JP2012165610A - Motor controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller capable of stably controlling a motor by tandem control with excellent responsiveness.SOLUTION: The motor controller of a tandem system is for driving one shaft using a master shaft motor and at least one slave shaft motor, includes a position control unit 1, a speed control unit 2 and a current control unit 3 for each motor, is further provided with a torque arbitration unit 5 for calculating an arbitration torque command value Ts1* of the slave shaft from a torque command value Tm* of the master shaft and a torque command value of the slave shaft in the slave shaft and a command inversion detection unit 23 for detecting the inversion of a command from a host controller in the slave shaft. In the case of detecting the inversion of the command from the host controller, the command inversion detection unit 23 sets the arbitration torque command value Ts1* immediately before the command inversion to integration components of the speed control unit 2 of the slave shaft.

Description

本発明は、モータ制御装置に係り、特に同一軸を複数のモータで駆動するタンデム制御を行なうモータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device that performs tandem control in which the same shaft is driven by a plurality of motors.

工作機械等において、移動させようとする可動部が大きく、その移動軸を一つのモータだけで駆動することが出来ない場合において、二つのモータに対して同一の指令を行ない、可動部（同一軸）を二つのモータで駆動するタンデム制御が行なわれている。   In a machine tool or the like, when the movable part to be moved is large and the moving shaft cannot be driven by only one motor, the same command is given to the two motors, and the movable part (same axis) ) Is driven by two motors.

図３は従来の二つのモータによるタンデム制御を行なうための制御ブロックを示す図である。この図において、この図において図示されていない二つのモータ（マスタ軸モータとスレーブ軸モータ）は、それぞれ電流制御部３３Ｍ、３３Ｓで算出されたマスタ軸電流指令、スレーブ軸電流指令により駆動制御される。   FIG. 3 is a diagram showing a control block for performing tandem control by two conventional motors. In this figure, two motors (master axis motor and slave axis motor) not shown in this figure are driven and controlled by the master axis current command and slave axis current command calculated by the current control units 33M and 33S, respectively. .

まず、マスタ軸およびスレーブ軸での動作について記述する。マスタ軸では、位置指令値Ｐ＊と位置帰還Ｐｍとから位置制御部３１Ｍで速度指令値Ｖｍ＊を算出し、この算出された速度指令値Ｖｍ＊と速度帰還Ｖｍとから速度制御部３２ＭでＰＩ制御等の演算を行ない、トルク指令値Ｔｍ＊を算出する。電流制御部３３Ｍは、このトルク指令値Ｔｍ＊と電流帰還Ｉｍとからマスタ軸電流指令を算出し、マスタ軸モータを駆動制御する。また、速度制御部３２Ｍで算出されたトルク指令値Ｔｍ＊は、反転器３４を通してトルク調停部３５に渡される。ここで、反転器３４はマスタ軸モータとスレーブ軸モータの回転方向に応じて、符号を反転させるために用いられており、回転方向が同一の場合には符号反転を行なわず、回転方向が異なる場合には符号反転を行なう。次に、スレーブ軸では、マスタ軸と同一の位置指令値Ｐ＊と位置帰還Ｐｓとから位置制御部３１Ｓで速度指令値Ｖｓ＊を算出し、この算出された速度指令値Ｖｓ＊と速度帰還Ｖｓとから速度制御部３２ＳでＰＩ制御等の演算を行ない、トルク指令値Ｔｓ＊を算出する。このトルク指令値Ｔｓ＊とマスタ軸からのトルク指令値Ｔｍ＊とからトルク調停部３５にて調停トルク指令値Ｔｓ１＊を算出する。この調停トルク指令値Ｔｓ１＊と電流帰還Ｉｓとからスレーブ軸電流指令を算出し、スレーブ軸モータを駆動制御する。   First, the operation on the master axis and slave axis will be described. In the master axis, a speed command value Vm * is calculated by the position control unit 31M from the position command value P * and the position feedback Pm, and the speed control unit 32M performs PI from the calculated speed command value Vm * and the speed feedback Vm. Calculation such as control is performed to calculate a torque command value Tm *. The current control unit 33M calculates a master shaft current command from the torque command value Tm * and the current feedback Im, and drives and controls the master shaft motor. The torque command value Tm * calculated by the speed control unit 32M is passed to the torque arbitration unit 35 through the inverter 34. Here, the inverter 34 is used to invert the sign according to the rotation directions of the master axis motor and the slave axis motor. When the rotation directions are the same, the sign is not inverted and the rotation directions are different. In this case, the sign is inverted. Next, in the slave axis, the speed command value Vs * is calculated by the position control unit 31S from the same position command value P * and position feedback Ps as in the master axis, and the calculated speed command value Vs * and speed feedback Vs are calculated. Then, the speed control unit 32S performs operations such as PI control to calculate the torque command value Ts *. The torque arbitration unit 35 calculates an arbitration torque command value Ts1 * from the torque command value Ts * and the torque command value Tm * from the master shaft. A slave shaft current command is calculated from the arbitration torque command value Ts1 * and the current feedback Is, and the drive control of the slave shaft motor is performed.

次に、図４にてトルク調停部３５での処理について詳しく説明する。トルク調停部３５では、マスタ軸のトルク指令値Ｔｍ＊とスレーブ軸のトルク指令値Ｔｓ＊との差に対してフィルタ処理を行ない、調停トルク指令値Ｔｓ１＊を算出する。すなわち、トルク指令値の差（Ｔｍ＊−Ｔｓ＊）から前回のトルク調停値Ｔａ＊を引いた値に対して係数４１を掛け、前回のトルク調停値Ｔａ＊を加算することにより、今回のトルク調停値Ｔａ＊を算出する。これらの処理は、マスタ軸のトルク指令値とスレーブ軸のトルク指令値との差およびトルク調停値をそれぞれＴｄ（ｎ）およびＴａ＊（ｎ）とすれば、   Next, the processing in the torque adjuster 35 will be described in detail with reference to FIG. The torque arbitration unit 35 performs a filtering process on the difference between the torque command value Tm * for the master axis and the torque command value Ts * for the slave axis, and calculates an arbitration torque command value Ts1 *. That is, by multiplying the value obtained by subtracting the previous torque arbitration value Ta * from the difference in torque command values (Tm * −Ts *), and adding the previous torque arbitration value Ta *, the current torque Arbitration value Ta * is calculated. In these processes, if the difference between the torque command value for the master axis and the torque command value for the slave axis and the torque arbitration value are Td (n) and Ta * (n), respectively,

Ｔａ＊（ｎ）＝Ｋ＊（Ｔｄ（ｎ）−Ｔａ＊（ｎ−１））＋Ｔａ＊（ｎ−１）・・・式１
で表される。ただし、Ｔａ＊（ｎ−１）は前回のトルク調停値を示す。この式１からスレーブ軸の調停トルク指令値Ｔｓ１＊は、
Ｔｓ１＊＝Ｔｓ１＊（ｎ）＝Ｔａ＊（ｎ）＋Ｔｓ＊（ｎ）
＝Ｋ＊（Ｔｄ（ｎ）−Ｔａ＊（ｎ−１））＋Ｔａ＊（ｎ−１）＋Ｔｓ＊（ｎ）
＝Ｋ＊（（Ｔｍ＊（ｎ）−Ｔｓ＊（ｎ））−Ｔａ＊（ｎ−１））＋Ｔａ＊（ｎ−１）＋Ｔｓ＊（ｎ）・・・式２
となる。ここで、トルク調停値Ｔａ＊（ｎ）はスレーブ軸のトルク指令値Ｔｓ＊（ｎ）をマスタ軸のトルク指令値Ｔｍ＊（ｎ）と同じ値に近づくように補正する。そして、トルク指令値の差Ｔｄ（ｎ）から前回のトルク調停値Ｔａ＊（ｎ−１）を引き、さらにその値に定数Ｋを掛けた値が前回のトルク調停値Ｔａ＊（ｎ−１）からの増加分であるので、トルク調停値Ｔａ＊（ｎ）はマスタ軸のトルク指令値Ｔｍ＊（ｎ）が急に大きく変化しても、その変化を緩和して、スレーブ軸のトルク指令値を徐々にマスタ軸のトルク指令値の値に補正する。言い換えると、マスタ軸のトルク指令値Ｔｍ＊（ｎ）とスレーブ軸のトルク指令値Ｔｓ＊（ｎ）との差Ｔｄ（ｎ）に対して、ある時定数によるローパスフィルタ処理を行い、低周波成分を抽出して、スレーブ軸のトルク指令値Ｔｓ＊（ｎ）を補正する。したがって、トルク調停部を備えることで、位置誤差によるモータ同士の駆動力の干渉が発生することを防止でき、また、マスタ軸のトルク指令値が急に大きく変化した場合でも、スレーブ軸のトルク指令値に影響を与えることを防止でき、安定した制御が可能となる。 Ta * (n) = K * (Td (n) −Ta * (n−1)) + Ta * (n−1) Equation 1
It is represented by However, Ta * (n−1) represents the previous torque mediation value. From Equation 1, the arbitration torque command value Ts1 * of the slave axis is
Ts1 * = Ts1 * (n) = Ta * (n) + Ts * (n)
= K * (Td (n) -Ta * (n-1)) + Ta * (n-1) + Ts * (n)
= K * ((Tm * (n) -Ts * (n))-Ta * (n-1)) + Ta * (n-1) + Ts * (n) Equation 2
It becomes. Here, the torque arbitration value Ta * (n) is corrected so that the torque command value Ts * (n) of the slave shaft approaches the same value as the torque command value Tm * (n) of the master shaft. A value obtained by subtracting the previous torque arbitration value Ta * (n−1) from the torque command value difference Td (n) and further multiplying that value by a constant K is the previous torque arbitration value Ta * (n−1). Therefore, even if the torque command value Tm * (n) of the master axis suddenly changes greatly, the torque arbitration value Ta * (n) relaxes the change, and the torque command value of the slave axis Is gradually corrected to the torque command value of the master axis. In other words, a low-frequency component is applied to the difference Td (n) between the master axis torque command value Tm * (n) and the slave axis torque command value Ts * (n) by a certain time constant. And the torque command value Ts * (n) of the slave axis is corrected. Therefore, by providing a torque arbitration unit, it is possible to prevent interference between the driving forces of the motors due to position errors, and even if the master axis torque command value changes suddenly, the slave axis torque command The influence on the value can be prevented, and stable control becomes possible.

つまり、スレーブ軸の調停トルク指令値Ｔｓ１＊は、定常状態では低周波成分であるマスタ軸トルク指令値Ｔｍ＊を使用することになる。また、過渡状態では高周波成分であるスレーブ軸トルク指令値Ｔｓ＊を使用することになる。すなわち、定常状態ではマスタ軸とスレーブ軸で同一のトルク指令値となり、マスタ軸モータとスレーブ軸モータとの干渉が発生しなくなり、安定した制御が可能となる。   That is, as the arbitration torque command value Ts1 * for the slave axis, the master axis torque command value Tm *, which is a low frequency component, is used in the steady state. In the transient state, the slave shaft torque command value Ts *, which is a high frequency component, is used. That is, in the steady state, the same torque command value is obtained for the master axis and the slave axis, so that interference between the master axis motor and the slave axis motor does not occur, and stable control is possible.

特許第３９５４８１８号明細書Japanese Patent No. 395818 特許第３５３７４１６号明細書Japanese Patent No. 3537416

従来の二つのモータによるタンデム制御では、位置制御および速度制御および電流制御をマスタ軸とスレーブ軸それぞれにて行なっている。そのため、加減速などの軸動作を行なうと、異なった検出器からの位置帰還（Ｐｍ、Ｐｓ）や速度帰還（Ｖｍ、Ｖｓ）に違いが生じるため、マスタ軸とスレーブ軸にて算出されるトルク指令値（Ｔｍ＊、Ｔｓ＊）にも違いが生じる。この場合、マスタ軸モータとスレーブ軸モータとの干渉が発生することになるが、トルク調停部３５により、定常状態ではマスタ軸のトルク指令値Ｔｍ＊とスレーブ軸の調停トルク指令値Ｔｓ１＊は同一の値となり、安定した制御が可能となる。   In conventional tandem control using two motors, position control, speed control, and current control are performed on the master axis and the slave axis, respectively. Therefore, when axis operations such as acceleration / deceleration are performed, there is a difference in position feedback (Pm, Ps) and speed feedback (Vm, Vs) from different detectors. Differences also occur in the command values (Tm *, Ts *). In this case, interference between the master axis motor and the slave axis motor occurs, but the torque arbitration unit 35 causes the master axis torque command value Tm * and the slave axis arbitration torque command value Ts1 * to be the same in a steady state. And stable control is possible.

しかし、定常状態の場合、マスタ軸のトルク指令値Ｔｍ＊とスレーブ軸の調停トルク指令値Ｔｓ１＊は同一の値となるが、スレーブ軸のトルク指令値Ｔｓ＊とは異なる値となっている。この時、スレーブ軸の速度制御部３２Ｓの積分成分は、スレーブ軸の調停トルク指令値Ｔｓ１＊に対し、同一の値となっていない場合があり、また適切な値となっていない。停止時にスレーブ軸の速度制御部３２Ｓの積分成分にスレーブ軸の微小な速度偏差分により、大きな積分成分が演算される。このため、停止後の反転動作等の過渡状態において、適切な積分成分に達するまでに時間遅れが発生し、スレーブ軸の速度制御の応答性が悪化する課題があった。   However, in the steady state, the torque command value Tm * for the master axis and the arbitration torque command value Ts1 * for the slave axis are the same value, but are different from the torque command value Ts * for the slave axis. At this time, the integral component of the speed control unit 32S of the slave axis may not be the same value as the arbitration torque command value Ts1 * of the slave axis, and is not an appropriate value. At the time of stop, a large integral component is calculated by the minute velocity deviation of the slave axis in the integral component of the slave axis speed control unit 32S. For this reason, in a transient state such as a reversal operation after stopping, there is a problem that a time delay occurs until an appropriate integral component is reached, and the responsiveness of the slave shaft speed control deteriorates.

また、積分成分の出力を同一にする方式も提案されているが、加減速等の動作中において、マスタ軸とスレーブ軸が全く同一動作をするわけではないため、同一の積分成分を使用することで過渡時の速度制御性が低下する。本来、マスタ軸とスレーブ軸で積分成分は異なるものであるが、同一の値を使用することで、偏差分を比例成分のみで制御することになる。よって、どちらか一方の軸に、または両方の軸に微小な偏差が発生することになる。   In addition, a method to make the output of the integral component the same has been proposed, but the master axis and the slave axis do not operate exactly the same during operations such as acceleration / deceleration, so use the same integral component. As a result, the speed controllability at the time of transition decreases. Originally, the integral component differs between the master axis and the slave axis, but by using the same value, the deviation is controlled only by the proportional component. Therefore, a minute deviation occurs on either one axis or both axes.

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、マスタ軸モータと少なくとも一つのスレーブ軸モータとを用いて、一つの軸を駆動するタンデム方式のモータ制御装置であって、前記モータ毎に位置制御部と速度制御部と電流制御部とを具備し、さらにスレーブ軸にはマスタ軸のトルク指令値と前記スレーブ軸のトルク指令値とから前記スレーブ軸の調停トルク指令値を算出するトルク調停部と、前記スレーブ軸には上位制御装置からの指令の反転を検出する指令反転検出部と、を備え、前記指令反転検出部は、前記上位制御装置からの指令の反転を検出した場合、指令反転直前の前記調停トルク指令値を前記スレーブ軸の速度制御部の積分成分に設定する。または、前記スレーブ軸の前記調停トルク指令値に応じて、前記スレーブ軸の前記速度制御部の積分成分のリミット値を可変する。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and is a tandem type motor control device that drives one axis using a master axis motor and at least one slave axis motor, and the motor Each has a position control unit, a speed control unit, and a current control unit, and further calculates an arbitration torque command value for the slave axis from the torque command value for the master axis and the torque command value for the slave axis for the slave axis. A torque arbitration unit; and a command reversal detection unit that detects a reversal of a command from a host controller on the slave axis, and the command reversal detection unit detects a reversal of a command from the host controller Then, the arbitration torque command value immediately before the command reversal is set as an integral component of the speed control unit of the slave axis. Alternatively, the limit value of the integral component of the speed control unit of the slave axis is varied according to the arbitration torque command value of the slave axis.

本発明の技術により、マスタ軸モータと少なくとも一つのスレーブ軸モータとを用いて、一つの軸を駆動するタンデム方式のモータ制御装置において、マスタ軸とスレーブ軸にて算出されるトルク指令値に違いが生じ、マスタ軸モータとスレーブ軸モータとの干渉が発生する場合に、スレーブ軸のトルク指令値をトルク調停することで安定した制御が可能となる。また、加減速等の動作において、マスタ軸とスレーブ軸で同一の積分成分を使用することで過渡時の速度制御性が低下する場合でもマスタ軸とスレーブ軸にて算出されたトルク指令値を使用することで、それぞれの軸に対して最適な制御を行なうことできる。さらに、軸反転時において、指令反転直前の調停トルク指令値をスレーブ軸の速度制御部の積分成分に設定すること、または、スレーブ軸の調停トルク指令値に応じて、スレーブ軸の速度制御部の積分成分のリミット値を可変することにより、応答性がよく、安定したモータ制御を行なうことができる。すなわち、停止時等の定常状態だけでなく、加減速や軸反転時等の過渡状態において、タンデム方式の軸の制御性や応答性を向上させることができる。   In the tandem motor controller that drives one axis using the master axis motor and at least one slave axis motor, the torque command value calculated for the master axis and the slave axis differs depending on the technology of the present invention. When interference occurs between the master axis motor and the slave axis motor, stable control can be performed by adjusting the torque command value of the slave axis. Also, in acceleration / deceleration operations, the torque command value calculated for the master axis and slave axis is used even when the speed controllability during transients is reduced by using the same integral component on the master axis and slave axis. By doing so, optimal control can be performed for each axis. Further, at the time of axis reversal, the arbitration torque command value immediately before the command reversal is set as an integral component of the slave axis speed control unit, or according to the slave axis arbitration torque command value, the slave axis speed control unit By changing the limit value of the integral component, the responsiveness is good and stable motor control can be performed. That is, the controllability and responsiveness of the tandem shaft can be improved not only in a steady state such as when stopped, but also in a transient state such as during acceleration / deceleration or shaft reversal.

本発明の実施形態であるモータの制御装置における制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control circuit in the control apparatus of the motor which is embodiment of this invention. 本発明の実施形態であるモータの制御装置における指令反転検出部の処理の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of a process of the command inversion detection part in the control apparatus of the motor which is embodiment of this invention. 従来の二つのモータによるタンデム制御を行なうための制御ブロックの詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the control block for performing the tandem control by the conventional two motors. 従来の二つのモータによるタンデム制御を行なうためのトルク調停部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the torque arbitration part for performing the tandem control by the conventional two motors. 本発明にかかるモータの制御装置におけるスレーブ軸の速度制御部の積分成分演算部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the integral component calculating part of the speed control part of the slave axis | shaft in the control apparatus of the motor concerning this invention.

図１、図２により、本発明をタンデム制御によるモータ制御装置に適用した第一の実施形態について説明する。図１はこの発明の実施形態であるモータ制御装置の制御回路を示すブロック図である。図２は指令反転検出部および速度制御部のＰＩ制御部の詳細を示すブロック図である。   1 and 2, a first embodiment in which the present invention is applied to a motor control device based on tandem control will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a control circuit of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing details of the command reversal detection unit and the PI control unit of the speed control unit.

図１により、本発明をモータ制御装置に適用した第１の実施形態について説明する。図１は第一実施形態のモータ制御装置における制御ブロックを示す図である。   A first embodiment in which the present invention is applied to a motor control device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a control block in the motor control apparatus of the first embodiment.

マスタ軸では、位置指令Ｐ＊と位置帰還Ｐｍとから位置制御部１Ｍで速度指令値Ｖｍ＊を算出し、この算出された速度指令値Ｖｍ＊と速度帰還Ｖｍとから速度制御部２ＭでＰＩ制御等の演算を行ない、トルク指令値Ｔｍ＊を算出する。電流制御部３Ｍは、このトルク指令値Ｔｍ＊と電流帰還Ｉｍとからマスタ軸電流指令を算出し、マスタ軸モータを駆動制御する。また、速度制御部２Ｍで算出されたトルク指令値Ｔｍ＊は、反転器４を通してトルク調停部５に渡される。ここで、反転器４はマスタ軸モータとスレーブ軸モータの回転方向に応じて、符号を反転させるために用いられており、回転方向が同一の場合には符号反転を行なわず、回転方向が異なる場合には符号反転を行なう。次に、スレーブ軸では、マスタ軸と同一の位置指令値Ｐ＊と位置帰還Ｐｓとから位置制御部１Ｓで速度指令値Ｖｓ＊を算出し、この算出された速度指令値Ｖｓ＊と速度帰還Ｖｓとから速度制御部２ＳでＰＩ制御等の演算を行ない、トルク指令値Ｔｓ＊を算出する。このトルク指令値Ｔｓ＊とマスタ軸からのトルク指令値Ｔｍ＊とからトルク調停部５にて調停トルク指令値Ｔｓ１＊を算出する。このトルク指令値Ｔｓ１＊と電流帰還Ｉｓとからスレーブ軸電流指令を算出し、スレーブ軸モータを駆動制御する。また、トルク調停部５での処理については、トルク調停部３５と同一の処理を行っている。   In the master axis, a speed command value Vm * is calculated by the position control unit 1M from the position command P * and the position feedback Pm, and PI control is performed by the speed control unit 2M from the calculated speed command value Vm * and the speed feedback Vm. The torque command value Tm * is calculated by performing the above calculation. The current control unit 3M calculates a master axis current command from the torque command value Tm * and the current feedback Im, and drives and controls the master axis motor. The torque command value Tm * calculated by the speed control unit 2M is passed to the torque arbitration unit 5 through the inverter 4. Here, the inverter 4 is used to reverse the sign according to the rotation directions of the master axis motor and the slave axis motor. When the rotation directions are the same, the sign is not inverted and the rotation directions are different. In this case, the sign is inverted. Next, in the slave axis, the speed command value Vs * is calculated by the position controller 1S from the same position command value P * and position feedback Ps as in the master axis, and the calculated speed command value Vs * and speed feedback Vs are calculated. Then, the speed control unit 2S performs an operation such as PI control to calculate a torque command value Ts *. The torque arbitration unit 5 calculates an arbitration torque command value Ts1 * from the torque command value Ts * and the torque command value Tm * from the master shaft. A slave axis current command is calculated from the torque command value Ts1 * and the current feedback Is, and the slave axis motor is driven and controlled. The processing in the torque arbitration unit 5 is the same as that in the torque arbitration unit 35.

次に、図２にて指令反転検出部２３および速度制御部のＰＩ制御部について詳しく説明する。比例成分演算部２１と積分成分演算部２２は、速度誤差ΔＶを入力として演算を行ない、それぞれの演算部にて算出された値を加算して、スレーブ軸のトルク指令値Ｔｓ＊を算出する。指令反転検出部２３は、位置指令Ｐ＊の反転を検出した時に、直前のスレーブ軸のトルク指令値Ｔｓ１＊を積分成分演算部２２に出力する。この場合、積分成分演算部２２は、指令反転検出部２３から出力された値を積分成分とする。ここで、ＰＩ制御部に関して、構成や処理内容を簡潔に記述したが、積分成分のリミット処理や減衰処理等を行なうＰＩ制御とすることもできる。   Next, the command inversion detection unit 23 and the PI control unit of the speed control unit will be described in detail with reference to FIG. The proportional component calculation unit 21 and the integral component calculation unit 22 perform calculation with the speed error ΔV as an input, and add the values calculated by the respective calculation units to calculate the torque command value Ts * of the slave axis. The command inversion detection unit 23 outputs the torque command value Ts1 * of the immediately preceding slave axis to the integral component calculation unit 22 when detecting the inversion of the position command P *. In this case, the integral component calculation unit 22 uses the value output from the command inversion detection unit 23 as the integral component. Here, the configuration and processing contents of the PI control unit are briefly described. However, PI control that performs integral component limit processing, attenuation processing, and the like may be used.

定常状態では低周波成分であるマスタ軸トルク指令値Ｔｍ＊を使用することになる。また、過渡状態では高周波成分であるスレーブ軸トルク指令値Ｔｓ＊を使用することになる。すなわち、定常状態ではマスタ軸とスレーブ軸で同一のトルク指令値となり、マスタ軸モータとスレーブ軸モータとの干渉が発生しなくなり、安定した制御が可能となる。   In the steady state, the master shaft torque command value Tm *, which is a low frequency component, is used. In the transient state, the slave shaft torque command value Ts *, which is a high frequency component, is used. That is, in the steady state, the same torque command value is obtained for the master axis and the slave axis, so that interference between the master axis motor and the slave axis motor does not occur, and stable control is possible.

図５により、本発明をモータ制御装置に適用した第２の実施形態について説明する。図５はこの発明にかかるモータ制御装置におけるスレーブ軸の速度制御部の積分成分演算部の詳細を示す図である。   A second embodiment in which the present invention is applied to a motor control device will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing details of the integral component calculation unit of the speed control unit of the slave shaft in the motor control device according to the present invention.

図５にて、スレーブ軸の速度制御部の積分成分演算部について詳しく説明する。速度誤差ΔＶと係数５１の積と、前回の積分成分５２を加算して算出された積分成分は、リミット処理部５３にてリミット処理が行われる。また、リミット処理部５３のリミット値は、調停トルク指令値Ｔｓ１＊と係数５４の積に応じて可変することができる。ここで、係数５４は、マスタ軸とスレーブ軸の制御特性の差により、１．０〜１．３程度の値にて可変するものとする。   With reference to FIG. 5, the integral component calculation unit of the speed control unit of the slave axis will be described in detail. The limit processing unit 53 performs limit processing on the integral component calculated by adding the product of the speed error ΔV and the coefficient 51 and the previous integral component 52. In addition, the limit value of the limit processing unit 53 can be varied according to the product of the arbitration torque command value Ts1 * and the coefficient 54. Here, the coefficient 54 is assumed to vary by a value of about 1.0 to 1.3 depending on a difference in control characteristics between the master axis and the slave axis.

ここで、スレーブ軸の速度制御部の積分成分がモータ制御に及ぼす影響について以下で考察する。トルク調停部５により、定常状態では低周波成分であるマスタ軸トルク指令値Ｔｍ＊を使用することなり、マスタ軸のトルク指令値Ｔｍ＊とスレーブ軸の調停トルク指令値Ｔｓ１＊は同一の値となり、安定した制御が可能となる。しかし、軸反転時などの過渡状態では、高周波成分であるスレーブ軸トルク指令値Ｔｓ＊を使用することになる。スレーブ軸トルク指令値Ｔｓ＊はＰＩ制御部の出力であり、速度誤差がほぼゼロであれば、積分成分により決定される。よって、この積分成分が適切な値でない場合、モータ制御に影響を与える可能性がある。軸反転時は、速度誤差がほぼゼロであるため、指令反転直前のトルク指令値は、積分成分とほぼ同一の値と考えることができる。すなわち、指令反転直前のトルク指令値を積分成分に設定することで、積分成分は、制御上適切な値となり、応答性がよく、安定したモータ制御を行なうことができる。   Here, the influence of the integral component of the speed control unit of the slave axis on the motor control will be discussed below. The torque arbitration unit 5 uses the master axis torque command value Tm *, which is a low frequency component in a steady state, and the master axis torque command value Tm * and the slave axis arbitration torque command value Ts1 * are the same value. Stable control becomes possible. However, in a transient state such as when the shaft is reversed, the slave shaft torque command value Ts *, which is a high frequency component, is used. The slave shaft torque command value Ts * is an output of the PI control unit, and is determined by an integral component if the speed error is almost zero. Therefore, if this integral component is not an appropriate value, there is a possibility of affecting motor control. Since the speed error is almost zero at the time of axis reversal, the torque command value immediately before the command reversal can be considered to be the same value as the integral component. That is, by setting the torque command value immediately before the command inversion as the integral component, the integral component becomes an appropriate value in terms of control, responsiveness is good, and stable motor control can be performed.

１Ｍ，１Ｓ，３１Ｍ，３１Ｓ 位置制御部、２Ｍ，２Ｓ，３２Ｍ，３２Ｓ 速度制御部、３Ｍ，３Ｓ，３３Ｍ，３３Ｓ 電流制御部、４，３４ 反転器、５，３５ トルク調停部、２３ 指令反転検出部、２１ 比例成分演算部、２２ 積分成分演算部、４１，５１，５４ 定数、４２，５２ 前回値、５３ リミット処理部。   1M, 1S, 31M, 31S Position control unit, 2M, 2S, 32M, 32S Speed control unit, 3M, 3S, 33M, 33S Current control unit, 4,34 inverter, 5,35 Torque arbitration unit, 23 Command reversal detection Part, 21 proportional component calculation part, 22 integral component calculation part, 41, 51, 54 constant, 42, 52 previous value, 53 limit processing part.

Claims (2)

マスタ軸モータと少なくとも一つのスレーブ軸モータとを用いて、一つの可動部を駆動するタンデム方式のモータ制御装置であって、
前記モータ毎に、可動部の位置を制御するための共通の位置指令に基づき対応するモータの速度指令を演算する位置制御部と、前記位置制御部で演算された速度指令に基づき対応するモータのトルク指令を演算する速度制御部と、前記速度制御部で演算されたトルク指令に基づき対応するモータの電流指令を演算する電流制御部と、をそれぞれ備え、
さらに、マスタ軸モータに対応する速度制御部で演算されたトルク指令と、スレーブ軸モータに対応する速度制御部で演算されたトルク指令と、の差に基づいて、スレーブ軸のトルク指令をマスタ軸のトルク指令に補正するためのトルク調停値を演算するトルク調停部と、
上位制御装置からの指令の反転を検出し、当該反転を検出した場合に指令反転直前の前記スレーブ軸調停トルク指令値を前記スレーブ軸の前記速度制御部の積分成分に設定する指令反転検出部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。 A tandem motor controller that drives one movable part using a master axis motor and at least one slave axis motor,
For each motor, a position control unit that calculates a corresponding motor speed command based on a common position command for controlling the position of the movable unit, and a corresponding motor based on the speed command calculated by the position control unit. A speed control unit that calculates a torque command, and a current control unit that calculates a current command of a corresponding motor based on the torque command calculated by the speed control unit,
Further, based on the difference between the torque command calculated by the speed control unit corresponding to the master axis motor and the torque command calculated by the speed control unit corresponding to the slave axis motor, the torque command of the slave axis is changed to the master axis. A torque arbitration unit that calculates a torque arbitration value for correcting to the torque command of
A command reversal detection unit that detects a reversal of a command from the host controller and sets the slave axis arbitration torque command value immediately before the command reversal to an integral component of the speed control unit of the slave axis when the reversal is detected; ,
A motor control device comprising: 請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記スレーブ軸調停トルク指令値に応じて、前記スレーブ軸の前記速度制御部の積分成分のリミット値を可変するリミット処理部を備えることを特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
A motor control device comprising: a limit processing unit that varies a limit value of an integral component of the speed control unit of the slave axis according to the slave axis arbitration torque command value.
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