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JP2008048545A - Position control device and position control method - Google Patents

Position control device and position control method Download PDF

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JP2008048545A
JP2008048545A JP2006222682A JP2006222682A JP2008048545A JP 2008048545 A JP2008048545 A JP 2008048545A JP 2006222682 A JP2006222682 A JP 2006222682A JP 2006222682 A JP2006222682 A JP 2006222682A JP 2008048545 A JP2008048545 A JP 2008048545A
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signal
speed
damping
pass filter
command
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Hitoshi Okubo
整 大久保
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

【課題】 機械の位置によって振動周波数が変化する場合でも振動を抑制することができる位置制御装置と位置制御方法を提供する。
【解決手段】 フィードバック制御により速度指令とモータ速度信号を一致させるモータの速度制御部(13)と、フィードバック制御により位置指令とモータ位置信号を一致させるモータの位置制御部(12)を備えた位置制御装置において、トルク指令とモータ速度から制振信号を演算する制振信号演算部(18)と、モータ位置信号に基づいて制振信号演算部の比例補償器と積分補償器とハイパスフィルタとローパスフィルタのゲインを切換えるゲイン切換器(19)とを備えた。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position control device and a position control method capable of suppressing vibration even when the vibration frequency changes depending on the position of a machine.
A position provided with a motor speed control unit (13) for matching a speed command and a motor speed signal by feedback control, and a motor position control unit (12) for matching a position command and a motor position signal by feedback control. In the control device, a damping signal calculation unit (18) that calculates a damping signal from the torque command and the motor speed, a proportional compensator, an integral compensator, a high-pass filter, and a low-pass filter of the damping signal calculation unit based on the motor position signal And a gain switching unit (19) for switching the gain of the filter.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、モータが駆動する機構から生じる振動を抑える補償部を備えた位置制御装置に関する。   The present invention relates to a position control device including a compensation unit that suppresses vibrations generated from a mechanism driven by a motor.

従来の位置制御装置は、オブザーバによりモータ速度を推定し、実際のモータ速度と推定速度の差信号をフィードバックすることにより、振動を抑制している(例えば、特許文献1参照)。
図3において、21は位置指令Prefからモータ位置信号Pfbmを差し引いて位置偏差信号を出力する減算器、22は位置偏差信号を受けて速度指令Vrefを出力する位置制御器、23は速度指令Vrefからモータ速度信号Vfbmを差し引いて速度偏差信号を出力する減算器、24は速度偏差信号を受けてトルク指令Trefを出力する速度制御器、25はトルク指令Trefと前記モータ速度Vfbmを入力し推定速度を演算しモータ速度から推定速度を差し引いた差信号を出力するオブザーバである。オブザーバは比例補償を行う比例補償器33と、積分補償を行う積分補償器34と、トルク指令を入力するイナーシャモデル37と、イナーシャモデルが生成する推定加速度信号と比例補償器が生成する第1補償信号と積分補償器が生成する第2補償信号とを加算する加算器36と、加算結果を積分し推定速度信号を生成する積分器38と、モータ速度信号から推定速度信号を差し引き比例補償器と積分補償器へ入力する減算器35とから構成される。26はオブザーバ出力信号を受け位相を進めて出力するハイパスフィルタ、27は前記ハイパスフィルタの出力信号の高周波成分をカットして出力するローパスフィルタ、28は前記ローパスフィルタの出力に制振ゲインとしての係数αを乗じて制振信号を出力する係数器、30は速度指令に制振信号を加算し新たな速度指令Vrefを出力する加算器である。
特開平9−56183
A conventional position control device suppresses vibration by estimating a motor speed with an observer and feeding back a difference signal between the actual motor speed and the estimated speed (see, for example, Patent Document 1).
In FIG. 3, 21 is a subtractor that subtracts the motor position signal Pfbm from the position command Pref and outputs a position deviation signal, 22 is a position controller that receives the position deviation signal and outputs a speed command Vref, and 23 is a speed command Vref. A subtractor that subtracts the motor speed signal Vfbm and outputs a speed deviation signal, 24 is a speed controller that receives the speed deviation signal and outputs a torque command Tref, and 25 is an input of the torque command Tref and the motor speed Vfbm to obtain an estimated speed. An observer that calculates and outputs a difference signal obtained by subtracting the estimated speed from the motor speed. The observer is a proportional compensator 33 that performs proportional compensation, an integral compensator 34 that performs integral compensation, an inertia model 37 that receives a torque command, an estimated acceleration signal that is generated by the inertia model, and a first compensation that is generated by the proportional compensator. An adder 36 for adding the signal and the second compensation signal generated by the integral compensator; an integrator 38 for integrating the addition result to generate an estimated speed signal; and a proportional compensator by subtracting the estimated speed signal from the motor speed signal. And a subtractor 35 for inputting to the integral compensator. 26 is a high-pass filter that receives the observer output signal and advances the phase, and 27 outputs a low-pass filter that cuts and outputs the high-frequency component of the output signal of the high-pass filter. 28 is a coefficient as a damping gain for the output of the low-pass filter. A coefficient unit that multiplies α and outputs a damping signal, and 30 is an adder that adds the damping signal to the speed command and outputs a new speed command Vref.
JP-A-9-56183

従来の位置制御装置は、オブザーバの比例補償器と、積分補償器と、ハイパスフィルタと、ローパスフィルタのゲインを機械の振動周波数に合わせて調整を行っていたので、機械の位置によって振動周波数が変化する場合、振動周波数が合わない位置では振動を抑制することができないという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、機械の位置によって振動周波数が変化する場合でも、振動を抑制することができる位置制御装置を提供することを目的とする。
The conventional position control device adjusts the gain of the observer's proportional compensator, integral compensator, high-pass filter, and low-pass filter according to the machine's vibration frequency, so the vibration frequency changes depending on the machine position. In this case, there is a problem that vibration cannot be suppressed at a position where the vibration frequency does not match.
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a position control device capable of suppressing vibration even when the vibration frequency changes depending on the position of the machine.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、位置指令と位置信号の位置偏差を制御処理して速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令と速度信号の速度偏差を制御処理してトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令に基づいてモータを駆動するモータ駆動部と、前記トルク指令と前記速度信号から制振信号を生成する制振信号演算部と、前記制振信号を前記速度指令に加算する加算器と、を備えた位置制御装置において、前記制振信号演算部は、前記トルク指令と前記速度信号から第1制振信号を生成するオブザーバと、前記第1制振信号の位相を進め第2制振信号を生成するハイパスィルタと、前記第2制振信号の高周波数成分を除去し第3制振信号を生成するローパスフィルタと、前記第3制振信号のゲインを調整し制振信号を生成する係数器と、前記位置信号から前記オブザーバと前記ハイパスフィルタと前記ローパスフィルタのゲインを切換えるゲイン切換器と、を備えることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の位置制御装置において、前記オブザーバは、前記トルク指令から推定加速度信号を生成するイナーシャモデルと、前記推定加速度信号を積分して推定速度信号を生成する積分器と、前記速度信号と前記推定速度信号の差を比例定数を乗算し第1補償信号を生成する比例補償器と、積分補償をして第2補償信号を生成する積分補償器と、前記第1補償信号と前記第2補償信号と前記推定加速度信号を加算して新たな推定加速度信号とする加算器と、を備えることを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の位置制御装置において、前記ゲイン切換器は、前記位置信号に応じて振動が最小になるようなゲインをあらかじめ測定し、前記ゲインを記憶したテーブルを備えることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の位置制御装置において、前記位置信号は、モータに結合された位置検出器から生成することを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、請求項1記載の位置制御装置において、前記位置信号は、負荷に結合された位置検出器から生成することを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、請求項1記載の位置制御装置において、前記速度信号は、モータに結合された位置検出器の位置信号の時間差分から生成することを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、位置指令と位置信号の位置偏差を制御処理して速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令と速度信号の速度偏差を制御処理してトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令に基づいてモータを駆動するモータ駆動部と、前記トルク指令と前記速度信号から制振信号を生成する制振信号演算部と、前記制振信号を前記速度指令に加算する加算器と、を備えた位置制御装置の位置制御方法において、あらかじめ前記位置信号に応じてテーブルからローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、オブザーバのゲインを書き込むステップと、制御時間ごとに前記位置信号に応じてテーブルからローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、オブザーバのゲインを読み出すステップと、前記トルク指令から推定加速度信号を生成するステップと、前記推定加速度信号と第1補償信号と第2補償信号を加算・積分して推定速度信号を生成するステップと、前記速度信号と前記推定速度信号を減算して第1制振信号を生成するステップと、前記第1制振信号にオブザーバ比例ゲインを乗じて前記第1補償信号を生成するステップと、前記第1制振信号に前期オブザーバ積分を乗じて積分し第2補償信号を生成するステップと、前記第1制振信号をハイパスフィルタに通して第2制振信号を生成するステップと、前記第2制振信号をローパスフィルタに通して第3制振信号を生成するステップと、前記第3制振信号に係数を乗じて前記制振信号を生成するステップと、前記トルク指令と前記制振信号を加算して新たなトルク指令を生成するステップと、を備えることを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, a position control unit that generates a speed command by controlling a position deviation between the position command and the position signal, and a torque command is generated by controlling the speed deviation between the speed command and the speed signal. A speed control unit that drives the motor based on the torque command, a vibration suppression signal calculation unit that generates a vibration suppression signal from the torque command and the speed signal, and the vibration control signal as the speed command. In the position control device, the damping signal calculation unit includes an observer that generates a first damping signal from the torque command and the speed signal, and a phase of the first damping signal. The high-pass filter for generating the second damping signal, the low-pass filter for removing the high frequency component of the second damping signal and generating the third damping signal, and adjusting the gain of the third damping signal Generate vibration signal The number unit, is characterized in that and a gain switcher for switching the gain of the low-pass filter and the observer and the high-pass filter from said position signal.
According to a second aspect of the present invention, in the position control device according to the first aspect, the observer generates an estimated velocity signal by integrating an inertia model that generates an estimated acceleration signal from the torque command and the estimated acceleration signal. An integrator for generating a first compensation signal by multiplying a difference between the speed signal and the estimated speed signal by a proportionality constant; an integration compensator for generating a second compensation signal by performing integral compensation; An adder that adds the first compensation signal, the second compensation signal, and the estimated acceleration signal to obtain a new estimated acceleration signal is provided.
According to a third aspect of the present invention, in the position control device according to the first aspect, the gain switch measures in advance a gain that minimizes vibration according to the position signal, and stores the gain. A table is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, in the position control device according to the first aspect, the position signal is generated from a position detector coupled to a motor.
A fifth aspect of the present invention is the position control apparatus according to the first aspect, wherein the position signal is generated from a position detector coupled to a load.
According to a sixth aspect of the present invention, in the position control apparatus according to the first aspect, the speed signal is generated from a time difference of a position signal of a position detector coupled to a motor.
According to a seventh aspect of the present invention, a position control unit that generates a speed command by controlling a position deviation between a position command and a position signal, and generates a torque command by controlling a speed deviation between the speed command and the speed signal A speed control unit that drives the motor based on the torque command, a vibration suppression signal calculation unit that generates a vibration suppression signal from the torque command and the speed signal, and the vibration control signal as the speed command. In the position control method of the position control device comprising: Accordingly, the step of reading out the gains of the low-pass filter, high-pass filter and observer from the table, and the estimated acceleration signal from the torque command A step of adding and integrating the estimated acceleration signal, the first compensation signal and the second compensation signal to generate an estimated speed signal; and subtracting the speed signal and the estimated speed signal to obtain a first damping Generating a signal, multiplying the first damping signal by an observer proportional gain to generate the first compensation signal, multiplying the first damping signal by a previous observer integral and integrating the second compensation signal Generating a second damping signal by passing the first damping signal through a high-pass filter, and generating a third damping signal by passing the second damping signal through a low-pass filter. And a step of multiplying the third damping signal by a coefficient to generate the damping signal, and a step of adding the torque command and the damping signal to generate a new torque command. It is an.

本発明によると、モータ位置から比例補償器と、積分補償器と、ハイパスフィルタと、ローパスフィルタのゲインを求め、切換えるため、機械の位置によって振動周波数が変化する場合でも、振動を抑制する位置制御装置と位置制御方法を提供できる。 According to the present invention, since the gain of the proportional compensator, the integral compensator, the high-pass filter, and the low-pass filter is obtained from the motor position and switched, the position control for suppressing the vibration even when the vibration frequency changes depending on the position of the machine A device and a position control method can be provided.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の位置制御装置を適用したモータ制御システムのブロック図である。図において、11は位置指令Prefを出力する指令発生部、12は位置指令Prefと検出されたモータ位置Pfbmを入力して速度指令Vrefを出力し、前記2つの入力信号が一致するようにモータの位置制御をする位置制御部、13は速度指令Vrefと演算されたモータ速度Vfbmを入力してトルク指令Trefを出力し、前記2つの入力信号が一致するようにモータの速度制御をする速度制御部、14はトルク指令Trefを受けてモータ15に電流を供給する電流制御部、16はモータ15の回転軸に接続するなどして回転軸の回転位置を検出するモータ位置検出器、17はモータ位置検出器のモータ位置信号Pfbmを受けて差分演算し、前記モータ速度Vfbmを生成する速度演算部、18は前記トルク指令Trefと前記モータ速度Vfbmを入力し制振信号を出力する制振信号演算部、19は前記モータ位置に基づいて制振信号演算部の比例補償器と積分補償器とハイパスフィルタとローパスフィルタのゲインを切換えるゲイン切換器である。
図2は本発明の実施例を示す詳細なブロック図である。図において、21は位置指令Prefからモータ位置信号Pfbmを差し引いて位置偏差信号を生成する減算器、22は位置偏差信号を受けて速度指令Vrefを生成する位置制御器、23は速度指令Vrefからモータ速度信号Vfbmを差し引いて速度偏差信号を生成する減算器、24は速度偏差信号を受けてトルク指令Trefを生成する速度制御器、25はトルク指令Trefと前記モータ速度Vfbmから推定速度を演算しモータ速度から推定速度を差し引いた差信号を生成するオブザーバである。オブザーバは比例補償を行い第1補償信号を生成する比例補償器33と、積分補償を行う積分補償器34と、トルク指令を入力するイナーシャモデル37と、イナーシャモデルが生成する推定加速度信号と比例補償器の生成する第1補償信号と積分補償器の生成する第2補償信号とを加算する加算器36と、加算結果を積分し推定速度信号を生成する積分器38と、モータ速度信号から推定速度信号を差し引き第1制振信号を生成する減算器35とから構成される。26はオブザーバの第1制振信号を受け位相を進めて第2制振信号を生成するハイパスフィルタ、27は第2制振信号の高周波成分をカットして第3制振信号を生成する。28は前記ローパスフィルタの出力に制振ゲインとしての係数αを乗じて制振信号を出力する係数器、30は速度指令に制振信号を加算し新たな速度指令Vrefを出力する加算器、19は前記モータ位置を入力しモータ位置に基づいて制振信号演算部の比例補償器33と積分補償器34とハイパスフィルタ26とローパスフィルタ27のゲインを切換えるゲイン切換器である。
本発明が特許文献1と異なる部分は、モータの位置信号に基づいて制振信号演算部の比例補償器と積分補償器とハイパスフィルタとローパスフィルタのゲインを切換える切換器を備えた部分である。モータ位置に基づいて切り替える制振信号演算部の比例補償器と積分演算補償器とハイパスフィルタとローパスフィルタのゲインは、あらかじめモータ位置による振動周波数の変化を測定しておき、モータ位置とゲインの関係を記憶したテーブルを準備しておく。
FIG. 1 is a block diagram of a motor control system to which the position control device of the present invention is applied. In the figure, 11 is a command generation unit that outputs a position command Pref, 12 is a position command Pref and a detected motor position Pfbm, and outputs a speed command Vref, so that the two input signals coincide with each other. A position control unit 13 that performs position control, and a speed control unit 13 that inputs the speed command Vref and the calculated motor speed Vfbm, outputs a torque command Tref, and controls the motor speed so that the two input signals coincide with each other. , 14 is a current control unit that receives a torque command Tref and supplies current to the motor 15, 16 is a motor position detector that detects the rotational position of the rotating shaft by connecting to the rotating shaft of the motor 15, and 17 is a motor position. A speed calculation unit 18 that receives the motor position signal Pfbm of the detector and calculates a difference to generate the motor speed Vfbm, 18 is the torque command Tref A vibration suppression signal calculation unit 19 for inputting the motor speed Vfbm and outputting a vibration suppression signal, 19 switches the gains of the proportional compensator, integral compensator, high-pass filter, and low-pass filter of the vibration suppression signal calculation unit based on the motor position. It is a gain changer.
FIG. 2 is a detailed block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 21 is a subtractor that generates a position deviation signal by subtracting the motor position signal Pfbm from the position command Pref, 22 is a position controller that receives the position deviation signal and generates a speed command Vref, and 23 is a motor from the speed command Vref. A subtractor that subtracts the speed signal Vfbm to generate a speed deviation signal, 24 is a speed controller that receives the speed deviation signal and generates a torque command Tref, and 25 is a motor that calculates an estimated speed from the torque command Tref and the motor speed Vfbm. It is an observer that generates a difference signal obtained by subtracting the estimated speed from the speed. The observer performs proportional compensation to generate a first compensation signal, a proportional compensator 33, an integral compensator 34 to perform integral compensation, an inertia model 37 to which a torque command is input, an estimated acceleration signal generated by the inertia model, and proportional compensation. An adder 36 for adding the first compensation signal generated by the generator and the second compensation signal generated by the integral compensator; an integrator 38 for integrating the addition result to generate an estimated speed signal; and an estimated speed from the motor speed signal. A subtractor 35 that subtracts the signal and generates a first damping signal. A high-pass filter 26 receives the first damping signal of the observer and advances the phase to generate a second damping signal, and 27 cuts a high-frequency component of the second damping signal to generate a third damping signal. 28 is a coefficient unit that multiplies the output of the low-pass filter by a coefficient α as a damping gain and outputs a damping signal; 30 is an adder that adds the damping signal to the speed command and outputs a new speed command Vref; 19 Is a gain switch for inputting the motor position and switching the gains of the proportional compensator 33, the integral compensator 34, the high-pass filter 26, and the low-pass filter 27 of the vibration suppression signal calculation unit based on the motor position.
The present invention is different from Patent Document 1 in that it includes a switcher that switches the proportional compensator, integral compensator, high-pass filter, and low-pass filter gain of the vibration suppression signal calculation unit based on the motor position signal. The gains of the proportional compensator, integral compensator, high-pass filter, and low-pass filter of the vibration suppression signal calculation unit that switches based on the motor position are measured in advance by measuring the change in vibration frequency depending on the motor position, and the relationship between the motor position and gain. Prepare a table that stores.

図4は本発明の位置制御装置の位置制御方法を示すフローチャートでステップ1を除いて制御時間ごとに実行される。図1において、ステップST1で位置信号に応じてテーブルからローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、オブザーバのゲインをあらかじめ書き込んでおき、ステップST2で位置信号に応じてテーブルからローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、オブザーバのゲインを読み出し、ステップST3でトルク指令から推定加速度信号を生成し、ステップST4で推定加速度信号と第1補償信号と第2補償信号を加算・積分して推定速度信号を生成し、ステップST5で速度信号と推定速度信号を減算して第1制振信号を生成し、ステップST6で第1制振信号にオブザーバ比例ゲインを乗じて第1補償信号を生成し、ステップST7で第1制振信号に前期オブザーバ積分を乗じて積分し第2補償信号を生成し、ステップST8で第1制振信号をハイパスフィルタに通して第2制振信号を生成し、ステップST9で第2制振信号をローパスフィルタに通して第3制振信号を生成させ、ステップST10で第3制振信号に係数を乗じて制振信号を生成する。   FIG. 4 is a flowchart showing the position control method of the position control apparatus according to the present invention, which is executed at every control time except step 1. In FIG. 1, the gains of the low-pass filter, high-pass filter and observer are previously written from the table according to the position signal in step ST1, and the gains of the low-pass filter, high-pass filter and observer are read from the table according to the position signal in step ST2. In step ST3, an estimated acceleration signal is generated from the torque command. In step ST4, the estimated acceleration signal, the first compensation signal, and the second compensation signal are added and integrated to generate an estimated speed signal. In step ST5, the estimated speed signal is estimated. A first damping signal is generated by subtracting the speed signal, a first compensation signal is generated by multiplying the first damping signal by an observer proportional gain in step ST6, and a first-term observer integration is performed on the first damping signal in step ST7. Is multiplied and integrated to generate a second compensation signal. In step ST8, the first damping signal is A second damping signal is generated by passing through the pass filter, a third damping signal is generated by passing the second damping signal through the low-pass filter in step ST9, and a coefficient is multiplied by the third damping signal in step ST10. Generate a damping signal.

モータ位置に基づいて制振信号演算部の比例補償器と積分補償器とハイパスフィルタとローパスフィルタのゲインを切換えることで、機械の位置によって振動周波数が変化する場合でも、振動を抑制することができる。   By switching the gain of the proportional compensator, integral compensator, high-pass filter, and low-pass filter of the vibration suppression signal calculation unit based on the motor position, vibration can be suppressed even when the vibration frequency changes depending on the position of the machine. .

本発明を適用したモータ制御システムのブロック図Block diagram of a motor control system to which the present invention is applied 本発明の実施例を示すブロック図The block diagram which shows the Example of this invention 従来の方法を説明するブロック図Block diagram explaining the conventional method 本発明の位置制御方法を示すフローチャートThe flowchart which shows the position control method of this invention

符号の説明Explanation of symbols

11 指令発生部
12 位置制御部
13 速度制御部
14 電流制御部
15 モータ
16 位置検出器
17 速度演算部
18 制振信号演算部
19 ゲイン切換器
21、23、35 減算器
22 位置制御器
24 速度制御器
25 オブザーバ
26 ハイパスフィルタ
27 ローパスフィルタ
28 係数器
30、36 加算器
33 比例補償器
34 積分補償器
37 イナーシャモデル
38 積分器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Command generation part 12 Position control part 13 Speed control part 14 Current control part 15 Motor 16 Position detector 17 Speed calculation part 18 Vibration suppression signal calculation part 19 Gain switcher 21, 23, 35 Subtractor 22 Position controller 24 Speed control 25 Observer 26 High-pass filter 27 Low-pass filter 28 Coefficient units 30 and 36 Adder 33 Proportional compensator 34 Integration compensator 37 Inertia model 38 Integrator

Claims (7)

位置指令と位置信号の位置偏差を制御処理して速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令と速度信号の速度偏差を制御処理してトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令に基づいてモータを駆動するモータ駆動部と、前記トルク指令と前記速度信号から制振信号を生成する制振信号演算部と、前記制振信号を前記速度指令に加算する加算器と、を備えた位置制御装置において、
前記制振信号演算部は、前記トルク指令と前記速度信号から第1制振信号を生成するオブザーバと、前記第1制振信号の位相を進め第2制振信号を生成するハイパスィルタと、前記第2制振信号の高周波数成分を除去し第3制振信号を生成するローパスフィルタと、前記第3制振信号のゲインを調整し制振信号を生成する係数器と、
前記位置信号から前記オブザーバと前記ハイパスフィルタと前記ローパスフィルタのゲインを切換えるゲイン切換器と、
を備えることを特徴とする位置制御装置。
A position control unit that generates a speed command by controlling a position deviation of the position command and the position signal, a speed control unit that generates a torque command by controlling a speed deviation of the speed command and the speed signal, and the torque command A motor drive unit that drives a motor based on the torque command, a vibration suppression signal calculation unit that generates a vibration suppression signal from the torque command and the speed signal, and an adder that adds the vibration suppression signal to the speed command. In the position control device
The vibration suppression signal calculation unit includes: an observer that generates a first vibration suppression signal from the torque command and the speed signal; a high-pass filter that generates a second vibration suppression signal by advancing the phase of the first vibration suppression signal; A low-pass filter that generates a third damping signal by removing high-frequency components of the two damping signals, a coefficient unit that adjusts the gain of the third damping signal and generates a damping signal,
A gain switching unit that switches the gain of the observer, the high-pass filter, and the low-pass filter from the position signal;
A position control device comprising:
前記オブザーバは、前記トルク指令から推定加速度信号を生成するイナーシャモデルと、前記推定加速度信号を積分して推定速度信号を生成する積分器と、前記速度信号と前記推定速度信号の差を比例定数を乗算し第1補償信号を生成する比例補償器と、積分補償をして第2補償信号を生成する積分補償器と、前記第1補償信号と前記第2補償信号と前記推定加速度信号を加算して新たな推定加速度信号とする加算器と、を備えることを特徴とする請求項1記載の位置制御装置。   The observer includes an inertia model that generates an estimated acceleration signal from the torque command, an integrator that integrates the estimated acceleration signal to generate an estimated speed signal, and a difference constant between the speed signal and the estimated speed signal. A proportional compensator that multiplies and generates a first compensation signal; an integral compensator that performs integral compensation to generate a second compensation signal; and adds the first compensation signal, the second compensation signal, and the estimated acceleration signal. The position control device according to claim 1, further comprising: an adder for generating a new estimated acceleration signal. 前記ゲイン切換器は、前記位置信号に応じて振動が最小になるようなゲインをあらかじめ測定し、前記ゲインを記憶したテーブルを備えることを特徴とする請求項1に記載の位置制御装置。 The position control device according to claim 1, wherein the gain switching unit includes a table that measures in advance a gain that minimizes vibration in accordance with the position signal and stores the gain. 前記位置信号は、モータに結合された位置検出器から生成することを特徴とする請求項1記載の位置制御装置。   The position control device according to claim 1, wherein the position signal is generated from a position detector coupled to a motor. 前記位置信号は、負荷に結合された位置検出器から生成することを特徴とする請求項1記載の位置制御装置。   The position control device according to claim 1, wherein the position signal is generated from a position detector coupled to a load. 前記速度信号は、モータに結合された位置検出器の位置信号の時間差分から生成することを特徴とする請求項1記載の位置制御装置。   The position control device according to claim 1, wherein the speed signal is generated from a time difference of position signals of a position detector coupled to a motor. 位置指令と位置信号の位置偏差を制御処理して速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令と速度信号の速度偏差を制御処理してトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令に基づいてモータを駆動するモータ駆動部と、前記トルク指令と前記速度信号から制振信号を生成する制振信号演算部と、前記制振信号を前記速度指令に加算する加算器と、を備えた位置制御装置の位置制御方法において、
あらかじめ前記位置信号に応じてテーブルからローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、オブザーバのゲインを書き込むステップと、
制御時間ごとに前記位置信号に応じてテーブルからローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、オブザーバのゲインを読み出すステップと、
前記トルク指令から推定加速度信号を生成するステップと、
前記推定加速度信号と第1補償信号と第2補償信号を加算・積分して推定速度信号を生成するステップと、
前記速度信号と前記推定速度信号を減算して第1制振信号を生成するステップと、
前記第1制振信号にオブザーバ比例ゲインを乗じて前記第1補償信号を生成するステップと、
前記第1制振信号に前期オブザーバ積分を乗じて積分し第2補償信号を生成するステップと、
前記第1制振信号をハイパスフィルタに通して第2制振信号を生成するステップと、
前記第2制振信号をローパスフィルタに通して第3制振信号を生成するステップと、
前記第3制振信号に係数を乗じて前記制振信号を生成するステップと、
前記トルク指令と前記制振信号を加算して新たなトルク指令を生成するステップと、
を備えることを特徴とする位置制御方法。
A position control unit that generates a speed command by controlling a position deviation of the position command and the position signal, a speed control unit that generates a torque command by controlling a speed deviation of the speed command and the speed signal, and the torque command A motor drive unit that drives a motor based on the torque command, a vibration suppression signal calculation unit that generates a vibration suppression signal from the torque command and the speed signal, and an adder that adds the vibration suppression signal to the speed command. In the position control method of the position control device,
Writing a low-pass filter, a high-pass filter, and an observer gain from a table in advance according to the position signal;
Reading the gain of the low-pass filter, high-pass filter, and observer from the table according to the position signal for each control time; and
Generating an estimated acceleration signal from the torque command;
Adding and integrating the estimated acceleration signal, the first compensation signal, and the second compensation signal to generate an estimated speed signal;
Subtracting the speed signal and the estimated speed signal to generate a first damping signal;
Multiplying the first damping signal by an observer proportional gain to generate the first compensation signal;
Multiplying the first damping signal by a previous observer integral to generate a second compensation signal;
Passing the first damping signal through a high-pass filter to generate a second damping signal;
Passing the second damping signal through a low pass filter to generate a third damping signal;
Generating the damping signal by multiplying the third damping signal by a coefficient;
Adding the torque command and the damping signal to generate a new torque command;
A position control method comprising:
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