振动抑制装置、振动抑制方法以及程序制造方法及图纸

一种振动抑制装置，其对具有固有振动模式的机械系统中的动作部的振动进行抑制，该机械系统包括动作部、使动作部工作的致动部、以及将动作部和致动部连结的弹性体，其中，振动抑制装置的特征在于，具备：生成机构，其生成驱动致动部的驱动信号；推定机构，其对与机械系统相关的计测量进行推定；补正机构，其基于由推定机构推定出的计测量，对由生成机构生成的驱动信号进行补正；以及变更机构，其在机械系统的模型化误差增大的期间对在推定机构中使用的增益进行变更，以使得模型化误差的增大的影响变小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】振动抑制装置、振动抑制方法以及程序
本专利技术涉及对具有固有振动模式的机械系统中的动作部的振动进行抑制的振动抑制装置、振动抑制方法以及程序，该机械系统包括动作部、使动作部工作的致动部、以及将动作部与致动部连结的弹性体。
技术介绍
已知有如下开环振动抑制方法：使与从安装于包含弹性体的驱动系统中的马达的干扰观测器得到的干扰转矩对应的电流通过带通滤波器，从而得到由弹性体产生的振动转矩(电流值)，并将该电流值以增益KC(转矩)放大，且将其从马达的电流指令(转矩指令)减去(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平7-337058号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在此，在采用对由干扰观测器得到的干扰转矩进行滤波处理而取出振动转矩，并通过开环控制来对转矩指令进行补正的结构的情况下，若机械系统的模型化误差的影响大，则有可能由滤波处理取出错误的振动转矩成分而进行错误的振动抑制。本专利技术的目的在于降低因机械系统的模型化误差而进行错误的振动抑制的可能性。用于解决课题的方案基于上述目的，本专利技术提供一种振动抑制装置，其对具有固有振动模式的机械系统中的动作部的振动进行抑制，该机械系统包括动作部、使动作部工作的致动部、以及将动作部和致动部连结的弹性体，其中，振动抑制装置具备：生成机构，其生成驱动致动部的驱动信号；推定机构，其对与机械系统相关的计测量进行推定；补正机构，其基于由推定机构推定出的计测量，对由生成机构生成的驱动信号进行补正；以及变更机构，其在机械系统的模型化误差增大的期间对在推定机构中使用的增益进行变更，以使得模型化误差的增大的影响变小。在此，模型化误差增大的期间可以是致动部的角速度的方向反转的前后期间。另外，可以是，推定机构使用机械系统的状态方程式中的状态量的微分值对计测量进行推定。而且，可以是，补正机构通过对驱动信号进行基于计测量的正反馈，由此对驱动信号进行补正。另外，计测量可以是致动部的振动转矩的推定值或者致动部的振动转矩的微分值的推定值。在该情况下，可以是，推定机构通过对推定出的干扰进行滤波处理，从而根据干扰来算出振动转矩的推定值或者振动转矩的微分值的推定值。并且，可以是，变更机构可以将滤波处理中的收敛增益作为增益来使用。而且，计测量也可以是致动部的振动转矩的推定值或者致动部的振动转矩的推定值的微分值。在该情况下，可以是，推定机构通过对推定出的干扰进行遗忘因子以及加权的最小二乘推定，由此根据干扰算出振动转矩的推定值。并且，可以是，变更机构将遗忘因子以及加权的最小二乘推定中的权重作为增益来使用。另外，计测量也可以是动作部的角速度的推定值。在该情况下，可以是，变更机构将在算出角速度的推定值时所使用的收敛增益作为增益来使用。或者，计测量也可以是弹性体的弹性变形角速度的推定值。另外，本专利技术也提供一种振动抑制方法，其对具有固有振动模式的机械系统中的动作部的振动进行抑制，该机械系统包括动作部、使动作部工作的致动部、以及将动作部和致动部连结的弹性体，其中，振动抑制方法包括如下步骤：在机械系统的模型化误差增大的期间对增益进行变更以使得模型化误差的增大的影响变小，且在该期间以外不对增益进行变更，由此对与机械系统相关的计测量进行推定的步骤；以及基于推定出的计测量，对驱动致动部的驱动信号进行补正的步骤。而且，本专利技术也提供一种使计算机作为振动抑制装置发挥功能的程序，该振动抑制装置对具有固有振动模式的机械系统中的动作部的振动进行抑制，该机械系统包括动作部、使动作部工作的致动部、以及将动作部和致动部连结的弹性体，其中，程序用于使计算机作为生成机构、推定机构、补正机构、以及变更机构发挥功能，生成机构生成驱动致动部的驱动信号，推定机构对与机械系统相关的计测量进行推定，补正机构基于由推定机构推定出的计测量，对由生成机构生成的驱动信号进行补正，变更机构在机械系统的模型化误差增大的期间对在推定机构中使用的增益进行变更，以使得模型化误差的增大的影响变小。专利技术效果根据本专利技术，能够降低因机械系统的模型化误差而进行错误的振动抑制的可能性。附图说明图1是示出应用本实施方式的机械系统10的结构的图。图2是示出微小运动时的振动行为中的、没有进行振动抑制的情况下的振动行为的模拟结果的图表。图3是示出微小运动时的振动行为中的、利用现有技术进行了振动抑制的情况下的振动行为的模拟结果的图表。图4是示出第一实施方式的机械控制系统的结构例的框图。图5的(a)是示出现有技术的周期干扰观测器中的干扰推定结果的图表，图5的(b)是示出第一实施方式的周期干扰观测器中的干扰推定结果的图表。图6是示出将反馈增益Gd设为1并将振动转矩推定值dω^进行正反馈而得到的结果的图表。图7是示出将反馈增益Gd设为3并将振动转矩推定值dω^进行正反馈而得到的结果的图表。图8是示出将反馈增益Gd设为10并将振动转矩推定值dω^进行正反馈而得到的结果的图表。图9是示出第一实施方式的控制器的收敛增益变更部、周期干扰观测器等的动作例的流程图。图10是示出第二实施方式的机械控制系统的结构例的框图。图11是示出第二实施方式的控制器的权重变更部、最小二乘推定部等的动作例的流程图。图12是示出第三实施方式的机械控制系统的构成有周期干扰速度观测器的情况的结构例的框图。图13是示出第三实施方式的控制器的收敛增益变更部、周期干扰速度观测器等的动作例的流程图。图14是示出第四实施方式的机械控制系统的结构例的框图。图15是示出第四实施方式的控制器的权重变更部、最小二乘推定部等的动作例的流程图。图16是示出第五实施方式的机械控制系统的结构例的框图。图17是示出用于根据马达角速度和转矩来计算臂角速度推定值的流程的框图。图18是示出未对收敛增益与目标角速度相应地进行变更的情况下的臂角速度的实际值与臂角速度推定值的差异的图表。图19是示出使用未对收敛增益与目标角速度相应地进行变更的情况下的臂角速度推定值进行了反馈而得到的结果的图表。图20是示出对收敛增益与目标角速度相应地进行了变更的情况下的臂角速度的实际值与臂角速度推定值的差异的图表。图21是示出使用对收敛增益与目标角速度相应地进行了变更的情况下的臂角速度推定值进行了反馈而得到的结果的图表。图22是示出第五实施方式的控制器的收敛增益变更部、臂角速度推定观测器等的动作例的流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。[本实施方式的背景]图1是示出应用本实施方式的机械系统10的结构的图。如图所示，机械系统10是通过将臂1与马达2用减速机等的弹性体3结合而构成的、具有固有振动模式的机械系统。另外，将臂1的旋转角设为θA，将马达2的旋转角设为θM，将对马达2的指令转矩设为τ。由马达2返回旋转角θM。在此，臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动抑制装置，其对具有固有振动模式的机械系统中的动作部的振动进行抑制，该机械系统包括所述动作部、使该动作部工作的致动部、以及将该动作部和该致动部连结的弹性体，其中，所述振动抑制装置的特征在于，/n所述振动抑制装置具备：/n生成机构，其生成驱动所述致动部的驱动信号；/n推定机构，其对与所述机械系统相关的计测量进行推定；/n补正机构，其基于由所述推定机构推定出的所述计测量，对由所述生成机构生成的所述驱动信号进行补正；以及/n变更机构，其在所述机械系统的模型化误差增大的期间对在所述推定机构中使用的增益进行变更，以使得该模型化误差的增大的影响变小。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181004 JP 2018-1888261.一种振动抑制装置，其对具有固有振动模式的机械系统中的动作部的振动进行抑制，该机械系统包括所述动作部、使该动作部工作的致动部、以及将该动作部和该致动部连结的弹性体，其中，所述振动抑制装置的特征在于，
所述振动抑制装置具备：
生成机构，其生成驱动所述致动部的驱动信号；
推定机构，其对与所述机械系统相关的计测量进行推定；
补正机构，其基于由所述推定机构推定出的所述计测量，对由所述生成机构生成的所述驱动信号进行补正；以及
变更机构，其在所述机械系统的模型化误差增大的期间对在所述推定机构中使用的增益进行变更，以使得该模型化误差的增大的影响变小。


2.根据权利要求1所述的振动抑制装置，其特征在于，
所述模型化误差增大的期间是所述致动部的角速度的方向反转的前后期间。


3.根据权利要求1所述的振动抑制装置，其特征在于，
所述推定机构使用所述机械系统的状态方程式中的状态量的微分值对所述计测量进行推定。


4.根据权利要求1所述的振动抑制装置，其特征在于，
所述补正机构通过对所述驱动信号进行基于所述计测量的正反馈，由此对该驱动信号进行补正。


5.根据权利要求1所述的振动抑制装置，其特征在于，
所述计测量是所述致动部的振动转矩的推定值或者所述致动部的振动转矩的微分值的推定值。


6.根据权利要求5所述的振动抑制装置，其特征在于，
所述推定机构通过对推定出的干扰进行滤波处理，从而根据该干扰来算出所述振动转矩的推定值或者所述振动转矩的微分值的推定值。


7.根据权利要求6所述的振动抑制装置，其特征在于，
所述变更机构将所述滤波处理中的收敛增益作为所述增益来使用。


8.根据权利要求1所述的振动抑制装置，其特征在于，
所述计测量是所述致动部的振动转矩的推定值或者所述致动部的振动转矩的推定值的微分值。


9.根据权利要求8所述的振动抑制装...

【专利技术属性】
技术研发人员：西田吉晴，四方田真美，木田直希，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP