TWI416860B - 馬達驅動控制裝置 - Google Patents

Description

馬達驅動控制裝置

本發明係有關一種馬達驅動控制裝置，尤其有關一種根據通訊資料的接收結果進行馬達驅動控制之馬達驅動控制裝置。

在馬達驅動控制裝置與位置資訊檢測器之間的通訊環境下，當通訊異常的產生率高時，會有馬達停止之情形，因而有因應通訊異常的產生率變更通訊速度之情形。

例如，以確保通訊可靠性為目的而因應通訊異常的產生率使通訊速度變更之控制方法而言，係有專利文獻1所揭示的技術。在專利文獻1所揭示的技術中，在產生通訊異常的通訊環境下，計數通訊異常次數，在達至某通訊異常次數的臨限值時變更通訊速度，藉此恆常地確保通訊可靠性。

專利文獻1：日本特開平11-275172號公報

然而，依據上述習知技術，當在馬達驅動控制裝置與位置資訊檢測器之間的通訊環境下降低通訊速度時，來自位置資訊檢測器的資料傳送時間會變長。因此，馬達驅動控制裝置取得來自位置資訊檢測器的位置資訊為止之延遲時間增加，數位控制系統的浪費時間增大。結果，在指令模態(pattern)與控制增益相同的條件下，會有損失馬達驅動控制系統的穩定性、增加馬達速度的過度調節(overshoot)、增大馬達的旋轉不均、馬達的動作不穩定等問題。

另一方面，在不變更通訊速度之下，為了應付馬達驅動控制裝置與位置資訊檢測器之間的通訊異常，而變成以通訊路徑的纜線長度或雜訊承受度等最壞情況(worstcase)為前提之系統構成，故會有通訊速度因此而降低，而對控制的響應性造成阻礙之問題。

本發明乃有鑒於上述課題而研創者，其目的在獲得一種即使在通訊異常的產生率高的情形中，亦可確保通訊可靠性、不會使控制的響應性降低、並防止馬達動作不穩定化之馬達驅動控制裝置。

為了解決上述課題以達成目的，本發明的馬達驅動控制裝置係具備有：控制增益變更部，係變更控制增益；通訊參數變更部，係變更通訊參數；通訊異常判斷部，係判斷通訊狀態的異常性；以及環境適應控制部，係依據前述通訊異常判斷部的判斷結果，以同步變更前述控制增益與前述通訊參數之方式進行指示。

依據本發明，可達到獲得一種即使在通訊異常的產生率高的情形中，亦可確保通訊可靠性、不會使控制的響應性降低、並防止馬達動作不穩定化之馬達驅動控制裝置。

以下依據附圖詳細說明本發明的馬達驅動控制裝置的實施例。此外，本實施例並非用以限定本發明者。

[實施例一]

第1圖係顯示本發明的馬達驅動控制裝置的實施例一的概略構成之方塊圖。於第1圖中，馬達驅動控制裝置2設置有驅動控制裝置介面部10、位置指令取得部11、位置控制處理部12、速度控制處理部13、電流控制處理部14、電壓變換電路18、電流檢測器19、速度變換處理部20、控制增益記憶部22、控制增益變更部23、檢測器位置資訊取得部24、通訊參數記憶部25、通訊參數變更部26、顯示部27、環境適應控制部28、通訊異常判斷部29、通訊異常計數器30、以及驅動控制裝置檢測器通訊部31。

此外，於上位裝置1設置位置指令產生部5及上位裝置介面部6。此外，於檢測器3設置檢測器通訊部32、檢測器通訊參數記憶部33、以及檢測器通訊參數變更部34。

接著，馬達驅動控制裝置2係經由驅動控制裝置介面部10連接至上位裝置1，並經由驅動控制裝置檢測器通訊部31連接至檢測器3，且經由電壓變換電路18連接至馬達4。

在此，上位裝置1係能對馬達驅動控制裝置2傳達位置指令。檢測器3係能檢測馬達4的位置，並將馬達4的位置資訊發送至馬達驅動控制裝置2。馬達驅動控制裝置2係能根據從上位裝置1所傳達的位置指令及從檢測器3所發送的馬達4的位置資訊驅動控制馬達4。

在此，在馬達驅動控制裝置2中，驅動控制裝置介面部10係能在與上位裝置1之間進行通訊的仲介。

位置指令取得部11係能從經由驅動控制裝置介面部10所取得的資料取出位置指令並轉送至位置控制處理部12。

位置控制處理部12係能依據由位置指令取得部11所取得的位置指令與檢測器3所檢測出的位置資訊來形成位置回授迴路(feed back loop)，並產生速度指令。在此，於位置控制處理部12設置位置控制增益乘算器15及減算器61。減算器61係能從由位置指令取得部11所取得的位置指令減算檢測器3所檢測出的位置資訊，並輸出至位置控制增益乘算器15。位置控制增益乘算器15係能對減算器61的輸出乘算位置控制增益Kp，藉此產生速度指令。此外，位置控制增益Kp係能決定位置回授迴路處理的響應性。

速度變換處理部20係能將檢測器3所檢測出的馬達4的位置資訊變換成速度資訊，並輸出至速度控制處理部13。此外，發送至位置控制處理部12及速度變換處理部20之馬達4的位置資訊亦可伴有延遲時間21。該延遲時間21係合計CPU的運算時間、起因於使用檢測器3的數位速度檢測方式之檢測浪費時間等迴路(loop)內所含有的浪費時間者。

速度控制處理部13係能根據由位置控制處理部12所取得的速度指令與由速度變換處理部20所取得的速度資訊形成速度回授迴路，並產生轉矩(torque)指令。在此，於速度控制處理部13設置有速度控制增益乘算器16及減算器62。減算器62係能從由位置控制處理部12所取得的速度指令減算由速度變換處理部20所取得的速度資訊，並輸出至速度控制增益乘算器16。速度控制增益乘算器16係能對減算器62的輸出乘算速度控制增益Kv，藉此產生轉矩指令。此外，速度控制增益Kv係能決定速度回授迴路處理的響應性。

電流檢測器19係能檢測供給於馬達4的馬達電流，並輸出至電流控制處理部14。

電流控制處理部14係能根據由速度控制處理部13所取得的轉矩指令與由電流檢測器19所取得的馬達電流的檢測值形成電流回授迴路，並產生電壓指令。在此，於電流控制處理部14係設置有電流控制增益乘算器17及減算器63。減算器63係能從由速度控制處理部13所取得的轉矩指令減算由電流檢測器19所取得的馬達電流的檢測值，並輸出至電流控制增益乘算器17。電流控制增益乘算器17係能對減算器63的輸出乘算電流控制增益Kc，並產生電壓指令。此外，電流控制增益Kc係能決定電流回授迴路處理的響應性。

電壓變換電路18係能將由電流控制處理部14所輸出的電壓指令變換成馬達電流，並輸出至馬達4。

控制增益記憶部22係能預先記憶N(N為正整數)個控制增益GN。

控制增益變更部23係能依據來自環境適應控制部28的環境適應控制資訊，將控制增益記憶部22所記憶的N個控制增益GN的任一者作為位置控制增益Gi及速度控制增益Gj，並將位置控制處理部12的位置控制增益Kp及速度控制處理部13的速度控制增益Kv分別變更成位置控制增益Gi及速度控制增益Gj。此外，環境適應控制係指在與檢測器3的通訊中，依據因雜訊或通訊纜線長度等通訊環境所產生的通訊異常次數，使通訊參數(通訊週期、通訊速度、以及接收數位濾波)與控制增益(位置控制增益、速度控制增益)同步變更。環境適應控制資訊係能包含使其變更之通訊參數、控制增益、以及切換時序的資訊。

驅動控制裝置檢測器通訊部31係能在與檢測器3之間進行序列(serial)通訊，並接收檢測器3所檢測出的位置資訊。

檢測器位置資訊取得部24係能從經由驅動控制裝置檢測器通訊部31所取得的資料取出位置資訊，並轉送至位置控制處理部12及速度變換處理部20。

通訊參數記憶部25係能預先記憶N個通訊參數PN。

通訊參數變更部26係能依據來自環境適應控制部28的環境適應控制資訊，將與檢測器3的通訊所使用之通訊參數變更成通訊參數記憶部25所記憶的N個通訊參數PN中的任一者。此外，以通訊參數PN而言，係能例舉通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3。

通訊異常計數器30係能在與檢測器3的通訊中，計數預定週期的通訊異常次數。

通訊異常判斷部29係能依據通訊異常計數器30的計數結果，判斷與檢測器3之間的通訊狀態的異常性。

環境適應控制部28係能依據通訊異常判斷部29的判斷結果，以同步變更位置控制處理部12與速度控制處理部13的控制增益(位置控制增益Kp及速度控制增益Kv)、以及與檢測器3的通訊所使用的通訊參數(通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3)之方式進行指示。

顯示部27係能顯示通知檢測器3的異常之警報(alarm)等，或顯示其他各種資訊。

此外，在上位裝置1中，位置指令產生部5係能產生使用於馬達4的驅動控制之位置指令。

上位裝置介面部6係能在與馬達驅動控制裝置2之間進行通訊的仲介。

此外，在檢測器3中，檢測器通訊部32係能在與馬達驅動控制裝置2之間進行序列通訊，並將檢測器3所檢測出的位置資訊發送至馬達驅動控制裝置2。

檢測器通訊參數記憶部33係能預先記憶N個通訊參數PN’。

檢測器通訊參數變更部34係能依據來自通訊參數變更部26的變更指令，將與馬達驅動控制裝置2的通訊所使用之通訊參數變更成檢測器通訊參數記憶部33所記憶的N個通訊參數PN’的任一者。此外，以通訊參數PN’而言，係能例舉通訊週期P1’、通訊速度P2’、以及接收數位濾波P3’。檢測器通訊參數變更部34所變更的通訊週期P1’、通訊速度P2’、以及接收數位濾波P3’係能對應通訊參數變更部26所變更的通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3。

位置指令產生部5所產生的位置指令係經由上位裝置介面部6從上位裝置1傳送至馬達驅動控制裝置2。當位置指令傳送至馬達驅動控制裝置2時，經由驅動控制裝置介面部10接收，並傳送至位置指令取得部11。接著，在位置指令取得部11中，從經由驅動控制裝置介面部10所取得的資料取出位置指令，並轉送至位置控制處理部12。

另一方面，檢測器3所檢測出的馬達4的位置資訊係經由檢測器通訊部32從檢測器3傳送至馬達驅動控制裝置2。當馬達4的位置資訊傳送至馬達驅動控制裝置2時，經由驅動控制裝置檢測器通訊部31接收，並傳送至檢測器位置資訊取得部24。接著，在檢測器位置資訊取得部24中，從經由驅動控制裝置檢測器通訊部31所取得的資料取出馬達4的位置資訊，且伴隨著延遲時間21轉送至位置控制處理部12。

接著，當位置指令產生部5所產生的位置指令及檢測器3所檢測出的馬達4的位置資訊傳送至位置控制處理部12時，以減算器61從該位置指令減算位置資訊後，以位置控制增益乘算器15乘算位置控制增益Kp藉此產生速度指令，並輸出至速度控制處理部13。

此外，檢測器位置資訊取得部24所取出的馬達4的位置資訊係隨著延遲時間21轉送至速度變換處理部20。接著，當馬達4的位置資訊傳送至速度變換處理部20時，該位置資訊係被變換成速度資訊，並輸出至速度控制處理部13。

接著，當位置控制處理部12所輸出的速度指令與速度變換處理部20所輸出的速度資訊被傳送至速度控制處理部13時，以減算器62從該速度指令減算速度資訊後，以速度控制增益乘算器16乘算速度控制增益Kv藉此產生轉矩指令，並輸出至電流控制處理部14。

另一方面，經由電壓變換電路18供給至馬達4的馬達電流係被電流檢測器19檢測出，並被輸出至電流控制處理部14。接著，當速度控制處理部13所輸出的轉矩指令與電流檢測器19所輸出的馬達電流的檢測值輸出至電流控制處理部14時，以減算器63從該轉矩指令減算馬達電流的檢測後，以電流控制增益乘算器17乘算電流控制增益Kc藉此產生電壓指令，並輸出至電壓變換電路18。

接著，當電壓指令輸出至電壓變換電路18時，變換成馬達電流後，輸出至馬達4。

此外，當馬達4的位置資訊傳送至驅動控制裝置檢測器通訊部31時，通訊異常計數器30係計數預定週期的通訊異常次數，並將該計數結果傳送至通訊異常判斷部29。接著，在通訊異常判斷部29中，依據通訊異常計數器30的計數結果，判斷與檢測器3之間的通訊狀態的異常性，並將該判斷結果傳送至環境適應控制部28。

接著，在環境適應控制部28中，依據通訊異常判斷部29的判斷結果，以變更位置控制處理部12的位置控制增益Kp及速度控制處理部13的速度控制增益Kv之方式對控制增益變更部23進行指示，並以變更與檢測器3之間的通訊所設定的通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3之方式對通訊參數變更部26進行指示。在此，環境適應控制部28係以同步變更位置控制增益Kp與速度控制增益Kv、以及通訊週期P1、通訊速度P2、接收數位濾波P3之方式對控制增益變更部23及通訊參數變更部26進行指示。

接著，當以變更位置控制增益Kp及速度控制增益Kv之方式對控制增益變更部23進行指示時，控制增益記憶部22所記憶的N個控制增益GN的任一者係作為位置控制增益Gi與速度控制增益Gj，並分別被變更成位置控制增益Kp與速度控制增益Kv。

此外，當以變更通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3之方式對通訊參數變更部26進行指示時，通訊參數記憶部25所記憶的N個通訊參數PN的任一者係作為通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3而被變更。

在此，藉由使位置控制增益Kp與速度控制增益Kv、以及通訊週期P1、通訊速度P2、接收數位濾波P3同步變更，即使當其與檢測器3之間的通訊異常的產生率高的情形，亦可確保通訊可靠性、並能在不降低馬達驅動控制的響應性、防止馬達4的動作不穩定化。

第2圖係顯示第1圖的環境適應控制部的概略構成之方塊圖。在第2圖中，於環境適應控制部28設置有初始設定模式選擇部40、自軸環境適應控制模式選擇部41、環境適應控制切換處理部43、以及控制處理變更部44。

在此，初始設定模式選擇部40係能在選擇初始設定模式時，對環境適應控制切換處理部43進行指示俾以初始設定模式進行動作。自軸環境適應控制模式選擇部41係能在選擇自軸環境適應控制模式時，對環境適應控制切換處理部43進行指示俾以自軸環境適應控制模式進行動作。

環境適應控制切換處理部43係能在選擇自軸環境適應控制模式時，依據對應來自通訊異常判斷部29的通訊異常次數之自軸通訊狀態資訊45而變成預設的通訊異常次數的條件的情形中，使位置控制增益Kp與速度控制增益Kv、以及通訊週期P1、通訊速度P2、接收數位濾波P3同步變更。在此，由於環境適應控制切換處理部43係使位置控制增益Kp與速度控制增益Kv、以及通訊週期P1、通訊速度P2、接收數位濾波P3同步變更，因此能將環境適應控制資訊46輸出至通訊參數變更部26及控制增益變更部23。

此外，環境適應控制切換處理部43係能在選擇初始設定模式時模擬變成環境適應控制狀態時的馬達動作，藉此可預先確認環境適應控制時的運轉狀況。

控制處理變更部44係能進行隨著通訊控制時序的變更所需的處理變更。

第3圖係顯示第1圖的環境適應控制部的初始設定模式的動作之流程圖。此外，預定的通訊參數(通訊週期、通訊速度、以及接收數位濾波)與控制增益(位置控制增益及速度控制增益)係設為各N個。

在第3圖中，當選擇初始設定模式時，環境適應控制切換處理部43係設定成n=1(步驟S100)，將通訊參數及速度控制增益的第n個組合作為環境適應控制資訊46，同時傳送至通訊參數變更部26與控制增益變更部23(步驟S110)。環境適應控制資訊46所含有的切換時序係能設定成與通訊週期36同步。

接著，驅動控制裝置檢測器通訊部31係依據通訊參數變更部26所變更的通訊參數進行與檢測器3之通訊，同時位置控制處理部12與速度控制處理部13係依據控制增益變更部23所變更的控制增益進行位置控制處理與速度控制處理(步驟S120)。

此外，通訊異常計數器30係計數與檢測器3的通訊的通訊異常次數(步驟S130)，並記憶通訊異常次數(步驟S140)。接著，判斷是否滿足n≧N的條件(步驟S150)，當未滿足n≧N的條件時，將n遞增1之後(步驟S160)，返回步驟S110，反覆以上的動作直至滿足n≧N的條件。

接著，當滿足n≧N的條件時(步驟S150)，設定N個通訊參數與控制增益的所有組合中通訊異常次數變成最小的通訊參數與控制參數(步驟S170)。

此外，以初始設定模式使n遞增1之時序係可以某週期自動地變更，亦可按照外部輸入而變更。此外，較佳為切換通訊參數與控制增益之時序係與通訊週期36一致。此外，控制增益(位置控制增益Kp、速度控制增益Kv)亦可依循預定的時間常數來切換。

此外，係可設定N個通訊參數與控制增益的所有組合中通訊異常次數變成最小之通訊參數與控制參數，亦可將以第3圖的處理所執行的任意的通訊參數與控制增益作為初始狀態予以設定。

第4圖係顯示第1圖的環境適應控制部的環境適應控制模式的動作之流程圖。此外，第2圖的環境適應控制切換處理部43係能在環境適應控制模式中，與用以判斷變成通訊警報的通訊異常次數之警報臨限值分開設置用以判斷環境適應控制的實施之環境適應控制臨限值。在此，環境適應控制臨限值係能設定成比警報臨限值還小的值。

在第4圖中，驅動控制裝置檢測器通訊部31係在選擇環境適應控制模式時，依據以第3圖的初始設定模式預設的通訊參數與控制增益，在其與檢測器3之間進行通訊，同時位置控制處理部12與速度控制處理部13係進行位置控制處理及速度控制處理(步驟S200)。

接著，環境適應控制切換處理部43係在表示自軸的通訊異常次數之自軸通訊狀態資訊45未滿預設的環境適應控制臨限值時(步驟S210)，依據預設的通訊參數與控制增益，繼續與檢測器3之間的通訊、以及位置控制處理部12與速度控制處理部13的控制處理。

接著，環境適應控制切換處理部43係在自軸通訊狀態資訊45為預設的環境適應控制臨限值以上(步驟S210)且未滿預設的警報臨限值時(步驟S220)，依據環境適應控制使通訊參數與控制增益變更(步驟S230)。

另一方面，環境適應控制切換處理部43係在表示自軸的通訊異常次數之自軸通訊狀態資訊45超過預設的警報臨限值時(步驟S220)，產生通訊異常警報(步驟S240)，使馬達4停止並顯示於顯示部27。

第5圖係顯示第1圖的環境適應控制部的動作之時序圖。此外，基本上為了簡化變更處理，通訊週期、通訊速度、以及接收數位濾波係設定為變更成1/2倍、1倍、2倍。此外，由於控制處理變得繁雜，因此速度控制週期39係設定為不變更。此外，第5圖(a)係顯示藉由環境適應控制將通訊速度變更成1/2倍之情形。第5圖(b)係顯示藉由環境適應控制將通訊速度變更成2倍之情形。

在第5圖(a)中，例如在環境適應控制前H1中，係設定成第二個通訊參數及第二個控制增益。接著，在環境適應控制後H2，係將第二個通訊參數及第二個控制增益變更成第三個通訊參數及第三個控制增益，將通訊週期36與接收數位濾波設成2倍，將通訊速度設成1/2倍，使控制增益降低。

此外，驅動控制裝置檢測器通訊部31與檢測器通訊部32係設定成能進行發送與接收，直至變成預設基準的通訊速度的1/2倍的通訊速度及2倍的通訊速度為止。

當成立自軸通訊狀態資訊45為環境適應控制臨限值以上且未滿警報臨限值之條件的情形時，與之後的通訊週期36的時序同步地切換通訊參數與控制增益，並從驅動控制裝置檢測器通訊部31發送檢測器通訊要求(request)37。此外，在與通訊週期36同步的時序中，由於未進行與檢測器3之間的通訊與位置控制處理部12及速度控制處理部13的控制處理，因此即使切換通訊參數與控制增益，亦不會影響該等通訊處理與控制處理。在此，通訊週期36、通訊速度、以及接收數位濾波係能以恆常由馬達驅動控制裝置2進行變更之方式構成。

當從驅動控制裝置檢測器通訊部31發送檢測器通訊要求37時，檢測器3係回應檢測器通訊要求37，將含有馬達4的位置資訊之檢測器通訊資料38發送至馬達驅動控制裝置2。因此，檢測器3的通訊週期係以與馬達驅動控制裝置2的通訊週期36一致之方式予以變更。此外，檢測器3的檢測器通訊部32係在檢測器通訊參數變更部34中，以檢測器通訊參數記憶部33所儲存的通訊參數為依據，使檢測器3的通訊週期P1’變更。

此外，檢測器通訊部32係可以1/2倍的通訊速度接收，且將通訊資料所決定的部分作為特定的「1」與「0」的組合模態，藉此從接收資料檢測出通訊速度，並使通訊速度P2’變更。接著，檢測器通訊部32係依據所檢測出的通訊速度，將檢測器通訊資料38發送至馬達驅動控制裝置2，並以檢測器通訊參數記憶部33所儲存的通訊參數為依據，使接收數位濾波P3’變更。

此外，在第5圖(a)的情形，環境適應控制後H2係變成：通訊週期36變成2倍，於環境適應控制前H1兩次發送的位置資訊在環境適應控制後H2僅從檢測器3發送一次。因此，控制處理變更部44係以不隨著通訊週期36的變更進行位置資訊取得處理之方式進行變更。

另一方面，在第5圖(b)中，例如在環境適應控制前H1中，係設成設定於第二個通訊參數及第二個控制增益。接著，在環境適應控制後H2中，係將第二個通訊參數及第二個控制增益變更成第一個通訊參數及第一個控制增益，將通訊週期36與接收數位濾波設成1/2倍，將通訊速度設成2倍，並變更控制增益。

此外，當檢測器3的檢測器通訊部32係作成能以兩倍的通訊速度進行接收之電路時，從檢測器通訊要求37的資料模態(「1」與「0」的組合)檢測出通訊速度，並接收檢測器通訊要求37。接著，當檢測器通訊部32接收檢測器通訊要求37時，將含有馬達4的位置資訊之檢測器通訊資料38發送至馬達驅動控制裝置2，並以驅動控制裝置檢測器通訊部31接收該位置資訊。

此外，依據環境適應控制資訊46所含有的切換時序，將環境適應控制中之類的訊息顯示於顯示部27。

第6圖係顯示第1圖的環境適應控制部的環境適應控制前後的切換模態之圖。此外，第6圖(a)係顯示在產生通訊異常的環境下，不變更指令模態或控制增益，將屬於通訊參數之通訊速度變更成1/2倍、將通訊週期變更成2倍、將接收數位濾波變更成2倍時的馬達速度。第6圖(b)係顯示在產生通訊異常的環境下，不變更指令模態，將屬於通訊參數之通訊速度變更成1/2倍、將通訊週期變更成2倍、將接收數位濾波變更成2倍，同時將速度控制增益變更成1/2倍時的馬達速度。

在第6圖(a)中，由於在環境適應控制前H1產生通訊異常，因此若於環境適應控制後H2不變更指令模態或控制增益，而變更通訊參數時，馬達4的動作將變得不穩定，而變成馬達停止狀態。

相對於此，如第6圖(b)所示，由於在環境適應控制前H1產生通訊異常，因此若於環境適應控制後H2不變更指令模態，而於變更通訊參數之同時變更控制增益，則能防止馬達4的動作變得不穩定，而能使馬達的運轉繼續。

如上所述，依據上述實施例一，由於在產生通訊異常的環境下能同步變更通訊參數與控制增益，因此不會引起馬達4的不穩定動作，而可繼續穩定運轉，並能防止因通訊異常警報使馬達停止。

此外，由於在與檢測器3之間的通訊的通訊纜線長度較短的情形中或通訊異常的產生率較低的環境下能與通訊參數(通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3)同步地變更控制增益(位置控制增益Kp、速度控制增益Kv)，因此能提升通訊速度，而能縮短延遲時間21。因此，無須縮短第5圖的速度控制週期39，可使馬達驅動控制的響應性提升，而無須以最壞情況為前提預先提升通訊速度，因此能抑制系統構成的成本增加。

此外，即使在實際未產生因雜訊等導致通訊異常的狀態下，亦由於能藉由初始設定模式模擬變成環境適應控制狀態時的馬達動作，因此能預先確認環境適應控制時的運轉狀況。

此外，由於能於顯示部27顯示是變成自軸環境適應控制模式狀態、實際進行環境適應控制的通訊參數和控制增益的設定之狀態、或是在初始設定模式中進行環境適應控制的通訊參數和控制增益的設定之狀態，而能容易地確認現在的狀態。

[實施例二]

第7圖係顯示本發明的馬達驅動控制裝置的實施例二的概略構成之方塊圖。在第7圖中，於馬達驅動控制裝置102設置軸連動環境適應控制部35以替代第1圖的馬達驅動控制裝置2的環境適應控制部28。

在此，軸連動環境適應控制部35係能依據通訊異常判斷部29的判斷結果，以同步變更位置控制處理部12與速度控制處理部13的控制增益(位置控制增益Kp與速度控制增益Kv)、與檢測器3的通訊所使用的通訊參數(通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3)、以及位置指令的產生所使用的指令模態(指令速度NV、指令加速度NA)之方式予以指示。

在此，軸連動環境適應控制部35係能在變更針對其他軸的通訊參數(通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3)、控制增益、以及指令模態時，與其連動地使針對自軸的通訊參數(通訊週期P1、通訊速度P2、以及接收數位濾波P3)、控制增益(位置控制增益Kp及速度控制增益Kv)、以及指令模態(指令速度NV及指令加速度NA)變更。

此外，除了第1圖的上位裝置1的構成外，於上位裝置101還設置有指令模態記憶部7、指令模態變更部8、以及上位裝置環境適應控制部9。

在此，指令模態記憶部7係能預先記憶N個指令模態RN。

指令模態變更部8係能依據來自上位裝置環境適應控制部9的指令模態變更資訊，將位置指令的產生所使用之指令模態變更成指令模態記憶部7所記憶的N個指令模態RN的任一個指令模態。此外，以指令模態RN而言，係能例舉指令速度NV與指令加速度NA。

上位裝置環境適應控制部9係能依據軸連動環境適應控制部35所輸出的指令模態的變更指示，產生用以切換指令模態之時序，並指示指令模態變更部8變更指令模態。

第8圖係顯示第7圖的軸連動環境適應控制部的概略構成之方塊圖。在第8圖中，於軸連動環境適應控制部35係設置有軸連動環境適應控制切換處理部50，並另外設置其他軸連動環境適應控制模式選擇部42，以替代第2圖的環境適應控制切換處理部43。

在此，在其他軸連動環境適應控制模式選擇部42選擇其他軸環境適應控制模式之情形，係能指示軸連動環境適應控制切換處理部50以其他軸環境適應控制模式進行動作。

軸連動環境適應控制切換處理部50係能在選擇自軸環境適應控制模式的情形中，依據對應來自通訊異常判斷部29的通訊異常次數之自軸通訊狀態資訊45，在通訊異常次數變成預設的的條件時，使位置控制增益Kp與速度控制增益Kv；通訊週期P1、通訊速度P2、及接收數位濾波P3；以及指令速度NV及指令加速度NA同步變更。在此，由於軸連動環境適應控制切換處理部50係使位置控制增益Kp與速度控制增益Kv；通訊週期P1、通訊速度P2、及接收數位濾波P3；以及指令速度NV與指令加速度NA同步變更，因此能將環境適應控制資訊46輸出至通訊參數變更部26以及控制增益變更部23，並將自軸環境適應控制資訊47輸出至上位裝置101。

此外，軸連動環境適應控制切換處理部50係在選擇其他軸環境適應控制模式時，即使自軸未成立環境適應控制之條件，亦能在其他軸變成進行環境適應控制之條件時，使自軸連動地進行環境適應控制。此外，所連動之軸的組合係能預定。此外，軸連動環境適應控制切換處理部50係在其他軸變成進行環境適應控制之條件時，能將表示使自軸連動地進行之環境適應控制中的資訊之其他軸連動環境適應控制資訊48予以輸出。

此外，軸連動環境適應控制切換處理部50係在選擇初始設定模式時，能模擬變成自軸環境適應控制狀態時的馬達動作，藉此預先確認自軸環境適應控制時的運轉狀況。

第9圖係顯示第7圖的上位裝置環境適應控制部的概略構成之方塊圖。於第9圖中，於上位裝置環境適應控制部9設置有指令模態初始設定模式選擇部52、指令模態環境適應控制模式選擇部53、以及上位裝置切換處理部54。

在此，指令模態初始設定模式選擇部52係能在指令模態初始設定模式被選擇時，對上位裝置切換處理部54進行指示俾以指令模態初始設定模式進行動作。

指令模態環境適應控制模式選擇部53係能在指令模態環境適應控制模式被選擇時，對上位裝置切換處理部54進行指示俾以指令模態環境適應控制模式進行動作。

上位裝置切換處理部54係能在指令模態環境適應控制模式被選擇時，從連接於上位裝置101的複數個軸的自軸環境適應控制資訊47與預定進行連動的軸的組合，對連動地變更指令模態之軸發行指令變更模態資訊51。此外，在發送連接於上位裝置101的複數個軸的自軸環境適應控制資訊47與預定進行連動之軸的組合中任一個軸的自軸環境適應控制資訊47時，能對進行連動的所有軸發行其他軸連動環境適應控制指令49。

此外，上位裝置切換處理部54係能在指令模態初始設定模式被選擇時，模擬變成指令模態環境適應控制狀態時的馬達動作，藉此預先確認指令模態環境適應控制時的運轉狀況。

第10圖係顯示第7圖的軸連動環境適應控制部的初始設定模式的動作之流程圖。在第10圖中，當初始設定模式被選擇時，軸連動環境適應控制切換處理部50係設定成n=1(步驟S101)，將通訊參數、速度控制增益、以及指令模態的第n個組合作為環境適應控制資訊46同時傳送至通訊參數變更部26與控制增益變更部23，並作為自軸環境適應控制資訊47同時傳送至上位裝置切換處理部54(步驟S111)。此外，環境適應控制資訊46及自軸環境適應控制資訊47所含有的切換之時序係能以與通訊週期36同步之方式進行設定。

接著，驅動控制裝置檢測器通訊部31係依據通訊參數變更部26所變更的通訊參數進行其與檢測器3之通訊，同時，位置控制處理部12與速度控制處理部13係依據指令模態變更部8所變更的指令模態以及控制增益變更部23所變更的控制增益進行位置控制處理以及速度控制處理(步驟S121)。

此外，通訊異常計數器30係計數與檢測器3之通訊的通訊異常次數(步驟S131)，並記憶通訊異常次數(步驟S141)。接著，判斷是否滿足n≧N的條件(步驟S151)，當未滿足n≧N的條件時，將n遞增1之後(步驟S161)，返回步驟S111，反覆以上的動作直至滿足n≧N的條件為止。

接著，當滿足n≧N的條件時(步驟S151)，設定N個通訊參數、控制增益、以及指令模態的所有的組合中通訊異常次數變成最小的通訊參數、控制參數、以及指令模態(步驟S171)。

第11圖係顯示第7圖的軸連動環境適應控制部的自軸環境適應控制模式的動作之流程圖。在第11圖中，當自軸環境適應控制模式被選擇時，依據以第10圖的初始設定模式預設的通訊參數、控制增益、以及指令模態，驅動控制裝置檢測器通訊部31係在與檢測器3之間進行通訊，同時，位置控制處理部12以及速度控制處理部13係進行位置控制處理以及速度控制處理(步驟S201)。

接著，軸連動環境適應控制切換處理部50係在表示自軸的通訊異常次數之自軸通訊狀態資訊未滿預設的環境適應控制臨限值時(步驟S211)，依據預設的通訊參數、控制增益、以及指令模態，繼續與檢測器3之間的通訊、以及位置控制處理部12與速度控制處理部13的控制處理。

接著，軸連動環境適應控制切換處理部50係在自軸通訊狀態資訊45為預定的環境適應控制臨限值以上(步驟S211)且未滿預定的警報臨限值的情形時(步驟S221)，依據環境適應控制使通訊參數、控制增益、以及指令模態變更(步驟S231)。

另一方面，軸連動環境適應控制切換處理部50係在表示自軸的通訊異常次數之自軸通訊狀態資訊45超過預設的警報臨限值時(步驟S221)，產生通訊異常警報(步驟S241)，使馬達4停止，並顯示於顯示部27。

第12圖係顯示第7圖的上位裝置環境適應控制部的指令模態的切換方法之時序圖。此外，第12圖(a)係顯示在產生通訊異常的環境下，變更通訊參數與控制增益，同時將指令加速度設為1/2倍時的馬達速度。第12圖(b)係顯示在產生通訊異常的環境下，變更通訊參數與控制增益，同時將指令速度設為1/2倍時的馬達速度。

在此，變更指令模態的時序較佳為例如為了使指令模態平順地變更，而設定成在指令模態的一循環(cycle)結束後移至下一個循環之交界。

藉此，在產生通訊異常的環境下，能變更通訊參數與控制增益，同時也變更指令模態(指令速度與指令加速度)，並可縮小產生通訊異常時的位置資訊的推定誤差，因此可實現馬達4的穩定動作，不會因為通訊警報停止馬達4，而能使馬達4的運轉繼續。

此外，即使在實際未產生因雜訊等導致通訊異常的狀態下，由於能藉由初始設定模式模擬變成環境適應控制狀態時的馬達動作，因此能預先確認環境適應控制時的運轉狀況。結果，即使在變成產生通訊異常的通訊環境時，亦可不使馬達4停止，而依據用以使馬達4繼續動作之預定的通訊參數、控制增益、以及指令模態來驅動馬達4。

接著，說明其他軸環境適應控制模式被選擇時的動作。

當其他軸連動環境適應控制模式被選擇時，在第8圖的軸連動環境適應控制切換處理部50中，與自軸環境適應控制模式被選擇時的處理相同，依據來自通訊異常判斷部29之屬於通訊異常次數的自軸通訊狀態資訊45，在通訊異常次數變成預設的範圍時，同步變更通訊參數(通訊週期、通訊速度、以及接收數位濾波)與控制增益(位置控制增益、速度控制增益)。此外，在切換控制增益(位置控制增益、速度控制增益)時，亦可於控制增益設定時間常數。

此外，從軸連動環境適應控制切換處理部50輸出自軸環境適應控制資訊47與其他軸連動環境適應控制資訊48，該自軸環境適應控制資訊47係表示依據自軸的通訊異常次數變更通訊參數與控制增益之環境適應控制中的資訊，該其他軸連動環境適應控制資訊48係表示在其他軸變成進行環境適應控制的條件時自軸連動進行之環境適應控制中之資訊。

接著，在發送連接於上位裝置101的複數個軸的自軸環境適應控制資訊47與預定進行連動的軸之組合中的任一個軸的自軸環境適應控制資訊47時，從上位裝置切換處理部54對進行連動的所有軸發行其他軸連動環境適應控制指令49。

接著，在軸連動環境適應控制切換處理部50中，與由上位裝置切換處理部54所發送的其他軸連動環境適應控制指令49同步地變更通訊參數(通訊週期、通訊速度、以及接收數位濾波)與控制增益(位置控制增益、速度控制增益)。

此外，上位裝置切換處理部54係從連接於上位裝置101的複數個軸的自軸環境適應控制資訊47與預定進行連動的軸之組合，對連動地變更指令模態之軸發送指令變更模態資訊51。

接著，當上位裝置切換處理部54發送指令變更模態資訊51時，在第7圖的指令模態變更部8中，位置指令的產生所使用之指令模態係被變更成指令模態記憶部7所記憶的N個指令模態RN的任一者。

藉此，能在產生通訊異常的環境下，與其他軸的通訊參數、控制增益、以及指令模態的變更同步地變更自軸的通訊參數、控制增益、以及指令模態，在以X-Y列表等進行二軸以上的馬達4的插補動作時，能配合各軸的控制增益與指令模態進行變更並繼續運轉。

(產業上的可利用性)

如上所述，本發明的馬達驅動控制裝置係應用於下述方法：能因應與檢測器之間的通訊環境同步地變更通訊參數與控制增益，即使在與檢測器之間的通訊異常的產生率高的環境下，亦能繼續使馬達運轉。

1、101．．．上位裝置

2、102．．．馬達驅動控制裝置

3．．．檢測器

4．．．馬達

5．．．位置指令產生部

6．．．上位裝置介面部

7．．．指令模態記憶部

8．．．指令模態變更部

9．．．上位裝置環境適應控制部

10．．．驅動控制裝置介面部

11．．．位置指令取得部

12．．．位置控制處理部

13．．．速度控制處理部

14．．．電流控制處理部

15．．．位置控制增益乘算器

16．．．速度控制增益乘算器

17．．．電流控制增益乘算器

18．．．電壓變換電路

19．．．電流檢測器

20．．．速度變換處理部

21．．．延遲時間

22．．．控制增益記憶部

23．．．控制增益變更部

24．．．檢測器位置資訊取得部

25．．．通訊參數記憶部

26．．．通訊參數變更部

27．．．顯示部

28．．．環境適應控制部

29．．．通訊異常判斷部

30．．．通訊異常計數器

31．．．驅動控制裝置檢測器通訊部

32．．．檢測器通訊部

33．．．檢測器通訊參數記憶部

34．．．檢測器通訊參數變更部

35．．．軸連動環境適應控制部

36．．．通訊週期

37．．．檢測器通訊要求

38．．．檢測器通訊資料

39．．．速度控制週期

40．．．初始設定模式選擇部

41．．．自軸環境適應控制模式選擇部

42．．．其他軸連動環境適應控制模式選擇部

43．．．環境適應控制切換處理部

44．．．控制處理變更部

45．．．自軸通訊狀態資訊

46．．．環境適應控制資訊

47．．．自軸環境適應控制資訊

48．．．其他軸連動環境適應控制資訊

49．．．其他軸連動環境適應控制指令

50．．．軸連動環境適應控制切換處理部

51．．．指令變更模態資訊

52．．．指令模態初始設定模式選擇部

53．．．指令模態環境適應控制模式選擇部

54．．．上位裝置切換處理部

61至63．．．減算器

GN．．．控制增益

Gi、Kp．．．位置控制增益

Gj、Kv．．．速度控制增益

Kc．．．電流控制增益

PN、PN’．．．通訊參數

P1、P1’．．．通訊週期

P2、P2’．．．通訊速度

P3、P3’．．．接收數位濾波

RN．．．指令模態

NV．．．指令速度

NA．．．指令加速度

第1圖係顯示本發明的馬達驅動控制裝置的實施例一的概略構成之方塊圖。

第2圖係顯示第1圖的環境適應控制部的概略構成之方塊圖。

第3圖係顯示第1圖的環境適應控制部的初始設定模態的動作之流程圖。

第4圖係顯示第1圖的環境適應控制部的環境適應控制模式的動作之流程圖。

第5圖(a)及(b)係顯示第1圖的環境適應控制部的動作之時序圖。

第6圖(a)及(b)係顯示第1圖的環境適應控制部的環境適應控制前後的切換模態之圖。

第7圖係顯示本發明的馬達驅動控制裝置的實施例二的概略構成之方塊圖。

第8圖係顯示第7圖的軸連動環境適應控制部的概略構成之方塊圖。

第9圖係顯示第7圖的上位裝置環境適應控制部的概略構成之方塊圖。

第10圖係顯示第7圖的軸連動環境適應控制部的初始設定模式的動作之流程圖。

第11圖係第7圖的軸連動環境適應控制部的自軸環境適應控制模式的動作之流程圖。

第12圖(a)及(b)係第7圖的上位裝置環境適應控制部的指令模態的切換方法之時序圖。

1．．．上位裝置

2．．．馬達驅動控制裝置

3．．．檢測器

4．．．馬達

5．．．位置指令產生部

6．．．上位裝置介面部

10．．．驅動控制裝置介面部

11．．．位置指令取得部

12．．．位置控制處理部

13．．．速度控制處理部

14．．．電流控制處理部

15．．．位置控制增益乘算器

16．．．速度控制增益乘算器

17．．．電流控制增益乘算器

18．．．電壓變換電路

19．．．電流檢測器

20．．．速度變換處理部

21．．．延遲時間

22．．．控制增益記憶部

23．．．控制增益變更部

24．．．檢測器位置資訊取得部

25．．．通訊參數記憶部

26．．．通訊參數變更部

27．．．顯示部

28．．．環境適應控制部

29．．．通訊異常判斷部

30．．．通訊異常計數器

31．．．驅動控制裝置檢測器通訊部

32．．．檢測器通訊部

33．．．檢測器通訊參數記憶部

34．．．檢測器通訊參數變更部

61至63．．．減算器

GN．．．控制增益

Kp．．．位置控制增益

Gj、Kv．．．速度控制增益

Kc．．．電流控制增益

PN、PN’．．．通訊參數

P1、P1’．．．通訊週期

P2、P2’．．．通訊速度

P3、P3’．．．接收數位濾波

Claims (7)

1. 一種馬達驅動控制裝置，係具備有：控制增益變更部，係變更控制增益；通訊參數變更部，係變更通訊參數；通訊異常判斷部，係判斷通訊狀態的異常性；以及環境適應控制部，係依據前述通訊異常判斷部的判斷結果，以同步變更前述控制增益與前述通訊參數之方式進行指示；前述通訊參數係通訊週期、通訊速度、以及接收數位濾波。
2. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動控制裝置，其中，前述環境適應控制部係以令前述通訊狀態的異常次數變成最小之方式使前述控制增益與前述通訊參數變更。
3. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動控制裝置，其中，前述環境適應控制部係以令前述通訊狀態的異常次數變成臨限值以下之方式使前述控制增益與前述通訊參數變更。
4. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動控制裝置，其中，當接收到前述環境適應控制部指示同步變更前述控制增益與前述通訊參數時，前述控制增益變更部係依循預定的時間常數切換前述控制增益。
5. 一種馬達驅動控制裝置，係具備有：控制增益變更部，係變更控制增益；通訊參數變更部，係變更通訊參數； 介面部，係接收指令模態；通訊異常判斷部，係判斷通訊狀態的異常性；以及軸連動環境適應控制部，係依據前述通訊異常判斷部的判斷結果，以同步變更前述控制增益、前述通訊參數、以及前述指令模態之方式進行指示；前述通訊參數係通訊週期、通訊速度、以及接收數位濾波。
6. 如申請專利範圍第5項之馬達驅動控制裝置，其中，前述軸連動環境適應控制部係與針對其他軸的通訊參數與控制增益被變更之情事連動地使自軸的通訊參數與控制增益變更。
7. 如申請專利範圍第5項之馬達驅動控制裝置，其中，前述軸連動環境適應控制部係與針對其他軸的通訊參數、控制增益、以及指令模態被變更之情事連動地使自軸的通訊參數、控制增益、以及指令模態變更。