电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动机控制装置，包括：补偿数据存储部，存储与齿槽转矩引起的电动机的转矩变动对应的数据；以及干扰观测器，计算与电动机的位置对应的齿槽转矩推断值，并根据计算出的齿槽转矩推断值进行干扰抑制补偿。这样，可以抑制摩擦等的影响并减少电动机的速度波动和转矩波动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及进行电动机的干扰的推断和抑制的电动机控制装置。
技术介绍
出于精细加工等的要求，机床需要保持较高的加工品质。因此，电动机驱动需要高精度化。此外，为缩短循环时间，需要缩短定位时间。另一方面，电动机还需要小型化。将电动机小型化时，由于电动机结构的制约，有时齿槽转矩变大。由这种齿槽转矩引起的转矩波动，在加工时成为干扰。由齿槽转矩引起的转矩波动，会使被加工物的表面精度降低，或在定位时成为干扰而产生位置偏差的变动。由于所述位置偏差的变动会推迟定位时间，所以机械的循环时间被延长。此外，机械系统中存在摩擦。这种摩擦也成为加工精度降低或定位延迟的主要原因。图5是抑制这种干扰的现有干扰观测器的结构图。现有干扰观测器根据转矩指令和电动机速度，利用低通滤波器推断负载转矩。可是，为了以微分计算来去除噪声而插入的低通滤波器，会引起推断值的衰减和相位偏移。因此，难以适当补偿转矩波动。日本专利公开公报特开平4-69082号记述了这种干扰观测器的高响应化的示例。日本专利公开公报特开平4-69082号记述的伺服电动机控制装置，具备推断干扰转矩的观测器，以及用推断的干扰转矩修正转矩指令的修正单元。上述观测器以在时间上一定的干扰转矩、借助低通滤波器施加于伺服电动机为前提。上述修正单元利用通过上述观测器求出的推断干扰转矩修正转矩指令。这里，实际的编码器由于存在分辨率的制约，所以存在量子化误差。因此，日本专利公开公报特开平4-69082号的方法存在以下的问题。即，通过观测器推断的干扰转矩的高频增益上升。因此，编码器的量子化误差引起的波动，出现在推断干扰转矩中。特别是当编码器的分辨率低的
情况下，推断干扰转矩的噪声变大。
技术实现思路
鉴于上述问题，专利技术了本专利技术。本专利技术的目的是提供下述的电动机控制装置。所述电动机控制装置在抑制编码器的量子化误差的影响的同时，推断电动机的包含齿槽转矩的干扰转矩，并进行干扰抑制补偿。这样，可以抑制摩擦的影响并减少电动机的速度波动和转矩波动。本专利技术的一个方式的电动机控制装置(本电动机控制装置)，包括：补偿数据存储部，存储与齿槽转矩引起的电动机的转矩变动对应的数据；以及干扰观测器，计算与电动机的位置对应的齿槽转矩推断值，并根据计算出的齿槽转矩推断值进行干扰抑制补偿。按照本电动机控制装置，可以在抑制编码器的量子化误差的影响的同时，推断电动机的包含齿槽转矩和转矩波动的干扰转矩。通过利用所述干扰观测器进行干扰抑制补偿，可以抑制摩擦等的影响并减少电动机的速度波动和转矩波动。附图说明图1表示本专利技术的一个实施方式的电动机控制装置的结构的一例。图2表示上述电动机控制装置具备的干扰观测器的结构的一例。图3表示上述电动机控制装置具备的干扰观测器应用的速度控制系统的结构的一例。图4表示干扰抑制补偿的模拟结果。图5表示现有干扰观测器的结构。附图标记说明1 电动机控制装置2 电动机3 编码器4 速度控制器5 转矩控制器10 干扰观测器11 补偿数据存储部12 第一速度计算器13 速度计算器14 第一乘法器15 低通滤波器16 第二乘法器100 齿槽转矩推断值计算部200 第一速度计算部300 第二速度计算部400 干扰转矩推断值计算部500 全干扰转矩计算部具体实施方式在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。如图1所示，本实施方式的电动机控制装置1具备补偿数据存储部11和干扰观测器10。补偿数据存储部11存储与电动机2的位置对应的齿槽转矩的数据(齿槽转矩数据)，作为用于抑制由齿槽转矩引起的电动机2的转矩变动的数据。干扰观测器10取得电动机2的位置。干扰观测器10根据补偿数据存储部11中存储的齿槽转矩数据，从取得的电动机的位置计算齿槽转矩推断值。而且，干扰观测器10根据计算出的齿槽转矩推断值，进行干扰抑制补偿。此外，电动机控制装置1具备速度控制器4、转矩控制器5和速度计算器13。对此，将在后面利用图3进行描述。干扰观测器10具备：齿槽转矩推断值计算部100；第一速度计算部200；第二速度计算部300；干扰转矩推断值计算部400；全干扰转矩计
算部500。齿槽转矩推断值计算部100计算齿槽转矩推断值。第一速度计算部200利用额定惯性计算第一速度。第二速度计算部300计算去除齿槽转矩推断值的第二速度。干扰转矩推断值计算部400计算去除齿槽转矩推断值的干扰转矩推断值。全干扰转矩计算部500计算全干扰转矩。齿槽转矩推断值计算部100具有补偿数据存储部11。齿槽转矩推断值计算部100根据齿槽转矩数据，计算齿槽转矩推断值。即，齿槽转矩推断值计算部100取得由编码器3检测出的电动机位置。齿槽转矩推断值计算部100根据补偿数据存储部11中存储的齿槽转矩数据，从取得的电动机位置计算齿槽转矩推断值。即，齿槽转矩推断值计算部100根据齿槽转矩数据和电动机位置，计算齿槽转矩推断值。齿槽转矩推断值计算部100将计算出的齿槽转矩推断值，向第一速度计算部200和全干扰转矩计算部500输出。第一速度计算部200取得由齿槽转矩推断值计算部100计算出的齿槽转矩推断值，并根据取得的齿槽转矩推断值，利用额定惯性计算第一速度。第一速度计算部200将计算出的第一速度，向第二速度计算部300输出。第二速度计算部300取得由速度计算器13计算出的电动机速度以及由第一速度计算部200计算出的第一速度。第二速度计算部300通过从电动机速度减去第一速度，计算去除齿槽转矩推断值的第二速度。第二速度计算部300把计算出的第二速度向干扰转矩推断值计算部400输出。干扰转矩推断值计算部400根据第二速度，计算去除齿槽转矩推断值的干扰转矩推断值。即，干扰转矩推断值计算部400取得转矩指令和由第二速度计算部300计算出的第二速度。干扰转矩推断值计算部400根据转矩指令和第二速度，计算去除齿槽转矩推断值的干扰转矩推断值。干扰转矩推断值计算部400将计算出的干扰转矩推断值向全干扰转矩计算部500输出。全干扰转矩计算部500取得由干扰转矩推断值计算部400计算出的干扰转矩推断值，以及由齿槽转矩推断值计算部100计算出的齿槽转矩推断值。全干扰转矩计算部500通过将干扰转矩推断值和齿槽转矩推断
值相加，计算全干扰转矩，并且将计算出的全干扰转矩进行反馈。另外，在本实施方式中，补偿数据存储部11配置在干扰观测器10一侧。干扰观测器10只要具备齿槽转矩推断值计算部100即可。因此，补偿数据存储部11可以配置在编码器3一侧。接着，说明补偿数据存储部11和干扰观测器10的具体结构的一例。首先，电动机控制装置1通过电动机的运动方程式，使以下的公式(1)和公式(2)成立。Jnωm·s＝Tcmd-TD＝Tcmd-TL-TR···(1)TL＝Tcmd-Jn{ωm+TR/(Jn·s)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，其特征在于包括：补偿数据存储部，存储与齿槽转矩引起的电动机的转矩变动对应的数据；以及干扰观测器，计算与电动机的位置对应的齿槽转矩推断值，并根据计算出的齿槽转矩推断值进行干扰抑制补偿。

【技术特征摘要】
2015.02.26 JP 2015-0372281.一种电动机控制装置，其特征在于包括：补偿数据存储部，存储与齿槽转矩引起的电动机的转矩变动对应的数据；以及干扰观测器，计算与电动机的位置对应的齿槽转矩推断值，并根据计算出的齿槽转矩推断值进行干扰抑制补偿。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述干扰观测器根据与所述齿槽转矩引起的电动机的转矩变动对应的所述数据，计算与所述电动机的位置对应的齿槽转矩推断值。3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述干扰观测器包括：齿槽转矩推断值计算部，从所述补偿数据存储部中存储的与所述齿槽转矩引起的电动机的转矩变动对应的所述数据，计算齿槽转矩推断值；第一速度计算部，根据由所述齿槽转矩推断值计算部计算出的齿槽转矩推断值，利用额定惯性计算第一速度；第二速度计算部，通过从电动机速度减去由所述第一速度计算部计算出的所述第一速度，计算去除齿槽转矩推断值的第二速度；干扰转矩推断值计算部，根据由所述第二速度计算部计算出的所述第二速度，计算去除所述齿槽转矩推断值的干扰转矩推断值；以及全干扰转矩计算部，通过把由所述干扰转矩推断值计算部计算出的所述干扰转矩推断值与由所述齿槽转矩推断值计算部计算出的所述齿槽转矩推断值相加，计算全干扰转矩。4.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述干扰观测...

【专利技术属性】
技术研发人员：大石洁，横仓勇希，关喜亮，井出勇治，仓石大悟，高桥昭彦，平出敏雄，
申请(专利权)人：山洋电气株式会社，国立大学法人长冈技术科学大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP