发明名称 电动机之位置控制装置
摘要 【课题】本发明为于驱动负载机械之电动机的速度及位置控制,以抑制其于停止指令状态时之微振动为目的。【解决手段】本发明为于具备依据由外部给予的位置指令信号θm*及电动机1的位置检出信号θm指令信号(q轴电流指令信号Iq*)之转矩指令演算装置( (位置控制电路6,速度控制电路7),以及依据转矩指令演算装置输出之转矩指令信号控制电动机1之转矩的转矩控制装置(电流控制电路8)之位置控制装置,以依据位置指令信号θm*与位置检出信号θm*之位置偏差的绝对值及关于位置偏差的增益切换基准值P之大小关系切换转矩控制装置的增益 Kqp,Kqi。
申请公布号 TW287330 申请公布日期 1996.10.01
申请号 TW085101172 申请日期 1996.01.31
申请人 三菱电机工程股份有限公司;三菱电机股份有限公司 发明人 吉田雅彦;长野漉明;熊崎文男
分类号 H02P7/29 主分类号 H02P7/29
代理机构 代理人 洪武雄 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼;陈灿晖 台北巿城中区武昌街一段六十四号八楼
主权项 1. 一种电动机之位置控制装置,以具备:依据由外部供给之位置指令信号与电动机之位置检出信号以输出转矩指令信号的转矩指令演算装置;依据前述转矩指令信号控制前述电动机之转矩的转矩控制装置;以及依据前述位置指令信号及前述位置检出信号之偏差的绝对値与关于位置偏差之增益切换基准値的大小关系以切换前述转矩控制装置之增益的增益切换装置为其特征者。2. 一种电动机之位置控制装置,以具备:依据由外部供给之位置指令信号与电动机之位置检出信号以输出转矩指令信号的转矩指令演算装置;检出关于前述电动机之转矩的各种量以输出转矩相当量信号之转矩相当量检出装置;依据前述转矩指令信号与前述转矩相当量信号控制前述电动机之转矩的转矩控制装置;依据前述转矩控制装置不动作时所检出的前述转矩相当量信号以设定关于位置偏差之增益切换基准値的基准値设置;以及依据前述位置指令信号及前述位置检出信号之偏差与前述增益切换基准値之大小关系以切换前述转矩控制装置之增益的增益切换装置为其特征者。3. 如申请专利范围第1项或第2项记载的电动机之位置控制装置,其中前述增益切换装置为于前述位置指令信号与前述位置检出信号之偏差的绝对値较前述增益切换基准値为小时,将前述转矩控制装置之增益切换至较低之値,反之则将其切换至较高之値为其特征者。4. 一种电动机之位置控制装置,以具备:依据由外部供给之位置指令信号与电动机之位置检出信号以输出转矩指令信号的转矩指令演算装置;用以检出关于前述电动机之转矩的各种量的转矩相当量检出装置;用以去除前述转矩相当量检出装置的输出中所含不要之高频成分的低通滤波器;依据前述转矩指令信号与前述低通滤波器之输出以控制前述电动机之转矩的转矩控制装置;以及依据前述位置指令信号及前述位置检出信号之偏差的绝对値与关于位置偏差之遮断频率切换基准値之大小关系以切换前述低通滤波器之遮断频率的遮断频率切换装置为其特征者。5. 如申请专利范围第4项记载的电动机之位置控制装置,其中以具备:依据前述转矩控制装置不动作时之转矩相当量检出装置的输出以设定前述遮断频率切换基准値之基准値设定装置为其特征者。6. 如申请专利范围第4项或第5项记载的电动机之位置控制装置,其中前述遮断频率切换装置为于位置指令信号与位置检出信号之偏差的绝对値较前述遮断频率切换基准値为小时,将前述低通滤波器之遮断频率切换至较低之値,反之则将其切换至较高之値为其特征者。7. 如申请专利范围第2项或第5项记载的电动机之位置控制装置,其中前述转矩相当量检出装置以检出前述电动机之相电流做为关于前述电动机之转矩的各种量,而前述基准値设定装置为检出前述转矩控制装置不动作时之前述相电流的高频成分量以依据该高频成分量设定于前述增益切换基准値或前述遮断频率切换基准値为其特征者。8. 一种电动机之位置控制装置,以具备依据由外部供给之位置指令信号与电动机之位置检出信号以输出转矩指令信号的转矩指令演算装置,检出前述电动机之关于转矩的各种量以输出转矩相当量信号之转矩相当量检出装置,以及依据前述转矩指令信号与前述转矩相当量信号以控制前述电动机之转矩的转矩控制装置;而以前述转矩控制装置为具备依据由依前述转矩指令信号之转矩相当电流指令与依前述转矩相当量信号之转矩相当电流以输出电压指令的第一电流补偿装置,以及依据前述转矩相当电流指令以输出转矩相当电压指令的第二电流补偿装置;以及具备于前述位置指令信号与前述位置检出信号之偏差的绝对値较关于位置偏差之增益切换基准値为小时,为将前述转矩控制装置之前述第一电流补偿装置的增益切换至较低之値,反之则将前述增益切换至较高之値的增益切换装置为其特征者。9. 一种电动机之位置控制装置,以具备依据由外部供给之位置指令信号与电动机之位置检出信号以输出转矩指令信号的转矩指令演算装置,检出前述电动机之关于转矩的各种量以输出转矩相当量信号之转矩相当量检出装置,以及依据前述转矩指令信号与前述转矩相当量信号以控制前述电动机之转矩的转矩控制装置;而以前述转矩控制装置为具备根据由依前述转矩指令信号之转矩相当电流指令与依前述转矩相当量信号之转矩相当电流以输出电压指令的第一电流补偿装置,以及依据前述转矩相当电流指令以输出转矩相当电压指令的第二电流补偿装置;以及具备于前述位置指令信号与前述位置检出信号之偏差的绝对値较关于位置偏差之增益切换基准値为小时,为将前述转矩控制装置之前述第一电流补偿装置及前述第二电流补偿装置的增益切换至较低之値,反之则将前述增益切换至较高之的增益切换装置为其特征者。10. 如申请专利范围第9项记载的电动机之位置控制装置,其中前述转矩控制装置以具备前述第一电流补偿装置,前述第二电流补偿装置,以及输入前述转矩相当电压指令,于增益切换时为使前述转矩相当电压指令平滑的变化将前述转矩相当电压指令修正输出的第三电流补偿装置为其特征者。11. 如申请专利范围第10项记载的电动机之位置控制装置,其中前述第三电流补偿装置以具备于增益切换时为选择的切换使用之一次延迟电路为其特征者。12. 一种电动机之位置控制装置,以具备依据由外部供给之位置指令信号与电动机之位置检出信号以输出转矩指令信号的转矩指令演算装置,检出前述电动机之关于转矩的各种量以输出转矩相当量信号之转矩相当量检出装置,以及依据前述转矩指令信号与前述转矩相当量信号以控制前述电动机之转矩的转矩控制装置;并且前述转矩控制装置为具备由依据前述转矩指令信号之转矩相当电流指令値减去前述转矩相当量信号所得之偏差信号以输出使该偏差信号之任意的频率成分减小的第一电流补偿信号之第一振动抑制装置,而以由前述转矩相当电流指令値减去前述第一电流补偿信号所得之偏差信号做为新的转矩相当电流指令为其特征者。13. 如申请专利范围第12项记载的电动机之位置控制装置,其中前述第一振动抑制装置为由使得前述电动机与负载机械之机械共振振动发生的频率之增益不致成为高增益般的设定其增益的积分器所构成为其特征者。14. 如申请专利范围第12或第13项记载的电动机之位置控制装置,其中前述转矩控制装置以具备前述第一振动抑制装置,以及输入由外部的位置指令信号与回转检出器之实回转角信以使自目标位置决定点的位置偏差减小的以输出第二电流补偿信号之第二振动抑制装置,而以由前述转矩相当电流指令値减去前述第二电流补偿信号与前述第一电流补偿信号所得之偏差信号做为新的转矩相当电流指令为其特征者。15. 如申请专利范围第14项记载的电动机之位置控制装置,其中前述第二振动抑制装置为具备由前述位置指令信号与前述实回转角信号输出自目标位置决定点的位置偏差之极性的位置偏差符号判定电路,而以提供预定的增益于由前述位置偏差符号判定电路之极性输出以输出前述第二电流补偿信号为其特征者。16. 一种电动机之位置控制装置,以具备依据由外部供给之位置指令信号与电动机之位置检出信号以输出转矩指令信号的转矩指令演算装置,检出前述电动机之关于转矩的各种量以输出转矩相当量信号之转矩相当量检出装置,以及依据前述转矩指令信号与前述转矩相当量信号以控制前述电动机之转矩的转矩控制装置,而以前述转矩控制装置为具备由依前述转矩指令信号之转矩相当电流指令値减去转矩相当电流信号所得之偏差信号以输出前述电动机之推定角速度的角速度推定装置,输入外部的位置指令信号与回转检出器之实回转角信号以输出自目标位置决定点之位置偏差的极性之位置偏差符号判定装置,输入前述位置偏差符号判定装置之极性信号与前述角速度推定装置之推定角速度以补偿推定角速度之推定角速度补偿装置,由前述角速度推定装置输入推定角速度以所望的应答特性使实角速度减小般的输出第一电流补偿信号之第一振动抑制装置,以及输入前述位置偏差符号判定装置之极性信号以使自目标位置决定点的位置偏差减小般的输出第二电流补偿信号之第二振动抑制装置,而以由转矩相当电流指令値减去前述第二电流补偿信号,前述第二振动抑制装置之第二振动抑制装置及第一电流补偿信号所得之偏差信号为新的转矩相当电流指令为其特征者。图示简单说明:图1表示本发明的电动机之位置控制装置的实施形态1之全体构成方块图。图2表示实施形态1之位置控制电路的方块图。图3表示实施形态1之速度控制电路的方块图。图4表示实施形态1之电流控制电路的方块图。图5表示实施形态1之判定电路的方块图。图6表示实施形态1之增益切换部的方块图。图7表示实施形态1之切换基准値设定电路的方块图。图8(a)-(d)为位置偏差在增益切换设定値之内时的判定电路之输出,并表示增益切换部之各个的输出图形。图9表示本发明的电动机之位置控制装置实施形态2的全体构成之方块图。图10表示实施形态2之电流控制电路的方块图。图11表示实施形态2之低通滤波器的方块图。图12表示实施形态2之遮断频率切换部的方块图。图13表示本发明的电动机之位置控制装置实施形态3的全体构成之方块图。图14表示实施形态3之电流控制电路的方块图。图15表示实施形态3之q轴电流控制电路的方块图。图16表示目标电流应答特性的图形。图17表示杂讯应答特性图形。图18表示本发明的电动机之位置控制装置之实施形态4的全体构成之方块图。图19表示实施形态4之电流控制电路的方块图。图20表示实施形态4之q轴电流控制电路的方块图。图21表示实施形态4之增益切换部的方块图。图22表示本发明的电动机之位置控制装置的实施形态5之全体构成的方块图。图23表示实施形态5之电流控制电路的方块图。图24表示实施形态5之q轴电流控制电路的方块图。图25表示本发明的电动机之位置控制装置的实施形态6之全体构成的方块图。图26表示实施形态6之电流控制电路的方块图。图27表示实施形态6之q轴电流控制电路的方块图。图28表示实施形态6之增益切换部的方块图。图29表示实施形态6之补偿器的增益特性之图形。图30表示本发明的电动机之位置控制装置实施形态7的全体构成之方块图。图31表示实施形态7之电流控制电路的方块图。图32表示实施形态7之q轴电流控制电路的方块图。图33表示实施形态7之位置偏差符号判定电路的方块图。图34表示实施形态7之增益切换部的方块图。图35表示本发明的电动机之位置控制装置的实施形态8之全体构成的方块图。图36表示实施形态8之电流控制电路的方块图。图37表示实施形态8之q轴电流控制电路的方块图。图38表示实施形态8之推定角速度修正电路的方块图。图39表示实施形态8之推定速度修正电路的方块图。图40表示电动机之实际的回转角与回转检出器输出的信号与目标位置决定点之关系的图形。图41(a)及(b)为表示于极低速领域之速度检出状态的图形。图42表示电动机之位置控制装置之习用例的方块图。
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