[發明專利]控制裝置以及控制方法

有效

• 申請號: 201611009489.4
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106873358B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 大野悌;惠木守;川西康友;森泰元
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 向勇;董雅會

本發明提供一種用戶易于把握傳遞特性，并且即使用戶不了解伺服馬達的最大扭矩也能夠使伺服馬達執行期望動作的控制裝置。控制裝置(10)基于位置偏差以及速度偏差中的至少任一者選擇通過滑模控制和PID控制中的者對伺服馬達(20)進行控制。

技術領域

本發明涉及對伺服馬達等馬達的驅動進行控制的控制裝置。

背景技術

現在作為伺服馬達的控制方法已知PID(比例、積分、微分)控制，在PID控制中，以使伺服馬達的位置、速度追蹤從外部輸的位置指令值以及速度指令值的方式進行控制。另外，作為馬達的控制方法與PID控制同樣地還已知滑模控制。例如，后述的專利文獻1中公開了一種馬達的控制裝置，進行通過沿著滑動曲線控制轉子的位置以及速度，使轉子停止在目標位置的滑模控制，其中該滑動曲線是使用在定向(Orientation)控制所使用的物理變量決定的。

專利文獻1:JP特開2011-176906號公報(2011年9月8日公開)

但是，在使用PID控制的情況下，雖然用戶易于把握傳遞特性，但是在應該輸出的扭矩被限制的情況下，具有產生超越以及抖動等的問題。另一方面，在使用滑模控制(sliding mode control)的情況下，能夠進行不產生超越以及抖動的控制，但是由于滑模控制器的傳遞特性為非線形，因此存在用戶難以把握的問題。

發明內容

本發明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種用戶易于把握其傳遞特性且即使用戶不了解伺服馬達的最大扭矩也能夠使伺服馬達執行期望動作的控制裝置、控制方法以及程序。

為了解決上述問題，本發明一個實施方式的控制裝置，控制伺服馬達，或對用于對伺服馬達進行模型追蹤控制的作為標準模型的伺服馬達進行控制，具有：滑模控制部，以使位置偏差以及速度偏差收斂于由伺服馬達能夠輸出的規定扭矩和被伺服馬達驅動的負載機械的運動特性確定的變換線上的方式進行確定向伺服馬達輸出的扭矩的滑模控制，位置偏差表示從外部輸入的位置指令值與伺服馬達的位置的偏差，速度偏差表示從外部輸入的速度指令值與伺服馬達的速度的偏差；PID控制部，以使伺服馬達的位置、速度追蹤位置指令值以及速度指令值的方式進行PID控制；以及選擇部，基于位置偏差以及速度偏差中的至少任一者選擇是通過滑模控制部進行控制，還是通過PID控制部進行控制。

根據上述結構，所述控制裝置對所述滑模控制和所述PID控制選擇性地執行。在此，通過所述滑模控制，用戶即使不了解所述伺服馬達能夠輸出的最大扭矩，也能夠僅通過賦予所述伺服馬達或所述標準模型的關于位置的指令(位置指令值)，能夠使所述伺服馬達執行期望動作。另外，就所述PID控制而言，用戶易于把握傳遞特性。因此，所述控制裝置具有如下的效果：通過對所述滑模控制和所述PID控制選擇性地執行，用戶易于把握傳遞特性，并且，即使用戶不了解所述伺服馬達能夠輸出的最大扭矩，也能夠使所述伺服馬達執行期望動作。

另外，根據上述結構，所述控制裝置基于所述位置偏差以及所述速度偏差中的至少任一者，選擇是通過所述滑模控制部進行控制，還是通過所述PID控制部進行控制。由此，所述控制裝置具有如下的效果：能夠根據控制量的大小選擇更合適的控制方法(所述滑模控制或所述PID控制)。

優選，在所述控制裝置中，所述滑模控制部以及所述PID控制部對作為所述標準模型的伺服馬達進行控制，并且該控制裝置還具有反饋控制部，該反饋控制部以追蹤被由所述選擇部選擇的所述滑模控制部或所述PID控制部控制的作為所述標準模型的伺服馬達的位置、速度的方式對實際伺服馬達的位置、速度進行PID控制。

根據上述結構，所述控制裝置具有如下的效果：用戶易于把握傳遞特性，并且，使用即使用戶不了解所述伺服馬達能夠輸出的最大扭矩也能夠使所述伺服馬達執行期望動作的所述標準模型，對所述伺服馬達進行PID控制。