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JP2008259271A - Servo controller and automatic constant adjustment method - Google Patents

Servo controller and automatic constant adjustment method Download PDF

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JP2008259271A
JP2008259271A JP2007096697A JP2007096697A JP2008259271A JP 2008259271 A JP2008259271 A JP 2008259271A JP 2007096697 A JP2007096697 A JP 2007096697A JP 2007096697 A JP2007096697 A JP 2007096697A JP 2008259271 A JP2008259271 A JP 2008259271A
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JP
Japan
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command
speed
filter
motor
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007096697A
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Japanese (ja)
Inventor
Seitaro Ota
清太郎 大田
Yasuyuki Takei
康行 竹井
Hitoshi Okubo
整 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
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Abstract

【課題】共振周波数が低い機械でも、高速応答で振動のない自動調整ができるサーボ制御装置と定数自動調整方法を提供する。
【解決手段】サーボ制御装置において、速度指令をフィルタ処理をして新たな速度指令とトルクフィードフォワード指令を生成する指令フィルタ(19B)と、速度指令を制振型フィルタ処理をして新たな速度指令とトルクフィードフォワード指令を生成する振動抑制フィルタ(19A)と、トルク指令とモータ速度から総慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部(16)と、トルク指令とモータ速度からモータ振動を検出してモータ振動周波数を解析する振動検出部(17)と、モータ速度に振動がなく高速応答になるよう前記速度制御部の速度制御ゲインと指令フィルタと振動抑制フィルタの定数を調整し、かつ、指令フィルタが振動抑制フィルタかを選択する定数調整部(18)と、を備えた。
【選択図】図1
Provided are a servo control device and a constant automatic adjustment method capable of performing automatic adjustment without vibration even at a machine having a low resonance frequency.
In a servo control device, a command filter (19B) for filtering a speed command to generate a new speed command and a torque feedforward command, and a new speed by performing a vibration suppression type filter process on the speed command. A vibration suppression filter (19A) for generating a command and a torque feedforward command, an inertia moment identification unit (16) for identifying the total moment of inertia from the torque command and the motor speed, and detecting motor vibration from the torque command and the motor speed. A vibration detection unit (17) for analyzing a motor vibration frequency, adjusting a speed control gain of the speed control unit, a command filter, and constants of a vibration suppression filter so that the motor speed has no vibration and a high-speed response; And a constant adjustment unit (18) for selecting whether the filter is a vibration suppression filter.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、制御定数を自動調整できるサーボ制御装置に関する。 The present invention relates to a servo control device capable of automatically adjusting a control constant.

従来より、サーボ制御装置の定数の自動調整は図4のフローチャートに従って整定時間が短くなるように行っている。まず、速度偏差やトルク指令波形などの高周波成分が大きくならない程度に速度制御系の速度制御ゲインを調整して(S31)、次にオーバシュートせず振動も発生しないように指令フィルタの定数を調整していた。(S32)
また、従来の振動抑制フィルタは特許文献1に開示されている。特許文献1は、振動要素を有する制御対象を振動なく、かつ、指令に対し遅れを可能な限り小さくするように、サーボ制御部に入力する指令を最適指令に加工するもので、指令に対してN次フィルタ処理をして四則演算部でフィードフォワード指令を生成するものである。図5は特許文献1に開示された従来技術の構成図である。101がN次フィルタ処理部、102が四則演算部である。
特開2002−241802号公報
Conventionally, the automatic adjustment of the constants of the servo control device is performed so that the settling time is shortened according to the flowchart of FIG. First, adjust the speed control gain of the speed control system so that high-frequency components such as speed deviation and torque command waveform do not increase (S31), and then adjust the command filter constant so that no overshoot occurs and no vibration occurs Was. (S32)
A conventional vibration suppression filter is disclosed in Patent Document 1. Patent Document 1 processes a command to be input to a servo control unit into an optimal command so that a control target having a vibration element does not vibrate and the delay with respect to the command is as small as possible. An Nth order filter process is performed and a feedforward command is generated by the four arithmetic operation units. FIG. 5 is a configuration diagram of the prior art disclosed in Patent Document 1. In FIG. Reference numeral 101 denotes an Nth order filter processing unit, and reference numeral 102 denotes an arithmetic operation unit.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-241802

しかしながら、従来の定数自動調整では、低周波数の機械共振を持つ機械で、機械共振の影響で振動が抑えられない場合があり、位置偏差が所定値以内に入ったときに生成される位置決め完了信号に割れが生じ、位置決め完了が定まらない。このため、制御ゲインを低くせざるを得ず整定時間が長くかかるという問題があった。
また、低周波数帯域に機械共振があってもトルクフィードフォワード、速度フィードフォワードを使用した方が整定時間が短くできる場合があり、定数の自動調整ができないという問題があった。
However, with the conventional constant automatic adjustment, in a machine with low frequency mechanical resonance, the vibration may not be suppressed due to the influence of the mechanical resonance, and the positioning completion signal generated when the position deviation falls within the predetermined value Cracking occurs and positioning completion is not determined. For this reason, there has been a problem that the control gain must be lowered and it takes a long time to settle.
Further, there is a problem that even if there is mechanical resonance in the low frequency band, the settling time may be shortened by using the torque feed forward and the speed feed forward, and the constant cannot be automatically adjusted.

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、共振周波数が低い機械でも、位置決め完了信号に割れがない自動調整ができるサーボ制御装置と定数自動調整方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a servo control device and an automatic constant adjustment method capable of performing automatic adjustment without a crack in a positioning completion signal even in a machine having a low resonance frequency. It is said.

上記課題を解決するため、次のように構成した。
請求項1に記載の発明は、速度指令とモータ速度から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電流を制御しモータおよび前記モータが駆動する負荷を前記速度指令に追従させる電流制御部と、を備えたサーボ制御装置において、前記速度指令をフィルタ処理をして新たな速度指令とトルクフィードフォワード指令を生成する指令フィルタと、
前記速度指令を制振型フィルタ処理をして新たな速度指令とトルクフィードフォワード指令を生成する振動抑制フィルタと、前記トルク指令と前記モータ速度から総慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部と、前記トルク指令と前記モータ速度からモータ振動を検出してモータ振動周波数を解析する振動検出部と、前記モータ速度に振動がなく高速応答になるよう前記速度制御部の速度制御ゲインと前記指令フィルタと前記振動抑制フィルタの定数を調整し、かつ、前記指令フィルタが前記振動抑制フィルタかを選択する定数調整部と、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記載のサーボ制御装置において、前記トルク指令をフィルタ処理をして新たなトルク指令を生成するトルク指令フィルタ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2記載のサーボ制御装置において、前記トルク指令フィルタは、ローパスフィルタとノッチフィルタの少なくとも一方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3記載のサーボ制御装置において、定数調整部は、モータ振動周波数と速度制御ゲインに対応して前記ローパスフィルタの定数を変更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43記載のサーボ制御装置において、定数調整部は、モータ振動周波数と速度制御ゲインに対応して前記ノッチフィルタの周波数を変更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記載のサーボ制御装置において、前記振動抑制フィルタは、高次フィルタと機械系の逆伝達関数によるフィードフォワード指令生成部とを備え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、請求項1記載のサーボ制御装置において、前記定数調整部は、前記モータ振動周波数と前記総慣性モーメントからフィードフォワード指令生成部の定数を生成することを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明は、位置指令とモータ位置から速度指令を生成する生成する位置制御部と、前記速度指令とモータ速度から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電流を制御し、モータを前記速度指令に追従させる電流制御部と、を備えたサーボ制御装置において、前記速度指令をフィルタ処理をして新たな位置指令と速度フィードフォワード指令とトルクフィードフォワード指令を生成する指令フィルタと、前記速度指令を制振型フィルタ処理をして新たな位置指令と速度フィードフォワード指令とトルクフィードフォワード指令を生成する振動抑制フィルタと、前記トルク指令と前記モータ速度から総慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部と、前記トルク指令と前記モータ速度からモータ振動を検出してモータ振動周波数を解析する振動検出部と、前記モータ速度に振動がなく高速応答になるよう前記位置制御部の位置制御ゲインと前記速度制御部の速度制御ゲインと前記指令フィルタと前記振動抑制フィルタの定数を調整し、かつ、前記指令フィルタが前記振動抑制フィルタかを選択する定数調整部と、を備えることを特徴とするものである。
請求項9記載の発明は、請求項8記載のサーボ制御装置において、前記トルク指令をフィルタ処理をして新たなトルク指令を生成するトルク指令フィルタを備えることを特徴とするものである。
請求項10記載の発明は、請求項9記載のサーボ制御装置において、前記トルク指令フィルタはローパスフィルタとノッチフィルタの少なくとも一方を備えることを特徴とするものである。
請求項11記載の発明は、請求項10記載のサーボ制御装置において、定数調整部は、モータ振動周波数と位置制御ゲインと速度制御ゲインに対応して前記ローパスフィルタの定数を調整することを特徴とするものである。
請求項12記載の発明は、請求項10記載のサーボ制御装置において、定数調整部は、モータ振動周波数と位置制御ゲインと速度制御ゲインに対応して前記ノッチフィルタの周波数を調整することを特徴とするものである。
請求項13記載の発明は、請求項8記載のサーボ制御装置において、前記振動抑制フィルタは、高次フィルタと機械系の逆伝達関数によるフィードフォワード指令生成部とを備えることを特徴とするものである。
請求項14記載の発明は、請求項13記載のサーボ制御装置において、定数調整部は、モータ振動周波数と総慣性モーメントからフィードフォワード指令生成部の定数を生成することを特徴とするものである。
請求項15記載の発明は、請求項8記載のサーボ制御装置において、前記定数調整部は、前記位置指令の払い出しが完了してから前記位置指令と前記モータ位置の差である位置偏差が所定値以下になるまでの整定時間を計測する整定時間計測部を備え、前記振動抑制フィルタを使用した場合と前記指令フィルタを使用した場合の整定時間を比較して整定時間が短い方のフィルタを選択することを特徴とするものである。
請求項16記載の発明は、位置指令とモータ位置から速度指令を生成する生成する位置制御部と、前記速度指令とモータ速度から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電流を制御し、モータを前記速度指令に追従させる電流制御部と、を備えたサーボ制御装置の定数自動調整方法において、位置制御部と速度制御部の制御ゲインを調整するステップと、モータ振動があるかどうかを検出するステップと、振動があった場合は振動抑制フィルタの定数を設定し再び制御ゲインの調整にもどるステップと、振動がない場合には指令フィルタの定数を調整するステップと、モータ振動があるかどうか検出するステップと、振動がある場合は再び指令フィルタの調整にもどるステップと、振動がないときの第1整定時間を測定するステップと、振動抑制フィルタが調整済かどうか判定するステップと、調整済の場合は振動抑制フィルタを解除するステップと、指令フィルタを調整するステップと、このときの第2整定時間を測定するステップと、第1整定時間と第2整定時間の短い方の調整値を選択するステップと、を備えることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the following configuration is adopted.
The invention according to claim 1 is a speed control unit that generates a torque command from a speed command and a motor speed, and controls a current based on the torque command to cause a motor and a load driven by the motor to follow the speed command. A command filter that filters the speed command to generate a new speed command and a torque feedforward command;
A vibration suppression filter that generates a new speed command and a torque feedforward command by performing a vibration suppression filter process on the speed command; an inertia moment identification unit that identifies a total moment of inertia from the torque command and the motor speed; A vibration detection unit that detects motor vibration from a torque command and the motor speed and analyzes a motor vibration frequency, a speed control gain of the speed control unit, a command filter, And a constant adjustment unit that adjusts a constant of the vibration suppression filter and selects whether the command filter is the vibration suppression filter.
According to a second aspect of the present invention, in the servo control device according to the first aspect of the present invention, a torque command filter that filters the torque command to generate a new torque command is provided.
According to a third aspect of the present invention, in the servo control device according to the second aspect, the torque command filter includes at least one of a low-pass filter and a notch filter.
According to a fourth aspect of the present invention, in the servo control device according to the third aspect, the constant adjustment unit changes the constant of the low-pass filter in accordance with the motor vibration frequency and the speed control gain. is there.
The invention according to claim 5 is the servo control device according to claim 43, wherein the constant adjustment unit changes the frequency of the notch filter in accordance with the motor vibration frequency and the speed control gain. is there.
According to a sixth aspect of the present invention, in the servo control device according to the first aspect, the vibration suppression filter includes a high-order filter and a feedforward command generation unit using an inverse transfer function of a mechanical system. It is.
According to a seventh aspect of the present invention, in the servo control device according to the first aspect, the constant adjustment unit generates a constant of a feedforward command generation unit from the motor vibration frequency and the total moment of inertia. Is.
The invention according to claim 8 is based on a position control unit that generates a speed command from the position command and the motor position, a speed control unit that generates a torque command from the speed command and the motor speed, and the torque command. And a current control unit that controls the current and causes the motor to follow the speed command, and filters the speed command to generate a new position command, speed feed forward command, and torque feed forward command. A command filter to be generated; a vibration suppression filter that generates a new position command, a speed feedforward command, and a torque feedforward command by subjecting the speed command to a damping filter process; and a total inertia based on the torque command and the motor speed. A moment of inertia identifying unit for identifying a moment, and motor vibration from the torque command and the motor speed. A vibration detection unit that analyzes the motor vibration frequency, a position control gain of the position control unit, a speed control gain of the speed control unit, the command filter, and the vibration suppression so that the motor speed has no vibration and a high-speed response. And a constant adjusting unit that adjusts a constant of the filter and selects whether the command filter is the vibration suppression filter.
According to a ninth aspect of the present invention, in the servo control device according to the eighth aspect of the present invention, a torque command filter that filters the torque command to generate a new torque command is provided.
According to a tenth aspect of the present invention, in the servo control device according to the ninth aspect, the torque command filter includes at least one of a low-pass filter and a notch filter.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the servo control device according to the tenth aspect, the constant adjustment unit adjusts the constant of the low-pass filter in accordance with the motor vibration frequency, the position control gain, and the speed control gain. To do.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the servo control device according to the tenth aspect, the constant adjustment unit adjusts the frequency of the notch filter corresponding to the motor vibration frequency, the position control gain, and the speed control gain. To do.
A thirteenth aspect of the present invention is the servo control device according to the eighth aspect, wherein the vibration suppression filter includes a high-order filter and a feedforward command generation unit using an inverse transfer function of a mechanical system. is there.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the servo control device according to the thirteenth aspect, the constant adjustment unit generates a constant of the feedforward command generation unit from the motor vibration frequency and the total moment of inertia.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the servo control device according to the eighth aspect, the constant adjustment unit has a predetermined value that is a position deviation that is a difference between the position command and the motor position after the dispensing of the position command is completed. A settling time measurement unit that measures the settling time until the following is provided, and the settling time when the vibration suppression filter is used is compared with the settling time when the command filter is used, and the filter with the shorter settling time is selected. It is characterized by this.
According to a sixteenth aspect of the present invention, a position control unit that generates a speed command from the position command and the motor position, a speed control unit that generates a torque command from the speed command and the motor speed, and a current based on the torque command And adjusting the control gains of the position control unit and the speed control unit, and a motor vibration in the constant automatic adjustment method of the servo control device including the current control unit that controls the motor to follow the speed command A step of detecting whether there is vibration, a step of setting a constant of the vibration suppression filter and returning to the adjustment of the control gain again, a step of adjusting the constant of the command filter if there is no vibration, a motor vibration A step of detecting whether there is vibration, a step of returning to the adjustment of the command filter again if there is vibration, and a first settling time when there is no vibration. A step of determining whether or not the vibration suppression filter has been adjusted; a step of releasing the vibration suppression filter if adjusted; a step of adjusting the command filter; and a step of measuring the second settling time at this time And a step of selecting the shorter adjustment value of the first settling time and the second settling time.

本発明によると、制振制御型の振動抑制フィルタを使用して調整したときの整定時間と通常の指令フィルタを使用して調整したときの整定時間を比較して、整定時間が短いほうのフィルタを選択するので、高速応答で振動しない自動調整ができるサーボ制御装置と定数自動調整方法を提供できる。   According to the present invention, the settling time when adjusted using the vibration suppression control type vibration suppression filter is compared with the settling time when adjusted using the normal command filter, and the filter with the shorter settling time is used. Therefore, it is possible to provide a servo control device and a constant automatic adjustment method that can perform automatic adjustment without vibration with high-speed response.

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

図1は本発明の実施例1の速度制御形サーボ制御装置の構成図である。
図1において、11は速度制御部、12は電流制御部、13はモータ、14は検出器、15は負荷、16は慣性モーメント同定部、17はモータ振動検出部、18は定数調整部、19Aは振動抑制指令フィルタ、19Bは指令フィルタ、20はスイッチである。
FIG. 1 is a configuration diagram of a speed control type servo control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 11 is a speed control unit, 12 is a current control unit, 13 is a motor, 14 is a detector, 15 is a load, 16 is a moment of inertia identification unit, 17 is a motor vibration detection unit, 18 is a constant adjustment unit, 19A. Is a vibration suppression command filter, 19B is a command filter, and 20 is a switch.

次に動作について説明する。振動抑制指令フィルタ19Aは速度指令を制振制御型のフィルタ処理をして新たな速度指令とトルクフィードフォワード指令を生成する。制振制御型のフィルタとは、速度指令を、まず高次のフィルタ処理をしたのち、複数階の微分をとり、機械の速度/トルクの逆伝達関数の微分項を係数としてトルクフィードフォワード指令と新たな速度指令を生成するものである。指令フィルタ19Bは速度指令を制振制御を用いないフィルタ処理をして新たな速度指令と速度指令を微分し定数αを乗じてトルクフィードフォワード指令を生成する。定数αは、モータ14および負荷16の慣性モーメントや速度指令とモータ速度のオーバシュート量などから決定される。スイッチ20は定数調整部18の選択信号に基づき振動抑制指令フィルタか指令フィルタかを選択する。速度制御部11は速度指令とモータ速度の差の速度偏差を制御処理をし、フィルタ処理をしてトルク指令を生成する。このときの制御処理は、比例制御、積分制御、微分制御の少なくとも1つを実行する。
さらに、速度制御部はトルク指令とトルクフィードフォワード指令を加算して新たなトルク指令を生成する。トルクフィードフォワード指令の加算はフィルタ処理の前でも後でもよい。電流制御部13は、トルク指令を電流指令に変換し、モータの電流との差の電流偏差を制御処理して電圧指令を生成し、されにPWM信号に変換し、電力増幅をしてモータを駆動する。
Next, the operation will be described. The vibration suppression command filter 19A generates a new speed command and a torque feedforward command by subjecting the speed command to a vibration suppression control type filter process. A vibration suppression control type filter is a speed command that is first subjected to high-order filter processing, and then multiple-order differentiation is performed. A torque feedforward command and a differential term of the reverse transfer function of the machine speed / torque are used as coefficients. A new speed command is generated. The command filter 19B filters the speed command without using damping control, differentiates the new speed command and the speed command, and multiplies the constant α to generate a torque feedforward command. The constant α is determined from the moment of inertia of the motor 14 and the load 16, the speed command, the motor speed overshoot amount, and the like. The switch 20 selects a vibration suppression command filter or a command filter based on a selection signal from the constant adjustment unit 18. The speed control unit 11 performs a control process for a speed deviation of a difference between the speed command and the motor speed, and performs a filter process to generate a torque command. The control process at this time executes at least one of proportional control, integral control, and differential control.
Further, the speed control unit adds a torque command and a torque feedforward command to generate a new torque command. The torque feed forward command may be added before or after the filtering process. The current control unit 13 converts the torque command into a current command, generates a voltage command by controlling the current deviation of the difference from the motor current, converts the torque command into a PWM signal, and amplifies the power to power the motor. To drive.

次に本発明の特徴部分を説明する。慣性モーメント同定部16はトルク指令とモータ速度から機械系の総慣性モーメントを同定し、振動検出部17はトルク指令とモータ速度からモータ振動を検出して振動周波数を解析する。定数調整部18は、モータ振動周波数と総慣性モーメントから機械の伝達関数を生成し、逆伝達関数をもとめて、トルクフィードフォワードの係数を生成する。また、定数調整部18は、モータが振動しない程度の制御ゲインをもとめ速度制御部11の制御ゲインを設定し、指令フィルタ19Bのフィルタ定数とトルクフィードフォワード係数をモータ振動周波数と制御ゲインに基づいて算定する。さらに、定数調整部18は、速度制御部11がトルク指令フィルタを備えている場合、速度制御部11のトルク指令フィルタのフィルタ定数を、モータ振動周波数と制御ゲインに基づいて調整する。
また、定数調整部20は、整定時間測定部を内部に備えており、速度指令払い出し後の速度偏差が所定値以下になる整定時間を測定し、振動抑制指令フィルタを使用したときの第1整定時間と、指令フィルタを使用したときの第2整定時間を比較し、整定時間の短いほうのフィルタを選択する。
Next, features of the present invention will be described. The inertia moment identification unit 16 identifies the total inertia moment of the mechanical system from the torque command and the motor speed, and the vibration detection unit 17 detects the motor vibration from the torque command and the motor speed and analyzes the vibration frequency. The constant adjustment unit 18 generates a transfer function of the machine from the motor vibration frequency and the total moment of inertia, and obtains a reverse transfer function to generate a torque feed forward coefficient. The constant adjustment unit 18 sets a control gain of the speed control unit 11 to obtain a control gain that does not cause the motor to vibrate, and sets a filter constant and a torque feedforward coefficient of the command filter 19B based on the motor vibration frequency and the control gain. Calculate. Furthermore, when the speed control unit 11 includes a torque command filter, the constant adjustment unit 18 adjusts the filter constant of the torque command filter of the speed control unit 11 based on the motor vibration frequency and the control gain.
The constant adjustment unit 20 includes a settling time measurement unit, measures the settling time when the speed deviation after the speed command is issued is equal to or less than a predetermined value, and uses the vibration suppression command filter as a first settling. The time is compared with the second settling time when the command filter is used, and the filter with the shorter settling time is selected.

図2は本発明の実施例2の位置制御形サーボ制御装置の構成図である。
実施例2は実施例1に対して位置制御部が追加された点が異なる。図2において、21は位置制御部、11は速度制御部、12は電流制御部、13はモータ、14は検出器、15は負荷、16は慣性モーメント同定部、17はモータ振動検出部、18は定数調整部、19Aは振動抑制指令フィルタ、19Bは指令フィルタ、20はスイッチである。
FIG. 2 is a block diagram of a position control type servo control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The second embodiment is different from the first embodiment in that a position control unit is added. In FIG. 2, 21 is a position control unit, 11 is a speed control unit, 12 is a current control unit, 13 is a motor, 14 is a detector, 15 is a load, 16 is an inertia moment identification unit, 17 is a motor vibration detection unit, 18 Is a constant adjustment unit, 19A is a vibration suppression command filter, 19B is a command filter, and 20 is a switch.

次に、実施例2の特徴的な部分を説明する。位置制御部21は位置指令とモータ位置の差の位置偏差を制御処理をして速度指令を生成する。ここで制御処理とは、比例制御、積分制御、微分制御のうち少なくとも1つを実行する。振動抑制指令フィルタ19Aは位置指令を制振制御型のフィルタ処理をして新たな位置指令と速度フィードフォワード指令とトルクフィードフォワード指令を生成する。
制振制御型のフィルタとは、位置指令を、まず高次のフィルタ処理をしたのち、複数階の微分をとり、機械の位置/トルクの逆伝達関数の各微分項を係数として速度フィーフォフォワード指令を生成し、機械の位置/トルクの逆伝達関数の各微分項を係数としてトルクフィードフォワード指令を生成する。フィルタ指令フィルタ22Bは位置指令を制振制御を用いないフィルタ処理をして新たな位置指令と位置指令を微分し定数βを乗じて速度フィードフォワード指令を生成し、位置指令を2階微分し定数αを乗じてトルクフィードフォワード指令を生成する。
定数αは、モータ14および負荷16の慣性モーメントや速度指令とモータ速度のオーバシュート量などから決定される。定数βは位置指令とモータ位置から得られるオーバシュート量などから決定される。
定数調整部18は、位置制御ゲインと速度制御ゲインとモータ振動周波数と総慣性モーメントから機械の伝達関数を生成し、逆伝達関数をもとめて、速度フィードフォワード指令の係数とトルクフィードフォワード指令の係数を生成する。また、定数調整部18は、指令フィルタ19Bのフィルタ定数と速度フィードフォワード指令の係数とトルクフィードフォワード指令の係数をモータ振動周波数に基づいて生成する。さらに、定数調整部18は、速度制御部11がトルク指令フィルタを備えている場合、速度制御部11のトルク指令フィルタのフィルタ定数を、位置制御ゲインと速度制御ゲインとモータ振動周波数に基づいて調整する。また、定数調整部18は、整定時間測定部を内部に備えており、位置指令払い出し後の位置偏差が所定値以下になる整定時間を測定し、振動抑制指令フィルタを使用したときと、指令フィルタを使用したとき整定時間を比較し、整定時間の短いほうのフィルタを選択する。
Next, the characteristic part of Example 2 is demonstrated. The position control unit 21 controls the position deviation of the difference between the position command and the motor position to generate a speed command. Here, the control process executes at least one of proportional control, integral control, and differential control. The vibration suppression command filter 19A performs a vibration suppression control type filter process on the position command to generate a new position command, a speed feedforward command, and a torque feedforward command.
A vibration suppression control type filter is a position command, which is first subjected to high-order filter processing, then multiple-order differentiation is performed, and the velocity forward for each differential term of the machine position / torque inverse transfer function as a coefficient. A command is generated, and a torque feedforward command is generated using each differential term of the reverse transfer function of the machine position / torque as a coefficient. The filter command filter 22B filters the position command without using vibration suppression control, differentiates a new position command and position command, multiplies the constant β, generates a speed feedforward command, and performs second-order differentiation on the position command to obtain a constant. Multiply α to generate a torque feed forward command.
The constant α is determined from the moment of inertia of the motor 14 and the load 16, the speed command, the motor speed overshoot amount, and the like. The constant β is determined from the position command and the amount of overshoot obtained from the motor position.
The constant adjustment unit 18 generates a machine transfer function from the position control gain, the speed control gain, the motor vibration frequency, and the total moment of inertia, obtains the inverse transfer function, and calculates the coefficient of the speed feedforward command and the coefficient of the torque feedforward command. Is generated. The constant adjustment unit 18 generates a filter constant of the command filter 19B, a coefficient of the speed feedforward command, and a coefficient of the torque feedforward command based on the motor vibration frequency. Further, when the speed control unit 11 includes a torque command filter, the constant adjustment unit 18 adjusts the filter constant of the torque command filter of the speed control unit 11 based on the position control gain, the speed control gain, and the motor vibration frequency. To do. The constant adjustment unit 18 includes a settling time measuring unit, measures the settling time when the position deviation after the position command is paid out is equal to or less than a predetermined value, and uses the vibration suppression command filter and the command filter. Compare the settling time when using and select the filter with the shorter settling time.

図3は、本発明の定数調整方法を示すフローチャートである。ステップS11で制御ゲインを調整し、ステップS12でモータ振動があるかどうかを検出し、モータ振動がある場合はステップS13で振動抑制フィルタを設定しステップS11にもどり制御ゲインを再調整する。次にステップS14で指令フィルタを調整する。ステップS15でモータ振動があるかどうかを検出し、振動がある場合はステップS14にもどり指令フィルタを再調整する。次にステップS16で第1整定時間を測定し、ステップS17で振動抑制フィルタの調整が済んでいるかどうか判定し、済んでいればステップS18で振動抑制フィルタを解除し、ステップS19で指令フィルタを調整し、ステップS20で第2整定時間を整定する。次にステップS21で第1整定時間と第2整定時間を比較し、整定時間が短いほうを選択する。   FIG. 3 is a flowchart showing the constant adjustment method of the present invention. In step S11, the control gain is adjusted. In step S12, it is detected whether there is motor vibration. If there is motor vibration, a vibration suppression filter is set in step S13, and the control gain is readjusted in step S11. In step S14, the command filter is adjusted. In step S15, it is detected whether there is motor vibration. If there is vibration, the process returns to step S14 to readjust the command filter. Next, in step S16, the first settling time is measured. In step S17, it is determined whether or not the vibration suppression filter has been adjusted. If it has been completed, the vibration suppression filter is released in step S18, and the command filter is adjusted in step S19. In step S20, the second settling time is set. Next, in step S21, the first settling time and the second settling time are compared, and the shorter settling time is selected.

本発明の実施例1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の定数調整方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the constant adjustment method of Example 3 of this invention. 従来の定数調整方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the conventional constant adjustment method. 従来のサーボ制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional servo control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

11 速度制御部
12 電流制御部
13 モータ
14 検出器
15 負荷
16 慣性モーメント同定部
17 振動検出部
18 定数調整部
19A 振動抑制指令フィルタ
19B 指令フィルタ
20 スイッチ
21 位置制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Speed control part 12 Current control part 13 Motor 14 Detector 15 Load 16 Inertia moment identification part 17 Vibration detection part 18 Constant adjustment part 19A Vibration suppression command filter 19B Command filter 20 Switch 21 Position control part

Claims (16)

速度指令とモータ速度から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電流を制御しモータおよび前記モータが駆動する負荷を前記速度指令に追従させる電流制御部と、を備えたサーボ制御装置において、
前記速度指令をフィルタ処理をして新たな速度指令とトルクフィードフォワード指令を生成する指令フィルタと、
前記速度指令を制振型フィルタ処理をして新たな速度指令とトルクフィードフォワード指令を生成する振動抑制フィルタと、
前記トルク指令と前記モータ速度から総慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部と、
前記トルク指令と前記モータ速度からモータ振動を検出してモータ振動周波数を解析する振動検出部と、
前記モータ速度に振動がなく高速応答になるよう前記速度制御部の速度制御ゲインと前記指令フィルタと前記振動抑制フィルタの定数を調整し、かつ、前記指令フィルタが前記 振動抑制フィルタかを選択する定数調整部と、
を備えることを特徴とするサーボ制御装置。
A servo comprising: a speed control unit that generates a torque command from the speed command and the motor speed; and a current control unit that controls a current based on the torque command and causes a motor and a load driven by the motor to follow the speed command. In the control device,
A command filter that filters the speed command to generate a new speed command and a torque feedforward command;
A vibration suppression filter that performs a vibration suppression filter process on the speed command to generate a new speed command and a torque feedforward command;
An inertia moment identifying unit for identifying a total inertia moment from the torque command and the motor speed;
A vibration detector that detects motor vibration from the torque command and the motor speed and analyzes a motor vibration frequency;
A constant for adjusting the speed control gain of the speed control unit, the command filter, and the constant of the vibration suppression filter so that the motor speed has no vibration and a high-speed response, and selects whether the command filter is the vibration suppression filter. An adjustment unit;
A servo control device comprising:
前記トルク指令をフィルタ処理をして新たなトルク指令を生成するトルク指令フィルタを備えることを特徴とする請求項1記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 1, further comprising a torque command filter that filters the torque command to generate a new torque command. 前記トルク指令フィルタは、ローパスフィルタとノッチフィルタの少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項2記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 2, wherein the torque command filter includes at least one of a low-pass filter and a notch filter. 定数調整部は、モータ振動周波数と速度制御ゲインに対応して前記ローパスフィルタの定数を変更することを特徴とする請求項3記載のサーボ制御装置。   4. The servo control device according to claim 3, wherein the constant adjusting unit changes the constant of the low-pass filter in accordance with a motor vibration frequency and a speed control gain. 定数調整部は、モータ振動周波数と速度制御ゲインに対応して前記ノッチフィルタの周波数を変更することを特徴とする請求項3記載のサーボ制御装置。   4. The servo control device according to claim 3, wherein the constant adjustment unit changes the frequency of the notch filter in accordance with a motor vibration frequency and a speed control gain. 前記振動抑制フィルタは、高次フィルタと機械系の逆伝達関数によるフィードフォワード指令生成部とを備えることを特徴とする請求項1記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 1, wherein the vibration suppression filter includes a high-order filter and a feedforward command generation unit using an inverse transfer function of a mechanical system. 前記定数調整部は、前記モータ振動周波数と前記総慣性モーメントからフィードフォワード指令生成部の定数を生成することを特徴とする請求項1記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 1, wherein the constant adjustment unit generates a constant of a feedforward command generation unit from the motor vibration frequency and the total moment of inertia. 位置指令とモータ位置から速度指令を生成する生成する位置制御部と、前記速度指令とモータ速度から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電流を制御し、モータを前記速度指令に追従させる電流制御部と、を備えたサーボ制御装置において、
前記速度指令をフィルタ処理をして新たな位置指令と速度フィードフォワード指令とトルクフィードフォワード指令を生成する指令フィルタと、
前記速度指令を制振型フィルタ処理をして新たな位置指令と速度フィードフォワード指令とトルクフィードフォワード指令を生成する振動抑制フィルタと、
前記トルク指令と前記モータ速度から総慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部と、
前記トルク指令と前記モータ速度からモータ振動を検出してモータ振動周波数を解析する振動検出部と、
前記モータ速度に振動がなく高速応答になるよう前記位置制御部の位置制御ゲインと前記速度制御部の速度制御ゲインと前記指令フィルタと前記振動抑制フィルタの定数を調整し、かつ、前記指令フィルタが前記振動抑制フィルタかを選択する定数調整部と、
を備えることを特徴とするサーボ制御装置。
A position control unit for generating a speed command from the position command and the motor position; a speed control unit for generating a torque command from the speed command and the motor speed; and a current control based on the torque command to In a servo control device including a current control unit that follows a command,
A command filter that filters the speed command to generate a new position command, a speed feedforward command, and a torque feedforward command;
A vibration suppression filter that generates a new position command, a speed feedforward command, and a torque feedforward command by subjecting the speed command to a damping filter process;
An inertia moment identifying unit for identifying a total inertia moment from the torque command and the motor speed;
A vibration detector that detects motor vibration from the torque command and the motor speed and analyzes a motor vibration frequency;
Adjusting the position control gain of the position control unit, the speed control gain of the speed control unit, the constants of the command filter and the vibration suppression filter so that the motor speed has no vibration and has a high-speed response, and the command filter A constant adjustment unit for selecting the vibration suppression filter;
A servo control device comprising:
前記トルク指令をフィルタ処理をして新たなトルク指令を生成するトルク指令フィルタを備えることを特徴とする請求項8記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 8, further comprising a torque command filter that filters the torque command to generate a new torque command. 前記トルク指令フィルタはローパスフィルタとノッチフィルタの少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項9記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 9, wherein the torque command filter includes at least one of a low-pass filter and a notch filter. 定数調整部は、モータ振動周波数と位置制御ゲインと速度制御ゲインに対応して前記ローパスフィルタの定数を調整することを特徴とする請求項10記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 10, wherein the constant adjustment unit adjusts a constant of the low-pass filter corresponding to a motor vibration frequency, a position control gain, and a speed control gain. 定数調整部は、モータ振動周波数と位置制御ゲインと速度制御ゲインに対応して前記ノッチフィルタの周波数を調整することを特徴とする請求項10記載のサーボ制御装置。   11. The servo control device according to claim 10, wherein the constant adjustment unit adjusts the frequency of the notch filter in accordance with a motor vibration frequency, a position control gain, and a speed control gain. 前記振動抑制フィルタは、高次フィルタと機械系の逆伝達関数によるフィードフォワード指令生成部とを備えることを特徴とする請求項8記載のサーボ制御装置。   The servo control device according to claim 8, wherein the vibration suppression filter includes a high-order filter and a feedforward command generation unit based on a reverse transfer function of a mechanical system. 定数調整部は、モータ振動周波数と総慣性モーメントからフィードフォワード指令生成部の定数を生成することを特徴とする請求項13記載のサーボ制御装置。   14. The servo control device according to claim 13, wherein the constant adjustment unit generates a constant of the feedforward command generation unit from the motor vibration frequency and the total moment of inertia. 前記定数調整部は、前記位置指令の払い出しが完了してから前記位置指令と前記モータ位置の差である位置偏差が所定値以下になるまでの整定時間を計測する整定時間計測部を備え、前記振動抑制フィルタを使用した場合と前記指令フィルタを使用した場合の整定時間を比較して整定時間が短い方のフィルタを選択することを特徴とする請求項8記載のサーボ制御装置。   The constant adjustment unit includes a settling time measurement unit that measures a settling time until a position deviation that is a difference between the position command and the motor position is equal to or less than a predetermined value after the dispensing of the position command is completed, 9. The servo control apparatus according to claim 8, wherein a settling time is compared between a case where a vibration suppression filter is used and a case where the command filter is used, and a filter having a shorter settling time is selected. 位置指令とモータ位置から速度指令を生成する生成する位置制御部と、前記速度指令とモータ速度から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電流を制御し、モータを前記速度指令に追従させる電流制御部と、を備えたサーボ制御装置の定数自動調整方法において、
位置制御部と速度制御部の制御ゲインを調整するステップと、
モータ振動があるかどうかを検出するステップと、
振動があった場合は振動抑制フィルタの定数を設定し再び制御ゲインの調整にもどるステップと、
振動がない場合には指令フィルタの定数を調整するステップと、
モータ振動があるかどうか検出するステップと、
振動がある場合は再び指令フィルタの調整にもどるステップと、
振動がないときの第1整定時間を測定するステップと、
振動抑制フィルタが調整済かどうか判定するステップと、
調整済の場合は振動抑制フィルタを解除するステップと、
指令フィルタを調整するステップと、
このときの第2整定時間を測定するステップと、
第1整定時間と第2整定時間の短い方の調整値を選択するステップと、
を備えることを特徴とするサーボ制御装置の定数自動調整方法。
A position control unit for generating a speed command from the position command and the motor position; a speed control unit for generating a torque command from the speed command and the motor speed; and a current control based on the torque command to In a constant automatic adjustment method of a servo control device including a current control unit that follows a command,
Adjusting the control gain of the position control unit and the speed control unit;
Detecting whether there is motor vibration;
If there is vibration, set the vibration suppression filter constant and return to the control gain adjustment again.
A step of adjusting the constant of the command filter when there is no vibration;
Detecting whether there is motor vibration;
If there is vibration, return to the adjustment of the command filter again,
Measuring a first settling time when there is no vibration;
Determining whether the vibration suppression filter has been adjusted;
If already adjusted, release the vibration suppression filter;
Adjusting the command filter;
Measuring the second settling time at this time;
Selecting the shorter adjustment value of the first settling time and the second settling time;
A constant automatic adjustment method for a servo control device, comprising:
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010250509A (en) * 2009-04-14 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp Drive control device
JP2010279095A (en) * 2009-05-26 2010-12-09 Mitsubishi Electric Corp AC motor sensorless control device
KR101250175B1 (en) 2010-12-24 2013-04-05 세미컨덕터 콤포넨츠 인더스트리즈 엘엘씨 Motor drive circuit
JP2016111897A (en) * 2014-12-10 2016-06-20 ファナック株式会社 Servo controller having filter auto adjustment function using experimental mode analysis
JP2017169437A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 オムロン株式会社 Control apparatus and method for adjusting servo motor
KR102085047B1 (en) * 2019-09-16 2020-03-05 홍순석 Ervo motor control system

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010250509A (en) * 2009-04-14 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp Drive control device
JP2010279095A (en) * 2009-05-26 2010-12-09 Mitsubishi Electric Corp AC motor sensorless control device
KR101250175B1 (en) 2010-12-24 2013-04-05 세미컨덕터 콤포넨츠 인더스트리즈 엘엘씨 Motor drive circuit
US9465381B2 (en) 2014-12-10 2016-10-11 Fanuc Corporation Servo control device having automatic filter adjustment function based on experimental modal analysis
CN105703691A (en) * 2014-12-10 2016-06-22 发那科株式会社 Servo control device having automatic filter adjustment function based on experimental modal analysis
DE102015015701A1 (en) 2014-12-10 2016-06-23 Fanuc Corporation Servo controller with automatic filter setting based on experimental modal analysis
JP2016111897A (en) * 2014-12-10 2016-06-20 ファナック株式会社 Servo controller having filter auto adjustment function using experimental mode analysis
CN105703691B (en) * 2014-12-10 2018-01-16 发那科株式会社 Servocontrol device with wave filter automatic regulating function
DE102015015701B4 (en) 2014-12-10 2020-06-10 Fanuc Corporation Servo control device with automatic filter setting function based on experimental modal analysis
JP2017169437A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 オムロン株式会社 Control apparatus and method for adjusting servo motor
CN107196581A (en) * 2016-03-14 2017-09-22 欧姆龙株式会社 Control device, method and computer program product for finely tuning servo motor
US10416612B2 (en) 2016-03-14 2019-09-17 Omron Corporation Control device and method for tuning a servo motor
CN107196581B (en) * 2016-03-14 2020-01-07 欧姆龙株式会社 Control device, method, and computer-readable medium for fine-tuning a servomotor
KR102085047B1 (en) * 2019-09-16 2020-03-05 홍순석 Ervo motor control system

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