电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法以及使用该控制参数的调整方法的电动机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备第一频率特性的计算步骤(步骤1)、当前的速度比例增益范围的计算步骤(步骤2)、当前的机械系统特性常数的计算步骤(步骤3)、当前的比例增益范围的计算步骤(步骤4)、经年后的特性的计算步骤(步骤5)、经年后的速度比例增益范围的计算步骤(步骤6)、经年后的比例增益范围的计算步骤(步骤7)以及比例增益的选择步骤(步骤8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法。另外，本专利技术还涉及一种使用上述的控制参数的调整方法的电动机的控制装置。
技术介绍
以往，关于电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，例如已知专利文献1所公开的技术。专利文献1所公开的控制装置使用驱动系统的频率特性，基于增益特性、相位特性来计算最佳的控制参数。图9是表示以往的电动机的控制装置的结构图。图9所示的电动机的控制装置151是以往技术的一例。通常，在对电动机101进行驱动的情况下，在图9所示的电动机的控制装置151中，开关109与a侧的端子连接。此时，各部进行以下的动作。即，机械系统104具备电动机101、负载102以及电动机位置检测器103。由电动机101来驱动负载102。从电动机位置检测器103输出电动机101的检测位置θm。速度计算器106基于每单位时间的检测位置θm的变化量来运算电动机的检测速度vm。速度计算器106输出运算得到的电动机的检测速度vm。位置控制器107以使检测位置θm追随位置指令θr的方式输出速度指令vr。从电动机的控制装置151的外部输入位置指令θr。速度控制器108以使电动机的检测速度vm追随速度指令vr的方式输出转矩指令τr。所输出的转矩指令τr经过滤波器部110后成为新的转矩指令τr2。新的转矩指令τr2被输入到转矩控制器111。根据转矩控制器111的输出来控制电动机101。在对控制参数进行调整的情况下，在图9所示的电动机的控制装置151中，开关109与b侧的端子连接。此时，各部进行以下的动作。即，用于测量频率特性的转矩指令制作器112输出第一转矩指令τr1。第一转矩指令τr1中例如包含M序列信号(Maximum Length Sequence：最大长度序列)等多个频率成分。M序列信号由0/1或-1/1来表示，是二值的随机的位串信号。基于第一转矩指令τr1来驱动电动机101。此时，第一转矩指令τr1和电动机的检测速度vm被输入到控制参数调整部115。控制参数调整部115运算从第一转矩指令τr1到电动机速度vm的频率特性。控制参数调整部115使用运算出的频率特性，以使电动机的控制系统的动作稳定且电动机的控制系统的响应性变高的方式，计算速度控制器108的控制参数、位置控制器107的控制参数以及滤波器部110的控制参数。电动机的控制系统中包括速度控制器108、位置控制器107以及滤波器部110。专利文献1：日本特开2005-245051号公报
技术实现思路
本专利技术当作对象的电动机的控制装置具备第一位置控制器、速度控制器、转矩控制器以及转矩指令制作器。第一位置控制器以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与结合于电动机的负载的检测位置一致的方式生成速度指令。速度控制器以使速度指令与电动机的检测速度一致的方式生成转矩指令。转矩控制器基于转矩指令来驱动电动机。转矩指令制作器输出包含多个频率成分的调整用转矩指令。本专利技术当作对象的电动机的控制装置中形成有速度反馈电路和第一位置反馈电路。速度反馈电路包括速度控制器和转矩控制器。速度反馈电路是如下的控制环路：基于输入到速度控制器的速度指令和电动机的检测速度，来得到再次输入到速度控制器的电动机的检测速度。第一位置反馈电路包括第一位置控制器和速度反馈电路。第一位置反馈
电路是如下的控制环路：基于输入到第一位置控制器的位置指令和结合于电动机的负载的检测位置，来得到再次输入到第一位置控制器的结合于电动机的负载的检测位置。上述的电动机的控制装置中使用的本专利技术的控制参数的调整方法具备第一频率特性的计算步骤、当前的速度比例增益范围的计算步骤、当前的机械系统特性常数的计算步骤、当前的比例增益范围的计算步骤、经年后的特性的计算步骤、经年后的速度比例增益范围的计算步骤、经年后的比例增益范围的计算步骤以及比例增益的选择步骤。第一频率特性的计算步骤使用从转矩指令制作器输出的调整用转矩指令以及在基于调整用转矩指令来驱动电动机时所检测的电动机的检测速度。第一频率特性的计算步骤计算作为从调整用转矩指令到电动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性。当前的速度比例增益范围的计算步骤使用当前负载频率特性以及作为速度控制器中使用的控制参数的速度比例增益。当前的速度比例增益范围的计算步骤计算使速度反馈电路稳定的当前的速度比例增益的范围。当前的机械系统特性常数的计算步骤使用当前负载频率特性。当前的机械系统特性常数的计算步骤计算表示包括电动机和负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数。当前的比例增益范围的计算步骤使用速度比例增益、作为第一位置控制器中使用的控制参数的位置比例增益、当前负载频率特性以及当前机械系统特性常数。当前的比例增益范围的计算步骤计算使位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围。经年后的特性的计算步骤基于当前负载频率特性以及从电动机的控制装置的外部发送的经年变化信息来计算经年负载频率特性和经年机械系统特性常数。经年负载频率特性是指产生经年变化后的负载频率特性。经年机械系统特性常数是指产生经年变化后的机械系统特性常数。经年后的速度比例增益范围的计算步骤使用速度比例增益和经年负载
频率特性。经年后的速度比例增益范围的计算步骤计算使速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围。经年后的比例增益范围的计算步骤使用速度比例增益、位置比例增益、经年负载频率特性以及经年机械系统特性常数。经年后的比例增益范围的计算步骤计算使第一位置反馈电路稳定的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围。比例增益的选择步骤基于当前的速度比例增益的范围、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、经年后的速度比例增益的范围以及经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。当前的速度比例增益的范围是通过当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的。当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围是通过当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的。经年后的速度比例增益的范围是通过经年后的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的。经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围是通过经年后的比例增益范围的计算步骤而计算出的。本专利技术直接检测安装于电动机的负载所具有的端部的位置，根据检测出的结果来从控制装置计算位置指令。本专利技术的目的在于提供一种按计算出的位置指令来控制电动机的、电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1中的电动机的控制装置的结构图。图2是表示本专利技术的实施方式1中的电动机的控制装置的框图。图3是表示本专利技术的实施方式1中的电动机的控制装置的其它框图。图4是表示本专利技术的实施方式1中的电动机的控制装置中的控制的流程图。图5是表示本专利技术的实施方式2中的电动机的控制装置的结构图。图6是表示本专利技术的实施方式2中的电动机的控制装置的框图。图7是表示本专利技术的实施方式2中的电动机的控制装置的其它框图。图8是表示本专利技术的实施方式3中的电动机的控制装置中的控制的流程图。图9是表示以往的电动机的控制装置的结构图。具体实施方式作为本专利技术的实施方式的电动机的控制装置中使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具备：第一位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与结合于电动机的负载的检测位置一致的方式生成速度指令；速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式生成转矩指令；转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令，所述电动机的控制装置形成：作为控制环路的速度反馈电路，其包括所述速度控制器和所述转矩控制器，基于输入到所述速度控制器的所述速度指令和所述电动机的检测速度，来得到再次输入到所述速度控制器的所述电动机的检测速度；以及作为控制环路的第一位置反馈电路，其包括所述第一位置控制器和所述速度反馈电路，基于输入到所述第一位置控制器的所述位置指令和结合于所述电动机的负载的检测位置，来得到再次输入到所述第一位置控制器的结合于所述电动机的负载的检测位置，该电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备以下步骤：第一频率特性的计算步骤，使用从所述转矩指令制作器输出的所述调整用转矩指令以及在基于所述调整用转矩指令来驱动所述电动机时所检测的所述电动机的检测速度，来计算作为从所述调整用转矩指令到所述电动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性；当前的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述当前负载频率特性以及作为所述速度控制器中使用的控制参数的速度比例增益，来计算使所述速度反馈电路稳定的当前的速度比例增益的范围；当前的机械系统特性常数的计算步骤，使用所述当前负载频率特性，来计算表示包括所述电动机和所述负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数；当前的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、作为所述第一位置控制器中使用的控制参数的位置比例增益、所述当前负载频率特性以及所述当前机械系统特性常数，来计算使所述位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围；经年后的特性的计算步骤，基于所述当前负载频率特性以及从所述电动机的控制装置的外部发送的经年变化信息，来计算作为产生经年变化后的负载频率特性的经年负载频率特性以及作为产生经年变化后的机械系统特性常数的经年机械系统特性常数；经年后的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益以及所述经年负载频率特性，来计算使所述速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围；经年后的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、所述位置比例增益、所述经年负载频率特性以及所述经年机械系统特性常数，来计算使所述第一位置反馈电路稳定的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围；以及比例增益的选择步骤，基于通过所述当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的所述当前的速度比例增益的范围、通过所述当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、通过所述经年后的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益的范围以及通过所述经年后的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.25 JP 2014-0337431.一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具备：第一位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与结合于电动机的负载的检测位置一致的方式生成速度指令；速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式生成转矩指令；转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令，所述电动机的控制装置形成：作为控制环路的速度反馈电路，其包括所述速度控制器和所述转矩控制器，基于输入到所述速度控制器的所述速度指令和所述电动机的检测速度，来得到再次输入到所述速度控制器的所述电动机的检测速度；以及作为控制环路的第一位置反馈电路，其包括所述第一位置控制器和所述速度反馈电路，基于输入到所述第一位置控制器的所述位置指令和结合于所述电动机的负载的检测位置，来得到再次输入到所述第一位置控制器的结合于所述电动机的负载的检测位置，该电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备以下步骤：第一频率特性的计算步骤，使用从所述转矩指令制作器输出的所述调整用转矩指令以及在基于所述调整用转矩指令来驱动所述电动机时所检测的所述电动机的检测速度，来计算作为从所述调整用转矩指令到所述电动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性；当前的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述当前负载频率特性以及作为所述速度控制器中使用的控制参数的速度比例增益，来计算使所述速度反馈电路稳定的当前的速度比例增益的范围；当前的机械系统特性常数的计算步骤，使用所述当前负载频率特性，来计算表示包括所述电动机和所述负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数；当前的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、作为所述第一位置控制器中使用的控制参数的位置比例增益、所述当前负载频率特性以及所述当前机械系统特性常数，来计算使所述位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围；经年后的特性的计算步骤，基于所述当前负载频率特性以及从所述电动机的控制装置的外部发送的经年变化信息，来计算作为产生经年变化后的负载频率特性的经年负载频率特性以及作为产生经年变化后的机械系统特性常数的经年机械系统特性常数；经年后的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益以及所述经年负载频率特性，来计算使所述速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围；经年后的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、所述位置比例增益、所述经年负载频率特性以及所述经年机械系统特性常数，来计算使所述第一位置反馈电路稳定的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围；以及比例增益的选择步骤，基于通过所述当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的所述当前的速度比例增益的范围、通过所述当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、通过所述经年后的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益的范围以及通过所述经年后的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。2.一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具备：第二位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与电动机的检测位置一致的方式生成速度指令；速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式
\t生成转矩指令；转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令，所述电动机的控制装置形成：作为控制环路的速度反馈电路，其包括所述速度控制器和所述转矩控制器，基于输入到所述速度控制器的所述速度指令和所述电动机的检测速度，来得到再次输入到所述速度控制器的所述电动机的检测速度；以及作为控制环路的第二位置反馈电路，其包括所述第二位置控制器和所述速度反馈电路，基于输入到所述第二位置控制器的所述位置指令和所述电动机的检测位置，来得到再次输入到所述第二位置控制器的所述电动机的检测位置，该电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备以下步骤：第一频率特性的计算步骤，使用从所述转矩指令制作器输出的所述调整用转矩指令以及在基于所述调整用转矩指令来驱动所述电动机时所检测的所述电动机的检测速度，来计算作为从所述调整用转矩指令到所述电动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性；当前的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述当前负载频率特性以及作为所述速度控制器中使用的控制参数的速度比例增益，来计算使所述速度反馈电路稳定的当前的速度比例增益的范围；当前的机械系统特性常数的计算步骤，使用所述当前负载频率特性来计算表示包括所述电动机和负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数；当前的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、作为所述第二位置控制器中使用的控制参数的位置比例增益、所述当前负载频率特性以及所述当前机械系统特性常数，来计算使所述位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围；经年后的特性的计算步骤，基于所述当前负载频率特性以及从所述电动机的控制装置的外部发送的经年变化信息，来计算作为产生经年变化后的负
\t载频率特性的经年负载频率特性以及作为产生经年变化后的机械系统特性常数的经年机械系统特性常数；经年后的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益以及所述经年负载频率特性，来计算使所述速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围；经年后的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、所述位置比例增益、所述经年负载频率特性以及所述经年机械系统特性常数，来计算使所述第二位置反馈电路稳定的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围；以及比例增益的选择步骤，基于通过所述当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的所述当前的速度比例增益的范围、通过所述当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、通过所述经年后的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益的范围以及通过所述经年后的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。3.一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具备：第一位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与结合于电动机的负载的检测位置一致的方式生成速度指令；速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式生成转矩指令；转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令，所述电动机的控制装置形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：田泽徹，藤原弘，西园胜，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP