JPH07284286A - Torque ripple compensation system of servo motor - Google Patents

Torque ripple compensation system of servo motor

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JPH07284286A
JPH07284286A JP6092871A JP9287194A JPH07284286A JP H07284286 A JPH07284286 A JP H07284286A JP 6092871 A JP6092871 A JP 6092871A JP 9287194 A JP9287194 A JP 9287194A JP H07284286 A JPH07284286 A JP H07284286A
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JP
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torque
torque command
ripple
command
correction
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JP6092871A
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Japanese (ja)
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Heisuke Iwashita
平輔 岩下
Hajime Okita
肇 置田
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a system for compensating torque ripples of a servo motor without increasing the gain of a 4 speed loop compensator. CONSTITUTION:In the control of a servo motor, a torque ripple T1 of a servo motor is compensated by compensating a torque command Tc by a torque command control part 6 provided in a speed loop with a speed loop compensator 1. And in the torque command compensation by the torque command control part 6, an amount equivalent to the torque change by the torque ripple T1 is compensated by the torque command Tc generated by the speed loop generator 1. The torque ripple of the servo motor is compensated by the compensation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータの制御方
式に関し、特に工作機械の送り軸においてサーボモータ
に起因するリップルを減少させることにより、該リップ
ルにより発生する送りむらを減少させるサーボモータの
トルクリップル補正方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servomotor control system, and more particularly to a servomotor which reduces ripples caused by a servomotor in a feed shaft of a machine tool, thereby reducing feed unevenness caused by the ripple. Torque ripple correction method.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーボモータにおいては、ロータ及びス
テータ間の磁束関係を相互位置に応じて変化させること
により駆動力を得ている。例えば、可変リラクタンス型
サーボモータ等のサーボモータにおいては、ロータとス
テータに突極を設け、ステータの各突極に巻かれた励磁
巻線に励磁電流を流し、励磁電流が流れたステータ突極
に発生する磁気吸引力によってロータの突極を引き寄
せ、これによりモータの回転力と得るものである。この
モータの回転は、ロータ位相(回転位置)であるロータ
突極位置とステータ突極位置に応じて励磁する相(励磁
するステータ突極)を決定し、順次励磁する相を切り換
えることによって行われている。このように、サーボモ
ータは励磁、非励磁に切り換えによって各相の励磁制御
を行っているため、基本的に非直線性が強く、励磁電流
と出力トルクとは比例しない。また、同一値の励磁電流
を印加してもロータ位相によってステータ突極がスータ
突極を吸引する力が異なっているため、トルクリップル
が発生する。このトルリップルのため、ロータ位相によ
って発生トルクが異なり、トルク値を一定にすることが
できない。このサーボモータにおいて発生するトルクリ
ップルは、サーボモータの速度むらや位置偏差の要因と
なり、工作機械の送り軸において送りむらを生じるとい
う問題点が生じる。従来、このような問題点を解消する
ために、サーボモータの制御において、トルクリップル
を外乱トルクと同様に扱い、速度ループの補正器のゲイ
ンを高く設定することによる外乱抑制機能によってトル
クリップルの影響を減少させている。
2. Description of the Related Art In a servo motor, a driving force is obtained by changing a magnetic flux relationship between a rotor and a stator according to mutual positions. For example, in a servomotor such as a variable reluctance type servomotor, salient poles are provided on a rotor and a stator, an exciting current is applied to the exciting windings wound around the salient poles of the stator, and the stator salient poles on which the exciting current flows The generated magnetic attraction force attracts the salient poles of the rotor, thereby obtaining the rotational force of the motor. The rotation of the motor is performed by determining the exciting phase (exciting stator salient pole) according to the rotor salient pole position and the stator salient pole position, which are the rotor phases (rotational positions), and sequentially switching the exciting phases. ing. As described above, since the servo motor controls excitation of each phase by switching between excitation and non-excitation, the nonlinearity is basically strong, and the excitation current and the output torque are not proportional. Further, even if the same value of exciting current is applied, the force of attraction of the stator salient poles by the stator salient poles differs depending on the rotor phase, so that torque ripple occurs. Due to this torque ripple, the generated torque differs depending on the rotor phase, and the torque value cannot be made constant. The torque ripple generated in this servo motor causes unevenness in speed and position deviation of the servo motor, which causes a problem that uneven feeding occurs in the feed shaft of the machine tool. Conventionally, in order to solve such a problem, in the control of the servo motor, the torque ripple is treated like the disturbance torque, and the influence of the torque ripple is suppressed by the disturbance suppression function by setting the gain of the speed loop compensator to be high. Is decreasing.

【0003】図20は従来のサーボモータの位置制御系
の制御ループを説明するブロック図である。図20にお
いて、4は位置制御部でKpは位置ループゲインであ
る。また、1は速度ループ補正器でk1は積分ゲイン、
k2は比例ゲインである。2はトルク定数Ktであり、
3はモータ,機械系であり、5は速度を積分して位置を
求める項を示している。そして、モータ,機械系3の出
力を速度フィードバックvfbとして負帰還させ、速度
指令Vcmdとともに速度ループ補正器1に入力し、速
度ループ補正器1、トルク定数2、及びモータ,機械系
3によって速度ループを形成している。また、項5の位
置出力を位置フィードバックとして負帰還させ、位置指
令θdとともに位置制御部4に入力し、位置ループを形
成している。位置指令から位置検出器等で検出される位
置を減じて位置偏差を求め、該位置偏差に位置ループゲ
インKpを乗じて速度指令vcmdを求め、該速度指令
から速度検出器等で検出される実速度vfbを減じて速
度偏差を求め、該速度偏差を積分し、その積分値に積分
ゲインk1を乗じた値を加算してトルク指令(電流指
令)Tc(以下、トルクコマンドという)を求め、この
トルクコマンドTcに基づいて(さらには電流ループ制
御を行って)サーボモータを駆動することが一般に行わ
れている。また、位置ループ制御を行わず、速度ループ
制御のみのサーボモータの制御も一般に行われている。
そして、トルクリップルは外乱トルクと同様にして、速
度ループ補正器1の積分ゲインk1や、比例ゲインk2
のゲインを高めることによる外乱抑制機能によって、減
少させている。
FIG. 20 is a block diagram for explaining a control loop of a conventional servo motor position control system. In FIG. 20, 4 is a position control unit and Kp is a position loop gain. Further, 1 is a velocity loop compensator, k1 is an integral gain,
k2 is a proportional gain. 2 is the torque constant Kt,
Reference numeral 3 is a motor / mechanical system, and 5 is a term for obtaining a position by integrating speed. Then, the output of the motor / mechanical system 3 is negatively fed back as the speed feedback vfb, and is input to the speed loop compensator 1 together with the speed command Vcmd. Is formed. Further, the position output of the item 5 is negatively fed back as position feedback, and is input to the position control unit 4 together with the position command θd to form a position loop. The position detected by the position detector or the like is subtracted from the position command to obtain the position deviation, the position deviation is multiplied by the position loop gain Kp to obtain the speed command vcmd, and the actual speed detected by the speed detector or the like from the speed command. The velocity vfb is subtracted to obtain the velocity deviation, the velocity deviation is integrated, and a value obtained by multiplying the integrated value by the integral gain k1 is added to obtain the torque command (current command) Tc (hereinafter referred to as torque command). It is common practice to drive the servomotor based on the torque command Tc (and also by performing current loop control). In addition, control of a servo motor that does not perform position loop control but only velocity loop control is generally performed.
The torque ripple is similar to the disturbance torque, and the integral gain k1 and the proportional gain k2 of the speed loop corrector 1 are
It is reduced by the disturbance suppression function by increasing the gain of.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の速度ループにお
いて速度ループ補正器のゲイン上昇させることによりト
ルクリップルを減少させる方式では、例えばモータに接
続した機械系の剛性が低い場合等において、速度ループ
補正器のゲイン上昇によって機械共振を起こす可能性が
あるため、速度ループ補正器のゲインの上昇によってト
ルクリップルを減少させる効果にも限界があり、充分な
トルクリップルの減少が得られないという問題点があ
る。そこで、本発明は前記した従来のサーボモータのト
ルクリップル補正方式の問題点を解決して、速度ループ
補正器のゲインを上げることなく、サーボモータのトル
クリップルを補正することができる方式を提供すること
を目的とする。
In the conventional method of increasing the gain of the speed loop compensator in the speed loop to reduce the torque ripple, the speed loop correction is performed, for example, when the rigidity of the mechanical system connected to the motor is low. Since there is a possibility of causing machine resonance by increasing the gain of the speed regulator, there is a limit to the effect of reducing the torque ripple by increasing the gain of the speed loop compensator, and there is a problem that sufficient reduction of the torque ripple cannot be obtained. is there. Therefore, the present invention solves the problems of the torque ripple correction method of the conventional servo motor described above, and provides a method that can correct the torque ripple of the servo motor without increasing the gain of the speed loop corrector. The purpose is to

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、サーボモータ
の制御において、速度ループ補正器を備えた速度ループ
中に設けたトルクコマンド制御部によってトルクコマン
ドを補正し、このトルクコマンド補正によってサーボモ
ータのトルクリップルを補正するものであり、このトル
クコマンド制御部によるトルクコマンド補正は、速度ル
ープ補正器が発生するトルクコマンドからトルクリップ
ルによるトルク変化相当分を補償するものであり、この
補償によってサーボモータのトルクリップル補正を行う
ものである。本発明のサーボモータのトルクリップル補
正に用いるトルクコマンド制御部は、トルクリップルの
変化をトルク定数の変化としてとらえるものであり、ト
ルクコマンド制御部によるトルクコマンドの補正は、ト
ルクリップルによるトルク定数の変化率を求め、この求
めたトルク定数の変化率によって定まる係数をトルクコ
マンドに乗じることによって行うことができる。このト
ルクコマンド制御部は、トルクコマンドの補正に用いる
トルク定数の変化率をテーブルの形態で格納することが
でき、モータのロータ位相とトルクコマンドを変数とし
て該テーブルに対しての入出力を行うことができる。ま
た、トルクコマンド制御部は、トルクコマンドの補正に
用いるトルク定数の変化率をトルクリップルの波高値と
周期により定まる演算式として保持することができ、モ
ータのロータ位相とトルクコマンドを変数として求める
ことができる。また、本発明のサーボモータのトルクリ
ップル補正に用いるトルクコマンド制御部は、トルクリ
ップルの変化を発生トルクの変化としてとらえるもので
あり、トルクコマンド制御部によるトルクコマンドの補
正は、トルクリップルに対応する発生トルクを求め、ト
ルクコマンドからトルクリップルによるトルク変化相当
分を補償するようトルクコマンドを補正することによっ
て行うことができる。
In the control of a servomotor, the present invention corrects a torque command by a torque command control unit provided in a speed loop having a speed loop compensator, and the servomotor is corrected by the torque command correction. The torque command correction by the torque command controller compensates for the torque change corresponding to the torque ripple from the torque command generated by the speed loop compensator. The torque ripple correction is performed. The torque command control unit used for the torque ripple correction of the servo motor of the present invention captures the change of the torque ripple as the change of the torque constant, and the correction of the torque command by the torque command control unit is the change of the torque constant due to the torque ripple. This can be done by obtaining the rate and multiplying the torque command by a coefficient determined by the obtained rate of change of the torque constant. This torque command control unit can store the rate of change of the torque constant used for the correction of the torque command in the form of a table, and can input / output to / from the table using the rotor phase of the motor and the torque command as variables. You can In addition, the torque command control unit can hold the rate of change of the torque constant used to correct the torque command as an arithmetic expression determined by the peak value of the torque ripple and the cycle, and obtain the rotor phase of the motor and the torque command as variables. You can Further, the torque command control unit used for correcting the torque ripple of the servo motor of the present invention catches the change of the torque ripple as the change of the generated torque, and the correction of the torque command by the torque command control unit corresponds to the torque ripple. This can be done by obtaining the generated torque and correcting the torque command from the torque command so as to compensate for the torque change equivalent to the torque ripple.

【0006】[0006]

【作用】本発明によれば、前記したように速度ループ補
正器を備えた速度ループ中にトルクコマンド制御部を設
ける構成とし、このトルクコマンド制御部によって、速
度ループ補正器が発生するトルクコマンドからトルクリ
ップルによるトルク変化相当分を補償するようトルクコ
マンドを補正することにより、本発明の目的を達成す
る。図1は、本発明のサーボモータのトルクリップル補
正方式を適用するサーボモータの位置制御系の速度ルー
プのブロック図である。図1において、1は速度ループ
補正器でk1は積分ゲイン、k2は比例ゲインである。
2はトルク定数Ktであり、3はモータ,機械系の項を
示している。また、6は本発明のサーボモータのトルク
リップル補正方式においてトルクコマンドを補正するト
ルクコマンド制御部である。そして、モータ,機械系3
の出力を速度フィードバックvfbとして負帰還させ、
速度指令Vcmdとともに速度ループ補正器1に入力
し、速度ループ補正器1、トルクコマンド制御部6、ト
ルク定数2、及びモータ,機械系3によって速度ループ
を形成している。なお、図1においては、速度ループの
みを示し、前記図20に示した位置ループについては省
略している。
According to the present invention, as described above, the torque command control section is provided in the speed loop including the speed loop compensator, and the torque command control section controls the torque command generated by the speed loop compensator. The object of the present invention is achieved by correcting the torque command so as to compensate for a torque change equivalent to the torque ripple. FIG. 1 is a block diagram of a speed loop of a position control system of a servo motor to which the torque ripple correction method for a servo motor of the present invention is applied. In FIG. 1, 1 is a velocity loop compensator, k1 is an integral gain, and k2 is a proportional gain.
2 is a torque constant Kt, and 3 is a term of a motor and a mechanical system. Further, 6 is a torque command control unit for correcting the torque command in the torque ripple correction method of the servo motor of the present invention. Then, the motor and mechanical system 3
Output negatively as velocity feedback vfb,
It is input to the speed loop compensator 1 together with the speed command Vcmd, and the speed loop compensator 1, the torque command controller 6, the torque constant 2, the motor, and the mechanical system 3 form a speed loop. Note that in FIG. 1, only the velocity loop is shown, and the position loop shown in FIG. 20 is omitted.

【0007】図示しない位置ループでは、位置指令から
位置検出器等で検出される位置を減じて位置偏差を求
め、該位置偏差に位置ループゲインを乗ずることによっ
て速度指令vcmdが求められ、速度ループに送られ
る。そして、図1に示す速度ループにおいて、速度フィ
ードバックによって前記速度指令vcmdから速度検出
器等で検出される実速度vfbを減じて速度偏差を求
め、該速度偏差を積分し、その積分値に積分ゲインk1
を乗じた値を加算してトルク指令(電流指令)Tc(以
下、トルクコマンドという)を求めるループが形成され
る。サーボモータにおいて、トルクリップル(以下、ト
ルクリップルTlという)は、サーボモータのロータ磁
石と電気巻線との空間的位置関係であるロータ位相θ
と、電気巻線に流れる電流値Iとに依存するものとして
扱うことができ、この場合、トルクリップルTlをTl
(θ,I)として表すことができる。トルクコマンド制
御部6がない場合には、モータの発生するトルク値(以
下、トルクTmという)は図1の速度ループにおけるモ
ータ,機械系3の入力側のトルク値であって、前記トル
クリップルTl(θ,I)を用いると、以下の式(1)
で表すことができる。 Tm=Kt・Tc+Tl(θ,I) …(1) 一方、トルクTmに対して、本発明のサーボモータのト
ルクリップル補正方式を適用した場合には、トルクコマ
ンドTcはトルクコマンド制御部6によって補正されて
補正トルクコマンドTc’となり、トルクTmは次式
(2)で表される。 Tm=Kt・Tc’+Tl(θ,I) …(2) そして、この補正トルクコマンドTc’の持つトルクコ
マンド補正は、例えば次式(3)で示されるようにトル
クリップルTl(θ,I)を補償する補正項Aによって
表すことができる。 Tc’=Tc・(1+A) …(3) この場合、トルクTmは、 Tm=Kt・Tc・(1+A)+Tl(θ,I) …(4) =Kt・Tc+Kt・Tc・A+Tl(θ,I) …(5) となり、補正項Aによる補正によって式(5)中の第2
項目をKt・Tc・A+Tl(θ,I)=0として、ト
ルクリップルTl(θ,I)を補正することができる。
したがって、トルクコマンド制御部6は A=−Tl(θ,I)/Kt・Tc …(6) となるような補正項Aを形成することにより、トルクコ
マンドTcを補正して補正トルクコマンドTc’を出力
する。
In a position loop (not shown), the position deviation detected by subtracting the position detected by a position detector or the like from the position command, and the speed command vcmd is calculated by multiplying the position deviation by the position loop gain, and the speed loop is calculated. Sent. Then, in the speed loop shown in FIG. 1, the actual speed vfb detected by the speed detector or the like is subtracted from the speed command vcmd by the speed feedback to obtain the speed deviation, the speed deviation is integrated, and the integrated value is integrated gain. k1
A loop for forming a torque command (current command) Tc (hereinafter referred to as a torque command) is formed by adding values multiplied by. In a servo motor, torque ripple (hereinafter referred to as torque ripple Tl) is a rotor phase θ that is a spatial positional relationship between a rotor magnet of the servo motor and an electric winding.
And the current value I flowing in the electric winding, the torque ripple Tl can be treated as Tl.
It can be represented as (θ, I). When the torque command control unit 6 is not provided, the torque value generated by the motor (hereinafter referred to as torque Tm) is the torque value on the input side of the motor and mechanical system 3 in the speed loop of FIG. Using (θ, I), the following equation (1)
Can be expressed as Tm = Kt · Tc + Tl (θ, I) (1) On the other hand, when the torque ripple correction method of the servo motor of the present invention is applied to the torque Tm, the torque command Tc is corrected by the torque command control unit 6. Then, the corrected torque command Tc ′ is obtained, and the torque Tm is expressed by the following equation (2). Tm = Kt · Tc ′ + Tl (θ, I) (2) Then, the torque command correction of the correction torque command Tc ′ is, for example, the torque ripple Tl (θ, I) as shown in the following equation (3). Can be represented by a correction term A that compensates for Tc ′ = Tc · (1 + A) (3) In this case, the torque Tm is: Tm = Kt · Tc · (1 + A) + Tl (θ, I) (4) = Kt · Tc + Kt · Tc · A + Tl (θ, I) ) (5), the second term in the equation (5) is obtained by the correction by the correction term A
The torque ripple Tl (θ, I) can be corrected by setting the item as Kt · Tc · A + Tl (θ, I) = 0.
Therefore, the torque command control unit 6 corrects the torque command Tc by forming the correction term A such that A = −Tl (θ, I) / Kt · Tc (6), and the corrected torque command Tc ′ is obtained. Is output.

【0008】ここで、一般に電流値Iはトルクコマンド
Tcとおくことができるため、トルクコマンド制御部6
は、図2に示すブロック図によって表すことができ、ト
ルクコマンドTcとロータ位相θを変数として、補正ト
ルクコマンドTc’を得ることになる。次に、図1に示
す速度ループによるサーボモータのトルクリップル補正
の手順を図3の本発明のサーボモータのトルクリップル
補正のフローチャートを用いて説明する。なお、図3の
フローチャートでは、ステップSの符号に従って説明し
ている。はじめに、速度ループ補償器においてトルクコ
マンドTcを計算する(ステップS1)。この速度ルー
プ補償器における計算は、従来の速度ループにおける速
度ループ補償器における処理と同様であり、速度指令v
cmdと速度フィードバックvfbを入力して偏差を求
め、その偏差を積分した値に積分ゲインk1を乗じた値
と偏差に比例ゲインk2を乗じた値とを加算してトルク
コマンドTcを求める。
Here, since the current value I can generally be set as the torque command Tc, the torque command control unit 6
Can be represented by the block diagram shown in FIG. 2, and the corrected torque command Tc ′ is obtained with the torque command Tc and the rotor phase θ as variables. Next, the procedure of torque ripple correction of the servo motor by the speed loop shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 showing the torque ripple correction of the servo motor of the present invention. Note that the flowchart of FIG. 3 is described according to the reference numeral of step S. First, the torque command Tc is calculated in the speed loop compensator (step S1). The calculation in this speed loop compensator is similar to the processing in the speed loop compensator in the conventional speed loop, and the speed command v
The cmd and the velocity feedback vfb are input to obtain the deviation, and the torque command Tc is obtained by adding the value obtained by integrating the deviation by the integral gain k1 and the value obtained by multiplying the deviation by the proportional gain k2.

【0009】次に、ロータ位相θを取り込む(ステップ
S2)。このロータ位相θの取込みは、例えば、モータ
軸に取り付けたパルスコーダの値から求めることができ
る。前記ステップS1、及びステップS2の処理によっ
て、補正トルクコマンドTc’を求める変数であるトル
クコマンドTcとロータ位相θが求められることにな
る。そこで、ステップS3において、トルクコマンドT
cとロータ位相θを用いて補正項を求める。この補正項
は、例えば、前記式(6)の関係から求めることができ
る。次に、ステップS3で求めた補正項を用いて、補正
トルクコマンドTc’を計算する(ステップS4)。こ
の補正トルクコマンドTc’の計算は、例えば、前記式
(6)で表されるような演算により行うことができ、ト
ルクリップルTl(θ,I)を補償する前記式(3)で
示される補正トルクコマンドTc’を得ることができ
る。そして、前記ステップS4で求めた補正トルクコマ
ンドTc’を電流ループに渡し(ステップS5)、この
ステップS1からステップS5の処理を速度ループごと
に行ってモータ駆動を行う。したがって、本発明のトル
クリップル本発明方式では、速度ループごとにトルクリ
ップルを補償するような補正トルクコマンドを形成し、
この補正トルクコマンドによってトルクリップルそのも
のを抑制するようにサーボモータの駆動を制御すること
ができる。
Next, the rotor phase θ is fetched (step S2). The acquisition of the rotor phase θ can be obtained, for example, from the value of a pulse coder attached to the motor shaft. By the processes of steps S1 and S2, the torque command Tc and the rotor phase θ, which are variables for obtaining the correction torque command Tc ′, are obtained. Therefore, in step S3, the torque command T
A correction term is obtained using c and the rotor phase θ. This correction term can be obtained, for example, from the relationship of the equation (6). Next, the correction torque command Tc 'is calculated using the correction term obtained in step S3 (step S4). The calculation of the correction torque command Tc ′ can be performed by, for example, the calculation represented by the equation (6), and the correction represented by the equation (3) that compensates the torque ripple Tl (θ, I). The torque command Tc 'can be obtained. Then, the correction torque command Tc ′ obtained in step S4 is passed to the current loop (step S5), and the processing of steps S1 to S5 is performed for each speed loop to drive the motor. Therefore, in the torque ripple invention method of the present invention, a correction torque command for compensating the torque ripple is formed for each speed loop,
With this correction torque command, the drive of the servo motor can be controlled so as to suppress the torque ripple itself.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。 〔本発明を実施するためのサーボモータ制御系〕はじめ
に、本発明を実施するサーボモータ位置制御系について
説明する。図4は、本発明のサーボモータ制御方式を実
施する一実施例の機械のサーボモータ制御の要部ブロッ
ク図である。図中において、10は機械を制御する数値
制御装置等の制御装置、11は該制御装置10から出力
されるサーボモータへの各種指令等を受信し、デジタル
サーボ回路12のプロセッサに受け渡すための共有メモ
リ、12はデジタルサーボ回路であり、プロセッサ,R
OM,RAM等で構成され、プロセッサによってサーボ
モータ14の位置、速度,電流制御の処理を行うもので
ある。13はインバータ等で構成されるサーボアンプ、
14はサーボモータ、15はサーボモータ14の回転位
置及び速度を検出してデジタルサーボ回路12に位置・
速度をフィードバックする位置・速度検出器である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. [Servo Motor Control System for Implementing the Present Invention] First, a servo motor position control system for implementing the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram of a main part of servo motor control of a machine according to an embodiment for implementing the servo motor control method of the present invention. In the figure, 10 is a control device such as a numerical control device for controlling a machine, 11 is a device for receiving various commands and the like output from the control device 10 to a servo motor, and passing them to a processor of a digital servo circuit 12. Shared memory, 12 is a digital servo circuit, processor, R
It is composed of an OM, a RAM, etc., and performs processing of position, speed, and current control of the servomotor 14 by a processor. 13 is a servo amplifier including an inverter,
Reference numeral 14 is a servo motor, 15 is a rotational position and speed of the servo motor 14, and the position of the digital servo circuit 12 is detected.
A position / speed detector that feeds back the speed.

【0011】〔本発明のトルクリップル補正の実施例
1〕次に、本発明のトルクリップル補正の実施例1の構
成図について説明する。実施例1の構成図は、前記図1
に示した本発明のサーボモータのトルクリップル補正方
式を適用する、サーボモータの位置制御系の速度ループ
のブロック図と同様であるため、詳細な説明は省略す
る。図1において、速度ループ補正器1は、負帰還され
た速度フィードバックvfbと速度指令Vcmdを入力
としてトルクコマンドTcをトルクコマンド制御部6に
出力する。トルクコマンド制御部6はこのトルクコマン
ドTcを補正して補正トルクコマンドTc’を出力す
る。そして、補正トルクコマンドTc’はトルク定数2
によってトルクTmとした後、モータ,機械系3を介し
て再び速度ループ補正器1にフィードバックされて速度
ループが形成されている。なお、図1においては、速度
ループのみを示している。サーボモータにおいて、トル
クリップルTlは、サーボモータのロータ磁石と電気巻
線との空間的位置関係であるロータ位相θと、電気巻線
に流れる電流値Iとに依存し、Tl(θ,I)として表
すことができる。
First Embodiment of Torque Ripple Correction of the Present Invention Next, a configuration diagram of a first embodiment of torque ripple correction of the present invention will be described. The configuration diagram of the first embodiment is the same as that shown in FIG.
The detailed description is omitted because it is the same as the block diagram of the speed loop of the position control system of the servo motor to which the torque ripple correction method for the servo motor of the present invention shown in FIG. In FIG. 1, the speed loop compensator 1 outputs a negative feedback speed feedback vfb and a speed command Vcmd as inputs, and outputs a torque command Tc to the torque command control unit 6. The torque command control unit 6 corrects this torque command Tc and outputs a corrected torque command Tc '. Then, the correction torque command Tc ′ is the torque constant 2
After the torque is set to Tm by, the torque is fed back to the speed loop compensator 1 via the motor / mechanical system 3 to form a speed loop. In FIG. 1, only the speed loop is shown. In the servo motor, the torque ripple Tl depends on the rotor phase θ, which is the spatial positional relationship between the rotor magnet of the servo motor and the electric winding, and the current value I flowing through the electric winding, and Tl (θ, I) Can be expressed as

【0012】トルクコマンド制御部6がない場合には、
モータの発生するトルク値Tmは、速度ループ中のモー
タ,機械系3の入力側のトルク値であり、トルク定数2
の出力とトルクリップルTl(θ,I)の和として、以
下に示すように前記した式(1)によって表すことがで
きる。
If the torque command controller 6 is not provided,
The torque value Tm generated by the motor is the torque value on the input side of the motor and mechanical system 3 in the speed loop, and the torque constant 2
Can be represented by the above-mentioned equation (1) as the sum of the output of the above and the torque ripple Tl (θ, I).

【0013】 Tm=Kt・Tc+Tl(θ,I) …(1) ここで、一般に電流IとトルクコマンドTcはほぼ等し
くおけるため、前記式(1)のトルク値Tmは次式
(7),(8)によって表すことができる。 Tm=Kt・Tc+Tl(θ,Tc) …(7) =Kt・(Tc+Tl(θ,Tc)/Kt) =Kt・Tc(1+Tl(θ,Tc)/Kt・Tc) …(8) ここで、前記式(8)中の一部の項を、 Tl(θ,Tc)/Kt・Tc=α(θ,Tc) …(9) とすると、前記式(8)は次式(10)によって表され
る。 Tm=Kt・Tc(1+α(θ,Tc)) …(10) 上式(10)は、トルクリップルが加わったことによっ
て、トルク値Tm、あるいはトルク定数Ktがトルクリ
ップルのない場合と比較して(1+α(θ,Tc))倍
になっとものとみることができることを示しており、こ
のα(θ,Tc)はトルク定数の変化率と見ることがで
きる。
Tm = KtTc + Tl (θ, I) (1) Since the current I and the torque command Tc can generally be set substantially equal to each other, the torque value Tm of the above equation (1) can be calculated by the following equations (7), ( It can be represented by 8). Tm = Kt · Tc + Tl (θ, Tc) (7) = Kt · (Tc + Tl (θ, Tc) / Kt) = Kt · Tc (1 + Tl (θ, Tc) / Kt · Tc) (8) where Letting some of the terms in the equation (8) be Tl (θ, Tc) / Kt · Tc = α (θ, Tc) (9), the equation (8) is expressed by the following equation (10). To be done. Tm = Kt · Tc (1 + α (θ, Tc)) (10) The above expression (10) is compared with the case where the torque value Tm or the torque constant Kt has no torque ripple because the torque ripple is added. It is shown that it can be seen that the value becomes (1 + α (θ, Tc)) times, and this α (θ, Tc) can be regarded as the rate of change of the torque constant.

【0014】そこで、トルクコマンド制御部6におい
て、次式(11),(12)に示すように、速度ループ
補償器が発生するトルクコマンドTcを(1/(1+α
(θ,Tc)))倍、あるいは、(1−α(θ,T
c))倍することにより補正トルクコマンドTc’を得
ることができる。なお、αが充分小さい場合には、(1
+α(θ,Tc))=(1−α(θ,Tc))とするこ
とができる。 Tc’=Tc/(1+α(θ,Tc)) …(11) Tc’=Tc・(1−α(θ,Tc)) …(12) この補正トルクコマンドTc’を用いてトルク値Tmを
求めると、 Tm=Kt・Tc・(1/(1+α(θ,Tc)))・(1+α(θ,Tc)) =Kt・Tc となって、トルクリップルを補償することができる。
Therefore, in the torque command control unit 6, the torque command Tc generated by the speed loop compensator is expressed by (1 / (1 + α) as shown in the following equations (11) and (12).
(Θ, Tc)) times or (1-α (θ, T
The correction torque command Tc ′ can be obtained by multiplying c)). If α is sufficiently small, (1
+ Α (θ, Tc)) = (1−α (θ, Tc)). Tc ′ = Tc / (1 + α (θ, Tc)) (11) Tc ′ = Tc · (1-α (θ, Tc)) (12) The torque value Tm is calculated using this correction torque command Tc ′. Then, Tm = Kt · Tc · (1 / (1 + α (θ, Tc))) · (1 + α (θ, Tc)) = Kt · Tc, and the torque ripple can be compensated.

【0015】また、式(11)の補正トルクコマンドT
c’を、式(10)の関係を用いて書き換えると、トル
ク値Tmを用いて Tc’=Tc2 ・Kt/Tm …(13) =2Tc−Tm/Kt …(14) によって表すことができ、この補正トルクコマンドT
c’を用いてトルク値Tmを求める場合にも、同様にT
m=Kt・Tc・とり、トルクリップルの補償すること
ができる。
Further, the correction torque command T of the equation (11)
When c ′ is rewritten using the relationship of the equation (10), it can be expressed by using the torque value Tm as Tc ′ = Tc 2 · Kt / Tm (13) = 2Tc−Tm / Kt (14) , This correction torque command T
Similarly, when the torque value Tm is obtained using c ′, T
m = Kt · Tc · Torque ripple can be compensated.

【0016】なお、前記式(3)で表される補正項A
は、トルク定数の変化率αを用いる場合には、(−α/
(1+α))、あるいは(−α)であり、また、トルク
値Tmを用いる場合には、(Tc・Kt/Tm−1)、
あるいは(2Tc−Tm/Kt−1)である。本発明の
実施例1においては、トルクコマンド制御部6における
処理をテーブルの形態による補正項によって行うもので
あり、補正項をあらかじめテーブルの形態で保持してお
き、このテーブルからトルクコマンドTcとロータ位相
θを変数として読み出し、読み出した補正項によりトル
クコマンドTcを補正して補正トルクコマンドTc’を
形成する。
The correction term A expressed by the above equation (3)
When using the change rate α of the torque constant, (-α /
(1 + α)) or (−α), and when the torque value Tm is used, (Tc · Kt / Tm−1),
Alternatively, it is (2Tc-Tm / Kt-1). In the first embodiment of the present invention, the processing in the torque command control unit 6 is performed by the correction term in the form of a table, and the correction term is held in advance in the form of a table, and the torque command Tc and the rotor are stored from this table. The phase θ is read as a variable, and the torque command Tc is corrected by the read correction term to form a corrected torque command Tc ′.

【0017】次に、本発明の実施例1に用いるトルクコ
マンド制御部の構成を図5を用いて説明し、その作用を
図6,図7のフローチャートを用いて説明する。図5に
おいて、破線で囲まれる部分は、図1におけるトルクコ
マンド制御部6であり、トルクコマンドTcとロータ位
相θを変数として入力し、補正トルクコマンドTc’を
出力するものである。トルクコマンド制御部6は内部に
補正項を格納したテーブルを有し、トルクコマンドTc
とロータ位相θを変数として、補正項を出力する。図
6,図7のフローチャートはトルクコマンド制御部6の
みの工程を示しており、前記図3に示した速度ループご
との処理を示すフローチャート中において、ステップS
3とステップS4の工程を示している。なお、図6のフ
ローチャートはトルク定数の変化率αを用いる場合であ
り、図7のフローチャートはトルク値Tmを用いる場合
である。
Next, the configuration of the torque command controller used in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, and its operation will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 6 and 7. In FIG. 5, a portion surrounded by a broken line is the torque command control unit 6 in FIG. 1, which receives the torque command Tc and the rotor phase θ as variables and outputs the corrected torque command Tc ′. The torque command control unit 6 has a table in which the correction term is stored, and the torque command Tc
With the rotor phase θ as a variable, a correction term is output. The flowcharts of FIGS. 6 and 7 show the steps of only the torque command control unit 6, and in the flowchart showing the processing for each speed loop shown in FIG.
3 and step S4 are shown. The flowchart of FIG. 6 is for the case of using the rate of change α of the torque constant, and the flowchart of FIG. 7 is for the case of using the torque value Tm.

【0018】はじめに、図6のフローチャートに従っ
て、トルク定数の変化率αを用いてトルクコマンドを補
正する場合を説明する。前記したようにステップS1及
びステップS2で得たトルクコマンドTcとロータ位相
θを読み込んだ後(ステップS31)、このTcとθを
変数としてテーブルから対応するトルク定数の変化率α
(θ,Tc)を読み出して求める(ステップS32)。
したがって、テーブルにはあらかじめTcとθに対する
トルク定数の変化率α(θ,Tc)を求めて格納してお
く。そして、求めたトルク定数の変化率α(θ,Tc)
を用いて補正トルクコマンドTc’を演算により求め
る。この演算においては、前記した式(11),あるい
は式(12)を用いて行う。次に、図7のフローチャー
トに従って、トルク値Tmを用いてトルクコマンドを補
正する場合を説明する。前記したようにステップS1及
びステップS2で得たトルクコマンドTcとロータ位相
θを読み込んだ後(ステップS31)、このTcとθを
変数としてテーブルから対応するトルク値Tmを読み出
して求める(ステップS33)。したがって、テーブル
にはあらかじめTcとθに対するトルク値Tmを求めて
格納しておく。そして、求めたトルク値Tmを用いて補
正トルクコマンドTc’を演算により求める。この演算
においては、前記した式(13),あるいは式(14)
を用いて行う。なお、この場合式(13),式(14)
中のKtであるトルク定数をあらかじめ入力しておく。
First, the case where the torque command is corrected using the change rate α of the torque constant will be described with reference to the flowchart of FIG. After reading the torque command Tc and the rotor phase θ obtained in steps S1 and S2 as described above (step S31), the change rate α of the corresponding torque constant from the table using Tc and θ as variables.
(Θ, Tc) is read and obtained (step S32).
Therefore, the change rate α (θ, Tc) of the torque constant with respect to Tc and θ is calculated and stored in advance in the table. Then, the obtained rate of change of the torque constant α (θ, Tc)
The correction torque command Tc 'is calculated by using. This calculation is performed by using the above equation (11) or equation (12). Next, a case where the torque command is corrected using the torque value Tm will be described with reference to the flowchart of FIG. 7. As described above, after the torque command Tc and the rotor phase θ obtained in steps S1 and S2 are read (step S31), the corresponding torque value Tm is read from the table by using Tc and θ as variables (step S33). . Therefore, the torque value Tm for Tc and θ is obtained and stored in the table in advance. Then, the correction torque command Tc ′ is calculated by using the calculated torque value Tm. In this calculation, the above equation (13) or equation (14)
Using. In this case, equations (13) and (14)
The torque constant, which is Kt, is input in advance.

【0019】次に、本発明の実施例1に使用するトルク
リップル補正のテーブルの構成例について、図8に示す
構成図、図9,図10に示すトルクリップル補正のテー
ブル作成を説明する図を用いて説明する。図8のトルク
リップル補正のテーブルの構成図において、実線で示す
トルクコマンドTcとロータ位相θを入力変数として、
テーブルに格納しているトルク定数の変化率α(θ,T
c)あるいはトルク値Tmを読み出し、その値を前記式
(12)〜(14)に適用して補正トルクコマンドT
c’を求める。テーブルには、例えば、あるトルクコマ
ンドTcの値Tc1 ,Tc2 ,Tc3 ,・・・におい
て、それぞれロータ位相θを異ならせたθ1 ,θ2 ,θ
3 ,・・・に対してトルク定数の変化率α(θ,Tc)
をα11,α12,α13,・・・,α21,α22,α23,・・
・のように格納し、また、トルク値TmをTm11,Tm
12,Tm13,・・・,Tm21,Tm22,Tm23,・・・
のように格納しておく。このテーブルへの格納において
は、トルクコマンドTcとロータ位相θの値に対してあ
らかじめトルク定数の変化率α(θ,Tc)あるいはト
ルク値Tmを求めておき、その値をメモリ等の記憶させ
ることにより行うことができる。
Next, regarding the configuration example of the torque ripple correction table used in the first embodiment of the present invention, the configuration diagram shown in FIG. 8 and the diagrams for explaining the creation of the torque ripple correction table shown in FIG. 9 and FIG. It demonstrates using. In the configuration diagram of the torque ripple correction table in FIG. 8, the torque command Tc and the rotor phase θ shown by solid lines are used as input variables,
Rate of change of torque constant stored in the table α (θ, T
c) Alternatively, the torque value Tm is read out, and the value is applied to the equations (12) to (14) to correct torque command T.
Find c '. In the table, for example, θ 1 , θ 2 , and θ of different rotor phases θ are set for values Tc 1 , Tc 2 , Tc 3 , ... Of certain torque commands Tc.
Change rate of torque constant α (θ, Tc) for 3 , ...
Α 11 , α 12 , α 13 , ..., α 21 , α 22 , α 23 , ...
・ Stored as, and the torque value Tm is Tm 11 , Tm
12 , Tm 13 , ..., Tm 21 , Tm 22 , Tm 23 , ...
It stores like this. In the storage in this table, the rate of change of the torque constant α (θ, Tc) or the torque value Tm is previously obtained for the values of the torque command Tc and the rotor phase θ, and the value is stored in a memory or the like. Can be done by.

【0020】なお、このテーブルに格納する値として
は、トルク定数の変化率α(θ,Tc)あるいはトルク
値Tmの何れとすることもできる。次に、このトルクリ
ップル補正のテーブルの作成について説明する。トルク
リップル補正のテーブルの作成は、図9,及び図10の
ブロック図に示すように、速度ループ補償器の出力から
トルクコマンドTcを求め、パルスコーダの出力からロ
ータ位相θを求め(図中の実線)、一方、このときのト
ルク値Tmを求める(図中の破線)とともに、前記式
(10)の関係からトルク定数の変化率α(θ,Tc)
を求め、トルクコマンドTcとロータ位相θをアドレス
としてトルク定数の変化率α(θ,Tc)、あるいはト
ルク値Tmの値をメモリに記憶させてテーブルを作成す
ることができる。
The value stored in this table may be either the change rate α (θ, Tc) of the torque constant or the torque value Tm. Next, the creation of this torque ripple correction table will be described. The torque ripple correction table is created by obtaining the torque command Tc from the output of the speed loop compensator and the rotor phase θ from the output of the pulse coder as shown in the block diagrams of FIGS. 9 and 10 (solid line in the figure). ) On the other hand, the torque value Tm at this time is obtained (broken line in the figure), and the rate of change of the torque constant α (θ, Tc) is calculated from the relationship of the equation (10).
Then, the table can be created by storing the change rate α (θ, Tc) of the torque constant or the value of the torque value Tm in the memory using the torque command Tc and the rotor phase θ as addresses.

【0021】〔本発明のトルクリップル補正の実施例
2〕次に、本発明のトルクリップル補正の実施例2につ
いて説明する。本発明の実施例2の構成は前記実施例1
と同様であり、トルクコマンド制御部における補正トル
クコマンドTc’の算出の点で相違している。そこで、
以下では、トルクコマンド制御部における補正トルクコ
マンドTc’の算出についてのみ説明する。
Second Embodiment of Torque Ripple Correction of the Present Invention Next, a second embodiment of torque ripple correction of the present invention will be described. The configuration of the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment.
The difference is in the calculation of the correction torque command Tc ′ in the torque command control unit. Therefore,
Below, only the calculation of the correction torque command Tc ′ in the torque command control unit will be described.

【0022】本発明の実施例1においては、トルクコマ
ンド制御部6における処理において、補正項をテーブル
の形態で保持し、このテーブルからトルクコマンドTc
とロータ位相θを変数として読み出し、読み出した補正
項によりトルクコマンドTcを補正して補正トルクコマ
ンドTc’を形成するのに対して、本発明の実施例2に
おいては、トルクコマンド制御部6における処理におい
て、トルク定数αを求める演算式にトルクコマンドTc
とロータ位相θを変数として入力し、この演算式の計算
によってトルクコマンドTcを補正して補正トルクコマ
ンドTc’を形成するものである。
In the first embodiment of the present invention, in the processing in the torque command control unit 6, the correction term is held in the form of a table, and the torque command Tc is stored from this table.
And the rotor phase θ as variables, the torque command Tc is corrected by the read correction term to form the corrected torque command Tc ′, whereas in the second embodiment of the present invention, the processing in the torque command control unit 6 is performed. In the equation for calculating the torque constant α, the torque command Tc
And the rotor phase θ as variables, and the torque command Tc is corrected by the calculation of this arithmetic expression to form the corrected torque command Tc ′.

【0023】以下、本発明の実施例2に用いるトルクコ
マンド制御部の構成ブロックを図11を用いて説明し、
その作用を図12のフローチャートを用いて説明する。
図11において、破線で囲まれる部分は、図1における
トルクコマンド制御部6であり、トルクコマンドTcと
ロータ位相θを変数として入力し、補正項αを算出して
補正トルクコマンドTc’を出力するものである。トル
クコマンド制御部は内部にトルク定数の変化率の演算式
を有し、トルクコマンドTcとロータ位相θを変数とし
て演算式を算出し補正項を出力する。図12のフローチ
ャートはトルクコマンド制御部のみの工程を示してお
り、前記図3に示した速度ループごとの処理を示すフロ
ーチャート中において、ステップS3とステップS4の
工程を示している。はじめに、前記したようにステップ
S1及びステップS2で得たトルクコマンドTcとロー
タ位相θを読み込んだ後(ステップS31)、このTc
とθを変数としてトルク定数の変化率の演算式を計算し
て補正項を求める(ステップS33)。したがって、ト
ルクコマンド制御部はトルク定数の変化率α(θ,T
c)を演算式として所有している。そして、求めたトル
ク定数の変化率α(θ,Tc)を用いて補正トルクコマ
ンドTc’を演算により求める(ステップS41)。こ
の演算においては、前記した式(11),あるいは式
(12)を用いて行う。
The constituent blocks of the torque command controller used in the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
In FIG. 11, the portion surrounded by the broken line is the torque command control unit 6 in FIG. 1, which receives the torque command Tc and the rotor phase θ as variables, calculates the correction term α, and outputs the corrected torque command Tc ′. It is a thing. The torque command control unit internally has an arithmetic expression for the rate of change of the torque constant, calculates the arithmetic expression using the torque command Tc and the rotor phase θ as variables, and outputs the correction term. The flowchart of FIG. 12 shows only the steps of the torque command control unit, and shows steps S3 and S4 in the flowchart showing the processing for each speed loop shown in FIG. First, after reading the torque command Tc and the rotor phase θ obtained in steps S1 and S2 as described above (step S31), this Tc is read.
And θ are used as variables to calculate an arithmetic expression of the rate of change of the torque constant to obtain a correction term (step S33). Therefore, the torque command control unit controls the rate of change of the torque constant α (θ, T
owns c) as an arithmetic expression. Then, the correction torque command Tc ′ is calculated by using the calculated change rate α (θ, Tc) of the torque constant (step S41). This calculation is performed by using the above equation (11) or equation (12).

【0024】(本発明のトルクリップル補正の演算式
例)次に、前記したトルクリップル補正の演算式の例に
ついて説明する。トルクリップル補正に用いるトルク定
数の変化率αは、図13の説明図に示すように、一般に
正弦波として取り扱うことができ、次式(15)で表す
ことができる。 α(θ,Tc)=α(I)・cos(A・θ+ψ) …(15) ここで、α(I)はトルク定数変化率の波高値であり、
Aはトルク定数変化率のの周期を表しており、このα
(I)とAを定めることによって、式(15)で表され
るトルク定数の変化率αを決定することができる。以
下、トルクリップル補正の演算式について、トルク定数
変化率αを設定する例について示す。
(Example of Calculation Formula for Torque Ripple Correction of the Present Invention) Next, an example of the calculation formula for the above torque ripple correction will be described. The rate of change α of the torque constant used for torque ripple correction can be generally treated as a sine wave as shown in the explanatory diagram of FIG. 13, and can be expressed by the following equation (15). α (θ, Tc) = α (I) · cos (A · θ + ψ) (15) where α (I) is the peak value of the torque constant change rate,
A represents the period of the torque constant change rate, and α
By determining (I) and A, the rate of change α of the torque constant represented by the equation (15) can be determined. Hereinafter, an example of setting the torque constant change rate α will be described with respect to an arithmetic expression for torque ripple correction.

【0025】(演算式例1)トルクリップル補正の演算
式例1は、トルクリップルを測定し、そのリップル分の
波高値と電気角2π中に繰り返されるリップルの個数か
ら求める例である。図14は、トルクリップル補正の演
算式の例を説明する図であり、(a)ではモータの1回
転中に駆動電流が4周期分繰り返される場合を示してい
る。この場合、モータの1/4回転が電気角2πの関係
となっている。このとき、(b)に示すようなトルクリ
ップルか発生している場合には、波高値がα(I)のリ
ップルが電気角2πの間に6個発生していることにな
る。したがって、この場合には、前記式(15)中のA
は6となり、トルク定数変化率αは、 α(θ,Tc)=α(I)・cos(6・θ+ψ) …(15’) によって表される。
(Calculation Formula Example 1) A calculation formula example 1 for torque ripple correction is an example in which the torque ripple is measured and obtained from the peak value of the ripple and the number of ripples repeated in the electrical angle 2π. FIG. 14 is a diagram for explaining an example of a calculation formula for torque ripple correction, and FIG. 14A shows a case where the drive current is repeated for four cycles during one rotation of the motor. In this case, 1/4 rotation of the motor has an electrical angle of 2π. At this time, when the torque ripple as shown in (b) is generated, it means that six ripples having the peak value α (I) are generated within the electrical angle 2π. Therefore, in this case, A in the equation (15) is
Is 6, and the torque constant change rate α is represented by α (θ, Tc) = α (I) · cos (6 · θ + ψ) (15 ′).

【0026】(演算式例2)トルクリップル補正の演算
式例2は、トルクリップルを測定してトルクリップルを
周波数分析を行い、その周波数分析の結果から求める例
である。図15は、トルクリップルの周波数分析結果で
あり、モータの1回転中のリップル数nとその振幅αを
表している。振幅αは前記式(15)のα(I)とする
ことができ、また、モータの1回転中のリップル数n
は、そのリップル数nをモータの極数の1/2で除する
ことにより電気角2π中のリップル数Aとすることがで
きる。例えば、モータの1回転中のリップル数nが24
で、モータが8極の場合には、電気角2π中のリップル
数Aは(24/(8/2))=6となり、前記式(1
5’)と同様のトルク定数変化率αが定められる。この
演算式例2の場合には、トルクリップルの周波数分析結
果から得られる複数のリップルの中から、減少させたい
周期のトルクリップルを選択し、その周期のトルクリッ
プルについてトルク定数変化率αを定め、このトルク定
数変化率αによりトルクコマンド補正を行うことによ
り、選択したトルクリップルの抑制を行うことができ
る。
(Calculation Formula Example 2) A calculation formula example 2 for torque ripple correction is an example in which torque ripple is measured, frequency analysis is performed on the torque ripple, and the result is obtained from the frequency analysis. FIG. 15 is a frequency analysis result of the torque ripple, and shows the number of ripples n during one rotation of the motor and its amplitude α. The amplitude α can be set to α (I) in the above equation (15), and the number of ripples n during one rotation of the motor is n.
Can be obtained as the number of ripples A in the electrical angle 2π by dividing the number of ripples n by 1/2 of the number of poles of the motor. For example, the number of ripples n during one rotation of the motor is 24
When the motor has 8 poles, the number of ripples A in the electrical angle 2π is (24 / (8/2)) = 6, and the above equation (1)
The torque constant change rate α similar to that of 5 ′) is determined. In the case of this arithmetic expression example 2, the torque ripple of the cycle to be reduced is selected from a plurality of ripples obtained from the frequency analysis result of the torque ripple, and the torque constant change rate α is determined for the torque ripple of the cycle. By performing the torque command correction based on the torque constant change rate α, it is possible to suppress the selected torque ripple.

【0027】〔実例〕図16〜図19は実例を示してお
り、図16は本発明のトルクリップル補正を行わない場
合の送りむらをモータの1回転の間で示しており、図1
7は本発明のトルクリップル補正を行わない場合のリッ
プルの周波数分析結果を示している。また、図18は本
発明のトルクリップル補正を行った場合の送りむらをモ
ータの1回転の間で示しており、図19は本発明のトル
クリップル補正を行った場合のリップルの周波数分析結
果を示している。そして、図19において行ったトルク
リップル補正は、前記演算式例2を適応した例であり、
図17に示す周波数分析において振幅が最大となってい
る1回転当たり24の波数の周期リップルを選択し、該
リップルに対応したトルク定数変化率αを前記演算式例
2により求めたものである。その結果、図19に示すよ
うに1回転当たり24の波数の周期リップルの波高値は
減少し、また、図18に示すように送りむらの量を減少
させることができる。
[Examples] FIGS. 16 to 19 show examples, and FIG. 16 shows the feed unevenness when the torque ripple correction of the present invention is not performed during one rotation of the motor.
7 shows the result of ripple frequency analysis when the torque ripple correction of the present invention is not performed. Further, FIG. 18 shows the feed unevenness during one rotation of the motor when the torque ripple correction of the present invention is performed, and FIG. 19 shows the ripple frequency analysis result when the torque ripple correction of the present invention is performed. Shows. Then, the torque ripple correction performed in FIG. 19 is an example in which the above-described arithmetic expression example 2 is applied,
In the frequency analysis shown in FIG. 17, a periodic ripple having a wave number of 24 per rotation having the maximum amplitude is selected, and a torque constant change rate α corresponding to the ripple is obtained by the above-mentioned calculation expression example 2. As a result, as shown in FIG. 19, the peak value of the periodic ripple of 24 wave numbers per rotation can be reduced, and as shown in FIG. 18, the amount of uneven transmission can be reduced.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、速度ループ補正器のゲインを上げることなく、サー
ボモータのトルクリップルを補正することができる方式
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method capable of correcting the torque ripple of the servo motor without increasing the gain of the speed loop corrector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のサーボモータのトルクリップル補正方
式を適用するサーボモータの位置制御系の速度ループの
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a speed loop of a position control system of a servo motor to which a torque ripple correction method for a servo motor of the present invention is applied.

【図2】トルクコマンド制御部を説明するブロック図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a torque command control unit.

【図3】本発明のサーボモータのトルクリップル補正の
フローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of torque ripple correction of the servo motor of the present invention.

【図4】本発明のサーボモータ制御方式を実施する一実
施例の機械のサーボモータ制御の要部ブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram of a main part of servo motor control of a machine according to an embodiment that implements the servo motor control system of the present invention.

【図5】本発明の実施例1のトルクコマンド制御部のブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a torque command control unit according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明のサーボモータのトルクリップル補正の
実施例1のフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart of Embodiment 1 of torque ripple correction of the servo motor of the present invention.

【図7】本発明のサーボモータのトルクリップル補正の
実施例1の他のフローチャートである。
FIG. 7 is another flowchart of Embodiment 1 of torque ripple correction of the servo motor of the present invention.

【図8】本発明のトルクリップル補正のテーブル構成図
である。
FIG. 8 is a table configuration diagram of torque ripple correction of the present invention.

【図9】本発明のトルクリップル補正のテーブル作成を
説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining how to create a torque ripple correction table according to the present invention.

【図10】本発明のトルクリップル補正のテーブル作成
を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating the creation of a torque ripple correction table according to the present invention.

【図11】本発明の実施例2のトルクコマンド制御部の
ブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram of a torque command control unit according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明のサーボモータのトルクリップル補正
の実施例2のフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart of a torque ripple correction example 2 of the servo motor according to the present invention.

【図13】本発明のトルクリップル補正の演算式を説明
する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a calculation formula for torque ripple correction according to the present invention.

【図14】本発明のトルクリップル補正の演算式例1を
説明する図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining a calculation example 1 of the torque ripple correction of the present invention.

【図15】本発明のトルクリップル補正の演算式例2を
説明する図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining a calculation example 2 of the torque ripple correction of the present invention.

【図16】トルクリップル補正を行わない場合の送りむ
らの図である。
FIG. 16 is a diagram of uneven feed when torque ripple correction is not performed.

【図17】トルクリップル補正を行わない場合のリップ
ルの周波数分析結果図である。
FIG. 17 is a frequency analysis result diagram of ripples when torque ripple correction is not performed.

【図18】本発明のトルクリップル補正を行った場合の
送りむらの図である。
FIG. 18 is a diagram of uneven feed when torque ripple correction according to the present invention is performed.

【図19】本発明のトルクリップル補正を行った場合の
リップルの周波数分析結果図である。
FIG. 19 is a frequency analysis result diagram of ripples when the torque ripple correction of the present invention is performed.

【図20】従来のサーボモータの位置制御系の制御ルー
プを説明するブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a control loop of a conventional servo motor position control system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 速度ループ補償器 2 トルク定数 3 モータ,機械系 6 トルクコマンド制御部 Tc トルクコマンド Tc’ 補正トルクコマンド Tm 発生トルク θ ロータ位相 α トルク定数変化率 1 speed loop compensator 2 torque constant 3 motor, mechanical system 6 torque command control unit Tc torque command Tc 'correction torque command Tm generated torque θ rotor phase α torque constant change rate

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サーボモータの制御において、速度ルー
プ補正器を備えた速度ループ中に設けたトルクコマンド
制御部によってトルクコマンドを補正し、該トルクコマ
ンド補正によってサーボモータのトルクリップルを補正
する方式であって、前記トルクコマンド制御部によるト
ルクコマンド補正は、速度ループ補正器が発生するトル
クコマンドからトルクリップルによるトルク変化相当分
を補償することを特徴とするサーボモータのトルクリッ
プル補正方式。
1. In a servomotor control, a torque command control unit provided in a speed loop including a speed loop compensator corrects a torque command, and the torque command correction corrects a torque ripple of the servomotor. A torque ripple correction method for a servo motor characterized in that the torque command correction by the torque command controller compensates a torque change corresponding to a torque change due to a torque ripple from a torque command generated by a speed loop corrector.
【請求項2】 前記トルクコマンド制御部は、トルクリ
ップルに対応するトルク定数の変化率を求め、該トルク
定数の変化率によって定まる係数をトルクコマンドに乗
ずることによりトルクコマンドを補正する請求項1記載
のサーボモータのトルクリップル補正方式。
2. The torque command control unit obtains a rate of change of a torque constant corresponding to a torque ripple, and multiplies the torque command by a coefficient determined by the rate of change of the torque constant to correct the torque command. Torque ripple correction method for servo motors.
【請求項3】 前記トルク定数の変化率は、モータのロ
ータ位相とトルクコマンドを変数とするテーブルに格納
される請求項2記載のサーボモータのトルクリップル補
正方式。
3. The torque ripple correction method for a servo motor according to claim 2, wherein the rate of change of the torque constant is stored in a table having variables of a rotor phase of the motor and a torque command.
【請求項4】 前記トルク定数の変化率は、トルクリッ
プルの波高値と周期により定まる演算式により算出する
請求項2記載のサーボモータのトルクリップル補正方
式。
4. The torque ripple correction method for a servo motor according to claim 2, wherein the rate of change of the torque constant is calculated by an arithmetic expression determined by a peak value and a cycle of the torque ripple.
【請求項5】 前記トルクコマンド制御部は、トルクリ
ップルに対応する発生トルクを求め、該発生トルクによ
りトルクコマンドを補正する請求項1記載のサーボモー
タのトルクリップル補正方式。
5. The torque ripple correction method for a servomotor according to claim 1, wherein the torque command control unit obtains a generated torque corresponding to the torque ripple and corrects the torque command based on the generated torque.
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