DE102014006525A1

DE102014006525A1 - Motorsteuervorrichtung zum Unterdrücken von Eigenschwingungen

Info

Publication number: DE102014006525A1
Application number: DE102014006525.1A
Authority: DE
Inventors: c/o FANUC CORPORATION Sonoda Naoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2014-05-06
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2034-05-07
Also published as: US20140333249A1; JP2014222972A; US9285785B2; CN104158464A; CN104158464B; JP5694428B2; DE102014006525B4

Abstract

Eine Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit (15) extrahiert eine in einem Steuersignal enthaltene Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenzschrittgröße. Eine Frequenzerfassungseinheit (16) erfasst aus der extrahierten Frequenzkomponente eine Frequenz, die der Eigenfrequenz eines aus einem Motor (3) und einem angetriebenen Bauteil (4) bestehenden Zielobjekts (4) entspricht. Eine Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit (17) stellt eine zweite Frequenzschrittgröße ein, die kleiner ist als die erste Frequenzschrittgröße. Eine Mittenfrequenzänderungseinheit (18) erhöht oder verringert eine Mittenfrequenz einer variablen Bandsperre (13) mit der zweiten Frequenzschrittgröße, um ein Steuersignal auszugeben nachdem die variable Bandsperre (13) eine Frequenzkomponente, die der Eigenfrequenz nach der Änderung entspricht, von dem Steuersignal entfernt.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung, die ausgebildet ist, ein Steuersignal zum Steuern eines Motors auszugeben und dabei Eigenschwingungen eines Zielobjekts zu unterdrücken, das sich aus dem Motor und einem durch den Motor anzutreibenden getriebenen Bauteil zusammensetzt.
Beschreibung der verwandten Technik
Üblicherweise wird eine Motorsteuervorrichtung vorgeschlagen, die mit einer Bandsperre versehen ist, die derart ausgebildet ist, dass eine einer Eigenfrequenz eines Zielobjekts entsprechende Mittenfrequenz eingestellt wird, um Eigenschwingungen des aus einem Motor und einem durch den Motor anzutreibenden getriebenen Bauteil zusammengesetzten Zielobjekts in einer Werkzeugmaschine, einer Industriemaschine oder einem Roboter zu unterdrücken.
Die Verwendung einer Bandsperre in einer Motorsteuervorrichtung ermöglicht eine einer Eigenfrequenz eines Zielobjekts entsprechenden Frequenzkomponente von einem Steuersignal (z. B. Drehmomentsollwert) zum Steuern eines Motors zu entfernen. Dadurch wird ermöglicht, den Motor zu steuern und dabei Eigenschwingungen des Zielobjekts zu unterdrücken.
Wenn die Federkonstante eines Kugelgewindetriebs entsprechend der relativen Position zwischen einem Motor und einem angetriebenen Bauteil verändert wird, indem das angetriebene Bauteil durch den Motor über einen Kugelgewindetrieb entlang einer linearen Bewegungsachse einer Werkzeugmaschine angetrieben wird, wird die Eigenfrequenz des Zielobjekts entsprechend der Position des sich bewegenden angetriebenen Bauteils verändert.
Wenn die Eigenfrequenz des Zielobjekts, wie oben beschrieben, geändert wird, ist es eventuell unmöglich Eigenschwingungen des Zielobjekts zu unterdrücken, weil die der Eigenfrequenz des Zielobjekts entsprechende Frequenz außerhalb der Bandbreite der Bandsperre liegt.
So wurde beispielsweise, wie in der japanischen Patentschrift Nr. 4,238,273 beschrieben, eine Motorsteuervorrichtung vorgeschlagen (siehe z. B. Patentliteratur 1), die mit einer variablen Bandsperre versehen ist, deren Mittenfrequenz variabel ist, um Eigenschwingungen eines Zielobjekts selbst dann zu unterdrücken, wenn die Eigenfrequenz des Zielobjekts entsprechend der Position eines bewegten angetriebenen Bauteils geändert wird.
Eine herkömmliche mit einer wie oben beschriebenen variablen Bandsperre versehene Motorsteuervorrichtung ist ausgebildet, einen Wert (Leistungsspektrum) einer in einem Steuerungssignal enthaltenen Frequenzkomponente in einer vorbestimmten Frequenzschrittgröße zu extrahieren und aus dem extrahierten Wert der Frequenzkomponente eine der Eigenfrequenz des Zielobjekts entsprechende Frequenz zu ermitteln.
Die herkömmliche Motorsteuervorrichtung ist so ausgeführt, dass dann, wenn die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre durch einen Änderungswert verändert wird, der einem ganzzahligen Vielfachen von 1 oder mehr der durch die Änderung der Eigenfrequenz des Zielobjekts hervorgegangenen Frequenzschrittgröße entspricht veranlasst wird, dass die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre mit der der Eigenfrequenz nach der Änderung entsprechenden Frequenz übereinstimmt, indem auf einmal ein Änderungswert zu der Mittenfrequenz der variablen Bandsperre addiert oder davon subtrahiert wird.
Das Addieren oder Subtrahieren eines Änderungswerts entsprechend einer Änderung der Eigenfrequenz eines Zielobjekts, wie oben beschrieben, macht es möglich die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre korrekt entsprechend der Position des sich bewegenden angetrieben Bauteils zu ändern.
Die vorbestimmte Frequenzschrittgröße, die zum Extrahieren einer in einem Steuerungssignal enthaltenen Frequenzkomponente in der herkömmlichen Motorsteuervorrichtung verwendet wird, wird auf einen relativ großen Wert eingestellt (z. B. 10 Hz), wenn eine rasche Erfassung von Eigenschwingungen gegenüber einer genauen Erfassung von Eigenschwingungen vorgezogen wird, und sie wird auf einen relativ niedrigen Wert eingestellt (z. B. 1 Hz), wenn eine genaue Erfassung von Eigenschwingungen gegenüber einer raschen Erfassung von Eigenschwingungen vorgezogen wird, unter der Bedingung eines gleichen Frequenzkomponenten-Extraktionsbereichs und eines gleichen Frequenzkomponenten-Extraktionszeitraums (ein Abtastzeitraum, wenn ein Abtastwert einer Diskreten Fourier-Transformation unterzogen wird).
Ein geringster Änderungsbetrag der durch eine Motorsteuervorrichtung erfassbaren Eigenfrequenz erhöht sich mit sich erhöhender Frequenzschrittgröße. Somit wird der Änderungsbetrag pro Zeiteinheit zwischen einer Steuerungssignalausgabe von der variablen Bandsperre, bevor die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre geändert wird, und einer Steuerungssignalausgabe von der variablen Bandsperre, nachdem die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre geändert wird, mit sich erhöhender Frequenzschrittgröße erhöht.
Wenn die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre entsprechend der Position des sich bewegenden angetrieben Bauteils geändert wird, kann somit eine Änderung zwischen einer Steuersignalausgabe von der variablen Bandsperre, bevor die Mittenfrequenz der Bandsperre geändert wird, und einer Steuersignalausgabe von der variablen Bandsperre, nachdem die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre geändert wird, Schwankungen in einer Steuersignalausgabe von der variablen Bandsperre verursachen.
Die Schwankungen der Steuersignalausgabe von der variablen Bandsperre erhöhen sich mit sich erhöhendem Änderungsbetrag pro Zeiteinheit zwischen einer Steuerungssignalausgabe von der variablen Bandsperre, bevor die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre geändert wird, und einer Steuerungssignalausgabe von der variablen Bandsperre, nachdem die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre geändert wird.
Mit sich erhöhenden Schwankungen in der Steuersignalausgabe von der variablen Bandsperre erhöht sich eine mechanische Stoßbelastung, die die Bearbeitungspräzision bei der Ausführung der Bearbeitung durch eine Werkzeugmaschine nachteilig beeinflussen kann.
Hinsichtlich des Obengenannten besteht ein Bedarf für eine Ausgestaltung zur Reduzierung von Schwankungen in einer Steuersignalausgabe von einer variablen Bandsperre, die auftreten können, wenn die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre geändert wird, wenn eine rasche Erfassung von Eigenschwingungen einer genauen Erfassung von Eigenschwingungen vorgezogen wird, insbesondere wenn es erforderlich ist, eine vorbestimmte Frequenzschrittgröße zur Verwendung beim Extrahieren einer in einem Steuersignal enthaltenen Frequenzkomponente auf einen relativ großen Wert einzustellen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Motorsteuervorrichtung bereitzustellen, die eine Reduzierung von Schwankungen in einer Steuersignalausgabe von einer variablen Bandsperre ermöglicht, die wahrscheinlich auftreten, wenn die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre beim Ausführen einer raschen Erfassung von Eigenschwingungen eines Zielobjekts geändert wird, das aus einem Motor und einem von dem Motor anzutreibenden angetriebenen Bauteil besteht.
Eine erfindungsgemäße Motorsteuervorrichtung ist eine Motorsteuervorrichtung, die ausgebildet ist, ein Steuersignal zum Steuern eines Motors auszugeben, während dabei Eigenschwingungen eines aus einem Motor und einem von dem Motor anzutreibenden angetriebenen Bauteil bestehenden Zielobjekts unterdrückt werden. Die Motorsteuervorrichtung ist ausgestattet mit einer Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit, die ausgebildet ist, eine in dem Steuersignal enthaltene Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenzschrittgröße zu extrahieren; einer Frequenzerfassungseinheit, die ausgebildet ist, eine einer Eigenfrequenz des aus dem Motor und dem durch den Motor anzutreibenden angetriebenen Bauteil bestehenden Zielobjekts entsprechenden Frequenz aus der durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit extrahierten Frequenzkomponente zu erfassen; eine Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit, die ausgebildet ist, eine zweite Frequenzschrittgröße einzustellen, die kleiner als die erste Frequenzschrittgröße ist; eine Mittenfrequenz-Änderungseinheit, die ausgebildet ist, eine Mittenfrequenz derart zu ändern, dass die zweite Frequenzschrittgröße sukzessive zu der Mittenfrequenz addiert oder davon subtrahiert wird, wenn die Eigenfrequenz durch ein ganzzahliges Vielfaches von 1 oder mehr der ersten Frequenzschrittgröße geändert wird beim Erfassen einer der Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz durch die Frequenzerfassungseinheit; und einer variablen Bandsperre, die ausgebildet ist, das Steuersignal einzugeben und derart ausgebildet ist, dass die Mittenfrequenz durch die Mittenfrequenz-Änderungseinheit veränderbar ist, um das Steuersignal auszugeben, nachdem eine der Eigenfrequenz nach der Änderung entsprechende Frequenzkomponente von dem Steuersignal entfernt wird.
Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Motorsteuervorrichtung ferner mit einer Extraktionsbereichseinstelleinheit ausgestattet werden, die ausgebildet ist, einen durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereich des Steuersignals einzustellen.
Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Motorsteuervorrichtung ferner mit einer Einstellbereichsänderungseinheit ausgestattet werden, die ausgebildet ist, den durch die Extraktionsbereichseinstelleinheit einzustellenden Frequenzkomponentenbereich des Steuersignals zu ändern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird deutlicher durch Bezugnahme zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 ist ein Schaubild, das ein System mit einer Motorsteuervorrichtung darstellt;
2 ist ein Ablaufdiagramm eines durch die Motorsteuervorrichtung von 1 auszuführenden Arbeitsablaufs; und
3 ist ein Schaubild, das eine Änderung der Mittenfrequenz einer variablen Bandsperre durch die Motorsteuervorrichtung von 1 beschreibt.
Ausführliche Beschreibung
Nachfolgend wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Motorsteuervorrichtung zum Unterdrücken von Eigenschwingungen beschrieben. Es sollte jedoch vermerkt werden, dass die Erfindung nicht auf die Zeichnungen oder die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
1 ist ein Schaubild, das ein System mit einer Motorsteuervorrichtung darstellt. Das in 1 dargestellte System ist mit einer Motorsteuervorrichtung 1, einem Verstärker 2, einem Motor 3, einem angetriebenen Bauteil 4, einer Positionserfassungseinheit 5, einer Geschwindigkeitserfassungseinheit 6 und einer Mastersteuervorrichtung 7 ausgestattet. Das in 1 dargestellte System wird dazu verwendet, das angetriebene Bauteil 4 über einen Kugelgewindetrieb (nicht dargestellt) durch den Motor 3 entlang einer linearen Bewegungsachse (nicht dargestellt) einer Werkzeugmaschine anzutreiben.
Die Motorsteuervorrichtung 1 ist ausgebildet, eine Rückkoppelungssteuerung auszuführen, so dass ein Fehler Δθ zwischen einer aktuellen Position θ des Motors 3 und einem Positionssollwert θc an den Motor 3, ein Fehler ΔV zwischen einer aktuellen Geschwindigkeit V des Motors 3 und einem Geschwindigkeitssollwert Vc an den Motor 3 und ein Fehler ΔI zwischen einem aktuellen Stromwert I des Motors 3 und einem Stromsollwert Ic an den Motor 3 immer Null beträgt.
Der Verstärker 2 ist ausgebildet, einen Spannungssollwert Dc von der Motorsteuervorrichtung 1 zu empfangen und elektrische Energie P in Erwiderung auf den Spannungssollwert Dc zu liefern. Der Verstärker 2 ist ferner ausgebildet, den aktuellen Stromwert I des Motors zu erfassen und den aktuellen Stromwert I an die Motorsteuervorrichtung 1 zurück zu melden.
Der Motor 3 besteht aus einem Servomotor zum Antreiben des angetriebenen Bauteils 4 durch die von dem Verstärker 2 gelieferte elektrische Energie P. Der Motor 3 und das angetriebene Bauteil 4 sind ein physikalisches dynamisches System mit Elastizität, Reibung und einer Masse und schwingen mit einer Eigenfrequenz um Eigenschwingungen mit großer Amplitude zu erzeugen, wenn die Steifigkeit und die Dämpfungseigenschaften niedrig sind.
Die Positionserfassungseinheit 5 besteht aus einem Drehgeber, der ausgebildet ist, die aktuelle Position θ des Motors 3 zu erfassen, und ist ausgebildet, die aktuelle Position θ des Motors 3 an die Motorsteuervorrichtung 1 und die Geschwindigkeitserfassungseinheit 6 auszugeben. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 6 ist ausgebildet, die aktuelle Position θ des Motors 3 von der Positionserfassungseinheit 5 zu empfangen, die aktuelle Geschwindigkeit V des Motors 3 durch eine erste Ableitung nach der Zeit zu erfassen, und die aktuelle Geschwindigkeit V des Motors 2 an die Motorsteuervorrichtung 1 auszugeben.
Die Mastersteuervorrichtung 7 besteht aus einer CNC-Steuerung (Computer Numeric Control) und ist ausgebildet, zusätzlich zu dem Positionssollwert θc einen Mittenfrequenz-Startwerteinstellbefehl fc, einen Extraktionsbereichseinstellbefehl Rc und einen später beschriebenen Einstellbereichsänderungsbefehl Cc an die Motorsteuervorrichtung 1 einzugeben.
Die Motorsteuervorrichtung 1 ist ausgebildet, einen Drehmomentsollwert Tc als Steuersignal zum Steuern des Motors 3 auszugeben und dabei Eigenschwingungen eines aus dem Motor 3 und dem von dem Motor 3 anzutreibenden angetriebenen Bauteil 4 bestehenden Zielobjekts zu unterdrücken.
Für die obengenannte Steuerung ist die Motorsteuervorrichtung 1 mit einer Positionssteuereinheit 11, einer Geschwindigkeitssteuereinheit 12, einer variablen Bandsperre 13, einer Stromsteuereinheit 14, einer Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15, einer Frequenzerfassungseinheit 16, einer Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17, einer Mittenfrequenzänderungseinheit 18, einer Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 und einer Einstellbereichsänderungseinheit 20 ausgestattet. Desweiteren, der Positionssollwert θc, der Mittenfrequenz-Startwerteinstellbefehl Fc, der Extraktionsbereichseinstellbefehl Rc und der Einstellbereichsänderungsbefehl Cc an den Motor 3, die von der Mastersteuervorrichtung 7 an die Motorsteuervorrichtung 1 eingegeben werden, sind digitale Signale. Die Motorsteuervorrichtung 1 besteht aus einem digitalen Schaltkreis.
Insbesondere stellt sich die Hardware der Motorsteuervorrichtung 1 dar durch die Verwendung einer Recheneinheit, wie eine CPU, einer Speichervorrichtung, wie ein Halbleiterspeicher, einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung oder einer optische Aufzeichnungsvorrichtung, eine Eingabevorrichtung, eine Ausgabevorrichtung und eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle.
Die Positionssteuereinheit 11 ist ausgebildet, unter Verwendung der aktuellen Position θ des Motors 3 und dem Positionssollwert θc an den Motor 3 die Position des Motors 3 zu steuern. Für die obengenannte Steuerung ist die Positionssteuereinheit 11 ausgebildet, einen Fehler Δθ zwischen der aktuellen Position θ des Motors 3 und dem Positionssollwert θc an den Motors 3 zu berechnen und von einem Speicher (nicht dargestellt) einen Positionssteuer-Verstärkungsfaktor Gx zu erlangen. Die Positionssteuereinheit 11 ist ausgebildet, einen dem Produkt Gx × Δθ aus dem Positionssteuer-Verstärkungsfaktor Gx und dem Positionsfehler Δθ entsprechenden Geschwindigkeitssollwert Vc zu erzeugen und den erzeugten Geschwindigkeitssollwert Vc an die Geschwindigkeitssteuereinheit 12 auszugeben.
Die Geschwindigkeitssteuereinheit 12 ist ausgebildet unter Verwendung der aktuellen Geschwindigkeit V des Motors 3 und dem Geschwindigkeitssollwert Vc an den Motors 3 die Geschwindigkeit des Motors 3 zu steuern. Für die obengenannte Steuerung ist die Geschwindigkeitssteuereinheit 12 ausgebildet, einen Fehler ΔV zwischen der aktuellen Geschwindigkeit V des Motors 3 und dem Geschwindigkeitssollwert Vc an den Motors 3 sowie einen Wert (Integrationswert erster Ordnung SΔV des Geschwindigkeitsfehlers), erhalten durch Integration erster Ordnung des Geschwindigkeitsfehlers ΔV, zu berechnen; und einen proportionalen Verstärkungsfaktor Gy und einen integralen Verstärkungsfaktor Gz von einem Speicher (nicht dargestellt) zu erlangen. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 12 ist ausgebildet, einen Drehmomentsollwert Tc als Steuersignal zu erzeugen, entsprechend der Summe: Gy × ΔV + Gz × SΔV des Produkts Gy × ΔV des proportionalen Verstärkungsfaktors Gy und dem Geschwindigkeitsfehler ΔV sowie dem Produkt Gz × SΔV des integralen Verstärkungsfaktors Gz und dem Integrationswert erster Ordnung SΔV des Geschwindigkeitsfehlers; und den erzeugten Drehmomentsollwert Tc an die variable Bandsperre 13 auszugeben.
Die variable Bandsperre 13 ist ausgebildet, den Drehmomentsollwert Tc zu empfangen und vom Drehmomentsollwert Tx eine Frequenzkomponente zu entfernen, die der Eigenfrequenz eines aus dem Motor 3 und dem von dem Motor 3 anzutreibenden angetriebenen Bauelement 4 bestehenden Zielobjekts entspricht und danach an die Stromsteuereinheit 14 einen Drehmomentsollwert Tc' als Steuersignal auszugeben, in dem die der Eigenfrequenz des Zielobjekts entsprechende Frequenzkomponente entfernt ist.
Für die obengenannte Steuerung ist die Bandsperre 13 ausgebildet, um aus dem Drehmomentsollwert Tc eine Frequenzkomponente in einer vorbestimmten Bandbreite mit einer Mittenfrequenz fc als Mitte der Bandbreite abzudämpfen. Des Weiteren ist die variable Bandsperre 13 derart ausgebildet, dass die Mittenfrequenz fc variabel ist und, wie später beschrieben wird, die Mittenfrequenz fc durch die Mittenfrequenzänderungseinheit 18 auf eine Frequenz fs eingestellt wird, die der Eigenfrequenz des Zielobjekts entspricht.
Die variable Bandsperre 13 ist derart ausgebildet, dass die Mittenfrequenz fc durch die Mittenfrequenzänderungseinheit 18 variierbar ist, um den Drehmomentsollwert Tc' auszugeben nachdem vom Drehmomentsollwert Tc eine Frequenzkomponente entfernt wird, die der Eigenfrequenz des Zielobjekts nach Erhöhung oder Verringerung durch einen später noch zu beschreibenden Änderungswert ΔC entspricht.
Die Stromsteuereinheit 14 ist ausgebildet unter Verwendung des aktuellen Stromwerts I des Motors 3 und des Stromsollwerts Ic an den Motor 3 den Strom des Motors 3 zu steuern. Für die obengenannte Steuerung ist die Stromsteuereinheit 14 ausgebildet, den aktuellen Stromwert I des Motors 3 vom Verstärker 2 zu empfangen und den Drehmomentsollwert Tc' in einen Stromsollwert Ic an den Motor 3 zu wandeln.
Die Stromsteuereinheit 14 ist ausgebildet, einen Spannungssollwert Dc basierend auf einem Fehler ΔI zwischen dem aktuellen Wert I des Motors 3 und dem Stromsollwert Ic an den Motor 3 zu erzeugen und den erzeugten Spannungssollwert Dc an den Verstärker 2 auszugeben.
Wie später noch beschrieben wird ist die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 ausgebildet, eine in dem durch die Extraktionsbereichsänderungseinheit 19 eingestellten Frequenzbereich enthaltene Frequenzkomponente des Drehmomentsollwerts Tc mit einer Frequenzschrittgröße Δf1 (z. B. 10 Hz) als eine erste Frequenzschrittgröße zu extrahieren. Für die obenstehende Steuerung umfasst die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 eine Abtasteinheit 15a, eine Speichereinheit 15b und eine Recheneinheit 15c.
Die Abtasteinheit 15a ist ausgebildet, den Drehmomentsollwert Tc in dem durch die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 eingestellten Frequenzbereich N-mal (z. B. N = 400) mit der Frequenzschrittgröße Δf1 (d. h. mit einem Abtastintervall) abzutasten, wobei N Abtastwerte Sn (n = 0, ..., N – 1) erzeugt werden.
Die Speichereinheit 15 ist ausgebildet, um sukzessive die durch die Abtasteinheit 15a erzeugten N Abtastwerte Sn zu speichern. Die Recheneinheit 15c ist ausgebildet, eine Frequenzkomponente Gn des Drehmomentsollwerts Tc bei der Frequenzschrittgröße Δf1 zu berechnen, indem eine diskrete Fourier-Transformation des in der Speichereinheit 15b gespeicherten Abtastwerts Sn durchgeführt wird, und die errechnete Frequenzkomponente Gn an die Frequenzerfassungseinheit 16 auszugeben.
Angenommen, dass T ein Abtastzeitraum eines Drehmomentwerts ist, N die Abtastzahl ist, g ein durch Abtasten erhaltener Drehmomentsollwert ist, |G| eine Frequenzkomponente (Spektralkomponente) des Drehmomentsollwerts ist und n = 0, 1, 2, ..., N – 1 ist, dann kann die Formel der diskreten Fourier-Transformation wie folgt definiert werden:
wobei j eine gedachte Einheit ist und k eine Variable (k = 0, 1, 2, ..., N – 1) ist. Des Weiteren entspricht n/NT einer Frequenz einer von der Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 zu extrahierenden Frequenz.
Unter der Bedingung eines gleichen Frequenzkomponenten-Extraktionsbereichs und eines gleichen Abtastzeitraums ist es möglich, mit zunehmender Frequenzschrittgröße Δf1 rasch Eigenschwingungen eines Zielobjekts zu erfassen. Die Frequenzschrittgröße wird durch 1/NT ausgedrückt.
Unter der Bedingung dass, zum Beispiel, der Abtastzeitraum T 0,25 msek beträgt und die Abtastzahl N 400 ist, beträgt somit eine erforderliche Zeit für den Erhalt einer Frequenzkomponente des Drehmomentsollwerts Tc bei der Frequenzschrittgröße Δf1 von 1 Hz eine Sekunde, und eine erforderliche Zeit für den Erhalt einer Frequenzkomponente des Drehmomentsollwerts Tc, wenn die Frequenzschrittgröße Δf1 10 Hz beträgt, ist 0,1 Sekunden.
Die Frequenzerfassungseinheit 16 ist ausgebildet, aus der durch die Recheneinheit 15c errechneten Frequenzkomponente Gn eine der Eigenfrequenz des Zielobjekts entsprechenden Frequenz fs zu erfassen. Die Frequenzerfassungseinheit 16 ist ausgebildet zu bestimmen, dass die Anzahl von Schwingungen entsprechend einer Frequenzkomponente mit der Größe der Frequenzkomponente Gn, die nicht kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist, eine Eigenfrequenz ist; und eine der Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs zu erfassen.
Die Frequenzerfassungseinheit 16 ist ausgebildet zu bestimmen, ob die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs mit der momentan in der variablen Bandsperre 13 eingestellten Eigenfrequenz übereinstimmt, und insbesondere, ob die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz verändert ist.
Für die obengenannte Steuerung ist die Frequenzerfassungseinheit 16 ausgebildet zu bestimmen, ob die der momentan erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs mit der der zuvor erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs übereinstimmt. Wenn die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs unterschiedlich ist, ist die Frequenzerfassungseinheit 16 ausgebildet, eine der momentan erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs an die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 und an die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 auszugeben, um die Mittenfrequenz fc in eine neue Mittenfrequenz fc (d. h. eine der momentan erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs) abzuändern.
Des Weiteren ist die Frequenzerfassungseinheit 16 ausgebildet, von der Mastersteuereinheit 7 einen Mittenfrequenz-Startwerteinstellbefehl Fc zu empfangen, der Informationen hinsichtlich eines Startwerts fi (z. B. 250 Hz) der Mittenfrequenz fc enthält und der sofort nach Antreiben des Motors 3 eingestellt wird; und zu bestimmen ob der Startwert fi mit der der zum ersten Mal erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs übereinstimmt.
Im Falle dass der Startwert fi nicht mit der der zum ersten Mal erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs übereinstimmt, ist die Frequenzerfassungseinheit 16 ausgebildet, eine der der zum ersten Mal erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs an die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 und die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 auszugeben, um die Mittenfrequenz fc in eine neue Mittenfrequenz fc (d. h. eine der der zum ersten Mal erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs) abzuändern.
Die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 ist ausgebildet, eine Frequenzschrittgröße Δf2 als eine zweite Frequenzschrittgröße, die kleiner als die Frequenzschrittgröße Δf1 ist, einzustellen, wenn die Frequenz fs von der Frequenzerfassungseinheit 16 eingegeben wird. Die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 ist ausgebildet, die Frequenzschrittgröße Δf2 als die zweite Frequenzschrittgröße einzustellen, die ein Wert ist, der durch Division der Frequenzschrittgröße Δf1 durch eine positive Ganzzahl von 2 oder höher (z. B. 10) erhalten wird.
Des Weiteren ist die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 ausgebildet, die Frequenzschrittgröße Δf2 basierend auf einer Tabelle (nicht dargestellt) zu bestimmen, in welcher eine Differenz zwischen der zuvor eingegebenen Frequenz fs oder des Startwerts fi und der momentan eingegeben Frequenz fs, die Frequenzschrittgröße Δfi und die Frequenzschrittgröße Δf2 mit einander in Beziehung stehen.
Die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 ist ausgebildet, die Mittenfrequenz fc in eine neue Mittenfrequenz fc (d. h. eine der der momentan erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs) abzuändern, indem sukzessive die Frequenzschrittgröße Δf2 zu der Mittenfrequenz addiert oder davon subtrahiert wird, wenn die Frequenz fs von der Frequenzerfassungseinheit 16 eingegeben wird, insbesondere wenn die Eigenfrequenz durch ein ganzzahliges Vielfaches von 1 oder höher der Frequenzschrittgröße Δf1 geändert wird bei der Erfassung der der Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs durch die Frequenzerfassungseinheit 16.
Die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 ist ausgebildet, die Mittenfrequenz fc zu ändern, indem die Frequenzschrittgröße Δf2 sukzessive zu der Mittenfrequenz fc addiert wird bis der Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc einen Änderungswert Δc erreicht, wenn sich die der Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs um den Änderungswert ΔC erhöht (z. B., ΔC = Δf1), der ein Wert ist, der durch Multiplizieren der Frequenzschrittgröße Δf1 mit einer positiven Ganzzahl von 1 oder höher (z. B. 1), entsprechend der Position des angetriebenen Bauteils 4, das bewegt wird, erhalten wird.
Weiterhin ist die Mittenfrequenzänderungseinheit 18 ausgebildet, die Mittenfrequenz fc zu ändern, indem sukzessive die Frequenzschrittgröße Δf2 von der Mittenfrequenz subtrahiert wird bis der Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC erreicht, wenn sich die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs um dem Änderungswert ΔC entsprechend der Position des getriebenen Bauteils 4, das bewegt wird, verringert.
Weiterhin ist die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 ausgebildet, in Erwiderung des von der Mastersteuervorrichtung 7 einzugebenden Mittenfrequenz-Startwertbefehls Fc die einzustellende Mittenfrequenz fc unmittelbar nach Antreiben des Motors 3 auf den Startwert fi einzustellen.
Die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 ist ausgebildet von der Mastersteuervorrichtung 7 den Extraktionsbereichseinstellbefehls Rc zu empfangen, der Informationen bezüglich eines Frequenzkomponentenbereichs (z. B. des Bereichs: fi ± 5Δf1) des Drehmomentsollwerts Tc enthält, der durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 unmittelbar nach dem Beginn des Antreibens des Motors 3 zu extrahieren ist. Die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 ist ausgebildet, dann in Erwiderung des Extraktionsbereichseinstellbefehls Rc den durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc einzustellen, insbesondere den durch die Abtasteinheit 15a abzutastenden Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc einzustellen.
Die Einstellbereichsänderungseinheit 20 ist ausgebildet, den durch die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 einzustellenden Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc zu ändern. Für die obengenannte Steuerung ist die Mastersteuervorrichtung 7 ausgebildet, an die Einstellbereichsänderungseinheit 20 den Einstellbereichsänderungsbefehl Cc mit den Informationen bezüglich eines von der Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 nach der Änderung zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereichs (z. B. fc ± 2Δf1) einzugeben, und zwar nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (z. B. einer erforderlichen vorhergesagten Zeit vom Beginn des Antreibens des Motors 3 bis die Mittenfrequenz fc zum ersten Mal eingestellt wird) ab der Ausgabe des Extraktionsbereichseinstellbefehls Rc an die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19.
Die Einstellbereichsänderungseinheit 20 ist ausgebildet, dann den durch die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 einzustellenden Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc in Erwiderung auf den Einstellbereichsänderungsbefehls Cc zu ändern. Für die obengenannte Steuerung ist die Einstellbereichsänderungseinheit 20 ausgebildet, in Erwiderung des Einstellbereichsänderungsbefehls Cc ein Änderungssignal C an die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 auszugeben und den durch die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 eingestellten Frequenzkomponentenbereich des Sollwerts Tc zu ändern.
Die 2 ist ein Ablaufdiagramm eines durch die Motorsteuervorrichtung von 1 auszuführenden Arbeitsablaufs. Das Ablaufdiagramm wird sofort nach Beginn des Antreibens des Motors 3 ausgeführt und wird durch ein durch die Motorsteuervorrichtung 1 auszuführendes Verarbeitungsprogramm gesteuert.
Zunächst stellt die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 die Mittenfrequenz fc auf den Startwert fi ein (in Schritt S1). Danach stellt die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 den durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 extrahierten Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc ein (in Schritt S2).
Danach erzeugt die Abtasteinheit 15a einen Abtastwert Sn, indem der Drehmomentsollwert Tc in dem durch die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 eingestellten Frequenzbereich mit einer Frequenzschrittgröße Δf1 abgetastet wird (in Schritt S3).
Danach speichert die Speichereinheit 15b sukzessive die durch die Abtasteinheit erzeugten Abtastwerte Sn (in Schritt S4). Danach errechnet die Recheneinheit 15c eine Frequenzkomponente Gn des Drehmomentsollwerts Tc bei der Frequenzschrittgröße Δf1, indem eine diskrete Fourier-Transformation des in der Speichereinheit 15b gespeicherten Abtastwerts Sn durchgeführt wird und gibt die errechnete Frequenzkomponente Gn an die Frequenzerfassungseinheit 16 aus (in Schritt S5).
Danach erfasst die Frequenzerfassungseinheit 16 aus der von der Recheneinheit 15c errechneten Frequenzkomponente Gn (in Schritt S6) eine der Eigenfrequenz eines Zielobjekts entsprechende Frequenz fs. Danach bestimmt die Frequenzerfassungseinheit 16, ob die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs verändert ist (in Schritt 7).
Wenn die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs verändert ist, gibt die Frequenzerfassungseinheit 16 die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs an die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 und an die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 aus, und die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 bestimmt die Frequenzschrittgröße Δf2 (in Schritt S8).
Danach stellt die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 eine neue Mittenfrequenz fc ein, indem die momentan eingestellte Mittenfrequenz fc in eine der momentan erfassten Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs geändert wird (in Schritt S9).
Danach bestimmt die Einstellbereichsänderungseinheit 20, ob der Einstellbereichsänderungsbefehl Cc von der Mastersteuervorrichtung 7 (in Schritt S10) eingegeben ist. Wenn der Extraktionsbereichseinstellbefehl Rc von der Mastersteuervorrichtung 7 eingegeben ist, gibt die Einstellbereichsänderungseinheit 20 in Erwiderung auf den Einstellbereichsänderungsbefehl Cc ein Änderungssignal C an die Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 aus und ändert den in der Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 eingestellten Frequenzkomponentenbereich des Sollwerts Tc (in Schritt S11).
Danach bestimmt die Geschwindigkeitssteuereinheit 12, ob der Motor 3 gestoppt is, insbesondere ob die aktuelle Geschwindigkeit V des Motors 3 Null ist (in Schritt 12). Wenn der Motor 3 gestoppt ist, wird der Verarbeitungsablauf beendet. Andererseits, wenn der Motor 3 nicht gestoppt ist, kehrt der Verarbeitungsablauf zu Schritt S3 zurück.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs in Schritt S7 nicht verändert wird und wenn bestimmt wird, dass der Extraktionsbereichsbefehl Rc nicht von der Mastersteuervorrichtung 7 in Schritt S10 eingegeben ist, geht der Verarbeitungsablauf weiter zu Schritt S12.
3 ist ein Schaubild zum Beschreiben einer Änderung der Mittenfrequenz der variablen Bandsperre durch die Motorsteuervorrichtung in 1. Bezüglich der 3 wird ein Fall beschrieben, in dem die Frequenzschrittgröße Δf2 ein Wert ist, der durch Division der Frequenzschrittgröße Δf1 durch 10 erhalten wird, der Änderungswert ΔC der Mittenfrequenz fc Δf1 ist, und die Mittenfrequenz fc von f1 zu f2 geändert wird, indem sukzessive die Frequenzschrittgröße Δf2 zu der Mittenfrequenz fc addiert wird, bis der Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC erreicht, wenn die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs durch den Änderungswert ΔC entsprechend der Position des getriebenen Bauteils 4, das bewegt wird, erhöht wird.
Nach dem Abtasten während eines Zeitraums ab dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2, werden das Speichern von Abtastwerten, eine diskrete Fourier-Transformation, Erfassung einer der Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs, Erfassung der Abänderung der der Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz fs und die Bestimmung der Frequenzschrittgröße Δf2 durchgeführt, die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 ändert die Mittenfrequenz fc von f1 zu f2, indem sukzessive die Frequenzschrittgröße Δf2 in einem Zeitintervall Δt zu der Mittenfrequenz addiert wird, bis der Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC erreicht, wie durch die durchgezogene Line dargestellt wird. Insbesondere, wenn man annimmt, dass die erforderliche Zeit für den Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc bis zum Erreichen des Änderungswerts ΔC t3 beträgt, dann gilt t3 – t2 = 9Δt. Weiterhin wird die Änderung der Mittenfrequenz fc abgeschlossen bevor eine nächste Abtastung abgeschlossen wird.
Das sukzessive Addieren der Frequenzschrittgröße Δf2 zu der Mittenfrequenz fc in einem Zeitintervall Δt, bis der Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC zum Ändern der Mittenfrequenz fc von f1 zu f2 erreicht, ermöglicht auf diese Weise einen Änderungsbetrag pro Zeiteinheit zwischen einem Drehmomentsollwert Tc', der von der variablen Bandsperre 13 vor der Änderung der Mittenfrequenz fc ausgegebenen wird, und einem Drehmomentsollwert Tc', der von der variablen Bandsperre 13 nach der Änderung der Mittenfrequenz ausgegebenen wird, zu reduzieren, im Gegensatz zu einer Konfiguration, bei der der Änderungsbetrag ΔC (d. h., Δf1) auf einmal zu der Mittenfrequenz addiert wird, wie durch die strichpunktierte Linie in 3 dargestellt wird.
Somit werden durch Ändern der Mittenfrequenz fc von f1 zu f2 durch sukzessives Addieren der Frequenzschrittgröße Δf2 zu der Mittenfrequenz fc in einem Zeitintervall Δt, bis der Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC erreicht, Schwankungen des von der variablen Bandsperre 13 ausgegebenen Drehmomentsollwerts Tc' reduziert, im Gegensatz zu einer Konfiguration, bei der der Änderungswert ΔC auf einmal zu der Mittenfrequenz fc addiert wird.
Ebenso werden durch Ändern der Mittenfrequenz fc von f2 zu f1 durch sukzessives Subtrahieren der Frequenzschrittgröße Δf2 von der Mittenfrequenz fc in einem Zeitintervall Δt, bis der Senkungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC erreicht, Schwankungen des von der variablen Bandsperre 13 ausgegebenen Drehmomentsollwerts Tc' reduziert, im Gegensatz zu einer Konfiguration, bei der der Änderungswert ΔC auf einmal von der Mittenfrequenz fc subtrahiert wird.
Sukzessives Addieren der Frequenzschrittgröße Δf2 zu der Mittenfrequenz fc bis der Erhöhungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC erreicht, oder sukzessives Subtrahieren der Frequenzschrittgröße Δf2 von der Mittenfrequenz fc bis der Senkungsbetrag der Mittenfrequenz fc den Änderungswert ΔC erreicht, ermöglicht es, Schwankungen des von der variablen Bandsperre 13 ausgegebenen Drehmomentsollwerts Tc' zu reduzieren, selbst wenn es notwendig ist, die Frequenzschrittgröße Δf1 auf einen relativ großen Wert (z. B. 10 Hz) einzustellen, um eine rasche Erfassung der Eigenschwingungen einer genauen Erfassung der Eigenschwingungen vorzuziehen.
Desweiteren ermöglicht das Einstellen des durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereichs des Drehmomentsollwerts Tc, eine Erfassung von Eigenschwingungen mit hoher Geschwindigkeit auszuführen, indem der rechnerische Verarbeitungsaufwand verringert wird, und eine erforderliche Speichermenge zu reduzieren.
Wenn beispielsweise der durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 zu extrahierende Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc auf 200 Hz ± 50 Hz eingestellt wird und angenommen wird, dass die Abtastdauer T 0,25 msek. beträgt, die Frequenzschrittgröße Δf1 10 Hz beträgt und die Abtastzahl N gleich 400 ist, dann wird die Frequenz einer zu erhaltenden Frequenzkomponente durch n/TN ausgedrückt. Dementsprechend wird eine diskrete Fourier-Transformation im Bereich 15 ≤ n ≤ 25 durchgeführt und es ist nicht erforderlich, eine diskrete Fourier-Transformation in Bezug auf den gesamten Bereich mit n = 1, 2, ..., N – 1 (in diesem Falle 1 ≤ n ≤ 399) durchzuführen.
Weiterhin wird durch Ändern des durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereichs des Drehmomentsollwerts Tc ermöglicht, den durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit 15 zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereichs des Drehmomentsollwerts Tc in geeigneter Weise zu ändern.
Es ist beispielsweise möglich, den zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc auf den Bereich fs ± 2Δf1 zu ändern, nachdem der zu extrahierende Frequenzkomponentenbereich des Drehmomentsollwerts Tc zum ersten Mal auf den Bereich fi ± 5Δf1 wird. Auf diese Weise wird durch das Reduzieren des zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereichs des Drehmomentsollwerts Tc von dem Bereich fi ± 5Δf1 auf den Bereich fs ± 2Δf1 ermöglicht, den rechnerischen Verarbeitungsaufwand weiter zu reduzieren nachdem die Mittenfrequenz fc zum ersten Mal eingestellt wird. Dies ist vorteilhaft bei der Erhöhung der erfassten Geschwindigkeit von Eigenschwingungen.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt, sondern es können eine Vielzahl von Modifikationen und Abänderungen angewandt werden. In der Ausführungsform treibt beispielsweise der Motor 3 das angetriebene Bauteil 4 über einen Kugelgewindetrieb (nicht dargestellt) entlang einer linearen Bewegungsachse (nicht dargestellt) einer Werkzeugmaschine an. Die Erfindung kann ebenfalls bei einer Konfiguration angewandt werden, bei der die Eigenfrequenz eines Zielobjekts entsprechend einer Position des sich bewegenden angetriebenen Bauteils 4 geändert wird, wenn der Motor 3 das angetriebene Bauteil 4 über einen Kugelgewindetrieb (nicht dargestellt) entlang einer Achse (einer Schwerkraftsachse) antreibt, die durch die Schwerkraft eines Roboters oder dergleichen beeinflusst wird.
In der Ausführungsform ist ein Steuersignal ein Drehmomentsollwert Tc. Die Erfindung ist ebenfalls anwendbar bei einer Konfiguration, bei der ein Steuersignal ein Geschwindigkeitssollwert Vc oder ein Spannungssollwert Dc ist. Wenn das Steuersignal der Geschwindigkeitssollwert Vc ist, wird die variable Bandsperre 13 zwischen der Positionssteuereinheit 11 und der Geschwindigkeitssteuereinheit 12 angeordnet, und die Positionssteuereinheit 12 ist ausgebildet, den Geschwindigkeitssollwert Vc an die Abtasteinheit 15a auszugeben. Andererseits, wenn das Steuersignal der Spannungssollwert Dc ist, wird die variable Bandsperre 13 zwischen der Stromsteuereinheit 14 und dem Verstärker 2 angeordnet, und die Stromsteuereinheit 14 ist ausgebildet, den Spannungssollwert Dc an die Abtasteinheit 15a auszugeben.
In der Ausführungsform ist die Frequenzerfassungseinheit 16 ausgebildet zu bestimmen, ob die einer Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs verändert ist. Alternativ dazu können die Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit 17 und die Mittenfrequenz-Änderungseinheit 18 jeweils ausgebildet sein zu bestimmen, ob die einer Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs verändert ist.
In der Ausführungsform ist die Einstellbereichsänderungseinheit 20 an der Außenseite der Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 angeordnet. Alternativ dazu kann die Einstellbereichsänderungseinheit 20 an der Innenseite der Extraktionsbereichseinstelleinheit 19 angeordnet sein.
In der Ausführungsform ist die Frequenzschrittgröße Δf2 ein Wert, der durch Division der Frequenzschrittgröße Δf1 durch eine positive Ganzzahl von 2 oder höher erhalten wird. Alternativ dazu kann die Frequenzschrittgröße Δf2 auf einen anderen Wert als den durch Division der Frequenzschrittgröße Δf1 durch eine positive Ganzzahl von 2 oder höher erhaltenen Wert eingestellt werden. Wenn beispielsweise die Frequenzschrittgröße Δf1 auf 10 Hz eingestellt wird, die Frequenzschrittgröße Δf2 auf 9 Hz und 1 Hz eingestellt wird und die der Eigenfrequenz entsprechende Frequenz fs entsprechend der Position des sich bewegenden angetriebenen Bauteils 4 um 10 Hz erhöht wird, ist es möglich die Mittenfrequenz fc zu ändern, indem sukzessive 9 Hz und 1 Hz zur Mittenfrequenz fc addiert werden.
In der Ausführungsform wird die Mittenfrequenz fc derart geändert, dass die Mittenfrequenz fc mit der Frequenz fs übereinstimmt, die der Eigenfrequenz nach der Änderung entspricht. Alternativ dazu ist es möglich, die Mittenfrequenz derart zu ändern, dass die Frequenz fs, die der Eigenfrequenz nach der Änderung entspricht, in der Bandbreite der variablen Bandsperre 13 liegt.
In der Ausführungsform ist die Frequenzschrittgröße Δf1 festgelegt (z. B. 10 Hz). Alternativ dazu kann die Frequenzschrittgröße Δf1 variabel sein. Es ist beispielsweise möglich, die Frequenzschrittgröße Δf1 auf einen relativ niedrigen Wert (z. B. 1 Hz) einzustellen, um eine genaue Erfassung von Eigenschwingungen einer raschen Erfassung von Eigenschwingungen vorzuziehen, nachdem die Frequenzschrittgröße Δf1 auf einen relativ großen Wert (z. B. 10 Hz) eingestellt wird, um eine rasche Erfassung von Eigenschwingungen einer genauen Erfassung von Eigenschwingungen vorzuziehen.
Erfindungsgemäß ist es möglich, Schwankungen in einem von einer variablen Bandsperre ausgegebenen Steuersignal zu reduzieren, die zu erwarten sind, wenn die Mittenfrequenz der variablen Bandsperre bei der Durchführung einer raschen Erfassung von Eigenschwingungen eines aus einem Motor und einem von dem Motor anzutreibenden angetriebenen Bauteil bestehenden Zielobjekts geändert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4238273 [0006]

Claims

Motorsteuervorrichtung (1), die ausgebildet ist, ein Steuersignal zum Steuern eines Motors (3) auszugeben und dabei Eigenschwingungen eines aus dem Motor (3) und einem von dem Motor (3) anzutreibenden angetriebenen Bauteil (4) bestehenden Zielobjekt zu unterdrücken, umfassend: eine Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit (15), die ausgebildet ist, eine in dem Steuersignal enthaltene Frequenzkomponente mit einer ersten Frequenzschrittgröße zu extrahieren; eine Frequenzerfassungseinheit (16), die ausgebildet ist, aus der von der Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit (15) extrahierten Frequenzkomponente eine Frequenz zu erfassen, die einer Eigenfrequenz des aus dem Motor (3) und dem von dem Motor (3) anzutreibenden getriebenen Bauteil (4) bestehenden Zielobjekts entspricht; eine Frequenzschrittgrößen-Einstelleinheit, die ausgebildet ist, eine zweite Frequenzschrittgröße einzustellen, die kleiner als die erste Frequenzschrittgröße ist; eine Mittenfrequenz-Änderungseinheit (18), die ausgebildet ist, eine Mittenfrequenz derart zu ändern, dass die zweite Frequenzschrittgröße sukzessive zu der Mittenfrequenz addiert oder davon subtrahiert wird, wenn die Eigenfrequenz durch ein ganzzahliges Vielfaches von 1 oder höher der ersten Frequenzschrittgröße geändert wird bei der Erfassung einer der Eigenfrequenz entsprechenden Frequenz durch die Frequenzerfassungseinheit (16); und eine variable Bandsperre (13), die ausgebildet ist, das Steuersignal einzugeben und derart ausgebildet ist, dass die Mittenfrequenz durch die Mittenfrequenz-Änderungseinheit (18) veränderbar ist, um das Steuersignal auszugeben nachdem eine Frequenzkomponente, die der Eigenfrequenz nach der Änderung entspricht, von dem Steuersignal entfernt ist.
Motorsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Extraktionsbereichseinstelleinheit (19), die ausgebildet ist, einen durch die Frequenzkomponenten-Extraktionseinheit (15) zu extrahierenden Frequenzkomponentenbereich des Steuersignals einzustellen.
Motorsteuervorrichtung (1) nach Anspruch 2, ferner umfassend: eine Einstellbereichsänderungseinheit (20), die ausgebildet ist, den durch die Extraktionsbereichseinstelleinheit (19) einzustellenden Frequenzkomponentenbereich des Steuersignals zu ändern.