JP2010136504A - モータ制御装置及びその設計方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 モータ制御装置は、モータと負荷及びこれらを結合する結合部とを含む多慣性共振系を制御対象とし、制御指令値と制御対象からフィードバックされる状態量との差に基づいてモータを制御する閉ループ制御系を備え、該閉ループ制御系はモータ速度指令からモータトルク指令を決定する第1の制御手段を含むほか、前記状態量に応じて振動を抑制する制振制御器10を備える。前記第1の制御手段の第1のゲイン、前記制振制御器の第2のゲインを、閉ループ制御系の感度特性のカットオフ周波数ωS、閉ループ制御系の相補感度特性のカットオフ周波数ωCSを調整パラメータとして決定する。
【選択図】 図1
Description
1.トルク制御系やモータ位置又は速度検出器における遅れに起因する高周波数領域における不安定化が考慮された制御系になっていない。
2.FB制御器の調整方法が不明である。
3.FF制御器の調整方法が不明である。
1.トルク制御系やモータ位置又は速度検出器における遅れに起因する高周波数領域における不安定化が考慮された制御系になっていない。
2.FF制御器の調整方法が不明である。
1.FF制御器、FB制御器共に、機械装置の共振特性を考慮した制御器及びその調整方法となっておらず、共振特性を考慮した制御系のような高い性能が得られない。
2.トルク制御系やモータ位置又は速度検出器における遅れに起因する高周波数領域における不安定化が考慮された制御系になっていない。
で表される。
相補感度特性T=Y/E=CP/(1+CP)
11、11’、103、103’ 加算器
12 状態オブザーバ
20 FF制御器
100 制御対象としてのプラント
101、102 演算器
Claims (12)
- モータと負荷及びこれらを結合する結合部とを含む多慣性共振系を制御対象とし、制御指令値と制御対象からフィードバックされる状態量との差に基づいてモータを制御する閉ループ制御系を備え、該閉ループ制御系はモータ速度指令からモータトルク指令を決定する第1の制御手段を含むモータ制御装置において、
更に、前記状態量に応じて振動を抑制する制振制御手段を備え、
前記第1の制御手段の第1のゲイン、前記制振制御手段の第2のゲインを、閉ループ制御系の感度特性のカットオフ周波数ωS、閉ループ制御系の相補感度特性のカットオフ周波数ωCSを調整パラメータとして決定することを特徴とするモータ制御装置。 - 前記閉ループ制御系の感度特性がωS>ωの低周波領域でs/ωSに漸近し、閉ループ制御系の相補感度特性がωCS<ωの高周波領域でωCS/sに漸近するように調整される(但し、sはラプラス演算子)ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 前記制振制御手段のもう一つの第3のゲインを、前記多慣性共振系の振動減衰特性の調整パラメータkdで決定することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
- 前記制振制御手段は、
負荷位置とモータ位置との差を負荷とモータの相対変位として演算する演算手段と、
前記相対変位から負荷とモータの相対速度を算出する手段と、
前記相対変位が入力され前記第2のゲインkθTをゲインとする第2の制御手段と、
前記相対速度が入力され前記第3のゲインkωTをゲインとする第3の制御手段とを含むことを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。 - 前記制振制御手段は、
モータ位置からモータ速度を算出する手段と、
算出されたモータ速度と前記モータトルク指令とを用いて負荷とモータの相対変位の推定値と、負荷とモータの相対速度の推定値を求める状態オブザーバと、
前記相対変位の推定値が入力され前記第2のゲインkθTをゲインとする第2の制御手段と、
前記相対速度の推定値が入力され前記第3のゲインkωTをゲインとする第3の制御手段とを含むことを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。 - 前記カットオフ周波数ωSと前記カットオフ周波数ωCSの比率を固定値として設定し、前記カットオフ周波数ωS、前記カットオフ周波数ωCSの一方を調整パラメータとして用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
- 前記制御指令値と前記制御対象からフィードバックされる状態量との差を演算する演算手段の前段に、フィードフォワード制御器を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のモータ制御装置。
- モータと負荷及びこれらを結合する結合部とを含む多慣性共振系を制御対象とし、制御指令値と制御対象からフィードバックされる状態量との差に基づいてモータを制御する閉ループ制御系を備え、該閉ループ制御系はモータ速度指令からモータトルク指令を決定する第1の制御手段を含むモータ制御装置の設計方法において、
閉ループ制御系の感度特性の利得が0dB以下になる周波数領域を設定する第1のステップと、
閉ループ制御系の相補感度特性の利得が0dB以下になる周波数領域を設定する第2のステップを有することを特徴とするモータ制御装置の設計方法。 - 前記第1のステップでは前記閉ループ制御系の感度特性がωS>ωの低周波領域でs/ωSに漸近し、前記第2のステップでは閉ループ制御系の相補感度特性がωCS<ωの高周波領域でωCS/sに漸近するように設定される(但し、sはラプラス演算子)ことを特徴とする請求項9に記載のモータ制御装置の設計方法。
- 更に、前記多慣性共振系の振動減衰特性の調整パラメータkdを設定する第3のステップを有することを特徴とする請求項9又は10に記載のモータ制御装置の設計方法。
- 前記カットオフ周波数ωSと前記カットオフ周波数ωCSの比率を固定値として設定し、前記カットオフ周波数ωS、前記カットオフ周波数ωCSの一方を調整パラメータとして設定を行なうことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載のモータ制御装置の設計方法。
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