DE112011100347B4

DE112011100347B4 - Motorsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112011100347B4
Application number: DE112011100347.1T
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Ikeda; Yoshihiro Marushita; Koichiro Ueda; Yuji Igarashi; Kiyoshi Maekawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2020-07-23
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: KR101389616B1; US20120306426A1; CN102725956B; TW201135382A; JP5340423B2; KR20120099142A; CN102725956A; US8786219B2; JPWO2011093281A1; DE112011100347T5; TWI453556B; WO2011093281A1

Abstract

Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) zum Ausgeben eines Antriebskraft-Befehls an eine Stromsteuerung eines Motors, wobei ein Bewegungs-Befehl für eine Bewegung des Motors als eine Geschwindigkeit oder eine Position, und ein Motorbewegungs-Erfassungswert entsprechend einem Ergebnis der Erfassung der Bewegung als Eingabe empfangen werden, wobei die Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) enthält:eine Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion (10) zum Berechnen eines Bewegungs-Referenzwertes entsprechend einem Referenzsignal für die Bewegung des Motors und einer Vorwärtssteuerung-Antriebskraft, wobei der Bewegungs-Befehl als Eingabe empfangen wird;eine Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion (20) zum Empfangen einer Steuerabweichung, welche durch eine von einer Steuerabweichungs-Berechnungssektion (50) durchgeführte Berechnung bestimmt ist, als eine Eingabe, um ein Ergebnis einer Steuerberechnung, welche eine Integral-Berechnung enthält, als eine Abweichung-Kompensation-Antriebskraft auszugeben, wobei die Steuerberechnung unter Verwendung eines zuvor eingestellten Steuerparameters durchgeführt wird, um somit die Steuerabweichung zu reduzieren;eine Antriebskraft-Befehl-Synthetisierungs-Sektion (30) zum Ausgeben des Antriebskraft-Befehls an die Stromsteuerung, durch eine Berechnung zum Erlangen einer Summe aus der Vorwärtssteuerung-Antriebskraft und der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft als stationäre Eigenschaften;eine Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40) zum Berechnen eines Bewegungs-Korrekturwerts, wobei ein vorbestimmter Reaktionskraft-Referenzwert und die Abweichung-Kompensation-Antriebskraft als Eingabe empfangen werden; undeine Steuerabweichung-Berechnungssektion (50) zum Berechnen der Steuerabweichung, wobei eine Abweichung zwischen dem Bewegungs-Referenzwert und dem Motor-Bewegung-Erfassungswert, und der Bewegungs-Korrekturwert als Eingabe empfangen werden.

Description

Geänderte Beschreibung
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung zum Antreiben von verschiedenen industriellen mechanischen Vorrichtungen.
STAND DER TECHNIK
Als ein erster Stand der Technik einer Motorsteuervorrichtung ist beispielsweise eine Verwendung, welche als Bahn-Handhabung-Steuerung (engl.: web handling control) bezeichnet wird, zum kontinuierlichen Fördern eines bandartigen Materials (Bahn) unter Verwendung einer Rolle, welche durch einen Motor gedreht wird, wie im Falle einer Stahlwalzlinie, ins Auge gefasst. Im Stand der Technik der zuvor beschriebenen Verwendung ist zum Zwecke der Verhinderung einer ansteigenden Unausgeglichenheit eines Last-Drehmoments in Motoren, welche durch ein zu förderndes Material verbunden sind, seit langer Zeit eine Geschwindigkeitssteuereinheit mit einer Funktion, welche als Absenkung (engl.: drooping) bezeichnet wird, bereitgestellt (s. beispielsweise Patentliteratur 1).
Bei der Absenkungssteuerung wird ein Wert entsprechend eines proportionalen Mehrfachen eines Signals, welches auf einen Motorstrom hinweist, d.h. ein Motor-Drehmoment, von einem Geschwindigkeit-Befehl subtrahiert, wodurch eine Absenkungscharakteristik (Absenkung), bei welcher eine Motorgeschwindigkeit abnimmt, wenn das Motor-Drehmoment zunimmt, bereitgestellt wird. Auf diese Art und Weise wird eine Funktion zum Verhindern, dass ein Laststrom eines spezifischen Motors unter den mehreren Motoren, welche durch das zu fördernde Material verbunden sind, übermäßig hoch wird, realisiert.
Eine in Patentliteratur 1 beschriebene Motorsteuervorrichtung enthält, wie in 1 der Patentliteratur 1 dargestellt, eine Geschwindigkeitssteuereinheit, welche einer herkömmlichen Absenkungssteuerung unterworfen ist (genauer gesagt, eine Geschwindigkeitssteuereinheit, welche mit einer Absenkungscharakteristik bereitgestellt ist, indem eine Absenkungsgröße entsprechend einem proportionalen Mehrfachen einer Ausgabe der Geschwindigkeitssteuereinheit vom Geschwindigkeit-Befehl subtrahiert wird) innerhalb der Motorsteuervorrichtung. Ferner enthält die in Patentliteratur 1 beschriebene Motorsteuervorrichtung zusätzlich eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Strom-Berechnungseinheit zum Berechnen eines Drehmoments, welches zum Beschleunigen/Verzögern des Motors erforderlich ist, so dass eine Ausgabe der Geschwindigkeitssteuereinheit und eine Ausgabe der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Strom-Berechnungseinheit addiert werden, um als ein Drehmoment-Befehl an den Motor ausgegeben zu werden.
Auf diese Art und Weise kann eine Änderung in der Absenkungs-Größe, in dem Fall, bei welchem die Motorgeschwindigkeit in Ansprechen auf eine Änderung im Geschwindigkeit-Befehl beschleunigt bzw. verzögert wird, beseitigt werden. Somit kann der Motor, sogar wenn die Motorgeschwindigkeit beschleunigt bzw. verzögert wird, dem Befehl mit einer hohen Genauigkeit folgen.
Als ein zweiter Stand der Technik der Motorsteuervorrichtung ist eine Werkzeugmaschine, welche durch eine NC-Steuervorrichtung oder dergleichen gesteuert wird, welche eine Verwendung ist, welche sich von jener aus dem ersten Stand der Technik unterscheidet, ins Auge gefasst. Im Stand der Technik für die zuvor erwähnte Verwendung wird eine parallele Antriebssteuerung, bei welcher ein einzelnes angetriebenes Objekt (Werkstück) angetrieben wird, während es synchron durch zwei Motoren gesteuert wird, durchgeführt (s. beispielsweise Patentliteratur 2).
Im Falle der zuvor beschriebenen parallelen Antriebssteuerung tritt das folgende Problem wegen einer Genauigkeit eines Positionserfassers für jeden der Motoren oder wegen einer mechanischen Genauigkeit, wenn das angetriebene Objekt und die Motoren mechanisch miteinander gekoppelt sind, auf. Genauer gesagt, tritt, wenn die Position von jedem der Motoren vollständig gleich dem Befehl gemacht wird, eine mechanische Torsion in dem angetriebenen Objekt auf, wodurch Kräfte der Motoren erzeugt werden, welche gegeneinander ziehen (im Folgenden als eine interaxiale Interferenzkraft bezeichnet). Hieraus resultierend wird eine Wärmeerzeugung oder eine elektrische Verschlechterung der Motoren oder eine mechanische Verschlechterung des angetriebenen Objekts ein Problem.
Um das zuvor erwähnte Problem zu bewältigen, wird im zweiten Stand der Technik eine Positionssteuerung bei jedem der Motoren durchgeführt, während der gleiche Positionsbefehl an die zwei Motoren ausgegeben wird. Gleichzeitig werden im zweiten Stand der Technik Drehmoment-Befehle, welche durch die Motorsteuervorrichtungen jeweils an die zwei Motoren ausgegeben werden, oder aktuelle Drehmoment-Erfassungswerte miteinander verglichen. Dann wird der Positionsbefehl an einen der Motoren basierend auf einem Signal korrigiert, welches durch eine Differenz zwischen den Drehmoment-Befehlen oder den aktuellen Drehmoment-Erfassungswerten erlangt ist. Auf diese Art und Weise wird die interaxiale Interferenzkraft unterdrückt, um die Wärmeerzeugung oder die elektrische Verschlechterung der Motoren oder die mechanische Verschlechterung des angetriebenen Objekts weiter zu unterdrücken.
ZITIERUNGSLISTE
PATENTLITERATUR

[PTL 1] JP H04 - 121 086 A
[PTL 2] JP 2004 - 288 164 A

UMRISS DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Im ersten Stand der Technik wird jedoch die zuvor erwähnte Absenkungscharakteristik lediglich der Geschwindigkeitssteuereinheit bereitgestellt, welche innerhalb der Motorsteuervorrichtung bereitgestellt ist. Daher gibt es ein Problem darin, dass es beispielsweise nicht einfach ist, das Motor-Drehmoment präzise auf einen Wert beizubehalten, welcher mit einer gewünschten Spannung (engl.: tension) abgeglichen ist. Darüber hinaus sind bei der eigentlichen Bahn-Handhabung-Steuerung Steuerfunktionen, welche verschiedene Betriebszustände in der Handhabungs-Steuerung unterstützen, wie beispielsweise ein Startbetrieb und ein Dauerbetrieb einer Förderlinie, und ein Schutzbetrieb im Falle eines Notfalls erforderlich.
Andererseits haben die Geschwindigkeit des Motors und das Drehmoment eine kausale Beziehung, und daher können sowohl die Geschwindigkeitssteuerung als auch die Drehmoment-Steuerung nicht unabhängig durchgeführt werden. Daher ist bei der Bahn-Handhabung-Steuerung eine hoch funktionale Steuerung in Anbetracht der Geschwindigkeit und des Drehmoments in Kombination, welche verschiedene Betriebszustände unterstützt, erforderlich. Bei dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Stand der Technik ist jedoch die Absenkungscharakteristik lediglich hinsichtlich der Relation zwischen dem Drehmoment und der Geschwindigkeit in der Geschwindigkeitssteuereinheit bereitgestellt, welche in der Motorsteuervorrichtung bereitgestellt ist. Daher gibt es ein Problem darin, dass eine hoch funktionale Steuerung, welche verschiedene Betriebszustände unterstützt, mit einfachen Berechnungen schwierig zu realisieren ist.
Im zweiten Stand der Technik wird eine Korrektur basierend auf dem Differenzsignal zwischen den Drehmoment-Befehlen, welche aktuell an die zwei Motoren ausgegeben werden, oder den Drehmoment-Erfassungswerten durchgeführt. Daher wird, wenn Eigenschaften eines mechanischen Systems, welches durch die zwei Motoren anzutreiben ist, welche für beide Motoren vollständig gleich sind (insbesondere wenn die mechanischen Eigenschaften symmetrisch sind), ein guter Betrieb durchgeführt.
Es wird jedoch beispielsweise jener Fall angenommen, bei welchem die mechanische Eigenschaft des angetriebenen Objekts asymmetrisch ist, wie beispielsweise jener Fall, bei welchem der Antrieb durch Motoren durchgeführt wird, welche unterschiedliche Kapazitäten haben, oder jener Fall, bei welchem der Schwerpunkt einer anzutreibenden mechanischen Last außermittig ist. In dem zuvor erwähnten Fall wird, wenn die Korrektur lediglich basierend auf der Differenz zwischen den Drehmoment-Befehlen oder den Drehmoment-Erfassungswerten durchgeführt wird, eine synchrone Steuergenauigkeit für die Positionen aufgrund einer Differenz im Drehmoment, welches zum Zeitpunkt der Beschleunigung bzw. Verzögerung erzeugt wird, verschlechtert. Hieraus resultierend gibt es ein Problem darin, dass die synchrone Steuerung mit höherer Genauigkeit nicht einfach erzielt werden kann.
Ferner sind der erste Stand der Technik und der zweite Stand der Technik als Technologien für die Motorsteuervorrichtung konfiguriert, welche auf die Verwendungen beschränkt ist, wie beispielsweise die Bahn-Handhabung-Steuerung und die parallele Antriebssteuerung, wie zuvor beschrieben. In der praktischen industriellen Anwendung wird es jedoch ins Auge gefasst, ein Produkt zu verwenden, welches als eine Mehrzweck-Steuervorrichtung eingerichtet ist, welche für einen breiteren Verwendungsbereich verwendet werden kann, so dass die Motorsteuervorrichtung jede der zuvor beschriebenen Verwendungen unterstützen kann. Für den zuvor erwähnten Zweck werden im Allgemeinen Maßnahmen vorgenommen, wie beispielsweise die Installation einer hohen Anzahl von Funktionen, welche die Verwendungen unterstützen, im Voraus bei einer Mehrzweck-Motorsteuervorrichtung, oder die Neumodellierung der Mehrzweck-Motorsteuervorrichtung gemäß jeder der Verwendungen, um die Motorsteuervorrichtung zu realisieren, welche jede der Verwendungen unterstützt.
Im Falle der erstgenannten Maßnahme gibt es jedoch ein Problem hinsichtlich erhöhter Kosten aufgrund einer erhöhten Anzahl von Programmen, welche in der Motorsteuerung installiert sind. Im Falle der letztgenannten Maßnahme gibt es ein Problem hinsichtlich erhöhter Kosten aufgrund der Aufwendungen zur Neumodellierung, um jede der Verwendungen zu unterstützen.
Die zuvor beschriebenen Probleme werden wie folgt zusammengefasst:

Beim ersten Stand der Technik gibt es ein Problem darin, dass es nicht einfach ist, die Spannung des geförderten Materials auf einen gewünschten Wert präzise beizubehalten, während die schnelle und genaue Geschwindigkeitssteuerung bei der Verwendung der Bahn-Handhabung-Steuerung, wie beispielsweise die Stahlwalzlinie, durchgeführt wird. Darüber hinaus gibt es ein weiteres Problem darin, dass es nicht einfach ist, die hoch funktionale Steuerung zu realisieren, welche eine komplexe Anforderung gemäß verschiedener Betriebszustände auf eine einfache Art und Weise unterstützt.

Beim zweiten Stand der Technik gibt es ein Problem darin, dass es schwierig ist, die Position von jedem der Motoren präzise zu steuern, während das Problem der interaxialen Interferenzkraft abgehandelt wird, welche derart erzeugt wird, dass das angetriebene Objekt bei der Verwendung der parallelen Antriebssteuerung, beispielsweise das Maschinenwerkzeug, verdreht wird, wenn das angetriebene Objekt, welches durch die Mehrzahl von Motoren angetrieben wird, asymmetrische Eigenschaften hat.
Darüber hinaus kann beim ersten Stand der Technik und zweiten Stand der Technik lediglich eine ins Auge gefasste individuelle Verwendung abgehandelt werden. Daher gibt es, um jede der Verwendungen abzuhandeln, indem die Mehrzweck-Motorsteuervorrichtung verwendet wird, ein Problem hinsichtlich erhöhter Kosten für eine erhöhte Anzahl von Programmen und Aufwendungen zur Neumodellierung.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen, und es ist daher Aufgabe, eine Motorsteuervorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, einen weiten Verwendungsbereich zu unterstützen, mit der Kombination einer Anforderung nach einer Bewegung, wie beispielsweise eine Position oder eine Geschwindigkeit eines Motors, und einer Anforderung in Bezug auf eine Antriebskraft des Motors, um einen weiten Bereich hoch funktionaler Eigenschaften durch eine einfache Berechnung zu realisieren.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorsteuervorrichtung zum Ausgeben eines Antriebskraft-Befehls an eine Stromsteuerung eines Motors basierend auf einem Bewegungs-Befehl für eine Bewegung des Motors als eine Geschwindigkeit oder eine Position, und einem Motorbewegungs-Erfassungswert entsprechend eines Ergebnisses der Erfassung der Bewegung bereitgestellt, wobei die Motorsteuervorrichtung enthält: eine Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion (engl.: feedforward computing section) zum Berechnen eines Bewegungs-Referenzwertes entsprechend einem Referenzsignal für die Bewegung des Motors und einer Vorwärtssteuerung-Antriebskraft basierend auf dem Bewegungs-Befehl; eine Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion zum Empfangen einer Steuerabweichung, welche durch eine vorbestimmte Berechnung bestimmt ist, als eine Eingabe, um ein Ergebnis einer Steuerberechnung, welche eine Integral-Berechnung enthält, als eine Abweichung-Kompensation-Antriebskraft auszugeben, wobei die Steuerberechnung unter Verwendung eines zuvor eingestellten Steuerparameters durchgeführt wird, um somit die Steuerabweichung zu reduzieren; eine Antriebskraft-Befehl-Synthetisierungs-Sektion zum Ausgeben des Antriebskraft-Befehls an die Stromsteuerung, durch eine Berechnung zum Erlangen einer Summe aus der Vorwärtssteuerung-Antriebskraft und der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft als stationäre Eigenschaften, basierend auf der Vorwärtssteuerung-Antriebskraft und der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft; eine Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion zum Berechnen eines Bewegungs-Korrekturwerts basierend auf einem vorbestimmten Reaktionskraft-Referenzwert und der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft; und eine Steuerabweichung-Berechnungssektion zum Berechnen der Steuerabweichung basierend auf einer Abweichung zwischen dem Bewegungs-Referenzwert und dem Motor-Bewegung-Erfassungswert, und des Bewegungs-Korrekturwerts.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Motorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Aufbau zum Berechnen des Bewegungs-Korrekturwertes basierend auf dem vorbestimmten Reaktionskraft-Referenzwert und der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft, und einen Aufbau zum Subtrahieren des Motor-Bewegung-Erfassungswertes von dem Ergebnis der Addition des Bewegungs-Referenzwertes und des Bewegungs-Korrekturwertes, um die Steuerabweichung zu berechnen. Auf diese Art und Weise ist die Motorsteuervorrichtung dazu in der Lage, einen weiten Bereich von Verwendungen zu unterstützen, mit der Kombination der Bewegungsanforderung, wie beispielsweise die Position und die Geschwindigkeit des Motors und der Anforderung für die Antriebskraft des Motors, um einen weiten Bereich von hoch funktionalen Eigenschaften durch eine einfache Berechnung zu erlangen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine schematische Ansicht eines Bahn-Handhabung-Steuersystems, welches die Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet.
3 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau einer Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau einer Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau einer Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau einer Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau einer Steuerabweichung-Berechnungssektion von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau einer Hauptachse-Steuereinheit von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau von einer Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt.
13 ist eine schematische Ansicht eines Presssteuersystems, welches die Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung verwendet.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen einer Motorsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Es wird zunächst ein Gesamtbetrieb von einer Motorsteuervorrichtung 100 beschrieben. In Ausführungsform 1 wird eine Motorsteuervorrichtung beschrieben, welche zur Bahn-Handhabung-Steuerung zu verwenden ist. Es wird ein Modus beschrieben, bei welchem die Bahn-Handhabung-Steuerung basierend auf einer Geschwindigkeitssteuerung durchgeführt wird. Jedoch ist die Steuerung nicht auf die Geschwindigkeitssteuerung beschränkt und kann ähnlich sogar in dem Fall realisiert werden, bei welchem eine Positionssteuerung durchgeführt wird.
Die in 1 dargestellte Motorsteuervorrichtung 100 enthält eine Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10, eine Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20, eine Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30, eine Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 und eine Steuerabweichung-Berechnungssektion 50. Ferner ist die Motorsteuervorrichtung 100 über eine Zwischenwirkung einer Stromsteuerung 110 mit einem Motor 121 verbunden. Ein Bewegungs-Erfasser 122 erfasst eine Motorgeschwindigkeit (Motorbewegungs-Erfassungswert) y entsprechend einer Drehgeschwindigkeit des Motors 121, um die Motorgeschwindigkeit der Motorsteuervorrichtung 100 einzugeben.
Zusammen mit der Motorgeschwindigkeit y werden ein Geschwindigkeit-Befehl (Bewegungs-Befehl) yc und ein Reaktionskraft-Referenzwert fr von außen der Motorsteuervorrichtung 100 eingegeben.
Als nächstes werden alle Funktionen eines Innenaufbaus der Motorsteuervorrichtung 100 detailliert beschrieben.
Basierend auf dem Geschwindigkeit-Befehl yc berechnet die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10 einen Geschwindigkeits-Referenzwert (Bewegungs-Referenzwert) yr, welcher als ein Referenzwert zur Steuerung der Motorgeschwindigkeit y des Motors 121 dient, und gibt diesen aus, und ein Drehmoment, welches für den Motor 121 erforderlich ist, um sich derart zu bewegen, dass die Motorgeschwindigkeit gleich dem Geschwindigkeits-Referenzwert yr wird, als ein Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf.
Die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50 empfängt den Geschwindigkeits-Referenzwert yr, die Motorgeschwindigkeit y und einen Bewegungs-Korrekturwert yh, wie im Folgenden beschrieben, als Eingaben, um eine Steuerabweichung e entsprechend einem Abweichungssignal, welches durch Rückführsteuerung zu reduzieren ist, auszugeben. Als nächstes führt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 eine Rückführsteuerung-Berechnung durch, welche einen Integralbetrieb zum Reduzieren der Steuerabweichung e auf 0 auf eine stationäre Art und Weise durch eine Proportional-Integral (PI) Steuerung, welche auf die Steuerabweichung e durchgeführt wird, enthält, und gibt das Ergebnis als ein Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub aus.
Die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 empfängt den Reaktionskraft-Referenzwert fr und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub als Eingaben, um einen Bewegungs-Korrekturwert yh, welcher einem Signal zur Korrektur der Bewegung des Motors 121 durch eine Berechnung basierend auf dem Vergleich zwischen ihnen entspricht, auszugeben. Die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 empfängt das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub als Eingaben, um einen Drehmoment-Befehl u auszugeben.
Die Motorsteuervorrichtung 100 gibt den Drehmoment-Befehl u an die Stromsteuerung 110 aus, so dass die Stromsteuerung 110 einen Strom des Motors 121 steuert. Hieraus resultierend erzeugt der Motor 121 ein Drehmoment in Ansprechen auf den Drehmoment-Befehl u.
2 ist eine schematische Ansicht eines Bahn-Handhabung-Steuersystems, welches die Motorsteuervorrichtung 100 von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet. Das in 2 dargestellte Bahn-Handhabung-Steuersystem enthält den Motor 121, den Bewegungs-Erfasser 122, eine Aufwickelrolle 123, ein zu förderndes Material 124, eine Abwickelrolle 125 und einen Abwickelachse-Motor 126.
Der Motor 121 treibt die Aufwickelrolle 123 an, um das zu fördernde Material 124 aufzuwickeln, welches eine bandartige Form hat, wie beispielsweise ein Stahlblech, eine Papierschicht und ein Film. Das zu fördernde Material 124 wird von der Abwickelrolle 125 abgewickelt. Die Abwickelrolle 125 führt ein Abwickeln gemäß einer vorbestimmten Fördergeschwindigkeit durch den Abwickelachse-Motor 126 durch, welcher einer Geschwindigkeitssteuerung oder dergleichen unterworfen ist.
Wie zuvor beschrieben, gibt die Motorsteuerung 100 den Drehmoment-Befehl u basierend auf der Motorgeschwindigkeit y des Motors 121, welche durch den Bewegungs-Erfasser 122 erfasst ist, dem Reaktionskraft-Referenzwert fr und dem Geschwindigkeit-Befehl yc, welche von außen eingegeben werden, aus, wodurch das durch den Motor 121 zu erzeugende Drehmoment über eine Zwischenwirkung einer Stromsteuerung (entsprechend der in 1 dargestellten Stromsteuerung 110, obwohl in 2 nicht gezeigt) gesteuert wird.
Als nächstes werden die Details des Betriebes und Merkmal der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100, welche für das zuvor beschriebene Bahn-Handhabung-Steuersystem verwendet wird, basierend auf dem in 1 dargestellten Aufbau beschrieben. In der Motorsteuervorrichtung 100 haben ein Teil, welches durch Entnahme der Eingabe des Reaktionskraft-Referenzwertes fr erlangt ist, die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40, und der Bewegungs-Korrekturwert yh einen Aufbau ähnlich einer Steuerung mit zwei Freiheitsgraden, welche als eine Referenzmodell-Typ-Steuerung bezeichnet wird. Zunächst wird ein Betrieb in Bezug auf das zuvor erwähnte Teil beschrieben.
Die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10 gibt das Ergebnis der Berechnung mit einem Tiefpassfilter oder dergleichen, welche auf dem eingegebenen Geschwindigkeit-Befehl yc durchgeführt wird, so dass die Bewegung des Motors 121 keine Vibrationen annimmt, als den Geschwindigkeits-Referenzwert yr aus. Gleichzeitig multipliziert die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10 einen Differenzialwert (Beschleunigung) des Geschwindigkeits-Referenzwertes yr mit einem Trägheitsmomentwert des Motors 121 und einem Element, welches durch den Motor 121 anzutreiben ist (angetriebenes Objekt), wie beispielsweise die Aufwickelrolle 123, um ein Trägheitsmoment zu berechnen, welches zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des Motors 121 erforderlich ist.
Ferner berechnet die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10 ein Reibmoment, welches im angetriebenen Objekt erzeugt wird, basierend auf dem Geschwindigkeits-Referenzwert yr, um somit die Summe aus dem Trägheitsmoment und dem Reibmoment als das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf auszugeben.
Es wird hier angenommen, dass das angetriebene Objekt, welches den Motor 121 und die Aufwickelrolle 123 enthält, eine hohe mechanische Festigkeit hat, und daher ein Trägheitsmoment und eine Reibung präzise modelliert werden. Unter einer solchen Annahme erzeugt die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10, wenn eine im zu fördernden Material 124 erzeugte Spannung außer Acht gelassen wird, ein Drehmoment, welches für die Geschwindigkeit y des Motors 121 notwendig ist, um einer Änderung im Geschwindigkeits-Referenzwert yr derart zu folgen, dass sie hierzu gleich ist, als das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf.
Als nächstes empfängt die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50 als Eingaben den Geschwindigkeits-Referenzwert yr, die Motor-Geschwindigkeit y und den Bewegungs-Korrekturwert yh, welcher durch die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 berechnet ist, wie im Folgenden beschrieben. Dann gibt die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50 basierend auf diesen Eingaben einen Wert, welcher erlangt ist durch Addieren des Bewegungs-Korrekturwertes yh mit einem Wert, welcher durch Subtrahieren der Motorgeschwindigkeit y vom Geschwindigkeits-Referenzwert yr erlangt ist (genauer gesagt, eine Geschwindigkeits-Abweichung), als die Steuerabweichung e aus. Die gleiche Reihenfolge der Addition und der Subtraktion ist nicht insbesondere erforderlich, solange äquivalente Berechnungen durchgeführt werden.
Als nächstes empfängt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 die Steuerabweichung e als eine Eingabe, um die Proportional-Integral (PI) Steuerung durchzuführen, welche durch eine im Folgenden angegebene Gleichung (1) ausgedrückt ist, unter Verwendung einer Integral-Verstärkung ωi und einer Proportional-Verstärkung Kv entsprechend zuvor eingestellter Steuerparameter. Genauer gesagt, führt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 eine Rückführsteuerung-Berechnung durch, welche den Integralbetrieb zum Reduzieren der Steuerabweichung e auf 0 auf eine stationäre Art und Weise enthält, und gibt das Ergebnis als das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub aus. $\begin{array}{l} ub = Kv \times {1 + (ω i / s)} \times e \\ = Kv \times {(s + ω i) / s} \times e \end{array}$
In der zuvor angegebenen Gleichung (1) stellt s einen Laplace-Operator dar, und der Integralgewinn ωi entspricht einem Nullpunkt der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20.
Als nächstes wird ein Aufbau der Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau der Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in 3 dargestellte Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 enthält einen Rückführ-Drehmoment-Filter 30 (engl.: feedback torque filter) und einen Drehmoment-Addierer 32.
Die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 empfängt das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub und das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf als Eingaben. Dann führt der Rückführ-Drehmoment-Filter 31, welcher in der Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 enthalten ist, eine Berechnung mit einem Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s) auf das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub derart durch, dass eine vorbestimmte Frequenzkomponente, welche sich von einer stationären Komponente unterscheidet, hieraus entfernt wird.
Der Drehmoment-Addierer 32 addiert eine Ausgabe des Rückführ-Drehmoment-Filters 31 mit dem Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf, und gibt das Ergebnis der Addition als den Drehmoment-Befehl u aus. Genauer gesagt, führt die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 eine Berechnung durch, welche durch die im Folgenden angegebene Gleichung (2) ausgedrückt ist, um eine Berechnung basierend auf dem Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf und dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub derart durchzuführen, so dass die stationäre Eigenschaft gleich dem Ergebnis der Addition der Drehmomente wird. $u = uf + FB (s) \times ub$
Hier dient die zuvor erwähnte Berechnung mit dem Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s) im Allgemeinen zum Entfernen der vorbestimmten Frequenzkomponente in einem Frequenzbereich, welcher höher ist als ein Steuerband, welches durch die Steuerparameter der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 bestimmt ist, welche in der zuvor angegebenen Gleichung (1) angegeben sind. Beispielsweise wird ein Filter, welches als ein Tiefpassfilter, ein Notchfilter oder dergleichen bezeichnet wird, verwendet. Auf diese Art und Weise dient die Berechnung dem Zwecke der Verbesserung der Stabilität einer Rückführ-Steuerschleife zum Zurückführen der Motorgeschwindigkeit y, und gleichzeitig dazu, eine große Verstärkung der Abweichung-Kompensations-Berechnungssektion 20 einzustellen, um die Steuerabweichung e mit einem hohen Ansprechen zu reduzieren. Aus der zuvor erwähnten Tatsache ist der Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s), welcher durch die zuvor angegebene Gleichung (2) ausgedrückt ist, für ein höheres Ansprechen eines Steuersystems in einer Steuerung bei normaler Geschwindigkeit unabdinglich, und dient in manchen Fällen zur Bereitstellung komplexer Eigenschaften.
Wie zuvor beschrieben, ist in der Motorsteuervorrichtung 100 von Ausführungsform 1, jenes Teil, welches die Eingabe des Reaktionskraft-Referenzwertes fr ausschließt, die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40, und der Bewegungs-Korrekturwert yh hat den Aufbau einer Steuerung mit zwei Freiheitsgraden, welche als Referenzmodell-Steuerung bezeichnet wird. Hieraus resultierend kann bei den Zuständen, bei welchen die Wirkungen der Spannung des zu fördernden Materials 124 außer Acht gelassen werden, die Motorgeschwindigkeit y mit hoher Genauigkeit derart gesteuert werden, dass sie gleich dem Geschwindigkeits-Referenzwert yr ist.
Als nächstes wird ein Betrieb der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 beschrieben. 4 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in 4 dargestellte Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 enthält eine Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41, eine Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42, eine Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 und einen Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44. Die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 empfängt den Reaktionskraft-Referenzwert fr und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub als Eingaben, um eine Drehmoment-Korrekturgröße uh basierend auf dem Vergleich zwischen dem Reaktionskraft-Referenzwert fr und dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub zu berechnen.
Es wird der Fall in Betracht gezogen, bei welchem ein Betrieb zum Fördern des zu fördernden Materials 124 durch das Anlegen einer konstanten Spannung hieran in dem in 2 dargestellten Bahn-Handhabung-Steuersystem angenommen wird. In diesem Fall wird als der Reaktionskraft-Referenzwert fr, welcher von außen der Motorsteuervorrichtung 100 eingegeben wird, ein Wert des Drehmoments des Motors 121, welcher der an das zu fördernde Material 124 angelegten Spannung gleicht, eingestellt. Dann vergleicht die Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41 den Reaktionskraft-Referenzwert fr und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub, um eine Reaktionskraft-Abweichung fe, welche einer Differenz zwischen ihnen entspricht, als die Drehmoment-Korrekturgröße uh auszugeben.
Als nächstes gibt die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 das Ergebnis aus, welches durch Multiplizieren der Drehmoment-Korrekturgröße uh mit einer Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh entsprechend einer vorbestimmten Konstante erlangt ist. Als nächstes gibt die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 das Ergebnis aus, welches durch Begrenzen der Verstärkung der Ausgabe von der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 mit einem zuvor eingestellten Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert erlangt ist. Ferner gibt der Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44 das Ergebnis einer Berechnung über einen Tiefpassfilter fh(s), welcher einen vorbestimmten Pol hat, insbesondere eine Grenzfrequenz ωf, wie durch die im Folgenden angegebene Gleichung (3) ausgedrückt, welche auf die Ausgabe von der Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 durchgeführt wird, als den Bewegungs-Korrekturwert yh aus. $Fh (s) = ω f / (s + ω f)$
Hier ist der zuvor beschriebene Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44 zum Zwecke eines Entfernens von einer Hochfrequenzkomponente von einer Berechnungsschleife, welche die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20, die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 und die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50 enthält, bereitgestellt, um somit die Berechnung von der Berechnungsschleife stabil durchzuführen.
Darüber hinaus stellt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 die Grenzfrequenz ωf des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44, wie durch die im Folgenden angegebene Gleichung (4) ausgedrückt, ein, so dass die Grenzfrequenz gleich der Integral-Verstärkung ωi entsprechend dem Steuerparameter der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20, d.h. der Nullpunkt, wird, um zu verhindert, dass die Eigenschaften der Motorsteuervorrichtung 100 unnötigerweise komplex werden, und um gewünschte Steuereigenschaften einfach zu realisieren. $ω f = ω i$
Die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 stellt die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh, wie durch die im Folgenden angegebene Gleichung (5) ausgedrückt, basierend auf einer Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh entsprechend einem von außerhalb eingestellten Parameter und der Integral-Verstärkung ωi und der Proportional-Verstärkung Kv entsprechend den Steuerparametern von der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 ein. $Kh = ω h / (Kv \times ω i)$
Es wird hier die Rolle des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub beschrieben. Ein Drehmoment, welches erforderlich ist, um das Trägheitsmoment und die Reibung zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des Motors gemäß einer Änderung im Geschwindigkeit-Befehl yc und jener im Geschwindigkeits-Referenzwert yr zu kompensieren, wird in der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10 als das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf berechnet, welches dann addiert wird, um den Drehmoment-Befehl u in der Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 anzunehmen.
Daher wirkt das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub zur Kompensierung eines Geschwindigkeitsfehlers des Motors 121, welcher aufgrund eines Modellierungsfehlers in der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10 hervorgerufen wird, wie beispielsweise eine mechanische Eigenschaft oder eine Reib-Eigenschaft, welche nicht auf eine einfache Art und Weise modelliert werden kann, und wirkt zum Anlegen einer Reaktionskraft, welche für das angetriebene Objekt, welches den Motor 121 und die Aufwickelrolle 123 enthält, erforderlich ist, um der Spannung des zu fördernden Materials 124 standzuhalten. Genauer gesagt, wirkt das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub zur Kombinierung der Geschwindigkeitssteuerung des Motors 121 und der Drehmoment-Steuerung zum Anlegen der Spannung an das zu fördernde Material 124.
Daher wird die Steuerabweichung e durch ein Konfigurieren der Motorsteuervorrichtung 100 wie zuvor beschrieben, unter Verwendung des Bewegungs-Korrekturwerts yh korrigiert, so dass sich das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub einem Drehmoment annähert, welches sich hinsichtlich der Spannung im Gleichgewicht hält, welche im zu fördernden Material 124 zu erzeugen ist, während die Geschwindigkeitssteuerung basierend auf dem Geschwindigkeit-Befehl yc durchgeführt wird. Demgemäß kann die im zu fördernden Material 124 zu erzeugende Spannung derart gesteuert werden, dass sie einen Wert annimmt, welcher dem Reaktionskraft-Referenzwert fr entspricht, während der Motor 121 beschleunigt bzw. verzögert wird, um den Geschwindigkeit-Befehl yc mit hoher Genauigkeit zu folgen.
Im Folgenden werden mehrere spezifische Eigenschaften der Motorsteuervorrichtung 100 beschrieben. In der Motorsteuervorrichtung 100 wird eine Übertragungsfunktion vom Reaktionskraft-Referenzwert fr zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt. $ub / fr = ω h / (s + ω h)$
Genauer gesagt, nimmt eine Überführungseigenschaft vom Reaktionskraft-Referenzwert fr zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub eine Tiefpass-Eigenschaft an, welche eine Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh als eine Grenzfrequenz hat.
Durch die Addition der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 ändert sich eine Übertragungsfunktion von der Motorgeschwindigkeit y zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub, welche anfänglich eine Proportional-Integral-Eigenschaft ist, mit einem invertierten positiven/negativen Vorzeichen in der zuvor beschriebenen Gleichung (1), auf die folgende Gleichung (7). $ub / y = - Kv \times (s + ω i) / (s + ω h)$
Genauer gesagt hat die Übertragungsfunktion von der Motorgeschwindigkeit y zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub, durch die Addition der entgegenwirkenden Kompensation-Berechnungssektion 40, eine Eigenschaft, welche durch Ändern des Integralbetriebes in der Proportional-Integral-Berechnung in ein Pseudo-Integral erreicht wird. Mit anderen Worten, die zuvor beschriebene Eigenschaft ist ähnlich zu einer Eigenschaft, welche durch Hinzufügen eines Hochpassfilters erlangt ist, welcher die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh als die Grenzfrequenz hat, zu der Eigenschaft von der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20, welche durch die zuvor angegebene Gleichung (1) ausgedrückt ist, welche anfänglich derart arbeitet, dass die stationäre Abweichung der Motorgeschwindigkeit gleich 0 wird.
Anhand der zuvor angegebenen Gleichungen (6) und (7), ist das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub ein Signal, welches durch Synthetisieren einer Niedrigfrequenz-Komponente des Reaktionskraft-Referenzwerts fr und einer Hochfrequenz-Komponente des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub, welches erlangt ist, wenn die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 nicht hinzugefügt ist, erlangt ist. Wie anhand der zuvor angegebenen Gleichungen (6) und (7) zu verstehen, kann der Bereich, bei welchem die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh eingestellt werden kann, so groß wie im Wesentlichen unendlich sein, obwohl es aufgrund von einer Berechnungsperiode der Motorsteuervorrichtung 100 eine Begrenzung gibt.
Wenn die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh wie zuvor beschrieben auf so hoch wie im Wesentlichen unendlich eingestellt wird, wird die Übertragungsfunktion von der Motorgeschwindigkeit y zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub im Wesentlichen gleich Null, während die Übertragungsfunktion vom Reaktionskraft-Referenzwert fr zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub im Wesentlichen zu 1 wird. Genauer gesagt, wird die Steuerschleife zum Rückführen der Motorgeschwindigkeit y zum Drehmoment-Befehl u im Wesentlichen abgeschnitten. Zum gleichen Zeitpunkt wird das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub gleich dem Reaktionskraft-Referenzwert fr erstellt, wodurch die Eigenschaft zur Durchführung der Drehmoment-Steuerung auf Art und Weise einer Vorwärtssteuerung realisiert wird.
Daher können durch das Einstellen der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh die Eigenschaften entsprechend der Kombination von der Geschwindigkeitssteuerung, bei welcher erforderlich ist, dass die Motorgeschwindigkeit y dem Geschwindigkeit-Befehl yc folgt, und der Drehmoment-Steuerung, bei welcher das Drehmoment gemäß dem Reaktionskraft-Referenzwert fr erzeugt wird, als ein weiter Bereich von Eigenschaften gemäß den Merkmalen des Bahn-Handhabung-Steuersystems oder zum Zwecke der Steuerung realisiert werden.
Wenn ein Problem aufgrund der Genauigkeit der Drehbewegung von der Aufwickelrolle 123 in einem jenen Fall gravierend wird, bei welchem beispielsweise die Beschleunigung bzw. Verzögerung abrupt durchgeführt wird, oder eine Drehmoment-Unregelmäßigkeit des Motors 121 zu einem Problem wird, werden die Eigenschaften der Geschwindigkeitssteuerung derart eingestellt, dass sie verbessert sind, wobei insbesondere die entgegenwirkende Kompensation-Frequenz ωh niedriger eingestellt wird. Im Gegensatz hierzu, werden, wenn eine plötzliche Änderung in der Spannung auftritt, so dass das zu fördernde Material 124 plötzlich herausgezogen wird, die Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung derart eingestellt, dass sie verbessert sind, wobei insbesondere die Reaktionskraft-Kompensationsfrequenz ωh höher eingestellt wird. Durch die wie zuvor beschriebene Einstellung kann eine stabilere Bahn-Handhabung-Steuerung durchgeführt werden.
Als nächstes werden Merkmale der Motorsteuervorrichtung 100 von Ausführungsform 1 hinsichtlich des Aufbaus beschrieben, um die Eigenschaften entsprechend der Kombination der Geschwindigkeitssteuerung und der Drehmoment-Steuerung, wie zuvor beschrieben, als einen weiten Bereich von Eigenschaften, und als Eigenschaften, welche wie durch die zuvor angegebenen Gleichungen (6) und (7) ausgedrückt, einfach zu begreifen sind, zu realisieren.
In Ausführungsform 1 enthält die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 den Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44, um den Eigenschaften der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 zu entsprechen, welche die Proportional-Integral-Berechnung derart durchführt, dass der Pol des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44 gleich dem Nullpunkt der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 wird. Obwohl die Eigenschaften komplex sein sollten, wenn die Ordnung der Nenner und Zähler der oben angegebenen Gleichungen (6) und (7) um eins erhöht ist, ist die Ordnung in der zuvor erwähnten Weise im Wesentlichen reduziert, so dass die Eigenschaften als einfache Eigenschaften eingestellt werden können, wie zuvor beschrieben.
Darüber hinaus wird eine Eigenschaft mit offener Schleife der Berechnungs-Schleife innerhalb der Motorsteuervorrichtung 100, welche die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40, die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50 und die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 enthält, eine einfache Integral-Eigenschaft. Hieraus resultierend wird eine stabile Schleifen-Berechnung, unabhängig von der Verstärkung, ermöglicht. Daher kann ein Pol der zuvor angegebenen Gleichungen (6) und (7), welcher mit der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz wh eingestellt ist, insbesondere ein Pol geschlossener Schleife einer internen Rückführ-Schleife, einfach von 0 auf unendlich eingestellt werden.
Darüber hinaus wird unter Verwendung der Steuerparameter der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20, die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 wie durch die zuvor angegebene Gleichung (5) ausgedrückt eingestellt. Hieraus resultierend können die Eigenschaften der Motorsteuervorrichtung 100 auf gewünschte Eigenschaften hinsichtlich der Eigenschaften in der Frequenzdomaine entsprechend der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh, welche von außen eingestellt ist, eingestellt werden.
Als nächstes werden die Wirkungen beschrieben, welche durch die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 erlangt werden. Die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 wird auf der Eingangsseite des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44 eingestellt. Der Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44 ist, wie zuvor beschrieben, ein Tiefpassfilter, und somit wird der Bewegungs-Korrekturwert yh, welcher vom Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44 ausgegeben ist, im Wesentlichen durch den Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert begrenzt. Auf diese Art und Weise kann die Geschwindigkeitssteuerung, sogar wenn die Steuerung entsprechend der Kombination aus der Drehmoment-Steuerung und der Geschwindigkeitssteuerung, wie zuvor beschrieben, durchgeführt wird, derart betrieben werden, dass die stationäre Abweichung zwischen dem Geschwindigkeits-Referenzwert yr und der Motorgeschwindigkeit y nicht den Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert übersteigt.
Daher kann, sogar wenn beispielsweise das zu fördernde Material 124 geschnitten wird, eine Funktion zum Verhindern, dass die Abweichung zwischen der Motorgeschwindigkeit y und dem Geschwindigkeit-Befehl yc größer wird als ein vorbestimmter Wert, um ein Ausreißen zu verhindern, bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann, sogar wenn der Modellierungsfehler in der Berechnung des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf, welche in der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10 durchgeführt wird, übermäßig hoch ist, und eine aktuelle Reibung größer als erwartet ist, eine Funktion zum Verhindern, dass die Motorgeschwindigkeit y übermäßig gering wird, um zu verhindern, dass das Aufwickeln aufgrund des übermäßigen Durchhängens des zu fördernden Materials 124 schwierig wird, bereitgestellt werden.
Darüber hinaus ist die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 nicht an der Ausgangsseite des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44, sondern an seiner Eingangsseite bereitgestellt. Auf diese Art und Weise kann die Bestimmung der Begrenzung früher vorgenommen werden als in dem Fall, bei welchem die Bestimmung der Begrenzung basierend auf einem Signal vorgenommen wird, welches aufgrund der Funktion des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44 verzögert ist. Hieraus resultierend können die Wirkungen zum Unterdrücken eines Überschwingens während eines Begrenzungsbetriebes erlangt werden. Zusätzlich wird eine Änderung im Bewegungs-Korrekturwert yh, welche verursacht wird, wenn der Begrenzungsbetrieb durchgeführt wird, sanfter vorgenommen, um somit einen Schock auf das Steuersystem zu reduzieren.
In der zuvor angegebenen Beschreibung ist, unter Annahme des Falls, bei welchem die Spannung, welche auf das zu fördernde Material 124 angelegt wird, konstant gesteuert wird, während die Geschwindigkeitssteuerung des Motors 121 durchgeführt wird, die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 dazu konfiguriert, konstant derart zu arbeiten, dass das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub gleich dem Reaktionskraft-Referenzwert fr wird. Jedoch ist es sogar bei einem ähnlichen Bahn-Handhabung-Steuersystem manchmal erforderlich, dass die Motorsteuervorrichtung 100 einen Betrieb durchführt, bei welchem die Geschwindigkeitssteuerung grundsätzlich derart durchgeführt wird, dass die Motorgeschwindigkeit y gleich dem Geschwindigkeit-Befehl yc oder dem Geschwindigkeits-Referenzwert yr, so präzise wie möglich, wird, und die Geschwindigkeitssteuerung dann auf die Spannungssteuerung umgeschaltet wird, wenn die Spannung des zu fördernden Materials 124 einen vorbestimmten Wert erreicht, oder dass die Geschwindigkeitssteuerung in dem Bereich durchgeführt wird, in welchem die Spannung des zu fördernden Materials 124 nicht größer wird als der vorbestimmte Wert, wie in dem Fall, bei welchem die Folgegenauigkeit auf den Befehl als am wichtigsten betrachtet wird, so dass Bewegungen einer Mehrzahl von Motorachsen so weit wie möglich synchron sind, wie beispielsweise im Falle einer Druckmaschine, oder im Falle eines Übergangsbetriebes, welcher durchgeführt wird, bis eine ausreichende Spannung zur Startzeit der Bahn-Handhabung-Linie angelegt ist. Daher sind hoch funktionale SteuerEigenschaften, welche unterschiedliche Betriebsbedingungen unterstützen, gewünscht.
Wenn die Motorsteuervorrichtung 100 in Ansprechen auf Anforderungen bei zuvor beschriebenen unterschiedlichen Betriebsbedingungen betrieben wird, wird im Betrieb der Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41, welche in der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a enthalten ist, die Reaktionskraft-Abweichung fe, welche einer Differenz zwischen dem Reaktionskraft-Referenzwert fr und dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub entspricht, einfach direkt als die Drehmoment-Korrekturgröße uh in der zuvor angegebenen Beschreibung verwendet. Jedoch kann die Drehmoment-Korrekturgröße uh durch eine nichtlineare Berechnung basierend auf dem Vergleich zwischen dem Reaktionskraft-Referenzwert fr und dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub berechnet werden, unter Verwendung beispielsweise der Reaktionskraft-Abweichung fe als Drehmoment-Korrekturgröße uh lediglich dann, wenn die entgegenwirkende Abweichung fe negativ ist, und die Drehmoment-Korrekturgröße uh auf 0 eingestellt wird, wenn fe positiv ist.
Hieraus resultierend ist in einem Zustand, bei welchem die Spannung des zu fördernden Materials 124 klein ist, das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub kleiner als der Reaktionskraft-Referenzwert fr. Daher werden die Drehmoment-Korrekturgröße uh und der Bewegungs-Korrekturwert yh gleich 0. Die Motorsteuervorrichtung 100 arbeitet lediglich zur Geschwindigkeitssteuerung. Andererseits wird, wenn die Spannung des zu fördernden Materials 124 groß wird, das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub größer, da die Geschwindigkeitssteuerung derart durchgeführt wird, um gegen die Zunahme in der Spannung anzuwirken. Dann gibt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40, wenn das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub den Reaktionskraft-Referenzwert fr übersteigt, den Bewegungs-Korrekturwert fh derart aus, dass die Geschwindigkeit des Motors 121 reduziert wird. Auf diese Art und Weise kann eine hoch funktionale Steuerung zu einer derartigen Durchführung der Steuerung, dass die Spannung des zu fördernden Materials 124 nicht größer als der Wert wird, welcher auf den Reaktionskraft-Referenzwert fr abgleicht, realisiert werden.
Als nächstes werden die Merkmale der Motorsteuervorrichtung 100 gemäß Ausführungsform 1 hinsichtlich der Konfiguration beschrieben, welche die hoch funktionale Steuerung realisieren kann, welche verschiedene Betriebsbedingungen in der Bahn-Handhabung-Steuerung, wie zuvor beschrieben, durch eine einfache Berechnung, durch die ledigliche Hinzufügung der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40, unterstützt.
Zunächst arbeitet die Motorsteuervorrichtung 100 basierend auf der Geschwindigkeitssteuerung zum derartigen Berechnen des Drehmoment-Befehls u, dass die Motorgeschwindigkeit y dem Geschwindigkeit-Befehl yc folgt. Ferner kann die Motorsteuervorrichtung 100 die Eigenschaften der Kombination der Geschwindigkeitssteuerung und der Drehmoment-Steuerung hinsichtlich der Spannung des zu fördernden Materials 124 durch Korrigieren der Steuerberechnung unter Bezugnahme auf den Reaktionskraft-Referenzwert fr, welcher von außen eingegeben wird, im Gegensatz zur herkömmlichen Absenkung-Steuerung, haben.
Als ein Verfahren hierfür wird die Steuerberechnung basierend auf dem Ergebnis einer Vergleichsberechnung, wie beispielsweise eine Differenz zwischen dem Reaktionskraft-Referenzwert fr und einer Variablen (Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub), welche in der Motorsteuervorrichtung 100 oder dergleichen berechnet ist, korrigiert. Auf diese Art und Weise wird die Steuerberechnung gemäß dem Betriebszustand von der Motorsteuervorrichtung 100, unter Zugrundlegen eines vorbestimmten Spannungswerts als eine Referenz, korrigiert. Daher kann durch Einführen einer einfachen nichtlinearen Berechnung die hoch funktionale Steuerung gemäß dem Betriebszustand realisiert werden.
Ferner wird als die Variable der Motorsteuervorrichtung 100, welche mit dem Reaktionskraft-Referenzwert fr zu vergleichen ist, das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub, welches einer Zwischenvariablen zum Berechnen des Drehmoment-Befehls u entspricht, in der Motorsteuervorrichtung 100 verwendet. Das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub ist eine Variable vor der Addition des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf im Berechnungsprozesss des Drehmoment-Befehls u. Daher ist das Drehmoment, welches zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des Motors 121 notwendig ist, darin nicht enthalten. Somit wird zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des Geschwindigkeit-Befehls yc, während der Drehmoment-Befehl u durch Addieren des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf erzeugt wird, so dass die Motorgeschwindigkeit y präzise dem Geschwindigkeit-Befehl folgt, lediglich das Drehmoment, welches der an das zu förderndem Material 124 anzulegenden Spannung entspricht, mit dem Reaktionskraft-Referenzwert fr für die Korrektur verglichen.
Darüber hinaus ist das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub, welches mit dem Reaktionskraft-Referenzwert fr zu vergleichen ist, ein Signal, welches zuvor dem Rückführ-Drehmoment-Filter fb(s) unterworfen wird, welcher unabdinglich ist, um eine Ansprechgeschwindigkeit der Geschwindigkeits-Rückführsteuerung zu erhöhen. Daher wird eine unnötige Verzögerung in der Schleifen-Berechnung, welche innerhalb der Motorsteuervorrichtung 100 durchgeführt wird, welche die Abweichung-Berechnung-Berechnungssektion 20 und die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 enthält, entfernt, so dass die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz wh auf im Wesentlichen unendlich erhöht werden kann.
Hieraus resultierend ist eine wesentliche Begrenzung zum Einstellen des Bereiches, in welchem die Reaktionskraft-Kompensationsfrequenz wh eingestellt wird, nicht erforderlich. Daher kann die Steuerung zum Erstellen des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub gleich dem Reaktionskraft-Referenzwert fr gemäß der Bedingung mit einem hohen Ansprechen durchgeführt werden. Ferner können die Eigenschaften der Motorsteuervorrichtung 100 einfach auf die gewünschten kombinierten Eigenschaften eingestellt werden.
In der zuvor angegebenen Beschreibung wurde der Fall beschrieben, bei welchem die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 die in 3 dargestellte Berechnung, auf welche zuvor Bezug genommen wurde, und welche durch die zuvor angegebene Gleichung (2) ausgedrückt ist, d.h. die derartige Berechnung, dass die Übertragungsfunktion vom Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf zum Drehmoment-Befehl u gleich 1 wird, durchführt. Sogar wenn die Verarbeitung der Änderung der Frequenz-Komponente gleich oder höher als das Steuerband, wie zuvor beschrieben, durchgeführt wird, gibt es jedoch in den Wirkungen keine wesentliche Differenz.
Beispielsweise kann der Drehmoment-Befehl u berechnet werden, indem es ermöglicht wird, dass der zuvor erwähnte Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s) auf die Summe des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf und des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub wirkt, anstelle dass die in 3 dargestellte Berechnung, auf welche zuvor Bezug genommen wurde, und die zuvor angegebene Gleichung (2) durchgeführt werden. Genauer gesagt, muss die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 lediglich eine Berechnung derart durchführen, dass der Drehmoment-Befehl u gleich der Summe des Signals, welches durch Entfernen der vorbestimmten Frequenzkomponenten, welche sich von der stationären Komponente unterscheiden, vom Abweichung-Kompensation-Drehmoment durch den Rückführ-Drehmoment-Filter fb(s) erlangt ist, und des Signals, welches die stationäre Komponente des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf enthält, wird. Auf diese Art und Weise führt die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 die Berechnung mit den Eigenschaften durch, in welchen die stationäre Eigenschaft gleich dem Ergebnis der Addition des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf und des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub wird.
In der zuvor angegebenen Beschreibung stellt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 den Pol des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44 gleich dem Nullpunkt der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 ein. Sogar wenn der Pol des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44 nicht vollständig gleich dem Nullpunkt eingestellt ist, ist es jedoch offensichtlich, dass ähnliche Wirkungen erlangt werden können.
Wie zuvor beschrieben, kann gemäß Ausführungsform 1, mit dem zuvor erwähnten Aufbau, in der Motorsteuervorrichtung, welche für die Bahn-Handhabung-Steuerung zu verwenden ist, die im zu fördernden Material zu erzeugende Spannung konstant auf einen gewünschten Wert beibehalten werden, während die Motorgeschwindigkeit derart gesteuert wird, dass sie präzise einer Änderung im Geschwindigkeit-Befehl folgt. Ferner kann die Steuerung entsprechend der Kombination der Geschwindigkeitssteuerung und der Drehmoment-Steuerung in Ansprechen auf die Spannung mit einem weiten Bereich von Eigenschaften realisiert werden. Daher kann die hoch funktionale Steuerung gemäß verschiedener Verwendungen, wie beispielsweise die Bahn-Handhabung-Steuerung, und der Betriebsbedingungen, durch eine einfache Berechnung realisiert werden.
Ausführungsform 2
5 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine in 5 dargestellte Motorsteuervorrichtung 200 enthält die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10, eine Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a, die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30, eine Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a und die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50. Gleiche Bezugszeichen wie jene in 1 kennzeichnen die gleichen Elemente, und deren Beschreibung wird hier ausgelassen.
Die Motorsteuervorrichtung 200 von Ausführungsform 2 dient zur Verwendung für das in 2 dargestellte Bahn-Handhabung-Steuersystem, wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1, und ersetzt die in 2 dargestellte Motorsteuervorrichtung 100. Im Vergleich zu der zuvor beschriebenen Motorsteuervorrichtung 100 von Ausführungsform 1, enthält die Motorsteuervorrichtung 200 von Ausführungsform 2 die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a und die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a, welche unterschiedliche interne Aufbauten haben.
Daher werden für den Aufbau der Motorsteuervorrichtung 200 hauptsächlich Unterschiede zu 1 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 mit Bezug auf 5 beschrieben. Zunächst wird die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a beschrieben. Die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 führt die Proportional-Integral-Berechnung auf die Steuerabweichung e durch. Andererseits hat die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a von Ausführungsform 2 einen Aufbau zum Durchführen einer Integral-Berechnung und einer Proportional-Berechnung auf eine separate Art und Weise, und zum leichten Ändern derer Eingaben.
6 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a empfängt die Steuerabweichung e, den Geschwindigkeits-Referenzwert yr und die Motorgeschwindigkeit y als Eingaben. Dann gibt, innerhalb der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a, ein Integral-Verstärker 21 das Ergebnis einer Multiplikation und einen Integral der Integral-Verstärkung ωi entsprechend dem zuvor eingestellten Steuerparameter auf die Steuerabweichung e aus. Ein Addierer/Subtrahierer 22 gibt das Ergebnis einer Addition des Geschwindigkeits-Referenzwerts yr zu der Ausgabe des Integral-Verstärkers 21, und einer Subtraktion der Motorgeschwindigkeit y davon aus. Ferner gibt ein Proportional-Verstärker 23 einen Wert, welcher durch Multiplizieren der Ausgabe des Addierers/Subtrahierers 22 mit der Proportional-Verstärkung Kv entsprechend einem zuvor eingestellten Steuerparameter erlangt ist, als das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub aus.
Genauer gesagt, führt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a eine durch die folgende Gleichung (8) ausgedrückte Berechnung durch. $ub = Kv {(ω i / s) \times e + (yr - y)}$
Daher führt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a eine Rückführsteuerung-Berechnung durch, welche einen Integral-Betrieb enthält, um die Steuerabweichung e auf eine stationäre Art und Weise auf 0 zu reduzieren, so dass eine Überführungseigenschaft von der Steuerabweichung e zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub eine Integral-Eigenschaft annimmt.
Der zweite Term in der geschweiften Klammer der rechten Seite von der zuvor angegebenen Gleichung (8) ist eine Proportional-Kompensation für die Abweichung zwischen dem Geschwindigkeits-Referenzwert yr und der Motorgeschwindigkeit y. Der zweite Term hat die Wirkungen zum stabilen Beibehalten der Rückführ-Schleife von der Motorgeschwindigkeit y und zum derartigen Durchführen der Steuerung, dass die Abweichung zwischen dem Geschwindigkeits-Referenzwert yr und der Motorgeschwindigkeit y transient reduziert wird. Jedoch arbeitet die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a stetig derart, dass die Steuerabweichung e, welche in der zuvor angegebenen Gleichung (8) integriert ist, gleich Null wird.
Als nächstes wird die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a beschrieben. Die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a empfängt den Reaktionskraft-Referenzwert fr und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub als Eingaben, um den Bewegungs-Korrekturwert yh auszugeben. 7 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a von Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in 7 dargestellte Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a entspricht der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1, welche in 4 dargestellt ist, von welcher der Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44 entnommen ist, und wobei der Betrieb mit Ausnahme für den Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44, der gleiche ist.
Genauer gesagt, empfängt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a den Reaktionskraft-Referenzwert fr und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub als Eingaben. Dann berechnet die Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41, welche in der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a enthalten ist, die Drehmoment-Korrekturgröße uh basierend auf dem Vergleich zwischen dem Reaktionskraft-Referenzwert fr und dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub. Als nächstes gibt die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 das Ergebnis aus, welches durch Multiplizieren der Drehmoment-Korrekturgröße uh mit der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh entsprechend einer vorbestimmten Konstante erlangt ist.
Ferner gibt die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 das Ergebnis eines Begrenzungsbetriebes, welcher auf die Ausgabe der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 durchgeführt ist, mit einem zuvor eingestellten Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert als den Bewegungs-Korrekturwert yh aus.
Die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a verwendet die Integral-Verstärkung ωi und die Proportional-Verstärkung Kv entsprechend der Steuerparameter der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20a, und die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh, welche von außen eingestellt ist, zum Einstellen der Reaktionskraft-Kompensation Kh unter Verwendung der im Folgenden angegebenen Gleichung (9) auf die gleiche Art und Weise wie bei der zuvor angegebenen Gleichung (5) in Ausführungsform 1. $Kh = ω h / (Kv \times ω i)$
Darüber hinaus empfängt die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50 den Bewegungs-Korrekturwert yh, den Geschwindigkeits-Referenzwert yr und die Motorgeschwindigkeit y, wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1, um einen Wert, welcher erlangt ist durch Subtraktion der Motorgeschwindigkeit y von dem Wert, welcher erlangt ist durch Addition des Geschwindigkeits-Referenzwerts yr und des Bewegungs-Korrekturwerts yh, als die Steuerabweichung e auszugeben.
Durch den Aufbau der Motorsteuervorrichtung 200 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 2, wird die Übertragungsfunktion vom Reaktionskraft-Referenzwert fr zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub durch die folgende Gleichung (10) ausgedrückt. $ub / fr =ω h / (s +ω h)$
Die Übertragungsfunktion von der Motorgeschwindigkeit y zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub wird durch die folgende Gleichung (11) ausgedrückt. $ub / y = Kv \times (s + ω i) / (s + ω h)$
Die zuvor angegebenen Gleichungen (10) und (11) sind vollständig gleich den zuvor angegebenen Gleichungen (6) und (7) von Ausführungsform 1. Genauer gesagt, führt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 die Proportional-Integral-Berechnung durch. Andererseits wird in Ausführungsform 2 der Aufbau wie zuvor beschrieben geändert, um die Berechnung derart durchzuführen, dass die Übertragungsfunktion von der Steuerabweichung e zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub die Integral-Eigenschaft hat. Daher ist der Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44, welcher für die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 44 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 notwendig ist, in Ausführungsform 2 nicht notwendig. Die Berechnungsgröße wird dementsprechend reduziert, so dass die äquivalenten Eigenschaften durch einfache Berechnungen realisiert werden können.
Um die Spannung des zu fördernden Materials 124 präzise auf einen gewünschten Wert beizubehalten, wie bei dem Fall, bei welchem ein Wert, welcher als ein Rollendurchmesser der Aufwickelrolle 123 angenommen wird, sich von einem aktuellen Wert unterscheidet, ist es notwendig, eine stationäre Abweichung zwischen dem Geschwindigkeit-Befehl yc und der Motorgeschwindigkeit y bereitzustellen. Es wird der Fall ins Auge gefasst, bei welchem es erforderlich ist, dass ein stationärer Wert des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub exakt gleich einem Wert erstellt wird, welcher durch den Reaktionskraft-Referenzwert fr spezifiziert ist, unter der zuvor beschriebenen Bedingung. Bei einem solchen Fall ist es einfach zu verstehen, dass die Berechnung der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 in der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40a, welche in der zuvor angegebenen Beschreibung lediglich eine Proportional-Berechnung ist, durch eine Proportional-Integral-Berechnung ersetzt wird.
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß Ausführungsform 2, durch Bereitstellen des zuvor beschriebenen Aufbaus, die Motor-Geschwindigkeit derart gesteuert, dass sie präzise einer Änderung im Geschwindigkeit-Befehl folgt, während die im zu fördernden Material zu erzeugende Spannung auf einen gewünschten Wert konstant beigehalten werden kann, in der Motorsteuervorrichtung, welche für die Bahn-Handhabung-Steuerung zu verwenden ist, wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1. Ferner kann die Steuerung entsprechend der Kombination aus der Geschwindigkeitssteuerung und der Drehmoment-Steuerung entsprechend der Spannung mit einem weiten Bereich von Eigenschaften realisiert werden. Daher kann die hoch funktionale Steuerung gemäß verschiedenartiger Verwendungen und Betriebsbedingungen, wie beispielsweise die Bahn-Handhabung-Steuerung, durch einfache Berechnungen realisiert werden.
Ausführungsform 3
8 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt. In Ausführungsform 3 wird die Verwendung für eine parallele Antriebssteuerung angenommen, bei welcher ein einzelnes angetriebenes Objekt (Werkstück) angetrieben wird, während es synchron durch zwei Motoren gesteuert wird. Diese Ausführungsform befasst sich mit einem Problem, dass eine erhöhte interaxiale Interferenzkraft aufgrund einer mechanischen Torsion zwischen den Motoren erhöht ist, wenn die präzise Positionssteuerung von jeder Achse lediglich für einen Fehler des Positionserfassers zum Erfassen der Positionen der zwei Motoren oder einen mechanischen Fehler, welcher erzeugt wird, wenn das angetriebene Objekt und die Motoren mechanisch miteinander gekoppelt sind (im Folgenden als ein interaxialer mechanischer Fehler bezeichnet), in der zuvor beschriebenen parallelen Antriebssteuerung durchgeführt wird.
Obwohl in der zuvor beschriebenen parallelen Antriebssteuerung sowohl die Positionssteuerung als auch die Geschwindigkeitssteuerung ins Auge gefasst werden, wird die parallele Antriebssteuerung mit der Positionssteuerung in Ausführungsform 3 beschrieben. Darüber hinaus ist Ausführungsform 3 vollständig identisch, sogar in dem Fall, bei welchem ein Drehantrieb mit einem Drehmotor durchgeführt wird, und in dem Fall, bei welchem ein Linearantrieb mit einem Linearmotor durchgeführt wird. Jedoch werden für die folgende Beschreibung die für den Drehantrieb verwendeten Wortlaute verwendet.
Zunächst wird ein Gesamtaufbau einer Motorsteuervorrichtung 300 mit Bezug auf 8 beschrieben. Die in 8 dargestellte Motorsteuervorrichtung 300 enthält eine Nebenachse-Steuereinheit 310 und eine Hauptachse-Steuereinheit 320. Die Nebenachse-Steuereinheit 310 ist über eine Zwischenwirkung einer Stromsteuerung (Nebenachse-Stromsteuerung) 110a mit einem Motor (Nebenachse-Motor 121a) verbunden. Ähnlich ist die Hauptachse-Steuereinheit 320 über eine Zwischenwirkung einer Hauptachse-Stromsteuerung 110b mit einem Hauptachse-Motor 121b verbunden.
Sowohl der Motor 121a als auch der Hauptachse-Motor 121b treiben jeweils ein einzelnes anzutreibendes Objekt 130 über eine Zwischenwirkung von einer Welle oder einem Kugelgewindetrieb an. Ein Bewegungs-Erfasser 122a und ein Hauptachse-Bewegungs-Erfasser 122b erfassen Drehpositionen des Motors 121a und des Hauptachse-Motors 121b jeweils als eine Motor-Position (Motorbewegungs-Erfassungswert) y und eine Hauptachse-Motorposition y_m, und geben die Motorposition y und die Hauptachse-Motorposition y_m an die Motorsteuervorrichtung 300 aus.
Ein Positionsbefehl (Bewegungs-Befehl) yc wird von außen der Motorsteuervorrichtung 300 eingegeben. Die Hauptachse-Steuereinheit 320 empfängt den Positionsbefehl yc und die Hauptachse-Motorposition y_m als Eingaben, um einen Hauptachse-Drehmoment-Befehl u_m für den Hauptachse-Motor 121b und den Reaktionskraft-Referenzwert fr für die Nebenachse-Steuereinheit 310 durch eine später beschriebene Berechnung auszugeben. Andererseits empfängt die Nebenachse-Steuereinheit 310 den Positionsbefehl yc, die Motor-Position y und den Reaktionskraft-Referenzwert fr als Eingaben, um den Drehmoment-Befehl u für den Motor 121a durch eine später beschriebene Berechnung auszugeben.
Die Motorsteuervorrichtung 300 gibt den Drehmoment-Befehl u und den Hauptachse-Drehmoment-Befehl u_m jeweils an die Stromsteuerung 110a und die Hauptachse-Stromsteuerung 110b aus. Dann steuern die Stromsteuerung 110a und die Hauptachse-Stromsteuerung 110b jeweils die Ströme des Motors 121a und des Hauptachse-Motors 121b basierend auf dem Drehmoment-Befehl u und dem Hauptachse-Drehmoment-Befehl u_m. Hieraus resultierend erzeugt der Motor 121a ein Drehmoment in Ansprechen auf den Drehmoment-Befehl u, wohingegen der Hauptachse-Motor 121b ein Drehmoment in Ansprechen auf den Hauptachse-Drehmoment-Befehl u_m erzeugt.
Die Nebenachse-Steuereinheit 310 enthält eine Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S, eine Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S, eine Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30S, eine Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S und eine Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S wie im Falle der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Motorsteuervorrichtung 100. Daher werden zunächst jene Sektionen der Nebenachse-Steuereinheit 310, welche sich von der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S unterscheiden, welche wie im Falle einer normalen Positionssteuerung arbeiten, beschrieben.
Die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S gibt das Ergebnis einer Berechnung mit einem Tiefpassfilter oder dergleichen, welche auf den eingegebenen Positionsbefehl yc derart durchgeführt wird, dass die Bewegung des Motors 121a keiner Schwingung unterliegt, als einen Positions-Referenzwert (Bewegungs-Referenzwert) yr aus. Gleichzeitig berechnet die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S ein Drehmoment, welches zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des Motors 121a notwendig ist, basierend auf einer Berechnung einer Multiplikation von einem Beschleunigungssignal, welches durch zweifaches Differenzieren des Positions-Referenzwerts yr erlangt ist, mit einem eingestellten Wert eines Trägheitsmoments eines angetriebenen Teils, welches durch den Motor 121a angetrieben wird, um das berechnete Drehmoment als das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf auszugeben.
Das zuvor erwähnte Trägheitsmoment des angetriebenen Teils, welches durch den Motor 121a angetrieben wird, ist ein Teil des gesamten Trägheitsmoments des Motors (Nebenachse-Motor) 121a, des Hauptachse-Motors 121b und des angetriebenen Objektes 130, welches dem Nebenachse-Motor 121a zugewiesen ist. Daher, wenn der Hauptachse-Motor 121b und der Nebenachse-Motor 121a und das angetriebene Objekt 140 perfekt symmetrisch konfiguriert sind, beträgt das Trägheitsmoment, welches dem angetriebenen Teil zugewiesen ist, gleich der Hälfte des gesamten Trägheitsmoments. Wenn sich jedoch beispielsweise die Kapazitäten des Nebenachse-Motors 121a und des Hauptachse-Motors 121b voneinander unterscheiden oder der Schwerpunkt des angetriebenen Objekts 130 außermittig ist, wird das gesamte Trägheitsmoment derart eingestellt, dass es bei einer geeigneten Rate derart zugewiesen wird, dass das angetriebene Objekt 130 und die Motoren synchron angetrieben werden.
Als nächstes wird ein Betrieb der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S, welche in der Nebenachse-Steuereinheit 310 enthalten ist, mit Bezug auf 9 beschrieben. 9 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S empfängt den Positions-Referenzwert yr, die Motorposition y und den Bewegungs-Korrekturwert yh, wie im folgenden beschrieben, als Eingaben, um als Steuerabweichung e ein Signal auszugeben, welches erlangt ist durch Addieren eines Signals, welches erlangt ist durch Multiplizieren einer Positionsabweichung ye entsprechend einer Abweichung zwischen dem Positions-Referenzwert yr und der Motorposition y, mit einer Positions-Verstärkung Kp, eines Signals, welches erlangt ist durch Differenzieren der Positionsabweichung ye (Geschwindigkeits-Abweichung), und des Bewegungs-Korrekturwerts yh.
Durch die zuvor erwähnte Berechnung wird die Steuerabweichung e derart berechnet, dass sie ein Signal annimmt, welches Einheiten der Geschwindigkeit hat. Im Wesentlichen berechnet die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S jedoch die Steuerabweichung e, welche auf eine lineare Summe zu reduzieren ist, welche durch Addieren der Positions-Abweichung ye, des Differentialwerts (Geschwindigkeit-Abweichung) davon, und des Bewegungs-Korrekturwerts yh bei einer geeigneten Rate erlangt ist. Genauer gesagt, wird die Steuerabweichung e durch die Berechnung basierend auf der Abweichung zwischen dem Positions-Referenzwert yr und der Motor-Position y, und dem Bewegungs-Korrekturwert yh ausgegeben.
Die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S führt die Proportional-Integral (PI) Steuerung, welche durch die zuvor angegebene Gleichung (1) ausgedrückt ist, unter Verwendung der Integral-Verstärkung ωi und der Proportional-Verstärkung Kv entsprechend den zuvor eingestellten Steuerparametern wie im Falle der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 durch. Auf diese Art und Weise führt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S eine Rückführsteuerung-Berechnung durch, welche einen Integralbetrieb enthält, zum Reduzieren der Steuerabweichung e auf 0 auf eine stationäre Art und Weise, und gibt das Ergebnis als das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub aus.
Die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30S führt die Berechnung, welche durch die zuvor angegebene Gleichung (2) ausgedrückt ist, mit dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub und dem Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf als Eingaben unter Verwendung des Rückführ-Drehmoment-Filters fb(s) durch, um den Drehmoment-Befehl u auszugeben, wie im Falle der in 3 dargestellten und zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30. Hier wird, für die Berechnung mit dem Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s), ein Filter, welches als ein Tiefpassfilter oder ein Notchfilter bezeichnet wird, um eine vorbestimmte Frequenzkomponente zu reduzieren, wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 verwendet.
Der Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s) dient zum Zwecke der Verbesserung der Stabilität des Steuersystems in Ansprechen auf eine mechanische Resonanz im angetriebenen Objekt 130, um die Verstärkung der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S auf hoch einzustellen, um somit die Steuerabweichung e mit einem hohen Ansprechen zu reduzieren. Aus dieser Tatsache ist der Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s), welcher in der Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30S enthalten ist, zur allgemeinen Positionssteuerung unentbehrlich und stellt in einigen Fällen komplexe Eigenschaften bereit.
Als nächstes wird ein Aufbau der Hauptachse-Steuereinheit 320 mit Bezug auf 10 beschrieben. 10 ist ein Blockdiagramm, welches einen internen Aufbau der Hauptachse-Steuereinheit 320 von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Hauptachse-Steuereinheit 320 enthält eine Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10M, eine Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20M, eine Hauptachse-Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30M und eine Hauptachse-Steuerabweichung-Berechnungssektion 50M. Die Hauptachse-Steuereinheit 320 ist ein Teil zum Durchführen einer Steuerung auf den Hauptachse-Motor 121b, und hat einen Aufbau, welcher ähnlich ist zu jenem des Teils, welches durch Entnahme der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S aus der Nebenachse-Steuereinheit 310 erlangt ist.
Die Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10M, welche in der Hauptachse-Steuereinheit 320 enthalten ist, gibt einen Hauptachse-Positions-Referenzwert yr_m und ein Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf_m basierend auf dem Positionsbefehl yc durch eine Berechnung aus, welche ähnlich jener ist, welche durch die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S für den Antriebsmotor-Motor 121a durchgeführt wird.
In der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S der Nebenachse-Steuereinheit 310 wird jedoch ein Wert, welcher vom gesamten Trägheitsmoment zugewiesen wird, um den Antrieb durch den Nebenachse-Motor 121a zu ermöglichen, gleich dem eingestellten Wert des Trägheitsmoments eingestellt, welcher für die Berechnung des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf verwendet wird. Andererseits verwendet die Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10M den eingestellten Wert des Trägheitsmoments, welches durch die geeignete Verteilung erlangt ist, um den Antrieb durch den Hauptachse-Motor 121b zu ermöglichen, um die Berechnung des Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf_m durchzuführen.
Die Hauptachse-Steuerabweichung-Berechnungssektion 50M, welche in der Hauptachse-Steuereinheit 320 enthalten ist, führt einen Betrieb durch, welcher ähnlich zu jenem ist, welcher durch Entnahme der Eingabe des Bewegungs-Korrekturwertes yh aus der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S in der Nebenachse-Steuereinheit 310 erlangt ist. Genauer gesagt, gibt die Hauptachse-Steuerabweichung-Berechnungssektion 50M als die Hauptachse-Steuerabweichung e_m das Ergebnis aus, welches erlangt ist durch Addition eines Signals, welches erlangt ist durch Multiplikation einer Hauptachse-Positionsabweichung ye_m mit der Positions-Verstärkung, und einer Hauptachse-Geschwindigkeitsabweichung, welche erlangt ist durch Differenzieren der Hauptachse-Positionsabweichung ye_m zur Hauptachse-Positionsabweichung ye_m entsprechend einer Abweichung des Hauptachse-Positions-Referenzwertes yr_m und der Hauptachse-Motorposition y_m.
Darüber hinaus gibt die Hauptachse-Kompensation-Berechnungssektion 20M das Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub_m durch eine Berechnung basierend auf der Hauptachse-Steuerabweichung e_m aus, welche ähnlich ist zu jener der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S für den Nebenachse-Motor 121a.
Darüber hinaus führt die Hauptachse-Drehmoment-4-Synthetisierungssektion 30M eine Berechnung ähnlich zu der Berechnung der zuvor angegebenen Gleichung (2), welche durchgeführt wird durch die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30S der Nebenachse-Steuereinheit 310 auf das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub und das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf, auf das Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub_m und das Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf_m durch, um den Hauptachse-Drehmoment-Befehl u_m auszugeben.
Durch die zuvor beschriebenen Berechnungen gibt die Hauptachse-Steuereinheit 320 den Hauptachse-Drehmoment-Befehl u_m basierend auf dem eingegebenen Positionsbefehl yc aus. Ferner gibt die Hauptachse-Steuereinheit 320 simultan das Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub_m als den Reaktionskraft-Referenzwert fr für die Nebenachse-Steuereinheit 310 aus.
Als nächstes wird ein Betrieb der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S, welche in der Nebenachse-Steuereinheit 310 enthalten ist, mit Bezug auf 11 beschrieben. 11 ist ein Blockdiagramm, welches einen Innenaufbau der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S von Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Reaktionskraft-Berechnungssektion 40S enthält die Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41, die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42, die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 und den Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44, und führt eine Berechnung ähnlich zu jener durch, welche durch die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 durchgeführt wird, welche in 4 der zuvor beschrieben Ausführungsform 1 dargestellt ist. Genauer gesagt, empfängt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S den Reaktionskraft-Referenzwert fr, welcher von der Hauptachse-Steuereinheit 320 ausgegeben ist, und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub, welches von der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S, welche in der Nebenachse-Steuereinheit 310 enthalten ist, ausgegeben ist, als Eingaben.
Dann gibt die Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41, basierend auf dem Vergleich zwischen dem Reaktionskraft-Referenzwert fr und dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub, ein Signal aus, welches durch Durchführen eines Betriebes in einem nicht-linearen unwirksamen Bereich gemäß einer vorherigen Einstellung auf die Reaktionskraft-Abweichung fe entsprechend einer Differenz zwischen ihnen erlangt ist, als die Drehmoment-Korrekturgröße uh aus.
Die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 multipliziert die Drehmoment-Korrekturgröße uh mit der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh entsprechend einer vorbestimmten Konstante, und gibt das Ergebnis der Multiplikation aus. Die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 gibt das Ergebnis der nicht-linearen Verarbeitung zum Begrenzen der Größe mit einem zuvor eingestellten Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert aus, welche auf die Ausgabe der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 durchgeführt wird. Ferner gibt der Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44 das Ergebnis der Berechnung mit dem Tiefpassfilter Fh(s), welches die Grenzfrequenz ωf hat, auf die Ausgabe von der Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43, wie im Falle der Gleichung (3), welche zuvor in Ausführungsform 1 angegeben ist, als den Bewegungs-Korrekturwert yh aus.
Darüber hinaus stellt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S den Pol des Reaktionskraft-Kompensation-Filters 44, d.h. die Grenzfrequenz ωf, derart ein, dass der Pol gleich der Integral-Verstärkung ωi entsprechend dem Nullpunkt der Proportional-Integral-Berechnung wird, welche in der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S durchgeführt wird. Die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S stellt ebenso die zuvor erwähnten Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh unter Verwendung der zuvor in Ausführungsform 1 beschriebenen Gleichung (5) basierend auf der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh entsprechend einem Parameter, welcher von außerhalb eingestellt ist, und der Steuerparameter der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S ein.
Die Motorsteuereinheit 300 arbeitet wie zuvor beschrieben, und treibt daher die Motoren jeweils unter Verwendung des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf und des Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf_m, welche durch separates Einstellen der Werte des Drehmoments berechnet sind, welche dem Nebenachse-Motor 121a und dem Hauptachse-Motor 121b in der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S, welche in der Nebenachse-Steuereinheit 310 enthalten ist, und in der Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10M, welche in der Hauptachse-Steuereinheit 320 enthalten ist, zuzuweisen sind.
Hieraus resultierend können die Motoren, sogar wenn sich die Kapazitäten der jeweiligen Motoren untereinander unterscheiden oder der Schwerpunkt des angetriebenen Objektes 130 außermittig ist, in präziser Synchronisation zueinander angetrieben werden, um eine Beschleunigung bzw. Verzögerung derart durchzuführen, dass sie präzise dem Positions-Befehl yc folgen. Ferner kann die Bewegung des Nebenachse-Motors derart korrigiert werden, dass die interaxiale Interferenzkraft unterdrückt wird, welche derart erzeugt wird, dass das angetriebene Objekt 130 zwischen dem Nebenachse-Motor 121a und dem Hauptachse-Motor 121b verdreht wird.
Die Eigenschaften, welche durch die Motorsteuerverrichtung 300 erlangt werden, werden im Folgenden detailliert beschrieben. Es wird der Fall in Betracht gezogen, bei welchem die Eigenschaften als lineare Eigenschaften beschrieben werden, welche erlangt werden, wenn der zuvor beschriebene unwirksame Bereich nicht in der Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41 der zuvor angegebenen, in 11 dargestellten Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S eingestellt ist, und die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 nicht den in Betracht gezogenen Begrenzungsbetrieb durchführt. In diesem Fall nimmt in der Motorsteuervorrichtung 300 eine Übertragungsfunktion vom Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub_m, d.h. der Reaktionskraft-Referenzwert fr, zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub eine Tiefpass-Eigenschaft an, welche im Folgenden durch Gleichung (12) ausgedrückt wird, wie im Falle der Gleichung (6), welche zuvor in der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 angegeben ist. $ub / ub_m = ω h / (s + ω h)$
Eine Übertragungsfunktion von der Motorposition y des Nebenachse-Motors 121a zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub wird durch die folgende Gleichung (13) ausgedrückt. $ub / y = - Kv \times (s + ω i) \times (s + Kp) / (s + ω h)$
Hier nimmt in einem Zustand, bei welchem die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S entnommen ist, d.h., wenn die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh in der Nebenachse-Steuereinheit 310 äquivalent auf 0 eingestellt ist, die zuvor angegebene Gleichung (12) gleich 0 an, wohingegen die zuvor beschriebene Gleichung (13) eine Eigenschaft annimmt, welche äquivalent ist zur Proportional-Integral-Ableitung (PID) Steuerung, welche im Integral-Betrieb enthalten ist. Genauer gesagt, hat die Nebenachse-Steuereinheit 310 lediglich die Eigenschaften der Positionssteuerung. Daher führt die Motorsteuervorrichtung 300 die Positionssteuerung auf den Positions-Befehl yc derart durch, dass sowohl die Hauptachse-Motor-Position y_m als auch die Nebenachse-Motor-Position y eine stationäre Abweichung von 0 haben.
Als nächstes, wenn die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh größer als 0 eingestellt ist, wird das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub durch die zuvor angegebene Gleichung (13) derart berechnet, dass die Steuereigenschaften für die Motorposition y jene Eigenschaften annehmen, welche durch Ersetzen eines Integrators der PID Steuerung durch einen Pseudo-Integrator erlangt sind, mit anderen Worten, eine Steuereigenschaft, welche ähnlich zu jener ist, welche im Fall erlangt ist, bei welchem ein Hochpassfilter, welcher die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh als die Grenzfrequenz hat, auf die PID Steuerung wirkt. Darüber hinaus wird, simultan zur zuvor beschriebenen Berechnung, das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub erlangt durch eine Berechnung eines Addierens von einem Signal, welches erlangt ist, indem es ermöglicht wird, dass ein Tiefpassfilter, welches die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh hat, als die Grenzfrequenz wirkt, auf den Reaktionskraft-Referenzwert fr, d.h. dass Hauptachse-Abweichung-Kompensation ub_m. Genauer gesagt, hat die Nebenachse-Steuereinheit 310 jene Steuereigenschaften, welche erlangt werden durch ein Kombinieren der Eigenschaften von der Positionssteuerung und der Eigenschaften von der Drehmoment-Steuerung an der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh als eine Grenze.
Darüber hinaus, wenn die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh auf im Wesentlichen unendlich (ein maximaler Wert, welcher hinsichtlich einer Abtastperiode beschränkt ist) erhöht ist, nimmt die Übertragungsfunktion, welche durch die zuvor angegebene Gleichung (12) ausgedrückt ist, im Wesentlichen 1 an, wohingegen die Übertragungsfunktion, welche durch die zuvor angegebene Gleichung (13) ausgedrückt ist, im Wesentlichen 0 annimmt. Daher wird eine Steuerung zum konstanten Erstellen des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub für den Nebenachse-Motor 121a gleich dem Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub_m, d.h. eine Berechnung um zu ermöglichen, dass die Nebenachse-Steuereinheit 310 im Wesentlichen die Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung hat, durchgeführt. In diesem Fall werden die Steuereigenschaften derart, dass die interaxiale Interferenzkraft nicht aufgrund des Verdrehens des angetriebenen Objektes 130 erzeugt wird, obwohl ein Fehler der Motor-Position y der Nebenachse 121a in Relation zum Positions-Befehl yc erlaubt wird.
Wie zuvor beschrieben, können gemäß der Motorsteuervorrichtung 300 die Eigenschaften der Nebenachse-Steuereinheit 310 kontinuierliche geändert werden, und zwar von den Eigenschaften der Positionssteuerung zum Einstellen der stationären Abweichung in Relation zum Positions-Befehl, welcher 0 wird, zu den Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung zum Steuern des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub, welches in der Nebenachse-Steuereinheit 310 erzeugt wird, so dass es konstant gleich dem Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub_m wird, oder die Eigenschaften, welche erlangt werden durch Kombinieren der Positionssteuerung und der Drehmoment-Steuerung, entsprechend zwischenwirkenden Eigenschaften dazwischen und zwar lediglich durch Einstellen der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh. Hieraus resultierend kann die Motorsteuervorrichtung 300 einen weiten Bereich von Eigenschaften realisieren, welche die mechanische Festigkeit des angetriebenen Objektes 130, die Höhe des interaxialen mechanischen Fehlers und dem Zwecke gemäß der Verwendung unterstützen.
Als nächstes werden die Wirkungen des unwirksamen Bereiches der Drehmoment-Korrekturgröße-Berechnungssektion 41, welche in der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S enthalten ist, beschrieben. Durch Einführen des zuvor beschriebenen unwirksamen Bereiches kann ein Steuerbetrieb mit den Eigenschaften der Positionssteuerung, bei welcher die stationäre Abweichung für sowohl den Hauptachse-Motor 121b als auch den Nebenachse-Motor 121a gleich 0 wird, unter der Bedingung realisiert werden, bei welcher die interaxiale Interferenzkraft, welche aufgrund des Verdrehens des angetriebenen Objektes 130 erzeugt wird, kleiner ist als eine Breite eines unwirksamen Bereiches.
Durch ein Einstellen der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh auf einen ausreichend hohen Wert, nachdem der zuvor beschriebene unwirksame Bereich eingestellt ist, kann ein Steuerbetrieb mit den Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung für den Nebenachse-Motor 121a derart realisiert werden, dass eine Differenz zwischen dem Hauptachse-Drehmoment-Befehl u_m und dem Nebenachse-Drehmoment-Befehl u (insbesondere die interaxiale Interferenzkraft), die im unwirksamen Bereich eingestellte Höhe hat, wenn der interaxiale mechanische Fehler des angetriebenen Objektes 130 hoch ist. Genauer gesagt, kann eine hoch funktionale Steuerung zum geeigneten Ändern der Eigenschaften von der Positionssteuerung und der Eigenschaften von der Drehmoment-Steuerung gemäß der Betriebsbedingung, so dass sowohl die Hauptachse-Motor-Position y_m als auch die Nebenachse-Motor-Position y gleich dem Positions-Befehl yc werden, während die interaxiale Interferenzkraft auf einen erlaubbaren Bereich beschränkt wird, welcher im unwirksamen Bereich eingestellt ist, realisiert werden.
Ferner wurden die Wirkungen eines derartigen Beschränkens des Bewegungs-Korrekturwertes yh, so dass der Bewegungs-Korrekturwert nicht größer wird als der Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert, und zwar durch die Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43, welche in der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S enthalten ist, beschrieben. Beispielsweise wird der Fall in Betracht gezogen, bei welchem die Nebenachse-Steuereinheit 310 derart eingestellt ist, dass sie die Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung hat, d.h. eine Steuerung zum Einstellen der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh auf einen ausreichend hohen Wert, um die interaxiale Interferenzkraft ausreichend klein zu erstellen, um somit die Abweichung zwischen dem Positions-Befehl yc und der Motor-Position y zu erlauben.
Sogar in einem solchen Fall, bei welchem der Bewegungs-Korrekturwert yh durch den Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert begrenzt wird, arbeitet die Positionssteuerung derart, dass die stationäre Abweichung zwischen dem Positions-Referenzwert yr und der Motor-Position y nicht größer wird als ein vorbestimmter Wert (genauer gesagt, ein Wert, welcher erlangt ist durch Teilen des Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswerts durch die Positions-Verstärkung Kp) wird. Hieraus resultierend kann eine hoch funktionale Steuerung realisiert werden, bei welcher sich die Eigenschaften der Positionssteuerung zum Begrenzen der stationären Abweichung in der Position auf den vorbestimmten Wert oder kleiner, und die Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung geeigneter Weise gemäß der Betriebsbedingung ändern.
Die Motorsteuervorrichtung 300 gemäß Ausführungsform 3 arbeitet wie zuvor beschrieben und führt die Berechnung unter Verwendung der eingestellten Werte des Trägheitsmoments durch, welche geeigneter Weise jeweils in der Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10M der Hauptachse-Steuereinheit 320 und der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S der Nebenachse-Steuereinheit 310 eingestellt sind.
Ferner wird basierend auf dem Vergleich zwischen dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub entsprechend einer internen Variablen bei einem mittleren Prozess der Berechnung des Drehmoment-Befehls u in der Nebenachse-Steuereinheit 310, welche eine Variable vor der Addition des Vorwärtssteuerung-Drehmoments uf ist, und dem Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub_m entsprechend einer ähnlichen internen Variable in der Hauptachse-Steuereinheit 320, die Steuerabweichung e der Nebenachse-Steuereinheit 310 korrigiert. Auf diese Art und Weise können, sogar wenn das angetriebene Objekt 130 asymmetrische Eigenschaften hat, die Beschleunigung bzw. Verzögerung der Position der Motoren für jede Achse mit einer hohen Genauigkeit gesteuert werden, während die interaxiale Interferenzkraft aufgrund des Verdrehens des angetriebenen Objektes unterdrückt wird.
Ferner wird als ein Signal, welches für den wie zuvor beschriebenen Vergleich verwendet wird, nicht die Ausgabe des Vorwärtssteuerung-Drehmoment-Filters Fb(s), welche für ein höheres Ansprechen der Positionssteuerung unabdinglich ist, sondern das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub entsprechend einer Variablen auf der Eingangsseite des Rückführ-Drehmoment-Filters Fb(s) verwendet. Daher kann eine unnötige Verzögerung in der Berechnungs-Schleife, welche die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20S, die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S und die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S enthält, beseitigt werden.
Hieraus resultierend können als die Steuereigenschaften des Nebenachse-Motors 121a die Eigenschaften der Normal-Positions-Steuerung mit einem hohen Ansprechen, die Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung basierend auf dem Reaktionskraft-Referenzwert fr als eine Referenz, und die Eigenschaften, welche durch die Kombination derer erlangt sind, lediglich durch ein einfaches Einstellen der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz wh umgeschaltet werden. Ferner kann durch Durchführen der einfachen nicht-linearen Verarbeitung, wie zuvor beschrieben, die hoch funktionale parallele Antriebssteuerung, welche Eigenschaften hat, welche sich geeigneter Weise in Ansprechen auf die Betriebsbedingung ändern, realisiert werden.
Es besteht eine Differenz in der Verwendung und hinsichtlich dessen, welche von der Positionssteuerung und der Geschwindigkeitssteuerung als eine Basis dient, zwischen Ausführungsform 3, welche für die parallele Antriebssteuerung zu verwenden ist, und der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1, welche für die Bahn-Handhabung-Steuerung zu verwenden ist. Jedoch ist der Aufbau der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40S der Motorsteuervorrichtung 300 von Ausführungsform 3 stets gleich jenen der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 von der Motorsteuervorrichtung 100 von der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1.
Genauer gesagt, können beide Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektionen 40S und 40 einen weiten Bereich von hoch funktionalen Eigenschaften, wie zuvor beschrieben, realisieren. Daher können die Eigenschaften, welche für beide Verwendungen geeignet sind, durch das gleiche einfache Programm realisiert werden. Demgemäß kann eine hoch funktionale Steuerung mit hoher Leistung für jede der Verwendungen realisiert werden, ohne dass die Kosten für die Hinzufügung eines Programms, welches für jede der Verwendungen oder zur Neumodellierung spezialisiert ist, erhöht werden.
Die Aufbauten der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S und der Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10M, wie zuvor beschrieben, lassen eine Störung außer Acht, wie beispielsweise eine Reibung oder eine Schwerkraftlast, welche an das angetriebene Objekt 130 angelegt wird. Wenn die zuvor beschriebenen Störungen modelliert werden können, muss jedoch ein Drehmoment entsprechend hierzu lediglich zum Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf und Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf_m hinzuaddiert werden. Auf diese Art und Weise kann, sogar wenn die Störungen asymmetrisch sind, die interaxiale Interferenzkraft mit gewünschten Eigenschaften unterdrückt werden, während der Motor 121a und der Hauptachse-Motor 121b mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
Darüber hinaus wurde in Ausführungsform 3 jene Technologie beschrieben, wie jene zum Steuern der Positionen des Hauptachse-Motors 121b und des Nebenachse-Motors 121a. Es ist jedoch einfach zu verstehen, dass vollständig der gleiche Aufbau sogar zur Steuerung der Geschwindigkeit verwendet werden kann.
Obwohl jener Fall, bei welchem der Drehmotor verwendet wird, zuvor beschrieben wurde, wird der Fall, bei welchem ein Linearmotor verwendet wird, auf die vollständig gleiche Art und Weise behandelt. In diesem Fall muss der Ausdruck „Drehmoment“ lediglich ersetzt werden durch „Axialbewegung“ oder „Antriebskraft“, damit kollektiv auf das Drehmoment und die Axialbewegung Bezug genommen wird.
Wie zuvor beschrieben, kann gemäß Ausführungsform 3 bei der Verwendung für die parallele Antriebssteuerung, die hoch funktionale Steuervorrichtung, welche einen weiten Bereich von Eigenschaften hat, welche erlangt sind durch Kombinieren der Positionssteuerung von jeder der Achsen und der Steuerung zum Unterdrücken der interaxialen Interferenzkraft aufgrund des Verdrehens des angetriebenen Objektes durch die einfachen Berechnungen realisiert werden. Ferner kann bei der Verwendung für die parallele Antriebssteuerung, sogar wenn das angetriebene Objekt asymmetrisch ist, die hoch funktionale Steuervorrichtung, welche einen weiten Bereich von Eigenschaften hat, welche erlangt sind durch Kombinieren der Positionssteuerung von jeder der Achsen und der Steuerung zum Unterdrücken der interaxialen Interferenzkraft aufgrund des Verdrehens des angetriebenen Objektes, während die Beschleunigung bzw. Verzögerung mit der Mehrzahl von Achsen, welche mit einer hohen Genauigkeit in Synchronisation gebracht sind, durchgeführt werden, durch die einfachen Berechnungen realisiert werden.
Ausführungsform 4
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Motorsteuervorrichtung von Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt. Eine in 12 dargestellte Motorsteuervorrichtung 400 enthält eine Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10P, eine Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20P, eine Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30P, eine Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P und eine Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P. Die zuvor erwähnte Motorsteuervorrichtung 400 von Ausführungsform 4 schlägt eine Verwendung für eine Walze (engl.: press machine) oder dergleichen vor, und schlägt daher eine Verwendung zur Walzensteuerung vor, bei welcher ein angetriebenes Objekt bewegt wird, um nahezu in Kontakt mit einem mit Druck beaufschlagten Ziel (engl.: pressurized target) gebracht zu werden, und danach ein Betrieb durchgeführt wird zum Pressen des mit Druck beaufschlagten Ziels durch das angetriebene Objekt mit einer vorbestimmten Kraft.
13 ist eine schematische Ansicht eines Presssteuersystems unter Verwendung der Motorsteuervorrichtung 400 von Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Zunächst wird im Folgenden ein Schema eines Betriebes des Presssteuersystems mit Bezug auf 12 und 13 beschrieben.
Der Motor 121 erzeugt ein Drehmoment, um somit angetrieben zu werden. Hieraus resultierend wird ein in 13 dargestelltes angetriebenes Objekt 131 über eine Zwischenwirkung eines Übertragungsmechanismus 131, wie beispielsweise ein Kugelgewindetrieb, angetrieben. Die Motorsteuervorrichtung 400 erfasst den Positionsbefehl yc, den Reaktionskraft-Referenzwert fr, ein Modus-Umschaltsignal sw und die Motorposition y, welche durch den Bewegungs-Erfasser 122 erfasst wird, als Eingaben. Dann gibt die Motorsteuervorrichtung 400 den Drehmoment-Befehl u an die Stromsteuerung 110 (in 13 nicht gezeigt) durch eine später zu beschreibende Berechnung aus.
Durch die Steuerung des Stroms des Motors 121 mit der Stromsteuerung 110 erzeugt der Motor 121 ein Drehmoment in Ansprechen auf den Drehmoment-Befehl u. Der Positions-Befehl yc, welcher an die Motorsteuervorrichtung 400 eingegeben wird, wird derart gegeben, dass sich das angetriebene Objekt 131 derart bewegt, so dass es nahezu mit einem mit Druck beaufschlagten Ziel 132 in Kontakt tritt.
Das Modus-Umschaltsignal sw wird als ein Signal zum Durchführen eines Umschaltens zwischen einem Positions-Steuermodus, bei welchem die Motorsteuervorrichtung 400 die Positionssteuerung durchführt, und einem Druckbeaufschlagungs-Steuermodus, bei welchem eine Druckbeaufschlagungs-Steuerung derart durchgeführt wird, dass die Umschaltung durchgeführt wird, während die Motorsteuervorrichtung 400 den Steuerbetrieb durchführt, wenn das angetriebene Objekt 131 in der Nähe ist, wo das angetriebene Objekt mit dem mit Druck beaufschlagten Ziel 132 in Kontakt tritt, gegeben. Nachdem die Motorsteuervorrichtung 400 umgeschaltet ist, um im Druckbeaufschlagungs-Steuermodus zu arbeiten, führt die Motorsteuervorrichtung 400 eine Steuerung derart durch, dass das angetriebene Objekt 131 das mit Druck beaufschlagte Ziel 132 mit einer Kraft mit Druck beaufschlagt, welche dem Reaktionskraft-Referenzwert fr entspricht.
Als nächstes wird ein Aufbau der Motorsteuervorrichtung 400 mit Bezug auf die zuvor angegebene 12 beschrieben. Ähnlich der Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10S, welche zuvor in Ausführungsform 3 beschrieben ist, berechnet die Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion 10P, welche in der Motorsteuervorrichtung 400 enthalten ist, basierend auf dem Positionsbefehl yc, den Positions-Referenzwert (Bewegungs-Referenzwert) yr, welcher als ein Referenzwert zum Steuern der Motor-Position y des Motors 121 dient, und ein Drehmoment, welches zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des Motors 121 notwendig ist, gemäß dem Positions-Referenzwert yr, als das Vorwärtssteuerung-Drehmoment uf, und gibt diesen aus.
Die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P empfängt den Positions-Referenzwert yr, die Motor-Position y, den Bewegungs-Korrekturwert yh, wie im Folgenden beschrieben, und das Modus-Umschaltsignal sw als Eingaben, um die Steuerabweichung e entsprechend einem Abweichungssignal, welches durch die Rückführ-Steuerung durch eine später zu beschreibende Berechnung zu reduzieren ist, auszugeben.
Als nächstes, ähnlich der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20, wie zuvor in Ausführungsform 1 beschrieben, gibt die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20P das Ergebnis der Proportional-Integral (PI) Berechnung, welche durch die zuvor angegebene Gleichung (1) ausgedrückt ist, welche als die Rückführ-Steuerberechnung durchgeführt wird, welche den Integral-Betrieb zum Reduzieren der Steuerabweichung e auf 0 auf eine stationäre Art und Weise enthält, als das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub aus.
Als nächstes, ähnlich der Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1, empfängt die Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30P das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub und das Vorwärts-Drehmoment uf als Eingaben, um den Drehmoment-Befehl u als ein Ergebnis der Berechnung unter Verwendung des Rückführ-Drehmoment-Filters Fb(s), welche in der zuvor angegebenen Gleichung (2) ausgedrückt ist, auszugeben. Hier dient der Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s) zum Zwecke der Einstellung einer Verstärkung der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20P auf einen hohen Wert, um somit eine Reduktion der Steuerabweichung e bei einem hohen Ansprechen zu ermöglichen. Daher ist der Rückführ-Drehmoment-Filter Fb(s) in der Drehmoment-Befehl-Synthetisierungssektion 30P unabdingbar für die normale Positionssteuerung, und stellt in einigen Fällen komplexe Eigenschaften bereit.
Als nächstes empfängt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P den Reaktionskraft-Referenzwert fr und das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub als Eingaben, um den Bewegungs-Korrekturwert yh auszugeben, ähnlich der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1. Genauer gesagt, wird die Reaktionskraft-Abweichung fe, welche eine Differenz zwischen einem Reaktionskraft-Referenzwert fr und dem Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub entspricht, als die Drehmoment-Korrekturgröße uh berechnet. Ferner wird die Drehmoment-Korrekturgröße uh mit einer vorbestimmten Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh in der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 multipliziert. Dann wird das Ergebnis, welches erlangt ist durch ein Beschränken der Größe der Ausgabe von der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion 42 mit einem vorbestimmten Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert in der Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43, ausgegeben. Ferner wird das Ergebnis, welches erlangt ist durch ein Durchführen der Berechnung mit dem Tiefpassfilter Fh(s), wie in der zuvor angegeben Gleichung (3) ausgedrückt, auf die Ausgabe von der Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 im Reaktionskraft-Kompensation-Filter 44 als der Bewegungs-Korrekturwert yh, ausgegeben.
Darüber hinaus stellt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P, wie im Falle der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1, die Grenzfrequenz wf des Tiefpassfilters Fh(s) derart ein, dass sie gleich dem Nullpunkt (Integral-Verstärkung) ωi der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20P wird, insbesondere wie durch die zuvor angegebene Gleichung (4) ausgedrückt. Ferner stellt die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung Kh, wie durch die zuvor angegebene Gleichung 5 ausgedrückt, basierend auf der Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh entsprechend einem Parameter, welcher von außen eingestellt ist, und den Steuerparametern der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20P ein.
Als nächstes wird ein Betrieb der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P in Bezug auf das Modus-Umschaltsignal sw beschrieben. Zunächst wird ein Betrieb beschrieben, welcher durchgeführt wird, wenn das Modus-Umschaltsignal sw den Positions-Steuermodus auswählt. Die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P gibt in diesem Fall die Steuerabweichung e durch die gleiche Berechnung wie jene aus, welche durchgeführt wird, wenn der Bewegungs-Korrekturwert yh in der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S, welche in 9 dargestellt ist und zuvor in Ausführungsform 3 beschrieben ist, auf 0 eingestellt ist.
Genauer gesagt, wird ein Signal, welches erlangt ist durch Addieren eines Signals, welches erlangt ist durch Multiplizieren der Positions-Abweichung ye entsprechend einer Abweichung zwischen dem Positions-Referenzwert yr und der Motor-Position y mit der Positions-Verstärkung Kp und eines Signals (Geschwindigkeit-Abweichung), welches erlangt ist durch Differenzieren der Positions-Abweichung ye, als die Steuerabweichung e ausgegeben. Hieraus resultierend arbeitet die Motorsteuervorrichtung 400 als Typ der Positions-Steuervorrichtung, welche Referenzmodell-Typ-Steuerung genannt wird.
Als nächstes wird der Fall beschrieben, bei welchem das Modus-Umschalt-Signal sw den Druckbeaufschlagungs-Steuermodus auswählt. Die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P gibt einen Wert, welcher erlangt ist durch Subtrahieren eines Differenzialwerts der Motor-Position y (insbesondere eine Motorgeschwindigkeit) vom Bewegungs-Korrekturwert yh, als die Steuerabweichung e aus. Genauer gesagt, führt die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P eine Berechnung durch, welche durch die folgende Gleichung (14) ausgedrückt ist. $e = yh - s \times y$
Hieraus resultierend, zusätzlich zur Betrachtung der Berechnung für die PI Steuerung, welche durch die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20P durchgeführt wird, arbeitet die Motorsteuervorrichtung 400 zur Geschwindigkeit PI Steuerung in Anbetracht des Bewegungs-Korrekturwerts yh als den Geschwindigkeit-Befehl, durch die Betriebe der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P und der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion 20P.
Ferner wird im Druckbeaufschlagungs-Steuermodus der Bewegungs-Korrekturwert yh wie zuvor beschrieben durch die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P berechnet. Daher werden eine Übertragungsfunktion vom Reaktionskraft-Referenzwert fr zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub und eine Übertragungsfunktion von der Motor-Position y zum Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub in jenem Fall, bei welchem der Begrenzungsbetrieb von der Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion in der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P außer Acht gelassen wird, jeweils als Gleichungen (15) und (16) ausgedrückt. $ub / fr = ω h / (s + ω h)$
$ub / y = - Kv \times s \times (s + ω i) / (s + ω h)$
Hier wird die zuvor angegebene Gleichung (15), unter Annahme, dass die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh gleich Null ist, zu Null. Darüber hinaus drückt die zuvor angegebene Gleichung (16) die Proportional-Integral (PI) Eigenschaft mit Bezug auf die Motorgeschwindigkeit aus, d.h. ein Differentialwert von der Motor-Position y (s x y). Genauer gesagt, hat der Betrieb von der Motorsteuervorrichtung 400 eine Eigenschaft einer Geschwindigkeit PI Steuerung, wobei der Geschwindigkeit-Befehl gleich Null ist.
Wenn die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz wh auf im Wesentlichen unendlich (ein Maximalwert, welcher durch eine Steuerperiode begrenzt ist) erhöht wird, wird die zuvor angegebene Gleichung (15) im Wesentlichen gleich 1, wohingegen die zuvor angegebene Gleichung (16) im Wesentlichen gleich 0 wird. Genauer gesagt, nehmen die Eigenschaften der Motorsteuervorrichtung 400 die Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung an, um das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub gleich dem Reaktionskraft-Referenzwert fr zu erstellen. Die Eigenschaften der zuvor beschriebenen Drehmoment-Steuerung nehmen Eigenschaften an, welche für jenen Zweck geeignet sind, wenn beispielsweise gewünscht ist, dass das mit Druck beaufschlagte Ziel 132, welches aufgrund einer hohen Viskosität kaum vibriert, mit einer gewünschten Kraft mit Druck beaufschlagt wird.
Darüber hinaus, wenn die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz wh auf den zuvor beschriebenen Mittelwert eingestellt wird, hat die Motorsteuervorrichtung die Eigenschaften einer Drehmoment-Steuerung zum Erstellen des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub gleich dem Reaktionskraft-Referenzwert fr bei Frequenzen, welche niedriger sind als die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz wh in Anbetracht der zuvor angegebenen Gleichungen (15) und (16). Andererseits, bei Frequenzen, welche höher sind als die Reaktionskraft-Kompensation-Frequenz ωh, hat die Motorsteuervorrichtung die Eigenschaften der Geschwindigkeitssteuerung zum Erstellen der Geschwindigkeit des Motors 121 nahe gleich zu 0. Wie zuvor beschrieben, hat die Motorsteuervorrichtung 400 die Eigenschaften entsprechend der Kombination der Drehmoment-Steuerung und der Geschwindigkeitssteuerung.
Hier wird der Fall in Betracht gezogen, bei welchem ein Auftreten von Vibrationen wahrscheinlich ist, wenn das angetriebene Objekt 131 gegen das mit Druck beaufschlagte Ziel 132 gedrückt wird, aufgrund von beispielsweise einer Elastizität des mit Druck beaufschlagten Ziels 132 oder eines Verfahrens zum Fixieren des mit Druck beaufschlagten Ziels 132. Sogar in einem solchen Fall wird durch ein Bereitstellen der Eigenschaften entsprechend der Kombination der Drehmoment-Steuerung und der Geschwindigkeitssteuerung, eine stabile Druck-Steuerung zum Druckbeaufschlagen des mit Druck beaufschlagten Ziels 132 mit einer Kraft entsprechend dem Reaktionskraft-Referenzwert fr auf eine stationäre Art und Weise, während die Vibrationen unterdrückt werden, ermöglicht.
Als nächstes wird beispielsweise der Fall in Betracht gezogen, bei welchem das Modus-Umschaltsignal sw vom Positions-Steuermodus zum Druckbeaufschlagungs-Steuermodus zu einem Zeitpunkt umgeschaltet wird, bei welchem das angetriebene Objekt 131 nicht vollständig das mit Druck beaufschlagte Ziel 132 erreicht. In einem solchen Fall, wenn der Drehmoment-Befehl u oder das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub unmittelbar gleich dem Reaktionskraft-Referenzwert fr erstellt wird, steigen die Geschwindigkeiten des Motors 121 und des angetriebenen Objektes 131 an, um unvorteilhafter Weise einen Aufstoß zum Zeitpunkt des Pressens zu erhöhen.
Um das zuvor beschriebene Problem anzugehen, wird in der Motorsteuervorrichtung 400 von Ausführungsform 4 die Höhe des Bewegungs-Korrekturwertes yh durch die Funktion der Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungssektion 43 der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P um den Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert begrenzt. Darüber hinaus arbeitet der Bewegungs-Korrekturwert yh als der Geschwindigkeit-Befehl der Geschwindigkeit-PI-Steuerung wie zuvor beschrieben. Somit können der Motor 121 und das angetriebene Objekt 131 im Wesentlichen in einem Zustand einer derartigen Geschwindigkeitssteuerung betrieben werden, dass die Geschwindigkeit des Motors 121 auf eine vorbestimmte Begrenzungs-Geschwindigkeit beibehalten wird.
Dann wird, wenn ein Druck zwischen dem angetriebenen Objekt 131 und dem mit Druck beaufschlagten Ziel 132 erzeugt wird, nachdem das angetrieben Objekt 131 mit dem mit Druck beaufschlagten Ziel 132 in den Zustand der zuvor beschriebenen wesentlichen Geschwindigkeitssteuerung in Kontakt tritt, das Abweichung-Kompensation-Drehmoment ub gegen den Druck zunehmen, um näher an den Reaktionskraft-Referenzwert fr zu gelangen. Hieraus resultierend wird die Reaktionskraft-Abweichung fe, d.h. die Drehmoment-Korrekturgröße uh, reduziert. Hieraus resultierend gehen die Eigenschaften, wenn der Bewegungs-Korrekturwert yh, welcher von der Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion 40P ausgegeben ist, kleiner als der Begrenzungswert wird, automatisch auf die zuvor erwähnten Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung oder die Eigenschaften entsprechend der Kombination der Drehmoment-Steuerung und der Geschwindigkeitssteuerung über. Somit kann eine stabile Drucksteuerung zum Erstellen des Abweichung-Kompensation-Drehmoments ub gleich dem Reaktionskraft-Referenzwert fr realisiert werden.
Darüber hinaus wird die Berechnung der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P in der zuvor angegeben Beschreibung basierend auf dem Modus-Umschaltsignal sw, welches von außerhalb eingegeben wird, umgeschaltet. Jedoch kann, sogar ohne Eingabe des Modus-Umschaltsignals von außerhalb, der Positions-Steuermodus beispielsweise durch einen Aufbau wie folgt beschrieben automatisch auf den Druckbeaufschlagungs-Steuermodus umgeschaltet werden. Als Berechnungsbetrieb der Steuerabweichung e in der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P werden die Berechnung der Steuerabweichung e als der zuvor beschriebene Positions-Steuermodus, und die Berechnung der Steuerabweichung e als der zuvor beschriebene Druckbeaufschlagungs-Steuermodus, zu jeder Zeit derart parallel durchgeführt, so dass der kleinere Wert der Ergebnisse der zwei Berechnungen als Ausgabe der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P ausgewählt wird. Hieraus resultierend werden, wenn das angetriebene Objekt 131 mit dem mit Druck beaufschlagten Ziel 132 in Kontakt tritt, um im Verlaufe des Betriebes im Positions-Steuermodus einen Druck zu erzeugen, die Reaktionskraft-Abweichung fe und die Drehmoment-Korrekturgröße uh klein. Hieraus resultierend wird die Steuerabweichung e für den Druckbeaufschlagungs-Steuermodus als Ausgabe der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P derart ausgewählt, dass die Steuer-Eigenschaften realisiert werden, welche die automatische und glatte Umschaltung auf den Druckbeaufschlagungs-Steuermodus im Verlaufe des Steuerbetriebes erlauben.
In der zuvor angegebenen Beschreibung ist die Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P unter Annahme der Verwendung konfiguriert, bei welcher die Position des mit Druck beaufschlagten Ziels derart fixiert ist, dass der Positions-Referenzwert yr und der Geschwindigkeits-Referenzwert des Differentialwertes davon nicht wie durch die zuvor angegebene Gleichung (14) ausgedrückt als die Berechnung verwendet wird, welche in der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P im Druckbeaufschlagungs-Modus durchgeführt wird. Jedoch kann bei der Verwendung, bei welcher die Position des mit Druck beaufschlagten Ziels nicht fixiert ist, und das mit Druck beaufschlagte Ziel mit Druck beaufschlagt wird, während es unter Verwendung des Motors oder dergleichen bewegt wird, die Berechnung, welche in der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P im Druckbeaufschlagungs-Modus durchgeführt wird, ebenso unter Verwendung des Positions-Referenzwertes yr oder des Geschwindigkeits-Referenzwertes, welche durch Differenzieren des Positions-Referenzwertes wie in der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1 erlangt sind, durchgeführt werden, unter Annahme der Bahn-Handhabung-Steuerung als eine Verwendung oder in der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S der zuvor beschriebenen Ausführungsform 3, unter Annahme der parallelen Antriebssteuerung als eine Verwendung. Auf diese Art und Weise ist es einfach zu verstehen, dass eine Steuerung zum Druckbeaufschlagen des mit Druck beaufschlagten Ziels 132 mit einer Kraft entsprechend dem Reaktionskraft-Referenzwert fr realisiert werden kann, während eine Bewegung mit Beschleunigung bzw. Verzögerung in Synchronisation mit dem mit Druck beaufschlagten Ziel durchgeführt wird.
Im Vergleich mit dem Aufbau der Nebenachse-Steuersektion 310 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 3, unter Annahme der parallelen Antriebssteuerung als eine Verwendung, unterscheidet sich der Aufbau der Motorsteuervorrichtung 400 von Ausführungsform 4 unter Annahme der Presssteuerung als eine Verwendung lediglich dahingehend, dass sich die Berechnung der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50P und die Berechnung der Steuerabweichung-Berechnungssektion 50S leicht unterscheiden.
Sogar im Vergleich mit der Motorsteuervorrichtung 100 der zuvor beschriebenen Ausführungsform 1, unter Annahme der Bahn-Handhabung-Steuerung als eine Verwendung, haben die Motorsteuervorrichtungen beinahe den gleichen Aufbau, obwohl es eine Differenz zwischen der Positionssteuerung und der Geschwindigkeitssteuerung gibt. Daher kann für einen weiten Bereich von zuvor beschriebenen Verwendungen eine hoch funktionale Steuerung, welche für verschiedene zuvor beschriebene Verwendungen geeignet ist, realisiert werden, ohne dass die Berechnungsgröße mit einem Teil einer Software erhöht wird, wodurch verhindert wird, dass Kosten der Motorsteuervorrichtung ansteigen.
Wie zuvor beschrieben, kann gemäss Ausführungsform 4 durch den zuvor beschriebenen Aufbau ein weiter Bereich von Steuereigenschaften realisiert werden, wie beispielsweise die Eigenschaften der Positionssteuerung oder der Geschwindigkeitssteuerung, die Eigenschaften der Drehmoment-Steuerung, die Eigenschaften der Steuerung, welche durch deren Kombination erlangt ist, und die sanfte Umschaltung der Steuer-Eigenschaften. Hieraus resultierend kann eine hoch funktionale Steuerung, welche für die Verwendung einer Presssteuerung geeignet ist, durch eine einfache Berechnung realisiert werden, ohne dass Kosten ansteigen.
Wie anhand der zuvor beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 4 offensichtlich, enthält der Reaktionskraft-Referenzwert fr sowohl den Fall, bei welchem der Reaktionskraft-Referenzwert als ein vorbestimmter Wert von außerhalb der Motorsteuervorrichtung eingegeben wird, als auch den Fall, bei welchem der Reaktionskraft-Referenzwert als ein vorbestimmter Wert durch eine vorbestimmte Berechnung, welche in der Motorsteuervorrichtung durchgeführt wird, erzeugt wird.

Claims

Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) zum Ausgeben eines Antriebskraft-Befehls an eine Stromsteuerung eines Motors, wobei ein Bewegungs-Befehl für eine Bewegung des Motors als eine Geschwindigkeit oder eine Position, und ein Motorbewegungs-Erfassungswert entsprechend einem Ergebnis der Erfassung der Bewegung als Eingabe empfangen werden, wobei die Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) enthält: eine Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion (10) zum Berechnen eines Bewegungs-Referenzwertes entsprechend einem Referenzsignal für die Bewegung des Motors und einer Vorwärtssteuerung-Antriebskraft, wobei der Bewegungs-Befehl als Eingabe empfangen wird; eine Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion (20) zum Empfangen einer Steuerabweichung, welche durch eine von einer Steuerabweichungs-Berechnungssektion (50) durchgeführte Berechnung bestimmt ist, als eine Eingabe, um ein Ergebnis einer Steuerberechnung, welche eine Integral-Berechnung enthält, als eine Abweichung-Kompensation-Antriebskraft auszugeben, wobei die Steuerberechnung unter Verwendung eines zuvor eingestellten Steuerparameters durchgeführt wird, um somit die Steuerabweichung zu reduzieren; eine Antriebskraft-Befehl-Synthetisierungs-Sektion (30) zum Ausgeben des Antriebskraft-Befehls an die Stromsteuerung, durch eine Berechnung zum Erlangen einer Summe aus der Vorwärtssteuerung-Antriebskraft und der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft als stationäre Eigenschaften; eine Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40) zum Berechnen eines Bewegungs-Korrekturwerts, wobei ein vorbestimmter Reaktionskraft-Referenzwert und die Abweichung-Kompensation-Antriebskraft als Eingabe empfangen werden; und eine Steuerabweichung-Berechnungssektion (50) zum Berechnen der Steuerabweichung, wobei eine Abweichung zwischen dem Bewegungs-Referenzwert und dem Motor-Bewegung-Erfassungswert, und der Bewegungs-Korrekturwert als Eingabe empfangen werden.
Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1, bei welcher die Antriebskraft-Befehl-Synthetisierungssektion (30) einen Rückführ-Drehmoment-Filter (31) enthält und den Antriebskraft-Befehl unter Verwendung des Rückführ-Drehmoment-Filters (31) derart berechnet, dass eine vorbestimmte Frequenzkomponente von der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft hieraus entfernt wird.
Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40) enthält: eine Antriebskraft-Korrekturgröße-Berechnungssektion (41) zum Berechnen einer Antriebskraft-Korrekturgröße durch einen Vergleich zwischen dem vorbestimmten Reaktionskraft-Referenzwert und der Abweichung-Kompensation-Antriebskraft; und eine Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion (42) zum Multiplizieren der Antriebskraft-Korrekturgröße mit einer Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung, und wobei die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40) den Bewegungs-Korrekturwert unter Verwendung einer Ausgabe der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion (42) berechnet.
Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 3, bei welcher die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40) ferner ein Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungselement (43) enthält, welches eine durch die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion (42) berechnete Ausgabe mit einem zuvor eingestellten Reaktionskraft-Kompensation-Begrenzungswert begrenzt und als Bewegungs-Korrekturwert ausgibt.
Motorsteuervorrichtung (100, 300, 400) nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion (20) die Abweichung-Kompensation-Antriebskraft durch ein Durchführen einer Proportional-Integral-Berechnung auf die Steuerabweichung ausgibt, und wobei die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40) ein Reaktionskraft-Kompensation-Filter (44) enthält, um es einem Tiefpassfilter zu erlauben, auf die Ausgabe der Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkungssektion einzuwirken, und welche einen Pol des Tiefpassfilters so einstellt, dass der Pol des Reaktionskraft-Kompensation-Filters (44) gleich einem Nullpunkt der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion (20) wird.
Motorsteuervorrichtung (200) nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher die Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion (20a) die Berechnung der Abweichungs-Kompensation-Antriebskraft derart durchführt, dass sie einen IntegralBetrieb enthält, so dass eine Überführungseigenschaft von der Steuerabweichung zur Abweichung-Kompensation-Antriebskraft eine Integral-Eigenschaft annimmt.
Motorsteuervorrichtung (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei welcher die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40) die Reaktionskraft-Kompensation-Verstärkung unter Verwendung des zuvor eingestellten Steuerparameters der Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion (20) einstellt.
Motorsteuervorrichtung (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche ferner eine Hauptachse-Steuereinheit (320) enthält, um einen Hauptachse-Antriebskraft-Befehl an eine Stromsteuerung für einen Hauptachse-Motor, welcher mechanisch mit dem Motor gekoppelt ist, zu erzeugen, wobei die Hauptachse-Steuereinheit (320) eine Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Antriebskraft ausgibt, die berechnet wird um den Hauptachse-Antriebskraft-Befehl an die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40S) als den vorbestimmten Reaktionskraft-Referenzwert zu erzeugen.
Motorsteuervorrichtung (300) nach Anspruch 8, bei welcher die Hauptachse-Steuereinheit (320) enthält: eine Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Berechnungssektion (10M) zum Berechnen eines Hauptachse-Bewegungs-Referenzwerts entsprechend einem Referenzsignal für eine Bewegung des Hauptachse-Motors und einer Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Antriebskraft, wobei der Bewegungs-Befehl als Eingabe empfangen wird; eine Hauptachse-Steuerabweichung-Berechnungssektion (50M) zum Berechnen einer Hauptachse-Steuerabweichung durch ein Subtrahieren eines Hauptachse-Motor-Bewegung-Erfassungswertes, welcher durch ein Erfassen der Bewegung des Hauptachse-Motors erlangt ist, von dem Hauptachse-Bewegungs-Referenzwert; eine Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Berechnungssektion (20M) zum Empfangen der Hauptachse-Steuerabweichung als eine Eingabe, um ein Ergebnis einer Steuerberechnung, welche einen Integralbetrieb enthält und welche derart durchgeführt ist, dass die Hauptachse-Steuerabweichung reduziert ist, wobei ein zuvor eingestellter Steuerparameter verwendet wird, als die Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Antriebskraft auszugeben; und eine Hauptachse-Antriebskraft-Befehl-Synthetisierungssektion (30M) zum Berechnen und Ausgeben des Hauptachse-Herleitungskraft-Befehls an die Stromsteuerung für den Hauptachse-Motor durch eine Berechnung der Summe der Hauptachse-Vorwärtssteuerung-Antriebskraft und der Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Antriebskraft als stationäre Eigenschaften, und wobei die Hauptachse-Steuereinheit die Hauptachse-Abweichung-Kompensation-Antriebskraft an die Reaktionskraft-Kompensation-Berechnungssektion (40S) als den vorbestimmten Reaktionskraft-Referenzwert ausgibt.
Motorsteuervorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die Steuerabweichung-Berechnungssektion (50P) eine Umschaltung zwischen einem ersten Modus, bei welchem die Steuerabweichung ohne Verwendung des Bewegungs-Korrekturwertes berechnet ist, und einem zweiten Modus, bei welchem die Steuerabweichung unter Verwendung des Bewegungs-Korrekturwerts berechnet ist, in Übereinstimmung mit der Eingabe eines vorbestimmten Modus-Umschaltsignals im Verlaufe eines Steuerbetriebes durchführt, um die Steuerabweichung auszugeben.