JP4363111B2

JP4363111B2 - モータ制御装置及びその位置検出方法

Info

Publication number: JP4363111B2
Application number: JP2003277207A
Authority: JP
Inventors: 慶三赤松
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: JP2005045908A

Description

本発明は、モータ制御装置及びその位置検出方法に関する。

従来のモータ制御は、位置データを定周期で取り込み、取り込んだデータを数点記憶し、記憶した位置データから最新の加速度データを作成し、前記加速度データがモータおよび制御対象から導出される許容加速度値以上になった場合、以前取り込んだ位置データの変化量から今回取り込んだ位置データを補正するというものであった。

従来例を図に従って説明する。
図４は従来の位置検出方法のフローチャートである。図４において、ステップＳＴ１でシリアル位置データを定周期ごとにモータ制御部に取り込み、ステップＳＴ２で取り込まれた過去の位置データを数回分記憶し、ステップＳＴ３で記憶された位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）から第１の加速度データを演算する。ステップＳＴ４で第１の加速度データとモータおよび制御対象から導出される許容加速度値とを比較し、ステップＳＴ７で第１の加速度データが許容加速度値を超えていた場合位置データＰ（ｉ）を使用することをやめＰ（ｉ−１）とＰ（ｉ−２）からＰ（ｉ）’を演算し、Ｐ（ｉ）’をモータ制御の位置データとして使用する。ステップＳＴ８では第１の加速度データが許容加速度値よりも小さい場合はそのまま前記Ｐ（ｉ）をモータ制御の位置データとして使用する。
図５は図４のフローチャートの動作説明図である。第１の加速度データが許容加速度値を超えた場合、位置データを作成する動作について説明する。
図５において１２は実際のモータ位置、Ｐ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）、Ｐ（ｉ−３）は記憶された位置データである。Ａ（ｉ）、Ａ（ｉ−１）、Ａ（ｉ−２）、Ａ（ｉ−３）は式（１）用いて導出される加速度データ、１３は加速度許容値の範囲Ａである。
Ａ（ｉ）＝Ｐ（ｉ）−２×Ｐ（ｉ−１）＋Ｐ（ｉ−２）・・・・（１）
位置データＰ（ｉ）がデータ破壊などにより急激に変化すると、Ａ（ｉ）が加速度許容値範囲外になり、ステップＳＴ４はＹＥＳと判断し、ステップＳＴ７に移る。ステップＳＴ７はＰ（ｉ）を使用することをやめ、式（２）により新たな位置データを演算する。
Ｐ（ｉ）’＝２×Ｐ（ｉ−１）―Ｐ（ｉ−２）・・・・（２）
このように、従来のモータ制御装置は、加速度データが許容加速度値を超えた場合検出データＰ（ｉ）を異常と判断して位置データを補正しＰ（ｉ）’を使用する。
特開平０６−０３５５０２ (２〜３頁、図２) 特許第３２７０６９７号（３頁、図１）

しかしながら、図５において、従来のモータ制御の位置検出方法は、第１加速度データが許容加速度値範囲を超えた場合で位置データＰ（ｉ−１）が異常の場合でも、加速度データＡ（ｉ−１）が加速度許容値範囲内であれば加速度は異常なしと判断してしまうことになる。更に位置データＰ（ｉ）が正常であるにも関わらず加速度データが許容加速度値範囲外になってしまい、加速度異常ありと判断してしまう問題があった。
また、モータが同一方向に回り続ける場合、図６のように連続して加速度異常ありと判断し、補正後の位置データＰ（ｉ）’が実際のモータ回転位置に対して次第にずれていくという問題もあった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、正しく加速度を検出するとともに、位置データを正しく補正することができるモータ制御の位置検出方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のような方法および構成としたものである。
請求項１に記載の発明は、モータのシリアル位置データを定周期で読み込むステップと読み込んだ位置データを少なくとも過去４個以上記憶するステップと記憶した位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して第１の加速度データを作成するステップと第１加速度データをあらかじめ決められた許容加速度値と比較するステップと前記第１加速度データが前記許容加速度値を超えた場合、記憶した位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−２）とＰ（ｉ−３）から第２加速度データを作成するステップと前記第２加速度データと前記許容加速度値を比較するステップと前記第２加速度データが前記許容加速度値を超えた場合は、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して新たな位置データを作成するステップを備えるようにした。
請求項２に記載の発明は、モータのシリアル位置データを定周期で読み込みフィードバック信号とするモータ制御装置において、前記シリアル位置データを、位置データ変換器を介してパラレルデータに変換し、過去４点以上の位置データを記憶し、今回取り込んだ位置データをＰ（ｉ）、前回取り込んだ位置データをＰ（ｉ−１）、前々回取り込んだ位置データをＰ（ｉ−２）、３回前に取り込んだ位置データをＰ（ｉ−３）とした時、前記位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して第１加速度データを演算し、該第１加速度データを前記モータおよび制御対象によって導出される許容加速度値と比較し、前記第１加速度データが前記許容加速度値を超えた場合は、前記位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−２）とＰ（ｉ−３）から第２加速度データを演算し、該第２加速度データと前記許容加速度値を比較し、前記第２加速度データが前記許容加速度値を超えた場合は、Ｐ（ｉ）を異常と判断して、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して補正演算によって求めた新たな位置データＰ（ｉ）’を今回位置データとする演算機能を備えたものである。
このようになっているため、正しく加速度を検出することができ、正確に位置補正を行うことができる。

本発明のモータ制御の位置検出方法によれば、モータのシリアル位置データを定周期で読み込みフィードバック信号とするモータ制御装置の位置検出方法において、読み込んだ位置データを少なくと過去４回以上記憶するステップと記憶した位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して第１の加速度データを作成するステップと第１加速度データをあらかじめ決められた許容加速度値と比較するステップと第１加速度データが許容加速度値を超えた場合、記憶した位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−２）とＰ（ｉ−３）から第２加速度データを作成するステップと第２加速度データと許容加速度値を比較するステップと第２加速度データが許容加速度値を超えた場合は、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して新たな位置データを作成するステップを備えるようにしたので正確な加速度異常を検出することができ、正しい位置データを使用できるという効果がある。

以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。

図１は、本発明のモータ制御に使用される位置検出方法のフローチャートであり、図２は本発明の位置検出方法をモータ制御に適用した場合の制御ブロック図であり、モータに取り付けられた位置検出器のシリアル位置データを位置データ変換器でパラレルデータに変換する構成を示したものである。図３は本発明のモータ制御の動作を示す位置・加速度データ図である。
図１において、ステップＳＴ１では図２のモータ制御装置内の位置データ変換部から位値データを定周期ごとにモータ制御部に取り込む。
次にステップＳＴ２で定周期ごとに取り込まれた位置データを数回分記憶する。
次にステップＳＴ３では取り込んだ位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）から第１加速度データを演算する。
次にステップＳＴ４で第１加速度データがモータおよび制御対象から導出される許容加速度値と比較する。
次にステップＳＴ５では第１加速度データが許容加速度値を超えていた場合、位置データＰ（ｉ−１）を使用することを止め、Ｐ（ｉ）、Ｐ（ｉ−２）、Ｐ（ｉ−３）を使用して第２加速度データを演算する。超えていない場合はステップＳＴ８に移る。
次にステップＳＴ６で第２加速度データと許容加速度値を比較する。
次にステップＳＴ７では第２加速度データが許容加速度値を超えていた場合取り込んだ位置データＰ（ｉ）が異常と判断し、Ｐ（ｉ−１）とＰ（ｉ−２）を使用してＰ（ｉ）’を演算する。
次にステップＳＴ８は第１の加速度データが許容加速度値よりも小さい場合はＰ（ｉ）は正常と判断するとともに第２加速度データが許容値の範囲内である場合は位置データＰ（ｉ−１）が異常と判断してそのまま位置データＰ（ｉ）を使用する。
図３は図１の動作説明図である。Ｂ（ｉ）は図１のフローチャートのステップＳＴ５で演算される第２加速度データであり、異常な位置データと仮定したＰ（ｉ−１）を用いない式（３）から導出される。
Ｂ（ｉ）＝（Ｐ（ｉ）−３×Ｐ（ｉ−２）＋２×Ｐ（ｉ−３））／３・・・（３）
図２のように位置データＰ（ｉ）が正しい値にも関わらず、第１加速度データが許容加速度範囲を超えてしまった場合でも、ステップＳＴ７により正しい値Ｐ（ｉ）を使用できることになり正確な位置データを演算することができる。

本発明は、近年省配線化のためにモータからサーボ制御装置に出力される位置データがシリアル通信化されたことにより、配線長が極端に長かったり、配線不具合などがあると通信エラーを発生し、シャットダウンされてしまうのを回避するためになされたものである。従ってモータ位置制御だけではなくシリアル通信を使用する制御系全般に適用できる。

本発明の実施例を示すモータ制御の位置検出方法のフローチャート本発明の位置検出方法が組み込まれたモータ制御装置のブロック図本発明のモータ制御の動作を示す位置・加速度データ図従来のモータ制御の位置検出方法のフローチャート従来のモータ制御の動作を示す位置・加速度データ図従来のモータ制御動作の問題点を示す位置・加速度データ図１モータ制御装置２モータ３位置検出器４モータ制御部５電力変換器６位置データ変換器７位置指令８モータ駆動線９モータ・検出器締結部１０シリアル位置データ１１位置データ１２実際のモータ位置１３許容加速度値範囲

Claims

モータのシリアル位置データを定周期で読み込みフィードバック信号とするモータ制御の位置検出方法において、Ｐ（ｉ）は今回取り込んだ位置データ、Ｐ（ｉ−１）は前回取り込んだ位置データ、Ｐ（ｉ−２）は前々回取り込んだ位置データ、Ｐ（ｉ−３）は３回前に取り込んだ位置データとし、
読み込んだ前記シリアル位置データを少なくとも過去４点以上記憶し位置データとするステップと、
記憶した前記位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して第１加速度データを作成するステップと、
前記第１加速度データを前記モータおよび制御対象によって導出される許容加速度値と比較するステップと、
前記第１加速度データが前記許容加速度値を超えた場合、記憶した前記位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−２）とＰ（ｉ−３）から第２加速度データを作成するステップと、
前記第２加速度データと前記許容加速度値を比較するステップと、
前記第２加速度データが前記許容加速度値を超えた場合は、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して新たな位置データを作成するステップとを備えたモータ制御装置の位置検出方法。
モータのシリアル位置データを定周期で読み込みフィードバック信号とするモータ制御装置において、
前記シリアル位置データを、位置データ変換器を介してパラレルデータに変換し、過去４点以上の位置データを記憶し、今回取り込んだ位置データをＰ（ｉ）、前回取り込んだ位置データをＰ（ｉ−１）、前々回取り込んだ位置データをＰ（ｉ−２）、３回前に取り込んだ位置データをＰ（ｉ−３）とした時、
前記位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して第１加速度データを演算し、該第１加速度データを前記モータおよび制御対象によって導出される許容加速度値と比較し、前記第１加速度データが前記許容加速度値を超えた場合は、前記位置データＰ（ｉ）、Ｐ（ｉ−２）とＰ（ｉ−３）から第２加速度データを演算し、該第２加速度データと前記許容加速度値を比較し、前記第２加速度データが前記許容加速度値を超えた場合は、前記位置データＰ（ｉ）を異常と判断して、前記位置データＰ（ｉ−１）、Ｐ（ｉ−２）を使用して補正演算によって求めた新たな位置データＰ（ｉ）’を今回位置データとする演算機能を備えたモータ制御装置。