具有增益自動調整功能的伺服電動機控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種具有增益自動調整功能的伺服電動機控制裝置。該裝置具有：干擾加算部，其在所述速度指令值或者所述轉矩指令值上，加上規定頻率的干擾；輸入輸出特性估計處理部，其估計將所述干擾作為控制系統的輸入值、將所述速度指令值或者所述轉矩指令值作為控制系統的輸出值時的輸入輸出增益和相位滯后；頻率確定部，其進行基于頻率響應法的解析，確定成為規定的相位滯后的所述干擾的頻率；輸入輸出增益確定部，其確定通過該頻率確定部確定的頻率下的輸入輸出增益；以及倍率重新設定部，其通過對確定的輸入輸出增益與規定的輸入輸出增益的目標值之間的比率進行規定的運算，來重新設定所述調整倍率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及具有根據驅動對象等可以自動調整速度控制增益的增益自動 調整功能的伺服電動機控制裝置。
技術介紹
一般，在伺服電動機控制裝置中，根據驅動對象決定速度控制增益，這在 改善速度控制的響應性的方面是重要的。速度控制增益的最佳值隨著電動機所 驅動的驅動對象而變化，因而需要根據控制對象調整速度控制增益。作為調整速度控制增益的方法的一例，已知有以下方法進行基于頻率響應法的解析， 觀測輸入輸出增益的增益裕度、相位裕度，并將該值作為目標值設定與運算常 數相對的調整倍率。但是，在對增益裕度進行觀測的方法中，進行調整以使例如相位滯后成為 -180°的頻率下的輸入輸出增益成為-3dB左右，但若以調整前的增益裕度的 觀測值與-3dB之間的比率設定調整倍率，則已判明使用了已設定的調整倍率 的結果是輸入輸出增益超過-3dB。輸入輸出增益超過-3dB是因為運算常數 與速度控制的頻率特性的輸入輸出增益之間的關系不存在比例關系的緣故。此 外，若僅觀測了增益裕度，則往往會使在相位滯后成為-180°的頻率以外的 頻率下的輸入輸出增益變大。作為其他的現有技術的一例，在特開平8-195043號公報中公開了應用到 HDD的磁頭定位控制系統的定位控制系統的增益調整方法。在特開平 8-195043號公報的0007段中記載了以下內容"具有輸出與磁頭的當前位 置和目標位置的位置誤差相對應的位置誤差信號的檢測單元，對基準測定信號 和位置誤差信號的各振幅值進行比較來調整系統的增益以使比較結果一致"。此外，作為其他現有技術的一例，在特開2003-316402號公報中公開了可 確定頻率的驅動控制裝置。在特開2003-316402號公報的0056段中記載了 以下內容"將規定的信號(依次輸出不同頻率的正弦波的信號或者由同一振幅構成的重疊了多個頻率的信號)與根據位置指令值生成的電流指令值相力口， 并利用該加算結果控制伺服電動機。另一方面，測定伺服電動機的響應(速度 反饋值、位置反饋值、電流反饋值等)，并比較作為對其測定結果進行了規定 的運算后的值的特征量(伺服電動機的響應的最大值和最小值的差)與預先規 定的目標值。此時，例如特征量不在規定的范圍內時，變動上述規定信號的振 幅，以使特征量與目標量接近，之后重復執行該調整，在特征量進入規定的范 圍內的階段，判斷為得到了足夠的頻率特性確定精度。由此，利用調整成最佳 狀態的上述規定信號，能夠確定頻率特性，因而即使是反饋控制系統改變了時， 也能夠高精度地確定頻率特性"。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種能夠容易且正確地進行速度控制增益的調整，并 能提高伺服電動機的控制的可靠性的具有增益自動調整功能的伺服電動機控 制裝置。為了達成上述目的，本專利技術的一個形態，是提供一種伺服電動機控制裝置， 其具有速度控制增益自動調整功能，其特征在于，具有速度控制部，其通過將作為速度指令值和速度檢測值之間的差分的 速度偏差，乘以作為運算常數和為了調整該運算常數而預先設定的調整倍率的 乘積的所述速度控制增益，來計算出轉矩指令值；干擾加算部，其將規定頻率 的干擾與所述速度指令值或者所述轉矩指令值相加，；輸入輸出特性估計處理 部，其估計將所述干擾作為控制系統的輸入值、將所述速度指令值或者所述轉 矩指令值作為控制系統的輸出值時的輸入輸出增益和相位滯后；頻率確定部， 其進行基于頻率響應法的解析，確定形成規定的相位滯后的所述干擾的頻率； 輸入輸出增益確定部，其確定通過該頻率確定部確定的頻率下的輸入輸出增 益；以及倍率重新設定部，其通過對確定的輸入輸出增益與規定的輸入輸出增 益的目標值之間的比率進行規定的運算，重新設定所述調整倍率。根據該構成，能夠容易且正確地自動調整速度控制增益以使如所述確定的 輸入輸出增益接近所述規定的輸入輸出增益目標值，，并能提高伺服電動機的 控制的響應性(可靠性)。此外，在所述伺服電動機控制裝置中，所述倍率重新設定部，將對所確定的輸入輸出增益與規定的輸入輸出增益目標值之間的比率乘以規定的修正系 數的而得的值，乘以所述調整倍率，由此，重新設定調整倍率。根據該構成， 能夠使調整倍率的變化的幅度變大，提高一定時間中的調整的自由度。此外，在所述伺服電動機控制裝置中，伺服所述倍率重新設定部，對從確 定的輸入輸出增益和規定的輸入輸出增益目標值之間的比率減去1所得的值 乘以未滿1的規定的修正系數，再將加上1所得的值上乘以所述調整倍率，由 此，重新設定所述調整倍率。根據該構成，能夠緩和調整倍率的變化部分，此 外，不會將修正比率已被判斷為1以上(倍率上升)的情況計算成未滿1 (倍 率下降)的情況，或者被計算成與其相反的情況，能夠進行更加穩定的速度控 制增益的調整。此外，在所述伺服電動機控制裝置中，可以也將所述干擾的波形做成正弦 波。由此，根據基于頻率響應法的解析，能夠正確地進行速度控制增益的調整。 此外，在所述伺服電動機控制裝置中，通過所述頻率確定部確定的頻率是相位滯后與-180°相等或者其絕對值小于-180°的絕對值的頻率，將所述輸 入輸出增益目標值作為0dB以下的規定的值，來進行該頻率下的輸入輸出增 益趨近該輸入輸出增益目標值的調整。由此，由于由頻率確定部確定的頻率是 相位滯后與-180°相等或者其絕對值小于-180°的絕對值的頻率，因而能夠 滿足控制能夠響應的頻率區域內的速度控制增益調整的必要性。此外，在所述伺服電動機控制裝置中，還具有最大增益計算部，該最大增 益計算部，在比由所述頻率確定部確定的頻率低的頻率下，求出所述輸入輸出 增益的最大值，在所述最大值大于0dB以上的規定的值時，也可以按所述最 大值和所述規定的值之間的比率，降低所述速度控制部的調整倍率。由此，能 夠在比由所述頻率確定部確定的頻率低的頻率區域下，提高控制的可靠性。該 頻率區域是控制能夠響應的頻率區域，多少超過0dB也沒有問題，但為了安 全，通過在例如最大值超過5dB-10dB時，降低運算常數，能夠提高控制的 穩定性。此外，在所述伺服電動機控制裝置中，在比由所述頻率確定部確定的頻率 高的頻率下，共振頻率下的輸入輸出增益超過了規定的值時，也能夠根據該輸 入輸出增益和所述規定的值之間的比率，降低所述速度控制部的所述調整倍7率。能夠防止在共振頻率下控制變得不穩定，或者不能控制。因為在比求出調 整倍率的頻率高的頻率下控制不能充分地響應，所以需要將輸入輸出增益降低到-3dB ~ 10dB以下程度，但在觀測到大到0dB以下的規定的值以上的值時， 通過降低運算常數，能夠提高控制的穩定性。此外，在所述伺服電動機控制裝置中，在重新設定所述調整倍率后，求出 新的調整倍率下的輸入輸出增益，重復進行所述調整倍率的重新設定，以使該 輸入輸出增益接近所述規定的輸入輸出增益目標值，當所述輸入輸出增益進入 了包含所述規定的輸入輸出增益目標值的規定的范圍內時，結束重新設定。由 此，重新設定所述調整倍率后，求出新的調整倍率下的輸入輸出增益，重復進 行所述調整倍率的重新設定，以使該輸入輸出增益接近所述規定的輸入輸出增 益目標值，并在所述輸入輸出增益進入包含所述規定的輸入輸出增益目標值的 規定的范圍內時，結束重新設定，由此，就能夠更加正確地求出恰當的調整倍 率。此外，在所述伺服電動機控制裝置中，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種伺服電動機控制裝置（１、１Ａ），其具有速度控制增益自動調整功能，其特征在于：　具有：　速度控制部（３），其通過對作為速度指令值和速度檢測值之間的差分的速度偏差，乘以作為運算常數和為了調整該運算常數而預先設定的調整倍率的乘積的 所述速度控制增益，來計算出轉矩指令值；　干擾加算部（１０），其在所述速度指令值或者所述轉矩指令值上加上規定頻率的干擾（６、９）；　輸入輸出特性估計處理部（１１），其估計將所述干擾（６、９）作為控制系統的輸入值、將所述速度指令值或 者所述轉矩指令值作為控制系統的輸出值時的輸入輸出增益和相位滯后；　頻率確定部（１２），其進行基于頻率響應法的解析，確定形成規定的相位滯后的所述干擾（６、９）的頻率；　輸入輸出增益確定部（１３），其確定通過該頻率確定部（１２）確定 的頻率下的輸入輸出增益；以及　倍率重新設定部（１４），其通過對確定的輸入輸出增益與規定的輸入輸出增益的目標值之間的比率進行規定的運算，重新設定所述調整倍率。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：河村宏之，上野裕也，巖下平輔，置田肇，
申請(專利權)人：發那科株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]