一种电动机控制装置，其特征在于，该电动机控制装置具有速度控制环，该速度控制环包含： 速度检测单元，其检测电动机的速度； 速度控制单元，其输入速度指令信号和由上述速度检测单元所检测的电动机速度，并输出用于使上述电动机速度跟随上述速度指令信号的电动机驱动指令；以及 陷波滤波器，其与上述速度控制单元串联连接，对输入信号中的规定的中心频率的信号分量进行衰减来进行输出； 上述陷波滤波器的中心频率被设定成与使不包含上述陷波滤波器的上述速度控制环的开环频率特性的相位成为从预先设定的相位余量值中减去１８０度所得的值的频率相等； 上述陷波滤波器的中心频率的信号分量的衰减率被设定成使包含该陷波滤波器的上述速度控制环的开环频率特性的相位线图的倾斜度在上述中心频率时大致为零。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在工作机械、机器人等的产业用机械中使用的电动机的 电动机控制装置，特别是涉及使电动机控制装置的速度控制环的控制性 能提高的技术。
技术介绍
图7是示出现有的电动机控制装置中的速度控制系统的结构的方框 图。在图7中，电动机控制装置200进行电动机1的控制。电动机1的 驱动轴3上连接有负载2。并且，在电动机1上装备有检测电动机1的位 置并输出该位置的编码器4。电动机控制装置200具有速度检测单元5、比较器6、速度控制单 元7以及电流控制单元8。速度检测单元5通过对编码器4输出的电动机 位置求微分来计算电动机1的速度(旋转速度)。比较器6把从未作图示 的上位控制器或者位置控制器所提供的速度指令信号与作为速度检测单 元5的输出的电动机速度进行比较，输出作为两者的差的速度误差。速 度控制单元7输入作为比较器6的输出的速度误差，并输出作为电动机 的驱动指令的电流指令。电流控制单元8根据作为速度控制单元7的输 出的电流指令控制电动机电流，从而使电动机1产生规定转矩，由此使 电动机1旋转。速度控制单元7由比例控制器9、积分控制器10以及加法器11构成。 比例控制器9将所输入的速度误差乘以比例增益KP来输出，积分控制器 10将速度误差的积分值乘以积分增益KI来输出。加法器11将比例控制 器9的输出和积分控制器10的输出相加，作为电流指令来输出。现有的电动机控制装置200如上述的那样来构成。然后，使电动机 1产生转矩，以使作为速度指令信号与电动机速度的差的速度误差减小。由此，电动机1和负载2旋转，以使电动机速度跟随从上位控制器或者位置控制器所提供的速度指令信号。在干扰转矩作用于负载2的情况下, 由于该干扰转矩而使电动机速度变动，然而该速度变动由编码器4和速 度检测单元5来检测出，并被反馈到速度控制单元7，生成校正速度变动 的电流指令。这样，即使在干扰转矩起作用的情况下，也能由速度控制 环抑制速度变动，控制电动机l，以便跟随速度指令信号。由于比例增益KP和积分增益KI越大，对速度指令信号的跟随速度 和跟随精度、以及抑制干扰fe矩的影响的性能就越良好，因而一般情况 下把这些值设定得尽可能大。然而，当使这些值过大时，有损控制系统 的稳定性，容易发生振动和振荡。因此，在能确保某种程度的稳定余量 的范围内设定成尽可能大的值。作为稳定余量的指标，相位余量和增益余量是公知的。以往公幵了 一种技术，即调整比例增益KP和积分增益KI等的控制参数，以使相 位余量和增益余量处于规定范围内(例如，参照专利文献l)。然而，在现有技术中，在相位余量和增益余量等的稳定余量不足的 情况下，由于只是减小比例增益KP和积分增益KI的值，因而具有不能 充分增大比例增益KP和积分增益KI的值的情况，不能满足所要求的控 制性能。并且，在专利文献2中进行了设置陷波滤波器来提高电动机控制装 置的控制性能的提案。在该提案中，把控制系统的振荡频率附近、或者 开始出现相位延迟的频率作为中心频率，而且把在中心频率时的衰减量 小的陷波滤波器插入到控制系统内，从而改善控制系统的相位特性。通 过改善相位特性，可在防止振荡的同时，提高控制增益，从而可提高控 制性能。在该技术中，控制系统的相位特性改善的程度大大依赖于插入到控 制系统内的陷波滤波器的特性。因此，要想有效改善相位特性，需要适当设定陷波滤波器的中心频i和在中心频率时的衰减量。然而，不仅在上述专利文献2中，而且在其他文献中，这些具体设定方法都未公开， 并且一般也未公知。由于未确立明确具体的陷波滤波器的设定方法，因而按照各个控制对象适当设定陷波滤波器的特性是困难的，具有不能充 分获得陷波滤波器的特性改善效果的情况。专利文献l:日本特开2002—116803号公报 专利文献2:日本特开平5 —76192号公报在专利文献1所示的调整控制参数以使相位余量和增益余量处于规 定范围内的现有技术中，具有不能充分增大比例增益KP和积分增益KI 的值的情况，从而具有不能满足所要求的控制性能的情况。而且，在专利文献2所提出的技术中，由于以往适当设定陷波滤波 器的特性的方法是未知的，因而具有以下问题，即具有不能充分改善 控制系统的特性的情况。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而作成的，本专利技术的目的是提供可在 确保规定的相位余量和增益余量的同时，有效改善控制系统的性能的电 动机控制装置。本专利技术的电动机控制装置的特征在于，该电动机控制装置具有速度控制环，该速度控制环包含速度检测单元，其检测电动机的速度；速 度控制单元，其输入速度指令信号和由速度检测单元所检测的电动机速 度，并输出用于使电动机速度跟随速度指令信号的电动机驱动指令；以 及陷波滤波器，其与速度控制单元串联连接，对输入信号中的规定的中 心频率的信号分量进行衰减来进行输出；陷波滤波器的中心频率被设定成与使不包含陷波滤波器的速度控制环的开环频率特性的相位成为从预先设定的相位余量值中减去180度所得的值的频率相等；陷波滤波器的 中心频率的信号分量的衰减率被设定成使包含该陷波滤波器的速度控制 环的开环频率特性的相位线图的倾斜度在中心频率时大致为零。并且，本专利技术的电动机控制装置的特征在于，该电动机控制装置具 有速度控制环，该速度控制环包含速度检测单元，其检测电动机的速 度；速度控制单元，其输入速度指令信号和由速度检测单元所检测的电 动机速度，并输出用于使电动机速度跟随速度指令信号的电动机驱动指令；以及陷波滤波器，其与速度控制单元串联连接，其对输入信号中的 规定的中心频率的信号分量进行衰减来进行输出；陷波滤波器的中心频 率被设定成与使不包含陷波滤波器的速度控制环的开环频率特性的相位 成为从预先设定的相位余量值中减去180度所得的值的频率相等；陷波 滤波器的中心频率的信号分量的衰减率是一3db 一6db。而且，本专利技术的电动机控制装置的特征在于，该电动机控制装置具 有速度控制环，该速度控制环包含速度检测单元，其检测电动机的速 度；速度控制单元，其输入速度指令信号和由速度检测单元所检测的电 动机速度，并输出用于使电动机速度跟随速度指令信号的电动机驱动指 令；以及陷波滤波器，其与速度控制单元串联连接，其对输入信号中的 规定的中心频率的信号分量进行衰减来进行输出；陷波滤波器的中心频 率是不包含陷波滤波器的速度控制环的开环频率特性的相位为一180度 的频率的0.3 0.7倍；陷波滤波器的中心频率的信号分量的衰减率是一 3db 一6db。而且，本专利技术的电动机控制装置的特征在于，该电动机控制装置构 成速度控制环，该速度控制环包含速度检测单元，其检测电动机的速 度；速度控制单元，其输入速度指令信号和由速度检测单元所检测的电 动机速度，并输出用于使电动机速度跟随速度指令信号的电动机驱动指 令；以及陷波滤波器，其与速度控制单元串联连接，其对输入信号中的 规定中心频率的信号分量进行衰减来进行输出；该电动机控制装置还具 有相位余量设定单元，其设定期望的相位余量值；增益余量设定单元， 其设定期望的增益余量值；频率特性取得单元，其取得不包含陷波滤波 器的速度控制环的开环频率特性；以及参数设定单元，其设定陷波滤波 器的中心频率和该中心频率的信号分量的衰减率；参数设定单元根据由频率特性取得单元所取得的速度开本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动机控制装置，其特征在于，该电动机控制装置具有速度控制环，该速度控制环包含：速度检测单元，其检测电动机的速度；速度控制单元，其输入速度指令信号和由上述速度检测单元所检测的电动机速度，并输出用于使上述电动机速度跟随上述速度指令信号的电动机驱动指令；以及陷波滤波器，其与上述速度控制单元串联连接，对输入信号中的规定的中心频率的信号分量进行衰减来进行输出；上述陷波滤波器的中心频率被设定成与使不包含上述陷波滤波器的上述速度控制环的开环频率特性的相位成为从预先设定的相位余量值中减去１８０度所得的值的频率相等；上述陷波滤波器的中心频率的信号分量的衰减率被设定成使包含该陷波滤波器的上述速度控制环的开环频率特性的相位线图的倾斜度在上述中心频率时大致为零。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎友宏，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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