JP2006271116A - Servo controller and method of extracting maximum gain of servo controller - Google Patents
Servo controller and method of extracting maximum gain of servo controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006271116A JP2006271116A JP2005086033A JP2005086033A JP2006271116A JP 2006271116 A JP2006271116 A JP 2006271116A JP 2005086033 A JP2005086033 A JP 2005086033A JP 2005086033 A JP2005086033 A JP 2005086033A JP 2006271116 A JP2006271116 A JP 2006271116A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- torque command
- servo motor
- servo
- detection means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明はサーボモータを駆動するサーボ制御装置の制御ゲインの調整において、運転中に振動を検出して最大ゲインを抽出するサーボ制御装置およびその方法に関する。 The present invention relates to a servo control device that detects vibration during operation and extracts a maximum gain in a control gain adjustment of a servo control device that drives a servo motor, and a method thereof.
図8は、従来のサーボ制御装置の構成図を示している。図において7は振動計である。従来は、振動計7で機械の振動を検出して、例えば人が制御ゲインを下げたり、トルクを小さくしたりしていた。すなわち、サーボモータを駆動するサーボ制御装置において、運転中に振動を検出した場合には、人が制御ゲインを下げるか、トルクを小さくする等していた。
また、ゲインを上げて発振させて、発振したときのゲインをその最大値としていた(例えば、特許文献1参照)。つまり、発振を検出してそこからマシン等を考慮してゲインの最大値にするといった調整等をしていた。
Further, the gain is increased to oscillate, and the gain when oscillated is set to the maximum value (for example, see Patent Document 1). In other words, adjustments are made such that oscillation is detected and the gain is set to the maximum value in consideration of the machine.
しかしながら従来の方法では、運転中に振動を検出した場合には、制御ゲインを下げるか、トルクを小さくする等で振動は抑えられるが、殆ど制御できなくなり、又外乱で機械が動いてしまう等の問題があった。
本発明はこのような様々な問題点に鑑みてなされたものであり、運転中に機械が発振等した場合に振動のみを抑え、その後そのまま制御して運転を継続でき、調整等をそのまま進めることができるサーボ制御装置を提供することを目的とする。
However, in the conventional method, when vibration is detected during operation, the vibration can be suppressed by lowering the control gain or reducing the torque, but control is almost impossible, and the machine moves due to disturbance, etc. There was a problem.
The present invention has been made in view of such various problems. When the machine oscillates during operation, only vibration is suppressed, and then control can be continued and operation can be continued. An object of the present invention is to provide a servo control device capable of performing the above.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、制御系の振動を検出する振動検出手段と、トルク指令を出力するトルク指令出力手段と、を備え、サーボモータを駆動するサーボ制御装置において、前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出し、前記トルク指令出力手段が前記振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、制御系の振動を検出する振動検出手段と、トルク指令を出力するトルク指令出力手段と、を備え、サーボモータを駆動するサーボ制御装置において、前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出し、前記サーボモータ及び前記サーボモータ負荷を表した機械モデルにより速度が推定され、前記トルク指令出力手段が前記推定された速度フィードバックの振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、前記機械モデルに代えて、オブザーバとしたことを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、制御系の振動を検出する振動検出手段と、トルク指令を出力するトルク指令出力手段と、を備え、サーボモータを駆動するサーボ制御装置において、前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出した場合、制御ゲインを下げることにより前記振動を抑えることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、前記制御ゲインを下げることに代えて、オブザーバを入れるにより前記振動を抑えることを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、サーボモータを駆動するサーボ制御装置において、制御系の振動を検出する振動検出手段と、トルク指令を出力するトルク指令出力手段と、を備え、前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出した場合、前記トルク指令出力手段が前記振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、サーボモータを駆動するサーボ制御装置において、制御系の振動を検出する振動検出手段と、トルク指令を出力するトルク指令出力手段と、を備え、前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出した場合、前記モータ及び前記モータの負荷を表した機械モデルにより速度が推定され、前記トルク指令出力手段が前記推定された速度のフィードバックの振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明は、前記機械モデルに代えて、オブザーバとしたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention described in
According to a second aspect of the present invention, there is provided a servo control device for driving a servo motor, comprising: vibration detection means for detecting vibration of the control system; and torque command output means for outputting a torque command. Vibration is detected during operation of the machine serving as the load of the servo motor, the speed is estimated by a machine model representing the servo motor and the servo motor load, and the torque command output means is the vibration of the estimated speed feedback. The vibration is suppressed by outputting a torque command having a phase difference of 90 degrees in frequency.
The invention described in
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a servo control device comprising: vibration detection means for detecting vibration of a control system; and torque command output means for outputting a torque command. When vibration is detected during operation of a machine serving as a load of the servo motor, the vibration is suppressed by lowering the control gain.
The invention described in claim 5 is characterized in that the vibration is suppressed by inserting an observer instead of lowering the control gain.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a servo control device for driving a servo motor, comprising: vibration detection means for detecting vibration of a control system; and torque command output means for outputting a torque command, wherein the vibration detection means When vibration is detected during operation of a machine serving as a load of the servo motor, the torque command output means outputs a torque command having a phase difference of 90 degrees of the vibration frequency, thereby suppressing the vibration. Is.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a servo control device for driving a servo motor, comprising: vibration detection means for detecting vibration of a control system; and torque command output means for outputting a torque command, wherein the vibration detection means When vibration is detected during the operation of the machine serving as the load of the servo motor, the speed is estimated by a machine model representing the motor and the load of the motor, and the torque command output means is used for feedback of the estimated speed. The vibration is suppressed by outputting a torque command having a phase difference of 90 degrees of the vibration frequency.
The invention described in claim 8 is characterized in that an observer is used instead of the machine model.
本発明によると、調整のための運転中に振動を検出した場合、振動周波数の90度位相差のトルク指令で振動を抑えることができるので、運転中に大きく振動しても、その状況を即時に計測、判断して振動を抑えることが出来る効果がある。 According to the present invention, when vibration is detected during the operation for adjustment, the vibration can be suppressed by a torque command having a phase difference of 90 degrees of the vibration frequency. There is an effect that vibration can be suppressed by measuring and judging.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の具体的実施例の構成図を示している。図において11はマイクロコンピュータ、12は電流アンプ、13はベースドライブ回路、14はパワートランジスタモジュール、15はモータ、16は負荷の機械、17は振動検出手段、18は周波数解析手段である。 FIG. 1 shows a block diagram of a specific embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a microcomputer, 12 is a current amplifier, 13 is a base drive circuit, 14 is a power transistor module, 15 is a motor, 16 is a load machine, 17 is vibration detection means, and 18 is frequency analysis means.
以上のような構成において、その動作を図2の制御ブロック図及び図5のタイミング図を用いて説明する。
まず、マイクロコンピュータ11は位置や速度といった指令を外部のコントローラ等から受取る。そして、例えば速度指令の場合は速度制御を行い、その出力の電流指令や電流制御の出力でベースドライブ駆動回路13を通してパワートランジスタ14を駆動してモータ15を制御する。ここで、振動検出手段17は、トルク指令あるいはモータの速度信号中に含まれる振動成分があらかじめ定めたレベルを超えた場合に、振動を検出する。すなわち、図3に示したブロック図において、モータ及び負荷モデル(機械モデル)33からの推定速度ω0と実際の速度ωとを差引いた速度が、ある検出レベルを超えると振動を検出する。
なお、図4に示したブロック図において、オブザーバ47による推定速度ωobと実際の速度ωとを差し引いた速度がある検出レベルを超えた場合に、振動を検出するものとしても良い。
The operation of the above configuration will be described with reference to the control block diagram of FIG. 2 and the timing diagram of FIG.
First, the
In the block diagram shown in FIG. 4, the vibration may be detected when the speed obtained by subtracting the estimated speed ωob from the
ここで、本発明の基本的な考え方を説明するために、制御系が発振する状況について述べる。機械の摩擦等の負荷がない状態で、機械共振等で制御系に振動が発生すると、制御ループゲインの働きで振動が急速に増大して発振状態に移行してしまい、振動を止めることが困難となる。摩擦等の機械の負荷は、エネルギーを消費することで振動を押さえる働きがある。機械負荷があるものの、ゲインが高くて振動しやすい不安定な状態では、負荷を変動させることで、振動を誘発することもできるし、また、誘発した振動を止めることもできる。しかし、制御ゲインが極端に高かったり、上げられるようにすると振動も大きくなるので、その場合抑えるトルクを加えることで早く抑えることができる。 Here, in order to explain the basic concept of the present invention, the situation where the control system oscillates will be described. When vibration occurs in the control system due to mechanical resonance or the like in the absence of a load such as machine friction, the control loop gain causes the vibration to rapidly increase and shift to the oscillation state, making it difficult to stop the vibration. It becomes. The load of the machine such as friction has a function of suppressing vibration by consuming energy. In an unstable state where there is a mechanical load but the gain is high and the vibration is likely to occur, the load can be varied to induce the vibration, or the induced vibration can be stopped. However, if the control gain is extremely high or increased, the vibration also increases. In this case, it can be quickly suppressed by applying a torque to be suppressed.
最大ゲインの具体的な検出方法は、以下のようになる。まず、図3に示す制御ブロック図において、振動検出手段17は、例えば、通常運転時のレベルの2倍程度で振動を検出するようにする。図5に示すように通常運転し、例えば図のようなタイミングで制御ゲインを上げて振動検出手段17が振動を検出した場合、同時に周波数解析手段18で振動周波数を解析後、図6に示すようにトルク指令出力手段(図示しない)が90度位相差の周波数に合ったタイミングで抑えるトルクを加え、振動を抑える。ここで、90度位相差のトルクを作るのは、例えばその周波数のみ位相を遅らせるフィルタ等に通して作れば良い。 A specific method for detecting the maximum gain is as follows. First, in the control block diagram shown in FIG. 3, the vibration detection means 17 detects vibration at about twice the level during normal operation, for example. When normal operation is performed as shown in FIG. 5 and the control gain is increased at the timing as shown in FIG. 5 and the vibration detection means 17 detects vibration, the frequency analysis means 18 simultaneously analyzes the vibration frequency, as shown in FIG. Torque command output means (not shown) applies a torque that is suppressed at a timing that matches the frequency of the 90-degree phase difference to suppress vibration. Here, the torque having a phase difference of 90 degrees may be generated through a filter or the like that delays the phase only at that frequency, for example.
本検出方法を図7に示す振動抑制フローで説明する。まず、ステップ1で振動検出手段17にて振動レベル以上かどうか確認する。次に、振動レベル以上であればステップ2で振動周波数を周波数解析手段18で解析し、その時間分経過して抑えるトルクをステップ3で加える。この時、振動を抑えるのを早める為に、同時に制御ゲインを下げても良い。次に、ステップ4で振動検出手段17により振動が収まったかどうかを確認し、収まったらその時の制御ゲインを記憶して終了する。
This detection method will be described with reference to a vibration suppression flow shown in FIG. First, in
なお、振動検出17はマイクロコンピュータ1で行っても良い。また、別の実施例として、振動検出17を図4に示すように、オブザーバ47を用いて推定速度ωobから速度ωを引いた速度を検出し、あるレベル以上越えたら振動として検出しても良い。ただし、この場合は、周波数解析手段18はこの推定速度から速度を引いた速度を入力して、振動周波数を抽出する。
Note that the
11 マイクロコンピュータ
12 電流アンプ
13 ベースドライブ回路
14 パワートランジスタモジュール
15 モータ
16 機械
17 振動検出手段
18 周波数解析手段
21 位置ループゲイン
22 速度制御
23 モータ
24 積分
31 速度制御
32 モータ
33 モータ及び負荷のモデル
41 速度制御
42 モータ
43 オブザーバの負荷イナーシャ分
44 オブザーバの速度制御のゲイン
45 積分
46 オブザーバの速度制御の積分
47 オブザーバの全体
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出し、
前記トルク指令出力手段が前記振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とする最大ゲインの抽出方法。 In a servo control device that includes a vibration detection means that detects vibration of a control system and a torque command output means that outputs a torque command, and drives a servo motor,
The vibration detection means detects vibration during operation of a machine that is a load of the servo motor,
A method for extracting a maximum gain, wherein the torque is output by the torque command output means outputting a torque command having a phase difference of 90 degrees of the vibration frequency.
前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出し、
前記サーボモータ及び前記サーボモータ負荷を表した機械モデルにより速度が推定され、
前記トルク指令出力手段が前記推定された速度フィードバックの振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とする最大ゲインの抽出方法。 In a servo control device that includes a vibration detection means that detects vibration of a control system and a torque command output means that outputs a torque command, and drives a servo motor,
The vibration detection means detects vibration during operation of a machine that is a load of the servo motor,
The speed is estimated by a machine model representing the servo motor and the servo motor load,
A method for extracting a maximum gain, wherein the torque command output means suppresses the vibration by outputting a torque command having a phase difference of 90 degrees of the estimated vibration frequency of the speed feedback.
前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出した場合、
制御ゲインを下げることにより前記振動を抑えることを特徴とする最大ゲインの抽出方法。 In a servo control device that includes a vibration detection means that detects vibration of a control system and a torque command output means that outputs a torque command, and drives a servo motor,
When the vibration detection means detects vibration during operation of the machine that is a load of the servo motor,
A method for extracting a maximum gain, wherein the vibration is suppressed by lowering a control gain.
制御系の振動を検出する振動検出手段と、トルク指令を出力するトルク指令出力手段と、を備え、
前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出した場合、前記トルク指令出力手段が前記振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とするサーボ制御装置。 In the servo control device that drives the servo motor,
A vibration detection means for detecting the vibration of the control system, and a torque command output means for outputting a torque command,
When the vibration detection means detects vibration during operation of the machine that is the load of the servo motor, the torque command output means suppresses the vibration by outputting a torque command having a phase difference of 90 degrees of the vibration frequency. A servo control device characterized by that.
制御系の振動を検出する振動検出手段と、トルク指令を出力するトルク指令出力手段と、を備え、
前記振動検出手段が前記サーボモータの負荷となる機械の運転中に振動を検出した場合、前記モータ及び前記モータの負荷を表した機械モデルにより速度が推定され、前記トルク指令出力手段が前記推定された速度のフィードバックの振動周波数の90度位相差のトルク指令を出力することにより、前記振動を抑えることを特徴とするサーボ制御装置。 In the servo control device that drives the servo motor,
A vibration detection means for detecting the vibration of the control system, and a torque command output means for outputting a torque command,
When the vibration detection means detects vibration during operation of a machine that is a load of the servo motor, the speed is estimated by the machine model representing the motor and the load of the motor, and the torque command output means is estimated. A servo control device that suppresses the vibration by outputting a torque command having a phase difference of 90 degrees of the vibration frequency of the feedback of the measured speed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005086033A JP2006271116A (en) | 2005-03-24 | 2005-03-24 | Servo controller and method of extracting maximum gain of servo controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005086033A JP2006271116A (en) | 2005-03-24 | 2005-03-24 | Servo controller and method of extracting maximum gain of servo controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006271116A true JP2006271116A (en) | 2006-10-05 |
Family
ID=37206480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005086033A Pending JP2006271116A (en) | 2005-03-24 | 2005-03-24 | Servo controller and method of extracting maximum gain of servo controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006271116A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010259275A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Hitachi Ltd | Motor drive system, motor control device, and motor drive method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004248386A (en) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Yaskawa Electric Corp | Vibration detection method |
JP2005039929A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Yaskawa Electric Corp | Method of suppressing oscillation of servo controller |
-
2005
- 2005-03-24 JP JP2005086033A patent/JP2006271116A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004248386A (en) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Yaskawa Electric Corp | Vibration detection method |
JP2005039929A (en) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Yaskawa Electric Corp | Method of suppressing oscillation of servo controller |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010259275A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Hitachi Ltd | Motor drive system, motor control device, and motor drive method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6487879B2 (en) | Motor control circuit, motor drive control device, and control method of motor drive control device | |
JP2006288124A (en) | Motor controller | |
US20060087275A1 (en) | Gain adjusting method for servo control device | |
JP2010250509A (en) | Drive controller | |
JP2006271116A (en) | Servo controller and method of extracting maximum gain of servo controller | |
JP2014183678A (en) | Motor drive unit | |
JP4380254B2 (en) | Servo control device limit gain extraction method | |
JP2005056172A (en) | Method for extracting maximum gain of servo controller | |
JP5845434B2 (en) | Motor drive device | |
JP4498730B2 (en) | Elevator abnormal vibration detection device | |
JP2005080333A (en) | Method for calculating load inertia | |
JP4390049B2 (en) | Servo control device and limit gain extraction method thereof | |
JP2004320897A (en) | Extracting method of critical gain of servo control device | |
JP2006136064A (en) | Synchronous motor controller | |
JP5125283B2 (en) | Electric motor control device and electric motor control program | |
JP2011100203A (en) | Position control device | |
JP2006271100A (en) | Method of detecting abnormality in inertial value of load, and controller using it | |
JP2005328607A (en) | Motor controller | |
JP5266799B2 (en) | Variable speed control device for motor | |
JP5055932B2 (en) | Synchronous motor controller | |
JP2007294049A (en) | Disk drive | |
JP2005204473A (en) | Servo controller and its limit gain extracting method | |
JP2004248386A (en) | Vibration detection method | |
JP2005039929A (en) | Method of suppressing oscillation of servo controller | |
JP3966142B2 (en) | Method for shortening positioning time of motor drive device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100831 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101008 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101213 |