CN102396151B - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

为了提供通过简单的操作来实现驱动机械负载的电动机控制的自动调整的电动机控制装置，具备：跟踪控制部(6)，在没有从上位的操控器输出的与电动机控制相关的指令信号的情况下，输入检测器(3)的检测信息并输出转矩指令信号，并且将电动机(1)的电动机控制的状态作为控制状态量信号而输出；振荡探测部(9)，输入控制状态量信号，探测控制状态量的振荡，输出振荡探测信号；以及自动调整部(10)，输入振荡探测信号，监视电动机(1)的控制状态，仅在探测到异常的情况下，调整跟踪控制部(6)的控制参数。

Description

电动机控制装置

技术领域

本发明涉及对驱动机械负载的电动机进行控制的电动机控制装置，特别涉及控制参数的自动调整功能。

背景技术

在电动机控制装置中的控制参数调整中，需要在实际运用装置的实际运行前，与和电动机连结的机械负载相配地设定电动机控制装置内部的反馈增益、前馈增益、陷波滤波器这样的控制参数。

例如，在进行反馈增益的调整的情况下，为了提高机械的响应性，需要尽可能大地设定反馈增益。但是，通过增大反馈增益的设定，有时机械的共振点处的信号被激励，作为控制状态量的转矩指令、电动机的检测位置、速度会振荡、振动。因此，需要在控制状态量不振动而电动机可以稳定地动作的范围内设定反馈增益。

另外，在进行陷波滤波器的调整的情况下，在上述反馈增益的调整时，设定为在产生了控制状态量的振荡时，截止振荡频率的分量。由此，可以抑制振荡频率下的振动，可以进一步增大反馈增益。

另外，在进行前馈增益的调整的情况下，为了提高机械的响应性，需要尽可能大地设定前馈增益。但是，在增大前馈增益的设定时，产生作为控制状态量的位置偏差的振动。因此，需要在停止时的过冲(overshoot)量满足目标性能的范围内，设定前馈增益。

在手动调整这些控制参数的情况下，需要每当变更控制参数时使机械动作，并且反复进行判断其响应这样的试行错误，所以需要大量的时间和劳力。

另一方面，作为用于简单地调整控制参数的以往技术，已知日本专利第4150892号公报(专利文献1)、日本特开2005-332213号公报(专利文献2)、日本特开2004-192448号公报(专利文献3)中记载的技术。

在专利文献1中，公开了一种电动机控制装置，在电动机控制装置内部，根据通过作为外部输入输出设备的参数输入装置输入的参数，生成进行电动机的加速、减速的梯形波或者三角波的指令图案，生成使该指令图案反复所设定的次数的调整用的连续运转图案并进行输出，从而使机械动作，进行控制参数的调整。

在专利文献2中，公开了一种电动机控制装置，如果通过电动机控制装置中具备的按压按钮、开关进行了起动操作，则向自动运转功能部送出起动信号，根据参数设定部中设定的参数，生成使负载设备往返动作的位置指令(成为调整用的连续运转图案)，并且通过增益操作部进行增益的自动调整。

在专利文献3中，公开了一种电动机控制装置，具有：按照由指令发生器产生的控制指令量进行反复运转，并且在调整部中判定为过大偏差异常的情况、或者判定为动作完成信号异常的情况下，降低增益，再次进行运转动作的步骤；以及如果动作完成信号正常，则判定平稳时间缩短，判定与上次的动作时相比时间是否缩短，如果是初次的动作，则记录平稳时间，增大增益，再次进行运转动作的步骤，反复进行上述步骤，如果平稳时间没有缩短，则完成调整，从而自动地进行调整。

专利文献1：日本专利第4150892号公报

专利文献2：日本特开2005-332213号公报

专利文献3：日本特开2004-192448号公报

发明内容

在上述专利文献1、专利文献2公开的技术中，需要决定调整用的连续运转图案。例如，需要事先设定电动机旋转速度、移动距离、加减速时间常数这样的调整动作用参数。进而，由于根据实际驱动的机械而可动作的运转条件不同，所以需要考虑机械规格的基础上个别地设定调整动作用参数，存在如下问题：在调整动作用参数的设定作业、动作确认的作业中需要劳力。

另外，在设定了调整动作用参数之后，使机械动作时，需要从与所设定的调整用的连续运转图案适合的开始位置起开始进行运转。因此，存在如下问题：在例如产生了机械的设置状况的变化、机械自身的经年变化等环境变化的情况、如中断了调整动作的情况那样再次实施调整的情况下，需要在再调整开始前进行向适合的开始位置恢复的恢复作业、或者进行调整动作用参数的设定变更。

另外，存在如下问题：为了生成调整用的连续运转图案，需要准备参数输入装置、PC(个人计算机)这样的外部输入输出设备。

接下来，在专利文献3公开的技术中，通过实施与机械的动作相伴的规定的调整程序来进行作为控制参数的增益的调整。因此，存在如下问题：在例如如机械的初始启动时那样在指令运转图案之前产生了异常的情况下，无法进行自动地实现稳定化的调整。

另外，存在如下问题：在调整程序完成后的实际运行中，例如由于机械的设置状况的变化、机械自身的经年变化等环境变化而产生了异常的情况下，无法自动地实现稳定化。

本发明的目的在于提供一种通过简单并且最低限度的操作在初始启动时、实际运行中也可以在短时间内自动调整电动机控制中的控制参数的电动机控制装置。

本发明的电动机控制装置，根据从与驱动机械负载的电动机连结的检测器输入的检测信息信号，控制所述电动机，该电动机控制装置具备：

跟踪控制部，在没有从上位的操控器输出的与电动机控制相关的指令信号的情况下，输入所述检测信息信号，将用于控制所述电动机的动作的转矩指令信号输出到所述电动机，并且将所述电动机的控制状态作为控制状态量信号而输出；

振荡探测部，输入所述控制状态量信号，探测所述跟踪控制部中的控制状态量的振荡，将其结果作为振荡探测信号而输出；以及

自动调整部，输入所述振荡探测信号，监视所述电动机的控制状态，并且仅在探测到所述电动机的控制状态的异常的情况下进行所述跟踪控制部的控制参数的调整。

另外，本发明的电动机控制装置，根据从与驱动机械负载的电动机连结的检测器输入的检测信息信号，控制所述电动机，该电动机控制装置具备：

指令状态判断部，判断从上位的操控器输出的与电动机控制相关的指令信号的状态，将其结果作为指令状态信号而输出；

跟踪控制部，输入所述检测信息信号，在有所述指令信号的情况下将该指令信号也输入，将用于控制所述电动机的动作的转矩指令信号输出到所述电动机，并且将所述电动机的控制状态作为控制状态量信号而输出；

停止时响应判断部，输入所述指令状态信号和所述控制状态量信号，将判断了电动机停止时的所述电动机的响应状态的结果作为停止时响应状态信号而输出；

振荡探测部，输入所述控制状态量信号，探测所述跟踪控制部中的控制状态量的振荡，将其结果作为振荡探测信号而输出；

自动调整部，输入所述指令状态信号和所述停止时响应状态信号和所述振荡探测信号，并具有根据这些输入信号调整所述跟踪控制部的控制参数的多个调整模式；以及

调整开始指示输入部，输入来自外部的调整开始指示，输出调整开始信号，

所述自动调整部具有：

第1调整模式，无论有无所述指令信号，都监视所述电动机的控制状态，并且仅在探测到所述电动机的控制状态的异常的情况下进行所述跟踪控制部的控制参数的调整；以及

第2调整模式，根据所述调整开始指示从第1调整模式转变，在确认了有所述指令信号之后，根据所述指令信号和所述振荡探测信号和所述停止时响应状态信号，进行所述控制参数的调整，在调整结束后再次转变为第1调整模式。

根据本发明中的电动机控制装置，在实际运行时、没有从上位的操控器输入的指令信号的情况下，也可以时常监视电动机控制的异常状态，并仅在探测到异常状态的情况下进行调整。因此，即使在初始启动时那样的指令运转图案之前产生了异常的情况、在实际运行时由于经年变化等环境变化而产生了异常的情况下，也可以自动地实现稳定化。

另外，在根据从上位的操控器输入的指令信号而电动机实际动作的实际运转过程中，仅通过提供调整开始指示的操作，就可以探索性地调整控制参数。由此，不需要进行调整动作用参数的设定作业、基于调整用的连续运转图案的动作确认作业，而可以简单地进行启动作业。

如上所述，作为本发明的效果，通过用于进行实际运转的上位操控器的连接、和简单并且最低限度的操作，不依赖于从上位的操控器输入的指令信号的有无、电动机的运转、停止的状态，在初始启动时、实际运转过程中都可以在短时间内进行最佳的调整。

附图说明

图1是示出本发明中的电动机控制装置系统整体的一个例子的结构图。

图2是本发明的实施方式1中的电动机控制装置的框图。

图3是本发明的实施方式1中的跟踪控制部的框图。

图4是本发明的实施方式1中的指令状态判断部中的运转、停止判断的波形图。

图5是本发明的实施方式1中的停止时响应判断部中的停止状态评价的波形图。

图6是本发明的实施方式1中的振荡探测部中的振荡状态评价的波形图。

图7是本发明的实施方式1中的自动调整部的模式转变概念图。

图8是本发明的实施方式1中的自动调整部的框图。

图9是本发明的实施方式1中的调整模式A的流程图。

图10是本发明的实施方式1中的调整模式B的流程图。

图11是本发明的实施方式2中的电动机控制装置的框图。

图12是示出本发明的实施方式2中的停止时响应判断部位的波形图。

图13是本发明的实施方式3中的电动机控制装置的框图。

图14是本发明的实施方式3中的自动调整部的模式转变概念图。

图15是本发明的实施方式3中的自动调整部的框图。

图16是本发明的实施方式4中的自动调整部的模式转变概念图。

图17是本发明的实施方式4中的电动机控制装置的框图。

图18是本发明的实施方式5中的电动机控制装置的框图。

图19是本发明的实施方式5中的自动调整部的框图。

图20是本发明的实施方式6中的电动机控制装置的框图。

图21是本发明的实施方式6中的自动调整部的模式转变概念图。

图22是本发明的实施方式6中的自动调整部的框图。

图23是本发明的实施方式6中的调整模式C的流程图。

(符号说明)

1：电动机；2：机械负载；3：检测器；4：操控器；5、5a、5b、5c、5d、5e：电动机控制装置；6：跟踪控制部；7、7a：指令状态判断部；8、8a：停止时响应判断部；9：振荡探测部；10、10a、10b、10c：自动调整部；11、11a、11b：调整模式切换部；12、12a：调整开始指示输入部；18：初始参数设定存储部；18a：参数设定存储部；19：复位信号输入部；25：范围选择单元；61：反馈控制器；62：陷波滤波器；63：前馈控制器。

具体实施方式

实施方式1.

以下，使用图1至图10，说明本发明的实施方式1。

图1是示出电动机控制装置系统整体的一个例子的结构图。如图1所示，电动机控制装置5与向电动机控制装置5输出与电动机控制相关的指令的上位的操控器4、驱动所连结的机械负载2的电动机1、检测电动机1的旋转位置或者速度的检测器3相连接。此处，13是将从操控器输入的指令信号传送到电动机控制装置的电缆、14是传送来自检测器的检测位置或者检测速度的电缆、15是向电动机控制装置供给电力的电缆、16是传送用于驱动电动机的驱动电力的电缆。另外，在电动机控制装置5中，具备：示出内部的状态的显示部17；以及用于从外部向电动机控制装置输入调整开始指示的调整开始指示输入部12。调整开始指示输入部12也可以设置于电动机控制装置的壳体，通过由人从外部进行的调整开始指示输入部12的操作来给予调整开始指示。

接下来，说明电动机控制装置5。

图2是示出本发明的实施方式1中的电动机控制装置5的内部动作的框图。本实施方式的电动机控制装置5具有：跟踪控制部6，进行电动机1的跟踪控制；指令状态判断部7，通过从上位操控器4输入的指令信号，判断电动机1的运转或者停止的状态；停止时响应判断部8，根据指令状态和跟踪控制的状态来判断电动机1的停止时的响应状态；振荡探测部9，根据跟踪控制的状态来探测振荡的有无、振荡的振动频率等振荡状态；自动调整部10，具有为了控制电动机1而自动地调整控制参数的多个调整模式，变更跟踪控制部6的控制参数的设定；调整模式切换部11，切换自动调整部10的调整模式；以及调整开始指示输入部12，接收调整开始指示并输出调整开始信号。以下，说明各结构。

跟踪控制部6输入：从上位的操控器4输入的时序列地变化的指令信号；由与电动机1连接的检测器3检测的检测信息信号(检测位置信号以及检测速度信号)；以及从后述自动调整部10输出的参数设定信号。使用在内部设定的控制参数，根据指令信号和检测信息信号，生成用于驱动电动机1的转矩指令信号并输出到电动机1，以使电动机1的检测位置或者检测速度跟踪指令信号。另外，将指令信号与检测位置信号的误差即位置偏差、转矩指令等控制状态量作为控制状态量信号而输出。

接下来，使用图3的框图，说明跟踪控制部6的内部动作。

跟踪控制部6具有反馈控制器61、陷波滤波器62、前馈控制器63、以及加法器64。以下，说明各结构。

前馈控制器63输入指令信号，通过内置的比例器、微分器等的前馈增益，运算使电动机1尽快跟踪指令信号那样的转矩信号并进行输出。

反馈控制器61输入指令信号和检测位置信号以及检测速度信号，通过内置的比例器、微分器、积分器等的反馈增益，运算使检测位置以及检测速度跟踪指令信号那样的转矩信号并进行输出。

陷波滤波器62输入从反馈控制器61输出的转矩信号，针对该输入信号进行截止规定的频率分量的运算，将运算结果作为转矩信号而输出。

加法器64输入来自陷波滤波器62的转矩信号和来自前馈控制器63的转矩信号，对这些信号进行相加，输出用于驱动电动机1的转矩指令信号。

指令状态判断部7根据从上位的操控器4输入的指令信号，判断电动机1的运转或者停止的状态，输出指令状态信号。图4是示出指令状态判断部7中的运转/停止的判断的波形图，上段示出指令信号中的指令速度，下段示出指令状态信号的样子。如图4所示，指令状态判断部7如果没有指令信号中的指令速度则判定为停止状态(ON)，如果有指令信号中的指令速度则判定为运行状态(OFF)。

停止时响应判断部8输入上述指令状态信号以及控制状态量信号，评价停止时的响应，输出停止时响应状态信号。图5是示出停止时响应判断部8中的停止状态评价的波形图。如图5所示，例如使用控制状态量中的、指令信号与检测位置信号的误差即位置偏差信号，在停止状态判定后的位置偏差的最大值即过冲量不满足目标规格的情况下，判断为异常。

振荡探测部9输入控制状态量信号，针对控制状态量进行探测有无振荡、振荡的振动频率等的振荡探测，输出振荡探测信号。图6是示出振荡探测部9中的振荡状态评价的波形图。如图6所示，例如使用控制状态量中的转矩指令，判定振荡的有无，并且探测其振动频率。

调整模式切换部11输入在从电动机控制装置5的外部向调整开始指示输入部12进行了调整开始的指示之后从调整开始指示输入部12输出的调整开始信号、和在调整结束之后从自动调整部10输出的调整结束判定信号，根据它们判断调整模式的切换，输出用于选择调整模式的调整模式选择信号。

自动调整部10输入从指令状态判断部7输出的指令状态信号、从停止时响应判断部8输出的停止时响应状态信号、从振荡探测部9输出的振荡探测信号、以及从调整模式切换部11输出的调整模式选择信号，向调整模式切换部11输出调整结束判定信号，并且向跟踪控制部6输出用于指示控制参数的变更的参数设定信号。在自动调整部10的内部中，具有进行不同的调整动作的多个调整模式处理部，通过从调整模式切换部11输出的调整模式选择信号来切换调整模式。另外，根据所输入的指令状态信号、停止时响应状态信号、以及振荡探测信号，进行各调整模式的处理，输出用于变更跟踪控制部6的控制参数的设定的参数设定信号，从而进行调整。

概念地说明本实施方式的电动机控制装置的电动机调整。

图7是本实施方式的电动机控制装置的调整模式转变概念图。如图7所示，本实施方式的电动机控制装置具有调整模式A以及调整模式B这样的、进行不同的调整动作的2个调整模式。此处，调整模式A是没有指令信号时、初始启动时以及机械的实际运行时的调整模式，是进行对开始调整的条件以及在调整时变更的控制参数的范围进行限制的调整的模式。另外，调整模式B是在调整模式切换后，根据电动机的控制状态自动地变更控制参数，进行探索最佳的控制参数的调整的模式，是在实际运行前进行与机械负载相配的调整的模式。在如初始启动时那样，接通了电动机控制装置5的电源之后，成为调整模式A的状态。另外，如果在调整模式A的状态下，向调整开始指示输入部12进行了调整开始的指示，则转变到调整模式B的状态。如果调整模式B的状态下的探索性的控制参数的调整结束，则再次转变到调整模式A的状态。

接下来，说明自动调整部10的内部动作。

图8是示出自动调整部10的内部动作的框图。如图8所示，自动调整部10具备：调整模式A处理部21，输入从振荡探测部9输出的振荡探测信号，进行调整模式A的调整处理，输出参数设定信号；调整模式B处理部22，输入从振荡探测部9输出的振荡探测信号以及从停止时响应判断部8输出的停止时响应状态信号以及从指令状态判断部7输出的指令状态信号，进行调整模式B的调整处理，输出参数设定信号；以及输入切换器20，根据从调整模式切换部11输出的调整模式选择信号选择调整模式，使得执行所选择的调整模式的处理，将从所执行的调整模式的处理部输出的参数设定信号输出到跟踪控制部6。

在电源接通最初等中，设定成为调整模式A的状态。在该状态下，从调整模式A处理部21输出的参数设定信号从自动调整部10输出。之后，在根据指令信号而电动机动作的状态下，向调整开始指示输入部12进行调整开始的指示，从调整开始指示输入部12向调整模式切换部11输出了调整开始信号时，从调整模式切换部11向输入切换器20发送调整模式选择信号。由此，自动调整部10内部的调整模式从调整模式A切换为调整模式B。即，通过输入切换部20，代替调整模式A处理部21而选择调整模式B处理部22。因此，执行基于调整模式B的调整，从调整模式B处理部22输出的参数设定信号从自动调整部10输出。在调整模式B的控制参数调整刚刚结束之后，从调整模式B处理部22向调整模式切换部11输出调整结束判定信号，从调整模式切换部11向输入切换器20输出调整模式选择信号。由此，自动调整部10内部的调整模式从调整模式B再次切换为调整模式A。即，代替调整模式B处理部22而选择调整模式A处理部21。因此，在切换后，执行基于调整模式A的调整，从调整模式A处理部21输出的参数设定信号从自动调整部10输出。

接下来，以下，说明基于调整模式A的调整动作。

图9是示出调整模式A处理部21中的处理的流程图。从步骤101开始进行处理流程。首先，根据从振荡探测部9输出的振荡探测信号判定有无振荡(步骤102)。在探测到振荡的情况下，将用于变更决定陷波滤波器62的形状的系数(例如滤波器频率、深度、宽度等)的设定的参数设定信号输出到跟踪控制器6(步骤103)。在决定陷波滤波器62的形状的系数的设定的变更中，例如，使滤波器频率与振荡频率一致、加深或者变浅深度、加宽或者缩窄宽度等。接下来，与步骤102同样地再次进行有无振荡的判定(步骤104)，在振荡状态继续的情况下，将减小反馈控制器61内的反馈增益的设定的参数设定信号输出到跟踪控制器6(步骤105)。接下来，与步骤102同样地再次进行有无振荡的判定(步骤106)，在振荡继续的情况下，再次执行步骤105。在步骤106中的判定中振荡继续的情况下，反复执行步骤105、步骤106，减小反馈增益直至探测不到振荡为止。步骤105中的反馈增益的下限值是0。另外，在步骤102、步骤104、步骤106中没有探测到振荡的情况下，恢复为处理流程的开始状态(步骤107)，再次从步骤101开始进行处理流程。

如上所述，在调整模式A下的动作中，通过振荡探测部，探测跟踪控制部中的控制状态量的振荡，在自动调整部中，输入来自振荡探测部的振荡探测信号而对电动机控制状态时常进行监视，并且仅在探测到异常状态的情况下，向跟踪控制部输出参数设定信号以进行跟踪控制部的控制参数的调整。因此，在相关的调整动作中，不需要来自操控器的指令信号，所以即使在没有指令信号的状态下也可以进行调整。另外，可以不依赖于电动机的运转、停止的状态，而时常监视电动机控制的振荡状态，并且仅在探测到振荡的情况下进行控制参数的调整。

以下，说明基于调整模式B的调整动作。

图10是示出调整模式B处理部22中的处理的流程图。在调整模式B处理部22中，如果如上所述调整模式切换为调整模式B，则从步骤201开始进行处理流程。

首先，根据从指令状态判断部7输出的指令状态信号来判定有无指令信号(步骤202)。在有根据从上位的操控器输入的指令信号而电动机实际动作的实际运转过程中那样的指令信号的情况下，将增大反馈控制器61的反馈增益的参数设定信号输出到跟踪控制器6(步骤203)。步骤203中的反馈增益的上限值是在不产生电动机控制装置5的控制运算溢出的范围内确定。

接下来，根据从振荡探测部9输出的振荡探测信号来判定有无振荡(步骤204)。在步骤204中没有探测到振荡的情况下，通过反复进行步骤202至步骤203来增大反馈控制器61的反馈增益直至产生振荡。在步骤204中探测到振荡的情况下，将用于变更决定陷波滤波器62的形状的系数(例如滤波器频率、深度、宽度等)的设定的参数设定信号输出到跟踪控制器6(步骤205)。在决定陷波滤波器62的形状的系数的设定的变更中，例如，使滤波器频率与振荡频率一致、加深或者变浅深度、加宽或者缩窄宽度等。

在步骤205之后，再次进行有无振荡的判定(步骤206)，在没有探测到振荡的情况下，反复进行步骤202至步骤204(步骤207)。在步骤207中探索到产生振荡的反馈增益之后，在不产生振荡的范围内将最大的反馈增益作为界限增益，将设定为该界限增益的参数设定信号输出到跟踪控制部6(步骤208)。另外，在步骤206中探测到振荡的情况下，视为没有基于陷波滤波器62的振动抑制效果，执行步骤208。

如上所述，通过执行步骤201至步骤208，可以进行反馈控制器61的反馈增益和陷波滤波器62的调整。

接下来，根据来自指令状态判断部7的指令状态信号，进行指令信号的停止判定(步骤209)。反复进行步骤209，直至判断为指令信号是停止状态。

如果判断为指令信号是停止状态，则根据来自停止时响应判断部8的停止时响应状态信号，判断有无停止时响应异常(步骤210)。

在没有停止时响应异常的情况下，将增大前馈控制器63的前馈增益的设定的参数设定信号输出到跟踪控制部6(步骤211)。步骤211中的前馈增益的上限值是在不产生电动机控制装置5的控制运算溢出的范围内确定。

之后，返回到步骤209，反复进行步骤209至步骤211，直至在步骤210中判断为有停止时响应异常。

将直至在步骤210中判断为有停止时响应异常为止通过上述处理增大的前馈增益作为界限增益，将设定该界限增益的参数设定信号输出到跟踪控制部6(步骤212)。在输出了步骤212的参数设定信号之后，结束处理流程(步骤213)。

如上所述，通过执行步骤209至步骤213，可以进行前馈控制器63的前馈增益的调整。

如上所述，在调整模式B下的动作中，在根据从上位的操控器输入的指令信号而电动机实际动作的实际运转过程中，在确认了有指令信号之后，根据指令信号的有无、控制状态量的振荡的有无、以及停止时响应异常的有无，探索性地将参数设定信号输出到跟踪控制部6，变更反馈增益、陷波滤波器62、前馈增益这样的控制参数，所以可以进行最佳的控制参数的调整。

在本实施方式中，在实际运行中的调整模式A下也变更了控制参数，但也可以在调整模式A下固定控制参数。在该情况下，仅在实质上有调整开始指示时，进行基于调整模式B的调整。

另外，通过电动机控制装置中具备的调整开始指示输入部12接收调整开始指示并输出了调整开始信号，但也可以从外部输入输出设备等将调整开始信号直接输入到调整模式切换部11。

接下来，示出本实施方式中的效果。

根据实施方式1中的电动机控制装置，在调整模式A的状态下，可以不依赖于来自操控器4的指令信号的有无、电动机的运转、停止的状态，而通过振荡探测部9时常监视异常，自动地调整控制参数，所以在初始启动时、实际运行中也可以进行稳定的电动机控制。

在调整模式B的调整中，不等待指令信号的停止就可以在动作过程中逐次进行反馈增益的调整，所以可以在短时间内进行调整。

为了进行实际运转而与上位的操控器4连接，仅通过向电动机控制装置中具备的调整开始指示输入部12指示调整开始的操作来切换调整模式，进行调整，所以不需要调整用的外部输入输出设备的连接，可以通过简单并且最低限度的操作来实现控制参数的调整。

一旦调整结束之后，在实际运行过程中再次输入了调整开始指示的情况下，从上次调整时的控制参数只进行微调整，所以可以以少的施行次数进行调整，可以缩短再调整所需的时间。

在实际运行过程中的调整模式A下固定了控制参数的情况下，无法使由于初始启动时、经年变化等引起的异常自动地稳定化，但关于在调整模式B下实施的调整，可以与上述同样地短时间并且简单地进行。

实施方式2.

接下来，使用图11、图12，说明本发明的实施方式2的电动机控制装置。

图11是本实施方式的电动机控制装置的框图。本实施方式的电动机控制装置代替实施方式1的电动机控制装置的指令状态判断部7而具有附加了输出指令状态信号a的功能的指令状态判断部7a，代替停止时响应判断部8而具有输入从指令状态判断部7a输出的指令状态信号a的停止时响应判断部8a。其他结构要素与实施方式1的电动机控制装置相同，所以省略说明。

指令状态判断部7a在没有指令信号中的指令速度、并且停止时的指令加速度的大小是规定的阈值以上的情况下，输出判定为停止状态(ON)的指令状态信号a。此处，上述加速度阈值既可以是规定的固定值、或者也可以是根据指令信号而变化的值。例如，也可以是基于过去N次(N是规定的停止次数)中的最大加速度的值、平均值。

停止时响应判断部8a输入上述指令状态信号a以及控制状态量信号，评价停止时的响应，输出停止时响应状态信号。

图12是示出本实施方式的电动机控制装置中的电动机停止时的响应判断部位的波形图。在图12中，为了简化说明，将指令速度从开始减速至停止所需的时间设为固定。即，成为减速开始时的速度越大，停止时的加速度的大小越大的运转图案。另外，将加速度的阈值记载为减速开始时的速度的大小的阈值。在如图12所示，将加速度阈值设为规定的值的情况(图12上段)、根据过去的最大加速度而变化的情况(图12下段)下，分别在用斜线示出的部位进行停止时的响应判断。

此处，在进行作为控制参数的前馈增益的调整的情况下，为了提高机械的响应性，需要在作为控制状态量的位置偏差满足停止时的过冲量、平稳时间这样的目标性能的范围内增大前馈增益。

进而，上述那样的停止时的振动容易在加速度大的情况下产生，所以在反复进行单一的运转图案那样的连续运转图案下，针对每次停止进行控制状态量的评价即可，但在从上位的操控器输入了运转图案变化那样的指令信号的情况下，只需要抽出停止时的加速度大的点来进行调整。

在图11所示的指令状态判断部7a中，通过抽出电动机停止时的加速度大的部位，从而可以在停止时响应判断部8a中，在加速度大的点、即适合于调整的部位进行前馈增益的调整。

接下来，示出上述实施方式中的效果。

根据本发明的实施方式2中的电动机控制装置，在从上位的操控器输入的指令信号针对每个运转图案变化的情况下，也可以抽出加速度变大的部位，所以可以进行适合的前馈增益的调整。

实施方式3.

使用图13至图15，说明本发明的实施方式3的电动机控制装置。

图13是本实施方式的电动机控制装置的框图。本实施方式的电动机控制装置在实施方式1的电动机控制装置中进一步具有初始参数设定存储部18和复位信号输入部19。另外，代替调整模式切换部11而具有还输入来自复位信号输入部19的复位信号的调整模式切换部11a，代替自动调整部10而具有还输入来自初始参数设定存储部18的参数设定值信号的自动调整部10a。其他结构要素与实施方式1的电动机控制装置相同，所以省略说明。

初始参数设定存储部18存储了电动机控制装置出厂时的初始的控制参数即标准初始参数。如果向复位信号输入部19进行了控制参数的复位指示，则从复位信号输入部19向调整模式切换部11a输出复位信号，调整模式切换部11a向自动调整部10a输出与复位指示对应的调整模式选择信号。之后，自动调整部10a从初始参数存储部18读出标准初始参数的参数设定值，将与该参数设定值对应的参数设定信号输出到跟踪控制部6。

此处，概念性地说明本实施方式的电动机控制装置的电动机调整。

图14是本实施方式的电动机控制装置的调整模式转变概念图。在图14中，不同点在于：在实施方式1中说明的图7的调整模式转变概念图中，附加了将控制参数变更为标准初始参数的初始设定模式。此处，对于与实施方式1中说明的图7的调整模式转变概念图相同的结构要素，省略说明。如图13所示，调整模式A的状态下，进行了控制参数的复位选择的情况下，转变为初始设定模式，将控制参数变更为标准初始参数。在变更之后，再次转变到调整模式A。

接下来，详细说明调整模式转变时的动作。

图15是示出本实施方式中的自动调整部10a的内部动作的框图。此处，对于实施方式1中说明的与图8相同的结构要素，省略说明。在图15中，电源接通最初等是调整模式A的状态，在输入切换部20a中选择来自调整模式A处理部21的输出并从自动调整部10a输出。在调整模式A的状态下，如果被进行复位指示，从复位信号输入部19向调整模式切换部11a输出了复位信号，则从调整模式切换部11a向输入切换部20a发送调整模式选择信号，通过输入切换部20a使初始设定处理部23执行，成为初始设定模式。在初始设定模式下，通过初始设定处理部23从初始参数设定存储部18读出标准初始参数，将指示为作为控制参数而设定标准初始参数的参数设定信号输出到跟踪控制部6。如果通过跟踪控制部6设定了标准初始参数，则通过输入切换器20a，使调整模式A处理部21执行，成为调整模式A的状态。如果在调整模式A的状态下被进行了调整开始指示，则调整开始信号输出到调整模式切换部11a，从调整模式切换部11a向输入切换器20a发送调整模式选择信号，通过输入切换器20a使调整模式B处理部22执行，成为调整模式B的状态。

如上所述，在本实施方式中的自动调整部10a中，在以调整模式A动作的状态下，仅通过向复位信号输入部19提供复位指示，就可以从自动调整部10a把通过初始设定模式将控制参数变更为标准初始参数的参数设定信号输出到跟踪控制部6。

接下来，示出本实施方式中的效果。

根据本实施方式中的电动机控制装置，在调整模式A的状态下，可以通过进行复位选择，来变更为标准初始参数。另外，在调整模式B的处理后、手动调整了控制参数后、机械负载2的特性大幅变化的情况、进而将电动机控制装置换到不同的机械的情况那样的机械负载的特性大幅变化的情况下，也可以通过进行复位选择来变更为标准初始参数。另外，可以变更为标准初始参数，所以在这些情况下，用于再次调整控制参数的准备也会容易。

另外，如果初始设定模式结束，则转变为调整模式A，从而即使在由于在初始设定模式下变更为标准初始参数而在控制状态量等中产生了异常的情况下，也可以通过调整模式A来实现稳定的电动机控制。

实施方式4.

使用图16、图17，说明本发明的实施方式4的电动机控制装置。图16是本实施方式的电动机调整中的调整模式转变概念图。本实施方式的调整模式的结构要素与实施方式3相同。另外，本实施方式的电动机控制装置的结构与实施方式3相同。

接下来，详细说明调整模式转变时的动作。电源接通最初等是调整模式A的状态，在接收调整开始指示而从调整模式A转变为调整模式B时，暂时转变为初始设定模式，进行使跟踪控制装置6的控制参数成为标准初始参数那样的调整。如果基于初始设定模式的调整结束，则转变为调整模式B。如果基于调整模式B的调整结束，则再次成为调整模式A的状态。

图17示出本实施方式的电动机控制装置的框图。本实施方式中的电动机控制装置成为如下结构：从实施方式3的电动机控制装置中省去复位信号输入部19，并将调整模式切换部11a置换为调整模式切换部11。本实施方式中的自动调整部10a的框图与前述图15相同。因此，在根据指令信号而电动机动作的状态下，通过被进行调整开始指示，从调整开始指示输入部12向调整模式切换部11输出调整开始信号，之后，调整模式切换部11将调整模式选择信号输出到自动调整部10a。在自动调整部10a中，接收调整模式选择信号的输入，使初始设定处理部23执行，将其输出作为参数设定信号而输出到跟踪控制部6。在初始设定模式的设定结束之后，使调整模式B处理部执行，将其输出作为参数设定信号而输出到跟踪控制部6。如果调整模式B的调整结束，则使调整模式A处理部21执行，将其输出作为参数设定信号而输出到跟踪控制部6。维持调整模式A的状态直至有下一个调整开始指示。

如上所述，在自动调整部10a中，仅通过被进行调整开始指示，就可以输出将控制参数变更为标准初始参数的参数设定信号，之后，执行调整模式B下的调整。

接下来，示出上述实施方式中的效果。

根据本实施方式中的电动机控制装置，仅通过对调整开始指示输入部12进行调整开始指示，就可以一并实施将控制参数变更为标准初始参数的变更和调整模式B的调整，所以无需考虑机械附加的特性变化、调整开始前的控制参数设定值，而通过最低限度的操作进行调整作业，调整变得容易并且可以缩短调整时间。

实施方式5.

使用图18、图19，说明本发明的实施方式5的电动机控制装置。图18是本实施方式的电动机控制装置的框图。图19是本实施方式中的自动调整部10b的框图。本实施方式中的调整模式转变动作与实施方式1的转变动作相同，所以本实施方式中的调整模式转变概念图与实施方式1中说明的图7相同。

本实施方式中的电动机控制装置在实施方式1的电动机控制装置中，代替调整开始指示输入部12而设置了输出调整开始信号和调整中断信号的调整开始指示输入部12a。另外，代替调整模式切换部11而设置了输入调整开始信号和调整中断信号的调整模式切换部11b。进而，设置了输出或者输入并保存控制参数的参数设定存储部18a，代替自动调整部10而设置了自动调整部10b，该自动调整部10b追加有如下功能：从参数设定存储部18a输入控制参数、或者为了保存而向参数设定存储部18a输出控制参数的功能。其他结构与图2所示的实施方式1的电动机控制装置的结构相同，所以省略说明。

接下来，使用图18、图19，详细说明调整模式转变时的动作。

在图18中，在本实施方式的电动机控制装置中，在调整模式A的状态下，如果在根据指令信号而电动机动作的状态下有调整开始指示，则自动调整部10b将从调整模式A向调整模式B切换前的控制参数输出到参数设定存储部18a并使其存储之后，转变为调整模式B的状态。另外，如果在调整模式B的状态下有调整中断指示，则参数设定存储部18a在向调整模式A切换前将控制参数输出到自动调整部10b之后，结束调整模式B而返回到调整模式A的状态。

在图19中，在调整模式A处理部21a执行的调整模式A的状态下有调整开始指示的情况下，结束调整模式A处理部21a的执行，在切换为调整模式B处理部22的执行时，参数设定存储部18a从调整模式A处理部21a输入并存储切换前的控制参数。另外，在调整模式B处理部22执行的调整模式B的状态下有调整中断指示的情况下，从参数设定存储部18a将所存储的控制参数输出到调整模式A处理部21a之后，判断为调整模式B的调整结束并将调整模式切换为调整模式A，使调整模式A处理部21a执行。

如上所述，在本实施方式中，将从调整模式A切换为调整模式B时的控制参数从自动调整部10b的调整模式A处理部21a存储到参数设定存储部18a中。如果调整中断信号在调整模式B下的调整过程中输入到调整开始指示输入部12a，则可以中断调整模式B下的调整动作，在切换为调整模式A之前，从参数设定存储部18a输出到自动调整部10b的调整模式A处理部21a。

另外，调整中断时的动作与所谓紧急停止的操作不同，仅实施变更控制参数，所以在继续进行基于指令信号的动作的状态下可以中断调整动作。

接下来，示出上述实施方式中的效果。

根据本实施方式中的电动机控制装置，通过在调整模式B下在调整过程中输入调整中断信号，可以在继续进行动作的状态下中断调整，所以与紧急停止处置那样的驱动电动机并且使机械的外围装置停止那样的中断方法不同，可以容易地进行与机械的再操作相关的恢复作业。

另外，参数设定存储部18a中存储的参数是以在调整模式A下能够稳定动作的方式调整的参数，可以实现稳定的动作。

另外，可以通过共同的调整开始指示输入部12a输出调整开始信号和调整中断信号，可以实现电动机控制装置中具备的接口的省资源化、以及操作的简化。

实施方式6.

接下来，使用图20至图23，说明本发明的实施方式6。

图20是本实施方式6中的电动机控制装置的框图。图20所示的本实施方式的电动机控制装置在实施方式1的电动机控制装置中，附加了在限制控制参数的变更范围时使用的范围选择单元25，并且代替自动调整部10而具有自动调整部10c，该自动调整部10c具有从范围选择单元25输入范围选择信号的调整模式C。对于与图2的框图所示的实施方式1的电动机控制装置相同的结构要素，省略说明。

图21是本实施方式6中的调整模式转变概念图。本实施方式6中的调整模式转变与如下相同：在实施方式1的调整模式转变中，将调整模式A设成调整模式C。即，在使电动机控制装置5的电源成为ON之后，成为调整模式C的状态。另外，在调整模式C的状态下，在根据指令信号而电动机动作的状态下向调整开始指示输入部12进行了调整开始的指示时，转变为调整模式B的状态。如果调整模式B的状态下的探索性的控制参数的调整结束，则再次转变为调整模式C的状态。对于调整模式C的动作，后述。

接下来，使用图22、图23，说明本实施方式6中的自动调整部10c的内部动作。

图22是示出自动调整部10c的内部动作的框图。此处，对于与图8中说明的实施方式1的自动调整部10相同的结构要素，省略说明。根据从操控器4或者外部进行的控制参数的调整范围选择指示，范围选择单元25选择调整模式C处理部24的控制参数调整范围。

图23是调整模式C处理部24中的处理的流程图。此处，对进行与图9中说明的实施方式1中的调整模式A处理部21的处理步骤相同的处理的步骤，附加相同的符号并省略说明。

在图23中，具有在步骤108中根据范围选择单元25中的选择来切换增益设定的固定/可变的单元。

在固定了增益设定的情况下，在步骤108的判定后，无需变更增益设定而转移到步骤107。

在设增益设定为可变的情况下，在步骤108的判定后，转移到步骤105并减小增益设定，从而使增益变化直至稳定。

如上所述，在本实施方式中的自动调整部10c中，可以通过范围选择单元25将调整模式C的动作切换为增益固定、或者可变。

另外，叙述了将增益的设定范围切换为固定和可变的情况，但不限于此，也可以在不同的范围内切换可变范围。

接下来，示出上述实施方式中的效果。

根据本发明的实施方式6中的电动机控制装置，在通过范围选择单元25将增益设定设为可变的情况下，可以优先使电动机控制装置稳定化并进行调整，并且在固定了增益设定的情况下，可以仅在对机械的响应性的影响少的范围内进行调整，所以在多个电动机控制装置同步运转的情况下，可以进行维持了同步性的运转。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的电动机控制装置对驱动机械负载的电动机的控制装置是有用的，特别适用于对在初始启动时、实际运行中需要进行调整的机械负载进行控制的电动机控制装置。

Claims (6)

1.一种电动机控制装置，根据从与驱动机械负载的电动机连结的检测器输入的检测信息信号，控制所述电动机，该电动机控制装置的特征在于，具备：

指令状态判断部，将判断了如下状态的结果作为指令状态信号而输出，该状态包含了有无来自操控器的指令信号中的指令速度的信息，所述操控器输出所述电动机的控制指令；

跟踪控制部，输入所述检测信息信号以及所述指令信号，将驱动所述电动机的转矩指令信号输出到所述电动机，并且将所述电动机的控制状态作为控制状态量信号而输出；

停止时响应判断部，输入所述指令状态信号以及所述控制状态量信号，将判断了电动机停止时的所述电动机的响应状态的结果作为停止时响应状态信号而输出；

振荡探测部，输入所述控制状态量信号，将探测了所述跟踪控制部中的控制状态量的振荡的结果作为振荡探测信号而输出；

自动调整部，输入所述指令状态信号、所述停止时响应状态信号以及所述振荡探测信号，并具有根据这些输入信号调整所述跟踪控制部的控制参数的多个调整模式；以及

调整开始指示输入部，输入来自外部的调整开始指示，输出调整开始信号，

所述自动调整部具有：

第1调整模式，无论有无所述指令信号中的指令速度，从初始启动时的电源接通最初起开始该第1调整模式，在该第1调整模式下，监视所述电动机的控制状态，并且仅在探测到所述电动机的控制状态的异常的情况下进行所述控制参数的调整；以及

第2调整模式，根据所述调整开始指示从所述第1调整模式转变，在根据所述指令状态信号确认了有所述指令信号中的指令速度之后，根据所述指令信号、所述振荡探测信号以及所述停止时响应状态信号，进行所述控制参数的调整，在调整结束后再次转变为所述第1调整模式。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述跟踪控制部具有：

前馈控制器，输入所述指令信号，运算出使所述电动机跟踪所述指令信号的转矩信号并进行输出；

反馈控制器，输入所述指令信号和所述检测信息信号，运算出使所述检测信息信号跟踪所述指令信号的转矩信号并进行输出；以及

陷波滤波器，输出针对从所述反馈控制器输出的转矩信号进行了截止规定的频率分量的运算的结果，

所述跟踪控制部的控制参数是所述前馈控制器的前馈增益、所述陷波滤波器的系数、以及所述反馈控制器的反馈增益，

所述第1调整模式根据所述振荡探测信号调整所述陷波滤波器的系数以及所述反馈增益，

所述第2调整模式根据所述指令状态信号以及所述振荡探测信号调整所述陷波滤波器的系数以及所述反馈增益，并且根据所述指令状态信号以及所述停止时响应状态信号调整所述前馈增益。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

还具备：

初始参数设定存储部，存储预先设定为所述跟踪控制部的控制参数的标准初始参数，并进行输出；

调整模式切换部，根据由所述自动调整部判定了调整结束状态的调整结束判定信号以及所述调整开始信号，将选择调整模式的调整模式选择信号输出到所述自动调整部；以及

复位信号输入部，输入来自外部的复位指示，并将复位信号输出到所述调整模式切换部，

所述自动调整部还具有初始设定模式，该初始设定模式输出将所述控制参数变更为所述标准初始参数的参数设定信号，

根据所述复位指示从所述第1调整模式转变为所述初始设定模式，在所述初始设定模式的调整结束之后，再次转变为所述第1调整模式。

4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

还具备初始参数设定存储部，该初始参数设定存储部存储预先设定为所述跟踪控制部的控制参数的标准初始参数，并进行输出，

所述自动调整部还具有初始设定模式，该初始设定模式输出将所述控制参数变更为所述标准初始参数的参数设定信号，

根据所述调整开始指示从所述第1调整模式转变为所述初始设定模式，在基于所述初始设定模式的调整结束之后，转变为所述第2调整模式。

5.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

还具有：

参数设定存储部，在所述自动调整部的调整模式转变时，对所述跟踪控制部的控制参数进行输入输出并进行存储；以及

调整模式切换部，根据由所述自动调整部判定了调整结束状态的调整结束判定信号以及所述调整开始信号，将选择调整模式的调整模式选择信号输出到所述自动调整部，

所述调整开始指示输入部输入来自外部的调整中断指示并且将调整中断信号输出到所述调整模式切换部，

所述调整模式切换部输入从所述调整开始指示输入部输出的所述调整中断信号，

所述自动调整部将根据所述调整开始指示从所述第1调整模式转变为所述第2调整模式时的所述控制参数输出到所述参数设定存储部，并且在所述第2调整模式下的调整过程中被进行了所述调整中断指示的情况下，中断所述第2调整模式的调整动作，在转变为所述第1调整模式之前，输入存储在所述参数设定存储部的所述控制参数。

6.根据权利要求1或者5所述的电动机控制装置，其特征在于，

还具有范围选择单元，该范围选择单元选择所述第1调整模式下的所述跟踪控制部的控制参数的调整范围。

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