JP2018005729A - サーボ制御装置、サーボ制御方法、及びサーボ制御用プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サーボモータを駆動するための速度指令値を作成する速度指令作成部と、サーボモータの速度を検出する速度検出部と、速度指令値と速度検出値との差を用いて前記サーボモータへのトルク指令値を作成するトルク指令作成部と、を具備し、トルク指令作成部は差がそれぞれ入力される積分ゲインと比例ゲインとを有し、積分ゲインと比例ゲインは、モータモデルごとにあらかじめ決められた初期値に、サーボモータのロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を乗算したものに対して、それぞれ積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をさらに乗算して得られ、積分ゲイン倍率を速度制御ループの遅れ時間に応じて比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値とする。
【選択図】図1
Description
速度制御ループゲインの最適値は、モータ単体だけではなく、サーボモータに接続される機械の特性(負荷イナーシャ比や共振周波数など)にも依存して決まる。
前記サーボモータの速度を検出する速度検出部と、
前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出部が検出した速度検出値との差を用いて前記サーボモータへのトルク指令値を作成するトルク指令作成部と、
を具備し、
速度制御ループは前記速度検出部と前記トルク指令作成部とを有し、
前記トルク指令作成部は前記差がそれぞれ入力される積分ゲインと比例ゲインとを有し、
前記積分ゲインと前記比例ゲインは、モータモデルごとにあらかじめ決められた初期値に、前記サーボモータのロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を用いた係数を乗算したものに対して、それぞれ積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をさらに乗算して得られ、
前記積分ゲイン倍率を前記速度制御ループの遅れ時間に応じて前記比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値とすることを特徴とするサーボモータ制御装置である。
前記サーボモータの速度を検出する速度検出ステップと、
作成した前記速度指令値と、検出した速度検出値との差を用いて前記サーボモータへのトルク指令値を作成するトルク指令値作成ステップと、を備え、
該トルク指令値によって、前記サーボモータを制御する、サーボモータ制御装置のサーボモータ制御方法において、
速度制御ループで少なくとも前記速度検出ステップと前記トルク指令作成ステップを行い、
前記トルク指令作成ステップは前記差にそれぞれ積分ゲインと比例ゲインとを乗算するステップを含み、
前記積分ゲインと前記比例ゲインは、モータモデルごとにあらかじめ決められた初期値に、前記サーボモータのロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を用いた係数を乗算したものに対して、それぞれ積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をさらに乗算して得られ、
前記積分ゲイン倍率は前記速度制御ループの遅れ時間に応じて前記比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値であることを特徴とするサーボモータ制御方法である。
前記サーボモータを駆動するための速度指令値を作成する速度指令値作成処理と、
前記サーボモータの速度を検出する速度検出処理と、
作成した前記速度指令値と、検出した速度検出値との差を用いて前記サーボモータへのトルク指令値を作成するトルク指令値作成処理と、を実行させ、
速度制御ループで少なくとも前記速度検出処理と前記トルク指令作成処理を行い、
前記トルク指令作成処理は前記差にそれぞれ積分ゲインと比例ゲインとを乗算し、
前記積分ゲインと前記比例ゲインは、モータモデルごとにあらかじめ決められた初期値に、前記サーボモータのロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を用いた係数を乗算したものに対して、それぞれ積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をさらに乗算して得られ、
前記積分ゲイン倍率は前記速度制御ループの遅れ時間に応じて前記比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値であることを特徴とする、サーボモータ制御用プログラムである。
速度制御ループに遅れ時間が存在しない場合の、本発明の実施形態の前提となる技術について説明する。
従来は機械の剛性が高くなかった点と、高周波の機械共振を回避するためのフィルタ技術が十分でなかった点から、速度制御ループゲインの初期値に掛かる倍率はそれほど高く設定されていなかった。
制御系に遅れ時間がまったく存在しないとすると、制御系のブロック図は図5に示すようなブロック図である。
外乱dから出力yまでの伝達関数は、数式1(数1として示す)となる。
しかし、速度制御ループの内側にある電流制御ループの応答性による遅れ、速度検出器の通信の遅れ、速度制御ループの計算周期による遅れ等の遅れが存在するため、積分ゲインを比例ゲイン倍率の2乗で大きくしていくと、速度ゲインは積分ゲインのみによる限界で制限されてしまい、比例ゲインを十分に高くとることができなかった。
図1は本発明の一実施形態のサーボモータ制御装置及びサーボモータを示すブロック図である。図1に示すサーボモータ制御装置は、サーボモータ10の回転の速度を検出して速度値を出力する速度検出部20、サーボモータ10に対する速度指令を作成して出力する速度指令作成部30、トルク指令作成部40及び速度指令値と速度値との差を求める減算器50を備えている。トルク指令作成部40は、減算器50と接続される、比例ゲイン401及び積分ゲイン402、積分ゲイン402と接続される積分器403、速度指令と検出された速度とを用いて、速度制御ループで生ずる遅れ時間を検出する遅れ検出部404、比例ゲイン401と積分ゲインのゲインを調整するゲイン制御部405、及び比例ゲイン401の出力と積分器403の出力とを加算し、トルク指令としてサーボモータ10に出力する加算器406を備えている。積分ゲイン402は入力に係数を乗算し、積分器403は積分ゲイン402の出力を積分する。比例ゲイン401は入力に係数を乗算する。ゲイン制御部405は検出された遅れ時間に応じて、積分ゲイン倍率を比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値とするように積分ゲイン402を制御する。サーボモータ10は工作機械、産業機械の軸を駆動する。
数式3、数式5に示した、ωn/ωn0は速度ゲイン倍率VGである。比例ゲイン倍率は速度ゲイン倍率VG(VG=ωn/ωn0)、積分ゲイン倍率は速度ゲイン倍率VGのβ乗(VGβ=(ωn/ωn0)β)となる。積分ゲイン倍率の減算量やβの値は出荷時に予め決めておくことができるが、速度ゲイン倍率VGは機械特性の影響を受けるため、出荷時に予め決めておくことはできないので、サーボモータに接続される工作機械等の特性に従って適宜設定する。
まず、ステップS101において、速度指令作成部30が速度指令を作成し、ステップS102において速度検出部20が速度を検出する。次に、ステップS103において、モータモデルごとに予め決められた初期値に、ロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を用いた係数(1+JL/Jm)(図2のステップ103においては、負荷イナーシャ比として示している)を乗算し、調整された積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をそれぞれ乗算して、積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率とを求める。次に、ステップS104において、速度指令値と速度値との差を求め、その差を用いて、積分ゲイン402の出力値を積分した積分器403の出力値と、比例ゲイン401の出力値とを加算器406で加算してトルク指令を作成し、出力する。
位置指令作成部70は位置指令を作成し、位置検出部60はサーボモータ10の回転の位置を検出する。位置指令値と位置との差を減算器80で求め、その差を位置制御ゲイン301と微分部302とに入力する。加算器304は、微分部302の出力に係数を乗算する係数部303の出力と、位置制御ゲイン301の出力との加算値を速度指令として出力する。
20 速度検出部
30 速度指令作成部
50 減算器
60 位置検出部
70 位置指令作成部
80 減算器
401 比例ゲイン
402 積分ゲイン
403 積分器
404 遅れ検出部
405 ゲイン制御部
406 減算器
Claims (9)
- サーボモータを駆動するための速度指令値を作成する速度指令作成部と、
前記サーボモータの速度を検出する速度検出部と、
前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出部が検出した速度検出値との差を用いて前記サーボモータへのトルク指令値を作成するトルク指令作成部と、
を具備し、
速度制御ループは前記速度検出部と前記トルク指令作成部とを有し、
前記トルク指令作成部は前記差がそれぞれ入力される積分ゲインと比例ゲインとを有し、
前記積分ゲインと前記比例ゲインは、モータモデルごとにあらかじめ決められた初期値に、前記サーボモータのロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を用いた係数を乗算したものに対して、それぞれ積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をさらに乗算して得られ、
前記積分ゲイン倍率を前記速度制御ループの遅れ時間に応じて前記比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値とすることを特徴とするサーボモータ制御装置。 - 前記積分ゲイン倍率は前記比例ゲイン倍率のβ乗であり、該βは前記速度制御ループの遅れ時間に応じて1以上で2より小さい値をとる定数であることを特徴とする請求項1に記載のサーボモータ制御装置。
- 前記定数βを、前記速度制御ループの遅れ時間τと定数αを使用して、β=2−ατとしたことを特徴とする請求項2に記載のサーボモータ制御装置。
- 前記サーボモータの位置指令値を作成する位置指令作成部と、
前記サーボモータの位置を検出する位置検出部と、
を具備し、
前記速度指令作成部は、前記位置指令作成部が作成した位置指令値と、前記位置検出部が検出した位置検出値との差を用いて速度指令値を作成することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のサーボモータ制御装置。 - サーボモータを駆動するための速度指令値を作成する速度指令値作成ステップと、
前記サーボモータの速度を検出する速度検出ステップと、
作成した前記速度指令値と、検出した速度検出値との差を用いて前記サーボモータへのトルク指令値を作成するトルク指令値作成ステップと、を備え、
該トルク指令値によって、前記サーボモータを制御する、サーボモータ制御装置のサーボモータ制御方法において、
速度制御ループで少なくとも前記速度検出ステップと前記トルク指令作成ステップを行い、
前記トルク指令作成ステップは前記差にそれぞれ積分ゲインと比例ゲインとを乗算するステップを含み、
前記積分ゲインと前記比例ゲインは、モータモデルごとにあらかじめ決められた初期値に、前記サーボモータのロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を用いた係数を乗算したものに対して、それぞれ積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をさらに乗算して得られ、
前記積分ゲイン倍率は前記速度制御ループの遅れ時間に応じて前記比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値であることを特徴とするサーボモータ制御方法。 - 前記積分ゲイン倍率は前記比例ゲイン倍率のβ乗であり、該βは
前記速度制御ループの遅れ時間に応じて1以上で2より小さい値をとる定数であることを特徴とする請求項5に記載のサーボモータ制御方法。 - 前記定数βを、前記速度制御ループの遅れ時間τと定数αを使用して、β=2−ατとしたことを特徴とする請求項6に記載のサーボモータ制御方法。
- 前記サーボモータの位置指令値を作成する位置指令作成ステップと、
前記サーボモータの位置を検出する位置検出ステップと、
を具備し、
前記速度指令作成ステップは、前記位置指令作成部が作成した位置指令値と、前記位置検出部が検出した位置検出値との差を用いて速度指令値を作成することを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のサーボモータ制御方法。 - サーボモータを制御するサーボモータ制御装置としてのコンピュータに、
前記サーボモータを駆動するための速度指令値を作成する速度指令値作成処理と、
前記サーボモータの速度を検出する速度検出処理と、
作成した前記速度指令値と、検出した速度検出値との差を用いて前記サーボモータへのトルク指令値を作成するトルク指令値作成処理と、を実行させ、
速度制御ループで少なくとも前記速度検出処理と前記トルク指令作成処理を行い、
前記トルク指令作成処理は前記差にそれぞれ積分ゲインと比例ゲインとを乗算し、
前記積分ゲインと前記比例ゲインは、モータモデルごとにあらかじめ決められた初期値に、前記サーボモータのロータイナーシャに対する機械の負荷イナーシャの比を用いた係数を乗算したものに対して、それぞれ積分ゲイン倍率と比例ゲイン倍率をさらに乗算して得られ、
前記積分ゲイン倍率は前記速度制御ループの遅れ時間に応じて前記比例ゲイン倍率の2乗よりも小さい値であることを特徴とする、サーボモータ制御用プログラム。
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---|---|---|---|---|
JP7124761B2 (ja) * | 2019-02-26 | 2022-08-24 | オムロン株式会社 | 調整支援装置、サーボドライバ、複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法及びプログラム |
AU2019476749A1 (en) * | 2019-12-05 | 2022-07-21 | Kone Corporation | A drive system and method for controlling a drive system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06319284A (ja) * | 1992-12-10 | 1994-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーボモータの制御パラメータ調整装置及び調整方法 |
JP2010250509A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 駆動制御装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1239482B (it) * | 1989-03-20 | 1993-11-03 | Hitachi Ltd | Apparecchiatura e procedimento per il controllo di processi per la regolazione di parametri operativi di un'unita' di controllo dell'apparecchiatura di controllo di processi |
US5475291A (en) | 1992-12-10 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Adjustment device for adjusting control parameters of a servo motor and an adjustment method therefor |
SG82592A1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-08-21 | Univ Singapore | A novel predictive and self-tuning pi control apparatus for expanded process control applications |
JP4327880B2 (ja) * | 2008-01-04 | 2009-09-09 | ファナック株式会社 | ゲイン自動調整機能を備えたサーボモータ制御装置 |
FR2933249B1 (fr) * | 2008-06-30 | 2010-07-30 | Schneider Toshiba Inverter | Procede de reglage de la boucle de vitesse d'un variateur de vitesse |
US7922094B2 (en) * | 2009-01-09 | 2011-04-12 | 3M Innovative Properties Company | RFID packaging and attachment methods and devices |
CN101902187B (zh) * | 2010-06-11 | 2012-06-27 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种用于永磁电机低速运转的控制系统 |
KR101252250B1 (ko) * | 2011-10-10 | 2013-04-08 | 주식회사 만도 | 전자 제어식 브레이크 부스터 |
CN104932250B (zh) * | 2015-04-30 | 2018-02-16 | 南京航空航天大学 | 一种新型pi控制器结构及其参数整定方法 |
CN105242526A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-13 | 中国兵器工业集团第二O二研究所 | 一种考虑时滞的随动系统位置控制器整定方法 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06319284A (ja) * | 1992-12-10 | 1994-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サーボモータの制御パラメータ調整装置及び調整方法 |
JP2010250509A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 駆動制御装置 |
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