[發(fā)明專利]電動(dòng)機(jī)控制裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410325664.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN104283475A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井出勇治;北原通生;山崎悟史
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山洋電氣株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 周靖;鄭霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可以縮短機(jī)械的循環(huán)時(shí)間的電動(dòng)機(jī)控制裝置。

背景技術(shù)

在像機(jī)床那樣的進(jìn)行加工的機(jī)械中，不僅要求加工質(zhì)量的提高，而且還要求循環(huán)時(shí)間的縮短化。要縮短循環(huán)時(shí)間，需要提高加工時(shí)的跟蹤性而縮短加工時(shí)間，和使加工結(jié)束后的定位高速化而迅速地返回原位置。

加工時(shí)的跟蹤性通過提高反饋控制的增益來(lái)改善。另一方面，加工結(jié)束后的定位的高速化通過還考慮了機(jī)械剛性的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

以高速進(jìn)行定位時(shí)，大多因機(jī)械的剛性不足而產(chǎn)生搖晃。因此，在電動(dòng)機(jī)控制裝置中搭載可抑制機(jī)械的搖晃而縮短定位整定時(shí)間的減振控制。

作為通過減振控制實(shí)現(xiàn)定位的高速化的技術(shù)，存在下述專利文獻(xiàn)1中所示的技術(shù)。下述專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)使用機(jī)臺(tái)模型在模型控制系統(tǒng)側(cè)進(jìn)行減振控制，以抑制機(jī)械的搖晃，并且用于抑制搖晃的指令從模型控制系統(tǒng)側(cè)提供給反饋控制系統(tǒng)側(cè)。

但是，由于模型控制系統(tǒng)的相位特性不是線性，因此在像加工那樣的軌跡控制時(shí)不能采用。因此，軌跡控制時(shí)不適用模型控制系統(tǒng)而是使用反饋控制系統(tǒng)。

在下述引用文獻(xiàn)1所示的技術(shù)中，為了縮短機(jī)械的循環(huán)時(shí)間，在軌跡控制時(shí)和定位控制時(shí)需要切換模型控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)。但是，即使迅速地切換這些控制系統(tǒng)，由于模型控制系統(tǒng)的控制延遲，反饋控制系統(tǒng)的定位也有可能引起位置偏移。

這是因?yàn)閺哪Ｐ涂刂葡到y(tǒng)輸出的模型的位置的變化量變成反饋控制系統(tǒng)的位置指令，但是即使對(duì)模型控制系統(tǒng)的位置指令的變化量為0，模型的位置的變化量也不會(huì)立刻變成0。若殘留著模型的位置的變化量而從模型控制系統(tǒng)向反饋控制系統(tǒng)切換，則殘留的模型的位置的變化量部分就會(huì)成為反饋控制系統(tǒng)的位置偏移量。特別是在搖晃的振動(dòng)頻率低的情況下，不能提高模型控制系統(tǒng)的增益，因此在模型的位置偏移變成0之前，往往需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

因此，目前，為了避免反饋系統(tǒng)的位置偏移，必須在模型的位置的變化量變成0之后將控制系統(tǒng)從模型控制系統(tǒng)切換為反饋控制系統(tǒng)，而不能高速地進(jìn)行控制系統(tǒng)的切換。

作為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的切換的技術(shù)，存在下述專利文獻(xiàn)2中所示的技術(shù)。下述專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)具備鑒定控制對(duì)象的性能并鑒定控制對(duì)象的模型的模型鑒定部和基于鑒定的模型輸出選擇信號(hào)的控制器選擇部。從多個(gè)前饋控制器中選擇一個(gè)，向被選擇的前饋控制器輸入位置指令。根據(jù)選擇信號(hào)從多個(gè)反饋控制器中選擇一個(gè)，向被選擇的反饋控制器輸入前饋信號(hào)及位置檢測(cè)信號(hào)，然后輸出轉(zhuǎn)矩指令。使用轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行電流控制，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)使控制對(duì)象動(dòng)作。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：(日本)特開2010－41734號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：(日本)特開2005－198404號(hào)公報(bào)

但是，在上述專利文獻(xiàn)2中所公開的技術(shù)中，基于控制對(duì)象的性能的鑒定結(jié)果來(lái)選擇前饋控制器及反饋控制器而進(jìn)行控制，不是實(shí)時(shí)地進(jìn)行切換前饋控制器及反饋控制器的控制。

因此，專利文獻(xiàn)2中所公開的技術(shù)也不能以高速切換使用前饋控制器及反饋控制器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了消除如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，其能夠以高速切換使用模型的控制和不使用模型的控制，且可以縮短機(jī)械的循環(huán)時(shí)間。

其目的還在于，提供一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，即使以高速切換使用模型的控制和不使用模型的控制，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作也是順暢的，也不產(chǎn)生位置偏移。

本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置包括模型控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)。模型控制系統(tǒng)使用有關(guān)位置指令的目標(biāo)值來(lái)控制模型的位置。反饋控制系統(tǒng)以電動(dòng)機(jī)的位置變?yōu)橛嘘P(guān)位置指令的目標(biāo)值的方式來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的位置。反饋控制系統(tǒng)使模型控制系統(tǒng)的控制量總處于加法運(yùn)算狀態(tài)，將模型控制系統(tǒng)與反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行切換而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置，反饋控制系統(tǒng)總是使用模型控制系統(tǒng)的控制量來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的位置，所以能夠以高速切換模型控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)，并且可以縮短機(jī)械的循環(huán)時(shí)間。

附圖說明

圖1是實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是實(shí)施方式3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。

符號(hào)說明

20、120、220?微分器、

30、130、230?模型控制系統(tǒng)、

32、132、232?積分器、

34、134、234?模型位置控制器、