JP5652857B2 - 作業機械の電動機トルク制御装置 - Google Patents
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Description
また、前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超えているとき、前記制御ゲインを増加側に補正することを特徴とする。
また、前記制御ゲイン補正手段は、前記制御ゲインに乗算される補正値を、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に応じて変化させる補正演算パターンを有し、該補正演算パターンにおける補正値の最大値及び最小値を定めると共に、前記速度閾値よりも大きい第二の速度閾値を備え、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値以下のときは、前記補正値の最小値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記第二の速度閾値を超えているときは、前記補正値の最大値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを増加側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超え、かつ、前記第二の速度閾値以下のときは、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に比例する補正値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側又は増加側に補正することを特徴とする。
また、前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令と前記速度フィードバック信号の比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて前記制御ゲインを補正することを特徴とする。
また、請求項2の発明によれば、速度指令又は電動機の速度フィードバック信号が速度閾値を超えているとき、制御ゲインを増加側に補正するので、ギヤ機構のバックラッシュが影響しない速度域において、可及的に大きな制御ゲインを適用し、負荷が大きい状況でも良好な応答性を示すことができる。
また、請求項3の発明によれば、制御ゲインを減少側に補正する速度域と、制御ゲインを増加側に補正する速度域との間において、制御ゲインが急激に変化することを防止できるので、制御ゲインの急激な変化に伴う速度変動や衝撃の発生を回避することができる。
また、請求項4の発明によれば、速度指令と速度フィードバック信号の比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて制御ゲインを補正するので、加速時と減速時の特性の違いが反映された制御ゲインの補正を行うことができる。
G0=G1×G2/(M1s+c)
ここで、G0が最適なシステムゲインとすると、最適な制御ゲインG1は、下記の式で表すことができる。
G1=G0/G2×(M1s+c)
そして、機器ゲインG2と負荷M1は、運転状況に応じて変化する変数であるため、機器ゲインG2と負荷M1を把握することにより、制御ゲインG1を最適値に調整(補正)することが可能になる。具体的には、負荷が小さく、かつ、バックラッシュが影響する運転状況では、制御ゲインG1を減少側に補正し、負荷が大きい運転状況では、制御ゲインG1を増加側に補正することにより、制御の安定性及び応答性を両立可能な最適な制御ゲインG1を得る。
以下、制御ゲインG1の補正処理について詳細に説明する。
トルク指令Trd=Δω×(G1×h+T1/s)
補正値h=hmin+{(hmax−hmin)/(ωd1−ωd0)}×(ωd−ωd0)
補正値h=1+{(hmax−hmin)/(ωd1−ωd0)}×(ωd−ωd0)
3 上部旋回体
8 減速機
9 電動機
10 電動機トルク制御装置
11 操作レバー
12 操作位置検出手段
13a 電動機速度検出手段
13b 旋回体速度検出手段
14 速度指令演算手段
15 速度フィードバック信号読込手段
16 速度偏差演算手段
17 トルク指令演算手段
18 制御ゲイン補正手段
Claims (4)
- ギヤ機構を介して作動体を電動機に連繋し、該電動機のトルク制御にもとづいて前記作動体を作動させる作業機械の電動機トルク制御装置であって、
該電動機トルク制御装置は、
前記作動体を操作する操作具の操作位置にもとづいて速度指令を演算する速度指令演算手段と、
前記電動機及び/又は前記作動体の速度フィードバック信号を読み込む速度フィードバック信号読込手段と、
前記速度指令と前記速度フィードバック信号との速度偏差を演算する速度偏差演算手段と、
前記速度偏差にもとづいて前記電動機のトルク指令を演算するトルク指令演算手段と、
前記トルク指令の演算に用いる制御ゲインを補正する制御ゲイン補正手段とを備え、
該制御ゲイン補正手段は、前記ギヤ機構のバックラッシュが影響する速度域の上限を定める速度閾値を備えると共に、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値以下のとき、前記制御ゲインを減少側に補正することを特徴とする作業機械の電動機トルク制御装置。 - 前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超えているとき、前記制御ゲインを増加側に補正することを特徴とする請求項1記載の作業機械の電動機トルク制御装置。
- 前記制御ゲイン補正手段は、前記制御ゲインに乗算される補正値を、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に応じて変化させる補正演算パターンを有し、該補正演算パターンにおける補正値の最大値及び最小値を定めると共に、前記速度閾値よりも大きい第二の速度閾値を備え、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値以下のときは、前記補正値の最小値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記第二の速度閾値を超えているときは、前記補正値の最大値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを増加側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超え、かつ、前記第二の速度閾値以下のときは、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に比例する補正値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側又は増加側に補正することを特徴とする請求項2記載の作業機械の電動機トルク制御装置。
- 前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令と前記速度フィードバック信号の比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて前記制御ゲインを補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業機械の電動機トルク制御装置。
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