JP2014003836A - Motor controller and motor control method - Google Patents

Motor controller and motor control method Download PDF

Info

Publication number
JP2014003836A
JP2014003836A JP2012138548A JP2012138548A JP2014003836A JP 2014003836 A JP2014003836 A JP 2014003836A JP 2012138548 A JP2012138548 A JP 2012138548A JP 2012138548 A JP2012138548 A JP 2012138548A JP 2014003836 A JP2014003836 A JP 2014003836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
command value
thrust command
mover
motor
value
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
Application number
JP2012138548A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuki Nomura
祐樹 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Priority to JP2012138548A priority Critical patent/JP2014003836A/en
Publication of JP2014003836A publication Critical patent/JP2014003836A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve response performance when resistance force in response to the velocity of an object to be moved is generated.SOLUTION: A motor controller comprises: a control unit for calculating a thrust command value from a command value externally inputted; a compensation coefficient calculation unit for calculating, when moving a movable element of a motor at certain acceleration velocity, a coefficient showing correlation between the moving velocity of the movable element and resistance force generated when moving an object on the basis of the moving velocity of the movable element and the thrust command value; a compensation value calculation unit for calculating a compensation value for the thrust command value on the basis of the moving velocity of the movable element and the coefficient; an operation unit for calculating a compensated thrust command value on the basis of the thrust command value and the compensation value; and a thrust control unit for driving the motor on the basis of the compensated thrust command value.

Description

本発明は、モータ制御装置、及びモータ制御方法に関する。   The present invention relates to a motor control device and a motor control method.

OA(Office Automation)機器や、FA(Factory Automation)機器、車両などにおける部材や部品等を移動させるために、案内装置と駆動装置(例えばモータなど)とを組み合わせた構成を用いることが多くなっている。このような構成では、部材や部品等を移動させる際に、案内装置などにおいて生じる摩擦力に応じて駆動装置を制御する必要がある。
例えば、特許文献1には、車両に備えられているルーフガラスを移動させて開閉する際に生じる摺動抵抗に応じてモータを駆動することが記載されている。
In order to move members and parts in OA (Office Automation) equipment, FA (Factory Automation) equipment, vehicles and the like, a configuration in which a guide device and a driving device (for example, a motor) are combined is often used. Yes. In such a configuration, it is necessary to control the drive device in accordance with the frictional force generated in the guide device or the like when moving a member or a component.
For example, Patent Document 1 describes that a motor is driven in accordance with sliding resistance generated when a roof glass provided in a vehicle is moved to open and close.

特開2004−232280号公報JP 2004-232280 A

しかしながら、特許文献1の技術では、移動させる対象物であるルーフガラスの位置に基づいて、摺動抵抗の影響を抑える制御をしているので、ルーフガラスなどの対象物の速度に応じて摺動抵抗(抵抗力)が生じる場合、移動制御における応答性能が低下してしまう問題がある。   However, in the technique of Patent Document 1, since the control of suppressing the influence of sliding resistance is performed based on the position of the roof glass that is the object to be moved, the sliding is performed according to the speed of the object such as the roof glass. When resistance (resistance force) is generated, there is a problem that response performance in movement control is deteriorated.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、移動させる対象物の速度に応じた抵抗力が生じる場合における応答性能を向上させることができモータ制御装置、及びモータ制御方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the response performance when a resistance force corresponding to the speed of the object to be moved is generated, and to provide a motor control device and a motor control method. Is to provide.

上記問題を解決するために、本発明は、対象物を移動させるモータを制御するモータ制御装置であって、外部より入力される指令値から推力指令値を算出する制御部と、前記モータの可動子を一定の加速度で移動させているときに、前記可動子が移動する速度と前記推力指令値とに基づいて、前記可動子が移動する速度と、前記対象物を移動させる際に生じる抵抗力との相関を示す係数を算出する補正係数算出部と、前記可動子が移動する速度と、前記係数とから前記推力指令値に対する補正値を算出する補正値算出部と、前記推力指令値と前記補正値とから補正された推力指令値を算出する演算部と、前記補正された推力指令値に基づいて前記モータを駆動させる推力制御部とを備えることを特徴とするモータ制御装置である。   In order to solve the above problem, the present invention provides a motor control device that controls a motor that moves an object, a control unit that calculates a thrust command value from a command value input from the outside, and a movable unit of the motor. Based on the moving speed of the mover and the thrust command value when moving the child at a constant acceleration, the moving speed of the mover and the resistance force generated when moving the object A correction coefficient calculation unit that calculates a coefficient indicating a correlation with the above, a speed at which the mover moves, a correction value calculation unit that calculates a correction value for the thrust command value from the coefficient, the thrust command value, and the A motor control device comprising: an arithmetic unit that calculates a thrust command value corrected from a correction value; and a thrust control unit that drives the motor based on the corrected thrust command value.

また、本発明は、対象物を移動させるモータを制御するモータ制御装置が行うモータ制御方法であって、外部より入力される指令値から推力指令値を算出する制御ステップと、前記モータの可動子を一定の加速度で移動させているときに、前記可動子が移動する速度と前記推力指令値とに基づいて、前記可動子が移動する速度と、前記対象物を移動させる際に生じる抵抗力との相関を示す係数を算出する補正係数算出ステップと、前記可動子が移動する速度と、前記係数とから前記推力指令値に対する補正値を算出する補正値算出ステップと、前記推力指令値と前記補正値とから補正された推力指令値を算出する演算ステップと、前記補正された推力指令値に基づいて前記モータを駆動させる推力制御ステップとを有することを特徴とするモータ制御方法である。   The present invention also relates to a motor control method performed by a motor control device that controls a motor that moves an object, a control step of calculating a thrust command value from a command value input from the outside, and a mover of the motor , When the movable element is moved at a constant acceleration, based on the moving speed of the movable element and the thrust command value, the moving speed of the movable element and the resistance force generated when moving the object A correction coefficient calculating step for calculating a coefficient indicating the correlation of the above, a speed at which the mover moves, a correction value calculating step for calculating a correction value for the thrust command value from the coefficient, the thrust command value and the correction A calculation step of calculating a thrust command value corrected from the value, and a thrust control step of driving the motor based on the corrected thrust command value. Which is another control method.

この発明によれば、一定の加速度にて対象物を移動させる際に移動速度に対する対抗力の相関を示す係数を算出する。そして、算出した係数と対象物の移動速度とに基づいて推力指令値を補正するので、対象物の移動速度に応じて発生する抵抗力の影響を抑えてモータの制御を行うことができ、モータを制御する際の応答性能を向上させることができる。   According to the present invention, when the object is moved at a constant acceleration, the coefficient indicating the correlation of the counter force against the moving speed is calculated. Since the thrust command value is corrected based on the calculated coefficient and the moving speed of the object, the motor can be controlled while suppressing the influence of the resistance force generated according to the moving speed of the object. It is possible to improve the response performance when controlling.

本実施形態におけるモータシステム1を示す概略図である。It is a schematic diagram showing motor system 1 in this embodiment. 同実施形態におけるモータ制御装置10の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the motor control apparatus 10 in the embodiment. 本実施形態における補正係数の算出する際の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary at the time of calculating the correction coefficient in this embodiment. 同実施形態のモータ制御装置10が行うモータ制御処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the motor control process which the motor control apparatus 10 of the embodiment performs.

以下、図面を参照して、本発明に係る一実施形態におけるモータ制御装置、及びモータ制御方法を説明する。本実施形態では、モータ制御装置がリニアモータを制御する場合について説明する。   Hereinafter, a motor control device and a motor control method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the motor control device controls the linear motor will be described.

図1は、本実施形態におけるモータシステム1を示す概略図である。モータシステム1は、同図に示すように、モータ制御装置10と、リニアモータ20とを具備している。モータ制御装置10は、上位の制御装置から入力される位置指令値に基づいて、リニアモータ20を駆動させる制御をする。リニアモータ20は、長尺の固定子21と、固定子21上を移動する可動子25と、固定子21及び可動子25を組み付ける一対の案内装置22、22を備えている。   FIG. 1 is a schematic view showing a motor system 1 in the present embodiment. The motor system 1 includes a motor control device 10 and a linear motor 20 as shown in FIG. The motor control device 10 controls to drive the linear motor 20 based on the position command value input from the host control device. The linear motor 20 includes a long stator 21, a mover 25 that moves on the stator 21, and a pair of guide devices 22 and 22 for assembling the stator 21 and the mover 25.

案内装置22は、例えば、ボールを介して組み付けられた軌道レール23及びスライドブロック26、26から構成されている。案内装置22の軌道レール23は固定子21が有するベース54に固定され、案内装置22のスライドブロック26は可動子25に固定されている。これにより、可動子25は、固定子21上を軌道レール23に沿って自在に案内されるようになっている。   The guide device 22 includes, for example, a track rail 23 and slide blocks 26 and 26 assembled via a ball. The track rail 23 of the guide device 22 is fixed to the base 54 of the stator 21, and the slide block 26 of the guide device 22 is fixed to the mover 25. Thereby, the mover 25 is freely guided along the track rail 23 on the stator 21.

また、固定子21は、一対の軌道レール23、23の間に並べられた複数の駆動用磁石24を備えている。複数の駆動用磁石24は、可動子25が移動する方向において、N極及びS極の磁極が交互になるように配列されている。また、各駆動用磁石24は、配列されている方向において同じ長さを有しており、可動子25が固定子21上のいずれに位置していても、一定の推力が得られるようになっている。   The stator 21 includes a plurality of driving magnets 24 arranged between the pair of track rails 23 and 23. The plurality of drive magnets 24 are arranged so that the N-pole and S-pole magnetic poles alternate in the direction in which the mover 25 moves. Further, the drive magnets 24 have the same length in the arranged direction, and a constant thrust can be obtained regardless of where the mover 25 is located on the stator 21. ing.

可動子25は、U相、V相、W相に対応する3つのコイルを有している。U相、V相、W相それぞれのコイルには、電力線31を介してモータ制御装置10から電力が供給される。各コイルに流れる電流と、各駆動用磁石24が発生させる磁界との相互作用による力で可動子25が案内装置22の案内に沿って移動する。
また、可動子25には、搬送物を載せるためのテーブル53と、可動子25が単位時間当たりに移動した距離を検出するエンコーダ27とが取り付けられている。
The mover 25 has three coils corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase. Electric power is supplied from the motor control device 10 to the U-phase, V-phase, and W-phase coils via the power line 31. The mover 25 moves along the guide of the guide device 22 by the force generated by the interaction between the current flowing through each coil and the magnetic field generated by each drive magnet 24.
The movable element 25 is provided with a table 53 on which a conveyed product is placed and an encoder 27 that detects the distance that the movable element 25 has moved per unit time.

エンコーダ27は、例えば、光学式又は磁気式の距離を検出する計測機器であり、固定子21に予め備えられたスケール(不図示)に記録されている情報を検出して、可動子25が移動した距離を検出する。また、エンコーダ27は、検出した距離を示す距離情報を、伝送線32を介してモータ制御装置10に出力する。
モータ制御装置10は、位置指令値と距離情報とに基づいて、リニアモータ20を制御する。
The encoder 27 is, for example, a measuring device that detects an optical or magnetic distance. The encoder 27 detects information recorded on a scale (not shown) provided in the stator 21 in advance, and the mover 25 moves. Detect the distance. The encoder 27 outputs distance information indicating the detected distance to the motor control device 10 via the transmission line 32.
The motor control device 10 controls the linear motor 20 based on the position command value and the distance information.

図2は、本実施形態におけるモータ制御装置10の構成を示す概略ブロック図である。モータ制御装置10は、同図に示すように、位相算出器101、速度算出器102、位置算出器103、補正係数テーブル104、補正値算出器105、位置制御器106、速度制御器107、補正値選択器108、スイッチ109、演算器110、推力制御器111、q軸電流制御器112、d軸電流制御器113、ベクトル回転・2相3相変換器114、電力変換器115、変流器116、ベクトル回転・3相2相変換器117、及び、補正係数算出器118を備えている。   FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the motor control device 10 in the present embodiment. As shown in the figure, the motor control apparatus 10 includes a phase calculator 101, a speed calculator 102, a position calculator 103, a correction coefficient table 104, a correction value calculator 105, a position controller 106, a speed controller 107, and a correction. Value selector 108, switch 109, arithmetic unit 110, thrust controller 111, q-axis current controller 112, d-axis current controller 113, vector rotation / two-phase three-phase converter 114, power converter 115, current transformer 116, a vector rotation / three-phase / two-phase converter 117, and a correction coefficient calculator 118.

位相算出器101は、原点復帰処理が行われた後にエンコーダ27から入力される距離情報に基づいて、リニアモータ20の可動子25の位置における電気角(位相)を算出する。位相算出器101は、算出した位相をベクトル回転・2相3相変換器114及びベクトル回転・3相2相変換器117に出力する。例えば、位相算出器101は、原点に対応する位相と、原点からの距離とから、可動子25の位置における位相を算出する。
速度算出器102は、エンコーダ27から入力される距離情報に基づいて、可動子25が移動する速度(移動速度)を算出する。速度算出器102は、算出した可動子25の速度を補正値算出器105及び速度制御器107に出力する。
The phase calculator 101 calculates an electrical angle (phase) at the position of the mover 25 of the linear motor 20 based on the distance information input from the encoder 27 after the origin return process is performed. The phase calculator 101 outputs the calculated phase to the vector rotation / two-phase / three-phase converter 114 and the vector rotation / three-phase / two-phase converter 117. For example, the phase calculator 101 calculates the phase at the position of the mover 25 from the phase corresponding to the origin and the distance from the origin.
The speed calculator 102 calculates the speed (moving speed) at which the mover 25 moves based on the distance information input from the encoder 27. The speed calculator 102 outputs the calculated speed of the mover 25 to the correction value calculator 105 and the speed controller 107.

位置算出器103は、原点復帰処理が行われた後にエンコーダ27から入力される距離情報に基づいて、リニアモータ20の可動子25の位置を算出する。位置算出器103は、算出した位置を位置制御器106に出力する。
原点復帰処理では、例えば、リニアモータ20の固定子21上のいずれか一方の端部まで可動子25を移動させ、当該端部を原点(距離=0)とする処理を行う。
The position calculator 103 calculates the position of the mover 25 of the linear motor 20 based on the distance information input from the encoder 27 after the origin return process is performed. The position calculator 103 outputs the calculated position to the position controller 106.
In the origin return processing, for example, the mover 25 is moved to any one end on the stator 21 of the linear motor 20, and the end is set as the origin (distance = 0).

補正係数テーブル104には、補正係数算出器118により算出される補正係数が記憶される。
補正値算出器105は、補正係数テーブル104に記憶されている補正係数と、速度算出器102が算出した速度とを用いて、リニアモータ20において生じる摺動抵抗(抵抗力)を算出する。補正値算出器105は、算出した摺動抵抗を推力制御における補正値としてスイッチ109に出力する。
In the correction coefficient table 104, correction coefficients calculated by the correction coefficient calculator 118 are stored.
The correction value calculator 105 calculates a sliding resistance (resistance force) generated in the linear motor 20 using the correction coefficient stored in the correction coefficient table 104 and the speed calculated by the speed calculator 102. The correction value calculator 105 outputs the calculated sliding resistance to the switch 109 as a correction value in thrust control.

位置制御器106は、上位の制御装置から入力される位置指令値と、位置算出器103が算出する可動子25の位置との偏差に基づいて、位置指令値が示す位置に可動子25を移動させるための速度指令値を算出する。
速度制御器107は、位置制御器106が算出する速度指令値と、速度算出器102が算出する速度との偏差に基づいて、速度指令値が示す速度で可動子25を移動させるための推力指令値を算出する。
なお、位置制御器106、及び、速度制御器107は、例えば、入力される指令値に基づいたPI制御又はPID制御により、指令値を算出する。
The position controller 106 moves the mover 25 to the position indicated by the position command value based on the deviation between the position command value input from the host controller and the position of the mover 25 calculated by the position calculator 103. The speed command value for making it calculate is calculated.
The speed controller 107 is a thrust command for moving the mover 25 at the speed indicated by the speed command value based on the deviation between the speed command value calculated by the position controller 106 and the speed calculated by the speed calculator 102. Calculate the value.
The position controller 106 and the speed controller 107 calculate the command value by, for example, PI control or PID control based on the input command value.

補正値選択器108は、補正係数算出器118が補正係数の算出を行っているか否かを判定する。補正係数算出器118が補正係数の算出を行っている場合、補正値選択器108は、補正値算出器105が算出する補正値を用いて推力指令値を補正しないことを選択して、スイッチ109を制御する。
一方、補正係数算出器118が補正係数の算出を行っていない場合、補正値選択器108は、位置制御器106が算出する速度指令値から、可動子25に対して速度を増加させる加速を行っているか、速度を減少させる減速を行っているかを判定する。可動子25に対して速度を増加させる加速を行っているとき、補正値選択器108は、推力指令値に補正値を加算する補正を行うことを選択して、スイッチ109を制御する。可動子25に対して速度を減少させる加速を行っているとき、補正値選択器108は、推力指令値から補正値を減算する補正を行うことを選択して、スイッチ109を制御する。
The correction value selector 108 determines whether the correction coefficient calculator 118 is calculating a correction coefficient. When the correction coefficient calculator 118 is calculating the correction coefficient, the correction value selector 108 selects not to correct the thrust command value using the correction value calculated by the correction value calculator 105, and switches 109. To control.
On the other hand, when the correction coefficient calculator 118 has not calculated the correction coefficient, the correction value selector 108 performs acceleration to increase the speed of the mover 25 from the speed command value calculated by the position controller 106. It is determined whether the vehicle is decelerating or reducing the speed. When acceleration for increasing the speed of the mover 25 is performed, the correction value selector 108 selects to perform correction by adding the correction value to the thrust command value, and controls the switch 109. When acceleration is performed to reduce the speed of the mover 25, the correction value selector 108 selects to perform correction by subtracting the correction value from the thrust command value, and controls the switch 109.

スイッチ109は、補正値選択器108の制御に応じて、補正値算出器105が算出する補正値で推力指令値を補正するか否か、補正する場合には推力指令値に対して補正値を加算するか減算するかを切り替える。   The switch 109 determines whether or not to correct the thrust command value with the correction value calculated by the correction value calculator 105 according to the control of the correction value selector 108, and if so, sets the correction value for the thrust command value. Switch between adding and subtracting.

演算器110は、スイッチ109の切り替えに応じて、推力指令値を補正値により補正し、補正した推力指令値を推力制御器111に出力する。
推力制御器111は、補正された推力指令値に基づいて、当該推力指令値が示す推力を得るためのq軸電流指令値を算出する。このとき、推力制御器111は、制御の対象となっているリニアモータ20の推力係数等を用いる。また、推力制御器111は、算出した電流指令値をq軸電流制御器112に出力する。
The arithmetic unit 110 corrects the thrust command value with the correction value in accordance with the switching of the switch 109, and outputs the corrected thrust command value to the thrust controller 111.
Based on the corrected thrust command value, the thrust controller 111 calculates a q-axis current command value for obtaining a thrust indicated by the thrust command value. At this time, the thrust controller 111 uses a thrust coefficient of the linear motor 20 to be controlled. Further, the thrust controller 111 outputs the calculated current command value to the q-axis current controller 112.

q軸電流制御器112は、推力制御器111から入力されるq軸電流指令値と、ベクトル回転・3相2相変換器117から入力されるq軸電流値との偏差に基づいて、当該偏差を0(零)にするq軸電圧指令値を算出する。
d軸電流制御器113は、入力されるd軸電流指令値と、ベクトル回転・3相2相変換器117から入力されるd軸電流値との偏差に基づいて、当該偏差を0(零)にするd軸電圧指令値を算出する。
なお、q軸電流制御器112、及びd軸電流制御器113は、位置制御器106や速度制御器107と同様に、例えば、入力される指令値に基づいたPI制御又はPID制御により、指令値を算出する。また、d軸電流制御器113に入力されるd軸電流指令値は0(零)である。
The q-axis current controller 112 determines the deviation based on the deviation between the q-axis current command value input from the thrust controller 111 and the q-axis current value input from the vector rotation / three-phase two-phase converter 117. The q-axis voltage command value is set to 0 (zero).
The d-axis current controller 113 sets the deviation to 0 (zero) based on the deviation between the input d-axis current command value and the d-axis current value input from the vector rotation / three-phase / two-phase converter 117. D-axis voltage command value is calculated.
The q-axis current controller 112 and the d-axis current controller 113 are, for example, command values by PI control or PID control based on an input command value, similarly to the position controller 106 and the speed controller 107. Is calculated. The d-axis current command value input to the d-axis current controller 113 is 0 (zero).

ベクトル回転・2相3相変換器114には、位相算出器101が算出する位相と、q軸電流制御器112が算出するq軸電圧指令値と、d軸電流制御器113が算出するd軸電圧指令値とが入力される。ベクトル回転・2相3相変換器114は、リニアモータ20の位相(電気角)に基づいて、q軸電圧指令値とd軸電圧指令値とからU相、V相、及びW相それぞれに対する電圧指令値を算出する。ベクトル回転・3相2相変換器117は、算出した各相の電圧指令値を電力変換器115に出力する。
電力変換器115は、ベクトル回転・2相3相変換器114が算出する各相の電圧指令値で示される電圧をリニアモータ20のU相、V相、及びW相のコイルに印加する。具体的には、電力変換器115は、外部から供給される外部電圧に対して、各相の電圧指令値に基づいたPWM制御を行い、外部電圧を電圧指令値で示される電圧に変換し、変換して得られた電圧をリニアモータ20に印加する。
The vector rotation / two-phase / three-phase converter 114 includes a phase calculated by the phase calculator 101, a q-axis voltage command value calculated by the q-axis current controller 112, and a d-axis calculated by the d-axis current controller 113. The voltage command value is input. Based on the phase (electrical angle) of the linear motor 20, the vector rotation / two-phase / three-phase converter 114 determines voltages for the U phase, the V phase, and the W phase from the q-axis voltage command value and the d-axis voltage command value. Calculate the command value. The vector rotation / three-phase / two-phase converter 117 outputs the calculated voltage command value of each phase to the power converter 115.
The power converter 115 applies the voltage indicated by the voltage command value of each phase calculated by the vector rotation / two-phase three-phase converter 114 to the U-phase, V-phase, and W-phase coils of the linear motor 20. Specifically, the power converter 115 performs PWM control based on the voltage command value of each phase with respect to the external voltage supplied from the outside, converts the external voltage into a voltage indicated by the voltage command value, The voltage obtained by the conversion is applied to the linear motor 20.

変流器116は、リニアモータ20のU相及びV相のコイルに流れる電流値を測定し、測定結果をベクトル回転・3相2相変換器117に出力する。
ベクトル回転・3相2相変換器117には、位相算出器101が算出する位相と、変流器116が測定したU相及びV相のコイルに流れる電流値と、U相及びV相の電流値から算出されるW相のコイルに流れる電流値とが入力される。ベクトル回転・3相2相変換器117は、リニアモータ20の位相に基づいて、U相、V相、及びW相の電流値からq軸電流値及びd軸電流値を算出する。ベクトル回転・3相2相変換器117は、算出したq軸電流値をq軸電流制御器112に出力し、算出したd軸電流値をd軸電流制御器113に出力する。
The current transformer 116 measures the current value flowing through the U-phase and V-phase coils of the linear motor 20 and outputs the measurement result to the vector rotation / three-phase two-phase converter 117.
The vector rotation / three-phase / two-phase converter 117 includes a phase calculated by the phase calculator 101, a current value flowing through the U-phase and V-phase coils measured by the current transformer 116, and a U-phase and V-phase current. The value of the current flowing in the W-phase coil calculated from the value is input. The vector rotation / three-phase / two-phase converter 117 calculates a q-axis current value and a d-axis current value from the U-phase, V-phase, and W-phase current values based on the phase of the linear motor 20. The vector rotation / three-phase / two-phase converter 117 outputs the calculated q-axis current value to the q-axis current controller 112, and outputs the calculated d-axis current value to the d-axis current controller 113.

補正係数算出器118には、速度算出器102が算出する移動速度と、速度制御器107が算出する推力指令値とが入力される。補正係数算出器118は、移動速度と推力指令値とから、移動速度に応じて変化する摺動抵抗との相関を示す補正係数を算出する。補正係数算出器118は、算出した補正係数を補正係数テーブル104に記憶させる。   The correction coefficient calculator 118 receives the moving speed calculated by the speed calculator 102 and the thrust command value calculated by the speed controller 107. The correction coefficient calculator 118 calculates a correction coefficient indicating a correlation with the sliding resistance that changes according to the moving speed from the moving speed and the thrust command value. The correction coefficient calculator 118 stores the calculated correction coefficient in the correction coefficient table 104.

ここで、補正係数算出器118による補正係数の算出方法について説明する。
図3は、本実施形態における補正係数の算出する際の概要を示す図である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は可動子25が移動する速度を示している。同図において、停止している可動子25を一定の加速度にて速度を増加させ、時刻tで加速度を変化させ一定の加速度にて速度を減少させて停止させる制御を示している。
Here, a correction coefficient calculation method by the correction coefficient calculator 118 will be described.
FIG. 3 is a diagram showing an outline when calculating the correction coefficient in the present embodiment. In the figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the speed at which the mover 25 moves. In the drawing shows a control to stop by reducing the speed at a constant acceleration a movable member 25 which is stopped by increasing the speed at constant acceleration, at time t 3 while changing the acceleration.

補正係数算出器118は、一定の加速度にて可動子25を移動させている期間において、異なる時刻の速度と推力指令値との組み合わせに基づいて、補正係数を算出する。ここで、推力指令値が示す推力をfとし、加速度をaとし、可動子25やテーブル53等を含む異動させる対象の質量をmとし、速度に応じて変化する摺動抵抗をμとすると、次式(1)が成り立つ。
f=ma+μ …(1)
The correction coefficient calculator 118 calculates a correction coefficient based on combinations of speeds and thrust command values at different times during a period in which the mover 25 is moved at a constant acceleration. Here, when the thrust indicated by the thrust command value is f, the acceleration is a, the mass of the object to be moved including the mover 25 and the table 53 is m, and the sliding resistance that changes according to the speed is μ, The following equation (1) holds.
f = ma + μ (1)

ここで、時刻tと時刻tとにおける、摺動抵抗をμ、μとすると、推力指令値fは次式(2)及び次式(3)で表される。
=ma+μ …(2)
=ma+μ …(3)
時刻tと時刻tとにおける推力指令値の差は、次式(4)で表される。
−f=μ−μ=μΔ …(4)
Here, when the sliding resistances at time t 1 and time t 2 are μ 1 and μ 2 , the thrust command value f is expressed by the following equations (2) and (3).
f 1 = ma + μ 1 (2)
f 2 = ma + μ 2 (3)
The difference between the thrust force command value at time t 1 and time t 2 Metropolitan is expressed by the following equation (4).
f 2 −f 1 = μ 2 −μ 1 = μ Δ (4)

推力指令値の差μΔを時刻tと時刻tとにおける速度の差で除算することにより補正係数kが算出できる。
k=μΔ/(S−S) …(5)
式(5)により得られる補正係数kに移動速度を乗算することにより、速度に応じて変化する摺動抵抗を算出することができる。
The correction coefficient k can be calculated by dividing the thrust command value difference μΔ by the speed difference at time t 1 and time t 2 .
k = μΔ / (S 2 −S 1 ) (5)
By multiplying the correction coefficient k obtained by the equation (5) by the moving speed, it is possible to calculate the sliding resistance that changes according to the speed.

なお、補正係数を算出するとき、補正係数算出器118は、補正係数を算出中であることを示す信号を補正値選択器108に出力する。また、補正係数算出器118による補正係数の算出は、原点復帰処理を行うときや、予め定められたタイミングで行う。   When calculating the correction coefficient, the correction coefficient calculator 118 outputs a signal indicating that the correction coefficient is being calculated to the correction value selector 108. Further, the correction coefficient is calculated by the correction coefficient calculator 118 when performing origin return processing or at a predetermined timing.

図4は、本実施形態のモータ制御装置10が行うモータ制御処理の一例を示すフローチャートである。
モータ制御装置10において、モータ制御処理が開始されると、位置制御器106に位置指令値が入力され(ステップS101)、位置制御器106は速度指令値を算出する(ステップS102)。
速度制御器107は速度指令値から推力指令値を算出し(ステップS103)、補正値算出器105は可動子25の移動速度と補正係数とから補正値(摺動抵抗)を算出する(ステップS104)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a motor control process performed by the motor control device 10 of the present embodiment.
When motor control processing is started in the motor control device 10, a position command value is input to the position controller 106 (step S101), and the position controller 106 calculates a speed command value (step S102).
The speed controller 107 calculates a thrust command value from the speed command value (step S103), and the correction value calculator 105 calculates a correction value (sliding resistance) from the moving speed of the mover 25 and the correction coefficient (step S104). ).

補正値選択器108は、速度指令値の変化量から可動子25の速度を増加させているか(加速)、又は速度を減少させているか(減速)を判定する(ステップS105)。
加速している場合(ステップS105:加速)、換言すると摺動抵抗が可動子25の移動速度の加速を阻害している場合、補正値選択器108は、推力指令値に補正値を加算させることを選択し、補正値を加算させるようにスイッチ109を制御する。演算器110は、スイッチ109の切り替えに応じて、推力指令値と補正値とを加算し、加算結果を補正された推力指令値として出力する(ステップS106)。
一方、減速している場合(ステップS105:減速)、換言すると摺動抵抗が可動子25の移動速度の減速を助長している場合、補正値選択器108は、推力指令値から補正値を減算させることを選択し、補正値を減算させるようにスイッチ109を制御する。演算器110は、スイッチ109の切り替えに応じて、推力指令値から補正値を減算し、減算結果を補正された推力指令値として出力する(ステップS107)。
The correction value selector 108 determines whether the speed of the mover 25 is increased (acceleration) or decreased (deceleration) from the change amount of the speed command value (step S105).
When accelerating (step S105: acceleration), in other words, when the sliding resistance hinders acceleration of the moving speed of the mover 25, the correction value selector 108 adds the correction value to the thrust command value. And the switch 109 is controlled to add the correction value. The calculator 110 adds the thrust command value and the correction value according to the switching of the switch 109, and outputs the addition result as a corrected thrust command value (step S106).
On the other hand, when the vehicle is decelerating (step S105: deceleration), in other words, when the sliding resistance is helping to reduce the moving speed of the mover 25, the correction value selector 108 subtracts the correction value from the thrust command value. The switch 109 is controlled so that the correction value is subtracted. The computing unit 110 subtracts the correction value from the thrust command value according to the switching of the switch 109, and outputs the subtraction result as a corrected thrust command value (step S107).

q軸電流制御器112から電力変換器115のそれぞれは、補正された推力指令値に基づいて、電力をリニアモータ20に供給し、リニアモータ20を駆動させ(ステップS108)、処理をステップS101に戻す。
以降、モータ制御装置10では、ステップS101からステップS108の各処理が繰り返して行われる。
Each of the q-axis current controller 112 to the power converter 115 supplies power to the linear motor 20 based on the corrected thrust command value, drives the linear motor 20 (step S108), and the process proceeds to step S101. return.
Thereafter, in the motor control device 10, the processes from step S101 to step S108 are repeated.

上述のように、本実施形態におけるモータ制御装置10では、補正値算出器105が
リニアモータ20を駆動してテーブル53に載せられた搬送物(対象物)を移動させる際に生じる摺動抵抗(抵抗力)を算出し、算出した摺動抵抗を補正値として、速度制御器107が算出する推力指令を補正する。これにより、対象物を移動させる際に生じる摺動抵抗の影響を抑えることができ、リニアモータ20の制御における応答性能を向上させることができる。また、補正係数算出器118が算出する補正係数と、対象物を移動させる速度とに基づいて摺動抵抗を算出しているので、速度に応じて変化する摺動抵抗の影響を精度良く抑えることができる。
As described above, in the motor control device 10 according to the present embodiment, the sliding resistance (when the correction value calculator 105 drives the linear motor 20 to move the conveyed object (object) placed on the table 53 ( Resistance force) is calculated, and the thrust command calculated by the speed controller 107 is corrected using the calculated sliding resistance as a correction value. Thereby, the influence of the sliding resistance produced when moving a target object can be suppressed, and the response performance in control of the linear motor 20 can be improved. In addition, since the sliding resistance is calculated based on the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculator 118 and the speed at which the object is moved, the influence of the sliding resistance that changes according to the speed can be accurately suppressed. Can do.

また、モータ制御装置10では、可動子25を加速させているか、又は減速させているかを補正値選択器108が判定し、加速している場合(速度の絶対値を増加させている場合)には、摺動抵抗で損失してしまう推力を補うように推力指令値を補正する。一方、減速している(速度の絶対値を0に近づけている)場合には、摺動抵抗で得られる力を減らすように推力指令値を補正する。これにより、速度指令値が示す速度まですみやかに加速できるとともに、減速しすぎたりすることなく移動速度を制御することができ、応答性能を向上させることができる。   Further, in the motor control device 10, the correction value selector 108 determines whether the mover 25 is accelerated or decelerated, and when it is accelerated (when the absolute value of the speed is increased). Corrects the thrust command value so as to compensate for the thrust lost by the sliding resistance. On the other hand, when the vehicle is decelerating (the absolute value of the speed is close to 0), the thrust command value is corrected so as to reduce the force obtained by the sliding resistance. As a result, the speed can be quickly accelerated up to the speed indicated by the speed command value, the moving speed can be controlled without excessive deceleration, and the response performance can be improved.

なお、上述の実施形態における補正係数算出器118は、テーブル53に載せる搬送物の重さごとに補正係数を算出し、算出した補正係数と搬送物の重さとを対応付けて補正係数テーブル104に記憶させるようにしてもよい。この場合、モータ制御装置10には、テーブル53に載せられている搬送物の重さを示す重量情報が入力され、補正値算出器105は、重量情報が示す重さに対応する抵抗係数を補正係数テーブル104から読み出し、読み出した抵抗係数を用いて補正値を算出する。これにより、搬送物の重さにより摺動抵抗が変化する場合においても、摺動抵抗の影響を抑えた制御を行うことができ、応答性能を向上させることができる。   The correction coefficient calculator 118 in the above-described embodiment calculates a correction coefficient for each weight of the transported object placed on the table 53, and associates the calculated correction coefficient with the weight of the transported object in the correction coefficient table 104. You may make it memorize | store. In this case, weight information indicating the weight of the transported object placed on the table 53 is input to the motor control device 10, and the correction value calculator 105 corrects the resistance coefficient corresponding to the weight indicated by the weight information. A correction value is calculated using the read resistance coefficient read from the coefficient table 104. Thereby, even when sliding resistance changes with the weight of a conveyed product, control which suppressed the influence of sliding resistance can be performed and response performance can be improved.

また、補正係数算出器118は、リニアモータ20の制御を行う都度、抵抗係数を算出し、算出した補正係数が所定の適正範囲外の値である場合や、算出した補正係数と前回算出した補正係数との差分の絶対値が所定の閾値以上の値である場合に、潤滑剤の経年劣化や、案内装置22などの搬送物を移動させるための機構又はリニアモータ20に故障などの不具合が生じていると判定してエラー情報を出力するようにしてもよい。これにより、利用者はモータシステム1に生じる不具合を把握することができる。エラー情報の出力としては、例えば、ランプ等を点灯させたり、アラーム音を鳴らしたりする。   The correction coefficient calculator 118 calculates a resistance coefficient every time the linear motor 20 is controlled, and when the calculated correction coefficient is a value outside a predetermined appropriate range, or when the calculated correction coefficient and the previously calculated correction are calculated. When the absolute value of the difference from the coefficient is a value equal to or greater than a predetermined threshold, problems such as aged deterioration of the lubricant, a failure in the mechanism for moving the conveyed product such as the guide device 22 or the linear motor 20 occur. It may be determined that error information is output. Thereby, the user can grasp | ascertain the malfunction which arises in the motor system 1. FIG. As the output of error information, for example, a lamp or the like is turned on or an alarm sound is sounded.

また、補正係数算出器118は、算出した補正係数と補正係数テーブル104に記憶させている補正係数との差分の絶対値が所定の閾値以上の値である場合に、案内装置22やリニアモータ20等に不具合が生じていると判定してエラー情報を出力するようにしてもよい。   The correction coefficient calculator 118 also displays the guidance device 22 and the linear motor 20 when the absolute value of the difference between the calculated correction coefficient and the correction coefficient stored in the correction coefficient table 104 is a predetermined threshold value or more. For example, it may be determined that a defect has occurred in the error information and output error information.

また、図3に示した例では、2つの移動速度と、それぞれの移動速度に対応する推力指令値とから補正係数算出器118が補正係数を算出する構成について説明した。しかし、3つ以上の移動速度と、各移動速度に対応する推力指令値とから複数の補正係数を算出するようにしてもよい。すなわち、可動子25を移動させる速度範囲を複数の区間に分け、区間ごとに補正係数を算出するようにしてもよい。この場合、補正係数算出器118は移動速度の範囲と補正係数とを対応付けて補正係数テーブル104に記憶させ、補正値算出器105は可動子25の移動速度に対応する補正係数を用いて補正値を算出する。これにより、速度と摺動抵抗との関係が比例関係にない場合であっても、摺動抵抗の影響を抑えることができる。   In the example illustrated in FIG. 3, the configuration in which the correction coefficient calculator 118 calculates the correction coefficient from the two movement speeds and the thrust command value corresponding to each movement speed has been described. However, a plurality of correction coefficients may be calculated from three or more moving speeds and a thrust command value corresponding to each moving speed. That is, the speed range for moving the mover 25 may be divided into a plurality of sections, and the correction coefficient may be calculated for each section. In this case, the correction coefficient calculator 118 stores the movement speed range and the correction coefficient in association with each other in the correction coefficient table 104, and the correction value calculator 105 performs correction using the correction coefficient corresponding to the movement speed of the mover 25. Calculate the value. Thereby, even when the relationship between the speed and the sliding resistance is not proportional, the influence of the sliding resistance can be suppressed.

また、上述の実施形態におけるモータシステム1ではリニアモータ20を用いて搬送物を移動させる構成について説明したが、回転モータを用いて搬送物を移動させる構成としてもよい。   Moreover, although the structure which moves a conveyed product using the linear motor 20 was demonstrated in the motor system 1 in the above-mentioned embodiment, it is good also as a structure which moves a conveyed product using a rotary motor.

上述のモータ制御装置10は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述したモータ制御処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。   The motor control apparatus 10 described above may have a computer system inside. In this case, the process of the motor control process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.

なお、本発明に記載の制御部は、実施形態における速度制御器107に対応する。本発明に記載の補正係数算出部は、実施形態における補正係数算出器118に対応する。本発明に記載の補正値算出部は、実施形態における補正値算出器105に対応する。本発明に記載の演算部は、実施形態における演算器110に対応する。本発明に記載の推力制御部は、実施形態における推力制御器111に対応する。   The control unit described in the present invention corresponds to the speed controller 107 in the embodiment. The correction coefficient calculator described in the present invention corresponds to the correction coefficient calculator 118 in the embodiment. The correction value calculation unit described in the present invention corresponds to the correction value calculator 105 in the embodiment. The computing unit described in the present invention corresponds to the computing unit 110 in the embodiment. The thrust control unit described in the present invention corresponds to the thrust controller 111 in the embodiment.

1…モータシステム、10…モータ制御装置、20…リニアモータ、25…可動子、105…補正値算出器、107…速度制御器、110…演算器、111…推力制御器、118…補正係数算出器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor system, 10 ... Motor control apparatus, 20 ... Linear motor, 25 ... Movable element, 105 ... Correction value calculator, 107 ... Speed controller, 110 ... Calculator, 111 ... Thrust controller, 118 ... Correction coefficient calculation vessel

Claims (4)

対象物を移動させるモータを制御するモータ制御装置であって、
外部より入力される指令値から推力指令値を算出する制御部と、
前記モータの可動子を一定の加速度で移動させているときに、前記可動子が移動する速度と前記推力指令値とに基づいて、前記可動子が移動する速度と、前記対象物を移動させる際に生じる抵抗力との相関を示す係数を算出する補正係数算出部と、
前記可動子が移動する速度と、前記係数とから前記推力指令値に対する補正値を算出する補正値算出部と、
前記推力指令値と前記補正値とから補正された推力指令値を算出する演算部と、
前記補正された推力指令値に基づいて前記モータを駆動させる推力制御部と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device for controlling a motor for moving an object,
A control unit that calculates a thrust command value from a command value input from the outside;
When moving the mover of the motor at a constant acceleration, when moving the mover and the speed of the mover based on the moving speed of the mover and the thrust command value A correction coefficient calculation unit for calculating a coefficient indicating a correlation with the resistance force generated in
A correction value calculation unit that calculates a correction value for the thrust command value from the speed at which the mover moves and the coefficient;
A calculation unit for calculating a thrust command value corrected from the thrust command value and the correction value;
And a thrust control unit that drives the motor based on the corrected thrust command value.
請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記演算部は、
前記可動子が移動する速度を加速させる場合には前記推力指令値と前記補正値とを加算することにより前記補正された推力指令値を算出し、前記可動子が移動する速度を減速させる場合には前記推力指令値から前記補正値を減算することにより前記補正された推力指令値を算出する
ことを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The computing unit is
When accelerating the moving speed of the mover, the corrected thrust command value is calculated by adding the thrust command value and the correction value, and when the moving speed of the mover is decelerated. The motor control device, wherein the corrected thrust command value is calculated by subtracting the correction value from the thrust command value.
請求項1又は請求項2に記載のモータ制御装置であって、
前記補正係数算出部は、
前記係数に基づいて、前記モータ又は前記対象物を移動させるための機構に不具合が生じていると判定した場合に、エラー情報を出力する
ことを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1 or 2,
The correction coefficient calculation unit
An error information is output when it determines with the mechanism for moving the said motor or the said object having produced the malfunction based on the said coefficient. The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
対象物を移動させるモータを制御するモータ制御装置が行うモータ制御方法であって、
外部より入力される指令値から推力指令値を算出する制御ステップと、
前記モータの可動子を一定の加速度で移動させているときに、前記可動子が移動する速度と前記推力指令値とに基づいて、前記可動子が移動する速度と、前記対象物を移動させる際に生じる抵抗力との相関を示す係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記可動子が移動する速度と、前記係数とから前記推力指令値に対する補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記推力指令値と前記補正値とから補正された推力指令値を算出する演算ステップと、
前記補正された推力指令値に基づいて前記モータを駆動させる推力制御ステップと
を有することを特徴とするモータ制御方法。
A motor control method performed by a motor control device that controls a motor that moves an object,
A control step for calculating a thrust command value from a command value input from the outside;
When moving the mover of the motor at a constant acceleration, when moving the mover and the speed of the mover based on the moving speed of the mover and the thrust command value A correction coefficient calculating step for calculating a coefficient indicating a correlation with the resistance force generated in
A correction value calculating step for calculating a correction value for the thrust command value from the moving speed of the mover and the coefficient;
A calculation step of calculating a thrust command value corrected from the thrust command value and the correction value;
And a thrust control step of driving the motor based on the corrected thrust command value.
JP2012138548A 2012-06-20 2012-06-20 Motor controller and motor control method Pending JP2014003836A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012138548A JP2014003836A (en) 2012-06-20 2012-06-20 Motor controller and motor control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012138548A JP2014003836A (en) 2012-06-20 2012-06-20 Motor controller and motor control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014003836A true JP2014003836A (en) 2014-01-09

Family

ID=50036459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012138548A Pending JP2014003836A (en) 2012-06-20 2012-06-20 Motor controller and motor control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014003836A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8653766B2 (en) Linear motor driving system and linear motor control method
JP5450388B2 (en) Servo motor position control device
CN106612095B (en) Moving magnet type linear motor control system and component manufacturing method
JP5648722B1 (en) Linear motor system
CN103155406B (en) The control device of linear motor and linear electronic device
TWI516012B (en) The motor control equipment, the motor control method and the computer program for motor control
KR102103248B1 (en) Driving device, positioning device, lithography device, and method for manufacturing articles
KR20160117607A (en) Motor control method and apparatus
TWI470904B (en) Linear motor driving device
JP6197655B2 (en) Control device for permanent magnet synchronous motor
JP2001218497A (en) Method of measuring thrust ripple in linear motor
JP5988694B2 (en) Motor control device and motor control method
JP2014003836A (en) Motor controller and motor control method
WO2011115098A1 (en) Control device and control method
JP2014236611A (en) Controller of ac rotating machine
TW201334398A (en) The control device of a linear motor and the control method of a linear motor
JP5427037B2 (en) Linear motor system
KR101590251B1 (en) Estimation method of rotor time constant with motor at standstill
JP2014036450A (en) Motor drive unit
Ponomarev Control of permanent magnet linear synchronous motor in motion control applications
JP5026559B2 (en) Linear motor control device
WO2012053405A1 (en) Control device and control method
KR20140146987A (en) Linear motion stage apparatus with capability of compensating reaction and servo driver
JP2006211752A (en) Precise positioning device