电动机控制装置、机械学习装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电动机控制装置、机械学习装置及其方法。机械学习装置(1)学习将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力并输出给DC链路后进一步转换为用于电动机的驱动的交流电力并提供给电动机(104)的电动机控制装置的、与交流电源侧的停电相关联的条件，该机械学习装置具备：状态观测部(11)，其观测状态变量，该状态变量由与交流电源侧的电源电压值相关的数据、与设置在DC链路上的DC链路电容器中累积的能量相关的数据、与针对电动机控制装置的保护动作是否成功相关的数据中的至少一个而构成；以及学习部，其根据由状态变量构成的训练数据集来学习与交流电源侧的停电相关联的条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将从交流输入侧提供的交流电力转换为直流电力并输出给DC链路之后进一步转换为用于电动机的驱动的交流电力并提供给电动机的电动机控制装置、用于该电动机控制装置的机械学习装置及其方法，特别涉及一种具有在三相交流输入侧停电时指令电动机进行预定的保护动作的保护动作控制部的电动机控制装置、以及用于该电动机控制装置的机械学习装置及其方法。
技术介绍
在机床、锻压机、注射成形机、工业机械或驱动各种机器人内的电动机的电动机控制装置中，通过整流器将从三相交流输入侧提供的交流电力一旦转换为直流电力后进一步通过逆变器转换为交流电力，并将该交流电力用作设置在每个驱动轴上的电动机的驱动电力。在这种电动机控制装置中，如果在整流器的三相交流输入侧发生停电而三相交流输入电压下降，则不能够继续进行电动机的正常运行。因此，电动机、驱动该电动机的电动机控制装置、与该电动机控制装置所驱动的电动机连接的工具、该工具进行加工的加工对象以及具有该电动机控制装置的生产线等有可能产生破损或变形等任意故障。所以，在整流器的三相交流输入侧设置停电检测部来监视整流器的三相交流输入侧有无发生停电，在停电检测部判定为整流器的三相交流输入侧发生了停电的情况下，电动机控制装置需要进行避免上述故障或将故障限制为最小限度的保护动作。作为停电检测方法，例如有日本特开2006-14546号公报所记载的方法，即将整流器的交流电源侧的三相交流输入电压进行坐标转换为与其等价的两相坐标上的电压向量，通过计算该向量的振幅来计算电源电压的振幅值，并根据该振幅值低于预定的基准电压值的状态持续了预定的基准时间来检测停电。图7是表示在停电时进行保护动作的普通电动机控制装置的框图。另外，图7中，表示为了使附图简单明了而驱动一台电动机104的情况。电动机控制装置100具备：整流器101，其将来自工业三相交流电源(以下简单称为“交流电源”)103的交流电力转换为直流电力；逆变器102，其与整流器101的直流侧即DC链路(直流链路)连接，将从整流器101输出的直流电力转换为作为电动机104的驱动电力而提供的希望频率的交流电力，或者将从电动机104再生的交流电力转换为直流电力；以及DC链路电容器105，其设置在DC链路上，具有累积直流电力的蓄电功能以及抑制整流器101的直流输出的脉动量的平滑功能。电动机控制装置100，作为其控制系统具备通常动作控制部111、停电检测部112以及保护动作控制部113。通常动作控制部111根据从逆变器102提供给电动机104的交流电流、施加在DC链路电容器105两端的直流电压(以下简单称为“DC链路电压”)以及从交流电源103提供给整流器101的交流电流，对逆变器102进行控制，使得输出具有用于驱动电动机104的希望电压以及希望频率的交流电力，或者将电动机104所产生的交流再生电力转换为直流电力。另外，停电检测部112根据整流器101的交流电源侧的电源电压来检测有无发生停电，保护动作控制部113在通过停电检测部112检测出发生停电时，对逆变器102通知保护动作指令使得电动机控制装置100进行保护动作。接受保护动作指令后，逆变器102将DC链路电容器105中累积的直流电力转换为各种保护动作所需要的交流电力并输出，该各种保护动作用于保护具有与电动机104连接的工具、该工具进行加工的加工对象以及电动机控制装置100的生产线等。停电发生时进行的保护动作虽然具有能够保护具备电动机、电动机控制装置、工具、加工对象以及该电动机控制装置的生产线等的优点，但是如果一旦执行保护动作，则会有由于生产线停止造成发生经济损失的问题。因此，在发生了停电时，优选将保护动作的执行抑制为必要最小限度，以便电动机控制装置及其周边设备(例如控制电源部和冷却设备等)在某种程度期间能够通过DC链路电容器的累积能量继续通常动作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，鉴于以上问题提供一种电动机控制装置、用于该电动机控制装置的机械学习装置及其方法，在交流电源侧发生停电时，最大限度继续通常动作，并将保护动作的执行抑制为最小限度。为了实现上述目的，提供一种学习电动机控制装置的、与交流电源侧的停电相关联的条件的机械学习装置，其中，所述电动机控制装置将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力并输出给DC链路后进一步转换为用于电动机的驱动的交流电力并提供给电动机，所述机械学习装置具备：状态观测部，其观测状态变量，该状态变量由与交流电源侧的电源电压值相关的数据、与设置在DC链路上的DC链路电容器中累积的能量相关的数据、与针对电动机控制装置的保护动作是否成功相关的数据、与电动机输出相关的数据中的至少一个构成；以及学习部，其根据由状态变量构成的训练数据集来学习与交流电源侧的停电相关联的条件。这里，学习部也可以具备：奖赏计算部，其根据状态变量计算奖赏；以及函数更新部，其根据奖赏来更新函数，该函数用于变更成为交流电源侧是否停电的判断基准的电源电压值即停电检测电平、交流电源侧的电源电压未满停电检测电平的状态的持续时间即停电检测时间。另外，奖赏计算部可以在通过状态观测部观测到的DC链路电容器中累积的能量未满预定值时增加奖赏，在能量为预定值以上时减少奖赏。另外，奖赏计算部可以在通过状态观测部观测到针对电动机控制装置的保护动作失败时减少奖赏。可以将学习部构成为按照针对多个电动机控制装置所取得的训练数据集来学习条件。另外，具备上述机械学习装置的电动机控制装置还具备：意思决定部，其根据学习部按照训练数据集进行学习的结果，响应当前的状态变量的输入，决定停电检测电平以及停电检测时间；整流器，其将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力并输出给DC链路；逆变器，其与DC链路连接，将DC链路中的直流电力转换为交流电力并提供给电动机；停电检测部，其在交流电源侧的电源电压未满停电检测电平的状态持续了停电检测时间的情况下，判定为在交流电源侧发生了停电；以及保护动作控制部，其在停电检测部检测出交流电源侧的停电时，对逆变器输出保护动作指令使得输出用于电动机进行预定的保护动作的电力。这里，可以将学习部构成为按照由当前的状态变量构成的追加训练数据集，来重新学习条件并进行更新。另外，提供一种学习电动机控制装置的、与交流电源侧的停电相关联的条件的机械学习方法，其中，所述电动机控制装置将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力并输出给DC链路后进一步转换为用于电动机的驱动的交流电力并提供给电动机，所述机械学习方法具备以下步骤：状态观测步骤，其观测状态变量，该状态变量由与交流电源侧的电源电压值相关的数据、与设置在DC链路上的DC链路电容器中累积的能量相关的数据、与针对电动机控制装置的保护动作是否成功相关的数据中的至少一个构成；以及学习步骤，其根据由状态变量构成的训练数据集来学习与交流电源侧的停电相关联的条件。附图说明通过参照以下的附图能够更加明确地理解本专利技术。图1是实施例的机械学习装置的原理框图。图2是表示实施例的机械学习方法的动作原理的流程图。图3是实施例的使用了强化学习的机械学习装置的原理框图。图4是表示实施例的使用了强化学习的机械学习方法的原理的流程图。图5是表示具备实施例的机械学习装置的电动机控制装置的原理框图。图6是表示实施例的使用了强化学习的机械学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械学习装置，学习电动机控制装置的、与交流电源侧的停电相关联的条件，该电动机控制装置将从上述交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力并输出给DC链路后进一步转换为用于电动机的驱动的交流电力并提供给电动机，其特征在于，上述机械学习装置具备：状态观测部，其观测状态变量，该状态变量由与上述交流电源侧的电源电压值相关的数据、与设置在上述DC链路上的DC链路电容器中累积的能量相关的数据、与针对电动机控制装置的保护动作是否成功相关的数据、与电动机输出相关的数据中的至少一个构成；以及学习部，其根据由上述状态变量构成的训练数据集来学习与上述交流电源侧的停电相关联的条件。

【技术特征摘要】
2015.07.31 JP 2015-1520061.一种机械学习装置，学习电动机控制装置的、与交流电源侧的停电相关联的条件，该电动机控制装置将从上述交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力并输出给DC链路后进一步转换为用于电动机的驱动的交流电力并提供给电动机，其特征在于，上述机械学习装置具备：状态观测部，其观测状态变量，该状态变量由与上述交流电源侧的电源电压值相关的数据、与设置在上述DC链路上的DC链路电容器中累积的能量相关的数据、与针对电动机控制装置的保护动作是否成功相关的数据、与电动机输出相关的数据中的至少一个构成；以及学习部，其根据由上述状态变量构成的训练数据集来学习与上述交流电源侧的停电相关联的条件。2.根据权利要求1所述的机械学习装置，其特征在于，上述学习部具备：奖赏计算部，其根据上述状态变量计算奖赏；以及函数更新部，其根据上述奖赏来更新函数，该函数用于变更成为上述交流电源侧是否停电的判断基准的电源电压值即停电检测电平、上述交流电源侧的电源电压未满上述停电检测电平的状态的持续时间即停电检测时间。3.根据权利要求2所述的机械学习装置，其特征在于，上述奖赏计算部在通过上述状态观测部观测到的上述DC链路电容器中累积的能量未满预定值时增加奖赏，在所述能量为上述预定值以上时减少奖赏。4.根据权利要求2所述的机械学习装置，其特征在于，上述奖赏计算部在通过上述状态观测部观测到针对电动机控制装置的保护动作失败时减少奖赏。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的机械学习装置，其特征在于，将上述学习部构成为按照针对多个电动机控制装置取得的上述训...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本健太，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP