DE102017006758A1

DE102017006758A1 - Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung, Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren und Servomotorsteuer- bzw. Regelprogramm

Info

Publication number: DE102017006758A1
Application number: DE102017006758.9A
Authority: DE
Inventors: Ryoutarou TSUNEKI; Satoshi Ikai
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2018-01-25
Anticipated expiration: 2037-07-18
Also published as: CN107659241A; JP6444948B2; CN107659241B; US9893662B1; DE102017006758B4; JP2018019462A; US20180026561A1

Abstract

Auch in einem Fall, in dem eine Verzögerungszeit in einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife vorhanden ist, steigt die Reaktionsempfindlichkeit an. Bereitgestellt werden ein Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil (30), der einen Geschwindigkeitsbefehlswert zum Antreiben eines Servomotors (10) erzeugt; ein Geschwindigkeitsdetektionsteil (20), der eine Geschwindigkeit des Servomotors detektiert; und ein Drehmomentbefehlserzeugungsteil (40), der einen Drehmomentbefehlswert unter Verwendung einer Differenz zwischen dem Geschwindigkeitsbefehlswert und einem Geschwindigkeitsdetektionswert erzeugt, wobei der Drehmomentbefehlserzeugungsteil einen Proportionalverstärkungsteil (401) sowie einen Integralverstärkungsteil (402) und einen Integrator (403) beinhaltet, wobei ein Berechnungszyklus für den Proportionalterm kürzer als ein Berechnungszyklus für den Integralterm ist, wobei die Integralverstärkung des Integralverstärkungsteiles als Wert gewählt ist, der berechnet wird durch Multiplizieren eines Anfangswertes mit einem Verhältnis J/Jm einer Gesamtträgheit einer Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und einem Wert, der kleiner als das Quadrat einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, und wobei die Proportionalverstärkung des Proportionalverstärkungsteiles ein Wert ist, der berechnet wird durch Addieren eines Wertes entsprechend einer Differenz im Berechnungszyklus zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines Anfangswertes mit dem Verhältnis J/Jm und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung, ein Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren und ein Servomotorsteuer- bzw. Regelprogramm.
Hintergrund
Servomotoren werden in Anwendungen eingesetzt, die eine Zuführwelle und dergleichen antreiben. Eine Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife, die die Geschwindigkeit eines Servomotors steuert bzw. regelt, setzt üblicherweise eine PID-Steuerung bzw. Regelung (Proportional-Integral-Differenzial-Steuerung bzw. Regelung PID) ein, die eine Proportionalverstärkung, eine Integralverstärkung und gegebenenfalls eine Ableitungsverstärkung beinhaltet. Die optimalen Werte für die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleifenverstärkung werden nicht nur in Abhängigkeit vom Motor, sondern auch in Abhängigkeit von den Kennwerten der mit dem Servomotor verbundenen Maschine (Lastträgheitsverhältnis, Resonanzfrequenz und dergleichen) bestimmt.
Der Servomotor kann diese optimalen Werte nicht vorab bestimmen, da er als Antriebswelle für verschiedenartige Maschinen und dergleichen verwendet wird. Daher wird der Anfangswert für die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleifenverstärkung derart bestimmt, dass dieser nur für den Motor eine Reaktionsempfindlichkeit aufweist, wobei für die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleifenverstärkung eine Anpassung derart durchgeführt wird, dass die Reaktionsempfindlichkeit, die auf die Maschine zugeschnitten ist, durch Multiplizieren einer Konstante mit diesem Anfangswert ermittelt wird. Der Anfangswert der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleifenverstärkung wird für jeden Motor derart bestimmt, dass die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife eine Reaktionsempfindlichkeit aufweist, die nur für den Motor gilt.
Patentdruckschrift 1 offenbart das Erhöhen der Integralverstärkung durch das Quadrat des Proportionalverstärkungsprozentanteils für den Fall, dass in dem Steuer- bzw. Regelsystem keine Zeitverzögerung vorhanden ist, um die Reaktionsempfindlichkeit zu vergrößern und dabei den Dämpfungskennwert konstant zu halten.
Patentdruckschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H06-319284
Zusammenfassung der Erfindung
Es treten in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife jedoch Verzögerungen auf, so beispielsweise eine Verzögerung infolge der Reaktionsempfindlichkeit der eigentlichen Steuer- bzw. Regelschleife bzw. der Stromsteuer- bzw. Regelschleife, die in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife befindlich ist, eine Verzögerung des Signals eines Geschwindigkeitsdetektors und eine Verzögerung infolge der Berechnungszeitspanne der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife. Aus diesem Grund ist, wenn die Integralverstärkung durch das Quadrat der Proportionalverstärkungsvergrößerung erhöht wird, die Geschwindigkeitsverstärkung im Grenzbereich nur entsprechend der Integralverstärkung beschränkt, und es ist nicht möglich, die Proportionalverstärkung in ausreichendem Maße zu erhöhen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung, eines Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahrens und eines Servomotorsteuer- bzw. Regelprogramms, die die Reaktionsempfindlichkeit in einem Multi-Rate-System mit verschiedenen Berechnungszyklen für den Integralterm und den Proportionalterm einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife sogar in einem Fall erhöhen können, in dem in der Hochgeschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife eine Verzögerungszeit vorhanden ist.
Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung: einen Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswertes zum Antreiben eines Servomotors; einen Geschwindigkeitsdetektionsteil zum Detektieren einer Geschwindigkeit des Servomotors; und einen Drehmomentbefehlserzeugungsteil zum Erzeugen eines Drehmomentbefehlswertes für den Servomotor unter Verwendung einer Differenz zwischen einem von dem Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert und einem von dem Geschwindigkeitsdetektionsteil detektierten Geschwindigkeitsdetektionswert, wobei die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife den Geschwindigkeitsdetektionsteil und den Drehmomentbefehlserzeugungsteil beinhaltet, wobei der Drehmomentbefehlserzeugungsteil einen Proportionalverstärkungsteil, in den die Differenz eingegeben wird, sowie einen Integralverstärkungsteil und einen Integrator, in die die Differenz eingegeben wird, beinhaltet, wobei der Berechnungszyklus zur Berechnung eines Proportionalterms durch den Proportionalverstärkungsteil kürzer als ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Integralterms durch den Integralverstärkungsteil und den Integrator ist, wobei eine Integralverstärkung des Integralverstärkungsteiles ein Wert ist, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Integralverstärkung mit einem Verhältnis einer Gesamtträgheit einer Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und einem Wert, der kleiner als das Quadrat einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, und wobei eine Proportionalverstärkung des Proportionalverstärkungsteiles ein Wert ist, der berechnet wird durch Addieren eines Wertes entsprechend einer Differenz im Berechnungszyklus zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Proportionalverstärkung mit einem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.
Entsprechend einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt bei der Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung entsprechend dem ersten Aspekt, dass ein Wert, der kleiner als das Quadrat der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, als β-te Potenz der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung unter Verwendung der Konstante β gewählt werden kann, die einen Wert von 1 oder mehr und weniger als 2 entsprechend der Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife annimmt.
Entsprechend einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt bei der Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung entsprechend dem ersten oder zweiten Aspekt, dass der Wert entsprechend der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung das Produkt der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung sein kann.
Entsprechend einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt bei der Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung entsprechend dem zweiten oder dritten Aspekt, dass die Konstante β unter Verwendung einer Zeitverzögerung τ der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife und einer Konstante β aus der Gleichung β = 2 – γ τ ermittelt werden kann.
Entsprechend einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung entsprechend einem der ersten bis vierten Aspekte des Weiteren beinhalten: einen Positionsbefehlserzeugungsteil zum Erzeugen eines Positionsbefehlswertes für den Servomotor; und einen Positionsdetektionsteil zum Detektieren einer Position des Servomotors, wobei der Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil einen Geschwindigkeitsbefehlswert unter Verwendung einer Differenz zwischen dem von dem Positionsbefehlserzeugungsteil erzeugten Positionsbefehlswert und einem von dem Positionsdetektionsteil detektierten Positionsdetektionswert erzeugt.
Entsprechend einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren für eine Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung die nachfolgenden Schritte: Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswertes zum Antreiben eines Servomotors; Detektieren einer Geschwindigkeit des Servomotors; und Erzeugen eines Drehmomentbefehlswertes für den Servomotor unter Verwendung einer Differenz zwischen dem so erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert und dem so detektierten Geschwindigkeitsdetektionswert, wobei der Servomotor entsprechend dem Drehmomentbefehlswert gesteuert bzw. geregelt wird, wobei wenigstens das Detektieren der Geschwindigkeit des Servomotors und das Erzeugen des Drehmomentbefehlswertes in einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife durchgeführt werden, wobei das Erzeugen des Drehmomentbefehlswertes unter Verwendung einer Proportionalverstärkung, in die die Differenz eingegeben wird, sowie einer Integralverstärkung und eines Integrators, in die die Differenz eingegeben wird, durchgeführt wird und ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Proportionalterms durch die Proportionalverstärkung kürzer als ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Integralterms durch die Integralverstärkung und den Integrator ist, wobei die Integralverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Integralverstärkung mit einem Verhältnis einer Gesamtträgheit einer Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und einem Wert, der kleiner als das Quadrat einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, und wobei die Proportionalverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Addieren eines Wertes entsprechend einer Differenz im Berechnungszyklus zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Proportionalverstärkung mit einem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.
Entsprechend einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt bei dem Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren entsprechend dem sechsten Aspekt, dass ein Wert, der kleiner als das Quadrat der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, als β-te Potenz der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung unter Verwendung der Konstante β gewählt werden kann, die einen Wert von 1 oder mehr und weniger als 2 entsprechend der Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife annimmt.
Entsprechend einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt bei dem Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren entsprechend dem siebten Aspekt, dass der Wert entsprechend der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung das Produkt der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung sein kann.
Entsprechend einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt bei dem Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren entsprechend dem siebten oder achten Aspekt, dass die Konstante β unter Verwendung einer Zeitverzögerung τ der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife und einer Konstante β aus der Gleichung β = 2 – γ τ ermittelt wird.
Entsprechend einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren entsprechend einem der sechsten bis neunten Aspekte des Weiteren die nachfolgenden Schritte beinhalten: Erzeugen eines Positionsbefehlswertes des Servomotors; Detektieren einer Position des Servomotors; und Erzeugen des Geschwindigkeitsbefehlswertes unter Verwendung einer Differenz zwischen dem so erzeugten Positionsbefehlswert und einem so detektierten Positionsdetektionswert.
Entsprechend einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein Servomotorsteuer- bzw. Regelprogramm einem Computer, der als eine einen Servomotor (10) steuernde bzw. regelnde Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung dient, die nachfolgende Verarbeitung auszuführen: Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswertes zum Antreiben des Servomotors; Detektieren einer Geschwindigkeit des Servomotors; und Erzeugen eines Drehmomentbefehlswertes für den Servomotor unter Verwendung einer Differenz zwischen dem so erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert und einem so detektierten Geschwindigkeitsdetektionswert, wobei wenigstens die Verarbeitung des Detektierens der Geschwindigkeit und die Verarbeitung des Erzeugens des Drehmomentbefehlswertes in einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife durchgeführt werden, wobei die Verarbeitung des Erzeugens des Drehmomentbefehlswertes unter Verwendung einer Proportionalverstärkung, in die die Differenz eingegeben wird, sowie einer Integralverstärkung und eines Integrators, in die die Differenz eingegeben wird, durchgeführt wird und ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Proportionalterms durch die Proportionalverstärkung kürzer als ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Integralterms durch die Integralverstärkung und den Integrator ist, wobei die Integralverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Integralverstärkung mit einem Verhältnis einer Gesamtträgheit einer Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und einem Wert, der kleiner als das Quadrat einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, und wobei die Proportionalverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Addieren eines Wertes entsprechend einer Differenz im Berechnungszyklus zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Proportionalverstärkung mit einem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Reaktionsempfindlichkeit in einem Multi-Rate-System mit verschiedenen Berechnungszyklen für den Integralterm und den Proportionalterm einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife auch in einem Fall zu erhöhen, in dem in der Hochgeschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife eine Verzögerungszeit vorhanden ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Blockdiagramm eines Steuer- bzw. Regelsystems für den Fall, dass in dem Steuer- bzw. Regelsystem keine Verzögerungszeit vorhanden ist.
2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung und eines Servomotors einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm eines Steuer- bzw. Regelsystems für den Fall, dass in dem Steuer- bzw. Regelsystem keine Verzögerungszeit vorhanden ist und die Berechnungszyklen für einen Integralterm und einen Proportionalterm verschieden sind.
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung von Betriebsvorgängen der in 1 gezeigten Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung.
5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Ermittlung einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.
6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteiles, eines Positionsdetektionsteiles, eines Positionsbefehlserzeugungsteiles und eines Servomotors.
7 ist ein charakteristisches Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen einem Wert β und einer Verzögerungszeit τ.
Detailbeschreibung der Erfindung
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert anhand der Zeichnung beschrieben. Die für die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorausgesetzte Technologie wird für den Fall erläutert, dass in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife keine Zeitverzögerung vorhanden ist. Mit Blick darauf, dass die Festigkeit der Maschine üblicherweise nicht hoch ist und die Filtertechnologie zur Vermeidung einer hochfrequenten Maschinenresonanz unzureichend ist, ist die Vergrößerung, die mit dem Anfangswert für die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleifenverstärkung multipliziert wird, nicht sehr groß gewählt.
Die Vergrößerung, die mit dem Anfangswert für die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleifenverstärkung multipliziert wird, steigt jedoch infolge dessen an, dass die Festigkeit der Maschine zunimmt und an der Filtertechnologie zur Vermeidung einer Maschinenresonanz Verbesserungen vorgenommen werden. Ist in dem Steuer- bzw. Regelsystem überhaupt keine Verzögerungszeit vorhanden, so ist das Blockdiagramm des Steuer- bzw. Regelsystems ein Blockdiagramm wie das in 1 gezeigte. Eine Übertragungsfunktion in Abhängigkeit von einer Störung d und einer Ausgabe γ stellt nummerische Formel 1 (als Formel 1 gezeigt) dar.
Die Integralverstärkung k_i und die Proportionalverstärkung k_p werden zu einer nummerischen Formel (als Formel 2 gezeigt), wenn sie durch die Cut-off-Frequenz ω_n und den Dämpfungskoeffizient ζ ausgedrückt werden.
2 kann zu nummerischer Formel 3 (als Formel 3 gezeigt) umgewandelt werden.
Der Anfangswert der Integralverstärkung und der Anfangswert der Proportionalverstärkung werden vorab aus einer bestimmten Standardreaktionsempfindlichkeit für jedes Motormodell bestimmt. Der Anfangswert der Integralverstärkung wird in nachstehender nummerischer Formel 4 (als Formel 4 gezeigt) bestimmt, während der Anfangswert der Proportionalverstärkung in nummerischer Formel 5 (als Formel 5 gezeigt) bestimmt wird.
Üblicherweise wird die Anpassung der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife durch Erhöhen der Proportionalverstärkung und der Integralverstärkung um dieselbe Vergrößerung durchgeführt. Obwohl dies bei Berücksichtigung des Lastträgheitsverhältnisses zulässig ist, tritt, wenn dementsprechend auch die Reaktionsempfindlichkeit angepasst wird, ein Problem dahingehend auf, dass sich der Dämpfungskennwert entsprechend der Verstärkungsvergrößerung ändert. Da zudem der Grenzbereich der Geschwindigkeitsverstärkung nur durch die Proportionalverstärkung beschränkt ist, ist bislang nicht möglich, eine hohe Integralverstärkung zu erhalten. Für den Fall, dass wie in Patentdruckschrift 1 in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife keine Verzögerungszeit, wie bereits erläutert worden ist, vorhanden ist, ist die Integralverstärkung durch das Quadrat der Proportionalverstärkungsvergrößerung erhöht worden, um die Reaktionsempfindlichkeit zu erhöhen und den Dämpfungskennwert konstant zu halten.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert anhand der Zeichnung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist derart gewählt, dass sie ein Erhöhen der Reaktionsempfindlichkeit in einem Multi-Rate-System mit verschiedenen Berechnungszyklen für den Integralterm und den Proportionalterm einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife sogar in einem Fall ermöglicht, in dem in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife eine Verzögerungszeit vorhanden ist. 2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung und eines Servomotors einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in 2 gezeigte Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung beinhaltet einen Geschwindigkeitsdetektionsteil 20, der die Drehgeschwindigkeit eines Servomotors 10 detektiert und einen Geschwindigkeitswert ausgibt, einen Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil 30, der einen Geschwindigkeitsbefehl erzeugt und an den Servomotor 10 ausgibt, einen Drehmomentbefehlserzeugungsteil 40 und einen Subtrahierer, der die Differenz zwischen dem Geschwindigkeitsbefehlswert und dem Geschwindigkeitswert ermittelt. Der Drehmomentbefehlserzeugungsteil 40 beinhaltet: einen Proportionalverstärkungsteil 401 und einen Integralverstärkungsteil 402, die mit dem Subtrahierer 50 verbunden sind; einen Integrator 403, der mit dem Integralverstärkungsteil 402 verbunden ist; einen Verzögerungsdetektionsteil 404, der den Geschwindigkeitsbefehl und die detektierte Geschwindigkeit verwendet, um die in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife auftretende Verzögerungszeit zu detektieren; einen Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil 405, der die Verstärkungen des Proportionalverstärkungsteiles 401 und des Integralverstärkungsteiles 402 anpasst; und einen Addierer 406, der die Ausgabe des Proportionalverstärkungsteiles 401 und die Ausgabe des Integrators 403 addiert und als Drehmomentbefehl an den Servomotor 10 ausgibt. Der Integralverstärkungsteil 402 multipliziert die Eingabe mit einem Koeffizient, und der Integrator 403 integriert die Ausgabe des Integralverstärkungsteiles 402. Der Proportionalverstärkungsteil 401 multipliziert die Eingabe mit einem Koeffizient. Man beachte, dass die Reihenfolge der Anordnung des Integralverstärkungsteiles 402 und des Integrators 403 geändert werden kann. Der Servomotor 10 treibt die Welle eines Maschinenwerkzeuges oder einer Industriemaschine an.
Um die Reaktionsempfindlichkeit zu erhöhen, ist gefordert worden, die von der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife ausgeführten Zyklen zu verkürzen. Bei einem Prozessor, der eine Steuerung bzw. Regelung ausführt, um die von der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife ausgeführten Zyklen zu verkürzen, wird jedoch eine große Berechnungsverarbeitungskapazität benötigt. Üblicherweise weist der Integralterm eine geringere Reaktionsempfindlichkeit als der Proportionalterm auf. Dadurch, dass nur die Berechnung für den Proportionalterm mit der höheren Reaktionsempfindlichkeit in einem kürzeren Zyklus ausgeführt wird, ist es möglich, eine höhere Reaktionsempfindlichkeit zu erhalten, während einer Erhöhung der Verarbeitungszeit entgegengewirkt wird. In 2 wird der Integralterm durch den Integralverstärkungsteil 402 und den Integrator 403 erzeugt, und es wird der Proportionalterm von dem Proportionalverstärkungsteil 401 erzeugt. Für den Fall, dass die Berechnung des Proportionalterms mit hoher Geschwindigkeit im Vergleich zur Berechnung des Integralterms durchgeführt wird, ist die Berücksichtigung dessen möglich, dass der Integralterm eine Verzögerungszeit relativ zu dem Proportionalterm aufweist, wodurch das Blockdiagramm so wie das in 3 gezeigte wird (die Verzögerungszeit des Steuer- bzw. Regelsolls ist in 3 bei 0 gewählt).
Eine Übertragungsfunktion C(s) einer Steuerung bzw. Regelung ist durch nummerische Formel 6 (als Formel 6 gezeigt) gezeigt.
Wird nummerische Formel 6 bis zum Term erster Ordnung in einem Taylor-Ausdruck entwickelt, so wird nummerische Formel 6 zu nummerischer Formel 7 (als Formel 7 gezeigt).
Daher ergibt sich die Integralverstärkung k_i aus nummerischer Formel 8 (als Formel 8 gezeigt), und es ergibt sich die Proportionalverstärkung k_p aus nummerischer Formel 9 (als Formel 9 gezeigt).
Hierbei wird (1 + J_L/J_m) zu J/J_m, und es wird J/J_m zum Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zur Rotorträgheit des Servomotors. Darüber hinaus ist der Wert ω_n/ω_n0 die Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung VG. Die Proportionalverstärkungsvergrößerung wird zur Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung VG (VG = ω_n/ω_n0), und die Integralverstärkungsvergrößerung wird zum Quadrat der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung VG. Der Wert δki ist ein Beispiel für einen „Wert entsprechend einer Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung”. Als Beispiel kann insbesondere das „Produkt der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung” angeführt werden.
Für den Fall, dass in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife eine Zeitverzögerung vorhanden ist, hat man, wenn die Integralverstärkungsvergrößerung durch das Quadrat der Proportionalverstärkungsvergrößerung erhöht wird, herausgefunden, dass die Integralverstärkung bei Erhöhung der Vergrößerung übermäßig groß wird. Wird die Integralverstärkung übermäßig groß, so steigt der Overshoot (Überschwingen) und wird schwingungsartig. Durch Multiplizieren der Integralverstärkung mit einem Wert, der kleiner als das Quadrat der Proportionalverstärkungsvergrößerung entsprechend der Verzögerungszeit ist (eingerichtete Integralverstärkungsvergrößerung kleiner als Quadrat der Proportionalverstärkungsvergrößerung), wird es, wie man im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung herausgefunden hat, möglich, die Reaktionsempfindlichkeit ohne wesentliche Änderung des Dämpfungskennwertes zu erhöhen.
Um die Integralverstärkungsvergrößerung als Wert zu wählen, der kleiner als das Quadrat der Proportionalverstärkungsvergrößerung ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Integralverstärkungsvergrößerung durch die Gleichung (Integralverstärkungvergrößerung) = (Proportionalverstärkungsvergrößerung)^β (1 ≤ β < 2) ermittelt. Gleichwohl sind die bei der vorliegenden Ausführungsform gezeigten Verfahren lediglich Beispiele, und es kann die Integralverstärkungsvergrößerung zu einem Wert werden, der kleiner als das Quadrat der Proportionalverstärkungsvergrößerung bei einem anderen Verfahren ist. Der Wert β kann unter Verwendung der in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife auftretenden Verzögerungszeit bestimmt werden. Die in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife auftretende Verzögerungszeit tritt infolge der Verzögerung entsprechend der Reaktionsempfindlichkeit der eigentlichen Steuer- bzw. Regelschleife bzw. der Stromsteuer- bzw. Regelschleife, der Verzögerung des Signals des Geschwindigkeitsdetektors, der Verzögerung entsprechend der Berechnungszeitspanne der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife und dergleichen mehr, wie bereits erläutert worden ist, auf. Diese Verzögerung ist durch die Motorkennwerte und die Kennwerte der die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife bildenden Schaltung bestimmt und kann vorab bestimmt werden. Der Wert β kann infolgedessen auch vorab bestimmt werden.
Unter Berücksichtigung der Schwankung der in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife auftretenden Verzögerungszeit verwendet die vorliegende Ausführungsform den Geschwindigkeitsbefehl und die detektierte Geschwindigkeit, wobei die in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife auftretende Verzögerungszeit von dem Verzögerungsdetektionsteil 404 detektiert wird. Durch Messen der Verzögerungszeit der Rückkopplungsgeschwindigkeit relativ zu dem Geschwindigkeitsbefehl kann die in der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife auftretende Verzögerungszeit bestimmt werden. Für den Fall, dass der Wert β vorab bestimmt worden ist, ist der Verzögerungsdetektionsteil 404 in 2 überflüssig.
In nummerischer Formel 8 und nummerischer Formel 9 werden, wenn die Integralverstärkungsvergrößerung als β-te Potenz der Proportionalverstärkungsvergrößerung (1 ≤ β < 2) definiert ist, die Integralverstärkung k_i und die Proportionalverstärkung k_p beispielsweise durch nummerische Formel 10 (als Formel 10 gezeigt) beziehungsweise nummerische Formel 11 (als Formel 11 gezeigt) dargestellt.
Die Integralverstärkungsvergrößerung wird zur β-ten Potenz der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung VG (VG^β = (ω_n/ω_n0)^β). Obwohl der Wert β der Integralverstärkungsvergrößerung vorab zum Zeitpunkt der Auslieferung bestimmt werden kann, wird, da die Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung VG den Einfluss der Maschinenkennwerte widerspiegelt und daher zum Zeitpunkt der Auslieferung nicht vorab bestimmt werden kann, die Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung VG nach Bedarf entsprechend dem mit dem Servomotor und dergleichen gekoppelten Maschinenwerkzeug gewählt. Der Wert (ω_n/ω_n0)^β (1 ≤ β < 2), der ein Beispiel ist für einen „Wert, der kleiner als das Quadrat der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung gewählt ist (Koeffizient α)”, ist ein Wert, der die β-te Potenz der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung (Koeffizient α) unter Verwendung der Konstante β bildet, die einen Wert von wenigstens 1 und kleiner als 2 annimmt. Entsprechend den Erkenntnissen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann die Integralverstärkungsvergrößerung dadurch ermittelt werden, dass die Integralverstärkungsvergrößerung gleich der β-ten Potenz der Proportionalverstärkungsvergrößerung genommen wird (1 ≤ β < 2), wie in vorstehender nummerischer Formel 10 gezeigt ist. Darüber hinaus wird entsprechend den Erkenntnissen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Wert β durch eine lineare Funktion über β = 2 – γ τ unter Verwendung der Verzögerungszeit τ und einer Konstante γ ausgedrückt. Unter Verwendung dieser Beziehung wird es möglich, den Wert β aus der Verzögerungszeit τ zu ermitteln. Die Konstante α ist ein fester Wert und kann einen Wert von annähernd α = 0,25 annehmen. Ein Beispiel für die Beziehung zwischen dem Wert β und der Verzögerungszeit τ ist in dem Kennwertdiagramm von 7 gezeigt.
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Betriebs der in 2 gezeigten Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung. Zunächst erzeugt bei Schritt S101 der Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil 30 einen Geschwindigkeitsbefehl, und es detektiert bei Schritt S102 der Geschwindigkeitsdetektionsteil 20 die Geschwindigkeit. Als Nächstes ermittelt bei Schritt S103 der Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil 405 die Integralverstärkung durch Multiplizieren des vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes mit einem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zur Rotorträgheit (J/J_m) und einem Wert, der kleiner als das Quadrat der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung (Koeffizient α) entsprechend einer Verzögerungszeit des Steuer- bzw. Regelsystems gewählt ist (Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife). Als Nächstes wählt bei Schritt S104 der Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil 405 als Proportionalverstärkung den Wert, der berechnet wird durch Addieren des Wertes entsprechend der Differenz in Berechnungszyklen für den Integralterm und den Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren des vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes mit dem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zur Rotorträgheit (J/J_m) und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung (Koeffizient α). Als Nächstes ermittelt bei Schritt S105 der Subtrahierer 50 die Differenz zwischen dem Geschwindigkeitsbefehlswert und dem detektierten Wert, und es werden unter Verwendung dieser Differenz der Ausgabewert für den Integrator 403, der den Ausgabewert des Integralverstärkungsteiles 402 integriert, und der Ausgabewert des Proportionalverstärkungsteiles 401 ermittelt, wobei der Subtrahierer 406 einen Drehmomentbefehl durch Addieren dieser Ausgabewerte erzeugt und ausgibt.
5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Ermitteln der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung (Koeffizient α). Der Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil 405 ermittelt den Wert β aus Motorkennwerten und/oder Kennwerten der die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife bildenden Schaltung (Schritt S201). Als Nächstes bestimmt der Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil 405, ob ein Stabilitätsrand bei der Verstärkung vorhanden ist (Schritt S202). Für den Fall, dass ein Stabilitätsrand vorhanden ist, erhöht der Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil 405 die Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung (Schritt S203) und kehrt zu Schritt S202 zurück. Für den Fall, dass kein Stabilitätsrand vorhanden ist, hält der Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil 405 die anfänglich gewählte Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung bei.
6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung des Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteiles, des Positionsdetektionsteiles, des Positionsbefehlserzeugungsteiles und des Servomotors. Der Positionsbefehlserzeugungsteil 70 erzeugt einen Positionsbefehl, und der Positionsdetektionsteil 60 detektiert die Drehposition des Servomotors 10. Der Subtrahierer 80 ermittelt die Differenz zwischen dem Positionsbefehlswert und der Position und gibt diese Differenz in die Positionssteuer- bzw. Regelverstärkung 301 und den Ableitungsteil 302 ein. Der Addierer 304 gibt den addierten Wert der Ausgabe des die Ausgabe des Ableitungsteiles 302 mit einem Koeffizient multiplizierenden Koeffiziententeiles 303 und der Ausgabe der Positionssteuer- bzw. Regelverstärkung 301 als Geschwindigkeitsbefehl aus.
Vorstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung beschrieben worden. Die Funktionen derselben können in Gänze oder teilweise mittels Hardware, Software oder einer Kombination hieraus realisiert sein. Eine Realisierung mittels Software impliziert hierbei eine Realisierung durch einen Computer, der Programme ausliest und ausführt. Für den Fall eines Aufbaus aus Hardware kann die Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung teilweise oder in Gänze aus integrierten Schaltungen (IC) aufgebaut sein, so beispielsweise aus LSI (Large Scale Integrated Circuit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), Gate Array und FPGA (Field Programmable Gate Array).
Für den Fall der Realisierung durch Software wird die Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung teilweise oder in Gänze von einem Computer gebildet, der eine CPU und eine Speichereinheit, so beispielsweise eine Festplatte und einen Programme speichernden ROM, beinhaltet. Entsprechend dem Blockdiagramm von 2 und dem dem Flussdiagramm von 4 folgenden Programm ist es möglich, die Betriebsvorgänge der Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung teilweise oder in Gänze durch Programme mittels Speichern der bei der Berechnung benötigten Informationen in einer zweiten Speichereinheit, so beispielsweise einem RAM, und Ausführen der Verarbeitung durchzuführen. Die Programme können von computerlesbaren Aufzeichnungsmedien, auf denen die Programme aufgezeichnet sind, in die Speichereinheit, so beispielsweise eine Festplatte, eingelesen werden.
Die Programme können unter Verwendung von verschiedenen Arten computerlesbarer Aufzeichnungsmedien (computerlesbare Medien) gespeichert und dem Computer zur Verfügung gestellt werden. Die computerlesbaren Medien beinhalten nichtvorübergehende computerlesbare Medien. Darüber hinaus beinhalten die computerlesbaren Aufzeichnungsmedien verschiedene Arten von physischen Speichermedien. Beispiele für nichtvorübergehende computerlesbare Speichermedien beinhalten magnetische Medien (beispielsweise eine flexible Scheibe, Magnetband, Festplattenlaufwerk), magnetoptische Aufzeichnungsmedien (beispielsweise eine magnetoptische Platte), CD-ROM (Nur-Lese-Speicher), CD-R, CD-R/W und Halbleiterspeicher (beispielsweise Masken-ROM PROM (programmierbarer ROM), EPROM (löschbarer PROM), Flash-ROM, RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff)).
Obwohl vorstehend Ausführungsformen und Beispiele der vorliegenden Erfindung erläutert worden sind, ist die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen jeweiligen Ausführungsformen und Beispiele beschränkt. Für einen Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet ist es möglich, diese auf verschiedene Arten abzuwandeln oder innerhalb eines Umfanges abzuändern, der nicht vom Wesen der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der Offenbarung in den Ansprüchen abweicht, wobei die abgewandelten und geänderten Beispiele ebenfalls dem Rechtsumfang der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Bezugszeichenliste

10: Servomotor
20: Geschwindigkeitsdetektionsteil
30: Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil
50: Subtrahierer
60: Positionsdetektionsteil
70: Positionsbefehlserzeugungsteil
80: Subtrahierer
401: Proportionalverstärkung
402: Integralverstärkung
403: Integrator
404: Verzögerungsdetektionsteil
405: Verstärkungssteuer- bzw. Regelteil
406: Addierer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 06-319284 [0005]

Claims

Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung, umfassend: einen Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil (30) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswertes zum Antreiben eines Servomotors (10); einen Geschwindigkeitsdetektionsteil (20) zum Detektieren einer Geschwindigkeit des Servomotors; und einen Drehmomentbefehlserzeugungsteil (40) zum Erzeugen eines Drehmomentbefehlswertes für den Servomotor unter Verwendung einer Differenz zwischen einem von dem Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert und einem von dem Geschwindigkeitsdetektionsteil detektierten Geschwindigkeitsdetektionswert, wobei die Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife den Geschwindigkeitsdetektionsteil und den Drehmomentbefehlserzeugungsteil beinhaltet, wobei der Drehmomentbefehlserzeugungsteil einen Proportionalverstärkungsteil (401), in den die Differenz eingegeben wird, sowie einen Integralverstärkungsteil (402) und einen Integrator (403), in die die Differenz eingegeben wird, beinhaltet, wobei der Berechnungszyklus zur Berechnung eines Proportionalterms durch den Proportionalverstärkungsteil kürzer als ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Integralterms durch den Integralverstärkungsteil und den Integrator ist, wobei eine Integralverstärkung des Integralverstärkungsteiles ein Wert ist, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Integralverstärkung mit einem Verhältnis einer Gesamtträgheit einer Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und einem Wert, der kleiner als das Quadrat einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, und wobei eine Proportionalverstärkung des Proportionalverstärkungsteiles ein Wert ist, der berechnet wird durch Addieren eines Wertes entsprechend einer Differenz im Berechnungszyklus zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Proportionalverstärkung mit einem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.
Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Wert, der kleiner als das Quadrat der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, als β-te Potenz der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung unter Verwendung der Konstante β gewählt ist, die einen Wert von 1 oder mehr und weniger als 2 entsprechend der Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife annimmt.
Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wert entsprechend der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung das Produkt der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung ist.
Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Konstante β unter Verwendung einer Zeitverzögerung τ der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife und einer Konstante β aus der Gleichung β = 2 – γ τ ermittelt wird.
Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren umfassend: einen Positionsbefehlserzeugungsteil (70) zum Erzeugen eines Positionsbefehlswertes für den Servomotor; und einen Positionsdetektionsteil (60) zum Detektieren einer Position des Servomotors, wobei der Geschwindigkeitsbefehlserzeugungsteil (30) einen Geschwindigkeitsbefehlswert unter Verwendung einer Differenz zwischen dem von dem Positionsbefehlserzeugungsteil erzeugten Positionsbefehlswert und einem von dem Positionsdetektionsteil detektierten Positionsdetektionswert erzeugt.
Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren für eine Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswertes zum Antreiben eines Servomotors (10); Detektieren einer Geschwindigkeit des Servomotors; und Erzeugen eines Drehmomentbefehlswertes für den Servomotor unter Verwendung einer Differenz zwischen dem so erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert und dem so detektierten Geschwindigkeitsdetektionswert, wobei der Servomotor entsprechend dem Drehmomentbefehlswert gesteuert bzw. geregelt wird, wobei wenigstens das Detektieren der Geschwindigkeit des Servomotors und das Erzeugen des Drehmomentbefehlswertes in einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife durchgeführt werden, wobei das Erzeugen des Drehmomentbefehlswertes unter Verwendung einer Proportionalverstärkung, in die die Differenz eingegeben wird, sowie einer Integralverstärkung und eines Integrators, in die die Differenz eingegeben wird, durchgeführt wird und ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Proportionalterms durch die Proportionalverstärkung kürzer als ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Integralterms durch die Integralverstärkung und den Integrator ist, wobei die Integralverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Integralverstärkung mit einem Verhältnis einer Gesamtträgheit einer Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und einem Wert, der kleiner als das Quadrat einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, und wobei die Proportionalverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Addieren eines Wertes entsprechend einer Differenz im Berechnungszyklus zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Proportionalverstärkung mit einem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.
Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren nach Anspruch 6, wobei ein Wert, der kleiner als das Quadrat der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, als β-te Potenz der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung unter Verwendung der Konstante β gewählt ist, die einen Wert von 1 oder mehr und weniger als 2 entsprechend der Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife annimmt.
Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Wert entsprechend der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung das Produkt der Differenz in Berechnungszyklen zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung ist.
Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Konstante β unter Verwendung einer Zeitverzögerung τ der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife und einer Konstante β aus der Gleichung β = 2 – γ τ ermittelt wird.
Servomotorsteuer- bzw. Regelverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, des Weiteren umfassend die nachfolgenden Schritte: Erzeugen eines Positionsbefehlswertes des Servomotors; Detektieren einer Position des Servomotors; und Erzeugen des Geschwindigkeitsbefehlswertes unter Verwendung einer Differenz zwischen dem so erzeugten Positionsbefehlswert und einem so detektierten Positionsdetektionswert.
Servomotorsteuer- bzw. Regelprogramm, das einem Computer, der als eine einen Servomotor (10) steuernde bzw. regelnde Servomotorsteuer- bzw. Regelvorrichtung dient, ermöglicht, die nachfolgende Verarbeitung auszuführen: Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswertes zum Antreiben des Servomotors; Detektieren einer Geschwindigkeit des Servomotors; und Erzeugen eines Drehmomentbefehlswertes für den Servomotor unter Verwendung einer Differenz zwischen dem so erzeugten Geschwindigkeitsbefehlswert und einem so detektierten Geschwindigkeitsdetektionswert, wobei die Verarbeitung des Detektierens der Geschwindigkeit und die Verarbeitung des Erzeugens des Drehmomentbefehlswertes in einer Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife durchgeführt werden, wobei die Verarbeitung des Erzeugens des Drehmomentbefehlswertes unter Verwendung einer Proportionalverstärkung, in die die Differenz eingegeben wird, sowie einer Integralverstärkung und eines Integrators, in die die Differenz eingegeben wird, durchgeführt wird und ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Proportionalterms durch die Proportionalverstärkung kürzer als ein Berechnungszyklus zur Berechnung eines Integralterms durch die Integralverstärkung und den Integrator ist, wobei die Integralverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Integralverstärkung mit einem Verhältnis einer Gesamtträgheit einer Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und einem Wert, der kleiner als das Quadrat einer Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung entsprechend einer Verzögerungszeit der Geschwindigkeitssteuer- bzw. Regelschleife gewählt ist, und wobei die Proportionalverstärkung ein Wert ist, der berechnet wird durch Addieren eines Wertes entsprechend einer Differenz im Berechnungszyklus zwischen dem Integralterm und dem Proportionalterm und der Integralverstärkung zu einem Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren eines vorab für jedes Motormodell bestimmten Anfangswertes für die Proportionalverstärkung mit einem Verhältnis der Gesamtträgheit der Maschine relativ zu einer Rotorträgheit des Servomotors und der Geschwindigkeitsverstärkungsvergrößerung.