JPH08331880A - モータ駆動装置 - Google Patents
モータ駆動装置Info
- Publication number
- JPH08331880A JPH08331880A JP7136482A JP13648295A JPH08331880A JP H08331880 A JPH08331880 A JP H08331880A JP 7136482 A JP7136482 A JP 7136482A JP 13648295 A JP13648295 A JP 13648295A JP H08331880 A JPH08331880 A JP H08331880A
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- JP
- Japan
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- motor
- inertia
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はより正確なイナーシャ測定値を得る
ことを目的としたモータ駆動装置に関する。 【構成】 モータ固有のトルク定数（Ｋｔ）１５および
イナーシャ（Ｊ）１６で表されるモータと、位置指令を
生成する位置指令生成部１１と、位置指令にモータおよ
び負荷を追従させるよう構成されたゲイン（Ｋｐ）１２
・ゲイン（Ｋｖ）１３・電流制御器（Ｋｉ）１４などの
位置制御手段と、モータ動作時の角加速度１１ｂおよび
モータ電流指令１３ａよりイナーシャ（Ｊ）１６の算出
を行うイナーシャ測定部１８から構成されており、イナ
ーシャ測定動作の開始位置をモータ電気角の３６０゜／
ｎ（ｎは偶数）だけずらしながらｎ回の測定を行い、そ
の平均をとることで精度のよいイナーシャ測定値が得ら
れる。
ことを目的としたモータ駆動装置に関する。 【構成】 モータ固有のトルク定数（Ｋｔ）１５および
イナーシャ（Ｊ）１６で表されるモータと、位置指令を
生成する位置指令生成部１１と、位置指令にモータおよ
び負荷を追従させるよう構成されたゲイン（Ｋｐ）１２
・ゲイン（Ｋｖ）１３・電流制御器（Ｋｉ）１４などの
位置制御手段と、モータ動作時の角加速度１１ｂおよび
モータ電流指令１３ａよりイナーシャ（Ｊ）１６の算出
を行うイナーシャ測定部１８から構成されており、イナ
ーシャ測定動作の開始位置をモータ電気角の３６０゜／
ｎ（ｎは偶数）だけずらしながらｎ回の測定を行い、そ
の平均をとることで精度のよいイナーシャ測定値が得ら
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータなどのモ
ータとモータに接続される負荷のイナーシャを測定する
にあたって、モータやモータ駆動装置の性質上発生する
外乱要素の影響をおさえ、より正確なイナーシャ測定値
を得ることを目的としたモータ駆動装置に関するもので
ある。
ータとモータに接続される負荷のイナーシャを測定する
にあたって、モータやモータ駆動装置の性質上発生する
外乱要素の影響をおさえ、より正確なイナーシャ測定値
を得ることを目的としたモータ駆動装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】モータに接続される負荷のイナーシャを
知ることは、モータおよびモータ駆動装置の調整におい
て重要なことである。しかし接続される機械は複雑な形
状であることが多く、その負荷イナーシャを計算により
求めることは一般に困難である。そのため負荷イナーシ
ャを測定する機能をモータ駆動装置に組み込む要求が従
来よりあった。
知ることは、モータおよびモータ駆動装置の調整におい
て重要なことである。しかし接続される機械は複雑な形
状であることが多く、その負荷イナーシャを計算により
求めることは一般に困難である。そのため負荷イナーシ
ャを測定する機能をモータ駆動装置に組み込む要求が従
来よりあった。
【０００３】そのような要求に対する技術の従来例とし
て、特開平５−３４６３５９の負荷イナーシャ測定装置
があげられる。
て、特開平５−３４６３５９の負荷イナーシャ測定装置
があげられる。
【０００４】以下に従来のモータ駆動装置について説明
する。図３において、モータが一定の角加速度で正転・
逆転を繰り返すような位置指令３１を、加速度指令３３
を２回積分することで生成する。位置制御機能を有する
モータ駆動装置に位置指令３１を与えモータを駆動した
際のモータ発生トルクは加速度指令３３に比例し、その
比はモータおよび接続された負荷のイナーシャ値とな
る。モータ発生トルクはモータに流れる電流３４に比例
し、その比はトルク定数と呼ばれるモータ固有の値をと
る。
する。図３において、モータが一定の角加速度で正転・
逆転を繰り返すような位置指令３１を、加速度指令３３
を２回積分することで生成する。位置制御機能を有する
モータ駆動装置に位置指令３１を与えモータを駆動した
際のモータ発生トルクは加速度指令３３に比例し、その
比はモータおよび接続された負荷のイナーシャ値とな
る。モータ発生トルクはモータに流れる電流３４に比例
し、その比はトルク定数と呼ばれるモータ固有の値をと
る。
【０００５】角加速度は位置指令３１生成時に加速度指
令３３で指定する既知の値であり、モータ発生トルクは
モータ電流値３４をあらかじめモータごとに測定された
トルク定数で割ることで算出できる。したがってイナー
シャ値は（数１）のような割り算で導出することができ
る。
令３３で指定する既知の値であり、モータ発生トルクは
モータ電流値３４をあらかじめモータごとに測定された
トルク定数で割ることで算出できる。したがってイナー
シャ値は（数１）のような割り算で導出することができ
る。
【０００６】
【数１】
【０００７】従来の特開平５−３４６３５９の負荷イナ
ーシャ測定装置では摩擦トルク・偏加重の影響を打ち消
し、イナーシャによる慣性に逆らって動かすためのトル
クのみを検出するため、モータ電流値として正の加速時
の電流値である３５，３８の積分値より負の加速時の電
流値である３６，３７の積分値を減じたものを時間で割
った平均値を用いてイナーシャ値を導出している。また
トルクむらの影響を相殺するため、位置指令３１の振幅
３９をモータの機械角で３６０度の整数倍としている。
ーシャ測定装置では摩擦トルク・偏加重の影響を打ち消
し、イナーシャによる慣性に逆らって動かすためのトル
クのみを検出するため、モータ電流値として正の加速時
の電流値である３５，３８の積分値より負の加速時の電
流値である３６，３７の積分値を減じたものを時間で割
った平均値を用いてイナーシャ値を導出している。また
トルクむらの影響を相殺するため、位置指令３１の振幅
３９をモータの機械角で３６０度の整数倍としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法でイナーシャ値を測定すると、イナーシャ測定動
作を開始する位置により測定結果が変化することがわか
った。この原因を図４を用いて説明する。
の方法でイナーシャ値を測定すると、イナーシャ測定動
作を開始する位置により測定結果が変化することがわか
った。この原因を図４を用いて説明する。
【０００９】実際のモータ電流値を測定すると図４に示
される実際のモータ電流４１のようになる。これは前記
図３のモータ電流３４に相当する理想状態でのモータ電
流４２に、外乱トルクの影響を打ち消すトルクを発生さ
せるモータ電流３４が重畳するためである。この初期位
相０°での誤差電流４３は振幅をＡ、モータの電気角を
θ、初期位相をφとすると（数２）で表される。
される実際のモータ電流４１のようになる。これは前記
図３のモータ電流３４に相当する理想状態でのモータ電
流４２に、外乱トルクの影響を打ち消すトルクを発生さ
せるモータ電流３４が重畳するためである。この初期位
相０°での誤差電流４３は振幅をＡ、モータの電気角を
θ、初期位相をφとすると（数２）で表される。
【００１０】
【数２】
【００１１】４３はφ＝０°の場合の例である。モータ
電流検出値に４３のような誤差電流が加わった場合、前
記の方法でのモータ電流の平均値には、図３での３５，
３８の積分値を足す際に４４，４７の積分値、３６，３
７の積分値を引く際に４５，４６の積分値が誤差として
加わる。ここで４４，４５，４６，４７の積分値は符号
が正・負・負・正と異なるが絶対値は同じであるため、
４４の積分値の４倍だけ誤差が生ずる。
電流検出値に４３のような誤差電流が加わった場合、前
記の方法でのモータ電流の平均値には、図３での３５，
３８の積分値を足す際に４４，４７の積分値、３６，３
７の積分値を引く際に４５，４６の積分値が誤差として
加わる。ここで４４，４５，４６，４７の積分値は符号
が正・負・負・正と異なるが絶対値は同じであるため、
４４の積分値の４倍だけ誤差が生ずる。
【００１２】ここでたとえば初期位相φ＝１８０°の場
合の誤差電流４８を考えると、４４の積分値にあたる値
４９が絶対値は同じで符号が逆の値となる。よって初期
位相φの値によって誤差電流の分だけイナーシャ測定値
が異なる。すなわち冒頭で述べた動作開始位置により測
定結果が異なるという現象が発生するのである。
合の誤差電流４８を考えると、４４の積分値にあたる値
４９が絶対値は同じで符号が逆の値となる。よって初期
位相φの値によって誤差電流の分だけイナーシャ測定値
が異なる。すなわち冒頭で述べた動作開始位置により測
定結果が異なるという現象が発生するのである。
【００１３】ちなみに（数２）のような波形を生ずる要
因としては、モータのコギングトルクによるもの、電流
検出時における検出器のオフセットによるものなどがあ
げられる。
因としては、モータのコギングトルクによるもの、電流
検出時における検出器のオフセットによるものなどがあ
げられる。
【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、より精度のよいイナーシャ測定を可能とするモータ
駆動装置を提供することを目的としている。
で、より精度のよいイナーシャ測定を可能とするモータ
駆動装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のモータ駆動装置は、図３に示されるイナーシ
ャ測定動作を開始するモータ位置をモータ電気角の３６
０°／ｎ（ｎは偶数）ずつずらしてｎ回の測定動作を行
い、その平均値をとることを行っている。
に本発明のモータ駆動装置は、図３に示されるイナーシ
ャ測定動作を開始するモータ位置をモータ電気角の３６
０°／ｎ（ｎは偶数）ずつずらしてｎ回の測定動作を行
い、その平均値をとることを行っている。
【００１６】
【作用】この構成により、例としてｎ＝２の場合を示す
と、測定動作を開始するモータ位置をモータの電気角で
１８０°ずらし、２回の測定の平均値をとることにな
る。この場合２回の測定時の誤差電流は図４の４３と４
８のように絶対値が同じで符号が逆の値をとる。この２
回の測定の平均をとることで誤差電流による測定値の誤
差を打ち消すことができる。
と、測定動作を開始するモータ位置をモータの電気角で
１８０°ずらし、２回の測定の平均値をとることにな
る。この場合２回の測定時の誤差電流は図４の４３と４
８のように絶対値が同じで符号が逆の値をとる。この２
回の測定の平均をとることで誤差電流による測定値の誤
差を打ち消すことができる。
【００１７】ｎ＝４・６・・・の場合も同様に、互いに
１８０°ずれた位置の測定結果の組が誤差電流の影響を
打ち消しあい、回数が増えるほどばらつきがおさえられ
るため、より正確なイナーシャ測定値を得ることができ
る。
１８０°ずれた位置の測定結果の組が誤差電流の影響を
打ち消しあい、回数が増えるほどばらつきがおさえられ
るため、より正確なイナーシャ測定値を得ることができ
る。
【００１８】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１９】図１において、位置指令生成部１１は図２
で後述するような位置指令１１ａを生成する。この位置
指令１１ａとモータ位置１７ａの差をとりゲイン（Ｋ
ｐ）１２を掛け速度指令１２ａとする。速度指令１２ａ
とモータ速度１６ａの差をとりゲイン（Ｋｖ）１３を掛
け電流指令１３ａとする。電流指令１３ａは電流制御器
（Ｋｉ）１４でモータ電流１４ａに変換され、モータ固
有のトルク定数（Ｋｔ）１５の比でトルク１５ａに変換
される。このトルク１５ａによりモータおよび負荷はイ
ナーシャ（Ｊ）および積分器１６に応じて回転し、モー
タ速度１６ａ，モータ位置１７ａが検出される。
で後述するような位置指令１１ａを生成する。この位置
指令１１ａとモータ位置１７ａの差をとりゲイン（Ｋ
ｐ）１２を掛け速度指令１２ａとする。速度指令１２ａ
とモータ速度１６ａの差をとりゲイン（Ｋｖ）１３を掛
け電流指令１３ａとする。電流指令１３ａは電流制御器
（Ｋｉ）１４でモータ電流１４ａに変換され、モータ固
有のトルク定数（Ｋｔ）１５の比でトルク１５ａに変換
される。このトルク１５ａによりモータおよび負荷はイ
ナーシャ（Ｊ）および積分器１６に応じて回転し、モー
タ速度１６ａ，モータ位置１７ａが検出される。
【００２０】以上の構成でモータの位置制御を行いつ
つ、イナーシャ測定部１８ではモータの角加速度１１ｂ
とモータ電流指令１３ａを随時受け取る。１１による測
定動作が完了すると、イナーシャ測定部１８はイナーシ
ャ測定値を（数１）より算出し、測定値１８ａとして出
力する。
つ、イナーシャ測定部１８ではモータの角加速度１１ｂ
とモータ電流指令１３ａを随時受け取る。１１による測
定動作が完了すると、イナーシャ測定部１８はイナーシ
ャ測定値を（数１）より算出し、測定値１８ａとして出
力する。
【００２１】位置指令１１ａは図３で示すような位置指
令３１と、電気角の３６０°／ｎだけモータを移動させ
る位置指令を繰り返すように生成する。一例として図２
をあげる。１回目のイナーシャ測定動作２１ａを行った
後、電気角の３６０°／ｎだけ負の方向にシフトさせる
指令２１ｂを生成する。同様に２回目のイナーシャ測定
動作２２ａとシフト指令２２ｂ、以下ｎ回目のイナーシ
ャ測定動作２３ａとシフト指令２３ｂまでを生成した
後、１回目の動作開始位置まで復帰する動作指令２４を
生成する。
令３１と、電気角の３６０°／ｎだけモータを移動させ
る位置指令を繰り返すように生成する。一例として図２
をあげる。１回目のイナーシャ測定動作２１ａを行った
後、電気角の３６０°／ｎだけ負の方向にシフトさせる
指令２１ｂを生成する。同様に２回目のイナーシャ測定
動作２２ａとシフト指令２２ｂ、以下ｎ回目のイナーシ
ャ測定動作２３ａとシフト指令２３ｂまでを生成した
後、１回目の動作開始位置まで復帰する動作指令２４を
生成する。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、イナーシャ測定
時の外乱トルクによる誤差電流の影響を打ち消し、より
精度のよいイナーシャ測定を実現できるものである。
時の外乱トルクによる誤差電流の影響を打ち消し、より
精度のよいイナーシャ測定を実現できるものである。
【図１】本発明の一実施例におけるモータ駆動装置の構
成図
成図
【図２】本発明の一実施例におけるモータ駆動装置の動
作説明図
作説明図
【図３】従来のモータ駆動装置の動作説明図
【図４】従来例における実行時の実際のトルク波形を示
す図
す図
１１ 位置指令生成部 １１ａ，３１ 位置指令 １１ｂ 角加速度 １２ ゲイン（Ｋｐ） １２ａ，３２ 速度指令 １３ ゲイン（Ｋｖ） １３ａ 電流指令 １４ 電流制御器（Ｋｉ） １４ａ，３４ モータ電流 １５ トルク定数（Ｋｔ） １５ａ トルク １６ ロータおよび負荷のイナーシャ（Ｊ）および積分
器 １６ａ モータ速度 １７ 積分器 １７ａ モータ位置 １８ イナーシャ測定部 １８ａ 測定値 ２１ １回目のイナーシャ測定動作指令およびシフト指
令 ２１ａ １回目のイナーシャ測定動作 ２１ｂ １回目のシフト指令 ２２ ２回目のイナーシャ測定動作指令およびシフト指
令 ２２ａ ２回目のイナーシャ測定動作 ２２ｂ ２回目のシフト指令 ２３ ｎ回目のイナーシャ測定動作指令およびシフト指
令 ２３ａ ｎ回目のイナーシャ測定動作 ２３ｂ ｎ回目のシフト指令 ２４ 動作開始位置への復帰動作指令 ３３ 加速度指令 ３５，３６，３７，３８ モータ電流の区間ごとの積分
値 ３９ 位置指令振幅 ４１ 実際のモータ電流 ４２ 理想状態でのモータ電流 ４３ 初期位相０°での誤差電流 ４４，４５，４６，４７ 誤差電流の区間ごとの積分値 ４８ 初期位相１８０°での誤差電流 ４９ 誤差電流４８の４４にあたる積分値
器 １６ａ モータ速度 １７ 積分器 １７ａ モータ位置 １８ イナーシャ測定部 １８ａ 測定値 ２１ １回目のイナーシャ測定動作指令およびシフト指
令 ２１ａ １回目のイナーシャ測定動作 ２１ｂ １回目のシフト指令 ２２ ２回目のイナーシャ測定動作指令およびシフト指
令 ２２ａ ２回目のイナーシャ測定動作 ２２ｂ ２回目のシフト指令 ２３ ｎ回目のイナーシャ測定動作指令およびシフト指
令 ２３ａ ｎ回目のイナーシャ測定動作 ２３ｂ ｎ回目のシフト指令 ２４ 動作開始位置への復帰動作指令 ３３ 加速度指令 ３５，３６，３７，３８ モータ電流の区間ごとの積分
値 ３９ 位置指令振幅 ４１ 実際のモータ電流 ４２ 理想状態でのモータ電流 ４３ 初期位相０°での誤差電流 ４４，４５，４６，４７ 誤差電流の区間ごとの積分値 ４８ 初期位相１８０°での誤差電流 ４９ 誤差電流４８の４４にあたる積分値
Claims (1)
- 【請求項１】モータおよび負荷を一定の角加速度で加速
させるようモータの角度を制御する機能と、モータに流
れる電流を測定する機能を備え、前記角加速度と前記モ
ータ電流の比からモータおよび負荷のイナーシャを測定
する機能を持つモータ駆動装置において、モータの加速
を開始する角度をモータの電気角で３６０°／ｎ（ｎは
偶数）ずつずらして、前記のイナーシャ測定動作をｎ回
行いその平均をとる機能を持つモータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136482A JPH08331880A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | モータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136482A JPH08331880A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | モータ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08331880A true JPH08331880A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15176181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7136482A Pending JPH08331880A (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | モータ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08331880A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005172788A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-30 | Yaskawa Electric Corp | モータの負荷慣性モーメント推定方法 |
| JP2010011680A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Yamaha Motor Co Ltd | 負荷同定方法およびロボットの制御システム |
| JP2010148178A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Fanuc Ltd | イナーシャ推定を行う制御装置及び制御システム |
-
1995
- 1995-06-02 JP JP7136482A patent/JPH08331880A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005172788A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-30 | Yaskawa Electric Corp | モータの負荷慣性モーメント推定方法 |
| JP2010011680A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Yamaha Motor Co Ltd | 負荷同定方法およびロボットの制御システム |
| JP2010148178A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Fanuc Ltd | イナーシャ推定を行う制御装置及び制御システム |
| JP4565034B2 (ja) * | 2008-12-16 | 2010-10-20 | ファナック株式会社 | イナーシャ推定を行う制御装置及び制御システム |
| US7902780B2 (en) | 2008-12-16 | 2011-03-08 | Fanuc Ltd | Inertia estimating controller and control system |
| DE102009058443B4 (de) * | 2008-12-16 | 2013-08-08 | Fanuc Corporation | Trägheitsschätzsteuerungseinrichtung und Steuerungssystem |
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