CN105103437B - 电动机驱动装置的伺服调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明的电动机驱动装置具备用于进行伺服控制的基本功能，并且具备自动调整功能。而且，这种电动机驱动装置中的本发明的伺服调整方法为包括以下五个步骤中的任一个步骤的结构：步骤1，进行初始设定；步骤2，进行负载特性测定和指令模式决定；步骤3，决定刚性指标最大值，存储与刚性指标对应的谐振抑制部的设定；步骤4，将刚性指标和指令响应指标相组合，来存储指定动作时的评价指标；以及步骤5，基于评价指标，按照搜索条件来得到最终调整结果。

Description

电动机驱动装置的伺服调整方法

技术领域

本发明涉及一种对伺服电动机进行控制的电动机驱动装置中的伺服调整方法。

背景技术

由于近来的RISC微型计算机、DSP等嵌入式微型计算机的高性能化以及将能够定制的要素与FPGA、SoC之类的以往的ASIC相组合而成的集成电路的发展，在目前的电动机驱动装置中，除了搭载有按外部指令对伺服电动机进行驱动控制的位置/速度/电流控制等基本功能以外，还搭载有各种自动调整功能。

图33是以往的电动机驱动装置的框图。

对电动机进行驱动控制的基本功能包括图33上以实线连接的单线的块。

作为上级的控制器的上级装置1所输出的外部位置指令被输入到电动机驱动装置92的指令选择部21。指令选择部21选择外部位置指令和后述的试运转功能211所输出的内部位置指令中的某一个，将选择后的位置指令输出到指令响应设定部22。

在指令响应设定部22中，在对选择后的位置指令进行滤波运算处理之后，将滤波后的位置指令输出到位置速度控制部23。

位置速度控制部23基于该滤波后的位置指令和来自编码器4的电动机位置信息来进行以PID(比例、积分、微分)控制为代表的反馈控制运算，并输出使位置偏差为0的转矩指令。

负载特性补偿部24根据电动机3和负载5的总惯量对位置速度控制部23所输出的转矩指令进行用于吸收惯量的影响的缩放(scaling)处理，由此吸收负载惯量的差异。另外，进行基于来自编码器4的电动机位置信息来估计电动机3和负载5的摩擦转矩并预先相加该摩擦转矩的补偿，由此生成补偿后的转矩指令。

谐振抑制部25将通过陷波滤波或者低通滤波处理后得到的结果作为滤波后的转矩指令而输出，该陷波滤波或者低通滤波处理用于从补偿后的转矩指令去除特定的频率成分以避免激发电动机3和负载5的谐振特性所引起的振动。

通过以该滤波后的转矩指令为输入的未图示的电流控制、功率电路来控制电动机3，以使电动机3输出按照滤波后的转矩指令的转矩。电动机3的运动被传递到所连接的负载5、编码器4，并通过编码器4而作为电动机位置信息被反馈到电动机驱动装置92。

接着，说明自动调整功能的概要，该自动调整功能包括图33上以虚线连接的双线的块。

试运转功能211例如像专利文献1所述的那样，在电动机驱动装置92的内部以具有某斜率的加减速度的三角波来将正负的往复运转模式生成固定量。另外，更一般地说，从外部对电动机驱动装置92设定移动量、最高速度、加速时间、减速时间、停止时间等参数。而且，试运转功能211是以下的功能：通过电动机驱动装置92内置的NC(数值控制)运算处理来实时地自动计算指令模式，生成针对每个固定周期的内部位置指令。此外，通过将用于请求选择内部位置指令的附加信息与内部位置指令一起传递到指令选择部21，还能够从试运转功能211对指令选择部21的动作进行指定。

指令响应设定功能221例如像专利文献2所述的那样，从电动机驱动装置92的外部提供刚性值这样的一个指标，基于内置于电动机驱动装置92的表来决定指令前置滤波的截止频率，该截止频率用于决定位置指令的响应性。另外，更一般地说，对于电动机驱动装置92，通过以一阶滞后、二阶滞后的滤波时间常数或衰减比来指示更详细的频率特性的形式、或者指示上升时间、延迟时间、过冲量等时间响应的过渡特性的形式等，输入一个或多个指令响应指标。而且，指令响应设定功能221以使指令响应设定部22的输入输出关系与指令响应指标尽可能一致的方式自动设定指令响应设定部22的一个或多个参数。

刚性设定功能231例如像专利文献3所述的那样，将代表伺服刚性的一个参数作为指标，将其乘以固定的比率来连动地设定速度比例增益、速度积分增益、位置比例增益。另外，也可以如前述的专利文献2所述的那样，基于与刚性值对应的表来决定位置速度控制部的增益设定。一般来说，刚性设定功能231输入一个或多个刚性指标，以使位置速度控制部23的干扰响应与刚性指标尽可能一致的方式自动设定位置速度控制部23的一个或多个参数。

负载特性测定功能241例如像专利文献5所述的那样，基于针对电动机3的滤波后的转矩指令和来自编码器4的电动机位置信息以及作为电动机位置信息的高阶差分的速度/加速度，使用最小二乘估计来自动估计与负载有关的特性。作为与负载有关的特性，例如有将电动机3和负载5合在一起得到的总惯量、始终固定地起作用的偏载荷转矩、依赖于动作方向的动摩擦转矩、与动作速度成正比的粘性摩擦转矩等摩擦特性。另外，通过使估计结果实时地反映到负载特性补偿部24，使得能够具有自适应鲁棒性，即无论连接了什么样的负载5都能够得到由指令响应指标、刚性指标指定的相同的响应性。

自适应滤波功能251例如像专利文献4所述的那样，通过使用递归型的陷波滤波的自适应算法，以使从电动机速度提取出的高频成分尽可能接近0的方式自动调整谐振抑制部25的参数。另外，在自适应滤波功能251中，存在如下的变化(variation)等：从转矩指令提取振动成分，或者从与模型响应之差提取振动成分，或者具有多个自适应滤波器，或者不仅自动调整陷波频率还自动调整宽度、深度、Q值。一般来说，可以说是以下的功能：以某种方法提取由电动机3和负载5的谐振特性引起的振动成分，通过使该振动成分与规范输入之差最小的自适应算法，来自动调整谐振抑制部25的滤波参数。

振荡探测功能26例如像专利文献6所述的那样，从来自编码器4的电动机位置信息提取变动量，通过该变动量与阈值的比较、持续时间的判定等，来检测电动机3和负载5的振荡状态。在探测出振荡的情况下，将振荡探测信息传递给前述的刚性设定功能231，选择使反馈环的频带宽度变窄的刚性值来自动地抑制振荡。

最后，评价指标测定功能27例如像专利文献7所述的那样，周期性地测定并存储指令选择部21的位置指令输出、编码器4的电动机位置输出、负载特性补偿部24的转矩指令输出等输入输出数据。而且，该评价指标测定功能27是以下的功能：基于与整定时间、过冲、转矩变动等评价指标对应的输入输出数据来计算出评价值并显示、存储该评价值。本功能的重要的一面在于，将全部均能够实时地获取的庞大的电动机控制信息数据压缩为更具有含义的少数的评价指标。

但是，在如上所述的以往技术中，各种自动调整功能是被个别地优化的，从而存在以下问题：未充分地整合在伺服调整的一系列流程中。

例如，试运转功能211不限于伺服调整，能够以机构组装时的原点搜索、动作确认的成熟化(日语：エージング)用、维护作业中的退避动作等各种目的来使用。因此，在试运转功能211中，能够定制移动量、速度、加速度。但是，伺服调整所需的动作按其步骤而不同，在该动作的选择中需要与伺服调整和各种自动调整功能有关的知识。

另外，关于指令响应设定功能221而言，越提高指令响应指标，则越能够缩短定位控制(PTP控制)中的整定时间，并且越能够减小轨迹控制(CP控制)中的跟踪误差，但是由于外部位置指令的离散化、指令分辨率设定而受到制约。另外，还有时考虑固定有电动机3和负载5的装置本身的刚性所引起的机架振动来降低指令响应指标，在该判断中需要对上级装置的了解、实机运用的经验。

另外，关于刚性设定功能231也是，越提高刚性指标则越改善干扰抑制特性，因此越能够减小PTP控制中的过冲量，还越能够减小CP控制中的跟踪误差。但是，至于将刚性指标能够提高到多高，很大程度上依赖于位置速度控制部23的反馈控制的稳定性。因此，为了进行最佳的调整，必须具有与控制理论有关的知识。另外，若位置速度控制部23、负载特性补偿部24的总惯量、谐振抑制部25的设定没有按正确的顺序进行设定，则有损于反馈稳定性，无法得到由刚性指标指定的响应性。并且在最差的情况下，还有时会不稳定而发生振荡。在此，不仅控制理论重要，针对伺服调整过程的专有技术(know-how)也变得重要。

另外，负载特性测定功能241是对负载特性补偿部24的总惯量、摩擦补偿进行自动调整的便利的功能，但是不适于负载特性急剧变化的用途。对于多关节机器人、因直接驱动化等而负载变动的影响大的拾取和放置系的装置、因凸轮驱动而总惯量周期性地变动的装置等，使最小二乘估计始终有效，这不能说是适当的。另外，在多关节机器人的情况下重力方向是变化的，因此摩擦补偿也在电动机单体中的偏载荷转矩估计中不起作用。并且，成为补偿的前提的基于最小二乘法的负载特性估计也受到动作模式、非线形特性所引起的误差的影响，因此为了得到最佳的估计值而需要系统辨识的知识和经验。

另外，自适应滤波功能251也同样地，对上述谐振抑制部25的滤波设定进行自动调整，但是通常以谐振特性不急剧变化为前提。前述的垂直多关节机器人中的对接近固定侧的关节进行驱动的电动机的谐振特性根据姿势而变化，因此使用自适应滤波功能251是不适当的。另外，在间隙(Backlash)、饱和等非线性强的负载、用途中，还存在自适应滤波器进行误动作的情况，即使是在目前的技术下，使自适应滤波器始终有效的风险也是很大的。在这个意义下，需要针对现场、实物，根据具体情况具体处理。

另外，振荡探测功能26在频繁地改变设定来尝试动作的伺服调整时是便利的功能，但是若在实际运用时进行动作，则以后负载的行为会发生变化。因此，需要如下的运用上的注意：在伺服调整中等在某种程度上预计会发生振荡的状况下，限定性地使振荡探测功能26有效。

另外，评价指标测定功能27不对控制电动机的基本功能产生影响。但是，根据评价指标，有时为了得到正确的测定结果而对指令模式、基本功能的设定施加固定的制约。举一个例子，PTP控制中的定位整定时间被定义为从外部位置指令停止的时间点到电动机位置进入定位完成范围内的时间点。但是，在指标或刚性指标低而在电动机位置进入定位完成范围之前下一个外部位置指令变化已开始的情况下等，当然无法测定定位整定时间。若不了解评价指标的含义、评价指标测定功能的测定方法，则无法正确地判定伺服调整的结果。

这些各个自动调整功能的有效或无效、模式设定等操作通常是需要个别地从外部进行，为了进行伺服调整而按正确的顺序操作全部的自动调整功能是非常困难的。

专利文献1：日本特开平5-346359号公报

专利文献2：日本特开2007-336792号公报

专利文献3：日本特开平6-319284号公报

专利文献4：日本特开2004-274976号公报

专利文献5：日本特开2005-168166号公报

专利文献6：国际公开第2008/087893号

专利文献7：国际公开第2009/096169号

发明内容

本发明的电动机驱动装置具备下面的五个电动机控制的基本功能中的任一个。第一基本功能是指令选择部，该指令选择部被输入内部位置指令和从上级装置输入的外部位置指令，将其中一个作为选择后位置指令而输出。第二基本功能是指令响应设定部，该指令响应设定部被输入选择后位置指令，进行去除特定的频带的滤波处理，输出滤波后位置指令。第三基本功能是位置速度控制部，该位置速度控制部以滤波后位置指令和来自编码器的电动机位置信息为输入，生成使两者的偏差为0的转矩指令。第四基本功能是负载特性校正部，该负载特性校正部以转矩指令为输入，在乘以电动机和负载的惯量估计值之后与负载的摩擦转矩估计值相加，来生成补偿后转矩指令。第五基本功能是谐振抑制部，该谐振抑制部进行从补偿后转矩指令去除特定的频带的滤波处理，输出滤波后转矩指令。

并且，本发明的电动机驱动装置具备下面的七个自动调整功能中的任一个。第一自动调整功能是试运转功能，用于按照由伺服调整部指定的动作模式(pattern)，来自动生成内部位置指令。第二自动调整功能是指令响应设定功能，用于按照由伺服调整部指定的指令响应指标，来自动设定指令响应设定部的滤波特性。第三自动调整功能是刚性设定功能，用于按照由伺服调整部指定的刚性指标、从振荡探测功能通知的振荡探测信号，来自动设定位置速度控制部的参数。第四自动调整功能是负载特性测定功能，能够通过伺服调整部来个别地设定负载特性测定的有效或无效、负载特性估计结果的反映的有效或无效，用于基于谐振控制部的滤波后转矩指令和来自编码器的电动机位置信息来自动测定负载特性，根据测定结果对负载特性补偿部进行自动设定。第五自动调整功能是自适应滤波功能，能够通过伺服调整部来设定自适应动作的有效或无效、自适应滤波模式，用于在自适应动作有效的情况下按照自适应滤波模式来自动设定谐振抑制部的滤波特性。第六自动调整功能是振荡探测功能，能够通过伺服调整部来设定振荡探测的有效或无效、振荡探测水平，用于基于来自编码器的位置信息来自动测定振荡状态，与刚性设定功能连动地自动抑制振荡。第七自动调整功能是评价指标测定功能，能够从伺服调整部设定定位完成范围，用于基于滤波后位置指令、电动机位置信息以及滤波后转矩指令等来自动测定各种评价指标。

而且，上述的电动机驱动装置中的本发明的伺服调整方法为包括以下五个步骤中的任一个步骤的结构：步骤1，进行初始设定；步骤2，进行负载特性测定和指令模式决定；步骤3，决定刚性指标最大值，存储与刚性指标对应的谐振抑制部的设定；步骤4，将刚性指标和指令响应指标相组合，来存储指定动作时的评价指标；以及步骤5，基于评价指标，按照搜索条件来得到最终调整结果。

根据这种结构，即使是不具备伺服调整的详细知识的作业者，也只需按顺序执行五个步骤就能够得到适当的调整结果。另外，将五个步骤的任意的组合按顺序执行也具有同样的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的伺服调整方法的各步骤的流程图。

图2是实施方式1中的电动机驱动装置的框图。

图3是表示实施方式1中的指令选择部的详细结构的图。

图4是表示实施方式1中的指令响应设定部的详细结构的图。

图5是表示实施方式1中的位置速度控制部的详细结构的图。

图6是表示实施方式1中的位置速度控制部的另一实施例的详细结构的图。

图7是表示实施方式1中的负载特性补偿部的详细结构的图。

图8是表示实施方式1中的谐振抑制部的详细结构的图。

图9A是表示实施方式1中的试运转功能的详细结构的图。

图9B是表示实施方式1中的试运转功能的指令生成部的指令模式生成例的图。

图10是表示实施方式1中的指令响应设定功能的详细结构的图。

图11A是表示实施方式1中的刚性设定功能的详细结构的图。

图11B是表示实施方式1中的刚性设定功能的刚性表的一例的图。

图12A是表示实施方式1中的负载特性测定功能的详细结构的图。

图12B是用于说明实施方式1中的通过最小二乘估计处理来导出估计值的方法的图。

图13是表示实施方式1中的自适应滤波功能的详细结构的图。

图14是表示实施方式1中的振荡探测功能的详细结构的图。

图15是表示实施方式1中的评价指标测定功能的详细结构的图。

图16是本发明的实施方式2中的伺服调整的步骤1的操作画面的图。

图17是表示实施方式2中的伺服调整的步骤1的过程的流程图。

图18是表示实施方式2中的步骤1-3的初始条件决定表的图。

图19是本发明的实施方式3中的伺服调整的步骤2的操作画面的图。

图20是表示实施方式3中的伺服调整的步骤2的过程的流程图。

图21A是实施方式3中的伺服调整的步骤2中的动作模式图。

图21B是实施方式3中的伺服调整的步骤2中的其它动作模式图。

图22是本发明的实施方式4中的伺服调整的步骤3的操作画面的图。

图23是表示实施方式4中的伺服调整的步骤3的过程的流程图。

图24A是实施方式4中的伺服调整的步骤3中的动作模式图。

图24B是实施方式4中的伺服调整的步骤3中的作为其它例的动作模式图。

图24C是实施方式4中的伺服调整的步骤3中的作为又一例的动作模式图。

图25是本发明的实施方式5中的伺服调整的步骤4的操作画面的图。

图26是表示实施方式5中的伺服调整的步骤4的过程的流程图。

图27A是表示实施方式5中的步骤4-1的检索模式表的图。

图27B是表示实施方式5中的检索模式的组合的图。

图27C是表示实施方式5中的检索模式的其它组合的图。

图28A是实施方式5中的指令响应测定时的动作图。

图28B是实施方式5中的指令响应测定时的动作图。

图28C是实施方式5中的指令响应测定时的动作图。

图29是本发明的实施方式6中的伺服调整的步骤5的操作画面的图。

图30是表示实施方式6中的伺服调整的步骤5的过程的流程图。

图31是表示实施方式6中的步骤5-1的推荐条件表的图。

图32是实施方式6中的步骤5-3的微调画面的图。

图33是以往的电动机驱动装置的框图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的伺服调整方法的各步骤的流程图。另外，图2是本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的框图。并且，图3至图15是表示本电动机驱动装置的各块的详细结构的图。

首先，在参照图3～图15的同时，使用图2来说明本实施方式中的电动机驱动装置2的结构。

图2所示的电动机驱动装置2的各个块与图33大致相同，但是在以下方面与图33中示出的电动机驱动装置92不同：将自动调整功能的与外部之间的输入输出连接于伺服调整部6，使得能够从伺服调整部6进行控制。即，在本实施方式中，构成为能够通过伺服调整部6来统一控制电动机驱动装置2的自动调整功能。

在图2所示的结构中，首先说明对电动机进行驱动控制的基本功能，该基本功能包括以实线连接的单线的块。

作为上级的控制器的上级装置1所输出的外部位置指令被输入到电动机驱动装置2的指令选择部21。

如图3所示，指令选择部21接收后述的试运转功能211所输出的内部位置指令和指令选择信号。然后，指令选择部21通过指令选择21a基于指令选择信号选择外部位置指令和内部位置指令中的某一个，并对指令响应设定部22输出作为选择后的位置指令的选择后位置指令。

如图4所示，指令响应设定部22被输入从指令选择部21输出的选择后的位置指令，对该位置指令进行各种滤波处理，输出作为其结果的滤波后的位置指令来作为滤波后位置指令。指令响应设定部22具备移动平均滤波22a、一阶滞后滤波22b、二阶滤波22c以及阻尼滤波22d来作为滤波处理。移动平均滤波22a进行从后述的指令响应设定功能221指定的移动平均次数的移动平均处理。一阶滞后滤波22b具有指令响应时间常数的阶跃响应特性。二阶滤波22c具有由二阶滤波频率和衰减比规定的频率特性。阻尼滤波22d具有以阻尼频率和深度来定义的频率特性。在图4中，还示出了这些滤波的阶跃响应、频率特性的一例。

如图5所示，位置速度控制部23被输入滤波后的位置指令，并且从与作为驱动对象的电动机3连接的编码器4被输入电动机位置信息，输出使该滤波后的位置指令与电动机位置信息的偏差为0的转矩指令。

具体地说，图5所示的位置速度控制部23具备位置比例处理23a、速度检测处理23e、速度比例处理23b、速度积分处理23c、转矩滤波处理23d以及速度前馈处理23f。

在图5所示的位置速度控制部23中，位置比例处理23a对位置偏差乘以从后述的刚性设定功能231指定的位置环增益，并输出其结果。速度检测处理23e例如基于对电动机位置信息的差分、微分运算等来检测与实际速度对应的电动机速度。速度比例处理23b对速度偏差乘以从刚性设定功能231指定的速度环增益，并输出其结果。速度积分处理23c进行基于从刚性设定功能231指定的速度环积分时间常数的速度积分，并输出其结果。转矩滤波处理23d对内部转矩指令实施具有从刚性设定功能231指定的转矩滤波时间常数的一阶滞后滤波器的滤波，并输出其结果。速度前馈处理23f对滤波后的位置指令进行差分等处理，并输出其结果。

图5所示的位置速度控制部23首先计算作为滤波后位置指令与电动机位置信息之差的位置偏差，对该位置偏差进行位置比例处理23a，得到速度指令。另外，速度检测处理23e得到与电动机的实际速度对应的电动机速度。接着，计算作为速度指令与电动机速度之差的速度偏差，对该速度偏差进行速度比例处理23b和速度积分处理23c的处理，将这些处理的输出相加，得到内部转矩指令。对该内部转矩指令实施转矩滤波处理23d的滤波处理，得到作为输出的转矩指令。此外，也可以将通过速度前馈处理23f得到的结果与上述速度指令相加，以改善响应性。

图6是表示位置速度控制部23的其它实施例的框图，在图6的结构中，包括前馈性地生成各指令信息的处理。为了进行这种处理，图6所示的位置速度控制部23除了图5中示出的处理以外，还具备前馈指令生成处理23h和转矩前馈处理23g。前馈指令生成处理23h对滤波后位置指令进行将一阶差分、二阶差分与滤波处理相组合的处理。然后，使用该前馈指令生成处理23h的处理结果，来同时生成前馈位置指令、作为向速度前馈处理23f的输入的前馈速度指令、作为向转矩前馈处理23g的输入的前馈转矩指令这三个指令。

具体地说，图6所示的位置速度控制部23除了上述的各前馈的处理以外，还具备与图5同样的位置比例处理23a、速度检测处理23e、速度比例处理23b、速度积分处理23c以及转矩滤波处理23d。

图6所示的位置速度控制部23首先从与作为驱动对象的电动机3连接的编码器4被输入电动机位置信息，计算作为该电动机位置信息与前馈位置指令之差的位置偏差。对该位置偏差进行位置比例处理23a，得到速度指令。并且，将速度前馈处理23f的输出与速度指令相加。然后，通过速度检测处理23e得到电动机速度。接着，计算作为速度指令与电动机速度之差的速度偏差，对该速度偏差进行速度比例处理23b和速度积分处理23c的处理，将这些处理的输出相加，得到内部转矩指令。并且，将转矩前馈处理23g的输出与内部转矩指令相加。对该内部转矩指令实施转矩滤波处理23d的滤波处理，得到作为输出的转矩指令。

在该结构中，如果滤波后的位置指令足够平滑，则在不考虑干扰转矩的影响的理想状态下能够实现电动机位置对于滤波后的位置指令的完全跟踪。而且，能够得到由后述的指令响应设定功能221的指令响应指标独立地设定指令响应、由后述的刚性设定功能231的刚性指标独立地设定干扰响应的2自由度的控制结构。

如图7所示，负载特性补偿部24通过对转矩指令实施各种处理来进行能够设想的摩擦补偿。负载特性补偿部24具备惯量校正处理24a、偏载荷补偿处理24b、动摩擦补偿处理24c、粘性摩擦补偿处理24d来作为这种处理。

惯量校正处理24执行对转矩指令乘以后述的负载特性测定功能241所指定的惯量估计值的处理。通过这样，惯量校正处理24进行与电动机3和负载5的总惯量相应的缩放处理。由此，吸收根据各种负载5而不同的电动机等效惯量的差异。

另外，负载特性补偿部24通过使负载特性测定功能241所指定的偏载荷估计值与转矩指令相加来进行针对偏载荷的补偿。动摩擦补偿处理24c基于来自编码器4的电动机位置信息来计算出电动机速度，根据电动机速度方向来使转矩指令与动摩擦估计值相加或相减。动摩擦补偿处理24c通过进行这种处理来进行针对动摩擦的补偿。粘性摩擦补偿处理24d使上述电动机速度乘以粘性摩擦系数估计值，并将该相乘得到的值与转矩指令相加。粘性摩擦补偿处理24d通过进行这种处理来进行针对粘性摩擦的补偿。

负载特性补偿部24通过这些处理来进行能够设想的摩擦补偿，由此能够改善顺应性，能够减轻动作方向、速度所引起的响应的差。

负载特性补偿部24将如以上那样进行各种负载特性补偿后得到的结果作为补偿后的转矩指令而输出。此外，只要位置速度控制部23进行动作，动摩擦补偿、粘性摩擦补偿中使用的电动机速度信息就会跟踪速度指令。因此，当代替电动机速度而使用能够基于位置指令的差分等而计算的速度指令时，不受负载变动的影响，因此存在补偿值稳定的情况。

如图8所示，谐振抑制部25实施去除特定的频率成分的滤波处理以避免激发与连接于电动机3的负载5的谐振特性所引起的振动。

谐振抑制部25具备二阶滤波25a以及多个作为陷波滤波处理的第一陷波滤波25c、第二陷波滤波25d、第三陷波滤波25e及第四陷波滤波25f。二阶滤波25a进行由后述的自适应滤波功能251所指定的二阶滤波频率、衰减比规定的滤波处理。同样地，各陷波滤波进行使特定的频带以自适应滤波功能251所指定的陷波滤波频率、宽度、深度来衰减的陷波滤波处理。谐振抑制部25输出这些滤波后的输出，来作为滤波后的转矩指令即滤波后转矩指令。在图8中，还示出了这些滤波的阶跃响应、频率特性的一例。

最后，通过未图示的电流控制、功率电路来控制针对电动机3的电压、电流使得电动机3的输出转矩按照该滤波后转矩指令发生变化，从而与电动机3连接的负载5进行动作。

接着，说明自动调整功能，该自动调整功能包括图2中以虚线连接的双线的块。

如图9A所示，试运转功能211从伺服调整部6被输入移动量、最高速度、加减速时间等与动作模式有关的信息以及伺服开启信号、试运转动作开始信号等控制信号，向指令选择部21输出内部位置指令和指令选择信号。

试运转功能211具备指令生成部211a和指令选择信号生成部211b。指令生成部211a利用从伺服调整部6输入的与动作模式有关的信息来自动生成运转模式，输出基于该运转模式的内部位置指令。指令选择信号生成部211b基于从伺服调整部6输入的控制信号来输出指令选择信号，该指令选择信号用于在未图示的电动机通电状态的控制、试运转动作开始信号变为“通(ON)”的时间点指示指令选择部21选择内部位置指令。

另外，图9B是表示指令生成部211a的指令模式生成例的图。在图9B中，示出了基于移动量X和加减速时间tacc来生成图9B的上层所示的速度三角波模式或下层所示的速度梯形波模式的方法。在移动量X小时选择速度三角波模式，而移动量X越大则速度的最大值越大，当达到最高速度Vmax时，以后生成速度梯形波模式。

此外，由指令生成部211a生成的内部位置指令作为电动机信息还被输出到伺服调整部6。

如图10所示，指令响应设定功能221从伺服调整部6被输入作为指令响应指标的移动平均时间和时间常数以及用于开始向指令响应设定部22反映指令响应指标的指令响应指标反映开始信号。指令响应设定功能221基于所输入的这些信息、信号来进行对指令响应设定部22的滤波处理的条件进行指定等处理。

指令响应设定功能221具备移动平均时间设定处理221a、指令响应时间常数设定处理221b、二阶滤波设定处理221c以及阻尼滤波设定处理221d。

移动平均时间设定处理221a在该指令响应指标反映开始信号为“通(ON)”的情况下，通过使移动平均时间除以指令响应设定部22内的移动平均滤波22a的运算周期来输出移动平均次数。另外，二阶滤波设定处理221c例如将二阶滤波的衰减比固定为1，将二阶滤波的频率设为将指令响应指标的时间常数的倒数除以2π而得到的值。指令响应时间常数设定处理221b设定具有指令响应时间常数的阶跃响应特性的一阶滞后滤波22b的指令响应时间常数。阻尼滤波设定处理221d设定以阻尼频率和深度来定义的阻尼滤波22d的阻尼频率的深度。此外，也可以不在指令响应设定功能221内计算它们的全部，也可以基于作为未图示的手动设定参数的一阶滞后平滑时间常数、阻尼频率/深度设定来进行设定。

另外，作为指令响应指标，例如有：仅指示指令响应截止频率之类的单个值或指示一阶滞后、二阶滞后的滤波时间常数、衰减比之类的频率特性整体的形式；或者指示上升时间、延迟时间、过冲量等过渡特性的形式等。也可以通过它们的各种组合来设定指令响应指标，以使指令响应设定部22整体的输入输出关系与指令响应指标尽可能一致的方式自动设定指令响应设定部22的滤波特性。

如图11A所示，刚性设定功能231从伺服调整部6被输入刚性指标，参照刚性表来输出针对位置速度控制部23的参数组。

刚性设定功能231具备振荡自动抑制处理231a和刚性表处理231b。振荡自动抑制处理231a通常将来自伺服调整部6的刚性指标按原样输出到刚性表处理231b。刚性表处理231b在来自伺服调整部6的刚性指标反映开始信号为“通(ON)”的情况下，参照刚性表来输出针对位置速度控制部23的参数组。关于此处的刚性表而言，刚性指标取0至31这32个等级的值，刚性指标的值越大则位置速度控制部23的干扰抑制特性越高。图11B中示出了这种刚性表的一例。刚性表处理231b输出这种位置环增益、速度环增益、速度积分时间常数、转矩滤波时间常数的参数组。

另外，在从后述的振荡探测功能26输入的振荡探测信号变为“通(ON)”时，振荡自动抑制处理231a自动选择稳定性高的刚性指标来代替来自伺服调整部6的刚性指标，直到振荡停止为止。位置速度控制部23的干扰抑制特性的分母直接联系到反馈控制的稳定性，因此在本例中若将刚性指标设定为较低的值，则整体的增益下降，能够增加稳定性。此外，也可以在探测出振荡时与刚性指标的下降相应地使指令响应指标下降。

当刚性指标下降时，同时位置速度控制部23的参数组被变更，因此在固定时间之后振荡收敛。振荡探测信号变为“断(OFF)”。但是，若直接将刚性指标恢复原样则存在再次振荡的可能性。因此，振荡自动抑制处理231a将当前的刚性指标输出到伺服调整部6，在伺服调整部6侧使刚性指标下降以进行振荡探测后的恢复。

此外，作为刚性指标，有：从干扰转矩到电动机速度的与频率响应整体有关的指标；速度变动率、抖动(jitter)等与稳态特性有关的指标等。也可以输入如这些指标那样一般与干扰抑制特性有关的刚性指标，以使位置速度控制部23的输入输出关系与刚性指标尽可能一致的方式自动设定位置速度控制部23的参数组。

另外，在本实施方式中，列举如图11A的结构那样使用基于刚性指标来唯一地决定内部参数的刚性表的结构例来进行了说明。但是，可考虑如下方式：在从刚性指标向位置速度控制部23的参数组的展开中仅定义某一个内部参数与刚性指标的关系，除此以外的内部参数是基于内部参数之间的比率来进行计算。并且，还可考虑如下方式等各种自动设定方法：不仅将刚性指标作为输入，还将负载特性补偿部24的设定、谐振抑制部25的设定作为输入，基于包含多个参数的计算式来决定内部参数。

如图12A所示，负载特性测定功能241大致分为作为负载特性测定处理本身的最小二乘估计处理241a以及根据测定结果来自动设定负载特性补偿部24的除最小二乘估计处理241a以外的处理。

最小二乘估计处理241a基于来自谐振抑制部25的滤波后的转矩指令以及来自编码器4的电动机位置信息，通过进行前处理，计算出平滑化的转矩指令，并根据电动机位置信息的差分来计算出电动机速度，进一步基于该电动机速度的差分来计算出电动机加速度。最小二乘估计处理241a以使这些实际动作的信息与负载模型的输出之差最小的方式进行最小二乘估计处理，输出惯量估计值、偏载荷估计值、动摩擦估计值、粘性摩擦系数估计值。

最小二乘估计处理241a定性地如图12B那样，基于电动机加速度和转矩指令的散布图、或者电动机速度和转矩指令的散布图来画出距各点的距离的平方的总和最小的近似直线，基于该直线的斜率和截距来导出估计值。例如，如图12的上图所示，惯量比为电动机加速度与转矩指令的近似直线的斜率。同样地，如图12的下图所示，能够根据电动机速度与转矩指令的近似直线的斜率来得到粘性摩擦系数估计值。关于偏载荷估计值和动摩擦估计值，将电动机速度与转矩指令的近似直线分为电动机速度为正的情况和电动机速度为负的情况来分别进行计算，根据各自的截距a、b，能够利用截距a、b的平均值来计算出偏载荷估计值，能够利用截距a、b之差的1/2来计算出动摩擦估计值。

关于作为最小二乘估计处理241a的输出的估计值向负载特性补偿部24的反映，针对每个估计值从伺服调整部6提供个别的估计值反映允许信号。例如在想要仅更新惯量估计值的情况下，仅使针对惯量估计值反映处理241b的反映允许信号变为“通(ON)”，使其它变为“断(OFF)”。在想要更新摩擦估计值的情况下，相反地使与惯量估计以外的三个估计值对应的针对偏载荷估计值反映处理241c、动摩擦估计值反映处理241d、粘性摩擦系数估计值反映处理241e的反映允许信号变为“通(ON)”。

在估计值反映允许信号为“通(ON)”的情况下，通常估计值按原样被输出到负载特性补偿部24，但是也有时利用固定的比率、偏移值对估计值进行校正。在估计值反映允许信号为“断(OFF)”的情况下，可考虑保持当前的负载特性补偿部24的设定或清零、以出厂设定值、既定值进行预置等。通过实时地进行该负载特性测定处理和估计值的反映，即使是在不知道连接了什么样的负载5的初始调整时、因经年变化而产生缓慢的变化的情况下，与负载5相应的校正也始终被更新。这具有提高以下的自适应鲁棒性的效果：无论安装在什么样的装置中，都始终能够得到由指令响应指标、刚性指标指定的相同的响应性。

如图13所示，自适应滤波功能251被输入来自伺服调整部6的自适应处理开始信号，设定谐振抑制部25的各滤波以对谐振振动进行抑制。

自适应滤波功能251具备自适应滤波处理251a、二阶滤波设定处理251b以及第一至第四陷波滤波设定处理251c、251d、251e、251f。

自适应滤波处理251a在来自伺服调整部6的自适应处理开始信号变为“通(ON)”的情况下，从编码器4被输入电动机位置信息。对该电动机位置信息实施用于变换为速度的差分处理、用于提取变动成分的带通滤波处理等前处理，并输出到可变滤波和系数更新算法。可变滤波具有与谐振抑制部25的陷波滤波同样的特性，其输出是使特定的频带衰减后得到的。以使该输出与规范输入之差为0的方式，利用与由伺服调整部6指定的自适应滤波模式相应的系数更新算法来自动调整可变滤波的频率特性。另外，第三陷波滤波设定处理251e和第四陷波滤波设定处理251f使该可变滤波的频率特性分别应用于第三陷波滤波和第四陷波滤波的频率、宽度、深度。并且，由伺服调整部6指定的自适应滤波模式还能够指定第三陷波滤波设定处理251e、第四陷波滤波设定处理251f的定时、变换方法。

在该实施例中进行了两个陷波滤波的自动调整，但是也可以控制第一陷波滤波设定处理251c、第二陷波滤波设定处理251d来对四个陷波滤波全部进行自动调整。另外，如果变更可变滤波的频率特性来控制二阶滤波设定处理251b，则对二阶滤波的特性也能够进行自动调整，这是不言而喻的。能够通过在实施例中未图示的手动设定参数来变更不自动调整的三个滤波特性。

并且，自适应滤波处理251a将可变滤波的频率、宽度、深度之类的自适应结果输出到伺服调整部6。由此，能够获知在当前的刚性指标下探测出的电动机3和负载5的谐振特性。

如图14所示，振荡探测功能26在来自伺服调整部6的振荡探测开始信号变为“通(ON)”的情况下，将来自编码器4的电动机位置信息输入到振荡探测处理26a，开始探测振荡的处理。

振荡探测功能26与自适应滤波同样地提取电动机变动量并计算振动水平，基于该振动水平与由伺服调整部6指定的振荡探测水平之间的比较来检测电动机3和负载5的振荡状态。在探测出振荡的情况下，使振荡探测信号变为“通(ON)”来向前述的刚性设定功能231传递，来使刚性设定功能231选择振荡收敛的方向的刚性指标。此外，在振荡探测中，只要是与振动有关的指标，则可以使用任何信息。例如，也可以利用转矩指令、位置指令、干扰转矩估计值、负载位置信息、通过麦克风等得到的声音信息、通过加速度传感器得到的电动机3或负载5的加速度信息、通过负荷传感器等得到的转矩、压力信息等来探测振荡。

最后，如图15所示，评价指标测定功能27从编码器4被输入电动机位置信息，从指令选择部21被输入选择后位置指令，从谐振抑制部25被输入滤波后转矩指令。而且，评价指标测定功能27被输入来自伺服调整部6的定位完成范围、最大转矩限制、振动探测水平等测定阈值，根据测定开始信号、测定次数、最大停止时间等控制信号来向伺服调整部6输出各种评价指标。

评价指标本身及其计算方法多种多样，例如在图15中列举了如定位整定时间那样的作为评价指标的项目例的一览。如图15所示，作为评价指标，有定位整定时间、指令时间等。另外，关于这些评价指标的计算方法，下面也参照图15来进行说明。

作为定位整定时间的计算方法，能够在来自指令选择部21的选择后位置指令停止之后，测定直到选择后位置指令与来自编码器4的电动机位置信息的偏差(位置偏差)处于来自伺服调整部6的定位完成范围以内为止的时间。

指令时间能够定义为来自指令选择部21的选择后的位置指令变化着的时间，节拍(tact)能够定义为在选择后位置指令最初发生变化并停止之后到下一次发生变化为止的期间。另外，关于节拍，也可以限制为在选择后位置指令停止之后经过了来自伺服调整部6的最大停止时间为止。

过冲量能够定义为节拍间的上述位置偏差的最大、最小中的与选择后的位置指令的方向为反向的位置偏差。

关于振动水平有几个计算方法，可考虑如上述自适应滤波功能251的自适应滤波功能、振荡探测功能26那样基于来自编码器4的电动机位置信息来提取振动成分的方法、基于来自谐振抑制部25的滤波后的转矩指令来提取特定频带的振动成分的方法。通过将该振动水平与来自伺服调整部6的振动探测水平进行比较，能够进行步骤3中的振动检测。

定位完成输出信号(INP)一般是当上述位置偏差处于定位完成范围内时变为“通(ON)”、在范围外则变为“断(OFF)”的信号，能够将节拍间的INP信号变化次数作为定位整定的指标。INP变化次数也可以限定在位置指令停止后。

能够基于来自指令选择部21的选择后位置指令、来自编码器4的电动机位置信息的差分来计算指令速度、电动机速度。转矩指令为来自谐振抑制部25的滤波后转矩指令，位置偏差为上述的选择后位置指令与来自编码器4的电动机位置信息的偏差。如果将它们在节拍间的最大、最小值作为评价指标，则能够掌握节拍间动作的相当大的部分。关于转矩指令，根据节拍间的累积平方根来求出有效值，这是在电动机、电动机驱动装置的容量选定等中非常有用的评价指标。关于与转矩有关的指标，能够通过与来自伺服调整部6的最大转矩限制进行比较，来有助于步骤2中的最高加速度模式决定。

评价指标测定功能27的重要的一面在于，通过固定的算法将全部均能够实时地获取的庞大的电动机控制信息数据压缩为更具有含义的少数的评价指标。

针对以上说明的图2所记载的对电动机进行驱动控制的基本功能以及自动调整功能，在图1中示出了本实施方式的伺服调整步骤的流程图。在该实施例中，以在图2的伺服调整部6内安装以下的伺服调整步骤为前提。

本实施方式的伺服调整步骤为包括以下五个步骤中的任一个步骤的结构。

步骤1是初始设定，在步骤2至步骤5之前执行。步骤1输入与控制对象有关的信息，进行针对步骤2以后的调整步骤的初始条件、功能的有效或无效选择。

步骤2进行负载特性测定。步骤2在步骤3至步骤5之前执行，在设定了各种功能后，使试运转功能按负载特性测定的最小二乘估计适当起作用的动作模式进行动作，得到最佳的估计结果。另外，对步骤3以后的调整步骤提供试运转功能的动作模式。

步骤3是调整刚性设定功能的步骤，在步骤4和步骤5之前执行。步骤3有效利用自适应滤波功能来逐渐提高刚性指标，探寻作为刚性指标的上限的最高刚性。另外，提供与步骤4以后的刚性指标变更对应的谐振抑制部设定。

步骤4为测定指令响应的步骤。步骤4在步骤5之前执行，基于步骤3的最高刚性来生成将刚性指标与指令响应指标相组合的检索模式(search pattern)，通过评价指标测定功能来测定并存储评价指标。

步骤5是最后执行的，基于步骤4的评价指标，根据代表用户所要求的特性的几个推荐条件，来提取刚性指标与指令响应指标的组合并提示。另外，具有以下步骤：在选择后重复进行微调和试运转，之后作为最终调整结果保存在电动机驱动装置中。

特别是，在本实施方式中，通过步骤2至步骤4，首先在最初的步骤2中使负载特性测定功能进行动作，基于其测定结果来设定负载特性补偿部。由于像这样最初补偿负载特性，因此在抑制了根据使用条件而大幅变化的负载的影响的状态下自动决定步骤2以后的测定中需要的试运转动作模式，由此能够得到正确的各特性的测定结果。

并且，在下一个步骤3中，进行决定刚性指标的最大值所需的初始设定，并且进行与步骤2协作的试运转动作。由此，能够存储刚性指标最大值的决定以及与刚性指标对应的谐振抑制部的设定。然后，在下一个步骤4中，是以下结构：基于通过步骤3指定的最高刚性来决定将多个刚性指标与多个指令响应指标组合的检索模式，针对检索模式的全部组合测定并存储评价指标。本实施方式按这种从步骤2到步骤4的顺序进行伺服调整，因此能够调整为各步骤相协作的流程，由此，即使是不具备伺服调整的详细知识的作业者，也只需按顺序执行各步骤就能够得到适当的调整结果。

另外，通过从步骤2至步骤4，在试运转动作有效的期间，使振荡探测功能26有效，针对因难以预料的事态引起的振荡探测使刚性指标降低，从而使得能够继续进行伺服调整。另外，同样地，评价指标测定功能27具有测定并记录针对全部动作的评价指标的功能。

在伺服调整步骤正常动作的情况下，能够以相同的评价指标来表示通过相同的伺服调整步骤得到的调整结果。因此，排除依赖个人技能性强的伺服调整，即使是不具备伺服调整的知识的作业者也能够得到精度高的调整结果。另外，能够进行基于相同格式的报告输出，因此调整结果的报告、维护时的微调变得非常简单。另外，评价指标的测定记录也能够利用于在伺服调整步骤中产生异常的情况下的分析。并且，定期地进行评价指标记录，基于指标的变化来用于经年变化、寿命预测等的分析，这样的方式也认为是有效的。

如以上那样，本实施方式的电动机驱动装置具备指令选择部21、指令响应设定部22、位置速度控制部23、负载特性补偿部24以及谐振抑制部25这五个电动机控制的基本功能中的任一个。并且，本电动机驱动装置具备试运转功能211、指令响应设定功能221、刚性设定功能231、负载特性测定功能241、自适应滤波功能251、振荡探测功能26以及评价指标测定功能27这七个自动调整功能中的任一个。而且，本实施方式的伺服调整方法具备以下五个步骤中的任一个：步骤1，进行初始设定；步骤2，进行负载特性测定和指令模式决定；步骤3，决定刚性指标最大值，存储与刚性指标对应的谐振抑制部的设定；步骤4，将刚性指标和指令响应指标相组合，来存储指定动作时的评价指标；以及步骤5，基于评价指标，按照搜索条件来得到最终调整结果。

在本实施方式1中是这样构成的，因此通过伺服调整的各步骤，即使是不具备伺服调整的详细知识的作业者，也只需按顺序执行五个步骤就能够得到适当的调整结果。

(实施方式2)

图16是表示实施方式2中的伺服调整步骤1的操作画面的图。

如图16所示，步骤1的操作画面被分为左半部分的调整方针设定块和右半部分的测定条件设定块。作为调整方针选择，能够通过组合框(combo box)来选择与搜索方法、控制目的、负载变动的有无、对象的装置是重视响应性还是重视稳定性、对象的装置具有什么样的机构等有关的信息。另外，作为测定条件，能够通过编辑框(edit box)来以数值方式输入定位完成宽度、振荡探测水平、最大转矩限制。

在完成一系列初始设定后，按下右下方的“下一步”按钮，由此能够进入步骤2。当前的步骤被显示于上部，能够确认伺服调整步骤的进展。

图17是表示本实施方式中的伺服调整的步骤1的过程的流程图。

步骤1-1在步骤1-3之前执行，使用上述操作画面的调整方针设定块来选择各种调整方针。在后述的决定表中列举组合框的项目的例子。此外，也可以基于多个调整方针在内部生成另外的调整方针。

步骤1-2在步骤1-3之前执行，使用上述操作画面的测定条件设定块来设定各种测定阈值。也可以在画面上的测定条件与测定阈值之间进行固定的单位变换、符号反转等缩放、既定值的相加等偏移处理。另外，步骤1-1和步骤1-2也可以与操作画面相应地以不同的顺序进行设定。

步骤1-3基于来自上述操作画面的设定，决定以后的步骤中需要的初始条件。作为在此设定的初始条件，可以列举出如下的项目。即，有：步骤2至4中使用的试运转功能的试行次数；步骤2中使用的指令响应设定功能的初始指令响应、刚性设定功能的初始刚性；步骤2中使用的负载特性测定功能的最小二乘估计功能的有效或无效；步骤4中也使用的负载特性测定结果向负载特性补偿部的反映的有无。另外，设定：步骤3中使用的自适应滤波功能的有效或无效、动作模式的设定；步骤2至5中使用的振荡探测功能的有效或无效、振荡探测水平；步骤2、4、5中使用的评价指标测定功能的定位完成范围和最大转矩限制等。在按下表示转移到作为下一个步骤的步骤2的“下一步”按钮的定时，基于后述的初始条件决定表来设定这些初始条件。

图18表示实施方式2中的步骤1-3的初始条件决定表。

搜索方法包括高速检索和全检索(full search)这两个项目，当选择高速检索时，试运转功能211的试行次数少于全检索的情况，能够进行更高速的搜索。

控制目的包括PTP控制和CP控制这两个项目。在PTP控制的情况下，一般以定位整定时间为目标，因此对评价指标测定功能27的定位完成范围直接设定测定阈值。在CP控制的情况下，不需要定位整定时间的指标，因此定位完成范围可以是固定值。

负载变动包括无～缓慢以及急剧这两个项目。在负载变动急剧的情况下，使负载特性测定功能241和自适应滤波功能251无效化。这些功能以负载变动、谐振特性不发生变化或其变化缓慢为前提。因此，通过设置该项目，能够避免测定结果、自适应结果变得不稳定的现象。

响应性/稳定性的项目包括重视响应性、平衡型、重视稳定性这三个。它们决定自适应滤波功能251的有效或无效以及评价指标测定功能27的最大转矩限制。当通过自适应滤波功能251适当地设定了谐振抑制部25时，能够提高作为刚性指标的最大值的最高刚性，从而提高干扰抑制特性。但是，与此相应地在鲁棒性的意义上稳定性下降，因此它们处于权衡的关系。另外，在重视响应性的情况下，一般按电动机的极限特性的动作模式进行动作的情况多。因此，在将增益调整步骤中的动作模式也设为高加减速的情况下，与实际动作时的结果之间的匹配性更好。此外，自适应滤波的有效或无效是通过负载变动和响应性/稳定性这两方的调整方针来指定的，事先决定规则使得在它们相矛盾的情况下例如使无效侧优先。

机构(刚性)的项目包括高刚性(联轴器直连等)、中刚性(滚珠丝杠等)、低刚性(带驱动等)这三个等级。它们决定指令响应设定功能221的初始指令响应指标、刚性设定功能231的初始刚性指标。根据机构所设想的刚性越高，则初始设定越高的指令响应指标、刚性指标，由此能够缩短测定时间。另外，根据机构所设想的刚性越低，则初始设定越低的指令响应指标、刚性指标，由此能够避免在步骤2中的试运转动作中探测出振荡。同样地，通过按机构来变更最高刚性限制，能够减少步骤3的刚性测定中的振荡探测。另外，通过根据机构(刚性)来变更自适应滤波功能251的动作模式设定，实现利用事前信息的自适应滤波功能251的动作稳定化。即，例如在高刚性时设为陷波宽度窄且陷波深度深的高刚性模式，在低刚性时设为陷波宽度宽且陷波深度浅的低刚性模式，在中刚性时设为具有两者中间的特性的中刚性模式等，来实现自适应滤波功能251的动作稳定化。并且，根据机构(刚性)来决定振荡探测功能26的振荡探测水平。对于测定条件中的设定，通过乘以与机构(刚性)相应的乘数或者设定在表中具有的测定阈值，能够提高振荡探测精度。步骤3中使用的振动探测水平通常用于使刚性搜索在探测出振荡前结束，设定为低于振荡探测水平的值。在本例中是将振荡探测水平乘以小于1的常数来计算出的。

此外，关于步骤1-1、步骤1-2以及步骤1-3，除了特别指定了顺序的步骤以外，也可以更换步骤的顺序。例如，步骤1-1和步骤1-2中哪一个先实施都可以。

如以上那样，本实施方式的伺服调整方法的步骤1为设定以下任一个的初始条件的结构：试运转功能的试行次数；指令响应设定功能的初始指令响应指标；刚性设定功能的初始刚性指标和最高刚性限制；负载特性测定功能的最小二乘估计有效或无效和负载特性补偿部反映的有效或无效；自适应滤波功能的有效或无效和动作模式设定；振荡探测功能的有效或无效和振荡探测水平；评价指标测定功能的定位完成范围和最大转矩限制和振动探测水平。

并且，本实施方式的步骤1是以下的结构：输入搜索方法、控制目的、负载变动、响应性/稳定性的指标、作为控制对象的负载的机构/刚性等定性的调整方针以及定位完成范围、振荡探测水平、最大转矩限制等定量的测定阈值，基于它们的组合来输出上述初始条件。

以上，根据本实施方式，通过伺服调整的步骤1，能够通过用户易于理解的条件设定来进行伺服调整中使用的各自动调整功能的初始设定、有效或无效。

(实施方式3)

图19是表示实施方式3中的伺服调整的步骤2的操作画面的图。

在图19中，左半部分是用于设定试运转功能的动作范围的动作范围设定块。利用伺服开启/伺服关闭(ServoON/ServoOFF)按钮来进行电动机通电的控制，利用有+/-标记的正方向/负方向动作按钮来使电动机向正负方向移动，从而设定在步骤2以后的伺服调整步骤中能够动作的范围。另外，具有以指令单位来表示当前位置的监视部等。

另外，右半部分是用于测定负载的特性的负载特性测定块。具有对移动方向/移动量进行设定的组合框以及用于开始/停止负载特性的测定的“开始/停止”(START/STOP)按钮。此外，如果以惯量比、偏载荷、动摩擦、粘性摩擦系数之类的形式如图的右下方那样将负载特性的测定结果进行一览显示，则可以实时地获知负载特性测定结果，是有用的。

如果负载特性测定完成并对测定结果满足，则按下右下方的“下一步”按钮，由此能够进入步骤3。如果在该时间点对结果不能满足，则再次按下开始按钮来重新测定或按下左下方的“返回”按钮，由此还能够废弃测定结果并返回到步骤1。

图20是表示本实施方式中的伺服调整的步骤2的过程的流程图。

步骤2-1在步骤2-4的试运转动作前执行，对指令响应设定功能221设定通过步骤1设定的初始指令响应指标，对刚性设定功能231设定初始刚性指标，由此使刚性指标和指令响应指标初始化。通过该步骤，能够得到测定时间的缩短、避免试运转动作时的振荡这样的效果。

步骤2-2在步骤2-4的试运转动作前执行，为了使自适应滤波功能251无效化，初始化为使自适应处理开始信号变为“断(OFF)”、并使谐振抑制部的陷波滤波全部无效(使输入信号直通)的设定。通过该步骤，能够保证以在没有陷波滤波的状态下能够驱动的低的刚性指标来进行负载特性测定。因此，能够得到以下效果：负载特性测定结果不易受到电动机3和负载5的谐振特性、自适应滤波功能251的自适应结果的影响。

步骤2-3在步骤2-4的试运转动作前执行，对振荡探测功能26设定通过步骤1设定的振荡探测水平，并且使振荡探测开始信号变为“通(ON)”来使振荡探测处理有效。例如设在步骤1中对机构(刚性)的设定出错，以比在实际的负载5中设想的指标高的初始指令响应指标、初始刚性指标开始了试运转动作。即使发生这种情况，也能够通过与刚性设定功能231相协作的振荡自动抑制处理来使刚性设定自动下降，从而能够继续进行伺服调整步骤。此外，在刚性设定下降的情况下，在伺服调整部6侧自动降低初始刚性设定，从而顺畅地进行振荡停止后的恢复，这样也是有效的。

步骤2-4在步骤2-7的试运转动作前执行，利用操作画面的动作范围设定块的伺服开启/伺服关闭按钮，通过向试运转功能211的控制信号来开始电动机通电，利用正方向/负方向动作按钮来使电动机实际动作，由此设定在伺服调整中能够动作的范围。在设定了动作范围后，在使电动机移动到动作开始位置之后选择使得能够在选择动作范围内动作的移动方向和移动量。该可动作范围设定最好设定得尽可能宽，这在步骤4中进行指令重选时也有效。另外，如果动作范围足够宽，则还可以按相同的移动量和相同的移动方向一边改变动作开始位置一边重复启动试运转动作。

步骤2-5在步骤2-7的试运转动作前执行，在开始按钮被按下的定时，使负载特性测定开始信号变为“通(ON)”以使负载特性测定功能241有效。在通过步骤1而调整方针的负载变动选择了急剧的情况等存在使负载特性测定无效的理由的情况下，也可以保持负载特性测定开始信号为“断(OFF)”。在该情况下，只为了设定最高加速度模式而实施步骤2。

步骤2-6在步骤2-7的试运转动作前执行，将试运转功能211初始化为满足负载特性测定功能241能够进行最低限动作的制约条件(速度、加速度、动作时间等)中的最小加速度的试运转动作模式。利用图21A和图21B来详细叙述在步骤2-6和步骤2-7中基于动作加速度和移动量来设定试运转功能211的动作模式的例子。通过从最小加速度起开始，从最初起就能够得到正确的负载特性测定结果，而且能够使测定时间为最小限度。

在步骤2-7中，按当前的动作模式(移动量、最高速度、加减速时间)，向试运转功能211送出通过步骤1设定的试行次数的试运转动作开始信号，进行试行次数的试运转动作。如果在步骤2-5中负载特性测定功能241变为有效，则能够通过该动作得到负载特性测定结果。能够按每个加速度设定而得到负载特性测定结果，因此也可以将它们全部存储。

在步骤2-8中，每当步骤2-7的试运转动作结束时进行利用评价指标测定功能27的评价指标测定。为了步骤2-10中的最大转矩判定，需要测定至少一个与转矩指令有关的评价指标、例如转矩指令最大、最小值、转矩指令有效值等。

在步骤2-9中，确认在步骤2-7的试运转动作中通过步骤2-3启动的振荡探测功能26是否探测出振荡。在探测出振荡的情况下对刚性设定功能231送出振荡探测信号，因此自动进行步骤2-9-1的降低刚性指标的动作，从而避免振荡状态。但是在该情况下，存在步骤2-7中的负载特性测定结果、步骤2-8的与转矩指令有关的评价指标在振荡状态下变为异常的值的可能性。因此，转移到步骤2-6，以更低而稳定的初始刚性指标从负载特性测定的最小加速度起重新进行测定。

步骤2-10判定步骤2-8的结果所测定出的与转矩指令有关的评价指标是否超过了通过步骤1指定的最大转矩限制。关于负载特性测定功能241而言，基本上来说动作加速度越高则得到的结果的精度越佳。因此，在该步骤2-10中判定为最大转矩限制以下的情况下，在步骤2-10-1中提高试运转动作的加速度来重新设定试运转功能211的动作模式，从步骤2-7起再次进行试行次数的试运转动作。由此，通过多个加速度设定来得到精度佳的负载特性测定结果。

在步骤2-10中与转矩指令有关的指标超过了最大转矩限制的情况下，步骤2-11将当前的移动量、最高速度、加减速时间存储为步骤3以后使用的试运转功能211的最高加速度模式。由此，能够根据负载5的负载特性来得到能够在最大转矩限制以内驱动的动作模式。

在步骤2-10中与转矩指令有关的指标超过了最大转矩限制的情况下，步骤2-12按照通过步骤1指定的负载特性测定结果向负载特性补偿部的反映的有无，来操作估计值反映允许信号，对负载特性补偿部24设定负载特性测定结果的一部分或全部。惯量估计值对控制系统的稳定性产生很大影响，因此最好设定为在该步骤2中最后测定出的结果。偏载荷估计值、动摩擦估计值、粘性摩擦估计值还受到指令模式、指令响应测定条件的影响，因此在步骤4中重新设定。因而，此处的设定不是必需的。

最后，步骤2-13在结束步骤2-12之后，如果在步骤2-5中负载特性测定功能241变为有效，则使负载特性测定开始信号变为“断(OFF)”来事先使该负载特性测定功能241无效化。在步骤3的指令响应指标、刚性指标高的条件下，有时会产生因谐振特性等引起的振动。另外，在步骤4中的指令重选中，存在会选择不适于负载特性测定的动作模式的可能性，这些都有使负载特性测定结果不稳定、精度也恶化的倾向。因此，在步骤2-13中事先使负载特性测定功能241无效化是重要的。

此外，关于步骤2中的各步骤，除了特别指定了顺序的步骤以外，也可以更换步骤的顺序。例如步骤2-1至步骤2-3只要在开始试运转动作之前实施即可，哪个先实施都可以。另外，更换步骤2-11和步骤2-12的顺序也没有问题。

图21A和图21B是本实施方式中的伺服调整的步骤2中的动作模式图。

在此，列举了将负载特性测定功能241的测定所需的最小加速度设为1000[r/min/s]、如图21A那样移动量为2圈且移动方向为正方向→负方向的往复动作模式以及如图21B那样移动量为4圈且正方向→正方向的单方向动作模式这两个例。

在按速度三角波模式进行驱动的情况下，参数的设定自由度只有两个。因此，基于当前的加速度以及通过步骤2-4指定的移动量，能够通过加减速时间＝√(移动量/加速度)、最高速度＝加速度×加减速时间来进行计算，试运转功能211的动作模式被唯一地确定。

在图21A的往复动作模式的情况下，基于最小加速度1000[r/min/s]和移动量2[圈]，确定加减速时间＝0.346[s]、最高速度＝346[r/min]。由于是正方向→负方向的顺序，因此使最高速度也按正负的顺序变化，从而形成往复动作。当将步骤2-10-1中的加速度的提高设为2倍时，在第二循环中根据加速度＝2000[r/min/s]，加减速时间变为0.245[s]，最高速度变为490[r/min]。在第三循环中根据加速度＝4000[r/min/s]，加减速时间变为0.173[s]，最高速度变为693[r/min]。随着加速度变高，最高速度变高，但是加减速时间变短。在最高速度超过电动机3、负载5所能够容许的最高测定的情况下，也可以结束测定。另外，在无法确保负载特性测定功能241中的测定所需的动作时间的情况下，最好也同样地结束测定。

在图21B的单方向动作模式的情况下，移动量为4[圈]，因此即使是相同的加速度设定，加减速时间、最高速度也不同。另外，指令方向为正方向→正方向这样的单方向，因此最高速度始终为正方向。这样，在选择持续向单方向运动的动作模式的情况下，大多是能够向单方向无限地持续进给的机构，因此也可以使得能够忽视动作范围设定。

如以上那样，本实施方式的伺服调整方法的步骤2使负载特性测定功能按照通过步骤1指定的负载特性测定功能的有效或无效设定来进行动作，在所设定的动作范围内通过试运转功能使电动机动作通过步骤1指定的试行次数。而且，本步骤2为以下结构：基于一边改变动作加速度一边测定的负载特性测定结果来设定负载特性补偿部，最后使负载特性测定功能无效化。

另外，本步骤2包括以下结构：在使试运转功能有效化之前，对刚性设定功能设定通过步骤1指定的初始刚性指标，对指令响应设定功能设定初始指令响应指标。

另外，本步骤2包括以下结构：在使试运转功能有效化之前，使自适应滤波功能和谐振抑制部的陷波滤波无条件地无效。

另外，本步骤2在使试运转功能有效化之前，以通过步骤1指定的振荡探测水平使振荡探测功能有效，在试运转动作中探测出振荡的情况下，将其通知给刚性设定功能。而且，本步骤2包括以下结构：在降低刚性指标来抑制振荡后，再次从最初起重新进行负载特性测定。

另外，本步骤2从负载特性测定功能所能够应用的最小加速度起开始试运转动作，一边提高加速度一边测定评价指标。而且，本步骤2包括以下结构：对步骤3以后的负载特性补偿部设定与转矩指令有关的评价指标达到通过步骤1指定的最大转矩限制的时间点的负载特性测定结果。

并且，本步骤2从负载特性测定功能所能够应用的最小加速度起开始试运转动作，一边提高加速度一边测定评价指标。而且，本步骤2包括以下结构：将与转矩指令有关的评价指标达到通过步骤1指定的最大转矩限制的时间点的最高加速度模式作为步骤3的试运转功能的动作模式。

这样，在本实施方式3中，通过伺服调整的步骤2，与步骤1协作来进行负载特性测定所需的初始设定，自动地决定以后的步骤中需要的试运转功能的最高加速度模式，能够得到正确的负载特性测定结果。

(实施方式4)

图22是表示实施方式4中的伺服调整步骤3的操作画面的图。

如图22所示，该画面中只有刚性测定块，能够从画面进行操作的只有搜索最高刚性的动作的开始/暂停(START，“开始”)按钮、紧急停止(STOP，“停止”)按钮、步骤3中的针对每个刚性指标的试行次数。除此以外是伺服调整部6通过刚性设定功能231得到的当前的刚性指标显示及其柱状图表现、自适应滤波功能251的自适应结果，并相对于动作范围显示了试运转功能211所返回的当前的内部指令位置，这些不对电动机动作产生影响。

如果刚性测定完成并对测定结果满足，则按下右下方的“下一步”按钮，由此能够进入步骤4。如果在该时间点对结果不能满足，则再次按下开始按钮来进行测定或按下左下方的“返回”按钮，由此能够废弃测定结果并返回到步骤2。

图23是表示本实施方式中的伺服调整的步骤3的过程的流程图。

步骤3-1在通过步骤3-2开始最高刚性的搜索之前，在通过步骤1的指定使自适应滤波功能251有效的情况下，通过伺服调整部6设定自适应滤波模式，使自适应处理开始信号变为“通(ON)”。在电动机3和负载5的谐振特性稳定的装置的情况下，通过使该自适应滤波功能251有效，能够提高最高刚性，从而增加得到更佳的调整结果的可能性。另外，在谐振特性不稳定的情况下，使自适应滤波功能251保持无效来使用，由此能够将谐振特性的变动所造成的影响抑制在最小限度。

步骤3-2以当前的刚性指标将按照通过步骤2决定的最高加速度模式的试运转动作进行通过步骤1指定的试行次数。此时，如果在步骤3-1中自适应滤波功能251变为有效，则自适应滤波处理起作用，按照自适应滤波模式，在动作中谐振抑制部25的陷波滤波设定有时会被变更。在该情况下，步骤3-3的与振动有关的评价指标有可能发生变化，因此也可以从最初起重新进行步骤3-2的试运转动作。

在步骤3-3中，每当步骤3-2的试运转动作结束时通过评价指标测定功能27测定与振动有关的评价指标。在此，为了步骤3-5的判定，需要测定至少一个与振动有关的评价指标。图15的评价指标测定功能27中说明的振动水平能够使用于该目的。另外，根据测定条件，也能够将INP变化次数作为与振动有关的评价指标。

在步骤3-4中，确认在步骤3-2的试运转动作中步骤2以后启动的振荡探测功能26是否探测出振荡。在探测出振荡的情况下对刚性设定功能231送出振荡探测信号，因此自动进行降低刚性指标的动作，从而避免振荡状态。在该情况下，立即转移到步骤3-4-1，基于探测出振荡时的刚性指标，将具有一定的余量的低的刚性指标作为最高刚性来结束搜索，并转移到步骤3-8。

步骤3-5判定步骤3-3的结果所测定出的与振动有关的评价指标是否超过了通过步骤1指定的振动检测水平。振荡探测功能26起作用通常是产生相当大的振动的情况，因此在比其低的振动水平下中断刚性搜索则更能够安心地继续进行伺服调整。因此，在步骤3-5中与振动有关的评价指标超过了振动检测水平的情况下，立即转移到步骤3-5-1，将紧挨着当前的刚性指标之前的值作为最高刚性来结束搜索，并转移到步骤3-8。

在步骤3-2的试运转动作既没有通过步骤3-3探测出振荡也没有通过步骤3-4检测出振动而结束的情况下，步骤3-6判定当前的刚性指标是否达到了通过步骤1指定的最高刚性限制。该最高刚性限制值在实施方式2中仅依赖于调整方针的机构(刚性)，但是也可以基于所使用的电动机3的容量、电动机驱动装置2的容量、此前的步骤2的负载特性测定功能241的测定结果、自适应滤波功能251的自适应结果。

在步骤3-6中未达到最高刚性限制的情况下，在步骤3-6-1中与当前的刚性指标相对应地将谐振抑制部25的当前的设定保存在未图示的存储区域中。如果在步骤3-1中启动了自适应滤波功能251，则谐振抑制部25的设定有时按刚性而不同。该记录被有效利用于后述的步骤4。

步骤3-6-2在步骤3-6-1之后执行，对刚性设定功能231设定高一个等级的刚性指标，在步骤3-2中再次执行试运转动作。通过依次逐渐提高刚性指标，步骤3-2至步骤3-6的循环以有限次数在步骤3-4至步骤3-6中的某一个判定中结束。

步骤3-7是在步骤3-6中达到最高刚性限制的情况下执行的，将当前的刚性指标、即最高刚性限制设定为最高刚性来结束搜索，并转移到步骤3-8。

最后，步骤3-8在步骤3结束时执行，在步骤3-1中自适应滤波功能251变为有效的情况下，通过伺服调整部6使自适应处理开始信号变为“断(OFF)”，由此使自适应滤波功能251无效化。此时的谐振抑制部25的设定通常成为最后的自适应结果。但是，在步骤3-4中探测出振荡的情况、在步骤3-5中检测出振动的情况、以及降低刚性指标以备于步骤4的执行的情况等刚性指标不同于最高刚性的情况下，需要事先将谐振抑制部25设定为通过步骤3-6-1存储的与刚性指标对应的谐振抑制部设定。

此外，关于步骤3中的各步骤，除了特别指定了顺序的步骤以外，也可以更换步骤的顺序。例如能够更换步骤3-4与步骤3-5。

图24A、图24B以及图24C是本实施方式中的伺服调整的步骤3中的动作模式图。

在此，将在步骤3-6中达到最高刚性限制的情况作为图24A的事例1、将在步骤3-4中探测出振荡的情况作为图24B的事例2、将在步骤3-5中超过振动检测水平的情况作为图24C的事例3，来表示在动作模式图中。

在图24A的事例1的情况下，从步骤2中的刚性指标11起，在步骤3-2中开始通过步骤2决定的最高加速度模式的试运转动作。由于在步骤3-4中未探测出振荡、在步骤3-5中也未检测出超过振动检测水平，因此按每两次试行次数通过步骤3-6-2使刚性指标上升1，直到在步骤3-6中达到最高刚性限制为止。在此期间，自适应滤波功能251为有效，谐振抑制部25的第三陷波滤波、第四陷波滤波设定在每次刚性指标上升时发生变化。该谐振抑制部25的设定在步骤3-6-1中与当前的刚性指标成组地被存储。在以最高刚性限制15完成了试行次数的试运转动作时，步骤3-6的判定为“是”，在步骤3-7中将最高刚性设定为15，步骤3结束。

在图24B的事例2的情况下，没有记载事例1的谐振抑制部25设定的变化，但是设为同样地进行动作。在该情况下，示出了以下情形：在步骤3-6中达到最高刚性限制之前，在以刚性指标14开始第二次动作的时间点，通过步骤3-4，振荡探测功能26探测出振荡而振荡探测信号变为“通(ON)”。通过与接收到该振荡探测信号的刚性设定功能231之间的协作，刚性指标下降到8而使振荡停止。在该情况下，在振荡停止后转移到步骤3-4-1，将最高刚性设定为从探测出振荡时的刚性指标14留出2个等级的余量后得到的刚性12，步骤3结束。此时，也可以同时对第三陷波滤波进行频率1200Hz、宽度2、深度0的设定，来作为与刚性12对应的对谐振抑制部25的设定。

在图24C的事例3的情况下也同样地，记录了谐振抑制部25设定的变化。在该情况下，通过评价指标测定功能27来测定与振动有关的评价指标，在步骤3-6中达到最高刚性限制之前的刚性指标14的试运转动作完成的时间点，步骤3-5的与振动有关的指标超过了振动检测水平，因此在步骤3-5-1中将最高刚性设定为紧前的刚性指标13，结束步骤3。与事例2同样地，可以还同时进行与刚性指标13对应的谐振抑制部25设定。

如以上那样，本实施方式的伺服调整方法的步骤3按步骤2的最高加速度模式进行通过步骤1指定的试行次数的试运转动作。而且，本步骤3包括以下结构：提高刚性指标直到达到通过步骤1指定的最高刚性限制为止，在刚性指标达到通过步骤1指定的最高刚性限制时，以此为基准来决定最高刚性。

另外，本步骤3包括以下结构：在开始试运转动作之前，进行通过步骤1指定的自适应滤波功能的有效或无效设定，在决定最高刚性后使自适应滤波功能无效化。

另外，本步骤3包括以下结构：将即将提高刚性指标时的谐振抑制部的设定值与当前的刚性设定相对应地进行存储。

另外，本步骤3包括以下结构：在试运转动作中探测出振荡的情况下，以探测出振荡时的刚性指标为基准来决定最高刚性。

另外，本步骤3包括以下结构：在试运转动作中与振动有关的评价指标超过了通过步骤1指定的振动探测水平的情况下，以紧前的刚性指标为基准来决定最高刚性。

这样，在本实施方式4中，通过伺服调整的步骤3，与步骤1协作来进行决定最高刚性所需的初始设定，进行与步骤2相协作的试运转动作，能够存储最高刚性的决定以及与刚性指标对应的谐振抑制部的设定。

(实施方式5)

图25是表示实施方式5中的伺服调整步骤4的操作画面的图。

在图25中，左半部分是指令选择块，具备用于选择与步骤3及之前步骤同样的试运转功能211在内部位置指令下的动作和按照外部位置指令的动作的单选按钮(radiobutton)。

在此，在选择了外部位置指令的情况下，使试运转功能211无效化，将向指令选择部21的指令选择信号切换到外部位置指令侧。另外，在选择了内部位置指令的情况下，继续当前的试运转功能。在默认情况下，在画面的移动量、最高速度、加减速时间处显示通过步骤2决定的最高加速度模式的设定，但是在步骤4中能够与用户对装置所要求的动作模式相应地变更试运转设定。

另外，为了指定在通过步骤2设定的动作范围内的启动位置，也能够利用正负方向的移动按钮来使电动机动作。

右半部分是指令响应测定块，以所选择的位置指令对指令响应测定进行控制。在指定了移动方向和步骤4的每个检索模式的试行次数后，按下测定/暂停按钮(START，“开始”)，由此开始指令响应测定。每当试运转动作结束时，作为通过评价指标测定功能27测定出的评价指标的定位整定时间、过冲量、振动水平、INP变化次数被实时地显示在画面上。

如果指令响应测定完成并对测定结果满足，则按下右下方的“下一步”按钮，由此能够进入步骤5。如果在该时间点对结果不能满足，则再次按下开始按钮来进行测定或按下左下方的“返回”按钮，由此能够废弃测定结果并返回到步骤3。

图26是表示本实施方式中的伺服调整的步骤4的过程的流程图。

在步骤4-1中，在步骤4-4中开始指令响应测定之前，基于通过步骤3指定的最高刚性，来决定将多个刚性指标与指令响应指标相组合的检索模式。利用图27A、图27B以及图27C来详细叙述该检索模式。

在步骤4-2中，在步骤4-4中开始指令响应测定之前，按照通过步骤1设定的负载特性测定结果向负载特性补偿部24的反映的有无，将在步骤2中通过负载特性测定功能241测定出的负载特性估计值应用于负载特性补偿部24。特别是，关于摩擦补偿的设定，既可以应用以步骤2的最高加速度模式所估计出的结果，也可以基于测定结果的平均、最大、最小值进行计算或者根据通过步骤4选择出的动作模式来决定。

在步骤4-3中，在步骤4-4中开始指令响应测定之前，对操作画面的指令选择块进行操作来进行指令重选。

在步骤4-4中，通过按下操作画面的指令响应测定块的测定/暂停按钮(START，“开始”)，来开始指令响应测定。

在步骤4-5中，在步骤4-7中实际进行动作之前，按照通过步骤4-1决定的检索模式来变更刚性指标与指令响应指标的组合。然后，利用指令响应设定功能221按照上述指令响应指标对指令响应设定部22进行设定，利用刚性设定功能231按照上述刚性指标对位置速度控制部23进行设定。

在步骤4-6中，在步骤4-7中实际进行动作之前，进行与通过步骤4-5设定的刚性指标对应的、通过步骤3存储的谐振抑制部25的反映。此外，期望的是，步骤4-5的刚性指标设定和本步骤的谐振抑制部25设定尽可能同时地变更。虽然在本流程图上分为不同的步骤，但是也可以在电动机驱动装置2侧通过未图示的同步功能使向实际控制的反映定时一致。

在步骤4-7中，按照通过步骤4-3选择出的指令，使电动机动作试行次数。

在步骤4-8中，基于步骤4-7的电动机动作，通过评价指标测定功能27来测定各动作中的评价指标。此处的评价指标是与定位精度有关的整定时间、过冲量、INP变化次数、振动水平等。如果对存储容量没有限制，则最好收集尽可能多的评价指标。该测定结果与检索模式相对应地被存储在未图示的存储区域中。

在步骤4-9中，判定是否已完成全部检索模式的全部搜索。如果尚未完成搜索，则返回到步骤4-5，再次变更刚性指标/指令响应指标的组合。如果已完成全部搜索则结束步骤4。

此外，关于步骤4中的各步骤，除了特别指定了顺序的步骤以外，也可以更换步骤的顺序。例如步骤4-1至步骤4-3只要是在步骤4-4的指令响应测定开始前，则可以是任何顺序。

图27A是表示本实施方式中的步骤4-1的检索模式表的图。

在通过步骤3决定了最高刚性的情况下，在步骤4-1中参照检索模式表来选出6个模式的指令响应指标No.1至No.6。另外，关于刚性指标，选择包括最高刚性在内的从最高刚性到低5个等级的刚性指标这6个。将使它们相组合的36种检索模式作为检索模式，在步骤4-5中一边顺次地变更检索模式一边进行指令响应测定。当然，也可以为了兼顾测定精度和测定时间而根据需要增减该检索模式的组合数。

在如图27B和图27C那样取刚性指标为纵轴、取指令响应指标为横轴的情况下，该组合以排列成棋盘格的方式进行配置。刚性指标与指令响应指标的组合方法不限于本例，也能够按每个刚性参照检索模式表来选择对应的指令响应指标No.1至No.6。在该情况下，棋盘格成为变形为平行四边形的形状。

图28A、图28B以及图28C是本实施方式中的指令响应测定时的动作图。

在步骤4-1中如图27A那样决定了检索模式的情况下，首先通过步骤4-5将刚性指标设定为最低的值(比最高刚性15低5级)的10，选择指令响应指标No.1的22。此时，在步骤4-6中同时反映与刚性指标10对应的谐振抑制部25设定。(在本例中第三陷波、第四陷波均无效)。

在该状态下，在步骤4-7中进行试行次数(在此为两次)的电动机动作。按每个动作，在步骤4-8中由评价指标测定功能27输出评价指标，因此与刚性指标＝10/指令响应指标＝22的检索模式相组合地存储最初的数据。接着，选择指令响应指标No.2的9，进行电动机动作，存储评价指标测定结果。下面，直到指令响应指标No.6为止是同样的。接着，将刚性指标设定为11，指令响应指标复位为No.1的22。再次进行谐振抑制部25设定的反映，开展指令响应测定。如果得到了对于最高刚性15与指令响应指标No.6的4的组合的评价指标测定结果，则步骤4的全部搜索已完成。

如以上那样，本实施方式的伺服调整方法的步骤4基于通过步骤3指定的最高刚性来决定将多个刚性指标与多个指令响应指标相组合的检索模式。并且，本步骤4使用指令响应设定功能和刚性设定功能，一边顺次地改变指令响应指标和刚性指标，一边通过试运转功能使电动机按步骤2的最高加速度模式动作通过步骤1设定的试行次数。而且，本步骤4为以下结构：针对检索模式的全部组合测定并存储评价指标。

另外，本步骤4包括以下结构：在变更刚性指标时，使通过步骤3存储的针对每个刚性指标的谐振抑制部设定反映到谐振抑制部。

另外，本步骤4包括以下结构：具备指令重选步骤，以此代替通过试运转功能使电动机按步骤2的最高加速度模式动作基于步骤1的设定的试行次数。在此，该指令重选步骤为以下结构：变更试运转功能的动作模式、或者选择基于外部位置指令的动作。

另外，本步骤4包括以下结构：作为评价指标，至少测定整定时间、过冲量、振动水平、定位完成输出信号变化次数。

另外，本步骤4包括以下结构：在通过步骤1选择了有摩擦补偿时，使负载特性补偿功能的摩擦补偿有效。

这样，在本实施方式5中，通过伺服调整的步骤4，与步骤1、步骤2相协作地进行指令响应测定所需的初始设定，根据步骤3的结果来决定检索模式，能够得到所选择的指令动作下的评价指标测定结果。

(实施方式6)

图29是表示实施方式6中的伺服调整的步骤5的操作画面的图。

在图29中，左半部分是推荐设定选择块，能够通过组合框来选择推荐条件。该推荐条件包括“整定时间优先”“无过冲”等用于使特定的评价指标最佳的条件、如“过冲指定”“整定时间指定”那样指定目标值来选择最接近的指标的条件、如“高刚性设定”那样对刚性指标施加固定的限制的条件等。

当选择了推荐条件时，基于通过步骤4测定出的评价指标测定结果，在与推荐条件对应的制约条件、排序条件下，选择优先级最高的刚性指标与指令响应指标的组合，同时还显示步骤4中的评价指标测定结果。

当按下微调按钮时，打开图32中详细叙述的不同画面，能够基于推荐结果来进一步进行微调。

右半部分是测试运转块，通过按下测试开始(START，“开始”)按钮，电动机按照通过步骤4选择出的指令而动作试行次数。在基于外部位置指令进行动作的情况下，只有评价指标测定功能27启动，进行试行次数的测定。测定结果被实时地显示在右下方的测试结果处，能够确认与左下方的步骤4中的测定结果之间的比较、通过微调引起的评价指标的变化。

如果最终设定完成并对测试结果满足，则按下右下方的“下一步”按钮，由此能够结束伺服调整步骤。此时，也可以将最终调整结果、此前的全部步骤中的测定结果保存在电动机驱动装置2或伺服调整部6中。如果在该时间点对结果不能满足，则再次选择推荐条件来得到不同的最终结果、或者通过按下左下方的“返回”按钮来废弃推荐结果并返回到步骤4。

图30是表示本实施方式中的伺服调整的步骤5的过程的流程图。

在步骤5-1中，首先，通过操作画面的推荐设定选择块来选择推荐条件。推荐条件的详情在图31中详细叙述。推荐条件既可以如上所述那样从组合框选择，也可以对评价指标进行图表显示来以图的方式选择。另外，也可以直接指定检索模式的指令响应指标与刚性指标的组合。总之，只要是从检索模式中选出一个以上的候选的方法，就能够容许任何方法。

在步骤5-2中，根据步骤4的评价指标测定结果，按照通过步骤5-1选择出的推荐条件，选出优先级最高的检索模式的指令响应指标和刚性指标来作为最终调整结果。如果推荐条件包括排序条件，则也可以显示优先级第二以后的候选。

在步骤5-3中，对通过步骤5-2选出的最终调整结果进行电动机控制的基本功能的参数微调。通过按下操作画面的微调按钮，启动图32中详细叙述的微调画面。

在步骤5-4中，在操作画面的测试运转块中按下测试开始(START、“开始”)按钮，由此将通过步骤4选择出的指令下的电动机动作进行试行次数。

在步骤5-5中，每当进行一次步骤5-4的电动机动作时，显示通过评价指标测定功能27重新测定出的评价指标。与步骤4同样地，若显示整定时间、过冲量、振动水平、INP分割次数则易于获知变化，从而优选。

在步骤5-6中，判定利用以上的最终调整结果是否达到了控制目标，如果未达到目标则返回到步骤5-1的推荐条件的选择，重复最终调整结果的选定和测试动作。

在步骤5-6中已达到控制目标的情况下，步骤5-7使电动机驱动装置2的全部自动调整功能无效化，结束步骤5。特别是，为了避免伺服调整后的异常动作，事先使作为常驻型的功能的负载特性测定功能241、自适应滤波功能251、振荡探测功能26无效化是非常重要的。对于作为启动型的功能的试运转功能211，在无效化的基础上设定为受理外部位置指令的状态。指令响应设定功能221、刚性设定功能231事先使反映开始信号变为“断(OFF)”以避免指令响应指标、刚性指标被反映到实际的指令响应设定部22、位置速度控制部23。

此外，关于步骤5中的各步骤，除了特别指定了顺序的步骤以外，也可以更换步骤的顺序。例如，步骤5-1至步骤5-3只要是在步骤5-4的电动机驱动前，则可以按任意的顺序重复任意次。

图31是表示本实施方式中的步骤5-1的推荐条件表的图。

推荐条件包括最左列处记述的“整定时间优先”“过冲指定”“整定时间指定”“高刚性设定”。关于各推荐条件，在本例中定义了两个制约条件或排序条件。

例如，关于推荐条件的“整定时间优先”，从每个检索模式的试行次数量的多个评价指标中，基于指标1列处记述的试行次数量的“INP分割次数”，选出计算出处理1处记述的“最大”的值并具有条件1处记述的“最小”的值的、检索模式的指令响应指标与刚性指标的组合。这样，在此将在制约值、制约条件的列处无记载的条件称为排序条件，按值的大小来赋予优先级。在进行指标1的优先级赋予的结果是出现了多个相同顺序的情况下，限定于它们来进行指标2的判定。在该情况下，基于指标2列处记述的试行次数的“整定时间”，选出计算出处理2处记述的“平均”的值并具有条件2处记述的“最小”的值的、检索模式的指令响应指标与刚性指标的组合。以后，只要有指标3、指标4、…这样有定义就继续选出。例如也可以定义“指令响应指标最小”和“刚性指标最小”的组合等那样一定唯一地决定优先级的条件，以备根据已定义的条件无法决定优先级的情况。

另外，关于推荐条件的“过冲指定”，从每个检索模式的试行次数量的多个评价指标中，基于指标1列处记述的试行次数的“过冲量”来计算出处理1处记述的“最大”的值。但是，由于条件1处没有记载，因此选出具有制约值1和制约条件1处记述的“目标值”“以下”的值的检索模式。在此将在制约值、制约条件的列处有记载的条件称为制约条件，将不满足条件的检索模式的指令响应指标与刚性指标的组合从最终候选中排除。

如果设成在步骤5的操作画面上能够变更设定制约值的“目标值”，则能够定制而自由度增加。另外，通过使默认选择的推荐条件不包含制约条件，能够保证最少选出一个最终调整结果。

图32是表示本实施方式中的步骤5-3的微调画面的图。

与电动机基本功能有关的参数被列举在微调画面上，利用箭头追加了整定时间的缩短、过冲量的减少之类的可以通过变更参数而期待的效果以及针对调整方向的指导。另外，作为初始值，显示了通过步骤5-1选择出的推荐条件下的最终调整结果的值。在要求抑制前端振动之类的效果的情况下，也可以与有关指令响应设定部22的阻尼控制的参数一起另外显示振动频率的推测值。

此外，微调画面既可以从最初起就进行显示，也可以利用标签进行切换等来使得能够与测试运转交替地切换。也可以不是以参数名称、而是以整定时间缩短、过冲量减少等与调整目的相应的名称进行调整。

如以上那样，本实施方式的伺服调整方法的步骤5为以下结构：选择推荐条件，基于步骤4的评价指标测定结果选出具有推荐条件所指定的优先级最高的评价指标的刚性指标与指令响应指标的组合，来作为最终调整结果。

另外，本步骤5包括以下结构：作为推荐条件，包括需要必须满足的制约条件以及能够按值的大小进行排序的排序条件。

另外，本步骤5在选择推荐条件后，使用指令响应设定功能和刚性设定功能来设定最终调整结果的指令响应指标和刚性指标。而且，本步骤5包括以下结构：使电动机按与步骤4相同的方法和动作模式动作，以能够重新测定评价指标。

另外，本步骤5包括以下结构：重复进行从推荐条件的选择到评价指标的重新测定，直到重新测定得到的评价指标达到控制目标为止。

另外，本步骤5包括以下结构：具备基于推荐条件选出最终调整结果后对基本功能的参数进行微调的功能。

另外，本步骤5包括以下结构：在输出最终调整结果后，使全部自动调整功能无效。

这样，在本实施方式6中，通过伺服调整的步骤5，能够基于步骤4的测定结果，按照推荐条件得到最终调整结果。另外，能够变更推荐条件，进行基本功能的参数微调，再次以与步骤4相同的指令动作进行驱动，从而得到更佳的调整结果。

以上，本发明的电动机驱动装置的伺服调整方法为包括上述五个步骤中的任一个步骤的结构。本发明通过这种结构，提供了即使是不具备伺服调整的详细知识的作业者也能够得到适当的调整结果的手段。

此外，设本发明中叙述的伺服调整方法安装于伺服调整部6来进行了说明，但是它也可以通过电动机驱动装置2所具备的未图示的通信接口而搭载于具备对应的通信单元的个人计算机、控制台等另外的装置。在此，作为通信接口，有RS232、RS485、USB通信、Ethernet(注册商标)连接、Bluetooth(注册商标)通信、无线LAN等无线连接单元等。另外，即使将伺服调整部6的全部功能内置于电动机驱动装置2，也完全不会妨碍发明的效果。

产业上的可利用性

关于本发明的电动机驱动装置的伺服调整方法，即使是不具备伺服调整的详细知识的作业者，也只需按顺序执行五个步骤就能够得到适当的调整结果。因此，作为对具备包括电动机在内的控制对象以及对该控制对象进行控制的控制器的伺服电动机控制系统进行调整的方法而有用。

附图标记说明

1：上级装置；2、92：电动机驱动装置；3：电动机；4：编码器；5：负载；6：伺服调整部；21：指令选择部；22：指令响应设定部；23：位置速度控制部；24：负载特性补偿部；25：谐振抑制部；26：振荡探测功能；27：评价指标测定功能；211：试运转功能；221：指令响应设定功能；231：刚性设定功能；241：负载特性测定功能；251：自适应滤波功能。

Claims (25)

1.一种电动机驱动装置的伺服调整方法，该电动机驱动装置具备以下电动机控制的基本功能：

指令选择部，其被输入内部位置指令和从上级装置输入的外部位置指令，将其中一个作为选择后位置指令而输出；

指令响应设定部，其被输入上述选择后位置指令，进行去除特定的频带的滤波处理，输出滤波后位置指令；

位置速度控制部，其以上述滤波后位置指令和来自编码器的电动机位置信息为输入，生成使两者的偏差为0的转矩指令；

负载特性补偿部，其以上述转矩指令为输入，在乘以电动机和负载的惯量估计值之后与上述负载的摩擦转矩估计值相加，来生成补偿后转矩指令；以及

谐振抑制部，其进行从上述补偿后转矩指令去除特定的频带的滤波处理，输出滤波后转矩指令，

上述电动机驱动装置的伺服调整方法的特征在于，上述电动机驱动装置具备以下自动调整功能：

试运转功能，用于按照由伺服调整部指定的动作模式，来自动生成上述内部位置指令；

指令响应设定功能，用于按照由上述伺服调整部指定的指令响应指标，来自动设定上述指令响应设定部的滤波特性；

刚性设定功能，用于按照由上述伺服调整部指定的刚性指标、从振荡探测功能通知的振荡探测信号，来自动设定上述位置速度控制部的参数；

负载特性测定功能，能够通过上述伺服调整部来个别地设定负载特性测定的有效或无效、负载特性估计结果的反映的有效或无效，用于基于上述谐振抑制部的滤波后转矩指令和来自上述编码器的电动机位置信息来自动测定负载特性，根据测定结果对上述负载特性补偿部进行自动设定；

自适应滤波功能，能够通过上述伺服调整部来设定自适应动作的有效或无效、自适应滤波模式，用于在自适应动作有效的情况下按照自适应滤波模式来自动设定上述谐振抑制部的滤波特性；

振荡探测功能，能够通过上述伺服调整部来设定振荡探测的有效或无效、振荡探测水平，用于基于来自编码器的位置信息来自动测定振荡状态，与上述刚性设定功能连动地自动抑制振荡；以及

评价指标测定功能，能够从上述伺服调整部设定定位完成范围，用于基于上述滤波后位置指令、上述电动机位置信息以及上述滤波后转矩指令中的一个或多个来自动测定各种评价指标，

其中，上述伺服调整部连接至上述电动机驱动装置，使得能够通过上述伺服调整部控制上述电动机驱动装置的上述自动调整功能，

并且，上述电动机驱动装置的伺服调整方法还包括以下步骤：

步骤1，进行初始设定；

步骤2，进行上述负载特性测定和上述内部位置指令的生成；

步骤3，在改变刚性指标的同时搜索不会出现振荡状态的刚性指标最大值，存储与刚性指标对应的上述谐振抑制部的设定；

步骤4，基于上述刚性指标最大值来选出多个上述刚性指标和多个上述指令响应指标，将所选出的多个上述刚性指标和多个上述指令响应指标相组合，针对全部组合测定并存储指定动作时的评价指标；以及

步骤5，基于上述评价指标，按照搜索条件来得到最终调整结果。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

上述步骤1设定以下任一个的初始条件：

上述试运转功能的试行次数；

上述指令响应设定功能的初始指令响应指标；

上述刚性设定功能的初始刚性指标和最高刚性限制；

上述负载特性测定功能的最小二乘估计的有效或无效和负载特性补偿部反映的有效或无效；

上述自适应滤波功能的有效或无效和动作模式设定；

上述振荡探测功能的有效或无效和振荡探测水平；以及

上述评价指标测定功能的定位完成范围、最大转矩限制及振动探测水平。

3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤1中，

输入：搜索方法、控制目的、负载变动、响应性/稳定性的指标及作为控制对象的负载的机构/刚性中的至少任一个的定性的调整方针；以及定位完成范围、振荡探测水平、最大转矩限制中的至少任一个的定量的测定阈值，

基于它们的组合来输出上述初始条件。

4.根据权利要求1所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤2中，

按照通过上述步骤1指定的上述负载特性测定功能的有效或无效设定，使上述负载特性测定功能进行动作，

通过上述试运转功能使上述电动机在所设定的动作范围内动作通过上述步骤1指定的试行次数，

基于一边改变动作加速度一边测定出的负载特性测定结果，对上述负载特性补偿部进行设定，

最后，使上述负载特性测定功能无效化。

5.根据权利要求4所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤2中，在使上述试运转功能有效化之前，对上述刚性设定功能设定通过上述步骤1指定的初始刚性指标，对上述指令响应设定功能设定初始指令响应指标。

6.根据权利要求4所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤2中，在使上述试运转功能有效化之前，使上述自适应滤波功能和上述谐振抑制部的陷波滤波无条件地无效。

7.根据权利要求4所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤2中，

在使上述试运转功能有效化之前，以通过上述步骤1指定的振荡探测水平使上述振荡探测功能有效，

在试运转动作中探测出振荡的情况下，将其通知给上述刚性设定功能，在降低刚性指标来抑制振荡后，再次从最初起重新进行负载特性测定。

8.根据权利要求4所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤2中，

从上述负载特性测定功能所能够应用的最小加速度起开始试运转动作，

一边提高加速度一边测定评价指标，

对上述步骤3以后的上述负载特性补偿部设定与转矩指令有关的评价指标达到通过上述步骤1指定的最大转矩限制的时间点的负载特性测定结果。

9.根据权利要求4所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤2中，

从上述负载特性测定功能所能够应用的最小加速度起开始试运转动作，

一边提高加速度一边测定评价指标，

将与转矩指令有关的评价指标达到通过上述步骤1指定的最大转矩限制的时间点的最高加速度模式作为上述步骤3的试运转功能的动作模式。

10.根据权利要求1所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤3中，

按上述步骤2的最高加速度模式，进行通过上述步骤1指定的试行次数的试运转动作，

提高刚性指标直到达到通过上述步骤1指定的最高刚性限制为止，

在上述刚性指标达到通过上述步骤1指定的最高刚性限制时，以此为基准来决定最高刚性。

11.根据权利要求10所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤3中，

在开始上述试运转动作之前，进行通过上述步骤1指定的上述自适应滤波功能的有效或无效设定，

在决定最高刚性后使上述自适应滤波功能无效化。

12.根据权利要求10所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤3中，将即将提高刚性指标时的上述谐振抑制部的设定值与当前的刚性设定相对应地进行存储。

13.根据权利要求10所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤3中，在试运转动作中探测出振荡的情况下，以探测出振荡时的刚性指标为基准来决定最高刚性。

14.根据权利要求10所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤3中，在试运转动作中与振动有关的评价指标超过通过上述步骤1指定的振动探测水平的情况下，以紧前的刚性指标为基准来决定最高刚性。

15.根据权利要求1所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤4中，

基于通过上述步骤3指定的最高刚性，来决定将多个刚性指标与多个指令响应指标相组合的检索模式，

使用上述指令响应设定功能和上述刚性设定功能，一边顺次地改变上述指令响应指标和上述刚性指标，一边通过上述试运转功能使上述电动机按上述步骤2的最高加速度模式动作基于上述步骤1的设定的试行次数，

针对检索模式的全部组合测定并存储评价指标。

16.根据权利要求15所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤4中，在变更上述刚性指标时，使通过上述步骤3存储的针对每个刚性指标的谐振抑制部设定反映到上述谐振抑制部。

17.根据权利要求15所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤4中，具备变更上述试运转功能的动作模式、或者选择基于外部位置指令的动作的指令重选步骤，以此代替通过上述试运转功能使上述电动机按上述步骤2的最高加速度模式动作基于上述步骤1的设定的试行次数。

18.根据权利要求15所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤4中，作为上述评价指标，至少测定整定时间、过冲量、振动水平、定位完成输出信号变化次数。

19.根据权利要求15所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤4中，在通过上述步骤1选择了有摩擦补偿时，使上述负载特性补偿功能的摩擦补偿有效。

20.根据权利要求1所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤5中，选择推荐条件，基于上述步骤4的评价指标测定结果选出以下刚性指标与指令响应指标的组合来作为最终调整结果，该刚性指标与指令响应指标的组合具有推荐条件所指定的、优先级最高的评价指标。

21.根据权利要求20所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤5中，作为上述推荐条件，包括需要必须满足的制约条件以及能够按值的大小进行排序的排序条件。

22.根据权利要求20所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤5中，

在选择上述推荐条件之后，使用上述指令响应设定功能和上述刚性设定功能来设定最终调整结果的指令响应指标和刚性指标，

使上述电动机按与上述步骤4相同的方法和动作模式动作，以能够重新测定评价指标。

23.根据权利要求20所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤5中，重复进行从上述推荐条件的选择到评价指标的测定，直到测定得到的评价指标达到控制目标为止。

24.根据权利要求20所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤5中，具备基于上述推荐条件选出最终调整结果后对基本功能的参数进行微调的功能。

25.根据权利要求20所述的电动机驱动装置的伺服调整方法，其特征在于，

在上述步骤5中，在输出达到控制目标的最终调整结果后，使全部的上述自动调整功能无效。