JP5078891B2 - 機械における機械要素の移動案内のための方法および装置 - Google Patents
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Description
x=[x1 x2 x3 x4 ]T (5)
なる状態ベクトルを用いる。
−Mmax<u<Mmax
−Ωmax<x3<Ωmax
−Ωmax<x4<Ωmax
(6)
なる3つの不等式による副次的条件の形で公式化することができる。基本的には、これらの制限は、不等式による副次的条件として、モータのトルク−回転数特性によって置き換えることもできる。更に、例えばモータの給電のための最大の変換装置電圧を制限するための不等式による副次的条件を導入することができる。
−Ωmax<x3<Ωmax,−Ωmax<x4<Ωmax
なる速度制限を守るための不等式による副次的条件の考慮と、
−Mmax<u<Mmax
なるトルク制限を守るための不等式による副次的条件の考慮と、
x1(0)=x2(0)=x0=0; x1(te)=x2(te)=xe
なる慣性の初期位置および最終位置に関する縁条件の考慮と、
x3(0)=x4(0)=Ω0=0; x3(te)=x4(te)=Ωe=0
なる慣性の初期速度および最終速度に関する縁条件の考慮である。あるいは、言葉で表現すると次のとおりである。
2 負荷
3 電流調節回路
4 位置調節器
5 速度調節器
6 加算手段
7 計算モジュール
8 減算器
9 遅れ要素
10 遅れ要素
11 モデル作成手段
12 入力手段(回転子位置測定システム)
13 最適化手段
14 微分器
Claims (13)
- 次の方法ステップ、
a)機械軸(1,2)を模擬するモデルを作成するステップ、
b)機械要素(2)の実行すべき移動運動を入力するステップ、
c)モデル、予め与えられた品質汎関数および機械軸(1,2)の移動運動の技術的限界に基づいて、移動可能な機械要素(2)の最適化された移動運動に適切な位置経過(x M * (t))または移動可能な機械要素(2)の最適化された移動運動に適切な速度経過(v M * (t))または移動可能な機械要素(2)の最適化された移動運動に適切なトルク経過(m M * (t))を決定するステップであって、適切な位置経過(x M * (t))または適切な速度経過(v M * (t))または適切なトルク経過(m M * (t))が、移動可能な機械要素の調節のための調節回路において目標値またはフィードフォワード制御偏差として使用され、品質汎関数としてトルクの2乗に関する積分が用意されているステップ、
を有することを特徴とする機械の移動可能な機械要素(2)の移動案内のための方法。 - ステップb)において、機械要素(2)の実行すべき移動運動の最終位置または初期位置の入力が行なわれることを特徴とする請求項1記載の方法。
- ステップb)において、付加的に初期位置または最終位置における移動速度の入力が行なわれることを特徴とする請求項2記載の方法。
- ステップb)において、付加的に初期位置と最終位置との間の移動時間の入力が行なわれることを特徴とする請求項2又は3記載の方法。
- モデルの作成が周波数応答測定または機械パラメータまたはパラメータ推定法に基づいて行なわれることを特徴とする請求項1乃至4の1つに記載の方法。
- モデルの作成時にモデルのパラメータ化のための公式が使用され、典型的な機械種類ないし機械運動系のための公式リストから公式が使用者によって選択されることを特徴とする請求項1乃至5の1つに記載の方法。
- モデルとして、専ら機械軸の機構を模擬する質量モデルが使用されることを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載の方法。
- 機械の移動可能な機械要素(2)の移動案内のための装置において、装置が、
機械軸(1,2)を模擬するモデルを作成するための手段(11)、
機械要素(2)の実行すべき移動運動を入力するための手段(12)、
モデル、予め与えられた品質汎関数および機械軸(1,2)の移動運動の技術的限界に基づいて、移動可能な機械要素(2)の最適化された移動運動に適切な位置経過(x M * (t))または移動可能な機械要素(2)の最適化された移動運動に適切な速度経過(v M * (t))または移動可能な機械要素(2)の最適化された移動運動に適切なトルク経過(m M * (t))を決定するための手段(13)であって、適切な位置経過(x M * (t))または適切な速度経過(v M * (t))または適切なトルク経過(m M * (t))が、移動可能な機械要素の調節のための調節回路において目標値またはフィードフォワード制御偏差として使用され、品質汎関数としてトルクの2乗に関する積分が用意されている手段(13)、
を有することを特徴とする装置。 - 装置が付加的に、
実際位置(x Mist )と適切な位置経過(x M * (t))との差が導かれ、出力側において目標速度(v soll )を出力する位置調節器(4)、
目標速度(v soll )と適切な速度経過(v M * (t))との和が実際速度(v Mist )を差し引かれて供給され、出力側において目標トルク(m soll )を出力する速度調節器(5)、
を有することを特徴とする請求項8記載の装置。 - 装置が付加的に、目標トルク(m soll )と適切なトルク経過(m M * (t))との和を求めかつモータ電流(I)の大きさに作用する出力量を発生する加算手段(6)を有することを特徴とする請求項8又は9記載の装置。
- 実際位置(x Mist )と適切な位置経過(x M * (t))との差が入力量として位置調節器(4)に導かれる前に、適切な位置経過(x M * (t))を時間的に遅れさせる第1の遅延要素(9)が設けられていることを特徴とする請求項9又は10記載の装置。
- 実際速度(v Mist )を差し引かれた目標速度(v soll )と適切な速度経過(v M * (t))との和が形成される前に、適切な速度経過(v M * (t))を時間的に遅れさせる第2の遅延要素(10)が設けられていることを特徴とする請求項9,10又は11記載の装置。
- 機械が工作機械、生産機械ないしロボットとして構成されていることを特徴とする請求項8乃至12の1つに記載の装置。
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