JP6242512B2 - 電動機用制御装置及び産業用機械装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る電動機用制御装置を備えた産業用機械装置を示す斜視図である。産業用機械装置100は、電動機2と、電動機2を保持する架台4と、電動機2の可動部3に取り付けられる作業機械3cと、電動機2を制御する電動機用制御装置1と、を含む。電動機2は、一方向に延びる直線状の固定子2aと、固定子2aが延びる方向、すなわち固定子2aの長手方向に沿って移動する可動子2bとを備える。実施の形態1において、電動機2は、リニアモータである。電動機2はリニアモータには限定されず、環状のステーターと、ステーターの内側で回転するローターとを備えた回転電機であってもよい。
図4は、実施の形態2に係る電動機用制御装置の構成を示す図である。実施の形態2に係る電動機用制御装置1Aは、実施の形態1に係る電動機用制御装置1に、フィードフォワード補償部であるフィードフォワード補償器1k及び制振補償部である制振補償器1lを追加したものである。電動機用制御装置1Aの他の部分は、実施の形態1に係る電動機用制御装置1と同様であるので、同様の部分については必要に応じて説明を省略する。次においては、電動機用制御装置1Aが、図1に示される産業用機械装置100の電動機2を制御する場合について説明する。
図5は、実施の形態3に係る電動機用制御装置の構成を示す図である。実施の形態3に係る電動機用制御装置1Bは、比例補償器1h、積分補償器1i、減算器1j及び偏差抑制補償器1aへ入力される信号が、実施の形態1に係る電動機用制御装置1とは異なる。電動機用制御装置1Bの他の部分は、実施の形態1に係る電動機用制御装置1と同様であるので、同様の部分については必要に応じて説明を省略する。次においては、電動機用制御装置1Bが、図1に示される産業用機械装置100の電動機2を制御する場合について説明する。
図6は、実施の形態4に係る電動機用制御装置の構成を示す図である。実施の形態4に係る電動機用制御装置1Cは、実施の形態3に係る電動機用制御装置1Bに、実施の形態2のフィードフォワード補償器1k及び制振補償器1lを追加したものである。電動機用制御装置1Cの他の部分は、実施の形態3に係る電動機用制御装置1Bと同様であるので、同様の部分については必要に応じて説明を省略する。次においては、電動機用制御装置1Cが、図1に示される産業用機械装置100の電動機2を制御する場合について説明する。
図7は、実施の形態5に係る電動機用制御装置の構成を示す図である。実施の形態5に係る電動機用制御装置1Dは、積分補償器1id、偏差抑制補償器1aの減算器1a5、減算器1j、そして入力装置7から入力される機械端調整パラメータの数が、実施の形態4に係る電動機用制御装置1Cとは異なる。電動機用制御装置1Dの他の部分は、実施の形態4に係る電動機用制御装置1Cと同様であるので、同様の部分については必要に応じて説明を省略する。次においては、電動機用制御装置1Dが、図1に示される産業用機械装置100の電動機2を制御する場合について説明する。
Claims (10)
- 電動機の可動子の位置を決定するための位置指令信号及び前記電動機の固定子と前記可動子との間の相対位置である電動機位置の情報である電動機位置信号に基づき、前記固定子に機械的に連結された作業対象物と、前記可動子に機械的に連結された作業機械の前記作業対象物に作用する部分との間の相対位置である機械端相対位置を制御する制御装置であり、
前記位置指令信号と前記電動機位置信号に基づく信号との差分が0になるように前記電動機を駆動する偏差抑制信号を出力する偏差抑制補償部と、
前記電動機の固定子が設置される架台の振動の情報である架台振動信号から、前記架台の固有振動数における加速度成分を架台加速度信号として出力する加速度抽出部と、
前記架台加速度信号に比例ゲインを乗じて得られる比例補償信号を出力する加速度補償部と、
外部から入力される機械端調整パラメータの変更に応じて、前記比例補償信号の少なくとも振幅を変更して得られた機械端補正信号を出力して、前記電動機位置の振動振幅を増大させることにより前記機械端相対位置の振動振幅を低減させる機械端補正部と、
前記偏差抑制信号に前記機械端補正信号を加算した信号を前記電動機の駆動信号として出力する加算部と、を含む
ことを特徴とする電動機用制御装置。 - 前記偏差抑制補償部は、
前記位置指令信号と前記電動機位置信号との差分が0になるように前記電動機を駆動する偏差抑制信号を出力し、
前記機械端補正部は、
前記比例補償信号の振幅及び位相を変更して前記機械端補正信号を得る
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機用制御装置。 - 前記機械端補正部は、
前記偏差抑制補償部が前記偏差抑制信号を求める際に用いられる偏差抑制パラメータを用いて前記機械端補正信号を求める
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動機用制御装置。 - 前記機械端補正部は、
第1のゲインにより指定した特性になるよう前記比例補償信号の振幅を変更した機械端補正信号を出力する比例補償部と、
第2のゲイン及び二階の積分部により前記比例補償信号に比例演算及び二階の積分演算を実行し、結果を出力する積分補償部と、
前記電動機位置信号から前記積分補償部の出力信号を減算して位置補正信号を出力する減算部と、を備え、
前記偏差抑制補償部は、
前記位置指令信号と前記位置補正信号との差分が0になるように前記電動機を駆動する偏差抑制信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機用制御装置。 - 前記機械端補正部は、
前記機械端補正部の外部から入力される一つの数値である機械端調整パラメータの増大又は減少により前記電動機位置の振動振幅を増大させると同時に、前記機械端相対位置の振動振幅を低減させる
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動機用制御装置。 - 前記機械端補正部は、
前記電動機位置の二階微分値が前記架台の加速度と同期して発生するよう前記機械端補正信号を求める
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電動機用制御装置。 - 前記位置指令信号にローパス特性を付与してモデル位置信号、モデル速度信号及びモデル駆動力信号を出力するフィードフォワード補償部と、
前記フィードフォワード補償部から出力される前記モデル位置信号及び前記モデル速度信号には前記架台の反共振周波数を中心とするノッチ特性を付与し、前記モデル駆動力信号には前記架台の共振周波数を中心とするノッチ特性を付与して、位置参照信号、速度参照信号及び駆動力参照信号を出力する制振補償部と、を備え、
前記偏差抑制補償部は、前記位置参照信号、前記速度参照信号及び前記電動機位置信号から前記偏差抑制信号を生成して出力し、
前記加算部は、前記偏差抑制信号と前記機械端補正信号と前記駆動力参照信号とを加算した信号を前記電動機の駆動信号として出力する
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機用制御装置。 - 前記架台に取り付けられた加速度センサを有し、
前記加速度センサが前記架台振動信号を出力すること
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機用制御装置。 - 前記加速度抽出部は、
中心周波数を前記架台の固有振動数としたバンドパスフィルタであること
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機用制御装置。 - 電動機と、
前記電動機を保持する架台と、
前記電動機の可動部に取り付けられる作業機械と、
前記電動機を制御する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の電動機用制御装置と、
を含むことを特徴とする産業用機械装置。
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