电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术得到改善了扭矩推定值精度的电动机控制装置。实施方式的电动机控制装置具有：电流控制器，其基于电流指令值输出电压指令值；推定器运算部，其根据电压指令值计算电流推定值及电动机速度推定值，推定器运算部具有：高速推定器运算部，其以高速采样率动作，计算电动机速度推定值；低速推定器运算部，其以低速采样率动作，计算反作用扭矩推定值，高速推定器运算部具有：电动机电气模型，其根据电压指令值和电动机速度推定值输出扭矩推定值和电流推定值；减法器，其基于扭矩推定值和反作用扭矩推定值输出扭矩偏差；速度运算器，其根据扭矩偏差输出电动机速度推定值，低速推定器运算部具有根据电动机速度推定值输出反作用扭矩推定值的机械模型。

【技术实现步骤摘要】
电动机控制装置
本专利技术涉及一种电动机控制装置。
技术介绍
推定器通常作为下述技术而被知晓，即，利用间接的信息对无法利用传感器等检测的未知的状态变量进行推定。推定器在内部具有数值模型，根据控制对象的输入输出响应等，推定未知的状态变量的时间响应数。已知在电动机控制装置中，推定器大多由电动机电气模型和机械模型构成，通过推定器求出电流、电动机速度等的推定值。大多数的推定器是通过以同一时间周期对输入不断进行更新的单一采样率而实现的，但在向推定器输入的控制量的测定由于传感器特性的差异等而存在物理上的限制的情况下等，在输入输出中使用采样率不同的多采样率。在专利文献1中公开了下述技术，即，称为多采样率磁通推定器，通过针对采样率不同的2个输入，相应地具有采样率不同的2个运算器，从而提高推定精度。在电动机控制装置中，安装由电动机电气模型和机械模型构成的推定器的情况下，通常电动机电气模型的响应快，因此为了实现高精度的运算，而需要高速采样率。但是，在安装推定器后，在运算成本（cost）上存在限制的情况下等，有时难以将机械模型也设置为高速采样率。因此，将电动机的电气模型划分给以高速采样率动作的高速运算部，将机械模型划分给以低速采样率动作的低速运算部，使得推定器多采样率化的情况较多。如上所述，在电动机控制装置中，通过具有由电动机电气模型和机械模型构成的推定器，从而可以求出电流、电动机速度等的推定值。另外，通过将推定器中的电动机电气模型和机械模型多采样率化，从而在安装推定器后，即使在运算成本上存在限制的情况下等，也可以实现在不会使需要高响应的电动机电气模型的运算精度降低的状态下减轻运算负载而最优化的推定器。专利文献1：日本特开2008－271702号公报如上所述，在电动机控制装置中的现有的推定器中，通常将电动机电气模型配置在高速运算部中，将机械模型配置在低速运算部中。但是，处于高速运算部中的电动机电气模型需要处于低速运算部中的机械模型的输出即电动机速度推定值，速度推定值的运算较慢，其结果，存在使电动机电气模型的运算精度变差的问题。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种电动机控制装置，其在具有电动机电气模型和机械模型的推定器中，通过将高速运算部和低速运算部中的功能的分担最优化，从而改善运算精度。为了解决上述课题，实现目的，本专利技术是一种电动机控制装置，其具有：电流控制器，其基于电流指令值输出电压指令值；以及推定器运算部，其根据所述电压指令值对电流推定值及电动机速度推定值进行计算，该电动机控制装置的特征在于，所述推定器运算部具有：高速推定器运算部，其以高速采样率动作，对电动机速度推定值进行计算；以及低速推定器运算部，其以低速采样率动作，对反作用扭矩推定值进行计算，所述高速推定器运算部具有：电动机电气模型，其根据所述电压指令值和所述电动机速度推定值，输出扭矩推定值和所述电流推定值；减法器，其基于所述扭矩推定值和所述反作用扭矩推定值，输出扭矩偏差；以及速度运算器，其根据所述扭矩偏差输出所述电动机速度推定值，所述低速推定器运算部具有机械模型，该机械模型根据所述电动机速度推定值输出所述反作用扭矩推定值。专利技术的效果根据本专利技术，可以改善扭矩推定值的精度。另外，具有下述效果：可以减轻运算负载，实现最优化的多采样率推定器。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的电动机控制装置的整体结构图的图。图2是实施方式1所涉及的电动机电气模型的详细图。图3是将实施方式1所涉及的机械模型设为2惯性系统模型时的详细图。图4是表示对比例所涉及的电动机控制装置的整体结构图的图。图5是将对比例所涉及的机械模型设为2惯性系统模型时的详细图。图6是表示实施方式2所涉及的电动机控制装置的整体结构图的图。图7是实施方式2所涉及的电动机电气模型的详细图。图8是表示实施方式3所涉及的电动机控制装置的整体结构图的图。图9是表示实施方式3所涉及的电动机控制装置的整体结构图的其它图。图10是针对实施方式3所涉及的反作用扭矩校正器中的校正方法进行了说明的图。符号的说明1电流控制器，2电动机电气模型，3机械模型，4机械模型，5电动机电气模型，21电动机电压方程式逆模型，22扭矩运算模型，23扭矩高次谐波运算模型，24加法器，31减法器，32速度运算器，33反作用扭矩运算器，34减法器，35速度运算器，36位置运算器，37旋转角运算器，50反作用扭矩校正器，51减法器，101、201、301、401、501电动机控制装置，102推定器运算部，103高速推定器运算部，104低速推定器运算部。具体实施方式下面，基于附图，详细说明本专利技术所涉及的电动机控制装置的实施方式。此外，本专利技术并不受本实施方式限定。实施方式1图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的电动机控制装置101的整体结构图的图。本专利技术的实施方式1所涉及的电动机控制装置101具有包含电动机电气模型2和机械模型4的推定器运算部102。电动机控制装置101具有电流控制器1以及推定器运算部102。推定器运算部102具有以高速采样率动作的高速推定器运算部103以及以低速采样率动作的低速推定器运算部104。高速推定器运算部103具有电动机电气模型2、减法器31以及速度运算器32。低速运算部104具有机械模型4。向电流控制器1输入电流指令值和电流FB（反馈）值。电流控制器1以使电流指令值和电流FB值的偏差成为0的方式，进行例如PI控制，输出电压指令值。此外，也可以取代电流FB值而使用电流推定值，采用像所谓无传感器控制这样的结构。从电流控制器1输出的电压指令值成为向推定器运算部102的输入。从电流控制器1输出的电压指令值向电动机电气模型2输入。电动机电气模型2将电压指令值以及电动机速度推定值作为输入，输出电流推定值以及扭矩推定值，通过高速推定器运算部103进行处理。图2是电动机电气模型2的详细图。电动机电气模型2由电动机电压方程式逆模型21和扭矩运算模型22构成。电动机电压方程式逆模型21根据电压指令值和电动机速度推定值求出电流推定值。电动机电压方程式逆模型21的输入输出关系通过以下的式（1）给出。此外，在式（1）中，电压指令值和电流推定值通过dq坐标轴表示。[式1]式（1）左边的id_hat表示d轴电流推定值，iq_hat表示q轴电流推定值。式（1）右边的Vd_ref表示d轴电压指令值，Vq_ref表示q轴电压指令值，ω_hat表示电动机速度推定值。另外，Ra是绕组电阻，Ld是d轴电感，Lq是q轴电感，φa是磁通链数。此外，式（1）右边的p表示微分算子。扭矩运算模型22根据通过式（1）得到的电流推定值求出扭矩推定值，通过以下的式（2）给出。[式2]Tm_hat＝Kt·iq_hat+Pm(Ld-Lq)·id_hat·iq_hat…(2)在这里，Tm_hat是扭矩推定值，Kt是扭矩常数，Pm是极对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，其具有：电流控制器，其基于电流指令值输出电压指令值；以及推定器运算部，其根据所述电压指令值对电流推定值及电动机速度推定值进行计算，该电动机控制装置的特征在于，所述推定器运算部具有：高速推定器运算部，其以高速采样率动作，对电动机速度推定值进行计算；以及低速推定器运算部，其以低速采样率动作，对反作用扭矩推定值进行计算，所述高速推定器运算部具有：电动机电气模型，其根据所述电压指令值和所述电动机速度推定值，输出扭矩推定值和所述电流推定值；减法器，其基于所述扭矩推定值和所述反作用扭矩推定值，输出扭矩偏差；以及速度运算器，其根据所述扭矩偏差输出所述电动机速度推定值，所述低速推定器运算部具有机械模型，该机械模型根据所述电动机速度推定值输出所述反作用扭矩推定值。

【技术特征摘要】
2013.05.09 JP 2013-0993201.一种电动机控制装置，其具有：电流控制器，其基于电流指令值输出电压指令值；以及推定器运算部，其根据所述电压指令值对电流推定值及电动机速度推定值进行计算，该电动机控制装置的特征在于，所述推定器运算部具有：高速推定器运算部，其以高速采样率动作，对电动机速度推定值进行计算；以及低速推定器运算部，其以低速采样率动作，对反作用扭矩推定值进行计算，所述高速推定器运算部具有：电动机电气模型，其根据所述电压指令值和所述电动机速度推定值，输出扭矩推定值和所述电流推定值；减法器，其基于所述扭矩推定值和所述反作用扭矩推定值，输出扭矩偏差；以及速度运算器，其根据所述扭矩偏差输出所述电动机速度推定值，所述低速推定器运算部具有机械模型，该机械模型根据所述电动机速度推定值输出所述反作用扭矩推定值。2.一种电动机控制装置，其具有：电流控制器，其基于电流指令值输出电压指令值；以及推定器运算部，其根据所述电流指令值对电动机速度推定值及电动机旋转角推定值进行计算，该电动机控制装置的特征在于，所述推定器运算部具有：高速推定器运算部，其以高速采样率动作，对电动机速度推定值进行计算；以及低速推定器运算部，其以低速采样率动作，对反作用扭矩推定值进行计算，在所述高速推定器运算部中具有：电动机电气模型，其根据所述电流指令值和所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺部亮佑，原川雅哉，叶石敦生，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP