DE4213795A1

DE4213795A1 - Motor-servosystem-regelung

Info

Publication number: DE4213795A1
Application number: DE4213795A
Authority: DE
Inventors: Takashi Iwasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1992-10-29
Anticipated expiration: 2012-04-28
Also published as: US5304905A; JP2954378B2; JPH04325886A; DE4213795C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motor-Servosystem- Regelung zum Betreiben eines mechanischen Systems und im Besonderen auf eine Regelung mit einer Selbstein stellfunktion für das automatische Einstellen von Re gelgrößen.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für ein Motor-Servosystem-Regelung zeigt, wie sie im "from ana log servo to digital servo" (Iwakane: Journal of Robo tics . . . of Japan, Vol. 7, Nr. 3, Seiten 212 bis 217, June 1989) eingesetzt wird. In Fig. 6 ist 1 ein Motor und 2 ein mechanisches System, welches am Motor 1 mon tiert ist. In diesem Fall ist die Kombination des Mo tors 1 und des mechanischen Systems 2 das Regelobjekt. Das Bezugszeichen 3 ist ein Positions- und Geschwindig keits-Detektor zum Messen der Position und der Ge schwindigkeit der Regelobjekte 1 und 2, 4 ist ein Stromdetektor zum Messen des durch den Motor 1 fließen den Stroms, 5 ist ein Strom-Steuerabschnitt, 6 ist ein Geschwindigkeits-Steuerabschnitt, 7 ist ein Positions- Steuerabschnitt, 11 ist ein Positions-Stellwert, 14 ist ein erfaßter Stromwert, 15 ist ein Positionsfehler, 16 ist ein Geschwindigkeits-Stellwert, 17 ist ein Ge schwindigkeitsfehler, 18 ist ein Strom-Stellwert, 19 ist ein Stromfehler, 20 ist der durch den Motor 1 flie ßende Strom und 30d ist eine Motor-Servorsystem-Rege lung.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise beschrieben. Die Mo tor-Servosystem-Regelung 30d wird dazu verwendet, die Bewegungsbahn bzw. den Bewegungsablauf von z. B. einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters zu Regeln, in der der Position-Stellwert 11 von einem gewünschten Bahn- Stellwert derart erzeugt wird, um die Regelobjekte 1 und 2 entsprechend dem Positions-Befehlswert 11 zu be treiben. D.h. um den Positionsfehler 15 zu erhalten wird die Differenz zwischen dem vom Detektor 3 erfaßten Positionswert 12 und dem Positions-Stellwert 11 berech net und zum Bestimmen des Geschwindigkeits-Stellwertes 16 eine genaue Operation im Positions-Steuerabschnitt 7 ausgeführt.

Den Geschwindigkeitsfehler 17 erhält man daraufhin durch Berechnung der Differenz zwischen dem vom Detek tor 3 erhaltenen erfaßten Geschwindigkeitswert 13 und dem Geschwindigkeits-Stellwert 16 und zum Bestimmen des Strom-Stellwerts 18 wird eine genaue Operation im Ge schwindigkeits-Steuerabschnitt 6 ausgeführt. Ferner er hält man den Stromfehler 19 durch Berechnung der Diffe renz zwischen dem vom Stromdetektor 4 erhaltenen erfaß ten Stromwert 14 und dem Strom-Stellwert 18 und zum Be stimmen des Motorstroms 20 wird eine genaue Operation im Strom-Steuerabschnitt 5 ausgeführt.

Für die vorstehend genannte Regelung werden P (Proportional) Operationen und PI (Proportional und In tergral) Operationen im Positions-Steuerabschnitt 7, im Geschwindigkeits-Steuerabschnitt 6 und im Strom-Steuer abschnitt 5 ausgeführt. Deshalb kann insbesondere eine Bewegungsbahn-Regelgung durch die vorstehend genannte Motor-Servosystem-Regelung 30d aufgebaut werden, wobei passende Regelgrößen entsprechend den Regelobjekten 1 und 2 für die Operationen der Steuerabschnitte 5 bis 7 verwendet werden.

Herkömmliche Motor-Servosystem-Regelungen sind wie die vorstehend genannte Regelung aufgebaut. Deshalb muß eine Bedienperson beim Justieren die Regelgrößen ent sprechend der Größen für die Trägheit und die Vibration usw. zurücksetzen, wenn das mechanische System 2 zum ersten Mal montiert wird, oder sich die Charakteristik des mechanischen Systems 2 aufgrund der Alterung verän dert hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde zum Lösen der genannten Probleme eine Motor-Servosystem-Regelung zu schaffen, die automatisch geeignete Regelgrößen für die Trägheitsmomente oder Vibrationsgrößen eines Motors und eines mechanischen Systems einsetzt.

Erfindungsgemäß enthält die Motor-Servosystem-Regelung eine Identifikationsvorrichtung zum Identfizieren der Größe der Last-Trägheit eines Regelobjekts entsprechend einem zeitintegrierten Wert des durch den Motor flie ßenden Stroms, eine Regelgrößen Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Regelgrößen einer Regelschleife ent sprechend dem identifizierten Wert, einen mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt zum Erfassen der Größe von mechanischen Vibrationen, beim Betreiben des Regelobjekts und zum Beurteilen, ob sich die Vibrati onsgrößen innerhalb eines erlaubten Bereichs befinden, und eine Regelgrößen-Korrekturvorrichtung zum Korrigie ren der Regelgrößen entsprechend dem genannten Be urteilungsergebnis.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er läutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines ersten erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig. 2 zeigt Strom-Kurvensignalverläufe während der Regelgrößen-Einstellung durch das erste erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines zweiten er findungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm für die Arbeits weise des zweiten erfindungsgemäßen Aus führungsbeispiels;

Fig. 5(A) zeigt ein perspektivische Ansicht eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbei spiele und

Fig. 5(B) zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ab schnitts (a) gemäß Fig. 5(A); und

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Regelung.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Motor-Servosystem- Regelung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. In Fig. 1 ist 30a eine Motor-Servosystem-Regelung mit selbsteinstellender Funktion und 31 ist ein Simulati onsabschnitt der Motor-Servosystem-Regelung. Der Simu lationsabschnitt 31 ist wie folgt aufgebaut. Das Be zugszeichen 1b ist ein Motor- und mechanisches System simulationsmodel, 5b ist ein Simulationstrom-Steuerab schnitt, 6b ist ein Simulations-Geschwindigkeit-Steuer abschnitt, 7b ist ein Simulations-Positions-Steuerab schnitt, 12b ist ein Simulations-Erfaßter-Positions wert, 13b ist ein erfaßter Simulations-Geschwindig keitswert, 14b ein simulierter erfaßter Stromwert, 15b ist ein Simulations-Positionsfehler, 16b ist ein Simu lations-Geschwindigkeits-Stellwert, 17b ist ein Simula tions-Geschwindigkeitsfehler, 18b ist ein Simulations- Strom-Stellwert, 19b ist ein Simulations-Stromfehler und 20b ist der simulierte Motorstrom.

Das Bezugszeichen 21 ist ein Strombereich- Berechnungsabschnitt als Zeitintegralvorrichtung zum Berechnen und Vergleichen des Strombereichs des wirk lich erfaßten Stromwerts 14 und des erfaßten Simulati ons-Stromwerts 14b, 22 ist ein Trägheitskorrekturwert- Bestimmungsabschnitt als Trägheitsidentifikationsvor richtung zum Bestimmen eines Korrekturwerts des ange nommenen Trägheitswerts des Motor- und Mechanisches Sy stem-Model 1b. Entsprechend dem Berechnungsergebnis des Strombereich-Berechnungsabschnitt 21 und 23 ist ein Re gelgrößen-Bestimmungsabschnitt als Regelgrößeneinstell vorrichtung zum Bestimmen der am besten der geeigneten Regelgrößen der Geschwindigkeit-Steuerabschnitte 6 und 6b für den korrigierten angenommenen Trägheitswert.

Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels ist im fol genden beschrieben. Die Arbeitsweise des wirklichen Servosystems 1 bis 7 und 11 bis 20 ist die gleiche wie bei herkömmlichen Servosystemen, vorausgesetzt, daß die Charakteristika des Motors 1 und der Detektoren 3 und 4 bekannt sind und nur die Charakteristik des mechani schen Systems 2 unbekannt ist, so sind alle Parameter in der Stromschleife bekannt und die Regelgrößen des Strom-Steuerabschnitts 5 können durch diese Parameter bestimmt werden. Wenn, wie bei einer Werkzeugmaschine, mehrere Motoren gleichzeitig betrieben werden, verwen den die Regelgrößen des Positions-Steuerabschnitts 7 vorgegebene Werte, da es notwendig ist, die Regelfre quenzen der Positionsschleife auszugleichen. Deshalb werden in diesem Ausführungsbeispiel nur die Proportio nalregelgröße und die Integralregelgröße des Geschwin digkeits-Steuerabschnitts 6 automatisch eingestellt. Durch eine einfache Erweiterung dieses Ausführungsbei spiels ist es möglich ein automatisches Setzen der Re gelgrößen des Positions-Steuerabschnitts 7 entsprechend der Regelfrequenz der Geschwindigkeitsschleife zu re alisieren.

Der Strom-Steuerabschnitt 5b, der Geschwindigkeits- Steuerabschnitt 6b und der Positions-Steuerabschnitt 7b des Simulationsabschnitts des Servosystem sind die Gleichen wie der Strom-Steuerabschnitt 5, der Geschwin digkeits-Steuerabschnitt 6 und der Positions-Steuerab schnitt 7 des wirklichen Servosystems. Das Motor- und mechanische Systemmodell besteht aus den Modellen der Regelobjekte 1 und 2 und der Detektoren 3 und 4. In diesem Modell wird das mechanische System 2 als ein ein faches Trägheitsmodell angenommen, ohne dabei die mecha nischen Vibrationen zu berücksichtigen. Weil wie vor stehend beschrieben die charakterischen Parameter des Motors 1 und der Detektoren 3 und 4 bekannt sind, ist lediglich die Größe der Trägheit des Motors 1 und des mechanischen Systems 2 ein unbekannter Parameter. Der angenommene Wert der Trägheit sei J.

In diesem Ausführungsbeispiel werden die erfaßten Stromwerte 14 und 14b, die man durch anlegen des glei chen Positions-Stellwerts 11 am wirklichen Servosystem und am Simulationsabschnitt 31 des Servosystems erhält, verglichen und entsprechend dem Vergleichsergebnis der angenommene Trägheitswert J korrigiert, um schließlich den festen Wert der Trägheit und die am besten ge eignete Geschwindigkeitsschleifen-Regelgröße für diesen festen Wert zu erhalten.

Fig. 2 zeigt Beispiele für den Strom-Kurvensignalver lauf bei der Selbseinstellung. In Fig. 2 zeigt (a) das Strom-Kurvensignal beim ersten, (b) das Strom-Kur vensignal beim zweiten und (c) das Strom-Kurvensignal beim dritten Einstellvorgang. Die Bezugszeichen 41a bis 41c sind die zeitseriellen Daten des Strom-Kurvensi gnals 14 eines wirklichen Servosystems und die Bezugs zeichen 42a, 42c sind die zeitseriellen Daten des Strom- Kurvensignals 14b des Servosystem-Simulationsabschnitts 31. Nachfolgend wird die Einstellprozedur wird anhand von Fig. 2 beschrieben.

Als erstes wird der Anfangswert des angenommenen Trägheistwerts J bestimmt. Fig. 2(a) zeigt die Daten für den erfaßten Stromwert, den man durch Anlegen des gleichen Positions-Stellwerts 11 an ein wirkliches Ser vosystem und an den Simulationsabschnitt 31 des Servo systems bei Verwendung des Anfangswerts des angenom menen Trägheitswerts J erhält. Der Strombereich-Berech nungsabschnitt 21 berechnet den zeitintegrierten Wert des Stroms beim ersten Maximum anhand der zeitseriellen Daten 41a des erfaßten Stromwertes 14 des wirklichen Servosystems und der zeitseriellen Daten 42a des erfaß ten Stromwertes 14b des Simulationsabschnitt 31. Der berechnete Wert entspricht dem gestrichelten Bereich in Fig. 2(a). Der Trägheitskorrektur-Bestimmungsabschnitt 22 vergleicht die zwei durch den Strombereichs-Berech nungsabschnitt 21 erhaltenen Bereiche und korrigiert den angenommenen Trägheitswert J des Motor- und mecha nisches Systemmodells 1b entsprechend dem genannten Ver gleichsergebnis. Der Korrekturwert wird durch mehrwer tige Interferenz bzw. Fuzy Interferenz bestimmt. Der Regelgrößen-Bestimmungsabschnitt 23 bestimmt für den korrigierten angenommenen Trägheitswert J die am besten geeigneten Regelgrößen der Geschwindigkeits-Steuerab schnitte 6 und 6b. Die Bestimmung der am besten ge eigneten Regelgrößen für den angenommenen Trägheitswert J ist deshalb möglich, weil die Charakteristika der Regelobjekte 1 und 2 und der anderen Steuersysteme be kannt sind.

Fig. 2(b) zeigt die Daten für den erfaßten Stromwert, die man durch Anlegen des gleichen Positions-Stellwerts 11 an ein wirkliches Servosystem und den Simulati onsabschnitt 31 anhand des entsprechend der Daten aus Fig. 2(a) verbesserten angenommenen Trägheitswert J erhält. Als Ergebnis des wiederholten Bestimmens der zwei Bereiche durch den Strombereich-Be rechnungsabschnitt 21 unter Verwendung der Daten gemäß Fig. 2(b) ergibt sich, daß die Differenz zwischen den zwei Bereichen kleiner ist als die Differenz zwischen den zwei Bereichen gemäß Fig. 2(a). Dies gilt, da auf Grund des Korrekturergebnises der angenommene Träg heitswert J dem wirklichen Trägheitswert näher kommt. Der Trägheitskorrekturwert-Bestimmungsabschnitt 21 ver bessert entsprechend dem durch den Strombereich-Berech nungsabschnitt 21 erhaltenen Bereich den angenommenen Trägheitswert J und bestimmt für den durch den Regelgrößen-Bestimmungsabschnitt 23 korrigierten ange nommenen Trägheitswert J die am besten geeigneten Re gelgrößen der Geschwindigkeit-Steuerabschnitte 6 und 6b.

Fig. 2(c) zeigt die Daten für den erfaßten Stromwert den man wieder anhand des entsprechend der Daten in Fig. 2(b) und der Regelgrößen der Geschwindigkeits- Steuerabschnitte 6 und 6b verbesserten angenommenen Trägheitswert durch Anlegen des gleichen Position- Stellwerts 11 an ein wirkliches Servosystem und an den Simulationsabschnitt 31 erhält. Als Ergebnis bei der Bestimmung der zwei Bereiche durch den Strombereich-Be rechnungsabschnitt 21 entsprechend der Daten in Fig. 2(c) ergibt sich, daß die Differenz zwischen den beiden Bereichen nur noch sehr klein ist. Auf Grund der Fest stellung, daß der angenommene Trägheitswert J mit dem wirklichen Trägheitswert beinahe übereinstimmt, ist deshalb der Einstellvorgang abgeschlossen. Die für die Daten gemäß Fig. 2(c) verwendeten Regelgrößen der Ge schwindigkeits-Steuerabschnitte 6 und 6b sind die am besten geeigneten für den wirklichen Trägheitswert und die Trägheitsidentifikation, und gleichzeitig wird der Einstellvorgang abgeschlossen.

Da dieses Ausführungsbeispiel die Bestimmung der Träg heitswerte der Regelobjekte 1 und 2 als Ergebnis des Regelgrößen-Einstellvorgangs ermöglicht, kann es z. B. auch zum Beschränken der Beschleunigung des Positions- Stellwert 11 verwendet werden. Da die wirklichen Daten mit simulierten Daten verglichen werden erhält man fer ner eine Regelung mit einer allgemein verwendbaren Selbsteinstellfunktion, die mit entsprechenden Mustern von verschiedenen Positions-Stellwerten 11 arbeitet.

Für das vorstehend genannte Ausführungsbeispiel verwen det der Strombereich-Berechnungsabschnitt 21 die erfaß ten Stromwerte 14 und 14b. Es ist jedoch auch möglich Signale zu verwenden, die man dadurch erhält, daß man die erfaßten Stromwerte 14 und 14b zum Beseitigen des hochfrequenten Rauschens wie z. B. mechanische Vibratio nen, durch einen Tiefpaßfilter schickt oder unter An nahme, daß die Antwort der Stromschleife schnell genug ist, die Strom-Stellwerte 18 und 18b zu verwenden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird der zeitinte grierte Wert beim ersten Maximum als der Strombereich verwendet, den man durch den Strombereich-Berechnungs abschnitt 21 erhält. Es ist jedoch auch möglich einen Wert zu verwenden, der die Differenz zwischen einem wirklichen Servosystem und einem simulierten Servosy stem anzeigt, wie z. B. die Integration über die Zeit der absoluten Werte der Stromwerte mehrerer Maximas oder der Integration über die Zeit der quadrierten Werte der Stromwerte. Zusätzlich erhält man eine Kor rektur des Wertes des angenommenen Trägheitswerts J aus der Differenz zwischen den Strombereichen durch mehr wertige Interferenz mit dem Trägheitskorrekturwert- Bestimmungsabschnitt 22. Es kann jedoch auch jede an dere Methode verwendet werden, solange sie diese Fakto ren zueinander in Beziehung setzen kann.

Fig. 3 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausfüh rungsbeispiel. In Fig. 3 ist 30b eine Motor-Servosy stem-Regelung mit einer Selbsteinstellfunktion, die me chanische Vibrationen berücksichtigt, 24 ist ein Iden tifikations- und Entwurfabschnitt, 25 ist ein mecha nische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt, 52 ist ein abhängig von den mechanischen Vibrationen durch die me chanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt 25 erhalte ner Regelgrößen-Begrenzungswert, 53 ist eine durch den Regelgrößen-Bestimmungsabschnitt 26 bestimmte Regel größe und 54 ist ein Vibrations-Begrenzungswert. Die anderen Abschnitte entsprechen den vorherstehend be schriebenen Abschnitten.

Die Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbeispiels wird nachstehend beschrieben. Der Identfikations- und Ent wurfabschnitt 24 enthält den Strom-Bereich- Berechnungsabschnitt 21, den Trägheitskorrekturwert- Bestimmungsabschnitt 22, den Regelgrößen-Bestimmungsab schnitt 23 und den Servosystem-Simulationsabschnitt 31, der vor der Bestimmung eines am besten geeigneten vorab Regelgrößenwerts 51 für den angenommenen Wert einen angenommenen Trägheitswert entsprechend den Stromdaten für die Positions-Stellwerte 11 einer Kennlinie korri giert. Der mechanische Vibrationen-Beurteilungsab schnitt 25 ermittelt dadurch einen Vibrations-Bestim mungswert, daß die Stromdaten für die Positions-Stell werte 11 wie oben beschrieben, durch einen Hochpaßfil ter geschickt werden und der Quadratwert der Daten zeitlich integriert wird und der zeitintegrierte Wert mit dem vorab gesetzten Vibrations-Begrenzungswert 54 verglichen wird. Der mechanische Vibrationen-Beurtei lungsabschnitt 25 speichert ferner aus den in der Vergangenheit verwendeten für den gleichen Positions- Stellwert 11 Geschwindigkeitsschleife-Proportional-Re gelgrößen die maximale Geschwindigkeitsschleife-Propor tional-Regelgröße K_VOK, dessen Vibrations bestimmungswert kleiner oder gleich dem Vibrationsbe grenzungswert 54 ist und die minimale Geschwindigkeits schleife-Proportional-Regelgröße K_Vng, dessen Vibrati onsbestimmungswert größer oder gleich dem Vibrationsbe grenzungswert 54 ist.

Somit werden K_VOK und K_Vng durch die Geschwindigkeits schleife-Proportional-Regelgröße und den Vibrationsbe stimmungswert aufgrund des Versuchs zu diesem Zeitpunkt entsprechend ihrer Notwendigkeit verbessert. D.h. K_Vng ist zu diesem Zeitpunkt gleich der Geschwindig keitsschleife-Proportional-Regelgröße, wenn der Vibra tionsbestimmungswert zu diesem Zeitpunkt größer als der Vibrationsbegrenzungswert ist; jedoch ist K_VOK zu die sem Zeitpunkt gleich der Geschwindigkeitsschleife-Pro portional-Regelgröße, wenn der Vibrationsbestimmungs wert zu diesem Zeitpunkt kleiner als der Vibrationsbe grenzungswert ist. Der Regelgrößen-Begrenzungswert 52, der das Ausgangssignal des mechanischen Vibrationen-Be urteilungsabschnitts 25 ist, wird durch folgende Glei chung bestimmt:
(Gleichung 1):

Der Regelgrößen-Bestimmungsabschnitt 26 vergleicht die proportionale Regelgröße des vorab Regelgrößenwerts 51, die man vom Identifikations- und Entwurfsabschnitt 24 erhält, mit dem Regelgrößen-Begrenzungswert 52, den man vom mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt 25 erhält, und bestimmt den vorab Regelgrößenwert 51 als die für den Geschwindigkeits-Steuerabschnitt 6 verwen dete Regelgröße 53, wenn der Regelgrößen-Begrenzungs wert 52 größer als die Proportional-Regelgröße ist. Wenn jedoch der Regelgrößen-Begrenzungswert kleiner als die Proportional-Regelgröße ist, so bestimmt der Regelgrößen-Bestimmungsabschnitt 26 die Proportional- Regelgröße der vom Geschwindigkeits-Steuerabschnitt 6 benötigten Regelgröße 53 als den Regelgrößen-Begren zungswert 52 und die Integral-Regelgröße als den ge eigneten Wert für die Proportional-Regelgröße.

Das vorstehend genannte Verfahren wird nachfolgend an hand des Flußdiagramms gemäß Fig. 4 beschrieben. In Schritt S1 wird der Anfangswert des angenommenen Träg heitswerts J und eine für den Anfangswert am besten ge eignete Regelgröße bestimmt. Im Schritt S2 wird der Vi brations-Begrenzungswert 54 bestimmt. In Schritt S3 werden die Regelobjekte 1 und 2 betrieben. In Schritt S4 wird der angenommene Trägheitswert J korrigiert und der vorab Regelgrößenwert 51 durch den Identifikations- und Entwurfsabschnitt 25 bestimmt. In Schritt S5 wird durch den mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt 25 ein mechanische Vibrationen-Bestimmungswert berech net. In Schritt S6 erhält man den Regelgrößen-Steuer wert 52. In Schritt S7 wird die für den Geschwindig keits-Steuerabschnitt 6 verwendete Regelgröße 53 durch die vorab Regelgrößenwerte 51 und den Regelgrößenbe grenzungswert 52 bestimmt. In Schritt S8 wird das Rege lobjekt 1 durch die Regelgröße 53 betrieben. In Schritt S9 wird über die auf einer neuen Regelgröße basierenden Operationsdaten kontrolliert, ob eine Identifikation der Trägheit abgeschlossen ist, und ob das Ergebnis der Regelgrößenbegrenzung aufgrund der Vibrationsbegrenzung die Bedingungen für einen Abschluß erfüllt, bevor der Einstellvorgang abgeschlossen ist. Solange die Bedin gung für den Abschluß nicht erfüllt ist, werden ent sprechend den Operationsdaten in Schritte S8 die Schritt S4 bis S8 wiederholt.

Im zweiten Ausführungsbeispiel besitzt der Identifika tions- und Entwurfsabschnitt 24 den gleichen Aufbau wie der gemäß Fig. 1. Es sind jedoch auch andere Aufbauten erlaubt, sofern sie die gleiche Funktion erfüllen.

Auch in diesem Beispiel erhält man den Bestimmungswert für die mechanischen Vibrationen aus den Stromdaten durch den mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt 25. Es ist jedoch auch möglich, den Vibrations-Bestim mungswert aus einem Wert zu erhalten, der auf Daten ba siert, die den gemessenen Größen der mechanischen Vi brationen wie z. B. die ausgesendeten Signale eines Be schleunigungsmessers oder Geschwindigkeitsdetektors, die an dem mechanischen System 2 montiert sind entspre chen. Ferner kann das zweite Ausführungsbeispiel leicht mit einer mechanischen Vibrationsregelung, wie z. B. ei nem Kerbfilter kombiniert werden.

Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes drittes Ausführungs beispiel. In Fig. 5 ist 30c eine Motor-Servosystem-Re gelung mit selbsteinstellender Funktion, bei der der Vibrationsbegrenzungswert geändert werden kann, 61 ist ein an der Regelung montierter Druckknopf, der für starke mechanische Vibrationen gedrückt wird, und 62 ist ein Druckknopf, der für besonders kleine mechani sche Vibrationen mit einer Abweichung gedrückt wird.

Die Arbeitsweise des dritten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend beschrieben. Bei der Regelung 30b gemäß Fig. 3 wird ein genauer Einstellvorgang entsprechend einem vorab gesetzten Vibrationsbegrenzungswert 54 aus geführt. Der erlaubte Bereich der mechanischen Vibra tionen hängt jedoch von den Bedingungen wie z. B. der für eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter geforder ten Genauigkeit ab. Deshalb wurde die Regelung 30c die ses Ausführungsbeispiels derart entworfen, sodaß der Begrenzungswert 54 geändert werden kann. Der für starke mechanische Vibrationen zu drückende Druckknopf 61 wird von einer Bedienperson gedrückt, wenn die Vibrationen der Regelobjekte 1 und 2 während des Betriebs als stark beurteilt werden und nachdem der Einstellvorgang durch einen gewissen Vibrationsbegrenzungswert 54 abgeschlos sen ist. Beim Drücken des Druckknopfs 61 verringert sich der Vibrationsbegrenzungswert 54 um 70%. Bei wie derholtem Ausführen des Selbsteinstellvorgangs nach dem Drücken des Druckknopfs 61 kann man Regelgrößen mit ge ringerer mechanischer Vibration erhalten. Der für zuge lassene kleine mechanische Vibrationen zu drückende Druckknopf 62 besitzt die Funktion den Vibra tionsbegrenzungswert 54 auf 130% zu erhöhen. Die Druckknöpfe 61 und 62 stellen die Einstellvorrichtung zum Einstellen eines erlaubten Vibrationsbereichs des Vibrations-Beurteilungsabschnitt 25 dar.

Im dritten Ausführungsbeispiel ist der durch Drücken der Druckknöpfe 61 und 62 veränderbare Betrag der Vi brationsgrenzwerte auf ± 30% gesetzt. Es ist jedoch möglich, diesen Betrag abhängig von der Spezifikation auf einen anderen Wert zu setzten, oder die Änderungs werte in Form von numerischen Werten einzugeben. Den gleichen Effekt erhält man durch Anzeigen der augen blicklichen Vibrations-Bestimmungswerte an der Regelung 30c und durch Eingeben des Vibrationsgrenzwerts 54 in Form eines numerischen Werts entsprechend dem genannten Bestimmungswert.

Wie vorstehend beschrieben wurde erfindungsgemäß eine Motor-Servosystem-Regelung geschaffen, die die Regel größen automatisch auf einen optimalen Wert einstellen kann, die den Einstellvorgang für eine Bedienperson er leichtert, und die optimale Arbeitsweise auf einfache Weise realisiert, da die Größe der Lastträgheit ent sprechend dem zeitintegrierten Wert des Motorstroms identifiziert wird und die Regelgrößen der Regel schleife durch den identifizierten Wert eingestellt werden.

Ferner ist eine erfindungsgemäße Motor-Servosystem-Re gelung geschaffen, die wie vorher beschrieben aufgrund der entsprechend mit der Größe der mechanischen Vibra tionen verbesserten Regelgröße die mechanischen Vi brationen regeln kann.

Zum Setzen der Trägheitsgröße eines Motors und mechani schen Systems, oder zum Setzen geeigneter Regelgrößen für die Vibrationsgrößen des Motors des mechanischen Systems wird die Last-Trägheitsgröße entsprechend einem zeitintegrierten Wert des Motorstroms identfiziert, um die Regelgrößen einer Regelschleife entsprechend der identfizierten Werte zu bestimmen bevor die Regelung entsprechend den bestimmten Regelgrößen ausgeführt wird.

Claims

1. Motor-Servosystem-Regelung zur Regelung eines aus einem Motor und einem am Motor montierten mechanischen System bestehenden Regelobjekts, gekennzeichnet durch eine Stromdetektoreinrichtung (4) zum Erfassen eines durch den Motor (1) fließenden Stroms (20);
eine Zeitintegraleinrichtung (21) zum zeitlichen Inte grieren des erfaßten Stromwertes (14);
eine Identfikationsvorrichtung zum Identifizieren der Größe der Lastträgheit des Regelobjekts (1, 2) entspre chend dem zeitintegrierten Wert; und
eine Regelgrößen-Einstellvorrichtung zum Einstellen der Regelgrößen in der Regelschleife entsprechend dem iden tifizierten Wert.

2. Motor-Servosystem-Regelung zur Regelung eines aus einem Motor und einem am Motor montierten mechanischen System bestehenden Regelobjekts, gekennzeichnet durch eine Stromdetektoreinrichtung (4) zum Erfassen eines durch den Motor (1) fließenden Stroms (20);
eine Zeitintegraleinrichtung (21) zum zeitlichen Inte grieren des erfaßten Stromwertes (14);
eine Identfikationsvorrichtung zum Identifizieren der Größe der Lastträgheit des Regelobjekts (1, 2) entspre chend dem zeitintegrierten Werts;
eine Regelgrößen-Einstellvorrichtung zum Einstellen der Regelgrößen in der Regelschleife entsprechend dem iden tifizierten Wert; und
ein Servosystem-Simulationsabschnitt (31) mit einem Po sitions-Steuerabschnitt (7b), einem Geschwindigkeits- Steuerabschnitt (6b), einem Strom-Steuerabschnitt (5b) und einem Motor- und mechanisches System-Modell (1b); wobei
die Identifikationsvorrichtung die Trägheit durch Kor rektur eines vorher angenommenen Werts derart bestimmt, sodaß der erfaßte Stromwert (14) der Last in einem wirklichen Servosystem mit dem erfaßten Wert (14b) der Last im Simulationsabschnitt für den gleichen Positi ons-Stellwert (11) übereinstimmt.

3. Motor-Servosystem-Regelung zur Regelung eines aus einem Motor und einem am Motor montierten mechanischen System bestehenden Regelobjekts, gekennzeichnet durch eine Stromdetektoreinrichtung (4) zum Erfassen eines durch den Motor (1) fließenden Stroms (20);
eine Zeitintegraleinrichtung (21) zum zeitlichen Inte grieren des erfaßten Stromwertes (14);
eine Identfikationsvorrichtung zum Identifizieren der Größe der Lastträgheit des Regelobjekts (1, 2) entspre chend dem zeitintegrierten Werts;
eine Regelgrößen-Bestimmungsvorrichtung (23; 26) zum Einstellen der Regelgrößen in der Regelschleife ent sprechend dem identifizierten Wert;
einen mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt (25) zum Erfassen der Größe der durch den Betrieb eines Regelobjekts (1, 2) erzeugten mechanischen Vibrationen und zum Beurteilen ob sich die Größe der mechanischen Vibrationen innerhalb eines erlaubten Bereichs befin det; und
eine Regelgrößen-Korrekturvorrichtung zum Korrigieren der Regelgrößen entsprechend dem Beurteilungsergebnis des mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitts (25).

4. Motor-Servosystem-Regelung zur Regelung eines aus einem Motor und einem am Motor montierten mechanischen System bestehenden Regelobjekts, gekennzeichnet durch eine Stromdetektoreinrichtung (4) zum Erfassen eines durch den Motor (1) fließenden Stroms (20);
eine Zeitintegraleinrichtung (21) zum zeitlichen Inte grieren des erfaßten Stromwertes (14);
eine Identfikationsvorrichtung zum Identifizieren der Größe der Lastträgheit des Regelobjekts (1, 2) entspre chend dem zeitintegrierten Werts;
eine Regelgrößen-Bestimmungsvorrichtung (23; 26) zum Einstellen der Regelgrößen in der Regelschleife ent sprechend dem identifizierten Wert;
einen mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt (25) zum Erfassen der Größe der durch den Betrieb eines Regelobjekts (1, 2) erzeugten mechanischen Vibrationen und zum Beurteilen ob sich die Größe der mechanischen Vibrationen innerhalb eines erlaubten Bereichs befin det;
eine Regelgrößen-Korrekturvorrichtung zum Korrigieren der Regelgrößen entsprechend dem Beurteilungsergebnis des mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitts (25); und
ein Servosystem-Simulationsabschnitt (31) mit einem Po sitions-Steuerabschnitt (7b), einem Geschwindigkeits- Steuerabschnitt (6b), einem Strom-Steuerabschnitt (5b) und einem Motor- und mechanisches System-Modell (1b); wobei
die Identifikationsvorrichtung die Trägheit durch Kor rektur eines vorher angenommenen Werts derart bestimmt, daß der erfaßte Stromwert (14) der Last in einem wirk lichen Servosystem mit dem erfaßten Wert (14b) der Last im Simulationsabschnitt für den gleichen Positions- Stellwert (11) übereinstimmt.

5. Motor-Servosystem-Regelung zur Regelung eines aus einem Motor und einem am Motor montierten mechanischen System bestehenden Regelobjekte, gekennzeichnet durch eine Stromdetektoreinrichtung (4) zum Erfassen eines durch den Motor (1) fließenden Stroms (20);
eine Zeitintegraleinrichtung (21) zum zeitlichen Inte grieren des erfaßten Stromwertes (14);
eine Identfikationsvorrichtung zum Identifizieren der Größe der Lastträgheit des Regelobjekts (1, 2) entspre chend dem zeitintegrierten Werts;
eine Regelgrößen-Bestimmungsvorrichtung (23; 26) zum Einstellen der Regelgrößen in der Regelschleife ent sprechend dem identfizierten Wert;
einen mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitt (25) zum Erfassen der Größe der durch den Betrieb eines Regelobjekts (1, 2) erzeugten mechanischen Vibrationen und zum Beurteilen ob sich die Größe der mechanischen Vibrationen innerhalb eines erlaubten Bereichs befin det;
eine Regelgrößen-Korrekturvorrichtung zum Korrigieren der Regelgrößen entsprechend dem Beurteilungsergebnis des mechanische Vibrationen-Beurteilungsabschnitts (25) und
eine Einstellvorrichtung zum Einstellen des erlaubten Bereichs im mechanische Vibrationen-Beurteilungsab schnitt (25).

6. Motor-Servosystem-Regelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (30c) aus einem Druckknopf (61) zum Verkleinern eines Vibrations grenzwertes innerhalb eines erlaubten Bereiches und ei nem Druckknopf (62) zum Vergrößern des Vibrationsgrenz wertes besitzt.