伺服放大器的自动调谐方法及马达控制装置制造方法及图纸

在进行用于马达的伺服控制的伺服放大器的自动调谐时，能够与连接于马达的负载的大小无关地执行自动调谐，并且还能够使位置指令滤波器的控制参数最优化。在进行伺服放大器的增益的调谐之前，执行以下工序：基于以比增益调谐时使用的速度慢的速度驱动马达时的马达的响应，推定与马达相关的惯量比的工序(103)；以及基于惯量比，决定进行自动调谐时的位置指令滤波器的控制参数的初始值的初始值决定工序(104)。(104)。(104)。

【技术实现步骤摘要】
伺服放大器的自动调谐方法及马达控制装置


[0001]本专利技术涉及基于位置指令控制马达的旋转位置的伺服控制，特别涉及用于伺服控制的伺服放大器的自动调谐方法和执行该自动调谐方法的马达控制装置。

技术介绍

[0002]如果通过急剧变化的位置指令驱动伺服马达，则马达的位置会在目标位置的前后振动等，马达的动作有时会失去稳定性，另外，到达目标位置的时间有时反而变长。为了确保马达的动作稳定性，能够平滑地追随位置指令而提高稳定性，需要在用于马达的驱动的伺服放大器中，对所输入的位置指令进行例如平滑化的滤波处理，基于滤波处理后的位置指令进行伺服控制。进行位置指令的平滑化处理的滤波器被称为位置指令滤波器，例如由低通滤波器或移动平均滤波器构成。位置指令滤波器中的时间常数或截止频率、移动平均次数等控制参数需要根据与马达连接的负载适当地确定。另外，在伺服放大器中，一般被称为增益或增益参数的位置增益、前馈增益、速度增益等也被设定为控制参数。增益的值也需要根据负载适当地确定。
[0003]作为设定控制参数的技术，专利文献1公开了如下内容:关于在伺服放大器中使用的各种控制参数，预先准备多组这些控制参数的值的代表性的组合并存储在表中，根据负载的刚性值从表中读出控制参数的值的组合，根据读出的值设定伺服放大器中的各个控制参数。根据专利文献1所记载的技术，根据负载的刚性值来设定伺服放大器的增益，并且设定位置指令滤波器的截止频率。专利文献2公开了根据示出想要实现的响应速度的响应性设定信号和示出负载是何物的负载机械种类判别信号，自动地运算在位置指令滤波部、位置控制部、速度控制部以及电流控制部等中使用的控制参数。
[0004]由于对伺服放大器设定的控制参数依赖于与马达连接的负载，所以为了能够应对各种负载，提出了根据负载自动地设定伺服放大器中的这些控制参数的自动调谐技术。自动调谐技术是根据在将负载连接到马达的状态下驱动马达时的响应来决定各控制参数的技术。作为自动调谐技术的一例，专利文献3公开了一种马达控制装置，该马达控制装置具有:伺服放大器；自动调谐部，其测定机械系统的负载惯性的大小并自动决定控制增益；增益存储部，其存储所决定的增益；以及增益读出部，其根据所输入的指令值和控制对象的响应，读出所存储的增益并设定在伺服放大器中。专利文献3没有公开对位置指令进行滤波处理的位置指令滤波器的控制参数的自动设定。关于位置指令滤波器，已知在该位置指令滤波器是移动平均滤波器时，测量驱动马达时的位置偏差的振动周期，根据该振动周期调整位置指令滤波器中的移动平均次数(在移动平均值的计算中使用连续的几个数据的值)即可。[现有技术文献][专利文献][0005]专利文献1:日本特开2007
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336792号公报专利文献2:日本特开2011
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97758号公报
专利文献3:日本特开平9
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9662号公报

技术实现思路

[0006]在基于负载与马达连接的状态下驱动马达时的响应进行自动调谐的情况下，在满足自动调谐的结束条件之前无法进行位置偏差的振动周期的测定，或者在位置偏差中未产生振动时，位置指令滤波器的控制参数保持初始值而不设定为最佳值。例如，在与马达的转子相比负载的质量或惯量(惯性动量)足够大的情况下，如果位置指令滤波器的控制参数的值是基本上没有对位置指令进行平滑的值，则在自动调谐的执行过程中由位置偏差引起的转矩指令值变得过大，有时考虑安全方面不得不中止自动调谐。在这种情况下，位置指令滤波器的控制参数保持初始值不变，没有被最优化。此外，在这种情况下，每个增益的值也保持为初始值，没有被最优化。另一方面，如果在控制参数设定为使位置指令过度平滑的值时执行自动调谐，则位置偏差中不易产生振动，无法测量振动周期，此时也无法进行位置指令滤波器的控制参数的最优化。
[0007]本专利技术的目的在于提供一种自动调谐方法和实施这样的自动调谐方法的马达控制装置，该自动调谐方法能够与连接于马达的负载的大小无关地执行自动调谐，并且还能够使位置指令滤波器的控制参数最优化。
[0008]本专利技术的自动调谐方法是具备对从外部输入的位置指令进行平滑化的位置指令滤波器并反馈马达的位置、基于位置指令控制马达的位置的伺服放大器的自动调谐方法，具有:基于以第一速度驱动马达时的马达的响应推定与马达有关的惯量比的工序；和基于惯量比设定位置指令滤波器的控制参数的初始值的初始值设定工序。
[0009]在本专利技术的自动调谐方法中，为了执行一系列的自动调谐动作，驱动马达，求出与马达相关的惯量比，根据惯量比，设定用于自动调谐的位置指令滤波器的控制参数的初始值。由此，在惯量比大的情况下，位置指令滤波器的控制参数的初始值成为例如会使位置指令被更大程度平滑化的值，其结果，防止在自动调谐中转矩指令值变得过大等，提高自动调谐执行到最后的可能性。即使在不充分的状态下中止自动调谐，基于惯量比确定的位置指令滤波器的控制参数的初始值也是作为位置指令滤波器的控制参数而接近最佳值的值，即使不进行位置指令滤波器的控制参数的最优化，也是在伺服放大器的实际使用中能够直接安全地使用的值。在惯量比小的情况下，位置指令滤波器的控制参数的初始值成为例如基本上没有对位置指令进行平滑化的值，因此在自动调谐中容易检测到位置偏差中的振动周期，能够可靠地进行位置指令滤波器的控制参数的最优化。
[0010]在本专利技术的自动调谐方法中，位置指令滤波器例如是移动平均滤波器，位置指令滤波器的控制参数是移动平均滤波器中的移动平均次数。在该情况下，在初始值设定工序中，惯量比越大，移动平均次数越大。如果使用移动平均滤波器作为位置指令滤波器，则能够将推定出的惯量比乘以适当的系数而得到的值设定为作为位置指令滤波器的控制参数的移动平均次数，因此能够简化用于设定位置指令滤波器的控制参数的运算处理。
[0011]在本专利技术的自动调谐方法中，优选在初始值设定工序之后执行增益调谐工序，该增益调谐工序在伺服放大器中对作为自动调谐对象的多个增益进行自动调谐。增益调谐工序是基于经由控制参数被设定为初始值的位置指令滤波器提供位置指令来驱动马达时的马达的响应，决定针对多个增益各自的设定值的工序。通过使用基于惯量比确定的位置指
令滤波器的控制参数的初始值来实施增益调谐工序，如上所述，减少中途停止增益调谐的可能性，容易将各增益设定为最佳值，并且位置指令滤波器的控制参数也容易设定为最佳值。
[0012]在本专利技术的自动调谐方法中，优选在增益调谐工序中，以比第一速度快的第二速度驱动马达。这样，能够减小增益调谐中途停止或没有完全完成的可能性，并且能够在接近实际使用时的条件下在短时间内完成增益调谐工序。
[0013]在本专利技术的自动调谐方法中，优选在将多个增益各自的值的组合作为增益集而准备了多个增益集的基础上，在增益调谐工序中执行以下工序:响应检测工序，从多个增益集中选择一个增益集，求出将该增益集中的多个增益各自应用于伺服放大器时的马达的响应；以及通过对多个增益集中的不同的增益集重复执行响应检测工序，从多个增益集中决定最佳增益集，将最佳增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动调谐方法，是伺服放大器中的自动调谐方法，该伺服放大器具备对从外部输入的位置指令进行平滑化的位置指令滤波器，反馈马达的位置，并根据所述位置指令控制所述马达的位置，所述自动调谐方法的特征在于，包括：基于以第一速度驱动所述马达时的所述马达的响应，推定与所述马达相关的惯量比的工序；以及根据所述惯量比设定所述位置指令滤波器的控制参数的初始值的初始值设定工序。2.如权利要求1所述的自动调谐方法，其特征在于，所述位置指令滤波器是移动平均滤波器，所述位置指令滤波器的控制参数是所述移动平均滤波器中的移动平均次数，在所述初始值设定工序中，所述惯量比越大，所述移动平均次数越大。3.如权利要求1或2所述的自动调谐方法，其特征在于，在所述初始值设定工序之后，具有对所述伺服放大器中成为自动调谐对象的多个增益进行自动调谐的增益调谐工序，所述增益调谐工序是根据经由所述控制参数被设定为所述初始值的所述位置指令滤波器提供位置指令来驱动所述马达时的所述马达的响应，决定针对所述多个增益各自的设定值的工序。4.如权利要求3所述的自动调谐方法，其特征在于，在所述增益调谐工序中，以比所述第一速度快的第二速度驱动所述马达。5.如权利要求3或4所述的自动调谐方法，其特征在于，将所述多个增益各自的值的组合作为增益集并准备多个增益集，所述增益调谐工序包括：从所述多个增益集中选择一个增益集，求出将该增益集中的所述多个增益分别应用于所述伺服放大器时的所述马达的响应的响应检测工序；以及通过对所述多个增益集中的不同的增益集反复执行所述响应检测工序，从所述多个增益集中决定最佳增益集，将所述最佳增益集中的所述多个增益各自的值作为所述设定值的工序，根据所述惯量比设定最初执行所述响应检测工序时选择的增益集。6.如权利要求3至5中任一项所述的自动调谐方法，其特征在于，在所述增益调谐工序的实施过程中所述马达的位置偏差产生振动时，根据所述振动的周期更新所述位置指令滤波器的控制参数。7.如权利要求1至6中任一项所述的自动调谐方法，其特征在于，在推定所述惯量比的工序之前，具有以比所述第一速度慢的速度驱动所述马达并确认所述马达的可动范围的工序。8.一种马达控制装置，基于从外部输入的位置指令来控制马达，其特征在于，包括：伺服放大器，其具备对所述位置指令进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林永二，
申请(专利权)人：日本电产三协株式会社，
类型：发明
国别省市：