TWI531150B - 閉迴路參數的最佳化方法及應用其之射出成型裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種參數最佳化技術,且特別是有關於一種伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法及應用其之射出成型裝置。
射出成型裝置是一種將材料加熱溶化後,以高壓使材料快速流入模具中,再令材料冷卻成型的機械設備。射出成型裝置一般會由利用電氣控制系統(例如伺服馬達與驅動器)與液壓系統(例如油壓幫浦)來搭配實現。其中,伺服馬達的驅動器設計即係關係到電氣控制系統正常運作的重要關鍵。
在驅動器對伺服馬達進行驅動的期間,驅動器會以關聯於油壓幫浦及伺服馬達的輸出狀態的訊號作為變數,並且將所述變數帶入由驅動器、伺服馬達以及油壓幫浦所構成的閉迴路系統的特性轉移函數(characteristic transfer function)進行計算,從而根據計算的結果得出對應的控制訊號來控制伺服馬達的轉速。
一般而言,在設計射出成型裝置的閉迴路系統設計中,設計者僅能透過試誤法(try and error)來調整特性轉移函數的閉迴路參數,藉以逐步判斷調整後之特性轉移函數是否符合各項閉迴路控制考量(例如穩定度、步階響應特性),再依據所調校出之最佳的閉迴路參數來設計驅動器的各個調機參數,從而令驅動器在驅動伺服馬達時能夠實現符合設計預期之自動控制動作。然而,藉由此方式來設計驅動器對於設計者而言相當麻煩,並且時常可能需要花費相當長的時間進行試誤的動作,如此一來便會使得設計效率相當低落。
本發明提供一種閉迴路參數的最佳化方法及應用其之射出成型裝置,其可有效地提升閉迴路系統/驅動器的設計效率。
本發明的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法包括以下步驟:取得伺服馬達的多個規格參數;依據所述多個規格參數計算特性轉移函數;基於特性轉移函數,依序進行不同類型的特性分析;基於所述特性分析的結果,逐步收斂預設參數範圍,藉以選取同時符合多個特性條件的至少一閉迴路參數;以及對至少一閉迴路參數進行平均運算,藉以取得最佳化閉迴路參數。
在本發明一實施例中,依據所述多個規格參數計算特性轉移函數的步驟包括:依據所述多個規格參數建立伺服馬達於時域下的動態特性方程式;對動態特性方程式進行時域-頻域轉換,
藉以計算出頻域下的動態特性方程式;依據閉迴路控制手段定義驅動器轉移函數;以及依據驅動器轉移函數與頻域下的動態特性方程式計算特性轉移函數。
在本發明一實施例中,依據所述多個規格參數計算特性轉移函數的步驟包括:感測油壓幫浦的流體輸出特性,藉以產生多個特性參數;依據所述多個特性參數計算摩擦損耗參數;以及以摩擦損耗參數補償動態特性方程式,並且以補償後的動態特性方程式計算特性轉移函數。
在本發明一實施例中,所述最佳化方法更包括以下步驟:對特性轉移函數進行第一特性分析;依據第一特性分析的分析結果,從預設參數範圍選取符合第一特性條件的至少一第一閉迴路參數;對特性轉移函數進行第二特性分析;依據第二特性分析的分析結果,從至少一第一閉迴路參數中選取更符合第二特性條件的至少一第二閉迴路參數;以及對至少一第二閉迴路參數進行平均運算,藉以取得最佳化閉迴路參數。
在本發明一實施例中,第一特性分析包括步階響應分析(unit step response analysis)且第二特性分析包括根軌跡分析(root locus analysis),第一特性條件包括上升時間(rising time)、輸出過衝量(overshoot)以及安定時間(settling time)至少其中一者,以及第二特性條件包括根軌跡圖形特性。
在本發明一實施例中,第二特性分析更包括頻率響應分析(frequency response analysis),且第二特性條件更包括相位邊
限(phase margin)與增益邊限(gain margin)至少其中一者。
在本發明一實施例中,所述最佳化方法更包括以下步驟:當預設參數範圍內的閉迴路參數皆未同時符合所述多個特性條件時,擴大預設參數範圍。
本發明的射出成型裝置包括油壓幫浦、伺服馬達以及驅動器。伺服馬達用以驅動油壓幫浦。驅動器用以採用閉迴路控制手段來控制伺服馬達的運作。油壓幫浦、伺服馬達以及驅動器構成閉迴路系統。閉迴路系統的特性轉移函數的最佳化閉迴路參數係藉執行以下動作而取得:取得伺服馬達的多個規格參數;依據所述多個規格參數計算特性轉移函數;基於特性轉移函數,依序進行不同類型的特性分析;基於所述特性分析的結果,逐步收斂預設參數範圍,藉以選取同時符合多個特性條件的至少一閉迴路參數;以及對至少一閉迴路參數進行平均運算,藉以取得最佳化閉迴路參數。
在本發明一實施例中,最佳化閉迴路參數被用以作為設計驅動器的多個調機參數的依據。
在本發明一實施例中,射出成型裝置更包括感測模組。感測模組,耦接驅動器,用以感測油壓幫浦的流體輸出特性,藉以產生多個特性參數。
在本發明一實施例中,當預設參數範圍內的閉迴路參數皆未同時符合所述多個特性條件時,預設參數範圍經調整而被擴大。
基於上述,本發明實施例提出一種閉迴路參數的最佳化方法及應用其之射出成型裝置,其可依序進行不同類型之特性分析,再基於特性分析的結果逐步地收斂閉迴路參數的範圍,最後再取同時符合各特性條件的閉迴路參數的平均值作為閉迴路系統的最佳化閉迴路參數。設計者可直接藉由本發明實施例的參數最佳化方法計算得出最佳化閉迴路參數,而無須再以試誤法來調校出驅動器最適當的調機參數,因此可有效地提高閉迴路系統及應用其之射出成型裝置的設計效率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧射出成型裝置
110‧‧‧油壓幫浦
120‧‧‧伺服馬達
130‧‧‧驅動器
140‧‧‧感測模組
Bm‧‧‧阻尼常數
CU1、CU2‧‧‧控制單元
G1‧‧‧驅動器轉移函數
Jm‧‧‧轉動慣量
Ti‧‧‧輸入訊號
To‧‧‧輸出訊號
TE、TL‧‧‧控制訊號
TP‧‧‧摩擦損耗參數
TF‧‧‧特性轉移函數
PF‧‧‧特性參數
S210~S250、S310~S370‧‧‧步驟
圖1為本發明一實施例的射出成型裝置的示意圖。
圖2為本發明一實施例的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法的步驟流程圖。
圖3為本發明另一實施例的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法的步驟流程圖。
圖4為本發明一實施例的射出成型裝置的閉迴路系統的示意圖。
圖5為依照圖4之一實施例的閉迴路系統的等校簡化示意圖。
圖6為依照圖4之一實施例的閉迴路系統的步階響應示意圖。
圖7為依照圖4之一實施例的閉迴路系統的根軌跡示意圖。
圖8A為依照圖4之一實施例的閉迴路系統的增益波德圖。
圖8B為依照圖4之一實施例的閉迴路系統的相位波德圖。
為了使本揭露之內容可以被更容易明瞭,以下特舉實施例做為本揭露確實能夠據以實施的範例。另外,凡可能之處,在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟,係代表相同或類似部件。
圖1為本發明一實施例的射出成型裝置的示意圖。請參照圖1,射出成型裝置100包括油壓幫浦110、伺服馬達120、驅動器130以及感測模組140。其中,於此所述之射出成型裝置100可例如為塑膠射出機(plastic injection molding machine),油壓幫浦110可例如為齒輪式油壓幫浦(Rotary Pump),而伺服馬達120可例如為三相永磁式馬達(例如:三相無刷直流馬達、三相永磁同步馬達),但本發明不以此為限。
在本實施例中,伺服馬達120會受控於驅動器130而提供相應的動能來驅動油壓幫浦110,使得油壓幫浦110將所伺服馬達120所提供的動能轉化為壓力,再以此來帶動射出成型裝置100中的射出機構(未繪示)的機械作動(例如齒輪轉動),從而實現材料射出的機制。
另一方面,驅動器130會與油壓幫浦110及伺服馬達120
構成一閉迴路系統(closed-loop system),藉以根據油壓幫浦110以及伺服馬達120的輸出狀態/特性而採用一閉迴路控制手段(例如:比例控制(P)、比例-積分控制(PI)、比例-積分-微分控制(PID))來動態地調整伺服馬達120的轉速,以令伺服馬達120對油壓幫浦110的驅動行為可趨近於設計者的預期(從另一觀點來說,即係指令射出成型裝置100的材料射出動作可趨近於使用者的設定)。
舉例來說,伺服馬達120可將指示轉子轉速的輸出訊號To回授給驅動器130,從而令驅動器130取得伺服馬達120的輸出狀態。另外,感測模組140可對油壓幫浦110的流體輸出特性(例如流速、流量、壓力、溫度等)進行感測,並且產生指示所述流體輸出特性的多個特性參數PF給驅動器130,從而令驅動器130可獲得油壓幫浦110的輸出狀態。基此,驅動器130即可以關聯於油壓幫浦110及伺服馬達120的輸出狀態的訊號作為變數,並且將所述變數帶入閉迴路系統的特性轉移函數TF中進行計算,從而得出對應的控制訊號TL來控制伺服馬達120的轉速。
更具體地說,在本實施例中,閉迴路系統的特性轉移函數TF是基於油壓幫浦110的流體輸出特性、驅動器130所採用的閉迴路控制手段以及伺服馬達120的多個規格參數所決定。其中,取得所述特性轉移函數的最佳化閉迴路參數的步驟可如圖2所示。
底下搭配圖1來說明圖2實施例的步驟流程。其中,圖2為本發明一實施例的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法的步驟
流程圖。
請同時參照圖1與圖2,首先,取得伺服馬達120的多個規格參數(例如:轉動慣量、阻尼常數)(步驟S210),再根據所述規格參數計算出特性轉移函數TF(步驟S220)。於此值得一提的是,在步驟S220下,因驅動器130的調機參數(以PID控制為例,所述調機參數例如為KP、KI、KD)尚未確定,因此所計算出之特性轉移函數TF係以帶有不定係數的方程式表現(此部分後續實施例會進一步舉例說明)。
接著,基於步驟S220所得之特性轉移函數TF,依序進行不同類型的特性分析(例如時域分析(time domain analysis)及頻域分析(frequency domain analysis))(步驟S230),再基於所述特性分析的結果,逐步收斂一預設參數範圍,藉以選取同時符合多個特性條件的至少一閉迴路參數(步驟S240)。最後再對所述至少一閉迴路參數進行平均運算,藉以取得最佳化閉迴路參數(步驟S250)。
更具體地說,所述預設參數範圍係上限值、下限值以及單位間隔可由設計者自行定義的一數值區間。例如,若使用者將上限值與下限值分別設為10、0,且單位間隔設為0.1,則在預設參數範圍內即包含有0、0.1、0.2、…、9.9、10等101個閉迴路參數的設定值。此外,所述預設參數範圍可根據所欲決定的對象參數不同而分別設定/定義。例如,若特性轉移函數TF之待計算閉迴路參數有K、a兩者,則所述預設參數範圍即可分別針對閉迴路
參數K及閉迴路參數a來設定/定義。
另外,於此所述之特性條件係根據特性分析的類型而定。舉例來說,若在步驟S220中所進行的是時域分析(例如步階響應分析(unit step response analysis)),則所述特性條件可例如為上升時間(rising time)、輸出過衝量(overshoot)及\或安定時間(settling time);若在步驟S220中所進行的是頻域分析(例如根軌跡分析(root locus analysis)、頻率響應分析(frequency response analysis)),則所述特性條件可例如為根軌跡圖形特性、相位邊限(phase margin)及/或增益邊限(gain margin)。本發明不以此為限。
另一方面,若經過步驟S230及S240後,包含有多個閉迴路參數的預設參數範圍被收斂至僅剩下單一組閉迴路參數可同時符合所有的特性條件時,則在步驟S250中所取得的最佳化閉迴路參數即為所述僅剩的閉迴路參數(因對單一數值進行平均運算);反之,若經過步驟S230及S240後,預設參數範圍被收斂至剩下兩組以上閉迴路參數皆可同時符合所有的特性條件時,則在步驟S250中所取得的最佳化閉迴路參數即為所述兩組以上閉迴路參數的平均值。
基此,在步驟S250之後,此閉迴路系統完整的特性轉移函數TF即會被建立出(即,特性轉移函數TF的係數已被確立),因此設計者即可依據計算出的最佳化閉迴路參數來設計驅動器130的各個調機參數,而可不需再藉由試誤法來選擇/調整設計驅
動器130的各個調機參數。
底下以圖3至圖8B所繪示之實施範例來說明本發明實施例的閉迴路參數的最佳化方法的具體步驟流程。為能更清楚的解釋本發明實施例的閉迴路參數的最佳化方法,底下係以PID閉迴路控制手段作為實施範例進行說明,但本發明不僅限於此。
請先參照圖4,在本實施例中,所述射出成型裝置100可等效為如圖4所示之閉迴路系統。其中,驅動器130可等效地包括第一控制單元CU1以及第二控制單元CU2。第一控制單元CU1可基於本身的驅動器轉移函數G1來調整輸入訊號Ti與回授的輸出訊號To之差值,藉以產生控制訊號TE。第二控制單元CU2則可利用摩擦損耗參數TP對第一控制單元CU1輸出的控制訊號TE進行補償,藉以產生控制訊號TL提供給伺服馬達120。
於此,所述摩擦損耗參數TP係可依據從感測模組140所取得的特性參數PF而計算出。理想上,摩擦損耗參數TP應趨近於0;實際上,摩擦損耗參數TP與控制訊號TL之間會具有特定的比例關係(一般而言為控制訊號TL的0.2~0.3倍,但不僅限於此)。
請同時參照圖3與圖4,圖3為本發明另一實施例的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法的步驟流程圖。在本實施例的閉迴路參數的最佳化方法中,首先,取得伺服馬達120的多個規格參數(步驟S310)。所述規格參數例如為伺服馬達120的阻尼常數Bm以及轉動慣量Jm。接著,依據規格參數計算特性轉移函數TF(步驟S320)。
更詳細地說,在步驟S320中,會先依據阻尼常數Bm以及轉動慣量Jm等規格參數建立伺服馬達120於時域下的動態特性方程式,其可如下式(1)所示:
在式(1)中,ωr表示伺服馬達的轉子機械角速度。另外,於此控制訊號TL代表負載轉矩,控制訊號TE代表伺服馬達120的電子驅動轉矩,且摩擦損耗參數TP代表伺服馬達120的摩擦損耗。
其後,對式(1)之動態特性方程式進行時域-頻域轉換(例如拉普拉斯轉換),藉以計算出伺服馬達120在頻域下的動態特性方程式,其可如下式(2)表示:。
在式(2)中,GL即為經時域-頻域轉換後的動態特性方程式(底下稱之伺服馬達120的速度轉移函數)。
經上述動作後,所述閉迴路系統可被簡化為如圖5所示的轉移函數系統。其中,以PID控制來實現的驅動器轉移函數G1可被定義為如下式(3)的函數形式:
其中,KD、KP及KI即為驅動器130的調機參數。
基於上述伺服馬達120的速度轉移函數GL(式(2))及驅動器120/第一控制單元CU1的驅動器轉移函數G1(式(3)),
即可計算出閉迴路系統的特性轉移函數TF為:
在上式(4)中,將驅動器轉移函數G1展開後,複數變數s的各項係數即為特性轉移函數的閉迴路參數。舉例來說,若
將驅動器轉移函數G1簡化為,且假設伺服馬達的速度轉
移函數GL為,則特性轉移函數TF可解為
。其中,所述閉迴路參數即為變數K、a。
在得出閉迴路系統的特性轉移函數TF之後,步驟流程會接續地對所得之特性轉移函數TF進行第一特性分析(步驟S330),並且依據第一特性分析的分析結果,從預先定義的預設參數範圍選取符合第一特性條件的第一閉迴路參數(步驟S340)。
在步驟S330與S340的一範例實施例中,所述第一特性分析例如為步階響應分析。在對特性轉移函數TF進行步階響應分析後,可得出如圖6所示之步階響應特性。其中,圖6中的每一條特性曲線即代表預設參數範圍內之一組閉迴路參數所對應的步階響應特性。
在本範例實施例中,設計者可以根據設計需求而預先定義特定的上升時間(輸出從終值(To/Ti=1)之10%上升至90%所需的時間)、輸出過衝量(輸出之最大值)以及安定時間(達到輸
出穩定於終值的2%~5%區間所需的時間)作為步階響應分析的特性條件,藉以選取符合所述特性條件的設定值為第一閉迴路參數。
舉例來說,所述第一特性條件可設定為輸出過衝量在1.1至1.15之間,且安定時間為最大時間(即,時間座標上之最右側的座標數值)的0.5倍。此時,在步驟S340中,於預設參數範圍內(例如:K=0.00001~100000、a=0.00001~100000)不符合所述特性條件的閉迴路參數設定值即會被刪去,而僅留下符合上述特性條件的p個閉迴路參數作為第一閉迴路參數。
在步驟S340之後,步驟流程會接著對特性轉移函數進行第二特性分析(步驟S350),並且依據第二特性分析的分析結果,從步驟S340所選取的第一閉迴路參數中選取更符合第二特性條件的第二閉迴路參數(步驟S360)。
在步驟S350與S360的一範例實施例中,所述第二特性分析例如為根軌跡分析。在對特性轉移函數TF進行根軌跡分析後,可得出如圖7所示之建立於實數軸及虛數軸上的根軌跡圖形。其中,圖7中的每一個根軌跡圓(圓形僅係範例,實際上根軌跡圖形與特性轉移函數的方程式型態有關)即代表一組第一閉迴路參數所對應的根軌跡圖形特性。
在本範例實施例中,設計者可以根據設計需求而預先選擇特定的根軌跡圖形特性作為根軌跡分析的特性條件,藉以符合穩定度的要求。一般而言,可限定所有根軌跡座標點皆落於左半平面來作為根軌跡圖形的特性條件。換言之,在步驟S360中,只
要有根軌跡座標點落入右半平面的第一閉迴路參數即會被刪去,而僅留下符合上述特性條件的q個第一閉迴路參數作為第二閉迴路參數。其中,在步驟S330~S360有選到符合特性條件的閉迴路參數的前提下,p、q皆為正整數,且q會小於等於p。也就是在經過步驟S350與S360後,同時符合特性條件的閉迴路參數的數量會進一步地被縮減(未選到符合特性條件的閉迴路參數的狀況容後再述)。
在步驟S350與S360的另一範例實施例中,所述第二特性分析例如為頻率響應分析。在對特性轉移函數TF進行頻率響應分析後,可得出如圖8A與8B所示之增益波德圖與相位波德圖。其中,圖8A與8B中的每一條特性曲線即代表一組第一閉迴路參數所對應的頻率響應特性。
在本範例實施例中,設計者可以根據設計需求而選擇特定的增益邊限及相位邊限作為頻率響應分析的特性條件。一般而言,可限定增益邊限的絕對值小於1並且相位邊限落在180°±45°(即135°至225°)作為增益邊限與相位邊限的特性條件。換言之,在步驟S360中,只要增益邊限大於等於1或相位邊限落在0°至134°或226°至359°之區間內的第一閉迴路參數即會被刪去,而僅留下符合上述特性條件的r個第一閉迴路參數作為第二閉迴路參數。其中,在步驟S330~S360有選到符合特性條件的閉迴路參數的前提下,r為正整數,且r會小於等於p。也就是在經過步驟S350與S360後,同時符合特性條件的閉迴路參數的數量會進一步地被
縮減。
在得到第二閉迴路參數之後,接著會對所得到的第二閉迴路參數進行平均運算,藉以取得最佳閉迴路參數(如前述的K、a值)(步驟S370)。基此,設計者即可基於所解出的最佳閉迴路參數來逆向回推出驅動器轉移函數G1的完整函數式,從而計算出KP、KI及KD等調機參數。舉例來說,若最後解出的最佳化閉迴路
參數為K=3、a=1,則可得出,因此即可算出KP=6,KI=3及KD=3。
於此值得一提的是,在本發明實施例的步驟S350與S360中,其並未限定僅能採用上述兩範例實施例其中之一。在另一範例實施例中,步驟S350與S360亦可依序進行上述的根軌跡分析與頻率響應分析,藉以更進一步地限縮閉迴路參數的數量。在此實施方式下,每一階段的特性分析所獲得的閉迴路參數的數量基本上會逐步地縮減。以依序進行步階響應分析、根軌跡分析以及頻率響應分析為例,每一階段所得之閉迴路參數的個數p、q、r之間會具有r≦q≦p的特性。
此外,上述實施例所說明者,皆係指在步驟S330~S360中可選取到至少一個同時符合各種類型之特性條件的閉迴路參數的前提下。但實際上由於預設參數範圍的上/下限是可由設計者自行定義,故在實際執行步驟S330~S360的過程中,預設參數範圍內可能不具有可同時符合所述特性條件的閉迴路參數。
是以,在一變形的實施範例中,可在步驟S340中插入一
判斷是否選取到至少一個閉迴路參數的判斷式。若此判斷式判斷為有選取到至少一個閉迴路參數,則接續進行步驟S350(後續動作即如同前述說明);反之,若此判斷式判斷為未選取到任何閉迴路參數,則會執行擴大預設參數範圍的動作,並且再次重複執行步驟S340直到選取到至少一個可符合特性條件的閉迴路參數。其中,所述擴大預設參數範圍的動作可藉由調整預設參數範圍的上限及/或下限一預設調整量來實現。但本發明不以此為限。
另外,雖然本文係以先進行時域分析再進行頻域分析作為說明範例,但本發明不以此為限。換言之,只要第一特性分析與第二特性分析其中一者為時域分析而其中另一者為頻域分析,皆可利用上述圖步驟流程來實現。
還應說明的是,在本發明實施例中,執行參數最佳化步驟(如圖2的步驟S210~S250以及圖3的步驟S310~S370)的動作主體可為任何類型之以硬體或軟體實現的運算單元,本發明不以此為限。
綜上所述,本發明實施例提出一種閉迴路參數的最佳化方法及應用其之射出成型裝置,其可依序進行不同類型之特性分析,再基於特性分析的結果逐步地收斂閉迴路參數的範圍,最後再取同時符合各特性條件的閉迴路參數的平均值作為閉迴路系統的最佳化閉迴路參數。設計者可直接藉由本發明實施例的參數最佳化方法計算得出最佳化閉迴路參數,而無須再以試誤法來調校出驅動器最適當的調機參數,因此可有效地提高閉迴路系統及應
用其之射出成型裝置的設計效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S210~S250‧‧‧步驟
Claims (15)
- 一種伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法,包括:取得該伺服馬達的多個規格參數;依據該些規格參數計算一特性轉移函數;基於該特性轉移函數,依序進行不同類型的特性分析;基於所述特性分析的結果,逐步收斂一預設參數範圍,藉以選取同時符合多個特性條件的至少一閉迴路參數;以及對該至少一閉迴路參數進行平均運算,藉以取得一最佳化閉迴路參數,其中該最佳化閉迴路參數是作為設計一驅動器轉移函數之多個調機參數的依據。
- 如申請專利範圍第1項所述的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法,其中依據該些規格參數計算該特性轉移函數的步驟包括:依據該些規格參數建立該伺服馬達於時域下的一動態特性方程式;對該動態特性方程式進行時域-頻域轉換,藉以計算出頻域下的該動態特性方程式;依據一閉迴路控制手段定義該驅動器轉移函數;以及依據該驅動器轉移函數與頻域下的該動態特性方程式計算該特性轉移函數。
- 如申請專利範圍第2項所述的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法,其中依據該些規格參數計算該特性轉移函數的步驟包 括:感測一油壓幫浦的一流體輸出特性,藉以產生多個特性參數;依據該些特性參數計算一摩擦損耗參數;以及以該摩擦損耗參數補償該動態特性方程式,並且以補償後的該動態特性方程式計算該特性轉移函數。
- 如申請專利範圍第1項所述的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法,更包括:對該特性轉移函數進行一第一特性分析;依據該第一特性分析的分析結果,從該預設參數範圍選取符合一第一特性條件的至少一第一閉迴路參數;對該特性轉移函數進行一第二特性分析;依據該第二特性分析的分析結果,從該至少一第一閉迴路參數中選取更符合一第二特性條件的至少一第二閉迴路參數;以及對該至少一第二閉迴路參數進行平均運算,藉以取得該最佳化閉迴路參數。
- 如申請專利範圍第4項所述的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法,其中該第一特性分析包括步階響應分析(unit step response analysis)且該第二特性分析包括根軌跡分析(root locus analysis),該第一特性條件包括上升時間(rising time)、輸出過衝量(overshoot)以及安定時間(settling time)至少其中一者,以及該第二特性條件包括根軌跡圖形特性。
- 如申請專利範圍第5項所述的伺服馬達的閉迴路參數的最 佳化方法,其中該第二特性分析更包括頻率響應分析(frequency response analysis),且該第二特性條件更包括相位邊限(phase margin)與增益邊限(gain margin)至少其中一者。
- 如申請專利範圍第4項所述的伺服馬達的閉迴路參數的最佳化方法,更包括:當該預設參數範圍內的閉迴路參數皆未同時符合該些特性條件時,擴大該預設參數範圍。
- 一種射出成型裝置,包括:一油壓幫浦;一伺服馬達,用以驅動該油壓幫浦;以及一驅動器,用以採用一閉迴路控制手段來控制該伺服馬達的運作,其中該油壓幫浦、該伺服馬達以及該驅動器構成一閉迴路系統,該閉迴路系統的一特性轉移函數的一最佳化閉迴路參數係藉執行以下動作而取得:取得該伺服馬達的多個規格參數;依據該些規格參數計算該特性轉移函數;基於該特性轉移函數,依序進行不同類型的特性分析;基於所述特性分析的結果,逐步收斂一預設參數範圍,藉以選取同時符合多個特性條件的至少一閉迴路參數;以及對該至少一閉迴路參數進行平均運算,藉以取得該最佳化閉迴路參數,其中,該最佳化閉迴路參數是作為設計一驅動器轉移函數之 多個調機參數的依據。
- 如申請專利範圍第8項所述的射出成型裝置,其中在依據該些規格參數計算該特性轉移函數的動作中,包括:依據該些規格參數建立該伺服馬達於時域下的一動態特性方程式;對該動態特性方程式進行時域-頻域轉換,藉以計算出頻域下的該動態特性方程式;依據該閉迴路控制手段定義該驅動器轉移函數;以及依據該驅動器轉移函數與頻域下的該動態特性方程式計算該特性轉移函數。
- 如申請專利範圍第9項所述的射出成型裝置,更包括:一感測模組,耦接該驅動器,用以感測該油壓幫浦的一流體輸出特性,藉以產生多個特性參數。
- 如申請專利範圍第10項所述的射出成型裝置,其中在依據該些規格參數計算該特性轉移函數的動作中,更包括:依據該些特性參數計算一摩擦損耗參數;以及以該摩擦損耗參數補償該動態特性方程式,並且以補償後的該動態特性方程式計算該特性轉移函數。
- 如申請專利範圍第8項所述的射出成型裝置,其中在取得該最佳化閉迴路參數的動作中,更包括:對該特性轉移函數進行一第一特性分析;依據該第一特性分析的分析結果,從該預設參數範圍選取符 合一第一特性條件的至少一第一閉迴路參數;對該特性轉移函數進行一第二特性分析;依據該第二特性分析的分析結果,從該至少一第一閉迴路參數中選取更符合一第二特性條件的至少一第二閉迴路參數;以及對該至少一第二閉迴路參數進行平均運算,藉以取得該最佳化閉迴路參數。
- 如申請專利範圍第12項所述的射出成型裝置,其中該第一特性分析包括步階響應分析且該第二特性分析包括根軌跡分析,該第一特性條件包括上升時間、輸出過衝量以及安定時間至少其中一者,以及該第二特性條件包括根軌跡圖形特性。
- 如申請專利範圍第13項所述的射出成型裝置,其中該第二特性分析更包括頻率響應分析,且該第二特性條件更包括相位邊限與增益邊限至少其中一者。
- 如申請專利範圍第12項所述射出成型裝置,其中當該預設參數範圍內的閉迴路參數皆未同時符合該些特性條件時,該預設參數範圍經調整而被擴大。
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