JPS5843194A - Speed controller for motor - Google Patents

Speed controller for motor

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JPS5843194A
JPS5843194A JP56138487A JP13848781A JPS5843194A JP S5843194 A JPS5843194 A JP S5843194A JP 56138487 A JP56138487 A JP 56138487A JP 13848781 A JP13848781 A JP 13848781A JP S5843194 A JPS5843194 A JP S5843194A
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motor
speed
value
time
acceleration
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Tadashi Takahashi
正 高橋
Kunio Miyashita
邦夫 宮下
Hiroshi Hayashida
林田 弘
Shigeki Morinaga
茂樹 森永
Junshiro Inamura
稲村 潤四郎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/18Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual dc motor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/03Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
    • H02P7/04Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit

Abstract

PURPOSE:To smoothly start a motor in a short time by measuring the acceleration of the motor at the starting time, stopping the motor for a short time to measure the deceleration of the motor, and correcting the integrated value of the difference between the instructed value and the actual speed with the measured values. CONSTITUTION:A motor 2 is driven by a bridge circuit of transistors 20-23, diodes 24-27, the rotating signal N of an encoder 4, a speed instruction Nc, a normal or reverse command, and start command are inputted to a microcomputer, thereby controlling transistors 20-23 through a drive circuit 7. The proportional value of the difference between the speed instruction Nc and the actual speed N and the time integrated value are fed back to operate them, the acceleration obtained at the starting time and the deceleration obtained by stopping the motor for a short time are measured, thereby correcting the time integrated value with the measured values. Accordingly, an overshoot can be eliminated to attain to the constant speed in the minimum time to start the motor even if the load and the voltage vary.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動作軸の回転を測定する指速発電機を有し、か
つ電動機を所定の速度で駆動するため、スイッチング素
子を有する制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device having a finger speed generator for measuring rotation of an operating shaft and having a switching element for driving an electric motor at a predetermined speed.

従来直流電動機の速度制御を精度良く行なうには電動機
又は駆動軸にエンコーダのごとき指速発電機を取付け、
この出力をフィードバックして速度を一定にする比例制
御の方法が一般的である。
Conventionally, in order to accurately control the speed of a DC motor, a finger speed generator such as an encoder was attached to the motor or drive shaft.
A common method is proportional control, which feeds back this output to keep the speed constant.

しかしこの方法では速度指令値とエンコーダ又は指速発
電機で検出した実速度の偏差成分をフィー°ドパツクす
るため、どうしても偏差成分を零にできず、指令値とモ
ータ速度の誤差が生じていた。
However, in this method, since the deviation component between the speed command value and the actual speed detected by the encoder or finger speed generator is fed back together, the deviation component cannot be reduced to zero, resulting in an error between the command value and the motor speed.

こn2解決する方法としては速度指令値とモータ速度と
の偏差に比例したフィードバックを行なう比例制御に、
上記偏差成分を積分して得ら扛る量をフィードバックす
る積分制、#ヲ加えて制御する方法もある。
A method to solve this problem is proportional control, which provides feedback proportional to the deviation between the speed command value and the motor speed.
There is also an integral control method in which the deviation amount obtained by integrating the above deviation component is fed back, and a control method in which # is added.

一方モータの負荷としては情報機器等が多くなつそおり
、対像とするモータ軸の慣性モーメントあるいは負荷ト
ルクも種々多様である。この場合従来装置ではその都度
モータをその装装置と直結して、制御ループゲインや積
分項の定数等全調整して起動時のオーバシュート又はア
ンダーシュート等がなく、できるだけスムーズに速度が
立上るようにしていた。また、モータを駆動する電源電
圧が変化した場合、制御ループのゲイン等が変化したと
等価となり、その都度ゲイン等を再調整するか、あるい
は電圧を検出してゲインを自動調整する回路全付加する
必要があった。
On the other hand, there are many information devices and the like as loads on motors, and the moment of inertia or load torque of the motor shaft to be used as an image also varies. In this case, in conventional equipment, the motor is directly connected to the equipment each time, and the control loop gain, constant of the integral term, etc. are all adjusted so that the speed rises as smoothly as possible without overshoot or undershoot at startup. I was doing it. Additionally, if the power supply voltage that drives the motor changes, this is equivalent to a change in the gain of the control loop, so either the gain, etc. must be readjusted each time, or a circuit that detects the voltage and automatically adjusts the gain must be added. There was a need.

本発明の目的は速度制御装置に奢いて負荷あるいは負荷
の慣性又はモータに印加する電圧等が変化しても、最短
時間で定速まで起、動できると共に起動時のオーバシュ
ート又は振動等のない速度制御を提供することにある。
The object of the present invention is to provide a speed control device that can be started and operated to a constant speed in the shortest possible time even if the load or the inertia of the load or the voltage applied to the motor changes, and that there is no overshoot or vibration during startup. Its purpose is to provide speed control.

速度制御に関する要素を考える。最初に速度指令値Nc
がある。こtLhモータの速度をある値に制御する目標
値である。冬にモータ軸の速度を検61”:/1−15
1″想1・rl”6”6°6゛−夕の速度Nがある。さ
 、に負荷トルク、モータの逆起電力に対応する電圧成
分どがあり、この成分をΣに、とする。こnらによるモ
ータに加わる回路の出力電圧V @ u tは(12式
で表わさnる。
Consider elements related to speed control. First, speed command value Nc
There is. This is a target value for controlling the speed of the Lh motor to a certain value. Check motor shaft speed in winter 61”: /1-15
There is a speed N at 1''1·rl''6''6°6゛-e. There are voltage components corresponding to the load torque and the back electromotive force of the motor, and let this component be Σ. The output voltage V @ ut of the circuit applied to the motor by these n is expressed by equation (12).

V −−t = G+ (Nc −N )+Σに、・・
・・・・・・・(1)、(1)式の右辺第1項は比例項
と言って、速度Nが指令値Ncとの差が大きい場合すな
わち加速時はモータ出力V o a tの中の支配的な
値であるが、速度Nが指令値Ncと等しくなるとこの項
は零となる。
V −−t = G+ (Nc −N)+Σ,...
・・・・・・・・・(1), The first term on the right side of equation (1) is called a proportional term, and when the difference between the speed N and the command value Nc is large, that is, during acceleration, the motor output V o a t This term becomes zero when the speed N becomes equal to the command value Nc.

G、はこの項の定数でゲインに相当する。したがって起
動時にはこの項が支配的に大きな値となってモータを加
速する。デジタル制御を行なう場合を含め第2項は負荷
トルク、モータの速度起電力に対応する積分項で前の値
をΣに、。−1とすると現在のΣに、、は次式で与えら
扛る。
G is a constant of this term and corresponds to the gain. Therefore, at startup, this term becomes a dominantly large value and accelerates the motor. Including cases where digital control is performed, the second term is an integral term corresponding to the load torque and motor speed electromotive force, and the previous value is converted to Σ. When set to -1, the current Σ is given by the following equation.

Σに、、=Σに1.−8+ K a  ・・・・・・・
・・ (2)Kaは指令愉N cと速度Nによって与え
らnる値である。
To Σ,, = 1 to Σ. -8+ K a ・・・・・
(2) Ka is the value given by the command Nc and the speed N.

このような制御では(1)式の右辺第1項は加速トルク
を発生させ為働きを行ない、定常状態では零となる。ま
た、竺を項は負荷トにり及びモータの逆起電力に対応す
る項ヤ加速時に積分さ扛、定常状態ではある一定値Σに
、1となる。この結果より、加速終了時点でΣに、の値
が定常状態の値Σに、1に等しければ速度はすぐに安定
する。
In such control, the first term on the right side of equation (1) acts by generating acceleration torque, which becomes zero in a steady state. Furthermore, the term ``term'' corresponding to the load and the back electromotive force of the motor is integrated during acceleration, and becomes 1 at a certain constant value Σ in a steady state. From this result, if the value of Σ at the end of acceleration is equal to the steady state value Σ, which is equal to 1, the speed becomes stable immediately.

また、DCモータの発電定数’t−に、  (V/rp
m)として、モータの定常状態の速度tNt  (rp
mχモータの電機子抵抗をR2O)、負荷トルクをTt
(Kt−m)、トルク定数t K T  (Kf−m/
A )とすると定常状態でモータに必要な電圧vtは次
式で与えらnる。
In addition, the power generation constant 't- of the DC motor is (V/rp
m), the steady-state speed of the motor tNt (rp
The armature resistance of the mχ motor is R2O), and the load torque is Tt.
(Kt-m), torque constant t K T (Kf-m/
A), the voltage vt required for the motor in steady state is given by the following equation.

いま簡単のため(2)式のKat一定値としてKdlと
おく。加速時部ttt とすると、(1)式の積分項は
加速終了時に次の式で示される。
For simplicity, let Kdl be the constant value of Kat in equation (2). Assuming that the acceleration part is ttt, the integral term in equation (1) is expressed by the following equation at the end of acceleration.

Σk、e ” Ka I X fl  ・・・・・・・
・・・・・・・・(4)理想的に加速2行なうとすると
(3)式と(4)式が等しくなることが条件である。す
なわち 加速度をα、とすると (6)式よりKa*’に求めると(7)式が得らnる。
Σk, e ” Ka I X fl ・・・・・・・・・
(4) If two accelerations are ideally performed, the condition is that equations (3) and (4) are equal. That is, if the acceleration is α, and Ka*' is determined from equation (6), equation (7) is obtained.

すなわち、もとに戻り(1)式の積分項Σに、に関する
に幻は(7)式のように加速度α1と負荷Ttがわか扛
ば決定される。こtl、は負荷対応として負荷慣性は加
速度α、で測定し、とnに見合ったKa+に計算すnば
負荷慣性の変化に対応可能である。慣性に比べて負荷T
tが小さいような場合は定常状態ヤは逆起電力に対する
項すなわち(6)式左辺第1項のみを考えれば良くに−
1は(8)式のようになる。
That is, returning to the beginning, the illusion regarding the integral term Σ in equation (1) is determined if the acceleration α1 and the load Tt are determined as shown in equation (7). The load inertia is measured by the acceleration α as a response to the load, and if n is calculated as Ka+ corresponding to n, it is possible to respond to changes in the load inertia. Load T compared to inertia
When t is small, it is sufficient to consider only the term for the back electromotive force, that is, the first term on the left side of equation (6), to calculate the steady state value.
1 is expressed as equation (8).

K−1= α 、 ・ K−・・・・・・・・・・・・
・・・  (8)負荷適応を速度制御に取り入nる最も
簡単な考え方は(8)のように加速度α1を測定するこ
とにより(1ン式の積分項に関するKa’ft補正して
起動すnば最短時間で安定な起動が終了し、この時の積
分項の値Σに、が定常状態での逆起電力に対する値Σに
、、と等しくなり、゛モータ速度N次短時間で定常速度
N、になる。
K-1= α, ・K-・・・・・・・・・・・・
... (8) The simplest way to incorporate load adaptation into speed control is to measure the acceleration α1 as shown in (8), then perform Ka'ft correction on the integral term of the equation (1). In this case, stable startup is completed in the shortest time, and the value Σ of the integral term at this time becomes equal to the value Σ for the back electromotive force in the steady state. ,become.

慣性に対する加速トルクに比べて負荷トルクが大きな場
合は上記の方法でも最短時間の安定な起動は難しい。そ
こで負荷トルクTtを測定し、安定して最短時間で起動
できる方法を次に説明する。
If the load torque is large compared to the acceleration torque for inertia, it is difficult to achieve stable startup in the shortest possible time even with the above method. Therefore, a method of measuring the load torque Tt and stably starting the engine in the shortest time will be described below.

起動時のある短時間にモータ全減速させる方法である。This method completely decelerates the motor during a short period of time during startup.

モータがある速度で回転中にモータの駆動を中止すると
モータは負荷トルクTt、によシ減速する。この減速度
をα2とし、慣性tJとすると(9)式のようになる。
If the drive of the motor is stopped while the motor is rotating at a certain speed, the motor is decelerated by the load torque Tt. Letting this deceleration be α2 and inertia tJ, the equation (9) is obtained.

− 同様に加速度α1はモータのトルクkTwとすると(1
0)式で表わさ扛る。
- Similarly, if acceleration α1 is motor torque kTw (1
0) Expressed by the formula.

(9)式と(10)式よシ(11)武力!導か扛る。(9) formula and (10) formula, (11) military force! Lead or take.

モータのトルクTMはモータ電流tIとすると(12)
式で表わされ、この関係ヲ(7)式に代入する七TM=
に?XI  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 
(12)(13)式のようになる。
If the motor torque TM is the motor current tI (12)
Substituting this relationship into equation (7), 7TM=
To? XI ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(12) and (13).

・・・・・・・・・・・・・・・・・・(13)こt′
Lは負荷慣性および負荷が変更しても加速度α、と減速
度α2を測定し、これに見合ったKalを計算す扛ば負
荷変化に対応可能である。負荷適応を速度制御に取り入
nて、最短時間で設定速度までモータを立上らせるため
には(13)式のように加減速α1.α3.全測定する
ことにより(1)式の積分項に関するKa’に補正して
起動すれば安定な起動が終了し、この時の積分項の値Σ
に、が定常状態での逆起電力に対する値Σに、1と等し
くなり、モータ速度Nがす≦゛定常速度N1になる。′
このよ、うすを第1図と第6.図で説明する。第1図は
(8)弐゛の補正Gみの場合を示したもので、破線は積
分項に関するK at−補正しない場合で、実線は補正
を行った場合を示す。第1図の例は負荷慣性および負荷
が小さくなった場合でモータ速度の立上りが早くなった
例である。Kaの補正を行なわない破線の場合ではモー
タの速度Nが定常値に近すいて比例項G+  (Ns 
 N)が小さくなっても、積分項Σに、の値が定常値Σ
に、1に達しないためモータ速度Nも定常値にならず、
積分項が定常値になる時間t、までモータ速度が安定し
ない。これに対して実線で示した積分項に関するKa 
’t(8)式で補正する方法では、モータの速度Nがあ
る時間t、を内にNslになっていれば加速度αtはN
 s1/1.1で求めることができ時間’ut十分小さ
い値に選べば重、1時点で積分項に関する値KatKa
lに修正してΣに、の傾き盆実線のようにする。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(13)
Even if the load inertia and load change, L can respond to the load change by measuring the acceleration α and deceleration α2 and calculating Kal corresponding to these values. In order to incorporate load adaptation into speed control and start up the motor to the set speed in the shortest time, acceleration/deceleration α1. α3. Stable startup is completed by correcting Ka' related to the integral term in equation (1) by performing all measurements, and the value of the integral term at this time Σ
Then, the value Σ for the back electromotive force in the steady state becomes equal to 1, and the motor speed N becomes ≦゛steady speed N1. ′
This is how it looks in Figures 1 and 6. This will be explained with a diagram. FIG. 1 shows the case of (8) only correction G, where the broken line shows the case without K at -correction regarding the integral term, and the solid line shows the case with correction. The example in FIG. 1 is an example in which the motor speed rises quickly when the load inertia and load are small. In the case of the broken line where Ka is not corrected, the motor speed N approaches the steady value and the proportional term G+ (Ns
Even if N) becomes small, the value of the integral term Σ remains the steady-state value Σ
Since the motor speed N does not reach 1, the motor speed N also does not reach a steady value.
The motor speed is not stable until time t, when the integral term reaches a steady value. On the other hand, Ka for the integral term shown by the solid line
In the method of correction using equation t(8), if the motor speed N is Nsl within a certain time t, the acceleration αt is N
It can be found by s1/1.1, and if time 'ut is chosen to be a sufficiently small value, the value KatKa related to the integral term at one time point is
Correct it to l and make it Σ, with a slope similar to the solid line.

このようにするとモータの速度Nが定常値N1に近ずく
とΣに、も定常値X k 、lに近ずく。したがって起
動時間t、は1t゛よシ相尚小さくできる。
In this way, when the motor speed N approaches the steady value N1, Σ also approaches the steady value X k ,l. Therefore, the start-up time t can be made much smaller than 1t.

次に第2図は第1図にさらに(13)式の補正を行った
場合である。破線は(8)式の補正を行った場合を正し
、実線は(13)式の例であ曇。(13)式の例では重
、1ではモータ速度N、tt測定し、!、2〜t゛、3
までの時間Δtの間だけモータの駆動を切りモー速度α
t′f:測定しく13)式の計算を行って実線のように
積分項に関するKilの補正を行なう。このようにすれ
ばモータ速度Nが定常値N1に達するとΣに、も定常値
Σに、、に達し比例項Gt  (Nc−N)は零となる
ためモータの速度はスムーズに定常状態に移る。したが
ってモータの起動時間はt3で破線のt8 より短縮で
きる。
Next, FIG. 2 shows a case where the correction of equation (13) is further applied to FIG. 1. The broken line is the corrected case using equation (8), and the solid line is the example of equation (13). In the example of equation (13), the weight is measured, and in 1, the motor speed N, tt is measured, and! ,2~t゛,3
The motor drive is cut off only during the time Δt until the motor speed α
t'f: Calculate the equation 13) to correct Kil regarding the integral term as shown by the solid line. In this way, when the motor speed N reaches the steady state value N1, it also reaches the steady state value Σ, and the proportional term Gt (Nc-N) becomes zero, so the motor speed smoothly shifts to the steady state. . Therefore, the motor starting time can be shorter at t3 than at t8 as indicated by the broken line.

次に最短時間で起動を行なわせる別のfll−説明する
。(11)式と(12)式を(3)式に代入すると(1
4)式になる。
Next, another fll--which starts up in the shortest time--will be explained. Substituting equations (11) and (12) into equation (3), we get (1
4) It becomes Eq.

この4式はモータが定常状態での必要な電圧を与える式
である。し友がって、積分項Σに、1の値そのものが(
14)式で与えられることになる具、モータ速tNが定
常時N1に達した時に(14)式の値をΣに、1として
入社てやnば起動時に積分項に関するKaの補正をやり
ながら積分する手間もはぶける。このようすを第3図に
示す。第3図で起動おける加速度α、を測定し、次に出
力Vゎatを短い時間Δtだけオフしその時の減速度α
2を測定し、α1.α2を用いて(14)式を計算して
定常時の電圧vt′fc求める。モータ回転数Nが定常
回転数N、になった時点で出力V0ut’ii−オフし
て、積分項Σに、に(14)式で求めた値を入nる。こ
の値がΣに、、に等しい値で、起動が最短時間で完了す
る。
These four equations are equations that provide the necessary voltage when the motor is in a steady state. By comparison, the value of 1 itself for the integral term Σ becomes (
14) When the motor speed tN reaches N1 at steady state, the value of the equation (14) is set to Σ, and when the motor speed tN reaches N1 at steady state, the value of the equation (14) is set to 1. It also saves the effort of integrating. This situation is shown in Figure 3. In Fig. 3, the acceleration α at startup is measured, and then the output Vat is turned off for a short time Δt, and the deceleration α at that time is
2, α1. Equation (14) is calculated using α2 to obtain the steady state voltage vt'fc. When the motor rotational speed N reaches the steady rotational speed N, the output V0ut'ii- is turned off, and the value obtained by equation (14) is entered into the integral term Σ. If this value is equal to Σ, the startup will be completed in the shortest possible time.

第4図は本発明の構成の1例を示すもので、電源1にト
ランジスタ20〜23のH形ブリッジ回路およびダイオ
ード24〜27のブリッジ回路を接続している。電源1
の正極側にはトランジスタ20.22のコレクタおよび
ダイオード24゜26のカソードを接続し之負極側には
トランジスタ21.23のエミッタおよびダイオード、
25゜27、)ア、−4,を接続己1’1.ている。1
,7い。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the present invention, in which a power supply 1 is connected to an H-type bridge circuit of transistors 20-23 and a bridge circuit of diodes 24-27. Power supply 1
The collector of the transistor 20.22 and the cathode of the diode 24.26 are connected to the positive terminal side of the transistor 20.22, and the emitter of the transistor 21.23 and the diode are connected to the negative terminal side of the
25゜27,) A, -4, connect self 1'1. ing. 1
,7.

20のエミッタはトラレジスタ21のコレクタお一ド、
25のカソード と共にモータ2の1端子に接続し、モータ2の他端はト
ランジスタ22のエミッタ、23のコレクタおよびダイ
オード26のアノード、27のカソードに接続している
The emitter of 20 is connected to the collector of 21 registers,
The other end of the motor 2 is connected to the emitter of the transistor 22, the collector of the transistor 23, the anode of the diode 26, and the cathode of the diode 27.

モータ2の軸は負荷3およびエンコーダ4を駆動し、エ
ンコーダ4の出力である回転信号10は速度検出口W1
15に入力されている。速度検出回路5の出力である速
度信4Nはマイクロコンピュータ回路6に入力さnる。
The shaft of the motor 2 drives the load 3 and the encoder 4, and the rotation signal 10 which is the output of the encoder 4 is sent to the speed detection port W1.
15 is input. The speed signal 4N, which is the output of the speed detection circuit 5, is input to the microcomputer circuit 6.

さらにマイクロコンピュータ回路6には外部装置より、
速度指令Ncおよび正逆転指令16、スタート指令17
が人力さ扛る。マイクロコンピュータ回路からはトラン
ジスタ20〜23をチョッピング制御する場合のデユー
ティを決めるデユーティ信号12とモータに正転トルク
、逆転トルクを発生させる正逆転信号13が出夕さnl
 ドライブ回路7に入力さnている。ドライブ回!7の
出力である正転出力14はトランジスタ2.”’114
) 、 2 ’30ベースに、逆転出力15はトラレジ
スタ21,22のペースにそ扛ぞn接続されている。
Furthermore, the microcomputer circuit 6 receives from an external device,
Speed command Nc, forward/reverse command 16, start command 17
It takes away human power. The microcomputer circuit outputs a duty signal 12 that determines the duty when controlling the transistors 20 to 23 by chopping, and a forward/reverse signal 13 that generates forward rotation torque and reverse rotation torque in the motor.
It is input to the drive circuit 7. Drive time! The normal output 14, which is the output of transistor 2.7, is the output of transistor 2.7. ”'114
), 2'30 base, the reversal output 15 is connected to the pace of the tiger registers 21, 22.

以上のような構成であり、動作は次のようになる、マイ
クロコンピュータ回路6に速度指令Ncおよび逆転指令
16、スタート指令17を与えると、モータの速度Nを
速度検出回路5から取込んで指令値Ncと比較し、その
差に応じた誤差値(比例項)を計算する。また、誤差値
により、積分項を計算し、こnらをもとにモータに加え
る電圧を決定し、チョッピングのデユーティとしてデユ
ーティ信号12’に出力する七共にモータの回転方向を
決定して正逆転信号13を出力する。こnにより、ドラ
イブ回路7が動作し、正転の場合はトランジスタ20.
23にデユーティ信号12に応じてオンしモータ回転さ
せる。
The configuration is as described above, and the operation is as follows. When a speed command Nc, a reverse rotation command 16, and a start command 17 are given to the microcomputer circuit 6, the motor speed N is taken in from the speed detection circuit 5 and the command is issued. It is compared with the value Nc, and an error value (proportional term) is calculated according to the difference. In addition, the integral term is calculated based on the error value, the voltage to be applied to the motor is determined based on these, and the voltage to be applied to the motor is output as the duty signal 12' for chopping. Outputs signal 13. This causes the drive circuit 7 to operate, and in the case of normal rotation, the transistor 20.
23, the motor is turned on in response to the duty signal 12 to rotate the motor.

起動の始めはモータ速度Nが低いので、指令値Ncとの
差が大きく、積分項の値Σに、も十分小さいのでモータ
をオンするデユーティ信号12が(1)式めGt (N
c  N)によって決−!シ、大きなデユーティ信号と
なってモータを加速する。モータが速度指令値Ncに近
ずくとGt  (Nc  N)が小さくなり、積分項Σ
に、が増加し、起動が完了し7’CEI点では速度指令
値Ncとモータ速度Nが等しくなる。丁度この時点で積
分項の値Σに、が定常値Σに、、になるように積分項を
補正するのでモータはスムーズに定常速度N、におちつ
く。
Since the motor speed N is low at the beginning of startup, the difference from the command value Nc is large, and the value Σ of the integral term is also sufficiently small, so the duty signal 12 for turning on the motor is Gt (N
Decided by c N)! It becomes a large duty signal and accelerates the motor. As the motor approaches the speed command value Nc, Gt (Nc N) becomes smaller and the integral term Σ
increases, the startup is completed, and at the 7'CEI point, the speed command value Nc and the motor speed N become equal. At exactly this point, the integral term is corrected so that the value Σ of the integral term becomes the steady value Σ, so the motor smoothly settles to the steady speed N.

第4図の各ブロックをさらに詳しく説明する。Each block in FIG. 4 will be explained in more detail.

速度検出回路5の1例は第5図のようなカウンタ51と
ラッチ52によって構成さnる。第5図においてカウン
タ51のクロック入力にはエンコーダ4からの回転信号
10が入力さn、カウンタ51のイネーブル信号には一
定時間のイネーブル信号53およびリセット端子にはリ
セット信号54が入力さnている。カウンタ51の出力
S。
An example of the speed detection circuit 5 is constituted by a counter 51 and a latch 52 as shown in FIG. In FIG. 5, the rotation signal 10 from the encoder 4 is input to the clock input of the counter 51, the enable signal 53 for a certain period of time is input to the enable signal of the counter 51, and the reset signal 54 is input to the reset terminal. . Output S of counter 51.

〜S11はラッチ52の入力に入っており、ラッチ52
の出力が速度信号Nとしてマイクロコンピュータに取り
出される。ラッチ52にはストローブ信号55が入力さ
nている。この動作は第6図のタイムチャートに示すよ
うに力゛ウンタ51はイネーブル信号53がある開動作
し回転信号10をカウントし、出力S0〜S1に信号誉
出力する。次でラッチ52のストローブ信号55によす
、S。
~S11 is input to the latch 52, and the latch 52
The output is taken out as a speed signal N to the microcomputer. A strobe signal 55 is input to the latch 52. In this operation, as shown in the time chart of FIG. 6, the force counter 51 performs an opening operation when the enable signal 53 is received, counts the rotation signal 10, and outputs the signal to the outputs S0 to S1. Next, the strobe signal 55 of the latch 52 is applied.

〜S、の内容をラッチ52でラッチし、次の瞬間リセッ
ト信号54によりカウンタ51會リセットし次の計数に
そなえる。したがっである一定時間のイネーブル信号5
3の間の回転信号10を計数しており、モータ速度に比
例した値が速度信号Nとして得牧れる。
The contents of ~S are latched by the latch 52, and the counter 51 is reset by the next instantaneous reset signal 54 to prepare for the next count. Therefore, the enable signal 5 for a certain period of time is
3, and a value proportional to the motor speed can be obtained as the speed signal N.

次にドライブ回路7は第7図のようにインバータゲート
71とアンドゲート72,73により構゛成されている
。デユーティ信号12はアンドゲート72,73の1人
力に接続し、アンドゲート72の個入力には正逆転信号
13’i、73の個入力にはインバータゲート71を通
して接続しである。このように構成すると第8図に示す
ようにアンドゲート72の出力は正逆転信号13がルべ
゛ ル時のみデユーティ信号12が表わ扛、正回転出力
14とな、る。またアンドゲート73の出力は正逆転信
号13がθレベル竺゛のみデユーティ信号12が表わ扛
、逆転出力15となる。
Next, the drive circuit 7 is composed of an inverter gate 71 and AND gates 72 and 73 as shown in FIG. The duty signal 12 is connected to one input of the AND gates 72 and 73, and the forward/reverse signal 13'i is connected to one input of the AND gate 72, and the other input of the AND gate 73 is connected through an inverter gate 71. With this configuration, as shown in FIG. 8, the output of the AND gate 72 is such that the duty signal 12 appears only when the forward/reverse signal 13 is at the level, and becomes the forward rotation output 14. Further, the output of the AND gate 73 becomes the reverse output 15 since the duty signal 12 is displayed only when the forward/reverse signal 13 is at the θ level.

マイクロコンピュータは中央処理装置、RAM。A microcomputer has a central processing unit and RAM.

−::□:、: ROM、入出力等から構成さn、ROM内に記録さf′
Lfcプログラムによって動作する。第9図にこの動作
ブロックを示す。外部装置から速度指令Ncおよびスタ
ート指令17、正逆転指令16を受けて、モータ速度N
k読込んで速度比較を行ない、指令値Ncとモータ速度
Nの差から(1)式の右辺第1項の比例項G1 (Nc
  N)k計算し、ある一定時間での速度より加速度全
計算して積分項の計算を行ない、デユーティを計算する
と共に正逆転を決定して、デユーティ信号12と正逆転
信号13を出力する。
-::□:,: Consists of ROM, input/output, etc. n, recorded in ROM f'
Operates by Lfc program. FIG. 9 shows this operational block. Upon receiving a speed command Nc, a start command 17, and a forward/reverse command 16 from an external device, the motor speed N is
k and compare the speeds, and from the difference between the command value Nc and the motor speed N, the proportional term G1 (Nc
N) Calculate k, calculate the entire acceleration from the speed at a certain fixed time, calculate the integral term, calculate the duty, determine forward/reverse, and output the duty signal 12 and forward/reverse signal 13.

本発明の動作を第10図のフローチャートで説明する。The operation of the present invention will be explained with reference to the flowchart in FIG.

第4図のスタート指令17が入るとフローチャートがス
タートする。まず、加速度αを測定するための基準時間
t、、と(1)式の積分項に関するに、の値全設定する
。次に温度指令Nc、モータの速度N1正逆転指令RW
を読込み、(1)式の比例項の計算を行なう。そして速
度指令Ncとモータ速度Nの差が零かメ゛うか、すなわ
ちモータ速度1□1 Nが定常速度N、、に達したかどうかを調べ、定常ワ、
When the start command 17 in FIG. 4 is input, the flowchart starts. First, all values of the reference time t for measuring the acceleration α and the integral term of equation (1) are set. Next, temperature command Nc, motor speed N1 forward/reverse command RW
Read in and calculate the proportional term in equation (1). Then, it is checked whether the difference between the speed command Nc and the motor speed N is zero or large, that is, whether the motor speed 1□1N has reached the steady speed N,
.

速度N1であ牡ば積分項のΣに、は前のままで−こ扛に
見合ったチューティDrと正逆転信号ROを出力すし、
ふたたび速度指令NC%モータ速度N1正逆転指令Rw
?読込んで同じ動作音くり返す。モータ速度Nが指令値
Ncと等しくない場合は起動開始からの時間が始めに設
定したt、1に等しいかどうか調べて等しけ扛ばこの時
のそ一夕速度Nm1から加速度α、を計算する。もし、
起動開始からの時間が設定値以外であ扛ば加速度α1の
一計算とkdの補正は行なわない。次にΣに、の計算を
(2)式のように行ってi丹頂の値を得て、この値全メ
モリし、次のくり返し計算に用いる。
At the speed N1, the integral term Σ remains as before and outputs a chuty Dr and a forward/reverse signal RO commensurate with this.
Speed command again NC% Motor speed N1 Forward/reverse command Rw
? Load and repeat the same sound. If the motor speed N is not equal to the command value Nc, check whether the time from the start of startup is equal to the initially set t, 1, and if it is equal, calculate the acceleration α from the instantaneous speed Nm1 at that time. do. if,
If the time from the start of activation is outside the set value, the acceleration α1 is not calculated and kd is not corrected. Next, calculate Σ as shown in equation (2) to obtain the value of i tancho, store all of this value in memory, and use it for the next repeated calculation.

加速度α1の計算が終ると、次に減速度α2金測定する
ためデユーティDi’に零にする。この一定時間Δtの
間だけ経過すると一定時間Δtの間の減速度α2を計算
し、積分項に関するに−の補正ヲ行って、Σに、の計算
を行なってデユーティDもの計算に入る。起動が完了す
ると速度Nが指令速度Ncと等しくなシ、加速度α1、
減速度α2の計算は行なわない。
When the calculation of the acceleration α1 is completed, the duty Di' is set to zero in order to measure the deceleration α2. When this fixed time Δt has elapsed, the deceleration α2 during the fixed time Δt is calculated, − correction is made for the integral term, Σ is calculated, and the duty D is also calculated. When the startup is completed, the speed N is equal to the command speed Nc, the acceleration α1,
Calculation of deceleration α2 is not performed.

以上のように本発明によれば、起動時に一度駆動を停止
することにより、定常時まで立上る時間全最短で、安定
な起動が可能である。特に負荷や負荷慣性が大幅に変化
した場合も常に安定した最短時間の起動を可能とする。
As described above, according to the present invention, by stopping the drive once at startup, stable startup is possible with the shortest time required to rise to steady state. In particular, even when the load or load inertia changes significantly, stable startup is always possible in the shortest possible time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の起動特性の1例である。第2図は本発明
の起動特性の1例である。第3図は本発明の起動特性の
他の一例である。第4図は本発明のハード構成の1例で
ある。第5図は本発明の速度検出構成の1例である。第
6図は本発明の速度検出回路の動作説明図、第7図は本
発明のドライブ回路の1例である。第8図は本発明のド
ライブ回路の動作説明図、第9図は本発明のマイクロコ
ンピュータの動作ブロック図である。第10図は本発明
の1例を示すフローチャートである。 Nc・・・速度指令値、Nc2・・・仮起動の速度設定
値、N・・・モータ速度、NI・・・モータ定常速度、
GI・・・ゲイン等で決まる定数、Kd・・・積分項に
関する被積分値、Σに6・・・積分項の値、Σに61・
・・モータ定常速度時の積分項の値、Σに、。・・・仮
起動の積分項の最終値、1・・・電源、2・・・モータ
、3・・・負荷慣性および負荷、4・・・エンコーダ、
5・・・速度検出回路、6・・・マイクロコンピュータ
、7・・・ドライブ回路、20〜23・・・トランジス
タ、24〜27・・・ダイオード、Dt・・・チョッピ
ングのデユーティ、RW・・・卑1図 第3図 男斗図 男5図 集6図 53〜 悌り図 第8図 第9 図 1+51′J− 卑10図
FIG. 1 shows an example of conventional starting characteristics. FIG. 2 is an example of the starting characteristics of the present invention. FIG. 3 shows another example of the starting characteristics of the present invention. FIG. 4 shows an example of the hardware configuration of the present invention. FIG. 5 shows an example of the speed detection configuration of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the speed detection circuit of the present invention, and FIG. 7 is an example of the drive circuit of the present invention. FIG. 8 is an operational explanatory diagram of the drive circuit of the present invention, and FIG. 9 is an operational block diagram of the microcomputer of the present invention. FIG. 10 is a flowchart showing one example of the present invention. Nc...speed command value, Nc2...temporary start speed setting value, N...motor speed, NI...motor steady speed,
GI: constant determined by gain, etc., Kd: integrand value regarding integral term, 6 for Σ: value of integral term, 61 for Σ
...The value of the integral term at steady motor speed, Σ. ...Final value of the integral term for temporary startup, 1...Power source, 2...Motor, 3...Load inertia and load, 4...Encoder,
5... Speed detection circuit, 6... Microcomputer, 7... Drive circuit, 20-23... Transistor, 24-27... Diode, Dt... Chopping duty, RW... Fig. 1 Fig. 3 Otoko Fig. 5 Otoko Fig. 6 Fig. 53 - Torture Fig. 8 Fig. 9 Fig. 1 + 51'J- Fig. 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、動作軸に速度を測定する指速発電機を有するモータ
を速度指令により任意な速度で駆動し、少なくとも速度
指令値とモータ速度の差による比例項と、速度指令値と
モータ速度の差を時間積分して得られる積分項を含むも
ののフィードバックによってモータ管制御するものにお
いて、モータ起動時に加速度を測定すると共に、非常に
短い一定時間モータの駆動を停止して減速度を測定し、
加速度と減速度の値により1.前記積分項を補正するこ
と全特徴とするモータの速度制御装置。 2、前記特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、起
動時のモータ出力を最大値とし、起動を完゛ 了したと
同時に起動時の加減速度より求めた定常時の積分項の値
を使用するようにしたことを特徴とするモータの速度制
御装置。
[Claims] 1. A motor having a finger speed generator for measuring speed on the operating axis is driven at an arbitrary speed by a speed command, and at least a proportional term due to the difference between the speed command value and the motor speed, and a speed command value In motor tube control using feedback that includes an integral term obtained by time-integrating the difference between measure,
1 depending on the acceleration and deceleration values. A motor speed control device characterized in that the integral term is corrected. 2. In the product described in claim 1 above, the motor output at the time of startup is set as the maximum value, and the value of the integral term in the steady state obtained from the acceleration/deceleration at the time of startup is used at the same time as the startup is completed. A motor speed control device characterized in that:
JP56138487A 1981-07-10 1981-09-04 Speed controller for motor Granted JPS5843194A (en)

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JP56138487A JPS5843194A (en) 1981-09-04 1981-09-04 Speed controller for motor
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Applications Claiming Priority (1)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5181913U (en) * 1974-12-24 1976-06-30
JPS52155503A (en) * 1976-06-21 1977-12-24 Mitsubishi Electric Corp Rotation controlling device

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