電動(dòng)機(jī)控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置控制對(duì)機(jī)械進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)控制裝置的特征在于，具有：位置指示部，其指示機(jī)械的位置；位置檢測(cè)器，其檢測(cè)機(jī)械的位置；位置控制器，其根據(jù)位置指示部所指示的位置指令和位置檢測(cè)器所檢測(cè)出的機(jī)械位置來生成電動(dòng)機(jī)速度指令；以及速度控制器，其根據(jù)電動(dòng)機(jī)速度指令來對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制，其中，位置控制器包括濾波F(s)，該濾波F(s)對(duì)從電動(dòng)機(jī)速度指令到機(jī)械的速度的傳遞特性的逆特性進(jìn)行近似。
【專利說明】
電動(dòng)機(jī)控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，特別涉及一種在全閉環(huán)控制中提供考慮了低頻 共振的位置控制器且具備抑制振動(dòng)的功能的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，對(duì)于作為電動(dòng)機(jī)定位裝置的機(jī)械共振的、超過伺服控制系統(tǒng)的控制頻帶那 樣的高頻共振，用以下方法進(jìn)行了應(yīng)對(duì):在伺服控制環(huán)內(nèi)部具備陷波濾波器或低通濾波器， 以使伺服控制系統(tǒng)不對(duì)機(jī)械共振做出反應(yīng)。
[0003] 另一方面，對(duì)于使伺服控制系統(tǒng)做出反應(yīng)的伺服控制頻帶下的低頻共振，研究了 對(duì)指令進(jìn)行校正的方法(第一方法）、在伺服控制環(huán)內(nèi)部具備陷波濾波器的方法(第二方法） 等。
[0004] 已知以下電動(dòng)機(jī)控制裝置:對(duì)于電動(dòng)機(jī)定位裝置假設(shè)半閉環(huán)控制系統(tǒng)，使用第一 方法、即對(duì)指令進(jìn)行校正的方法來進(jìn)行振動(dòng)抑制。
[0005] 在機(jī)床的電動(dòng)機(jī)的控制裝置中，一般進(jìn)行不拘于移動(dòng)路徑的PTP(Point to Point:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）控制和按照移動(dòng)路徑對(duì)機(jī)械的位置進(jìn)行控制的軌跡控制。關(guān)于上述的電動(dòng) 機(jī)控制裝置，在對(duì)電動(dòng)機(jī)的位置進(jìn)行反饋控制的半閉環(huán)控制系統(tǒng)中提供進(jìn)行軌跡控制的電 動(dòng)機(jī)控制裝置。具體來說，在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，具備變換對(duì)于電動(dòng)機(jī)的位置指令和對(duì)于機(jī) 械的位置指令的位置指令校正濾波器。
[0006] 作為低頻共振的其它對(duì)策，已知第二方法、即在伺服控制環(huán)內(nèi)部具備陷波濾波器 的方法(例如日本專利第4174543號(hào)公報(bào)）。在針對(duì)低頻共振使用陷波濾波器的情況下，會(huì)發(fā) 生超調(diào)而使加工形狀精度惡化。在上述以往技術(shù)中，為了減小形狀精度的惡化，將陷波濾波 器的應(yīng)用率設(shè)為可調(diào)整的。
[0007] 不期望在對(duì)機(jī)械的位置進(jìn)行反饋控制的全閉環(huán)控制系統(tǒng)中使用第一方法、即對(duì)指 令進(jìn)行校正的方法。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，位置指示部所輸出的位置指令是對(duì)于機(jī)械的位 置指令，對(duì)該位置指令進(jìn)行校正會(huì)直接對(duì)工件的加工形狀進(jìn)行校正。校正的結(jié)果是，工件的 形狀會(huì)偏離通過程序被賦予的形狀，從而成為不期望的形狀。
[0008] 第二方法、即在伺服控制環(huán)內(nèi)部具備陷波濾波器的方法存在以下問題：陷波濾波 器使伺服控制特性發(fā)生改變，機(jī)械的實(shí)際的軌跡發(fā)生超調(diào)。在使用陷波濾波器的情況下，存 在無法兼顧軌跡精度和振動(dòng)抑制而需要進(jìn)行折衷地考慮兩者的濾波器調(diào)整之類的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧以往在全閉環(huán)控制中無法兼顧的振動(dòng) 抑制效果和形狀精度的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
[0010] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置控制對(duì)機(jī)械進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng) 機(jī)，該電動(dòng)機(jī)控制裝置的特征在于，具有:位置指示部，其指示機(jī)械的位置;位置檢測(cè)器，其 檢測(cè)機(jī)械的位置;位置控制器，其根據(jù)位置指示部所指示的位置指令和位置檢測(cè)器所檢測(cè) 出的機(jī)械位置來生成電動(dòng)機(jī)速度指令；以及速度控制器，其根據(jù)電動(dòng)機(jī)速度指令來對(duì)電動(dòng) 機(jī)的速度進(jìn)行控制，其中，位置控制器包括濾波F(s)，該濾波F(s)對(duì)從電動(dòng)機(jī)速度指令到機(jī) 械的速度的傳遞特性的逆特性進(jìn)行近似。
【附圖說明】
[0011]通過與附圖相關(guān)聯(lián)的下面的實(shí)施方式的說明，本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變 得更加明確。在該附圖中，
[0012] 圖1是二慣性系統(tǒng)的模型的概要圖，
[0013] 圖2是二慣性系統(tǒng)的框圖，
[0014] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的全閉環(huán)控制的控制概要圖，
[0015] 圖4是本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的將濾波設(shè)置在位置前饋控 制器內(nèi)的情況下的全閉環(huán)控制的控制框圖，
[0016] 圖5是本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的設(shè)計(jì)為對(duì)前饋和反饋這雙 方施加濾波的情況下的全閉環(huán)控制的控制框圖，
[0017] 圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的在位置前饋控制器和位置 反饋控制器中設(shè)置有能夠獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)整的濾波F(s)的情況下的控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面，參照附圖來對(duì)本發(fā)明所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置進(jìn)行說明。
[0019][實(shí)施例1]
[0020] 在圖1中表示了二慣性系統(tǒng)的模型。電動(dòng)機(jī)20和機(jī)械30是質(zhì)點(diǎn)，慣量分別為Jm、JL。 忽略摩擦。電動(dòng)機(jī)20和機(jī)械30通過彈簧常數(shù)K的彈簧40和阻尼常數(shù)C的阻尼器50而連接。另 外，將轉(zhuǎn)矩設(shè)為u，將電動(dòng)機(jī)速度設(shè)為V m，將機(jī)械速度設(shè)為VL，將彈簧和阻尼器的合力設(shè)為T。
[0021] 用以下的式子來表示Vm、VL的運(yùn)動(dòng)方程式以及彈簧和阻尼器的合力T。
[0022]
[0023]
[0024] V ^ J.
[0025] 如果以框圖來表示圖1所示的二慣性系統(tǒng)的模型，則表示為如圖2那樣。如果將上 述的運(yùn)動(dòng)方程式以及彈簧和阻尼器的合力的式子進(jìn)行變形，則分別如下那樣求出從轉(zhuǎn)矩到 電動(dòng)機(jī)速度的傳遞函數(shù)以及從轉(zhuǎn)矩到機(jī)械速度的傳遞函數(shù)。
[0026]
[0027]
[0028] 另外，在近年來的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，通過控制增益的高增益化和前饋控制的利 用，當(dāng)伺服控制系統(tǒng)指示電動(dòng)機(jī)的速度時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際的速度立刻被控制。換言之，從伺 服控制系統(tǒng)計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)的速度指令到電動(dòng)機(jī)的實(shí)際的速度的傳遞特性接近1。
[0029] 在圖3中表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置的全閉環(huán)控制的控制概 要圖。如圖3所示，位置指示部1對(duì)位置控制器3輸出位置指令。位置控制器3基于被輸入的位 置指令和來自設(shè)置于機(jī)械30的附近的位置檢測(cè)器2的機(jī)械位置的數(shù)據(jù)來輸出電動(dòng)機(jī)速度指 令。速度控制器4基于被輸入的電動(dòng)機(jī)速度指令和電動(dòng)機(jī)20的電動(dòng)機(jī)速度來輸出用于對(duì)電 動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。
[0030] 在圖4中表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置的控制框圖。本發(fā)明的實(shí) 施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置101控制作為對(duì)機(jī)械30(參照?qǐng)D3)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)的 電動(dòng)機(jī)20，該電動(dòng)機(jī)控制裝置101的特征在于，具有:位置指示部1，其指示機(jī)械的位置;位置 檢測(cè)器2,其檢測(cè)機(jī)械的位置;位置控制器3,其根據(jù)位置指示部1所指示的位置指令和位置 檢測(cè)器2所檢測(cè)出的機(jī)械位置來生成電動(dòng)機(jī)速度指令；以及速度控制器4,其根據(jù)電動(dòng)機(jī)速 度指令來對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制，其中，位置控制器3包括濾波F(s)，該濾波F(s)對(duì)從電 動(dòng)機(jī)速度指令到機(jī)械的速度的傳遞特性的逆特性進(jìn)行近似。
[0031] 對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。將由位置指示部1 生成的位置指令輸入到位置控制器3。位置控制器3具備位置前饋控制器(位置FF控制器)31 和位置反饋控制器(位置FB控制器)32。從位置指示部1輸入的位置指令通過位置FF控制器 31內(nèi)的微分器s和濾波F(s)后在加法器34中進(jìn)行加法運(yùn)算。另外，在減法器33中對(duì)從位置指 示部1輸入的位置指令減去來自機(jī)械的位置檢測(cè)器2的機(jī)械位置的數(shù)據(jù)，然后乘以位置FB控 制器32內(nèi)的位置FB增益后在加法器34中進(jìn)行加法運(yùn)算。將在加法器34中進(jìn)行加法運(yùn)算所得 的信號(hào)作為電動(dòng)機(jī)速度指令從位置控制器3輸出。
[0032] 將所輸出的電動(dòng)機(jī)速度指令輸入到速度控制器4,從而輸出轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩經(jīng)由從轉(zhuǎn)矩 到電動(dòng)機(jī)速度的傳遞特性5而在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生速度。另一方面，在本發(fā)明中，考慮從轉(zhuǎn)矩到 機(jī)械速度的傳遞特性6。轉(zhuǎn)矩經(jīng)由從轉(zhuǎn)矩到機(jī)械速度的傳遞特性6而輸出機(jī)械速度。機(jī)械速 度被積分器7進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)上的積分而變?yōu)闄C(jī)械位置。
[0033] 在本發(fā)明中，首先，考慮在圖4中示出的全閉環(huán)控制中實(shí)施濾波，以使從位置指令 (點(diǎn)A)到機(jī)械位置(點(diǎn)E)的傳遞特性接近1。
[0034] 由于與指令追隨性有關(guān)，因此在圖4中考慮通過前饋控制的路徑的傳遞特性。為了 使從位置指令(點(diǎn)A)到機(jī)械位置(點(diǎn)E)的傳遞特性成為1，需要使從位置指令(點(diǎn)A)到電動(dòng)機(jī) 速度指令(點(diǎn)B)的前饋的路徑具有從電動(dòng)機(jī)速度指令(點(diǎn)B)到機(jī)械位置(點(diǎn)E)的傳遞特性的 逆特性。
[0035] 將作為從機(jī)械速度(點(diǎn)D)到機(jī)械位置(點(diǎn)E)的運(yùn)動(dòng)學(xué)積分器的逆特性的微分器s插 入到一般的電動(dòng)機(jī)控制裝置的位置前饋(FF)控制器31。在本發(fā)明中，使作為其余的要素的、 具有從電動(dòng)機(jī)速度指令(點(diǎn)B)到機(jī)械速度（點(diǎn)D)的傳遞特性的逆特性的濾波F(s)內(nèi)置于位 置控制器3。
[0036] 根據(jù)從電動(dòng)機(jī)的速度指令(點(diǎn)B)到電動(dòng)機(jī)的實(shí)際的速度(點(diǎn)C)的傳遞特性接近1可 知，濾波F(s)能夠根據(jù)從電動(dòng)機(jī)速度(點(diǎn)C)到機(jī)械速度(點(diǎn)D)的傳遞特性的逆特性來進(jìn)行近 似。通過如下述的式3那樣對(duì)式2除以式1來求出從電動(dòng)機(jī)速度到機(jī)械速度的傳遞特性。
[0037]
[0038] 在式3中同時(shí)示出了變換為二次的標(biāo)準(zhǔn)形式的形式。ω表示用二慣性系統(tǒng)模型來 固定電動(dòng)機(jī)時(shí)的振動(dòng)頻率，ζ表示其衰減率。
[0039] 在此，如下面那樣求出式3的極點(diǎn)和零點(diǎn)。
[0040]
[0041]
[0042]根據(jù)上述的零點(diǎn)和極點(diǎn)，如下述那樣表示從復(fù)數(shù)原點(diǎn)到零點(diǎn)的距離和從復(fù)數(shù)原點(diǎn) 到極點(diǎn)的距離。
[0043]從復(fù)數(shù)原點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：#
[0044]從復(fù)數(shù)原點(diǎn)到極點(diǎn)的距離：ω
[0045] 若假定一般的振動(dòng)系統(tǒng)中的ζ的值為0.1至0.2,則復(fù)數(shù)原點(diǎn)與零點(diǎn)之間的距離是 從復(fù)數(shù)原點(diǎn)到極點(diǎn)的距離的2.5倍至5倍。因而，可知在本傳遞特性中分母多項(xiàng)式處于支配 地位。
[0046] 接著，考慮反饋控制環(huán)。對(duì)動(dòng)作起支配性影響的分母多項(xiàng)式是二階低通濾波的形 式。因此，相位具有以頻率ω延遲90deg的特性。通過該相位延遲特性（點(diǎn)Β-點(diǎn)D大致以ω延 遲90deg)和機(jī)械的運(yùn)動(dòng)學(xué)積分器的特性（點(diǎn)D-點(diǎn)Ε的基于積分器的90deg延遲特性），來賦 予決定反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定極限的相位-180deg。基于式3的分母多項(xiàng)式的相位延遲是提高 反饋控制環(huán)的增益所不希望的。可以認(rèn)為，所希望的是通過在反饋控制中也插入濾波F(s) 來改善由于式3的傳遞特性而產(chǎn)生的相位延遲。在圖5中示出了在位置控制器3'中對(duì)位置前 饋控制器3V和位置反饋控制器32'這雙方都施加濾波F(s)的電動(dòng)機(jī)控制裝置10V的控制 框圖的例子。
[0047] 至此，如包括圖4和圖5來進(jìn)行說明的那樣，濾波F(s)是插入位置控制器的前饋控 制、反饋控制或插入前饋控制、反饋控制這雙方的有效果的濾波。本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及 的電動(dòng)機(jī)控制裝置的特征在于，位置控制器3包括濾波F(s)，該濾波F(s)對(duì)從電動(dòng)機(jī)速度指 令到機(jī)械速度的傳遞特性的逆特性進(jìn)行近似。
[0048] 濾波的形態(tài)是對(duì)從速度指令到機(jī)械速度的傳遞函數(shù)的逆特性進(jìn)行近似的濾波。如 果以表示從電動(dòng)機(jī)速度(點(diǎn)C)到機(jī)械速度(點(diǎn)D)的傳遞特性的式3的逆特性來對(duì)從速度指令 (點(diǎn)B)到機(jī)械速度（點(diǎn)D)的傳遞特性的逆特性進(jìn)行近似，則用下述的式4來表示濾波F(s)。
[0049]
[0050] 根據(jù)式4可知，濾波F(s)以被驅(qū)動(dòng)部的慣量JL、彈性變形部的彈性系數(shù)K以及彈性 變形部的阻尼系數(shù)C為要素。
[0051] 并且，根據(jù)式4可知，濾波F(s)的分子多項(xiàng)式包含(Jl/K)*s2+(C/K)*s+1。
[0052] 式4的分子多項(xiàng)式的次數(shù)比分母多項(xiàng)式的次數(shù)大。因此，為了可實(shí)現(xiàn)，需要至少將 分母多項(xiàng)式的次數(shù)加一。因此，考慮附加具有作為能夠調(diào)整的參數(shù)的截止頻率的一階 低通濾波。
[0053] 因此，設(shè)想濾波F(s)為以包括具有時(shí)間常數(shù)(C/K)的低通濾波和具有能夠調(diào)整的 截止頻率ω _的低通濾波的方式具有可調(diào)整參數(shù)ω _的、如下面那樣的濾波，并規(guī)定其分 母多項(xiàng)式。
[0054]
[0055] 為外，與上還一樣，在式3中，根據(jù)復(fù)數(shù)原點(diǎn)與極點(diǎn)及零點(diǎn)之丨日」的跑離的關(guān)系，分母 多項(xiàng)式的影響與分子多項(xiàng)式相比而處于支配地位。因此，在作為式3的逆特性的式4中，與式 3相反，分子多項(xiàng)式的影響處于支配地位。因此，即使在濾波F(s)中不使用式4的分母多項(xiàng) 式，也能夠?qū)崿F(xiàn)具有同樣效果的濾波。
[0056] 因此，也可以不使用式4的分母多項(xiàng)式，而設(shè)想包括能夠調(diào)整的參數(shù)c^(coadj)的 二階低通濾波并規(guī)定其分母多項(xiàng)式。
[0057]
[0058]如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置，不對(duì)位置指 令進(jìn)行校正，位置控制器包括逆特性濾波，因此在使用于全閉環(huán)控制的情況下，能夠按照指 令來控制機(jī)械的位置。
[0059][實(shí)施例2]
[0060]接著，使用圖6來說明本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置。本發(fā)明的實(shí)施 例2所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置與實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置的不同之處在于，位置控 制器3〃包括:位置前饋控制器31〃，其根據(jù)位置指令來運(yùn)算第一電動(dòng)機(jī)速度指令;位置反饋 控制器32〃，其根據(jù)位置指令與機(jī)械位置之差來運(yùn)算第二電動(dòng)機(jī)速度指令；以及加法器34， 其將第一電動(dòng)機(jī)速度指令與第二電動(dòng)機(jī)速度指令相加來求出電動(dòng)機(jī)速度指令，其中，位置 前饋控制器31〃和位置反饋控制器32〃分別包括能夠獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)定的濾波F(s)(F ff(s)、 Ffb(s))。實(shí)施例2所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置102的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1所涉及的電動(dòng)機(jī)控制 裝置101的結(jié)構(gòu)相同，因此省略詳細(xì)的說明。
[0061]如關(guān)于實(shí)施例1的說明中所示出的那樣，既能夠在前饋控制中使用濾波F(s)，也能 夠在反饋控制中使用濾波F(s)，但是各自的效果不同。
[0062]在將濾波F(s)(Fff(s))插入到位置前饋控制器31〃中的情況下，具有使從位置指令 (點(diǎn)A)到機(jī)械位置(點(diǎn)E)的傳遞特性接近1的效果。換言之，具有使機(jī)械位置無振動(dòng)地追隨指 令軌跡的效果。即使將上述的濾波的分母多項(xiàng)式中的調(diào)整參數(shù)設(shè)定為高的頻率，也不 會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0063] 另一方面，在將濾波F(s)(Ffb(s))插入到位置反饋控制器32〃中的情況下，反饋控 制環(huán)中的從電動(dòng)機(jī)速度指令(點(diǎn)B)到機(jī)械速度(點(diǎn)D)的相位延遲特性得到改善。由于相位延 遲特性得到改善，而反饋控制增益的上限變寬，能夠期待干擾特性的提高。然而，若過大地 設(shè)定上述的調(diào)整參數(shù)ω_，則有可能使高頻的反饋增益變大而使系統(tǒng)不穩(wěn)定化。
[0064] 因此可以說，期望的是能夠?qū)⒉迦氲角梆伩刂葡到y(tǒng)中的濾波F(s)的調(diào)整參數(shù)ω adj 和插入到反饋控制系統(tǒng)的濾波F(s)中的調(diào)整參數(shù)ω adj作為相分別的參數(shù)來進(jìn)行調(diào)整。
[0065]因此，如圖6那樣，實(shí)施例2所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置的特征在于：
[0066] ?位置控制器3〃具有位置FF控制器31〃、位置FB控制器32〃以及將它們的輸出（分 別為第一電動(dòng)機(jī)速度指令和第二電動(dòng)機(jī)速度指令)相加的加法器34，
[0067] ?位置FF控制器31〃和位置FB控制器32〃分別具有能夠獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)整的濾波F (s) (Fff(s)、Ffb(s) ) 〇
[0068]另外，也可以取代根據(jù)被驅(qū)動(dòng)部的慣量JL、彈性變形部的彈性系數(shù)K以及彈性變形 部的阻尼系數(shù)C求出的濾波F(s)的分子多項(xiàng)式的二次系數(shù)九/Κ和一次系數(shù)C/K，而通過輸入 振動(dòng)頻率ω和振動(dòng)的衰減系數(shù)ζ來運(yùn)算濾波F(s)的分子多項(xiàng)式。
[0069]如式5和式6的最右邊所記載的那樣，通過設(shè)為取代慣量JL、彈性系數(shù)K以及阻尼系 數(shù)C而輸入振動(dòng)頻率ω和衰減率ζ的形式，能夠容易地進(jìn)行設(shè)定。
[0070]如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置，通過對(duì)從速度指令到 機(jī)械速度的傳遞特性的逆特性進(jìn)行近似的濾波，能夠兼顧振動(dòng)抑制和軌跡控制。
[0071 ]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的電動(dòng)機(jī)控制裝置，能夠提供如下一種電動(dòng)機(jī)控制裝 置，該電動(dòng)機(jī)控制裝置設(shè)想進(jìn)行全閉環(huán)控制的二慣性系統(tǒng)，使用考慮了二慣性系統(tǒng)的特性 的振動(dòng)抑制濾波，從而能夠兼顧實(shí)現(xiàn)振動(dòng)抑制效果和形狀精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，控制對(duì)機(jī)械進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)控制裝置的特 征在于，具有： 位置指示部，其指示機(jī)械的位置； 位置檢測(cè)器，其檢測(cè)機(jī)械的位置； 位置控制器，其根據(jù)所述位置指示部所指示的位置指令和所述位置檢測(cè)器所檢測(cè)出的 機(jī)械位置來生成電動(dòng)機(jī)速度指令;以及 速度控制器，其根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)速度指令來對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制， 其中，所述位置控制器包括濾波F(S)，該濾波F(S)對(duì)從電動(dòng)機(jī)速度指令到機(jī)械的速度 的傳遞特性的逆特性進(jìn)行近似。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述濾波F(S)以被驅(qū)動(dòng)部的慣量九、彈性變形部的彈性系數(shù)K以及彈性變形部的阻尼系 數(shù)C為要素。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述濾波F(S)的分子多項(xiàng)式包含 (Jl/K)*s2+(C/K)*s+1。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述濾波F(S)包括具有時(shí)間常數(shù)(C/K)的低通濾波和具有能夠調(diào)整的截止頻率的 低通濾波。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述濾波F(S)包括具有能夠調(diào)整的截止頻率ω響的二階低通濾波。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述位置控制器包括： 位置前饋控制器，其根據(jù)所述位置指令來運(yùn)算第一電動(dòng)機(jī)速度指令； 位置反饋控制器，其根據(jù)所述位置指令與所述機(jī)械位置之差來運(yùn)算第二電動(dòng)機(jī)速度指 令；以及 加法器，其將所述第一電動(dòng)機(jī)速度指令與所述第二電動(dòng)機(jī)速度指令相加來求出所述電 動(dòng)機(jī)速度指令， 其中，所述位置前饋控制器和所述位置反饋控制器分別包括能夠獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)定的所 述濾波F(s)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 取代根據(jù)被驅(qū)動(dòng)部的慣量Jl、彈性變形部的彈性系數(shù)K以及彈性變形部的阻尼系數(shù)C求 出的所述濾波F(S)的分子多項(xiàng)式的二次系數(shù)九/K和一次系數(shù)C/K，而通過輸入振動(dòng)頻率ω 和振動(dòng)的衰減系數(shù)ζ，來運(yùn)算所述濾波F(s)。
【文檔編號(hào)】H02P29/00GK105932930SQ201610104666
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月25日
【發(fā)明人】中邨勉, 豬飼聰史
【申請(qǐng)人】發(fā)那科株式會(huì)社