JP6531682B2 - モータ制御装置、モータ制御方法、プログラム、および記録媒体 - Google Patents
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Description
図4は、従来の制御装置9の概要を示す図である。図4に示すように、従来の制御装置9は、サーボモータ2についてモデル追従制御を行う制御装置である。図4にはさらに、サーボモータ2によって駆動される負荷機械3、および、サーボモータ2の位置を検出し、例えば、サーボモータ2の回転角度を検出するエンコーダ4が示されている。エンコーダ4は、検出した位置をフィードバック制御部40に送信する。具体的には、エンコーダ4により検出されたサーボモータ2の位置は、フィードバック制御部40の位置制御部401および速度検出部402に入力される。なお、エンコーダ4は、サーボモータ2の速度を検出してもよく、検出した速度をフィードバック制御部40に送信してもよい。その場合、フィードバック制御部40は、エンコーダ4によって検出されたサーボモータ2の位置からサーボモータ2の速度を算出する速度検出部402を備えなくてもよい。
C=Fd+Fv+τu+τobs
トルクリミッタ405は、速度制御部203により生成されたトルク制御指令と、補償部404で生成された補正トルク値Cと、制御対象モデル部305により生成されたモデルトルク指令値との合算値を駆動用トルク指令値として受け付け、入力された駆動用トルク指令値が制限値設定部406により設定された制限範囲内か否かを判定し、その結果に基づいてサーボモータ2を制御する。
図1は、本発明の実施形態1に係る制御装置(モータ制御装置)1の要部構成を示すブロック図である。制御装置1は、サーボモータ2についてモデル追従制御を行う制御装置である。すなわち、制御装置1は、サーボモータ2を含む制御対象のモデル(規範モデル)に基づいて、モデル指令値(モデル位置指令値、モデル速度指令値、モデルトルク指令値)を出力するフィードフォワード制御部10と、フィードフォワード制御部10が出力するモデル指令値に追従するよう、サーボモータ2を制御するフィードバック制御部20と、を含んでいる。
図3は、本発明の実施形態2に係る制御装置(モータ制御装置)1aの要部構成を示すブロック図である。図3に示されるように、本実施形態の制御装置1aは、サーボモータ2のモデル(規範モデル)を制御するフィードフォワード制御部10aと、フィードフォワード制御部10により制御されるサーボモータ2のモデルに追従するよう、サーボモータ2を制御するフィードバック制御部20aと、を含んでいる。
C=Fd+Fv(v)+τu+τobs
に従って補正トルク値Cを生成する。
上記の実施形態2では、フィードフォワード制御部10aのモデルトルクリミッタ104の第1制限範囲の上限値τ1_uとして、トルクリミッタ204の第2制限範囲の上限値τ2_uから補正トルク値Cを減算した値が設定され、第1制限範囲の下限値τ1_lとして、第2制限範囲の下限値τ2_lから補正トルク値Cを減算した値が設定されるものとした。そのため、補正トルク値Cが大きな値をとる場合、もしくは、上限値τ2_uおよび下限値τ2_lの絶対値として小さな値が設定された場合、上限値τ1_uとして0または負の値が設定されたり、下限値τ1_lとして0または正の値が設定されることがあり得る。
制御装置1および制御装置1aの制御ブロック(特に、フィードフォワード制御部10・10a、モデルトルクリミッタ104、第1制限値設定部105・105a、フィードバック制御部20・20a、トルクリミッタ204、第2制限値設定部205、補償部206)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
2 サーボモータ(モータ)
3 負荷機械
4 エンコーダ(回転検出器)
10、10a フィードフォワード制御部
20、20a フィードバック制御部
101 モデル位置制御部
102 速度指令生成部
103 モデル速度制御部
104 モデルトルクリミッタ(第1トルク制限部)
105、105a 第1制限値設定部(設定部)
106 制御対象モデル部
201 位置制御部
202 速度検出部
203 速度制御部
204 トルクリミッタ(第2トルク制限部)
205 第2制限値設定部
206 補償部
Claims (5)
- 制御対象に含まれるモータの制御を行うモータ制御装置であって、
前記モータの回転状態を検出する回転検出器の検出値に基づいて、前記モータを駆動させるための駆動用トルク指令値を生成するフィードバック制御部と、
モデル指令値を生成し、前記フィードバック制御部に出力するフィードフォワード制御部とを備え、
前記フィードフォワード制御部は、前記モデル指令値に含まれるモデルトルク指令値を第1制限範囲内に制限する第1トルク制限部を備え、
前記フィードバック制御部は、
前記モータの動摩擦トルク、粘性摩擦トルク、偏荷重トルク、および、外乱トルクに基づいた補正トルク値を前記駆動用トルク指令値に加える補償部と、
前記駆動用トルク指令値を第2制限範囲内に制限する第2トルク制限部とを備え、
前記フィードフォワード制御部は、前記第2制限範囲の上限値から前記補正トルク値を減算した値を前記第1制限範囲の上限値とし、前記第2制限範囲の下限値から前記補正トルク値を減算した値を前記第1制限範囲の下限値として設定する設定部を備える
ことを特徴とするモータ制御装置。 - 前記設定部は、絶対値が0よりも大きな値となるように、前記第1制限範囲の上限値および下限値を設定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
- 制御対象に含まれるモータの制御を行うモータ制御方法であって、
モデル指令値を生成するフィードフォワード工程と、
前記モデル指令値と、前記モータの回転状態を検出する回転検出器の検出値とに基づいて、前記モータを駆動させるための駆動用トルク指令値を生成するフィードバック工程とを備え、
前記フィードフォワード工程において、前記モデル指令値に含まれるモデルトルク指令値を第1制限範囲内に制限し、
前記フィードバック工程は、
前記モータの動摩擦トルク、粘性摩擦トルク、偏荷重トルク、および、外乱トルクに基づいた補正トルク値を前記駆動用トルク指令値に加える補償工程と、
前記駆動用トルク指令値を第2制限範囲内に制限する第2トルク制限工程とを含み、
前記フィードフォワード工程は、前記第2制限範囲の上限値から前記補正トルク値を減算した値を前記第1制限範囲の上限値とし、前記第2制限範囲の下限値から前記補正トルク値を減算した値を前記第1制限範囲の下限値として設定する設定工程を含む
ことを特徴とするモータ制御方法。 - 請求項1又は2に記載のモータ制御装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、前記各部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。
- 請求項4に記載の情報処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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