JPH099662A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲインのオートチューニングを行うサーボモ
ータの制御装置において、安価にリアルタイムなゲイン
可変を実現することを目的とする。 【構成】 指令値と出力により決定されるゲインを収納
するゲイン記憶部とこのゲインを読み出しコントローラ
のゲインを変更するゲイン読み出し部を有することによ
り、初期的にチューニング作業をしておくことで、実用
時に負荷の変動に応じてリアルタイムなゲイン変更を安
価に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械系を制御するために
フィードバックループを有し、制御ゲインを可変するこ
とにより一定の繰り返し動作を行う機械系の最適な制御
を行うことを目的とするモータ制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、機械の制御用としてサーボモータ
が広く使われているが、機械の特性に応じて制御系のゲ
インを適切に調整する必要があった。この調査作業は従
来、人手に頼るところが多かったが、専門知識を必要と
するため最近では制御装置自体が最適ゲインを自動的に
設定するオートチューニングが実用化されつつある。こ
のオートチューニングには、初期的なゲイン調整にとど
まり機械の運転中にはゲインを固定する方式と、運転中
にも負荷イナーシャの変動に応じゲインを変化させてい
く方式がある。

【０００３】以下に前記したオートチューニング方式を
とる従来のモータ制御装置について説明する。

【０００４】図２は従来のモータ制御装置のブロック図
を示すものである。図２において、１はオートチューニ
ング部、２はコントローラ、３はモータを含めた制御対
象となる機械系負荷である。

【０００５】以上のように構成されたモータ制御装置に
ついて、以下その動作について説明する。まず、初期的
なゲイン調整のみ行うオートチューニング方式では、あ
る特定パターンの指令値（ａ）を発生させ、この指令値
に対するコントローラ２の出力となる操作量（ｂ）と、
制御対象３の出力（ｃ）をオートチューニング部１で演
算し出力（ｃ）があらかじめ決めてある最適値になるよ
うゲイン修正量（ｄ）をコントローラ２に与える。たと
えば指令値（ａ）をステップ状に与えたときの操作量
（ｂ）となる電流値や出力（ｃ）となる制御対象の立ち
上がり時間とオーバーシュート量を読み取り、ゲイン修
正を行う動作を続ける。

【０００６】一方、運転中にも負荷イナーシャの変動に
応じゲインを変化させるオートチューニング方式では、
遂時変化する指令値（ａ）を一定時間ごとに読み取り、
この指令値（ａ）に対する操作量（ｂ）と出力（ｃ）か
ら負荷イナーシャを同定し、ゲイン修正量（ｄ）を決定
する。この一連の演算を高速で行うことによりリアルタ
イムなゲインチューニングが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成によるチューニング方式では以下のような問題点
を有していた。まず、初期的なゲイン調整のみ行う方式
では、負荷イナーシャの変化に対するゲインの可変が困
難で、一連の動作において常に最適ゲインを保つことが
できず、位置決め性能の悪化などを招き、さらに負荷イ
ナーシャが大幅に変化する用途には使用できないとう問
題点があった。

【０００８】また、リアルタイムに演算を行いゲインチ
ューニングする方式では、膨大な演算が必要なため演算
に時間がかかり、応答性の悪化を招き高速位置決めなど
の用途には向かず、さらに高速演算を行うための回路素
子が高コストになるという問題点を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、負荷イナーシャの変化に応じてゲインを変化させ、
高速動作に対しても常に最適ゲインを維持することを安
価に実現できるモータ制御装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のモータ制御装置は、初期的に一連の動作から
負荷イナーシャを同定するオートチューニング部と、決
定したゲインを格納するゲイン記憶部と、指令値と出力
に応じて格納してあるゲインを読み出すゲイン読み出し
部およびフィードバックループからなる構成を有してい
る。

【００１１】

【作用】この構成によって、本発明のモータ制御装置は
最初いくつかのパターン化された動作を繰り返すこと
で、指令値と操作量および出力からオートチューニング
部においてパターンごとのゲインを決定し、ゲイン記憶
部に指令値と出力に応じてアドレスを指定し記憶してお
く。そして実用時には一定時間ごとに指令値と出力から
ゲイン読み出し部により該当するアドレスのゲインを読
み出し、チューニング作業を行わず、きわめて短時間に
コントローラのゲインを変更でき、負荷イナーシャの変
化に応じた最適なゲインを設定できる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の第１の実施例について、図面を
参照しながら説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例であるモータ制御
装置のブロック図である。図１において、１はオートチ
ューニング部、２はコントローラ、３は制御対象、４は
ゲイン記憶部、５はゲイン読み出し部である。

【００１４】以上のように構成されたモータの制御装置
について、以下その動作を説明する。まず、実際の運転
に入る前にゲインのチューニングを行うが、実動作をい
くつかのパターンに分けこのパターンを繰り返すことで
最適ゲインに追い込んでいく。指令値（ａ）に対する操
作量（ｂ）と出力（ｃ）から、オートチューニング部１
でゲインを決定し、ゲイン修正量（ｄ）をコントローラ
２に与えるサイクルを繰り返すことで最適ゲインにチュ
ーニングする。この１パターンを一定時間ごとにサンプ
リングし、ゲイン記憶部４に指令値（ａ）と出力（ｃ）
をアドレスにして、ゲイン格納値（ｅ）を記憶してお
く。この作業をいくつかのパターンについて行い指令値
（ａ）と出力（ｃ）の組合せで決定されるゲインの値を
決定しておく。

【００１５】次に実際の運転時には、一定時間ごとにゲ
イン読み出し部５において指令値（ａ）と出力（ｃ）を
読み取り、ゲイン記憶部４のアドレス指令（ｆ）を行
う。ゲイン記憶部４は指定されたアドレスに格納されて
いるゲイン値をゲイン指示（ｇ）としてコントローラ２
へ入力する。以上の動作により実用時には、チューニン
グ作業を行わずに、リアルタイムにゲインを最適状態に
保つことができる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明は、指令値と出力に
応じてオートチューニング動作により決定したゲインを
格納するゲイン記憶部と、このゲインを読み出しコント
ローラのゲインを可変するゲイン読み出し部を設けるこ
とにより、高価な素子を用いて高速演算を行わずとも、
実用時には負荷イナーシャの変化に応じてリアルタイム
にゲインを変化させることができ、常に最適ゲインを維
持することができる優れたモータ制御装置を実現するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるモータ制御装置
のブロック図

【図２】従来のオートチューニング機能を有するモータ
制御装置のブロック図

【符号の説明】

１ オートチューニング部 ２ コントローラ ３ 制御対象 ４ ゲイン記憶部 ５ ゲイン読み出し部 （ａ） 指令値 （ｂ） 操作量 （ｃ） 出力 （ｄ） ゲイン修正量 （ｅ） ゲイン格納値 （ｆ） アドレス指令 （ｇ） ゲイン指示

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの制御対象となる機械系の負荷イナ
   ーシャの大きさを測定し制御ゲインを自動的に決定する
   オートチューニング部と、決定したゲインを格納するゲ
   イン記憶部と、指令値と出力により格納したゲインを読
   み出すゲイン読み出し部とフィードバックループで構成
   されるコントローラを備えたモータ制御装置。