JP2018057061A - Motor controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller capable of appropriately determining validity and invalidity of an estimation unit for estimating load inertia or the like with a relatively simple configuration.SOLUTION: In a motor controller, a determination unit determines validity and invalidity of the estimation unit that estimates load inertia and the like. In a determining unit, on the basis of a first threshold value THv set for the rotation speed of the motor and a second threshold value THa set for the rotational acceleration of the motor, an estimation on-interval ON of estimation such as load inertia at the estimation unit and an estimated off section OFF are defined. Here, the first threshold value THv is a constant value. The second threshold value THa is a value that changes according to the rotation speed of the motor and is set as a linear function of the rotation speed of the motor. Therefore, the validity and invalidity of the estimation unit can be properly determined.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータに加わる負荷イナーシャを推定する機能を有する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 having a function of estimating a load inertia applied to a motor.

モータを備えた工作機械等において、モータの加減速指令の時定数や速度制御のゲインを算出する際には、モータに加わる負荷イナーシャ等の把握が重要である。そこで、負荷イナーシャ等を推定する機能を設けたモータ制御装置が提案されている。その際、モータの動作状態によっては、コギング等の影響により負荷イナーシャ等の推定精度が著しく低下するため、所定の条件下では負荷イナーシャ等の推定を無効とする構成が提案されている（特許文献１、２、３参照）。特許文献１に記載のモータ制御装置では、回転加速度の振動を検出し、振動が閾値を超えた場合は負荷イナーシャの推定を停止する。特許文献２に記載のモータ制御装置では、帰還加速度推定値が閾値以下の場合や、帰還加速度推定値の振動が閾値を超えた場合には負荷イナーシャの推定を停止する。特許文献３に記載のモータ制御装置では、回転速度が閾値以下の時、または回転加速度が閾値以下の時には、負荷イナーシャの推定を停止する。   In a machine tool or the like equipped with a motor, when calculating a time constant of a motor acceleration / deceleration command or a gain for speed control, it is important to grasp a load inertia applied to the motor. Therefore, a motor control device having a function of estimating load inertia and the like has been proposed. At that time, depending on the operating state of the motor, the estimation accuracy of the load inertia and the like is remarkably lowered due to the influence of cogging or the like. 1, 2, 3). In the motor control device described in Patent Document 1, vibration of rotational acceleration is detected, and when the vibration exceeds a threshold value, estimation of load inertia is stopped. In the motor control device described in Patent Document 2, estimation of load inertia is stopped when the feedback acceleration estimated value is less than or equal to the threshold value or when the vibration of the feedback acceleration estimated value exceeds the threshold value. In the motor control device described in Patent Document 3, estimation of load inertia is stopped when the rotational speed is equal to or lower than the threshold value or when the rotational acceleration is equal to or lower than the threshold value.

特許第３７９６２６１号公報Japanese Patent No. 3796261 特開２００９−１３１０２２号公報JP 2009-133102 A 特開２００６−２１７７２９公報JP 2006-217729 A

特許文献１、２に記載の技術では、回転加速度または帰還加速度推定値の振動を検出する必要がある。かかる振動を正確に検出するためには、高速なサンプリングが必要であるので、演算コストが嵩むという問題点がある。   In the techniques described in Patent Literatures 1 and 2, it is necessary to detect vibration of the rotational acceleration or the feedback acceleration estimated value. In order to accurately detect such vibrations, high-speed sampling is required, which increases the calculation cost.

特許文献３に記載の技術では、図４に示すように、回転速度ｖの第１閾値ＴＨｖ、および回転加速度ａの第２閾値ＴＨａによって推定オン区間ＯＮおよび推定オフ区間ＯＦＦが規定されている。ここで、第１閾値ＴＨｖおよび第２閾値ＴＨａは一定である。このため、コギング等の影響によって、今回検出された回転加速度ａの絶対値が大きくなった場合は、推定を停止できないという問題点がある。   In the technique described in Patent Document 3, as shown in FIG. 4, the estimated on section ON and the estimated off section OFF are defined by the first threshold value THv of the rotational speed v and the second threshold value THa of the rotational acceleration a. Here, the first threshold value THv and the second threshold value THa are constant. For this reason, when the absolute value of the rotational acceleration a detected this time becomes large due to the influence of cogging or the like, there is a problem that the estimation cannot be stopped.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、比較的簡素な構成で、負荷イナーシャ等を推定する推定部の有効および無効を適正に決定することのできるモータ制御装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a motor control device that can appropriately determine the validity and invalidity of an estimation unit that estimates load inertia and the like with a relatively simple configuration. .

上記課題を解決するために、本発明に係るモータ制御装置は、モータの回転速度を検出する速度検出部と、モータの回転速度指令値および前記回転速度に基づいてトルク指令値を生成する速度制御部と、前記速度検出部により検出された前記回転速度に基づいてモータの回転加速度を算出する加速度演算部と、少なくともモータの負荷イナーシャを推定する推定部と、モータの回転速度に対して設定された第１閾値と前記速度検出部による前記回転速度の検出結果との比較結果、およびモータの回転加速度に対して設定された第２閾値と前記加速度演算部による前記回転加速度の演算結果との比較結果に基づいて前記推定
部の有効および無効を決定する決定部と、を有し、前記第２閾値は、モータの回転速度に対応して変化する値であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a motor control device according to the present invention includes a speed detection unit that detects a rotation speed of a motor, a speed control value that generates a torque command value based on the rotation speed command value of the motor and the rotation speed. An acceleration calculation unit that calculates the rotation acceleration of the motor based on the rotation speed detected by the speed detection unit, an estimation unit that estimates at least a load inertia of the motor, and a rotation speed of the motor. The comparison result between the first threshold value and the detection result of the rotation speed by the speed detection unit, and the comparison between the second threshold value set for the rotation acceleration of the motor and the calculation result of the rotation acceleration by the acceleration calculation unit A determination unit that determines validity and invalidity of the estimation unit based on a result, and the second threshold value is a value that changes in accordance with a rotation speed of the motor. And features.

本発明において、決定部は、モータの回転速度に対して設定された第１閾値とモータの回転加速度に対して設定された第２閾値とによって、推定部での負荷イナーシャ等の推定の推定オン区間および推定オフ区間が規定されている。ここで、第２閾値は、モータの回転速度に対応して変化する値である。このため、決定部は、コギング等の影響によって、今回検出された加速度の絶対値が大きくなった場合には、推定を停止すべきであると決定することができる。それ故、比較的簡素な構成で、コギング等の影響によって回転加速度の検出値が上昇した場合でも、負荷イナーシャ等を推定する推定部の有効および無効を適正に決定することができる。   In the present invention, the deciding unit is configured to estimate the load inertia and the like in the estimating unit based on the first threshold value set for the rotational speed of the motor and the second threshold value set for the rotational acceleration of the motor. Sections and estimated off sections are specified. Here, the second threshold value is a value that changes corresponding to the rotational speed of the motor. For this reason, the determination unit can determine that the estimation should be stopped when the absolute value of the acceleration detected this time becomes large due to the influence of cogging or the like. Therefore, with a relatively simple configuration, even when the detected value of the rotational acceleration increases due to the influence of cogging or the like, it is possible to appropriately determine the validity and invalidity of the estimation unit that estimates load inertia and the like.

本発明において、前記第１閾値は、一定である態様を採用することができる。   In the present invention, a mode in which the first threshold value is constant can be adopted.

本発明において、前記第２閾値は、モータの回転速度の一次関数として設定されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第２閾値の設定が容易であり、この場合でも、コギング等の影響については排除することができる。   In the present invention, it is possible to adopt a mode in which the second threshold is set as a linear function of the rotational speed of the motor. According to this aspect, it is easy to set the second threshold value, and even in this case, the influence of cogging or the like can be eliminated.

本発明において、前記決定部は、前記速度検出部による前記回転速度の検出結果を前記一次関数に代入して得たモータの回転加速度の算出結果と前記加速度演算部による前記回転加速度の検出結果との比較結果に基づいて前記推定部の有効および無効を決定する態様を採用することができる。   In the present invention, the determination unit includes a calculation result of the rotation acceleration of the motor obtained by substituting the detection result of the rotation speed by the speed detection unit into the linear function, and a detection result of the rotation acceleration by the acceleration calculation unit. It is possible to adopt a mode in which the validity and invalidity of the estimation unit are determined based on the comparison result.

本発明において、前記決定部は、モータの回転速度の各値に対して前記第２閾値が規定されたルックアップテーブルに基づいて前記推定部の有効および無効を決定する態様を採用することができる。   In the present invention, the determination unit may adopt a mode in which the estimation unit is determined to be valid or invalid based on a lookup table in which the second threshold is defined for each value of the rotation speed of the motor. .

本発明において、前記推定部は、前記トルク指令値、前記回転速度、および前記回転加速度に基づいて、前記負荷イナーシャおよび粘性摩擦係数を推定し、前記トルク指令値は、第１ローパスフィルタを介して前記推定部に入力され、前記回転速度は、第２ローパスフィルタを介して前記推定部、前記決定部および前記加速度演算部に入力される態様を採用することができる。かかる態様によれば、コギング等に起因するノイズをトルク指令値および回転速度から除去することができる。   In the present invention, the estimation unit estimates the load inertia and the viscous friction coefficient based on the torque command value, the rotation speed, and the rotation acceleration, and the torque command value is passed through a first low-pass filter. The aspect which is input into the said estimation part and the said rotational speed is input into the said estimation part, the said determination part, and the said acceleration calculating part via a 2nd low-pass filter can be employ | adopted. According to this aspect, noise caused by cogging or the like can be removed from the torque command value and the rotation speed.

本発明において、決定部は、モータの回転速度に対して設定された第１閾値とモータの回転加速度に対して設定された第２閾値とによって、推定部での負荷イナーシャ等の推定の推定オン区間および推定オフ区間が規定されている。ここで、第２閾値は、モータの回転速度に対応して変化する値である。このため、決定部は、コギング等の影響によって、今回検出された加速度の絶対値が大きくなった場合には、推定を停止すべきであると決定することができる。それ故、比較的簡素な構成で、コギング等の影響によって回転加速度の検出値が上昇した場合でも、負荷イナーシャ等を推定する推定部の有効および無効を適正に決定することができる。   In the present invention, the deciding unit is configured to estimate the load inertia and the like in the estimating unit based on the first threshold value set for the rotational speed of the motor and the second threshold value set for the rotational acceleration of the motor. Sections and estimated off sections are specified. Here, the second threshold value is a value that changes corresponding to the rotational speed of the motor. For this reason, the determination unit can determine that the estimation should be stopped when the absolute value of the acceleration detected this time becomes large due to the influence of cogging or the like. Therefore, with a relatively simple configuration, even when the detected value of the rotational acceleration increases due to the influence of cogging or the like, it is possible to appropriately determine the validity and invalidity of the estimation unit that estimates load inertia and the like.

本発明を適用したモータ制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the motor control apparatus to which this invention is applied. 図１に示すモータ制御装置における負荷イナーシャの推定の推定オン区間ＯＮおよび推定オフ区間ＯＦＦの説明図である。It is explanatory drawing of the estimation ON area ON and the estimation OFF area OFF of the estimation of the load inertia in the motor control apparatus shown in FIG. 図１に示すモータ制御装置の決定部における判定回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the determination circuit in the determination part of the motor control apparatus shown in FIG. 従来のモータ制御装置における負荷イナーシャの推定の推定オン区間ＯＮおよび推定オフ区間ＯＦＦの説明図である。It is explanatory drawing of the estimation ON area ON and the estimation OFF area OFF of estimation of the load inertia in the conventional motor control apparatus.

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータ制御装置を説明する。なお、以下の説明では、図４を参照して説明した構成との対応が分かりやすいように、対応する部分には同一の符号を付して説明する。また、以下の説明では、検出や演算により求められた回転速度および回転加速度については、必要に応じて、回転速度ｖ０および回転加速度ａ０とし、閾値の設定等の際に用いられる一般的な意味での回転速度ｖおよび回転加速度ａと区別してある。   Hereinafter, a motor control apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the following description, the corresponding parts are described with the same reference numerals so that the correspondence with the configuration described with reference to FIG. 4 can be easily understood. Further, in the following description, the rotational speed and rotational acceleration obtained by detection and calculation are referred to as rotational speed v0 and rotational acceleration a0 as necessary, and have a general meaning used when setting a threshold. Are distinguished from the rotation speed v and the rotation acceleration a.

（モータ制御装置の基本構成）
図１は、本発明を適用したモータ制御装置１の一例を示すブロック図である。図１に示すように、モータ制御装置１は、加減算器１１、速度制御部１２、加減算器１３、電流制御部１４、エンコーダからなる位置・速度検出器１５（速度検出部）を有しており、位置・速度検出器１５は、モータＭの回転軸の回転位置や回転速度を検出し、回転速度ｖ０を出力する。加減算器１１は、位置制御部（図示せず）により算出された回転速度指令値ｐから回転速度ｖ０を減じて速度偏差を求める。速度制御部１２は、速度偏差に基づいてＰＩ制御（比例積分制御）等の速度ループ制御を行い、トルク指令値ｔ０（電流指令値）を求める。加減算器１３は、アンプ（図示せず）に設けられた電流検出器（図示せず）からフィードバックされてくる電流値ｉ０をトルク指令値ｔ０から減じて電流偏差を求める。電流制御部１４は、電流偏差に基づいて電流ループ制御を行い、アンプ（図示せず）を介して、モータＭを駆動制御する。 (Basic configuration of motor controller)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a motor control device 1 to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the motor control apparatus 1 has an adder / subtractor 11, a speed controller 12, an adder / subtractor 13, a current controller 14, and a position / speed detector 15 (speed detector) including an encoder. The position / speed detector 15 detects the rotational position and rotational speed of the rotating shaft of the motor M, and outputs the rotational speed v0. The adder / subtractor 11 obtains a speed deviation by subtracting the rotational speed v0 from the rotational speed command value p calculated by the position control unit (not shown). The speed control unit 12 performs speed loop control such as PI control (proportional integral control) based on the speed deviation to obtain a torque command value t0 (current command value). The adder / subtractor 13 obtains a current deviation by subtracting the current value i0 fed back from a current detector (not shown) provided in an amplifier (not shown) from the torque command value t0. The current control unit 14 performs current loop control based on the current deviation, and drives and controls the motor M via an amplifier (not shown).

モータ制御装置１は、回転速度ｖ０等に基づいて、モータＭに加わる負荷イナーシャや粘性摩擦係数を推定する推定部１０と、回転速度ｖ０および回転加速度ａ０に基づいて、推定部１０の有効および無効を決定する決定部２０とを有している。モータ制御装置１は、回転速度ｖ０を微分して回転加速度ａ０を求める加速度演算部３０を有している。   The motor control device 1 estimates the load inertia and the viscous friction coefficient applied to the motor M based on the rotational speed v0, and the validity and invalidity of the estimation unit 10 based on the rotational speed v0 and the rotational acceleration a0. And a determining unit 20 for determining The motor control device 1 has an acceleration calculation unit 30 that obtains a rotational acceleration a0 by differentiating the rotational speed v0.

推定部１０は、例えば、トルク指令値ｔ０、回転速度ｖ０、および回転加速度ａ０に基づいて、負荷イナーシャ推定値ｆ１および粘性摩擦推定値ｆ２を算出し、出力する。その際、推定部１０に入力されるトルク指令値ｔ０、回転速度ｖ０、および回転加速度ａ０からコギング等に起因するノイズを排除するために、トルク指令値ｔ０は、第１ローパスフィルタ４１を介して推定部１０に入力され、回転速度ｖ０は、第２ローパスフィルタ４２を介して、推定部１０、決定部２０および加速度演算部３０に入力される。   The estimation unit 10 calculates and outputs the load inertia estimated value f1 and the viscous friction estimated value f2 based on, for example, the torque command value t0, the rotation speed v0, and the rotation acceleration a0. At that time, the torque command value t0 is passed through the first low-pass filter 41 in order to eliminate noise caused by cogging and the like from the torque command value t0, the rotation speed v0, and the rotation acceleration a0 input to the estimation unit 10. The rotation speed v 0 is input to the estimation unit 10, and is input to the estimation unit 10, the determination unit 20, and the acceleration calculation unit 30 via the second low-pass filter 42.

決定部２０において推定部１０の無効が決定された際、推定部１０へのトルク指令値ｔ０、回転速度ｖ０、および回転加速度ａ０の入力を停止させる態様や、推定部１０から負荷イナーシャ推定値ｆ１および粘性摩擦推定値ｆ２の出力を停止する態様等を採用することができる。本形態では、推定部１０の前段にスイッチ部５０を設けてある。従って、決定部２０は、推定部１０を有効とするとの決定を行った際、スイッチ部５０をオンにして、推定部１０へのトルク指令値ｔ０、回転速度ｖ０、および回転加速度ａ０の入力を許容する。これに対して、決定部２０は、推定部１０を無効とするとの決定を行った際、スイッチ部５０をオフにして、推定部１０へのトルク指令値ｔ０、回転速度ｖ０、および回転加速度ａ０の入力を阻止する。   When the determination unit 20 determines that the estimation unit 10 is invalid, the input of the torque command value t0, the rotation speed v0, and the rotation acceleration a0 to the estimation unit 10 is stopped, or the load inertia estimated value f1 from the estimation unit 10 Further, it is possible to adopt a mode in which the output of the viscous friction estimated value f2 is stopped. In this embodiment, a switch unit 50 is provided in the preceding stage of the estimation unit 10. Therefore, when the determination unit 20 determines that the estimation unit 10 is valid, the determination unit 20 turns on the switch unit 50 and inputs the torque command value t0, the rotation speed v0, and the rotation acceleration a0 to the estimation unit 10. Allow. On the other hand, when the determination unit 20 determines that the estimation unit 10 is invalidated, the determination unit 20 turns off the switch unit 50 to provide the torque command value t0, the rotation speed v0, and the rotation acceleration a0 to the estimation unit 10. Block the input.

（閾値の構成）
図２は、図１に示すモータ制御装置１における負荷イナーシャの推定の推定オン区間ＯＮおよび推定オフ区間ＯＦＦの説明図である。図２に示すように、決定部２０では、回転速度ｖの第１閾値ＴＨｖ、および回転加速度ａの第２閾値ＴＨａによって推定オン区間Ｏ
Ｎおよび推定オフ区間ＯＦＦが規定されている。従って、決定部２０は、位置・速度検出器１５が検出した回転速度ｖ０の絶対値が第１閾値ＴＨｖ以上、かつ、加速度演算部３０が検出した回転加速度ａ０の絶対値が第２閾値ＴＨａ以上の推定オン区間ＯＮにあれば、推定部１０を有効とし、推定部１０での負荷イナーシャ推定値ｆ１および粘性摩擦推定値ｆ２の算出および出力を許容する。これに対して、決定部２０は、位置・速度検出器１５が検出した回転速度ｖ０の絶対値が第１閾値ＴＨｖ未満、あるいは加速度演算部３０が検出した回転加速度ａ０の絶対値が第２閾値ＴＨａ未満の推定オフ区間ＯＦＦにあれば、推定部１０を無効とし、推定部１０での負荷イナーシャ推定値ｆ１および粘性摩擦推定値ｆ２の算出および出力を停止させる。 (Threshold configuration)
FIG. 2 is an explanatory diagram of the estimated ON section ON and the estimated OFF section OFF of the load inertia estimation in the motor control device 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the determination unit 20 determines the estimated ON section O based on the first threshold value THv of the rotational speed v and the second threshold value THa of the rotational acceleration a.
N and an estimated off section OFF are defined. Accordingly, the determination unit 20 determines that the absolute value of the rotational speed v0 detected by the position / speed detector 15 is equal to or greater than the first threshold value THv, and the absolute value of the rotational acceleration a0 detected by the acceleration calculation unit 30 is equal to or greater than the second threshold value THa. If the estimated ON section ON is ON, the estimation unit 10 is enabled, and calculation and output of the load inertia estimated value f1 and the viscous friction estimated value f2 in the estimation unit 10 are allowed. In contrast, the determination unit 20 determines that the absolute value of the rotational speed v0 detected by the position / speed detector 15 is less than the first threshold value THv, or the absolute value of the rotational acceleration a0 detected by the acceleration calculation unit 30 is the second threshold value. If the estimated off section OFF is less than THa, the estimating unit 10 is invalidated, and calculation and output of the load inertia estimated value f1 and the viscous friction estimated value f2 in the estimating unit 10 are stopped.

ここで、回転速度ｖの第１閾値ＴＨｖは、回転加速度ａの値にかかわらず一定である。第１閾値ＴＨｖは例えば、５０ｒｐｍである。   Here, the first threshold value THv of the rotational speed v is constant regardless of the value of the rotational acceleration a. The first threshold value THv is, for example, 50 rpm.

これに対して、回転加速度ａの第２閾値ＴＨａは、回転速度ｖによって変化している。本形態において、第２閾値ＴＨａは、回転速度ｖの一次関数として設定されている。より具体的には、第２閾値ＴＨａは、回転速度ｖ（図２の横軸）の第１切片ｖｉと回転加速度ａ（図２の縦軸）の第２切片ａｉとを結んだ傾きｍの直線であり、以下の式で表される。
ｍ＝−ａｉ／ｖｉ
ＴＨａ＝ｖ×ｍ＋ａｉ On the other hand, the second threshold value THa of the rotational acceleration a changes with the rotational speed v. In the present embodiment, the second threshold value THa is set as a linear function of the rotation speed v. More specifically, the second threshold value THa is an inclination m connecting the first intercept vi of the rotational speed v (horizontal axis in FIG. 2) and the second intercept ai of the rotational acceleration a (vertical axis in FIG. 2). It is a straight line and is represented by the following formula.
m = -ai / vi
THa = v × m + ai

第１切片ｖｉは、例えば３００ｒｐｍであり、第２切片ａｉは、例えば２０００ｒｐｍ／ｓである。   The first section vi is, for example, 300 rpm, and the second section ai is, for example, 2000 rpm / s.

（決定部２０での判定処理）
図３は、図１に示すモータ制御装置１の決定部２０における判定回路２１の一例を示すブロック図である。図３に示すように、決定部２０には判定回路２１が構成されている。判定回路２１は、絶対値算出器２１１、第１比較器２１２およびアンド回路２１３を有している。従って、第２ローパスフィルタ４２から出力された回転速度ｖ０は、絶対値算出器２１１によって絶対値に変換された後、第１比較器２１２によって第１閾値ＴＨｖと比較され、その結果は、アンド回路２１３の入力として利用される。このようにして、今回検出された回転速度ｖ０と第１閾値ＴＨｖとの比較が行われ、回転速度ｖ０が第１閾値ＴＨｖ以上である場合、アンド回路２１３の第１端子２１３ａにハイレベル（Ｈ）の信号が入力される。これに対して、回転速度ｖ０が第１閾値ＴＨｖ未満である場合、アンド回路２１３の第１端子２１３ａにローレベル（Ｌ）の信号が入力される。 (Determination process in the determination unit 20)
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of the determination circuit 21 in the determination unit 20 of the motor control device 1 illustrated in FIG. 1. As shown in FIG. 3, the determination unit 20 includes a determination circuit 21. The determination circuit 21 includes an absolute value calculator 211, a first comparator 212, and an AND circuit 213. Therefore, the rotational speed v0 output from the second low-pass filter 42 is converted into an absolute value by the absolute value calculator 211, and then compared with the first threshold value THv by the first comparator 212. The result is an AND circuit. 213 is used as an input. In this way, the rotation speed v0 detected this time is compared with the first threshold value THv. When the rotation speed v0 is equal to or higher than the first threshold value THv, the first terminal 213a of the AND circuit 213 has a high level (H ) Signal is input. On the other hand, when the rotational speed v0 is less than the first threshold value THv, a low level (L) signal is input to the first terminal 213a of the AND circuit 213.

また、判定回路２１は、絶対値算出器２１８、乗算器２１４、加減算器２１５、リミッタ２１６、および第２比較器２１７を有している。従って、絶対値算出器２１１から出力された回転速度ｖ０は、乗算器２１４によって傾きｍと乗算された後、加減算器２１５によって第２切片ａｉが加算される。かかる演算により、今回検出された回転速度ｖ０に対応する第２閾値ＴＨａが得られる。ただし、第２閾値ＴＨａはリミッタ２１６によって０以上の値に制限される。そして、第２比較器２１７によって、今回検出された回転加速度ａ０が第２閾値ＴＨａと比較される。その際、加速度演算部３０から出力された回転加速度ａ０は、絶対値算出器２１８によって絶対値に変換されている。そして、第２比較器２１７での比較結果は、アンド回路２１３の入力として利用される。このようにして、第２閾値ＴＨａを規定する一次関数に、今回検出された回転速度ｖ０を代入して得た回転加速度ａの算出結果（第２閾値ＴＨａ）と、加速度演算部３０による回転加速度ａ０の算出結果との比較が行われる。そして、回転加速度ａ０が第２閾値ＴＨａ以上である場合、アンド回路２１３の第２端子２１３ｂにハイレベル（Ｈ）の信号が入力される。これに対して、回転加速度ａ０が第２閾値ＴＨａ未満である場合、アンド回路２１３の第２端子２１３ｂにローレベル（Ｌ）の信号が入力される。   The determination circuit 21 includes an absolute value calculator 218, a multiplier 214, an adder / subtractor 215, a limiter 216, and a second comparator 217. Therefore, the rotational speed v0 output from the absolute value calculator 211 is multiplied by the slope m by the multiplier 214, and then the second intercept ai is added by the adder / subtractor 215. With this calculation, the second threshold value THa corresponding to the rotation speed v0 detected this time is obtained. However, the second threshold value THa is limited to a value of 0 or more by the limiter 216. Then, the second comparator 217 compares the rotational acceleration a0 detected this time with the second threshold THa. At this time, the rotational acceleration a0 output from the acceleration calculation unit 30 is converted into an absolute value by the absolute value calculator 218. Then, the comparison result in the second comparator 217 is used as an input of the AND circuit 213. In this way, the calculation result (second threshold THa) of the rotational acceleration a obtained by substituting the currently detected rotational speed v0 into the linear function that defines the second threshold THa, and the rotational acceleration by the acceleration calculator 30. Comparison with the calculation result of a0 is performed. When the rotational acceleration a0 is equal to or greater than the second threshold THa, a high level (H) signal is input to the second terminal 213b of the AND circuit 213. On the other hand, when the rotational acceleration a0 is less than the second threshold THa, a low level (L) signal is input to the second terminal 213b of the AND circuit 213.

その結果、アンド回路２１３において、第１端子２１３ａおよび第２端子２１３ｂの双方に入力された信号のレベルがハイレベル（Ｈ）であれば、アンド回路２１３からハイレベル（Ｈ）の信号（真偽値の「真」の信号）が出力されるので、決定部２０は、推定部１０を有効（オン）と決定する。これに対して、アンド回路２１３において、第１端子２１３ａおよび第２端子２１３ｂの少なくとも一方の端子に入力された信号のレベルがローレベル（Ｌ）であれば、アンド回路２１３からローレベル（Ｌ）の信号（真偽値の「偽」の信号）が出力されるので、決定部２０は、推定部１０を無効（オフ）と決定する。   As a result, in the AND circuit 213, if the level of the signal input to both the first terminal 213a and the second terminal 213b is high level (H), the AND circuit 213 outputs a high level (H) signal (true / false). Therefore, the determination unit 20 determines that the estimation unit 10 is valid (on). On the other hand, in the AND circuit 213, if the level of the signal input to at least one of the first terminal 213a and the second terminal 213b is low level (L), the AND circuit 213 outputs low level (L). Since the signal (true / false “false” signal) is output, the determination unit 20 determines that the estimation unit 10 is invalid (off).

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のモータ制御装置１において、決定部２０は、モータＭの回転速度（回転速度ｖ０）に対して設定された第１閾値ＴＨｖとモータＭの回転加速度（回転加速度ａ０）に対して設定された第２閾値ＴＨａとによって、推定部１０での負荷イナーシャ等の推定の推定オン区間ＯＮおよび推定オフ区間ＯＦＦが規定されている。ここで、第２閾値ＴＨａは、モータＭの回転速度に対応して変化する値である。このため、決定部２０は、コギング等の影響によって、今回検出された加速度の絶対値が大きくなった場合には、推定を停止すべきであると決定することができる。それ故、比較的簡素な構成で、コギング等の影響によって回転加速度の検出値が上昇した場合でも、負荷イナーシャ等を推定する推定部１０の有効および無効を適正に決定することができる。 (Main effects of this form)
As described above, in the motor control device 1 of the present embodiment, the determination unit 20 determines the first threshold value THv set for the rotational speed (rotational speed v0) of the motor M and the rotational acceleration (rotational acceleration a0) of the motor M. ) Defines the estimated on section ON and the estimated off section OFF of the estimation of the load inertia and the like in the estimating unit 10. Here, the second threshold value THa is a value that changes in accordance with the rotational speed of the motor M. Therefore, the determination unit 20 can determine that the estimation should be stopped when the absolute value of the acceleration detected this time becomes large due to the influence of cogging or the like. Therefore, it is possible to appropriately determine the validity and invalidity of the estimation unit 10 that estimates the load inertia and the like even when the detected value of the rotational acceleration increases due to the influence of cogging or the like with a relatively simple configuration.

また、第２閾値ＴＨａは、モータの回転速度の一次関数として設定されているため、第２閾値ＴＨａの設定が容易である。この場合でも、コギング等の影響については排除することができる。また、推定部１０は、トルク指令値ｔ０、回転速度、および回転加速度に基づいて、負荷イナーシャおよび粘性摩擦係数を推定する。かかる構成に対応して、トルク指令値ｔ０は、第１ローパスフィルタ４１を介して推定部１０に入力され、回転速度は、第２ローパスフィルタ４２を介して推定部１０、決定部２０および加速度演算部３０に入力される。従って、コギング等に起因するノイズをトルク指令値ｔ０、回転速度および回転加速度から除去することができる。   Further, since the second threshold value THa is set as a linear function of the rotation speed of the motor, it is easy to set the second threshold value THa. Even in this case, the effects of cogging and the like can be eliminated. Further, the estimation unit 10 estimates the load inertia and the viscous friction coefficient based on the torque command value t0, the rotation speed, and the rotation acceleration. Corresponding to such a configuration, the torque command value t0 is input to the estimation unit 10 via the first low-pass filter 41, and the rotational speed is estimated via the second low-pass filter 42, the estimation unit 10, the determination unit 20, and the acceleration calculation. Input to the unit 30. Therefore, noise caused by cogging or the like can be removed from the torque command value t0, the rotation speed, and the rotation acceleration.

（他の実施の形態）
上記実施の形態では、図３を参照して説明した判定回路２１によって決定部２０を構成したが、モータの回転速度の各値に対して第２閾値ＴＨａが規定されたルックアップテーブルに基づいて推定部１０の有効および無効を決定する態様を決定部２０に採用してもよい。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the determination unit 20 is configured by the determination circuit 21 described with reference to FIG. 3, but based on a lookup table in which the second threshold value THa is defined for each value of the rotation speed of the motor. A mode for determining the validity and invalidity of the estimation unit 10 may be adopted in the determination unit 20.

１…モータ制御装置、１０…推定部、１２…速度制御部、１４…電流制御部、１５…位置・速度検出器（速度検出部）、２０…決定部、２１…判定回路、３０…加速度演算部、４１…第１ローパスフィルタ、４２…第２ローパスフィルタ、５０…スイッチ部、２１２…第１比較器、２１３…アンド回路、２１７…第２比較器、ａ、ａ０…回転加速度、ｆ１…負荷イナーシャ推定値、ｆ２…粘性摩擦推定値、ｉ０…電流値、Ｍ…モータ、ＯＮ…推定オン区間、ＯＦＦ…推定オフ区間、ｐ…回転速度指令値、ＴＨｖ…第１閾値、ＴＨａ…第２閾値、ｔ０…トルク指令値、ｖ、ｖ０…回転速度、ａｉ…第２切片、ｖｉ…第１切片 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor control apparatus, 10 ... Estimation part, 12 ... Speed control part, 14 ... Current control part, 15 ... Position / speed detector (speed detection part), 20 ... Determination part, 21 ... Determination circuit, 30 ... Acceleration calculation 41, first low-pass filter, 42, second low-pass filter, 50, switch unit, 212, first comparator, 213, AND circuit, 217, second comparator, a, a0, rotational acceleration, f1, load Inertia estimated value, f2 ... viscous friction estimated value, i0 ... current value, M ... motor, ON ... estimated on section, OFF ... estimated off section, p ... rotational speed command value, THv ... first threshold, THa ... second threshold , T0: torque command value, v, v0: rotational speed, ai: second intercept, vi: first intercept

Claims (6)

モータの回転速度を検出する速度検出部と、
モータの回転速度指令値および前記回転速度に基づいてトルク指令値を生成する速度制御部と、
前記速度検出部により検出された前記回転速度に基づいてモータの回転加速度を算出する加速度演算部と、
少なくともモータの負荷イナーシャを推定する推定部と、
モータの回転速度に対して設定された第１閾値と前記速度検出部による前記回転速度の検出結果との比較結果、およびモータの回転加速度に対して設定された第２閾値と前記加速度演算部による前記回転加速度の演算結果との比較結果に基づいて前記推定部の有効および無効を決定する決定部と、
を有し、
前記第２閾値は、モータの回転速度に対応して変化する値であることを特徴とするモータ制御装置。 A speed detector for detecting the rotational speed of the motor;
A speed control unit that generates a torque command value based on the rotation speed command value of the motor and the rotation speed;
An acceleration calculator that calculates the rotational acceleration of the motor based on the rotational speed detected by the speed detector;
An estimation unit for estimating at least the load inertia of the motor;
Comparison result between the first threshold value set for the rotation speed of the motor and the detection result of the rotation speed by the speed detection unit, and the second threshold value set for the rotation acceleration of the motor and the acceleration calculation unit A determination unit that determines validity and invalidity of the estimation unit based on a comparison result with the calculation result of the rotational acceleration;
Have
The motor control apparatus according to claim 2, wherein the second threshold value is a value that changes in accordance with a rotation speed of the motor. 前記第１閾値は、一定であることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the first threshold value is constant. 前記第２閾値は、モータの回転速度の一次関数として設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the second threshold value is set as a linear function of a rotation speed of the motor. 前記決定部は、前記速度検出部による前記回転速度の検出結果を前記一次関数に代入して得たモータの回転加速度の算出結果と前記加速度演算部による前記回転加速度の検出結果との比較結果に基づいて前記推定部の有効および無効を決定することを請求項３に記載のモータ制御装置。   The determination unit includes a comparison result between a calculation result of the rotation acceleration of the motor obtained by substituting the detection result of the rotation speed by the speed detection unit into the linear function and a detection result of the rotation acceleration by the acceleration calculation unit. The motor control device according to claim 3, wherein validity and invalidity of the estimation unit are determined based on the basis. 前記決定部は、モータの回転速度の各値に対して前記第２閾値が規定されたルックアップテーブルに基づいて前記推定部の有効および無効を決定することを請求項１から３までの何れか一項に記載のモータ制御装置。   4. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit determines whether the estimation unit is valid or invalid based on a lookup table in which the second threshold value is defined for each value of the rotation speed of the motor. The motor control device according to one item. 前記推定部は、前記トルク指令値、前記回転速度、および前記回転加速度に基づいて、前記負荷イナーシャおよび粘性摩擦係数を推定し、
前記トルク指令値は、第１ローパスフィルタを介して前記推定部に入力され、
前記回転速度は、第２ローパスフィルタを介して前記推定部、前記決定部および前記加速度演算部に入力されることを特徴とする請求項１から５までの何れか一項に記載のモータ制御装置。 The estimation unit estimates the load inertia and the viscous friction coefficient based on the torque command value, the rotation speed, and the rotation acceleration,
The torque command value is input to the estimation unit via a first low-pass filter,
6. The motor control device according to claim 1, wherein the rotation speed is input to the estimation unit, the determination unit, and the acceleration calculation unit via a second low-pass filter. .
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