JP5471588B2 - Motor drive device - Google Patents
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Description
本発明は、速度制御から位置制御へのシームレスな制御切替を行うモータの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a motor control method that performs seamless control switching from speed control to position control.
従来、モータ駆動装置の制御として位置制御、速度制御、トルク制御が一般的に用いられている。制御構成としては、位置制御を行う位置ループのマイナーループとして速度制御を行う速度ループ、更に速度ループのマイナーループとしてトルク（電流）制御を行う電流（トルク）ループとするのが一般的である。速度制御から位置制御に切り替える場合、制御切替時の速度変化を低減し、機械伝達系への衝撃を緩和するため、速度制御では使用しない位置ループの内部値である位置偏差を適切な値に初期設定し、位置制御切替後の位置指令値を適切に変化させていく方法がある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, position control, speed control, and torque control are generally used as control of a motor drive device. As a control configuration, a speed loop that performs speed control as a minor loop of a position loop that performs position control, and a current (torque) loop that performs torque (current) control as a minor loop of the speed loop are generally used. When switching from speed control to position control, the position deviation, which is the internal value of the position loop that is not used in speed control, is initially set to an appropriate value in order to reduce the speed change during control switching and alleviate the impact on the mechanical transmission system. There is a method of setting and appropriately changing the position command value after position control switching (see, for example, Patent Document 1).
この方法は、速度制御から位置制御へ切り替わる際の切替速度から位置偏差の初期値を算出するとともに、前記切替速度から算出した位置指令値を初期値とし、速度制御時における指令時定数と等しい時定数により位置指令値を変化させている。 In this method, the initial value of the position deviation is calculated from the switching speed when switching from speed control to position control, and the position command value calculated from the switching speed is used as the initial value, which is equal to the command time constant during speed control. The position command value is changed by a constant.
しかしながら、上記に示されるような従来のモータ駆動装置は、位置制御時の位置指令をモータ駆動装置で生成しているため、上位コントローラから停止位置を指令される構成には適用できない。また、モータ駆動装置と上位コントローラをネットワーク通信で接続する構成の場合、位置制御時の位置指令は、前回指令位置と今回指令位置の差分である相対位置指令を送信する方法では、ノイズ等の影響により相対位置指令を正常に送信できず、位置ずれが生じる可能性があるため、絶対位置である目標位置指令を送信する方法がよく用いられる。なお、目標位置指令には、現在位置から目標位置までの動作パターンをモータ駆動装置で生成し、目標位置を不定期に更新する不定期更新型目標位置指令と、現在位置から目標位置までの動作パターンを上位コントローラで生成し、目標位置を通信周期毎に逐次更新する逐次更新型目標位置指令があるが、後者の逐次更新型目標位置指令がよく用いられる。以降、目標位置指令は逐次更新型目標位置指令を指すこととする。この場合、速度制御時は上位コントローラで指令位置を管理せず、位置制御への切替時において、モータ駆動装置から上位コントローラへ送信される指令位置（現在位置の場合もある）から次の目標位置指令を生成することが一般的である。これにより、速度制御時においてもモータ駆動装置で前期指令位置を管理して上位コントローラへ送信する必要があるが、上述した技術では考慮されていない。また、モータ駆動装置の持つ位置情報と上位コントローラの持つ位置情報には通信による遅れが存在するため、前期指令位置はこの遅れを加味した値とする必要があるが、上述した技術では考慮されていない。 However, since the conventional motor drive device as described above generates a position command at the time of position control by the motor drive device, it cannot be applied to a configuration in which a stop position is commanded from a host controller. Also, in the case of a configuration in which the motor drive device and the host controller are connected via network communication, the position command at the time of position control is affected by noise or the like in the method of transmitting the relative position command that is the difference between the previous command position and the current command position. Therefore, a relative position command cannot be transmitted normally and a positional shift may occur. Therefore, a method of transmitting a target position command that is an absolute position is often used. For the target position command, an operation pattern from the current position to the target position is generated by the motor drive device and the target position is updated irregularly, and the operation from the current position to the target position is performed. There is a sequential update type target position command in which a pattern is generated by a host controller and the target position is sequentially updated every communication cycle. The latter sequential update type target position command is often used. Hereinafter, the target position command refers to a sequentially updated target position command. In this case, the command position is not managed by the host controller during speed control, and the next target position from the command position (which may be the current position) transmitted from the motor drive device to the host controller when switching to position control. It is common to generate commands. As a result, even during speed control, it is necessary to manage the previous command position by the motor drive device and transmit it to the host controller, but this is not taken into account in the above-described technique. In addition, since there is a communication delay between the position information held by the motor drive device and the position information held by the host controller, the previous command position needs to be a value that takes this delay into account. Absent.
更に、位置制御では、モータの振動を抑えるため、位置指令にＦＩＲ型や一次遅れ型などのフィルタをかける位置指令フィルタ手段が用いられることが一般的であり、モータ回転中は前記位置指令フィルタ内に位置指令が溜まっている状態にある。しかしながら、上述した技術は、速度制御から位置制御への切替時に前記位置指令フィルタの初期化処理が考慮されておらず、前記位置指令フィルタを使用した場合の制御切替時の速度指令の変化
が急激になり、機械伝達系に衝撃が伝わるという問題がある。
Further, in position control, position command filter means for applying a filter such as FIR type or first order lag type to the position command is generally used in order to suppress the vibration of the motor. Is in a state where position commands are accumulated. However, the technique described above does not consider the initialization process of the position command filter when switching from speed control to position control, and the change in speed command at the time of control switching when the position command filter is used is rapid. Therefore, there is a problem that an impact is transmitted to the mechanical transmission system.
更に、位置制御では、モータの応答性を高めるために速度フィードフォワード手段が用いられることがあるが、上述した技術は、制御切替時における位置偏差の初期偏差量の算出に速度フィードフォワード手段が考慮されていないため、制御切替時の速度指令の変化が急激になり、機械伝達系に衝撃が伝わるという問題がある。 Furthermore, in position control, speed feedforward means may be used to improve the responsiveness of the motor. However, in the technique described above, the speed feedforward means considers the calculation of the initial deviation amount of position deviation at the time of control switching. Therefore, there is a problem that the change of the speed command at the time of control switching becomes abrupt and an impact is transmitted to the mechanical transmission system.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、速度制御から位置制御への切替をシームレスに行うことで、機械伝達系への衝撃を回避するモータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device that avoids an impact on a mechanical transmission system by seamlessly switching from speed control to position control.
上位コントローラからネットワーク通信で送信される目標位置指令および速度制御時速度指令により、位置制御および速度制御を行い、指令位置を前記上位コントローラへ送信するモータ駆動装置において、前記目標位置指令と前回の位置制御時指令位置から位置指令と位置制御時指令位置を生成する位置指令生成手段と、前記位置指令からフィルタ後位置指令を生成する位置指令フィルタ手段と、前記フィルタ後位置指令から速度フィードフォワード指令を生成する速度フィードフォワード手段と、位置制御を行うための位置制御手段と、速度制御を行うための速度制御手段と、現在位置から速度制御時指令位置を生成する速度制御時指令位置算出手段と、前記上位コントローラからの指令により位置制御と速度制御を切り替える位置／速度制御切替手段と、位置制御時は前記位置制御時指令位置が、速度制御時は前記速度制御時指令位置が前記指令位置となるよう切替を行う指令位置切替手段とを備え、前記速度制御時指令位置算出手段において、モータ駆動装置から前記上位コントローラへの伝送遅れ時間の間のモータ移動量と、前記上位コントローラからモータ駆動装置への伝送遅れ時間の間のモータ移動量とを現在位置に加算して前記速度制御時指令位置とし、速度制御から位置制御への切替時において、前回の前記速度制御時速度指令から算出される位置偏差量を前記位置偏差の初期値とするとともに、前記位置指令生
成手段において、前記位置偏差量を現在位置に加算したものを位置制御時指令位置の初期値として設定した後、前記目標位置指令による位置制御を行うことを特徴とするモータ駆動装置。
In a motor drive device that performs position control and speed control according to a target position command and speed command during speed control transmitted from a host controller via network communication, and transmits the command position to the host controller, the target position command and the previous position A position command generating means for generating a position command and a position control time command position from the control command position, a position command filter means for generating a post-filter position command from the position command, and a speed feedforward command from the post-filter position command. A speed feedforward means for generating; a position control means for performing position control; a speed control means for performing speed control; a speed control time command position calculating means for generating a speed control time command position from a current position; Position / speed to switch between position control and speed control by command from the host controller And control switching means, the position control when the command position when the position control is, when the speed control and a command position switching means for switching to the speed control at the command position is the command position, when the speed control command In the position calculation means, the motor movement amount during the transmission delay time from the motor drive device to the host controller and the motor movement amount during the transmission delay time from the host controller to the motor drive device are added to the current position. a pre SL during speed control command position Te in time of switching from speed control to position control, the position deviation amount calculated from the time of speed command preceding the speed control with the initial value of the position deviation, the position command In the generating means, after adding the position deviation amount to the current position as an initial value of the command position during position control, position control is performed according to the target position command. Motor drive device, characterized in that.
請求項１に記載のモータ駆動装置によれば、モータ駆動装置と上位コントローラ間の伝送遅れによる指令位置情報の遅れが補償でき、速度制御から位置制御への制御切替時の速度変動を低減し、機械伝達系への衝撃を回避できる。 According to the motor drive device of claim 1, the delay of the command position information due to the transmission delay between the motor drive device and the host controller can be compensated, and the speed fluctuation at the time of the control switching from the speed control to the position control is reduced. Impact on the mechanical transmission system can be avoided.
さらに、請求項２に記載のモータ駆動装置によれば、速度フィードフォワード手段を使用した場合においても同様に速度制御から位置制御への制御切替時の速度変動を低減し、機械伝達系への衝撃を回避できる。 Further, according to the motor drive device of the second aspect, even when the speed feedforward means is used, the speed fluctuation at the time of the control switching from the speed control to the position control is similarly reduced, and the impact on the mechanical transmission system is reduced. Can be avoided.
さらに、請求項３に記載のモータ駆動装置によれば、位置指令フィルタ手段を使用した場合においても同様に速度制御から位置制御への制御切替時の速度変動を低減し、機械伝達系への衝撃を回避できる。 Further, according to the motor drive device of the third aspect, even when the position command filter means is used, the speed fluctuation at the time of switching the control from the speed control to the position control is similarly reduced, and the impact on the mechanical transmission system is reduced. Can be avoided.
さらに、請求項４に記載のモータ駆動装置によれば、位置指令フィルタ手段と速度フィードフォワード手段とを使用した場合においても同様に速度制御から位置制御への制御切替時の速度変動を低減し、機械伝達系への衝撃を回避できる。 Furthermore, according to the motor drive device of the fourth aspect, even when the position command filter means and the speed feedforward means are used, the speed fluctuation at the time of the control switching from the speed control to the position control is similarly reduced. Impact on the mechanical transmission system can be avoided.
（実施例１）
図１は、請求項１〜４に記載のモータ駆動装置のブロック図であり、１はネットワーク通信で目標位置指令２１および速度制御時速度指令２８をモータ駆動装置に送信する上位コントローラ、２は目標位置指令２１から位置指令２２および位置制御時位置指令３６を生成する位置指令生成手段、３は位置指令２２にフィルタをかけてフィルタ後位置指令２３を生成する位置指令フィルタ手段、４はフィルタ後位置指令２３にフィードフォワードゲインを積算して速度フィードフォワード指令２５を生成する速度フィードフォワード手段、２４はフィルタ後位置指令２３と位置フィードバック信号３４の差分を積分した位置偏差、５は位置偏差２４から位置制御時速度指令２６を生成する位置制御手段、２７は速度フィードフォワード指令２５と位置制御時速度指令２６の和である速度制御指令、１１は上位コントローラ１からの指令により位置制御と速度制御を切り替える位置／速度制御切替手段、２９は位置／速度制御切替手段１１により速度制御指令２６もしくは速度制御時速度指令２８が切り替えられた速度指令、３０は速度指令２９と速度フィードバック信号３３の差分である速度偏差、６は速度偏差３０からトルク指令３１を生成する速度制御手段、７はトルク指令３１からモータ駆動電流３２を生成するトルク制御手段、８はモータ、９は位置検出器、３３は位置フィードバック信号３４を積分した現在位置、１０は現在位置３５から速度制御時指令位置３５を生成する速度制御時指令位置算出手段、１２は現在の制御により位置制御時指令位置３６および速度制御時指令位置３７を指令位置３８として上位コントローラ１へ送信する指令位置切替手段である。
Example 1
FIG. 1 is a block diagram of a motor drive device according to claims 1 to 4, wherein 1 is a host controller that transmits a target position command 21 and a speed command 28 during speed control to the motor drive device via network communication, and 2 is a target Position command generating means for generating a position command 22 and a position command 36 for position control from the position command 21, 3 is a position command filter means for generating a post-filter position command 23 by filtering the position command 22, and 4 is a post-filter position. Speed feedforward means for adding a feedforward gain to the command 23 to generate a speed feedforward command 25, 24 is a position deviation obtained by integrating the difference between the post-filter position command 23 and the position feedback signal 34, and 5 is a position from the position deviation 24 Position control means for generating a speed command 26 for control, 27 is a speed feedforward command 25 A speed control command which is the sum of the speed commands 26 for position control, 11 is a position / speed control switching means for switching position control and speed control by a command from the host controller 1, and 29 is a speed control command by the position / speed control switching means 11. 26 or a speed command in which the speed command at the time of speed control 28 is switched, 30 is a speed deviation which is a difference between the speed command 29 and the speed feedback signal 33, 6 is a speed control means for generating a torque command 31 from the speed deviation 30, and 7 is Torque control means for generating a motor drive current 32 from the torque command 31, 8 a motor, 9 a position detector, 33 a current position obtained by integrating the position feedback signal 34, 10 a speed control command position 35 from the current position 35 The speed control command position calculation means 12 to be generated, 12 is a position control command position 36 and speed control time by the current control The decree position 37 as command position 38 is a command position switching means for transmitting to the host controller 1.
次に、動作について説明する。図２は、位置制御時のモータ駆動装置のブロック図である。位置制御時は、上位コントローラ１から目標位置指令２１がモータ駆動装置へ送信される。位置指令生成手段２は、目標位置指令２１と指令位置３６の差分から位置指令２２を生成し、位置制御時指令位置３６を目標位置指令２１で更新する。次に、位置指令フィルタ手段３は、位置指令２２にフィルタ処理を行い、フィルタ後位置指令２３を生成する。次に、速度フィードフォワード手段４は、フィルタ後位置指令２３に速度フィードフォワードゲインを積算して速度フィードフォワード指令２５を生成する。次に、フィルタ後位置指令２３と位置フィードバック信号３４の差分を前回の位置偏差２４に加算して位置偏差２４を更新する。次に、位置制御手段５は、位置偏差２４に位置ループゲインを積算して位置制御時速度指令２６を生成する。次に、速度フィードフォワード指令２５と位置制御時速度指令の和から速度制御指令を生成する。次に、位置制御時は速度制御指令２７と同値となる速度指令２９と速度フィードバック信号３３との差分から速度偏差３０を生成する。次に、速度制御手段６は速度偏差３０からトルク指令３１を生成する。次に、トルク制御手段７はトルク指令３１からモータ駆動電流３２を生成し、モータ８へ供給する。次に、位置フィードバック信号３４を前回の現在位置３５に加算して現在位置３５を更新する。次に、位置制御時は位置制御時指令位置３６と同値となる指令位置３８を上位コントローラへ送信する。 Next, the operation will be described. FIG. 2 is a block diagram of the motor drive device during position control. At the time of position control, the target position command 21 is transmitted from the host controller 1 to the motor drive device. The position command generation means 2 generates a position command 22 from the difference between the target position command 21 and the command position 36 and updates the command position 36 during position control with the target position command 21. Next, the position command filter means 3 performs a filtering process on the position command 22 to generate a post-filter position command 23. Next, the speed feedforward means 4 adds a speed feedforward gain to the post-filter position command 23 to generate a speed feedforward command 25. Next, the position deviation 24 is updated by adding the difference between the post-filter position command 23 and the position feedback signal 34 to the previous position deviation 24. Next, the position control means 5 adds a position loop gain to the position deviation 24 to generate a position control speed command 26. Next, a speed control command is generated from the sum of the speed feedforward command 25 and the speed command for position control. Next, at the time of position control, a speed deviation 30 is generated from the difference between the speed command 29 and the speed feedback signal 33 that have the same value as the speed control command 27. Next, the speed control means 6 generates a torque command 31 from the speed deviation 30. Next, the torque control means 7 generates a motor drive current 32 from the torque command 31 and supplies it to the motor 8. Next, the current position 35 is updated by adding the position feedback signal 34 to the previous current position 35. Next, during position control, a command position 38 having the same value as the position control time command position 36 is transmitted to the host controller.
図３は、速度制御時のモータ駆動装置のブロック図である。速度制御時は、上位コントローラ１から速度制御時速度指令２８がモータ駆動装置へ送信される。速度制御時は速度制御時速度指令２８と同値となる速度指令２９と速度フィードバック信号３３との差分から速度偏差３０を生成する。次に、速度制御手段６は速度偏差３０からトルク指令３１を生成する。次に、トルク制御手段７はトルク指令３１からモータ駆動電流３２を生成し、モータ８へ供給する。次に、仮の位置偏差２４を算出する。ここで、速度制御指令２７が
速度制御時速度指令２８と等しく、フィルタ後位置指令２３が速度制御時速度指令２８の速度に相当する値であり、位置フィードバック信号３４はフィルタ後位置指令２３と等しいとして次式により算出する。
位置偏差＝（速度制御指令−フィルタ後位置指令×速度フィードフォワードゲイン）
／位置ループゲイン
次に、位置指令フィルタ手段３に溜まる仮の位置指令を算出する。ここで、仮の位置指令は、位置指令２２とフィルタ後位置指令２３が速度制御時速度指令２８の速度に相当する値となるときにフィルタ内部に溜まる位置指令として算出する。次に、モータ駆動装置から上位コントローラ１へのデータ送信遅れ時間と上位コントローラ１からモータ駆動装置までのデータ送信遅れ時間の和の間にモータが移動する移動量を算出する。ここで、前記移動量は、前記遅れ時間の和と位置フィードバック信号３４を積算することにより算出する。次に、位置フィードバック信号３４を前回の現在位置３５に加算して現在位置３５を更新する。次に、速度制御時指令位置算出手段１０により、現在位置３５に前記仮の位置偏差と、前記仮の位置指令と、前記移動量を加算して速度制御時指令位置３７を生成する。次に、速度制御時は速度制御時指令位置３７と同値となる指令位置３８を上位コントローラ１へ送信する。
FIG. 3 is a block diagram of the motor drive device during speed control. At the time of speed control, a speed control speed command 28 is transmitted from the host controller 1 to the motor drive device. At the time of speed control, a speed deviation 30 is generated from the difference between the speed command 29 and the speed feedback signal 33 which are the same value as the speed control speed command 28. Next, the speed control means 6 generates a torque command 31 from the speed deviation 30. Next, the torque control means 7 generates a motor drive current 32 from the torque command 31 and supplies it to the motor 8. Next, a temporary position deviation 24 is calculated. Here, the speed control command 27 is equal to the speed command 28 during speed control, the post-filter position command 23 is a value corresponding to the speed of the speed control speed command 28, and the position feedback signal 34 is equal to the post-filter position command 23. As follows.
Position deviation = (Speed control command-Post-filter position command x Speed feed forward gain)
/ Position loop gain Next, a temporary position command accumulated in the position command filter means 3 is calculated. Here, the provisional position command is calculated as a position command that accumulates inside the filter when the position command 22 and the post-filter position command 23 have a value corresponding to the speed of the speed command 28 during speed control. Next, the amount of movement of the motor is calculated between the sum of the data transmission delay time from the motor drive device to the host controller 1 and the data transmission delay time from the host controller 1 to the motor drive device. Here, the amount of movement is calculated by integrating the sum of the delay times and the position feedback signal 34. Next, the current position 35 is updated by adding the position feedback signal 34 to the previous current position 35. Next, the speed control command position calculation means 10 adds the temporary position deviation, the temporary position command, and the movement amount to the current position 35 to generate a speed control command position 37. Next, at the time of speed control, a command position 38 having the same value as the speed control command position 37 is transmitted to the host controller 1.
次に、上位コントローラ１からの指令により、モータ駆動装置が速度制御から位置制御に切り替わる際の動作について説明する。まず、位置偏差２４の初期値設定を行う。ここで、速度制御指令２７が前回の速度制御時速度指令２８と等しく、フィルタ後位置指令２３が前回の速度制御時速度指令２８の速度に相当する値であり、位置フィードバック信号３４はフィルタ後位置指令２３と等しいとして次式により位置偏差２４の初期値設定を行う。
位置偏差＝（速度制御指令−フィルタ後位置指令×速度フィードフォワードゲイン）
／位置ループゲイン
次に、位置指令フィルタ手段３に溜まる位置指令の初期値設定を行う。ここで、フィルタ前位置指令２２とフィルタ後位置指令２３が前回の速度制御時速度指令２８の速度に相当する値となるときにフィルタ内部に溜まる位置指令を初期値として設定する。次に、指令位置３６の初期値設定を行う。ここで、位置フィードバック信号３４に前記位置偏差の初期値と、前記位置指令の初期値を加算したものを指令位置３６の初期値として設定する。次に、前述した位置制御時の処理を行う。
Next, an operation when the motor drive device is switched from speed control to position control in accordance with a command from the host controller 1 will be described. First, the initial value of the position deviation 24 is set. Here, the speed control command 27 is equal to the previous speed control speed command 28, the post-filter position command 23 is a value corresponding to the speed of the previous speed control speed command 28, and the position feedback signal 34 is the post-filter position. Assuming that it is equal to the command 23, the initial value of the position deviation 24 is set by the following equation.
Position deviation = (Speed control command-Post-filter position command x Speed feed forward gain)
/ Position loop gain Next, an initial value of the position command accumulated in the position command filter means 3 is set. Here, when the pre-filter position command 22 and the post-filter position command 23 are values corresponding to the speed of the previous speed control speed command 28, the position command accumulated in the filter is set as an initial value. Next, the initial value of the command position 36 is set. Here, the initial value of the command position 36 is set by adding the initial value of the position deviation and the initial value of the position command to the position feedback signal 34. Next, the processing at the time of position control described above is performed.
図４は、上位コントローラ１とモータ駆動装置間のデータの送受信、および各データの時間的な変化を表している。●印は現在位置を表しており、これにＡ’で表す仮の位置偏差と、Ｂ’で表す仮の位置偏差と、Ｃ’で表すモータ駆動装置から上位コントローラ１への伝送遅れ時間の間にモータが移動する量と、Ｄ’で表す上位コントローラ１からモータ駆動装置への伝送遅れ時間の間にモータが移動する量とを加算した指令位置を▲印で表している。また、○印は目標位置指令を表している。 FIG. 4 shows data transmission / reception between the host controller 1 and the motor driving device and temporal changes of each data. The mark ● indicates the current position. Between the provisional position deviation represented by A ′, the provisional position deviation represented by B ′, and the transmission delay time from the motor drive device to the host controller 1 represented by C ′. The command position obtained by adding the amount of movement of the motor and the amount of movement of the motor during the transmission delay time from the host controller 1 to the motor driving device represented by D ′ is represented by ▲. In addition, ◯ represents a target position command.
位置制御時は、位置偏差２４と位置指令フィルタ手段３に溜まった位置指令が目標位置指令２１に対する現在位置３５の遅れとなる。つまり、現在位置３５に対し、位置偏差２４と位置指令フィルタ手段３に溜まった位置指令の分だけ指令位置３６は進んでいなければならない。そこで、速度制御時に位置ループ内の位置偏差２４（図４ではＡ’）および位置指令フィルタ手段３に溜まる位置指令（図４ではＢ’）を仮計算し、現在位置３５（図４では●印）に加算して速度制御時指令位置３７を生成する。更に、モータ駆動装置から上位コントローラ１へ指令位置３８が伝わるまでの時間と上位コントローラ１からモータ駆動装置へ目標位置指令２１が伝わるまでの時間の和の間にモータが移動する移動量（図４ではＣ’とＤ’の和）を速度制御時指令位置３７に加算する（図４では▲印）。これにより、速度制御から位置制御への切り替わり時において、上位コントローラ１はモータ駆動装置から送信されてきた最新の指令位置３８（図４ではＩＰＯＳ［ｎ−１］）を元に
目標位置指令２１（図４ではＴＰＯＳ［ｍ］）を生成すればよく、速度フィードフォワード手段４や位置指令フィルタ手段３を使用した場合においてもモータ駆動装置単体でシームレスな制御切替が実現できる。
At the time of position control, the position deviation 24 and the position command accumulated in the position command filter means 3 become a delay of the current position 35 with respect to the target position command 21. That is, the command position 36 must be advanced from the current position 35 by the position deviation 24 and the position command accumulated in the position command filter means 3. Accordingly, the position deviation 24 (A ′ in FIG. 4) in the position loop and the position command (B ′ in FIG. 4) accumulated in the position command filter means 3 are temporarily calculated during speed control, and the current position 35 (marked with ● in FIG. 4) is calculated. ) To generate a speed control command position 37. Further, the amount of movement of the motor between the time until the command position 38 is transmitted from the motor drive device to the host controller 1 and the time until the target position command 21 is transmitted from the host controller 1 to the motor drive device (FIG. 4). Then, the sum of C ′ and D ′) is added to the speed control command position 37 (marked with ▲ in FIG. 4). Thereby, at the time of switching from speed control to position control, the host controller 1 uses the latest command position 38 (IPOS [n-1] in FIG. 4) transmitted from the motor drive device to set the target position command 21 ( In FIG. 4, TPOS [m]) may be generated, and even when the speed feedforward means 4 and the position command filter means 3 are used, seamless control switching can be realized by the motor drive unit alone.
また、速度制御から位置制御への切替時に位置偏差２４と位置指令フィルタ手段３内に溜まった位置指令および位置制御時指令位置３６の初期値設定を行うことで、速度フィードフォワード手段４や位置指令フィルタ手段３を使用した場合においても制御切り替わり時の位置管理が正しく行え、位置ずれのない制御切替が実現できる。 Further, the position deviation 24, the position command accumulated in the position command filter means 3 and the initial value of the position control time command position 36 are set when the speed control is switched to the position control, so that the speed feedforward means 4 and the position command are set. Even when the filter means 3 is used, position management at the time of control switching can be performed correctly, and control switching without positional deviation can be realized.
本発明のモータ駆動装置は、フィードバック制御で制御切替を行う装置などにも有用である。 The motor drive device of the present invention is also useful for devices that perform control switching by feedback control.
１ 上位コントローラ
２ 位置指令生成手段
３ 位置指令フィルタ手段
４ 速度フィードフォワード手段
５ 位置制御手段
６ 速度制御手段
７ トルク制御手段
８ モータ
９ 位置検出器
１０ 速度制御時指令位置算出手段
１１ 位置／速度制御切替手段
１２ 指令位置切替手段
２１ 目標位置指令
２２ 位置指令
２３ フィルタ後位置指令
２４ 位置偏差
２５ 速度フィードフォワード指令
２６ 位置制御時速度指令
２７ 速度制御指令
２８ 速度制御時速度指令
２９ 速度指令
３０ 速度偏差
３１ トルク指令
３２ モータ駆動電流
３３ 速度フィードバック信号
３４ 位置フィードバック信号
３５ 現在位置
３６ 位置制御時指令位置
３７ 速度制御時指令位置
３８ 指令位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Host controller 2 Position command production | generation means 3 Position command filter means 4 Speed feedforward means 5 Position control means 6 Speed control means 7 Torque control means 8 Motor 9 Position detector 10 Speed control time command position calculation means 11 Position / speed control switching Means 12 Command position switching means 21 Target position command 22 Position command 23 Post-filter position command 24 Position deviation 25 Speed feedforward command 26 Speed command during position control 27 Speed control command 28 Speed command during speed control 29 Speed command 30 Speed deviation 31 Torque Command 32 Motor drive current 33 Speed feedback signal 34 Position feedback signal 35 Current position 36 Position control command position 37 Speed control command position 38 Command position
Claims (4)
前記目標位置指令と前回の位置制御時指令位置から位置指令と位置制御時指令位置を生成する位置指令生成手段と、
前記位置指令からフィルタ後位置指令を生成する位置指令フィルタ手段と、
前記フィルタ後位置指令から速度フィードフォワード指令を生成する速度フィードフォワード手段と、
位置制御を行うための位置制御手段と、
速度制御を行うための速度制御手段と、
現在位置から速度制御時指令位置を生成する速度制御時指令位置算出手段と、
前記上位コントローラからの指令により位置制御と速度制御を切り替える位置／速度制御切替手段と、
位置制御時は前記位置制御時指令位置が、速度制御時は前記速度制御時指令位置が前記指令位置となるよう切替を行う指令位置切替手段とを備え、
前記速度制御時指令位置算出手段において、モータ駆動装置から前記上位コントローラへの伝送遅れ時間の間のモータ移動量と、前記上位コントローラからモータ駆動装置への伝送遅れ時間の間のモータ移動量とを現在位置に加算して前記速度制御時指令位置とし、
速度制御から位置制御への切替時において、前回の前記速度制御時速度指令から算出される位置偏差量を位置偏差の初期値とするとともに、
前記位置指令生成手段において、前記位置偏差量を現在位置に加算したものを位置制御時指令位置の初期値として設定した後、前記目標位置指令による位置制御を行うことを特徴とするモータ駆動装置。 In the motor drive device that performs position control and speed control according to the target position command and speed command at the time of speed control transmitted from the host controller via network communication, and transmits the command position to the host controller.
Position command generating means for generating a position command and a position control time command position from the target position command and the previous position control time command position;
Position command filter means for generating a post-filter position command from the position command;
Speed feedforward means for generating a speed feedforward command from the post-filter position command;
Position control means for performing position control;
Speed control means for performing speed control;
Speed control command position calculation means for generating a speed control command position from the current position;
Position / speed control switching means for switching between position control and speed control according to a command from the host controller;
Position control at the time of the position control at the command position is, during speed control and a command position switching means for switching to the speed control at the command position is the command position,
In the speed control command position calculation means, a motor movement amount during a transmission delay time from the motor drive device to the host controller and a motor movement amount during a transmission delay time from the host controller to the motor drive device. and before Symbol speed control during the command position is added to the current position,
At the time of switching from speed control to position control, the position deviation amount calculated from the speed command at the time of the previous speed control is set as the initial value of the position deviation,
In the position command generation means, after setting the position deviation amount added to the current position as an initial value of the position control time command position, position control is performed by the target position command.
速度制御から位置制御への切替時において、前回の前記速度制御時速度指令および速度フ
ィードフォワード手段から算出される位置偏差量を位置偏差の初期値とするとともに、
前記位置指令生成手段において、前記位置偏差量を現在位置に加算したものを位置制御時指令位置の初期値として設定した後、前記目標位置指令による位置制御を行うことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。 In the speed control command position calculation means, the motor movement amount during the transmission delay time from the motor drive device to the host controller, the motor movement amount during the transmission delay time from the host controller to the motor drive device, The speed control time command and the position deviation amount calculated from the speed feedforward means are added to the current position as the speed control command position,
At the time of switching from speed control to position control, the position deviation amount calculated from the previous speed control speed command and speed feedforward means is set as the initial value of the position deviation,
2. The position command generating means performs position control according to the target position command after setting the position deviation amount added to the current position as an initial value of a position control command position. Motor drive device.
速度制御から位置制御への切替時において、前回の前記速度制御時速度指令から算出される前記位置指令フィルタ手段に溜まる位置指令量を前記指令フィルタ手段に溜まる位置指令の初期値とするとともに、
前記位置指令生成手段において、前記位置指令量を現在位置に加算したものを位置制御時指令位置の初期値として設定した後、前記目標位置指令による位置制御を行うことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。 In the speed control command position calculation means, the motor movement amount during the transmission delay time from the motor drive device to the host controller, the motor movement amount during the transmission delay time from the host controller to the motor drive device, The position command amount accumulated in the position command filter means calculated from the speed command at the time of speed control is added to the current position as the speed control command position,
At the time of switching from speed control to position control, the position command amount accumulated in the position command filter means calculated from the previous speed command at the time of speed control is set as the initial value of the position command accumulated in the command filter means,
2. The position control unit according to claim 1, wherein after the position command amount added to the current position is set as an initial value of a position control command position, the position command generation means performs position control by the target position command. Motor drive device.
速度制御から位置制御への切替時において、前回の前記速度制御時速度指令および速度フィードフォワード手段から算出される位置偏差量を位置偏差の初期値に、
前回の前記速度制御時速度指令から算出される前記位置指令フィルタ手段に溜まる位置指令量を前記指令フィルタ手段に溜まる位置指令の初期値とするとともに、
前記位置指令生成手段において、前記位置偏差量と前記位置指令量とを現在位置に加算したものを位置制御時指令位置の初期値として設定した後、前記目標位置指令による位置制御を行うことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。
In the speed control command position calculation means, the motor movement amount during the transmission delay time from the motor drive device to the host controller, the motor movement amount during the transmission delay time from the host controller to the motor drive device, The speed control is performed by adding the position deviation amount calculated from the speed command during speed control and the speed feedforward means and the position command amount accumulated in the position command filter means calculated from the speed command during speed control to the current position. The time command position
At the time of switching from speed control to position control, the position deviation amount calculated from the previous speed control speed command and speed feedforward means is set to the initial value of the position deviation.
The position command amount accumulated in the position command filter means calculated from the speed command at the time of the previous speed control is set as an initial value of the position command accumulated in the command filter means, and
In the position command generation means, after adding the position deviation amount and the position command amount to the current position as an initial value of the position control time command position, the position control by the target position command is performed. The motor driving device according to claim 1.
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