KR101282454B1 - 모터 제어 장치 - Google Patents

Abstract

간이한 조작으로, 기계 부하를 구동하는 모터 제어의 자동 조정을 실현하는 모터 제어 장치를 제공하기 위해서, 상위의 콘트롤러로부터 출력되는 모터 제어에 관한 지령 신호가 없는 경우에, 검출기(3)의 검출 정보를 입력받아 토크 지령 신호를 출력함과 아울러 모터(1)의 모터 제어의 상태를 제어 상태량 신호로서 출력하는 추종 제어부(6)와, 제어 상태량 신호를 입력받아 제어 상태량의 발진을 검지하여 발진 검지 신호를 출력하는 발진 검지부(9)와, 발진 검지 신호를 입력받아 모터(1)의 제어 상태를 감시하여 이상을 검지한 경우만, 추종 제어부(6)의 제어 파라미터를 조정하는 자동 조정부(10)를 구비한다.

Description

모터 제어 장치{MOTOR CONTROL DEVICE}

본 발명은 기계 부하를 구동하는 모터의 제어를 하는 모터 제어 장치에 관한 것으로, 특히 제어 파라미터의 자동 조정 기능에 관한 것이다.

모터 제어 장치에 있어서의 제어 파라미터 조정에서는, 장치를 실제로 운용하는 실가동 전에 모터 제어 장치 내부의 피드백 이득, 피드포워드 이득, 노치 필터는 제어 파라미터를, 모터에 연결되는 기계 부하에 맞추어 설정해야 한다.

예컨대, 피드백 이득의 조정을 행하는 경우, 기계의 응답성을 높이기 위해서, 피드백 이득을 가능한 한 크게 설정해야 한다. 그러나, 피드백 이득의 설정을 크게 함으로써, 기계의 공진점에서의 신호가 여기되어, 제어 상태량인 토크 지령이나 모터의 검출 위치, 속도가 발진하여 진동적으로 되는 경우가 있다. 따라서, 제어 상태량이 진동하지 않고, 모터가 안정하게 동작 가능한 범위 내에서 피드백 이득을 설정해야 한다.

또한, 노치 필터의 조정을 행하는 경우, 상술한 피드백 이득의 조정시에 있어서, 제어 상태량의 발진이 생겼을 때에, 발진 주파수의 성분을 차단하도록 설정한다. 이것에 의해, 발진 주파수에서의 진동을 억제할 수 있어, 피드백 이득을 더 크게 할 수 있다.

또한, 피드포워드 이득의 조정을 행하는 경우, 기계의 응답성을 높이기 위해서, 피드포워드 이득을 가능한 한 크게 설정해야 한다. 그러나, 피드포워드 이득의 설정을 크게 하는 것은 제어 상태량인 위치 편차의 진동의 발생으로 이어진다. 따라서, 정지시의 오버슈트량(overshoot amounit)이 목표 성능을 만족시키는 범위 내에서 피드포워드 이득을 설정해야 한다.

이들 제어 파라미터를 수동으로 조정하는 경우는, 제어 파라미터 변경마다 기계를 동작시킴과 아울러, 그 응답을 판단한다는 시행 착오를 반복할 필요가 있기 때문에, 많은 시간과 노력이 필요하다.

한편, 제어 파라미터를 간이하게 조정하기 위한 종래 기술로서는, 일본 특허 제4150892호 공보(특허문헌 1), 일본 특허 공개 제2005-332213호 공보(특허문헌 2), 일본 특허 공개 제2004-192448호 공보(특허문헌 3)에 기재된 것이 알려져 있다.

특허문헌 1에서는, 모터 제어 장치 내부에서 모터의 가속, 감속을 행하는 사다리꼴파(trapezoidal wave) 또는 삼각파의 지령 패턴을, 외부 입출력 기기인 파라미터 입력 장치에 의해 입력된 파라미터에 근거하여 생성하고, 이 지령 패턴을 설정된 회수만큼 반복하는 조정용의 연속 운전 패턴을 생성해서 출력함으로써 기계를 동작시키고, 제어 파라미터의 조정을 행하는 모터 제어 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 2에서는, 모터 제어 장치에 구비하는 푸쉬 버튼(push button)이나 스위치에 의해 기동 조작이 행해지면, 자동 운전 기능부에 기동 신호를 송출하고, 파라미터 설정부에 설정된 파라미터에 근거하여, 부하 기기를 왕복 동작시키는 위치 지령(조정용의 연속 운전 패턴으로 됨)을 생성함과 아울러, 이득 조작부에 의해 이득의 자동 조정을 행하는 모터 제어 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 3에서는, 지령 발생기에서 발생된 제어 지령량에 따라 반복 운전을 행함과 아울러, 조정부에서 과대 편차 이상(異常)이라고 판정한 경우, 또는 동작 완료 신호 이상이라고 판정한 경우에, 이득을 저하하고, 재차 운전 동작을 행하는 단계와, 동작 완료 신호가 정상이면, 안정화 시간 단축을 판정하고, 전회의 동작시보다 시간 단축되어 있지만, 첫회의 동작이면, 안정화 시간을 기록하고, 이득을 증대하고, 재차 운전 동작을 행하는 단계를 가지며, 상기의 단계를 반복 행하여, 안정화 시간 단축이 없어지면 조정을 완료함으로써 자동적으로 조정을 행하는 모터 제어 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 제4150892호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2005-332213호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2004-192448호 공보

상술한 특허문헌 1, 특허문헌 2에 개시된 기술에서는, 조정용의 연속 운전 패턴을 결정해야 한다. 예컨대, 모터 회전 속도, 이동 거리, 가감속 시정수라고 한 조정 동작용 파라미터를 사전에 설정해야 한다. 또, 조정 동작용 파라미터는, 실제로 구동시키는 기계에 의해서, 동작 가능한 운전 조건이 다르기 때문에, 기계 사양을 고려한 뒤에 개별적으로 설정해야 하여, 조정 동작용 파라미터의 설정 작업이나 동작 확인의 작업에 노력이 필요하다고 한 문제점이 있었다.

또한, 조정 동작용 파라미터가 설정된 후, 기계를 동작시킬 때에는, 설정된 조정용의 연속 운전 패턴에 적합한 개시 위치로부터 운전을 개시해야 한다. 이 때문에, 예컨대 기계의 설치 상황의 변화나, 기계 자체의 경과 시간 변화 등의 환경 변화가 생긴 경우나, 조정 동작을 중단한 경우와 같이, 재차 조정을 실시하는 경우에서는, 재조정 개시 전에 적절한 개시 위치로의 복귀 작업을 행하거나, 조정 동작용 파라미터의 설정 변경을 행할 필요가 있다고 하는 문제가 있었다.

또한, 조정용의 연속 운전 패턴을 생성하기 위해서, 파라미터 입력 장치나 PC(personal computer)라는 외부 입출력 기기를 준비해야 한다고 하는 문제가 있었다.

다음으로, 특허문헌 3에 개시된 기술에서는, 기계의 동작에 따르는 소정의 조정 시퀀스를 실시함으로써 제어 파라미터인 이득의 조정을 행한다. 이 때문에, 예컨대 기계의 초기 시동시와 같이, 운전 패턴이 지령되기 전에 이상이 발생한 경우에는 자동적으로 안정화를 도모하는 조정을 할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

또한, 조정 시퀀스 완료 후의 실가동 중에 있어서, 예컨대 기계의 설치 상황의 변화나, 기계 자체의 경과 시간 변화 등의 환경 변화에 의해 이상이 생긴 경우에, 자동적으로 안정화를 도모할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 간이하고 또한 최저한의 조작으로, 또한 초기 시동시나 실가동 중에 있더라도 단시간에, 모터 제어에서의 제어 파라미터를 자동 조정할 수 있는 모터 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 모터 제어 장치는, 기계 부하를 구동하는 모터에 연결된 검출기로부터 입력되는 검출 정보 신호에 근거하여 상기 모터를 제어하는 모터 제어 장치에 있어서, 상위의 콘트롤러로부터 출력되는 모터 제어에 관한 지령 신호가 없는 경우에, 상기 검출 정보 신호가 입력되어 상기 모터의 동작을 제어하기 위한 토크 지령 신호를 상기 모터로 출력함과 아울러 상기 모터의 제어 상태를 제어 상태량 신호로서 출력하는 추종 제어부와, 상기 제어 상태량 신호가 입력되고, 상기 추종 제어부에서의 제어 상태량의 발진을 검지하고, 그 결과를 발진 검지 신호로서 출력하는 발진 검지부와, 상기 발진 검지 신호가 입력되어 상기 모터의 제어 상태를 감시함과 아울러 상기 모터의 제어 상태의 이상을 검지한 경우만 상기 추종 제어부의 제어 파라미터의 조정을 행하는 자동 조정부를 구비한다.

또한, 본 발명의 모터 제어 장치는, 기계 부하를 구동하는 모터에 연결된 검출기로부터 입력되는 검출 정보 신호에 근거하여 상기 모터를 제어하는 모터 제어 장치에 있어서, 상위의 콘트롤러로부터 출력되는 모터 제어에 관한 지령 신호의 상태를 판단하고, 그 결과를 지령 상태 신호로서 출력하는 지령 상태 판단부와, 상기 검출 정보 신호를 입력받아, 상기 지령 신호가 있는 경우는 이것도 입력받고, 상기 모터의 동작을 제어하기 위한 토크 지령 신호를 상기 모터로 출력함과 아울러, 상기 모터의 제어 상태를 제어 상태량 신호로서 출력하는 추종 제어부와, 상기 지령 상태 신호와 상기 제어 상태량 신호가 입력되고, 모터 정지시의 상기 모터의 응답 상태를 판단한 결과를 정지시 응답 상태 신호로서 출력하는 정지시 응답 판단부와, 상기 제어 상태량 신호가 입력되고, 상기 추종 제어부에서의 제어 상태량의 발진을 검지하고, 그 결과를 발진 검지 신호로서 출력하는 발진 검지부와, 상기 지령 상태 신호와 상기 정지시 응답 상태 신호와 상기 발진 검지 신호가 입력되고, 이들의 입력 신호에 근거하여, 상기 추종 제어부의 제어 파라미터를 조정하는 복수의 조정 모드를 갖는 자동 조정부와, 외부로부터의 조정 개시 지시가 입력되고, 조정 개시 신호를 출력하는 조정 개시 지시 입력부를 구비하며, 상기 자동 조정부는, 상기 지령 신호의 유무에 의존하지 않고, 상기 모터의 제어 상태를 감시함과 아울러 상기 모터의 제어 상태의 이상을 검지한 경우만 상기 추종 제어부의 제어 파라미터의 조정을 행하는 제 1 조정 모드와, 상기 조정 개시 지시에 의해 제 1 조정 모드로부터 천이하고, 상기 지령 신호가 있는 것을 확인한 후, 상기 지령 신호와 상기 발진 검지 신호와 상기 정지시 응답 상태 신호에 근거하여 상기 제어 파라미터의 조정을 행하고, 조정 종료 후에 다시 제 1 조정 모드로 천이하는 제 2 조정 모드를 갖는다.

본 발명에 있어서의 모터 제어 장치에 의하면, 실가동시나 상위의 콘트롤러로부터 입력되는 지령 신호가 없는 경우에 있어서도, 상시 모터 제어의 이상 상태를 감시하여, 이상 상태를 검지한 경우만 조정을 행할 수 있다. 따라서, 초기 시동과 같은 운전 패턴이 지령되기 전에 이상이 발생한 경우나, 실가동시에서 경과 시간 변화 등의 환경 변화에 의해 이상이 발생한 경우에 있어서도, 자동적으로 안정화를 도모할 수 있다.

또한, 상위의 콘트롤러로부터 입력되는 지령 신호에 근거하여 실제로 모터가 동작하고 있는 실운전 중에, 조정 개시 지시를 인가하는 조작만으로, 탐색적으로 제어 파라미터를 조정할 수 있다. 이것에 의해, 조정 동작용 파라미터의 설정 작업이나, 조정용의 연속 운전 패턴에 의한 동작 확인 작업을 행할 필요가 없고, 간이하게 시동 작업을 행할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 효과로서, 실운전을 하기 위한 상위 콘트롤러의 접속과, 간이하고 또한 최저한의 조작으로, 상위의 콘트롤러로부터 입력되는 지령 신호의 유무나 모터의 운전, 정지의 상태에 의존하지 않고, 초기 시동시나 실운전중에 있더라도 단시간에 최적의 조정을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서의 모터 제어 장치 시스템 전체의 일례를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 모터 제어 장치의 블록도,
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 추종 제어부의 블록도,
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 지령 상태 판단부에서의 운전, 정지 판단의 파형도,
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 정지시 응답 판단부에서의 정지 상태 평가의 파형도,
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 발진 검지부에서의 발진 상태 평가의 파형도,
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 자동 조정부의 모드 천이 개념도,
도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 자동 조정부의 블록도,
도 9는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 조정 모드 A의 흐름도,
도 10은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 조정 모드 B의 흐름도,
도 11은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 모터 제어 장치의 블록도,
도 12는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 정지시 응답 판단 개소를 나타내는 파형도,
도 13은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 모터 제어 장치의 블록도,
도 14는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 자동 조정부의 모드 천이 개념도,
도 15는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 자동 조정부의 블록도,
도 16은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 자동 조정부의 모드 천이 개념도,
도 17은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 모터 제어 장치의 블록도,
도 18은 본 발명의 실시 형태 5에 있어서의 모터 제어 장치의 블록도,
도 19는 본 발명의 실시 형태 5에 있어서의 자동 조정부의 블록도,
도 20은 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 모터 제어 장치의 블록도,
도 21은 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 자동 조정부의 모드 천이 개념도,
도 22는 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 자동 조정부의 블록도,
도 23은 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 조정 모드 C의 흐름도이다.

(실시 형태 1)

이하, 본 발명의 실시 형태 1에 대해 도 1 내지 도 10을 이용하여 설명한다.

도 1은 모터 제어 장치 시스템 전체의 일례를 나타내는 구성도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 모터 제어 장치(5)는, 모터 제어 장치(5)로 모터 제어에 관한 지령을 내는 상위의 콘트롤러(4), 연결된 기계 부하(2)를 구동하는 모터(1), 모터(1)의 회전 위치 또는 속도를 검출하는 검출기(3)와 접속되어 있다. 여기서, 13은 콘트롤러로부터 입력되는 지령 신호를 모터 제어 장치에 전송하는 케이블, 14는 검출기로부터의 검출 위치 또는 검출 속도를 전송하는 케이블, 15는 모터 제어 장치에 전력을 공급하는 케이블, 16은 모터를 구동하기 위한 구동 전력을 전송하는 케이블이다. 또한, 모터 제어 장치(5)에는, 내부의 상태를 나타내는 표시부(17)와, 외부로부터 모터 제어 장치에 조정 개시 지시를 입력하기 위한 조정 개시 지시 입력부(12)가 구비되어 있다. 조정 개시 지시 입력부(12)는, 모터 제어 장치의 케이싱(casing)에 구비되고, 사람에 의한 외부로부터의 조정 개시 지시 입력부(12)의 조작으로 조정 개시 지시를 인가하더라도 좋다.

다음으로, 모터 제어 장치(5)에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 모터 제어 장치(5)의 내부 동작을 나타내는 블록도이다. 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치(5)는, 모터(1)의 추종 제어를 하는 추종 제어부(6)와, 상위 콘트롤러(4)로부터 입력되는 지령 신호에 의해, 모터(1)의 운전 또는 정지의 상태를 판단하는 지령 상태 판단부(7)와, 지령 상태와 추종 제어의 상태로부터 모터(1)의 정지시의 응답 상태를 판단하는 정지시 응답 판단부(8)와, 추종 제어의 상태로부터 발진의 유무나 발진의 진동 주파수 등의 발진 상태를 검지하는 발진 검지부(9)와, 모터(1)를 제어하기 위해서 자동적으로 제어 파라미터를 조정하는 복수의 조정 모드를 갖고, 추종 제어부(6)의 제어 파라미터의 설정을 변경하는 자동 조정부(10)와, 자동 조정부(10)의 조정 모드를 전환하는 조정 모드 전환부(11)와, 조정 개시 지시를 받아 조정 개시 신호를 출력하는 조정 개시 지시 입력부(12)를 갖고 있다. 각 구성에 대하여 이하에 설명한다.

추종 제어부(6)은, 상위의 콘트롤러(4)로부터 입력되는 시계열로 변화되는 지령 신호와, 모터(1)에 접속된 검출기(3)에 의해서 검출되는 검출 정보 신호(검출 위치 신호 및 검출 속도 신호)와, 후술하는 자동 조정부(10)로부터 출력된 파라미터 설정 신호를 수신한다. 내부에 설정되어 있는 제어 파라미터를 이용하여, 모터(1)의 검출 위치 또는 검출 속도가 지령 신호에 추종하도록, 지령 신호와 검출 정보 신호에 근거하여 모터(1)를 구동하기 위한 토크 지령 신호를 생성해서 모터(1)로 출력한다. 또한, 지령 신호와 검출 위치 신호의 오차인 위치 편차나 토크 지령 등의 제어 상태량을 제어 상태량 신호로서 출력한다.

다음으로, 추종 제어부(6)의 내부 동작을 도 3의 블록도를 이용하여 설명한다.

추종 제어부(6)는 피드백 제어기(61)와, 노치 필터(62)와, 피드포워드 제어기(63)와, 가산기(64)를 갖는다. 각 구성에 대하여 이하에 설명한다.

피드포워드 제어기(63)는, 지령 신호가 입력되고, 모터(1)가 지령 신호에 대해 조속히 추종하도록 하는 토크 신호를, 내장하는 비례기, 미분기 등의 피드포워드 이득에 의해 연산하여 출력한다.

피드백 제어기(61)는, 지령 신호와 검출 위치 신호 및 검출 속도 신호가 입력되고, 검출 위치 및 검출 속도가 지령 신호에 추종하도록 하는 토크 신호를, 내장하는 비례기, 미분기, 적분기 등의 피드백 이득에 의해 연산하여 출력한다.

노치 필터(62)는, 피드백 제어기(61)로부터 출력된 토크 신호가 입력되고, 이 입력 신호에 대해 소정의 주파수 성분을 차단하는 연산을 행하고, 연산 결과를 토크 신호로서 출력한다.

가산기(64)는, 노치 필터(62)로부터의 토크 신호와 피드포워드 제어기(63)로부터의 토크 신호가 입력되고, 이들 신호를 가산하여, 모터(1)를 구동하기 위한 토크 지령 신호를 출력한다.

지령 상태 판단부(7)는, 상위의 콘트롤러(4)로부터 입력되는 지령 신호에 의해, 모터(1)의 운전 또는 정지의 상태를 판단하여, 지령 상태 신호를 출력한다. 도 4는 지령 상태 판단부(7)에서의 운전/정지의 판단을 나타내는 파형도이며, 상단이 지령 신호에서의 지령 속도를 나타내고, 하단이 지령 상태 신호의 모양을 나타내고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 지령 상태 판단부(7)는, 지령 신호에서의 지령 속도가 없으면 정지 상태(ON)라고 판정하고, 지령 신호에서의 지령 속도가 있으면 가동 상태(OFF)라고 판정한다.

정지시 응답 판단부(8)는, 상술한 지령 상태 신호 및 제어 상태량 신호가 입력되고, 정지시의 응답을 평가하여, 정지시 응답 상태 신호를 출력한다. 도 5는 정지시 응답 판단부(8)에서의 정지 상태 평가를 나타내는 파형도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 예컨대 제어 상태량 중, 지령 신호와 검출 위치 신호의 오차인 위치 편차 신호를 이용하여, 정지 상태 판정 후의 위치 편차의 최대값인 오버슈트량이 목표 사양을 만족시키지 않는 경우에는 이상이라고 판단한다.

발진 검지부(9)는, 제어 상태량 신호가 입력되고, 제어 상태량에 대해 발진의 유무나 발진의 진동 주파수 등을 검지하는 발진 검지를 행하고, 발진 검지 신호를 출력한다. 도 6은 발진 검지부(9)에서의 발진 상태 평가를 나타내는 파형도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 예컨대 제어 상태량 중 토크 지령을 이용하여, 발진의 유무를 판정함과 아울러, 그 진동 주파수를 검지한다.

조정 모드 전환부(11)는, 모터 제어 장치(5)의 외부로부터 조정 개시 지시 입력부(12)로 조정 개시의 지시가 인가된 후, 조정 개시 지시 입력부(12)로부터 출력되는 조정 개시 신호와, 조정이 종료한 후, 자동 조정부(10)로부터 출력되는 조정 종료 판정 신호가 입력되고, 이들에 근거하여 조정 모드의 전환을 판단해서, 조정 모드를 선택하는 조정 모드 선택 신호를 출력한다.

자동 조정부(10)는, 지령 상태 판단부(7)로부터 출력된 지령 상태 신호와, 정지시 응답 판단부(8)로부터 출력된 정지시 응답 상태 신호와, 발진 검지부(9)로부터 출력된 발진 검지 신호와, 조정 모드 전환부(11)로부터 출력된 조정 모드 선택 신호가 입력되고, 조정 모드 전환부(11)로 조정 종료 판정 신호를, 또한 추종 제어부(6)로 제어 파라미터의 변경을 지시하는 파라미터 설정 신호를 각각 출력한다. 자동 조정부(10)의 내부에는, 다른 조정 동작을 행하는 복수의 조정 모드 처리부를 갖고 있으며, 조정 모드 전환부(11)로부터 출력되는 조정 모드 선택 신호에 의해서 조정 모드를 전환한다. 또한, 입력된 지령 상태 신호와 정지시 응답 상태 신호와 발진 검지 신호에 근거하여, 각 조정 모드의 처리를 행하고, 추종 제어부(6)의 제어 파라미터의 설정을 변경하는 파라미터 설정 신호를 출력함으로써 조정을 행한다.

본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 모터 조정에 대하여 개념적으로 설명한다.

도 7은 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 조정 모드 천이 개념도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치는 조정 모드 A 및 조정 모드 B라는 다른 조정 동작을 행하는 2개의 조정 모드를 갖고 있다. 여기서, 조정 모드 A는, 지령 신호가 없는 경우, 초기 시동시 및 기계의 실가동시의 조정 모드이고, 조정을 개시하는 조건 및 조정시에 변경하는 제어 파라미터의 범위를 제한하는 조정을 행하는 모드이다. 또한, 조정 모드 B는, 조정 모드 전환 후, 모터의 제어 상태에 근거하여 자동적으로 제어 파라미터를 변경하고, 최적의 제어 파라미터를 탐색하는 조정을 행하는 모드이며, 실가동 전에 기계 부하에 맞춘 조정을 행하는 모드이다. 초기 시동시와 같이, 모터 제어 장치(5)의 전원을 넣은 후는 조정 모드 A의 상태로 된다. 또한, 조정 모드 A의 상태에서, 조정 개시 지시 입력부(12)에 조정 개시의 지시가 되면 조정 모드 B의 상태로 천이한다. 조정 모드 B의 상태에서의 탐색적인 제어 파라미터의 조정이 종료되면, 재차 조정 모드 A의 상태로 천이한다.

다음으로, 자동 조정부(10)의 내부 동작에 대하여 설명한다.

도 8은 자동 조정부(10)의 내부 동작을 나타내는 블록도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 자동 조정부(10)는, 발진 검지부(9)로부터 출력되는 발진 검지 신호가 입력되어, 조정 모드 A의 조정 처리를 행하고, 파라미터 설정 신호를 출력하는 조정 모드 A 처리부(21)와, 발진 검지부(9)로부터 출력되는 발진 검지 신호 및 정지시 응답 판단부(8)로부터 출력되는 정지시 응답 상태 신호 및 지령 상태 판단부(7)로부터 출력되는 지령 상태 신호가 입력되어, 조정 모드 B의 조정 처리를 행하고, 파라미터 설정 신호를 출력하는 조정 모드 B 처리부(22)와, 조정 모드 전환부(11)로부터 출력되는 조정 모드 선택 신호에 근거하여 조정 모드를 선택하고, 선택한 조정 모드의 처리를 실행시키고, 실행한 조정 모드의 처리부로부터 출력되는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)로 출력하는 입력 전환부(20)를 구비한다.

전원 투입 당초 등에서는, 조정 모드 A의 상태로 되도록 설정하고 있다. 이 상태에서는, 조정 모드 A 처리부(21)로부터 출력되는 파라미터 설정 신호가 자동 조정부(10)로부터 출력된다. 그 후, 지령 신호에 의해 모터가 동작하고 있는 상태에서, 조정 개시 지시 입력부(12)에 조정 개시의 지시가 입력되고, 조정 개시 지시 입력부(12)로부터 조정 개시 신호가 조정 모드 전환부(11)로 출력되면, 조정 모드 전환부(11)로부터 조정 모드 선택 신호가 입력 전환부(20)에 보내어진다. 이것에 의해 자동 조정부(10) 내부의 조정 모드는 조정 모드 A로부터 조정 모드 B로 전환된다. 즉, 입력 전환부(20)에 의해서, 조정 모드 A 처리부(21) 대신에 조정 모드 B 처리부(22)가 선택된다. 따라서, 조정 모드 B에 의한 조정이 실행되고, 조정 모드 B 처리부(22)로부터 출력되는 파라미터 설정 신호가 자동 조정부(10)로부터 출력된다. 조정 모드 B의 제어 파라미터 조정이 종료한 직후, 조정 모드 B 처리부(22)로부터 조정 종료 판정 신호가 조정 모드 전환부(11)에 출력되고, 조정 모드 전환부(11)로부터 조정 모드 선택 신호가 입력 전환부(20)에 출력된다. 이것에 의해 자동 조정부(10) 내부의 조정 모드는 조정 모드 B로부터 다시 조정 모드 A로 전환된다. 즉, 조정 모드 B 처리부(22) 대신에 조정 모드 A 처리부(21)가 선택된다. 따라서, 전환 후는 조정 모드 A 에 의한 조정이 실행되고, 조정 모드 A 처리부(21)로부터 출력되는 파라미터 설정 신호가 자동 조정부(10)로부터 출력되게 된다.

다음으로, 조정 모드 A에 의한 조정 동작에 대하여 이하에 설명한다.

도 9는 조정 모드 A 처리부(21)에서의 처리를 나타내는 흐름도이다. 단계 101로부터 처리 플로우가 시작된다. 우선, 발진 검지부(9)로부터 출력된 발진 검지 신호에 의해 발진의 유무를 판정한다(단계 102). 발진이 검지된 경우는, 노치 필터(62)의 형상을 정하는 계수(예컨대 필터 주파수, 깊이, 폭 등)의 설정을 변경하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다(단계 103). 노치 필터(62)의 형상을 정하는 계수의 설정의 변경에는, 예컨대, 필터 주파수를 발진 주파수에 맞추는, 깊이를 깊게 하거나 또는 얕게 하고, 폭을 넓게 하거나 또는 좁게 하는 것 등이 있다. 다음으로, 단계 102와 마찬가지로 재차 발진의 유무의 판정을 행하고(단계 104), 발진 상태가 계속되고 있는 경우에는, 피드백 제어기(61) 내의 피드백 이득의 설정을 작게 하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다(단계 105). 다음으로, 단계 102와 마찬가지로 재차 발진의 유무의 판정을 행하고(단계 106), 발진이 계속되고 있는 경우에는, 재차 단계 105를 실행한다. 단계 106에서의 판정에서 발진이 계속되고 있는 경우에는, 단계 105, 단계 106을 반복 실행하여, 발진이 검지되지 않을 때까지 피드백 이득을 작게 한다. 단계 105에서의 피드백 이득의 하한값은 0이다. 또한, 단계 102, 단계 104, 단계 106에서 발진을 검지하지 못한 경우에는, 처리 플로우의 개시 상태에 복귀하고(단계 107), 다시 단계 101로부터 처리 플로우가 개시된다.

이상과 같이, 조정 모드 A에서의 동작에서는, 발진 검지부에서 추종 제어부에서의 제어 상태량의 발진을 검지하고, 자동 조정부에서는 발진 검지부에서의 발진 검지 신호가 입력되어 모터 제어 상태를 상시 감시함과 아울러, 이상 상태를 검지한 경우만 추종 제어부로 파라미터 설정 신호를 출력하여 추종 제어부의 제어 파라미터의 조정을 행한다. 따라서, 이러한 조정 동작에서는 콘트롤러로부터의 지령 신호를 필요로 하고 있지 않기 때문에, 지령 신호가 없는 상태라도 조정을 할 수 있다. 또한, 모터의 운전, 정지의 상태에 의존하지 않고, 상시 모터 제어의 발진 상태를 감시함과 아울러, 발진이 검지된 경우만 제어 파라미터의 조정을 행할 수 있다.

조정 모드 B에 의한 조정 동작에 대하여 이하에 설명한다.

도 10은 조정 모드 B 처리부(22)에 있어서의 처리를 나타내는 흐름도이다. 조정 모드 B 처리부(22)에서는, 상술한 바와 같이 조정 모드가 조정 모드 B로 전환되면, 단계 201로부터 처리 플로우가 시작된다.

우선, 지령 상태 판단부(7)로부터 출력된 지령 상태 신호로부터 지령 신호의 유무를 판정한다(단계 202). 상위의 콘트롤러로부터 입력되는 지령 신호에 근거하여 실제로 모터가 동작하고 있는 실운전중인 것과 같은 지령 신호가 있는 경우는, 피드백 제어기(61)의 피드백 이득을 크게 하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다(단계 203). 단계 203에서의 피드백 이득의 상한값은 모터 제어 장치(5)의 제어 연산 오버플로우가 생기지 않는 범위에서 정해진다.

다음으로, 발진 검지부(9)로부터 출력된 발진 검지 신호에 의해 발진의 유무를 판정한다(단계 204). 단계 204에서 발진이 검지되지 않은 경우는, 단계 202로부터 단계 203을 반복함으로써 발진이 생길 때까지, 피드백 제어기(61)의 피드백 이득을 크게 한다. 단계 204에서 발진이 검지된 경우는, 노치 필터(62)의 형상을 정하는 계수(예컨대 필터 주파수, 깊이, 폭 등)의 설정을 변경하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다(단계 205). 노치 필터(62)의 형상을 정하는 계수의 설정의 변경에는, 예컨대, 필터 주파수를 발진 주파수에 맞춘, 깊이를 깊게 하거나 또는 얕게 하고, 폭을 넓게 하거나 또는 좁게 하는 것 등이 있다.

단계 205 후, 재차 발진의 유무의 판정을 행하고(단계 206), 발진이 검지되지 않은 경우는, 단계 202로부터 단계 204를 반복한다(단계 207). 단계 207에서 발진이 생기는 피드백 이득을 탐색한 후, 발진이 생기지 않는 범위에서 가장 큰 피드백 이득을 한계 이득으로 하고, 이 한계 이득으로 설정하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)로 출력한다(단계 208). 또한, 단계 206에서 발진을 검지한 경우는, 노치 필터(62)에 의한 진동 억제 효과가 없다고 하여, 단계 208을 실행한다.

이상과 같이, 단계 201 내지 단계 208을 실행함으로써, 피드백 제어기(61)의 피드백 이득과 노치 필터(62)의 조정을 행할 수 있다.

다음으로, 지령 상태 판단부(7)로부터의 지령 상태 신호에 의해, 지령 신호의 정지 판정을 행한다(단계 209). 지령 신호가 정지 상태라고 판단될 때까지 단계 209를 반복한다.

지령 신호가 정지 상태라고 판단되면, 정지시 응답 판단부(8)로부터의 정지시 응답 상태 신호에 의해, 정지시 응답 이상의 유무를 판단한다(단계 210).

정지시 응답 이상이 없는 경우는, 피드포워드 제어기(63)의 피드포워드 이득의 설정을 크게 하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다(단계 211). 단계 211에서의 피드포워드 이득의 상한값은 모터 제어 장치(5)의 제어 연산 오버플로우가 생기지 않는 범위에서 정해진다.

그 후 단계 209로 되돌아가서, 단계 210에서 정지시 응답 이상이 있다고 판단될 때까지, 단계 209 내지 단계 211을 반복한다.

단계 210에서 정지시 응답 이상이 있다고 판단될 때까지 상술한 처리로 크게 한 피드포워드 이득을 한계 이득으로 하고, 이 한계 이득을 설정하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다(단계 212). 단계 212의 파라미터 설정 신호를 출력한 후, 처리 플로우를 종료한다(단계 213).

이상과 같이, 단계 209 내지 단계 213을 실행함으로써, 피드포워드 제어기(63)의 피드포워드 이득의 조정을 행할 수 있다.

이상과 같이, 조정 모드 B에 있어서의 동작에서는, 상위의 콘트롤러로부터 입력되는 지령 신호에 근거하여 실제로 모터가 동작하고 있는 실운전 중에, 지령 신호가 있는 것을 확인한 후, 지령 신호의 유무와 제어 상태량의 발진의 유무와 정지시 응답 이상의 유무에 근거하여, 탐색적으로 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력하고, 피드백 이득이나 노치 필터(62)나 피드포워드 이득이라고 한 제어 파라미터를 변경하기 때문에, 최적의 제어 파라미터의 조정을 행할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 실가동 중인 조정 모드 A에서도 제어 파라미터를 변경하도록 했지만, 조정 모드 A에서 제어 파라미터를 고정으로 하더라도 좋다. 이 경우, 실질적으로 조정 개시 지시가 있었을 때만 조정 모드 B에 의한 조정을 행하게 된다.

또한, 모터 제어 장치에 구비한 조정 개시 지시 입력부(12)에서 조정 개시 지시를 받아 조정 개시 신호를 출력하고 있었지만, 외부 입출력 기기 등으로부터 조정 개시 신호를 직접 조정 모드 전환부(11)에 입력시키더라도 좋다.

다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 효과를 나타낸다.

실시 형태 1에 있어서의 모터 제어 장치에 의하면, 조정 모드 A의 상태에서는, 콘트롤러(4)로부터의 지령 신호의 유무나 모터의 운전, 정지의 상태에 의존하지 않고 발진 검지부(9)에 의해 상시 이상을 감시하고, 자동적으로 제어 파라미터를 조정할 수 있기 때문에, 초기 시동시나 실가동 중에 있더라도 안정인 모터 제어를 행할 수 있다.

조정 모드 B의 조정에서는, 피드백 이득의 조정을, 지령 신호의 정지를 기다리지 않고, 동작 중에 점차적으로 행할 수 있기 때문에, 조정을 단시간에 행할 수 있다.

실운전을 행하기 위해 상위의 콘트롤러(4)와 접속하고, 모터 제어 장치에 구비한 조정 개시 지시 입력부(12)에 조정 개시를 지시하는 조작만으로 조정 모드를 전환하여 조정을 향하기 때문에, 조정용의 외부 입출력 기기의 접속이 불필요하게 되어, 제어 파라미터의 조정을 간이하고 또한 최저한의 조작으로 실현할 수 있다.

일단 조정이 종료한 후, 실가동 중에 재차 조정 개시 지시를 입력한 경우는, 전회 조정시에서의 제어 파라미터로부터의 미조정만을 행하게 되기 때문에, 적은 시행 회수로 조정을 행할 수 있어, 재조정에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

실가동 중인 조정 모드 A에서 제어 파라미터를 고정으로 한 경우, 초기 시동시나 경과 시간 변화 등에 의한 이상을 자동으로 안정화하는 것은 할 수 없지만, 조정 모드 B에서 실시하는 조정에 관해서는 상기와 같이 단시간에 또한 간이하게 행할 수 있다.

(실시 형태 2)

다음으로, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 모터 제어 장치에 대해 도 11, 도 12를 이용하여 설명한다.

도 11은 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다. 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치는, 실시 형태 1의 모터 제어 장치의 지령 상태 판단부(7) 대신에, 지령 상태 신호 a를 출력하는 기능을 부가한 지령 상태 판단부(7a)를 갖고, 정지시 응답 판단부(8) 대신에, 지령 상태 판단부(7a)로부터 출력되는 지령 상태 신호 a를 수신하는 정지시 응답 판단부(8a)를 갖는다. 다른 구성요소는, 실시 형태 1에 따른 모터 제어 장치와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

지령 상태 판단부(7a)는, 지령 신호에서의 지령 속도가 없고, 또한 정지할 때의 지령 가속도의 크기가 소정의 임계값 이상인 경우에 정지 상태(ON)라고 판정하는 지령 상태 신호 a를 출력한다. 여기서, 상기의 가속도 임계값은, 소정의 고정값이라도 좋고, 또는 지령 신호에 의해서 변화되는 값이라도 좋다. 예컨대, 과거 N회(N은 소정의 정지 회수)에서의 최대 가속도에 근거하는 값이나 평균값으로 하더라도 좋다.

정지시 응답 판단부(8a)는, 상술한 지령 상태 신호 a 및 제어 상태량 신호를 수신하여, 정지시의 응답을 평가하고, 정지시 응답 상태 신호를 출력한다.

도 12는 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치에 있어서, 모터 정지시의 응답 판단 개소를 나타내는 파형도이다. 도 12에 있어서, 설명을 간략화하기 위해서, 지령 속도가 감속을 시작하고 나서 정지까지 소요되는 시간은 고정으로 하고 있다. 즉, 감속 개시시의 속도가 클수록, 정지시의 가속도의 크기가 큰 운전 패턴으로 되어 있다. 또한, 가속도의 임계값은 감속 개시시에서의 속도의 크기의 임계값으로서 기재하고 있다. 도 12와 같이, 가속도 임계값을 소정의 값으로 한 경우(도 12 상단)나, 과거의 최대 가속도에 의해 변화시킨 경우(도 12 하단)에서, 각각 사선으로 나타내는 개소에서 정지시의 응답 판단을 행하게 된다.

여기서, 제어 파라미터인 피드포워드 이득의 조정을 행하는 경우, 기계의 응답성을 높이기 위해서, 제어 상태량인 위치 편차가, 정지시의 오버슈트량이나 안정화 시간이라고 한 목표 성능을 만족시키는 범위에서 피드포워드 이득을 크게 할 필요가 있다.

또한, 상기와 같은 정지시의 진동은, 가속도가 큰 경우에 생기기 쉽기 때문에, 단일의 운전 패턴이 반복 실시되는 연속 운전 패턴에서는, 정지마다 제어 상태량의 평가를 행하면 되지만, 운전 패턴이 변화되는 지령 신호가 상위의 콘트롤러로부터 입력된 경우에는, 정지시의 가속도가 큰 점만을 추출해서 조정을 행할 필요가 있다.

도 11에 나타내는 지령 상태 판단부(7a)에서, 모터가 정지할 때의 가속도가 큰 개소를 추출하는 것에 의해, 정지시 응답 판단부(8a)에서, 가속도가 큰 점, 즉 조정에 적합한 개소에서 피드포워드 이득의 조정을 행할 수 있다.

다음으로, 상술한 실시 형태에 있어서의 효과를 나타낸다.

본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 모터 제어 장치에 의하면, 상위의 콘트롤러로부터 입력되는 지령 신호가 운전 패턴마다 변화되는 경우에 있어서도, 가속도가 커지는 개소를 추출할 수 있기 때문에, 적절한 피드포워드 이득의 조정을 행할 수 있다.

(실시 형태 3)

본 발명의 실시 형태 3에 따른 모터 제어 장치에 대해 도 13 내지 도 15를 이용하여 설명한다.

도 13은 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다. 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치는 실시 형태 1에 따른 모터 제어 장치에 초기 파라미터 설정 기억부(18)와 리셋 신호 입력부(19)를 더 갖는다. 또한, 조정 모드 전환부(11) 대신에 리셋 신호 입력부(19)로부터의 리셋 신호도 수신하는 조정 모드 전환부(11a)를 가지며, 자동 조정부(10) 대신에 초기 파라미터 설정 기억부(18)로부터의 파라미터 설정값 신호도 수신하는 자동 조정부(10a)를 갖는다. 다른 구성요소는, 실시 형태 1에 따른 모터 제어 장치와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

초기 파라미터 설정 기억부(18)는 모터 제어 장치의 출시시에서의 초기의 제어 파라미터인 표준 초기 파라미터를 기억하고 있다. 리셋 신호 입력부(19)에 제어 파라미터의 리셋 지시가 입력되면, 리셋 신호 입력부(19)로부터 조정 모드 전환부(11a)에 리셋 신호가 출력되고, 조정 모드 전환부(11a)는 자동 조정부(10a)에 리셋 지시에 따른 조정 모드 선택 신호를 출력한다. 그 후 자동 조정부(10a)는, 초기 파라미터 설정 기억부(18)로부터 표준 초기 파라미터의 파라미터 설정값을 판독하고, 그 파라미터 설정값에 따른 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다.

여기서, 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 모터 조정에 대하여 개념적으로 설명한다.

도 14는 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 조정 모드 천이 개념도이다. 도 14에서는, 실시 형태 1에서 설명한 도 7의 조정 모드 천이 개념도에 있어서, 제어 파라미터를 표준 초기 파라미터로 변경하는 초기 설정 모드가 부가되어 있는 점이 다른 점이다. 여기서, 실시 형태 1에서 설명한 도 7의 조정 모드 천이 개념도와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 조정 모드 A의 상태에서, 제어 파라미터의 리셋 선택이 행해진 경우, 초기 설정 모드로 천이하여, 제어 파라미터를 표준 초기 파라미터로 변경한다. 변경 후, 재차 조정 모드 A로 천이한다.

다음으로, 조정 모드 천이시의 동작의 상세에 대해서 설명한다.

도 15는 본 실시 형태에 있어서의 자동 조정부(10a)의 내부 동작을 나타내는 블록도이다. 여기서, 실시 형태 1에서 설명한 도 8과 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다. 도 15에 있어서, 전원 투입 당초 등은 조정 모드 A의 상태이고, 조정 모드 A 처리부(21)로부터의 출력을 입력 전환부(20a)에서 선택하여 자동 조정부(10a)로부터 출력하고 있다. 조정 모드 A의 상태에서, 리셋 지시가 인가되어져, 리셋 신호 입력부(19)로부터 리셋 신호가 조정 모드 전환부(11a)로 출력되면, 조정 모드 전환부(11a)로부터 조정 모드 선택 신호가 입력 전환부(20a)로 보내어지고, 입력 전환부(20a)에 의해서 초기 설정 처리부(23)를 실행시켜, 초기 설정 모드로 된다. 초기 설정 모드에서는, 초기 설정 처리부(23)에서 초기 파라미터 설정 기억부(18)로부터 표준 초기 파라미터를 판독하고, 제어 파라미터로서 표준 초기 파라미터를 설정하도록 지시하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력한다. 추종 제어부(6)에서 표준 초기 파라미터가 설정되면, 입력 전환부(20a)에 의해, 조정 모드 A 처리부(21)를 실행시켜, 조정 모드 A의 상태로 된다. 조정 모드 A의 상태에서 조정 개시 지시가 인가되면, 조정 개시 신호가 조정 모드 전환부(11a)로 출력되고, 조정 모드 전환부(11a)로부터 조정 모드 선택 신호가 입력 전환부(20a)로 보내어지고, 입력 전환부(20a)에 의해서 조정 모드 B 처리부(22)를 실행시켜, 조정 모드 B의 상태로 된다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서의 자동 조정부(10a)에서는, 조정 모드 A에서 동작하고 있는 상태에서, 리셋 신호 입력부(19)에 리셋 지시를 인가하는 것만으로, 자동 조정부(10a)로부터 초기 설정 모드에 의해 제어 파라미터를 표준 초기 파라미터로 변경하는 파라미터 설정 신호를 추종 제어부(6)에 출력할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 효과를 나타낸다.

본 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치에 의하면, 조정 모드 A의 상태에서, 리셋 선택을 행함으로써 표준 초기 파라미터로 변경하는 것이 가능해진다. 또한, 조정 모드 B의 처리 후나 수동으로 제어 파라미터를 조정한 후나, 기계 부하(2)의 특성이 크게 변화된 경우, 또는, 모터 제어 장치를 다른 기계에 접속하는 경우와 같은 기계 부하의 특성이 크게 변화된 경우에 있어서도, 리셋 선택을 행함으로써 표준 초기 파라미터로 변경하는 것이 가능해진다. 또한, 표준 초기 파라미터로 변경할 수 있기 때문에, 이들의 경우에 있어서도 제어 파라미터를 재차 조정하기 위한 준비가 용이해진다.

또한, 초기 설정 모드가 종료하면 조정 모드 A로 천이함으로써, 초기 설정 모드에서 표준 초기 파라미터로 변경한 것에 의해 제어 상태량 등에 이상이 생긴 경우에도, 조정 모드 A에 의해, 안정한 모터 제어를 실현할 수 있다.

(실시 형태 4)

본 발명의 실시 형태 4에 따른 모터 제어 장치에 대해서 도 16, 도 17을 이용하여 설명한다. 도 16은 본 실시 형태의 모터 조정에서의 조정 모드 천이 개념도이다. 본 실시 형태의 조정 모드의 구성요소는 실시 형태 3과 동일하다. 또한, 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 구성은 실시 형태 3과 동일하다.

다음으로, 조정 모드 천이시의 동작의 상세에 대해서 설명한다. 전원 투입 당초 등은 조정 모드 A의 상태이고, 조정 개시 지시를 받아 조정 모드 A로부터 조정 모드 B로 천이할 때에, 일단, 초기 설정 모드로 천이하고, 추종 제어부(6)의 제어 파라미터가 표준 초기 파라미터로 되는 조정을 행한다. 초기 설정 모드에 의한 조정이 종료되면, 조정 모드 B로 천이한다. 조정 모드 B에 의한 조정이 종료되면, 다시 조정 모드 A의 상태로 된다.

본 실시 형태의 모터 제어 장치의 블록도를 도 17에 나타낸다. 본 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치는, 실시 형태 3에 따른 모터 제어 장치로부터 리셋 신호 입력부(19)를 생략하고, 조정 모드 전환부(11a)를 조정 모드 전환부(11)로 치환한 구성으로 된다. 본 실시 형태에 있어서의 자동 조정부(10a)의 블록도는 상술한 도 15와 마찬가지이다. 따라서, 지령 신호에 의해 모터가 동작하고 있는 상태에서, 조정 개시 지시가 이루어지는 것에 의해, 조정 개시 지시 입력부(12)로부터 조정 개시 신호를 조정 모드 전환부(11)로 출력하고, 그 후 조정 모드 전환부(11)는 조정 모드 선택 신호를 자동 조정부(10a)에 출력한다. 자동 조정부(10a)에서는, 조정 모드 선택 신호의 입력을 받아, 초기 설정 처리부(23)를 실행시키고, 그 출력을 파라미터 설정 신호로서 추종 제어부(6)로 출력한다. 초기 설정 모드의 설정이 종료된 후, 조정 모드 B 처리부를 실행시키고, 그 출력을 파라미터 설정 신호로서 추종 제어부(6)로 출력한다. 조정 모드 B의 조정이 종료되면, 조정 모드 A 처리부(21)를 실행시키고, 그 출력을 파라미터 설정 신호로서 추종 제어부(6)로 출력한다. 다음 조정 개시 지시가 있을 때까지 조정 모드 A의 상태가 유지된다.

이상과 같이, 자동 조정부(10a)에서는, 조정 개시 지시가 이루어지는 것만으로, 제어 파라미터를 표준 초기 파라미터로 변경하는 파라미터 설정 신호가 출력되고, 그 후, 조정 모드 B에서의 조정을 실행할 수 있다.

다음으로, 상술한 실시 형태에 있어서의 효과를 나타낸다.

본 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치에 의하면, 조정 개시 지시 입력부(12)를 통해 조정 개시 지시가 입력되는 것만으로, 제어 파라미터의 표준 초기 파라미터로의 변경과 조정 모드 B의 조정을 일괄적으로 실시하는 것이 가능해지기 때문에, 기계 부하의 특성의 변화나 조정 개시 전의 제어 파라미터 설정값을 고려하는 일없이, 최저한의 조작으로 조정 작업을 행할 수 있어, 조정이 용이하고 또한 조정 시간을 단축할 수 있다.

(실시 형태 5)

본 발명의 실시 형태 5에 따른 모터 제어 장치에 대해서 도 18, 도 19를 이용하여 설명한다. 도 18은 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다. 도 19는 본 실시 형태에 있어서의 자동 조정부(10b)의 블록도이다. 본 실시 형태에 있어서의 조정 모드 천이 동작은 실시 형태 1의 천이 동작과 동일하기 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 조정 모드 천이 개념도는 실시 형태 1에서 설명한 도 7과 동일하게 된다.

본 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치는, 실시 형태 1의 모터 제어 장치에, 조정 개시 지시 입력부(12) 대신에 조정 개시 신호와 조정 중단 신호를 출력하는 조정 개시 지시 입력부(12a)를 마련한다. 또한, 조정 모드 전환부(11) 대신에 조정 개시 신호와 조정 중단 신호를 입력하는 조정 모드 전환부(11b)를 마련한다. 또, 제어 파라미터를 출력 내지 입력하여 저장하는 파라미터 설정 기억부(18a)를 마련하고, 자동 조정부(10) 대신에 파라미터 설정 기억부(18a)로부터 제어 파라미터가 입력되거나, 보존을 위해 파라미터 설정 기억부(18a)에 제어 파라미터를 출력하는 기능을 추가한 자동 조정부(10b)를 마련하고 있다. 다른 구성은 도 2에서 나타낸 실시 형태 1에 따른 모터 제어 장치의 구성과 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

다음으로, 조정 모드 천이시의 동작의 상세에 대해서 도 18, 도 19를 이용하여 설명한다.

도 18에 있어서, 본 실시 형태에 따른 모터 제어 장치는, 조정 모드 A의 상태 중에, 지령 신호에 의해 모터가 동작하고 있는 상태에서 조정 개시 지시가 있으면, 자동 조정부(10b)가 조정 모드 A로부터 조정 모드 B로 전환 전의 제어 파라미터를 파라미터 설정 기억부(18a)에 출력하여 기억시킨 후, 조정 모드 B의 상태로 천이한다. 또한, 조정 모드 B의 상태 중에 조정 중단 지시가 있으면, 파라미터 설정 기억부(18a)가 조정 모드 A로 전환 전에 제어 파라미터를 자동 조정부(10b)에 출력한 후, 조정 모드 B를 종료하고 조정 모드 A의 상태로 되돌아간다.

도 19에 있어서, 조정 모드 A 처리부(21a)가 실행하고 있는 조정 모드 A의 상태 중에 조정 개시 지시가 있었던 경우는, 조정 모드 A 처리부(21a)의 실행을 종료하고, 조정 모드 B 처리부(22)의 실행으로 전환할 때에, 파라미터 설정 기억부(18a)는 전환 전의 제어 파라미터를 조정 모드 A 처리부(21a)로부터 입력받아 기억한다. 또한, 조정 모드 B 처리부(22)가 실행하고 있는 조정 모드 B의 상태 중에, 조정 중단 지시가 있었던 경우는, 파라미터 설정 기억부(18a)로부터 기억하고 있는 제어 파라미터를 조정 모드 A 처리부(21a)에 출력한 뒤에, 조정 모드 B의 조정 종료라고 판단하고 조정 모드를 조정 모드 A로 전환하고, 조정 모드 A 처리부(21a)를 실행시킨다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 조정 모드 A로부터 조정 모드 B로 전환될 때의 제어 파라미터를, 자동 조정부(10b)의 조정 모드 A 처리부(21a)로부터 파라미터 설정 기억부(18a)에 기억한다. 조정 모드 B에서의 조정 중에 조정 중단 신호가 조정 개시 지시 입력부(12a)에 입력되면, 조정 모드 B에서의 조정 동작을 중단할 수 있어, 조정 모드 A로 전환하기 전에, 파라미터 설정 기억부(18a)로부터 자동 조정부(10b)의 조정 모드 A 처리부(21a)로 출력한다.

또한, 조정 중단시의 동작은, 소위 비상 정지의 조작과는 달리, 제어 파라미터를 변경하는 것만 실시하기 때문에, 지령 신호에 의한 동작을 계속한 상태에서 조정 동작을 중단할 수 있다.

다음으로, 상술한 실시 형태에 있어서의 효과를 나타낸다.

본 실시 형태에 있어서의 모터 제어 장치에 의하면, 조정 모드 B에서 조정 중에 조정 중단 신호를 입력함으로써, 동작을 계속한 채 조정을 중단할 수 있기 때문에, 비상 정지 처치와 같은 모터의 구동에 부가하여, 기계의 주변 장치를 정지시키는 중단 방법과 달리, 기계의 재조작에 관계되는 복구 작업을 용이하게 할 수 있다.

또한, 파라미터 설정 기억부(18a)에 기억되는 파라미터는 조정 모드 A에서 안정 동작 가능하도록 조정된 파라미터이며, 안정한 동작을 실현할 수 있다.

또한, 공통의 조정 개시 지시 입력부(12a)에 의해서, 조정 개시 신호와 조정 중단 신호를 출력할 수 있어, 모터 제어 장치에 구비하는 인터페이스의 자원 절약화 및 조작의 간략화를 실현할 수 있다.

(실시 형태 6)

다음으로, 본 발명의 실시 형태 6에 대해서 도 20 내지 도 23을 이용하여 설명한다.

도 20은 본 실시 형태 6에 있어서의 모터 제어 장치의 블록도이다. 도 20에 나타내는 본 실시 형태의 모터 제어 장치는, 실시 형태 1에 따른 모터 제어 장치에, 제어 파라미터의 변경 범위를 제한할 때에 이용하는 범위 선택 수단(25)을 부가하고 있음과 아울러, 자동 조정부(10) 대신에 범위 선택 수단(25)으로부터 범위 선택 신호를 입력받는 조정 모드 C를 갖는 자동 조정부(10c)를 갖는다. 도 2의 블록도에서 나타낸 실시 형태 1에 따른 모터 제어 장치와 같은 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.

도 21은 본 실시 형태 6에 있어서의 조정 모드 천이 개념도이다. 본 실시 형태 6에 있어서의 조정 모드 천이는, 실시 형태 1의 조정 모드 천이에서, 조정 모드 A를 조정 모드 C로 한 것과 같다. 즉, 모터 제어 장치(5)의 전원을 온(on)한 후는 조정 모드 C의 상태로 된다. 또한, 조정 모드 C의 상태에서, 지령 신호에 의해 모터가 동작하고 있는 상태에서 조정 개시 지시 입력부(12)를 통해 조정 개시의 지시가 인가되면 조정 모드 B의 상태로 천이한다. 조정 모드 B의 상태에서의 탐색적인 제어 파라미터의 조정이 종료되면, 재차 조정 모드 C의 상태로 천이한다. 조정 모드 C의 동작에 대해서는 후술한다.

다음으로, 본 실시 형태 6에 있어서의 자동 조정부(10c)의 내부 동작에 대해서 도 22, 도 23을 이용하여 설명한다.

도 22는 자동 조정부(10c)의 내부 동작을 나타내는 블록도이다. 여기서, 도 8에서 설명한 실시 형태 1에 따른 자동 조정부(10)와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다. 콘트롤러(4) 또는 외부로부터 이루어지는 제어 파라미터의 조정 범위 선택 지시에 의해, 범위 선택 수단(25)은 조정 모드 C 처리부(24)의 제어 파라미터 조정 범위를 선택한다.

도 23은 조정 모드 C 처리부(24)에서의 처리의 흐름도이다. 여기서, 도 9에서 설명한 실시 형태 1에 있어서의 조정 모드 A 처리부(21)의 처리 단계와 동일한 처리를 행하는 단계는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

도 23에서는, 단계 108에서, 범위 선택 수단(25)에서의 선택에 따라 이득 설정의 고정/가변을 전환하는 수단을 갖는다.

이득 설정을 고정으로 한 경우는, 단계 108의 판정 후, 이득 설정을 변경하는 일없이 단계 107로 이행한다.

이득 설정을 가변으로 한 경우는, 단계 108의 판정 후, 단계 105로 이행하여 이득 설정을 작게 함으로써, 안정하게 될 때까지 이득을 변화시킨다.

이상과 같이, 본 실시 형태에 있어서의 자동 조정부(10c)에서는, 범위 선택 수단(25)에 의해 조정 모드 C의 동작을 이득 고정 또는 가변으로 전환할 수 있다.

또, 이득의 설정 범위를 고정과 가변으로 전환하는 경우를 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 가변 범위를 다른 범위로 전환하도록 하여도 좋다.

다음으로, 상술한 실시 형태에 있어서의 효과를 나타낸다.

본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 모터 제어 장치에 의하면, 범위 선택 수단(25)에 의해서 이득 설정을 가변으로 한 경우에는, 모터 제어 장치가 안정화되는 것을 우선하여 조정을 행할 수 있음과 아울러, 이득 설정을 고정으로 한 경우에는, 기계의 응답성에 영향이 적은 범위에서만 조정을 행할 수 있기 때문에, 복수의 모터 제어 장치가 동기하여 운전하고 있는 경우에 동기성을 유지한 운전을 행할 수 있다.

(산업상의 이용가능성)

이상과 같이, 본 발명에 따른 모터 제어 장치는, 기계 부하를 구동하는 모터의 제어 장치에 유용하며, 특히, 초기 시동시나 실가동 중에 조정을 행하는 것이 필요로 되는 기계 부하를 제어하는 모터 제어 장치에 바람직한 것이다.

1: 모터
2: 기계 부하
3: 검출기
4: 콘트롤러
5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e: 모터 제어 장치
6: 추종 제어부
7, 7a: 지령 상태 판단부
8, 8a: 정지시 응답 판단부
9: 발진 검지부
10, 10a, 10b, 10c: 자동 조정부
11, 11a, 11b: 조정 모드 전환부
12, 12a: 조정 개시 지시 입력부
18: 초기 파라미터 설정 기억부
18a: 파라미터 설정 기억부
19: 리셋 신호 입력부
25: 범위 선택 수단
61: 피드백 제어기
62: 노치 필터
63: 피드포워드 제어기

Claims (9)

1. 기계 부하를 구동하는 모터에 연결되어서 해당 모터의 회전 위치 또는 속도를 검출하는 검출기로부터 입력되는 검출 정보 신호에 근거하여 상기 모터를 제어하는 모터 제어 장치에 있어서,
   상기 모터의 제어 지령을 출력하는 콘트롤러로부터의 지령 신호에서의 지령 속도의 유무의 정보를 포함한 상태를 판단한 결과를 지령 상태 신호로서 출력하는 지령 상태 판단부와,
   상기 검출 정보 신호 및 상기 지령 신호를 입력받아, 상기 모터를 구동하는 토크 지령 신호를 상기 모터로 출력함과 아울러, 상기 모터의 제어 상태를 제어 상태량 신호로서 출력하는 추종 제어부와,
   상기 지령 상태 신호 및 상기 제어 상태량 신호를 입력받아, 모터 정지시의 상기 모터의 응답 상태를 판단한 결과를 정지시 응답 상태 신호로서 출력하는 정지시 응답 판단부와,
   상기 제어 상태량 신호를 입력받아, 상기 추종 제어부에서의 제어 상태량의 발진을 검지한 결과를 발진 검지 신호로서 출력하는 발진 검지부와,
   상기 지령 상태 신호, 상기 정지시 응답 상태 신호 및 상기 발진 검지 신호를 입력받고, 이들 입력 신호에 근거하여, 상기 추종 제어부의 제어 파라미터를 조정하는 복수의 조정 모드를 갖는 자동 조정부와,
   외부로부터의 조정 개시 지시를 입력받아, 조정 개시 신호를 출력하는 조정 개시 지시 입력부
   를 구비하되,
   상기 자동 조정부는,
   상기 지령 신호에서의 지령 속도의 유무에 의존하지 않고, 상기 모터의 제어 상태를 감시함과 아울러 상기 모터의 제어 상태의 이상을 검지한 경우에만 상기 제어 파라미터의 조정을 행하는 제 1 조정 모드와,
   상기 조정 개시 지시에 의해 상기 제 1 조정 모드로부터 천이하고, 상기 지령 상태 신호에 근거하여 상기 지령 신호에서의 지령 속도가 있는 것을 확인한 후, 상기 지령 신호, 상기 발진 검지 신호 및 상기 정지시 응답 상태 신호에 근거해서 상기 제어 파라미터의 조정을 행하고, 조정 종료 후에 다시 상기 제 1 조정 모드로 천이하는 제 2 조정 모드를 갖는 것
   을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 추종 제어부는,
   상기 지령 신호를 입력받아, 상기 지령 신호에 대해 상기 모터를 추종시키는 토크 신호를 연산하여 출력하는 피드포워드 제어기와,
   상기 지령 신호와 상기 검출 정보 신호를 입력받아, 상기 검출 정보 신호를 상기 지령 신호에 추종시키는 토크 신호를 연산하여 출력하는 피드백 제어기와,
   상기 피드백 제어기로부터 출력된 토크 신호에 대해 소정의 주파수 성분을 차단하는 연산을 행한 결과를 출력하는 노치 필터를 갖고,
   상기 추종 제어부의 제어 파라미터는 상기 피드포워드 제어기의 피드포워드 이득과, 상기 노치 필터의 계수와, 상기 피드백 제어기의 피드백 이득이며,
   상기 제 1 조정 모드는 상기 발진 검지 신호에 근거하여 상기 노치 필터의 계수 및 상기 피드백 이득을 조정하고,
   상기 제 2 조정 모드는, 상기 지령 상태 신호 및 상기 발진 검지 신호에 근거하여 상기 노치 필터의 계수 및 상기 피드백 이득을 조정함과 아울러, 상기 지령 상태 신호 및 상기 정지시 응답 상태 신호에 근거하여 상기 피드포워드 이득을 조정하는 것
   을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   미리 상기 추종 제어부의 제어 파라미터로서 설정되어 있는 표준 초기 파라미터를 기억하고, 출력하는 초기 파라미터 설정 기억부와,
   상기 자동 조정부에서 조정 종료 상태를 판정한 조정 종료 판정 신호 및 상기 조정 개시 신호에 근거하여, 조정 모드를 선택하는 조정 모드 선택 신호를 상기 자동 조정부로 출력하는 조정 모드 전환부와,
   외부로부터의 리셋 지시를 입력받아, 상기 조정 모드 전환부로 리셋 신호를 출력하는 리셋 신호 입력부를 더 구비하며,
   상기 자동 조정부는 상기 제어 파라미터를 상기 표준 초기 파라미터로 변경하는 파라미터 설정 신호를 출력하는 초기 설정 모드를 더 갖고,
   상기 리셋 지시에 의해 상기 제 1 조정 모드로부터 상기 초기 설정 모드로 천이하여, 상기 초기 설정 모드의 조정이 종료된 후, 다시 상기 제 1 조정 모드로 천이하는 것
   을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   미리 상기 추종 제어부의 제어 파라미터로서 설정되어 있는 표준 초기 파라미터를 기억하고, 출력하는 초기 파라미터 설정 기억부를 더 구비하며,
   상기 자동 조정부는 상기 제어 파라미터를 상기 표준 초기 파라미터로 변경하는 파라미터 설정 신호를 출력하는 초기 설정 모드를 더 갖고,
   상기 조정 개시 지시에 의해 상기 제 1 조정 모드로부터 상기 초기 설정 모드로 천이하여, 상기 초기 설정 모드에 의한 조정이 종료된 후, 상기 제 2 조정 모드로 천이하는 것
   을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 자동 조정부의 조정 모드가 천이할 때에 상기 추종 제어부의 제어 파라미터를 입출력함과 아울러 기억하는 파라미터 설정 기억부와,
   상기 자동 조정부에서 조정 종료 상태를 판정한 조정 종료 판정 신호 및 상기 조정 개시 신호에 근거하여, 조정 모드를 선택하는 조정 모드 선택 신호를 상기 자동 조정부로 출력하는 조정 모드 전환부를 더 구비하며,
   상기 조정 개시 지시 입력부는 외부로부터의 조정 중단 지시를 입력받음과 아울러 조정 중단 신호를 상기 조정 모드 전환부로 출력하고,
   상기 조정 모드 전환부는 상기 조정 개시 지시 입력부로부터 출력된 상기 조정 중단 신호를 입력받고,
   상기 자동 조정부는, 상기 조정 개시 지시에 의해 상기 제 1 조정 모드로부터 상기 제 2 조정 모드로 천이할 때의 상기 제어 파라미터를 상기 파라미터 설정 기억부에 출력함과 아울러, 상기 제 2 조정 모드에서의 조정 중에 상기 조정 중단 지시가 인가된 경우, 상기 제 2 조정 모드의 조정 동작을 중단하고, 상기 제 1 조정 모드로 천이하기 전에, 상기 파라미터 설정 기억부에 기억된 상기 제어 파라미터를 입력받는 것
   을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
   
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 조정 모드에서의 상기 추종 제어부의 제어 파라미터의 조정 범위를 선택하는 범위 선택 수단을 더 갖는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
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