JP2005269758A - Motor controller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller for suppressing a deviation between two motors even if a current instruction can not be corrected due to a restriction of a hardware, hardly inducing a vibration even if a phase advancing adjustment for compensating two motors is failed, and easily adjusting motors. <P>SOLUTION: The motor controller uses two motors, drives a single movable member, and is provided with a shaft deviation compensating section 31 for inputting first and second speed instructions, creating a shaft deviation compensating speed instruction for compensating an operational deviation between the first and second motors, and compensating the first and second speed instructions. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子部品実装装置、工作機械や産業用ロボットなどを駆動するモータ制御装置に関し、特に1つの可動部を2つのモータで同期駆動して高い応答性能を得るためのタンデム駆動技術に関する。   The present invention relates to a motor control apparatus that drives an electronic component mounting apparatus, a machine tool, an industrial robot, and the like, and more particularly, to a tandem drive technique for obtaining high response performance by synchronously driving one movable part with two motors.

従来のモータ制御装置としては、第1および第2の2つのモータ制御装置と、制振制御装置とを備え、2つのモータ制御装置は同一の位置指令を上位の制御装置から受け取り、制振制御装置は第1のモータ制御装置の速度フィードバックと第2のモータ制御装置の速度フィードバックとの偏差に基づいて、該偏差を定数倍した値と該偏差を積分した値を定数倍した値とを加えた値に位相進め補償をした電流指令補正値を算出し、この電流指令補正値を第1のモータ制御装置の電流指令に加算し、また、この電流指令補正値を第2のモータ制御装置の電流指令から差し引くことで補正し、2つのモータ間相互のずれを抑え、高い応答性を得たものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−273037号公報
As a conventional motor control device, the first and second motor control devices and a vibration suppression control device are provided. The two motor control devices receive the same position command from the host control device, and perform vibration suppression control. The apparatus adds a value obtained by multiplying the deviation by a constant and a value obtained by multiplying the value obtained by integrating the deviation by a constant based on the deviation between the speed feedback of the first motor control device and the speed feedback of the second motor control device. A current command correction value obtained by performing phase advance compensation on the calculated value, and adding the current command correction value to the current command of the first motor control device. There is a correction obtained by subtracting from the current command to suppress a shift between the two motors and obtain a high response (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-273037 A

しかるに、従来のモータ制御装置では、2つのモータのそれぞれの電流指令値のみを補正していたので、ハードウェアの制約で電流指令を補正できない場合には利用できず、また、補正できる場合であっても、電流指令は高い感度でモータの動きに影響を与えるため、調整がし難いという問題があった。また、2つのモータ間の補償を行なうために、補償する信号の位相を進めているが、この位相進みの調整を誤ると振動を誘発するという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ハードウェアの制約で電流指令を補正できない場合でも2つのモータ間相互の同期ずれを抑えることができ、また、2つのモータ間の補償を行なう位相進みの調整を誤っても、2つのモータ間相互の位相ずれを抑えて、振動が誘発し難く調整を容易にすることができる、同期制御の応答性を高めたモータ制御装置を提供することを目的とする。
However, in the conventional motor control device, since only the current command values of the two motors are corrected, it cannot be used when the current command cannot be corrected due to hardware restrictions, and it can be corrected. However, since the current command affects the movement of the motor with high sensitivity, there is a problem that adjustment is difficult. In addition, in order to perform compensation between the two motors, the phase of the signal to be compensated is advanced, but there is also a problem that if this phase advance is misadjusted, vibration is induced.
The present invention has been made in view of such problems, and even when the current command cannot be corrected due to hardware restrictions, it is possible to suppress the mutual synchronization shift between the two motors, and between the two motors. A motor control device with improved responsiveness of synchronous control, which can suppress the phase shift between two motors even if a phase advance adjustment for performing compensation is wrong, makes it difficult to induce vibration and facilitates the adjustment. The purpose is to provide.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成した。
請求項1に記載の発明は、上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
前記第1速度指令および前記第2速度指令を入力し、第1モータおよび第2モータ間の動作ずれを補償する軸ずれ補償速度指令を作成して、前記第1速度指令および前記第2速度指令を補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, the position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, and the first speed control is calculated so that the first motor position matches the position command. A first speed control unit that performs speed control so that the first motor speed matches the first speed command and calculates a first torque or thrust command, and inputs the first torque or thrust command to generate torque or A first torque control unit that performs thrust control and drives the first motor; a first position detector that detects a position of the first motor; and a first difference that calculates the first motor speed from the first motor position. A second position control unit that calculates a second speed command so that the second motor position matches the position command, and performs speed control so that the second motor speed matches the second speed command. 2 torque or A second speed control unit that calculates a force command; a second torque control unit that inputs the second torque or thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor; and detects a position of the second motor In a motor control device comprising a second position detector and a second differentiator for calculating the second motor speed from the second motor position, and driving one movable member with two motors,
The first speed command and the second speed command are input, and an axis deviation compensation speed command for compensating for an operation deviation between the first motor and the second motor is created, and the first speed command and the second speed command are generated. An axis deviation compensation unit for compensating for the above is provided.

また、請求項2に記載の発明は、前記軸ずれ補償部は、前記第1速度指令から前記第2速度指令を差引いて軸間速度指令差を算出する減算器と、前記軸間速度指令差を時間積分した値に定数を乗じた軸間速度指令差積分値と前記軸間速度指令差に定数を乗じた軸間速度指令差比例値と前記軸間速度指令差を時間微分した値に定数を乗じた軸間速度指令差微分値とを加え合せた値を前記軸ずれ補償速度指令として出力する補償演算器と、前記第1速度指令に前記軸ずれ補償速度指令を加える加算器と、前記第2速度指令から前記軸ずれ補償速度指令を減じる減算器とを備えることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the shaft misalignment compensation unit subtracts the second speed command from the first speed command to calculate a shaft speed command difference, and the shaft speed command difference. The value obtained by multiplying the time-integrated value by a constant, the inter-axis speed command difference integral value, the inter-axis speed command difference proportional value obtained by multiplying the constant by a constant, and the value obtained by time-differentiating the inter-axis speed command difference. A compensation arithmetic unit that outputs a value obtained by adding an inter-axis speed command difference differential value multiplied by the axis deviation compensation speed command, an adder that adds the axis deviation compensation speed command to the first speed command, and And a subtractor for subtracting the axis deviation compensation speed command from the second speed command.

また、請求項3に記載の発明は、上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
前記第1モータ速度と前記第2モータ速度とを入力し、第1モータおよび第2モータ間の動作ずれを補償する軸ずれ補償速度指令を作成して、前記第1速度指令および前記第2速度指令を補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするものである。
In the first aspect of the present invention, the position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, and the first speed command is calculated so that the first motor position matches the position command. A position control unit, a first speed control unit that calculates a first torque or thrust command by performing speed control so that the first motor speed matches the first speed command, and inputs the first torque or thrust command. A first torque controller for controlling the torque or thrust and driving the first motor; a first position detector for detecting the position of the first motor; and a first motor speed for calculating the first motor speed from the first motor position. 1 differentiator, a second position control unit that calculates a second speed command so that the second motor position matches the position command, and speed control so that the second motor speed matches the second speed command. Second torque Or a second speed control unit that calculates a thrust command, a second torque control unit that inputs the second torque or the thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor, and a position of the second motor. A motor control device comprising: a second position detector for detecting; and a second differentiator for calculating the second motor speed from the second motor position, wherein one movable member is driven by two motors.
The first motor speed and the second motor speed are inputted, an axis deviation compensation speed command for compensating for an operation deviation between the first motor and the second motor is created, and the first speed command and the second speed are created. An axis deviation compensation unit for compensating the command is provided.

また、請求項4に記載の発明は、前記軸ずれ補償部は、前記第2モータ速度から前記第1モータ速度を差引いて軸間速度差を算出する減算器と、前記軸間速度差を時間積分した値に定数を乗じた軸間速度差積分値と前記軸間速度差に定数を乗じた軸間速度差比例値と前記軸間速度差を時間微分した値に定数を乗じた軸間速度差微分値とを加え合せた値を前記軸ずれ補償速度指令として出力する補償演算器と、前記第1速度指令に前記軸ずれ補償速度指令を加える加算器と、前記第2速度指令から前記軸ずれ補償速度指令を減じる減算器とを備えることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the shaft misalignment compensation unit is configured to subtract the first motor speed from the second motor speed to calculate an inter-shaft speed difference, and to calculate the inter-shaft speed difference as a time. Inter-axis speed difference integral value obtained by multiplying the integrated value by a constant, inter-axis speed difference proportional value obtained by multiplying the inter-axis speed difference by a constant, and inter-axis speed obtained by multiplying the value obtained by time differentiation of the inter-axis speed difference by a constant. A compensation calculator for outputting a value obtained by adding the differential differential value as the axis deviation compensation speed command, an adder for adding the axis deviation compensation speed command to the first speed command, and the axis from the second speed command to the axis And a subtractor for subtracting the deviation compensation speed command.

また、請求項5に記載の発明は、上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
前記第1モータ位置と前記第2モータ位置を入力し、第1モータと第2モータ間の動作ずれを補償する軸ずれ補償速度指令を作成して、前記第1速度指令および前記第2速度指令を補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, the position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, and the first speed command is calculated so that the first motor position matches the position command. A position control unit, a first speed control unit that calculates a first torque or thrust command by performing speed control so that the first motor speed matches the first speed command, and inputs the first torque or thrust command. A first torque controller for controlling the torque or thrust and driving the first motor; a first position detector for detecting the position of the first motor; and a first motor speed for calculating the first motor speed from the first motor position. 1 differentiator, a second position control unit that calculates a second speed command so that the second motor position matches the position command, and speed control so that the second motor speed matches the second speed command. Second torque Or a second speed control unit that calculates a thrust command, a second torque control unit that inputs the second torque or the thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor, and a position of the second motor. A motor control device comprising: a second position detector for detecting; and a second differentiator for calculating the second motor speed from the second motor position, wherein one movable member is driven by two motors.
The first motor position and the second motor position are input, an axis deviation compensation speed command for compensating for an operation deviation between the first motor and the second motor is created, and the first speed command and the second speed command are generated. An axis deviation compensation unit for compensating for the above is provided.

また、請求項6に記載の発明は、上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
第1の入力信号対として前記第1トルクまたは推力指令と前記第2トルクまたは推力指令、もしくは前記第1モータ速度指令と前記第2モータ速度指令、もしくは前記第1位置指令と前記第2位置指令を入力し、第2の入力信号対として前記第1モータ位置と前記第2モータ位置を入力し、前記第1の入力信号対から前記第2の入力信号対までの動特性モデルを用いて第1予測速度ΔPfb1pおよび第2予測速度ΔPfb2pを算出し、前記第1予測速度ΔPfb1pおよび前記第2予測速度ΔPfb2pを用いて軸ずれ補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, the position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, and the first speed command is calculated so that the first motor position matches the position command. A position control unit, a first speed control unit that calculates a first torque or thrust command by performing speed control so that the first motor speed matches the first speed command, and inputs the first torque or thrust command. A first torque controller for controlling the torque or thrust and driving the first motor; a first position detector for detecting the position of the first motor; and a first motor speed for calculating the first motor speed from the first motor position. 1 differentiator, a second position control unit that calculates a second speed command so that the second motor position matches the position command, and speed control so that the second motor speed matches the second speed command. Second torque Or a second speed control unit that calculates a thrust command, a second torque control unit that inputs the second torque or the thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor, and a position of the second motor. A motor control device comprising: a second position detector for detecting; and a second differentiator for calculating the second motor speed from the second motor position, wherein one movable member is driven by two motors.
The first torque or thrust command and the second torque or thrust command, or the first motor speed command and the second motor speed command, or the first position command and the second position command as a first input signal pair. The first motor position and the second motor position are input as a second input signal pair, and a first dynamic signal model from the first input signal pair to the second input signal pair is used. An axis deviation compensation unit that calculates one prediction speed ΔPfb1p and second prediction speed ΔPfb2p and compensates for axis deviation using the first prediction speed ΔPfb1p and the second prediction speed ΔPfb2p is provided.

また、請求項7に記載の発明は、前記軸ずれ補償部は、前記第2予測速度から前記第1予測速度を差し引いて軸間予測速度差を算出する減算器と、前記軸間予測速度差を時間積分した値に定数を乗じた軸間予測速度差積分値と前記軸間予測速度差に定数を乗じた軸間予測速度差比例値と前記軸間予測速度差を時間微分した値に定数を乗じた軸間予測速度差微分値とを加え合せた値を前記軸ずれ補償速度指令として出力する補償演算器と、この軸ずれ補償速度指令を、前記速度指令1に加える加算器と、前記速度指令2から減じる減算器と、を備えることを特徴とするものである。   Further, the invention according to claim 7 is characterized in that the axis misalignment compensation unit subtracts the first predicted speed from the second predicted speed to calculate an inter-axis predicted speed difference, and the inter-axis predicted speed difference. The time-integrated value is multiplied by a constant, and the inter-axis predicted speed difference integral value, the inter-axis predicted speed difference proportional value is multiplied by a constant, and the inter-axis predicted speed difference is time-differentiated. A compensation arithmetic unit that outputs a value obtained by adding an estimated inter-axis speed difference differential value multiplied by the axis deviation compensation speed command, an adder that adds the axis deviation compensation speed command to the speed command 1, and And a subtracter that subtracts from the speed command 2.

また、請求項8に記載の発明は、前記軸ずれ補償部において、サンプリング周期をTs、△Pfb1(i+m)を、第1トルクまたは推力指令、第1速度指令、第1位置指令のいずれかを入力uとしてこの入力uまたはその増分値Δuから第1モータ位置Pfb1またはその増分値ΔPfb1までの離散時間伝達関数モデルを用いて予測した時刻i・Tsよりもmサンプリング先の時刻(i+m)・Tsにおける第1モータ予測速度とし、Δはサンプリング周期Ts間の増分値を表し、Mは予測区間であるとしたとき、前記第1予測速度ΔPfb1pを、
△Pfb1p=△Pfb1(i+M)、または、△Pfb1p=△Pfb1(i+M−1)
として与えることを特徴とするものである。
Further, in the invention according to claim 8, in the shaft misalignment compensation unit, the sampling cycle is Ts, ΔPfb1 * (i + m), the first torque or thrust command, the first speed command, and the first position command. Any one of the inputs u is used as an input u or its increment value Δu to the first motor position Pfb1 or its increment value ΔPfb1 using a discrete-time transfer function model, and a time (i + m) · Ts is the first motor predicted speed at Ts, Δ represents the increment value during the sampling period Ts, and M is the predicted section, the first predicted speed ΔPfb1p is
△ Pfb1p = △ Pfb1 * (i + M) or △ Pfb1p = △ Pfb1 * (i + M−1)
It is characterized by giving as.

また、請求項9に記載の発明は、s1、s2を補間係数としたとき、請求項8のΔPfb1pを求める式に代えて、前記第1予測速度ΔPfb1pを
ΔPfb1p={s1・ΔPfb1(i+M−1)+s2・ΔPfb1(i+M)}/(s1+s2)
特にM=1で、かつサンプリング時刻i・Tsにおいて第1モータ速度ΔPfb1(i)が得られる場合は、
ΔPfb1p={s1・ΔPfb1(i)+s2・ΔPfb1(i+1)}/(s1+s2)
として与えることを特徴とするものである。
According to the ninth aspect of the invention, when s1 and s2 are interpolation coefficients, the first predicted speed ΔPfb1p is replaced by ΔPfb1p = {s1 · ΔPfb1 * (i + M−1) + s2 · ΔPfb1 * (i + M)} / (s1 + s2)
Especially when M = 1 and the first motor speed ΔPfb1 (i) is obtained at the sampling time i · Ts,
ΔPfb1p = {s1 ・ ΔPfb1 (i) + s2 ・ ΔPfb1 * (i + 1)} / (s1 + s2)
It is characterized by giving as.

また、請求項10に記載の発明は、Amn、Bmnを入力uから第1モータ位置Pfb1までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第1モータ位置Pfb1(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第1モータ予測速度ΔPfb1(i+m)を、 In the invention according to claim 10, A mn and B mn are coefficients determined by a discrete time transfer function model from the input u to the first motor position Pfb1, Na and Nb are orders of the discrete time transfer function model, When the first motor position Pfb1 (i−K) in the past of K (≧ 0) sampling is input at the sampling time i · Ts, the m-destination first motor predicted speed ΔPfb1 * (i + m) is

ΔPfb1(i+m)=Pfb1(i+m)−Pfb1(i+m−1)
として与えることを特徴とするものである。
ΔPfb1 * (i + m) = Pfb1 * (i + m)-Pfb1 * (i + m-1)
It is characterized by giving as.

また、請求項11に記載の発明は、Amn、Bmnを入力の増分値Δuから第1モータ速度ΔPfb1までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第1モータ位置Pfb1(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第1モータ予測速度ΔPfb1(i+m)を、 In the invention according to claim 11, A mn and B mn are coefficients determined by the discrete time transfer function model from the input increment value Δu to the first motor speed ΔPfb1, and Na and Nb are the coefficients of the discrete time transfer function model. When the first motor position Pfb1 (i−K) past K (≧ 0) sampling is input at the sampling time i · Ts, the first motor predicted speed ΔPfb1 * (i + m) of the m sampling destination The

として与えることを特徴とするものである。   It is characterized by giving as.

また、請求項12に記載の発明は、Amn、Bmnを入力uから第1モータ速度ΔPfb1までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第1モータ位置Pfb1(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第1モータ予測速度ΔPfb1(i+m)を、 In the invention of claim 12, A mn and B mn are coefficients determined by a discrete time transfer function model from the input u to the first motor speed ΔPfb1, Na and Nb are orders of the discrete time transfer function model, When the first motor position Pfb1 (i−K) in the past of K (≧ 0) sampling is input at the sampling time i · Ts, the m-destination first motor predicted speed ΔPfb1 * (i + m) is

として与えることを特徴とするものである。   It is characterized by giving as.

また、請求項13に記載の発明は、前記軸ずれ補償部において、サンプリング周期をTs、△Pfb2(i+m)を、第2トルクまたは推力指令、第2速度指令、第2位置指令のいずれかを入力uとしてこの入力uまたはその増分値Δuから第2モータ位置Pfb2またはその増分値ΔPfb2までの離散時間伝達関数モデルを用いて予測した時刻i・Tsよりもmサンプリング先の時刻(i+m)・Tsにおける第2モータ予測速度とし、Δはサンプリング周期Ts間の増分値を表し、Mは予測区間であるとしたとき、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を用いて、前記第2予測速度ΔPfb2pを、
△Pfb2p=△Pfb2(i+M)、または、△Pfb2p=△Pfb2(i+M−1)
として与えることを特徴とするものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the shaft misalignment compensator, the sampling period is Ts, ΔPfb2 * (i + m), the second torque or thrust command, the second speed command, and the second position command. Any one of the inputs u is used as an input u or its increment value Δu to the second motor position Pfb2 or its increment value ΔPfb2 using a discrete time transfer function model. + m) · Ts is the second motor predicted speed at Ts, Δ is the increment value during the sampling period Ts, and M is the prediction interval, and at the sampling time i · Ts, K (≧ 0) 2 Using the motor position Pfb2 (i−K), the second predicted speed ΔPfb2p is
△ Pfb2p = △ Pfb2 * (i + M) or △ Pfb2p = △ Pfb2 * (i + M−1)
It is characterized by giving as.

また、請求項14に記載の発明は、s1、s2を補間係数としたとき、請求項13のΔPfb2pを求める式に代えて、前記第2予測速度ΔPfb2pを、
ΔPfb2p={s1・ΔPfb2(i+M−1)+s2・ΔPfb2(i+M)}/(s1+s2)
特にM=1で、かつサンプリング時刻i・Tsにおいて第2モータ速度ΔPfb2(i)が得られる場合は、
ΔPfb2p={s1・ΔPfb2(i)+s2・ΔPfb2(i+1)}/(s1+s2)
として与えることを特徴とするものである。
Further, in the invention described in claim 14, when s1 and s2 are interpolation coefficients, the second predicted speed ΔPfb2p is replaced with the expression for obtaining ΔPfb2p in claim 13,
ΔPfb2p = {s1 ・ ΔPfb2 * (i + M−1) + s2 ・ ΔPfb2 * (i + M)} / (s1 + s2)
Especially when M = 1 and the second motor speed ΔPfb2 (i) is obtained at the sampling time i · Ts,
ΔPfb2p = {s1, ΔPfb2 (i) + s2, ΔPfb2 * (i + 1)} / (s1 + s2)
It is characterized by giving as.

また、請求項15に記載の発明は、Amn、Bmnを入力uから第2モータ位置Pfb2までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第2モータ予測速度ΔPfb2(i+m)を、 In the invention described in claim 15, A mn and B mn are coefficients determined by a discrete time transfer function model from the input u to the second motor position Pfb2, and Na and Nb are orders of the discrete time transfer function model, When the second motor position Pfb2 (i−K) past K (≧ 0) sampling at the sampling time i · Ts is input, the second motor predicted speed ΔPfb2 * (i + m) of the m sampling destination is

ΔPfb2(i+m)=Pfb2(i+m)−Pfb2(i+m−1)
として与えることを特徴とするものである。
ΔPfb2 * (i + m) = Pfb2 * (i + m)-Pfb2 * (i + m-1)
It is characterized by giving as.

また、請求項16に記載の発明は、Amn、Bmnを入力の増分値Δuから第2モータ速度ΔPfb2までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第2モータ予測速度ΔPfb2(i+m)を、 In the invention described in claim 16, A mn and B mn are coefficients determined by a discrete time transfer function model from the input increment value Δu to the second motor speed ΔPfb2, and Na and Nb are the coefficients of the discrete time transfer function model. When the second motor position Pfb2 (i−K) past K (≧ 0) sampling is input at the sampling time i · Ts, the second motor predicted speed ΔPfb2 * (i + m) of the m sampling destination The

として与えることを特徴とするものである。   It is characterized by giving as.

また、請求項17に記載の発明は、Amn、Bmnを入力uから第2モータ速度ΔPfb2までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第2モータ予測速度ΔPfb2(i+m)を、 In the invention described in claim 17, A mn and B mn are coefficients determined by a discrete time transfer function model from the input u to the second motor speed ΔPfb2, and Na and Nb are orders of the discrete time transfer function model, When the second motor position Pfb2 (i−K) past K (≧ 0) sampling at the sampling time i · Ts is input, the second motor predicted speed ΔPfb2 * (i + m) of the m sampling destination is

として与えることを特徴とするものである。   It is characterized by giving as.

本発明は、速度指令を補正するので、ハードウェアの制約で電流指令を補正できない場合でも2つのモータ間相互の同期ずれを抑えることができる。また、請求項6によれば、信号の位相を単純に進めるのではなく、制御対象の動特性モデルを用いた予測によって位相を進めているため、2つのモータ間相互の位相ずれを抑えて、振動が誘発し難く調整を容易にすることができ、同期制御の応答性を高めることができる。 Since the present invention corrects the speed command, even if the current command cannot be corrected due to hardware restrictions, mutual synchronization deviation between the two motors can be suppressed. Further, according to claim 6, since the phase of the signal is not simply advanced, but the phase is advanced by prediction using the dynamic characteristic model of the controlled object, the mutual phase shift between the two motors is suppressed, Vibrations are less likely to be induced and adjustment can be facilitated, and the responsiveness of synchronous control can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実際のモータ制御装置には様々な機能や手段が内蔵されているが、図には本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明することとする。また、以下同一名称には極力同一符号を付け重複説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Although various functions and means are built in the actual motor control device, only the functions and means related to the present invention will be described and described in the figure. Hereinafter, the same reference numerals are assigned to the same names as much as possible, and the duplicate description is omitted.

図1は本発明を適用する第1の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図である。図1において、11は指令発生部、12は第1位置制御部、13は第1速度制御部、14は第1トルク制御部、15は第1差分器、16は第1モータ、17は第1位置検出器、18はテーブル、22は第2位置制御部、23は第2速度制御部、24は第2トルク制御部、25は第2差分器、26は第2モータ、27は第2位置検出器、31は軸ずれ補償部、32は減算器、33は補償演算器、34は加算器、35は減算器である。
指令発生部11は第1位置制御部12および第2位置制御部22へ位置指令Prefを出力する。第1位置制御部12は前記位置指令Prefおよび第1モータ位置Pfb1を入力し、第1速度指令Vref1を減算器32および加算器34へ出力する。加算器34は前記第1速度指令Vref1および軸ずれ補償速度指令Cvrefを入力し、入力した2つの指令をたし合わせた信号を新たな速度指令として第1速度制御部13へ出力する。第1速度制御部13は前記加算器34からの信号および第1モータ速度Vfb1を入力し、第1トルク指令Tref1を第1トルク制御部14へ出力する。第1トルク制御部14は前記第1トルク指令Tref1を入力し第1モータ駆動電流を第1モータ16へ出力する。第1モータ16は前記第1モータ駆動電流を入力しトルクを発生し、テーブル18を駆動する。また、第1モータ16には第1位置検出器17が取付けられており、第1モータの位置を検出して前記第1モータ位置Pfb1を第1位置制御部12および第1差分器15へ出力する。第1差分器15は前記第1モータ位置Pfb1を入力し、前記第1モータ速度Vfb1を第1速度制御部13へ出力する。
FIG. 1 is a block diagram of a motor control apparatus for explaining a first embodiment to which the present invention is applied. In FIG. 1, 11 is a command generator, 12 is a first position controller, 13 is a first speed controller, 14 is a first torque controller, 15 is a first differentiator, 16 is a first motor, and 17 is a first motor. 1 position detector, 18 a table, 22 a second position control unit, 23 a second speed control unit, 24 a second torque control unit, 25 a second differentiator, 26 a second motor, 27 a second A position detector, 31 is an axis deviation compensation unit, 32 is a subtractor, 33 is a compensation calculator, 34 is an adder, and 35 is a subtractor.
The command generation unit 11 outputs a position command Pref to the first position control unit 12 and the second position control unit 22. The first position control unit 12 inputs the position command Pref and the first motor position Pfb1, and outputs the first speed command Vref1 to the subtracter 32 and the adder 34. The adder 34 inputs the first speed command Vref1 and the axis deviation compensation speed command Cvref, and outputs a signal obtained by adding the two input commands to the first speed control unit 13 as a new speed command. The first speed control unit 13 receives the signal from the adder 34 and the first motor speed Vfb1, and outputs a first torque command Tref1 to the first torque control unit 14. The first torque control unit 14 receives the first torque command Tref1 and outputs a first motor drive current to the first motor 16. The first motor 16 receives the first motor driving current, generates torque, and drives the table 18. A first position detector 17 is attached to the first motor 16, detects the position of the first motor, and outputs the first motor position Pfb 1 to the first position controller 12 and the first differentiator 15. To do. The first differentiator 15 receives the first motor position Pfb1 and outputs the first motor speed Vfb1 to the first speed control unit 13.

第2位置制御部22は前記位置指令Prefおよび第2モータ位置Pfb2を入力し、第2速度指令Vref2を減算器32および減算器35へ出力する。減算器35は前記第2速度指令Vref2および前期軸ずれ補償速度指令Cvrefを入力し、前記第2速度指令Vref2から前記軸ずれ補償速度指令Cvrefを差し引いた信号を新たな速度指令として第2速度制御部23へ出力する。第2速度制御部23は前記減算器35からの信号および第2モータ速度Vfb2を入力し、第2トルク指令Tref2を第2トルク制御部24へ出力する。第2トルク制御部24は前記第2トルク指令Tref2を入力し第2モータ駆動電流を第2モータ26へ出力する。第2モータ26は前記第2モータ駆動電流を入力しトルクを発生し、テーブル18を駆動する。また、第2モータ26には第2位置検出器27が取付けられており、第2モータの位置を検出して前記第2モータ位置Pfb2を第2位置制御部22および第2差分器25へ出力する。第2差分器25は前記第2モータ位置Pfb2を入力し、前記第2モータ速度Vfb2を第2速度制御部23へ出力する。
減算器32は前記第1速度指令Vref1および前記第2速度指令Vref2を入力し、前記第1速度指令Vref1から前記第2速度指令Vref2を差し引いた軸間速度指令差を補償演算器33へ出力する。補償演算器33は前記第1速度指令Vref1から前記第2速度指令Vref2を差し引いた軸間速度指令差を入力し、前記軸ずれ補償速度指令Cvrefを加算器34および減算器35へ出力する。
テーブル18は、第1モータで駆動される可動部と第2モータで駆動される可動部がこのテーブルで結合されて、第1モータ16と第2モータ26とで駆動される。なお、モータで駆動される可動部とは、モータが回転型の場合はボールネジ等で駆動されるテーブルであり、モータがリニア型の場合は可動子に結合されているテーブルを意味する。
The second position control unit 22 inputs the position command Pref and the second motor position Pfb2, and outputs the second speed command Vref2 to the subtracter 32 and the subtractor 35. The subtractor 35 receives the second speed command Vref2 and the previous axis deviation compensation speed command Cvref, and uses the signal obtained by subtracting the axis deviation compensation speed command Cvref from the second speed command Vref2 as a new speed command. To the unit 23. The second speed control unit 23 receives the signal from the subtractor 35 and the second motor speed Vfb2, and outputs a second torque command Tref2 to the second torque control unit 24. The second torque control unit 24 receives the second torque command Tref2 and outputs a second motor driving current to the second motor 26. The second motor 26 inputs the second motor driving current, generates torque, and drives the table 18. A second position detector 27 is attached to the second motor 26, detects the position of the second motor, and outputs the second motor position Pfb2 to the second position controller 22 and the second subtractor 25. To do. The second subtractor 25 receives the second motor position Pfb2 and outputs the second motor speed Vfb2 to the second speed controller 23.
The subtractor 32 inputs the first speed command Vref1 and the second speed command Vref2, and outputs an inter-axis speed command difference obtained by subtracting the second speed command Vref2 from the first speed command Vref1 to the compensation calculator 33. . The compensation calculator 33 inputs an inter-axis speed command difference obtained by subtracting the second speed command Vref2 from the first speed command Vref1, and outputs the axis deviation compensated speed command Cvref to the adder 34 and the subtractor 35.
The table 18 is driven by the first motor 16 and the second motor 26 by combining a movable part driven by the first motor and a movable part driven by the second motor by this table. The movable part driven by the motor means a table driven by a ball screw or the like when the motor is a rotary type, and means a table coupled to the mover when the motor is a linear type.

指令発生部11はテーブル18の目標位置となる位置指令Prefを発生する。
第1位置制御部12は前記位置指令Prefに前記第1モータ位置Pfb1が一致するように位置制御演算を行い、前記第1速度指令Vref1を算出する。第1速度制御部13は前記第1速度指令Vref1と前記補償値Cvrefとをたし合わせた信号に前記第1モータ速度Vfb1が一致するように速度制御演算を行い、前記第1トルク指令Tref1を算出する。第1トルク制御部14は前記第1トルク指令Tref1に基づいてトルク制御演算を行ない、前記第1モータ駆動電流を算出する。第1差分器15は前記第1モータ位置Pfb1から前記第1モータ速度Vfb1を算出する。
第2位置制御部22は前記位置指令Prefに前記第2モータ位置Pfb2が一致するように位置制御演算を行い、前記第2速度指令Vref2を算出する。第2速度制御部23は前記第2モータ速度指令Vref2から前記補償値Cvrefを差し引いた信号に前記第2モータ速度Vfb2が一致するように速度制御演算を行い、前記第2トルク指令Tref2を算出する。第2トルク制御部24は前記第2トルク指令Tref2に基づいてトルク制御演算を行ない、前記第2モータ駆動電流を算出する。第2差分器25は前記第2モータ位置Pfb2から前記第2モータ速度Vfb2を算出する。
補償演算器33は前記第1速度指令Vref1から前記第2速度指令Vref2を差し引いた軸間速度指令差が零になるように補償演算を行い、前記軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出する。
軸ずれ補償部31は、減算器32と加算器34と減算器35と補償演算器33とで構成する。すなわち、図1において、破線で囲んだ部分が軸ずれ補償部31である。
このように、第1モータ16と第2モータ26とが軸ずれしないようにして、テーブル18を第1モータ16と第2モータ26とで駆動する。
本実施例では速度制御部の出力を回転型モータを想定してトルク指令としたが、リニアモータの場合は速度制御部の出力を推力指令として同様な構成で実現すればよい。
The command generator 11 generates a position command Pref that is a target position of the table 18.
The first position control unit 12 performs a position control calculation so that the first motor position Pfb1 matches the position command Pref, and calculates the first speed command Vref1. The first speed control unit 13 performs a speed control calculation so that the first motor speed Vfb1 coincides with a signal obtained by adding the first speed command Vref1 and the compensation value Cvref, and the first torque command Tref1 is calculated. calculate. The first torque control unit 14 performs a torque control calculation based on the first torque command Tref1, and calculates the first motor drive current. The first differentiator 15 calculates the first motor speed Vfb1 from the first motor position Pfb1.
The second position control unit 22 performs a position control calculation so that the second motor position Pfb2 matches the position command Pref, and calculates the second speed command Vref2. The second speed control unit 23 performs a speed control calculation so that the second motor speed Vfb2 matches a signal obtained by subtracting the compensation value Cvref from the second motor speed command Vref2, and calculates the second torque command Tref2. . The second torque control unit 24 performs a torque control calculation based on the second torque command Tref2, and calculates the second motor drive current. The second subtractor 25 calculates the second motor speed Vfb2 from the second motor position Pfb2.
The compensation calculator 33 performs a compensation calculation so that an inter-axis speed command difference obtained by subtracting the second speed command Vref2 from the first speed command Vref1 is zero, and calculates the axis deviation compensated speed command Cvref.
The axis deviation compensation unit 31 includes a subtracter 32, an adder 34, a subtracter 35, and a compensation calculator 33. That is, in FIG. 1, the portion surrounded by the broken line is the axis deviation compensation unit 31.
In this way, the table 18 is driven by the first motor 16 and the second motor 26 so that the first motor 16 and the second motor 26 are not misaligned.
In this embodiment, the output of the speed control unit is a torque command assuming a rotary motor, but in the case of a linear motor, the output of the speed control unit may be realized with the same configuration as the thrust command.

図2は補償演算器33の詳細を説明するブロック図である。図2において、41は微分器、42は乗算器、43は積分器、44は乗算器、45は乗算器、46は加算器である。
減算器32は前記第1速度指令Vref1および前記第2速度指令Vref2を入力し、前記軸間速度指令差を微分器41と積分器43と乗算器45とへ出力する。微分器41は前記軸間速度指令差を入力し、時間微分して、前記軸間速度指令差を時間微分した値を乗算器42へ出力する。乗算器42は前記軸間速度指令差を時間微分した値を入力し、予め設定された定数Gdを乗算した値を加算器46へ出力する。積分器43は前記軸間速度指令差を入力し、時間積分して、前記軸間速度指令差を時間積分した値を乗算器44へ出力する。乗算器44は前記軸間速度指令差を時間積分した値を入力し、予め設定された定数Giを乗算した値を加算器46へ出力する。乗算器45は前記軸間速度指令差を入力し、予め設定された定数Gpを乗算した値を加算器46へ出力する。加算器46は前記軸間速度指令差微分値と前記軸間速度指令差積分値と前記軸間速度指令差比例値とを入力し、前記軸間速度指令差微分値と前記軸間速度指令差積分値と前記軸間速度指令差比例値とをたし合わせて軸ずれ補償速度指令Cvrefとして出力する。
図中、破線で囲った部分が補償演算器33である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating details of the compensation calculator 33. In FIG. 2, 41 is a differentiator, 42 is a multiplier, 43 is an integrator, 44 is a multiplier, 45 is a multiplier, and 46 is an adder.
The subtractor 32 inputs the first speed command Vref1 and the second speed command Vref2, and outputs the inter-axis speed command difference to the differentiator 41, the integrator 43, and the multiplier 45. The differentiator 41 receives the inter-axis speed command difference, performs time differentiation, and outputs a value obtained by time-differentiating the inter-axis speed command difference to the multiplier 42. The multiplier 42 inputs a value obtained by time differentiation of the speed command difference between the axes, and outputs a value obtained by multiplying a preset constant Gd to the adder 46. The integrator 43 inputs the speed command difference between the axes, performs time integration, and outputs a value obtained by time integration of the speed command difference between the axes to the multiplier 44. The multiplier 44 inputs a value obtained by integrating the speed command difference between the axes with time, and outputs a value obtained by multiplying a preset constant Gi to the adder 46. The multiplier 45 inputs the speed command difference between the axes and outputs a value obtained by multiplying a preset constant Gp to the adder 46. The adder 46 inputs the inter-axis speed command difference differential value, the inter-axis speed command difference integral value, and the inter-axis speed command difference proportional value, and the inter-axis speed command difference differential value and the inter-axis speed command difference. The integral value and the inter-axis speed command difference proportional value are added together and output as an axis deviation compensated speed command Cvref.
In the figure, a portion surrounded by a broken line is the compensation calculator 33.

次に、シミュレーションを用いて、実施例1の効果を検証した結果を図7および図8を用いて説明する。図7は軸ずれの補償を行わない場合の応答例で、図8は実施例1の応答例である。図7(a)は1軸目の位置指令増分値Vr1、モータ速度Vfb1、および速度偏差Ve1を表しており、図7(b)は2軸目の位置指令増分値Vr2、モータ速度Vfb2、および速度偏差Ve2を表しており、図7(c)は両軸間の同期位置誤差Seを表している。
同様に、図8(a)は1軸目の位置指令増分値Vr1、モータ速度Vfb1、および速度偏差Ve1を表しており、図8(b)は2軸目の位置指令増分値Vr2、モータ速度Vfb2、および速度偏差Ve2を表しており、図8(c)は両軸間の同期位置誤差Seを表している。図7(c)と図8(c)に表した両軸間の同期位置誤差を比べると、軸間の補償を行わない場合は200パルス程度の誤差が出ており、実施例1を用いた場合は80パルス程度であり、同期誤差が1/2以下に小さくなっている。
このように以上の構成とすることで、1軸目と2軸目の応答差をなくし、第1モータと第2モータとの応答性のずれによって生じる軸ずれを抑えることができ、可動部材であるテーブルを高速・高精度で駆動することができる。また、振動も抑制することができる。
Next, the result of verifying the effect of Example 1 using simulation will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows a response example in the case where compensation for the axis deviation is not performed, and FIG. 8 shows a response example in the first embodiment. 7A shows the position command increment value Vr1 for the first axis, the motor speed Vfb1, and the speed deviation Ve1, and FIG. 7B shows the position command increment value Vr2 for the second axis, the motor speed Vfb2, and The speed deviation Ve2 is shown, and FIG. 7C shows the synchronous position error Se between the two axes.
Similarly, FIG. 8A shows the position command increment value Vr1 for the first axis, the motor speed Vfb1, and the speed deviation Ve1, and FIG. 8B shows the position command increment value Vr2 for the second axis and the motor speed. Vfb2 and speed deviation Ve2 are shown, and FIG. 8C shows the synchronous position error Se between the two axes. Comparing the synchronization position errors between the two axes shown in FIG. 7C and FIG. 8C, an error of about 200 pulses is obtained when compensation between the axes is not performed, and Example 1 was used. In this case, it is about 80 pulses, and the synchronization error is reduced to 1/2 or less.
By adopting the above configuration, the difference in response between the first axis and the second axis can be eliminated, and the axis deviation caused by the difference in response between the first motor and the second motor can be suppressed. A certain table can be driven at high speed and high accuracy. Further, vibration can be suppressed.

実施例2が実施例1と異なる点は、補償演算器33が、実施例1では第1速度指令Vref1から第2速度指令Vref2を差し引いた軸間速度指令差を用いて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出するのに対し、実施例2では第2モータ速度Vfb2から第1モータ速度Vfb1を差し引いた軸間速度差を用いて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出する点である。
図3は本発明を適用する第2の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図である。ここでは、重複した説明を避けるため、図3が図1と異なる点についてのみ説明する。
図3において、第1位置制御部12は第1速度指令Vref1を加算器34のみへ出力する。また、第2位置制御部22は第2速度指令Vref2を減算器35のみへ出力する。
第1差分器15は第1モータ速度Vfb1を第1速度制御部13および減算器32へ出力する。また、第2差分器25は第2モータ速度Vfb2を第2速度制御部23および減算器32へ出力する。
減算器32は第1モータ速度Vfb1および第2モータ速度Vfb2を入力し、前記第2モータ速度Vfb2から前記第1モータ速度Vfb1を差し引いた軸間速度差を補償演算器33へ出力する。補償演算器33は前記軸間速度差を入力し、この軸間速度差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出する。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the compensation calculator 33 uses the difference in speed between axes command command Cvref obtained by subtracting the second speed command Vref2 from the first speed command Vref1 in the first embodiment. In contrast, in the second embodiment, the axis deviation compensation speed command Cvref is calculated using the inter-axis speed difference obtained by subtracting the first motor speed Vfb1 from the second motor speed Vfb2.
FIG. 3 is a block diagram of a motor control apparatus for explaining a second embodiment to which the present invention is applied. Here, only points in which FIG. 3 is different from FIG.
In FIG. 3, the first position control unit 12 outputs the first speed command Vref1 only to the adder 34. Further, the second position control unit 22 outputs the second speed command Vref2 only to the subtractor 35.
The first differentiator 15 outputs the first motor speed Vfb1 to the first speed controller 13 and the subtracter 32. The second subtractor 25 outputs the second motor speed Vfb2 to the second speed controller 23 and the subtracter 32.
The subtractor 32 receives the first motor speed Vfb1 and the second motor speed Vfb2, and outputs the difference between the shaft speeds obtained by subtracting the first motor speed Vfb1 from the second motor speed Vfb2 to the compensation calculator 33. The compensation calculator 33 receives the speed difference between the axes, and calculates an axis deviation compensation speed command Cvref based on the speed difference between the axes.

なお、軸ずれ補償部31は、第1モータ位置Pfb1および第2モータ位置Pfb2を入力し、第1モータ位置Pfb1から第1モータ速度Vfb1を算出し、第2モータ位置Pfb2から第2モータ速度Vfb2を算出して前記第2モータ速度Vfb2から前記第1モータ速度Vfb1を差し引いた軸間速度差を補償演算器33へ出力してもよい。
また、補償演算器33は、第2モータ位置Pfb2から第1モータ位置Pfb1を差し引いた軸間位置差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出してもよい。
また、この軸間位置差の差分から軸間速度差を算出し、この軸間速度差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出してもよい。
The shaft misalignment compensator 31 receives the first motor position Pfb1 and the second motor position Pfb2, calculates the first motor speed Vfb1 from the first motor position Pfb1, and calculates the second motor speed Vfb2 from the second motor position Pfb2. And an inter-axis speed difference obtained by subtracting the first motor speed Vfb1 from the second motor speed Vfb2 may be output to the compensation calculator 33.
Further, the compensation calculator 33 may calculate the axis deviation compensation speed command Cvref based on the inter-axis position difference obtained by subtracting the first motor position Pfb1 from the second motor position Pfb2.
Alternatively, the inter-axis speed difference may be calculated from the difference between the inter-axis position differences, and the axis deviation compensation speed command Cvref may be calculated based on the inter-axis speed difference.

図4は実施例2における補償演算器33の詳細を説明するブロック図である。
実施例2の補償演算器33が実施例1の補償演算器33と異なる点は、補償演算器33が、実施例1では軸間速度指令差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出するが、実施例2では軸間速度差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出する点である。
図中、破線で囲った部分が補償演算器33である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating details of the compensation calculator 33 in the second embodiment.
The compensation calculator 33 of the second embodiment is different from the compensation calculator 33 of the first embodiment in that the compensation calculator 33 calculates the axis deviation compensation speed command Cvref based on the inter-axis speed command difference in the first embodiment. In the second embodiment, the axis deviation compensation speed command Cvref is calculated based on the speed difference between the axes.
In the figure, a portion surrounded by a broken line is the compensation calculator 33.

実施例3が実施例1と異なる点は、実施例1では補償演算器33が第1速度指令Vref1から第2速度指令Vref2を差し引いた軸間速度指令差を用いて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出するのに対し、実施例3では軸ずれ補償部31に第1速度指令Vref1および第1モータ位置Pfb1に基づいて第1予測速度ΔPfb1pを算出する第1予測器36と、第2速度指令Vref2および第2モータ位置Pfb2に基づいて第2予測速度ΔPfb2pを算出する第2予測器37とを備え、補償演算器33が前記第1予測速度ΔPfb1pおよび前記第2予測速度ΔPfb2pを用いて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出する点である。   The third embodiment is different from the first embodiment in that in the first embodiment, the compensation calculator 33 uses the inter-axis speed command difference obtained by subtracting the second speed command Vref2 from the first speed command Vref1 to obtain the axis deviation compensation speed command Cvref. In contrast to this, in the third embodiment, the first deviation predictor 36 for calculating the first predicted speed ΔPfb1p based on the first speed command Vref1 and the first motor position Pfb1 in the shaft misalignment compensation unit 31, and the second speed command Vref2 And a second predictor 37 that calculates a second predicted speed ΔPfb2p based on the second motor position Pfb2, and a compensation calculator 33 uses the first predicted speed ΔPfb1p and the second predicted speed ΔPfb2p to compensate for an axis deviation. This is the point at which the speed command Cvref is calculated.

図5は本発明を適用する第3の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図である。ここでは、重複した説明を避けるため、図5が図1と異なる点についてのみ説明する。
図5において、36は第1予測器、37は第2予測器である。第1位置制御部12は第1速度指令Vref1を加算器34および第1予測器36へ出力する。また、第2位置制御部22は第2速度指令Vref2を減算器35および第2予測器37へ出力する。
第1位置検出器17は第1モータ位置Pfb1を第1位置制御部12、第1差分器15および第1予測器36へ出力する。また、第2位置検出器27は第2モータ位置Pfb2を第2位置制御部22、第2差分器25および第2予測器37へ出力する。
第1予測器36は前記第1速度指令Vref1および第1モータ位置Pfb1を入力し、第1予測速度ΔPfb1pを減算器32へ出力する。また、第2予測器37は前記第2速度指令Vref2および第2モータ位置Pfb2を入力し、第2予測速度ΔPfb2pを減算器32へ出力する。
減算器32は第1予測速度ΔPfb1pおよび第2予測速度ΔPfb2pを入力し、前記第2予測速度ΔPfb2pから前記第1予測速度ΔPfb1pを差し引いた軸間予測速度差を補償演算器33へ出力する。補償演算器33は前記軸間予測速度差を入力し、この軸間予測速度差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出する。
第1予測器36は第1速度指令Vref1および第1モータ位置Pfb1に基づいて第1予測速度ΔPfb1pを算出する。また、第2予測器37は第2速度指令Vref2および第2モータ位置Pfb2に基づいて第2予測速度ΔPfb2pを算出する。
図5の第1予測器へ入力している第1モータ速度指令Vref1の代わりに第1トルク指令Tref1あるいは位置指令Prefを第1予測器へ入力しても良い。同様に、第2予測器へ入力している第2モータ速度指令Vref2の代わりに第2トルク指令Tref2あるいは位置指令Prefを第2予測器へ入力しても良い。
FIG. 5 is a block diagram of a motor control apparatus for explaining a third embodiment to which the present invention is applied. Here, only points in which FIG. 5 is different from FIG. 1 will be described in order to avoid redundant description.
In FIG. 5, 36 is a first predictor and 37 is a second predictor. The first position control unit 12 outputs the first speed command Vref1 to the adder 34 and the first predictor 36. Further, the second position control unit 22 outputs the second speed command Vref2 to the subtractor 35 and the second predictor 37.
The first position detector 17 outputs the first motor position Pfb1 to the first position control unit 12, the first differentiator 15, and the first predictor 36. The second position detector 27 outputs the second motor position Pfb2 to the second position control unit 22, the second differentiator 25, and the second predictor 37.
The first predictor 36 receives the first speed command Vref1 and the first motor position Pfb1, and outputs the first predicted speed ΔPfb1p to the subtractor 32. The second predictor 37 receives the second speed command Vref2 and the second motor position Pfb2, and outputs the second predicted speed ΔPfb2p to the subtractor 32.
The subtractor 32 receives the first predicted speed ΔPfb1p and the second predicted speed ΔPfb2p, and outputs the inter-axis predicted speed difference obtained by subtracting the first predicted speed ΔPfb1p from the second predicted speed ΔPfb2p to the compensation calculator 33. The compensation calculator 33 receives the inter-axis predicted speed difference and calculates an axis deviation compensated speed command Cvref based on the inter-axis predicted speed difference.
The first predictor 36 calculates a first predicted speed ΔPfb1p based on the first speed command Vref1 and the first motor position Pfb1. The second predictor 37 calculates a second predicted speed ΔPfb2p based on the second speed command Vref2 and the second motor position Pfb2.
Instead of the first motor speed command Vref1 input to the first predictor in FIG. 5, the first torque command Tref1 or the position command Pref may be input to the first predictor. Similarly, the second torque command Tref2 or the position command Pref may be input to the second predictor instead of the second motor speed command Vref2 input to the second predictor.

つぎに、第1予測速度ΔPfb1pの算出方法について説明する。
本制御装置においてサンプリング周期がTsであり、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第1モータ位置Pfb1(i-K)を前記第1位置検出器より入力する場合、時刻i・Tsよりもmサンプリング先の時刻(i+m)・Tsにおける第1モータ速度の予測値ΔPfb1(i+m)を用いて、前記予測値ΔPfb1pを式(1)
Next, a method for calculating the first predicted speed ΔPfb1p will be described.
In this control apparatus, when the sampling period is Ts and the first motor position Pfb1 (iK) in the past of K (≧ 0) sampling at the sampling time i · Ts is input from the first position detector, the time i · Ts Using the predicted value ΔPfb1 * (i + m) of the first motor speed at m sampling destination time (i + m) · Ts, the predicted value ΔPfb1p is expressed by equation (1).

ΔPfb1p =ΔPfb1(i+M)、または、ΔPfb1p =ΔPfb1(i+M−1) (1) ΔPfb1p = ΔPfb1 * (i + M) or ΔPfb1p = ΔPfb1 * (i + M−1) (1)

または、補間して式(2)   Or, the equation (2)

ΔPfb1p = {s1・ΔPfb1(i+M−1)+s2・ΔPfb1(i+M)}/(s1+s2) (2) ΔPfb1p = {s1 ・ ΔPfb1 * (i + M−1) + s2 ・ ΔPfb1 * (i + M)} / (s1 + s2) (2)

で与えることもできる。ここでMは予測区間であり、s1、s2は補間係数である。
特にK=0かつM=1である時は式(3)
Can also be given. Here, M is a prediction interval, and s1 and s2 are interpolation coefficients.
Especially when K = 0 and M = 1, formula (3)

ΔPfb1p = {s1・ΔPfb1(i)+s2・ΔPfb1(i+1)}/(s1+s2) (3) ΔPfb1p = {s1 ・ ΔPfb1 (i) + s2 ・ ΔPfb1 * (i + 1)} / (s1 + s2) (3)

で与えられる。ただし、Δはサンプリング周期Ts間の増分値を表す。
ここで、mサンプリング先の第1モータ予測速度ΔPfb1(i+m)は、以下の式(4)、式(5)
Given in. Here, Δ represents an increment value during the sampling period Ts.
Here, the first motor predicted speed ΔPfb1 * (i + m) of m sampling destinations is expressed by the following equations (4) and (5).

ΔPfb1(i+m) = Pfb1(i+m)−Pfb1(i+m−1) (5) ΔPfb1 * (i + m) = Pfb1 * (i + m) −Pfb1 * (i + m−1) (5)

または、以下の2式の何れか1つの式で与える。 Or, it is given by one of the following two formulas.

以下、式(4)〜式(7)について説明する。まず、式(4)を説明する。いま第1モータ16の第1トルク指令Tref1、第1速度指令Vref1、または、位置指令Prefのいずれかを入力uと考え、この入力u(i)から第1モータ位置Pfb1(i)までの伝達関数モデルが、   Hereinafter, Formula (4)-Formula (7) are demonstrated. First, equation (4) will be described. Now, the first torque command Tref1, the first speed command Vref1 or the position command Pref of the first motor 16 is considered as an input u, and the transmission from this input u (i) to the first motor position Pfb1 (i). The function model is

Gry(z)=(b1z−1+・・・+bNbz−Nb)/(1−a1z−1−・・・−aNaz−Na) (8) Gry (z) = (b 1 z −1 +... + B Nb z −Nb ) / (1−a 1 z −1 −... −a Na z −Na ) (8)

の離散時間系で得られているとする。時刻i・Ts(以下便宜上時刻iと呼ぶ)において、未来の入力をu(j)=u(i) (j>i)として、時刻i−K以降の第1モータ位置を予測すると前記式(4)となり、係数Amn、Bmnは次式で与えられる。 Is obtained in a discrete time system. At time i · Ts (hereinafter referred to as time i for convenience), assuming that the future input is u (j) = u (i) (j> i), the first motor position after time i−K is predicted, 4), and the coefficients A mn and B mn are given by the following equations.

ただし、an=0(n>Na)、bn=0(n<1およびn>Nb)、a'm(Na+K)=0、b'm(Nb+K)=0
次に式(6)を説明する。いま入力増分値Δu(i)から第1モータ速度ΔPfb1(i)までの離散時間伝達関数モデル、
However, a n = 0 (n> Na), b n = 0 (n <1 and n> Nb), a ' m (Na + K) = 0, b' m (Nb + K) = 0
Next, equation (6) will be described. Discrete time transfer function model from input increment value Δu (i) to first motor speed ΔPfb1 (i)

Gdd(z) = (b1z−1 + … + bNbz−Nb) / (1 - a1z−1 - … - aNaz−Na) (11) Gdd (z) = (b 1 z −1 +… + b Nb z −Nb ) / (1-a 1 z −1- …-a Na z −Na ) (11)

を用い、時刻iにおいて、未来の入力をu(j)=u(i) (j>i)として、時刻i‐K以降の第1モータ速度を予測すると前記(6)式となる。ここで、係数Amn、Bmnは次式で与えられる。 When the future input is u (j) = u (i) (j> i) at time i and the first motor speed after time i−K is predicted, the above equation (6) is obtained. Here, the coefficients A mn and B mn are given by the following equations.

ただし、an=0 (n>Na)、bn=0 (n<1およびn>Nb)
さらに、式(7)を説明する。いま入力u(i)から第1モータ速度ΔPfb1(i)までの離散時間伝達関数モデル、
Where a n = 0 (n> Na), b n = 0 (n <1 and n> Nb)
Furthermore, Formula (7) is demonstrated. Discrete time transfer function model from input u (i) to first motor speed ΔPfb1 (i)

Grd(z) = (b1z−1 + … + bNbz―Nb) / (1 - a1z−1 - … - aNaz−Na) (13) Grd (z) = (b 1 z −1 +… + b Nb z −Nb ) / (1-a 1 z −1- …-a Na z −Na ) (13)

を用い、時刻iにおいて、 未来の入力をu(j)=u(i) (j>i)として、時刻i−K以降の第1モータ速度を予測すると前記式(7)となる。ここで、係数Amn、Bmn は次式で与えられる。 When the future input is u (j) = u (i) (j> i) at time i and the first motor speed after time i−K is predicted, the above equation (7) is obtained. Here, the coefficients A mn and B mn are given by the following equations.

ただし、an=0 (n>Na)、bn=0 (n<1およびn>Nb) Where a n = 0 (n> Na), b n = 0 (n <1 and n> Nb)

つぎに、第2予測速度ΔPfb2pの算出方法について説明する。
本制御装置においてサンプリング周期がTsであり、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i-K)を前記第2位置検出器より入力する場合、時刻i・Tsよりもmサンプリング先の時刻(i+m)・Tsにおける第2モータ速度の予測値ΔPfb2(i+m)を用いて、前記予測値ΔPfb2pを式(15)
Next, a method for calculating the second predicted speed ΔPfb2p will be described.
In this control apparatus, when the sampling cycle is Ts and the second motor position Pfb2 (iK) in the past of K (≧ 0) sampling at the sampling time i · Ts is input from the second position detector, the time i · Ts Using the predicted value ΔPfb2 * (i + m) of the second motor speed at the time (i + m) · Ts of m sampling destinations, the predicted value ΔPfb2p is expressed by the following equation (15).

ΔPfb2p =ΔPfb2(i+M)、または、ΔPfb2p =ΔPfb2(i+M−1) (15) ΔPfb2p = ΔPfb2 * (i + M) or ΔPfb2p = ΔPfb2 * (i + M−1) (15)

または、補間して式(16)   Or, interpolate to equation (16)

ΔPfb2p = {s1・ΔPfb2(i+M−1)+s2・ΔPfb2(i+M)}/(s1+s2) (16) ΔPfb2p = {s1 ・ ΔPfb2 * (i + M−1) + s2 ・ ΔPfb2 * (i + M)} / (s1 + s2) (16)

で与えることもできる。ここでMは予測区間であり、s1、s2は補間係数である。
特にK=0かつM=1である時は式(17)
Can also be given. Here, M is a prediction interval, and s1 and s2 are interpolation coefficients.
Especially when K = 0 and M = 1, the equation (17)

ΔPfb2p = {s1・ΔPfb2(i)+s2・ΔPfb2(i+1)}/(s1+s2) (17) ΔPfb2p = {s1 ・ ΔPfb2 (i) + s2 ・ ΔPfb2 * (i + 1)} / (s1 + s2) (17)

で与えられる。ただし、Δはサンプリング周期Ts間の増分値を表す。
ここで、mサンプリング先の第2モータ予測速度ΔPfb2(i+m)は、以下の式(18)、式(19)
Given in. Here, Δ represents an increment value during the sampling period Ts.
Here, the second motor predicted speed ΔPfb2 * (i + m) of m sampling destinations is expressed by the following equations (18) and (19).

ΔPfb2(i+m) = Pfb2(i+m)−Pfb2(i+m−1) (19) ΔPfb2 * (i + m) = Pfb2 * (i + m) −Pfb2 * (i + m−1) (19)

または、以下の2式の何れか1つの式で与える。 Or, it is given by one of the following two formulas.

以下、式(18)〜式(21)について説明する。まず、式(18)を説明する。いま第2モータ26の第2トルク指令Tref2、第2速度指令Vref2、または、位置指令Prefのいずれかを入力uと考え、この入力u(i)から第2モータ位置Pfb2(i)までの伝達関数モデルが、式(8)の離散時間系で得られているとする。時刻i・Ts(以下便宜上時刻iと呼ぶ)において、未来の入力をu(j)=u(i) (j>i)として、時刻i−K以降の第2モータ位置を予測すると前記式(18)となり、係数Amn、Bmnは式(9)および式(10)で与えられる。 Hereinafter, Formula (18)-Formula (21) are demonstrated. First, equation (18) will be described. Now, any one of the second torque command Tref2, the second speed command Vref2 or the position command Pref of the second motor 26 is considered as an input u, and transmission from this input u (i) to the second motor position Pfb2 (i). It is assumed that the function model is obtained in the discrete time system of Expression (8). At time i · Ts (hereinafter referred to as time i for convenience), assuming that the future input is u (j) = u (i) (j> i), the second motor position after time i−K is predicted, 18), and the coefficients A mn and B mn are given by the equations (9) and (10).

次に式(20)を説明する。いま入力増分値Δu(i)から第2モータ速度ΔPfb2(i)までの離散時間伝達関数モデル、式(11)を用い、時刻iにおいて、未来の入力をu(j)=u(i) (j>i)として、時刻i‐K以降の第2モータ速度を予測すると前記(20)式となる。ここで、係数Amn、Bmnは式(12)で与えられる。
さらに、式(21)を説明する。いま入力u(i)から第2モータ速度ΔPfb2(i)までの離散時間伝達関数モデル、式(13)を用い、時刻iにおいて、 未来の入力をu(j)=u(i) (j>i)として、時刻i−K以降の第2モータ速度を予測すると前記式(21)となる。ここで、係数Amn、Bmn は式(14)で与えられる。
Next, equation (20) will be described. Now, using the discrete time transfer function model from the input increment value Δu (i) to the second motor speed ΔPfb2 (i), equation (11), the future input is represented by u (j) = u (i) ( When j> i), the second motor speed after time i-K is predicted, the equation (20) is obtained. Here, the coefficients A mn and B mn are given by Expression (12).
Furthermore, Formula (21) is demonstrated. Now, using the discrete time transfer function model from the input u (i) to the second motor speed ΔPfb2 (i), equation (13), the future input at time i is u (j) = u (i) (j> As i), when the second motor speed after the time i−K is predicted, the equation (21) is obtained. Here, the coefficients A mn and B mn are given by equation (14).

図6は実施例3における補償演算器33の詳細を説明するブロック図である。
実施例3の補償演算器33が実施例1の補償演算器33と異なる点は、補償演算器33が、実施例1では軸間速度指令差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出するが、実施例3では軸間予測速度差に基づいて軸ずれ補償速度指令Cvrefを算出する点である。
図中、破線で囲った部分が補償演算器33である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating details of the compensation calculator 33 in the third embodiment.
The compensation calculator 33 of the third embodiment is different from the compensation calculator 33 of the first embodiment in that the compensation calculator 33 calculates the axis deviation compensation speed command Cvref based on the inter-axis speed command difference in the first embodiment. In the third embodiment, the axis deviation compensation speed command Cvref is calculated based on the inter-axis predicted speed difference.
In the figure, a portion surrounded by a broken line is the compensation calculator 33.

以上に説明したように、両軸の速度指令が得られる場合は請求項1に記載の方法を適用し、両軸のモータ速度が得られる場合は請求項2に記載の方法、両軸の位置が得られる場合は請求項5または6に記載の方法を用いることで、軸間の相互ずれを抑え、高い応答性を備えた制御装置が提供できる。   As described above, when the speed command of both axes is obtained, the method according to claim 1 is applied, and when the motor speed of both axes is obtained, the method according to claim 2 and the position of both axes are obtained. Can be obtained, the control apparatus having high responsiveness can be provided by suppressing the mutual displacement between the axes by using the method according to claim 5 or 6.

本発明は、電子部品実装装置や半導体製造装置の位置決め駆動用サーボ制御装置、工作機械や産業用ロボットを駆動するモータ制御装置において、1つの可動部を2つのモータで同期駆動するタンデム駆動制御に利用できる。   The present invention provides positioning control servo control devices for electronic component mounting devices and semiconductor manufacturing devices, motor control devices for driving machine tools and industrial robots, and tandem drive control for synchronously driving one movable part with two motors. Available.

本発明を適用する第1の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図The block diagram of the motor control apparatus explaining the 1st example to which the present invention is applied. 本発明を適用する第1の実施例の補償演算器を説明するブロック図1 is a block diagram for explaining a compensation computing unit according to a first embodiment to which the present invention is applied. 本発明を適用する第2の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図The block diagram of the motor control apparatus explaining the 2nd example to which the present invention is applied. 本発明を適用する第2の実施例の補償演算器を説明するブロック図Block diagram for explaining a compensation arithmetic unit according to a second embodiment to which the present invention is applied 本発明を適用する第3の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図The block diagram of the motor control apparatus explaining the 3rd example to which the present invention is applied. 本発明を適用する第3の実施例の補償演算器を説明するブロック図Block diagram for explaining a compensation arithmetic unit according to a third embodiment to which the present invention is applied 軸ずれの補償を行わない場合の応答例Response example when compensation for axis deviation is not performed 本発明の実施例1の応答例Response example of Embodiment 1 of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

11 指令発生部
12 第1位置制御部
13 第1速度制御部
14 第1トルク制御部
15 第1差分器
16 第1モータ
17 第1位置検出器
18 テーブル
22 第2位置制御部
23 第2速度制御部
24 第2トルク制御部
25 第2差分器
26 第2モータ
27 第2位置検出器
31 軸ずれ補償部
32、35 減算器
33 補償演算器
34、46 加算器
36 第1予測器
37 第2予測器
41 微分器
42、44、45 乗算器
43 積分器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Command generation part 12 1st position control part 13 1st speed control part 14 1st torque control part 15 1st differentiator 16 1st motor 17 1st position detector 18 Table 22 2nd position control part 23 2nd speed control Unit 24 second torque control unit 25 second difference unit 26 second motor 27 second position detector 31 axis deviation compensation units 32 and 35 subtractor 33 compensation calculators 34 and 46 adder 36 first predictor 37 second prediction Differentiator 41 Differentiator 42, 44, 45 Multiplier 43 Integrator

Claims (17)

上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
前記第1速度指令および前記第2速度指令を入力し、第1モータおよび第2モータ間の動作ずれを補償する軸ずれ補償速度指令を作成して、前記第1速度指令および前記第2速度指令を補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
The position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, the first position control unit that calculates the first speed command so that the first motor position matches the position command, and the first speed command A first speed control unit that performs speed control so as to match the first motor speed and calculates a first torque or thrust command, and inputs the first torque or thrust command, performs torque or thrust control, and drives the first motor A first torque controller, a first position detector for detecting a position of the first motor, a first differentiator for calculating the first motor speed from the first motor position, and a second in response to the position command. A second position control unit that calculates a second speed command so that the motor position matches, and a second torque or thrust command that performs speed control so that the second motor speed matches the second speed command. 2nd speed A control unit; a second torque control unit that inputs the second torque or thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor; a second position detector that detects a position of the second motor; A motor control device including a second subtractor for calculating the second motor speed from a second motor position and driving one movable member by two motors;
The first speed command and the second speed command are input, and an axis deviation compensation speed command for compensating for an operation deviation between the first motor and the second motor is created, and the first speed command and the second speed command are generated. A motor control device comprising: an axis deviation compensation unit for compensating
前記軸ずれ補償部は、前記第1速度指令から前記第2速度指令を差引いて軸間速度指令差を算出する減算器と、前記軸間速度指令差を時間積分した値に定数を乗じた軸間速度指令差積分値と前記軸間速度指令差に定数を乗じた軸間速度指令差比例値と前記軸間速度指令差を時間微分した値に定数を乗じた軸間速度指令差微分値とを加え合せた値を前記軸ずれ補償速度指令として出力する補償演算器と、前記第1速度指令に前記軸ずれ補償速度指令を加える加算器と、前記第2速度指令から前記軸ずれ補償速度指令を減じる減算器とを備えることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The axis deviation compensation unit includes a subtracter that subtracts the second speed command from the first speed command to calculate an inter-axis speed command difference, and an axis obtained by multiplying a value obtained by time-integrating the inter-axis speed command difference with a constant. Inter-speed command difference integral value obtained by multiplying the inter-axis speed command difference by a constant, and an inter-axis speed command difference proportional value obtained by multiplying a value obtained by time-differentiating the inter-axis speed command difference by a constant, and A compensation arithmetic unit that outputs a value obtained by adding the axis deviation compensation speed command, an adder that adds the axis deviation compensation speed command to the first speed command, and the axis deviation compensation speed command from the second speed command. The motor control device according to claim 1, further comprising a subtractor that subtracts. 上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
前記第1モータ速度と前記第2モータ速度とを入力し、第1モータおよび第2モータ間の動作ずれを補償する軸ずれ補償速度指令を作成して、前記第1速度指令および前記第2速度指令を補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
The position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, the first position control unit that calculates the first speed command so that the first motor position matches the position command, and the first speed command A first speed control unit that performs speed control so as to match the first motor speed and calculates a first torque or thrust command, and inputs the first torque or thrust command, performs torque or thrust control, and drives the first motor A first torque controller, a first position detector for detecting a position of the first motor, a first differentiator for calculating the first motor speed from the first motor position, and a second in response to the position command. A second position control unit that calculates a second speed command so that the motor position matches, and a second torque or thrust command that performs speed control so that the second motor speed matches the second speed command. 2nd speed A control unit; a second torque control unit that inputs the second torque or thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor; a second position detector that detects a position of the second motor; A motor control device including a second subtractor for calculating the second motor speed from a second motor position and driving one movable member by two motors;
The first motor speed and the second motor speed are inputted, an axis deviation compensation speed command for compensating for an operation deviation between the first motor and the second motor is created, and the first speed command and the second speed are created. A motor control device comprising an axis deviation compensation unit for compensating a command.
前記軸ずれ補償部は、前記第2モータ速度から前記第1モータ速度を差引いて軸間速度差を算出する減算器と、前記軸間速度差を時間積分した値に定数を乗じた軸間速度差積分値と前記軸間速度差に定数を乗じた軸間速度差比例値と前記軸間速度差を時間微分した値に定数を乗じた軸間速度差微分値とを加え合せた値を前記軸ずれ補償速度指令として出力する補償演算器と、前記第1速度指令に前記軸ずれ補償速度指令を加える加算器と、前記第2速度指令から前記軸ずれ補償速度指令を減じる減算器とを備えることを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。   The shaft misalignment compensator includes a subtractor for subtracting the first motor speed from the second motor speed to calculate an inter-shaft speed difference, and an inter-shaft speed obtained by multiplying a value obtained by time-integrating the inter-shaft speed difference by a constant. A value obtained by adding a difference integral value, an inter-axis speed difference proportional value obtained by multiplying the inter-axis speed difference by a constant, and an inter-axis speed difference differential value obtained by multiplying the value obtained by time-differentiating the inter-axis speed difference by the constant. A compensation calculator for outputting an axis deviation compensation speed command; an adder for adding the axis deviation compensation speed command to the first speed command; and a subtractor for subtracting the axis deviation compensation speed command from the second speed command. The motor control device according to claim 3. 上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
前記第1モータ位置と前記第2モータ位置を入力し、第1モータと第2モータ間の動作ずれを補償する軸ずれ補償速度指令を作成して、前記第1速度指令および前記第2速度指令を補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
The position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, the first position control unit that calculates the first speed command so that the first motor position matches the position command, and the first speed command A first speed control unit that performs speed control so as to match the first motor speed and calculates a first torque or thrust command, and inputs the first torque or thrust command, performs torque or thrust control, and drives the first motor A first torque controller, a first position detector for detecting a position of the first motor, a first differentiator for calculating the first motor speed from the first motor position, and a second in response to the position command. A second position control unit that calculates a second speed command so that the motor position matches, and a second torque or thrust command that performs speed control so that the second motor speed matches the second speed command. 2nd speed A control unit; a second torque control unit that inputs the second torque or thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor; a second position detector that detects a position of the second motor; A motor control device including a second subtractor for calculating the second motor speed from a second motor position and driving one movable member by two motors;
The first motor position and the second motor position are input, an axis deviation compensation speed command for compensating for an operation deviation between the first motor and the second motor is created, and the first speed command and the second speed command are generated. A motor control device comprising: an axis deviation compensation unit for compensating
上位コントローラから出力された位置指令を2つのモータの目標位置とし、前記位置指令に第1モータ位置が一致するように第1速度指令を算出する第1位置制御部と、前記第1速度指令に第1モータ速度が一致するように速度制御を行い第1トルクまたは推力指令を算出する第1速度制御部と、前記第1トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第1モータを駆動する第1トルク制御部と、前記第1モータの位置を検出する第1位置検出器と、前記第1モータ位置から前記第1モータ速度を算出する第1差分器と、前記位置指令に第2モータ位置が一致するように第2速度指令を算出する第2位置制御部と、前記第2速度指令に第2モータ速度が一致するように速度制御を行い第2トルクまたは推力指令を算出する第2速度制御部と、前記第2トルクまたは推力指令を入力しトルクまたは推力制御を行い第2モータを駆動する第2トルク制御部と、前記第2モータの位置を検出する第2位置検出器と、前記第2モータ位置から前記第2モータ速度を算出する第2差分器とを備え、2つのモータで1つの可動部材を駆動するモータ制御装置において、
第1の入力信号対として前記第1トルクまたは推力指令と前記第2トルクまたは推力指令、もしくは前記第1モータ速度指令と前記第2モータ速度指令、もしくは前記第1位置指令と前記第2位置指令を入力し、第2の入力信号対として前記第1モータ位置と前記第2モータ位置を入力し、前記第1の入力信号対から前記第2の入力信号対までの動特性モデルを用いて第1予測速度ΔPfb1pおよび第2予測速度ΔPfb2pを算出し、前記第1予測速度ΔPfb1pおよび前記第2予測速度ΔPfb2pを用いて軸ずれ補償する軸ずれ補償部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
The position command output from the host controller is set as the target position of the two motors, the first position control unit that calculates the first speed command so that the first motor position matches the position command, and the first speed command A first speed control unit that performs speed control so as to match the first motor speed and calculates a first torque or thrust command, and inputs the first torque or thrust command, performs torque or thrust control, and drives the first motor A first torque controller, a first position detector for detecting a position of the first motor, a first differentiator for calculating the first motor speed from the first motor position, and a second in response to the position command. A second position control unit that calculates a second speed command so that the motor position matches, and a second torque or thrust command that performs speed control so that the second motor speed matches the second speed command. 2nd speed A control unit; a second torque control unit that inputs the second torque or thrust command and performs torque or thrust control to drive the second motor; a second position detector that detects a position of the second motor; A motor control device including a second subtractor for calculating the second motor speed from a second motor position and driving one movable member by two motors;
The first torque or thrust command and the second torque or thrust command, or the first motor speed command and the second motor speed command, or the first position command and the second position command as a first input signal pair. The first motor position and the second motor position are input as a second input signal pair, and a first dynamic signal model from the first input signal pair to the second input signal pair is used. A motor control device comprising: an axis deviation compensation unit that calculates one prediction speed ΔPfb1p and a second prediction speed ΔPfb2p and compensates for an axis deviation using the first prediction speed ΔPfb1p and the second prediction speed ΔPfb2p.
前記軸ずれ補償部は、前記第2予測速度から前記第1予測速度を差し引いて軸間予測速度差を算出する減算器と、前記軸間予測速度差を時間積分した値に定数を乗じた軸間予測速度差積分値と前記軸間予測速度差に定数を乗じた軸間予測速度差比例値と前記軸間予測速度差を時間微分した値に定数を乗じた軸間予測速度差微分値とを加え合せた値を前記軸ずれ補償速度指令として出力する補償演算器と、この軸ずれ補償速度指令を、前記速度指令1に加える加算器と、前記速度指令2から減じる減算器と、を備えることを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置。   The axis deviation compensation unit includes a subtracter that calculates an inter-axis predicted speed difference by subtracting the first predicted speed from the second predicted speed, and an axis obtained by multiplying a value obtained by time-integrating the inter-axis predicted speed difference. The inter-predicted speed difference integral value, the inter-axis predicted speed difference proportional value multiplied by a constant, and the inter-axis predicted speed difference proportional value multiplied by a constant to the inter-axis predicted speed difference differential value, A compensation arithmetic unit that outputs a value obtained by adding the axis deviation compensation speed command, an adder that adds the axis deviation compensation speed command to the speed command 1, and a subtractor that subtracts the speed command 2 from the speed command 2. The motor control device according to claim 6. 前記軸ずれ補償部において、サンプリング周期をTs、△Pfb1(i+m)を、第1トルクまたは推力指令、第1速度指令、第1位置指令のいずれかを入力uとしてこの入力uまたはその増分値Δuから第1モータ位置Pfb1またはその増分値ΔPfb1までの離散時間伝達関数モデルを用いて予測した時刻i・Tsよりもmサンプリング先の時刻(i+m)・Tsにおける第1モータ予測速度とし、Δはサンプリング周期Ts間の増分値を表し、Mは予測区間であるとしたとき、前記第1予測速度ΔPfb1pを、
△Pfb1p=△Pfb1(i+M)、または、△Pfb1p=△Pfb1(i+M−1)
として与えることを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置。
In the axis deviation compensation unit, the sampling cycle is Ts, ΔPfb1 * (i + m) is any one of the first torque or thrust command, the first speed command, and the first position command as input u. First motor predicted speed at time (i + m) · Ts m sampling ahead of time i · Ts predicted using discrete time transfer function model from incremental value Δu to first motor position Pfb1 or its incremental value ΔPfb1 And Δ represents an increment value during the sampling period Ts, and M is a prediction interval, the first predicted speed ΔPfb1p is
△ Pfb1p = △ Pfb1 * (i + M) or △ Pfb1p = △ Pfb1 * (i + M−1)
The motor control device according to claim 6, which is given as:
s1、s2を補間係数としたとき、請求項8のΔPfb1pを求める式に代えて、前記第1予測速度ΔPfb1pを
ΔPfb1p={s1・ΔPfb1(i+M−1)+s2・ΔPfb1(i+M)}/(s1+s2)
特にM=1で、かつサンプリング時刻i・Tsにおいて第1モータ速度ΔPfb1(i)が得られる場合は、
ΔPfb1p={s1・ΔPfb1(i)+s2・ΔPfb1(i+1)}/(s1+s2)
として与えることを特徴とする請求項8に記載のモータ制御装置。
When s1 and s2 are interpolation coefficients, the first predicted speed ΔPfb1p is replaced by ΔPfb1p = {s1 · ΔPfb1 * (i + M−1) + s2 · ΔPfb1 * (i + M)} / (s1 + s2)
Especially when M = 1 and the first motor speed ΔPfb1 (i) is obtained at the sampling time i · Ts,
ΔPfb1p = {s1 ・ ΔPfb1 (i) + s2 ・ ΔPfb1 * (i + 1)} / (s1 + s2)
The motor control device according to claim 8, wherein the motor control device is given as:
mn、Bmnを入力uから第1モータ位置Pfb1までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第1モータ位置Pfb1(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第1モータ予測速度ΔPfb1(i+m)を、

ΔPfb1(i+m)=Pfb1(i+m)−Pfb1(i+m−1)
として与えることを特徴とする請求項8または9に記載のモータ制御装置。
A mn and B mn are coefficients determined by the discrete time transfer function model from the input u to the first motor position Pfb1, Na and Nb are the orders of the discrete time transfer function model, and K (≧ 0) at the sampling time i · Ts When the first motor position Pfb1 (i−K) in the past of sampling is input, the first motor predicted speed ΔPfb1 * (i + m) of the m sampling destination is

ΔPfb1 * (i + m) = Pfb1 * (i + m)-Pfb1 * (i + m-1)
The motor control device according to claim 8, wherein the motor control device is provided as:
mn、Bmnを入力の増分値Δuから第1モータ速度ΔPfb1までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第1モータ位置Pfb1(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第1モータ予測速度ΔPfb1(i+m)を、

として与えることを特徴とする請求項8または9に記載のモータ制御装置。
A mn and B mn are coefficients determined by the discrete time transfer function model from the input increment value Δu to the first motor speed ΔPfb1, Na and Nb are the orders of the discrete time transfer function model, and at the sampling time i · Ts, K ( ≧ 0) When the first motor position Pfb1 (i−K) in the past of sampling is input, the first motor predicted speed ΔPfb1 * (i + m) of the m sampling destination is

The motor control device according to claim 8, wherein the motor control device is provided as:
mn、Bmnを入力uから第1モータ速度ΔPfb1までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第1モータ位置Pfb1(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第1モータ予測速度ΔPfb1(i+m)を、

として与えることを特徴とする請求項8または9に記載のモータ制御装置。
A mn and B mn are coefficients determined by the discrete time transfer function model from the input u to the first motor speed ΔPfb1, Na and Nb are the orders of the discrete time transfer function model, and K (≧ 0) at the sampling time i · Ts When the first motor position Pfb1 (i−K) in the past of sampling is input, the first motor predicted speed ΔPfb1 * (i + m) of the m sampling destination is

The motor control device according to claim 8, wherein the motor control device is provided as:
前記軸ずれ補償部において、サンプリング周期をTs、△Pfb2(i+m)を、第2トルクまたは推力指令、第2速度指令、第2位置指令のいずれかを入力uとしてこの入力uまたはその増分値Δuから第2モータ位置Pfb2またはその増分値ΔPfb2までの離散時間伝達関数モデルを用いて予測した時刻i・Tsよりもmサンプリング先の時刻(i+m)・Tsにおける第2モータ予測速度とし、Δはサンプリング周期Ts間の増分値を表し、Mは予測区間であるとしたとき、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を用いて、前記第2予測速度ΔPfb2pを、
△Pfb2p=△Pfb2(i+M)、または、△Pfb2p=△Pfb2(i+M−1)
として与えることを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置。
In the axis deviation compensation unit, the sampling cycle is Ts, ΔPfb2 * (i + m), the second torque or thrust command, the second speed command, or the second position command is used as an input u. Second motor predicted speed at time (i + m) · Ts m sampling ahead of time i · Ts predicted using discrete time transfer function model from incremental value Δu to second motor position Pfb2 or its incremental value ΔPfb2 And Δ represents the increment value during the sampling period Ts, and M is the prediction interval, the second motor position Pfb2 (i−K) in the past of K (≧ 0) sampling is used at the sampling time i · Ts. The second predicted speed ΔPfb2p is
△ Pfb2p = △ Pfb2 * (i + M) or △ Pfb2p = △ Pfb2 * (i + M−1)
The motor control device according to claim 6, which is given as:
s1、s2を補間係数としたとき、請求項13のΔPfb2pを求める式に代えて、前記第2予測速度ΔPfb2pを、
ΔPfb2p={s1・ΔPfb2(i+M−1)+s2・ΔPfb2(i+M)}/(s1+s2)
特にM=1で、かつサンプリング時刻i・Tsにおいて第2モータ速度ΔPfb2(i)が得られる場合は、
ΔPfb2p={s1・ΔPfb2(i)+s2・ΔPfb2(i+1)}/(s1+s2)
として与えることを特徴とする請求項13に記載のモータ制御装置。
When s1 and s2 are interpolation coefficients, instead of the equation for obtaining ΔPfb2p in claim 13, the second predicted speed ΔPfb2p is:
ΔPfb2p = {s1 ・ ΔPfb2 * (i + M−1) + s2 ・ ΔPfb2 * (i + M)} / (s1 + s2)
Especially when M = 1 and the second motor speed ΔPfb2 (i) is obtained at the sampling time i · Ts,
ΔPfb2p = {s1, ΔPfb2 (i) + s2, ΔPfb2 * (i + 1)} / (s1 + s2)
The motor control device according to claim 13, which is given as:
mn、Bmnを入力uから第2モータ位置Pfb2までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第2モータ予測速度ΔPfb2(i+m)を、

ΔPfb2(i+m)=Pfb2(i+m)−Pfb2(i+m−1)
として与えることを特徴とする請求項13または14に記載のモータ制御装置。
A mn and B mn are coefficients determined by the discrete time transfer function model from the input u to the second motor position Pfb2, Na and Nb are the orders of the discrete time transfer function model, and K (≧ 0) at the sampling time i · Ts When the second motor position Pfb2 (i−K) in the past of sampling is input, the second motor predicted speed ΔPfb2 * (i + m) of the m sampling destination is

ΔPfb2 * (i + m) = Pfb2 * (i + m)-Pfb2 * (i + m-1)
The motor control device according to claim 13 or 14, characterized by being given as:
mn、Bmnを入力の増分値Δuから第2モータ速度ΔPfb2までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第2モータ予測速度ΔPfb2(i+m)を、

として与えることを特徴とする請求項13または14に記載のモータ制御装置。
A mn and B mn are coefficients determined by the discrete time transfer function model from the input increment value Δu to the second motor speed ΔPfb2, Na and Nb are the orders of the discrete time transfer function model, and at the sampling time i · Ts, K ( ≧ 0) When the second motor position Pfb2 (i−K) in the past of sampling is input, the second motor predicted speed ΔPfb2 * (i + m) of the m sampling destination is

The motor control device according to claim 13 or 14, characterized by being given as:
mn、Bmnを入力uから第2モータ速度ΔPfb2までの離散時間伝達関数モデルにより定まる係数、Na, Nbを該離散時間伝達関数モデルの次数とし、サンプリング時刻i・TsにおいてK(≧0)サンプリング過去の第2モータ位置Pfb2(i−K)を入力するとしたとき、前記mサンプリング先の第2モータ予測速度ΔPfb2(i+m)を、

として与えることを特徴とする請求項13または14に記載のモータ制御装置。
A mn and B mn are coefficients determined by the discrete time transfer function model from the input u to the second motor speed ΔPfb2, Na and Nb are the orders of the discrete time transfer function model, and K (≧ 0) at the sampling time i · Ts When the second motor position Pfb2 (i−K) in the past of sampling is input, the second motor predicted speed ΔPfb2 * (i + m) of the m sampling destination is

The motor control device according to claim 13 or 14, characterized by being given as:
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