JPWO2007046257A1 - モータ制御装置及び方法及びプログラム記憶媒体 - Google Patents
モータ制御装置及び方法及びプログラム記憶媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2007046257A1 JPWO2007046257A1 JP2007501637A JP2007501637A JPWO2007046257A1 JP WO2007046257 A1 JPWO2007046257 A1 JP WO2007046257A1 JP 2007501637 A JP2007501637 A JP 2007501637A JP 2007501637 A JP2007501637 A JP 2007501637A JP WO2007046257 A1 JPWO2007046257 A1 JP WO2007046257A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- command
- motor
- allowable
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/27—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device
- G05B19/31—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for continuous-path control
- G05B19/311—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
- G05B19/315—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an absolute digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with current or torque feedback only
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41233—Feedforward simulation filter, with model
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41381—Torque disturbance observer to estimate inertia
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
イナーシャの同定において、加速度を可能な限り高く保ちながら、対象とする装置の可動範囲、速度、加速度の制限内で速度指令の形状を決定するモータ制御装置及び方法を提供する。位置指令とモータ位置により速度指令を生成する位置制御部と、速度指令とモ−タ速度によりトルク指令を生成する速度制御部と、トルク指令からモータ電流を生成するモータ駆動部とで構成されるモータ制御装置において、速度指令とモデル速度によりモデルトルク指令を生成するモデル制御部と、所定の位置指令から、モータのトルク指令を所定の区間で時間積分したモータトルク指令積分値とモデルトルク指令を所定の区間で時間積分したモデルトルク指令積分値との比によりイナーシャを同定するイナーシャ同定部とを備え、対象となる機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度、動作時間の制約の条件に応じて同定動作時の指令形状を自動的に生成する指令形状作成部を備えたものである。
Description
本発明は、ロボットや工作機械等の制御装置において、特にイナーシャを同定するモータ制御装置及び方法に関する。
図３は従来のモータ制御装置の制御構成を示す。２１はモータ制御部、２２はモデル制御部、２３は速度制御比例ゲイン、２４は微分器、２５は積分器、２６はモデル制御部の速度制御比例ゲイン、２７はモデル制御部のイナーシャを表す積分器、２８は積分器である。また、Ｖｒｅｆは速度指令、Ｖｆｂはモータ速度、Ｔｒｅｆはトルク指令、ＳＴｒｅｆはトルク指令時間積分値、Ｖｆｂ’はモデル速度、ＳＴｒｅｆ’はモデルトルク指令時間積分値である。従来のモータ制御装置では、モータ速度を制御するモータ制御部とモデルにより速度制御をシミュレーションするモデル制御部を備え、所定の速度パターンで動作させた時の速度制御部のトルク指令を時間積分した値ＳＴｒｅｆとモデル制御部のトルク指令を時間積分したＳＴｒｅｆ’との比によりイナーシャを同定している(特許文献１参照)。
また、制御対象を所定のパターンで加減速する速度パターンを発生する速度指令信号発生部と、この速度指令信号発生部から発生された速度パターンに基づいて制御対象を加減速させて、制御対象の位置を制御する位置制御部および制御対象の速度を制御する速度制御部と、制御対象の現在位置を観測するエンコーダよりなる観測装置とを備える。
図４において、ステップ４−１は負荷イナーシャを指令速度Vmaxまで加速するステップである。ステップ４−２は指令速度Ｖが設定指令速度Vnに達しているかいるか否かを判断するステップである。設定指令速度Vnは最大指令速度Vmaxの５０％以上にする必要があるが、好適には７０％程度が望ましい。ステップ４−３は指令速度Ｖが設定指令速度Vnに達した場合、Vn時の偏差を算出するステップである。ステップ４−４は指令速度Ｖが最大指令速度Vmaxに達したか否かを判断するステップである。ステップ４−５は指令速度Ｖが最大指令速度Vmaxに達した場合、停止(指令速度=0)まで減速するステップである。ステップ４−６は実速度が零になったかどうかを判断するステップである。ステップ４−７は偏差から負荷イナーシャを同定するステップである。
このように図４の手順に従い、速度指令信号発生部から発生された指令速度が予め設定した所定の速度となった時点の制御対象の指令位置と観測装置が観測した現在位置との位置偏差に基づいて、制御対象の負荷イナーシャを同定するものもある。（特許文献２参照）。
国際公開第９６/３７０３９号パンフレット（６頁、図１）
日本国特許第３５０９４１３号（１２頁、図５）
また、制御対象を所定のパターンで加減速する速度パターンを発生する速度指令信号発生部と、この速度指令信号発生部から発生された速度パターンに基づいて制御対象を加減速させて、制御対象の位置を制御する位置制御部および制御対象の速度を制御する速度制御部と、制御対象の現在位置を観測するエンコーダよりなる観測装置とを備える。
図４において、ステップ４−１は負荷イナーシャを指令速度Vmaxまで加速するステップである。ステップ４−２は指令速度Ｖが設定指令速度Vnに達しているかいるか否かを判断するステップである。設定指令速度Vnは最大指令速度Vmaxの５０％以上にする必要があるが、好適には７０％程度が望ましい。ステップ４−３は指令速度Ｖが設定指令速度Vnに達した場合、Vn時の偏差を算出するステップである。ステップ４−４は指令速度Ｖが最大指令速度Vmaxに達したか否かを判断するステップである。ステップ４−５は指令速度Ｖが最大指令速度Vmaxに達した場合、停止(指令速度=0)まで減速するステップである。ステップ４−６は実速度が零になったかどうかを判断するステップである。ステップ４−７は偏差から負荷イナーシャを同定するステップである。
このように図４の手順に従い、速度指令信号発生部から発生された指令速度が予め設定した所定の速度となった時点の制御対象の指令位置と観測装置が観測した現在位置との位置偏差に基づいて、制御対象の負荷イナーシャを同定するものもある。（特許文献２参照）。
従来のイナーシャを同定する制御定数調整装置では、速度指令のパターン形状により同定精度が変化する。そのため試行錯誤で速度指令パターンを決定しなければならなかった。また、このようにして決めた所定の速度パターンを使用するため、設置された機械の可動範囲、速度、加速度の制限によっては同定動作できないという問題があった。また、特許文献２の例では、予め移動距離が予測できないという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、イナーシャ同定の手法上重要となる加速度を可能な限り高く保ちながら、対象とする装置の可動範囲、速度、加速度の制限内で速度指令の形状を決定するモータ制御装置及び方法を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
位置指令とモータ位置により速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令とモ−タ速度によりトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令からモータ電流を生成するモータ駆動部とで構成されるモータ制御装置において、前記速度指令とモデルの速度によりモデルトルク指令を生成するモデル制御部と、所定の位置指令から、前記モータのトルク指令を所定の区間で時間積分したモータトルク指令積分値と前記モデルトルク指令を所定の区間で時間積分したモデルトルク指令積分値との比によりイナーシャを同定するイナーシャ同定部とを備え、対象となる機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度、動作時間の制約の条件に応じて同定動作時の指令形状を自動的に生成する指令形状作成部を備えたことを特徴とする。
位置指令とモータ位置により速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令とモ−タ速度によりトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令からモータ電流を生成するモータ駆動部とで構成されるモータ制御装置において、前記速度指令とモデルの速度によりモデルトルク指令を生成するモデル制御部と、所定の位置指令から、前記モータのトルク指令を所定の区間で時間積分したモータトルク指令積分値と前記モデルトルク指令を所定の区間で時間積分したモデルトルク指令積分値との比によりイナーシャを同定するイナーシャ同定部とを備え、対象となる機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度、動作時間の制約の条件に応じて同定動作時の指令形状を自動的に生成する指令形状作成部を備えたことを特徴とする。
また、請求項１において前記位置指令を微分して速度フィードフォワード指令を生成する速度フィードフォワード指令生成部を設け、前記モデル制御部は、前記速度フィードフォワード指令と前記モデル速度によりモデルトルク指令を生成することを特徴とする。
また、請求項１において前記指令形状作成部は、前記対象となる機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度と、前記モータの可動距離の制限、許容速度、許容加速度の各々小さい値を可動距離の制限、許容速度、許容加速度の条件としたことを特徴とする。
また、請求項３において前記指令形状作成部は、台形型の速度指令とし加速区間、一定速度区間、減速区間の比率を固定することで、前記指令形状を一意に算出することを特徴とする。
また、請求項１において前記指令形状作成部は、前記対象となる機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度と、前記モータの可動距離の制限、許容速度、許容加速度の各々小さい値を可動距離の制限、許容速度、許容加速度の条件としたことを特徴とする。
また、請求項３において前記指令形状作成部は、台形型の速度指令とし加速区間、一定速度区間、減速区間の比率を固定することで、前記指令形状を一意に算出することを特徴とする。
また、請求項４において前記加速区間、一定速度区間、減速区間の比率をそれぞれ加速区間を１、一定速度区間を２、減速区間を１の比とし、
可動距離の制限値Pmax、許容速度値Vmax、許容加速度値Amax、許容動作時間Tmaxを設定し、速度指令Ｖを（１）式で算出し、
V=4Amax/Tmax ・・・（１）
算出した速度指令Ｖと前記許容速度Vmaxを比較し、小さい値を速度指令Ｖとし、移動距離Ｐを（２）式で算出し、
P=3V2/Amax ・・・（２）
算出されたＰを前記Pmaxと比較し、小さい方を新たな移動距離Ｐとするものである。
可動距離の制限値Pmax、許容速度値Vmax、許容加速度値Amax、許容動作時間Tmaxを設定し、速度指令Ｖを（１）式で算出し、
V=4Amax/Tmax ・・・（１）
算出した速度指令Ｖと前記許容速度Vmaxを比較し、小さい値を速度指令Ｖとし、移動距離Ｐを（２）式で算出し、
P=3V2/Amax ・・・（２）
算出されたＰを前記Pmaxと比較し、小さい方を新たな移動距離Ｐとするものである。
また、位置指令とモータ位置により速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令とモ−タ速度によりトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令からモータ電流を生成するモータ駆動部と、前記速度指令とモデルの速度によりモデルトルク指令を生成するモデル制御部と、所定の位置指令から、前記モータのトルク指令を所定の区間で時間積分したモータトルク指令積分値と前記モデルトルク指令を所定の区間で時間積分したモデルトルク指令積分値との比によりイナーシャを同定するイナーシャ同定部とを備えたモータ制御装置のモータ制御方法において、可動距離の制限値Pmax、許容速度値Vmax、許容加速度値Amaxを設定するステップ(ステップ１)と、設定された許容加減速値Amaxと動作時間の制限値Tmaxに基づいて速度指令Vを算出するステップ(ステップ２)と、速度指令Vと前記許容速度値Vmaxを比較し小さい方の値を速度指令Vとするステップ(ステップ３)と、前記速度指令Vと許容加速度値Amaxに基づいて移動距離Pを算出するステップ(ステップ４)と、算出した前記移動距離PとPmaxを比較し、小さい方の値を移動距離Pとするステップ(ステップ５)とからなるものである。
また、請求項６において前記速度指令を前記加速区間、一定速度区間、減速区間の比率をそれぞれ加速区間を１、一定速度区間を２、減速区間を１の比とした台形型とし、前記速度指令Vを（１）式で算出し、
V=4Amax/Tmax ・・・（１）
算出した速度指令Vと前記許容速度Vmaxを比較し、小さい値を速度指令Vとし、移動距離Ｐを（２）式で算出し、
P=3V2/Amax ・・・（２）
算出された移動距離Ｐを前記Pmaxと比較し、小さい方を新たな移動距離Ｐとするものである。
V=4Amax/Tmax ・・・（１）
算出した速度指令Vと前記許容速度Vmaxを比較し、小さい値を速度指令Vとし、移動距離Ｐを（２）式で算出し、
P=3V2/Amax ・・・（２）
算出された移動距離Ｐを前記Pmaxと比較し、小さい方を新たな移動距離Ｐとするものである。
また、モータ制御装置において、イナーシャ同定用の速度指令形状を自動的に作成するプログラムであって、可動距離の制限値Pmax、許容速度値Vmax、許容加速度値Amaxを設定するステップ(ステップ１)と、設定された許容加減速値Amaxと動作時間の制限値Tmaxに基づいて速度指令Vを算出するステップ(ステップ２)と、速度指令Vと前記許容速度値Vmaxを比較し小さい方の値を速度指令Vとするステップ(ステップ３)と、前記速度指令Vと許容加速度値Amaxに基づいて移動距離Pを算出するステップ(ステップ４)と、算出した前記移動距離PとPmaxを比較し、小さい方の値を移動距離Pとするステップ(ステップ５)を記憶したプログラム記憶媒体。
本発明によると、本発明のモータ制御装置は、ロボット、数値制御装置などに用いられるサーボモータのイナーシャ（慣性モーメント）の同定の際に熟練者でなくても機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度、許容動作時間を入力するだけで、加速度を可能な限り高く保ちながらイナーシャ同定に最適な速度指令形状パターンを自動的に作成することができる。また、機械だけでなくモータ自身の性能に応じて条件を設定することができ、条件の範囲内でイナーシャ同定を実行することがすることができる。
１、２１ モータ制御部
２、２２ モデル制御部
３ 位置制御部
４ 速度制御部
５ 速度フィードフォワード部
６ 位置比例ゲイン
７、２３ 速度制御比例ゲイン
８ 電流制御部
９ イナーシャ同定部
１０、１１、２４ 微分器
１２、２５、２８ 積分器
１３、２６ モデル制御部速度制御比例ゲイン
１４、２７ モデル制御部のイナーシャを表す積分器
１５ モデル制御部積分器
３０ 制御対象
４０、４１、４２、４３ 加算器
５０ 指令形状作成部
６０ 指令生成部
６１ 速度指令生成部
６２ 指令生成部の積分器
１０１ 速度指令
１０２ 許容加速度
１０３ 移動距離
２、２２ モデル制御部
３ 位置制御部
４ 速度制御部
５ 速度フィードフォワード部
６ 位置比例ゲイン
７、２３ 速度制御比例ゲイン
８ 電流制御部
９ イナーシャ同定部
１０、１１、２４ 微分器
１２、２５、２８ 積分器
１３、２６ モデル制御部速度制御比例ゲイン
１４、２７ モデル制御部のイナーシャを表す積分器
１５ モデル制御部積分器
３０ 制御対象
４０、４１、４２、４３ 加算器
５０ 指令形状作成部
６０ 指令生成部
６１ 速度指令生成部
６２ 指令生成部の積分器
１０１ 速度指令
１０２ 許容加速度
１０３ 移動距離
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の方法を実施するモータ制御装置の第1の構成を示すブロック図である。１はモータ制御部、２はモデル制御部である。３は位置制御部、４は速度制御部、６は位置比例ゲイン、７は速度制御比例ゲイン、８は電流制御部、９はイナーシャ同定部、１１は微分器、１２は積分器、１３はモデル制御部の速度制御比例ゲイン、１４はモデル制御部のイナーシャを表す積分器、１５はモデル制御部の積分器である。１により駆動される制御対象３０は、モータおよび負荷を含んでいる。また、Ｐｒｅｆは位置指令、Ｐｆｂはモータ位置、Ｖｒｅｆ１は速度指令、Ｖｆｂはモータ速度、Ｔｒｅｆはトルク指令、ＳＴｒｅｆはトルク指令時間積分値、Ｖｆｂ’はモデル速度、ＳＴｒｅｆ’はモデルトルク指令時間積分値である。
また、モデル制御部２は、速度制御比例ゲイン１３、イナーシャを表す積分器１４、積分器１５、加算器４１から構成されている。
モデル制御部２は、モータ単体のモデルであり、この場合の速度指令Ｖｒｅｆ１に対する応答を再現する。イナーシャ同定部９は積分器１２の出力とモデル積分器１５の出力を比較し、イナーシャを同定する。
５０は指令形状作成部である。指令形状作成部５０は、制御装置へ入力する速度指令形状を作成する部分であり、その処理フローチャートの一例を図５に示す。６０は指令生成部、６１は速度指令生成部、６２は指令生成部の積分器である。
指令形状生成部５０で作成した速度指令形状に基づき，速度指令生成部から速度指令を出力し、この速度指令を積分器６２で積分することにより、モータ制御部の入力である位置指令を生成する。
指令形状生成部は、設定された制限の範囲内でイナーシャ同定に最適な速度指令の形状を決定するため、これに基づき指令生成部６０から出力される指令は、イナーシャ同定に最適なものである。
また、モデル制御部２は、速度制御比例ゲイン１３、イナーシャを表す積分器１４、積分器１５、加算器４１から構成されている。
モデル制御部２は、モータ単体のモデルであり、この場合の速度指令Ｖｒｅｆ１に対する応答を再現する。イナーシャ同定部９は積分器１２の出力とモデル積分器１５の出力を比較し、イナーシャを同定する。
５０は指令形状作成部である。指令形状作成部５０は、制御装置へ入力する速度指令形状を作成する部分であり、その処理フローチャートの一例を図５に示す。６０は指令生成部、６１は速度指令生成部、６２は指令生成部の積分器である。
指令形状生成部５０で作成した速度指令形状に基づき，速度指令生成部から速度指令を出力し、この速度指令を積分器６２で積分することにより、モータ制御部の入力である位置指令を生成する。
指令形状生成部は、設定された制限の範囲内でイナーシャ同定に最適な速度指令の形状を決定するため、これに基づき指令生成部６０から出力される指令は、イナーシャ同定に最適なものである。
図５は、本発明のモータ制御装置において最適な指令を生成する処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明の方法を順を追って説明する。
はじめにステップ1で制御対象３０の可動距離の制限Ｐｍａｘ、許容速度Ｖｍａｘ、許容加速度Ａｍａｘの条件を設定する。決定の方法は対象となる機械の制限とモータの制限の小さい方の値を用いるのが良い。また、使用者が任意に定めても良い。次にステップ２で設定された加減速の制限Ａｍａｘとメモリの制約等により決定される動作時間の制限Ｔｍａｘより、速度指令Ｖを算出する。ここで速度形状を図６に示すような台形形状とし、区間１、区間２、区間３の比率を１：２：１すると、速度Ｖは一意に求めることができ、次式の様に算出される。
V=4Amax/Tmax ・・・（１）
ステップ３では、算出された速度ＶとＶｍａｘを比較し、小さい値を速度指令Ｖとする。さらにステップ４では、ＶおよびＡｍａｘに基づき次式の様に移動距離Ｐを算出する。
P=3V2/Amax ・・・（２）
算出されたＰはステップ５でＰｍａｘと比較し、小さい方を新たな移動距離Ｐとする。最後に移動距離に応じて次式の様に速度指令Ｖを再計算する。
V=(Amax・P/3)1/2 ・・・（３）
このように指令加速度を許容加速度Ａｍａｘに維持したまま制限内に算出した速度Ｖ、移動距離Ｐの速度指令を生成することができる。この速度指令を積分し、位置指令として、図１のモータ制御装置に入力することにより、制限範囲内で精度の良いイナーシャの同定が可能となる。
図６は本発明の速度指令の形状を示す図であり、横軸は時間、縦軸は指令速度を表している。１０１は速度指令Ｖ、１０２は許容加速度Amax、１０３は移動距離Ｐ（図の斜線部）、区間１は加速区間、区間２は一定速度区間、区間３は減速区間である。
また、図５の最適な指令を生成する処理手順を示すフローチャートのステップ１〜５をプログラム記憶媒体に記憶したり、インターネットを介してソフトウェア（エンジニアリングツール）としてダウンロードすることもできる。このソフトウェアはモータ制御装置に事前にインストールすることができる。また本ソフトウェアのバージョンアップに応じてプログラム記憶媒体あるいはインターネットを介して最新のソフトウェアをダウンロードすることができる。指令作成部５０はモータ制御装置だけでなく汎用のパーソナルコンピュータや上位の制御装置に組み込むこともできる。
図６は本発明の速度指令の形状を示す図であり、横軸は時間、縦軸は指令速度を表している。１０１は速度指令Ｖ、１０２は許容加速度Amax、１０３は移動距離Ｐ（図の斜線部）、区間１は加速区間、区間２は一定速度区間、区間３は減速区間である。
また、図５の最適な指令を生成する処理手順を示すフローチャートのステップ１〜５をプログラム記憶媒体に記憶したり、インターネットを介してソフトウェア（エンジニアリングツール）としてダウンロードすることもできる。このソフトウェアはモータ制御装置に事前にインストールすることができる。また本ソフトウェアのバージョンアップに応じてプログラム記憶媒体あるいはインターネットを介して最新のソフトウェアをダウンロードすることができる。指令作成部５０はモータ制御装置だけでなく汎用のパーソナルコンピュータや上位の制御装置に組み込むこともできる。
図２は本発明の方法を実施するモータ制御装置の第２の構成を示すブロック図である。図１の構成に、５の速度フィードフォワード部、１０の微分器を加えることにより、応答性を高めたモータ制御装置であり、その他の構成は図１と同じである。
図２の構成においても、実施例１と同様の処理により、精度の良いイナーシャ同定が可能である。本発明のモータ制御装置は、ロボット、数値制御装置などに用いられるサーボモータのイナーシャ（慣性モーメント）の同定の際に熟練者でなくても機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度、許容動作時間を入力するだけでイナーシャ同定に最適な速度指令形状パターンを自動的に作成することができる。
本発明のモータ制御装置は、ロボット、数値制御装置などに用いられるサーボモータのイナーシャ（慣性モーメント）の同定の際に熟練者でなくても機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度、許容動作時間を入力するだけで、イナーシャ同定に最適な速度指令形状パターンを自動的に作成することができる。
Claims (8)
- 位置指令とモータ位置により速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令とモ−タ速度によりトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令からモータ電流を生成するモータ駆動部とで構成されるモータ制御装置において、
前記速度指令とモデル速度によりモデルトルク指令を生成するモデル制御部と、
所定の位置指令から、前記モータのトルク指令を所定の区間で時間積分したモータトルク指令積分値と前記モデルトルク指令を所定の区間で時間積分したモデルトルク指令積分値との比によりイナーシャを同定するイナーシャ同定部とを備え、
対象となる機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度、動作時間の制約の条件に応じて同定動作時の指令形状を自動的に生成する指令形状作成部を備えたことを特徴とするモータ制御装置。 - 前記位置指令を微分して速度フィードフォワード指令を生成する速度フィードフォワード指令生成部を設け、
前記モデル制御部は、前記速度フィードフォワード指令と前記モデル速度によりモデルトルク指令を生成することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。 - 前記指令形状作成部は、前記対象となる機械の可動距離の制限、許容速度、許容加速度と、前記モータの可動距離の制限、許容速度、許容加速度の各々小さい値を可動距離の制限、許容速度、許容加速度の条件としたことを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
- 前記指令形状作成部は、台形型の速度指令とし、加速区間、一定速度区間、減速区間の比率を固定することで、前記指令形状を一意に算出することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
- 前記加速区間、一定速度区間、減速区間の比率をそれぞれ加速区間を１、一定速度区間を２、減速区間を１の比とし、
可動距離の制限値Pmax、許容速度値Vmax、許容加速度値Amax、許容動作時間Tmaxを設定し、速度指令Ｖを（１）式で算出し、
V=4Amax/Tmax ・・・（１）
算出した速度指令Ｖと前記許容速度Vmaxを比較し、小さい値を速度指令Ｖとし、移動距離Ｐを（２）式で算出し、
P=3V2/Amax ・・・（２）
算出されたＰを前記Pmaxと比較し、小さい方を新たな移動距離Ｐとするものである請求項４記載のモータ制御装置。 - 位置指令とモータ位置により速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令とモ−タ速度によりトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令からモータ電流を生成するモータ駆動部と、前記速度指令とモデル速度によりモデルトルク指令を生成するモデル制御部と、所定の位置指令から、前記モータのトルク指令を所定の区間で時間積分したモータトルク指令積分値と前記モデルトルク指令を所定の区間で時間積分したモデルトルク指令積分値との比によりイナーシャを同定するイナーシャ同定部とを備えたモータ制御装置のモータ制御方法において、
可動距離の制限値Pmax、許容速度値Vmax、許容加速度値Amaxを設定するステップ(ステップ１)と、
設定された許容加減速値Amaxと動作時間の制限値Tmaxに基づいて速度指令Vを算出するステップ(ステップ２)と、
速度指令Vと前記許容速度値Vmaxを比較し小さい方の値を速度指令Vとするステップ(ステップ３)と、
前記速度指令Vと許容加速度値Amaxに基づいて移動距離Pを算出するステップ(ステップ４)と、
算出した前記移動距離PとPmaxを比較し、小さい方の値を移動距離Pとするステップ(ステップ５)とからなるモータ制御方法。 - 前記速度指令を前記加速区間、一定速度区間、減速区間の比率をそれぞれ加速区間を１、一定速度区間を２、減速区間を１の比とした台形型とし、前記速度指令Vを（１）式で算出し、
V=4Amax/Tmax ・・・（１）
算出した速度指令Vと前記許容速度Vmaxを比較し、小さい値を速度指令Vとし、移動距離Ｐを（２）式で算出し、
P=3V2/Amax ・・・（２）
算出された移動距離Ｐを前記Pmaxと比較し、小さい方を新たな移動距離Ｐとするものである請求項６記載のモータ制御方法。 - モータ制御装置において、イナーシャ同定用の速度指令形状を自動的に作成するプログラムであって、
可動距離の制限値Pmax、許容速度値Vmax、許容加速度値Amaxを設定するステップ(ステップ１)と、
設定された許容加減速値Amaxと動作時間の制限値Tmaxに基づいて速度指令Vを算出するステップ(ステップ２)と、
速度指令Vと前記許容速度値Vmaxを比較し小さい方の値を速度指令Vとするステップ(ステップ３)と、
前記速度指令Vと許容加速度値Amaxに基づいて移動距離Pを算出するステップ(ステップ４)と、
算出した前記移動距離PとPmaxを比較し、小さい方の値を移動距離Pとするステップ(ステップ５)を記憶したプログラム記憶媒体。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005303170 | 2005-10-18 | ||
| JP2005303170 | 2005-10-18 | ||
| PCT/JP2006/320101 WO2007046257A1 (ja) | 2005-10-18 | 2006-10-06 | モータ制御装置及び方法及びプログラム記憶媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2007046257A1 true JPWO2007046257A1 (ja) | 2009-04-23 |
| JP4553158B2 JP4553158B2 (ja) | 2010-09-29 |
Family
ID=37962353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007501637A Expired - Fee Related JP4553158B2 (ja) | 2005-10-18 | 2006-10-06 | モータ制御装置及び方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7800329B2 (ja) |
| JP (1) | JP4553158B2 (ja) |
| CN (1) | CN101292418A (ja) |
| TW (1) | TW200731656A (ja) |
| WO (1) | WO2007046257A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101749515B1 (ko) * | 2010-10-27 | 2017-06-21 | 삼성전자 주식회사 | 모터 속도 제어 장치 및 그 방법 |
| JP6136813B2 (ja) | 2013-06-19 | 2017-05-31 | 日本精工株式会社 | モータの最適動作パターン選定方法、モータの最適動作パターン選定プログラム及びモータ選定装置 |
| US9690261B2 (en) * | 2013-06-25 | 2017-06-27 | Linestream Technologies | Method for automatically setting responsiveness parameters for motion control systems |
| JP6290619B2 (ja) * | 2013-12-19 | 2018-03-07 | オークマ株式会社 | モータの制御装置 |
| US9870002B1 (en) * | 2016-09-06 | 2018-01-16 | X Development Llc | Velocity control of position-controlled motor controllers |
| JP6758141B2 (ja) * | 2016-09-26 | 2020-09-23 | 日本電産サンキョー株式会社 | モータ制御装置 |
| JP6469171B2 (ja) * | 2017-06-14 | 2019-02-13 | ファナック株式会社 | 電動機の制御装置 |
| JP7239106B2 (ja) * | 2019-04-22 | 2023-03-14 | 株式会社ジェイテクト | サイバーフィジカルプロダクションシステム型生産システム |
| CN110083127B (zh) * | 2019-05-06 | 2020-09-29 | 清能德创电气技术（北京）有限公司 | 一种针对多关节机器人的伺服驱动器控制方法及系统 |
| CN112511053B (zh) * | 2020-10-27 | 2023-03-10 | 威科达（东莞）智能控制有限公司 | 一种基于运动模型的负载惯量辨识方法 |
| CN115425892B (zh) * | 2022-11-08 | 2023-03-24 | 季华实验室 | 一种电机的转动惯量辨识方法及采用该方法的装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04335410A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-24 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
| WO1996037039A1 (fr) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Appareil de determination de constantes de commande |
| JPH09128033A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Denso Corp | Ｐｉｄ制御装置 |
| JPH11252977A (ja) * | 1998-03-04 | 1999-09-17 | Toshiba Corp | 電動機制御装置とその方法 |
| JPH11296205A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
| JP2000000732A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Murata Mach Ltd | ローダ駆動装置 |
| JP2001218488A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495158A (en) * | 1994-09-30 | 1996-02-27 | Allen-Bradley Company, Inc. | Apparatus and method used with AC motors for controlling motor operation |
| JP3509413B2 (ja) * | 1995-10-30 | 2004-03-22 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
| US6477433B1 (en) * | 1998-06-04 | 2002-11-05 | Honeywell International Inc. | Control of velocity limited systems |
| US6144181A (en) * | 1998-09-21 | 2000-11-07 | Rockwell Technologies, Llc | Method and apparatus for reducing resonance in a dual inertia system |
| JP3899526B2 (ja) * | 1998-09-28 | 2007-03-28 | 株式会社安川電機 | 位置制御装置 |
| US6961628B2 (en) * | 1999-04-16 | 2005-11-01 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method and apparatus for tuning compensation parameters |
| JP4174972B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2008-11-05 | 三菱電機株式会社 | 位置決め制御方法 |
| US6936990B2 (en) * | 2002-03-29 | 2005-08-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for controlling electric motor and apparatus for controlling the same |
| DE10297481B4 (de) * | 2002-04-05 | 2014-01-09 | Mitsubishi Denki K.K. | Verfahren zum betrieb einer motorsteuervorrichtung |
| US8082048B2 (en) * | 2007-10-09 | 2011-12-20 | Okuma Corporation | Position controlling device |
-
2006
- 2006-10-06 CN CNA2006800385099A patent/CN101292418A/zh active Pending
- 2006-10-06 JP JP2007501637A patent/JP4553158B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-06 WO PCT/JP2006/320101 patent/WO2007046257A1/ja active Application Filing
- 2006-10-18 TW TW095138413A patent/TW200731656A/zh not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-04-17 US US12/104,741 patent/US7800329B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04335410A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-24 | Fanuc Ltd | 数値制御装置 |
| WO1996037039A1 (fr) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Appareil de determination de constantes de commande |
| JPH09128033A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Denso Corp | Ｐｉｄ制御装置 |
| JPH11252977A (ja) * | 1998-03-04 | 1999-09-17 | Toshiba Corp | 電動機制御装置とその方法 |
| JPH11296205A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
| JP2000000732A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Murata Mach Ltd | ローダ駆動装置 |
| JP2001218488A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20080224648A1 (en) | 2008-09-18 |
| WO2007046257A1 (ja) | 2007-04-26 |
| TW200731656A (en) | 2007-08-16 |
| CN101292418A (zh) | 2008-10-22 |
| US7800329B2 (en) | 2010-09-21 |
| TWI315935B (ja) | 2009-10-11 |
| JP4553158B2 (ja) | 2010-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4553158B2 (ja) | モータ制御装置及び方法 | |
| JP5566469B2 (ja) | 数値制御方法 | |
| JP6717768B2 (ja) | 生産ラインにおける運用を考慮した学習制御を行うロボット及びその制御方法 | |
| US11640557B2 (en) | Machine learning device, numerical control system, and machine learning method | |
| CN109085802B (zh) | 电动机的控制装置 | |
| JP5762625B2 (ja) | 軌跡制御装置 | |
| JP2006195914A (ja) | 位置制御装置、測定装置および加工装置 | |
| JP6469171B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
| JP2005086841A (ja) | モータ制御装置 | |
| JP4453526B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JPH0628006A (ja) | ２自由度制御装置及び電動機のサーボ制御装置 | |
| Erkorkmaz et al. | Virtual computer numerical control system | |
| US20220004160A1 (en) | Positioning control device and positioning method | |
| JP2008117032A (ja) | 加工制御装置およびそのプログラム | |
| CN107873122A (zh) | 电动机控制系统 | |
| KR100842978B1 (ko) | 서보 제어방법 | |
| JP2005044230A (ja) | ロボット制御装置 | |
| JP4807260B2 (ja) | モータ制御装置とその制御方法 | |
| JP2019053594A (ja) | 制御装置及び機械学習装置 | |
| JPH086628A (ja) | 加々々速度に制限を持つ移動指令の計画・作成方法 | |
| JP6800384B1 (ja) | 位置決め制御装置および位置決め方法 | |
| US11513501B2 (en) | Numerical controller, CNC machine tool, numerical control method and non-transitory computer readable medium recording a numerical control program | |
| TWI399029B (zh) | 馬達速度控制方法、馬達速度控制器及具有馬達速度控制器之製造系統 | |
| JP2001159901A (ja) | 発振検出方法 | |
| JPH06230818A (ja) | サーボ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100326 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100520 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100623 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100706 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140723 Year of fee payment: 4 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070207 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |