが生じないよ
うにモータを制御しようとするものである。
し、モータのサーボロック時や停止時などに振動がな
く、また起動時には速度指令に対して遅れが生じないよ
うにモータを制御しようとするものである。
課題を解決するための手段 本発明の第１の発明は上記問題点を解決するためにモ
ータと、モータの回転量に比例してパルスを発生するエ
ンコーダと、モータの速度指令を与える速度指令手段
と、エンコーダのパルス信号から速度を計算してモータ
の回転速度としモータの回転速度が速度指令に追従する
ようにモータへの印加電圧を計算してPWM信号を出力す
る速度制御手段と、PWM信号を増幅してモータに電力を
供給する駆動手段と、前記速度制御手段で演算したPWM
出力値に前記モータの回転速度に応じて補正値を加算す
るようにした手段を備え、速度制御手段で計算したPWM
出力値にモータの回転速度に応じて補正値として、モー
タが停止あるいは起動時にはモータ特性、駆動手段のパ
ワースイッチング素子、負荷の静止摩擦トルク分を補正
する値、またモータが回転している時は負荷の動摩擦ト
ルク分を補正する値加算してモータの速度を制御してい
る。
ータと、モータの回転量に比例してパルスを発生するエ
ンコーダと、モータの速度指令を与える速度指令手段
と、エンコーダのパルス信号から速度を計算してモータ
の回転速度としモータの回転速度が速度指令に追従する
ようにモータへの印加電圧を計算してPWM信号を出力す
る速度制御手段と、PWM信号を増幅してモータに電力を
供給する駆動手段と、前記速度制御手段で演算したPWM
出力値に前記モータの回転速度に応じて補正値を加算す
るようにした手段を備え、速度制御手段で計算したPWM
出力値にモータの回転速度に応じて補正値として、モー
タが停止あるいは起動時にはモータ特性、駆動手段のパ
ワースイッチング素子、負荷の静止摩擦トルク分を補正
する値、またモータが回転している時は負荷の動摩擦ト
ルク分を補正する値加算してモータの速度を制御してい
る。
また本発明の第２の発明は同じく上記問題点を解決す
るためにモータと、モータの回転量に比例してパルスを
発生するエンコーダと、モータの速度指令を与える速度
指令手段と、エンコーダのパルス信号から速度を計算し
てモータの回転速度としモータの回転速度が速度指令に
追従するようにモータへの印加電圧を計算してPWM信号
を出力する速度制御手段と、PWM信号を増幅してモータ
に電力を供給する駆動手段と、前記モータのサーボロッ
ク時には前記速度制御手段で演算したPWM出力値に一定
の補正値を加算し、モータの回転時には前記速度制御手
段で演算したPWM出力値に前記モータの回転速度に応じ
て補正値を加算するようにした手段を備え、モータのサ
ーボロック時には速度制御手段で計算したPWM出力値に
一定の補正値として、モータが停止あるいは起動時には
モータ特性、駆動手段のパワースイッチング素子、負荷
の静止摩擦トルク分を補正する値、またモータが回転し
ている時は負荷の動摩擦トルク分を補正する値加算し、
モータの回転時には速度制御手段で演算したPWM出力値
にモータの回転速度に応じて補正値を加算してモータの
速度を制御している。
るためにモータと、モータの回転量に比例してパルスを
発生するエンコーダと、モータの速度指令を与える速度
指令手段と、エンコーダのパルス信号から速度を計算し
てモータの回転速度としモータの回転速度が速度指令に
追従するようにモータへの印加電圧を計算してPWM信号
を出力する速度制御手段と、PWM信号を増幅してモータ
に電力を供給する駆動手段と、前記モータのサーボロッ
ク時には前記速度制御手段で演算したPWM出力値に一定
の補正値を加算し、モータの回転時には前記速度制御手
段で演算したPWM出力値に前記モータの回転速度に応じ
て補正値を加算するようにした手段を備え、モータのサ
ーボロック時には速度制御手段で計算したPWM出力値に
一定の補正値として、モータが停止あるいは起動時には
モータ特性、駆動手段のパワースイッチング素子、負荷
の静止摩擦トルク分を補正する値、またモータが回転し
ている時は負荷の動摩擦トルク分を補正する値加算し、
モータの回転時には速度制御手段で演算したPWM出力値
にモータの回転速度に応じて補正値を加算してモータの
速度を制御している。
作用 モータのサーボロック時や停止時などに振動がおきた
り、起動時に遅れが生じやすいのはモータと負荷を含め
た系の特性として非線形性を有しているからであり、そ
の非線形性はモータそのものの特性と駆動手段のパワー
スイッチング素子の特性と負荷の静止摩擦トルクと動摩
擦トルクによるものであるから、本発明の第１の発明で
は停止している状態や速度の低い状態ではモータそのも
のの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性と
負荷の静止摩擦トルク分を補償するために、線形系とし
て計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータが回転
しているときには負荷の動摩擦トルク分を補償する補償
値を加算し、モータのサーボロック時や停止時などに振
動がなく、また起動時には速度指令に対して遅れが生じ
ないようにモータを制御することができる。
り、起動時に遅れが生じやすいのはモータと負荷を含め
た系の特性として非線形性を有しているからであり、そ
の非線形性はモータそのものの特性と駆動手段のパワー
スイッチング素子の特性と負荷の静止摩擦トルクと動摩
擦トルクによるものであるから、本発明の第１の発明で
は停止している状態や速度の低い状態ではモータそのも
のの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性と
負荷の静止摩擦トルク分を補償するために、線形系とし
て計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータが回転
しているときには負荷の動摩擦トルク分を補償する補償
値を加算し、モータのサーボロック時や停止時などに振
動がなく、また起動時には速度指令に対して遅れが生じ
ないようにモータを制御することができる。
本発明の第２の発明ではサーボロック時にはモータそ
のものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特
性と負荷の静止摩擦トルク分を補償するために線形系と
して計算したPWM出力値にある一定の補償値を加算し、
モータの回転時で速度が非常に低い場合にはモータその
ものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性
と負荷の動摩擦トルク分を補償するために線形系として
計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータの回転時
で速度が比較的高い場合には負荷の動摩擦トルク分を補
償する補償値を加算することによりモータのサーボロッ
ク時や停止時などに振動がなく、また、起動時には速度
指令に対して遅れが生じないようにモータを制御するこ
とができる。
のものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特
性と負荷の静止摩擦トルク分を補償するために線形系と
して計算したPWM出力値にある一定の補償値を加算し、
モータの回転時で速度が非常に低い場合にはモータその
ものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性
と負荷の動摩擦トルク分を補償するために線形系として
計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータの回転時
で速度が比較的高い場合には負荷の動摩擦トルク分を補
償する補償値を加算することによりモータのサーボロッ
ク時や停止時などに振動がなく、また、起動時には速度
指令に対して遅れが生じないようにモータを制御するこ
とができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第１図は本発明のモータの制御装置の構成図、第２図
は本発明の速度制御のブロック線図、第３図は本発明の
第１の発明のモータの制御装置のモータの速度とPWM出
力補償値の関係を示す図であり、第４図は本発明の第２
の発明のモータの制御装置のモータの速度とPWM出力補
償値の関係を示す図である。
は本発明の速度制御のブロック線図、第３図は本発明の
第１の発明のモータの制御装置のモータの速度とPWM出
力補償値の関係を示す図であり、第４図は本発明の第２
の発明のモータの制御装置のモータの速度とPWM出力補
償値の関係を示す図である。
まず第１図について説明する。第１図において、１は
モータ、２はモータの回転量に比例してパルスを発生す
るエンコーダ、３はモータの速度指令を与える速度指令
手段であり、31は速度指令データを計算するCPU、32はC
PU31の処理プログラムを記憶しているROM、33はCPU31が
演算処理実行時に一時的に使用するRAM、34はセンサな
どの信号を入力したり外部へ信号を出力するためのI/O
である。４はエンコーダのパルス信号から速度を計算し
てモータの回転速度としモータの回転速度が速度指令に
追従するようにモータへの印加電圧を計算してPWM信号
を出力する速度制御手段であり、41は速度制御の演算処
理を行うCPU、42はCPU41の処理プログラムを記憶してい
るROM、43はCPU41が演算処理実行時に一時的に使用した
りCPU31とデータの受渡しを行うための２ポートRAM、44
はエンコーダ２からのパルスをカウントするカウンタで
ある。５はPWM信号を増幅してモータに電力を供給する
駆動手段であり、51はモータ１を駆動するための直流電
源、52は直流電源から流れる電流を検出するための抵
抗、53は抵抗52で検出された電流を制限するための電流
制限回路、54、55、56、57はモータ１に電流を流すため
のパワーMOSFET、58はCPU41で演算されたPWM出力データ
に比例したパルス幅信号に変換し増幅してパワーMOSFET
54、55、56、57にゲート信号を送るPWM回路、60、61、6
2、63はフリーホイールダイオードである。
モータ、２はモータの回転量に比例してパルスを発生す
るエンコーダ、３はモータの速度指令を与える速度指令
手段であり、31は速度指令データを計算するCPU、32はC
PU31の処理プログラムを記憶しているROM、33はCPU31が
演算処理実行時に一時的に使用するRAM、34はセンサな
どの信号を入力したり外部へ信号を出力するためのI/O
である。４はエンコーダのパルス信号から速度を計算し
てモータの回転速度としモータの回転速度が速度指令に
追従するようにモータへの印加電圧を計算してPWM信号
を出力する速度制御手段であり、41は速度制御の演算処
理を行うCPU、42はCPU41の処理プログラムを記憶してい
るROM、43はCPU41が演算処理実行時に一時的に使用した
りCPU31とデータの受渡しを行うための２ポートRAM、44
はエンコーダ２からのパルスをカウントするカウンタで
ある。５はPWM信号を増幅してモータに電力を供給する
駆動手段であり、51はモータ１を駆動するための直流電
源、52は直流電源から流れる電流を検出するための抵
抗、53は抵抗52で検出された電流を制限するための電流
制限回路、54、55、56、57はモータ１に電流を流すため
のパワーMOSFET、58はCPU41で演算されたPWM出力データ
に比例したパルス幅信号に変換し増幅してパワーMOSFET
54、55、56、57にゲート信号を送るPWM回路、60、61、6
2、63はフリーホイールダイオードである。
次にその動作について説明する。第２図において、CP
U31はあらかじめプログラムされた処理内容をROM32から
読み取り実行し、速度指令値を計算して速度指令データ
を２ポートRAM43に書き込む。CPU41は２ポートRAM43か
らCPU31からの速度指令データを読み取ると、ROM42にあ
らかじめ記憶されている速度制御のプログラムを実行す
る。まずCPU41はカウンタ44のデータを読み取り、カウ
ンタ44のデータの単位時間内の変化を計算して速度を求
める。そして第２図のブロック線図で示されるような、
計算を行いPWM出力値Vpを計算する。その計算は以下の
ような計算式で計算する。
U31はあらかじめプログラムされた処理内容をROM32から
読み取り実行し、速度指令値を計算して速度指令データ
を２ポートRAM43に書き込む。CPU41は２ポートRAM43か
らCPU31からの速度指令データを読み取ると、ROM42にあ
らかじめ記憶されている速度制御のプログラムを実行す
る。まずCPU41はカウンタ44のデータを読み取り、カウ
ンタ44のデータの単位時間内の変化を計算して速度を求
める。そして第２図のブロック線図で示されるような、
計算を行いPWM出力値Vpを計算する。その計算は以下の
ような計算式で計算する。
Vp＝（Kp×Ｅ＋Ki×Ｉ−Kd×Ｄ）×Kv＋Vd Vp:PWM出力値 E:速度偏差で速度指令と検出速度との差 I:積分項で速度偏差Ｅを積算した値 D:加速度で検出速度を差分した値 Vd:PWM出力補償値 ここで、本発明の第１の発明ではVdは以下のような検
出した速度ωの関数で表される値である。
出した速度ωの関数で表される値である。
Vd＝Va−Vb×ω÷ω１ （０≦ω≦ω１） Vd＝Va−Vb （ω＞ω１） ここでω１は速度によってのPWM出力の補償がほとん
ど必要でなくなり一定値で済むようになる速度である。
ど必要でなくなり一定値で済むようになる速度である。
また本発明の第２の発明ではVdはモータのサーボロッ
ク時には一定の値Vcをとり、モータの回転時には本発明
の第１の発明と同じように以下のような検出した速度ω
の関数で表される値である。
ク時には一定の値Vcをとり、モータの回転時には本発明
の第１の発明と同じように以下のような検出した速度ω
の関数で表される値である。
Vd＝Va−Vb×ω÷ω１ （０≦ω≦ω１） Vd＝Va−Vb （ω＞ω１） ここでω１は速度によってのPWM出力の補償がほとん
ど必要でなくなり一定値で済むようになる速度である。
ど必要でなくなり一定値で済むようになる速度である。
CPU41は計算したPWM出力値をPWM回路58に送り、PWM回
路58ではPWM出力値をパルス幅信号に変換、増幅してパ
ワーMOSFET54、55、またはパワーMOSFET56、57にゲート
信号を送り、モータ１に電圧を印加する。次にまた、カ
ウンタ44からデータを読み取り、速度を計算して上記と
同様の計算を行い、PWM出力値を計算してPWM出力回路58
に出力し、モータ１に電圧を印加する。この計算を繰り
返して速度制御をおこなう。
路58ではPWM出力値をパルス幅信号に変換、増幅してパ
ワーMOSFET54、55、またはパワーMOSFET56、57にゲート
信号を送り、モータ１に電圧を印加する。次にまた、カ
ウンタ44からデータを読み取り、速度を計算して上記と
同様の計算を行い、PWM出力値を計算してPWM出力回路58
に出力し、モータ１に電圧を印加する。この計算を繰り
返して速度制御をおこなう。
本発明の第１の発明と第２の発明とは制御定数の値に
よって選択されてくるものであり比較的定数の値が大き
い場合にはサーボロック時にはVdの値は低くしておく必
要がある。
よって選択されてくるものであり比較的定数の値が大き
い場合にはサーボロック時にはVdの値は低くしておく必
要がある。
以上のように本実施例によれば本発明の第１の発明で
は停止している状態や速度の低い状態ではモータそのも
のの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性と
負荷の静止摩擦トルク分を補償するために線形系として
計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータが回転し
ているときには負荷の動摩擦トルク分を補償する補償値
を加算することによりモータのサーボロック時や停止時
などに振動がなく、また起動時には速度指令に対して遅
れが生じないようにモータを制御することができる。
は停止している状態や速度の低い状態ではモータそのも
のの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性と
負荷の静止摩擦トルク分を補償するために線形系として
計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータが回転し
ているときには負荷の動摩擦トルク分を補償する補償値
を加算することによりモータのサーボロック時や停止時
などに振動がなく、また起動時には速度指令に対して遅
れが生じないようにモータを制御することができる。
本発明の第２の発明ではサーボロック時にはモータそ
のものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特
性と負荷の静止摩擦トルク分を補償するために線形系と
して計算したPWM出力値にある一定の補償値を加算し、
モータの回転時で速度が非常に低い場合にはモータその
ものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性
と負荷の動摩擦トルク分を補償するために線形系として
計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータの回転時
で速度が比較的高い場合には負荷の動摩擦トルク分を補
償する補償値を加算することによりモータのサーボロッ
ク時や停止時などに振動がなく、また起動時には速度指
令に対して遅れが生じないようにモータを制御すること
ができる。
のものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特
性と負荷の静止摩擦トルク分を補償するために線形系と
して計算したPWM出力値にある一定の補償値を加算し、
モータの回転時で速度が非常に低い場合にはモータその
ものの特性と駆動手段のパワースイッチング素子の特性
と負荷の動摩擦トルク分を補償するために線形系として
計算したPWM出力値に補償値を加算し、モータの回転時
で速度が比較的高い場合には負荷の動摩擦トルク分を補
償する補償値を加算することによりモータのサーボロッ
ク時や停止時などに振動がなく、また起動時には速度指
令に対して遅れが生じないようにモータを制御すること
ができる。
本実施例においては、DCモータを駆動しているがACモ
ータでも同様であることはいうまでもない。また速度制
御手段の制御ブロック線図には速度のマイナーループで
ある電流制御ループが含まれていないが電流を検出して
電流制御ループをいれた場合であってもなんら問題はな
い。
ータでも同様であることはいうまでもない。また速度制
御手段の制御ブロック線図には速度のマイナーループで
ある電流制御ループが含まれていないが電流を検出して
電流制御ループをいれた場合であってもなんら問題はな
い。
さらに本実施例においては速度制御の場合について述
べたが従来の技術のところでも述べているように位置制
御においても使用できる。
べたが従来の技術のところでも述べているように位置制
御においても使用できる。
発明の効果 以上のように本発明によればモータの非線形性を補償
し、モータのサーボロック時や停止時などに振動がな
く、また、起動時には速度指令に対して遅れが生じない
ようにモータを制御できるという効果が得られる。
し、モータのサーボロック時や停止時などに振動がな
く、また、起動時には速度指令に対して遅れが生じない
ようにモータを制御できるという効果が得られる。
第１図は本発明のモータの制御装置の構成図、第２図は
本発明の速度制御のブロック線図、第３図は本発明の第
１の発明のモータの制御装置のモータの速度とPWM出力
補償値の関係を示す図、第４図は本発明の第２の発明の
モータの制御装置のモータの速度とPWM出力補償値の関
係を示す図、第５図はモータと負荷を含めた系の非線形
性を示す図、第６図は従来の速度制御装置の構成図、第
７図は従来の位置制御装置の構成図、第８図は速度制御
のブロック線図である。 １……モータ、２……エンコーダ、３……速度指令手
段、４……速度制御手段、５……駆動手段。
本発明の速度制御のブロック線図、第３図は本発明の第
１の発明のモータの制御装置のモータの速度とPWM出力
補償値の関係を示す図、第４図は本発明の第２の発明の
モータの制御装置のモータの速度とPWM出力補償値の関
係を示す図、第５図はモータと負荷を含めた系の非線形
性を示す図、第６図は従来の速度制御装置の構成図、第
７図は従来の位置制御装置の構成図、第８図は速度制御
のブロック線図である。 １……モータ、２……エンコーダ、３……速度指令手
段、４……速度制御手段、５……駆動手段。
Claims (2)
- 【請求項１】モータと、前記モータの回転量に比例して
パルスを発生するエンコーダと、前記モータの速度指令
を与える速度指令手段と、前記エンコーダのパルス信号
から速度を計算してモータの回転速度とし前記モータの
回転速度が前記速度指令に追従するように前記モータへ
の印加電圧を計算してPWM信号を出力する速度制御手段
と、前記PWM信号を増幅して前記モータに電力を供給す
る駆動手段と、前記速度制御手段で演算したPWM出力値
に前記モータの回転速度に応じて補正値を加算するよう
にした手段とを備え、前記補正値はモータが停止あるい
は起動時にモータ特性、駆動手段のパワースイッチング
素子、負荷の静止摩擦トルク分を補正する値であり、モ
ータが回転している時は負荷の動摩擦トルク分を補正す
る値であることを特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項２】モータと、前記モータの回転量に比例して
パルスを発生するエンコーダと、前記モータの速度指令
を与える速度指令手段と、前記エンコーダのパルス信号
から速度を計算してモータの回転速度とし前記モータの
回転速度が前記速度指令に追従するように前記モータへ
の印加電圧を計算してPWM信号を出力する速度制御手段
と、前記PWM信号を増幅して前記モータに電力を供給す
る駆動手段と、前記モータのサーボロック時には前記速
度制御手段で演算したPWM出力値に一定の補正値を加算
し、モータの回転時には前記速度制御手段で演算したPW
M出力値に前記モータの回転速度に応じて補正値を加算
するようにした手段とを備え、、前記補正値は、モータ
が停止あるいは起動時にモータ特性、駆動手段のパワー
スイッチング素子、負荷の静止摩擦トルク分を補正する
値であり、モータが回転している時は負荷の動摩擦トル
ク分を補正する値であることことを特徴とするモータ制
御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179562A JP2920941B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | モータの制御装置 |
| US07/548,593 US5089761A (en) | 1989-07-11 | 1990-07-05 | Motor control system |
| KR1019900010496A KR940001609B1 (ko) | 1989-07-11 | 1990-07-11 | 모우터의 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1179562A JP2920941B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | モータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0345189A JPH0345189A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2920941B2 true JP2920941B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=16067902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1179562A Expired - Lifetime JP2920941B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | モータの制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2920941B2 (ja) |
| KR (1) | KR940001609B1 (ja) |
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| JPH04372590A (ja) * | 1991-06-19 | 1992-12-25 | Brother Ind Ltd | モータ制御装置 |
| KR940007163B1 (ko) * | 1991-07-09 | 1994-08-06 | 삼성전자 주식회사 | 캠코더의 피사체 자동추적장치 |
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| JP2009131105A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Nidec Servo Corp | モータの駆動回路 |
| US9523947B2 (en) | 2012-09-26 | 2016-12-20 | Lexmark International, Inc. | Time-based commutation method and system for controlling a fuser assembly |
| US8836747B2 (en) | 2012-10-02 | 2014-09-16 | Lexmark International, Inc. | Motor control system and method for a laser scanning unit of an imaging apparatus |
| CN104767439B (zh) * | 2015-01-07 | 2017-04-26 | 沙洲职业工学院 | Pwm脉宽调速信号给定与故障码反馈电路 |
| JP6581815B2 (ja) * | 2015-06-19 | 2019-09-25 | 理想科学工業株式会社 | 駆動制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4371818A (en) * | 1980-10-15 | 1983-02-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Spindle motor control system |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP1179562A patent/JP2920941B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-07-05 US US07/548,593 patent/US5089761A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-11 KR KR1019900010496A patent/KR940001609B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0345189A (ja) | 1991-02-26 |
| US5089761A (en) | 1992-02-18 |
| KR940001609B1 (ko) | 1994-02-25 |
| KR910003909A (ko) | 1991-02-28 |
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