JP2005110396A - 電動機の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電動機3の制御対象4に対する移動距離、移動時間、振動周波数、減衰係数が既知である場合、位置指令生成部1において、低次(5次以上)の時間関数と、その2回微分および1回微分を含む数式からなる位置指令を作成し、そして、前記時間関数に適切に境界条件を設定することで各次の係数を決定し、このようにして得た位置指令θM*と電動機3からの電動機位置θMとに基づき、フィードバック制御部2で電動機3を追従制御させることにより、前記目的を達成する。
【選択図】図1
Description
図21は図20の従来例1の振動抑制部102の後段に2次フィルタ106を付加したものである。振動抑制部102から出力される振動周波数成分を抑制した位置指令の急峻な変動を2次フィルタ106で滑らかにし、補正後位置指令θM*を出力する。位置指令θ*の急峻な変動を回避することにより、トルクの過大値を回避できる。
平成5年電気学会全国大会No.1759「減速機ねじれ振動の制振制御」
前記位置指令生成手段は、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和を前記位置指令θM*とし、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも電動機もしくは制御対象に対する目標移動距離と目標移動距離到達時間とから決まる所定の境界条件から求めることを特徴とする。
前記速度指令生成手段は、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和を前記速度指令ωM*とし、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも電動機もしくは制御対象に対する目標速度と目標速度到達時間とから決まる所定の境界条件から求めることを特徴とする。
時間により変化する電動機もしくは制御対象の位置もしくは速度の目標値として入力位置指令θ*を入力する位置指令作成手段を備え、前記指令生成手段は、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和から前記位置指令θM*を求め、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも所定の時間間隔ごとの前記目標値と前記所定の時間間隔とから決まる所定の境界条件から所定の時間間隔ごとに更新することを特徴とする。
≪実施の形態1≫
図1は本発明に係る実施の形態1の電動機の制御方法における制御ブロックを示す。
まず図1の実施の形態1の基本的な動作を説明する。位置指令生成部1は設定された目標移動距離、目標移動距離到達時間、振動周波数、減衰係数に基づき補正後位置指令θM*(以下、単に位置指令と記す)を作成し出力する。位置指令θM*の作成方法は後述する。フィードバック制御部2は、位置指令θM*と電動機3よりの位置θMとが一致するよう電流指令I*を電動機3に出力してフィードバック制御する。
図16に本発明に係る実施の形態2の電動機の制御方法における制御ブロックを示す。図1の実施の形態1と異なる点は、入力位置指令θ*を出力する位置指令作成部6を備え、また、指令生成部11は出力する位置指令θM*を所定の時間間隔で更新する点である。
2 フィードバック制御部
3 電動機
4 制御対象
5 振動周波数演算部
6 位置指令作成部
11 指令生成部
101 位置指令作成部
102 振動抑制部
103 フィードバック制御部
104 電動機
105 制御対象
106 2次フィルタ
107 制振制御部
Claims (18)
- 位置指令生成手段で演算した位置指令θM*と、電動機から得た電動機位置θMとに基づき電動機をフィードバック制御する制御装置において、
前記位置指令生成手段は、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和を前記位置指令θM*とし、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも電動機もしくは制御対象に対する目標移動距離と目標移動距離到達時間とから決まる所定の境界条件から求めることを特徴とする電動機の制御装置。 - 速度指令生成手段で演算した速度指令ωM*と、電動機から得た電動機速度ωMとに基づき電動機をフィードバック制御する制御装置において、
前記速度指令生成手段は、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和を前記速度指令ωM*とし、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも電動機もしくは制御対象に対する目標速度と目標速度到達時間とから決まる所定の境界条件から求めることを特徴とする電動機の制御装置。 - 前記位置指令生成手段もしくは速度指令生成手段が、前記境界条件を、前記位置指令もしくは前記速度指令の少なくとも変動開始時点と変動終了時点で設定することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電動機の制御装置。
- 前記位置指令生成手段もしくは速度指令生成手段が、前記境界条件を、前記位置指令もしくは前記速度指令の変動中にも設定することを特徴とする請求項3記載の電動機の制御装置。
- 前記位置指令生成手段もしくは速度指令生成手段が、前記境界条件を、前記位置指令もしくは前記速度指令の変動開始時点と変動終了時点の中間時点に設定することを特徴とする請求項4記載の電動機の制御装置。
- 指令生成手段で演算した位置指令θM*と、電動機から得た電動機位置θMとに基づき電動機をフィードバック制御する制御装置において、
時間により変化する電動機もしくは制御対象の位置もしくは速度の目標値として入力位置指令θ*を入力する位置指令作成手段を備え、前記指令生成手段は、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和を前記位置指令θM*を求め、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも所定の時間間隔ごとの前記目標値と前記所定の時間間隔とから決まる所定の境界条件から所定の時間間隔ごとに更新することを特徴とする電動機の制御装置。 - 前記指令生成手段が、前記振動周波数が小さいほど、前記時間間隔を長くすることを特徴とする請求項6記載の電動機の制御装置。
- 前記位置指令生成手段もしくは前記速度指令生成手段もしくは前記指令生成手段が、前記所定の時間多項式を5次以上の時間関数とすることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の電動機の制御装置。
- 前記位置指令生成手段もしくは前記速度指令生成手段もしくは前記指令生成手段が、前記振動周波数もしくはその近傍の周波数の値を、少なくとも前記電動機と前記制御対象の何れかの状態量の波形から自動演算することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の電動機の制御装置。
- 位置指令生成手段で演算した位置指令θM*と、電動機から得た電動機位置θMとに基づき電動機をフィードバック制御する制御方法において、
前記位置指令θM*を、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和から求め、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも電動機もしくは制御対象に対する目標移動距離と目標移動距離到達時間とから決まる所定の境界条件から求めることを特徴とする電動機の制御方法。 - 速度指令生成手段で演算した速度指令ωM*と、電動機から得た電動機速度ωMとに基づき電動機をフィードバック制御する制御方法において、
前記速度指令ωM*を、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和から求め、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも電動機もしくは制御対象に対する目標移動距離と目標移動距離到達時間とから決まる所定の境界条件から求めることを特徴とする電動機の制御方法。 - 前記境界条件を、前記位置指令もしくは前記速度指令の少なくとも変動開始時点と変動終了時点で設定することを特徴とする請求項10または請求項11記載の電動機の制御方法。
- 前記境界条件を、前記位置指令もしくは前記速度指令の変動中にも設定することを特徴とする請求項12記載の電動機の制御方法。
- 前記境界条件を、前記位置指令もしくは前記速度指令の変動開始時点と変動終了時点の中間時点に設定することを特徴とする請求項13記載の電動機の制御方法。
- 指令生成手段で演算した位置指令θM*と、電動機から得た電動機位置θMとに基づき電動機をフィードバック制御する制御方法において、
位置指令作成手段により、時間により変化する電動機もしくは制御対象の位置もしくは速度の目標値として入力位置指令θ*を入力し、前記位置指令θM*を、所定の時間多項式と、前記時間多項式の2回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の2乗の逆数を乗じた項と、前記時間多項式の1回微分に振動周波数もしくはその近傍の周波数の逆数と所定の減衰係数を乗じた項との和から求め、そして前記所定の時間多項式の係数を、少なくとも所定の時間間隔ごとの前記目標値と前記所定の時間間隔とから決まる所定の境界条件から所定の時間間隔ごとに更新することを特徴とする電動機の制御方法。 - 前記振動周波数が小さいほど、前記時間間隔を長くすることを特徴とする請求項15記載の電動機の制御方法。
- 前記所定の時間多項式を5次以上の時間関数とすることを特徴とする請求項10から請求項16のいずれかに記載の電動機の制御方法。
- 前記振動周波数もしくはその近傍の周波数の値を、少なくとも前記電動機と前記制御対象の何れかの状態量の波形から自動演算することを特徴とする請求項10から請求項17のいずれかに記載の電動機の制御方法。
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JP2013157038A (ja) * | 2013-05-23 | 2013-08-15 | Fuji Electric Co Ltd | 機械制御装置 |
WO2021130988A1 (ja) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 三菱電機株式会社 | 位置決め制御装置及び位置決め制御方法 |
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