(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の速度指令値と速度帰還値との速度偏差およびトルク補償指令値に基づいてトルク指令を求め、前記トルク補償指令値と予め設定されている前記トルク指令のリミット値に基づいて積分リミットレベルを演算する積分リミットレベル演算手段と、前記速度偏差を積分演算した積分演算値と前記積分リミットレベル演算値に基づいて前記積分演算値を補正する積分補正手段とを備え、前記速度偏差に比例演算した比例演算値と前記積分演算値と前記トルク補償指令値との加算演算値に前記トルク指令のリミット値で制限した値を前記トルク指令にする電動機の速度制御装置において、
前記積分リミットレベル演算手段は、予め設定されているトルク指令のリミット値Ｔlim から比例演算値とトルク補償指令値を減じたもの（Ｔlim −ΔＮ×Ｋp −Ｔcmp ）を限度とするように積分演算値ＫI∫ΔＮdt のリミットレベルを演算することを特徴とする電動機の速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの速度を自動制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３（ａ）は従来のモータの速度を自動制御する装置の一例を示すブロック図であり、外部から速度指令Ｎref が速度偏差演算手段１に入力されると、モータ５の速度を検出する速度検出手段６から速度帰還Ｎfbが速度偏差演算手段１に送出され、速度偏差ΔＮが演算されて比例演算手段２および積分演算手段７に送出される。ここで、速度検出手段６は、検出位置の単位時間あたりの変位量を演算して速度情報を得るレゾルバ、パルスエンコーダ等あるいは、直接速度を検出するタコジェネレータ等が用いられる。
比例演算手段２に送出された速度偏差ΔＮに比例ゲインＫp が乗算され、比例演算値ΔＮ×Ｋp が加算演算手段３に送出される。一方、積分演算手段７に送出された速度偏差ΔＮは積分ゲインＫI の乗算の後積分され、積分補正手段９Ｃに送出され、予め設定されているトルク指令のリミット値Ｔlim を限度とした積分演算値ＫI ∫ΔＮdtに補正され、加算演算手段３に送出される。そして、外部からのトルク補償指令値Ｔcmp と比例演算手段２からの比例演算値ΔＮ×Ｋp と積分補正手段９からの積分演算値ＫI ∫ΔＮdtとが加算演算手段３で加算された後、トルク指令制限手段１０に送出される。トルク指令Ｔref はトルク指令のリミット値Ｔlim で制限された後、モータ駆動手段４に送出され、モータ５の駆動が制御されるようになっている。
以上のようにして、第（１）式によりトルク指令Ｔref は演算される。
Ｔref ＝  ΔＮ×Ｋp ＋  ＫI ∫ΔＮdt  ＋  Ｔcmp ・・・（１）
積分演算値は、上記のように予め設定されているトルク指令のリミット値Ｔ limを限度とする場合もあるし、図３（ｂ）に示すように積分リミットレベル演算手段８を追加し、積分リミットレベル演算手段８でトルク指令のリミット値Ｔlim から比例演算値ΔＮ×Ｋp を減算した（Ｔlim −ΔＮ×Ｋp ）を演算し、この結果を限度とするように積分補正手段９で積分演算値を補正する場合もある（特開平３−２５３２８３）。
以上の構成では、トルク補償指令値Ｔcmp 、速度偏差ΔＮ、積分演算値ＫI ∫ΔＮdtのすべてが同符号のときは、トルク指令Ｔref がトルク指令のリミット値Ｔ limで制限されていても積分演算値ＫI ∫ΔＮdtは制限されないし、トルク補償指令値Ｔcmp と速度偏差ΔＮおよび積分演算値ＫI ∫ΔＮdtが異符号のときは、トルク指令Ｔref がトルク指令のリミット値Ｔlim で制限されていないときに積分演算値ＫI ∫ΔＮdtが制限されるということが起きる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の速度制御装置においては、以上のようにトルク補償指令を入力すると、トルク指令がトルク指令のリミット値に制限されているときに速度偏差の積分演算値が制限されなかったり、逆にトルク指令がトルク指令のリミット値に制限されていないときに速度偏差の積分が制限されるため速度偏差の積分演算値の大きさが不適当になり、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を完全に防止することができないという問題があった。
本発明は上述した事情からなされたものであり、本発明の目的は、モータの速度を制御する出力が飽和したときに発生するオーバーシュートやアンダーシュートを防止することができる速度制御装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動機の速度指令値と速度帰還値との速度偏差およびトルク補償指令値に基づいてトルク指令を求め、前記トルク補償指令値と予め設定されている前記トルク指令のリミット値に基づいて積分リミットレベルを演算する積分リミットレベル演算手段と、前記速度偏差を積分演算した積分演算値と前記積分リミットレベル演算値に基づいて前記積分演算値を補正する積分補正手段とを備え、前記速度偏差に比例演算した比例演算値と前記積分演算値と前記トルク補償指令値との加算演算値に前記トルク指令のリミット値で制限した値を前記トルク指令にする電動機の速度制御装置において、前記積分リミットレベル演算手段は、予め設定されているトルク指令のリミット値Ｔlim から比例演算値とトルク補償指令値を減じたもの（Ｔlim −ΔＮ×Ｋp −Ｔcmp ）を限度とするように積分演算値ＫI∫ΔＮdt のリミットレベルを演算することによって達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は本発明のモータ速度を自動制御する装置の一例を図３（ｂ）に対応させて示すブロック図であり、同一構成箇所は同符号を付して説明を省略する。この自動制御装置は、図３（ｂ）に示す積分リミットレベル演算手段８の代わりに、予め設定されているトルク指令のリミット値Ｔlim からトルク補償指令値Ｔcmp を減じたものを限度とするように積分演算値ＫI ∫ΔＮdtのリミットレベルを演算する積分リミット演算手段８’が設けられている。
この構成は、速度偏差ΔＮが非常に小さいとして、比例演算値の大きさを０として近似処理したものである。このとき、トルク補償指令値Ｔcmp 、速度偏差ΔＮ、積分演算値ＫI ∫ΔＮdtのすべてが同符号のとき、トルク指令Ｔref がトルク指令のリミット値Ｔlim で制限されているときは積分演算値ＫI ∫ΔＮdtも制限されるし、トルク補償指令値Ｔcmp と速度偏差ΔＮおよび積分演算値ＫI ∫ΔＮdtが異符号のときは、トルク指令Ｔref がトルク指令のリミット値Ｔlim で制限されていないときに積分演算値ＫI ∫ΔＮdtは制限されることはなくなる。
また、速度偏差ΔＮの大きさを無視せず演算処理する場合は、図１（ｂ）に示す構成となる。これは、積分リミットレベル演算手段８’の処理を、予め設定されているトルク指令のリミット値Ｔlim から比例演算値とトルク補償指令値を減じたもの（Ｔlim −ΔＮ×Ｋp −Ｔcmp ）を限度とするように積分演算値ＫI ∫ΔＮ dt のリミットレベルを演算するようにしている。これにより、速度偏差ΔＮが大きい場合でも、正しく積分演算値を制限することができる。
また、図２に示すように、積分リミット演算手段８’をなくし、トルク補償指令値Ｔcmp を積分演算値ＫI ∫ΔＮdtに加算し、その加算演算値を積分補正手段９に送出する構成とし、上記加算演算値がトルク指令のリミット値Ｔlim を限度となるように積分演算値ＫI ∫ΔＮdtを補正するようにすれば、本発明を実施することができる。
本発明にあっては、速度偏差の積分演算値のリミット値をトルク補償入力値の大きさを考慮して決めているので、トルク補償指令を入力する場合でも、オーバーシュートやアンダーシュートを抑えることが可能となり、安定な制御を行うことができる。
【０００６】
【発明の効果】
以上のように本発明の速度制御装置によれば、速度偏差の積分演算値のリミット値をトルク補償入力値の大きさを考慮して決めているので、モータの速度を制御する出力が飽和した場合でもオーバーシュートやアンダーシュートを確実に防止することができるので、適用される機械の動作精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の速度制御装置の一例を示すブロック図
【図２】  本発明の速度制御装置の一例を示すブロック図
【図３】  従来の速度制御装置の一例を示すブロック図
【符号の説明】
１  速度偏差演算手段
２  比例演算手段
３  加算演算手段
４  モータ駆動手段
５  モータ
６  速度検出手段
７  積分演算手段
８  従来技術での積分リミットレベル演算手段
８’  実施例での積分リミットレベル演算手段
９ａ、９ｂ、９ｃ  積分補正手段
１０  トルク指令制限手段
１１  加算演算手段
【図１】
0003811926.tif 000002
【図２】
0003811926.tif 000003
【図３】
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