JP3204166B2 - サーボモータの制御装置 - Google Patents
サーボモータの制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はサーボモータの制御
装置に関し、特に数値制御工作機械やロボット等の制御
軸を、運転中に誤つてワーク等に衝突させたような異常
状態を高速かつ高精度に検出して破損を最小にする保護
機能を有するサーボモータの制御装置に関するものであ
る。
装置に関し、特に数値制御工作機械やロボット等の制御
軸を、運転中に誤つてワーク等に衝突させたような異常
状態を高速かつ高精度に検出して破損を最小にする保護
機能を有するサーボモータの制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】数値制御工作機械やロボットなどの制御
軸を、運転中に誤ってワーク等に衝突させたような異常
状態を検出する方法として、外乱トルクオブザーバの推
定外乱トルクの観察を用いる方法は、既に特開平３−１
９６３１３号公報等で提案されている。
軸を、運転中に誤ってワーク等に衝突させたような異常
状態を検出する方法として、外乱トルクオブザーバの推
定外乱トルクの観察を用いる方法は、既に特開平３−１
９６３１３号公報等で提案されている。
【０００３】図９は従来の外乱トルクオブザーバを用い
た衝突検出のー例を示すブロック図である。モータの位
置制御装置全体としては、機械部３５が数値制御部３０
の位置指令通りに動くよう制御している。
た衝突検出のー例を示すブロック図である。モータの位
置制御装置全体としては、機械部３５が数値制御部３０
の位置指令通りに動くよう制御している。
【０００４】数値制御部３０は機械部３５の位置指令Ｐ
c を位置制御部３１に出力し、アラーム信号ＡL が入力
された時にアラーム処理を実行する。位置制御部３１は
数値制御部３０より機械部３５の位置指令Ｐc を入力と
し、また位置検出部３６より位置Ｐf を入力として、位
置指令Ｐc と位置Ｐf との位置偏差をなくすように速度
指令Ｖc を速度制御部３２に出力する。
c を位置制御部３１に出力し、アラーム信号ＡL が入力
された時にアラーム処理を実行する。位置制御部３１は
数値制御部３０より機械部３５の位置指令Ｐc を入力と
し、また位置検出部３６より位置Ｐf を入力として、位
置指令Ｐc と位置Ｐf との位置偏差をなくすように速度
指令Ｖc を速度制御部３２に出力する。
【０００５】速度制御部３２は位置制御部３１よりモー
タ３４の速度指令Ｖc を入力とし、速度検出部３７より
モータ回転速度Ｖf を入力として、速度指令Ｖc とモー
タ回転速度Ｖf との速度偏差をなくすようにトルク電流
指令Ｉqcを、またアラーム信号ＡL が入力された場合に
はモータを停止させるように０のトルク電流指令Ｉqcを
電流制御部３３に出力する。
タ３４の速度指令Ｖc を入力とし、速度検出部３７より
モータ回転速度Ｖf を入力として、速度指令Ｖc とモー
タ回転速度Ｖf との速度偏差をなくすようにトルク電流
指令Ｉqcを、またアラーム信号ＡL が入力された場合に
はモータを停止させるように０のトルク電流指令Ｉqcを
電流制御部３３に出力する。
【０００６】電流制御部３３はモータ３４のトルク電流
とトルク電流指令Ｉqcとの偏差が無くなるように電流制
御をする。機械部３５はモータ３４が駆動するテーブル
やロボットアームを示す。位置検出部３６は機械部３５
に機械的に接続されて位置Ρf を出力する。速度検出部
３７はモータ３４に機械的に接続されて速度Ｖf を出力
する。
とトルク電流指令Ｉqcとの偏差が無くなるように電流制
御をする。機械部３５はモータ３４が駆動するテーブル
やロボットアームを示す。位置検出部３６は機械部３５
に機械的に接続されて位置Ρf を出力する。速度検出部
３７はモータ３４に機械的に接続されて速度Ｖf を出力
する。
【０００７】外乱トルクオブザーバ３８はトルク電流指
令Ｉqcとモータ回転速度Ｖf とを入力とし、機械に加わ
る推定外乱トルク値ＴL を判定部３９に出力する。判定
部３９は推定外乱トルク値ＴL と許容外乱トルク値ＴLL
（図示せず）とを比較し推定外乱トルク値ＴL が大きい
場合に衝突と判断し、アラーム信号ＡL を出力する。
令Ｉqcとモータ回転速度Ｖf とを入力とし、機械に加わ
る推定外乱トルク値ＴL を判定部３９に出力する。判定
部３９は推定外乱トルク値ＴL と許容外乱トルク値ＴLL
（図示せず）とを比較し推定外乱トルク値ＴL が大きい
場合に衝突と判断し、アラーム信号ＡL を出力する。
【０００８】図１０は図９における外乱トルクオブザー
バ３８及び判定部３９の一例を示すブロック図である。
ブロック１１はモータのトルク定数ＫT の伝達関数、加
え合わせ点１２は全トルクＴa からモータトルクＴm を
引いて外乱トルクＴo を出力する減算器、ブロック１３
はモータの軸イナーシャとモータ軸換算の負荷イナーシ
ャの和Ｊの伝達関数、ブロック１４は微分器、ブロック
１５は時定数Ｔの一次遅れフィルタ、ブロック３９は推
定外乱トルク値ＴL と許容外乱トルク値ＴLLとを比較し
て推定外乱トルク値ＴL が大きい場合に衝突と判断し、
アラーム信号ＡL を出力する判定部である。
バ３８及び判定部３９の一例を示すブロック図である。
ブロック１１はモータのトルク定数ＫT の伝達関数、加
え合わせ点１２は全トルクＴa からモータトルクＴm を
引いて外乱トルクＴo を出力する減算器、ブロック１３
はモータの軸イナーシャとモータ軸換算の負荷イナーシ
ャの和Ｊの伝達関数、ブロック１４は微分器、ブロック
１５は時定数Ｔの一次遅れフィルタ、ブロック３９は推
定外乱トルク値ＴL と許容外乱トルク値ＴLLとを比較し
て推定外乱トルク値ＴL が大きい場合に衝突と判断し、
アラーム信号ＡL を出力する判定部である。
【０００９】外乱トルクＴo はモータと機械部に作用す
るトルク、全トルクＴa とから、モー夕自身が発生する
トルク、モータトルクＴm を除いた値に等しい。全トル
クＴa はトルク電流指令Ιqcにトルク定数ＫT を乗じた
値に等しい。モータトルクＴm はモータ回転速度Ｖf を
微分した値、つまりモータの回転加速度に軸イナーシャ
と負荷イナーシャとの和Ｊを乗じた値に等しい。
るトルク、全トルクＴa とから、モー夕自身が発生する
トルク、モータトルクＴm を除いた値に等しい。全トル
クＴa はトルク電流指令Ιqcにトルク定数ＫT を乗じた
値に等しい。モータトルクＴm はモータ回転速度Ｖf を
微分した値、つまりモータの回転加速度に軸イナーシャ
と負荷イナーシャとの和Ｊを乗じた値に等しい。
【００１０】これ等を式にすると、 Ｔo ＝Ｔa −Ｔm ＝ＫT ・Ｉqc−Ｊ・(d/dt)Ｖf …（１） の様になる。
【００１１】推定外乱トルクＴL は外乱トルクＴo をブ
ロック１５の一次遅れフィルタを通すことにより、過渡
的な推定誤差を除去したものである。
ロック１５の一次遅れフィルタを通すことにより、過渡
的な推定誤差を除去したものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、サーボモー
タでは高速回転時の電圧飽和を避けるために、界磁磁束
を弱める弱め界磁制御を行っているが、弱め界磁制御に
より、モータのトルク定数は回転数に応じて変化する。
タでは高速回転時の電圧飽和を避けるために、界磁磁束
を弱める弱め界磁制御を行っているが、弱め界磁制御に
より、モータのトルク定数は回転数に応じて変化する。
【００１３】従来技術の外乱トルクオブザーバでは、ト
ルク定数をー定値としてモデル化しているので、トルク
定数が変化すると外乱トルクの推定誤差が大きくなる。
この場合、通常の加減速運転の時に誤って衝突と判断す
る問題がある。また、この誤差に対して、衝突を検出す
るための基準値である許容外乱トルク値を大きくとる
と、実際の衝突時に検出できないという問題がある。
ルク定数をー定値としてモデル化しているので、トルク
定数が変化すると外乱トルクの推定誤差が大きくなる。
この場合、通常の加減速運転の時に誤って衝突と判断す
る問題がある。また、この誤差に対して、衝突を検出す
るための基準値である許容外乱トルク値を大きくとる
と、実際の衝突時に検出できないという問題がある。
【００１４】本発明の目的は、トルク定数の変動に追従
したトルク定数変動係数を外乱トルクオブザーバに用い
ることにより実現する高精度な衝突検出機能を用いて、
破損を最小にする保護機能を有するサーボモータの制御
装置を提供することにある。
したトルク定数変動係数を外乱トルクオブザーバに用い
ることにより実現する高精度な衝突検出機能を用いて、
破損を最小にする保護機能を有するサーボモータの制御
装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のサーボモータの
制御装置は、外乱トルクオブザーバを使用してサーボモ
ータが受ける外乱トルクを推定し、この推定値が許容外
乱トルク値を越えた時に衝突を検出するようにしたサー
ボモータの制御装置であって、規定値として予め設定さ
れたトルク定数の変動に応じたトルク定数変動係数ｍを
生成するトルク定数変動係数生成手段と、このトルク定
数変動係数と前記トルク定数とを乗算する乗算手段と、
この乗算出力に従って前記外乱トルク値を推定する外乱
トルクオブサーバ手段とを含み、前記サーボモータはス
ピンドルモータであり、前記トルク定数変動係数生成手
段は、前記モータの回転数Ｖf が基底回転数Ｖ0 以下の
場合にはｍ＝１とし、基底回転数より大の場合にはｍ＝
Ｖ0 ／Ｖf とすることを特徴とする。
制御装置は、外乱トルクオブザーバを使用してサーボモ
ータが受ける外乱トルクを推定し、この推定値が許容外
乱トルク値を越えた時に衝突を検出するようにしたサー
ボモータの制御装置であって、規定値として予め設定さ
れたトルク定数の変動に応じたトルク定数変動係数ｍを
生成するトルク定数変動係数生成手段と、このトルク定
数変動係数と前記トルク定数とを乗算する乗算手段と、
この乗算出力に従って前記外乱トルク値を推定する外乱
トルクオブサーバ手段とを含み、前記サーボモータはス
ピンドルモータであり、前記トルク定数変動係数生成手
段は、前記モータの回転数Ｖf が基底回転数Ｖ0 以下の
場合にはｍ＝１とし、基底回転数より大の場合にはｍ＝
Ｖ0 ／Ｖf とすることを特徴とする。
【００１６】本発明の作用を述べる。トルク定数の変動
を動的に外乱トルクオブザーバに取り込み、実際のシス
テムと外乱オブザーバのモデルをより近づけることによ
り、常に高精度な外乱トルク推定を行うことが出来る様
にしている。この推定外乱トルク値が、機械部の強度に
より設定する許容値以上に達した場合、衝突と判断して
運転を停止することにより、機械部の強度以上のトルク
発生を防ぐことが出来る。
を動的に外乱トルクオブザーバに取り込み、実際のシス
テムと外乱オブザーバのモデルをより近づけることによ
り、常に高精度な外乱トルク推定を行うことが出来る様
にしている。この推定外乱トルク値が、機械部の強度に
より設定する許容値以上に達した場合、衝突と判断して
運転を停止することにより、機械部の強度以上のトルク
発生を防ぐことが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】図１は本発明の実施の形態を示すブロック
図であり、図１０と同等部分は同一符号により示してい
る。図１を参照すると、ブロック１１はモータのトルク
定数ＫT の伝達関数、ブロック１８はトルク定数変動係
数ｍを出力するトルク定数変動推定器、掛け合わせ点１
７は定常トルクＴn とトルク定数変動係数ｍとを掛け合
わせて全トルクＴa を出力する乗算器、加え合わせ点１
２は全トルクＴa からモータトルクＴm を引いて外乱ト
ルクＴo を出力する減算器、ブロック１３はモータの軸
イナーシャとモータ軸換算の負荷イナーシャとの和Ｊの
伝達関数、ブロック１４は微分器、ブロック１５は時定
数Ｔの一次遅れフィルタ、ブロック３９は推定外乱トル
ク値ＴL と許容外乱トルク値ＴLLとを比較して推定外乱
トルク値ＴL が大きい場合に衝突と判断し、アラーム信
号ＡL を出力する判定部である。
図であり、図１０と同等部分は同一符号により示してい
る。図１を参照すると、ブロック１１はモータのトルク
定数ＫT の伝達関数、ブロック１８はトルク定数変動係
数ｍを出力するトルク定数変動推定器、掛け合わせ点１
７は定常トルクＴn とトルク定数変動係数ｍとを掛け合
わせて全トルクＴa を出力する乗算器、加え合わせ点１
２は全トルクＴa からモータトルクＴm を引いて外乱ト
ルクＴo を出力する減算器、ブロック１３はモータの軸
イナーシャとモータ軸換算の負荷イナーシャとの和Ｊの
伝達関数、ブロック１４は微分器、ブロック１５は時定
数Ｔの一次遅れフィルタ、ブロック３９は推定外乱トル
ク値ＴL と許容外乱トルク値ＴLLとを比較して推定外乱
トルク値ＴL が大きい場合に衝突と判断し、アラーム信
号ＡL を出力する判定部である。
【００１９】図１０の従来技術と本発明の衝突検出機能
との相違は、図１０の従来技術に対して、トルク定数変
動推定器１８及び乗算器１７を追加したことにある。
との相違は、図１０の従来技術に対して、トルク定数変
動推定器１８及び乗算器１７を追加したことにある。
【００２０】図２に図１の本発明の実施の形態のブロッ
ク図の動作である処理フローチャートを示す。以下の処
理は速度制御部３２（図９参照）と同じ処理周期で実行
される。まず、トルク定数変動推定器１８によってトル
ク定数変動係数ｍを算出する（ステップ２１）。トルク
定数変動推定器１８の構成は、モータの種類に起因する
弱め界磁制御の違いにより異なるので、後述する実施例
に示す。
ク図の動作である処理フローチャートを示す。以下の処
理は速度制御部３２（図９参照）と同じ処理周期で実行
される。まず、トルク定数変動推定器１８によってトル
ク定数変動係数ｍを算出する（ステップ２１）。トルク
定数変動推定器１８の構成は、モータの種類に起因する
弱め界磁制御の違いにより異なるので、後述する実施例
に示す。
【００２１】トルク電流指令Ιqc、トルク定数ＫT 、ト
ルク定数変動係数ｍによりモータと機械部に作用する全
トルクＴa を求める（ステップ２２，２３）。また、モ
ータ回転速度Ｖf を微分してイナーシャＪを掛けること
により、モータの発するトルクＴm を求める（ステップ
２４）。
ルク定数変動係数ｍによりモータと機械部に作用する全
トルクＴa を求める（ステップ２２，２３）。また、モ
ータ回転速度Ｖf を微分してイナーシャＪを掛けること
により、モータの発するトルクＴm を求める（ステップ
２４）。
【００２２】全トルクＴa からモータトルクＴm を引い
て外乱によるトルクＴo を求める（ステップ２５）。外
乱トルクＴo を一次遅れフィルタを通して過渡的な推定
誤差を除去した推定外乱トルク値ＴL を出力する（ステ
ップ２６）。推定外乱トルク値ＴL の絶対値と許容外乱
トルク値ＴLLとを比較（ステップ２７）してＴLLが小さ
い場合は終了、ＴLLが大きい場合はアラーム信号ＡL を
出力して（ステップ２８）、速度指令を０にする（ステ
ップ２９）。
て外乱によるトルクＴo を求める（ステップ２５）。外
乱トルクＴo を一次遅れフィルタを通して過渡的な推定
誤差を除去した推定外乱トルク値ＴL を出力する（ステ
ップ２６）。推定外乱トルク値ＴL の絶対値と許容外乱
トルク値ＴLLとを比較（ステップ２７）してＴLLが小さ
い場合は終了、ＴLLが大きい場合はアラーム信号ＡL を
出力して（ステップ２８）、速度指令を０にする（ステ
ップ２９）。
【００２３】
【実施例】次に、発明の実施の形態で示した内容のうち
トルク定数変動推定器１８の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
トルク定数変動推定器１８の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
【００２４】第１の実施例としては、スビンドルモータ
への適用例を示す。図３はスピンドルモータのモータ回
転速度とトルク定数との関係の一例を示す図である。一
般的に、スピンドルモータでは、基底回転速度Ｖ0 まで
ＫT が一定で、それ以上の領域ではＫT が回転速度に反
比例する。
への適用例を示す。図３はスピンドルモータのモータ回
転速度とトルク定数との関係の一例を示す図である。一
般的に、スピンドルモータでは、基底回転速度Ｖ0 まで
ＫT が一定で、それ以上の領域ではＫT が回転速度に反
比例する。
【００２５】図４は第１の実施例のトルク定数変動推定
器１８のブロック図であり、モータ回転速度Ｖf を入力
としてトルク定数変動係数ｍを出力とする。ブロック６
２で、基底回転速度Ｖ0 を回転速度Ｖf で除してｍ´と
する。トルク定数変動係数ｍとしては、ブロック６４に
よりモータ回転速度Ｖf が基底回転速度Ｖ0 より小さい
領域では１が、基底回転速度Ｖ0 以上の領域ではｍ′が
夫々出力される。これにより、トルク定数推定器１８は
モータ回転速度Ｖf の変化に対し、図３の特性に対応し
たトルク定数変動係数ｍを出力することになる。
器１８のブロック図であり、モータ回転速度Ｖf を入力
としてトルク定数変動係数ｍを出力とする。ブロック６
２で、基底回転速度Ｖ0 を回転速度Ｖf で除してｍ´と
する。トルク定数変動係数ｍとしては、ブロック６４に
よりモータ回転速度Ｖf が基底回転速度Ｖ0 より小さい
領域では１が、基底回転速度Ｖ0 以上の領域ではｍ′が
夫々出力される。これにより、トルク定数推定器１８は
モータ回転速度Ｖf の変化に対し、図３の特性に対応し
たトルク定数変動係数ｍを出力することになる。
【００２６】図５は、第１の実施例において、４０００
ｒｐｍまで加減速運転した場合の回転速度と外乱トルク
推定値とを示したものである。図５の（イ）は従来例、
（ロ）は本発明の実施例であり、このときの基底回転速
度は１５００ｒｐｍである。
ｒｐｍまで加減速運転した場合の回転速度と外乱トルク
推定値とを示したものである。図５の（イ）は従来例、
（ロ）は本発明の実施例であり、このときの基底回転速
度は１５００ｒｐｍである。
【００２７】（イ）では、基底回転速度の１５００ｒｐ
ｍより高速領域で、大きな外乱トルク推定誤差が発生し
ていることが分かる。これに対し（ロ）では、全ての速
度領域で誤差が少ないことが分かる。
ｍより高速領域で、大きな外乱トルク推定誤差が発生し
ていることが分かる。これに対し（ロ）では、全ての速
度領域で誤差が少ないことが分かる。
【００２８】第２の実施例としては、ＡＣブラシレスサ
ーボモータへの適用例を示す。図６は電流指令のベクト
ル図である。電流指令としては、トルク電流指令Ｉqcと
界磁電流指令Ｉdcとがあり、ｄ軸，ｑ軸の直交座標系の
ベクトル図で表すことができる。電流をｑ軸側に流すと
トルクを発生し、ｄ軸側に流すと界磁を行う。
ーボモータへの適用例を示す。図６は電流指令のベクト
ル図である。電流指令としては、トルク電流指令Ｉqcと
界磁電流指令Ｉdcとがあり、ｄ軸，ｑ軸の直交座標系の
ベクトル図で表すことができる。電流をｑ軸側に流すと
トルクを発生し、ｄ軸側に流すと界磁を行う。
【００２９】図６（イ）は通常制御時を示す。ＡＣブラ
シレスサーボモータは永久磁石で界磁を行うので、界磁
電流指令Ιdcは０でよい。よって、電流指令のベクトル
をｑ軸にとり、Ｉdc＝０とする。
シレスサーボモータは永久磁石で界磁を行うので、界磁
電流指令Ιdcは０でよい。よって、電流指令のベクトル
をｑ軸にとり、Ｉdc＝０とする。
【００３０】しかし、サーボモータで逆起電圧による電
圧飽和が問題になるとき、界磁磁束を弱める弱め界磁制
御を行う場合がある。図６（ロ）はこの弱め界磁制御時
を示す。ｑ軸をずれ角θr だけずらし、ｑ´軸と電流指
令のベクトルをｑ´軸にとる。見かけの制御はｄ´軸、
ｑ´軸で行い、制御上で知り得るトルク電流値はＩqc´
である。しかし、実際にはｑ軸、ｄ軸上の電流指令Ｉd
c，Ｉqcが流れていることになる。
圧飽和が問題になるとき、界磁磁束を弱める弱め界磁制
御を行う場合がある。図６（ロ）はこの弱め界磁制御時
を示す。ｑ軸をずれ角θr だけずらし、ｑ´軸と電流指
令のベクトルをｑ´軸にとる。見かけの制御はｄ´軸、
ｑ´軸で行い、制御上で知り得るトルク電流値はＩqc´
である。しかし、実際にはｑ軸、ｄ軸上の電流指令Ｉd
c，Ｉqcが流れていることになる。
【００３１】Ｉdc，Ｉqcは、 Ｉdc＝−Ｉqc´・sin θr Ｉqc＝ Ｉqc´・cos θr ……（２） となる。
【００３２】トルク定数変動と界磁電流指令Ｉdcとは比
例関係にあり、その比例定数をＫとする。そして、見か
けのトルク定数をＫT ´、実際のトルク定数をＫT とす
ると、このときのトルクＴはトルク定数とトルク電流指
令との積であり、 Ｔ＝｛ＫT （１＋Ｋ・Ｉdc）｝・Ｉqc ＝｛ＫT （１−Ｋ・Ｉqc´・sin θr ）｝・Ｉqc´・cos θr ……（３） となる。
例関係にあり、その比例定数をＫとする。そして、見か
けのトルク定数をＫT ´、実際のトルク定数をＫT とす
ると、このときのトルクＴはトルク定数とトルク電流指
令との積であり、 Ｔ＝｛ＫT （１＋Ｋ・Ｉdc）｝・Ｉqc ＝｛ＫT （１−Ｋ・Ｉqc´・sin θr ）｝・Ｉqc´・cos θr ……（３） となる。
【００３３】よって、見かけ上のトルク定数ＫT ´は、 ＫT ´＝Ｔ／Ｉqc´ ＝｛ＫT （１−Ｋ・Ｉqc´・sin θr ）｝・cos θr ……（４） となる。
【００３４】従って、トルク定数変動係数ｍは、 ｍ＝ＫT ´／ＫT ＝（１−Ｋ・Ｉqc´・sin θr ）・cos θr ……（５） となり、ｍはトルク電流指令Ｉqc´とずれ角θr とによ
り決定される。
り決定される。
【００３５】また、ずれ角θr はモータ回転速度Ｖf に
比例し、その比例係数をαとすると、θr ＝α・Ｖf の
関係がある。
比例し、その比例係数をαとすると、θr ＝α・Ｖf の
関係がある。
【００３６】図７はこの様な弱め磁界制御を行っている
ときのトルク定数変動推定器のブロック図であり、モー
タ回転速度Ｖf ，トルク電流指令Ｉqc´を入力としてト
ルク定数変動係数ｍを生成するものである。
ときのトルク定数変動推定器のブロック図であり、モー
タ回転速度Ｖf ，トルク電流指令Ｉqc´を入力としてト
ルク定数変動係数ｍを生成するものである。
【００３７】ブロック９１は、モータ回転速度Ｖf をず
れ角θr に変換するために、比例係数αをＶf へ乗ず
る。ブロック９２はずれ角θr を入力としてsin θr 及
びcosθr を夫々出力するsin ，cos テーブルである。
ブロック９３は界磁電流指令とトルク定数ＫT の変換係
数を示す。
れ角θr に変換するために、比例係数αをＶf へ乗ず
る。ブロック９２はずれ角θr を入力としてsin θr 及
びcosθr を夫々出力するsin ，cos テーブルである。
ブロック９３は界磁電流指令とトルク定数ＫT の変換係
数を示す。
【００３８】乗算器９４はトルク電流指令Ｉqc´とブロ
ック９３の出力とを乗算し、減算器９６は定数発生器９
５による定数“１”と乗算器９４の出力との減算を行
う。乗算器９７は減算器９６の減算出力とcos θr とを
乗算してｍを出力するものであり、かかる構成により、
（５）式のトルク定数変動係数ｍが得られる。
ック９３の出力とを乗算し、減算器９６は定数発生器９
５による定数“１”と乗算器９４の出力との減算を行
う。乗算器９７は減算器９６の減算出力とcos θr とを
乗算してｍを出力するものであり、かかる構成により、
（５）式のトルク定数変動係数ｍが得られる。
【００３９】図８は、この第２の実施例において、３０
００ｒｐｍまで加減速運転した場合の回転速度と外乱ト
ルクとの推定値を示したものであり、（イ）は従来例、
（ロ）は本発明の実施例である。（イ）では、高速領域
で大きな外乱トルク推定誤差が発生していることが分か
る。これに対し（ロ）では、全ての速度領域で誤差が少
ないことが分かる。
００ｒｐｍまで加減速運転した場合の回転速度と外乱ト
ルクとの推定値を示したものであり、（イ）は従来例、
（ロ）は本発明の実施例である。（イ）では、高速領域
で大きな外乱トルク推定誤差が発生していることが分か
る。これに対し（ロ）では、全ての速度領域で誤差が少
ないことが分かる。
【００４０】
【発明の効果】第１の効果は、外乱トルクオブザーバの
外乱推定精度が向上したことである。その理由は、従来
は固定値であったトルク定数ＫT を可変にしたことで、
より実際のシステムに近いモデルを用いて外乱トルクを
推定することが出来るようなったからである。
外乱推定精度が向上したことである。その理由は、従来
は固定値であったトルク定数ＫT を可変にしたことで、
より実際のシステムに近いモデルを用いて外乱トルクを
推定することが出来るようなったからである。
【００４１】第２の効果は、衝突をより早く、かつ正確
に検出できるようになったことである。その理由は、外
乱推定精度が向上したため、衝突を検出するための基準
値である許容外乱トルク値を小さくとることが出来たか
らである。
に検出できるようになったことである。その理由は、外
乱推定精度が向上したため、衝突を検出するための基準
値である許容外乱トルク値を小さくとることが出来たか
らである。
【図１】本発明の実施の形態を実現する衝突検出機能を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態を実現する衝突検出機能を
示す処理フローチャートである。
示す処理フローチャートである。
【図３】スピンドルモータのトルク定数変動を表したグ
ラフである。
ラフである。
【図４】スピンドルモータのトルク定数変動推定器のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】スピンドルモータに対し加減速運転を行ったと
きの外乱トルク推定値を示すグラフであり、（イ）は従
来例、（ロ）は本発明の実施例の場合を示す。
きの外乱トルク推定値を示すグラフであり、（イ）は従
来例、（ロ）は本発明の実施例の場合を示す。
【図６】ＡＣブラシレスサーボモータの電流指令のべク
トル図であり、（イ）は通常の場合、（ロ）は弱め界磁
制御を行った場合を示す。
トル図であり、（イ）は通常の場合、（ロ）は弱め界磁
制御を行った場合を示す。
【図７】ＡＣブラシレスサーボモータのトルク定数変動
推定器のブロック図である。
推定器のブロック図である。
【図８】弱め界磁制御を行っているＡＣブラシレスサー
ボモータに対し加減速運転を行ったときの外乱トルク推
定値を示すグラフであり、（イ）は従来例、（ロ）は本
発明の実施例の場合を示す。
ボモータに対し加減速運転を行ったときの外乱トルク推
定値を示すグラフであり、（イ）は従来例、（ロ）は本
発明の実施例の場合を示す。
【図９】従来技術のサーボモータの制御装置を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１０】従来技術の衝突検出機能を示すブロック図で
ある。
ある。
１１ トルク定数ＫT １２ 減算器 １３ イナーシャ伝達関数 １４ 微分器 １５ 一次遅れフィルタ １７ 乗算器 １８ トルク定数変動推定器 ３９ 判定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 21/00 Ｈ０２Ｐ 5/408 Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】 外乱トルクオブザーバを使用してサーボ
モータが受ける外乱トルクを推定し、この推定値が許容
外乱トルク値を越えた時に衝突を検出するようにしたサ
ーボモータの制御装置であって、規定値として予め設定
されたトルク定数の変動に応じたトルク定数変動係数ｍ
を生成するトルク定数変動係数生成手段と、このトルク
定数変動係数と前記トルク定数とを乗算する乗算手段
と、この乗算出力に従って前記外乱トルク値を推定する
外乱トルクオブサーバ手段とを含み、前記サーボモータ
はスピンドルモータであり、前記トルク定数変動係数生
成手段は、前記モータの回転数Ｖf が基底回転数Ｖ0 以
下の場合にはｍ＝１とし、基底回転数より大の場合には
ｍ＝Ｖ0 ／Ｖf とすることを特徴とするサーボモータの
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16780797A JP3204166B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | サーボモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16780797A JP3204166B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | サーボモータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1115532A JPH1115532A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3204166B2 true JP3204166B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=15856479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16780797A Expired - Fee Related JP3204166B2 (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | サーボモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204166B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008220019A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Nagoya Institute Of Technology | モータのトルク定数変動率の同定方法 |
| CN105340173B (zh) * | 2013-07-02 | 2017-09-29 | 三菱电机株式会社 | 电机控制装置 |
| JP6024615B2 (ja) * | 2013-08-02 | 2016-11-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電動機の異常検出装置 |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP16780797A patent/JP3204166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1115532A (ja) | 1999-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |