KR102183548B1

KR102183548B1 - 모터 구동 장치

Info

Publication number: KR102183548B1
Application number: KR1020157027668A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 스즈키; 마사루 니시조노; 히로시 후지와라
Original assignee: 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2020-11-26
Also published as: KR20150139519A; JP6277428B2; WO2014167808A1; EP2985907A4; EP2985907B1; JPWO2014167808A1; CN105191116B; CN105191116A; EP2985907A1

Abstract

본 발명의 모터 구동 장치는, 실동작이 지령에 추종하도록 피드백 제어하면서 모터를 구동하는 모터 구동 장치이다. 본 모터 구동 장치는, 토크 지령을 출력하여 피드백 제어를 행하는 피드백 제어부와, 속도 지령에 점성 마찰 계수를 곱하여 점성 마찰 토크 보상치를 산출하는 점성 마찰 산출부를 구비한다. 그리고, 본 모터 구동 장치는, 점성 마찰 토크 보상치를 토크 지령에 가산한 구동 신호에 의거하여 모터를 구동한다. 또한 본 모터 구동 장치는, 위치 지령과 모터 위치 혹은 부하 위치를 입력하여 오버슈트량이나 위치 결정 정정 시간을 측정하는 평가 지표 측정부와, 점성 마찰 계수를 변화시켜, 복수회 위치 결정 동작을 행하여, 오버슈트량이 지정치가 되거나, 위치 결정 정정 시간이 최소치가 되는 점성 마찰 계수를 결정하는 서보 조정부를 구비한다.

Description

모터 구동 장치{MOTOR DRIVE DEVICE}

본 발명은, 서보 모터를 제어 구동하는 모터 구동 장치에 관한 것으로, 특히, 점성 마찰 보상의 기능을 구비한 모터 구동 장치에 관한 것이다.

서보 모터의 제어에 있어서, 모터나 부하의 동작에 수반하여 발생하는 마찰 토크를 적절히 보상하는 것은, 위치 결정 정정(整定) 시간의 단축이나 궤적 추종 정밀도의 향상에 대해 중요한 역할을 갖는다. 이 마찰 토크 중, 편하중이나 동마찰 토크 등 일정치를 갖는 것에 대해서는, 피드백 제어계의 적분항으로 보상할 수 있다. 그러나, 점성 마찰은 모터 속도에 비례하여 변화하므로 적분 보상이 따라가지 못해, 위치 결정 정정시에는 오버슈트의 발생, 궤적 제어시에는 추종 정밀도의 악화를 야기시킨다.

이 점성 마찰 토크에 대한 보상 수법으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 제안되어 있다. 이 보상 수법은, 모터 속도와 점성 마찰 토크의 비인 점성 마찰 계수를 추정하는 수단을 구비한다. 그리고 이 보상 수법은, 실제의 모터 속도에 점성 마찰 계수 추정치를 곱한 결과의 점성 마찰 토크 보상치를, 토크 지령에 가산하도록 구성하고 있다. 또 특허문헌 2에서는, 마찰 계수 추정치에 의거하여 속도 적분항 피드포워드 게인을 결정하고, 이것에 모델 속도를 곱한 결과를 적분 보상 수단의 입력으로부터 감산함으로써, 마찰 보상을 실현하고 있다.

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, 실제의 모터 속도를 기준으로 하고 있으므로, 속도의 부호에 따라 점성 보상 토크 추정치의 부호가 반전되는 속도 0 근방에서 제어가 불안정해지기 쉽다. 또 특허문헌 2의 기술에서는, 피드포워드 처리가 생성해야 할 토크 지령이 등가적으로 감소하게 된다. 토크 지령은, 위치 지령에 추종하기 위해 필요하지만, 이와 같이 등가적으로 감소하므로, 위치 결정 정정 시간이 길어져, 궤적 추종 정밀도도 악화된다.

또한, 어느 종래예에서도 점성 마찰 계수의 추정치를 사용하고 있지만, 제어 목적에 따라서는 이 추정치가 최적치라고는 할 수 없다. 예를 들면, 위치 결정 제어를 목적으로 하는 경우, 이 추정치를 그대로 사용해도, 위치 결정 정정 시간은 최단으로는 되지 않는다. 이 과제에 대해 종래의 기술은, 아무런 해결 수단을 제공하고 있지는 않다.

일본국 특허공개공보 평7－333084호 공보 국제 공개 제2006/011203호

본 발명의 모터 구동 장치는, 실동작이 지령에 추종하도록 피드백 제어하면서 모터를 구동하는 모터 구동 장치이다. 본 모터 구동 장치는, 토크 지령을 출력하여 피드백 제어를 행하는 피드백 제어부와, 속도 지령에 점성 마찰 계수를 곱하여 점성 마찰 토크 보상치를 산출하는 점성 마찰 산출부를 구비한다. 그리고 본 모터 구동 장치는, 점성 마찰 토크 보상치를 토크 지령에 가산한 구동 신호에 의거하여 모터를 구동하는 구성이다.

또 본 모터 구동 장치는, 위치 지령을 평활화하여, 필터 후 위치 지령을 생성하는 지령 응답 필터부를 더 구비한다. 그리고, 속도 지령을 필터 후 위치 지령의 차분으로부터 생성하는 구성이다.

또 본 모터 구동 장치는, 위치 지령과 모터 위치 혹은 부하 위치를 입력하여 오버슈트량이나 위치 결정 정정 시간을 측정하는 평가 지표 측정부와, 점성 마찰 계수를 변화시켜, 복수회 위치 결정 동작을 행하여, 오버슈트량이 지정치가 되거나, 위치 결정 정정 시간이 최소치가 되는 점성 마찰 계수를 결정하는 서보 조정부를 더 구비한 구성이어도 된다.

본 발명의 모터 구동 장치에 의하면, 이러한 구성으로 하고 있으므로, 모터 속도를 이용한 종래의 점성 마찰 보상보다 지연이 적고, 외란의 영향을 받지 않는 안정적인 보상이 가능해진다. 또한 위치 결정 제어에 있어서, 점성 마찰 추정치를 그대로 적용하는 경우에 비해 정정 시간을 단축할 수 있다.

도 1a는, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치의 블록도이다.
도 1b는, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 점성 마찰 산출부의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 모터 구동 장치의 블록도이다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 평가 지표 측정부의 개념을 도시하는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 서보 조정부가 실행하는 점성 마찰 보상 처리의 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 위치 결정 정정시 파형의 도면이다.
도 6은, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 위치 결정 정정시 파형(세로축을 확대)의 도면이다.
도 7은, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 위치 결정 정정시 파형(세로축을 더욱 확대)의 도면이다.
도 8은, 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 서보 조정부의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1a는, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(12)를 포함하는 블록도이다.

도 1a에 나타내는 바와 같이, 상위 컨트롤러(11)로 위치를 지령하기 위해 생성된 위치 지령(Prc)은 모터 구동 장치(12)에 입력된다. 모터 구동 장치(12)는, 위치 지령(Prc)에 따라 구동 신호(Dd)를 생성하고, 구동 신호(Dd)에 의해 모터(13)를 구동한다. 이에 의해, 모터(13)의 가동부의 위치가 제어된다. 인코더(14)는, 이와 같이 제어된 가동부의 위치를 검출하여, 모터 위치 정보(Pd)로서 모터 구동 장치(12)에 통지한다.

또 모터 구동 장치(12)에 있어서, 지령 응답 필터부(21)는, 입력된 위치 지령(Prc)을 평활화하여, 필터 후의 위치 지령인 필터 후 위치 지령(Prf)을 출력한다. 이 평활화는, 고주파수 대역을 감쇠시키는 1차 지연 필터나 2차 필터, 혹은 이동 평균 필터 등을 이용하여 실현되고 있다. 또한 위치 지령(Prc)의 차분에 대해 지령 응답 필터 처리를 행하여, 필요에 따라 곱의 합 처리로 위치의 차원으로 되돌리는 구성으로 해도 된다. 이러한 구성으로 함으로써, 계산량을 저감할 수 있다.

필터 후 위치 지령(Prf)은, 인코더(14)로부터의 모터 위치 정보(Pd)와 비교되어, 이들의 차인 위치 편차(dP)를 기초로 피드백 제어부(22)에서 토크 지령(Tr)이 생성된다. 이 피드백 제어부(22)는, PID(비례, 적분, 미분) 제어로 대표되는 여러 가지 제어 구성을 생각할 수 있다. 또 위치 편차(dP)뿐만 아니라, 위치 지령(Prc) 또는 모터 위치 정보(Pd), 및 그 미분인 속도·가속도의 정보에 의거하여, 위치·속도의 캐스케이드 루프 구성이나, 지령 응답과 외란 응답을 개별적으로 설정하는 2자유도 구성 등, 다양한 변화량이 존재한다. 그러나, 모두 목적으로서, 피드백 제어부(22)가 위치 편차를 0에 가깝게 하는 토크 지령(Tr)을 생성한다는 점에서 공통적이고, 모터 구동 장치(12)는 실동작이 지령에 추종하도록 피드백 제어하면서 모터를 구동하고 있다. 또한 인코더(14)로부터의 모터 위치 정보(Pd) 대신에, 모터(13)에 접속한 부하의 위치를 검출하는 도시 생략의 외부 스케일을 구비한 풀클로즈 구성으로 해도 된다. 이에 의해, 외부 스케일과 위치 지령의 차인 위치 편차를 보다 고정밀도로 계산할 수 있다.

다음에, 점성 마찰 산출부(23)는, 입력의 필터 후 위치 지령(Prf)을 이용하여, 점성 마찰 토크 보상치(tw)를 생성하여 출력한다. 도 1b는, 점성 마찰 산출부(23)의 구성예를 도시하는 블록도이다. 도 1b에 나타내는 바와 같이, 점성 마찰 산출부(23)는, 속도 지령 산출부(231)에 의해, 우선, 위치 지령(Prf)의 시간적인 차분을 산출함으로써, 위치 지령(Prf)을 속도 지령(Sr)으로 변환하고 있다. 즉, 속도 지령 산출부(231)는, 위치 지령(Prf)에 대한 미분 등에 의해, 위치 지령(Prf)의 시간적인 변화량으로부터 속도 지령(Sr)을 산출하고 있다. 그 후, 승산기(232)에 의해, 속도 지령(Sr)에 대해, 별도 수단으로 추정한 점성 마찰 계수(Kw)를 곱함으로써, 점성 마찰 토크 보상치(tw)를 생성하여 출력한다. 또한 속도 지령 산출부(231)는 점성 마찰 산출부(23)에 구비해도 되지만, 전술한 바와 같이, 지령 응답 필터부(21)를 차분으로 계산한 경우는 이 차분을 이용할 수 있어, 속도 지령 산출부(231)를 생략할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 점성 마찰 토크 보상치(tw)는, 실제의 모터 속도가 아니라, 지령을 위한 속도 지령(Sr)에 의거하여 생성된다. 또한, 지령 응답 필터부(21)의 출력인 위치 지령(Prf)를 이용하여, 점성 마찰 토크 보상치(tw)를 생성하고 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 평활화된 속도 지령(Sr)를 이용하고 있으므로, 외란 토크나 부하의 공진 특성으로 흐트러지는 모터 속도에 비해, 점성 마찰 토크 보상치(tw)가 안정된다. 또 속도 지령(Sr)에 대해 불감대를 형성하고, 또한 점성 마찰 산출부(23)에서 필터 처리를 행하여 평활화하는 등으로, 새로운 안정화를 도모할 수도 있다.

마지막으로, 점성 마찰 토크 보상치(tw)를 토크 지령(Tr)에 가산하여 구동 신호(Dd)로 하고 있다. 상술한 바와 같이, 점성 마찰은 모터 속도에 비례하여 변화한다. 이러한 점성 마찰에 대해, 본 실시 형태에서는, 속도 지령(Sr)에 의거한 점성 마찰 토크 보상치(tw)를 구동 신호(Dd)에 포함시킨 구성으로 함으로써, 실제의 모터(13) 및 접속되는 부하에 존재하는 점성 마찰 토크분을 보상하고 있다. 이러한 보상의 기능을 마련함으로써, 모터 속도를 이용한 점성 마찰 보상과 비교하여 지연이 적고, 외란의 영향을 받지 않는 안정적인 보상이 가능해진다.

(실시 형태 2)

도 2는, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 모터 구동 장치(32)를 포함하는 블록도이다.

도 2에 있어서, 도 1a와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있으며 상세한 설명은 생략한다. 도 2에 나타내는 실시 형태 2의 모터 구동 장치(32)는, 도 1a의 구성에 더하여, 평가 지표 측정부(24)와, 서보 조정부(15)를 더 구비하고 있다.

평가 지표 측정부(24)는, 위치 지령(Prc) 및 모터 위치 정보(Pd)를 입력으로 하여 평가 지표를 출력한다.

또 서보 조정부(15)는, 점성 마찰 산출부(23)의 점성 마찰 계수(Kw)를 변경하여, 위치 결정 동작을 행할 때마다 평가 지표 측정부(24)로부터 얻어지는 평가 지표를 취득하여, 점성 마찰 계수(Kw)의 최적치를 결정한다.

도 3은, 본 실시 형태에 있어서의 평가 지표 측정부(24)의 개념을 도시하는 도면이다.

평가 지표 측정부(24)는, 서보 조정부(15)로부터 오버슈트량 및 위치 결정 정정 시간의 2개의 평가 지표를 측정하는데 필요한 제어 신호(Cnt)와 측정 역치(Th)를 수취한다. 평가 지표의 정의나 계산 방법은 다양하지만, 여기에서는 아래와 같이 정의한다.

위치 결정 정정 시간은, 상위 컨트롤러(11)로부터의 위치 지령(Prc)이 정지한 후, 위치 지령(Prf)과 모터 위치 정보(Pd)의 차인 위치 편차(dP)가, 서보 조정부(15)로부터 부여되는 위치 결정 완료 범위 이내가 될 때까지의 시간으로서 측정하고 있다. 위치 결정 완료 범위에 일단 들어간 후, 범위로부터 벗어나 버리는 경우에는, 마지막으로 위치 결정 완료 범위에 들어갈 때까지의 시간을 위치 결정 정정 시간으로 정의한다.

또 오버슈트량은, 위치 편차(dP)의 최대·최소 중, 위치 지령(Prc)의 방향과 역방향의 것을 선택하여, 그 절대치로 정의한다. 따라서, 이 정의에서는 오버슈트량은 반드시 0 이상의 값이 된다. 또 복수의 오버슈트가 발생하고 있는 경우는, 가장 절대치가 큰 피크가 오버슈트량이 된다.

도 4는, 본 실시 형태에 있어서의 서보 조정부(15)가 실행하는 점성 마찰의 보상 처리의 흐름도이다.

서보 조정부(15)는, 단계 1에서 점성 마찰 산출부(23)에 점성 마찰 계수(Kw)의 초기치를 설정한다. 그 후, 단계 2에서 위치 결정 동작을 실행한다. 위치 결정 동작이 종료되면, 단계 3에서 평가 지표 측정부(24)가 오버슈트량을 산출한다. 단계 4에서는 필요한 시행 회수만큼 위치 결정 동작이 행해졌는지를 판정한다. 필요한 시행 회수만큼 위치 결정 동작이 행해져 있지 않은(NO) 경우는, 단계 4-1에서 점성 마찰 계수(Kw)를 변경하여 단계 2로 되돌아간다. 단계 4에서 필요한 시행 회수만큼 위치 결정 동작이 행해진(YES) 경우는, 단계 5로 이행한다. 그리고 서보 조정부(15)는, 단계 5에 있어서, 각 시행에 있어서의 오버슈트량을 지정치와 비교하여, 점성 마찰 계수(Kw)를 오버슈트량이 지정치 이하에서 가장 가까운 값이었던 시행시의 것으로 결정한다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 서보 조정부(15)는, 오버슈트량이 지정치 이하에서 가장 가까운 값이었던 시행시의 것이 되는 점성 마찰 계수(Kw)의 최적치를 결정한다. 그리고 서보 조정부(15)는, 이와 같이 결정한 최적인 점성 마찰 계수(Kw)를 점성 마찰 산출부(23)로 설정한다.

도 5 내지 도 7은, 본 실시 형태에 있어서의 위치 결정 정정시 파형을 도시하는 파형도이다.

이 예에서는, 최고 속도 3000[회전/분]=50[회전/s]의 속도 지령을, 시정수가 2[ms]의 지령 응답 필터부(21)에서 평활화하고, 또한 피드백 제어부(22)에 있어서, 속도 응답 주파수 50[Hz]로 대표되는 위치 비례·속도 비례 적분 제어에 피드포워드 제어를 병용한 구성에 의한 제어 결과를 나타내고 있다. 도 5와 도 6에서는 점성 마찰 산출부(23)의 점성 마찰 계수(Kw)는 0으로 하여, 점성 마찰 보상이 무효인 경우의 파형을 나타내고 있다.

도 5에서는, 위치 지령(Prc)의 차분으로부터 계산한 속도 지령 Sr[회전/s]을 실선으로, 모터 위치 정보(Pd)의 차분으로부터 계산한 모터 속도 Sd[회전/s]를 파선으로 나타내고 있다. 모터 속도(Sd)는, 지령 응답 필터부(21)에 의해 평활화된 필터 후 속도 지령(Prf)에 따르므로, 지연이 발생하고 있다. 이들 속도 지령(Sr)과 모터 속도(Sd)의 차를 적분한 것이 위치 편차(dP[회전])가 된다.

도 6은, 이 위치 편차(dP[회전])가 보기 쉽도록, 도 5의 세로축을 확대한 것이다. 위치 편차(dP)는 속도 지령(Sr)과 거의 비례하여 발생하고 있다. 또 실제 기기에 존재하는 점성 마찰 토크에 의해, 위치 결정 정정시에 모터 속도(Sd)가 오버슈트하고 있는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 이 도면에서는 아직 알기 어렵지만, 위치 편차(dP)에도 오버슈트가 발생하고 있다.

도 7은, 도 6보다 세로축을 더욱 확대함과 더불어, 가로축의 시간축을 0.105[s]의 위치 지령 정지 시점(ts)으로부터, 위치 편차(dP)가 위치 결정 완료 범위 내에 들어갈 때까지의 거동을 보기 쉽도록 확대하였다. 또 모터 속도(Sd)는 생략함과 더불어, 점성 마찰 산출부(23)의 점성 마찰 계수(Kw)를 0으로부터 변화시켰을 때의 위치 편차 파형을 겹쳐 쓰기하였다. 서보 조정부(15)로부터 부여되는 위치 결정 완료 범위는 1/1000[회전]으로 하며, 도 7에서는 정확히 1눈금에 상당한다.

도 6까지와 동일한 점성 마찰 보상이 무효시의 파형은, 가장 아래의 점성 마찰 계수 Kw=0의 파형(점선)이다. 이 설정에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 위치 편차(dP)가 양의 값으로부터 일단 위치 결정 완료 범위에 들어가지만, 음의 방향으로 오버슈트하여 위치 결정 완료 범위를 벗어나 버린다. 그 때문에, 위치 결정 정정 시간은, 다시 위치 결정 완료 범위에 들어가는 A점의 시점이 되어, 38ms로 매우 긴 시간이 걸리고 있다.

점성 마찰 계수 Kw=5(점선)로 크게 하면, 오버슈트량이 작아지고, 위치 결정 정정 시간도 짧아진다.

점성 마찰 계수 Kw=8(실선)에서, 비로소 오버슈트량이 위치 결정 완료 범위 미만이 된다. 이 때, 위치 편차(dP)가 음측에서는 위치 결정 완료 범위를 초과하지 않게 되므로, 위치 결정 정정 시간은 양방향의 B점으로 이동하여, 위치 결정 정정 시간이 4ms로 급격하게 짧아진다.

점성 마찰 계수 Kw=10(파선)은, 제어 대상의 점성 마찰 계수 추정치에 가장 가까운 값이지만, 이 때의 위치 결정 정정 시간은 C점에서 6ms가 되어, Kw=8에 비해 2ms 정도 느려진다. 또한 점성 마찰 계수(Kw)를 12, 15, 20(모두 파선)으로 크게 해 가면, 위치 결정 정정 시간은 다시 느려져 버린다.

이상의 지견으로부터, 도 4의 단계 5에 있어서의 오버슈트량의 지정치를, 위치 결정 완료 범위로 함으로써, 위치 결정 동작에 있어서의 정정 시간을 최단으로 할 수 있는 것을 알 수 있다. 실제의 운용에서는, 위치 지령의 동작 패턴이나 위치 결정 완료 범위가 여러 가지로 다르고, 점성 마찰 계수의 최적치도 달라진다. 이것을 탐색함으로써, 각 동작에 최적인 설정치를 찾아낼 수 있다.

또한 위치 결정 동작에 있어서, 오버슈트량이 위치 결정 완료 범위를 초과하는 것은 통상 바람직하지 않으므로, 이것을 고려한다면 상기 지정치에 마진을 갖게 하는 것이 좋다. 또 동일한 점성 마찰 계수에 의한 위치 결정 동작을 복수회 실행하여, 오버슈트량의 평균치를 취해 측정 편차의 영향을 억제하는 것도 좋다. 또한 오버슈트량의 최대치를 취하여, 편차를 고려한 마진의 대용으로 하는 것도 좋다.

단계 1에 있어서의 점성 마찰 계수(Kw)의 초기치의 선택에는, 점성 마찰을 추정하는 각종 알고리즘의 추정 결과를 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, 모터 속도와 토크 지령을 입력으로 하는 최소 자승법을 이용하면, 점성 마찰 계수는 용이하게 추정할 수 있다. 또 동작 파형을 관측함으로써, 가속 개시 시점으로부터 가속 종료 시점까지의 토크 지령 변화를 모터 속도 변화로 나누는 것으로도, 점성 마찰 계수의 추정은 가능하다.

단계 2의 위치 결정 동작 실행은, 본 실시 형태에서는 상위 컨트롤러(11)로부터 부여되는 위치 지령(Prc)으로 행해지지만, 위치 지령 생성부를 내장하는 모터 구동 장치(12)이면, 이것을 스스로 만들어 내는 편이, 위치 결정 동작이나 평가 지표 측정의 제어를 행하기 쉬운 것은 말할 필요도 없다.

단계 4-1에 있어서의 점성 마찰 계수의 변경에서는, 상기의 예에 의하도록, 추정치 Kw=10을 중심으로 0으로부터 추정치의 2배인 20까지를 할당하는 방법 외에도, 최초로부터 일정한 간격치로 점성 마찰 계수를 0으로부터 변화시켜 가거나, 혹은 2분 탐색을 이용하여 점성 마찰 계수를 탐색하는 등, 여러 가지 탐색 방법을 생각할 수 있다.

(실시 형태 3)

도 8은 실시 형태 3에 있어서의 서보 조정부(15)가 실행하는 점성 마찰의 보상 처리의 흐름도이다.

단계 1, 2, 4, 4-1에 대해서는 도 4와 동일하지만, 본 실시 형태에서는, 단계 3에서 평가 지표 측정부(24)는 위치 결정 정정 시간을 측정한다. 또 시행 회수 실행 후에, 단계 5에서는 위치 결정 정정 시간이 최소가 되는 점성 마찰 계수(Kw)를 출력한다.

이와 같이 본 실시 형태에서는, 서보 조정부(15)는, 위치 결정 정정 시간이 최소가 되는 점성 마찰 계수(Kw)의 최적치를 결정한다. 그리고 서보 조정부(15)는, 이와 같이 결정한 최적인 점성 마찰 계수(Kw)를 점성 마찰 산출부(23)로 설정한다.

이 방법에서도, 도 7의 위치 결정 정정 시간의 변화와 아울러 보면 알 수 있는 바와 같이, 실시 형태 2와 동일한 점성 마찰 계수 Kw=8이 선택된다. 이 방법의 이점은, 저주파수역의 공진점이 존재하는 경우 등에서 위치 편차가 진동적으로 되어, 오버슈트량이 위치 결정 완료 범위 내에 들어가지 않는 경우여도, 위치 결정 정정 시간을 기준으로 한 최적치를 산출할 수 있는 것에 있다. 따라서, 실시 형태 2의 방법과 병용하는 것도 좋다.

이상, 본 발명의 모터 구동 장치는, 평활화된 속도 지령을 이용한 점성 마찰 보상을 행함으로써, 모터 속도를 이용한 점성 마찰 보상보다 지연이 적고, 외란의 영향을 받지 않는 안정적인 보상이 가능해진다. 또 위치 결정 제어에 있어서는, 점성 마찰 추정치를 그대로 적용하는 경우에 비해 정정 시간을 단축할 수 있다.

또한 본 발명에서 서술한 서보 조정부(15)는, 각 실시 형태에서 모터 구동 장치의 내부에 설치한 일례를 들어 설명하였지만, 모든 기능을 모터 구동 장치의 외부에 설치해도 조금도 발명의 효과를 방해하는 것은 아니다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 모터 구동 장치는, 서보 모터의 제어에 있어서, 적절한 점성 마찰 보상이 가능하므로, 서보 모터를 제어하는 모터 구동 장치로서 유용하다.

11 : 상위 컨트롤러
12, 32 : 모터 구동 장치
13 : 모터
14 : 인코더
15 : 서보 조정부
21: 지령 응답 필터부
22 : 피드백 제어부
23 : 점성 마찰 산출부
24 : 평가 지표 측정부

Claims

모터 구동 장치로서,
위치 지령과 위치 정보를 입력받아 상기 위치 지령과 상기 위치 정보로부터 위치 편차를 도출해 상기 위치 편차를 포함한 평가 지표를 출력하는 평가 지표 측정부와,
상기 위치 편차의 범위와 측정 횟수를 상기 평가 지표 측정부에 설정하고, 상기 측정 횟수마다 점성 마찰 계수를 변경하여 상기 점성 마찰 계수마다의 상기 평가 지표를 취득하고, 상기 위치 지령이 정지한 후 발생하는 상기 위치 편차의 오버슈트량이 상기 범위 내에 들어가는 상기 점성 마찰 계수를 결정하는 서보 조정부를 구비하는, 모터 구동 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 점성 마찰 계수는, 상기 측정 횟수마다 측정된 상기 점성 마찰 계수 중에서 결정되는, 모터 구동 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 평가 지표 측정부는, 상기 범위와 상기 위치 편차로부터 정정 시간을 도출하고, 상기 평가 지표에 상기 정정 시간을 더 포함하여 출력하고,
상기 점성 마찰 계수는, 상기 측정 횟수마다 측정된 상기 점성 마찰 계수 중에서 상기 정정 시간이 짧은 상기 점성 마찰 계수로 결정되는, 모터 구동 장치.
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