KR102483136B1 - Device and method for suppressing resonance in servo system - Google Patents

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KR102483136B1
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김영석
오태호
이상훈
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서울대학교산학협력단
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Abstract

A device for suppressing resonance in a servo system comprises a resonance suppression unit which includes an amplitude estimator for outputting an amplitude estimate value, which is an estimated value of the amplitude of resonance generated from a current command received from a servo controller, and a frequency estimator for estimating the frequency of the resonance generated from the current command in real time by using the amplitude estimate value and outputting an estimated frequency, and detects and determines the resonance in the servo system based on the current command and the estimated frequency and suppresses the resonance. Accordingly, the device can quickly estimate and respond to resonance having various amplitudes in situations in which the resonance having the various amplitudes occur in the servo system.

Description

서보 시스템의 자동 공진 억제 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR SUPPRESSING RESONANCE IN SERVO SYSTEM}Automatic resonance suppression device and method of servo system {DEVICE AND METHOD FOR SUPPRESSING RESONANCE IN SERVO SYSTEM}

본 발명은 진폭 추정기 및 주파수 추정기를 이용한 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진폭 추정기의 출력을 이용하는 주파수 추정기를 이용하여 서보 시스템에서 발생하는 공진을 자동으로 감지하고 그 공진을 억제하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic resonance suppression method of a servo system using an amplitude estimator and a frequency estimator, and more particularly, to automatically detect resonance occurring in a servo system using a frequency estimator using an output of the amplitude estimator and to suppress the resonance. It's about the art of suppression.

[국가지원 연구개발에 대한 설명][Description of State-Supported R&D]

본 출원은 중소벤처기업부 월드클래스300(WC300) 사업(스마트머신/협업로봇 유연 대응을 위한 로봇모션 제어 솔루션, 과제 고유번호: 9991008048, 세부과제번호: S2563339)의 지원에 의하여 이뤄진 것이다.This application was made with the support of the Ministry of Small and Medium Venture Business World Class 300 (WC300) project (robot motion control solution for flexible response to smart machines/collaborative robots, task identification number: 9991008048, detailed task number: S2563339).

서보 시스템의 공진 현상을 억제하기 위한 방법으로 출력 전류 명령에 노치 필터를 적용하는 방법이 널리 사용되고 있다. 노치 필터란 입력 신호에서 특정 주파수 대역의 성분을 제거한 신호를 출력시키는 필터로서, 노치 필터를 사용하여 전류 명령에서 공진을 유발하는 주파수 성분을 제거하여 서보 시스템의 공진 현상을 억제할 수 있다.A method of applying a notch filter to an output current command is widely used as a method for suppressing a resonance phenomenon of a servo system. A notch filter is a filter that outputs a signal obtained by removing components of a specific frequency band from an input signal. By using the notch filter, a resonance phenomenon of a servo system can be suppressed by removing a frequency component that causes resonance from a current command.

도 1은 종래 기술에 따른 서보 시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래 서보 시스템은 제어부 및 부하부를 포함한다. 제어부는 서보 제어기, 필터부 및 전류 제어기를 포함한다. 부하부는 모터, 부하 및 엔코더를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 부하부는 플랜트일 수 있다. 서보 제어기는 부하부의 모터를 제어하기 위한 전류 명령(제어 입력)을 생성한다. 서보 제어기의 제어 입력은 필터부를 거치는데, 필터부는 노이즈 제거를 위한 저역 통과 필터, 특정 주파수 대역의 신호를 제거하는 노치 필터 등의 필터를 포함한다. 전류 제어기는 필터부를 통과한 제어 입력에 상응하는 구동 전류를 모터에 제공한다. 엔코더는 구동된 부하의 상태를 측정하여 피드백 정보를 제어기에 피드백으로서 제공한다.1 is a block diagram of a servo system according to the prior art. Referring to FIG. 1 , a conventional servo system includes a control unit and a load unit. The control unit includes a servo controller, a filter unit and a current controller. The load unit includes a motor, a load, and an encoder. In an exemplary embodiment, the load may be a plant. The servo controller generates a current command (control input) for controlling the motor of the load unit. The control input of the servo controller passes through a filter unit, and the filter unit includes filters such as a low-pass filter to remove noise and a notch filter to remove signals of a specific frequency band. The current controller provides a driving current corresponding to the control input passed through the filter unit to the motor. The encoder measures the state of the driven load and provides feedback information to the controller as feedback.

서보 제어기는 이후의 모터 제어시 수신된 피드백을 참조한다. 여기에서, 피드백 정보는 각변위를 기초로 생성될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 제어 대항의 각변위(angular position) 및/또는 각속도(angular velocity)를 기초로 생성된 정보일 수 있다. 전류 제어기, 모터 및 엔코더의 구체적인 구성 및 동작 방법은 당해 기술 분야에 널리 알려져 있으므로, 여기서는 그에 대한 설명은 생략한다.The servo controller refers to the received feedback in subsequent motor control. Here, the feedback information may be generated based on angular displacement, but is not limited thereto, and may be information generated based on angular position and/or angular velocity of control. Since specific configurations and operating methods of the current controller, motor, and encoder are well known in the art, descriptions thereof are omitted here.

상기 공진 억제 방법을 위해서는 시스템의 주파수 특성을 알아야 하며, 이를 위해 시스템에 정현파 신호를 인가하고 입력과 출력의 주파수 분석을 통해 시스템의 주파수 특성을 획득하는 방법이 종래에 많이 사용되고 있다. 하지만, 상기 주파수 특성은 실시간으로 획득하기 어렵기 때문에 상기 공진 억제 방법을 실시간으로 적용하기 어려운 문제점이 있다. For the resonance suppression method, it is necessary to know the frequency characteristics of the system. To this end, a method of applying a sine wave signal to the system and obtaining the frequency characteristics of the system through frequency analysis of input and output has been widely used in the related art. However, since it is difficult to obtain the frequency characteristics in real time, it is difficult to apply the resonance suppression method in real time.

이러한 문제를 극복하기 위해 적응 노치 필터 및 고정 노치 필터를 사용하는 서보 시스템의 공진 억제 방법이 제안된 바 있다(선행기술문헌의 특허문헌 1 및 특허문헌 2). 상기 방법은 실시간으로 시스템의 공진 성분을 감지하고 주파수 추정기를 이용하여 공진 주파수를 추정한 후, 추정한 주파수를 적응 노치 필터의 노치 주파수로 설정하여 구동 조건에 따라 변화할 수 있는 시스템의 공진 주파수를 실시간으로 대처하는 방법이다. In order to overcome this problem, a method for suppressing resonance of a servo system using an adaptive notch filter and a fixed notch filter has been proposed (Patent Document 1 and Patent Document 2 of Prior Art Documents). The method detects the resonant component of the system in real time, estimates the resonant frequency using a frequency estimator, sets the estimated frequency as the notch frequency of the adaptive notch filter, and determines the resonant frequency of the system that can change according to driving conditions. How to deal with it in real time.

상기 방법은 적응 노치 필터가 적용되었을 때의 공진 억제 판단 유무를 판단하고, 상기 적응 노치 필터가 적용되어 공진이 억제되었을 경우 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 상기 고정 노치 필터의 노치 주파수로 설정하고 이를 고정한다. 또한, 복수개의 고정 노치 필터가 필요한 경우 공진의 크기를 비교하여 크기가 작은 공진을 억제하기 위한 고정 노치 필터를 크기가 큰 공진을 억제하기 위한 고정 노치 필터로 대체할 수 있다. 상기 방법은 플랜트의 주파수 특성을 획득하지 않고도 실시간으로 공진을 억제할 수 있어 사용자에게 큰 편리함을 제공한다.The method determines whether resonance suppression is determined when the adaptive notch filter is applied, and when the resonance is suppressed by applying the adaptive notch filter, the notch frequency of the adaptive notch filter is set to the notch frequency of the fixed notch filter, and fix it In addition, when a plurality of fixed notch filters are required, the sizes of resonances are compared, and fixed notch filters for suppressing small resonances may be replaced with fixed notch filters for suppressing large resonances. The method can suppress resonance in real time without acquiring the frequency characteristics of the plant, providing great convenience to the user.

한편, 종래의 주파수 추정기는 추정 속도가 주파수 추정기의 출력값인 추정 주파수와 입력 신호의 주파수와의 차이 및 입력 신호의 크기(진폭)에 비례하는 특성을 지니고 있다(선행기술문헌의 비특허문헌 1). 상기 주파수 추정기는 입력 신호의 주파수 대역에 따라 그 주파수를 추정하는 속도가 크게 변동되지 않게 고안되었으며, 상기 적응 노치 필터 및 고정 노치 필터를 사용하는 서보 시스템의 공진 억제 방법에 적용되어 산업용 서보 시스템의 공진 주파수 추정에 널리 사용된 바 있다(알에스오토메이션주식회사의 D8 시리즈, CSD7 시리즈에 적용). On the other hand, the conventional frequency estimator has a characteristic in which the estimation speed is proportional to the difference between the estimated frequency, which is the output value of the frequency estimator, and the frequency of the input signal, and the magnitude (amplitude) of the input signal (Non-Patent Document 1 of Prior Art Documents). . The frequency estimator is devised so that the speed of estimating the frequency does not fluctuate greatly according to the frequency band of the input signal, and is applied to the resonance suppression method of the servo system using the adaptive notch filter and the fixed notch filter to reduce the resonance of the industrial servo system. It has been widely used for frequency estimation (applied to D8 series and CSD7 series of RS Automation Co., Ltd.).

그러나, 상기 주파수 추정기는 입력 신호의 크기에 따라 주파수 추정 속도가 변하는 단점이 있다. 따라서 입력 신호의 크기가 작을 경우 추정 속도가 느려지기 때문에, 실제 서보 시스템에서 크기가 작은 공진이 발생할 경우 해당 공진의 주파수를 느리게 추정하는 단점이 있다.However, the frequency estimator has a disadvantage in that the frequency estimation speed varies according to the magnitude of the input signal. Therefore, since the estimation speed slows down when the magnitude of the input signal is small, when a resonance with a small magnitude occurs in an actual servo system, there is a disadvantage in estimating the frequency of the corresponding resonance slowly.

KRKR 10-1757267 10-1757267 B1B1 KRKR 10-1708739 10-1708739 B1B1

W. Bahn, T. Kim, S. Lee, and D. Cho, "Resonant frequency estimation for adaptive notch filters in industrial servo systems," Mechatronics, vol.41, pp. 45-57, 2017. W. Bahn, T. Kim, S. Lee, and D. Cho, "Resonant frequency estimation for adaptive notch filters in industrial servo systems," Mechatronics, vol.41, pp. 45-57, 2017.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 서보 시스템에서 진폭 추정기의 출력을 주파수 추정기에 활용하여 입력 신호의 진폭과 주파수 추정기의 추정 속도 사이의 비례 관계를 완화하여, 다양한 진폭의 공진을 빠르게 추정하고 이를 대응할 수 있는 서보 시스템의 공진 억제 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a servo system, the output of an amplitude estimator is used for a frequency estimator to relax the proportional relationship between the amplitude of an input signal and the estimation speed of the frequency estimator, thereby reducing resonance of various amplitudes. It is to provide a resonance suppression device of a servo system capable of quickly estimating and responding to it.

본 발명의 다른 목적은 상기 장치를 이용하여 서보 시스템의 공진 억제 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for suppressing resonance of a servo system using the above device.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 서보 시스템의 공진 억제 방법을 실행하도록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a computer program stored in a medium to execute the resonance suppression method of the servo system.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 공진 억제 장치는, 서보 제어기로부터 수신한 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정한 값인 진폭 추정값을 출력하는 진폭 추정기; 및 상기 진폭 추정값을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하여 추정 주파수를 출력하는 주파수 추정기;를 포함하여, 상기 전류 명령 및 상기 추정 주파수를 기초로 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하고 공진을 억제하는 공진 억제부;를 포함한다.A resonance suppression apparatus for a servo system according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes an amplitude estimator outputting an amplitude estimation value, which is a value obtained by estimating an amplitude of a resonance generated from a current command received from a servo controller; and a frequency estimator for estimating a frequency of resonance generated from the current command in real time using the estimated amplitude value and outputting an estimated frequency; detecting and determining the resonance of the servo system based on the current command and the estimated frequency. and a resonance suppression unit for suppressing resonance.

본 발명의 실시예에서, 상기 진폭 추정기는, 상기 주파수 추정기의 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수, 상기 전류 명령 및 전류 명령의 통계치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the amplitude estimator may use at least one of an adaptive filter state of the frequency estimator, an estimated frequency of a previous sample, the current command, and a statistic value of the current command to generate a resonance generated from the current command. amplitude can be estimated.

본 발명의 실시예에서, 상기 주파수 추정기는, 상기 전류 명령, 상기 진폭 추정값, 적응형 필터 상태(state) 및 이전 샘플의 추정 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 입력 신호인 상기 전류 명령의 주파수를 추정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the frequency estimator may estimate the frequency of the current command as an input signal using at least one of the current command, the amplitude estimation value, an adaptive filter state, and an estimated frequency of a previous sample. can

본 발명의 실시예에서, 상기 주파수 추정기는, 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 상기 진폭 추정값으로 나누고 이를 적분하여 추정 주파수를 출력할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the frequency estimator may output the estimated frequency by dividing the small amount of change of the estimated frequency by the estimated amplitude value and integrating the same.

본 발명의 실시예에서, 상기 주파수 추정기는, 상기 진폭 추정값이 특정 문턱값 이하일 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 문턱값으로 나누고, 상기 문턱값을 넘을 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 진폭 추정값으로 나눌 수 있다.In an embodiment of the present invention, the frequency estimator divides the minute change amount of the estimated frequency by a threshold value when the amplitude estimate value is less than or equal to a specific threshold value, and divides the minute change amount of the estimated frequency by the amplitude estimate value when the amplitude estimate value exceeds the threshold value. can

본 발명의 실시예에서, 상기 공진 억제부는, 필터부와 공진 감지 및 판단부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the resonance suppression unit may further include at least one of a filter unit and a resonance detection and determination unit.

본 발명의 실시예에서, 상기 필터부는, 상기 추정 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 적응 노치 필터 및 복수개의 고정 노치 필터를 더 포함하되, 상기 고정 노치 필터는 적응 노치 필터로 공진 억제가 확인되면 노치 주파수를 포함한 적응 노치 필터의 파라미터를 고정 노치 필터의 필터 파라미터로 사용하고 그 값을 고정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the filter unit further includes an adaptive notch filter for filtering the current command using the estimated frequency as a notch frequency and a plurality of fixed notch filters, wherein the fixed notch filter is an adaptive notch filter to suppress resonance If is confirmed, parameters of the adaptive notch filter including the notch frequency may be used as filter parameters of the fixed notch filter and the values may be fixed.

본 발명의 실시예에서, 상기 공진 감지 및 판단부는, 상기 전류 명령을 이용하여 상기 서보 시스템의 공진 발생 여부, 공진의 크기 및 공진 억제 여부를 판단하여, 적응 노치 필터의 사용 여부, 고정 노치 필터로의 파라미터 전환 여부, 복수개의 고정 노치 필터가 모두 사용 중이고 새로운 공진이 발생할 경우 새로 발생한 공진의 크기와 각 고정 노치 필터 적용 이전의 공진 크기를 비교하여 고정 노치 필터 대체 여부를 결정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the resonance sensing and determining unit determines whether or not resonance of the servo system occurs, the magnitude of resonance, and whether or not to suppress resonance using the current command, and determines whether an adaptive notch filter is used or not, and a fixed notch filter. Whether or not to switch the parameters of , if a plurality of fixed notch filters are all in use and a new resonance occurs, it is possible to determine whether to replace the fixed notch filter by comparing the size of the newly generated resonance with the size of the resonance before applying each fixed notch filter.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 서보 시스템의 공진 억제 방법은, 서보 제어기로부터 수신한 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정한 값인 진폭 추정값을 출력하는 진폭 추정 단계; 상기 진폭 추정값을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하여 추정 주파수를 출력하는 주파수 추정 단계; 및 상기 전류 명령 및 상기 추정 주파수를 기초로 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하여 억제하는 공진 억제 단계;를 포함한다.A resonance suppression method of a servo system according to an embodiment for realizing another object of the present invention described above includes an amplitude estimation step of outputting an amplitude estimation value, which is a value obtained by estimating an amplitude of a resonance generated from a current command received from a servo controller; a frequency estimating step of estimating a frequency of resonance generated from the current command using the amplitude estimation value in real time and outputting an estimated frequency; and a resonance suppression step of detecting, determining, and suppressing resonance of the servo system based on the current command and the estimated frequency.

본 발명의 실시예에서, 상기 진폭 추정 단계는, 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수, 상기 전류 명령, 전류 명령의 통계치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the estimating the amplitude may include determining the amplitude of resonance generated from the current command using at least one of an adaptive filter state, an estimated frequency of a previous sample, the current command, and a statistical value of the current command. can be estimated

본 발명의 실시예에서, 상기 주파수 추정 단계는, 상기 전류 명령, 상기 진폭 추정값, 적응형 필터 상태(state) 및 이전 샘플의 추정 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 입력 신호인 상기 전류 명령의 주파수를 추정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the frequency estimating step may include estimating the frequency of the current command as an input signal using at least one of the current command, the amplitude estimation value, an adaptive filter state, and an estimated frequency of a previous sample. can do.

본 발명의 실시예에서, 상기 주파수 추정 단계는, 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 상기 진폭 추정값으로 나누고 이를 적분하여 추정 주파수를 출력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step of estimating the frequency may further include outputting an estimated frequency by dividing the minute change in the estimated frequency by the estimated amplitude and integrating the same.

본 발명의 실시예에서, 상기 주파수 추정 단계는, 상기 진폭 추정값이 특정 문턱값 이하일 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 문턱값으로 나누고, 상기 문턱값을 넘을 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 진폭 추정값으로 나눌 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the step of estimating the frequency, when the estimated amplitude value is less than or equal to a specific threshold value, the minute change amount of the estimated frequency is divided by the threshold value, and when the estimated amplitude value exceeds the threshold value, the minute change amount of the estimated frequency is used as the amplitude estimate value. can share

본 발명의 실시예에서, 상기 공진 억제 단계는, 필터링 단계;와 공진 감지 및 판단 단계; 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the resonance suppression step may include a filtering step; and a resonance sensing and determining step; At least one of them may be further included.

본 발명의 실시예에서, 상기 필터링 단계는, 적응 노치 필터 및 복수개의 고정 노치 필터를 이용하여 상기 추정 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하되, 상기 고정 노치 필터는 적응 노치 필터로 공진 억제가 확인되면 노치 주파수를 포함한 적응 노치 필터의 파라미터를 고정 노치 필터의 필터 파라미터로 사용하고 그 값을 고정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the filtering step may include filtering the current command by using an adaptive notch filter and a plurality of fixed notch filters to set the estimated frequency as a notch frequency, wherein the fixed notch filter suppresses resonance with an adaptive notch filter If is confirmed, parameters of the adaptive notch filter including the notch frequency may be used as filter parameters of the fixed notch filter and the values may be fixed.

본 발명의 실시예에서, 상기 공진 감지 및 판단 단계는, 상기 전류 명령을 이용하여 상기 서보 시스템의 공진 발생 여부, 공진의 크기 및 공진 억제 여부를 판단하여, 적응 노치 필터의 사용 여부, 고정 노치 필터로의 파라미터 전환 여부, 복수개의 고정 노치 필터가 모두 사용 중이고 새로운 공진이 발생할 경우 새로 발생한 공진의 크기와 각 고정 노치 필터 적용 이전의 공진 크기를 비교하여 고정 노치 필터 대체 여부를 결정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the resonance sensing and determining step may include determining whether an adaptive notch filter is used or not, a fixed notch filter by determining whether or not resonance of the servo system occurs, the size of resonance, and whether or not resonance is suppressed by using the current command. Whether or not the parameter is switched to , if a plurality of fixed notch filters are all in use and a new resonance occurs, it is possible to determine whether to replace the fixed notch filter by comparing the size of the newly generated resonance with the size of the resonance before each fixed notch filter is applied.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 하드웨어와 결합되어 서보 시스템의 공진 억제 방법을 실행하도록 매체에 저장된다.A computer program according to an embodiment for realizing another object of the present invention described above is combined with hardware and stored in a medium to execute a method for suppressing resonance of a servo system.

본 발명의 실시 예들에 따르면. 서보 시스템에서 다양한 진폭의 공진이 발생하는 상황에서 진폭 추정기 및 주파수 추정기를 활용하여 다양한 진폭의 공진을 빠르게 추정하고 이에 대응할 수 있다.According to embodiments of the present invention. In a situation where resonance of various amplitudes occurs in a servo system, it is possible to quickly estimate and respond to resonances of various amplitudes by using an amplitude estimator and a frequency estimator.

도 1은 종래 기술에 따른 서보 시스템의 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 블록도이다.
도 3은 도 2의 필터부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 자동 공진 억제 방법의 순서도이다.
도 5는 도 4의 주파수를 실시간으로 추정하는 단계의 순서도이다.
1 is a block diagram of a servo system according to the prior art.
2 is a block diagram of a servo system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an example of a filter unit of FIG. 2 .
4 is a flowchart of an automatic resonance suppression method of a servo system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a step of estimating a frequency in real time in FIG. 4 .

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention which follows refers to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in one embodiment in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 블록도이다. 2 is a block diagram of a servo system according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 서보 시스템(1)은 진폭 추정기(130)의 출력을 이용하는 주파수 추정기(110)를 기초로 서보 시스템(1)에서 발생하는 공진을 자동으로 감지하고 그 공진을 억제하는 공진 억제부(10)를 포함한다.The servo system 1 according to the present invention automatically detects resonance occurring in the servo system 1 based on the frequency estimator 110 using the output of the amplitude estimator 130 and suppresses the resonance. 10).

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템(1)은 제어부(30), 공진 억제부(10) 및 부하부(50)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the servo system 1 according to an embodiment of the present invention may include a control unit 30 , a resonance suppression unit 10 and a load unit 50 .

상기 제어부(30)는 서보 제어기(310) 및 전류 제어기(330)를 포함할 수 있다. 상기 서보 제어기(310) 및 전류 제어기(330)는 도 1에서 설명한 서보 제어기 및 전류 제어기와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 즉, 서보 제어기(310)는 전류 명령을 발생시키고, 전류 제어기(330)는 전류 명령에 따른 구동 전류를 발생시킬 수 있다.The controller 30 may include a servo controller 310 and a current controller 330 . The servo controller 310 and the current controller 330 may perform the same functions as the servo controller and current controller described in FIG. 1 . That is, the servo controller 310 may generate a current command, and the current controller 330 may generate a driving current according to the current command.

상기 부하부(50)는 모터(510), 부하(530) 및 엔코더(550)를 포함할 수 있다. 각 구성 요소의 기능은 도 1에서 설명한 모터, 부하 및 엔코더와 동일할 수 있다.The load unit 50 may include a motor 510 , a load 530 and an encoder 550 . The function of each component may be the same as that of the motor, load, and encoder described in FIG. 1 .

상기 공진 억제부(10)는 주파수 추정기(110) 및 진폭 추정기(130)를 포함하여, 서보 시스템(1)의 공진을 감지 및 판단하고 공진을 억제한다.The resonance suppression unit 10 includes a frequency estimator 110 and an amplitude estimator 130 to sense and determine the resonance of the servo system 1 and suppress the resonance.

상기 진폭 추정기(130)는 상기 서보 제어기(310)로부터 발생된 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정한 값인 진폭 추정값을 출력하고, 상기 주파수 추정기(110)는 상기 진폭 추정값을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하여 추정 주파수를 출력한다.The amplitude estimator 130 outputs an amplitude estimation value, which is a value obtained by estimating an amplitude of a resonance generated from a current command generated from the servo controller 310, and the frequency estimator 110 outputs an amplitude estimation value from the current command using the amplitude estimation value. The frequency of the generated resonance is estimated in real time and the estimated frequency is output.

다른 실시예에서, 상기 공진 억제부(10)는 필터부(170) 및 공진 감지 및 판단부(150) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. In another embodiment, the resonance suppression unit 10 may further include at least one of a filter unit 170 and a resonance detection and determination unit 150 .

상기 주파수 추정기(110)는 상기 전류 명령을 입력으로 받아 상기 전류 명령의 주파수를 실시간으로 추정한다. 출력되는 추정 주파수가 상기 전류 명령에 나타나는 공진 주파수가 되도록, 상기 주파수 추정기(110)는 매 연산 주기에서의 전류 명령의 주파수에 대한 추정 주파수의 변화량을 이용하여 연속적으로 전류 명령의 주파수를 추정할 수 있다. 예컨대, 상기 주파수 추정기(110)는 매 연산 주기마다 계산되는 추정 주파수의 미소 변화량을 적분하여 전류 명령의 주파수를 추정할 수 있다.The frequency estimator 110 receives the current command as an input and estimates the frequency of the current command in real time. The frequency estimator 110 may continuously estimate the frequency of the current command by using the amount of change in the estimated frequency with respect to the frequency of the current command in each operation period so that the estimated frequency output becomes the resonant frequency appearing in the current command. there is. For example, the frequency estimator 110 may estimate the frequency of the current command by integrating minute changes in the estimated frequency calculated for each operation period.

상기 추정 주파수는 전류 명령의 공진 주파수에 가까워질수록 상기 계산된 추정 주파수의 미소 변화량의 크기가 작아지고, 상기 추정 주파수가 입력된 전류 명령의 공진 주파수에 수렴될 수 있다. 따라서, 정상 상태(steady-state)에서의 상기 주파수 추정기(110)의 출력은 상기 전류 명령의 공진 주파수에 대한 추정 주파수가 된다. As the estimated frequency approaches the resonant frequency of the current command, the magnitude of the minute change in the calculated estimated frequency decreases, and the estimated frequency may converge to the resonant frequency of the input current command. Accordingly, an output of the frequency estimator 110 in a steady-state becomes an estimated frequency for the resonant frequency of the current command.

본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 추정기(110) 및 진폭 추정기(130)를 설명하기에 앞서, 종래의 주파수 추정기는 하기 수학식 1로 표현되는 적응형 필터 기반의 주파수 추정기로 설계될 수 있다.Prior to describing the frequency estimator 110 and the amplitude estimator 130 according to an embodiment of the present invention, the conventional frequency estimator may be designed as an adaptive filter-based frequency estimator represented by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112022091781318-pat00001
Figure 112022091781318-pat00001

여기서, χ는 적응형 필터의 상태(state), ζ는 적응형 필터의 감쇄비,

Figure 112022091781318-pat00002
는 추정 주파수,
Figure 112022091781318-pat00003
는 주파수 추정 이득,
Figure 112022091781318-pat00004
는 입력 신호로 본 발명에서는 전류 명령을 나타낸다.Here, χ is the state of the adaptive filter, ζ is the attenuation ratio of the adaptive filter,
Figure 112022091781318-pat00002
is the estimated frequency,
Figure 112022091781318-pat00003
is the frequency estimation gain,
Figure 112022091781318-pat00004
is an input signal and represents a current command in the present invention.

상기 종래의 주파수 추정기는 매 단위 시간마다 추정 주파수의 미소 변화량

Figure 112022091781318-pat00005
을 계산하고 이를 적분하여 상기 입력 신호의 주파수를 추정한다. 상기 입력 신호의 크기(진폭)가 A이고, 주파수가 ω인 정현파 신호일 경우
Figure 112022091781318-pat00006
, 상기 적응형 필터의 정상 상태(steady-state)는 하기 수학식 2로 표현될 수 있다.The conventional frequency estimator is a small amount of change in the estimated frequency per unit time.
Figure 112022091781318-pat00005
Calculate and integrate it to estimate the frequency of the input signal. If the input signal is a sinusoidal signal with a magnitude (amplitude) of A and a frequency of ω
Figure 112022091781318-pat00006
, the steady-state of the adaptive filter can be expressed by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112022091781318-pat00007
Figure 112022091781318-pat00007

상기 수학식 2를 상기 수학식 1 중 추정 주파수의 미소 변화량을 계산하는 식에 대입하면 하기 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.Substituting Equation 2 into the equation for calculating the minute change in the estimated frequency in Equation 1 can be calculated as in Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112022091781318-pat00008
Figure 112022091781318-pat00008

즉, 수학식 1로 표현되는 종래의 주파수 추정기의 추정 속도는 상기 추정 주파수와 상기 입력 신호의 주파수의 차이 및 상기 입력 신호의 크기에 비례하는 특성을 갖고 있다. That is, the estimation speed of the conventional frequency estimator represented by Equation 1 has characteristics that are proportional to the difference between the estimated frequency and the frequency of the input signal and the magnitude of the input signal.

종래의 주파수 추정기는 입력 신호의 주파수 대역에 따라 그 주파수를 추정하는 속도가 크게 변동되지 않게 고안되었으며, 산업용 서보 시스템의 공진 주파수 추정에 널리 사용된 바 있다. Conventional frequency estimators are designed not to significantly change the speed of estimating the frequency according to the frequency band of the input signal, and have been widely used for estimating the resonant frequency of industrial servo systems.

그러나, 상기 주파수 추정기는 입력 신호의 크기에 따라 주파수 추정 속도가 변하는 단점이 있다. 따라서, 입력 신호의 크기가 작을 경우 추정 속도가 느려지기 때문에, 크기가 작은 공진이 발생할 경우 해당 공진의 주파수를 느리게 추정하는 단점이 있다. However, the frequency estimator has a disadvantage in that the frequency estimation speed varies according to the magnitude of the input signal. Therefore, since the estimation speed is slow when the magnitude of the input signal is small, when a resonance with a small magnitude occurs, the frequency of the corresponding resonance is estimated slowly.

실제 서보 시스템에서는 다양한 크기의 공진이 발생할 수 있기 때문에, 입력 신호의 크기에 따라 추정 속도가 달라지지 않는 주파수 추정기의 개발이 필요하다.Since resonances of various magnitudes may occur in an actual servo system, it is necessary to develop a frequency estimator whose estimation speed does not vary depending on the magnitude of an input signal.

본 발명에서의 일 실시예에 따른 주파수 추정기(110)는 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정하는 진폭 추정기(130)의 출력값인 진폭 추정값을 이용하여 입력 신호의 진폭과 추정 속도의 비례 관계를 완화할 수 있다. The frequency estimator 110 according to an embodiment of the present invention determines the proportional relationship between the amplitude of the input signal and the estimated speed using the amplitude estimation value, which is the output value of the amplitude estimator 130 for estimating the amplitude of the resonance generated from the current command. can be alleviated

상기 입력 신호의 크기(진폭)가 A이고, 주파수가 ω인 정현파 신호일 경우

Figure 112022091781318-pat00009
, 상기 진폭 추정기(130)는 하기 수학식 4 또는 수학식 5로 설계될 수 있다. If the input signal is a sinusoidal signal with a magnitude (amplitude) of A and a frequency of ω
Figure 112022091781318-pat00009
, The amplitude estimator 130 may be designed by Equation 4 or Equation 5 below.

그러나, 상기 입력 신호의 진폭 추정 방법은 하기 수학식 4 및 수학식 5에 제한된 것은 아니며, 상기 입력 신호, 상기 입력 신호의 통계치, 상기 적응형 필터의 상태(state) 등의 서보 시스템(1)에서 획득 가능한 수치를 이용하여 계산될 수 있다.However, the method for estimating the amplitude of the input signal is not limited to Equations 4 and 5 below, and in the servo system 1, such as the input signal, the statistical value of the input signal, and the state of the adaptive filter. It can be calculated using obtainable figures.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112022091781318-pat00010
Figure 112022091781318-pat00010

여기서,

Figure 112022091781318-pat00011
는 상기 입력 신호 의 기댓값,
Figure 112022091781318-pat00012
는 상기 입력 신호 의 분산,
Figure 112022091781318-pat00013
은 상기 입력 신호의 진폭 추정값을 나타낸다.here,
Figure 112022091781318-pat00011
is the expected value of the input signal,
Figure 112022091781318-pat00012
is the variance of the input signal,
Figure 112022091781318-pat00013
represents an amplitude estimation value of the input signal.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112022091781318-pat00014
Figure 112022091781318-pat00014

상기 수학식 4는 상기 입력 신호 및 이의 통계치를 이용하여 상기 입력 신호의 진폭을 계산하는 방법이다. 실제 서보 시스템에 적용 시에는 특정 단위 시간 이전부터 현재까지의 분산을 계산해야 하기 때문에 필연적으로 시지연이 발생하고, 샘플링 시간에 따라 정현파 입력 신호의 기댓값이 0이 되지 않을 수 있다. Equation 4 is a method of calculating the amplitude of the input signal using the input signal and its statistical value. When applied to an actual servo system, a time delay inevitably occurs because the variance from before a specific unit time to the present must be calculated, and the expected value of the sinusoidal input signal may not become zero depending on the sampling time.

즉, 상기 시지연 및 상기 샘플링 시간에 따라 현재 시간의 진폭값을 정확하게 계산할 수 없기 때문에, 상기 수학식 4처럼 입력 신호의 분산을 이용하면 정확한 입력 신호의 진폭을 얻기 힘들다. That is, since the amplitude value of the current time cannot be accurately calculated according to the time delay and the sampling time, it is difficult to obtain an accurate amplitude of the input signal using the variance of the input signal as in Equation 4 above.

상기 수학식 5는 상기 수학식 1의 주파수 추정기 적응형 필터의 상태(state) 및 이전 샘플의 추정 주파수를 이용하여 상기 입력 신호의 진폭을 추정하는 방법이다. 상기 수학식 2로 표현되는 상기 주파수 추정기 적응형 필터의 정상 상태를 상기 수학식 5에 대입하면 정상 상태에서의 진폭 추정값을 계산할 수 있고, 상기 진폭 추정값은 상기 입력 신호의 주파수 및 상기 추정 주파수에 따라 정확도가 변할 수 있다. Equation 5 is a method of estimating the amplitude of the input signal using the state of the frequency estimator adaptive filter of Equation 1 and the estimated frequency of the previous sample. By substituting the steady state of the frequency estimator adaptive filter represented by Equation 2 into Equation 5, an amplitude estimation value in the steady state can be calculated, and the amplitude estimation value is determined according to the frequency of the input signal and the estimated frequency. Accuracy may vary.

본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 추정기(110)는 추정 주파수의 미소 변화량을 계산할 때, 추정 주파수의 미소 변화량을 상기 진폭 추정값으로 나누어 줌으로써, 종래 주파수 추정기의 추정 속도가 상기 입력 신호의 진폭에 따라 비례하는 것을 완화할 수 있다. The frequency estimator 110 according to an embodiment of the present invention divides the minute change in the estimated frequency by the amplitude estimate value when calculating the minute change in the estimated frequency, so that the estimation speed of the conventional frequency estimator depends on the amplitude of the input signal. proportionality can be alleviated.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 주파수 추정기(110)는 상기 수학식 1로 표현되는 종래의 주파수 추정기를 활용하여 아래 수학식 6으로 표현되는 적응형 필터 및 진폭 추정값 기반의 주파수 추정기로 설계될 수 있다.The frequency estimator 110 according to an embodiment of the present invention may be designed as a frequency estimator based on an adaptive filter and an amplitude estimation value represented by Equation 6 below by using the conventional frequency estimator represented by Equation 1 above. there is.

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112022091781318-pat00015
Figure 112022091781318-pat00015

여기서,

Figure 112022091781318-pat00016
은 상기 수학식 6의 추정 주파수의 미소 변화량을 0으로 나누는 것을 방지하기 위해 설정된 문턱값이다. 상기 진폭 추정값
Figure 112022091781318-pat00017
Figure 112022091781318-pat00018
보다 작은 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을
Figure 112022091781318-pat00019
으로 나누고, 상기 진폭 추정값
Figure 112022091781318-pat00020
Figure 112022091781318-pat00021
보다 큰 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을
Figure 112022091781318-pat00022
으로 나누도록 설계될 수 있다. here,
Figure 112022091781318-pat00016
Is a threshold value set to prevent division of the minute change in the estimated frequency of Equation 6 by zero. the amplitude estimate
Figure 112022091781318-pat00017
this
Figure 112022091781318-pat00018
If smaller than the small change in the estimated frequency
Figure 112022091781318-pat00019
Divided by , and the amplitude estimate
Figure 112022091781318-pat00020
this
Figure 112022091781318-pat00021
If greater than the small change in the estimated frequency
Figure 112022091781318-pat00022
It can be designed to divide by

상기 입력 신호의 크기(진폭)가 A이고, 주파수가 ω인 정현파 신호일 경우

Figure 112022091781318-pat00023
,상기 수학식 2 및 수학식 5를 상기 수학식 6 중 추정 주파수의 미소 변화량 계산식에 대입하면 하기 수학식 7과 같이 계산된다.If the input signal is a sinusoidal signal with a magnitude (amplitude) of A and a frequency of ω
Figure 112022091781318-pat00023
, When Equations 2 and 5 are substituted into the formula for calculating the minute change in the estimated frequency in Equation 6, it is calculated as in Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112022091781318-pat00024
Figure 112022091781318-pat00024

상기 수학식 6과 같이 주파수 추정기를 설계할 경우, 상기 수학식 3에서 상기 입력 신호의 크기에 대한 영향을 나누어주어, 상기 수학식 1로 표현되는 종래의 주파수 추정기의 주파수 추정기의 추정 속도가 입력 신호의 크기에 비례하는 특성을 완화할 수 있다.When the frequency estimator is designed as in Equation 6, the estimation speed of the frequency estimator of the conventional frequency estimator represented by Equation 1 is obtained by dividing the effect on the magnitude of the input signal in Equation 3 above. The characteristic proportional to the size of can be relaxed.

도 3은 도 2의 필터부의 일 예를 나타내는 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an example of a filter unit of FIG. 2 .

도 3을 참조하면, 필터부(170)는 직렬로 연결된 적응 노치 필터(171) 및 복수개의 고정 노치 필터(174, 176)를 포함할 수 있다. 도 3에서는 한 개의 적응 노치 필터와 두 개의 고정 노치 필터가 도시되었으나 그 순서 및 개수는 예시적인 것에 불과하며, 노이즈 감소를 위한 저역 통과 필터 등 다양한 필터들을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the filter unit 170 may include an adaptive notch filter 171 and a plurality of fixed notch filters 174 and 176 connected in series. Although one adaptive notch filter and two fixed notch filters are shown in FIG. 3, the order and number are merely exemplary, and various filters such as a low-pass filter for noise reduction may be further included.

여기서, 상기 적응 노치 필터(171)는 상기 주파수 추정기(110)가 추정한 추정 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링 하여 전류 제어기(330)에 필터링된 전류 명령을 제공할 수 있다. Here, the adaptive notch filter 171 may filter the current command using the estimated frequency estimated by the frequency estimator 110 as a notch frequency and provide the filtered current command to the current controller 330 .

상기 적응 노치 필터(171)는 하기 수학식 8로 표현되는 2차 노치 필터로 설계될 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다. The adaptive notch filter 171 may be designed as a second-order notch filter expressed by Equation 8 below, but the present invention is not limited thereto.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112022091781318-pat00025
Figure 112022091781318-pat00025

여기서, s는 라플라스 연산자(Laplace operator),

Figure 112022091781318-pat00026
는 노치 주파수, ζ는 필터의 감쇄비(damping factor)를 나타낸다.Here, s is the Laplace operator,
Figure 112022091781318-pat00026
is the notch frequency, and ζ is the damping factor of the filter.

상기 적응 노치 필터(171)의 노치 주파수는 상기 주파수 추정기(110)의 추정 주파수로서 시간에 따라 변화할 수 있다.The notch frequency of the adaptive notch filter 171 is the estimated frequency of the frequency estimator 110 and may change over time.

상기 필터부(170)의 고정 노치 필터(174, 176)는 상기 적응 노치 필터(171)를 이용하여 공진이 억제되었음을 공진 감지 및 판단부(150)로부터 판단되면, 노치 주파수를 포함한 적응 노치 필터(171)의 파라미터를 고정 노치 필터(174, 176)의 파라미터로 사용하고 그 값을 고정하는 고정하는 것을 특징으로 한다.When the resonance detection and determination unit 150 determines that the resonance of the fixed notch filters 174 and 176 of the filter unit 170 is suppressed using the adaptive notch filter 171, the adaptive notch filter including the notch frequency ( 171) is used as a parameter of the fixed notch filters 174 and 176 and the value is fixed.

상기 고정 노치 필터(174, 176)는 상기 수학식 8과 유사하게 하기 수학식 9로 표현되는 2차 노치 필터로 설계될 수 있으나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니다. The fixed notch filters 174 and 176 may be designed as second-order notch filters represented by Equation 9 below similarly to Equation 8, but the present invention is not limited thereto.

[수학식 9][Equation 9]

Figure 112022091781318-pat00027
Figure 112022091781318-pat00027

여기서,

Figure 112022091781318-pat00028
는 고정 노치 필터(174, 176)의 노치 주파수,
Figure 112022091781318-pat00029
는 고정 노치 필터의 감쇄비(damping factor)를 나타낸다. 고정 노치 필터(174, 176)의 노치 주파수 및 감쇄비는 공진 감지 및 판단부(150)로부터 공진이 억제되었다고 판단되었을 때 적응 노치 필터로부터 전달받은 값이며, 시간에 따라 변화하지 않는다.here,
Figure 112022091781318-pat00028
Is the notch frequency of the fixed notch filters 174 and 176,
Figure 112022091781318-pat00029
represents the damping factor of the fixed notch filter. The notch frequency and attenuation ratio of the fixed notch filters 174 and 176 are values transmitted from the adaptive notch filter when the resonance detection and determination unit 150 determines that the resonance is suppressed, and does not change over time.

본 발명의 일 실시예에 따른 공진 감지 및 판단부(150)는 서보 제어기(310)에서 발생한 전류 명령을 입력 신호로 수신하여, 상기 전류 명령으로부터 상기 서보 시스템의 공진 발생과 공진 억제 여부, 그리고 공진의 크기를 감지할 수 있다. 즉, 상기 공진 감지 및 판단부(150)는 상기 엔코더로부터 피드백된 신호에 따라 발생된 상기 전류 명령으로부터 상기 부하부(50)의 공진 발생 및 억제 여부를 판단할 수 있다.Resonance detection and determination unit 150 according to an embodiment of the present invention receives the current command generated by the servo controller 310 as an input signal, determines whether or not resonance of the servo system is generated and suppresses resonance, and resonance size can be detected. That is, the resonance detection and determination unit 150 may determine whether the resonance of the load unit 50 is generated or suppressed from the current command generated according to the signal fed back from the encoder.

상기 공진 감지 및 판단부(150)는 서보 시스템(1)에서 획득 가능한 상기 전류 명령, 이를 활용한 통계치 등의 공진 발생을 판단할 수 있는 수치를 이용하여 그 수치가 특정 문턱값을 넘을 경우 상기 추정 주파수를 상기 적응 노치 필터(171)에 적용할지 여부에 대해 결정하도록 설계될 수 있다. The resonance detection and determination unit 150 uses a value capable of determining the occurrence of resonance, such as the current command obtainable from the servo system 1 and a statistical value using the current command, and if the value exceeds a specific threshold, the estimation is performed. frequency can be designed to determine whether or not to apply the adaptive notch filter 171.

또한, 상기 적응 노치 필터(171)를 이용하여 공진이 억제 되었음을 판단하고, 공진이 억제되었다고 판단되었을 때 적응 노치 필터(171)의 파라미터를 고정 노치 필터(174, 176)의 파라미터로 설정하고 그 값을 고정하도록 설계될 수 있다. In addition, it is determined that the resonance is suppressed using the adaptive notch filter 171, and when it is determined that the resonance is suppressed, the parameter of the adaptive notch filter 171 is set as the parameter of the fixed notch filters 174 and 176, and the value can be designed to fix

상기 고정 노치 필터(174, 176) 설정 후에 상기 공진 감지 및 판단부(150)는 새로운 공진이 발생하는지 판단, 상기 적응 노치 필터의 노치 주파수를 상기 새로운 공진의 추정 주파수로 설정, 상기 새로운 공진의 억제 판단, 및 새로운 공진 발생 이전에 설정된 고정 노치 필터 이외의 고정 노치 필터의 파라미터 설정의 과정을 반복하여 동작하도록 설계될 수 있다.After setting the fixed notch filters 174 and 176, the resonance detection and determination unit 150 determines whether a new resonance occurs, sets the notch frequency of the adaptive notch filter to the estimated frequency of the new resonance, and suppresses the new resonance. It may be designed to operate by repeating the process of determining and setting parameters of a fixed notch filter other than the fixed notch filter set before the new resonance occurs.

상기 공진 감지 및 판단부(150)는 상기 공진 발생을 판단할 수 있는 수치를 이용하여 공진의 크기를 저장하며, 상기 복수개의 고정 노치 필터(174, 176)가 모두 사용 중이고 새로운 공진이 발생할 경우 새로 발생한 공진의 크기와 각 고정 노치 필터의 파라미터 설정 이전의 공진 크기를 비교하여 고정 노치 필터 대체 여부를 결정하도록 설계될 수 있다. The resonance detection and determination unit 150 stores the magnitude of the resonance using a value capable of determining the occurrence of the resonance, and when all of the plurality of fixed notch filters 174 and 176 are in use and a new resonance occurs, a new resonance is generated. It may be designed to determine whether to replace the fixed notch filter by comparing the size of the generated resonance with the size of the resonance before parameter setting of each fixed notch filter.

상기 공진 감지 및 판단부(150)는 상기 복수개의 고정 노치 필터(174, 176)가 모두 사용 중이고 새롭게 발생한 공진의 크기가 각 고정 노치 필터의 파라미터 설정 이전의 공진보다 작을 경우 별도의 동작을 하지 않도록 설계될 수 있다. When all of the plurality of fixed notch filters 174 and 176 are in use and the magnitude of the newly generated resonance is smaller than the resonance of each fixed notch filter prior to parameter setting, the resonance detection and determination unit 150 does not perform a separate operation. can be designed

만약, 새롭게 발생한 공진의 크기가 어떤 고정 노치 필터의 파라미터 설정 이전의 공진보다 클 경우, 적응 노치 필터(171)를 동작시켜 공진 억제 여부를 판단하고 공진이 억제되었다고 판단될 경우 공진의 크기가 작았던 고정 노치 필터의 파라미터를 적응 노치 필터(171)의 파라미터로 대체 및 고정하도록 설계될 수 있다. If the size of the newly generated resonance is larger than the resonance before setting the parameters of a certain fixed notch filter, the adaptive notch filter 171 is operated to determine whether to suppress the resonance, and if it is determined that the resonance is suppressed, the size of the resonance is small. It can be designed to replace and fix the parameters of the fixed notch filter with the parameters of the adaptive notch filter 171.

이때, 공진이 억제되었다고 판단되지 않을 경우 기존의 고정 노치 필터를 계속 사용하도록 설계될 수 있다. 상기 공진 감지 및 판단부(150)는 상기 복수개의 고정 노치 필터(174, 176)가 모두 사용 중일 때 위의 과정을 반복하여 상기 고정 노치 필터를 대체 및 유지하도록 설계될 수 있다.At this time, if it is not determined that the resonance is suppressed, it may be designed to continue using the existing fixed notch filter. The resonance detection and determination unit 150 may be designed to replace and maintain the plurality of fixed notch filters 174 and 176 by repeating the above process when all of the plurality of fixed notch filters 174 and 176 are in use.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서보 시스템의 공진 억제 방법의 순서도이다. 도 5는 도 4의 주파수를 실시간으로 추정하는 단계의 순서도이다.4 is a flowchart of a resonance suppression method of a servo system according to an embodiment of the present invention. 5 is a flowchart of a step of estimating a frequency in real time in FIG. 4 .

본 실시예에 따른 서보 시스템의 공진 억제 방법은, 도 2의 서보 시스템(1)의 공진 억제부(10)와 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 2의 공진 억제부(10)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다. The resonance suppression method of the servo system according to the present embodiment may be performed in substantially the same configuration as the resonance suppression unit 10 of the servo system 1 of FIG. 2 . Therefore, components identical to those of the resonance suppression unit 10 of FIG. 2 are given the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted.

또한, 본 실시예에 따른 서보 시스템의 공진 억제 방법은 서보 시스템의 공진 억제를 수행하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)에 의해 실행될 수 있다.Also, the resonance suppression method of the servo system according to the present embodiment may be executed by software (application) for performing resonance suppression of the servo system.

도 4를 참조하면, 서보 시스템의 공진 억제 방법은, 서보 제어기로부터 발생된 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭 추정값을 계산하는 단계(단계 S10), 상기 진폭 추정값을 기초로 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하는 단계(단계 S30), 상기 전류 명령 및 상기 추정 주파수를 이용하여 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하고 이를 억제하는 단계(단계 S50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , a method for suppressing resonance of a servo system includes calculating an amplitude estimation value of a resonance generated from a current command generated from a servo controller (step S10), and a frequency of resonance generated from the current command based on the amplitude estimation value. It may include estimating in real time (step S30), detecting and determining the resonance of the servo system using the current command and the estimated frequency, and suppressing it (step S50).

일 실시예에서 상기 진폭 추정 단계(단계 S10)는 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수, 전류 명령, 전류 명령의 통계치 등을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정할 수 있다.In one embodiment, the amplitude estimating step (step S10) may estimate the amplitude of resonance generated from the current command using an adaptive filter state, an estimated frequency of a previous sample, a current command, and a statistical value of the current command. there is.

일 실시예에서 상기 주파수 추정 단계(단계 S30)는 상기 전류 명령, 상기 진폭 추정값, 상기 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수를 이용하여 입력 신호의 주파수를 추정할 수 있다. 여기서, 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 상기 진폭 추정값으로 나누고 이를 적분하여 추정 주파수를 출력할 수 있다. In an embodiment, the frequency estimating step (step S30) may estimate the frequency of the input signal using the current command, the amplitude estimation value, the adaptive filter state, and the estimated frequency of the previous sample. Here, the estimated frequency may be output by dividing the small amount of change of the estimated frequency by the estimated amplitude value and integrating the same.

도 5를 참조하면, 상기 진폭 추정값으로 나눌 때 0으로 나누는 것을 방지하기 위해, 상기 진폭 추정값이 미리 설정된 특정 문턱값의 이하인지 먼저 판단한다(단계 S31).Referring to FIG. 5 , in order to prevent division by 0 when dividing by the estimated amplitude, it is first determined whether the estimated amplitude is equal to or less than a predetermined threshold (step S31).

상기 진폭 추정값이 특정 문턱값 이하일 경우, 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 문턱값으로 나누고(단계 S33), 상기 문턱값을 넘을 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 진폭 추정값으로 나누어 계산할 수 있다(단계 S35).When the estimated amplitude value is less than or equal to a specific threshold value, it can be calculated by dividing the minute change amount of the estimated frequency by the threshold value (step S33), and when exceeding the threshold value, by dividing the minute change amount of the estimated frequency by the amplitude estimate value (step S35). .

일 실시예에서 상기 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하고 이를 억제하는 단계(단계 S50)는 필터링 단계와 공진 감지 및 판단 단계를 더 포함할 수도 있다. In one embodiment, the step of detecting and determining the resonance of the servo system and suppressing it (step S50) may further include a filtering step and a resonance sensing and determining step.

여기서, 상기 필터링 단계는, 상기 추정 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 적응 노치 필터 및 복수개의 고정 노치 필터를 더 포함하되, 상기 고정 노치 필터는 적응 노치 필터로 공진 억제가 확인되면 노치 주파수를 포함한 적응 노치 필터의 파라미터를 고정 노치 필터의 필터 파라미터로 사용하고 그 값을 고정하는 것을 특징으로 한다. Here, the filtering step further includes an adaptive notch filter for filtering the current command using the estimated frequency as a notch frequency, and a plurality of fixed notch filters, wherein the fixed notch filter generates a notch when resonance suppression is confirmed by the adaptive notch filter. It is characterized in that parameters of the adaptive notch filter including frequency are used as filter parameters of the fixed notch filter and the values are fixed.

또한, 상기 공진 감지 및 판단 단계는, 상기 전류 명령을 이용하여 상기 서보 시스템의 공진 발생 여부, 공진의 크기 및 공진 억제 여부를 판단하여, 적응 노치 필터의 사용 여부, 고정 노치 필터로의 파라미터 전환 여부, 복수개의 고정 노치 필터가 모두 사용 중이고 새로운 공진이 발생할 경우 새로 발생한 공진의 크기와 각 고정 노치 필터 적용 이전의 공진 크기를 비교하여 고정 노치 필터 대체 여부를 결정하는 것을 판단할 수 있다. In addition, the sensing and determining of the resonance may include determining whether or not a resonance occurs in the servo system, a size of the resonance, and whether or not the resonance is suppressed using the current command to determine whether an adaptive notch filter is used or whether a parameter is converted to a fixed notch filter. , When a plurality of fixed notch filters are all in use and a new resonance occurs, it can be determined whether to replace the fixed notch filter by comparing the size of the newly generated resonance with the size of the resonance before applying each fixed notch filter.

이와 같은, 서보 시스템의 공진 억제 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Such a method for suppressing resonance of a servo system may be implemented as an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium. The computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or those known and usable to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware device may be configured to act as one or more software modules to perform processing according to the present invention and vice versa.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand.

1: 서보 시스템
10: 공진 억제부
110: 주파수 추정기
130: 진폭 추정기
150: 공진 감지 및 판단부
170: 필터부
30: 제어부
310: 서보 제어기
330: 전류 제어기
50: 부하부
510: 모터
530: 부하
550: 엔코더
171: 적응 노치 필터
174, 176: 고정 노치 필터
1: servo system
10: resonance suppression unit
110: frequency estimator
130: amplitude estimator
150: resonance detection and determination unit
170: filter unit
30: control unit
310: servo controller
330: current controller
50: load part
510: motor
530: load
550: encoder
171 Adaptive notch filter
174, 176: fixed notch filter

Claims (17)

서보 제어기로부터 수신한 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정한 값인 진폭 추정값을 출력하는 진폭 추정기; 및
상기 진폭 추정값을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하여 추정 주파수를 출력하는 주파수 추정기;를 포함하여, 상기 전류 명령 및 상기 추정 주파수를 기초로 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하고 공진을 억제하는 공진 억제부;를 포함하고,
상기 주파수 추정기는, 상기 전류 명령, 상기 진폭 추정값, 적응형 필터 상태(state) 및 이전 샘플의 추정 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 입력 신호인 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
an amplitude estimator outputting an amplitude estimation value, which is a value obtained by estimating an amplitude of a resonance generated from a current command received from the servo controller; and
A frequency estimator for estimating a frequency of resonance generated from the current command in real time using the estimated amplitude value and outputting an estimated frequency; detecting and determining resonance of the servo system based on the current command and the estimated frequency; and Including; a resonance suppression unit for suppressing resonance,
The frequency estimator estimates a frequency of the current command, which is an input signal, using at least one of the current command, the amplitude estimation value, an adaptive filter state, and an estimated frequency of a previous sample. .
제1항에 있어서,
상기 진폭 추정기는, 상기 주파수 추정기의 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수, 상기 전류 명령 및 전류 명령의 통계치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정하는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
According to claim 1,
The amplitude estimator estimates an amplitude of resonance generated from the current command using at least one of an adaptive filter state of the frequency estimator, an estimated frequency of a previous sample, the current command, and a statistical value of the current command. Resonance suppression device in the system.
서보 제어기로부터 수신한 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정한 값인 진폭 추정값을 출력하는 진폭 추정기; 및
상기 진폭 추정값을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하여 추정 주파수를 출력하는 주파수 추정기;를 포함하여, 상기 전류 명령 및 상기 추정 주파수를 기초로 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하고 공진을 억제하는 공진 억제부;를 포함하고,
상기 진폭 추정기는, 상기 주파수 추정기의 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수, 상기 전류 명령 및 전류 명령의 통계치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정하는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
an amplitude estimator outputting an amplitude estimation value, which is a value obtained by estimating an amplitude of a resonance generated from a current command received from the servo controller; and
A frequency estimator for estimating a frequency of resonance generated from the current command in real time using the estimated amplitude value and outputting an estimated frequency; detecting and determining resonance of the servo system based on the current command and the estimated frequency; and Including; a resonance suppression unit for suppressing resonance,
The amplitude estimator estimates an amplitude of resonance generated from the current command using at least one of an adaptive filter state of the frequency estimator, an estimated frequency of a previous sample, the current command, and a statistical value of the current command. Resonance suppression device in the system.
제1항에 있어서,
상기 주파수 추정기는, 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 상기 진폭 추정값으로 나누고 이를 적분하여 추정 주파수를 출력하는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
According to claim 1,
wherein the frequency estimator divides the minute change in the estimated frequency by the estimated amplitude value and integrates it to output the estimated frequency.
제4항에 있어서,
상기 주파수 추정기는, 상기 진폭 추정값이 특정 문턱값 이하일 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 문턱값으로 나누고, 상기 문턱값을 넘을 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 진폭 추정값으로 나누는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
According to claim 4,
The frequency estimator divides the minute change amount of the estimated frequency by a threshold value when the amplitude estimate value is less than or equal to a specific threshold value, and divides the minute change amount of the estimated frequency value by the amplitude estimate value when the amplitude estimate value exceeds the threshold value. .
제1항에 있어서,
상기 공진 억제부는, 필터부와 공진 감지 및 판단부 중 적어도 하나를 더 포함하는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
According to claim 1,
The resonance suppression unit further comprises at least one of a filter unit and a resonance detection and determination unit, the resonance suppression device of the servo system.
제6항에 있어서,
상기 필터부는, 상기 추정 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하는 적응 노치 필터 및 복수개의 고정 노치 필터를 더 포함하되,
상기 고정 노치 필터는 적응 노치 필터로 공진 억제가 확인되면 노치 주파수를 포함한 적응 노치 필터의 파라미터를 고정 노치 필터의 필터 파라미터로 사용하고 그 값을 고정하는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
According to claim 6,
The filter unit further includes an adaptive notch filter and a plurality of fixed notch filters for filtering the current command by using the estimated frequency as a notch frequency,
The fixed notch filter uses parameters of the adaptive notch filter including the notch frequency as filter parameters of the fixed notch filter when resonance suppression is confirmed with the adaptive notch filter and fixes the value. Resonance suppression device of the servo system.
제6항에 있어서,
상기 공진 감지 및 판단부는, 상기 전류 명령을 이용하여 상기 서보 시스템의 공진 발생 여부, 공진의 크기 및 공진 억제 여부를 판단하여, 적응 노치 필터의 사용 여부, 고정 노치 필터로의 파라미터 전환 여부, 복수개의 고정 노치 필터가 모두 사용 중이고 새로운 공진이 발생할 경우 새로 발생한 공진의 크기와 각 고정 노치 필터 적용 이전의 공진 크기를 비교하여 고정 노치 필터 대체 여부를 결정하는, 서보 시스템의 공진 억제 장치.
According to claim 6,
The resonance detection and determination unit determines whether or not resonance of the servo system occurs, the size of resonance, and whether or not to suppress resonance using the current command, and determines whether an adaptive notch filter is used, whether a parameter is converted to a fixed notch filter, and a plurality of When all fixed notch filters are in use and a new resonance occurs, a resonance suppression device of a servo system that determines whether to replace the fixed notch filter by comparing the size of the new resonance with the size of the resonance before applying each fixed notch filter.
서보 제어기로부터 수신한 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정한 값인 진폭 추정값을 출력하는 진폭 추정 단계;
상기 진폭 추정값을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하여 추정 주파수를 출력하는 주파수 추정 단계; 및
상기 전류 명령 및 상기 추정 주파수를 기초로 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하여 억제하는 공진 억제 단계;를 포함하고,
상기 주파수 추정 단계는, 상기 전류 명령, 상기 진폭 추정값, 적응형 필터 상태(state) 및 이전 샘플의 추정 주파수 중 적어도 하나를 이용하여 입력 신호인 상기 전류 명령의 주파수를 추정하는, 서보 시스템의 공진 억제 방법.
an amplitude estimation step of outputting an amplitude estimation value, which is a value obtained by estimating an amplitude of a resonance generated from a current command received from the servo controller;
a frequency estimating step of estimating a frequency of resonance generated from the current command using the amplitude estimation value in real time and outputting an estimated frequency; and
A resonance suppression step of sensing, determining, and suppressing resonance of the servo system based on the current command and the estimated frequency;
The frequency estimating step may include estimating a frequency of the current command, which is an input signal, using at least one of the current command, the amplitude estimation value, an adaptive filter state, and an estimated frequency of a previous sample. method.
제9항에 있어서,
상기 진폭 추정 단계는, 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수, 상기 전류 명령, 전류 명령의 통계치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정하는, 서보 시스템의 공진 억제 방법.
According to claim 9,
The estimating amplitude may include estimating an amplitude of a resonance generated from the current command using at least one of an adaptive filter state, an estimated frequency of a previous sample, the current command, and a statistical value of the current command. suppression method.
서보 제어기로부터 수신한 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정한 값인 진폭 추정값을 출력하는 진폭 추정 단계;
상기 진폭 추정값을 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 주파수를 실시간으로 추정하여 추정 주파수를 출력하는 주파수 추정 단계; 및
상기 전류 명령 및 상기 추정 주파수를 기초로 서보 시스템의 공진을 감지 및 판단하여 억제하는 공진 억제 단계;를 포함하고,
상기 진폭 추정 단계는, 적응형 필터 상태(state), 이전 샘플의 추정 주파수, 상기 전류 명령, 전류 명령의 통계치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 전류 명령으로부터 발생한 공진의 진폭을 추정하는, 서보 시스템의 공진 억제 방법.
an amplitude estimation step of outputting an amplitude estimation value, which is a value obtained by estimating an amplitude of a resonance generated from a current command received from the servo controller;
a frequency estimating step of estimating a frequency of resonance generated from the current command using the amplitude estimation value in real time and outputting an estimated frequency; and
A resonance suppression step of sensing, determining, and suppressing resonance of the servo system based on the current command and the estimated frequency;
The estimating amplitude may include estimating an amplitude of a resonance generated from the current command using at least one of an adaptive filter state, an estimated frequency of a previous sample, the current command, and a statistical value of the current command. suppression method.
제9항에 있어서,
상기 주파수 추정 단계는, 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 상기 진폭 추정값으로 나누고 이를 적분하여 추정 주파수를 출력하는 단계;를 더 포함하는, 서보 시스템의 공진 억제 방법.
According to claim 9,
In the frequency estimating step, the step of outputting the estimated frequency by dividing the minute change of the estimated frequency by the amplitude estimate value and integrating it;
제12항에 있어서,
상기 주파수 추정 단계는, 상기 진폭 추정값이 특정 문턱값 이하일 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 문턱값으로 나누고, 상기 문턱값을 넘을 경우 상기 추정 주파수의 미소 변화량을 진폭 추정값으로 나누는, 서보 시스템의 공진 억제 방법.
According to claim 12,
The frequency estimating step may include dividing a minute change in the estimated frequency by a threshold value when the estimated amplitude value is less than or equal to a specific threshold value, and dividing the minute change amount in the estimated frequency by the estimated amplitude value when the estimated amplitude value exceeds the threshold value, suppressing resonance of the servo system. method.
제9항에 있어서,
상기 공진 억제 단계는, 필터링 단계;와 공진 감지 및 판단 단계; 중 적어도 하나를 더 포함하는 서보 시스템의 공진 억제 방법.
According to claim 9,
The resonance suppression step may include a filtering step; and a resonance sensing and determining step; Resonance suppression method of a servo system further comprising at least one of the following.
제14항에 있어서,
상기 필터링 단계는, 적응 노치 필터 및 복수개의 고정 노치 필터를 이용하여 상기 추정 주파수를 노치 주파수로 하여 상기 전류 명령을 필터링하되,
상기 고정 노치 필터는 적응 노치 필터로 공진 억제가 확인되면 노치 주파수를 포함한 적응 노치 필터의 파라미터를 고정 노치 필터의 필터 파라미터로 사용하고 그 값을 고정하는, 서보 시스템의 공진 억제 방법.
According to claim 14,
In the filtering step, the current command is filtered by using the estimated frequency as a notch frequency using an adaptive notch filter and a plurality of fixed notch filters;
The fixed notch filter uses parameters of the adaptive notch filter including the notch frequency as filter parameters of the fixed notch filter when resonance suppression is confirmed with the adaptive notch filter and fixes the value. Resonance suppression method of the servo system.
제14항에 있어서,
상기 공진 감지 및 판단 단계는, 상기 전류 명령을 이용하여 상기 서보 시스템의 공진 발생 여부, 공진의 크기 및 공진 억제 여부를 판단하여, 적응 노치 필터의 사용 여부, 고정 노치 필터로의 파라미터 전환 여부, 복수개의 고정 노치 필터가 모두 사용 중이고 새로운 공진이 발생할 경우 새로 발생한 공진의 크기와 각 고정 노치 필터 적용 이전의 공진 크기를 비교하여 고정 노치 필터 대체 여부를 결정하는, 서보 시스템의 공진 억제 방법.
According to claim 14,
The resonance sensing and determining step may include determining whether or not resonance of the servo system has occurred, the magnitude of resonance, and whether or not to suppress resonance using the current command, and determining whether an adaptive notch filter is used, whether a parameter is converted to a fixed notch filter, and a plurality of A method of suppressing resonance in a servo system that determines whether to replace the fixed notch filter by comparing the size of the newly generated resonance with the size of the resonance before applying each fixed notch filter when all two fixed notch filters are in use and a new resonance occurs.
하드웨어와 결합되어 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 서보 시스템의 공진 억제 방법을 실행하도록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a medium combined with hardware to execute the resonance suppression method of a servo system according to any one of claims 9 to 16.
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