JP2008061470A - Vibration detector and motor control device therewith - Google Patents
Vibration detector and motor control device therewith Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008061470A JP2008061470A JP2006238648A JP2006238648A JP2008061470A JP 2008061470 A JP2008061470 A JP 2008061470A JP 2006238648 A JP2006238648 A JP 2006238648A JP 2006238648 A JP2006238648 A JP 2006238648A JP 2008061470 A JP2008061470 A JP 2008061470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction force
- motor
- force torque
- vibration detection
- frequency
- 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
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、多慣性メカと機台の反共振周波数と共振周波数を検出する振動検出装置およびそれを備えたモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a vibration detection device that detects an anti-resonance frequency and a resonance frequency of a multi-inertia mechanism and a machine base, and a motor control device including the vibration detection device.
図３は、従来の振動検出装置である。図において、３０１は指令発生器、３０２は速度制御器、３０３は電流制御器、３０４はモータと機械負荷、３０５は検出器、３０６は信号処理器である。
図において、指令発生器３０１は掃引正弦波信号を出力する。速度制御器３０２はトルク指令を出力する。電流制御器３０３は前記掃引正弦波信号と前記トルク指令の加算値である電流指令と応答信号を入力しモータ電流を出力する。モータと機械負荷３０４は前記モータ電流により駆動されその前記応答信号は検出器３０５が検出し出力する。信号処理器３０６は前記掃引正弦波信号と前記応答信号を入力し前記応答信号が極大値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を共振周波数として算出し出力するものであった。（例えば、特許文献１参照）
FIG. 3 shows a conventional vibration detection device. In the figure, 301 is a command generator, 302 is a speed controller, 303 is a current controller, 304 is a motor and a mechanical load, 305 is a detector, and 306 is a signal processor.
In the figure, the command generator 301 outputs a swept sine wave signal. The speed controller 302 outputs a torque command. The current controller 303 inputs a current command and a response signal, which is an addition value of the sweep sine wave signal and the torque command, and outputs a motor current. The motor and the mechanical load 304 are driven by the motor current, and the response signal is detected and output by the detector 305. The signal processor 306 inputs the swept sine wave signal and the response signal, calculates and outputs the frequency of the swept sine wave signal at a time when the response signal takes a maximum value as a resonance frequency. (For example, see Patent Document 1)
このように、従来の振動検出装置は、掃引正弦波信号をモータと機械負荷３０４に入力し、その応答信号の極大値の起こる前記掃引正弦波信号の周波数よりモータと機械負荷３０４の共振周波数を検出するのである。また、この従来の振動検出装置を備えたモータ制御装置では、振動検出装置により得られた共振周波数および反共振周波数に基づいて、容易に機械モデル化し、この機械モデルに基づいてモータを制御し、モータに締結された負荷（機械等）を振動抑制しながら駆動するのである。
従来の振動検出装置は、減衰の比較的大きな機械負荷の場合、その周波数応答の共振ピークおよび反共振溝は鋭くないため、掃引正弦波信号の振幅が小さい場合に、反共振周波数と共振周波数の検出が困難という問題があった。
また、同様の理由から掃引正弦波信号の振幅を十分に大きくできない可動範囲の限定された負荷の連結したモータの反共振周波数と共振周波数の検出が困難という問題もあった。
In the case of a mechanical load with a relatively large attenuation, the resonance peak and anti-resonance groove of the frequency response of the conventional vibration detection device are not sharp. Therefore, when the amplitude of the swept sine wave signal is small, the anti-resonance frequency and the resonance frequency There was a problem that it was difficult to detect.
For the same reason, there is also a problem that it is difficult to detect the anti-resonance frequency and the resonance frequency of a motor connected to a load with a limited movable range in which the amplitude of the swept sine wave signal cannot be sufficiently increased.
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、掃引正弦波信号の振幅が小さい場合であっても、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータが設置された機台の反共振周波数と共振周波数を検出することができる振動検出装置およびそれを備えたモータ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and even when the amplitude of the swept sine wave signal is small, a motor connected to a load having a limited movable range and a machine in which the motor is installed. It is an object of the present invention to provide a vibration detection device capable of detecting an anti-resonance frequency and a resonance frequency of a table, and a motor control device including the vibration detection device.
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記載の発明は、指令に応じて負荷の連結したモータである制御対象を駆動して、位置検出器が検出したモータ位置に基づいて前記制御対象の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する振動検出器を備えた振動検出装置において、前記指令が小さな振幅の掃引正弦波信号である位置指令であって、前記位置指令に基づいて前記モータを駆動し、前記振動検出器が前記振動検出値を算出し出力するようにしたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
According to a first aspect of the present invention, a control object that is a motor connected to a load is driven in accordance with a command, and vibrations having an anti-resonance frequency and a resonance frequency of the control object based on a motor position detected by a position detector. In a vibration detection apparatus including a vibration detector that calculates and outputs a detection value, the command is a position command that is a swept sine wave signal with a small amplitude, and the motor is driven based on the position command, and the vibration The detector calculates and outputs the vibration detection value.
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明における前記振動検出器が、前記モータ位置の振幅であるモータ位置振幅を算出するモータ位置振幅演算器と、前記モータ位置振幅に基づいて、前記負荷から前記モータにかかる反力トルクを算出し、更に、前記反力トルクに基づいて、前記負荷から前記モータへ返ってくるエネルギーである反力トルクエネルギーを算出する反力トルクエネルギー演算器と、前記反力トルクエネルギーに基づいて、前記振動検出値を算出する共振反共振周波数演算器と、を備えるものである。 According to a second aspect of the present invention, the vibration detector according to the first aspect of the invention is based on the motor position amplitude calculator that calculates the motor position amplitude that is the amplitude of the motor position, and the motor position amplitude. A reaction force torque energy calculator that calculates a reaction force torque applied to the motor from the load, and further calculates a reaction force torque energy that is energy returned from the load to the motor based on the reaction force torque. And a resonance antiresonance frequency calculator for calculating the vibration detection value based on the reaction force torque energy.
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明における前記振動検出器が、更に、前記反力トルクを算出する多項式における定数項係数を算出する定数項係数演算器を備えるものである。 According to a third aspect of the present invention, the vibration detector according to the first aspect of the invention further includes a constant term coefficient computing unit that calculates a constant term coefficient in a polynomial for calculating the reaction force torque. .
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明における前記振動検出器が、更に、前記反力トルクを算出する多項式における反比例項係数を算出する反比例項係数演算器を備えるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the vibration detector according to the first aspect of the invention further includes an inverse proportional term coefficient calculator that calculates an inverse proportional term coefficient in a polynomial for calculating the reaction force torque. .
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明における前記振動検出器が、更に、前記反力トルクを算出する多項式における比例項係数を算出する比例項係数演算器を備えるものである。 According to a fifth aspect of the invention, the vibration detector according to the first aspect of the invention further includes a proportional term coefficient computing unit that calculates a proportional term coefficient in a polynomial for calculating the reaction force torque. .
また、請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明における前記位置指令が、前記掃引正弦波信号に代わって、白色雑音信号であるものである。 According to a sixth aspect of the invention, the position command in the first aspect of the invention is a white noise signal instead of the swept sine wave signal.
また、請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明における前記共振反共振周波数演算器が、前記反力トルクエネルギーの極点に基づいて、前記制御対象の前記振動検出値を算出するものである。 According to a seventh aspect of the invention, the resonance anti-resonance frequency calculator according to the first aspect of the invention calculates the vibration detection value of the control object based on a pole of the reaction force torque energy. is there.
また、請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明における前記指令が位置指令であって掃引正弦波信号である場合、前記共振反共振周波数演算器が、前記反力トルクエネルギーの極小点の起こる時間における、前記掃引正弦波信号の周波数を反共振周波数として算出し、極大点の起こる時間における、前記掃引正弦波信号の周波数を共振周波数として算出するものである。 According to an eighth aspect of the present invention, when the command in the first aspect of the present invention is a position command and a swept sine wave signal, the resonance anti-resonance frequency calculator has a minimum point of the reaction force torque energy. The frequency of the swept sine wave signal at the time of occurrence of the peak is calculated as an anti-resonance frequency, and the frequency of the swept sine wave signal at the time of occurrence of the maximum point is calculated as the resonance frequency.
また、請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明における前記指令が位置指令であって白色雑音信号である場合、前記モータ位置振幅演算器が、前記モータ位置振幅の算出に代わって、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の複数の周波数成分振幅を、複数のモータ位置振幅として算出し、前記反力トルクエネルギー演算器が、前記反力トルクエネルギーの算出に代わって、前記複数のモータ位置振幅に基づいて、複数の反力トルクエネルギーを算出し、前記共振反共振周波数演算器が、前記反力トルクエネルギーに基づいた前記振動検出値の算出に代わって、前記複数の反力トルクエネルギーの極点に基づいて、前記制御対象の前記振動検出値を算出するものである。 According to a ninth aspect of the present invention, when the command in the first aspect of the invention is a position command and a white noise signal, the motor position amplitude calculator, instead of calculating the motor position amplitude, A plurality of frequency component amplitudes of the motor position calculated by Fourier transform are calculated as a plurality of motor position amplitudes, and the reaction force torque energy calculator replaces the calculation of the reaction force torque energy with the plurality of motor position amplitudes. A plurality of reaction force torque energies are calculated based on the amplitude, and the resonance anti-resonance frequency calculator calculates the plurality of reaction force torque energies instead of calculating the vibration detection value based on the reaction force torque energy. Based on the pole, the vibration detection value of the control object is calculated.
また、請求項１０記載の発明は、請求項１記載の発明における前記指令が位置指令であって白色雑音信号である場合、前記モータ位置振幅演算器が、前記モータ位置振幅の算出に代わって、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の複数の周波数成分振幅を、複数のモータ位置振幅として算出し、前記反力トルクエネルギー演算器が、前記反力トルクエネルギーの算出に代わって、前記複数のモータ位置振幅に基づいて、複数の反力トルクエネルギーを算出し、前記共振反共振周波数演算器が、前記反力トルクエネルギーに基づいた前記振動検出値の算出に代わって、前記複数の反力トルクエネルギーのうち最極小点における、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の周波数を反共振周波数として算出し、最極大点における、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の周波数を共振周波数として算出するものである。 In the invention of claim 10, when the command in the invention of claim 1 is a position command and is a white noise signal, the motor position amplitude calculator, instead of calculating the motor position amplitude, A plurality of frequency component amplitudes of the motor position calculated by Fourier transform are calculated as a plurality of motor position amplitudes, and the reaction force torque energy calculator replaces the calculation of the reaction force torque energy with the plurality of motor position amplitudes. A plurality of reaction force torque energies are calculated based on the amplitude, and the resonance anti-resonance frequency calculator calculates the plurality of reaction force torque energies instead of calculating the vibration detection value based on the reaction force torque energy. The frequency of the motor position calculated by Fourier transform at the minimum point is calculated as an anti-resonance frequency, and the frequency at the maximum point is calculated. The frequency of the motor position calculated by d conversion and calculates the resonant frequency.
また、請求項１１記載の発明は、請求項１記載の発明における前記反力トルクエネルギー演算器が、定数項係数と前記モータ位置振幅との乗算値と、反比例項係数と前記モータ位置振幅の自然対数との積と、比例項係数と前記モータ位置振幅の２乗との積と、の和で前記反力トルクエネルギーを算出するものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, the reaction force torque energy calculator according to the first aspect of the invention is a product of a constant term coefficient and the motor position amplitude, an inverse proportional term coefficient, and a natural value of the motor position amplitude. The reaction torque energy is calculated as the sum of the product of logarithm, the product of the proportional term coefficient and the square of the motor position amplitude.
また、請求項１２記載の発明は、前記モータへの給電を制御するモータ制御装置であって、請求項１乃至１１記載の振動検出装置を備えるものである。 A twelfth aspect of the present invention is a motor control device that controls power supply to the motor, and includes the vibration detection device according to the first to eleventh aspects.
請求項１乃至８記載の発明によると、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータの設置された機台の反共振周波数と共振周波数を検出することができる。
また、請求項９または１０記載の発明によると、短時間に過渡応答や非線形ダイナミクスの影響を抑制し、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータの設置された機台の反共振周波数と共振周波数を検出することができる。
また、請求項１１記載の発明によると、短時間に過渡応答や非線形ダイナミクスの影響を抑制し、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータの設置された機台の反共振周波数と共振周波数を正確に検出することができる。
また、請求項１２の発明によると、振動検出装置により得られた共振周波数および反共振周波数に基づいて、容易に機械モデル化等をし、この機械モデルに基づいて位置指令または速度指令に応じてモータを制御し、モータに締結された負荷（機械等）を振動抑制しながら駆動することができる。
According to the first to eighth aspects of the invention, it is possible to detect the anti-resonance frequency and the resonance frequency of a motor connected to a load having a limited movable range and a machine base on which the motor is installed.
In addition, according to the invention described in claim 9 or 10, the influence of transient response and nonlinear dynamics is suppressed in a short time, and the motor connected to the load having a limited movable range and the anti-resonance of the machine base on which the motor is installed. The frequency and the resonance frequency can be detected.
According to the invention described in claim 11, the influence of the transient response and nonlinear dynamics is suppressed in a short time, and the anti-resonance frequency of the motor connected to the load having a limited movable range and the machine base on which the motor is installed The resonance frequency can be accurately detected.
According to the twelfth aspect of the present invention, machine modeling or the like is easily performed based on the resonance frequency and anti-resonance frequency obtained by the vibration detection device, and the position command or the speed command is determined based on the machine model. It is possible to control the motor and drive a load (machine or the like) fastened to the motor while suppressing vibration.
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、本発明の第１実施例を示す振動検出装置およびそれを備えたモータ制御装置である。図において、１０１は位置指令発生器、１０２は位置制御器、１０３は速度制御器、１０４はトルク制御器、１０５は制御対象、１０６は位置検出器、１０７は微分器、１０８は振動検出器、１０９はモータ位置振幅演算器、１１０は定数項係数演算器、１１１反比例項係数演算器、１１２は比例項係数演算器、１１３は反力トルクエネルギー演算器、１１４は共振反共振周波数演算器である。 FIG. 1 shows a vibration detection apparatus and a motor control apparatus including the vibration detection apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 101 is a position command generator, 102 is a position controller, 103 is a speed controller, 104 is a torque controller, 105 is an object to be controlled, 106 is a position detector, 107 is a differentiator, 108 is a vibration detector, 109 is a motor position amplitude calculator, 110 is a constant term coefficient calculator, 111 inverse proportional term coefficient calculator, 112 is a proportional term coefficient calculator, 113 is a reaction force torque energy calculator, and 114 is a resonance antiresonance frequency calculator. .
図において、位置指令発生器１０１は、位置指令を出力する。位置制御器１０２は、前記位置指令とモータ位置を入力し速度指令を出力する。速度制御器１０３は、前記速度指令とモータ速度を入力しトルク指令を出力する。トルク制御器１０４は、前記トルク指令を入力しモータ駆動信号を出力する。制御対象１０５は負荷を連結したモータとし、前記モータはモータ駆動信号により駆動され、前記モータの位置である前記モータ位置は位置検出器１０６が検出する。微分器１０７は、前記モータ位置を入力し前記モータ速度を出力する。振動検出器１０８は、前記モータ位置を入力し制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する。 In the figure, a position command generator 101 outputs a position command. The position controller 102 inputs the position command and the motor position and outputs a speed command. The speed controller 103 inputs the speed command and the motor speed and outputs a torque command. The torque controller 104 receives the torque command and outputs a motor drive signal. The control target 105 is a motor connected to a load, the motor is driven by a motor drive signal, and the position of the motor is detected by a position detector 106. The differentiator 107 inputs the motor position and outputs the motor speed. The vibration detector 108 inputs the motor position and calculates and outputs a vibration detection value that is an anti-resonance frequency and a resonance frequency of the control target 105.
振動検出器１０８内部において、モータ位置振幅演算器１０９は、前記モータ位置を入力しその入力信号振幅であるモータ位置振幅を出力する。
定数項係数演算器１１０は、前記位置指令のパラメータ（例えば、位置指令振幅や位置指令周波数等）、前記位置制御器のパラメータ（例えば、位置比例制御ゲインや位置積分制御ゲイン等）、前記速度制御器のパラメータ（例えば、速度比例制御ゲインや速度制御積分時定数等）に基づいて、前記負荷から前記モータへの反力トルクを前記モータ位置振幅に関する多項式展開した場合の定数項係数、を算出し出力する。
反比例項係数演算器１１１は、前記位置指令のパラメータ（例えば、位置指令振幅や位置指令周波数等）、前記位置制御器のパラメータ（例えば、位置比例制御ゲインや位置積分制御ゲイン等）、前記速度制御器のパラメータ（例えば、速度比例制御ゲインや速度制御積分時定数等）に基づいて、前記負荷から前記モータへの反力トルクを前記モータ位置振幅に関する多項式展開した場合の反比例項係数、を算出し出力する。
Inside the vibration detector 108, a motor position amplitude calculator 109 receives the motor position and outputs a motor position amplitude that is the input signal amplitude.
The constant term coefficient calculator 110 includes the position command parameters (for example, position command amplitude and position command frequency), the position controller parameters (for example, position proportional control gain and position integral control gain), and the speed control. Based on the controller parameters (for example, speed proportional control gain, speed control integration time constant, etc.), the constant term coefficient when the reaction force torque from the load to the motor is expanded in a polynomial with respect to the motor position amplitude is calculated. Output.
The inverse proportional term coefficient calculator 111 includes the position command parameters (for example, position command amplitude and position command frequency), the position controller parameters (for example, position proportional control gain and position integral control gain), and the speed control. Based on the controller parameters (for example, speed proportional control gain, speed control integration time constant, etc.), the inverse proportional term coefficient when the reaction force torque from the load to the motor is expanded in a polynomial with respect to the motor position amplitude is calculated. Output.
比例項係数演算器１１２は、前記位置指令のパラメータ（例えば、位置指令振幅や位置指令周波数等）、前記位置制御器のパラメータ（例えば、位置比例制御ゲインや位置積分制御ゲイン等）、前記速度制御器のパラメータ（例えば、速度比例制御ゲインや速度制御積分時定数等）に基づいて、前記負荷から前記モータへの反力トルクを前記モータ位置振幅に関する多項式展開した場合の比例項係数、を算出し出力する。
反力トルクエネルギー演算器１１３は、前記モータ位置振幅、前記定数項係数、前記反比例項係数、前記比例項係数を入力し、前記負荷から前記モータへ返ってくる反力トルクエネルギーを算出し出力する。
共振反共振周波数演算器１１４は、前記反力トルクエネルギーを入力し、前記位置指令の周波数を変化させた場合の入力信号の極点に基づいて、前記振動検出値を算出し出力する。
The proportional term coefficient calculator 112 includes the position command parameters (for example, position command amplitude and position command frequency), the position controller parameters (for example, position proportional control gain and position integral control gain), and the speed control. Based on the controller parameters (eg, speed proportional control gain, speed control integration time constant, etc.), the proportional term coefficient when the reaction force torque from the load to the motor is expanded in a polynomial with respect to the motor position amplitude is calculated. Output.
The reaction force torque energy calculator 113 inputs the motor position amplitude, the constant term coefficient, the inverse proportional term coefficient, and the proportional term coefficient, and calculates and outputs the reaction force torque energy returned from the load to the motor. .
The resonance anti-resonance frequency calculator 114 receives the reaction force torque energy, and calculates and outputs the vibration detection value based on the pole of the input signal when the frequency of the position command is changed.
本発明が特許文献１と異なる部分は、モータ位置振幅、定数項係数、反比例項係数、比例項係数に基づいて、反力トルクエネルギーを算出し出力する反力トルクエネルギー演算器１１３と、前記反力トルクエネルギーの極値（極小値または極大値）の起こる位置指令の周波数より、制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する共振反共振周波数演算器１１４と、を備えた部分である。 The present invention differs from Patent Document 1 in that a reaction force torque energy calculator 113 that calculates and outputs a reaction force torque energy based on a motor position amplitude, a constant term coefficient, an inverse proportional term coefficient, and a proportional term coefficient, A resonance anti-resonance frequency calculator 114 that calculates and outputs a vibration detection value that is an anti-resonance frequency and a resonance frequency of the controlled object 105 from a frequency of a position command at which an extreme value (minimum value or maximum value) of force torque energy occurs; It is a part with.
以下、振動検出器１０８が前記振動検出値を算出する仕組みについて説明する。
モータ慣性モーメントをJ、モータ粘性摩擦をＤ、前記モータ位置をθ、前記トルク指令をＴｒｅｆ、前記反力トルクをＴｒ、一定トルク外乱をｗとすると、トルク制御器１０４、制御対象１０５、位置検出器１０６を含む開ループ系の運動方程式は式（１）で表される。
Hereinafter, a mechanism in which the vibration detector 108 calculates the vibration detection value will be described.
When the motor inertia moment is J, the motor viscous friction is D, the motor position is θ, the torque command is Tref, the reaction torque is Tr, and the constant torque disturbance is w, the torque controller 104, the control target 105, and the position detection The equation of motion of the open loop system including the vessel 106 is expressed by the following equation (1).
本実施例では、位置制御器１０２をＰ制御、速度制御器１０３をＰ制御とする場合を考える。位置Ｐ制御・速度Ｐ制御の場合の前記トルク指令は式（２）と表される。また、この式（２）を式（１）に代入すると、式（３）を得る。 In this embodiment, a case is considered where the position controller 102 is P-controlled and the speed controller 103 is P-controlled. The torque command in the case of the position P control / speed P control is expressed by Expression (2). Further, when the formula (2) is substituted into the formula (1), the formula (3) is obtained.
前記位置指令を、振幅がｕ０、周波数がωである正弦波とすると、前記モータ位置の定常位置振幅であるモータ位置振幅Ａは式（４）となる。 If the position command is a sine wave having an amplitude u0 and a frequency ω, the motor position amplitude A, which is the steady position amplitude of the motor position, is expressed by Equation (4).
ただし、Ａｒは反力トルク振幅、φｒは反力トルク位相、Ｋｐは位置Ｐ制御ゲイン、Ｋｖｊは速度Ｐ制御ゲインである。式（４）を反力トルク振幅Ａｒについて解き、１次テイラー近似すると式（５）を得る。 Where Ar is the reaction torque amplitude, φr is the reaction torque phase, Kp is the position P control gain, and Kvj is the speed P control gain. When equation (4) is solved for reaction torque amplitude Ar and first order Taylor approximation is performed, equation (5) is obtained.
式（５）をモータ位置振幅Ａで１階積分することにより、前記反力トルクにより前記負荷から前記モータへ返ってくるエネルギーである前記反力トルクエネルギーは近似的に式（６）で表される。 When the equation (5) is first-order integrated with the motor position amplitude A, the reaction force torque energy, which is energy returned from the load to the motor by the reaction force torque, is approximately expressed by equation (6). The
ここで、式（５）における第１項である、 Here, it is the first term in the equation (5).
が定数項であり、定数項係数演算器１１０が、この定数項係数を算出し出力する。
また、式（５）における第２項である、
Is a constant term, and the constant term coefficient calculator 110 calculates and outputs the constant term coefficient.
Further, it is the second term in the equation (5).
が反比例項であり、反比例項係数演算器１１１が、この反比例項係数を算出し出力する。
また、式（５）における第３項である、
Is an inverse proportional term, and the inverse proportional term coefficient calculator 111 calculates and outputs the inverse proportional term coefficient.
Moreover, it is the third term in the equation (5).
が比例項であり、比例項係数演算器１１２が、この比例項係数を算出し出力する。
モータ位置振幅演算器１０９は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、前記モータ位置に移動平均を掛けて得られた信号であるモータ位置振幅を、また、前記位置指令を白色雑音とした場合、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅であるモータ位置振幅を出力する。また、反力トルクエネルギー演算器１１３は、式（６）を用いて反力トルクエネルギーを算出し出力する。また、共振反共振周波数演算器１１４は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、式（６）で表される前記反力トルクエネルギーが、極小値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の反共振周波数として算出し、一方、極大値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力する。
Is a proportional term, and the proportional term coefficient calculator 112 calculates and outputs this proportional term coefficient.
When the position command is a swept sine wave signal, the motor position amplitude calculator 109 uses the motor position amplitude, which is a signal obtained by multiplying the motor position by a moving average, and the position command as white noise. In this case, the motor position amplitude which is the amplitude of each frequency component of the motor position calculated by Fourier transform is output. The reaction force torque energy calculator 113 calculates and outputs the reaction force torque energy using the equation (6). Further, when the position command is a swept sine wave signal, the resonance anti-resonance frequency calculator 114 calculates the sweep sine wave signal at a time when the reaction force torque energy represented by the equation (6) takes a minimum value. The frequency is calculated as the anti-resonance frequency of the controlled object 105, while the frequency of the swept sine wave signal at the time when the maximum value is obtained is calculated as the resonant frequency of the controlled object 105, and the anti-resonant frequency and the resonant frequency are calculated. The vibration detection value is output.
また、モータ粘性摩擦Ｄが分からない場合、式（６）においてモータ粘性摩擦Ｄを無視しても、反力トルクエネルギＥｒの極点の周波数はほとんどずれないので、精度を劣化することなく振動検出が実施できる。 Further, when the motor viscous friction D is not known, even if the motor viscous friction D is ignored in the equation (6), the frequency of the extreme point of the reaction force torque energy Er is hardly shifted, so that the vibration can be detected without degrading the accuracy. Can be implemented.
また、前記位置指令を白色雑音とした場合、モータ位置振幅演算器１０９は、前記モータ位置振幅を、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅である複数の周波数成分振幅とし、反力トルクエネルギー演算器１１３は、前記複数の周波数成分振幅のそれぞれに対して式（６）を用いて複数の反力トルクエネルギーを算出し、共振反共振周波数演算器１１４は、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極小値である反力トルクエネルギー極小値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を反共振周波数として算出し、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極大値である反力トルクエネルギー極大値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力することもできる。
この前記位置指令を白色雑音とした場合は、前述した前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合に対して、より短時間に振動検出を実施する必要がある場合を想定したものである。また、白色雑音とは、設定した周波数帯域を網羅する周波数成分を均等に含む信号である。
Further, when the position command is white noise, the motor position amplitude calculator 109 converts the motor position amplitude into a plurality of frequency component amplitudes that are the amplitudes of the respective frequency components of the motor position calculated by Fourier transform. The force torque energy calculator 113 calculates a plurality of reaction force torque energies using Equation (6) for each of the plurality of frequency component amplitudes, and the resonance antiresonance frequency calculator 114 calculates the plurality of reaction forces. The frequency of the frequency component of the motor position on which the reaction force torque energy minimum value, which is the minimum value in torque energy, is calculated as an antiresonance frequency, and the reaction value that is the maximum value in the plurality of reaction force torque energy is calculated. The frequency of the frequency component of the motor position on which the force torque energy maximum is based is calculated as a resonance frequency, and the anti-resonance frequency and the frequency It is also possible to output the oscillation frequency as the vibration detection value.
When the position command is white noise, it is assumed that vibration detection needs to be performed in a shorter time than when the position command is a swept sine wave signal. White noise is a signal that uniformly includes frequency components covering a set frequency band.
また、式（６）の第３項がモータ位置振幅Ａの２乗に比例するので、反力トルクエネルギＥｒの極点付近の勾配変化が大きくなり、極点検出が容易となるため、制御対象１０５の動作が小さい場合でも反力トルクエネルギＥｒの極点に基づいて制御対象１０５の共振周波数と反共振周波数である前記振動検出値を検出できる。 In addition, since the third term of the equation (6) is proportional to the square of the motor position amplitude A, the gradient change in the vicinity of the pole of the reaction force torque energy Er becomes large, and the pole detection becomes easy. Even when the operation is small, the vibration detection values that are the resonance frequency and the anti-resonance frequency of the controlled object 105 can be detected based on the extreme points of the reaction force torque energy Er.
このように、モータ位置振幅、定数項係数、反比例項係数、比例項係数に基づいて反力トルクエネルギーを算出し出力する反力トルクエネルギー演算器１１３と、前記反力トルクエネルギーの極値（極小値または極大値）の起こる位置指令の周波数より制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する共振反共振周波数演算器１１４と、を備える構成をしているので、位置制御器１０２がＰ制御、速度制御器１０３がＰ制御である場合、前記位置指令が掃引正弦波信号または白色雑音の振幅が小さい場合であっても、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータが設置された機台の反共振周波数と共振周波数を短時間に正確に検出することができる。
なお、「短時間に正確に検出することができる」は、後述するシミュレーション結果に基づくものである。
As described above, the reaction force torque energy calculator 113 that calculates and outputs the reaction force torque energy based on the motor position amplitude, the constant term coefficient, the inverse proportional term coefficient, and the proportional term coefficient, and the extreme value (minimum value) of the reaction force torque energy. A resonance anti-resonance frequency calculator 114 that calculates and outputs an anti-resonance frequency of the control target 105 and a vibration detection value that is the resonance frequency from the frequency of the position command at which the value or local maximum) occurs. When the position controller 102 is P control and the speed controller 103 is P control, even when the position command is a swept sine wave signal or when the amplitude of white noise is small, a load with a limited movable range is connected. The anti-resonance frequency and the resonance frequency of the motor and the machine base on which the motor is installed can be accurately detected in a short time.
Note that “can be accurately detected in a short time” is based on a simulation result described later.
本実施例の振動検出装置およびそれを備えたモータ制御装置の構成は、速度制御器１０３をＰＩ制御とすること以外は第１実施例と同じであるので、ここではその説明を省略する。以下、振動検出器１０８が前記振動検出値を算出する仕組みについて説明する。位置Ｐ制御・速度ＰＩ制御の場合、前記トルク指令は式（７）と表される。 The configuration of the vibration detection device of the present embodiment and the motor control device including the vibration detection device is the same as that of the first embodiment except that the speed controller 103 is set to PI control, and thus the description thereof is omitted here. Hereinafter, a mechanism in which the vibration detector 108 calculates the vibration detection value will be described. In the case of position P control / speed PI control, the torque command is expressed by equation (7).
ただし、Ｔｉは速度制御積分時間である。式（７）を式（１）に代入すると、式（８）を得る。また、この式（８）より、前記位置指令を振幅がｕ０、周波数がωである正弦波とした場合の、モータ位置振幅Ａを求めると式（９）となる。 Where Ti is the speed control integration time. Substituting equation (7) into equation (1) yields equation (8). Further, from this equation (8), when the position command is a sine wave having an amplitude u0 and a frequency ω, the motor position amplitude A is obtained as equation (9).
式（９）を反力トルク振幅Ａｒについて解き、１次テイラー展開すると式（１０）を得る。 When Equation (9) is solved for the reaction force torque amplitude Ar and the first-order Taylor expansion is performed, Equation (10) is obtained.
式（１０）をモータ位置振幅Ａで１階積分することにより、前記反力トルクにより前記負荷から前記モータへ返ってくるエネルギーである前記反力トルクエネルギーは近似的に式（１１）で表される。 When the equation (10) is first-order integrated with the motor position amplitude A, the reaction force torque energy, which is energy returned from the load to the motor by the reaction force torque, is approximately expressed by equation (11). The
ここで、式（１０）における、
Here, in the equation (10),
が定数項であり、定数項係数演算器１１０が、この定数項係数を算出し出力する。
また、式（１０）における、
Is a constant term, and the constant term coefficient calculator 110 calculates and outputs the constant term coefficient.
Moreover, in Formula (10),
が反比例項であり、反比例項係数演算器１１１が、この反比例項係数を算出し出力する。
また、式（１０）における、
Is an inverse proportional term, and the inverse proportional term coefficient calculator 111 calculates and outputs the inverse proportional term coefficient.
Moreover, in Formula (10),
が比例項であり、比例項係数演算器１１２が、この比例項係数を算出し出力する。
モータ位置振幅演算器１０９は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、前記モータ位置に移動平均を掛けて得られた信号であるモータ位置振幅を、また、前記位置指令を白色雑音とした場合、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅であるモータ位置振幅を出力する。また、反力トルクエネルギー演算器１１３は、式（１１）を用いて反力トルクエネルギーを算出し出力する。また、共振反共振周波数演算器１１４は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、式（１１）で表される前記反力トルクエネルギーが、極小値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の反共振周波数として算出し、一方、極大値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力する。
Is a proportional term, and the proportional term coefficient calculator 112 calculates and outputs this proportional term coefficient.
When the position command is a swept sine wave signal, the motor position amplitude calculator 109 uses the motor position amplitude, which is a signal obtained by multiplying the motor position by a moving average, and the position command as white noise. In this case, the motor position amplitude which is the amplitude of each frequency component of the motor position calculated by Fourier transform is output. The reaction force torque energy calculator 113 calculates and outputs the reaction force torque energy using the equation (11). Further, when the position command is a swept sine wave signal, the resonance anti-resonance frequency calculator 114 calculates the swept sine wave signal at a time when the reaction force torque energy represented by the equation (11) takes a minimum value. The frequency is calculated as the anti-resonance frequency of the controlled object 105, while the frequency of the swept sine wave signal at the time when the maximum value is obtained is calculated as the resonant frequency of the controlled object 105, and the anti-resonant frequency and the resonant frequency are calculated. The vibration detection value is output.
また、モータ粘性摩擦Ｄが分からない場合、式（１１）においてモータ粘性摩擦Ｄを無視しても、反力トルクエネルギＥｒの極点の周波数はほとんどずれないので、精度を劣化することなく振動検出が実施できる。 Further, when the motor viscous friction D is not known, even if the motor viscous friction D is ignored in the equation (11), the frequency of the extreme point of the reaction torque torque energy Er is hardly shifted, so that the vibration can be detected without degrading the accuracy. Can be implemented.
また、実施例１と同様に、前記位置指令を白色雑音とした場合、モータ位置振幅演算器１０９は前記モータ位置振幅を、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅である複数の周波数成分振幅とし、反力トルクエネルギー演算器１１３は、前記複数の周波数成分振幅のそれぞれに対して式（１１）を用いて複数の反力トルクエネルギーを算出し、共振反共振周波数演算器１１４は、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極小値である反力トルクエネルギー極小値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を反共振周波数として算出し、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極大値である反力トルクエネルギー極大値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力することもできる。 Similarly to the first embodiment, when the position command is white noise, the motor position amplitude calculator 109 is a plurality of frequency components of the frequency of the motor position calculated by Fourier transform. The reaction force torque energy calculator 113 calculates a plurality of reaction force torque energies using the equation (11) for each of the plurality of frequency component amplitudes, and the resonance antiresonance frequency calculator 114 Calculating the frequency of the frequency component of the motor position on which the reaction torque torque energy minimum value, which is a minimum value among the plurality of reaction force torque energies, as an anti-resonance frequency, Calculating the frequency of the frequency component of the motor position on which the reaction torque torque energy maximum value, which is the local maximum value, is based on the resonance frequency, It is also possible to output the resonance frequency and the resonance frequency as the vibration detection value.
また、式（１１）の第３項がモータ位置振幅Ａの２乗に比例するので、反力トルクエネルギＥｒの極点付近の勾配変化が大きくなり、極点検出が容易となるため、制御対象１０５の動作が小さい場合でも反力トルクエネルギＥｒの極点に基づいて制御対象１０５の共振周波数と反共振周波数である前記振動検出値を検出できる。 Further, since the third term of the equation (11) is proportional to the square of the motor position amplitude A, the gradient change in the vicinity of the pole point of the reaction force torque energy Er becomes large and the pole point is easily detected. Even when the operation is small, the vibration detection values that are the resonance frequency and the anti-resonance frequency of the controlled object 105 can be detected based on the extreme points of the reaction force torque energy Er.
このように、モータ位置振幅、定数項係数、反比例項係数、比例項係数に基づいて反力トルクエネルギーを算出し出力する反力トルクエネルギー演算器１１３と、前記反力トルクエネルギーの極値（極小値または極大値）の起こる位置指令の周波数より制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する共振反共振周波数演算器１１４と、を備える構成をしているので、位置制御器１０２がＰ制御、速度制御器１０３がＰＩ制御である場合、前記位置指令が掃引正弦波信号または白色雑音の振幅が小さい場合であっても、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータが設置された機台の反共振周波数と共振周波数を短時間に正確に検出することができる。
なお、「短時間に正確に検出することができる」は、後述するシミュレーション結果に基づくものである。
As described above, the reaction force torque energy calculator 113 that calculates and outputs the reaction force torque energy based on the motor position amplitude, the constant term coefficient, the inverse proportional term coefficient, and the proportional term coefficient, and the extreme value (minimum value) of the reaction force torque energy. A resonance anti-resonance frequency calculator 114 that calculates and outputs an anti-resonance frequency of the control target 105 and a vibration detection value that is the resonance frequency from the frequency of the position command at which the value or local maximum) occurs. When the position controller 102 is P control and the speed controller 103 is PI control, even if the position command is a swept sine wave signal or white noise has a small amplitude, a load having a limited movable range is connected. The anti-resonance frequency and the resonance frequency of the motor and the machine base on which the motor is installed can be accurately detected in a short time.
Note that “can be accurately detected in a short time” is based on a simulation result described later.
本実施例の振動検出装置およびそれを備えたモータ制御装置の構成は、速度制御器１０３をＩ−Ｐ制御とすること以外は第１実施例と同じであるので、ここではその説明を省略する。以下、振動検出器１０８が前記振動検出値を算出する仕組みについて説明する。位置Ｐ制御・速度Ｉ−Ｐ制御の場合、前記トルク指令は式（１２）と表される。また、この式（１２）を式（１）に代入すると、式（１３）を得る。 The configuration of the vibration detection device of the present embodiment and the motor control device including the vibration detection device is the same as that of the first embodiment except that the speed controller 103 is set to IP control. . Hereinafter, a mechanism in which the vibration detector 108 calculates the vibration detection value will be described. In the case of position P control / speed IP control, the torque command is expressed by equation (12). Further, when this equation (12) is substituted into equation (1), equation (13) is obtained.
式（１３）より、前記位置指令を、振幅がｕ０、周波数がωである正弦波とした場合、モータ位置振幅Ａを求めると式（１４）となる。また、この式（１４）を反力トルク振幅Ａｒについて解き、１次テイラー展開すると式（１５）を得る。 From the equation (13), when the position command is a sine wave having an amplitude u0 and a frequency ω, the motor position amplitude A is obtained as an equation (14). Further, when the equation (14) is solved for the reaction force torque amplitude Ar and the first-order Taylor expansion is performed, the equation (15) is obtained.
式（１５）をモータ位置振幅Ａで１階積分することにより、前記反力トルクにより前記負荷から前記モータへ返ってくるエネルギーである前記反力トルクエネルギーは近似的に式（１６）で表される。 When the equation (15) is first-order integrated with the motor position amplitude A, the reaction force torque energy, which is the energy returned from the load to the motor by the reaction force torque, is approximately expressed by the equation (16). The
ここで、式（１５）における第１項である、 Here, it is the first term in equation (15),
が定数項であり、定数項係数演算器１１０が、この定数項係数を算出し出力する。
また、式（１５）における第２項である、
Is a constant term, and the constant term coefficient calculator 110 calculates and outputs the constant term coefficient.
Moreover, it is the second term in the equation (15).
が反比例項であり、反比例項係数演算器１１１が、この反比例項係数を算出し出力する。
また、式（１５）における第３項である、
Is an inverse proportional term, and the inverse proportional term coefficient calculator 111 calculates and outputs the inverse proportional term coefficient.
Moreover, it is the third term in the equation (15).
が比例項であり、比例項係数演算器１１２が、この比例項係数を算出し出力する。
モータ位置振幅演算器１０９は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、前記モータ位置に移動平均を掛けて得られた信号であるモータ位置振幅を、また、前記位置指令を白色雑音とした場合、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅であるモータ位置振幅を出力する。また、反力トルクエネルギー演算器１１３は、式（１６）を用いて反力トルクエネルギーを算出し出力する。また、共振反共振周波数演算器１１４は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、式（１６）で表される前記反力トルクエネルギーが、極小値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の反共振周波数として算出し、一方、極大値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力する。
Is a proportional term, and the proportional term coefficient calculator 112 calculates and outputs this proportional term coefficient.
When the position command is a swept sine wave signal, the motor position amplitude calculator 109 uses the motor position amplitude, which is a signal obtained by multiplying the motor position by a moving average, and the position command as white noise. In this case, the motor position amplitude which is the amplitude of each frequency component of the motor position calculated by Fourier transform is output. The reaction force torque energy calculator 113 calculates and outputs the reaction force torque energy using the equation (16). Further, when the position command is a swept sine wave signal, the resonance anti-resonance frequency calculator 114 calculates the swept sine wave signal at a time when the reaction force torque energy represented by the equation (16) takes a minimum value. The frequency is calculated as the anti-resonance frequency of the controlled object 105, while the frequency of the swept sine wave signal at the time when the maximum value is obtained is calculated as the resonant frequency of the controlled object 105, and the anti-resonant frequency and the resonant frequency are calculated. The vibration detection value is output.
また、モータ粘性摩擦Ｄが分からない場合、式（１６）においてモータ粘性摩擦Ｄを無視しても、反力トルクエネルギＥｒの極点の周波数はほとんどずれないので、精度を劣化することなく振動検出が実施できる。 Further, when the motor viscous friction D is not known, even if the motor viscous friction D is ignored in the equation (16), the frequency of the extreme point of the reaction force torque energy Er is hardly shifted, so that vibration detection can be performed without degrading accuracy. Can be implemented.
また、実施例１と同様に、前記位置指令を白色雑音とした場合、モータ位置振幅演算器１０９は前記モータ位置振幅を、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅である複数の周波数成分振幅とし、反力トルクエネルギー演算器１１３は、前記複数の周波数成分振幅のそれぞれに対して式（１６）を用いて複数の反力トルクエネルギーを算出し、共振反共振周波数演算器１１４は、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極小値である反力トルクエネルギー極小値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を反共振周波数として算出し、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極大値である反力トルクエネルギー極大値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力することもできる。 Similarly to the first embodiment, when the position command is white noise, the motor position amplitude calculator 109 is a plurality of frequency components of the frequency of the motor position calculated by Fourier transform. The reaction force torque energy calculator 113 calculates a plurality of reaction force torque energies using the equation (16) for each of the plurality of frequency component amplitudes, and the resonance antiresonance frequency calculator 114 Calculating the frequency of the frequency component of the motor position on which the reaction torque torque energy minimum value, which is a minimum value among the plurality of reaction force torque energies, as an anti-resonance frequency, Calculating the frequency of the frequency component of the motor position on which the reaction torque torque energy maximum value, which is the local maximum value, is based on the resonance frequency, It is also possible to output the resonance frequency and the resonance frequency as the vibration detection value.
また、式（１６）の第３項がモータ位置振幅Ａの２乗に比例するので、反力トルクエネルギＥｒの極点付近の勾配変化が大きくなり、極点検出が容易となるため、制御対象１０５の動作が小さい場合でも反力トルクエネルギＥｒの極点に基づいて制御対象１０５の共振周波数と反共振周波数である前記振動検出値を検出できる。 Further, since the third term of the equation (16) is proportional to the square of the motor position amplitude A, the gradient change in the vicinity of the pole point of the reaction force torque energy Er becomes large and the pole point can be easily detected. Even when the operation is small, the vibration detection values that are the resonance frequency and the anti-resonance frequency of the controlled object 105 can be detected based on the extreme points of the reaction force torque energy Er.
このように、モータ位置振幅、定数項係数、反比例項係数、比例項係数に基づいて反力トルクエネルギーを算出し出力する反力トルクエネルギー演算器１１３と、前記反力トルクエネルギーの極値（極小値または極大値）の起こる位置指令の周波数より制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する共振反共振周波数演算器１１４と、を備える構成をしているので、位置制御器１０２がＰ制御、速度制御器１０３がＩ−Ｐ制御である場合、前記位置指令が掃引正弦波信号または白色雑音の振幅が小さい場合であっても、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータが設置された機台の反共振周波数と共振周波数を短時間に正確に検出することができる。
なお、「短時間に正確に検出することができる」は、後述するシミュレーション結果に基づくものである。
As described above, the reaction force torque energy calculator 113 that calculates and outputs the reaction force torque energy based on the motor position amplitude, the constant term coefficient, the inverse proportional term coefficient, and the proportional term coefficient, and the extreme value (minimum value) of the reaction force torque energy. A resonance anti-resonance frequency calculator 114 that calculates and outputs an anti-resonance frequency of the control target 105 and a vibration detection value that is the resonance frequency from the frequency of the position command at which the value or local maximum) occurs. When the position controller 102 is P control and the speed controller 103 is IP control, even if the position command is a swept sine wave signal or white noise has a small amplitude, The anti-resonance frequency and resonance frequency of the connected motor and the machine base on which the motor is installed can be accurately detected in a short time.
Note that “can be accurately detected in a short time” is based on a simulation result described later.
本実施例の振動検出装置およびそれを備えたモータ制御装置の構成は、位置制御器１０２をＰＩ制御とすること以外は第１実施例と同じであるので、ここではその説明を省略する。以下、振動検出器１０８が前記振動検出値を算出する仕組みについて説明する。位置ＰＩ制御・速度Ｐ制御の場合、前記トルク指令は式（１７）と表される。また、この式（１７）を式（１）に代入すると式（１８）を得る。 Since the configuration of the vibration detection device of this embodiment and the motor control device including the vibration detection device is the same as that of the first embodiment except that the position controller 102 is PI-controlled, the description thereof is omitted here. Hereinafter, a mechanism in which the vibration detector 108 calculates the vibration detection value will be described. In the case of position PI control / speed P control, the torque command is expressed by equation (17). Further, when this equation (17) is substituted into equation (1), equation (18) is obtained.
式（１８）より、前記位置指令を、振幅がｕ０、周波数がωである正弦波とした場合、モータ位置振幅Ａを求めると式（１９）となる。また、この式（１９）を反力トルク振幅Ａｒについて解き、１次テイラー展開すると式（２０）を得る。 From the equation (18), when the position command is a sine wave having an amplitude u0 and a frequency ω, the motor position amplitude A is obtained as an equation (19). Further, when the equation (19) is solved for the reaction force torque amplitude Ar and the first-order Taylor expansion is performed, the equation (20) is obtained.
式（２０）をモータ位置振幅Ａで１階積分することにより、前記反力トルクにより前記負荷から前記モータへ返ってくるエネルギーである前記反力トルクエネルギーは近似的に式（２１）で表される。 When the equation (20) is first-order integrated with the motor position amplitude A, the reaction force torque energy, which is energy returned from the load to the motor by the reaction force torque, is approximately expressed by the equation (21). The
ここで、式（２０）における第１項である、 Here, it is the first term in the equation (20).
が定数項であり、定数項係数演算器１１０が、この定数項係数を算出し出力する。
また、式（２０）における第２項である、
Is a constant term, and the constant term coefficient calculator 110 calculates and outputs the constant term coefficient.
Moreover, it is the second term in the equation (20).
が反比例項であり、反比例項係数演算器１１１が、この反比例項係数を算出し出力する。
また、式（２０）における第３項である、
Is an inverse proportional term, and the inverse proportional term coefficient calculator 111 calculates and outputs the inverse proportional term coefficient.
Moreover, it is the third term in the equation (20).
が比例項であり、比例項係数演算器１１２が、この比例項係数を算出し出力する。
モータ位置振幅演算器１０９は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、前記モータ位置に移動平均を掛けて得られた信号であるモータ位置振幅を、また、前記位置指令を白色雑音とした場合、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅であるモータ位置振幅を出力する。また、反力トルクエネルギー演算器１１３は、式（１６）を用いて反力トルクエネルギーを算出し出力する。また、共振反共振周波数演算器１１４は、前記位置指令を掃引正弦波信号とした場合、式（２１）で表される前記反力トルクエネルギーが、極小値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の反共振周波数として算出し、一方、極大値をとる時間における前記掃引正弦波信号の周波数を、制御対象１０５の共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力する。
Is a proportional term, and the proportional term coefficient calculator 112 calculates and outputs this proportional term coefficient.
When the position command is a swept sine wave signal, the motor position amplitude calculator 109 uses the motor position amplitude, which is a signal obtained by multiplying the motor position by a moving average, and the position command as white noise. In this case, the motor position amplitude which is the amplitude of each frequency component of the motor position calculated by Fourier transform is output. The reaction force torque energy calculator 113 calculates and outputs the reaction force torque energy using the equation (16). In addition, when the position command is a swept sine wave signal, the resonance anti-resonant frequency calculator 114 calculates the swept sine wave signal at a time when the reaction force torque energy represented by the equation (21) takes a minimum value. The frequency is calculated as the anti-resonance frequency of the controlled object 105, while the frequency of the swept sine wave signal at the time when the maximum value is obtained is calculated as the resonant frequency of the controlled object 105, and the anti-resonant frequency and the resonant frequency are calculated. The vibration detection value is output.
また、モータ粘性摩擦Ｄが分からない場合に、式（２１）においてモータ粘性摩擦Ｄを無視しても、反力トルクエネルギＥｒの極点の周波数はほとんどずれないので、精度を劣化することなく振動検出が実施できる。 Further, when the motor viscous friction D is not known, even if the motor viscous friction D is ignored in the equation (21), the frequency of the extreme point of the reaction force torque energy Er is hardly shifted, so that the vibration can be detected without degrading the accuracy. Can be implemented.
また、実施例１と同様に、前記位置指令を白色雑音とした場合、モータ位置振幅演算器１０９は前記モータ位置振幅を、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の各周波数成分の振幅である複数の周波数成分振幅とし、反力トルクエネルギー演算器１１３は、前記複数の周波数成分振幅のそれぞれに対して式（２１）を用いて複数の反力トルクエネルギーを算出し、共振反共振周波数演算器１１４は、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極小値である反力トルクエネルギー極小値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を反共振周波数として算出し、前記複数の反力トルクエネルギーの中の極大値である反力トルクエネルギー極大値が基づいている前記モータ位置の周波数成分の周波数を共振周波数として算出し、前記反共振周波数と前記共振周波数を前記振動検出値として出力することもできる。 Similarly to the first embodiment, when the position command is white noise, the motor position amplitude calculator 109 is a plurality of frequency components of the frequency of the motor position calculated by Fourier transform. The reaction force torque energy calculator 113 calculates a plurality of reaction force torque energies using Equation (21) for each of the plurality of frequency component amplitudes, and the resonance antiresonance frequency calculator 114 Calculating the frequency of the frequency component of the motor position on which the reaction torque torque energy minimum value, which is a minimum value among the plurality of reaction force torque energies, as an anti-resonance frequency, Calculating the frequency of the frequency component of the motor position on which the reaction torque torque energy maximum value, which is the local maximum value, is based on the resonance frequency, It is also possible to output the resonance frequency and the resonance frequency as the vibration detection value.
また、式（２１）の第３項がモータ位置振幅Ａの２乗に比例するので、反力トルクエネルギＥｒの極点付近の勾配変化が大きくなり、極点検出が容易となるため、制御対象１０５の動作が小さい場合でも反力トルクエネルギＥｒの極点に基づいて制御対象１０５の共振周波数と反共振周波数である前記振動検出値を検出できる。 Further, since the third term of the equation (21) is proportional to the square of the motor position amplitude A, the gradient change in the vicinity of the pole point of the reaction force torque energy Er becomes large and the pole point is easily detected. Even when the operation is small, the vibration detection values that are the resonance frequency and the anti-resonance frequency of the controlled object 105 can be detected based on the extreme points of the reaction force torque energy Er.
このように、モータ位置振幅、定数項係数、反比例項係数、比例項係数に基づいて反力トルクエネルギーを算出し出力する反力トルクエネルギー演算器１１３と、前記反力トルクエネルギーの極値（極小値または極大値）の起こる位置指令の周波数より制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する共振反共振周波数演算器１１４と、を備える構成をしているので、位置制御器１０２がＰＩ制御、速度制御器１０３がＰ制御である場合、前記位置指令が掃引正弦波信号または白色雑音の振幅が小さい場合であっても、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータが設置された機台の反共振周波数と共振周波数を短時間に正確に検出することができる。
なお、「短時間に正確に検出することができる」は、後述するシミュレーション結果に基づくものである。
As described above, the reaction force torque energy calculator 113 that calculates and outputs the reaction force torque energy based on the motor position amplitude, the constant term coefficient, the inverse proportional term coefficient, and the proportional term coefficient, and the extreme value (minimum value) of the reaction force torque energy. A resonance anti-resonance frequency calculator 114 that calculates and outputs an anti-resonance frequency of the control target 105 and a vibration detection value that is the resonance frequency from the frequency of the position command at which the value or local maximum) occurs. When the position controller 102 is PI control and the speed controller 103 is P control, even when the position command is a swept sine wave signal or when the amplitude of white noise is small, a load having a limited movable range is connected. The anti-resonance frequency and the resonance frequency of the motor and the machine base on which the motor is installed can be accurately detected in a short time.
Note that “can be accurately detected in a short time” is based on a simulation result described later.
ここで、第２実施例の構成である位置制御器１０２をＰ制御、速度制御器１０３をＰＩ制御とした構成に基づいた、シミュレーション結果を以下に示す。本シミュレーションに用いた数値は次の通りである。
Ｊｍ０＝０．１１６×１０＾−４[ｋｇ・ｍ＾２]、Ｊｍ＝０．１８６６×１０＾−４[ｋｇ・ｍ＾２]、Ｊｌ＝０．７４８５×１０＾−４[ｋｇ・ｍ＾２]、Ｊ＝Ｊｍ＋Ｊｌ＝０．９３２４×１０＾−４ [ｋｇ・ｍ＾２]、ωｒ＊＝２９６．８８（２π）[ｒａｄ／ｓ]、ωａ＊＝１３２．８１（２π）[ｒａｄ／ｓ]、ｋ＝５１．９３[Ｎ・ｍ／ｒａｄ]、Ｄ＝０．０１[Ｎ・ｍ・ｓ／ｒａｄ]、ｃｌ＝０．０１[Ｎ・ｍ・ｓ／ｒａｄ]、ｃ＝０．０１ [Ｎ・ｍ・ｓ／ｒａｄ]、Ｋｐ＝４０[ｓ＾−１]、Ｋｖ＝４０（２π）[ｓ＾−１]、Ｋｖｊ＝ＫｖＪｍ０、Ｔｉ＝０．０２０[ｓ]、Ｔ＝１２５×１０＾−６[ｓ]、ｂ＝１７[ｂｉｔ]、Ｔｒａｔ＝０．６３７[Ｎ・ｍ]、ｕ０＝０．２[ｒａｄ]、ω０＝２０（２π）[ｒａｄ／ｓ]、ωｆ＝５００（２π）[ｒａｄ／ｓ]、ｔｃ＝４．０[ｓ]
ただし、Ｊｍ０は公称慣性モーメント、Ｊｍはモータ慣性モーメント、Ｊｌは負荷慣性モーメント、Ｊは制御対象１０５の慣性モーメント、ωｒ＊は共振周波数真値、ωａ＊は反共振周波数真値、ｋはモータ負荷間剛性、Ｄはモータ粘性摩擦、ｃｌは負荷粘性摩擦、ｃはモータ負荷間粘性摩擦、Ｋｐは位置Ｐ制御ゲイン、Ｋｖは正規化速度Ｐ制御ゲイン、Ｋｖｊは速度Ｐ制御ゲイン、Ｔｉは速度制御積分時間、Ｔは制御周期、ｂは位置検出器１０６の分解能、Ｔｒａｔは定格トルク、ｕ０は位置指令振幅とし、前記位置指令は周波数がω０からωｆまでｔｃの間に線形的に変化する掃引正弦波信号とする。
なお、シミュレーションに用いたこれら数値は、実機への適用に即したものであり、本発明を実機へ適用した場合においても、このシミュレーション結果に相当する効果を奏するものである。
Here, the simulation results based on the configuration of the second embodiment in which the position controller 102 is P-controlled and the speed controller 103 is PI-controlled are shown below. The numerical values used in this simulation are as follows.
Jm0 = 0.116 × 10 ^ −4 [kg · m ^ 2], Jm = 0.1866 × 10 ^ −4 [kg · m ^ 2], Jl = 0.7485 × 10 ^ −4 [kg · m ^ 2], J = Jm + Jl = 0.9324 × 10 ^ −4 [kg · m ^ 2], ωr * = 296.88 (2π) [rad / s], ωa * = 132.81 (2π) [rad / S], k = 51.93 [N · m / rad], D = 0.01 [N · m · s / rad], cl = 0.01 [N · m · s / rad], c = 0 .01 [N · m · s / rad], Kp = 40 [s ^ −1], Kv = 40 (2π) [s ^ −1], Kvj = KvJm0, Ti = 0.020 [s], T = 125 × 10 ^ −6 [s], b = 17 [bit], Trat = 0.637 [N · m], u0 = 0.2 [rad], ω0 = 20 (2π) [rad / s], ωf = 500 (2π) [rad / s], tc = 4.0 [s]
However, Jm0 is the nominal moment of inertia, Jm is the motor moment of inertia, Jl is the load moment of inertia, J is the moment of inertia of the controlled object 105, ωr * is the true value of the resonance frequency, ωa * is the true value of the antiresonance frequency, and k is the motor load. Stiffness, D is motor viscous friction, cl is load viscous friction, c is motor load viscous friction, Kp is position P control gain, Kv is normalized speed P control gain, Kvj is speed P control gain, Ti is speed control Integration time, T is the control period, b is the resolution of the position detector 106, Trat is the rated torque, u0 is the position command amplitude, and the position command has a swept sine whose frequency varies linearly from ω0 to ωf between tc. Let it be a wave signal.
These numerical values used in the simulation are in accordance with the application to the actual machine, and even when the present invention is applied to the actual machine, the effect equivalent to the simulation result is obtained.
図２は、本発明の位置Ｐ制御・速度ＰＩ制御の場合（第２実施例）のシミュレーション結果である。図２は、式（１１）において、モータ粘性摩擦Ｄを無視して算出した反力トルクエネルギーを、その極大値で正規化した正規化反力トルクエネルギーであり、その極値（極小値または極大値）の起こる位置指令周波数より反共振周波数は１２４．３１［Ｈｚ］、共振周波数は３００．００［Ｈｚ］と算出された。
この場合、前記反共振周波数は、前記反共振周波数真値に対して−６．７７［％］誤差があり（図示しない）、前記共振周波数は、前記共振周波数真値に対して−０．０１［％］誤差があった（図示しない）。また、この場合、本シミュレーションにおいて、モータ位置振幅は０．０３［ｒａｄ］以下（１７［ｂｉｔ］分解能の位置検出器１０６で６２６［ｐｕｌｓｅ］相当）であり（図示しない）、小振幅のみで可動範囲の限定された負荷の連結したモータの反共振周波数と共振周波数を算出できることが得られた。また、この場合、振動検出に要する時間は４．０［ｓ］であり（図示しない）、短時間に制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数を算出できることも得られた。
FIG. 2 is a simulation result in the case of the position P control / speed PI control of the present invention (second embodiment). FIG. 2 is a normalized reaction force torque energy obtained by normalizing the reaction force torque energy calculated by ignoring the motor viscous friction D in the equation (11) by the maximum value, and the extreme value (minimum value or maximum value). Value), the antiresonance frequency was calculated to be 124.31 [Hz], and the resonance frequency was calculated to be 300.00 [Hz].
In this case, the anti-resonance frequency has an error of −6.77 [%] with respect to the true value of the anti-resonance frequency (not shown), and the resonance frequency is −0.01 with respect to the true value of the resonance frequency. [%] There was an error (not shown). In this case, in this simulation, the motor position amplitude is 0.03 [rad] or less (corresponding to 626 [pulse] in the position detector 106 having a resolution of 17 [bit]) (not shown), and can be moved with only a small amplitude. It was found that the anti-resonance frequency and resonance frequency of a motor connected with a load having a limited range can be calculated. Further, in this case, the time required for vibration detection is 4.0 [s] (not shown), and it was also obtained that the antiresonance frequency and resonance frequency of the controlled object 105 can be calculated in a short time.
なお、位置Ｐ制御・速度Ｐ制御の場合（第１実施例）、位置Ｐ制御・速度Ｉ−Ｐ制御の場合（第３実施例）、位置ＰＩ制御・速度Ｐ制御の場合（第４実施例）のシミュレーションにおいても同様に、少ない振動検出誤差であること、小振幅のみで可動範囲の限定された負荷の連結したモータの反共振周波数と共振周波数を算出できること、短時間に制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数を算出できること、が得られる。（図示しない）
また、本発明の振動検出装置は、トルクを推力、慣性モーメントを可動子質量に置き換えることにより、リニアモータにも適用できる。
また、位置指令振幅は、回転形モータであれば０．２ｒａｄ程度、リニアモータであれば５ｍｍ程度の小さなものであればよい。
In the case of position P control / speed P control (first embodiment), in the case of position P control / speed IP control (third embodiment), in the case of position PI control / speed P control (fourth embodiment). Similarly, in the simulation, the vibration detection error is small, the anti-resonance frequency and the resonance frequency of the motor connected to the load having a limited movable range can be calculated with only a small amplitude, and the anti-resonance of the control target 105 can be calculated in a short time. The resonance frequency and the resonance frequency can be calculated. (Not shown)
The vibration detection device of the present invention can also be applied to a linear motor by replacing torque with thrust and inertial moment with mover mass.
The position command amplitude may be as small as about 0.2 rad for a rotary motor and about 5 mm for a linear motor.
第１乃至４実施例に記載したように、モータ位置振幅、定数項係数、反比例項係数、比例項係数に基づいて反力トルクエネルギーを算出し出力する反力トルクエネルギー演算器１１３と、前記反力トルクエネルギーの極値（極小値または極大値）の起こる位置指令の周波数より制御対象１０５の反共振周波数と共振周波数である振動検出値を算出し出力する共振反共振周波数演算器１１４と、を備える構成をしているので、前記位置指令が掃引正弦波信号または白色雑音の振幅が小さい場合であっても、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータが設置された機台の反共振周波数と共振周波数を短時間に正確に検出することができる。 As described in the first to fourth embodiments, a reaction force torque energy calculator 113 that calculates and outputs a reaction force torque energy based on a motor position amplitude, a constant term coefficient, an inverse proportional term coefficient, and a proportional term coefficient; A resonance anti-resonance frequency calculator 114 that calculates and outputs an anti-resonance frequency of the control object 105 and a vibration detection value that is the resonance frequency from the frequency of the position command where the extreme value (minimum value or maximum value) of the force torque energy occurs. Even if the position command is a swept sine wave signal or a white noise with a small amplitude, the load connected motor with a limited movable range and the stand on which the motor is installed The anti-resonance frequency and the resonance frequency can be accurately detected in a short time.
本発明において、モータおよびモータに締結された負荷（機械等）、すなわち、図１における制御対象１０５および位置検出器１０６の振動を検出する場合、図１における振動検出装置の構成（位置指令発生器１０１、位置制御器１０２、速度制御器１０３、トルク制御器１０４、微分器１０７、振動検出器１０８）で、振動検出を行なう。
また、図１におけるモータ制御装置の構成（位置指令発生器１０１、位置制御器１０２、速度制御器１０３、トルク制御器１０４、微分器１０７）で、振動検出装置により得られた共振周波数および反共振周波数に基づいて、容易に機械モデル化等をし、この機械モデルに基づいて位置指令または速度指令に応じてモータを制御し、モータに締結された負荷（機械等）を振動抑制しながら駆動するのである。
また、図１における振動検出器１０８内の、反力トルクエネルギー演算器１１３に、前述した定数項係数演算器１１０、反比例項係数演算器１１１、比例項係数演算器１１２の演算機能を持たせてもよい。
In the present invention, when detecting the motor and the load (machine or the like) fastened to the motor, that is, the vibration of the control object 105 and the position detector 106 in FIG. 1, the configuration of the vibration detector in FIG. 101, a position controller 102, a speed controller 103, a torque controller 104, a differentiator 107, and a vibration detector 108) perform vibration detection.
Further, in the configuration of the motor control device in FIG. 1 (position command generator 101, position controller 102, speed controller 103, torque controller 104, differentiator 107), the resonance frequency and antiresonance obtained by the vibration detection device are obtained. Based on the frequency, machine modeling is easily performed, the motor is controlled according to the position command or speed command based on the machine model, and the load (machine or the like) fastened to the motor is driven while suppressing vibration. It is.
In addition, the reaction force torque energy calculator 113 in the vibration detector 108 in FIG. 1 is provided with the calculation functions of the constant term coefficient calculator 110, the inverse proportional term coefficient calculator 111, and the proportional term coefficient calculator 112 described above. Also good.
小振幅の掃引正弦波信号または小振幅の白色雑音と、反力トルクエネルギーを用いることによって、可動範囲の限定された負荷の連結したモータおよびそのモータの設置された機台の反共振周波数と共振周波数を検出することができるので、半導体製造装置など可動範囲の限定された一般産業用装置の振動検出に広く適用できる。 By using a swept sine wave signal with a small amplitude or white noise with a small amplitude and a reaction force torque energy, the anti-resonance frequency and resonance of a motor connected to a load with a limited movable range and the machine base on which the motor is installed. Since the frequency can be detected, the present invention can be widely applied to vibration detection of general industrial equipment having a limited movable range such as a semiconductor manufacturing apparatus.
１０１ 位置指令発生器
１０２ 位置制御器
１０３ 速度制御器
１０４ トルク制御器
１０５ 制御対象
１０６ 位置検出器
１０７ 微分器
１０８ 振動検出器
１０９ モータ位置振幅演算器
１１０ 定数項係数演算器
１１１ 反比例項演算器
１１２ 比例項係数演算器
１１３ 反力トルクエネルギー演算器
１１４ 共振反共振周波数演算器
101 Position command generator 102 Position controller 103 Speed controller 104 Torque controller 105 Control target 106 Position detector 107 Differentiator 108 Vibration detector 109 Motor position amplitude calculator 110 Constant term coefficient calculator 111 Inverse proportional term calculator 112 Proportional Term coefficient calculator 113 Reaction force torque energy calculator 114 Resonance anti-resonance frequency calculator
Claims (12)
前記指令が小さな振幅の掃引正弦波信号である位置指令であって、
前記位置指令に基づいて前記モータを駆動し、前記振動検出器が前記振動検出値を算出し出力するようにしたことを特徴とする振動検出装置。 Vibration that drives a controlled object that is a motor connected to a load in accordance with a command, calculates and outputs a vibration detection value that is an anti-resonance frequency and a resonance frequency of the controlled object based on the motor position detected by the position detector In the vibration detection apparatus provided with the detector,
The command is a position command that is a swept sine wave signal with a small amplitude,
A vibration detection apparatus, wherein the motor is driven based on the position command, and the vibration detector calculates and outputs the vibration detection value.
前記モータ位置振幅に基づいて、前記負荷から前記モータにかかる反力トルクを算出し、更に、前記反力トルクに基づいて、前記負荷から前記モータへ返ってくるエネルギーである反力トルクエネルギーを算出する反力トルクエネルギー演算器と、
前記反力トルクエネルギーに基づいて、前記振動検出値を算出する共振反共振周波数演算器と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の振動検出装置。 The vibration detector calculates a motor position amplitude which is an amplitude of the motor position;
Based on the motor position amplitude, a reaction force torque applied to the motor from the load is calculated, and further, a reaction force torque energy that is energy returned from the load to the motor is calculated based on the reaction force torque. A reaction force torque energy calculator,
The vibration detection apparatus according to claim 1, further comprising a resonance anti-resonance frequency calculator that calculates the vibration detection value based on the reaction force torque energy.
前記共振反共振周波数演算器が、前記反力トルクエネルギーの極小点の起こる時間における、前記掃引正弦波信号の周波数を反共振周波数として算出し、
極大点の起こる時間における、前記掃引正弦波信号の周波数を共振周波数として算出することを特徴とする請求項１記載の振動検出装置。 If the command is a position command and a swept sine wave signal,
The resonance anti-resonance frequency calculator calculates the frequency of the swept sine wave signal as the anti-resonance frequency at the time when the minimum point of the reaction force torque energy occurs,
The vibration detection apparatus according to claim 1, wherein the frequency of the swept sine wave signal at the time when the maximum point occurs is calculated as a resonance frequency.
前記モータ位置振幅演算器が、前記モータ位置振幅の算出に代わって、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の複数の周波数成分振幅を、複数のモータ位置振幅として算出し、
前記反力トルクエネルギー演算器が、前記反力トルクエネルギーの算出に代わって、前記複数のモータ位置振幅に基づいて、複数の反力トルクエネルギーを算出し、
前記共振反共振周波数演算器が、前記反力トルクエネルギーに基づいた前記振動検出値の算出に代わって、前記複数の反力トルクエネルギーの極点に基づいて、前記制御対象の前記振動検出値を算出することを特徴とする請求項１記載の振動検出装置。 If the command is a position command and a white noise signal,
The motor position amplitude calculator, instead of calculating the motor position amplitude, calculates a plurality of frequency component amplitudes of the motor position calculated by Fourier transform as a plurality of motor position amplitudes,
The reaction force torque energy calculator calculates a plurality of reaction force torque energies based on the plurality of motor position amplitudes instead of calculating the reaction force torque energy,
The resonance anti-resonance frequency calculator calculates the vibration detection value of the control target based on the extreme points of the plurality of reaction force torque energy instead of calculating the vibration detection value based on the reaction force torque energy. The vibration detection apparatus according to claim 1, wherein:
前記モータ位置振幅演算器が、前記モータ位置振幅の算出に代わって、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の複数の周波数成分振幅を、複数のモータ位置振幅として算出し、
前記反力トルクエネルギー演算器が、前記反力トルクエネルギーの算出に代わって、前記複数のモータ位置振幅に基づいて、複数の反力トルクエネルギーを算出し、
前記共振反共振周波数演算器が、前記反力トルクエネルギーに基づいた前記振動検出値の算出に代わって、前記複数の反力トルクエネルギーのうち最極小点における、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の周波数を反共振周波数として算出し、
最極大点における、フーリエ変換により算出した前記モータ位置の周波数を共振周波数として算出することを特徴とする請求項１記載の振動検出装置。 If the command is a position command and a white noise signal,
The motor position amplitude calculator, instead of calculating the motor position amplitude, calculates a plurality of frequency component amplitudes of the motor position calculated by Fourier transform as a plurality of motor position amplitudes,
The reaction force torque energy calculator calculates a plurality of reaction force torque energies based on the plurality of motor position amplitudes instead of calculating the reaction force torque energy,
Instead of calculating the vibration detection value based on the reaction force torque energy, the resonance antiresonance frequency calculator calculates the motor position calculated by Fourier transform at the minimum point among the plurality of reaction force torque energies. Calculate the frequency as the anti-resonance frequency,
The vibration detection apparatus according to claim 1, wherein the frequency of the motor position calculated by Fourier transform at the maximum point is calculated as a resonance frequency.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006238648A JP2008061470A (en) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | Vibration detector and motor control device therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006238648A JP2008061470A (en) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | Vibration detector and motor control device therewith |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008061470A true JP2008061470A (en) | 2008-03-13 |
Family
ID=39243582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006238648A Pending JP2008061470A (en) | 2006-09-04 | 2006-09-04 | Vibration detector and motor control device therewith |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008061470A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020140551A1 (en) * | 2018-12-31 | 2020-07-09 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | Identification method for motor system |
| CN113237585A (en) * | 2021-03-29 | 2021-08-10 | 湖南久钰电子有限公司 | Capacitive torque sensor and intelligent vehicle monitoring system |
| WO2022006980A1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | Hammerstein model system identification method using chirp signal |
-
2006
- 2006-09-04 JP JP2006238648A patent/JP2008061470A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020140551A1 (en) * | 2018-12-31 | 2020-07-09 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | Identification method for motor system |
| WO2022006980A1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | Hammerstein model system identification method using chirp signal |
| CN113237585A (en) * | 2021-03-29 | 2021-08-10 | 湖南久钰电子有限公司 | Capacitive torque sensor and intelligent vehicle monitoring system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4685509B2 (en) | AC motor drive control device and drive control method | |
| Brock et al. | New approaches to selected problems of precise speed and position control of drives | |
| JP5648870B2 (en) | Motor control device, motor control method and mechanical system | |
| CN104251202B (en) | Offset the control system of fluctuation method for implanting and device and pump | |
| JP5127767B2 (en) | Drive control device | |
| WO2007018045A1 (en) | System identification device | |
| JP2008061470A (en) | Vibration detector and motor control device therewith | |
| JP2019083672A (en) | Inverter, and drive control method for motor | |
| JP2009038942A (en) | Load inertia identification method and servo motor controller | |
| JP5845433B2 (en) | Motor drive device | |
| JP5176729B2 (en) | Motor controller with moment of inertia identifier | |
| JP4789067B2 (en) | System identification apparatus and motor control apparatus including the same | |
| JP2007143224A (en) | Vibration detector | |
| JP2010045957A (en) | Motor control device and backlash identifying method | |
| JP4730538B2 (en) | Motor control device with machine constant identification device | |
| JP2010022138A (en) | Motor controller | |
| JP2007020297A (en) | System identification equipment and method | |
| JP2007189856A (en) | Motor controller with inertial moment identifier | |
| JP5277790B2 (en) | Motor controller with moment of inertia identifier | |
| KR101254941B1 (en) | Vertical vibration reduction method for elevator | |
| JP2009175946A (en) | Position controller | |
| JP2008072846A (en) | Motor controller, and control method therefor | |
| JP4289275B2 (en) | Control method for articulated robot | |
| JP2007020318A (en) | System identification equipment | |
| JP4827016B2 (en) | Rigid identification device and motor control device including the same |