JP2009081985A - 慣性共振系を制御対象とする特性同定方法及びモータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 モータ制御装置は、駆動指令を受けるモータと被駆動部との間を動力伝達機構で連結した慣性共振系を制御対象とし、該制御対象の状態を計測する計測手段と、前記駆動指令及び前記計測手段で計測された前記制御対象の計測結果に基づいて前記制御対象の特性として前記慣性共振系の少なくとも共振周波数及び反共振周波数を同定する特性同定部を含み、同定された特性に基づいて前記モータへの駆動指令を調整する。
【選択図】 図2
Description
Wζn=(q−2q2+q3)・Ts
Wωn=(q2−q3)・Ts2
TJM=(q−2q2+q3)・Ts
Tζa=(q2−q3)・Ts2
Tωa=q3・Ts3 (13)
上記説明では、同定モデルに対する同定アルゴリズムとして、RLS(逐次最小自乗)法に基づく手法を前提にしている。その一般化表現は以下の式(17)で表される。
前述したように、RLS法をベースとした同定アルゴリズムは計測ノイズにより同定値にオフセットが生じる。この現象の抑制方法の一つとして、プレフィルタ処理がある。一般的には白色化フィルタ処理を行うとされているが、要諦はシステムの入出力信号の周波数領域において注目領域の強調である。本第1の態様では、高周波数域のノイズ除去や、高次モードの応答による誤差の低減を目的として設置する。
11 被駆動部
12 動力伝達部
13 減算部
14 制御演算器
15 制御対象特性同定器
16 制御演算係数調整器
Claims (7)
- 多慣性共振装置をモータ駆動制御する場合の多慣性共振系の特性同定手法であって、モータを制御して前記多慣性共振装置を運動させながら同定する多慣性共振系の閉ループ同定方法において、
前記多慣性共振系の応答特性ωM/τM(但し、ωMはモータ軸角速度、τMはモータ入力トルク)は、少なくともモータイナーシャJM、共振周波数ωn、反共振周波数ωa、共振粘性係数ζn、反共振粘性係数ζaを用いた伝達関数で表され、
前記応答特性ωM/τMを表す伝達関数を、離散化したωM(k)/τM(k)を規定する式に変換し、
前記変換した式から、前記ωM(k)について、前記モータイナーシャJM、前記共振周波数ωn、前記反共振周波数ωaから成る第1の式と、前記モータイナーシャJM、共振周波数ωn、反共振周波数ωa、共振粘性係数ζn、反共振粘性係数ζaのいずれも含まない第2の式と、前記共振粘性係数ζn、前記反共振粘性係数ζaを含む第3の式とで表される式を導出し、
前記第3の式においては前記共振粘性係数ζn、前記反共振粘性係数ζaをあらかじめ定めた固定値とし、
前記共振周波数の自乗ωn 2、モータイナーシャの逆数1/JM、反共振周波数の自乗とモータイナーシャの逆数の積ωa 2/JMの3つのパラメータについて同定を行うことを特徴とする多慣性共振系の特性同定方法。 - 前記ωM(k)/τM(k)を規定する式への変換に際し、ゼロ次ホールドあるいは双一次変換によって離散化したωM(k)/τM(k)を規定する式への変換を行うことを特徴とする請求項1に記載の多慣性共振系の特性同定方法。
- 駆動指令を受けるモータと被駆動部との間を動力伝達機構で連結した慣性共振系を制御対象とし、
該制御対象の状態を計測する計測手段と、
前記駆動指令及び前記計測手段で計測された計測結果に基づいて前記制御対象の特性として前記慣性共振系の少なくとも共振周波数及び反共振周波数を同定する特性同定部を含み、
同定された特性に基づいて前記モータへの駆動指令を調整することを特徴とするモータ制御装置。 - 前記計測手段として前記モータの軸角速度ωMを計測する計測器を備えると共に、目標速度と前記モータの軸角速度ωMとの差分に基づいてモータトルクτMを前記駆動指令として出力する制御演算器を備え、
前記特性同定部は、前記モータトルクτMと前記モータの軸角速度ωMとを受けて前記慣性共振系の少なくとも共振周波数及び反共振周波数を同定して同定パラメータとして出力し、
更に、出力された前記同定パラメータに基づいて前記制御演算器を制御する制御演算係数調整器を備えることにより前記モータトルクτMが調整されることを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。 - 前記特性同定部は、前記共振周波数及び前記反共振周波数を同定する機能と、前記共振周波数及び前記反共振周波数に加えて定常速度減衰係数ζd0を同定する機能を選択することができることを特徴とする請求項3又は4に記載のモータ制御装置。
- 前記慣性共振系の応答特性ωM/τMは、少なくともモータイナーシャJM、反共振周波数ωa、共振周波数相当係数ωd、反共振減衰相当係数ζn1、前記定常速度減衰係数ζd0、共振減衰相当係数ζd2を用いた伝達関数で表され、
前記応答特性ωM/τMを表す伝達関数を、離散化したωM(k)/τM(k)を規定する式に変換し、
前記特性同定部は、前記共振周波数及び前記反共振周波数を同定する機能が選択された場合には、前記変換した式から、前記ωM(k)について、前記共振周波数ωn、前記反共振周波数ωaから成る第1の式と、前記共振周波数ωn、前記反共振周波数ωa、前記反共振減衰相当係数ζn1、前記定常速度減衰係数ζd0、前記共振減衰相当係数ζd2のいずれも含まない第2の式と、前記モータイナーシャJM、前記反共振減衰相当係数ζn1、前記定常速度減衰係数ζd0、前記共振減衰相当係数ζd2を含む第3の式とで表される式を導出して、前記共振周波数及び前記反共振周波数について同定を行なうことを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。 - 前記特性同定部は、前記共振周波数、前記反共振周波数及び前記定常速度減衰係数を同定する機能が選択された場合には、前記変換した式から、前記ωM(k)について、前記定常速度減衰係数ζd0、前記共振周波数ωn、前記反共振周波数ωaから成る第1の式と、前記共振周波数ωn、前記反共振周波数ωa、前記反共振減衰相当係数ζn1、前記定常速度減衰係数ζd0、前記共振減衰相当係数ζd2のいずれも含まない第2の式と、前記モータイナーシャJM、前記共振減衰相当係数ζd2、反共振粘性係数ζaを含む第3の式とで表される式を導出して前記共振周波数、前記反共振周波数及び前記定常速度減衰係数の同定を行なうことを特徴とする請求項6に記載のモータ制御装置。
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