TW202025613A

TW202025613A - 伺服放大器和伺服系統

Info

Publication number: TW202025613A
Application number: TW108138372A
Authority: TW
Inventors: 藍原司
Original assignee: 日商富士電機股份有限公司
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2020-07-01
Also published as: KR102388236B1; CN111404445B; TWI720662B; KR20200081210A; JP2020108255A; CN111404445A

Abstract

提供一種伺服放大器，其具備：根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制的轉矩控制部；根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值對所述馬達承受的負載轉矩進行估計的負載轉矩估計部；和將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至伺服放大器外部的輸出部。

Description

伺服放大器和伺服系統

本發明涉及伺服放大器(servo amplifier)和伺服系統。

以往，熟知一種具備負載轉矩觀測器(load torque observer)的馬達控制裝置，該負載轉矩觀測器可根據轉矩指令和馬達速度對馬達承受的負載轉矩進行估計(estimation)(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1](日本)特開2012-130214號公報

[發明欲解決的課題] 然而，現有技術中，所估計的負載轉矩是以抑制干擾(disturbance)為目的而應用於馬達控制的，並不能從外部對與所估計的負載轉矩相關的資訊進行監視。因此，本公開的目的在於，提供一種可從外部對與所估計的負載轉矩相關的資訊進行監視的伺服放大器和伺服系統。 [用於解決課題的手段] 本公開提供一種伺服放大器，其具備：轉矩控制部，其根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制；負載轉矩估計部，其根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；和輸出部，其將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至伺服放大器的外部。根據本公開的技術，由於與所估計的負載轉矩相關的監視資訊可被輸出至伺服放大器的外部，所以可從伺服放大器的外部對與所估計的負載轉矩相關的資訊進行監視。此外，本公開還提供一種伺服系統，其具備伺服放大器和設置在所述伺服放大器的外部的外部裝置，其中：所述伺服放大器具備轉矩控制部，其根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制，所述外部裝置具備負載轉矩估計部，其根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；和輸出部，其將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至所述外部裝置的外部。根據本公開的技術，由於與所估計的所述負載轉矩相關的監視資訊可被輸出至外部裝置的外部，所以可從外部裝置的外部對與所估計的負載轉矩相關的資訊進行監視。 [發明的效果] 根據本公開的技術，能夠提供一種可從外部對與所估計的負載轉矩相關的資訊進行監視的伺服放大器和伺服系統。

以下，參照附圖對本公開的實施方式進行說明。首先，為了與本公開的實施方式進行比較，對個比較方式的伺服系統的構成進行說明。圖1是一比較方式的伺服系統構成例示圖。圖1所示的伺服系統100是對用於使未圖示的可動部移動的馬達9進行控制的馬達系統。伺服系統100具備速度控制部1、加法器2、轉矩控制部3、速度檢測部4、負載轉矩估計部5、控制濾波器(filter)8、馬達9及位置檢測器10。轉矩控制部3根據轉矩指令Tr對馬達9的轉矩進行控制。位置檢測器10對馬達9的位置(旋轉位置θ)進行檢測。位置檢測器也被稱為PG。速度檢測部4根據由位置檢測器10檢測的旋轉位置θ的時間變化，對馬達9的速度(角速度ω)進行檢測。速度控制部1生成用於使由速度檢測部4檢測的角速度ω跟隨(follow)從未圖示的上一級的控制塊所供給的速度指令ωr的反饋轉矩指令Tb。此外，伺服系統100具備用於對馬達9承受的負載轉矩TL進行估計的負載轉矩估計部5。負載轉矩估計部5可根據轉矩指令Tr和由速度檢測部4檢測的角速度ω對負載轉矩TL進行估計。當將馬達9的發生轉矩設為T、將馬達9的慣性矩(慣性值)設為J、並將馬達9的角加速度設為dω/dt時，在負載轉矩TL包括馬達9和可動部的摩擦轉矩的情況下，下述關系式成立。 TL=T-J×dω/dt ･･･式1 因此，負載轉矩估計部5通過藉由減法器7從轉矩指令Tr減去由轉矩計算部6計算的轉矩(J×dω/dt)，可對負載轉矩TL進行估計。控制濾波器8通過對由負載轉矩估計部5估計的負載轉矩TL(估計負載轉矩TLe)進行濾波器處理，可生成補償負載轉矩TLc。加法器2通過使由速度控制部1生成的反饋轉矩指令Tb加上由控制濾波器8生成的補償負載轉矩TLc，可生成轉矩指令Tr。然而，圖1所示的伺服系統100中，由負載轉矩估計部5估計的負載轉矩TL是以抑制干擾為目的而應用於馬達控制的，並不能從外部對與估計負載轉矩TLe相關的資訊進行監視。因此，本公開的實施方式的伺服放大器和伺服系統具備可從外部對與所估計的負載轉矩相關的資訊進行監視的構成。接下來，對本公開的實施方式的伺服放大器和伺服系統的該構成進行說明。圖2是第1實施方式的伺服放大器構成例示圖。圖2所示的伺服放大器111是對用於使未圖示的可動部移動的馬達19進行驅動的馬達驅動裝置，例如，通過對馬達19進行驅動，可將可動部的位置控制在預期的位置。就伺服放大器111而言，例如，作為其主要構成可具備速度控制部11、加法器12、轉矩控制部13、速度檢測部14、負載轉矩估計部15、控制濾波器18及輸出部23。轉矩控制部13基於轉矩指令Tr對馬達19的轉矩進行控制。位置檢測器20對馬達19的位置(旋轉位置θ)進行檢測。速度檢測部14根據由位置檢測器20檢測的位置的時間變化，對馬達19的速度(角速度ω)進行檢測。速度控制部11生成用於使由速度檢測部14檢測的角速度ω跟隨從未圖示的前一級的控制塊所供給的速度指令ωr的反饋轉矩指令Tb。例如，速度控制部11通過採用使由速度檢測部14所檢測的角速度ω和從未圖示的前一級的控制塊所供給的速度指令ωr之偏差為零的方式進行PI控制(比例控制和積分控制)，可生成反饋轉矩指令Tb。負載轉矩估計部15根據轉矩指令Tr或轉矩檢測值Tde、以及由速度檢測部14檢測的角速度ω，對馬達9承受的負載轉矩TL(施加至馬達9的負載轉矩TL)進行估計。負載轉矩估計部5例如是對負載轉矩TL進行估計的負載轉矩觀測器。負載轉矩TL的估計中使用的轉矩檢測值Tde表示由轉矩檢測部21檢測的馬達19的轉矩值。也就是說，負載轉矩TL的估計中可使用轉矩指令Tr，也可使用轉矩檢測值Tde。例如，在轉矩檢測部21不包含於伺服放大器111的情況下，轉矩指令Tr可用於負載轉矩TL的估計。以下，也將由負載轉矩估計部15估計的負載轉矩TL稱為“估計負載轉矩TLe”。負載轉矩估計部15例如具有與圖1所示的負載轉矩估計部5相同的構成。此情況下，負載轉矩估計部15與上述同樣，通過藉由減法器7從轉矩指令Tr或轉矩檢測值Tde減去由轉矩計算部6計算的轉矩(J×dω/dt)，可對負載轉矩TL進行估計。需要說明的是，負載轉矩估計部15並不限定於該構成，還可為任意的公知構成。控制濾波器18通過對估計負載轉矩TLe進行濾波器處理，可生成補償負載轉矩TLc。加法器12通過使由速度控制部11生成的反饋轉矩指令Tb加上由控制濾波器18生成的補償負載轉矩TLc，可生成轉矩指令Tr。伺服放大器111具備將與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊輸出至伺服放大器111的外部的輸出部23。據此，與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊可被輸出至伺服放大器111的外部。因此，不僅能以抑制干擾為目的地將估計負載轉矩TLe反映於轉矩指令Tr的計算，以用於馬達19的伺服控制，而且還可從伺服放大器111的外部對與估計負載轉矩TLe相關的資訊進行監視。例如，如果由馬達19進行位置等的控制的可動部或馬達19本身發生了異常(例如，經年劣化、異物接觸等)，則估計負載轉矩TLe也會發生變化。因此，通過在伺服放大器111的外部對與從輸出部23輸出的估計負載轉矩TLe相關的監視資訊進行監視，可在伺服放大器111的外部對可動部或馬達19發生的異常進行檢測。作為與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊，例如可列舉出估計負載轉矩TLe的值、在伺服放大器111的內部基於估計負載轉矩TLe進行異常判定而得的結果等。輸出部23可採用模擬(analog)輸出的方式將與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊輸出至外部，也可採用有線通信或無線通信的方式將其輸出至外部。例如，輸出部23可將估計負載轉矩TLe的值轉換為模擬電壓值並將其輸出至外部。據此，伺服放大器111的外部裝置可根據從輸出部23輸出的模擬電壓值，對估計負載轉矩TLe的值進行檢測。另外，在輸出部23藉由預定的載波並採用通信的方式對估計負載轉矩TLe的值進行輸出的情況下，同樣地，伺服放大器111的外部裝置通過接收從輸出部23輸出的載波，也可對估計負載轉矩TLe的值進行檢測。同理，輸出部23可將表示在伺服放大器111的內部根據估計負載轉矩TLe進行異常判定而得的結果(正常或異常)的資訊轉換為模擬電壓值並將其輸出至外部，還可藉由預定的載波並採用通信的方式將其輸出至外部。據此，伺服放大器111的外部裝置通過對從輸出部23輸出的模擬電壓或載波進行檢測，可獲得伺服放大器111進行異常判定而得的結果。此外，進行負載轉矩TL的估計時，如上所述可使用馬達19的慣性矩(慣性值J)。當負載轉矩TL的估計中所使用的慣性值兼作伺服控制參數(例如，由速度控制部11進行的比例控制的控制增益A)的確定中所使用的慣性值的情況下，就負載轉矩TL的估計中所使用的慣性值而言，並不限定於一定要對其進行正確的設定。其原因在於，適於提高伺服控制的控制性的慣性值並不一定也適於提高負載轉矩TL的估計精度。此外，就伺服控制參數的確定中所使用的慣性矩比而言，即使存在一些誤差，只要不會發生伺服控制上的障礙即可，因此，存在將其設定為1、5、10倍等的概略值，並藉由自動調諧增益對其進行微細調整的情況。在這樣的情況下，難以高精度地對負載轉矩TL進行估計。關於該點，圖2所示的伺服放大器111具備對第1慣性值Jc進行設定以用於進行馬達19的控制的第1慣性值設定部24和對第2慣性值Je進行設定以用於進行負載轉矩TL的估計的第2慣性值設定部26。也就是說，設置了可分別獨立地對負載轉矩TL的估計用和馬達19的控制用的慣性值進行設定的功能。通過設置這樣的可分別獨立地對慣性值進行設定的功能，為了進行負載轉矩TL的估計，可設定更適當的慣性值，由此可提高負載轉矩TL的估計精度。此外，由於可分別設定用於負載轉矩TL的估計和馬達19的控制的適當的慣性值，因此可同時提高伺服控制的控制精度和負載轉矩TL的估計精度。例如，第1慣性值設定部24可根據所輸入的第1慣性值Jc對控制增益A進行自動調諧，並將自動調諧後的控制增益A設定給由速度控制部11進行的比例控制的控制增益。另一方面，第2慣性值設定部26可將所輸入的第2慣性值Je設定給在負載轉矩估計部15內用於進行負載轉矩TL的估計的慣性值J(例如，用於計算上述(J×dω/dt)的慣性值J)。需要說明的是，就第1慣性值Jc或第2慣性值Je而言，可為由伺服放大器111所具備的慣性值估計計算功能所獲得的估計值，也可為根據使用者或從伺服放大器111的外部裝置所輸入的資訊而確定的值。此外，圖2所示的伺服放大器111具備對第1濾波器值Kc進行設定以用於進行馬達19的控制的第1濾波器值設定部25和對第2濾波器值Ko進行設定以用於進行與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊的輸出的第2濾波器值設定部27。也就是說，設置了可分別獨立地對用於監視資訊的輸出和用於馬達19的控制的濾波器值進行設定的功能。通過設置這樣的可分別獨立地對濾波器值進行設定的功能，不僅可對適於馬達19的伺服控制的濾波器值進行設定，而且還可對適於伺服放大器111的外部裝置對監視資訊進行監視的濾器值進行設定。伺服放大器111例如具備馬達19的控制用的控制濾波器18和監視資訊的輸出用的輸出濾波器22。第1濾波器值設定部25向控制濾波器18設定所輸入的第1濾波器值Kc，第2濾波器值設定部27向輸出濾波器22設定所輸入的第2濾波器值Ko。例如，第1濾波器值Kc為控制濾波器18的響應時常數，第2濾波器值Ko為輸出濾波器22的響應時常數，但並不限定於此，也可將其設定為適於由各濾波器進行的濾波器處理的值。控制濾波器18通過對估計負載轉矩TLe實施使用了第1濾波器值Kc的濾波器處理，可生成補償負載轉矩TLc。輸出濾波器22通過對估計負載轉矩TLe實施使用了第2濾波器值Ko的濾波器處理，可生成適於外部監視的估計負載轉矩TLe。需要說明的是，輸出濾波器22可為低通濾波器、帶通濾波器或高通濾波器。可對其設定適於外部監視的濾波器特性。圖3是第2實施方式的伺服系統構成例示圖。圖3所示的伺服系統120是對用於使未圖示的可動部移動的馬達19進行驅動和控制的馬達驅動控制系統，例如，通過對馬達19進行驅動和控制，可將可動部的位置控制於預期的位置。需要說明的是，就與上述實施方式相同的構成和效果的說明而言，這裡援引上述說明，並對其進行了省略或簡略。伺服系統120具備伺服放大器121和外部裝置122。外部裝置122是設置在伺服放大器121的外部的機器，並具備對負載轉矩TL進行監視的監視功能。外部裝置122可通過模擬電壓、或者有線通信或無線通信的方式與伺服放大器121連接。第2實施方式中，負載轉矩估計部15、輸出濾波器22、輸出部23、第2慣性值設定部26及第2濾波器值設定部27並不包含於伺服放大器121，而是包含於外部裝置122，這點與第1實施方式不同。根據第2實施方式，由於與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊可被輸出至外部裝置122的外部，所以可從外部裝置122的外部對與估計負載轉矩TLe相關的資訊進行監視。因此，通過在外部裝置122的外部對與從輸出部23輸出的估計負載轉矩TLe相關的監視資訊進行監視，可在外部裝置122的外部對可動部或馬達19發生的異常進行檢測。負載轉矩估計部15通過從伺服放大器121獲取包含角速度ω、以及轉矩指令Tr或轉矩檢測值Tde的資訊，可對負載轉矩TL進行估計。控制濾波器18通過從外部裝置122獲取由負載轉矩估計部15估計的負載轉矩TL(估計負載轉矩TLe)，可生成補償負載轉矩TLc。圖4是第3實施方式的伺服放大器構成例示圖。圖4所示的伺服放大器131是對用於使未圖示的可動部移動的馬達19進行驅動的馬達驅動裝置，例如，通過對馬達19進行驅動，可將可動部的位置控制於預期的位置。需要說明的是，就與上述實施方式相同的構成和效果的說明而言，這裡援引上述說明，並對其進行了省略或簡略。第1實施方式中，負載轉矩TL包含摩擦轉矩，由此對負載轉矩TL進行了估計。第3實施方式則示出了以負載轉矩TL不包含馬達9和可動部的摩擦轉矩的方式對負載轉矩TL進行估計的情況。當將馬達19所承受的干擾轉矩設為Td並將干擾轉矩Td中所包含的摩擦轉矩設為Tf時，在負載轉矩TL不包含馬達9和可動部的摩擦轉矩Tf的情況下，下述關系式成立。 TL=Td-Tf=T-J×dω/dt-Tf ･･･式2 通過從估計對象即負載轉矩TL中除掉摩擦轉矩Tf，可提高負載轉矩TL的估計精度。需要說明的是，摩擦轉矩Tf例如可由庫倫摩擦和動摩擦的函數表示。在使用公式2對負載轉矩TL進行估計的情況下，負載轉矩估計部15例如具有干擾轉矩估計部28、摩擦轉矩估計部29及減法器30。干擾轉矩估計部28可根據轉矩指令Tr或轉矩檢測值Tde、以及由速度檢測部14檢測的角速度ω，對馬達19承受的干擾轉矩Td(施加至馬達19的干擾轉矩Td)進行估計。干擾轉矩估計部28例如是可對干擾轉矩Td進行估計的干擾轉矩觀測器。以下，也將由干擾轉矩估計部28估計的干擾轉矩Td稱為“估計干擾轉矩Tdie”。干擾轉矩估計部28例如具有與圖1所示的負載轉矩估計部5相同的構成。此情況下，干擾轉矩估計部28與上述同樣地通過藉由減法器7從轉矩指令Tr或轉矩檢測值Tde減去由轉矩計算部6計算的轉矩(J×dω/dt)，可對干擾轉矩Td進行估計。需要說明的是，干擾轉矩估計部28並不限定於該構成，也可為任意的公知構成。摩擦轉矩估計部29根據由速度檢測部14檢測的角速度ω，可對干擾轉矩Td中所含的摩擦轉矩Tf進行估計。圖5是角速度ω和摩擦轉矩Tf的關系的例示圖。如圖5所示，摩擦轉矩Tf具有以庫倫摩擦為起點，按照基於粘性摩擦的斜率，隨角速度ω變快而變大的特性。摩擦轉矩估計部29根據圖5所示的特性可對摩擦轉矩Tf進行估計。如公式2所示，負載轉矩TL可藉由從干擾轉矩Td減去摩擦轉矩Tf而被進行估計。因此，負載轉矩估計部15通過藉由減法器30從由干擾轉矩估計部28估計的干擾轉矩Td(估計干擾轉矩Tdie)減去由摩擦轉矩估計部29估計的摩擦轉矩Tf，可對負載轉矩TL進行估計。也就是說，通過摩擦轉矩Tf的補償，可獲得高精度的估計負載轉矩TLe。圖6是第4實施方式的伺服系統構成例示圖。圖6所示的伺服系統140是對用於使未圖示的可動部移動的馬達19進行驅動和控制的馬達驅動控制系統，例如，通過對馬達19進行驅動和控制，可將可動部的位置控制於預期的位置。需要說明的是，就與上述實施方式相同的構成和效果的說明而言，這裡援引上述說明，並對其進行了省略或簡略。伺服系統140具備伺服放大器141和外部裝置142。外部裝置142是設置在伺服放大器141的外部的機器，並具有對負載轉矩TL進行監視的監視功能。外部裝置142可採用模擬電壓、或者有線通信或無線通信的方式與伺服放大器141進行連接。第4實施方式中，負載轉矩估計部15、輸出濾波器22、輸出部23、第2慣性值設定部26及第2濾波器值設定部27並不包含於伺服放大器141，而是包含於外部裝置142，這點與第3實施方式不同。根據第4實施方式，由於與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊可被輸出至外部裝置142的外部，因此可在外部裝置142的外部對與估計負載轉矩TLe相關的資訊進行監視。圖7是第5實施方式的伺服放大器構成例示圖。圖7所示的伺服放大器151是對用於使未圖示的可動部移動的馬達19進行驅動的馬達驅動裝置，例如，通過對馬達19進行驅動，可將可動部的位置控制於預期的位置。需要說明的是，就與上述實施方式相同的構成和效果的說明而言，這裡援引上述說明，並對其進行了省略或簡略。伺服放大器151具備對估計負載轉矩TLe的異常進行判定的異常判定部31。輸出部23可將包含由異常判定部31判定的判定結果的、與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊輸出至外部。據此，使用者或外部裝置可識別基於估計負載轉矩TLe的異常判定結果。異常判定部31例如可對估計負載轉矩TLe是否超過了預定的異常判定閾值(level)進行判定，在估計負載轉矩TLe超過了預定的異常判定閾值(level)的情況下，判定為可動部或馬達19發生了異常(例如，經年劣化、異物接觸等)。此外，異常判定部31例如還可在估計負載轉矩TLe超過預定的異常判定閾值(level)的持續時間超過了預定的異常判定閾值(time)的情況下，判定為可動部或馬達19發生了異常(例如，經年劣化、異物接觸等)。需要說明的是，負載轉矩估計部15可如第1實施方式那樣使用上述公式1對負載轉矩TL進行估計，也可如第3實施方式那樣使用上述公式2對負載轉矩TL進行估計。圖8是第6實施方式的伺服系統構成例示圖。圖8所示的伺服系統160是對用於使未圖示的可動部移動的馬達19進行驅動和控制的馬達驅動控制系統，例如，通過對馬達19進行驅動和控制，可將可動部的位置控制於預期的位置。需要說明的是，就與上述實施方式相同的構成和效果的說明而言，這裡援引上述說明，並對其進行了省略或簡略。伺服系統160具備伺服放大器161和外部裝置162。外部裝置162是設置在伺服放大器161的外部的機器，並具有對負載轉矩TL進行監視的監視功能。外部裝置162可通過模擬電壓、或者有線通信或無線通信的方式與伺服放大器161進行連接。第6實施方式中，外部裝置162具備異常判定部31，這點與第5實施方式不同。輸出部23用於將包含由異常判定部31判定的判定結果的、與估計負載轉矩TLe相關的監視資訊輸出至外部。據此，使用者或與外部裝置162不同的外部裝置可識別基於估計負載轉矩TLe的異常判定結果。圖9是估計負載轉矩TLe中包含摩擦轉矩Tf的情況下的各波形的例示圖。也就是說，示出了負載轉矩估計部15使用上述公式1對負載轉矩TL進行估計的情況。轉矩指令Tr或轉矩檢測值Tde中包含基於庫倫摩擦和/或動摩擦的摩擦轉矩Tf、馬達9的加減速轉矩等。在負載轉矩估計部15使用上述公式1對負載轉矩TL進行估計的情況下，估計負載轉矩TLe的波形變為如圖9所示的形狀。因此，根據圖9，在想要對可動部或馬達19的劣化等所引起的摩擦變化等進行外部監視的情況下，負載轉矩估計部15優選使用上述公式1對負載轉矩TL進行估計。圖10是估計負載轉矩TLe中不含摩擦轉矩Tf的情況下的各波形的例示圖。也就是說，示出了負載轉矩估計部15使用上述公式2對負載轉矩TL進行估計的情況。此情況下，就估計負載轉矩TLe的波形而言，如圖10所示，變為通過除掉摩擦轉矩Tf和加減速轉矩而使馬達19暫時承受的負載轉矩TL被剔除後的形狀。因此，根據圖10可知，在想要對至可動部或馬達19的異物咬入等的異物接觸進行外部監視的情況下，負載轉矩估計部15優選使用上述公式2對負載轉矩TL進行估計。如上所述，根據上述實施方式，由於與所估計的負載轉矩TL相關的監視資訊可被輸出至外部，因此可對與所估計的負載轉矩相關的資訊進行外部監視。這裡需要說明的是，上述實施方式中，就伺服放大器或外部裝置所具備的估計轉矩估計部等的各部件的功能而言，也可通過被可讀取地保存在存儲器中的程序使CPU(Central Processing Unit)進行工作而實現。基於上述，可提供一種伺服放大器，其具備：根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制的轉矩控制部；根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值對所述馬達承受的負載轉矩進行估計的負載轉矩估計部；和將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至伺服放大器的外部的輸出部。所述伺服放大器還具備：用來設定用於進行所述馬達的控制的第1慣性值的第1慣性值設定部；和用來設定用於進行所述負載轉矩的估計的第2慣性值的第2慣性值設定部。所述伺服放大器還具備：用來設定用於進行所述監視資訊的輸出的濾波器值設定部。所述伺服放大器還具備：用來設定用於進行所述馬達的控制的濾波器值的濾波器值設定部。所述負載轉矩估計部具有：根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值對所述馬達承受的干擾轉矩進行估計的干擾轉矩估計部；根據所述馬達的速度對所述干擾轉矩中所含的摩擦轉矩進行估計的摩擦轉矩估計部；和從由所述干擾轉矩估計部估計的所述干擾轉矩減去由所述摩擦轉矩估計部估計的所述摩擦轉矩從而計算所述負載轉矩的減法器。所述伺服放大器還具備：對由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩的異常進行判定的異常判定部。其中，所述監視資訊包括由所述異常判定部判定的判定結果。所述輸出部採用模擬輸出或通信的方式將所述監視資訊輸出至外部。另外，還可提供一種伺服系統，其具備：伺服放大器；和設置在所述伺服放大器的外部的外部裝置。其中，所述伺服放大器具備：根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制的轉矩控制部。所述外部裝置具備：根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值對所述馬達承受的負載轉矩進行估計的負載轉矩估計部；和將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至所述外部裝置的外部的輸出部。以上盡管藉由實施方式對伺服放大器和伺服系統進行了說明，但本發明並不限定於上述實施方式。在不超出本發明的技術範圍的情況下，也可對其進行各種各樣的變形和改良。

15:負載轉矩估計部 18:控制濾波器 22:輸出濾波器 23:輸出部 24:第1慣性值設定部 25:第1濾波器值設定部 26:第2慣性值設定部 27:第2濾波器值設定部 28:干擾轉矩估計部 29:摩擦轉矩估計部 100、120、140、160:伺服系統 111、121、131、141、151、161:伺服放大器 122、142、162:外部裝置

[圖1]一比較方式的伺服系統構成例示圖。 [圖2]第1實施方式的伺服放大器構成例示圖。 [圖3]第2實施方式的伺服系統構成例示圖。 [圖4]第3實施方式的伺服放大器構成例示圖 [圖5]馬達速度和摩擦轉矩的關系的例示圖。 [圖6]第4實施方式的伺服系統構成例示圖。 [圖7]第5實施方式的伺服放大器構成例示圖。 [圖8]第6實施方式的伺服系統構成例示圖。 [圖9]估計負載轉矩中包含摩擦轉矩的情況下的各波形的例示圖。 [圖10]估計負載轉矩中不包含摩擦轉矩的情況下的各波形的例示圖。

11:速度控制部

12:加法器

13:轉矩控制部

14:速度檢測部

15:負載轉矩估計部

18:控制濾波器

19:馬達

20:位置檢測器

21:轉矩檢測部

22:輸出濾波器

23:輸出部

24:第1慣性值設定部

25:第1濾波器值設定部

26:第2慣性值設定部

27:第2濾波器值設定部

111:伺服放大器

A:控制增益

Jc:第1慣性值

Je:第2慣性值

Kc:第1濾波器值

Ko:第2濾波器值

Tb:反饋轉矩指令

TLc:補償負載轉矩

TLe:估計負載轉矩

Tr:轉矩指令

TL:負載轉矩

Tde:轉矩檢測值

ωr:速度指令

ω:角速度

θ:旋轉位置

Claims

一種伺服放大器，具備：轉矩控制部，根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制；負載轉矩估計部，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；輸出部，將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至伺服放大器外部；第1慣性值設定部，設定第1慣性值以用於進行所述馬達的控制；和第2慣性值設定部，設定第2慣性值以用於進行所述負載轉矩的估計。
如申請專利範圍第1項所述的伺服放大器，還具備：第2濾波器值設定部，設定濾波器值以用於進行所述監視資訊的輸出。
一種伺服放大器，具備：轉矩控制部，根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制；負載轉矩估計部，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；輸出部，將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至伺服放大器外部；和第2濾波器值設定部，設定濾波器值以用於進行所述監視資訊的輸出。
如申請專利範圍第2或3項所述的伺服放大器，還具備：第1濾波器值設定部，設定濾波器值以用於進行所述馬達的控制。
如申請專利範圍第1至4項中的任一項所述的伺服放大器，其中，所述負載轉矩估計部具有干擾轉矩估計部，根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值，對所述馬達承受的干擾轉矩進行估計；摩擦轉矩估計部，根據所述馬達的速度，對所述干擾轉矩中包含的摩擦轉矩進行估計；和減法器，從由所述干擾轉矩估計部估計的所述干擾轉矩中減去由所述摩擦轉矩估計部估計的所述摩擦轉矩，由此計算所述負載轉矩。
一種伺服放大器，具備：轉矩控制部，根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制；負載轉矩估計部，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；和輸出部，將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至伺服放大器外部，其中，所述負載轉矩估計部具有干擾轉矩估計部，根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值，對所述馬達承受的干擾轉矩進行估計；摩擦轉矩估計部，根據所述馬達的速度，對所述干擾轉矩中包含的摩擦轉矩進行估計；和減法器，從由所述干擾轉矩估計部估計的所述干擾轉矩中減去由所述摩擦轉矩估計部估計的所述摩擦轉矩，由此計算所述負載轉矩。
如申請專利範圍第1至6項中的任一項所述的伺服放大器，還具備：異常判定部，對由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩的異常進行判定，其中，所述監視資訊包括由所述異常判定部判定的判定結果。
如申請專利範圍第1至7項中的任一項所述的伺服放大器，其中，所述輸出部以模擬輸出或通信的方式將所述監視資訊輸出至外部。
一種伺服系統，具備：伺服放大器；和設置在所述伺服放大器的外部的外部裝置，其中，所述伺服放大器具備轉矩控制部，根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制；和第1慣性值設定部，設定第1慣性值以用於進行所述馬達的控制，所述外部裝置具備負載轉矩估計部，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；輸出部，將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至所述外部裝置的外部；和第2慣性值設定部，設定第2慣性值以用於進行所述負載轉矩的估計。
一種伺服系統，具備：伺服放大器；和設置在所述伺服放大器的外部的外部裝置，其中，所述伺服放大器具備轉矩控制部，根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制，所述外部裝置具備負載轉矩估計部，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；輸出部，將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至所述外部裝置的外部；和第2濾波器值設定部，設定濾波器值以用於進行所述監視資訊的輸出。
一種伺服系統，具備：伺服放大器；和設置在所述伺服放大器的外部的外部裝置，其中，所述伺服放大器具備轉矩控制部，根據馬達的轉矩指令對所述馬達的轉矩進行控制，所述外部裝置具備負載轉矩估計部，對所述馬達承受的負載轉矩進行估計；和輸出部，將與由所述負載轉矩估計部估計的所述負載轉矩相關的監視資訊輸出至所述外部裝置的外部，所述負載轉矩估計部具有干擾轉矩估計部，根據所述馬達的速度、以及所述轉矩指令或所述馬達的轉矩檢測值，對所述馬達承受的干擾轉矩進行估計；摩擦轉矩估計部，根據所述馬達的速度，對所述干擾轉矩中包含的摩擦轉矩進行估計；和減法器，從由所述干擾轉矩估計部估計的所述干擾轉矩中減去由所述摩擦轉矩估計部估計的所述摩擦轉矩，由此計算所述負載轉矩。