JP2002078369A - サーボモータ制御装置の調整方法およびその装置 - Google Patents
サーボモータ制御装置の調整方法およびその装置Info
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- JP2002078369A JP2002078369A JP2000250799A JP2000250799A JP2002078369A JP 2002078369 A JP2002078369 A JP 2002078369A JP 2000250799 A JP2000250799 A JP 2000250799A JP 2000250799 A JP2000250799 A JP 2000250799A JP 2002078369 A JP2002078369 A JP 2002078369A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】サーボ制御系の調整が複雑であり、また制御に
関する知識や経験が必要で、慣れない間は調整に長時間
を費やさなければならないという課題を解決する。 【解決手段】サーボモータに速度指令量を与えて微少往
復運動をさせ、速度オブザーバでこのサーボモータの制
御量に係数を乗算した値に基づいて速度を推定し、この
速度と実際に検出した速度の位相差がほぼ０になるよう
な係数の値を求めて、この係数値から負荷イナーシャ、
負荷質量を推定して、これらの値から速度制御の積分ゲ
インや比例ゲインなどの設定値を決定するようにした。
演算によって設定値を求めることができるので、面倒な
調整作業をなくすことができる。
関する知識や経験が必要で、慣れない間は調整に長時間
を費やさなければならないという課題を解決する。 【解決手段】サーボモータに速度指令量を与えて微少往
復運動をさせ、速度オブザーバでこのサーボモータの制
御量に係数を乗算した値に基づいて速度を推定し、この
速度と実際に検出した速度の位相差がほぼ０になるよう
な係数の値を求めて、この係数値から負荷イナーシャ、
負荷質量を推定して、これらの値から速度制御の積分ゲ
インや比例ゲインなどの設定値を決定するようにした。
演算によって設定値を求めることができるので、面倒な
調整作業をなくすことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、調整が簡単にで
きるサーボモータ制御装置の調整方法およびその装置に
関し、特に平面モータに用いて好適なサーボモータ制御
装置の調整方法およびその装置に関するものである。
きるサーボモータ制御装置の調整方法およびその装置に
関し、特に平面モータに用いて好適なサーボモータ制御
装置の調整方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に平面モータのヨーイング方向回転
角（以下θ角という）の位置決め制御系の構成を示す。
この図において、演算部５０には位置指令量とサンプリ
ン グ部５９の出力が入力され、これらの差である位置
偏差量を演算して出力する。この位置偏差量は位置制御
部５１に入力される。位置制御部５１はこれらの値から
速度指令量を演算して出力する。
角（以下θ角という）の位置決め制御系の構成を示す。
この図において、演算部５０には位置指令量とサンプリ
ン グ部５９の出力が入力され、これらの差である位置
偏差量を演算して出力する。この位置偏差量は位置制御
部５１に入力される。位置制御部５１はこれらの値から
速度指令量を演算して出力する。
【０００３】この速度指令量と速度検出部６０の出力は
演算部５２に入力され、これらの差である速度偏差量が
演算される。この速度偏差量は速度制御ゲイン部５３に
入力される。速度制御ゲイン部５３は入力された速度偏
差量に比例・積分演算を施し、その結果を出力する。す
なわち、この速度制御ゲイン部５３では、積分ゲインと
比例ゲインを設定しなければならない。なお、この速度
制御ゲイン部５３の演算は、ユーザの設定により比例演
算のみとすることもできる。
演算部５２に入力され、これらの差である速度偏差量が
演算される。この速度偏差量は速度制御ゲイン部５３に
入力される。速度制御ゲイン部５３は入力された速度偏
差量に比例・積分演算を施し、その結果を出力する。す
なわち、この速度制御ゲイン部５３では、積分ゲインと
比例ゲインを設定しなければならない。なお、この速度
制御ゲイン部５３の演算は、ユーザの設定により比例演
算のみとすることもできる。
【０００４】５４は駆動部であり、ＤＡ変換部５４１お
よび電流指令―トルク変換部５４２から構成される。速
度制御ゲイン部５３の出力はＤＡ変換部５４１に入力さ
れ、アナログ電圧信号に変換される。このアナログ電圧
信号が電流指令値であり、電流指令―トルク変換部５４
２に出力される。電流指令―トルク変換部５４２は入力
された信号に電流指令―トルク変換係数Ｋtを乗じるこ
とによってトルク信号に変換する。
よび電流指令―トルク変換部５４２から構成される。速
度制御ゲイン部５３の出力はＤＡ変換部５４１に入力さ
れ、アナログ電圧信号に変換される。このアナログ電圧
信号が電流指令値であり、電流指令―トルク変換部５４
２に出力される。電流指令―トルク変換部５４２は入力
された信号に電流指令―トルク変換係数Ｋtを乗じるこ
とによってトルク信号に変換する。
【０００５】５５は平面モータであり、前記トルク信号
と外乱５６が入力される。外乱５６はモータのコギング
やケーブルの張力が該当する。電流指令−トルク変換部
５４２の出力にこの外乱５６が加算された値が平面モー
タ５５の実出力トルクになる。
と外乱５６が入力される。外乱５６はモータのコギング
やケーブルの張力が該当する。電流指令−トルク変換部
５４２の出力にこの外乱５６が加算された値が平面モー
タ５５の実出力トルクになる。
【０００６】平面モータ５５には負荷５７が接続され
る。また、負荷５７が接続された平面モータ５５のヨー
イング方向回転角θは、レーザ干渉系を有する角度検出
部５８で検出される。なお、負荷５７の負荷イナーシャ
をＪとすると、角度θは平面モータ５５の実出力トルク
を負荷イナーシャＪで除した値を２回積分して求めるこ
とができる。
る。また、負荷５７が接続された平面モータ５５のヨー
イング方向回転角θは、レーザ干渉系を有する角度検出
部５８で検出される。なお、負荷５７の負荷イナーシャ
をＪとすると、角度θは平面モータ５５の実出力トルク
を負荷イナーシャＪで除した値を２回積分して求めるこ
とができる。
【０００７】角度検出部５８で検出された角度θはサン
プリング部５９に入力されて、一定周期でサンプルホー
ルドされる。このサンプルホールドされた値は速度検出
部６０に入力されて、その値の変化量すなわち速度検出
値が演算され、出力される。サンプリング部５９は、実
際には平面モータ５５のドライバに内蔵された電気回路
とマイコンによって構成される。
プリング部５９に入力されて、一定周期でサンプルホー
ルドされる。このサンプルホールドされた値は速度検出
部６０に入力されて、その値の変化量すなわち速度検出
値が演算され、出力される。サンプリング部５９は、実
際には平面モータ５５のドライバに内蔵された電気回路
とマイコンによって構成される。
【０００８】このようなサーボ制御装置を正確に動作さ
せるためには、速度制御ゲイン部５３の設定値、すなわ
ち積分ゲインと比例ゲインを調整しなければならない。
そのために、ユーザは予め決められたスイッチ（図示せ
ず）を操作して位置指令量の代わりに矩形波上のテスト
波形を加え、角度検出部５８の出力である位置モニタ信
号をオシロスコープで観測しながら、良好な応答波形に
なるように速度制御ゲイン部５３の設定値を調整してい
た。
せるためには、速度制御ゲイン部５３の設定値、すなわ
ち積分ゲインと比例ゲインを調整しなければならない。
そのために、ユーザは予め決められたスイッチ（図示せ
ず）を操作して位置指令量の代わりに矩形波上のテスト
波形を加え、角度検出部５８の出力である位置モニタ信
号をオシロスコープで観測しながら、良好な応答波形に
なるように速度制御ゲイン部５３の設定値を調整してい
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなサーボモータ制御装置の調整方法には次のような課
題があった。
うなサーボモータ制御装置の調整方法には次のような課
題があった。
【００１０】前述したように、調整するために位置モニ
タ信号をオシロスコープで観測しながら、良好な応答波
形になるように速度制御ゲイン部の設定値を調整してい
た。しかしながら、応答波形を見ながら設定値を最適に
調整するためには、制御に対する知識や経験が必要で、
慣れないうちは調整に多大の時間を費やさなければなら
ないという課題があった。
タ信号をオシロスコープで観測しながら、良好な応答波
形になるように速度制御ゲイン部の設定値を調整してい
た。しかしながら、応答波形を見ながら設定値を最適に
調整するためには、制御に対する知識や経験が必要で、
慣れないうちは調整に多大の時間を費やさなければなら
ないという課題があった。
【００１１】また、負荷イナーシャがわかれば設定ゲイ
ンは計算できるが、イナーシャは重量とちがって簡単に
は測定できないので、ユーザにイナーシャ値で設定して
もらうのも難しいという課題もあった。
ンは計算できるが、イナーシャは重量とちがって簡単に
は測定できないので、ユーザにイナーシャ値で設定して
もらうのも難しいという課題もあった。
【００１２】従って本発明が解決しようとする課題は、
速度制御ゲイン部の設定値を簡単に決定することができ
る、サーボモータ制御装置の調整方法およびその装置を
提供することにある。
速度制御ゲイン部の設定値を簡単に決定することができ
る、サーボモータ制御装置の調整方法およびその装置を
提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、サーボ
モータに速度指令量を与えて振動させ、サーボモータの
速度制御の制御量に係数を乗算した値に関連する値と実
検出速度との位相差が最小になるような係数の値を求
め、この係数値から少なくとも負荷イナーシャを推定し
て、これらの値から前記速度制御ゲイン部の設定値を決
定するようにしたものである。設定値を計算で求めるこ
とができる。
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、サーボ
モータに速度指令量を与えて振動させ、サーボモータの
速度制御の制御量に係数を乗算した値に関連する値と実
検出速度との位相差が最小になるような係数の値を求
め、この係数値から少なくとも負荷イナーシャを推定し
て、これらの値から前記速度制御ゲイン部の設定値を決
定するようにしたものである。設定値を計算で求めるこ
とができる。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、負荷イナーシャとして、サーボモータの駆
動部分のゲインと速度検出部分のゲインとの積を位相差
が最小になる係数で除算した値を用いるようにしたもの
である。簡単に負荷イナーシャを求めることができる。
明において、負荷イナーシャとして、サーボモータの駆
動部分のゲインと速度検出部分のゲインとの積を位相差
が最小になる係数で除算した値を用いるようにしたもの
である。簡単に負荷イナーシャを求めることができる。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明を平面モータの調整に適用するように
したものである。微少往復運動で調整できる。
求項２記載の発明を平面モータの調整に適用するように
したものである。微少往復運動で調整できる。
【００１６】請求項４記載の発明は、速度偏差量が入力
されサーボモータの速度制御を行う速度制御ゲイン部の
出力を駆動部に入力してサーボモータを制御し、このサ
ーボモータの速度を速度検出部で検出して、この速度検
出部の出力と速度制御ゲイン部の出力を速度オブザーバ
に入力する。速度オブザーバは速度制御ゲイン部の出力
に係数を乗算した値を元にして速度を推定する。この推
定された速度および速度検出部の出力はイナーシャ推定
部に入力される。イナーシャ推定部は速度オブザーバの
係数を制御して、入力された２つの速度の位相差が最小
になるようにする。この係数から少なくとも負荷エナー
シャを推定して、速度制御ゲイン部の設定値を求めるよ
うにする。計算により設定値を求めることができる。
されサーボモータの速度制御を行う速度制御ゲイン部の
出力を駆動部に入力してサーボモータを制御し、このサ
ーボモータの速度を速度検出部で検出して、この速度検
出部の出力と速度制御ゲイン部の出力を速度オブザーバ
に入力する。速度オブザーバは速度制御ゲイン部の出力
に係数を乗算した値を元にして速度を推定する。この推
定された速度および速度検出部の出力はイナーシャ推定
部に入力される。イナーシャ推定部は速度オブザーバの
係数を制御して、入力された２つの速度の位相差が最小
になるようにする。この係数から少なくとも負荷エナー
シャを推定して、速度制御ゲイン部の設定値を求めるよ
うにする。計算により設定値を求めることができる。
【００１７】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、速度オブザーバとして、速度検出部の出力
が入力されるローパスフィルタと、速度制御ゲイン部の
出力が入力されイナーシャ推定部によって制御される係
数設定部と、この係数設定部の出力が入力されるハイパ
スフィルタと、このハイパスフィルタの出力が入力され
る偽似積分部と、この偽似積分部の出力と前記ローパス
フィルタの出力を加算する演算部とで構成するようにし
たものである。フィルタを入れることにより、ノイズな
どを除去することができる。
明において、速度オブザーバとして、速度検出部の出力
が入力されるローパスフィルタと、速度制御ゲイン部の
出力が入力されイナーシャ推定部によって制御される係
数設定部と、この係数設定部の出力が入力されるハイパ
スフィルタと、このハイパスフィルタの出力が入力され
る偽似積分部と、この偽似積分部の出力と前記ローパス
フィルタの出力を加算する演算部とで構成するようにし
たものである。フィルタを入れることにより、ノイズな
どを除去することができる。
【００１８】請求項６記載の発明は、請求項４または請
求項５記載の発明において、負荷イナーシャとして、サ
ーボモータの駆動部のゲインと速度検出部のゲインとの
積を位相差が最小になる係数で除算した値を用いるよう
にしたものである。簡単に負荷イナーシャを求めること
ができる。
求項５記載の発明において、負荷イナーシャとして、サ
ーボモータの駆動部のゲインと速度検出部のゲインとの
積を位相差が最小になる係数で除算した値を用いるよう
にしたものである。簡単に負荷イナーシャを求めること
ができる。
【００１９】請求項７記載の発明は、請求項４ないし請
求項６記載の発明を、平面モータに適用したものであ
る。微少往復運動で調整できる。
求項６記載の発明を、平面モータに適用したものであ
る。微少往復運動で調整できる。
【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１は本発明に係るサーボ制御装置の調
整装置の一実施例を示す構成図である。なお、図２と同
じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図１にお
いて、１は速度オブザーバ、２はイナーシャ推定部であ
る。速度オブザーバ１はローパスフィルタ１１，演算部
１２、偽似積分部１３、ハイパスフィルタ１４および係
数設定部１５から構成されている。
細に説明する。図１は本発明に係るサーボ制御装置の調
整装置の一実施例を示す構成図である。なお、図２と同
じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図１にお
いて、１は速度オブザーバ、２はイナーシャ推定部であ
る。速度オブザーバ１はローパスフィルタ１１，演算部
１２、偽似積分部１３、ハイパスフィルタ１４および係
数設定部１５から構成されている。
【００２０】ローパスフィルタ１１には速度検出部６０
の出力が入力され、その出力は演算部１２に出力され
る。このローパスフィルタ１１は下記（１）の演算式で
示される演算を実行し、速度検出部６０のレーザ干渉計
のノイズや量子化ノイズをカットする。 ローパスフィルタ１１の演算式＝１／（１＋ｓ／ρ）・・・・・（１） ｓ：ラプラス演算子 ρ：係数
の出力が入力され、その出力は演算部１２に出力され
る。このローパスフィルタ１１は下記（１）の演算式で
示される演算を実行し、速度検出部６０のレーザ干渉計
のノイズや量子化ノイズをカットする。 ローパスフィルタ１１の演算式＝１／（１＋ｓ／ρ）・・・・・（１） ｓ：ラプラス演算子 ρ：係数
【００２１】係数設定部１５には速度制御ゲイン部５３
の出力が入力され、係数Ｋを乗算する。この係数Ｋはイ
ナーシャ推定部２によって可変される。後述するよう
に、この係数Ｋから負荷イナーシャが計算される。
の出力が入力され、係数Ｋを乗算する。この係数Ｋはイ
ナーシャ推定部２によって可変される。後述するよう
に、この係数Ｋから負荷イナーシャが計算される。
【００２２】ハイパスフィルタ１４には係数設定部１５
の出力が入力され、外乱５６の低周波成分をカットす
る。このハイパスフィルタは下記（２）の演算式で示さ
れる演算を実行する。 ハイパスフィルタ１４の演算式＝（ｓ／ρH）／（１＋ｓ／ρH） ・・（２） ｓ：ラプラス演算子 ρH：係数
の出力が入力され、外乱５６の低周波成分をカットす
る。このハイパスフィルタは下記（２）の演算式で示さ
れる演算を実行する。 ハイパスフィルタ１４の演算式＝（ｓ／ρH）／（１＋ｓ／ρH） ・・（２） ｓ：ラプラス演算子 ρH：係数
【００２３】偽似積分部１３にはハイパスフィルタ１４
の出力が入力され、速度位相の補正を行う。この偽似積
分部１３は下記（３）の演算式示される演算を実行す
る。 偽似積分部１３の演算式＝（１／ρ）／（１＋ｓ／ρ）・・・（ ３） ｓ：ラプラス演算子 ρH：係数
の出力が入力され、速度位相の補正を行う。この偽似積
分部１３は下記（３）の演算式示される演算を実行す
る。 偽似積分部１３の演算式＝（１／ρ）／（１＋ｓ／ρ）・・・（ ３） ｓ：ラプラス演算子 ρH：係数
【００２４】この偽似積分部１３の出力とローパスフィ
ルタ１１の出力は演算部１２で加算される。この演算部
１２の出力が速度オブザーバ１が推定した速度であり、
イナーシャ推定部２に出力される。イナーシャ推定部２
は入力された加算部１２の出力と速度検出部６０の出力
から負荷イナーシャを推定する。なお、係数ρ、ρHは
ノイズの状態などに応じて適宜決定する。
ルタ１１の出力は演算部１２で加算される。この演算部
１２の出力が速度オブザーバ１が推定した速度であり、
イナーシャ推定部２に出力される。イナーシャ推定部２
は入力された加算部１２の出力と速度検出部６０の出力
から負荷イナーシャを推定する。なお、係数ρ、ρHは
ノイズの状態などに応じて適宜決定する。
【００２５】次に、この調整装置の調整方法について説
明する。まず、負荷イナーシャを推定するために、位置
制御部５１に角度指令量として正弦波状の微少なテスト
波形を入力して、平面モータ５５をヨーイング方向に微
少往復運動させる。イナーシャ推定部２は、速度オブザ
ーバ１の出力と速度検出部６０の出力の位相差が最小
（ほぼ０）になるように、係数設定部１５の係数Ｋの値
を調整する。
明する。まず、負荷イナーシャを推定するために、位置
制御部５１に角度指令量として正弦波状の微少なテスト
波形を入力して、平面モータ５５をヨーイング方向に微
少往復運動させる。イナーシャ推定部２は、速度オブザ
ーバ１の出力と速度検出部６０の出力の位相差が最小
（ほぼ０）になるように、係数設定部１５の係数Ｋの値
を調整する。
【００２６】位相差が最小になる係数Ｋが求められる
と、負荷イナーシャの推定値ＪXを下記（４）式により
算出する。 ＪX＝ＫDA・Ｋt・Ｋfv／Ｋ ・・・・・・・・（４） ここで、ＫDAはＤＡ変換部５４１の変換係数、Ｋtは電
流指令―トルク変換部５４２の変換係数、Ｋfvは速度検
出部６０の検出ゲインである。すなわち、ＫDA・Ｋtは
駆動部５４のゲインになる。
と、負荷イナーシャの推定値ＪXを下記（４）式により
算出する。 ＪX＝ＫDA・Ｋt・Ｋfv／Ｋ ・・・・・・・・（４） ここで、ＫDAはＤＡ変換部５４１の変換係数、Ｋtは電
流指令―トルク変換部５４２の変換係数、Ｋfvは速度検
出部６０の検出ゲインである。すなわち、ＫDA・Ｋtは
駆動部５４のゲインになる。
【００２７】前述したように、平面モータ５５の実出力
トルクを負荷イナーシャで除算した値を２回積分する
と、角度θが求められる。負荷イナーシャは前記（４）
式で推定できるので、θ軸の位置制御系の帯域から、速
度制御ゲイン部５３のθ軸の設定値を演算により求める
ことができる。
トルクを負荷イナーシャで除算した値を２回積分する
と、角度θが求められる。負荷イナーシャは前記（４）
式で推定できるので、θ軸の位置制御系の帯域から、速
度制御ゲイン部５３のθ軸の設定値を演算により求める
ことができる。
【００２８】なお、３軸レーザ干渉計を搭載した平面モ
ータでは、ヨーイング方向（θ軸方向）に動かせる角度
は数十分の１度程度であり、大きく動かすと平面ミラー
からの反射光がレーザ干渉計に戻ってこなくなるため、
サーボ制御ができなくなる。このように微小角運転での
速度は非常に微小であるが、平面モータ搭載のレーザ干
渉計のθ軸の分解能は０.１角度秒以下と高いので、十
分検出することができる。
ータでは、ヨーイング方向（θ軸方向）に動かせる角度
は数十分の１度程度であり、大きく動かすと平面ミラー
からの反射光がレーザ干渉計に戻ってこなくなるため、
サーボ制御ができなくなる。このように微小角運転での
速度は非常に微小であるが、平面モータ搭載のレーザ干
渉計のθ軸の分解能は０.１角度秒以下と高いので、十
分検出することができる。
【００２９】Ｘ軸、Ｙ軸方向の負荷質量を求めるとき
は、位置制御部５１に角度指令量として正弦波状の微少
なテスト波形を入力して、平面モータ５５をＸ軸または
Ｙ軸方向に微少往復運動させる。その後の手順は負荷イ
ナーシャを推定する方法と同じであるので、記載を省略
する。負荷質量が推定できれば、ＸまたはＹ軸の位置制
御系の帯域から、速度制御ゲイン部５３のＸまたはＹ軸
の設定値を演算により求めることができる。
は、位置制御部５１に角度指令量として正弦波状の微少
なテスト波形を入力して、平面モータ５５をＸ軸または
Ｙ軸方向に微少往復運動させる。その後の手順は負荷イ
ナーシャを推定する方法と同じであるので、記載を省略
する。負荷質量が推定できれば、ＸまたはＹ軸の位置制
御系の帯域から、速度制御ゲイン部５３のＸまたはＹ軸
の設定値を演算により求めることができる。
【００３０】なお、速度オブザーバ１とイナーシャ推定
部２は、マイクロコンピュータを用いてソフトウエアで
実現することもできる。
部２は、マイクロコンピュータを用いてソフトウエアで
実現することもできる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項１の
発明によれば、サーボモータに速度指令量を与えて振動
させ、サーボモータの速度制御の制御量に係数を乗算し
た値に関連する値と実検出速度との位相差が最小になる
ような係数の値を求め、この係数値から負荷イナーシャ
および負荷質量を推定して、これらの値から前記速度制
御ゲイン部の設定値を決定するようにした。設定値を計
算で求めることができるので、面倒な調整作業が不要に
なるという効果がある。
本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項１の
発明によれば、サーボモータに速度指令量を与えて振動
させ、サーボモータの速度制御の制御量に係数を乗算し
た値に関連する値と実検出速度との位相差が最小になる
ような係数の値を求め、この係数値から負荷イナーシャ
および負荷質量を推定して、これらの値から前記速度制
御ゲイン部の設定値を決定するようにした。設定値を計
算で求めることができるので、面倒な調整作業が不要に
なるという効果がある。
【００３２】また、マイコンの演算処理で実現できるの
で、安価に構成できるという効果もある。
で、安価に構成できるという効果もある。
【００３３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、負荷イナーシャとして、サーボモー
タの駆動部分のゲインと速度検出部分のゲインとの積を
位相差が最小になる係数で除算した値を用いるようにし
た。簡単な計算で負荷イナーシャを求めることができる
という効果がある。
載の発明において、負荷イナーシャとして、サーボモー
タの駆動部分のゲインと速度検出部分のゲインとの積を
位相差が最小になる係数で除算した値を用いるようにし
た。簡単な計算で負荷イナーシャを求めることができる
という効果がある。
【００３４】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明を平面モータの調整に適用する
ようにした。請求項１または請求項２記載の発明の効果
に加えて、微少往復運動で調整できるという効果があ
る。
たは請求項２記載の発明を平面モータの調整に適用する
ようにした。請求項１または請求項２記載の発明の効果
に加えて、微少往復運動で調整できるという効果があ
る。
【００３５】請求項４記載の発明によれば、速度偏差量
が入力されサーボモータの速度制御を行う速度制御ゲイ
ン部の出力を駆動部に入力してサーボモータを制御し、
このサーボモータの速度を速度検出部で検出して、この
速度検出部の出力と速度制御ゲイン部の出力を速度オブ
ザーバに入力する。速度オブザーバは速度制御ゲイン部
の出力に係数を乗算した値を元にして速度を推定する。
この推定された速度および速度検出部の出力はイナーシ
ャ推定部に入力される。イナーシャ推定部は速度オブザ
ーバの係数を制御して、入力された２つの速度の位相差
が最小になるようにする。この係数から負荷エナーシャ
および負荷質量を推定して、速度制御ゲイン部の設定値
を求めるようにした。設定値を計算で求めることができ
るので、面倒な調整作業が不要になるという効果があ
る。
が入力されサーボモータの速度制御を行う速度制御ゲイ
ン部の出力を駆動部に入力してサーボモータを制御し、
このサーボモータの速度を速度検出部で検出して、この
速度検出部の出力と速度制御ゲイン部の出力を速度オブ
ザーバに入力する。速度オブザーバは速度制御ゲイン部
の出力に係数を乗算した値を元にして速度を推定する。
この推定された速度および速度検出部の出力はイナーシ
ャ推定部に入力される。イナーシャ推定部は速度オブザ
ーバの係数を制御して、入力された２つの速度の位相差
が最小になるようにする。この係数から負荷エナーシャ
および負荷質量を推定して、速度制御ゲイン部の設定値
を求めるようにした。設定値を計算で求めることができ
るので、面倒な調整作業が不要になるという効果があ
る。
【００３６】また、速度オブザーバ、イナーシャ推定部
はマイコンの演算処理で実現することができるので、安
価に構成できるという効果もある。
はマイコンの演算処理で実現することができるので、安
価に構成できるという効果もある。
【００３７】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の発明において、速度オブザーバとして、速度検出部
の出力が入力されるローパスフィルタと、速度制御ゲイ
ン部の出力が入力されイナーシャ推定部によって制御さ
れる係数設定部と、この係数設定部の出力が入力される
ハイパスフィルタと、このハイパスフィルタの出力が入
力される偽似積分部と、この偽似積分部の出力と前記ロ
ーパスフィルタの出力を加算する演算部とで構成するよ
うにした。フィルタを入れることにより、ノイズなどを
除去することができるという効果がある。また、マイコ
ンによる演算処理で簡単・安価に実現できるという効果
もある。
載の発明において、速度オブザーバとして、速度検出部
の出力が入力されるローパスフィルタと、速度制御ゲイ
ン部の出力が入力されイナーシャ推定部によって制御さ
れる係数設定部と、この係数設定部の出力が入力される
ハイパスフィルタと、このハイパスフィルタの出力が入
力される偽似積分部と、この偽似積分部の出力と前記ロ
ーパスフィルタの出力を加算する演算部とで構成するよ
うにした。フィルタを入れることにより、ノイズなどを
除去することができるという効果がある。また、マイコ
ンによる演算処理で簡単・安価に実現できるという効果
もある。
【００３８】請求項６記載の発明によれば、請求項４ま
たは請求項５記載の発明において、負荷イナーシャとし
て、サーボモータの駆動部のゲインと速度検出部のゲイ
ンとの積を位相差が最小になる係数で除算した値を用い
るようにしたものである。簡単に負荷イナーシャを求め
ることができるという効果がある。
たは請求項５記載の発明において、負荷イナーシャとし
て、サーボモータの駆動部のゲインと速度検出部のゲイ
ンとの積を位相差が最小になる係数で除算した値を用い
るようにしたものである。簡単に負荷イナーシャを求め
ることができるという効果がある。
【００３９】請求項７記載の発明によれば、請求項４な
いし請求項６記載の発明を、平面モータに適用したもの
である。微少往復運動で調整できるという効果がある。
いし請求項６記載の発明を、平面モータに適用したもの
である。微少往復運動で調整できるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】従来のサーボモータ制御装置の構成図である。
１ 速度オブザーバ １１ ローパスフィルタ １２ 加算部 １３ 偽似積分部 １４ ハイパスフィルタ １５ 係数設定部 ２ イナーシャ推定部 ５１ 位置制御部 ５３ 速度ゲイン部 ５４ 駆動部 ５４１ Ｄ／Ａ変換部 ５４２ 電流指令―トルク変換部 ５５ 平面モータ ５６ 外乱 ５８ 角度検出部 ５９ サンプリング部 ６０ 速度検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H540 BB07 EE02 EE06 EE07 EE14 EE15 FA02 5H550 BB10 DD10 GG01 GG04 JJ02 JJ04 JJ06 JJ16 JJ24 JJ26 LL13 LL34
Claims (7)
- 【請求項１】サーボモータ制御装置の速度制御の調整を
するサーボモータ制御装置の調整方法において、サーボ
モータに速度指令量を与えて振動させ、前記サーボモー
タの速度制御の制御量に係数を乗算した値に関連する値
と前記サーボモータの実検出速度とを比較して、この実
検出速度と前記速度制御の制御量に係数を乗算した値に
関連する値との位相差が最小になるような前記係数の値
を求め、この係数の値から少なくとも負荷イナーシャを
推定して、これらの値から前記速度制御の設定値を決定
するようにしたことを特徴とするサーボモータ制御装置
の調整方法。 - 【請求項２】負荷イナーシャとして、サーボモータの駆
動部分のゲインと速度検出部分のゲインとの積を位相差
が最小になる係数で除算した値を用いたことを特徴とす
る請求項１記載のサーボモータ制御装置の調整方法。 - 【請求項３】この調整方法を、平面モータの調整に適用
したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のサ
ーボモータ制御装置の調整方法。 - 【請求項４】速度偏差量が入力されサーボモータの速度
制御を行う速度制御ゲイン部と、この速度制御ゲイン部
の出力が入力されサーボモータを駆動する駆動部と、前
記サーボモータの速度を検出する速度検出部と、前記速
度制御ゲイン部の出力および前記速度検出部の出力が入
力され、前記速度制御ゲイン部の出力に係数を乗算した
値を元にして前記サーボモータの速度を推定して出力す
る速度オブザーバと、前記速度検出部の出力および前記
速度オブザーバの出力が入力され前記係数を制御するイ
ナーシャ推定部とを有し、前記サーボモータを振動さ
せ、前記イナーシャ推定部によって前記速度オブザーバ
を制御して速度検出部の出力と前記速度オブザーバが推
定した速度との位相差が最小になる前記係数の値を求め
て、この係数値から少なくとも負荷イナーシャを演算し
て前記速度制御ゲイン部の設定値を求めるようにしたこ
とを特徴とするサーボモータ制御装置の調整装置。 - 【請求項５】速度オブザーバとして、速度検出部の出力
が入力されるローパスフィルタと、速度制御ゲイン部の
出力が入力されイナーシャ推定部によって制御される係
数設定部と、この係数設定部の出力が入力されるハイパ
スフィルタと、このハイパスフィルタの出力が入力され
る偽似積分部と、この偽似積分部の出力と前記ローパス
フィルタの出力を加算する演算部とを有することを特徴
とする請求項４記載のサーボモータ制御装置の調整装
置。 - 【請求項６】負荷イナーシャとして、サーボモータの駆
動部のゲインと速度検出部のゲインとの積を位相差が最
小になる係数で除算した値を用いたことを特徴とする請
求項４または請求項５記載のサーボモータ制御装置の調
整装置。 - 【請求項７】この調整装置を、平面モータの制御系の調
整に適用したことを特徴とする請求項４ないし請求項６
記載のサーボモータ制御装置の調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250799A JP2002078369A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | サーボモータ制御装置の調整方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000250799A JP2002078369A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | サーボモータ制御装置の調整方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002078369A true JP2002078369A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18740313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000250799A Pending JP2002078369A (ja) | 2000-08-22 | 2000-08-22 | サーボモータ制御装置の調整方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002078369A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103401501A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-11-20 | 湖南大学 | 一种基于模糊自抗扰控制的pmsm伺服系统控制方法 |
| CN106877769A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-20 | 东南大学 | 一种伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法 |
| JP6161854B1 (ja) * | 2016-07-28 | 2017-07-12 | 三菱電機株式会社 | モータ制御システム |
| WO2020004118A1 (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アクチュエータ及び製造方法 |
-
2000
- 2000-08-22 JP JP2000250799A patent/JP2002078369A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103401501A (zh) * | 2013-04-15 | 2013-11-20 | 湖南大学 | 一种基于模糊自抗扰控制的pmsm伺服系统控制方法 |
| JP6161854B1 (ja) * | 2016-07-28 | 2017-07-12 | 三菱電機株式会社 | モータ制御システム |
| WO2018020636A1 (ja) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 三菱電機株式会社 | モータ制御システム |
| CN106877769A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-20 | 东南大学 | 一种伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法 |
| CN106877769B (zh) * | 2017-04-11 | 2019-02-15 | 东南大学 | 一种伺服电机速度控制器增益参数自整定的方法 |
| WO2020004118A1 (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アクチュエータ及び製造方法 |
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