CN104730973A - 电机控制装置 - Google Patents

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Abstract

根据通过惯性识别单元计算的惯性值Jx和自动控制参数调整单元计算的调整的控制参数，改变控制参数，如加速/减速时间常数Tf，位置环增益Kpf，速度环比例增益Pvf和速度环积分增益Ivf等，这些控制参数的每一个都包含分配给多个不同的惯性值J0~Jmax中的每一个值的各值。

Description

电机控制装置
优先权信息
本申请要求2013年12月19日提交的第2013-262850号日本专利申请的优先权，并以引用的方式结合在本文中。
技术领域
本发明涉及一种控制装置，其根据预先存储在多个不同惯性值中的每一个的存储装置中的各自的控制参数值，通过计算与工件惯性对应的控制参数来控制电机位置和速度。
背景技术
在诸如加工工具等中使用电机控制控制目标驱动的位置和速度的控制装置中，需要设置控制参数以便能够高精度地移动控制目标。然而，由于工件（例如，加工对象）安装所在的轴上的惯性值取决于工件重量而呈现出多样性，如果控制参数是固定值，则不能针对惯性值的变化做出适应性调整，那么该控制参数可能不是最优的。此外，当工具的控制特性随时间的变化而发生改变，该控制参数可能变得不适合。考虑到这些问题，为了维持工具精度，近来，已经有人尝试去改变控制参数以应对惯性值的变化和工具随着时间的改变。
JP2010-211467A公开了一种自动估计工件的惯性值、并基于预先存储在存储装置中以及根据多个不同惯性值调整过的控制参数，设置对应于该惯性值的控制参数的技术。
图12展示了背景技术的控制框图。对于从位置命令计算器3输出的值，加速/减速处理器4根据设置在加速/减速处理器4中的加速/减速处理时间T执行加速/减速处理，输出位置命令值Pc。减法器5计算该位置命令值Pc和来自安装在电机22上的电机位置检测器11检测的位置值Pm之间的位置差值Pdif。该位置差值乘以比例增益Kp从而输出速度命令Vc。微分器16求出检测的位置值Pm的微分，并输出检测的电机速度值Vm。减法器15计算速度命令Vc和检测的电机速度值Vm之间的差值，并输出该差值作为速度差值。根据该速度差值，输出速度环比例增益Pv、速度环积分增益Iv、速度差值的比例分量和速度差值的积分分量。加法器9将速度差值的比例分量和速度差的积分分量加到一起，并输出转矩命令Tc。图12中的单元10表示过滤转矩命令的各种过滤单元，也表示电流控制单元。单元10输出电流Ic到电机22，从而旋转滚珠螺杆13，并且控制安装在工作台14上的工件24的位置。
基于由微分器26通过对检测的速度值Vm进行微分输出的加速度Am，以及基于电流Ic，惯性识别单元17识别工件惯性值Jx，并且将该值输出到控制参数设置单元19。输入到控制参数设置单元19中的惯性值Jx也可能是由操作员采用图形用户界面（以下简称GUI）18直接输入的惯性值Jx。存储装置2预先在其中存储了分配给多个不同惯性值J0~Jmax中的每一个的各自的控制参数值，这些控制参数为加速/减速时间常数Tf，位置环增益Kpf，速度环比例增益Pvf，以及速度环积分增益Ivf，等等。基于存储在存储装置2中被分配给多个不同惯性值J0~Jmax中的每一个的各自的控制参数值，控制参数设置装置19计算对应输入惯性值Jx的值，并且将计算出的值设置为控制参数。
图13到16为存储在图12所示的存储装置2中的控制参数关于惯性的关系的示意图。图13展示了加速/减速时间常数Tf，图14展示了位置环增益Kpf，图15展示了速度环比例增益Pvf，图16展示了速度环积分增益Ivf。在每个图中，惯性值J0表示当没有工件安装在图12所示的工作台14上时获得的惯性值，而Jmax表示当具有最大可安装尺寸的工件安装在工作台14上时获得的惯性值。Jn表示在当没有工件安装时获得的惯性值J0和当具有最大可安装尺寸的工件安装时获得的惯性值Jmax之间预先指定的多个不同的惯性值。如图所示，关于每个控制参数，最佳的控制参数值被分配到各自的惯性值J0~Jmax。
图17为解释了由图12所示的控制参数设置单元19执行的过程的示意图。这里，作为一个例子，根据图13所示的加速/减速时间常数Tf的值，对与从惯性识别单元17输入的惯性值Jx相对应的加速/减速时间常数Tx的计算方法进行了解释。如图17所示，当输入惯性值Jx的值在惯性值Jn和Jn − 1之间，采用如下所示的公式1，根据分配给惯性值Jn和Jn − 1的加速/减速时间常数Tfn和Tfn − 1，计算对应于惯性值Jx的加速/减速时间常数Tfx。关于其他参数，类似地，通过对与惯性值Jx相对应的分配值的计算，可以获得对应该惯性值的多种控制参数。
Tfx = (Tfn − Tfn − 1) ÷ (Jn − Jn − 1) × (Jx − Jn − 1) + Tfn − 1 ……公式1
JP H11-102211A公开了一种当执行轴的反向旋转操作时，检测控制目标的位置错误，并且自动调整控制参数使得位置错误小于阈值的方法。图18展示了根据背景技术的控制框图。其与图12所示的背景技术中的部件相同的部件用相同的参考符号标记，不再对其进行重复说明。
自动控制参数调整单元20在执行轴的反向旋转操作时，接收位置命令值Pc和检测的位置值Pm的输入。根据这些输入值，自动控制参数调整单元20计算位置误差，并且确定位置误差是否不是振荡的。当不是振荡的时候，加速/减速时间常数T、位置环增益Kp、速度环比例增益Pv和速度环积分增益Iv等控制参数的分配值增加或减少规定的量。此外，重复反向轴旋转的类似操作，并且逐渐改变控制参数的分配值。当位置误差变得小于阈值，这时分配的控制参数的值被用作最佳值，从而更新控制参数值。
作为另一个传统的例子，JP4327880B公开了一种向转矩命令值增加作为转矩扰动的振荡分量，采用转矩扰动作为输入值以及转矩命令值作为系统的输出值测量控制系统的频率特性，并且做出调整以获得最优速度环比例增益Pv和速度环积分增益Iv的方法。图19展示了根据背景技术的控制框图。其与图12所示的背景技术中的部件相同的部件用相同的参考符号标记，不再对其进行重复说明。
自动控制参数调整单元120向转矩命令值Tc增加作为转矩扰动Td的振荡分量。此外，在该自动控制参数调整单元120中，在增加转矩扰动Td前输入转矩命令值Tc，并采用转矩扰动Td作为控制系统的输入值以及转矩命令值Tc作为系统的输出值计算控制系统的频率特性。根据计算的频率特性，调整速度环比例增益Pv和速度环积分增益Iv。
关于上述第一项技术，当工具的控制特性随着时间的变化而改变时，存储在存储装置中的控制参数不再是最优的，导致加工精度的降低。在这种情况下，有必要为应用伴随已经做出初调的多个工件惯性值提供一种配置，并且关于那些工件惯性值执行重新调整。然而，为应用伴随已经做出初调的多个工件惯性值提供这样的配置是很难的。此外，即使可以提供这样的配置，它存在有一个缺点，就是需要很多时间来重新调整多个工件惯性值中的每一个的各自的控制参数。
此外，在采用自动控制参数调整单元获得最优控制参数的方法中，虽然可以为调整过程中使用的工件惯性得到最优控制参数，然而每次工件惯性改变都必须重新执行调整。因此，它存在一个缺点，就是每种情况都需要很多时间来调整多个控制参数。
本发明的目的在于实现一种配置，其中，存储在多个不同惯性值中的每一个的存储装置中的各自的控制参数值可以变成符合工具的控制特性的控制参数值，无需为应用伴随已经做出初调的多个工件惯性值提供配置。本发明还有的目的在于实现一种配置，其中，当工件惯性改变时，通过简单地识别该惯性总是可以对最优控制参数做出改变。
发明内容
根据本发明的一种控制装置，包括：存储装置，其中预先存储有多个不同惯性值中的每一个的控制参数的各自的值，作为标准控制参数值；控制参数设置单元，其根据所述标准控制参数计算对应控制目标的惯性值的控制参数，并且设置计算的值，其中，所述控制装置是依照由所述控制参数设置单元设置的所述控制参数值控制电机的位置和速度的装置。所述控制装置还包括：自动控制参数调整单元，其在驱动电机的同时使用调整控制目标并逐渐改变用于控制所述电机的位置和速度的控制参数，并且，根据所述控制参数改变的每种情况下获得的控制误差，将适合于所述调整控制目标的控制参数值识别为调整的控制参数；控制参数改变单元，其根据所述调整的控制参数和所述控制目标的惯性值改变所述多个标准控制参数。
在优选的实施例中，所述控制参数改变单元（i）根据所述多个标准控制参数值计算对应于所述调整控制目标的所述惯性值的控制参数值，作为参考控制参数，（ii）计算所述调整的控制参数和对应于所述调整控制目标的所述惯性值的所述参考控制参数之间的参考差值，（iii）根据所述参考差值计算对应所述多个不同惯性值的调整差值，并且（iv）通过应用所述调整差值计算对应所述多个标准控制参数值的值，作为新的标准控制参数值。
在上述配置中，优选地，如果要改变的所述控制参数按惯性值的比例变化，那么所述控制参数改变单元计算出的所述调整差值为常量值，而如果要改变的所述控制参数不是按惯性值的比例变化，那么所述控制参数改变单元计算出的所述调整差值为根据所述惯性值而有所不同的变量值。
更具体地说，优选地，如果要改变的所述控制参数按惯性值的比例变化，那么所述参考差值作为所述调整差值。此外，优选地，如果要改变的所述控制参数不按惯性值的比例变化，那么（i）对应所述多个不同惯性值中的最大惯性值和最小惯性值的所述调整差值为零，（ii）对应所述调整控制目标的所述惯性值和所述最大惯性值之间的惯性值的所述调整差值的绝对值为按所述惯性值的比例从所述参考差值减去的值，（iii）对应于所述调整控制目标的惯性值和所述最小惯性值之间的惯性值的所述调整的不同差值的绝对值为按所述惯性值的比例从所述参考差值减去的值。
根据本发明的控制参数改变单元，适合于一个调整控制目标的惯性值的调整的控制参数用作将预先存储在存储装置中的多个标准控制参数值改变为符合工具的控制特性的值。通过这种方式，可以将所述控制参数值改变为符合工具的控制特性，无需为应用伴随已经做出初调的多个工件惯性值提供配置。此外，及时当所述工件惯性值改变了，由于预先存储在所述多个工件惯性值中的每一个的存储装置中的各自的标准控制参数值已经改变为符合工具的控制特性的标准控制参数值，因此可以通过简单地识别所述惯性值，对最优控制参数做出改变。
附图说明
将参照以下附图对本发明的优选实施例进行详细描述。
图1为根据本发明的一个实施例的电机控制装置的结构示意图；
图2为存储装置和控制参数改变单元的配置示意图；
图3为计算改变的加速/减速时间常数的方法的示意图；
图4为存储装置和控制参数改变单元的配置示意图；
图5为计算改变的速度环比例增益的方法的示意图；
图6为计算改变的速度环比例增益的方法的示意图；
图7为计算改变的速度环比例增益的方法的示意图；
图8为展示了加速/减速时间常数改变前后的值之间的关系的示意图；
图9为速度环比例增益改变前后的值之间的关系的示意图；
图10为位置环增益改变前后的值之间的关系的示意图；
图11为速度环积分增益改变前后的值之间的关系的示意图；
图12为传统电机控制装置的结构示意图；
图13为在传统装置中使用的加速/减速时间常量的示意图；
图14为在传统装置中使用的速度环比例增益的示意图；
图15为在传统装置中使用的位置环增益的示意图；
图16为在传统装置中使用的速度环积分增益的示意图；
图17为在传统装置中计算加速/减速时间常量的方法的示意图；
图18为另一传统电机控制装置的结构示意图；
图19为又一传统电机控制装置的结构示意图；
附图标记说明
1 控制参数改变单元；2 存储装置；3 位置命令计算器；4 加速/减速处理器；5，15 减法器；6 位置环增益；7 速度环比例增益；8 速度环积分增益；9 加法器；10 各种过滤单元，电路控制单元；11电机位置检测器；13滚珠螺杆；14 工作台 16，26微分器；17 惯性识别单元；18 GUI；19 控制参数设置单元；20，120，220 自动控制参数调整单元；22 电机；24工件。
具体实施方式
以下将描述本发明的一个实施例。图1展示了保护本发明的整体系统结构。与上述传统例子中的部件相同的部件用相同的参考符号标记，不再对它们进行重复说明。在下文中，存储在多个不同的惯性值中的每一个的存储装置2中的各自的控制参数值称为“标准控制参数值”。
类似于图18和19所示的传统例子中的自动控制参数调整单元20，120，当逐渐改变用于控制电机的位置和速度的控制参数，自动控制参数调整单元220驱动电机，并且，根据每次控制参数改变时获得的控制误差，识别适合于当前控制目标的控制参数值，作为“调整的控制参数”。更具体地，自动控制参数调整单元220根据位置命令值Pc、检测的位置值Pm、转矩命令值Tc和转矩扰动Td等，计算适合于当前控制目标的调整的控制参数，并且输出计算的结果到控制参数改变单元1。调整的控制参数包括调整的参数，如调整的加速/减速时间常量Ta、调整的位置环增益Kpa、调整的速度环比例增益pva和调整的速度环积分增益Iva。
惯性识别单元17计算当前控制目标的惯性值Jx。可选地，当前控制目标的惯性值Jx可能由操作员通过用户接口输入。当改变存储在存储装置2中的标准控制参数值时，控制参数改变单元1根据使用调整控制目标（即，为了调整目的的控制目标）从自动控制参数调整单元220输出的调整的控制参数，还根据从惯性识别单元17输出的调整控制目标的惯性值Jx，改变存储在存储装置2中的标准控制参数值。改变的控制参数包括参数值，如改变的加速/减速时间常数Tb的值、改变的位置环增益Kpb的值、改变的速度环比例增益Pvb的值和该表的速度环积分增益Ivb的值。
以下将参照图2到7描述在控制参数改变单元1中计算改变的控制参数值的细节。例如，参照图2和3将描述执行与控制目标的惯性的大小成比例变化的控制参数计算的一种情况。在这里，举例说明了加速/减速时间常量Tf的改变的参数值的计算。
图2展示了图1所示的控制参数改变单元1和存储装置2。控制参数改变单元1接收的输入包括：（1）调整的加速/减速时间常量Ta，其是从图1所示的自动控制参数调整单元220输出的调整的控制参数；（2）从惯性识别单元17输出的惯性值Jx；（3）加速/减速时间常量Tfk（其中，0≤k≤max），其是存储在存储装置2中的标准控制参数值；（4）预设的多个不同的惯性值J0~Jmax。根据输出值，控制参数改变单元1计算改变的加速/减速时间常量值Tbk，并且将存储在存储装置2中的加速/减速时间常量值Tbk替换为改变的加速/减速时间常量值Tbk。
现在将参照图3对改变的加速/减速时间常量值Tbk的计算方法进行描述。如图3所示，当输入惯性值Jx（即，当在自动控制参数调整单元220中计算调整的控制参数时的惯性值）为惯性值Jn和Jn-1之间的值，控制参数改变单元1使用下面所示的公式2对分配给惯性值Jn和Jn-1的加速/减速时间常量值Tfn 和 Tfn-1之间进行插值，从而计算插补的加速/减速时间常量值Tfx。该插补的加速/减速时间常量值Tfx为参考控制参数，其是根据标准控制参数值，对应调整控制目标的惯性值的控制参数值。
Tfx = (Tfn − Tfn − 1) ÷ (Jn − Jn − 1) × (Jx − Jn − 1) + Tfn − 1 ……公式2
接着，使用下面的公式3计算参考差值ΔTa,，该参考差值ΔTa为计算的插补的加速/减速时间常量值Tfx和调整的加速/减速时间常数Ta间的差值。
ΔTa = Tfx − Ta ......公式3
接着，为存储在存储装置2中的预设的多个不同的惯性值J0~Jmax中的每一个计算改变的加速/减速时间常量值Tbk。由于加速/减速时间常量按控制目标的比例变化，当插补的加速/减速时间常量值Tfx和调整的加速/减速时间常数Ta间的差值等于ΔTa，如图3所示，对应于存储在存储装置2中的预设的多个不同的惯性值J0~Jmax的加速/减速时间常量值Tf0~Tfmax中的每一个的改变量也等于ΔTa。因此，使用下面所示的公式4计算改变的加速/减速时间常量值Tb0~Tbmax。这些改变的加速/减速时间常量值Tb0~Tbmax作为新的标准控制参数值Tf0~Tfmax。
Tbk = Tfk − ΔTa (where 0≤k≤max) ... 公式4
从上面所述可以理解，根据本实施例，（1）根据标准控制参数值（Tf）计算对应惯性值Jx的参考控制参数（Tfx），（2）计算参考控制参数（Tfx）和调整的控制参数（Ta）的差值，获得参考差值（ΔTa），（3）通过将参考差值（ΔTa）应用到多个标准控制参数值（Tf）中的每一个而获得的值用作新的标准控制参数值（Tf）。
作为另一个实施例，参照图4到7将描述执行与控制目标的惯性的大小非比例变化的控制参数的计算的一种情况，对于最大和最小惯性值，该控制参数并没有离开初始参数值很多。在这里，举例说明了速度环比例增益Pvf的改变的参数值的计算。
图4展示了图1所示的控制参数改变单元1和存储装置2。控制参数改变单元1接收的输入包括：（1）调整的速度环比例增益Pva，其是从图1所示的自动控制参数调整单元220输出的调整的控制参数；（2）从惯性识别单元17输出的惯性值Jx；（3）存储在存储装置2中的速度环比例增益值Pvfk（即，标准控制参数值）；（4）预设的多个不同的惯性值J0~Jmax。根据输出值，控制参数改变单元1计算改变的速度环比例增益值Pvbk，并且将存储在存储装置2中的速度环比例增益值Pvfk替换为改变的速度环比例增益值Pvbk。
现在将参照图5到7对改变的速度环比例增益值Pvbk的计算方法进行描述。如图5所示，当输入惯性值Jx为惯性值Jn和Jn-1之间的值，控制参数改变单元1使用下面所示的公式5来计算插补的速度环比例增益Pvfx（即，参考控制参数）。
Pvfx = (Pvfn − Pvfn − 1) ÷ (Jn − Jn − 1) × (Jx − Jn − 1) + Pvfn − 1 ……公式5
接着，使用下面的公式6计算算出的插补的速度环比例增益Pvfx和调整的速度环比例增益Pva间的差值ΔPva（即，参考差值）。
ΔPva = Pvfx – Pva ……公式6
接着，参照图6将描述用于替代分配给预设的惯性值J0~Jn-1的速度环比例增益值Pvf0~Pvfn-1的改变的速度环比例增益值Pvb0~Pvbn-1的计算，其中，J0~Jn-1小于惯性值Jx。
如图6所示，计算分配给小于惯性值Jx的预设惯性值Ji（其中，0≤i≤n−1）的速度环比例增益值Pvfi的改变量ΔPvai（即，调整差值），从速度环比例增益值Pvfi上减去计算的量，从而获得改变的速度环比例增益值Pvbi。使用下面所示的公式7，根据插补的速度环比例增益Pvfx和调整的速度环比例增益Pva间的差值ΔPva（如图5所示），计算速度环比例增益值Pvfi的改变量ΔPvai。
ΔPvai = ΔPva ÷(Jx − J0) × (Ji − J0) (其中，0≤i≤n−1) ……公式7
在这里，ΔPva0等于零变化。根据下面所示公式8，从速度环比例增益值Pvfi上减去改变量ΔPvai，得到改变的速度环比例增益值Pvbi。
Pvbi = Pvfi − ΔPvai (其中，0≤i≤n−1) ……公式8
接着，参照图7将描述用于替代分配给预设的惯性值Jn~Jmax的速度环比例增益值Pvfn~Pvfmax的改变的速度环比例增益值Pvbm的计算，其中，如图5所示，Jn~Jmax大于惯性值Jx。如图7所示，计算分配给大于惯性值Jx的预设惯性值Jm（其中，n≤m≤max）的速度环比例增益值Pvfm的改变量ΔPvam，从速度环比例增益值Pvfm上减去算出的量，从而获得改变的速度环比例增益Pvbm。使用下面所示公式9，根据速度环比例增益Pvfx和调整的速度环比例增益Pva，计算速度环比例增益Pvfm的改变量ΔPvam（即，调整差值）。
ΔPvam = ΔPva − ΔPva ÷ (Jmax − Jx) × (Jm − Jx) (其中，n≤m≤max) ……公式9
在这里，ΔPvamax等于零变化。根据下面所示公式10，从速度环比例增益值Pvfm上减去算出的改变量ΔPvai，得到改变的速度环比例增益值Pvbm。
Pvbm = Pvfm − ΔPvam (其中，n≤m≤max) ……公式10
在上面所述方法中，图4所示的控制参数改变单元1计算各自预设的多个不同工件惯性值的改变的速度环比例增益值Pvb0~Pvbmax，并且将改变的速度环比例增益值Pvb0~Pvbmax用作新的标准的速度环比例增益值Pvf0~Pvfmax。
从上面所述可以理解，类似于第一实施例，根据本实施例，（1）根据标准控制参数值（Pvf）计算对应惯性值Jx的参考控制参数（Pvfx），（2）使用参考控制参数（Pvfx）和调整的控制参数（Pva）来计算改变前的标准控制参数值与改变后的标准控制参数值的差值（ΔPvai，ΔPvam），（3）这些差值被应用到改变前的标准控制参数值，以便计算改变后的标准控制参数值。在本实施例中，应用到标准控制参数值上的差值为随着时间的变化而改变的值。
虽然上述实施例涉及改变的加速/减速时间常量Tb和改变的速度环比例增益Pvb的计算，然而，改变的位置环增益Kpb、改变的速度环积分增益Ivb等的计算，也以类似的方式执行。图8到11展示了这些改变的参数的数据的细节。图8展示了改变的加速/减速时间常量Tb。从加速/减速时间常量值Tf0~Tfmax上分别减去改变的量ΔTa0~ΔTamax，如ΔTan-2和ΔTan+1，从而计算改变的加速/减速时间常量值Tb0~Tbmax。
图9展示了改变的位置环增益Kpb。从位置环增益值Kpf0~Kpfmax上分别减去改变的量ΔKpa0~ΔKpamax，如ΔKpan-2和 ΔKpan+1，从而计算改变的位置环增益值Kpb0~Kpbmax。图10展示了改变的速度环比例增益Pvb。从速度环比例增益值Pvf0~Pvfmax上分别减去改变的量ΔPva0~ΔPvamax，如ΔPvan-2和ΔPvan+1，从而计算改变的速度环比例增益值Pvb0~Pvbmax。图11展示了改变的速度环积分增益Ivb。从速度环积分增益值Ivf0~Ivfmax上分别减去改变的量ΔIva0~ΔIvamax，如ΔIvan-2和ΔIvan+1，从而计算改变的速度环积分增益值Ivb0~Ivbmax。由于位置环增益和速度环积分增益并不与惯性成比例，当为这些参数而改变标准控制参数值时，类似于速度环比例增益，使用公式5到10。
虽然以上描述涉及的实施例中，参数改变单元1同时具有公式2到4和公式5到10的功能，并根据参数单独使用这两组公式，然而，可选地，参数改变单元1可以只有公式2到4的功能，或只有公式5到10的功能。

Claims (5)

1.一种控制装置，包括：
存储装置，其中预先存储有用于多个不同惯性值中的每一个的控制参数的各值，所述各值作为标准控制参数值；以及
控制参数设置单元，其根据所述标准控制参数值，计算对应于控制目标的惯性值的控制参数，并设置计算的值，
其中，所述控制装置是根据由所述控制参数设置单元设置的所述控制参数值来控制电机的位置和速度的装置，
其中，所述控制装置还包括：
自动控制参数调整单元，其在驱动电机的同时使用调整控制目标并逐渐改变用于控制所述电机的位置和速度的控制参数，并且，根据所述控制参数更改的每种情况下获得的控制误差，将适于所述调整控制目标的控制参数值识别为调整的控制参数；以及
控制参数改变单元，其根据所述调整的控制参数和所述控制目标的惯性值改变所述多个标准控制参数。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述控制参数改变单元
（i）根据所述多个标准控制参数值，计算对应于所述调整控制目标的所述惯性值的控制参数值，作为参考控制参数，
（ii）计算所述调整的控制参数和对应于所述调整控制目标的所述惯性值的所述参考控制参数之间的参考差值，
（iii）根据所述参考差值计算对应所述多个不同惯性值的调整差值，并且
（iv）通过应用所述调整差值计算对应所述多个标准控制参数值的值，作为新的标准控制参数值。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，
如果要改变的所述控制参数关于惯性值成比例地变化，则所述控制参数改变单元计算所述调整差值为常量值，并且
如果要改变的所述控制参数不关于惯性值成比例地变化，则所述控制参数改变单元计算所述调整差值为一变量值，该变量值根据所述惯性值而有所不同。
4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，如果要改变的所述控制参数关于惯性值成比例地变化，则所述参考差值用作为所述调整差值。
5.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，如果要改变的所述控制参数不关于惯性值成比例地变化，则
（i）对应所述多个不同惯性值中的最大惯性值和最小惯性值的所述调整差值为零，
（ii）对应所述调整控制目标的所述惯性值和所述最大惯性值之间的惯性值的所述调整差值的绝对值，是按所述惯性值成比例地从所述参考差值减去的值，
（iii）对应于所述调整控制目标的惯性值和所述最小惯性值之间的惯性值的所述调整差值的绝对值，是按所述惯性值成比例地从所述参考差值减去的值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108227756A (zh) * 2018-01-23 2018-06-29 南京科远自动化集团股份有限公司 一种高精度阀门控制方法
CN110315388A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 发那科株式会社 电动机控制装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6290619B2 (ja) * 2013-12-19 2018-03-07 オークマ株式会社 モータの制御装置
JP5968572B1 (ja) * 2015-06-18 2016-08-10 三菱電機株式会社 制御パラメータ調整装置
US10756660B2 (en) * 2015-09-01 2020-08-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for isolation of load dynamics in motor drive tuning
JP6500767B2 (ja) * 2015-12-18 2019-04-17 オムロン株式会社 調整装置、制御パラメータ調整方法、情報処理プログラム、および記録媒体
JP6444948B2 (ja) * 2016-07-25 2018-12-26 ファナック株式会社 サーボモータ制御装置、サーボモータ制御方法、及びサーボモータ制御用プログラム
JP7268419B2 (ja) * 2019-03-15 2023-05-08 オムロン株式会社 パラメータ設定支援装置、パラメータ設定支援方法及びパラメータ設定支援プログラム
JP7057312B2 (ja) * 2019-04-02 2022-04-19 ファナック株式会社 工作機械

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1963702A (zh) * 2005-11-11 2007-05-16 株式会社日立产机系统 电动机控制装置的自动调整法及装置
CN101292418A (zh) * 2005-10-18 2008-10-22 株式会社安川电机 电动机控制装置及方法和程序存储介质
CN101558554A (zh) * 2007-01-31 2009-10-14 株式会社安川电机 转动惯量辨识装置与其辨识方法以及具备该辨识装置的马达控制装置
US20100052593A1 (en) * 2007-01-17 2010-03-04 Panasonic Corporation Servo motor control apparatus and control method
CN101895252A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 上海新时达电气股份有限公司 电机伺服驱动器控制器参数自动调整装置及其方法
CN101944870A (zh) * 2009-07-10 2011-01-12 北京兴大豪科技开发有限公司 伺服电机的控制方法与电路
CN102539070A (zh) * 2010-12-30 2012-07-04 深圳市正弦电气有限公司 交流伺服系统的转动惯量辨识方法及系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3700379A (en) * 1971-06-14 1972-10-24 Westinghouse Electric Corp Motor drive position movement profile calibration
US4368412A (en) * 1981-02-04 1983-01-11 Inoue-Japax Research Incorporated Microprocessor-controlled motor drive control system
EP0401383A4 (en) * 1988-12-23 1992-04-01 Fanuc Ltd Methods of detecting oscillation in the servo system and automatically adjusting the speed loop gain
JP2709969B2 (ja) * 1989-12-12 1998-02-04 ファナック株式会社 サーボモータの制御方法
JPH04100123A (ja) * 1990-07-06 1992-04-02 Fanuc Ltd 数値制御装置の加減速時定数設定方式
JPH07110717A (ja) * 1993-08-19 1995-04-25 Fanuc Ltd モータの制御方式
JPH07200031A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Sony Corp 数値制御方法と数値制御装置
JP3263536B2 (ja) * 1994-07-25 2002-03-04 三菱重工業株式会社 自動補正機能を備えた折線関数発生装置
JPH099662A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ制御装置
JPH11102211A (ja) 1997-09-25 1999-04-13 Toshiba Mach Co Ltd サーボ調整方法およびその装置
WO2002039574A1 (en) * 2000-11-01 2002-05-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Servo controller and method
JP2007086904A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Brother Ind Ltd 加速度軌跡生成装置
JP4327880B2 (ja) 2008-01-04 2009-09-09 ファナック株式会社 ゲイン自動調整機能を備えたサーボモータ制御装置
JP2010211467A (ja) 2009-03-10 2010-09-24 Fanuc Ltd 可動部重量を推定する機能を有する工作機械を制御する数値制御装置
JP2011134169A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 制御パラメータ調整方法及び調整装置
JP5334932B2 (ja) * 2010-09-08 2013-11-06 株式会社牧野フライス製作所 パラメータ設定方法およびパラメータ設定装置
US9041337B2 (en) * 2012-05-18 2015-05-26 Linestream Technologies Motion profile generator
US8710777B2 (en) * 2012-04-20 2014-04-29 Linestream Technologies Method for automatically estimating inertia in a mechanical system
JP6290619B2 (ja) * 2013-12-19 2018-03-07 オークマ株式会社 モータの制御装置
JP6209176B2 (ja) * 2014-04-14 2017-10-04 オークマ株式会社 位置制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101292418A (zh) * 2005-10-18 2008-10-22 株式会社安川电机 电动机控制装置及方法和程序存储介质
CN1963702A (zh) * 2005-11-11 2007-05-16 株式会社日立产机系统 电动机控制装置的自动调整法及装置
US20100052593A1 (en) * 2007-01-17 2010-03-04 Panasonic Corporation Servo motor control apparatus and control method
CN101558554A (zh) * 2007-01-31 2009-10-14 株式会社安川电机 转动惯量辨识装置与其辨识方法以及具备该辨识装置的马达控制装置
CN101944870A (zh) * 2009-07-10 2011-01-12 北京兴大豪科技开发有限公司 伺服电机的控制方法与电路
CN101895252A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 上海新时达电气股份有限公司 电机伺服驱动器控制器参数自动调整装置及其方法
CN102539070A (zh) * 2010-12-30 2012-07-04 深圳市正弦电气有限公司 交流伺服系统的转动惯量辨识方法及系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108227756A (zh) * 2018-01-23 2018-06-29 南京科远自动化集团股份有限公司 一种高精度阀门控制方法
CN108227756B (zh) * 2018-01-23 2020-12-11 南京科远智慧科技集团股份有限公司 一种高精度阀门控制方法
CN110315388A (zh) * 2018-03-30 2019-10-11 发那科株式会社 电动机控制装置

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Publication number Publication date
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