KR20120119507A - Method for tuning automatically control gain for servo motor actuating system - Google Patents

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KR20120119507A
KR20120119507A KR1020110037472A KR20110037472A KR20120119507A KR 20120119507 A KR20120119507 A KR 20120119507A KR 1020110037472 A KR1020110037472 A KR 1020110037472A KR 20110037472 A KR20110037472 A KR 20110037472A KR 20120119507 A KR20120119507 A KR 20120119507A
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drive system
servomotor
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엄주경
주성남
양성혁
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(주)인텍에프에이
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    • G05B2219/41021—Variable gain

Abstract

PURPOSE: A method for automatically tuning a control gain of a servo motor driving system is provided to have constant speed control response characteristics regardless of a load by tuning the control gain of the servo motor driving system. CONSTITUTION: A servo motor driving system is converted into a torque control mode(S10). A test driving torque command is generated(S20). A servo motor is tested by the test driving torque command(S30). An inertial coefficient and a viscosity coefficient of the servo motor are estimated(S40). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) No; (CC) Yes; (DD) End; (S10) Conversion into a torque control mode; (S20) Generating a test driving torque command; (S30) Starting a test driving; (S40) Estimating inertial coefficient and viscosity coefficient of servo motor; (S50) Is test driving end condition satisfied?; (S60) Test driving end; (S70) Adjusting control gain of servo motor drive system speed controller using estimated coefficient; (S80) Adjusting control gain of servo motor drive system speed controller using estimated coefficient

Description

서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법 {Method for tuning automatically control gain for servo motor actuating system}Method for tuning automatically control gain for servo motor actuating system}

본 발명은 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서보모터의 시운전 결과값에 기초하여 서보모터 구동시스템의 제어이득을 조정하여 부하에 관계없이 일정한 속도 제어 응답특성을 갖는 서보모터 구동시스템을 얻기 위한 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for automatically adjusting the control gain of a servo motor drive system. More particularly, the control gain of the servo motor drive system is adjusted based on a test run result of the servo motor to provide a constant speed control response characteristic regardless of load. The present invention relates to a control gain automatic adjustment method of a servomotor drive system for obtaining a servomotor drive system.

서보시스템의 작동기(actuator)로 과거에는 유압이나 공압을 이용한 장치가 많이 사용되었으나 전력전자 기술의 발달과 더불어 응답성이 빠른 전기 모터(electric motor)로 대체되었으며 이러한 용도로 사용되는 모터를 서보모터(servo motor)라고 한다.In the past, many hydraulic or pneumatic devices were used as actuators for servo systems. However, with the development of power electronic technology, electric motors have been responsive and have been replaced by servo motors. servo motor).

서보모터 구동시스템은 응답 순서에 따라 토크, 속도, 위치를 제어하는데 일반적으로 모터의 토크 대신 전류를 궤환하므로 토크 지령을 전류 지령으로 변환하여 전류 제어를 통해 토크 제어를 간접적으로 수행한다. 토크 제어에서 제어기의 이득은 목표 응답성과 모터의 전기적 시정수에 의해 결정되므로, 모터의 부하에 직접 영향을 받지 않지만, 속도 제어기에서 제어 이득이 고정되어 있는 경우에는 연결되어 있는 부하에 따라 지령에 대한 응답특성이 달라지게 된다.The servo motor drive system controls torque, speed, and position according to the response order. In general, since the current is returned instead of the torque of the motor, the torque command is converted into the current command to indirectly perform the torque control through the current control. In torque control, the gain of the controller is determined by the target responsiveness and the electrical time constant of the motor, so it is not directly affected by the load of the motor, but when the control gain is fixed in the speed controller, The response characteristics will be different.

한편, 서보모터 구동시스템의 고성능화를 위하여 이러한 부하에 따라 응답특성이 달라지는 것을 방지하기 위한 기술이 필요한 실정이다.
On the other hand, in order to improve the performance of the servo motor driving system, a technique for preventing a response characteristic from changing according to such a load is required.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 서보모터의 시운전 결과값에 기초하여 서보모터 구동시스템의 제어이득을 조정하여 부하에 관계없이 일정한 속도 제어 응답특성을 갖는 서보모터 구동시스템을 얻기 위한 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법을 제공하기 위한 것이다.Disclosure of Invention The present invention is to overcome the above-mentioned problems, and the problem to be solved by the present invention is to adjust the control gain of the servomotor drive system based on the result of the trial run of the servomotor so that a constant speed control response characteristic is independent of the load. An object of the present invention is to provide a method for automatically adjusting gain of gain of a servo motor drive system to obtain a servo motor drive system having

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 서보모터 구동시스템을 토크 제어 모드로 전환하는 단계; 서보모터를 시운전하기 위하여 시운전 토크 지령을 생성하는 단계; 생성된 시운전 토크 지령에 따라 상기 서보모터 구동시스템을 시운전하는 단계; 시운전 진행 동안에 서보모터의 관성 계수 및 점성 계수를 추정하는 단계; 시운전 종료 조건과 일치하면 서보모터의 시운전을 종료하는 단계; 시운전 동안에 추정된 서보모터의 관성 계수 및 점성 계수를 이용하여 서보모터 구동시스템의 속도 제어기의 제어 이득을 조정하는 단계; 및 속도 제어기의 제어 이득 조정이 완료되면, 서보모터 구동시스템을 속도 제어 모드로 전환하는 단계를 포함하는 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법이 제공된다.
According to an exemplary embodiment of the invention, the step of switching the servo motor drive system to the torque control mode; Generating a commissioning torque command for commissioning the servomotor; Commissioning the servomotor drive system according to the generated commissioning torque command; Estimating the inertia coefficient and viscosity coefficient of the servomotor during the trial run; Terminating the trial run of the servomotor if the trial run end condition is met; Adjusting the control gain of the speed controller of the servomotor drive system using the estimated inertia coefficient and viscosity coefficient of the servomotor during the trial run; And when the control gain adjustment of the speed controller is completed, there is provided a method for automatically adjusting the control gain of the servo motor drive system comprising the step of switching the servo motor drive system to the speed control mode.

본 발명에서와 같이, 서보모터의 시운전 결과값에 기초하여 서보모터 구동시스템의 제어이득을 조정함으로써, 부하에 관계없이 일정한 속도 제어 응답특성을 갖는 서보모터 구동시스템을 얻을 수 있다.As in the present invention, by adjusting the control gain of the servomotor drive system based on the test run result of the servomotor, a servomotor drive system having a constant speed control response characteristic can be obtained regardless of the load.

서보모터의 시운전후 수 초 이내에 속도 제어이득이 자동으로 조정되므로 서보모터 구동시스템의 신뢰성이 크게 향상되며, 운용상의 편의성이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
Speed control gain is automatically adjusted within a few seconds after the commissioning of the servomotor, which greatly improves the reliability of the servomotor drive system and greatly improves the operational convenience.

도 1은 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 서보모터의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 비례적분 속도 제어기의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 궤환적분 속도 제어기의 블록도이다.
도 5는 부하 관성이 서보모터 관성의 3배인 경우 시운전 모의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 부하 관성이 서보모터 관성의 18배인 경우 시운전 모의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 서보모터에 3가지 종류의 관성체를 장착한 모습을 나타낸 사진이다.
도 8 내지 도 10은 각각 소형 관성체, 중형 관성체 및 대형 관성체를 서보모터에 장착하고 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a control gain automatic adjustment method of a servomotor driving system according to the present invention.
2 is a block diagram of a servomotor.
3 is a block diagram of a proportional integral speed controller of the servomotor drive system according to the present invention.
4 is a block diagram of a feedback integral speed controller of a servomotor drive system according to the present invention.
5 is a graph showing the results of a test run simulation when the load inertia is three times the servo motor inertia.
6 is a graph showing the results of a test run simulation when the load inertia is 18 times the servo motor inertia.
7 is a photograph showing a state in which three types of inertial bodies are mounted on a servomotor.
8 to 10 are graphs showing the results of experiments in which a small inertial body, a medium inertial body, and a large inertial body are mounted on a servo motor, respectively.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a control gain automatic adjustment method of a servomotor driving system according to the present invention.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 제어이득을 자동으로 조절하는 방법을 살펴보면, 우선 서보모터 구동시스템을 토크 제어 모드로 전환하는 과정을 수행한다(S10). Referring to FIG. 1, a method of automatically adjusting the control gain of the servomotor driving system according to the present invention is performed. First, a process of switching the servomotor driving system to the torque control mode is performed (S10).

그 다음 서보모터를 시운전하기 위하여 시운전 토크 지령을 생성하는 과정을 수행한다(S20).Then, a process of generating a test run torque command is performed in order to test drive the servomotor (S20).

생성된 시운전 토크 지령에 따라 서보모터 구동시스템을 시운전하는 과정을 수행한다(S30).According to the generated test torque command, a process of commissioning the servomotor driving system is performed (S30).

시운전 진행 동안에 서보모터의 관성 계수(inertia coefficient) 및 점성 계수(viscous coefficient)를 추정하는 과정을 수행한다(S40).During the trial operation, a process of estimating an inertia coefficient and a viscous coefficient of the servomotor is performed (S40).

시운전 종료 조건과 일치하면 서보모터의 시운전을 종료하는 과정을 수행한다(S50, S60).If the trial run termination condition is met, the process of terminating the trial run of the servo motor is performed (S50 and S60).

시운전 동안에 추정된 서보모터의 관성 계수 및 점성 계수를 이용하여 서보모터 구동시스템의 속도 제어기의 제어 이득을 조정하는 과정을 수행한다(S70).The control gain of the speed controller of the servomotor drive system is adjusted by using the estimated inertia coefficient and viscosity coefficient of the servomotor during the trial operation (S70).

속도 제어기의 제어 이득 조정이 완료되면, 서보모터 구동시스템을 속도 제어 모드로 전환하는 과정을 수행한다(S80).When the control gain adjustment of the speed controller is completed, the process of switching the servomotor drive system to the speed control mode is performed (S80).

본 발명에서와 같이, 시운전을 통해 서보모터의 기계 정수인 관성 계수와 점성 계수를 추정하고 추정한 계수를 이용하여 속도 제어기의 제어 이득을 조정하게 되면, 서보모터에 다른 부하가 장착되는 경우에도 별도의 제어 이득 조정없이도 동일한 정정 시간의 응답 특성을 얻을 수 있게 된다.
As in the present invention, if the control gain of the speed controller is adjusted by using the estimated coefficients of inertia coefficients and viscous coefficients, which are the mechanical constants of the servomotor through the trial run, even when other loads are mounted on the servomotor, The response characteristics of the same settling time can be obtained without adjusting the control gain.

도 2는 서보모터의 블록도이다.2 is a block diagram of a servomotor.

서보모터의 기계방정식은 탄성을 무시할 경우 아래 [식 1]과 같이 나타낼 수 있다.The mechanical equation of the servomotor can be expressed as [Equation 1] below when the elasticity is ignored.

[식 1] [Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서

Figure pat00002
은 전동기의 회전각속도,
Figure pat00003
와
Figure pat00004
은 각각 전동기의 전자기 토크와 부하 토크이고
Figure pat00005
와
Figure pat00006
는 각각 관성 계수(inertia coefficient)와 점성 계수(viscous coefficient)이다. 이를 블록도로 나타내면 도 2와 같다. here
Figure pat00002
Angular speed of the electric motor,
Figure pat00003
Wow
Figure pat00004
Are the electromagnetic torque and the load torque of the motor, respectively
Figure pat00005
Wow
Figure pat00006
Are the inertia coefficient and the viscous coefficient, respectively. This is shown in FIG. 2.

시운전 동안에는 부하 토크가 인가되지 않고 기계적 시정수가 변하지 않는다고 가정하면 다음과 같이 기계적 정수(parameter)를 추정할 수 있다. Assuming that no load torque is applied during the commissioning and the mechanical time constant does not change, the mechanical parameters can be estimated as follows.

[식 1]에 회전각속도의 미분을 양변에 곱하여 적분하면 [식 2]와 같다.Multiplying both sides of the derivative of rotational angular velocity by [Equation 1] gives the same result as [Equation 2].

[식 2][Formula 2]

Figure pat00007
Figure pat00007

그리고, [식 1]에 회전각속도를 양변에 곱하여 적분하면 아래 [식 3]과 같다.Then, multiplying the rotation angular velocity by both sides in [Equation 1] as shown in [Equation 3] below.

[식 3][Equation 3]

Figure pat00008
Figure pat00008

식 2와 식 3을 연립하면 아래 [식 4]가 도출된다.When Equation 2 and Equation 3 are combined, the following Equation 4 is derived.

[식 4][Formula 4]

Figure pat00009
Figure pat00009

이때, 속도의 시작과 끝이 동일하면 If the start and end of the speed are the same

Figure pat00010
가 되므로, 관성 계수 및 점성 계수는 아래 [식 5]와 같이 간략화될 수 있다.
Figure pat00010
Since the inertia coefficient and the viscosity coefficient can be simplified as shown in [Equation 5] below.

[식 5][Equation 5]

Figure pat00011
Figure pat00011

식 5에서 속도의 미분값을 디지털 제어기로 구현할 때 분할차분(divided difference)보다 고역통과필터(HPF)를 사용하는 것이 훨씬 실용적이며, 차단주파수가

Figure pat00012
인 고역통과필터를 이용해 추정한 속도의 미분값은 아래 [식 6]과 같이 나타낼 수 있다.It is much more practical to use a high pass filter (HPF) rather than a divided difference when implementing the derivative of the speed as a digital controller in Equation 5.
Figure pat00012
The derivative of the velocity estimated using the in-pass filter can be expressed as shown in [Equation 6] below.

[식 6] [Equation 6]

Figure pat00013
Figure pat00013

본 발명의 실시예에서는 식 5 및 식 6을 이용하여 서보모터의 관성 계수 및 점성 계수를 추정한다.
In the embodiment of the present invention, the inertia coefficient and the viscosity coefficient of the servomotor are estimated using Equations 5 and 6.

도 3은 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 비례적분 속도 제어기의 블록도이다. 3 is a block diagram of a proportional integral speed controller of the servomotor drive system according to the present invention.

서보모터의 속도 제어는 일반적으로 비례-적분 제어기(PI controller)를 사용하는데 비례 적분 제어기는 아래 식 7과 나타낼 수 있다. [식 7]The speed control of the servomotor generally uses a proportional-integral controller (PI controller), which can be expressed by Equation 7 below. [Equation 7]

Figure pat00014
Figure pat00014

여기서

Figure pat00015
와
Figure pat00016
는 각각 속도제어기의 비례이득과 적분이득이며, 식 7을 블록도로 나타내면 도 3과 같이 도시된다. here
Figure pat00015
Wow
Figure pat00016
Are proportional gain and integral gain of the speed controller, respectively, and are represented as shown in FIG.

식 1과 식 7을 이용하여 구한 속도 응답은 아래 식 8과 같이 나타낼 수 있다.The velocity response obtained using Equations 1 and 7 can be expressed as Equation 8 below.

[식 8][Equation 8]

Figure pat00017
Figure pat00017

제어응답 특성이 차단주파수

Figure pat00018
인 1차 저역통과필터(LPF)의 형태를 나타내기 위해 제어이득은 아래 식 9와 같이 선정할 수 있다.Control response characteristic cutoff frequency
Figure pat00018
The control gain can be selected as shown in Equation 9 below to indicate the shape of the first-order lowpass filter (LPF).

[식 9][Equation 9]

Figure pat00019
Figure pat00019

추정된 기계정수 값이 실제와 같을 경우 식 8은 다음 식 10과 같이 나타낼 수 있다.If the estimated machine constant value is the same as the equation, Equation 8 can be expressed as Equation 10 below.

[식 10][Equation 10]

Figure pat00020
Figure pat00020

도 4는 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 궤환적분 속도 제어기의 블록도이다.4 is a block diagram of a feedback integral speed controller of a servomotor drive system according to the present invention.

제어응답 특성이 감쇠비

Figure pat00021
, 고유주파수
Figure pat00022
인 표준 2차 시스템의 형태를 나타내기 위해 속도제어기는 아래 식 11과 같이 구성할 수 있다.Control response characteristic is attenuation ratio
Figure pat00021
Natural frequency
Figure pat00022
In order to show the form of the standard secondary system, the speed controller can be configured as shown in Equation 11 below.

[식 11][Equation 11]

Figure pat00023
Figure pat00023

여기서

Figure pat00024
와
Figure pat00025
는 각각 속도제어기의 궤환이득과 적분이득이며, 이를 블록도로 표시하면 도 4와 같다. here
Figure pat00024
Wow
Figure pat00025
Are the feedback gain and the integral gain of the speed controller, respectively, as shown in FIG.

식 1과 식 11을 이용하여 구한 속도응답은 다음 식 12와 같이 나타낼 수 있다.The velocity response obtained using Equations 1 and 11 can be expressed as Equation 12 below.

[식 12][Equation 12]

Figure pat00026
Figure pat00026

식 12의 2차시스템이 감쇠비

Figure pat00027
, 고유주파수
Figure pat00028
가 되도록 제어이득을 아래 식 13과 같이 선정할 수 있다.The secondary system of Equation 12 is the damping ratio
Figure pat00027
Natural frequency
Figure pat00028
The control gain can be selected as shown in Equation 13 below.

[식 13][Formula 13]

Figure pat00029
Figure pat00029

추정된 기계정수 값이 실제와 같을 경우 식 12는 아래 식 14과 같이 나타낼 수 있다.If the estimated machine constant value is the same as the equation, Equation 12 may be expressed as Equation 14 below.

[식 14][Equation 14]

Figure pat00030
Figure pat00030

한편, 2차시스템의 정정 시간(settling time)을 계단응답(step response)이 최종값의 ±5% 범위 내에 들어갈 때까지 걸리는 시간으로 정의할 때 정정 시간

Figure pat00031
를 최소로 하는 감쇠비와 고유 진동수는 아래 식 15와 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, when the settling time of the secondary system is defined as the time taken for the step response to fall within ± 5% of the final value, the settling time.
Figure pat00031
The damping ratio and the natural frequency to minimize are given by Equation 15 below.

[식 15][Formula 15]

Figure pat00032

Figure pat00032

도 5는 부하 관성이 서보모터 관성의 3배인 경우 시운전 모의 실험 결과를 나타낸 그래프이며, 도 6은 부하 관성이 서보모터 관성의 18배인 경우 시운전 모의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing a test run simulation result when the load inertia is three times the servo motor inertia, and FIG. 6 is a graph showing a test run simulation result when the load inertia is 18 times the servo motor inertia.

본 모의 실험에서 시운전을 위한 토크 지령은 정격토크의 15%까지 4초 동안 삼각파의 형태로 인가하는 도중 영속에 도달하면 종료하는 방식을 사용하였다. 모의 실험은 부하의 관성이 전동기의 관성의 3배인 경우와 부하의 관성이 전동기의 관성의 18배인 경우에 대하여 수행하였다. 도 5 및 도 6에 도시된 모의 실험결과 파형은 (a) 내지 (d)는 각각 전동기 속도, 전동기 토크, 추정 관성계수, 추정 점성계수를 나타낸다.
In this simulation, the torque command for commissioning was terminated when reaching zero speed while applying triangular wave for 4 seconds to 15% of rated torque. The simulation was carried out for the case where the inertia of the load was three times the inertia of the motor and when the inertia of the load was 18 times the inertia of the motor. The simulation result waveforms shown in FIGS. 5 and 6 show the motor speed, the motor torque, the estimated inertia coefficient, and the estimated viscosity coefficient, respectively.

도 7은 서보모터에 3가지 종류의 관성체를 장착한 모습을 나타낸 사진이며, 도 8 내지 도 10은 각각 소형 관성체, 중형 관성체 및 대형 관성체를 서보모터에 장착하고 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.7 is a photograph showing a state in which three types of inertial bodies are mounted on a servo motor, and FIGS. 8 to 10 show the results of experiments in which a small inertial body, a medium inertial body, and a large inertial body are mounted on a servo motor. It is a graph.

도 7a 내지 도 7c에는 서보모터에 소형 관성체, 중형 관성체 및 대형 관성체를 각각 장착한 모습이 도시된다.7A to 7C show a state in which a small inertial body, a medium inertial body, and a large inertial body are mounted on a servomotor, respectively.

도 8은 소형 관성체를 장착하여 실험한 결과이며, 관성계수와 점성계수는 각각 약 0.03㎏㎡과 0.01㎏㎡/s로 추정되었다. 시운전 결과와 조정된 제어 이득을 적용하여 300(r/min)의 계단 입력 응답을 실험한 결과는 도 8e 및 도 8f에 도시된다.FIG. 8 shows the results of experiments in which a small inertial body was mounted, and the inertial coefficient and the viscous coefficient were estimated to be about 0.03 kg 2 and 0.01 kg 2 / s, respectively. The results of experimenting with 300 (r / min) step input response by applying the test run result and the adjusted control gain are shown in FIGS. 8E and 8F.

도 9는 중형 관성체를 장착하여 실험한 결과이며, 관성계수와 점성계수는 각각 약 0.10㎏㎡과 0.02㎏㎡/s로 추정되었다. 시운전 결과와 조정된 제어 이득을 적용하여 300(r/min)의 계단 입력 응답을 실험한 결과는 도 9e 및 도 9f에 도시된다.9 shows the results of experiments in which a medium inertial body was mounted, and the inertial coefficient and the viscous coefficient were estimated to be about 0.10 kg 2 and 0.02 kg 2 / s, respectively. Experimental results of the step input response of 300 (r / min) by applying the test run result and the adjusted control gain are shown in FIGS. 9E and 9F.

도 10은 대형 관성체를 장착하여 실험한 결과이며, 관성계수와 점성계수는 각각 약 0.17㎏㎡과 0.03㎏㎡/s로 추정되었다. 시운전 결과와 조정된 제어 이득을 적용하여 300(r/min)의 계단 입력 응답을 실험한 결과는 도 10e 및 도 10f에 도시된다.10 shows the results of experiments in which a large inertial body was mounted, and the inertial coefficient and the viscous coefficient were estimated to be about 0.17 kg 2 and 0.03 kg 2 / s, respectively. The results of experimenting with 300 (r / min) step input response by applying the test run result and the adjusted control gain are shown in FIGS. 10E and 10F.

위 실험 결과에서 살펴본 바와 같이, 각 관성체에 대하여 본 발명에 따른 방법으로 시운전을 통하여 추정한 관성 계수 및 점성 계수를 이용하여 정정시간이 0.3초가 되도록 자동으로 속도제어기의 조정 이득을 조정한 후, 300(r/min)의 계단 응답을 관찰한 결과 관성체의 종류에 관계없이 일정한 응답 특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
As shown in the above experimental results, after automatically adjusting the gain of the speed controller so that the settling time is 0.3 seconds by using the inertia coefficient and the viscosity coefficient estimated through the trial run for each inertial body, As a result of observing the step response of 300 (r / min), it can be seen that a constant response characteristic can be obtained regardless of the type of inertia.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
What has been described above is only an exemplary embodiment of the automatic control gain control method of the servomotor drive system according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the claims below, Without departing from the gist of the present invention, anyone of ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

Claims (6)

서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법에 있어서,
서보모터 구동시스템을 토크 제어 모드로 전환하는 단계;
서보모터를 시운전하기 위하여 시운전 토크 지령을 생성하는 단계;
생성된 시운전 토크 지령에 따라 상기 서보모터 구동시스템을 시운전하는 단계; 및
시운전 진행 동안에 서보모터의 관성 계수 및 점성 계수를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법.
In the control gain automatic adjustment method of the servo motor drive system,
Switching the servomotor drive system to the torque control mode;
Generating a commissioning torque command for commissioning the servomotor;
Commissioning the servomotor drive system according to the generated commissioning torque command; And
And estimating the inertia coefficient and the viscosity coefficient of the servomotor during the trial run.
제1항에 있어서,
시운전 종료 조건과 일치하면 서보모터의 시운전을 종료하는 단계; 및
시운전 동안에 추정된 서보모터의 관성 계수 및 점성 계수를 이용하여 서보모터 구동시스템의 속도 제어기의 제어 이득을 조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법.
The method of claim 1,
Terminating the trial run of the servomotor if the trial run end condition is met; And
And adjusting the control gain of the speed controller of the servomotor drive system using the estimated inertia coefficient and viscosity coefficient of the servomotor during the trial run.
제2항에 있어서,
속도 제어기의 제어 이득 조정이 완료되면, 서보모터 구동시스템을 속도 제어 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법.
The method of claim 2,
When the control gain adjustment of the speed controller is completed, switching the servo motor drive system to the speed control mode, further comprising the control gain automatic adjustment method of the servo motor drive system.
제1항에 있어서,
상기 서보모터의 관성 계수 및 점성 계수를 추정하는 단계는,
[식 1]
Figure pat00033

상기 식 1을 이용하여 상기 관성 계수 및 점성 계수를 추정하는 것을 특징으로 하는 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법.
The method of claim 1,
Estimate the inertia coefficient and viscosity coefficient of the servo motor,
[Formula 1]
Figure pat00033

The control gain automatic adjustment method of the servomotor drive system, characterized in that for estimating the inertia coefficient and the viscosity coefficient using the equation (1).
제1항에 있어서,
[식 2]
Figure pat00034

상기 서보모터 구동시스템의 비례-적분 제어기의 제어이득은 상기 식 2를 이용하여 조정하며,
여기서
Figure pat00035
와
Figure pat00036
는 각각 속도제어기의 비례이득과 적분이득이며,
Figure pat00037
는 차단주파수인 것을 특징으로 하는 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법.
The method of claim 1,
[Formula 2]
Figure pat00034

The control gain of the proportional-integral controller of the servo motor drive system is adjusted using Equation 2,
here
Figure pat00035
Wow
Figure pat00036
Are proportional gain and integral gain of speed controller, respectively.
Figure pat00037
The control gain automatic adjustment method of the servomotor drive system, characterized in that the cutoff frequency.
제1항에 있어서,
[식 3]
Figure pat00038

상기 서보모터 구동시스템의 궤한적분 속도 제어기의 제어이득은 상기 식 3을 이용하여 조정하며,
여기서
Figure pat00039
와
Figure pat00040
는 각각 속도제어기의 궤환이득과 적분이득이며,
Figure pat00041
는 감쇠비,
Figure pat00042
는 고유주파수인 것을 특징으로 하는 서보모터 구동시스템의 제어이득 자동 조절 방법.



The method of claim 1,
[Equation 3]
Figure pat00038

The control gain of the locus integrated speed controller of the servomotor drive system is adjusted using Equation 3,
here
Figure pat00039
Wow
Figure pat00040
Are the feedback gain and the integral gain of the speed controller, respectively.
Figure pat00041
Is the damping ratio,
Figure pat00042
Automatic gain control method of the servo motor drive system, characterized in that the natural frequency.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220081668A (en) * 2020-12-09 2022-06-16 경성대학교 산학협력단 Control Device for Multi-layer Sliding Roof

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