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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Motorsteuerung für die Steuerung zweier Motoren zum Antreiben eines einzigen angetriebenen Objektes.
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Hintergrund der Erfindung
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Motorgetriebene Objekte in Werkzeugmaschinen und dergleichen können so groß sein, dass sie nicht durch einen einzigen Motor alleine hinreichend beschleunigt und abgebremst werden können.
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Auch können starke Rückschläge und Gegenreaktionen mechanischer Komponenten eines mit der Motorantriebswelle und dem angetriebenen Objekt verbundenen Übertragungsmechanismus eine stabile Bewegung des angetriebenen Objektes beeinträchtigen. In solchen Fällen wird eine sogenannte Tandemsteuerung eingesetzt, bei der ein einziges angetriebenes Objekt durch zwei Motoren bewegt wird (beispielsweise japanische Patentveröffentlichungen
JP-A-8-174481 ,
JP-A-2003-79180 ,
JP WO 2004/92859 ,
JP-A-2009-177881 ).
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In einer solchen Tandemsteuerung dient einer der beiden Motoren als Hauptmotor mit einer Antriebswelle, die als Master-Welle dient und mit dem Übertragungsmechanismus gekoppelt ist. Der andere Motor dient als Submotor mit einer Antriebswelle, die als Folgewelle mit dem Übertragungsmechanismus gekoppelt ist.
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Bei der Tandemsteuerung müssen Rückschlag oder Gegenreaktionen zwischen mechanischen Komponenten des Übertragungsmechanismus, der mit der Antriebswelle des Motors und dem angetriebenen Objekt verbunden ist, möglichst gering gehalten werden. Es wurde deshalb eine Motorsteuerung vorgeschlagen, die einen Vorlast-Drehmomentwert erzeugt, bei dem es sich um einen Drehmomentwert handelt, der vorab einem Drehmoment-Befehlswert hinzugefügt wird, so dass eine an die Antriebswelle des Hauptmotors angelegte Kraft und eine an die Antriebswelle des Submotors angelegte Kraft in entgegengesetzte Richtungen weisen (beispielsweise japanische Patentveröffentlichungen
JP-A-8-16246 ,
JP-A-2001-273037 ).
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Weiterhin müssen unerwünschte Effekte durch Abweichungen zwischen der Zeit, zu der die Geschwindigkeit des Hauptmotors detektiert wird, und der Zeit, zu der die Geschwindigkeit des Submotors bei Steuerung der Motoren detektiert wird oder dergleichen sowie eine Überhitzung der Motoren durch solche Abweichungen in einer Tandemsteuerung vermieden werden. Deshalb wurde eine Motorsteuerung vorgeschlagen, die einen integrierten Wert der Geschwindigkeitsabweichung zwischen einem Geschwindigkeitsbefehlswert für den Hauptmotor und der Geschwindigkeit des Hauptmotors verwenden, um einen Drehmomentbefehlswert für den Hauptmotor und einen Drehmomentbefehlswert für den Submotor zu generieren (beispielsweise japanische Patentveröffentlichung
JP-A-2003-189657 ).
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Weiterhin wurde eine Motorsteuerung vorgeschlagen, die einen Vorlast-Drehmomentwert generiert und einen integrierten Wert der Geschwindigkeitsabweichung zwischen einem Geschwindigkeitsbefehlswert für den Hauptmotor und der Geschwindigkeit des Hauptmotors einsetzt, um einen Drehmomentbefehlswert für den Hauptmotor und den Submotor zu erzeugen (beispielsweise japanische Patentveröffentlichung
JP-A-2010-172054 ).
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Der integrierte Wert der Geschwindigkeitsabweichung zwischen einem Geschwindigkeitsbefehlswert für einen Hauptmotor und der Geschwindigkeit des Hauptmotors kann eingesetzt werden, um einen Drehmomentbefehlswert für den Hauptmotor und einen Drehmomentbefehlswert für einen Submotor zu erzeugen. In diesem Falle liegt ein Problem aber darin, dass dann, wenn der Submotor hauptsächlich angetrieben wird, in anderen Worten: Wenn die Beschleunigung des Hauptmotors negativ ist, eine Positionsabweichung zwischen einem Positionsbefehlswert für den Submotor und der Position des Submotors die Steuerung in unerwünschter Weise beeinflussen kann.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Motorsteuerung, die in der Lage ist, unerwünschte Effekte durch verstärkte Positionsabweichungen bei der Steuerung zweier angetriebener Motoren zu vermeiden, wenn einer der beiden Motoren hauptsächlich angetrieben wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Motorsteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steuert einen ersten Motor und einen zweiten Motor zum Antreiben eines einzigen angetriebenen Objektes. Die Motorsteuerung hat eine erste Positionssteuereinheit, welche einen ersten Geschwindigkeitsbefehlswert erzeugt auf Basis eines Positionsbefehlswertes für den ersten Motor, Positionsinformation bezüglich des ersten Motors und einer ersten Positionssteuerungsverstärkung, um eine Position des ersten Motors zu steuern, weiterhin eine zweite Positionssteuereinheit, welche einen zweiten Geschwindigkeitsbefehlswert erzeugt auf Basis eines Positionsbefehlswertes für den zweiten Motor, Positionsinformation bezüglich des zweiten Motors und einer zweiten Positionssteuerungsverstärkung, um eine Position des zweiten Motors zu steuern, eine erste Geschwindigkeitssteuereinheit mit einem ersten Integrator, der einen integrierten Wert einer ersten Geschwindigkeitsabweichung berechnet, wobei die erste Geschwindigkeitsabweichung zwischen dem ersten Geschwindigkeitsbefehlswert und einer Geschwindigkeit des ersten Motors gegeben ist, die erste Geschwindigkeitssteuerungseinheit einen ersten Drehmomentbefehlswert generiert auf Basis der ersten Geschwindigkeitsabweichung, eines vorgegebenen Wertes, einer ersten Proportionalverstärkung und einer ersten Integralverstärkung, um die Geschwindigkeit des ersten Motors zu steuern, eine zweite Geschwindigkeitssteuereinheit mit einem zweiten Integrator, der einen integrierten Wert der zweiten Geschwindigkeitsabweichung berechnet, wobei die zweite Geschwindigkeitsabweichung zwischen dem zweiten Geschwindigkeitsbefehlswert und einer Geschwindigkeit des zweiten Motors vorliegt, die zweite Geschwindigkeitssteuereinheit einen zweiten Drehmomentbefehlswert generiert auf Basis der zweiten Geschwindigkeitsabweichung, des vorgegebenen Wertes, einer zweiten Proportionalverstärkung und einer zweiten Integralverstärkung, um die Geschwindigkeit des zweiten Motors zu steuern, eine Auswahleinheit bezüglich eines integrierten Wertes, welche den integrierten Wert der ersten Geschwindigkeitsabweichung oder den integrierten Wert der zweiten Geschwindigkeitsabweichung als vorgegebenen Wert auswählt in Abhängigkeit vom Antriebsstatus des ersten Motors und vom Antriebsstatus des zweiten Motors, eine erste Motorantriebseinheit, welche den ersten Motor auf Basis des ersten Drehmomentbefehlswertes antreibt, und eine zweite Motorantriebseinheit, welche den zweiten Motor auf Basis des zweiten Drehmomentbefehlswertes antreibt.
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Vorzugsweise wählt die Auswahleinheit den integrierten Wert der ersten Geschwindigkeitsabweichung als vorgegebenen Wert, wenn eine Beschleunigung des ersten Motors einen ersten Wert überschreitet, der größer ist als Null, während der integrierte Wert der zweiten Geschwindigkeitsabweichung als vorgegebener Wert ausgewählt wird, wenn die Beschleunigung des ersten Motors unter einen zweiten Wert abfällt, der kleiner ist als Null.
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Vorzugsweise hat eine Motorsteuerung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weiterhin eine Vorlast-Drehmomentwerterzeugungseinheit, die einen ersten Vorlast-Drehmomentwert und einen zweiten Vorlast-Drehmoment derart erzeugt, dass eine an die Antriebswelle des ersten Motors angelegte Kraft und eine an die Antriebswelle des zweiten Motors angelegte Kraft in entgegengesetzte Richtungen weisen, wobei der erste Vorlast-Drehmomentwert vorab zum ersten Drehmomentbefehlswert hinzugefügt wird, und der zweite Vorlast-Drehmomentwert dem zweiten Drehmomentbefehlswert vorab hinzugefügt wird.
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Die Erfindung ist damit in der Lage, eine Motorsteuerung bereitzustellen, bei der unerwünschte Effekte durch vergrößerte Positionsabweichungen bei der Steuerung von zwei angetriebenen Motoren vermieden werden, wenn einer der beiden Motoren als Hauptmotor angetrieben ist.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit einer Motorsteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels einer Auswahleinheit für einen integrierten Wert und einer Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß 1 im Einzelnen;
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3 ist ein Flussdiagramm für einen Betrieb einer Motorsteuerung gemäß 1;
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4 veranschaulicht ein Beispiel zeitlicher Abweichungen bei Beschleunigung eines Motors, der durch eine Motorsteuerung gemäß 1 gesteuert wird;
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5A veranschaulicht einen vorteilhaften Effekt einer Motorsteuerung gemäß der Erfindung;
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5B veranschaulicht einen vorteilhaften Effekt einer Motorsteuerung gemäß der Erfindung;
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5C veranschaulicht einen weiteren vorteilhaften Effekt einer Motorsteuerung gemäß der Erfindung;
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5D veranschaulicht wiederum einen vorteilhaften Effekt einer Motorsteuerung gemäß der Erfindung; und
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6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Auswahleinheit für einen integrierten Wert und für die Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß 1 im Einzelnen.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Einzelnen
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Ausführungsbeispiele einer Motorsteuerung gemäß der Erfindung werden nun im Einzelnen mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Einander gleiche oder funktionsähnliche Elemente tragen die gleichen Bezugszeichen in allen Figuren.
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1 ist ein Blockdiagramm eines Systems einschließlich einer Motorsteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das in 1 dargestellte System hat eine Quelle 1 für einen Drei-Phasen-Wechselstrom (AC), einen Konverter 2, einen glättenden Kondensator 3, Inverter 4m, 4s, Stromdetektoren 5m, 5s, einen Hauptmotor 6m als ersten Motor, einen Submotor 6s als zweiten Motor, Transmissionsmechanismen (Übertragungsmechanismen) 7s, ein angetriebenes Objekt 8, einen Maschinen-Positionsdetektor 9, Motor-Positionsdetektoren 10m, 10s, Motor-Geschwindigkeitsdetektoren 11m, 11s, eine Motorsteuerung 12, und eine Mastersteuerung (Hauptsteuerung) 13.
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Die drei-phasige Wechselstromquelle 1 kann herkömmlicher Art sein. Der Konverter 2 beinhaltet beispielsweise eine Mehrzahl von gleichrichtenden Dioden (6 gleichrichtende Dioden im Falle einer Wechselspannung mit drei Phasen) und Transistoren, die antiparallel zu den Gleichrichterdioden geschaltet sind, und wandelt von der drei-phasigen Wechselstromquelle 1 gelieferte Wechselstromenergie in Gleichstromenergie.
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Der glättende Kondensator 3 ist parallel zu dem Konverter 2 geschaltet, um so eine durch die Gleichrichterdioden des Konverters 2 gleichgerichtete Spannung zu glätten. Die Inverter 4m, 4s sind parallel zum glättenden Kondensator 3 geschaltet und beinhalten beispielsweise eine Mehrzahl gleichrichtender Dioden (6 Gleichrichterdioden im Falle einer Wechselspannung mit drei Phasen) und Transistoren, die antiparallel zu den Gleichrichterdioden gestaltet sind. Die Inverter 4m und 4s schalten die Transistoren entsprechend später beschriebenen PWM-Signalen Vm bzw. Vs ein und aus, um vom Konverter 2 erzeugte Gleichstromenergie in Wechselstromenergie zu wandeln.
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Der Stromdetektor 5m ist an der Ausgangsleitung des Inverters 4m angeordnet, um so einen Wert des Stroms Im' zu detektieren, der in den Hauptmotor 6m fließt. Der Stromdetektor 5s ist an der Ausgangsleitung des Inverters 4s angeordnet, um so einen Wert des Stroms Is' zu detektieren, der in den Submotor 6s fließt. Bei diesen Ausführungsbeispielen sind die Stromdetektoren 5m, 5s beispielsweise durch Hall-Elemente realisiert.
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Der Hauptmotor 6m hat eine Antriebswelle, die als Masterwelle (Hauptwelle) dient und mit dem Übertragungsmechanismus 7m gekoppelt ist; wobei der Motor durch elektrische Leistung angetrieben wird, die im glättenden Kondensator akkumuliert ist. Der Submotor 6s hat eine Antriebswelle, die als Unterwelle (Subwelle) dient und mit dem Übertragungsmechanismus 7s gekoppelt ist, wobei der Motor angetrieben wird durch im glättenden Kondensator akkumulierte elektrische Energie.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl der Hauptmotor 6m als auch der Submotor 6s realisiert durch einen drehenden Servomotor mit Permanentmagneten an dem Rotor oder dem Stator, einem Linear-Servomotor mit Permanentmagneten an dem Statur oder an dem Gleiter, einen Vibrationsservomotor mit Permanentmagneten an dem Stator oder dem Vibrator, oder durch einen Induktionsmotor ohne Permanentmagneten, oder dergleichen.
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Die Transmissionsmechanismen 7m, 7s sind mit dem angetriebenen Objekt derart verbunden, dass sie es entlang der Richtung einer Achse der Transmissionsmechanismen 7m, 7s bewegen. Das angetriebene Objekt 8 kann z. B. ein Werkzeugmaschinentisch, Arme eines Industrieroboters oder dergleichen sein.
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Der Maschinenpositionsdetektor 9 ist z. B. durch eine Skalierung oder dergleichen verwirklicht zum Detektieren der Position θx der Maschine (nicht gezeigt) einschließlich der Transmissionsmechanismen 7m, 7s als Positionsinformation bezüglich des ersten Motors und des zweiten Motors.
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Der Motorpositionsdetektor 10m ist beispielsweise verwirklicht durch einen Rotationskodierer, ein Hall-Element, einen Drehmelder oder dergleichen, zum Detektieren eines Drehwinkels θm' des Hauptmotors 6m. Der Motorpositionsdetektor 10s ist zum Beispiel durch einen Drehkodierer, ein Hall-Element, einen Drehmelder oder dergleichen realisiert, der einen Drehwinkel θs' des Submotors 6s detektiert.
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Der Motorgeschwindigkeitsdetektor 11m übernimmt als Eingangssignal den Drehwinkel θm' des Hauptmotors 6m vom Motorpositionsdetektor 10m. Der Motorgeschwindigkeitsdetektor 11m berechnet eine Drehgeschwindigkeit ωm' des Hauptmotors 6m als Geschwindigkeit des ersten Motors und führt hierzu eine Ableitung erster Ordnung bezüglich des Drehwinkels θm' über der Zeit aus und gibt die Drehgeschwindigkeit ωm' an die Motorsteuerung 12.
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Der Motorgeschwindigkeitsdetektor 11s übernimmt als Eingangssignal den Drehwinkel θs' des Submotors 6s vom Motorpositionsdetektor 10s. Der Motorgeschwindigkeitsdetektor 11s berechnet die Rotationsgeschwindigkeit θs' des Submotors 6s als Geschwindigkeit des zweiten Motors mit Hilfe einer Ableitung erster Ordnung des Drehwinkels ωs' über der Zeit und gibt die Drehgeschwindigkeit θs' an die Motorsteuerung 12.
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Die Motorsteuerung 12 führt eine Tandemsteuerung aus, bei der das angetriebene Objekt 8 durch den Hauptmotor 6m und den Submotor 6s angetrieben wird, um Rückschläge (Gegenreaktionen) zwischen den mechanischen Elementen der Transmissionsmechanismen 7m, 7s und dem angetriebenen Objekt 8 zu reduzieren und auch, um eine Torsion der Antriebswelle des Hauptmotors 6m sowie der Antriebswelle des Submotors 6s zu minimieren. Hierzu hat die Motorsteuerung 12 einen Subtrahierer 21m, einen Subtrahierer 21s, eine Positionssteuereinheit 22m als erste Positionssteuereinheit, eine Positionssteuereinheit 22s als zweite Positionssteuereinheit, einen Subtrahierer 23m, einen Subtrahierer 23s, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 24m als erste Geschwindigkeitssteuereinheit, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 24s als zweite Geschwindigkeitssteuereinheit, eine Motorantriebseinheit 25m als erste Motorantriebseinheit, eine Motorantriebseinheit 25s als zweite Motorantriebseinheit, eine Vorlast-Drehmomentwerterzeugungseinheit 26, eine Beschleunigungsberechnungseinheit 27, und eine Auswahleinheit 28 für einen integrierten Wert.
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Der Subtrahierer 21m hat einen positive Eingang zum Empfang eines Positionsbefehlswertes θm als Positionsbefehlswert für den Hauptmotor 6m, also des ersten Motors, aus der Hauptsteuerung 13, einen negativen Eingang zum Empfang einer Position θx aus dem Maschinenpositionsdetektor 9, und einen Ausgang zum Ausgeben einer Positionsabweichung θm – θx zwischen dem Positionsbefehlswert θm und der Position θx an die Positionssteuereinheit 22m.
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Der Subtrahierer 21s hat einen positive Eingang zum Empfang eines Positionsbefehlswertes θs als Positionsbefehlswert für den Submotor 6s, der den zweiten Motor darstellt, aus der Hauptsteuerung 13, einen negativen Eingang zum Empfang einer Position θx von dem Maschinenpositionsdetektor 9, und einen Ausgang zum Abgeben einer Positionsabweichung θs – θs zwischen dem Positionsbefehlswert θs und der Position θx an die Positionssteuereinheit 22s.
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Die Positionssteuereinheit 22m erzeugt einen Geschwindigkeitsbefehlswert ωm für den Hauptmotor 6m als ersten Geschwindigkeitsbefehlswert auf Basis des Positionsbefehlswertes ωm, der Position ωx und einer Positionssteuerverstärkung Kd, die hier als erste Positionssteuerverstärkung bezeichnet wird, um die Position des Hauptmotors 6m zu steuern. Hierzu enthält die Positionssteuereinheit 22m einen Verstärker (nicht dargestellt) für die Positionssteuerverstärkung Kd, welche eine Positionsabweichung θm – θx vom Subtrahierer 21m erhält und die Positionsabweichung θm – θx verstärkt. Die Positionssteuereinheit 22m erzeugt einen Geschwindigkeitsbefehlswert ωm, bei dem es sich um das Produkt aus der Positionsabweichung θm – θx und der Positionssteuerverstärkung Kd handelt, und gibt den erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert ωm an, den Subtrahierer 23m.
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Die Positionssteuereinheit 22s erzeugt einen Geschwindigkeitsbefehlswert ωs für den Submotor 6s als zweiten Geschwindigkeitsbefehlswert auf Basis des Positionsbefehlswertes θs, der Position θx und einer Positionssteuerverstärkung Kd', die hier als zweite Positionssteuerverstärkung bezeichnet ist, um die Position des Submotors 6s zu steuern. Hierzu hat die Positionssteuereinheit 22s einen Verstärker (nicht dargestellt) für die Positionssteuerverstärkung Kd', welche eine Positionsabweichung θs – θx vom Subtrahierer 21s erhält und die Positionsabweichung θs – θx verstärkt. Die Positionssteuereinheit 22s erzeugt den Geschwindigkeitsbefehlswert ωs, bei dem es sich um das Produkt aus der Positionsabweichung θs – θx und der Positionssteuerverstärkung Kd' handelt, und gibt den erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert ωs an den Subtrahierer 23s. Die Positionssteuerverstärkung Kd und die Positionssteuerverstärkung Kd' können einander gleich sein.
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Der Subtrahierer 23m enthält einen positiven Eingang zum Empfang des Geschwindigkeitsbefehlswertes ωm von der Positionssteuereinheit 22m, einen negativen Eingang zum Empfang der Rotationsgeschwindigkeit ωm' vom Motorgeschwindigkeitsdetektor 11m, und einen Ausgang zum Abgeben einer Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' als erste Geschwindigkeitsabweichung, bei der es sich um eine Abweichung zwischen dem Geschwindigkeitsbefehlswert ωm und der Rotationsgeschwindigkeit ωm' handelt, an die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m.
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Der Subtrahierer 23s hat einen positiven Eingang zum Empfang des Geschwindigkeitsbefehlswertes ωs von der Positionssteuereinheit 22s, einen negativen Eingang zum Empfang einer Rotationsgeschwindigkeit ωs' vom Motorgeschwindigkeitsdetektor 11s, und einen Ausgang zum Abgeben einer Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' als zweiter Geschwindigkeitsabweichung, also der Abweichung zwischen dem Geschwindigkeitsbefehlswert ωs und der Rotationsgeschwindigkeit ωs', an die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s.
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Die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m erzeugt einen Drehmomentbefehlswert Tm als erstem Drehmomentbefehlswert auf Basis der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm', eines vorgegebenen Wertes, der weiter unten näher beschrieben wird, einer Proportionalverstärkung Kp als erster Proportionalverstärkung, und einer Integralverstärkung Ki als erster Integralverstärkung, um die Geschwindigkeit des Hauptmotors 6m zu steuern.
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Hierzu enthält die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m einen ersten Integrator (weiter unten beschrieben), in den die Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' vom Subtrahierer 23m eingegeben wird zur Berechnung des integrierten Wertes Sm der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm', einen weiter unten näher beschriebenen Verstärker für eine Proportionalverstärkung Kp der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' und einen weiter unten näher beschriebenen Verstärker für eine Integralverstärkung Ki, welche den oben genannten vorgegebenen Wert verstärkt.
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Die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m erzeugt einen Drehmomentbefehlswert Tm als Summe des Produktes der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' und der Proportionalverstärkung Kp und des Produktes des oben genannten vorgegebenen Wertes und der Integralverstärkung Ki, und gibt den erzeugten Drehmomentbefehlswert Tm an die Motorantriebseinheit 25m.
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Die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s erzeugt einen Drehmomentbefehlswert Ts als zweiten Drehmomentbefehlswert auf Basis einer Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs', des oben erwähnten vorgegebenen Wertes und des Produktes aus einer Proportionalverstärkung Kt' als zweiter Proportionalverstärkung und einer Integralverstärkung Ki' als zweiter Integralverstärkung, um die Geschwindigkeit des Submotors 6s zu steuern.
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Hierzu hat die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s einen weiter unten beschriebenen zweiten Integrator, in den die Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' vom Subtrahierer 23s eingegeben wird zur Berechnung eines integrierten Wertes Ss der Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs', einen weiter unten näher beschriebenen Verstärker für eine Proportionalverstärkung Kp' zum Verstärken der Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs', und einen weiter unten näher beschriebenen Verstärker für eine Integralverstärkung Ki', welche den oben genannten vorgegebenen Wert verstärkt.
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Die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s erzeugt den Drehmomentbefehlswert Ts als Summe des Produktes der Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' und der Proportionalverstärkung Kp' und des Produktes aus dem oben erwähnten vorgegebenen Wert und der Integralverstärkung Ki' und gibt den erzeugten Drehmomentbefehlswert Ts an die Motorantriebseinheit 25s. Die Proportionalverstärkung Kp und die Proportionalverstärkung Kp' können einander gleich sein und auch die Integralverstärkung Ki und Ki' können ebenfalls einander gleich sein.
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Die Motorantriebseinheit 25m treibt den Hauptmotor 6m auf Basis des Drehmomentbefehlswertes Tm und eines Vorlast-Drehmomentwertes +Pr, welche weiter unten näher beschrieben werden. Hierzu hat die Motorantriebseinheit 25m einen Addierer 41m, einen Subtrahierer 42m und eine Stromsteuereinheit 43m.
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Der Addierer 41m hat einen ersten positiven Eingang zum Empfang des Drehmomentbefehlswertes Tm aus der Geschwindigkeitssteuereinheit 24m, einen zweiten positiven Eingang zum Empfang des Vorlast-Drehmomentwertes +Pr aus der Vorlast-Drehmomentwerterzeugungseinheit 26, und einen Ausgang zum Abgeben eines Strombefehlswertes Im für den Hauptmotor 6m, entsprechend der Summe des Drehmomentbefehlswertes Tm und des Vorlast-Drehmomentwertes +Pr.
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Der Subtrahierer 42m hat einen positiven Eingang zum Empfang des Strombefehlswertes Im vom Addierer 41m, einen negativen Eingang zum Empfang eines Stromwertes Im' vom Stromdetektor 5m, und einen Ausgang zum Abgeben einer Stromabweichung Im – Im' zwischen dem Strombefehlswert Im und dem Stromwert Im' an die Stromsteuereinheit 43m.
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Die Stromsteuereinheit 43m empfängt die Stromabweichung Im – Im' vom Subtrahierer 42m und erzeugt ein PWM-Signal Vm entsprechend einem Spannungsbefehlswert für den Hauptmotor 6m auf Basis der eingegebenen Stromabweichung Im – Im'. Die Stromsteuereinheit 43m gibt das erzeugte PWM-Signal Vm an den Inverter 4m.
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Die Motorantriebseinheit 25s treibt den Submotor 6s auf Basis eines Drehmomentbefehlswertes Ts und eines Vorlast-Drehmomentwertes –Pr, der weiter unten näher beschrieben wird. Hierzu hat die Motorantriebseinheit 25s einen Addierer 41s, einen Subtrahierer 42s und eine Stromsteuereinheit 43s.
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Der Addierer 41s hat einen ersten positiven Eingang zum Empfang des Drehmomentbefehlswertes Ts aus der Geschwindigkeitssteuereinheit 24s, einen zweiten positiven Eingang zum Empfang des Vorlast-Drehmomentwertes – Pr aus der Vorlast-Drehmomenterzeugungseinheit 26, und einen Ausgang zum Abgeben eines Strombefehlswertes Is für den Submotor 6s entsprechend der Summe aus Drehmomentbefehlswert Ts und Vorlast-Drehmomentwert –Pr.
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Der Subtrahierer 42s hat einen positiven Eingang zum Empfang des Strombefehlswertes Is aus dem Addierer 41s, einen negativen Eingang zum Empfang eines Stromwertes Is' aus dem Stromdetektor 5s, und einen Ausgang zum Abgeben einer Stromabweichung Is – Is' zwischen dem Strombefehlswert Is und dem Stromwert Is' an die Stromsteuereinheit 43s.
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Die Stromsteuereinheit 43s empfängt die Stromabweichung Is – Is' vom Subtrahierer 42s und erzeugt ein PWM-Signal Vs entsprechend einem Spannungsbefehlswert für den Submotor 6s auf Basis der eingegebenen Stromabweichung Is – Is'. Die Stromsteuereinheit 43s gibt das erzeugte PWM-Signal Vs an den Inverter 4s (PWM = Pulsweitenmodulation).
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Die Vorlast-Drehmomenterzeugungseinheit 26 erzeugt entsprechend einem von der Hauptsteuerung 13 abgegebenen Anregungssignal Se den Vorlast-Drehmomentwert +Pr als ersten Vorlast-Drehmomentwert, der zum Drehmomentbefehlswert Tm vorab hinzuzufügen ist, und den Vorlast-Drehmomentwert –Pr als zweiten Vorlast-Drehmomentwert, der vorab dem Drehmomentbefehlswert Ts hinzuzufügen ist, so dass die an die Antriebswelle des Hauptmotors 6m angelegte Kraft und die an die Antriebswelle des Submotors 6s angelegte Kraft entgegengesetzte Richtungen haben. Die Vorlast-Drehmomentwerterzeugungseinheit 26 gibt die erzeugten Vorlast-Drehmomentwerte +Pr und –Pr an die Addierer 41m bzw. 41s.
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Die Beschleunigungsberechnungseinheit 27 empfängt einen Positionsbefehlswert θm aus der Hauptsteuerung 13 und berechnet eine Beschleunigung a für den ersten Motor durch Bildung der zweiten Ableitung des eingegebenen Positionsbefehlswertes θm über der Zeit. Die Beschleunigungsberechnungseinheit 27 gibt die berechnete Beschleunigung a an die Auswahleinheit 28 bezüglich des integrierten Wertes.
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Die Auswahleinheit 28 für den integrierten Wert wählt einen der integrierten Werte Sm und Ss als den oben erwähnten vorgegebenen Wert aus, und zwar in Abhängigkeit vom Antriebsstatus des Hauptmotors 6m und des Submotors 6s.
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2 erläutert ein Beispiel für die Auswahleinheit bezüglich des integrierten Wertes und die Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß 1 im Einzelnen. Wie 2 zeigt, hat die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m einen Integrator 31m als ersten Integrator, einen Verstärker 32m, einen Verstärker 33m und einen Addierer 34m.
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Der Integrator 31m berechnet einen integrierten Wert Sm. Der Verstärker 32m hat eine Proportionalverstärkung Kp, welche die Geschwindigkeitsabweichung Geschwindigkeits ωm – ωm' verstärkt. Der Verstärker 33m hat eine Integralverstärkung Ki, welche den oben genannten vorgegebenen Wert verstärkt.
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Der Addierer 34m hat einen ersten Eingang zum Empfang des Produktes aus Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' und der Proportionalverstärkung Kp vom Verstärker 32m, einen zweiten Eingang zum Empfang des Produktes aus dem oben genannten vorgegebenen Wert und der Integralverstärkung Ki vom Verstärker 33m, und einen Ausgang zum Abgeben eines Drehmomentbefehlswertes Tm als Summe dieser Produkte.
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Wie 2 zeigt, hat die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s einen Integrator 31s als zweiten Integrator, einen Verstärker 32s, einen Verstärker 33s und einen Addierer 34s.
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Der Integrator 31s berechnet einen integrierten Wert Ss. Der Verstärker 32s hat eine Proportionalverstärkung Kp', welche die Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' verstärkt. Der Verstärker 33s hat eine Integralverstärkung Ki', welche den oben genannten vorgegebenen Wert verstärkt.
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Der Addierer 34s hat einen ersten Eingang zum Empfang des Produktes aus Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' und der Proportionalverstärkung Kp' vom Verstärker 32s, einen zweiten Eingang zum Empfang des Produktes aus dem vorgegebenen, oben erwähnten Wert und der Integralverstärkung Ki' vom Verstärker 33s, und einen Ausgang zum Abgeben des Drehmomentbefehlswertes Ts als Summe dieser Produkte.
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Wie 2 zeigt, hat die Auswahleinheit 28 für den integrierten Wert eine Bestimmungseinheit 28a und einen Schalter 28b. Die Beschleunigung a wird aus der Beschleunigungsberechnungseinheit 27 in die Bestimmungseinheit 28a eingegeben. Die Bestimmungseinheit 28a bestimmt auf Basis der Beschleunigung a, ob die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m oder hauptsächlich den Submotor 6s antreibt. Die Bestimmungseinheit 28a stellt einen Befehl bereit, der von der genannten Bestimmung abhängt und beaufschlagt so den Schalter 28b. Der Schalter 28b verbindet entweder den Ausgang des Integrators 31m oder den Ausgang des Integrators 31s mit dem Eingang des Verstärkers 33m bzw. dem Eingang des Verstärkers 33s entsprechend dem Befehl von der Bestimmungseinheit 28a.
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Im Einzelnen: Wird die Beschleunigung a größer gehalten als der Schwellenwert Th', bei dem es sich um einen zweiten Wert kleiner als Null (Th' < 0) handelt, nachdem die Motorsteuerung 12 so eingestellt ist, dass sie hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt oder, nachdem die Beschleunigung a den Schwellenwert Th überschritten hat, bei dem es sich um einen ersten Wert größer als Null (Th > 0) handelt, bestimmt die Bestimmungseinheit 28a, ob die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt. Wenn andererseits die Beschleunigung a kleiner gehalten wird als der Schwellenwert Th, nachdem die Motorsteuerung so eingestellt ist, dass sie hauptsächlich den Submotor 6s antreibt, oder nachdem die Beschleunigung a unter den Schwellenwert Th' abgefallen ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 28a, ob die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s antreibt. Der Schwellenwert Th kann gleich sein dem Absolutwert des Schwellenwertes Th'. Die Verwendung von zwei gleichen Schwellenwerten Th und Th' kann ein Zittern der Steuerung verhindern.
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Stellt die Bestimmungseinheit 28a fest, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt, steuert sie den Schalter 28b so, dass der Ausgang des Integrators 31m mit dem Eingang des Verstärkers 33m und mit dem Eingang des Verstärkers 33s verbunden ist. Dementsprechend wählt die Auswahleinheit 28 den integrierten Wert Sm als den oben erwähnten vorgegebenen Wert, so dass die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m den Drehmomentbefehlswert Tm abgibt, der die Summe ist aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' und der Proportionalverstärkung Kp und dem Produkt des integrierten Wertes Sm und der Integrationsverstärkung Ki, und die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s gibt den Drehmomentbefehlswert Ts ab, bei dem es sich um die Summe aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' und der Proportionalverstärkung Kp' und dem Produkt aus dem integrierten Wert Sm und der Integrationsverstärkung Ki' handelt.
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Stellt andererseits die Bestimmungseinheit 28a fest, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s antreibt, steuert die Bestimmungseinheit 28a den Schalter 28b so, dass der Ausgang des Integrators 31s mit dem Eingang des Verstärkers 33m und dem Eingang des Verstärkers 33s verbunden ist. Entsprechend wählt die Auswahleinheit 28 den integrierten Wert Ss als den oben genannten vorgegebenen Wert, so dass die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m den Drehmomentbefehlswert Tm ausgibt, bei dem es sich um die Summe aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' und der Proportionalverstärkung Kp und dem Produkt aus dem integrierten Wert Ss und der Integrationsverstärkung Ki handelt, und die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s gibt den Drehmomentbefehlswert Ts aus, bei dem es sich um die Summe aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' und der Proportionalverstärkung Kp' und dem Produkt aus dem integrierten Wert Ss und der Integrationsverstärkung Ki' handelt.
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Die Hauptsteuerung 13, die eine CNC (Computernumerische Steuerung) oder dergleichen sein kann, gibt den Positionsbefehlswert θm an den Subtrahierer 21m und die Beschleunigungsberechnungseinheit 27, und gibt weiterhin den Positionsbefehlswert θs an den Subtrahierer 21s und weiterhin das Anregungssignal Se zur Erzeugung der Vorlast-Drehmomentwert +Pr und –Pr an die Vorlast-Drehmomentwerterzeugungseinheit 26.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Motorsteuerung 12 durch einen Prozessor realisiert mit Eingangs-/Ausgangsanschlüssen, einer seriellen Kommunikationsschaltung, einem Analog/Digital-Konverter, einem Komparator und anderen Komponenten zur Ausführung unterschiedlicher Prozesse entsprechend den in einen Speicher abgelegten Verarbeitungsprogrammen.
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3 ist ein Flussdiagramm des Betriebs einer Motorsteuerung gemäß 1. Zunächst berechnet die Beschleunigungsberechnungseinheit 27 die Beschleunigung a und gibt diese an die Bestimmungseinheit 28a (Schritt S1). Dann prüft die Bestimmungseinheit 28a, ob die berechnete Beschleunigung a kleiner oder größer ist als der Schwellenwert Th' (Schritt S2). Ist die Beschleunigung a kleiner als der Schwellenwert Th', steuert die Bestimmungseinheit 28a den Schalter 28b so, dass der Ausgang des Integrators 31s mit dem Eingang des Verstärkers 33m und mit dem Eingang des Verstärkers 33s verbunden ist, um den integrierten Wert Ss als den oben genannten vorgegebenen Wert auszuwählen (Schritt S3), woraufhin das Verfahren beendet ist.
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Wenn andererseits die Beschleunigung a größer ist oder gleich dem Schwellenwert Th', prüft die Bestimmungseinheit 28a, ob die berechnete Beschleunigung a größer oder kleiner ist als der Schwellenwert Th (Schritt S4). Ist die Beschleunigung a größer als der Schwellenwert Th, steuert die Bestimmungseinheit 28a den Schalter 28b so, dass der Ausgang des Integrators 31m mit dem Eingang des Verstärkers 33m und dem Eingang des Verstärkers 33s verbunden ist, um den integrierten Wert Sm als den oben erwähnten vorgegebenen Wert auszuwählen (Schritt S5), woraufhin das Verfahren beendet ist. Ist andererseits die Beschleunigung a kleiner als oder gleich dem Schwellenwert Th, ist das Verfahren auch beendet.
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4 erläutert beispielhaft Schwankungen der Beschleunigung des Motors über der Zeit mit einer Steuerung durch die in 1 gezeigte Motorsteuerung. Bei dem in 4 gezeigten Betrieb wählt die Bestimmungseinheit 28a zur Zeit t0 (wobei es sich um den Start des Betriebs handelt), einen integrierten Wert Ss als den genannten vorgegebenen Wert, um die Motorsteuerung 12 so einzustellen, dass sie hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt.
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Gemäß 4 steigt die Beschleunigung a linear von Null auf a1 (a1 > Th) in der Zeitspanne von t0 bis t1. In der Zeitspanne von t1 bis t2 fällt die Beschleunigung a linear von a1 auf a2 (a2 < a1). In der Zeitspanne von t2 bis t3 wird die Beschleunigung a auf dem Wert a2 gehalten (die Geschwindigkeit des Hauptmotors 6m bleibt konstant). In der Zeitspanne von t3 bis t4 fällt die Beschleunigung a linear von a2 auf den Schwellenwert Th'. Mit anderen Worten: Die Beschleunigung a wird in der Zeit von t0 bis t4 größer gehalten als der Schwellenwert Th', nachdem die Motorsteuerung 12 so eingestellt ist, dass sie hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt. Dementsprechend stellt die Bestimmungseinheit 28a fest, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m in der Zeit von t0 bis t4 antreibt und es wird der integrierte Wert Ss als der obige vorgegebene Wert ausgewählt.
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In der Zeit von t4 bis t5 fällt gemäß 4 die Beschleunigung a linear vom Schwellenwert Th' auf a3 (a3 < Th'). In der Zeit von t5 bis t6 steigt die Beschleunigung a linear von a3 auf 0. Mit anderen Worten: Die Beschleunigung a wird in der Zeitspanne von t4 bis t6 kleiner gehalten als der Schwellenwert Th, nachdem die Beschleunigung a unter den Schwellenwert Th' abgefallen ist. Dementsprechend stellt die Bestimmungseinheit 28a fest, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s in der Zeit von t4 bis t6 antreibt und es wird der integrierte Wert Ss als der obige vorgegebene Wert ausgewählt.
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In der Zeit von t6 bis t7 wird gemäß 4 die Beschleunigung a auf Null gehalten (der Hauptmotor 6m steht still). In der Zeit von t7 bis t8 fällt die Beschleunigung a linear von Null auf a4 (a4 < a3). In der Zeit von t8 bis t9 steigt die Beschleunigung a linear von a4 auf a5 (Th' < a5 < 0). In der Zeit von t9 bis t10 wird die Beschleunigung a auf dem Wert a5 gehalten (die Geschwindigkeit des Hauptmotors 6m bleibt konstant). In der Zeit von t10 bis t11 steigt die Beschleunigung a linear von a5 auf den Schwellenwert Th. In anderen Worten: Die Beschleunigung a wird in der Zeitspanne von t6 bis t11 kleiner gehalten als der Schwellenwert Th, nachdem die Motorsteuerung 12 so eingestellt ist, dass sie hauptsächlich den Submotor 6s antreibt. Entsprechend stellt die Bestimmungseinheit 28a fest, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s in der Zeit von T6 bis T11 antreibt und sie wählt den integrierten Wert Ss als den obigen vorgegebenen Wert aus.
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In der Zeitspanne von t11 bis t12 steigt die Beschleunigung a linear vom Schwellenwert Th auf a6 (Th < a6 < a1). In der Zeit von t12 bis t13 fällt die Beschleunigung a linear von a1 auf Null. Mit anderen Worten: Die Beschleunigung a wird in der Zeit von t11 bis t13 größer gehalten als der Schwellenwert Th', nachdem die Beschleunigung a den Schwellenwert Th überschritten hat. Entsprechend stellt die Bestimmungseinheit 28a fest, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m in der Zeit von t11 bis t13 antreibt und wählt den integrierten Wert Sm als den obigen vorgegebenen Wert aus.
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Die 5A bis 5D sind Diagramme zur Erläuterung vorteilhafter Effekte der hier beschriebenen Motorsteuerungen. In 5A zeigen die durchgezogenen Linien α und β zeitliche Schwankungen der Strombefehlswerte Im bzw. Is, die auftreten, wenn ein integrierter Wert Sm unabhängig davon ausgewählt würde, ob der Hauptmotor 6m oder der Submotor 6s hauptsächlich durch die Motorsteuerung 12 angetrieben werden unter der Randbedingung, dass die Vorlast-Drehmomentwerte +Pr, –Pr erzeugt werden. Eine durchgezogene Linie γ in 5B zeigt eine Positionsabweichung θs – θm' entsprechend den Strombefehlswerten Im und Is, welche durch die durchgezogenen Linien α bzw. β dargestellt sind.
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In 5C stellen durchgezogene Linien α' und β' zeitliche Schwankungen der Strombefehlswerte Im bzw. Is dar, die auftreten, wenn der integrierte Wert Sm ausgewählt wird, während die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt bzw. wenn der integrierte Wert Ss ausgewählt wird, während die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s antreibt, jeweils unter der Bedingung, dass die Vorlast-Drehmomentwerte +Pr, –Pr erzeugt werden. In 5D stellt die durchgezogene Linie γ' die Positionsabweichung θs – θm' entsprechend den Strombefehlswerten Im und Is dar, die durch die durchgezogenen Linien α' bzw. β' dargestellt sind.
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Wie die durchgezogenen Linien γ und γ' zeigen, sind Schwankungen der Positionsabweichungen θs – θx dann, wenn der integrierte Wert Sm ausgewählt wird, wenn die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt, während der integrierte Wert Ss ausgewählt wird, wenn die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s antreibt, unter der Bedingung, dass Vorlast-Drehmomentwerte +Pr, –Pr generiert werden, wesentlich kleiner als dann, wenn der integrierte Wert Sm unabhängig davon ausgewählt wird, ob der Hauptmotor 6m oder der Submotor 6s durch die Motorsteuerung 12 hauptsächlich angetrieben werden, wieder unter der Bedingung, dass Vorlast-Drehmomentwerte +Pr, –Pr generiert werden.
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Somit werden unerwünschte Effekte vergrößerter Positionsabweichungen θs – θx bei der Steuerung des Hauptmotors 6m und des Submotors 6s vermieden durch Auswahl des integrierten Wertes Sm, wenn die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt, während der integrierte Wert Ss ausgewählt wird, wenn die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s antreibt, wobei Vorlast-Drehmomentwerte +Pr, –Pr generiert werden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wählt die Auswahleinheit 28 einen der integrierten Werte Sm und Ss als den obigen vorgegebenen Wert aus in Abhängigkeit vom Antriebszustand des Hauptmotors 6m und des Antriebszustandes des Submotors 6s. Im Einzelnen: Die Auswahleinheit 28 wählt den integrierten Wert Sm als den obigen vorgegebenen Wert aus, wenn die Beschleunigung a den Schwellenwert Th überschreitet (es wird hauptsächlich der Hauptmotor 6m angetrieben), während sie den integrierten Wert Ss als den obigen vorgegebenen Wert auswählt, wenn die Beschleunigung a unter den Schwellenwert Th' abfällt (es wird hauptsächlich der Submotor 6s angetrieben). Durch diese Auswahl aus einem der integrierten Werte Sm und Ss als den obigen vorgegebenen Wert werden unerwünschte Effekte von großen Positionsabweichungen θs – θx bei der Steuerung des Hauptmotors 6m und des Submotors 6s unabhängig davon vermieden, ob der Hauptmotor 6m oder der Submotor 6s hauptsächlich angetrieben wird, während beide Motoren angetrieben werden.
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6 erläutert ein anderes Beispiel einer Auswahleinheit für den integrierten Wert und die Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß 1 im Einzelnen. Gemäß 6 hat die Auswahleinheit 28 für den integrierten Wert eine Bestimmungseinheit 28a. Die Bestimmungseinheit 28a empfängt den Beschleunigungswert a von der Beschleunigungsberechnungseinheit 27 und bestimmt auf Basis der Beschleunigung a, ob die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m oder hauptsächlich den Submotor 6s antreibt.
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Stellt die Bestimmungseinheit 28a fest, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Hauptmotor 6m antreibt, ersetzt sie den durch den Integrator 31s berechneten integrierten Wert Ss durch den vom Integrator 31m berechneten integrierten Wert Sm. Der Integrator 31s gibt den integrierten Wert Sm anstelle des integrierte Wertes Ss an den Verstärker 33s. Dementsprechend wählt die Auswahleinheit 28 den integrierten Wert Sm als den obigen vorgegebenen Wert, so dass die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m den Drehmomentbefehlswert Tm abgibt, der die Summe darstellt aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' und der Proportionalverstärkung Kp und dem Produkt aus dem integrierten Wert Sm und der Integralverstärkung Ki, während die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s einen Drehmomentbefehlswert Ts abgibt, der die Summe darstellt aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' und der Proportionalverstärkung Kp' und dem Produkt aus dem integrierten Wert Sm und der Integralverstärkung Ki'
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Wenn andererseits die Bestimmungseinheit 28a feststellt, dass die Motorsteuerung 12 hauptsächlich den Submotor 6s antreibt, ersetzt die Bestimmungseinheit 28a den durch den Integrator 31m berechneten integrierten Wert Sm durch den mit dem Integrator 31s berechneten integrierten Wert Ss. Der Integrator 31m gibt den integrierten Wert Ss anstelle des integrierten Wertes Sm an den Verstärker 33m. Dementsprechend wählt die Auswahleinheit 28 den integrierten Wert Ss als den obigen vorgegebenen Wert, so dass die Geschwindigkeitssteuereinheit 24m den Drehmomentbefehlswert Tm abgibt, der die Summe darstellt aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωm – ωm' und der Proportionalverstärkung Kp und dem Produkt aus dem integrierten Wert Ss und der Integrationsverstärkung Ki, während die Geschwindigkeitssteuereinheit 24s den Drehmomentbefehlswert Ts abgibt, der die Summe darstellt aus dem Produkt der Geschwindigkeitsabweichung ωs – ωs' und der Proportionalverstärkung Kp' und dem Produkt aus dem integrierten Wert Ss und der Integralverstärkung Ki'.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf die obigen Ausführungsbeispiele und unterschiedliche Abwandlungen und Änderungen sind vorstellbar. Beispielsweise ist bei den obigen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass eine Position θx der Maschine als Positionsinformation bezüglich des ersten Motors und als Positionsinformation bezüglich des zweiten Motors gewählt wird, jedoch können auch ein Drehwinkel θm' des Hauptmotors 6m und ein Drehwinkel θs' des Submotors 6 als Positionsinformation bezüglich des ersten Motors bzw. des zweiten Motors eingesetzt werden.
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Weiterhin wird bei den obigen Ausführungsbeispielen eine Position θx der Maschine zur Gewinnung der Positionsabweichung des Submotors 6s verwendet, jedoch kann auch ein Drehwinkel θs' des Submotors 6s eingesetzt werden, um die Positionsabweichung des Submotors 6s zu erhalten.
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Die obigen Ausführungsbeispiele beschreiben Fälle, bei denen eine Beschleunigung a des ersten Motors durch eine Ableitung zweiter Ordnung eines Positionsbefehlswertes θm über der Zeit berechnet wird, jedoch kann die Beschleunigung a auch erhalten werden durch Ableitung zweiter Ordnung eines Drehwinkels θm' über der Zeit oder durch Ableitung zweiter Ordnung eines Drehwinkels θs' über der Zeit, oder durch Teilung der Summe des durch die zweite Ableitung des Drehwinkels θm' berechneten Wertes und des durch Ableitung zweiter Ordnung des Drehwinkels θs' über der Zeit gewonnenen Wertes durch 2.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist eine Vorlast-Drehmomenterzeugungseinheit 26 vorgesehen, jedoch kann diese auch weggelassen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 8-174481 A [0003]
- JP 2003-79180 A [0003]
- JP 2004/92859 [0003]
- JP 2009-177881 A [0003]
- JP 8-16246 A [0005]
- JP 2001-273037 A [0005]
- JP 2003-189657 A [0006]
- JP 2010-172054 A [0007]
