DE112014002002B4

DE112014002002B4 - Motorsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE112014002002B4
Application number: DE112014002002.8T
Authority: DE
Inventors: Koichiro Ueda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: DE112014002002T5; KR20150131304A; JPWO2014171191A1; CN105122637A; KR101723326B1; TWI525983B; JP5844007B2; US20160041533A1; CN105122637B; WO2014171191A1; US9778624B2; TW201505352A

Abstract

Motorsteuervorrichtung, umfassend:- einen Motor (11);- eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (12), die eine Geschwindigkeit des Motors (11) detektiert oder schätzt;- einen mechanische Antriebseinheit (13), welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors (11) antreibt;- eine Druckdetektionseinheit (16), die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird;- eine Drucksteuereinheit (21), die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt;- eine Geschwindigkeitssteuereinheit (23), die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, so dass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, welches eines von einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal und einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal ist;- eine Oszillationsdetektionseinheit (42), welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert; und- eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit (41), in dero bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter angepasst ist, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter fest ist,oder Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) zu einer breiten Steuerbandbreite erweitert wird; undo wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite der Drucksteuerung schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks zum Zeitpunkt der Detektion der Oszillation.

Description

Feld
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuereinrichtung.
Hintergrund
Bei Industriemaschinen, umfassend Formmaschinen, wie z.B. Spritzgussmaschinen und Pressformmaschinen sowie Verbindungsmaschinen, wurde Drucksteuerung eingeführt. Bei der Drucksteuerung wird ein Drucksignal von einer Maschine detektiert, wenn eine mechanische Antriebseinheit, die durch einen Motor angetrieben wird, gegen ein Werkstück oder Ähnliches gedrückt wird, welche als Druckbeaufschlagungsziele dienen; eine Drucksteuerberechnung wird durch einen Steuerparameter auf Basis des Drucksignals gesetzt und ein Zieldruck wird angewandt, so dass der Motor betrieben wird. Der Steuerparameter ist die Verstärkung oder Ähnliches der Drucksteuerberechnung.
Es ist notwendig, während der oben beschriebenen Drucksteuerung die Steuerparameter angemessen anzupassen. Wenn ein Steuerparameter, wie z.B. die Verstärkung, sehr groß ist, tritt Oszillation auf und somit arbeitet das Steuerungssystem instabil. Oder, selbst wenn der Betrieb des Steuerungssystems nicht instabil wird, wird eine kleine Vibration in dem Drucksignal generiert, und diese wird an das Werkstück oder Ähnliches weitergeleitet, und das Ergebnis der Bearbeitung ist nachteilig betroffen. Umgekehrt dauert es lange, wenn der Steuerparameter sehr klein ist, bis der Zieldruck erreicht ist (das Anweisungssignal für den Druck, das Druckanweisungssignal). Ferner kann, wenn eine Störung angelegt wird, die Störung nicht komplett entfernt werden. Insbesondere kann die Störung nicht allein durch Vorsteuerung kompensiert werden und sie wird nur durch die auf Basis einer Abweichung eines Drucksignals von dem Zieldruck durchgeführte Drucksteuerungsberechnung (Rückkopplungssteuerung) entfernt. Dementsprechend ist es wichtig, einen Steuerparameter einer Drucksteuereinrichtung angemessen anzupassen.
Zum Beispiel offenbart Patentliteratur 1 eine Drucksteuertechnik, die das Multiplizieren der Druckabweichung eines Drucksignals von dem Zieldruck mit einer Druckverstärkung umfasst, um so eine Motorgeschwindigkeitsanweisung zu ermitteln, und durch das Durchführen einer Geschwindigkeitssteuerberechnung, welche der Geschwindigkeitsanweisung folgt, bei der eine Elastizitätskonstante eines Druckbeaufschlagungsziels berechnet wird und dann durch eine vorherbestimmte proportionale Konstante geteilt wird, so dass eine Druckverstärkung berechnet wird.
Die Patentliteratur 2 offenbart Motorsteuervorrichtung, die an einem elektrisch betriebenen Mechanismus vorgesehen ist, der einen Motor aufweist, wobei der elektrisch betriebene Mechanismus mit einer mechanischen Last zum Aufbringen einer dynamischen physikalischen Größe, die einer Kraft oder einem Druck entspricht, auf ein Zielobjekt verbunden ist, und der elektrisch betriebene Mechanismus die mechanische Last verlagert, um die mechanische Last gegen das Zielobjekt zu drücken und dadurch die dynamische physikalische Größe durch Leistung des Motors auf das Zielobjekt aufzubringen, wobei die Motorsteuervorrichtung eine Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit aufweist zum Ermitteln eines Werts der dynamischen physikalischen Größe, die von der mechanischen Last auf das Zielobjekt aufgebracht wird, als ermittelten Wert der physikalischen Größe und zum Erzeugen eines Befehlswerts der physikalischen Größe, um den ermittelten Wert der physikalischen Größe gleich einem vorgegebenen Zielwert der physikalischen Größe zu machen, um dadurch den Antrieb des Motors unter Verwendung des ermittelten Werts der physikalischen Größe und des Befehlswerts der physikalischen Größe zu steuern, wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit eine Steuereinheit für die physikalische Größe zum Berechnen eines Drehzahl-Befehlswerts auf der Basis des ermittelten Werts der physikalischen Größe sowie des Befehlswerts der physikalischen Größe aufweist, eine Drehzahl-Steuereinheit aufweist zum Berechnen eines Drehmoment-Befehlswerts oder eines Schub-Befehlswerts für den Motor auf der Basis eines Motordrehzahl-Erfassungswerts, der von einer Drehzahl-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Motordrehzahl des Motors erfasst wird, sowie auf der Basis des von der Steuereinheit für die physikalische Größe berechneten Drehzahl-Befehlswerts aufweist.
Patentliteratur 3 beschreibt einen Regler zur Kraftsteuerung einer Antriebsquelle eines gesteuerten Objekts, mit einem Positionsregelkreis innerhalb eines Kraftregelkreises, um eine relative Position des gesteuerten Objekts zu einem Werkstück zu definieren, wobei eine Kontaktkraft zwischen dem Werkstück und dem gesteuerten Objekt auftritt, wobei der Regler einen ersten Datenerfassungsabschnitt zum Erfassen einer Zeitkonstante des Positionsregelkreises auf der Grundlage eines Positionssollwerts für die Antriebsquelle und eines Positionsistwerts während des Betriebs des gesteuerten Objekts aufweist, darüber hinaus einen zweiten Datenerfassungsabschnitt zum Erfassen eines Steifigkeitswerts für das gesteuerte Objekt und das Werkstück auf der Grundlage von Kraftdaten, die erhalten werden, wenn das gesteuerte Objekt mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird aufweist und einen automatischen Verstärkungsberechnungsabschnitt zum Berechnen einer Kraftregelverstärkung der Kraftregelschaltung aus der Zeitkonstante der Positionsregelschaltung, die durch den ersten Datenerfassungsabschnitt erfasst wird, und dem Steifigkeitswert, der durch den zweiten Datenerfassungsabschnitt erfasst wird, unter Bedingungen, bei denen eine Zeitkonstante der Kraftregelschaltung größer als die Zeitkonstante der Positionsregelschaltung ist, aufweist.
Zitatliste
Patentliteratu r

Patentliteratur 1: japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer JP 2008 - 73 713 A
Patentliteratur 2: deutsches Patent, Veröffentlichungsnummer DE 11 2011 102 324 B4
Patentliteratur 3: US Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer US 2007 / 0 210 740 A1

Übersicht
Technisches Problem
Allerdings umfasst die oben beschriebene konventionelle Technik keine Beschreibung über ein Verfahren zur Bestimmung einer proportionalen Konstante. Dadurch gab es das Problem, dass es notwendig ist, die proportionale Konstante durch Ausprobieren anzupassen, und damit dauert es lange, die proportionale Konstante zu bestimmen.
Weiter muss zur Anpassung eines Steuerparameters eine Elastizitätskonstante des Druckbeaufschlagungsziels berechnet werden. Wenn die Elastizitätskonstante des Druckbeaufschlagungsziels berechnet werden soll, ist es notwendig, einen Speicher zur Speicherung von Prozessdaten bereitzustellen, und ein Berechnungsverbraucher ist auch notwendig. Damit wird die Konfiguration einer Einrichtung kompliziert und kostenaufwändig. Weiter gab es das Problem, dass ein Anpassungsprozess kompliziert wird und somit mehr Anpassungszeit gebraucht wird.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorsteuereinrichtung bereitzustellen, die einen Verstärkungsparameter einer Drucksteuerung anpassen kann, um die Steuerleistung zu verbessern, bei gleichzeitiger Sicherung der Stabilität des Steuerungssystems.
Lösung des Problems
Um die Probleme und die oben genannte Aufgabe zu lösen, betrifft die vorliegende Erfindung eine Motorsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, sowie 7 bis 8.
Die Aufgabe wird durch eine Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, die einen Motor umfasst, die eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit umfasst, die eine Geschwindigkeit des Motors detektiert oder schätzt, die eine mechanische Antriebseinheit umfasst, welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors antreibt, die eine Druckdetektionseinheit umfasst, die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, die eine Drucksteuereinheit umfasst, die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt, die eine Geschwindigkeitssteuereinheit umfasst, die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, so dass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, welches eines von einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal und einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal ist, die eine Oszillationsdetektionseinheit umfasst, welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert; und eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit umfasst, in der bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter angepasst ist, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter fest ist, der Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit zu einer breiten Steuerbandbreite erweitert wird; und wenn die Oszillationsdetektionseinheit eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite der Drucksteuerung schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks zum Zeitpunkt der Detektion der Oszillation.
Das Aufgabe wird durch eine Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 2 gelöst, die einen Motor umfasst, die eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit umfasst, die eine Geschwindigkeit des Motors detektiert oder schätzt, die eine mechanische Antriebseinheit umfasst, welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors antreibt, die eine Druckdetektionseinheit umfasst, die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, die eine Drucksteuereinheit umfasst, die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor berechnet, sodass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt, die eine Geschwindigkeitssteuereinheit umfasst, die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, welches eines von einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal und einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal ist, die eine Detektionseinheit für einen Überschwingungsbetrag umfasst, welche einen Überschwingungsbetrag gegenüber einem Sollwert detektiert, und eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit umfasst, in der bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter angepasst ist, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter fest ist, der Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit zu einer Steuerbandbreite mit einer breiten Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit erweitert wird; und der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks zum Zeitpunkt der Detektion des Überschwingungsbetrags, der einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3, die einen Motor umfasst, die eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit umfasst, die die Geschwindigkeit des Motors detektiert oder schätzt, die eine mechanische Antriebseinheit umfasst, welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors antreibt, die eine Druckdetektionseinheit umfasst, die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, die eine Drucksteuereinheit umfasst, die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Positionsanweisungssignal für den Motor berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt, die eine Positionssteuereinheit umfasst, die ein Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Positionssteuerparameters berechnet, um ein Signal der momentanen Position dazu zu veranlassen, einem Positionsanweisungssignal zu folgen, welches eines von einem internen Positionsanweisungssignal und einem externen Positionsanweisungssignal ist, die eine Geschwindigkeitssteuereinheit umfasst, die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor auf Basis von einem Geschwindigkeitssteuerparameter berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal dem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, die eine eine Oszillationsdetektionseinheit umfasst, welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert, und die eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit umfasst, in der bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter angepasst sind, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während ein Positionssteuerparameter und der Geschwindigkeitssteuerparameter fest sind, der Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit zu einer breiteren Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit erweitert wird; und wenn die Oszillationsdetektionseinheit eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter der Drucksteuerung angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite des Drucks schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks, wenn die Oszillationsdetektionseinheit die Oszillation detektiert.
Die Aufgabe wird durch Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 4 gelöst, die einen Motor umfasst, die eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit umfasst, die die Geschwindigkeit des Motors detektiert oder schätzt, die eine mechanische Antriebseinheit umfasst, welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors antreibt, die eine Druckdetektionseinheit umfasst, die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, die eine Drucksteuereinheit umfasst, die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt, die eine Positionssteuereinheit umfasst, die ein Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Positionssteuerparameters berechnet, um ein Signal der momentanen Position dazu zu veranlassen, einem Positionsanweisungssignal zu folgen, welches eines von einem internen Positionsanweisungssignal und einem externen Positionsanweisungssignal ist, die eine Geschwindigkeitssteuereinheit umfasst, die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal dem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, die eine Detektionseinheit für einen Überschwingungsbetrag, welche von einen Überschwingungsbetrag gegenüber einem Sollwert detektiert; und eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit umfasst, in der bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter angepasst sind, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter fest sind, der Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite zu einer breiten Steuerbandbreite erweitert wird, und der Steuerparameter angepasst wird, so dass die Steuerbandbreite des Drucks schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks zum Zeitpunkt der Detektion des Überschwingungsbetrags, der einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet.
Die Aufgabe wird durch eine Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 7 gelöst, die einen Motor umfasst, die eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit umfasst, die eine Geschwindigkeit des Motors detektiert oder schätzt, die eine mechanische Antriebseinheit umfasst, welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors antreibt, die eine Druckdetektionseinheit umfasst, die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, die eine Drucksteuereinheit umfasst, die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt, die eine Geschwindigkeitssteuereinheit umfasst, die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, so dass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, welches eines von einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal und einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal ist, die eine Oszillationsdetektionseinheit umfasst, welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert, und die eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit umfasst, in der bei einem Zustand, in dem die mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter fest ist, der Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit zu einer breiteren Steuerbandbreite erweitert wird, und wenn die Oszillationsdetektionseinheit eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite der Drucksteuerung schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks, wenn die Oszillationsdetektionseinheit die Oszillation detektiert, wobei die Oszillationsdetektionseinheit eine Oszillation einer Steuerzustandsgröße detektiert, wenn ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal von einer externen Einrichtung angewendet wird, unabhängig von dem Drehmomentanweisungssignal oder dem Kraftanweisungssignal des Motors, welches die Geschwindigkeitssteuereinheit berechnet, in einem Zustand, in dem ein fester Wert des Druckbeaufschlagungsvorganges oder des Druckabfallvorganges gehalten wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 8, die einen Motor umfasst, die eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit umfasst, die eine Geschwindigkeit des Motors detektiert oder schätzt, die eine mechanische Antriebseinheit umfasst, welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors antreibt, die eine Druckdetektionseinheit umfasst, die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, die eine Drucksteuereinheit umfasst, die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Positionsanweisungssignal für den Motor berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt, die eine Positionssteuereinheit, die ein Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Positionssteuerparameters berechnet, um ein Signal der momentanen Position dazu zu veranlassen, einem Positionsanweisungssignal zu folgen, welches eines von einem internen Positionsanweisungssignal und einem externen Positionsanweisungssignal ist, die eine Geschwindigkeitssteuereinheit umfasst, die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, die eine Oszillationsdetektionseinheit umfasst, welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert, und eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit umfasst, in der bei einem Zustand, in dem die mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter fest sind, der Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit zu einer breiteren Steuerbandbreite erweitert wird, und wenn die Oszillationsdetektionseinheit eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, so dass die Steuerbandbreite der Drucksteuerung schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks, wenn die Oszillationsdetektionseinheit die Oszillation detektiert, wobei die Oszillationsdetektionseinheit eine Oszillation einer Steuerzustandsgröße detektiert, wenn ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal von einer externen Einrichtung angewendet wird, unabhängig von dem Drehmomentanweisungssignal oder dem Kraftanweisungssignal des Motors, welches die Geschwindigkeitssteuereinheit berechnet, in einem Zustand, in dem ein fester Wert des Druckbeaufschlagungsvorganges oder des Druckabfallvorganges gehalten wird.
Die Motorsteuereinheit führt eine Drucksteuerung aus, von welcher eine untergeordnete Schleife eine Geschwindigkeitssteuerung oder eine Positionssteuerung ist. Mit der Drucksteuerung wird Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung ausgeführt, während ein Steuerparameter (Verstärkung) der Geschwindigkeitssteuerung (oder beider, der Geschwindigkeitssteuerung und der Positionssteuerung) fest ist und der Steuerparameter der Drucksteuerung schrittweise erhöht wird; ein Oszillationsbetrag (oder ein Überschwingungsbetrag) wird sukzessive detektiert und gespeichert, und, wenn der Oszillationsbetrag (oder der Überschwingungsbetrag) einen akzeptablen Wert (einen Grenzwert) überschreitet, wird auf Basis des Steuerparameters der Drucksteuerung und des Oszillationsbetrages (oder des Überschwingungsbetrages), welche während der Anpassung gespeichert sind, der Steuerparameter der Drucksteuerung angepasst, so dass der Oszillationsbetrag (oder der Überschwingungsbetrag) gleich oder weniger als ein akzeptierter Wert (der Grenzwert) ist.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Motorsteuereinrichtung erhalten werden, die den Verstärkungsparameter einer Drucksteuerung anpassen kann, welche die Steuerleistung verbessern kann, während sie die Stabilität eines Steuerungssystems sicherstellt.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Steuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm einer Oszillationsdetektionseinheit gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm, welches eine zeitliche Änderung der Werte eines Druckanweisungssignals und den Wert eines Druckdetektionssignals gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, das gemäß der ersten Ausführungsform von einer Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit ausgeführt wird.
5 ist ein Ausschnittsdiagramm, das die Umgebung einer Geschwindigkeitssteuerungseinheit zeigt, welche proportional-integral-Steuerung auf der Geschwindigkeitssteuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform ausführt.
6 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Änderung des Wertes eines Druckanweisungssignals während eines Druckbeaufschlagungsvorgangs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Änderung des Wertes von einem Druckanweisungssignal während eines Druckentlastungsvorgangs gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, as eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, as ein Verfahren zeigt, das durch eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
10 ist ein Ausschnittsdiagramm, das die Umgebung einer Geschwindigkeitssteuereinheit zeigt, die eine proportional-integral-Steuerung auf einer Geschwindigkeitssteuereinheit und einer Positionssteuereinheit gemäß der zweiten Ausführungsform ausführt.
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, das durch eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit gemäß der dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
13 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Änderung eines Wertes eines Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignals gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen einer Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 ist ein Diagramm, das eine Motorsteuereinrichtung 10, einen Motor 11, eine Codiereinrichtung 12, einen Kugelgewindetrieb 13, einen Druckbeaufschlagungskopf 14, ein Druckbeaufschlagungsziel 15 und einen Druckdetektor 16 zeigt.
Der Motor 11 ist ein drehender Motor. Die Codiereinrichtung (Geschwindigkeitsdetektionseinheit) 12 detektiert die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 11 und generiert ein Geschwindigkeitsdetektionssignal 108. Die Codiereinrichtung 12 kann dazu ausgelegt sein, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 11 zu schätzen. Der Kugelgewindetrieb (mechanische Antriebseinheit) 13 wandelt eine drehende Bewegung des Motors 11 in eine translatorische Bewegung um. Das heißt, der Kugelgewindetrieb 13 ist eine mechanische Antriebseinheit, die den Druckbeaufschlagungskopf 14 durch einen Betrieb des Motors 11 antreibt. Der Druckbeaufschlagungskopf (mechanische Last) 14 wird durch den Kugelgewindetrieb 13 durch den Motor 11 angetrieben. Der Druckbeaufschlagungskopf 14 kontaktiert und beaufschlagt das Druckbeaufschlagungsziel 15 mit Druck, so dass das Druckbeaufschlagungsziel 15 bearbeitet wird. Der Druckdetektor 16 ist an dem Druckbeaufschlagungskopf 14 angebracht und detektiert Druck oder Kraft während der Druckbeaufschlagung. Der Druckdetektor 16 detektiert Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal 109, wenn der Druckbeaufschlagungskopf 14 gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 gepresst wird. Ein spezifisches Beispiel für den Druckdetektor 16 ist eine Wägezelle. Während 1 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration der physischen Bereitstellung eines Druckdetektors und der Detektion eines Druckdetektionssignals ist, muss der Druckdetektor kein physischer Detektor sein. Es ist zulässig, einen Druckdetektor bereitzustellen, der aus der Geschwindigkeit und dem Drehmoment des Motors den Druck schätzt, wenn eine mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, und der den geschätzten Druck als Druckdetektionssignal ausgibt.
Die in der 1 gezeigte Motorsteuereinrichtung 10 umfasst eine Drucksteuereinheit 21, eine Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit 22, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 23, eine Stromsteuereinheit 24, eine externe Signalerzeugungseinheit für Geschwindigkeitsanweisungen 30, eine Signalerzeugungseinheit für Druckanweisungen 40, eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41, eine Oszillationsdetektionseinheit 42, und eine Überschwingungsbetragdetektionseinheit 43.
Die Stromsteuereinheit 24 stellt einen Strom 107 zum Betrieb des Motors 11 bereit. Das Verfahren zur Erzeugung des Stroms 107 ist unten beschrieben.
Die Signalerzeugungseinheit für Druckanweisungen 40 erzeugt ein Druckanweisungssignal 100 und gibt das Signal 100 aus. Das Druckanweisungssignal 100 ist ein Profil des Druckwertes, das in Abhängigkeit von der Zeit auf das Druckbeaufschlagungsziel 15 angewendet werden soll.
Die Drucksteuereinheit 21 empfängt als ein Eingangssignal ein Signal 101, welches der Abweichung (dem Unterschied) zwischen dem Druckanweisungssignal 100 von der Signalerzeugungseinheit für Druckanweisungen 40 und dem Druckdetektionssignal 109 aus dem Druckdetektor 16 entspricht. Die Drucksteuereinheit 21 führt Drucksteuerberechnungen aus und berechnet einen Anweisungswert eines internen Geschwindigkeitsanweisungssignals 102, das der Abweichung zwischen dem Anweisungswert von dem Druckanweisungssignal 100 und dem detektierten Wert des Druckdetektionssignals 109 entspricht. Das bedeutet, dass die Drucksteuereinheit 21 das interne Geschwindigkeitsanweisungssignal 102 des Motors 11 auf Basis eines Drucksteuerparameters berechnet, so dass das Druckdetektionssignal 109 dem Druckanweisungssignal 100 folgt.
Ein Beispiel für die Drucksteuerberechnung, die von der Drucksteuereinheit 21 durchgeführt wird, ist proportional-Steuerung. Bei proportional-Steuerung wird eine proportionale Verstärkung als Steuerparameter verwendet und das Produkt der proportionalen Verstärkung und eine Differenz, die durch das Subtrahieren eines Wertes des Druckdetektionssignals 109 von einem Wert des Druckanweisungssignals 100 erhalten wird, wird als der Anweisungswert des internen Geschwindigkeitsanweisungssignals 102 ausgegeben. Im Allgemeinen verbessert sich die Folgefähigkeit eines Druckdetektionswerts gegenüber einem Druckanweisungswert, wenn die proportionale Verstärkung erhöht wird. Jedoch kann, wenn die proportionale Verstärkung sehr groß ist, ein Signal in einer Steuerschleife einen akzeptablen Wert überschreiten und oszillieren, oder ein Überschwingen kann erzeugt werden. Wenn ein Signal in einer Steuerschleife einen akzeptablen Wert überschreitet und oszilliert, überlagert die Schwankung auch ein Druckanweisungssignal und eine Druckbeaufschlagungsoperation wird während der Schwankung an einem Werkstück ausgeführt, wobei die Bearbeitung des Werkstücks nachteilig beeinflusst wird. Wenn ein Überschwingen erzeugt wird, wird übermäßig starker Druck auf das Druckbeaufschlagungsziel 15 angewandt und das Druckbeaufschlagungsziel 15 kann plastisch deformiert oder beschädigt werden.
Die externe Signalerzeugungseinheit für Geschwindigkeitsanweisungen 30 erzeugt ein externes Geschwindigkeitsanweisungssignal 103, welches die Geschwindigkeit anzeigt, bei welcher der Motor 11 betrieben werden sollte, unabhängig von dem Ausgabesignal der Drucksteuereinheit 21.
Der Wert des externen Geschwindigkeitsanweisungssignals 103 wird gemäß der Geschwindigkeit gesetzt, bei welcher sich der Druckbeaufschlagungskopf 14 dem Druckbeaufschlagungsziel 15 nähert, welches nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungskopf 14 steht.
Die Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit 22 selektiert das interne Geschwindigkeitsanweisungssignal 102 oder das externe Geschwindigkeitsanweisungssignal 103 und gibt das selektierte Signal als Geschwindigkeitsanweisungssignal 104 aus.
Die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 empfängt als Eingangssignal ein Signal 105, welches mit der Abweichung (dem Unterschied) zwischen dem Geschwindigkeitsanweisungssignal 104 der Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit 22 und dem Geschwindigkeitsdetektionssignal 108 von der Codiereinrichtung 12 korrespondiert. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 führt Geschwindigkeitssteuerberechnungen auf Basis der Abweichung (dem Unterschied) zwischen dem Wert des Geschwindigkeitsanweisungssignals 104 und dem Wert des Geschwindigkeitsdetektionssignals 108 aus; berechnet ein Drehmomentanweisungssignal 106 zur Berechnung eines Drehmoments, welches von dem Motor 11 generiert werden soll; und gibt das Signal 106 aus. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 das Drehmomentanweisungssignal 106 oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor 11 auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, so dass das Geschwindigkeitsdetektionssignal 108 dem Geschwindigkeitsanweisungssignal 104 des Motors 11 folgt.
Ein Beispiel für die Geschwindigkeitssteuerberechnung, die von der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 ausgeführt wird, ist proportional-integral-Steuerung. In diesem Fall sind eine proportionale Verstärkung und eine integrale Verstärkung Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23.
Die Stromsteuereinheit 24 erhält das Drehmomentanweisungssignal 106 von der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 als ein Eingabesignal. Die Stromsteuereinheit 24 stellt den Strom 106 zur Erzeugung eines Drehmoments bereit, das dem Drehmomentanweisungssignal 106 für den Motor 11 entspricht. Der Motor 11 ist somit durch den Strom 107 angetrieben, auf das Druckbeaufschlagungsziel 15 ausgeübter Druck wird von dem Druckdetektor 16 detektiert und Drucksteuerung wird so ausgeführt, so dass der Druck einem Druckanweisungswert folgt.
Zumindest die von der Oszillationsdetektionseinheit 42 detektierten und ausgegebenen Oszillationsinformationen und ein Überschwingungsbetrag, der durch die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43 detektiert und ausgegeben worden ist, werden in die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 eingegeben und ein Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 wird angepasst.
Die Oszillationsdetektionseinheit 42 detektiert Oszillationsinformationen (einen Oszillationsbetrag). Oszillation ist ein Phänomen, bei dem Vibrationen kontinuierlich generiert werden. Wenn ein Parameter der Drucksteuereinheit 21 oder der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 groß genug gesetzt ist, um nahe am Stabilitätslimit der Steuerschleife zu liegen, und wobei Drucksteuerung ausgeführt wird, wird eine hochfrequente Vibration generiert und somit wird Oszillation generiert. Das bedeutet, dass die Oszillationsdetektionseinheit 42 eine Oszillation einer Steuerzustandsgröße detektiert.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Oszillationsdetektionseinheit 42 aus 1 zeigt. Die Oszillationsdetektionseinheit 42 empfängt ein Signal in einer Steuerschleife (in 1, das Drehmomentanweisungssignal 106) als ein Eingangssignal. Das Eingangssignal läuft durch einen Hochpassfilter 51. Der Durchlassbereich des Hochpassfilters 51 ist auf ein Frequenzband gesetzt, welches nah an einer Frequenz der zu detektierenden Hochfrequenzvibration liegt. Bei Durchlaufen des Steuersignals durch den Hochpassfilter 51 werden nur hochfrequente Vibrationen aus dem Steuersignal extrahiert. Das durch den Hochpassfilter 51 gelangte Signal verläuft dann durch eine Absolutwertberechnungseinheit 52 und einen Tiefpassfilter 53 und somit kann ein Vibrationsbetrag entsprechend einer Amplitude einer Frequenz, die gleich oder höher als eine vorbestimmte Frequenz ist, detektiert werden. Während 2 einen Fall darstellt, bei dem ein Oszillationsbetrag des Drehmomentsignals 106 detektiert wird, kann auch ein Oszillationsbetrag eines Stromsignals, ein Geschwindigkeitsdetektionssignal, ein Druckdetektionssignal oder Ähnliches detektiert werden. Die Überschwingungsbetragdetektionseinheit 43 detektiert einen Überschwingungsbetrag.
3 ist Diagramm, das eine zeitliche Veränderung des Werts eines Druckanweisungssignals und den Wert des Druckdetektionssignals zeigt. Eine Schleife wird so gebildet, dass das Druckdetektionssignal 109 dem Druckanweisungssignal 100 folgt, und somit kann, wenn ein Steuerparameter, der ein Stabilitätslimit überschreitet, nicht gesetzt ist, ein Druckdetektor in einem stationären Zustand einem Druckanweisungssignal mit einem festen Wert ohne Abweichung folgen. Jedoch übersteigt der Wert des Druckdetektionssignals in einem Einschwingvorgang den Wert des Druckanweisungssignals (sh. 3) und ein Überschwingen wird erzeugt. Ein Überschwingungsbetrag wird unter Verwendung des Maximalwerts einer positiven Abweichung zwischen dem Wert des Druckdetektionssignals und dem Wert des Druckanweisungssignals berechnet.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein von der Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 durchgeführtes Verfahren zeigt. Ein Fall, in dem die Drucksteuereinheit 21 eine proportional-Steuerung ausführt, ist unten beschrieben.
Es wird zunächst festgestellt, ob der Druckbeaufschlagungskopf 14 mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 (Schritt S1) in Kontakt ist. Ob der Druckbeaufschlagungskopf 14 mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 in Kontakt ist, kann durch die Verwendung eines Wertes des Druckdetektionssignals 109 von dem Druckdetektor 16 ermittelt werden. Wenn der Wert des Druckdetektionssignals 109 größer als 0 ist, wird festgestellt, dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 in Kontakt steht. Wenn der Wert 0 ist, wird festgestellt, dass der Druckbeaufschlagungskopf 15 nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 steht.
Wenn festgestellt wird, dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 (Zweige nach J) in Kontakt steht, fährt der Prozess bei Schritt S2 fort und der Druckbeaufschlagungskopf 14 wird in eine Richtung bewegt, in der er sich vom Druckbeaufschlagungsziel 15 trennt (Schritt S2). Insbesondere übermittelt die externe Signalerzeugungseinheit für ein Geschwindigkeitsanweisungssignal 30 das externe Geschwindigkeitsanweisungssignal 103, um den Druckbeaufschlagungskopf in eine Richtung des Nichtinkontaktstehens mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 zu bewegen, und die Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit 22 selektiert das externe Geschwindigkeitsanweisungssignal 103. Zum Beispiel ist die Richtung des Bewegens des Druckbeaufschlagungskopfes 14, so dass dieser sich nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet, die Richtung in Richtung links in 1.
Wenn festgestellt wird, dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 sich nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet (Zweige nach N), fährt der Prozess mit Schritt S3 fort, und der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23, die als eine untergeordnete Schleife der Drucksteuereinheit 21 dient, wird angepasst (Schritt S3). Ein Fall des Anpassens des Steuerparameters der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 mit proportional-integral-Steuerung, wie oben exemplarisch dargestellt, wird mit Bezug auf 5 beschrieben.
5 ist der Ausschnitt der mit gepunkteter Linie umrandeten rechteckigen Fläche in 1 in einem Fall, in dem eine Geschwindigkeitssteuereinheit 23a, die proportional-integral-Steuerung ausführt, auf die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 angewendet wird. In 5 sind Kv und Kvi Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23. Kv bezeichnet eine geschwindigkeitsproportionale Verstärkung und Kvi bezeichnet eine Geschwindigkeitsintegralverstärkung. „s“ bezeichnet einen Laplace-Operator und 1/s bezeichnet integrale Charakteristiken. Übertragungscharakteristiken von einer Drehmomentanweisung zu der Geschwindigkeit können als 1/(J*s) dargestellt werden, wobei „J“ einen Massenträgheitswert eines bewegbaren Teils darstellt, welcher, in 1, ein Massenträgheitswert eines Teils ist, das durch einen Antrieb des Motors 11 betrieben wird. Dieser Massenträgheitswert entspricht dem gesamten Massenträgheitsmoment des Motormassenträgheitsmoments und des Kugelgewindetriebs 13, des Druckbeaufschlagungskopfes 14 und einer Wägezelle. Im Allgemeinen ist während einer Entwurfsphase der Massenträgheitswert J des bewegbaren Teils aus den Spezifikationen des Kugelgewindetriebs 13, des Druckbeaufschlagungskopfes 14 und Ähnlichem bekannt.
Um ein stabiles Ansprechen einer Geschwindigkeitssteuerschleife zu erreichen, ist es bekannt, dass das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeitsproportionalitätsverstärkung Kv und der Geschwindigkeitsintegralverstärkung Kvi vorzugsweise Kv:Kvi =10J:1-4 ist. Demgemäß wird ein stabiles Ansprechen in der Geschwindigkeitssteuerschleife erreicht, wenn Folgendes gemacht wird: die geschwindigkeitsproportionale Verstärkung Kv wird schrittweise erhöht; die Geschwindigkeitsintegralverstärkung Kvi wird entsprechend gesetzt; ein Schrittsignal, ein Rampensignal und ähnliche werden als das Geschwindigkeitsanweisungssignal 104 angewandt, so dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 in einem Zustand betrieben wird, in dem er nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 steht; und die geschwindigkeitsproportionale Verstärkung Kv und die Geschwindigkeitsintegralverstärkung KVvi werden so angepasst, dass Überschwingen und Vibrationen nicht erzeugt werden. Solange der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 in einem Zustand angepasst wird, in dem der Druckbeaufschlagungskopf 14 nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 steht, ist die Anpassung nicht darauf beschränkt.
Wenn die Anpassung des Steuerparameters der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 abgeschlossen ist, wird der Druckbeaufschlagungskopf 14 in eine Richtung bewegt, in der er in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 kommt (Schritt S4). Insbesondere übermittelt die externe Signalerzeugungseinheit für Geschwindigkeitsanweisungssignale 30 das externe Geschwindigkeitsanweisungssignal 103, um den Druckbeaufschlagungskopf 14 in die Richtung zu bewegen, in der er den Druckbeaufschlagungsziel 15 kontaktiert, und die Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit 22 wählt das externe Geschwindigkeitsanweisungssignal 103 aus. Die Richtung des Bewegens des Druckbeaufschlagungskopfes 14, um in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 zu kommen, ist in 1 beispielsweise die rechte Richtung. Der Druckbeaufschlagungskopf 14 wird vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit bewegt, die nicht höher ist als eine Geschwindigkeit, bei der der Druckbeaufschlagungskopf 14 gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 hart auftreffen würde, und der Druckbeaufschlagungskopf 14 oder das Druckbeaufschlagungsziel 15 beschädigt werden würden.
Als Nächstes wird bestimmt, ob der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 (Schritt S5) ist. Die Bestimmung kann ähnlich wie in Schritt S1 erfolgen.
Wenn festgestellt wird, dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 (Zweige nach N) steht, fährt der Prozess mit Schritt S4 fort, und der Druckbeaufschlagungskopf 14 wird in die Richtung bewegt, in der er einen Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 eingeht (Schritt S4).
Wenn festgestellt wird, dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 ist (Zweige nach J), fährt der Prozess mit Schritt S6 fort und der Betrieb wird von einer Geschwindigkeitssteuerbetriebsart auf eine Drucksteuerbetriebsart (Schritt S6) gewechselt. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit 22 von einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal 103 auf ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal 102 wechselt.
Als Nächstes wird der Steuerparameter der Drucksteuerung auf einen Initialwert gesetzt (Schritt S7). Das bedeutet, dass eine proportionale Verstärkung, die der Steuerparameter der Drucksteuerungseinheit 21 ist, auf einen initialen Wert gesetzt wird. Als Initialwert wird ein Wert gewählt, bei dem eine Oszillation und ein Überschwingen schwierig zu erzeugen sind (zum Beispiel ein unterer Grenzwert, der als proportionale Verstärkung gesetzt werden kann).
Als Nächstes wird ein Druckbeaufschlagungsvorgang oder ein Druckentlastungsvorgang durchgeführt (Schritt S8). Bei dem Druckbeaufschlagungsvorgang setzt die Signalerzeugungseinheit für Druckanweisungen 40 einen Wert des Druckanweisungssignals 100 so, dass der Druck größer ist, als der momentane Wert des Druckdetektionssignals 109, welches von dem Druckdetektor 16 detektiert wird. 6 ist ein Diagramm, das die zeitliche Veränderung des Werts eines Druckanweisungssignals während des Druckbeaufschlagungsvorgangs darstellt.
Bei dem Druckentlastungsvorgang setzt die Signalerzeugungseinheit für Druckanweisungen 40 einen Wert des Druckanweisungssignals 100 so, dass der Druck kleiner ist als der momentane Wert des Druckdetektionssignals 109, welches von dem Druckdetektor 16 detektiert wird. 7 ist ein Diagramm, das die zeitliche Veränderung eines Werts eines Druckanweisungssignals während des Druckentlastungsvorgangs darstellt.
Zu beachten ist, dass 6 und 7 einen Modus zeigen, bei dem der Wert des Druckanweisungssignals schrittweise von dem momentanen Druckwert zu dem Zieldruckwert geändert wird; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Der Wert des Druckanweisungssignals kann in einer rampenförmigen Art zu dem Druckzielwert geändert werden. Das bedeutet, dass es erlaubt ist, dass der Wert des Druckanweisungssignals als eine lineare Funktion der Zeit während des Änderns des Wertes des Druckanweisungssignals von dem momentanen Druckwert zu dem Zieldruckwert geändert wird, und nachdem der Zieldruckwert erreicht wird, diese geändert wird, um den Zieldruckwert zu erhalten. Alternativ können polynomiale Ausdrücke höherer Ordnung mit Bezug auf die Zeit, trigonometrische Funktionen und ähnliche verwendet werden.
Als Nächstes detektiert die Oszillationsdetektionseinheit 42 einen Oszillationsbetrag während des Druckbeaufschlagungsvorgangs oder des Druckentlastungsvorgangs (Schritt S9).
Als Nächstes wird festgestellt, ob der Oszillationsbetrag, der von der Oszillationsdetektionseinheit 42 detektiert wird, einen Oszillationsgrenzwert überschreitet (Schritt S10). Wenn festgestellt wird, dass der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert überschreitet (Zweige nach J), fährt der Prozess mit Schritt S15 fort. Wenn festgestellt wird, dass der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert nicht überschreitet (Zweige nach N), fährt der Prozess mit Schritt S11 fort und die Überschwingungsbetragdetektionseinheit 43 detektiert einen Überschwingungsbetrag (Schritt S11). Der Oszillationsgrenzwert ist ein oberer Grenzwert eines akzeptablen Oszillationsbetrags, der vorab gesetzt wird.
Wenn bei Schritt S11 die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43 den Überschwingungsbetrag detektiert, wird ermittelt, ob der durch die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43 detektierte Überschwingungsbetrag einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet (Schritt S12). Wenn festgestellt wird, dass der Überschwingungsbetrag den Überschwingungsgrenzwert überschreitet (Zweige nach J), fährt der Prozess mit Schritt S15 fort. Wenn festgestellt wird, dass der Überschwingungsbetrag den Überschwingungsgrenzwert nicht überschreitet (Zweige nach N), dann fährt der Prozess mit Schritt S13 fort. Der Überschwingungsgrenzwert ist ein oberer Grenzwert eines akzeptablen Überschwingungsbetrages, welcher vorab gesetzt wird.
Wenn der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert nicht überschreitet und der Überschwingungsbetrag den Überschwingungsgrenzwert nicht überschreitet, werden der Steuerparameter der Drucksteuerung, der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag in einer assoziierten Art und Weise gespeichert (Schritt S13). Der Steuerparameter der Drucksteuerung wird dann so geändert, so dass eine Steuerbandbreite erweitert wird (Schritt S14). Zum Beispiel wird die proportionale Verstärkung erhöht, wenn die Drucksteuereinheit 21 proportional-Steuerung ausführt.
Zum Beispiel kann die proportionale Verstärkung erhöht werden durch Verwenden eines proportionalen Verstärkungswerts als neuem proportionalem Verstärkungswert, der 1,1-mal dem momentanen Verstärkungswert entspricht.
Im Falle des Erweiterns der Steuerbandbreite, wird, wenn die proportionale Verstärkung der Drucksteuereinheit 21 durch den reziproken Wert eines Steuerparameters Ta gesetzt wird, der Steuerparameter Ta so geändert, dass er reduziert wird, und somit kann ein Steuerparameter erhalten werden, der die Steuerbandbreite erweitert.
Nachdem der Steuerparameter der Drucksteuerung so geändert wird, so dass die Steuerbandbreite erweitert wird, fährt der Prozess mit Schritt S8 fort, und der oben beschriebene Prozess kann ab dem Druckbeaufschlagungsvorgang oder dem Druckentlastungsvorgang wiederholt werden.
Ferner fährt der Prozess mit Schritt S15 fort, wenn der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert überschreitet, oder wenn der Überschwingungsbetrag den Überschwingungsgrenzwert, wie oben beschrieben, überschreitet. Der Steuerparameter wird dann angepasst, so dass jeweils der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag gleich oder weniger sind, als ihre entsprechenden Grenzwerte (Schritt S15). Insbesondere wird der Steuerparameter wie folgt angepasst. Zum Beispiel ist es zulässig, einen Steuerparameter unmittelbar bevor der Oszillationsbetrag oder der Überschwingungsbetrag ihre Grenzwerte überschreiten, auszuwählen, wobei der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag während des Druckbeaufschlagungsvorgangs oder während des Druckentlastungsvorgangs gespeichert werden, wenn der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 über die Schritte S8 bis S14 geändert wird. Dieser Steuerparameter wird als „erster Steuerparameter“ bezeichnet. Alternativ ist es zulässig, einen Steuerparameter nicht unmittelbar vor, sondern früher als unmittelbar bevor entweder der Oszillationsbetrag oder der Überschwingungswert einen Grenzwert überschreiten, auszuwählen. Solch ein Steuerparameter wird als „zweiter Steuerparameter“ bezeichnet. Alternativ kann ein Zwischenwert des ersten Steuerparameters und des zweiten Steuerparameters ausgewählt werden. Auf diese Art und Weise kann der Steuerparameter gesetzt werden, während ein Spielraum sichergestellt wird.
Die Verarbeitung endet dann. Die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 führt dies das oben beschriebene Verfahren mit Bezug zur 4 aus und so kann ein angemessener Steuerparameter erhalten werden, der für die Drucksteuerung verwendet wird.
Wie über die Schritte S7 bis S15 beschrieben, wird gemäß der derzeitigen Ausführungsform ein Druckbeaufschlagungsvorgang oder ein Druckentlastungsvorgang in einem Zustand wiederholt, in dem der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 ist; ein Steuerparameter (eine druckproportionale Verstärkung) der Drucksteuerung wird schrittweise geändert, so dass die Steuerbandbreite schrittweise erweitert wird; zumindest einer von einem Oszillationsbetrag und einem Überschwingungsbetrag in einer wirklichen Steuerschleife wird detektiert; die Einstellung des Steuerparameters der Drucksteuerung, wenn der Oszillationsbetrag oder der Überschwingungsbetrag einen Grenzwert überschreiten, wird bei Betrieb ermittelt; und auf Basis von Informationen über die Einstellung wird ein Steuerparameter ausgewählt, der nicht erlaubt, dass der Oszillationsbetrag oder der Überschwingungsbetrag Grenzwerte überschreiten, so wird der Steuerparameter angepasst. Wenn der Steuerparameter, wie oben beschrieben, angepasst wird, kann eine Drucksteuerung so ausgeführt werden, dass der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag niemals ihren entsprechenden Grenzwert überschreiten. Der Steuerparameter wird während des tatsächlichen Betriebs angepasst, und somit ist es möglich, einen angemessenen Steuerparameter ohne Ausprobieren schnell zu erlangen.
Über die Schritte S1 bis S3 wird ein Steuerparameter von Geschwindigkeitssteuerung, die eine untergeordnete Schleife der Drucksteuerung ist, bevor ein Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 angepasst wird, in einem Zustand angepasst, in dem der Druckbeaufschlagungskopf 14 sich nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet. Deshalb werden Überschwingen und Vibrationen in der Geschwindigkeit nicht erzeugt, selbst wenn ein Vorgang des Bewegens des Druckbeaufschlagungskopfes 14 zur Annäherung an das Druckbeaufschlagungsziel 15 durchgeführt wird.
Die Steuerleistung der Drucksteuerung (Druckvibration, Überschwingen, und eine Schnelligkeit des Ansprechens) wird nicht nur durch die Steuerparameter der Drucksteuerung, sondern auch durch den Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuerung, welcher eine untergeordnete Schleife der Drucksteuerung ist, beeinflusst. Nachdem der Druckbeaufschlagungskopf 14 das Druckbeaufschlagungsziel 15 kontaktiert, wird der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuerung so festgelegt, dass er in einem Zustand ist, bevor der Druckbeaufschlagungskopf 14 das Druckbeaufschlagungsziel 15 kontaktiert, das Überschwingen und die Oszillation der Drucksteuerung werden detektiert, und der Steuerparameter der Drucksteuerung wird so angepasst, dass das Überschwingen und das Oszillieren (Vibration) gleich oder weniger als entsprechende Grenzwerte sind. Dementsprechend ist es möglich, in einem Betrieb, bevor der Druckbeaufschlagungskopf 14 das Druckbeaufschlagungsziel 15 kontaktiert (den Geschwindigkeitssteuerbetrieb), Geschwindigkeitsüberschwingen und Geschwindigkeitsoszillieren (Vibration) zu verhindern, und selbst wenn der Druckbeaufschlagungskopf 14 das Druckbeaufschlagungsziel 15 kontaktiert, kann die Drucksteuerung ohne das Erzeugen irgendeines Überschwingens oder Oszillierens (Vibration) ausgeführt werden.
Die obige Beschreibung ist ein Beispiel für das Anpassen des Steuerparameters der Geschwindigkeitssteuereinheit 23, bei gleichzeitigem Einhalten des Verhältnisses zwischen der Geschwindigkeitsproportionalverstärkung Kv und der Geschwindigkeitsintegralverstärkung Kvi.
Als ein vergleichbares Beispiel wird ein Fall beschrieben, bei dem, wenn ein Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 angepasst wird, das Verhältnis des Steuerparameters der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 und der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 gesetzt werden; der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 und der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 beide schrittweise erhöht werden, während das Verhältnis fest ist; ein Oszillationsbetrag und ein Überschwingungsbetrag detektiert werden; und der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 und der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 simultan angepasst werden.
Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 proportional-integral-Steuerung ausführt, ein dazugehöriger Steuerparameter durch die geschwindigkeitsproportionale Verstärkung Kv und die geschwindigkeitsintegrale Verstärkung Kvi festgelegt, und die Drucksteuereinheit 21 führt proportional-Steuerung mit einer druckproportionalen Verstärkung Ka aus, wobei es zulässig ist, dass das Verhältnis, wie z.B. Kv:Kvi:Ka=J:0,25:3 im Vorherein bestimmt wird. Der Steuerparameter wird schrittweise erhöht unter der Bedingung, bei der, wenn Ka=300 ist, dann Kv=100J und Kvi=25 sind, und unter einer anderen Bedingung, bei der, wenn Ka=600 ist, dann Kv=200J und Kvi=50 sind, dann wird jedes Mal, wenn der Steuerparameter erhöht wird, der Oszillationsbetrag unter Überschwingungsbetrag detektiert und die Steuerparameter der Drucksteuerung und der Geschwindigkeitssteuerung können an einem einzigen Zeitpunkt angepasst werden.
In diesem vergleichenden Beispiel sind also, wie in der aktuellen Ausführungsform beschrieben, unter Berücksichtigung des Steuerparameters der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 (die geschwindigkeitsproportionale Verstärkung Kv und die geschwindigkeitsintegrale Verstärkung Kvi) die Übertragungscharakteristiken von dem Drehmomentanweisungssignal 106 der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 zu der Geschwindigkeit 1/(J*s), und somit kann das Verhältnis der Vielzahl an Steuerparametern zueinander angemessen bestimmt werden. Jedoch können die Übertragungscharakteristika von einem Geschwindigkeitssignal zu dem Druck nicht bestimmt werden, wenn Informationen wie die Elastizitätskonstante nicht bekannt sind.
Entsprechend kann, wenn die Informationen, wie z.B. die Elastizitätskonstante, unbekannt sind, das Verhältnis der Steuerparameter der Drucksteuerung und der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuerung nicht angemessen bestimmt werden. Weil das Verhältnis der Steuerparameter der Drucksteuerung und der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuerung nicht angemessen bestimmt werden kann, wie oben beschrieben, wird, wenn das Verhältnis der Steuerparameter der Drucksteuerung und der Steuerparameter der Geschwindigkeitsteuerung fest ist und dann der Parameter der Drucksteuerung angepasst wird, Oszillationsüberschwingen in der Drucksteuerung generiert.
Wie oben beschrieben, ist die Motorsteuereinrichtung gemäß der aktuellen Ausführungsform die Motorsteuereinrichtung 10, welche den Motor 11 umfasst; eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (die Codiereinrichtung 12), welche die Geschwindigkeit des Motors 11 detektiert oder schätzt; eine mechanische Antriebseinheit (der Kugelgewindetrieb 13), die eine mechanische Last (der Druckbeaufschlagungskopf 14) durch den Betrieb des Motors 11 antreibt; den Druckdetektor 16, der Informationen über Druck oder Kraft als das Druckdetektionssignal 109 detektiert, wenn die mechanische Last (der Druckbeaufschlagungskopf 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 gepresst wird; die Drucksteuereinheit 21, welche das interne Geschwindigkeitsanweisungssignal 102 des Motors 11 auf Basis eines Drucksteuerparameters berechnet, so dass das Druckdetektionssignal 109 dem Anweisungssignal 100 folgt; und die Geschwindigkeitssteuereinheit 23, die das Drehmomentanweisungssignal 106 oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor 11 auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters so berechnet, dass das Geschwindigkeitsdetektionssignal 108 dem Geschwindigkeitsanweisungssignal 104 folgt, welches entweder das interne Geschwindigkeitsanweisungssignal 102 oder das externe Geschwindigkeitsanweisungssignal 103 ist. Die Motorsteuereinrichtung 10 ist eine Motorsteuereinrichtung mit Merkmalen, die die Oszillationsdetektionseinheit 42, welche eine Oszillation einer Steuerzustandsgröße detektiert, und die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 umfassen. Mit der Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 in einem Zustand, in dem die mechanische Last (der Druckbeaufschlagungskopf 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 gedrückt wird, wird nur ein Drucksteuerparameter der Drucksteuereinheit 21 geändert, während ein Geschwindigkeitssteuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 fest ist; der Drucksteuerparameter wird von einer Steuerparametereinstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21 geändert, so dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21 erweitert wird; und wenn die Oszillationsdetektionseinheit 42 eine Oszillation detektiert, wird der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 so angepasst, dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21 schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21, während der Detektion der Oszillation.
Alternativ ist die Motorsteuereinrichtung gemäß der momentanen Ausführungsform die Motorsteuereinrichtung 10, welche den Motor 11 umfasst; die Geschwindigkeitsdetektionseinheit (die Codiereinrichtung 12), die die Geschwindigkeit des Motors 11 detektiert oder schätzt; die mechanische Antriebseinheit (der Kugelgewindetrieb 13), die die mechanische Last durch einen Betrieb des Motors 11 antreibt (der Druckbeaufschlagungskopf 14); der Druckdetektor 16, der Information über Druck oder Kraft, als das Druckdetektionssignal 109, detektiert, wenn die mechanische Last (der Druckbeaufschlagungskopf 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 gepresst wird; die Drucksteuereinheit 21, die das interne Geschwindigkeitsanweisungssignal 102 des Motors 11 auf Basis eines Drucksteuerparameters so berechnet, dass das Druckdetektionssignal 109 dem Druckanweisungssignal 100 folgt; und die Geschwindigkeitssteuereinheit 23, die das Drehmomentanweisungssignal 106 oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor 11 auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters so berechnet, dass das Geschwindigkeitsdetektionssignal 108 dem Geschwindigkeitsanweisungssignal 104 folgt, das entweder das interne Geschwindigkeitsanweisungssignal 102 oder das externe Geschwindigkeitsanweisungssignal 103 ist. Die Motorsteuereinrichtung 10 ist eine Motorsteuereinrichtung mit Merkmalen, die die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43, die einen Überschwingungsbetrag gegenüber einem Sollwert detektiert und die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinrichtung 41 umfassen. Mit der Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 wird in einem Zustand, in dem die mechanische Last (der Druckbeaufschlagungskopf 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 gedrückt wird, nur ein Drucksteuerparameter der Drucksteuereinheit 21 geändert, während ein Geschwindigkeitssteuerparameter der Geschwindigkeitssteuerung 23 fest ist, wobei der Drucksteuerparameter von einer Steuerparametereinstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21 so geändert wird, dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21 erweitert wird, und der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 wird so angepasst, so dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21 schmaler ist als die mit einem Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21, wenn ein Überschwingungsbetrag durch die Überschwingungsbetragdetektionseinheit 43 detektiert wird, der einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, selbst wenn die Charakteristika des Druckbeaufschlagungsziels unbekannt sind, ein Steuerparameter während Drucksteuerung immer noch angepasst werden, so dass Oszillation oder übermäßiges Überschwingen nicht erzeugt wird. Der Steuerparameter der Drucksteuerung und der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuerung, welche eine untergeordnete Schleife der Drucksteuerung ist, werden nicht zusammenhängend, sondern individuell angepasst. Somit ist es während eines Betriebs möglich, in dem sich die mechanische Last dem Druckbeaufschlagungsziel (in einem Zustand, in dem die mechanische Last nicht mit dem Druckbeaufschlagungsziel in Kontakt ist) annähert, eine Steuerung zu implementieren, die der Erzeugung von Überschwingen und Oszillation in der Geschwindigkeit vorbeugt. Weiter ist es während eines Betriebs, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel presst (in einem Zustand, in dem die mechanische Last mit dem Druckbeaufschlagungsziel in Kontakt ist) möglich, Drucksteuerung zu implementieren, die der Erzeugung von Oszillation vorbeugt. Während die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel beschrieben hat, in dem ein Oszillationsbetrag und ein Überschwingungsbetrag detektiert werden und in dem die Anpassung der Steuerparameter der Drucksteuerung in der Art ausgeführt wird, dass der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag weniger als ihre entsprechenden Grenzwerte sind, ist zu beachten, dass es zulässig ist, nur den Oszillationsbetrag zu detektieren und den Steuerparameter der Drucksteuerung so anzupassen, dass nur der Oszillationsbetrag weniger als sein Grenzwert ist. Alternativ ist es zulässig, nur den Überschwingungsbetrag zu detektieren und den Steuerparameter der Drucksteuerung so anzupassen, dass nur der Überschwingungsbetrag weniger als sein Grenzwert ist. Wenn nur der Oszillationsbetrag detektiert wird, ist es möglich, den Steuerparameter der Drucksteuerung anzupassen, um den Oszillationsbetrag weniger als einen vorherbestimmten Wert werden zu lassen. Wenn nur der Überschwingungsbetrag detektiert wird, ist es möglich, einen Steuerparameter der Drucksteuerung so anzupassen, so dass der Überschwingungsbetrag weniger als ein vorherbestimmter Wert ist.
Zweite Ausführungsform
Während die erste Ausführungsform einen Modus beschrieben hat, in dem die untergeordnete Schleife der Drucksteuerung Geschwindigkeitssteuerung ist, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die aktuelle Ausführungsform beschreibt einen Modus, in dem eine untergeordnete Schleife der Drucksteuerung Positionssteuerung ist.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In einer Motorsteuereinrichtung 10a, die in 8 dargestellt ist, wird die externe Signalerzeugungseinheit für ein Geschwindigkeitsanweisungssignal 30 der in 1 gezeigten Motorsteuereinrichtung 10 durch eine externe Signalerzeugungseinheit für ein Positionsanweisungssignal 60 ersetzt; eine Positionssteuereinheit 62 wird bereitgestellt; und die Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit 22 der Motorsteuereinrichtung 10 wird durch eine Positionsanweisungsauswahleinheit 61 ersetzt.
In der in 8 gezeigten Motorsteuereinrichtung 10a ist ein Ablauf der Erzeugung des Stroms 107, der von der Stromsteuereinheit 24 bereitgestellt wird und den Motor 11 antreibt, wie folgt. In der in 8 gezeigten Motorsteuereinrichtung 10a ist das Verfahren zur Berechnung des Stroms 107 zum Antreiben des Motors 11 unterschiedlich zu dem der ersten Ausführungsform.
Erstens erzeugt die Signalerzeugungseinheit für ein Druckanweisungssignal 40 das Druckanweisungssignal 100 und gibt das erzeugte Druckanweisungssignal 100 aus.
Eine Drucksteuereinheit 21a empfängt, als ein Eingangssignal, das Signal 101, welches der Abweichung (Differenz) zwischen dem Druckanweisungssignal 100 der Erzeugungseinheit für ein Druckanweisungssignal 40 und dem Druckdetektionssignal 109 des Druckdetektors 16 entspricht. Die Drucksteuereinheit 21a führt Drucksteuerberechnungen durch und berechnet einen Anweisungswert eines internen Positionsanweisungssignals 102a, der der Abweichung zwischen dem Anweisungswert des Druckanweisungssignals 100 und dem Detektionswert des Druckdetektionssignals 109 entspricht.
Wie im Fall der ersten Ausführungsform ist ein Beispiel der Drucksteuerberechnung, die von der Drucksteuereinheit 21a ausgeführt wird, proportional-Steuerung.
Die externe Signalerzeugungseinheit für ein externes Positionsanweisungssignal 60 erzeugt ein externes Positionsanweisungssignal 110, welches die Position angibt, bei welcher der Motor 11 betrieben werden soll, ohne Beachtung des Ausgabesignals der Drucksteuereinheit 21a.
Der Wert des externen Positionsanweisungssignals 110 wird bei einem Anweisungswert gesetzt, der dazu führt, dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 sich dem Druckbeaufschlagungsziel 15 nähert, das nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungskopf 14 steht.
Die Positionsanweisungsauswahleinheit 61 selektiert entweder das interne Positionsanweisungssignal 102a oder das externe Positionsanweisungssignal 110 und gibt das selektierte Signal als ein Positionsanweisungssignal 111 aus.
Die Positionssteuereinheit 62 empfängt, als ein Eingangssignal, ein Signal 112, welches der Abweichung (Differenz) zwischen dem Positionsanweisungssignal 111 von der Positionsanweisungsauswahleinheit 61 und einem momentanen Positionssignal 114 der Codiereinrichtung 12 entspricht. Die Positionssteuereinheit 62 führt Positionssteuerberechnungen auf Basis der Abweichung (Differenz) zwischen dem Wert des Positionsanweisungssignals 111 von der Positionsauswahleinheit 61 und dem Wert des momentanen Positionssignals 114 aus und gibt ein Geschwindigkeitsanweisungssignal 104a aus.
Ein Beispiel einer Konfiguration der Positionssteuereinheit 62 ist eine Konfiguration, bei der eine Eingabeabweichung (eine Eingabedifferenz) mit einem positionsproportionalen Verstärkungsfaktor multipliziert wird, der als Steuerparameter dient und somit das Geschwindigkeitsanweisungssignal 104a ausgegeben wird.
Die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 empfängt, als ein Eingabesignal, ein Signal 113, welches der Abweichung (Differenz) zwischen dem Wert des Geschwindigkeitsanweisungssignals 104a und dem Wert des Geschwindigkeitsdetektionssignals 108 entspricht. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 führt Geschwindigkeitssteuerberechnungen auf Basis der Abweichung (Differenz) zwischen dem Wert des Geschwindigkeitsanweisungssignals 104a und dem Wert des Geschwindigkeitsdetektionssignals 108 aus; berechnet das Drehmomentanweisungssignal 106 zur Berechnung eines Drehmoments, welches durch den Motor 11 generiert werden soll, oder ein Kraftanweisungssignal, und gibt das berechnete Signal aus.
Ein Beispiel der Geschwindigkeitssteuerungsberechnungen, die durch die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 durchgeführt werden, ist proportional-integral-Steuerung. In diesem Fall sind die geschwindigkeitsproportionale Verstärkung und die geschwindigkeitsintegrale Verstärkung die Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuerungseinheit 23.
Die Stromsteuereinheit 24 empfängt das Drehmomentanweisungssignal 106 oder ein Kraftanweisungssignal von der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 als ein Eingabesignal. Die Stromsteuereinheit 24 versorgt den Motor 11 mit dem Strom 107, zur Erzeugung eines Drehmoments, welches dem Drehmomentanweisungssignal 106 oder dem Kraftanweisungssignal entspricht. Der Motor 11 wird somit angetrieben, der Druck, der auf das Druckbeaufschlagungsziel 15 ausgeübt wird, wird durch den Druckdetektor 16 detektiert und Drucksteuerung wird so ausgeführt, dass der Druck einem Druckanweisungswert folgt.
Andere Konfigurationen sind identisch zu denen der 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, das von der Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 ausgeführt wird. Abläufe, die identisch mit denen der 4 sind, werden durch gleiche Schrittnummern bezeichnet. Beschreibungen von Teilen, die identisch mit denen der 4 sind, werden ausgelassen.
Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform wird zunächst bestimmt, ob sich der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet (Schritt S1).
Wenn festgestellt wird, dass sich der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet (Zweige nach J), fährt das Verfahren mit Schritt S2 fort, und der Druckbeaufschlagungskopf 14 wird in eine Richtung bewegt, in der er von dem Druckbeaufschlagungsziel 15 getrennt ist (Schritt S2). Insbesondere übermittelt die Erzeugungseinheit für ein externes Positionsanweisungssignal 16 das externe Positionsanweisungssignal 110, um den Druckbeaufschlagungskopf 14 in eine Richtung zu bewegen, in der er sich nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet, und die Positionsanweisungsauswahleinheit 61 wählt das externe Positionsanweisungssignal 110 aus. Zum Beispiel ist die Richtung, in die der Druckbeaufschlagungskopf 14 bewegt wird, um nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 zu stehen, in 8 nach links.
Wenn festgestellt wird, dass sich der Druckbeaufschlagungskopf 14 nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet (Zweige nach N), fährt das Verfahren mit Schritt S3a fort; und die Steuerparameter der Positionssteuereinheit 63 und der Geschwindigkeitssteuereinheit 23, welche als eine untergeordnete Schleife in der Drucksteuereinheit 21a agieren, werden entsprechend angepasst (Schritt S3a). Die Anpassung der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 und der Positionssteuereinheit 62 wird unter Bezug auf 10 beschrieben.
10 ist der Ausschnitt der mit gestrichelter Linie umrandeten rechteckigen Fläche in 8, in einem Fall, in dem die Geschwindigkeitssteuereinheit 23a, welche proportional-integral-Steuerungen ausführt, auf die Geschwindigkeitssteuereinheit 23 angewendet wird und eine Positionssteuereinheit 62a, die proportional-Steuerung ausführt, auf die Positionssteuereinheit 62 angewandt wird. Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, sind Kv und Kvi Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23. Kv bezeichnet eine geschwindigkeitsproportionale Verstärkung und Kvi bezeichnet eine geschwindigkeitsintegrale Verstärkung, „s“ bezeichnet einen Laplace-Operator und 1/s repräsentiert integrale Charakteristika. Übertragungscharakteristika von einer Drehmomentanweisung zu der Geschwindigkeit können als 1/(J*s) repräsentiert werden und Übertragungscharakteristika von der Geschwindigkeit zu der Position können als 1/s repräsentiert werden. Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, bezeichnet „J“ einen Massenträgheitsmomentwert eines beweglichen Teils. Hierbei ist Kp eine positionsproportionale Verstärkung.
Um ein stabiles Ansprechen in der Positions- und Geschwindigkeitssteuerschleife zu erreichen, ist es bekannt, dass das Verhältnis der geschwindigkeitsproportionalen Verstärkung Kv, der geschwindigkeitsintegralen Verstärkung Kvi und der positionsproportionalen Verstärkung Kp zueinander vorzugsweise das Folgende erfüllt: Kv:Kvi:Kp = 10J:1-4:1-4. Dementsprechend wird ein stabiles Ansprechen in der Geschwindigkeitssteuerschleife erreicht, wenn das Folgende ausgeführt wird: die geschwindigkeitsproportionale Verstärkung Kv wird schrittweise erhöht; die geschwindigkeitsintegrale Verstärkung Kvi und die positionsproportionale Verstärkung Kp werden entsprechend gesetzt; ein Schrittsignal, ein Rampensignal und ähnliche werden als Geschwindigkeitsanweisungssignal 104a angewandt, so dass der Druckbeaufschlagungskopf 14 so in einem Zustand betrieben wird, dass er nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 14 steht; und die geschwindigkeitsproportionale Verstärkung Kv, die geschwindigkeitsintegrale Verstärkung Kvi, und die positionsproportionale Verstärkung Kp werden so angepasst, dass Überschwingungen und Vibrationen nicht erzeugt werden. Solange wie die Steuerparameter der Positionssteuereinheit 62 und der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 vorzugsweise in einem Zustand angepasst werden, in dem der Druckbeaufschlagungskopf 14 sich nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet, ist die Anpassung nicht darauf beschränkt.
Wenn die Anpassung der Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 abgeschlossen ist, wird der Druckbeaufschlagungskopf 14 in eine Richtung bewegt, um dem Druckbeaufschlagungsziel 15 zu kontaktieren (Schritt S4a). Insbesondere überträgt die Signalerzeugungseinheit für ein externes Positionsanweisungssignal 60 das externe Positionsanweisungssignal 110 als eine Position, an der der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Beaufschlagungsziel 15 tritt, und die Positionsanweisungsauswahleinheit 61 wählt das externe Positionsanweisungssignal 110 aus.
Als Nächstes wird ermittelt, ob der Druckbeaufschlagungskopf 14 sich in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet (Schritt S5). Die Bestimmung kann ähnlich zu Schritt S1 ausgeführt werden.
Wenn ermittelt wird, dass sich der Druckbeaufschlagungskopf 14 nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet (Zweige nach N), fährt das Verfahren mit Schritt S4a fort und der Druckbeaufschlagungskopf 14 wird in eine Richtung bewegt, in der er das Druckbeaufschlagungsziel 15 kontaktiert (Schritt S4a).
Wenn festgestellt wird, dass sich der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet (Zweige nach J), fährt der Prozess mit Schritt S6a fort und ein Betrieb wird von einem Positionssteuerbetrieb zu einem Drucksteuerbetrieb gewechselt (Schritt S6a). Das bedeutet, dass die Positionsanweisungsauswahleinheit 61 von dem externen Positionsanweisungssignal 110 auf das interne Positionsanweisungssignal 102a wechselt.
Als Nächstes wird, wie im Fall der ersten Ausführungsform, ein Steuerparameter der Drucksteuerung auf einen Initialwert gesetzt (Schritt S7). Das bedeutet, dass eine proportionale Verstärkung, die der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21a ist, auf einen initialen Wert gesetzt wird.
Als Nächstes wird, wie im Fall der ersten Ausführungsform, ein Druckbeaufschlagungsvorgang oder ein Druckentlastungsvorgang ausgeführt (Schritt S8).
Als Nächstes detektiert, wie im Fall der ersten Ausführungsform, die Oszillationsdetektionseinheit 42 einen Oszillationsbetrag während des Druckbeaufschlagungsvorgangs oder des Druckentlastungsvorgangs (Schritt S9).
Als Nächstes wird, wie in der ersten Ausführungsform, festgestellt, ob der durch die Oszillationsdetektionseinheit 42 detektierte Oszillationsbetrag einen Oszillationsgrenzwert überschreitet (Schritt S10). Wie im Fall der ersten Ausführungsform fährt das Verfahren mit Schritt S15 fort, wenn festgestellt wird, dass der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert überschreitet (Zweige nach J). Wenn festgestellt wird, dass der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert nicht überschreitet (Zweige nach N), fährt das Verfahren mit Schritt S11 fort, und die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43 detektiert einen Überschwingungsbetrag (Schritt S11). Der Oszillationsgrenzwert ist ein oberes Limit eines akzeptablen Überschwingungsbetrags, der im Vorhinein gesetzt wird.
Wie im Fall der ersten Ausführungsform wird bei Schritt S11, wenn die Überschwingungsbetragdetektionseinheit 43 einen Überschwingungsbetrag detektiert, festgestellt, ob der von der Überschwingungsbetragdetektionseinheit 43 detektierte Überschwingungsbetrag einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet (Schritt S12).
Wie im Fall der ersten Ausführungsform fährt das Verfahren mit Schritt S15 fort, wenn festgestellt wird, dass der Überschwingungsbetrag den Überschwingungsgrenzwert überschreitet (Zweige nach J). Wenn festgestellt wird, dass der Überschwingungsbetrag nicht den Überschwingungsgrenzwert überschreitet (Zweige nach N), fährt das Verfahren mit Schritt S13 fort.
Wie im Fall der ersten Ausführungsform werden der Steuerparameter der Drucksteuerung, der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag in einer assoziierten Art und Weise gespeichert, wenn der Oszillationsbetrag nicht den Oszillationsgrenzwert überschreitet und der Überschwingungsbetrag nicht den Überschwingungsgrenzwert überschreitet (Schritt S13). Wie im Fall der ersten Ausführungsform wird der Steuerparameter der Drucksteuerung so geändert, dass die Steuerbandbreite erweitert wird (Schritt S14). Zum Beispiel wird, wenn die Drucksteuereinheit 21a-proportional Steuerung ausführt, die proportionale Verstärkung erhöht.
Wie im Fall der ersten Ausführungsform, fährt das Verfahren mit Schritt S8 fort, nachdem der Steuerparameter der Drucksteuerung so geändert wird, dass die Steuerbandbreite erweitert wird, und die oben beschriebenen Vorgänge können ab dem Druckbeaufschlagungsvorgang oder dem Druckentlastungsvorgang wiederholt werden.
Wie im Fall der ersten Ausführungsform fährt, wie oben beschrieben, das Verfahren mit Schritt S15 fort, wenn der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert überschreitet oder wenn der Überschwingungsbetrag den Überschwingungsgrenzwert überschreitet. Der Steuerparameter wird dann so angepasst, dass sowohl der Oszillationsbetrag als auch der Überschwingungsbetrag gleich oder weniger als ihre entsprechenden Grenzwerte sind (Schritt S15).
Die Verarbeitung endet dann. Die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 führt die Vorgänge, wie oben unter Bezug auf 9 beschrieben, aus und somit kann ein angemessener Steuerparameter erhalten werden, der für die Drucksteuerung verwendet wird.
Wie in den Schritten S7 bis S15 beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Druckbeaufschlagungsvorgang oder ein Druckentlastungsvorgang in einem Zustand wiederholt, in dem sich der Druckbeaufschlagungskopf 14 in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel 15 befindet; ein Steuerparameter (eine druckproportionale Verstärkung) der Drucksteuerung wird schrittweise geändert, so dass die Steuerbandbreite schrittweise erweitert wird; zumindest ein Oszillationsbetrag oder ein Überschwingungsbetrag wird in einer tatsächlichen Steuerschleife detektiert; das Einstellen der Steuerparameter der Drucksteuerung wird beim Betrieb ermittelt, wenn der Oszillationsbetrag oder der Überschwingungsbetrag einen Grenzwert überschreitet; und auf Basis der Informationen über die Einstellung wird ein Steuerparameter ausgewählt, der nicht erlaubt, dass der Oszillationsbetrag oder der Überschwingungsbetrag einen Grenzwert überschreitet, und somit wird der Steuerparameter angepasst. Wenn der Steuerparameter, wie oben beschrieben, angepasst wird, kann die Drucksteuerung so ausgeführt werden, dass der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag niemals die entsprechenden Grenzwerte überschreiten. Weiter wird auf Basis eines Druckanweisungssignals, das einen steigenden oder fallenden Druckwert hat, der Steuerparameter angepasst, während ein Vorgang praktisch ausgeführt wird, und somit ist es möglich, schnell einen angemessenen Steuerparameter ohne Auszuprobieren zu erhalten.
Wie oben beschrieben, ist die Motorsteuereinrichtung gemäß der aktuellen Ausführungsform die Motorsteuereinrichtung 10a, die umfasst: den Motor 11; eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (die Codiereinrichtung 12), die die Geschwindigkeit des Motors 11 detektiert oder schätzt; eine mechanische Antriebseinheit (der Kugelgewindetrieb 13), der durch einen Betrieb des Motors 11 eine mechanische Last (den Druckbeaufschlagungskopf 14) antreibt; den Druckdetektor 16, der Informationen über Druck oder Kraft als das Druckdetektionssignal 109 detektiert, wenn die mechanische Last (der Druckbeaufschlagungskopf 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 gepresst wird; die Drucksteuereinheit 21a, die das interne Positionsanweisungssignal 102a des Motors 11 auf Basis eines Drucksteuerparameters so berechnet, dass das Druckdetektionssignal 109 dem Druckanweisungssignal 100 folgt; die Positionssteuereinheit 62, die das Geschwindigkeitsanweisungssignal 104a des Motors 11 auf Basis eines Positionssteuerparameters so berechnet, dass das momentane Positionssignal 114 dem Positionsanweisungssignal 111 folgt, das entweder das interne Positionsanweisungssignal 102 oder das externe Positionsanweisungssignal 110 ist; und die Geschwindigkeitssteuereinheit 23, die das Drehmomentanweisungssignal 106 oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor 11 auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters so berechnet, dass das Geschwindigkeitsdetektionssignal 108 dem Geschwindigkeitsanweisungssignal 104a folgt. Die Motorsteuereinrichtung 10a ist eine Motorsteuereinrichtung, die Merkmale hat, umfassend die Oszillationsdetektionseinheit 42, die eine Oszillation einer Steuerzustandsgröße detektiert und die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41. Die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 in der in einem Zustand des Pressens der mechanischen Last (des Druckbeaufschlagungskopfes 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 nur ein Drucksteuerparameter der Drucksteuereinheit 21a geändert wird, während ein Positionssteuerparameter der Positionssteuereinheit 62 und ein Geschwindigkeitssteuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 fest sind; der Drucksteuerparameter wird von einer Steuerparametereinstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21a so geändert, dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21a erweitert wird; und wenn die Oszillationsdetektionseinheit 42 eine Oszillation detektiert, wird der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21a so angepasst, dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21a schmaler ist als die mit einem Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21a während der Detektion der Oszillation.
Alternativ ist die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Motorsteuereinrichtung 10a, die das Folgende umfasst: den Motor 11; die Geschwindigkeitsdetektionseinheit (die Dekodiereinrichtung 12), die die Geschwindigkeit des Motors 11 detektiert oder schätzt; die mechanische Antriebseinheit (dem Kugelgewindetrieb 13), die die mechanische Last (den Druckbeaufschlagungskopf 14) durch Betrieb des Motors 11 antreibt; den Druckdetektor 16, der, wenn die mechanische Last (der Druckbeaufschlagungskopf 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 gepresst wird, Informationen über Druck oder Kraft als das Druckdetektionssignal 109 detektiert; die Drucksteuereinheit 21a, die das interne Positionsanweisungssignal 102a des Motors 11 auf Basis eines Drucksteuerparameters so berechnet, dass das Druckdetektionssignal 109 dem Druckanweisungssignal 100 folgt; die Positionssteuereinheit 62, die das Geschwindigkeitssteuersignal 104 des Motors 11 auf Basis eines Positionssteuerparameters so berechnet, dass das momentane Positionssignal 104 dem Positionsanweisungssignal 111, das entweder das interne Positionsanweisungssignal 102 oder das externe Positionsanweisungssignal 110 ist, folgt; und die Geschwindigkeitssteuereinheit 23, die das Drehmomentanweisungssignal 106 oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor 11 auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters so berechnet, dass das Geschwindigkeitsdetektionssignal 108 dem Geschwindigkeitsanaweisungssignal 104a folgt. Die Motorsteuereinrichtung 10a ist eine Motorsteuereinrichtung, die Merkmale hat, die die folgenden umfassen: die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43, die einen Überschwingungsbetrag gegenüber einem Sollwert detektiert und die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41. Mit der Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41, in der in einem Zustand des Pressens der mechanischen Last (des Druckbeaufschlagungskopfes 14) gegen das Druckbeaufschlagungsziel 15 nur ein Drucksteuerparameter der Drucksteuereinheit 21a geändert wird, während ein Geschwindigkeitssteuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 fest ist; der Drucksteuerparameter wird von einer Steuerparametereinstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21a geändert, so dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21a erweitert wird; und der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21a wird so angepasst, dass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit 21a schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21a, wenn ein Überschwingungsbetrag durch die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43 detektiert wird, der einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann, selbst wenn die Charakteristika eines Druckbeaufschlagungsziels unbekannt sind, ein Steuerparameter während Drucksteuerung so angepasst werden, dass Oszillation oder übermäßiges Überschwingen nicht erzeugt wird. Der Steuerparameter der Drucksteuerung und der Steuerparameter der Positionssteuerung, die eine untergeordnete Schleife in der Drucksteuerung ist, werden nicht in einer assoziierten Art und Weise angepasst, sondern individuell. Somit ist es in einem Betrieb, in dem sich die mechanische Last dem Druckbeaufschlagungsziel annähert (in einem Zustand, in dem die mechanische Last nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel ist), möglich, eine Steuerung zu implementieren, die Überschwingen und Oszillation in der Position verhindert. Weiter ist es während des Betriebs, bei dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel presst (in einem Zustand, in dem die mechanische Last mit dem Druckbeaufschlagungsziel in Kontakt ist), möglich, eine Drucksteuerung zu implementieren, die die Erzeugung von Oszillation verhindert. Während mit der vorliegenden Ausführungsform eine Beschreibung eines Beispiels der Detektion von beidem, einem Oszillationsbetrag und einem Überschwingungsbetrag gegeben ist, sowie die Anpassung des Steuerparameters der Drucksteuerung, so dass der Oszillationsbetrag und der Überschwingungsbetrag weniger als die entsprechenden Grenzwerte sind, ist es zulässig, nur den Oszillationsbetrag zu detektieren und den Steuerparameter der Drucksteuerung anzupassen, so dass nur der Oszillationsbetrag weniger als der Oszillationsgrenzwert ist. Es ist zu beachten, dass es zulässig ist, nur den Überschwingungsbetrag zu detektieren und den Steuerparameter der Drucksteuerung so anzupassen, dass nur der Überschwingungsbetrag weniger als der Überschwingungsgrenzwert ist. Wenn nur der Oszillationsbetrag detektiert wird, ist es möglich, den Steuerparameter der Drucksteuerung anzupassen, der dazu führt, dass der Oszillationsbetrag weniger wird als ein vorherbestimmter Wert. Wenn nur der Überschwingungsbetrag detektiert wird, ist es möglich, den Steuerparameter der Drucksteuerung anzupassen, der dazu führt, dass der Überschwingungsbetrag weniger wird als ein vorherbestimmter Wert.
Dritte Ausführungsform
Die Beschreibung der ersten Ausführungsform umfasst ein Beispiel des Detektierens einer Oszillation in Steuerzustandsgrößeninformationen, während ein Motor zur Durchführung eines Druckbeaufschlagungsvorgangs oder eines Druckentlastungsvorganges auf ein Druckbeaufschlagungsziel betrieben wird und der Anpassung eines Steuerparameters einer Drucksteuerung auf Basis eines Oszillationsbetrages erfolgt. Wenn der Steuerparameter der Drucksteuerung auf Basis des Oszillationsbetrages angepasst wird, ist es jedoch nicht immer notwendig, den Druckbeaufschlagungsvorgang oder den Druckentlastungsvorgang auszuführen. Solange die Oszillation während eines bestimmten Vorganges erzeugt wird, kann die vorliegende Erfindung angewandt werden und so ein Fall ist in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
11 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Da Teile, die mit gleichen Bezugszeichen wie jene aus 1 in derselben Art und Weise operieren, wie jene aus 1, wird die Beschreibung der ersten Ausführungsform darauf angewandt und auf eine detaillierte Beschreibung wird verzichtet. Die Motorsteuereinrichtung, die in 11 gezeigt ist, umfasst nicht die Überschwingungsbetragsdetektionseinheit 43, die in 1 gezeigt ist.
Die Motorsteuereinrichtung, die in 11 gezeigt ist, umfasst eine Erzeugungseinheit für Pseudodrehmomentstörungen 150 und ein Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 wird zu dem Drehmomentanweisungssignal 106 oder einem Kraftanweisungssignal, das von der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 ausgegeben wird, hinzugefügt. Die Erzeugungseinheit für Pseudodrehmomentstörungen 150 gibt (legt an) das Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 während der Anpassung der Steuerparameter der Drucksteuerung aus und gibt das Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 mit dem Wert 0 aus, in Fällen, die anders als die Anpassung des Steuerparameters der Drucksteuerung sind. Wenn Störungen auf eine mechanische Last während der Drucksteuerung von Druckbeaufschlagung auf ein Druckbeaufschlagungsziel angewendet werden, wird ein Druckdetektionssignal, welches einem Druckanweisungssignal folgt, variiert und damit das Druckdetektionssignal dem Druckanweisungssignal folgt, gibt die Drucksteuereinheit 21 ein Geschwindigkeitsanweisungssignal aus, welches größer als ein stabiler Zustand ist (d.h., ein Zustand, in dem ein detektiertes Drucksignal im Wesentlichen fest ist). Zu diesem Zeitpunkt wird Oszillation einfach erzeugt, wenn der Steuerparameter der Drucksteuereinheit 21 einen Wert hat, der größer ist, als ein angemessener Wert. Selbst wenn das Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151, welches unabhängig von dem Drehmomentanweisungssignal 106 oder einem Kraftanweisungssignal ist, das von der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 ausgegeben wird, während der Drucksteuerung hinzugefügt wird, wird ein Druckdetektionssignal variiert und somit ist es möglich, einen Zustand zu simulieren, in dem Oszillation einfach erzeugt wird, selbst wenn ein Druckanweisungswert einen festen Wert hat.
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf zeigt, der von der Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit 41 ausgeführt wird. Die Beschreibungen der ersten Ausführungsform werden auf jene Schritte angewandt, die mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, wie die der 4 und eine detaillierte Beschreibung jener wird ausgelassen.
Die Abläufe bis zum Schritt S6 sind identisch zu jenen der 4. Das bedeutet, dass in einem Zustand, in dem sich eine mechanische Last nicht in Kontakt mit einem Druckbeaufschlagungsziel befindet, ein Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuereinheit 23, die eine untergeordnete Schleife der Drucksteuereinheit 21 ist, angepasst wird und, nachdem der Steuerparameter angepasst ist, die mechanische Last so bewegt wird, dass sie mit dem Druckbeaufschlagungsziel kontaktiert und die Steuerung von einer Geschwindigkeitssteuerung auf eine Drucksteuerung gewechselt wird.
Als Nächstes wird ein Wert des Druckanweisungssignals 100, welches von der Signalerzeugungseinheit für Druckanweisungen 40 ausgegeben wird, bei einem festen Wert gehalten (Schritt S20); ein Steuerparameter der Drucksteuerung wird auf einen initialen Wert gesetzt (Schritt S7); und die Erzeugungseinheit für Pseudodrehmomentstörungen 150 wendet das Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 an (Schritt S21).
13 ist ein Diagramm, das eine zeitliche Änderung des Pseudodrehmomentstörungsanaweisungssignals 151 zeigt. Wie in 13 gezeigt, ist ein Beispiel für ein Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 ein Rechtecksignal (ein Pulssignal), dessen Wert von 0 zu einem vorbestimmten Wert wechselt, an diesem vorbestimmten Wert für eine vorbestimmte Zeitdauer verbleibt und dann zu 0 zurückkehrt. Die Form des Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignals 151 ist jedoch nicht auf die in 13 dargestellte Form beschränkt, solange das Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 unabhängig von einem Drehmomentanweisungssignal erzeugt wird, welches von der Geschwindigkeitssteuereinheit 23 erzeugt wird (das bedeutet, unabhängig von dem Geschwindigkeitsanweisungssignal 104 und dem Geschwindigkeitsdetektionssignal 108).
Als Nächstes detektiert die Oszillationsdetektionseinheit 42 einen Oszillationsbetrag, wenn das Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 angewandt wird (Schritt S9). Es wird dann bestimmt, ob der Oszillationsbetrag, der von der Oszillationsdetektionseinheit 42 detektiert wird, einen Oszillationsgrenzwert überschreitet (Schritt S10). Wenn festgestellt wird, dass der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert überschreitet (Zweige nach J), fährt das Verfahren mit Schritt S15a fort und der Steuerparameter wird so angepasst, dass der Oszillationsbetrag gleich oder weniger als der Grenzwert ist (Schritt S15a). Wenn festgestellt wird, dass der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert nicht überschreitet (Zweige nach N), fährt das Verfahren mit Schritt S13a fort und der Steuerparameter der Drucksteuerung und der Oszillationsbetrag werden in einer assoziierenden Art und Weise gespeichert (Schritt S13a). Der Steuerparameter der Drucksteuerung wird so geändert, so dass die Steuerbandbreite erweitert wird (Schritt S14a). Das Verfahren kehrt dann zu Schritt S21 zurück und das identische Verfahren wird so lange wiederholt, bis der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert überschreitet. Wenn der Oszillationsbetrag den Oszillationsgrenzwert überschreitet, fährt das Verfahren mit Schritt S15A fort; auf die bei Schritt S13A gespeicherte Relation zwischen dem Steuerparameter der Drucksteuerung und dem Oszillationsbetrag wird Bezug genommen; der Steuerparameter der Drucksteuerung wird ausgewählt und angepasst, so dass der Oszillationsbetrag gleich oder weniger als der Grenzwert ist; und die Verarbeitung endet.
Wenn das Verfahren der Anpassung des Steuerparameters der Drucksteuereinheit 21 endet, gibt die Erzeugungseinheit für Pseudodrehmomentstörungen 150 das Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal 151 aus, welches in diesem Fall den Wert 0 hat. Die Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuerungseinheit 41 führt die Abläufe wie oben, unter Bezug auf 12, beschrieben aus und somit kann ein angemessener Steuerparameter erhalten werden, der für die Drucksteuerung verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ist es möglich, einen Steuerparameter der Drucksteuerung anzupassen, so dass ein Phänomen von unerwünschter Oszillation nicht während der Drucksteuerung erzeugt wird, selbst wenn die Charakteristika eines Druckbeaufschlagungsziels unbekannt sind. Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform werden der Steuerparameter der Drucksteuerung und ein Steuerparameter der Geschwindigkeitssteuerung, die eine untergeordnete Schleife der Drucksteuerung ist, nicht in einer assoziierten Art und Weise, sondern individuell angepasst. Somit ist es in einem Betrieb, in dem sich eine mechanische Last einem Druckbeaufschlagungsziel nähert (in einem Zustand, in dem mechanische Last nicht in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel ist), möglich, eine Steuerung zu implementieren, die die Erzeugung von Überschwingen und Oszillation in der Geschwindigkeit verhindert. Ferner ist es möglich, in einem Betrieb, in dem die mechanische Last Druck auf das Druckbeaufschlagungsziel ausübt (in einem Zustand, in dem die mechanische Last sich in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel befindet), Drucksteuerung zu implementieren, die die Erzeugung von Oszillation verhindert. Während die vorliegende Ausführungsform die Beschreibung eines Falles, in dem eine untergeordnete Schleife einer Drucksteuereinheit Geschwindigkeitssteuerung ist, umfasst, wie bei der zweiten Ausführungsform beschrieben, ist zu beachten, dass selbst wenn die untergeordnete Schleife der Drucksteuereinheit Positionssteuerung ist, die vorliegende Ausführungsform auf solch einen Fall angewandt werden kann und die oben beschriebenen Effekte auch in diesem Fall verwirklicht werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine industrielle Maschine sinnvoll, die eine mechanische Antriebseinheit umfasst, die Druck auf verschiedene Druckbeaufschlagungsziele ausübt, einschließlich eines Werkstücks und Ähnlichem, und ist insbesondere geeignet anwendbar mit Pressformmaschinen, Verbindungsmaschinen und Ähnlichem.
Bezugszeichenliste:

11: Motor,
12: Codiereinrichtung,
13: Kugelgewindetrieb,
14: Druckbeaufschlagungskopf,
15: Druckbeaufschlagungsziel,
16: Druckdetektor,
10: Motorsteuervorrichtung,
21, 21a: Drucksteuereinheit,
22: Geschwindigkeitsanweisungsauswahleinheit,
23, 23a: Geschwindigkeitssteuereinheit,
24: Stromsteuereinheit,
30: externe Signalerzeugungseinheit für Geschwindigkeitsanweisung,
40: Signalerzeugungseinheit für Druckanweisung,
41: Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit,
42: Oszillationsdetektionseinheit,
43: Detektionseinheit für einen Überschwingungsbetrag,
51: Hochpassfilter,
52: Absolutwertberechnungseinheit,
53: Tiefpassfilter,
60: externe Signalerzeugungseinheit für Positionsanweisung,
61: Positionsanweisungsauswahleinheit,
62, 62a: Positionssteuereinheit,
100: Druckanweisungssignal,
101, 105, 112, 113,: Signal,
102: internes Geschwindigkeitsanweisungssignal,
102a: internes Positionsanweisungssignal,
103: externes Geschwindigkeitsanweisungssignal,
104, 104a: Geschwindigkeitsanweisungssignal,
106: Drehmomentanweisungssignal,
107: Strom,
108: Geschwindigkeitsdetektionssignal,
109: Druckdetektionssignal,
110: externes Positionsanweisungssignal,
111: Positionsanweisungssignal,
114: Signal der momentanen Position,
150: Erzeugungseinheit für Pseudodrehmomentstörung,
151: Pseudodrehmomentstörungsanweisungssignal,
S1 bis S15, S3a, S4a, S6a, S13a bis S15a, S20, S21: Schritt

Claims

Motorsteuervorrichtung, umfassend: - einen Motor (11); - eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (12), die eine Geschwindigkeit des Motors (11) detektiert oder schätzt; - einen mechanische Antriebseinheit (13), welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors (11) antreibt; - eine Druckdetektionseinheit (16), die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird; - eine Drucksteuereinheit (21), die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt; - eine Geschwindigkeitssteuereinheit (23), die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, so dass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, welches eines von einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal und einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal ist; - eine Oszillationsdetektionseinheit (42), welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert; und - eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit (41), in der o bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter angepasst ist, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter fest ist, oder Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) zu einer breiten Steuerbandbreite erweitert wird; und o wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite der Drucksteuerung schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks zum Zeitpunkt der Detektion der Oszillation.
Motorsteuervorrichtung, umfassend: - einen Motor (11); - eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (12), die eine Geschwindigkeit des Motors (11) detektiert oder schätzt; - einen mechanische Antriebseinheit (13), welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors (11) antreibt; - eine Druckdetektionseinheit (16), die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird; - eine Drucksteuereinheit (21), die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) berechnet, sodass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt; - eine Geschwindigkeitssteuereinheit (23), die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, welches eines von einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal und einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal ist; - eine Detektionseinheit für einen Überschwingungsbetrag, welche einen Überschwingungsbetrag gegenüber einem Sollwert detektiert; und - eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit (41), in der o bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter angepasst ist, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter fest ist, o der Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) zu einer Steuerbandbreite mit einer breiten Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) erweitert wird; und o der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks zum Zeitpunkt der Detektion des Überschwingungsbetrags, der einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet.
Motorsteuervorrichtung, umfassend: - einen Motor (11); - eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (12), die die Geschwindigkeit des Motors (11) detektiert oder schätzt; - einen mechanische Antriebseinheit (13), welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors (11) antreibt; - eine Druckdetektionseinheit (16), die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird; - eine Drucksteuereinheit (21), die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Positionsanweisungssignal für den Motor (11) berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt; - eine Positionssteuereinheit (62), die ein Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Positionssteuerparameters berechnet, um ein Signal der momentanen Position dazu zu veranlassen, einem Positionsanweisungssignal zu folgen, welches eines von einem internen Positionsanweisungssignal und einem externen Positionsanweisungssignal ist; - eine Geschwindigkeitssteuereinheit (23), die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis von einem Geschwindigkeitssteuerparameter berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal dem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt; - eine Oszillationsdetektionseinheit (42), welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert; und - eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit (21), in der o bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter angepasst sind, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während ein Positionssteuerparameter und der Geschwindigkeitssteuerparameter fest sind, oder Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) zu einer breiteren Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) erweitert wird; und o wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter der Drucksteuerung angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite des Drucks schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks, wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) die Oszillation detektiert.
Motorsteuervorrichtung, umfassend: - einen Motor (11); - eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (12), die die Geschwindigkeit des Motors (11) detektiert oder schätzt; - einen mechanische Antriebseinheit (13), welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors (11) antreibt; - eine Druckdetektionseinheit (16), die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird; - eine Drucksteuereinheit (21), die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt; - eine Positionssteuereinheit (62), die ein Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Positionssteuerparameters berechnet, um ein Signal der momentanen Position dazu zu veranlassen, einem Positionsanweisungssignal zu folgen, welches eines von einem internen Positionsanweisungssignal und einem externen Positionsanweisungssignal ist; - eine Geschwindigkeitssteuereinheit (23), die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal dem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt; - eine Detektionseinheit für einen Überschwingungsbetrag, welche von einen Überschwingungsbetrag gegenüber einem Sollwert detektiert; und - eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit (21), in der o bei einem Zustand, in dem die mechanische Last das Druckbeaufschlagungsziel nicht kontaktiert und nachdem der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter angepasst sind, und bei einem Zustand, in dem eine mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter fest sind, oder Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite zu einer breiten Steuerbandbreite erweitert wird; und o der Steuerparameter angepasst wird, so dass die Steuerbandbreite des Drucks schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks zum Zeitpunkt der Detektion des Überschwingungsbetrags, der einen Überschwingungsgrenzwert überschreitet.
Motorsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Drucksteuerparameter in einem Zustand angepasst wird, in dem - Druckbeaufschlagungsvorgänge oder Druckentlastungsvorgänge wiederholt werden, während die mechanische Last in Kontakt mit dem Druckbeaufschlagungsziel ist, und - Oszillations- oder Überschwingungsbeträge während Steuerns von Druck detektiert werden.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, wobei in einem Zustand, in dem ein Druckwert fixiert wird, ohne Ausführen eines Druckbeaufschlagungsvorganges oder eines Druckentlastungsvorganges die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation einer Steuerungszustandsgröße detektiert, wenn ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal von außen angewendet wird, unabhängig von einem Drehmomentanweisungssignal oder einem Kraftanweisungssignal für den Motor (11), welches von der Geschwindigkeitssteuereinheit (23) berechnet wird.
Motorsteuervorrichtung, umfassend: - einen Motor (11); - eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (12), die eine Geschwindigkeit des Motors (11) detektiert oder schätzt; - einen mechanische Antriebseinheit (13), welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors (11) antreibt; - eine Druckdetektionseinheit (16), die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird; - eine Drucksteuereinheit (21), die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt; - eine Geschwindigkeitssteuereinheit (23), die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, so dass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt, welches eines von einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal und einem externen Geschwindigkeitsanweisungssignal ist; - eine Oszillationsdetektionseinheit (42), welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert; und - eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit (41), in der o bei einem Zustand, in dem die mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter fest ist, oder Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) zu einer breiteren Steuerbandbreite erweitert wird; und o wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, sodass die Steuerbandbreite der Drucksteuerung schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks, wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) die Oszillation detektiert, wobei o die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation einer Steuerzustandsgröße detektiert, wenn ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal von einer externen Einrichtung angewendet wird, unabhängig von dem Drehmomentanweisungssignal oder dem Kraftanweisungssignal des Motors (11), welches die Geschwindigkeitssteuereinheit berechnet, in einem Zustand, in dem ein fester Wert des Druckbeaufschlagungsvorganges oder des Druckabfallvorganges gehalten wird.
Motorsteuervorrichtung, umfassend: - einen Motor (11); - eine Geschwindigkeitsdetektionseinheit (12), die eine Geschwindigkeit des Motors (11) detektiert oder schätzt; - einen mechanische Antriebseinheit (13), welche eine mechanische Last durch Betrieb des Motors (11) antreibt; - eine Druckdetektionseinheit (16), die Informationen über Druck oder Kraft als ein Druckdetektionssignal detektiert, wenn die mechanische Last gegen ein Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird; - eine Drucksteuereinheit (21), die auf Basis eines Drucksteuerungsparameters ein internes Positionsanweisungssignal für den Motor (11) berechnet, so dass das Druckdetektionssignal einem Druckanweisungssignal folgt; - eine Positionssteuereinheit, die ein Geschwindigkeitsanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Positionssteuerparameters berechnet, um ein Signal der momentanen Position dazu zu veranlassen, einem Positionsanweisungssignal zu folgen, welches eines von einem internen Positionsanweisungssignal und einem externen Positionsanweisungssignal ist; - eine Geschwindigkeitssteuereinheit (23), die ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal für den Motor (11) auf Basis eines Geschwindigkeitssteuerparameters berechnet, sodass ein Geschwindigkeitsdetektionssignal einem internen Geschwindigkeitsanweisungssignal folgt; - eine Oszillationsdetektionseinheit (42), welche ein Oszillieren einer Steuerungszustandsgröße detektiert; und - eine Parameteranpassungseinheit für eine Drucksteuereinheit (41), in der o bei einem Zustand, in dem die mechanische Last gegen das Druckbeaufschlagungsziel gepresst wird, der Drucksteuerparameter geändert wird, während der Geschwindigkeitssteuerparameter und der Positionssteuerparameter fest sind, oder Drucksteuerparameter so geändert wird, dass er von einer Einstellung mit einer schmalen Steuerbandbreite der Drucksteuereinheit (21) zu einer breiteren Steuerbandbreite erweitert wird; und o wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation detektiert, der Steuerparameter des Drucks angepasst wird, so dass die Steuerbandbreite der Drucksteuerung schmaler ist, als die mit einem Steuerparameter des Drucks, wenn die Oszillationsdetektionseinheit (42) die Oszillation detektiert, wobei o die Oszillationsdetektionseinheit (42) eine Oszillation einer Steuerzustandsgröße detektiert, wenn ein Drehmomentanweisungssignal oder ein Kraftanweisungssignal von einer externen Einrichtung angewendet wird, unabhängig von dem Drehmomentanweisungssignal oder dem Kraftanweisungssignal des Motors (11), welches die Geschwindigkeitssteuereinheit (23) berechnet, in einem Zustand, in dem ein fester Wert des Druckbeaufschlagungsvorganges oder des Druckabfallvorganges gehalten wird.