JP2005269856A - Motor control device and motor control method - Google Patents
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Abstract
【課題】2自由度系のサーボ制御においてパラメータ調整を容易に行うことができるとともに安定したモータの動作制御を実現することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】フィードバック部20とフィードフォワード部10とを備えた2自由度系のモータ制御装置において、擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする比例アンプ11、擬似速度信号を入力してモデル速度信号ωsを出力する制御対象モデル回路12と、擬似速度信号を微分する微分部13と、モデル速度信号を積分する積分部14とでフィードフォワード部10を構成し、フィードフォワード信号(rf、ωf、Trf)をフィードバック部20に出力する。フィードフォワード部10を1次遅れ系で構成することができ、パラメータ調整を容易に行うことができる。
【選択図】図3
An object of the present invention is to provide a motor control device capable of easily adjusting parameters in servo control of a two-degree-of-freedom system and realizing stable motor operation control.
In a two-degree-of-freedom motor control device including a feedback unit and a feed-forward unit, a proportional amplifier is obtained by multiplying a pseudo position command signal by a constant and a pseudo speed signal is input. The control target model circuit 12 that outputs the model speed signal ωs, the differentiation section 13 that differentiates the pseudo speed signal, and the integration section 14 that integrates the model speed signal constitute the feedforward section 10, and the feedforward signal (rf , Ωf, Trf) are output to the feedback unit 20. The feedforward unit 10 can be configured with a first-order lag system, and parameter adjustment can be easily performed.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、駆動対象の負荷機構に連結されたモータの駆動を制御するモータ制御装置およびモータ制御方法に関するものである。 The present invention relates to a motor control device and a motor control method for controlling driving of a motor connected to a load mechanism to be driven.
電子部品実装用装置などにおいて、各種の作業動作を行う負荷機構の駆動手段としてサーボモータが多用されている。これらのサーボモータの動作を制御するモータ制御装置には、モータの回転をフィードバック制御するフィードバック部に加えて、負荷機構系の特性に起因する不正規動作をうち消すためのフィードフォワード制御を行うフィードフォワード部を付加した2自由度系の制御装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、従来の2自由度系のモータ制御装置においては、フィードバック部、フィードフォワード部のいずれについても調整すべきゲイン等のパラメータが複数存在し、良好な制御状態を実現するためにはこれらのパラメータの組み合わせを適切に設定する必要があった。そしてパラメータ調整が適切に行われていない場合には制御信号が振動的になり、安定したモータの動作制御が困難であった。 However, in the conventional two-degree-of-freedom motor control device, there are a plurality of parameters such as gains to be adjusted for both the feedback unit and the feedforward unit, and these parameters are necessary to realize a good control state. It was necessary to set an appropriate combination. When parameter adjustment is not performed properly, the control signal becomes oscillating, and stable motor operation control is difficult.
そこで本発明は、2自由度系のサーボ制御においてパラメータ調整を容易に行うことができるとともに安定したモータの動作制御を実現することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor control device that can easily perform parameter adjustment in two-degree-of-freedom servo control and can realize stable motor operation control.
本発明のモータ制御装置は、負荷機構を駆動するモータを指令信号発生手段が発生する位置指令信号に従って制御するモータ制御装置であって、前記モータの回転角および回転速度を検出して回転角信号および回転速度信号を出力する検出手段と、前記位置指令信号を入力してフィードフォワードトルク信号、フィードフォワード速度信号およびフィードフォワード位置信号を出力することにより前記モータをフィードフォワード制御するフィードフォワード部と、前記フィードフォワード位置信号を正の要素として含み前記回転角信号を負の要素として含む補償位置指令信号を入力して仮補償速度指令信号を出力する位置制御手段と、前記フィードフォワード速度信号および前記仮補償速度指令信号を正の要素として含み前記回転速度信号を負の要素として含む補償速度指令信号を入力して仮補償トルク指令信号を出力する速度制御手段と、前記フィードフォワードトルク信号および前記仮補償トルク指令信号を正の要素として含む補償トルク指令信号に基づいて前記モータの回転トルクを制御するトルク制御手段とで構成され前記モータをフィードバック制御するフィードバック部とを備え、前記位置指令信号を正の要素として含み前記フィードフォワード位置信号を負の要素として含む擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする定数倍手段と、前記擬似速度信号を入力してモデル速度信号を出力することにより前記モータおよび前記負荷部の動作を模擬する制御対象モデル模擬手段と、前記擬似速度信号を微分する微分手段と、前記モデル速度信号を積分する積分手段とで前記フィードフォワード部を構成し、前記微分手段の出力を前記フィードフォワードトルク指令信号とし、前記制御対象モデル速度信号を前記フィードフォワード速度信号とし、前記積分手段の出力を前記フィードフォワード位置信号として出力する。 A motor control device according to the present invention is a motor control device that controls a motor that drives a load mechanism according to a position command signal generated by a command signal generating means, and detects a rotation angle and a rotation speed of the motor to detect a rotation angle signal. And a detection means for outputting a rotation speed signal, a feedforward unit for performing feedforward control of the motor by inputting the position command signal and outputting a feedforward torque signal, a feedforward speed signal, and a feedforward position signal; Position control means for inputting a compensated position command signal including the feedforward position signal as a positive element and the rotation angle signal as a negative element and outputting a temporary compensation speed command signal; the feedforward speed signal and the temporary The rotational speed signal including a compensation speed command signal as a positive element Based on a speed control means for inputting a compensation speed command signal including a negative element and outputting a temporary compensation torque command signal, and a compensation torque command signal including the feedforward torque signal and the temporary compensation torque command signal as positive elements And a feedback unit configured to control the rotational torque of the motor, and a feedback unit that feedback-controls the motor, and includes the position command signal as a positive element and the feedforward position signal as a negative element. Constant multiplying means for multiplying a position command signal by a constant to obtain a pseudo speed signal, and control target model simulating means for simulating the operation of the motor and the load unit by inputting the pseudo speed signal and outputting a model speed signal Differential means for differentiating the pseudo speed signal; and an integrating means for integrating the model speed signal. The feedforward unit is configured with the output of the differentiating means as the feedforward torque command signal, the control target model speed signal as the feedforward speed signal, and the output of the integrating means as the feedforward position signal. Output.
本発明のモータ制御方法は、負荷機構を駆動するモータを指令信号発生手段が発生する
位置指令信号に従って制御するモータ制御方法であって、前記モータの回転角および回転速度を検出して回転角信号および回転速度信号を出力する検出手段と、前記位置指令信号を入力してフィードフォワードトルク信号、フィードフォワード速度信号およびフィードフォワード位置信号を出力することにより前記モータをフィードフォワード制御するフィードフォワード部と、前記フィードフォワード位置信号を正の要素として含み前記回転角信号を負の要素として含む補償位置指令信号を入力して仮補償速度指令信号を出力する位置制御手段と、前記フィードフォワード速度信号および前記仮補償速度指令信号を正の要素として含み前記回転速度信号を負の要素として含む補償速度指令信号を入力して仮補償トルク指令信号を出力する速度制御手段と、前記フィードフォワードトルク信号および前記仮補償トルク指令信号を正の要素として含む補償トルク指令信号に基づいて前記モータの回転トルクを制御するトルク制御手段とで構成され前記モータをフィードバック制御するフィードバック部とを備え、前記位置指令信号を正の要素として含み前記フィードフォワード位置信号を負の要素として含む擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする定数倍手段と、前記擬似速度信号を入力してモデル速度信号を出力することにより前記モータおよび前記負荷部の動作を模擬する制御対象モデル模擬手段と、前記擬似速度信号を微分する微分手段と、前記モデル速度信号を積分する積分手段とで前記フィードフォワード部を構成したモータ制御装置を用い、前記微分手段の出力を前記フィードフォワードトルク指令信号とし、前記制御対象モデル速度信号を前記フィードフォワード速度信号とし、前記積分手段の出力を前記フィードフォワード位置信号として出力する。
The motor control method of the present invention is a motor control method for controlling a motor for driving a load mechanism in accordance with a position command signal generated by a command signal generating means, and detecting a rotation angle and a rotation speed of the motor to detect a rotation angle signal. And a detection means for outputting a rotation speed signal, a feedforward unit for performing feedforward control of the motor by inputting the position command signal and outputting a feedforward torque signal, a feedforward speed signal, and a feedforward position signal; Position control means for inputting a compensated position command signal including the feedforward position signal as a positive element and the rotation angle signal as a negative element and outputting a temporary compensation speed command signal; the feedforward speed signal and the temporary The rotational speed signal including a compensation speed command signal as a positive element Based on a speed control means for inputting a compensation speed command signal including a negative element and outputting a temporary compensation torque command signal, and a compensation torque command signal including the feedforward torque signal and the temporary compensation torque command signal as positive elements And a feedback unit configured to control the rotational torque of the motor, and a feedback unit that feedback-controls the motor, and includes the position command signal as a positive element and the feedforward position signal as a negative element. Constant multiplying means for multiplying a position command signal by a constant to obtain a pseudo speed signal, and control target model simulating means for simulating the operation of the motor and the load unit by inputting the pseudo speed signal and outputting a model speed signal Differential means for differentiating the pseudo speed signal; and an integrating means for integrating the model speed signal. And using the motor control device constituting the feedforward unit, the output of the differentiating means as the feedforward torque command signal, the controlled model speed signal as the feedforward speed signal, and the output of the integrating means as the Output as feed-forward position signal.
本発明によれば、位置指令信号を正の要素として含む擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする定数倍手段と、擬似速度信号を入力して制御対象モデル速度信号を出力することによりモータおよび負荷部の動作を模擬する制御対象モデル回路と、擬似速度信号を微分する微分手段と、制御対象モデル速度信号を積分する積分手段とでフィードフォワード部を構成し、微分手段の出力をフィードフォワードトルク指令信号とし、モデル速度信号をフィードフォワード速度信号とし、積分手段の出力をフィードフォワード位置信号として出力する構成を採用することにより、パラメータ調整を容易に行うことができるとともに安定したモータの動作制御を実現することができる。 According to the present invention, the constant multiplying means for multiplying the pseudo position command signal including the position command signal as a positive element by a constant is used as a pseudo speed signal, and the pseudo speed signal is input to output the controlled model speed signal. The feed forward unit is configured by the controlled object model circuit that simulates the operation of the motor and the load unit, the differentiating means that differentiates the pseudo speed signal, and the integrating means that integrates the controlled object model speed signal, and the output of the differentiating means is By adopting a configuration that uses the feedforward torque command signal, the model speed signal as the feedforward speed signal, and the output of the integration means as the feedforward position signal, parameter adjustment can be easily performed and a stable motor Operation control can be realized.
次に本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態のモータ制御装置の負荷機構の構成説明図、図2は本発明の一実施の形態のモータ制御装置の制御システムの構成を示すブロック線図、図3は本発明の一実施の形態のモータ制御装置の制御システムの伝達関数を示すブロック線図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a load mechanism of a motor control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the motor control device of an embodiment of the present invention, and FIG. It is a block diagram which shows the transfer function of the control system of the motor control apparatus of one embodiment of this invention.
まずモータ制御装置の制御対象となる負荷機構について、図1を参照して説明する。図1は、電子部品実装装置などに用いられる直交テーブル機構を示しており、X軸テーブル1、Y軸テーブル2はそれぞれモータMX、MYを駆動源とするボールねじを用いた直動機構である。X軸テーブル1はY軸テーブル2によってY方向に駆動され、作業ヘッド3はY軸テーブル2によってY方向に駆動される。X軸テーブル1、Y軸テーブル2を駆動することにより、作業ヘッド3はXY方向に移動し、所定の作業動作を行う。
First, a load mechanism to be controlled by the motor control device will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an orthogonal table mechanism used in an electronic component mounting apparatus or the like, and an X-axis table 1 and a Y-axis table 2 are linear motion mechanisms using ball screws using motors MX and MY as drive sources, respectively. . The X-axis table 1 is driven in the Y direction by the Y-axis table 2, and the
モータMX、MYはそれぞれ本体制御装置6から出力された制御指令信号に従ってモータコントローラ4のモータドライバ5X、5Yによって駆動され、制御動作時にはモータMX、MYに備えられたエンコーダEX、EYから出力されるフィードバックパルスがモータドライバ5X、5Yに伝達される。
The motors MX and MY are respectively driven by motor drivers 5X and 5Y of the
上述の負荷機構においては、X軸テーブル1はY軸テーブル2に片持ち支持状態で駆動されることから、モータMYの制御においては加減速時の機械的振動などの影響を受け易
く、安定した高精細の制御動作を実現することが難しい。本実施の形態に示すモータ制御装置においては、このような負荷機構を安定して制御することを目的として、以下に説明するような構成を採用している。
In the above-described load mechanism, the X-axis table 1 is driven in a cantilevered state by the Y-axis table 2, so that the control of the motor MY is easily affected by mechanical vibration during acceleration / deceleration and is stable. It is difficult to achieve high-definition control operations. In the motor control apparatus shown in the present embodiment, a configuration as described below is adopted for the purpose of stably controlling such a load mechanism.
次に図2を参照して、モータ制御装置の構成を説明する。図2において、指令信号発生回路7は、図1に示す本体制御装置6の位置指令機能であり、作業ヘッド3による作業動作におけるモータMX、MY(以下、モータMで代表する)に対する位置指令信号rを発生する。位置指令信号rはフィードフォワード部10に対して出力され、この位置指令信号rに従って制御対象部15のモータMが駆動される。
Next, the configuration of the motor control device will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a command
制御対象部15は、図1に示すモータMによる駆動系を示しており、エンコーダEX、EYに相当する検出器16およびX軸テーブル1、Y軸テーブル2の機構部に相当する負荷機構17によって構成される。検出器16は、モータMの回転角および回転速度を検出して、回転角信号rMおよび回転速度信号ωMを出力する検出手段となっている。
The
フィードフォワード部10は位置指令信号rを入力して、フィードフォワード位置信号rf、フィードフォワード速度信号ωfおよびフィードフォワードトルク信号Trfを出力することにより、モータMをフィードフォワード制御する。以下に説明するフィードバック部20によるモータMの制御においては、フィードフォワード部10から出力される上述の各フィードフォワード信号(rf、ωf,TRf)に基づいて、モータMの動作がフィードバック制御される。
The
フィードバック部20は、位置制御回路21、速度制御回路22、トルク制御回路23を直列に接続して構成されており、フィードフォワード部10からのフィードフォワード信号に基づいてモータMをフィードバック制御する。位置制御回路21は、フィードフォワード部10から渡されるフィードフォワード位置信号rfと検出器6からフィードバックされる回転角信号rMとの差信号(矢印e)を入力して、仮補償速度信号(矢印f)を出力する。
The
速度制御回路22は、フィードフォワード部10から渡されるフィードフォワード速度信号wfおよび仮補償速度信号を加算した和信号と、検出器6からフィードバックされる回転速度信号ωMとの差信号(矢印g)を入力して、仮補償トルク指令信号(矢印h)を出力する。トルク制御回路23は、フィードフォワード部10から渡されるフィードフォワードトルク信号Trfと速度制御回路22から出力される仮補償トルク指令信号を加算した補償トルク指令信号(矢印i)に基づき、モータトルク信号TMをモータMに対して出力する。ここでは、トルク制御回路23としてゲインが1倍の比例アンプが用いられている(図3参照)。
The
したがって位置制御回路21は、フィードフォワード位置信号rfを正の要素として含み回転角信号rMを負の要素として含む補償位置指令信号を入力して、仮補償速度指令信号を出力する位置制御手段となっており、また速度制御回路22は、フィードフォワード速度信号ωfおよび仮補償速度指令信号を正の要素として含み、回転速度信号ωMを負の要素として含む補償速度指令信号を入力して仮補償トルク指令信号を出力する速度制御手段に相当する。そしてトルク制御回路23は、フィードフォワードトルク信号Trfおよび仮補償トルク指令信号をいずれも正の要素として含む補償トルク指令信号に基づいて、モータMの回転トルクを制御するトルク制御手段となっている。
Therefore, the
次に、フィードフォワード部10を構成する各部の機能を説明する。指令信号発生回路7からの位置指令信号rは、後述するモデル速度信号を積分した積分信号(矢印d)を負の要素として加算されて、比例アンプ11に擬似位置指令信号(矢印a)として入力され
る。比例アンプ11は入力された擬似位置指令信号をゲインKに比例させた定数倍信号(矢印b)として出力する。ここで出力された定数倍信号は擬似速度信号としての意味合いを有しており、制御対象モデル回路12に入力される。すなわち比例アンプ11は、位置指令信号rを正の要素として含む擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする定数倍手段となっている。
Next, the function of each part which comprises the
制御対象モデル回路12はこの擬似速度信号を対象として演算を行うことにより、モータMおよび負荷機構17の動作応答をシミュレーションする機能を有している。すなわち制御対象モデル回路12は、擬似速度信号を入力して制御対象モデル速度信号ωsを出力することにより、モータMおよび負荷機構17の動作を模擬する制御対象モデル模擬手段となっている。ここでは制御対象モデル回路12としてゲインが1/Jmの比例アンプが用いられており(図3参照)、擬似速度信号を1/Jm倍した信号がモデル速度信号ωsとして出力される。
The control target model circuit 12 has a function of simulating operation responses of the motor M and the
そして制御対象モデル回路12から出力されたモデル速度信号(矢印c)は、積分部14(積分手段)によって積分されてモデル位置信号rsとして出力される。そしてモデル位置信号rsがフィードフォワード位置信号rfとしてフィードバック部20に渡されるとともに、位置指令信号に負の要素として加算される。また比例アンプ11の出力は、微分部13(微分手段)によって微分されて、フィードフォワードトルク信号Trfとしてフィードバック部20に渡される。
The model speed signal (arrow c) output from the control target model circuit 12 is integrated by the integrating unit 14 (integrating means) and output as a model position signal rs. The model position signal rs is passed to the
すなわち上記構成においては、位置指令信号rsを正の要素として含む擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする定数倍手段と、擬似速度信号を微分する微分手段と、モデル速度信号を積分する積分手段とでフィードフォワード部10を構成するようにしている。そして微分手段の出力をフィードフォワードトルク指令信号Trfとし、モデル速度信号ωsをフィードフォワード速度信号ωfとし、積分手段の出力をフィードフォワード位置信号rfとして出力するようにしている。
That is, in the above configuration, the constant position multiplying means for multiplying the pseudo position command signal including the position command signal rs as a positive element by a constant number to obtain the pseudo speed signal, the differentiating means for differentiating the pseudo speed signal, and the model speed signal are integrated. The
次に制御動作について、図3および制御系の伝達関数を参照して説明する。図3に示すように、フィードフォワード部10の比例アンプ11、制御対象モデル回路12は、比例ゲインがそれぞれK,1/Jmの比例要素であり、微分部13は微分要素、積分部14は積分要素となっている。フィードバック部20を構成する位置制御回路21、トルク制御回路23および制御対象負荷部15は、比例ゲインがそれぞれKp2,1,1/JLの比例要素である。ここでJLは、制御対象部15の慣性モーメントである。速度制御回路22は、Kv2×(1+1/TiS)として、比例要素と積分要素で示される。ここで、Tiは積分時定数である。
Next, the control operation will be described with reference to FIG. 3 and the transfer function of the control system. As shown in FIG. 3, the proportional amplifier 11 and the control target model circuit 12 of the
ここで図3中、矢印dで示すモデル位置信号rsの波形は、位置指令信号rに従って位置信号の波形となる。そして矢印cにおける信号の波形は、モデル位置信号rsを微分した波形であることから、速度に対応した波形となる。さらに、矢印bにおける信号の波形は、矢印cにおける信号の波形をJm倍した波形であり、この波形を微分部13によって微分した波形であるTrfは、トルクに対応した波形となる。 Here, the waveform of the model position signal rs indicated by the arrow d in FIG. 3 becomes the waveform of the position signal in accordance with the position command signal r. The waveform of the signal at the arrow c is a waveform corresponding to the speed because it is a waveform obtained by differentiating the model position signal rs. Further, the waveform of the signal at the arrow b is a waveform obtained by multiplying the waveform of the signal at the arrow c by Jm, and Trf, which is a waveform obtained by differentiating the waveform by the differentiating unit 13, is a waveform corresponding to the torque.
すなわちフィードフォワード部10からフィードバック部20の位置制御回路21、速度制御回路22、トルク制御回路23に対して渡されるフィードフォワード信号(rf、ωf、TRf)としては、上述のように制御対象のモデル位置信号rs、制御対象のモデル速度信号ωs、および比例アンプ11の出力を微分部13で微分した信号をそれぞれ用いればよいこととなる。
That is, as the feedforward signals (rf, ωf, TRf) passed from the
ここで上述構成の制御系の挙動について、(数1)に示す伝達関数を参照して説明する
。(数1)の(1)式は、モータ回転角信号rMを、位置指令応答の伝達関数G1(s)、外乱応答の伝達関数G2(s)、位置指令信号rおよび制御対象負荷部15に作用する外乱dを用いて表わしたものである。G1(s)、G2(s)はそれぞれ(2)式、(3)式によって表わすことができるので、位置指令応答と外乱応答とを別々に調整できる2自由度系である。なお、位置指令応答は、フィードフォワード部10で決定され、外乱応答はフィードバック部20で決定される。
ここで、制御対象部15の動作特性のシミュレーションを行うフィードフォワード部10の制御対象モデル回路12が適正に設定された状態を考えると、Jm=JLとみなすことができる。そして(3)式においてJm=JLとおくことにより、G1(s)は(4)式で示す簡略な形で表わされる。(4)式から判るように、ここではG1(s)は、1次遅れ系のサーボ制御に対応したものとなっている。
Here, considering the state in which the control target model circuit 12 of the
したがって、フィードフォワード部10のパラメータ、すなわち比例アンプ11のゲインKの値の如何に拘らず、フィードフォワード部10によってフィードバック部20に出力されるフィードフォワードトルク信号Trfは振動的にはならず、短い整定時間で速やかに収束する良好な応答特性が得られる。またこの場合、フィードフォワード部10において調整を必要とするパラメータは上述のゲインKのみであることから、調整作業を大幅に簡略化することができる。
Therefore, regardless of the parameter of the
このように、フィードバック部20とフィードフォワード部10を備えた2自由度系のモータ制御装置において、フィードフォワード部10を上記構成とすることにより、制御系のハード構成を簡略化してコスト削減が可能となるとともに、制御時の計算量を削減して制御負荷を減少させることができる。さらに調整が必要なパラメータの数を減少させ、制御システムの設定時の調整作業を容易に行うことができる。
As described above, in the two-degree-of-freedom motor control apparatus including the
なお、上述したモータ制御装置が、さらに制御対象モデル回路12によって得られる状態変数を適正なゲインでフィードフォワード部10へ状態フィードバックさせる状態フィ
ードバック部(図示せず)を備えてもよい。ここで状態変数とは、実負荷を模擬した制御対象モデル回路12における各質点の位置、速度、加速度等の変数をいう。これにより、さらに安定したモータの動作制御を実現することができる。
The motor control device described above may further include a state feedback unit (not shown) that feeds back a state variable obtained by the control target model circuit 12 to the
本発明のモータ制御装置は、パラメータ調整を容易に行うことができるとともに安定したモータの動作制御を実現することができるという効果を有し、電子部品実装用装置などの負荷機構の駆動手段として用いられるサーボモータの動作制御に利用可能である。 The motor control device of the present invention has an effect that parameter adjustment can be easily performed and stable motor operation control can be realized, and is used as a driving mechanism for a load mechanism such as an electronic component mounting device. It can be used to control the operation of servo motors.
4 モータコントローラ
5X,5Y モータドライバ
6 本体制御装置
7 指令信号発生回路
10 フィードフォワード部
11 比例アンプ
12 制御対象モデル回路
13 微分部
14 積分部
15 制御対象負荷部
20 フィードバック部
21 位置制御回路
22 速度制御回路
23 トルク制御回路
r 位置指令信号
rs モデル位置信号
ωs モデル速度信号
rf フィードフォワード位置信号
ωf フィードフォワード速度信号
Trf フィードフォワードトルク信号
rM 回転角信号
ωM 回転速度信号
TM モータトルク信号
4 Motor Controller 5X,
Claims (2)
前記モータの回転角および回転速度を検出して回転角信号および回転速度信号を出力する検出手段と、
前記位置指令信号を入力してフィードフォワードトルク信号、フィードフォワード速度信号およびフィードフォワード位置信号を出力することにより前記モータをフィードフォワード制御するフィードフォワード部と、
前記フィードフォワード位置信号を正の要素として含み前記回転角信号を負の要素として含む補償位置指令信号を入力して仮補償速度指令信号を出力する位置制御手段と、前記フィードフォワード速度信号および前記仮補償速度指令信号を正の要素として含み前記回転速度信号を負の要素として含む補償速度指令信号を入力して仮補償トルク指令信号を出力する速度制御手段と、前記フィードフォワードトルク信号および前記仮補償トルク指令信号を正の要素として含む補償トルク指令信号に基づいて前記モータの回転トルクを制御するトルク制御手段とで構成され前記モータをフィードバック制御するフィードバック部とを備え、
前記位置指令信号を正の要素として含み前記フィードフォワード位置信号を負の要素として含む擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする定数倍手段と、前記擬似速度信号を入力してモデル速度信号を出力することにより前記モータおよび前記負荷部の動作を模擬する制御対象モデル模擬手段と、前記擬似速度信号を微分する微分手段と、前記モデル速度信号を積分する積分手段とで前記フィードフォワード部を構成し、
前記微分手段の出力を前記フィードフォワードトルク指令信号とし、前記制御対象モデル速度信号を前記フィードフォワード速度信号とし、前記積分手段の出力を前記フィードフォワード位置信号として出力することを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device for controlling a motor for driving a load mechanism according to a position command signal generated by a command signal generating means,
Detecting means for detecting a rotation angle and a rotation speed of the motor and outputting a rotation angle signal and a rotation speed signal;
A feedforward unit that feedforward-controls the motor by inputting the position command signal and outputting a feedforward torque signal, a feedforward speed signal, and a feedforward position signal;
Position control means for inputting a compensated position command signal including the feedforward position signal as a positive element and the rotation angle signal as a negative element and outputting a temporary compensation speed command signal; the feedforward speed signal and the temporary Speed control means for inputting a compensation speed command signal including a compensation speed command signal as a positive element and outputting the provisional compensation torque command signal including the rotation speed signal as a negative element, the feedforward torque signal and the provisional compensation A feedback control unit configured to feedback control the motor, the torque control unit configured to control the rotational torque of the motor based on a compensation torque command signal including a torque command signal as a positive element;
Constant multiplying means for multiplying a pseudo position command signal including the position command signal as a positive element and the feedforward position signal as a negative element to obtain a pseudo speed signal by multiplying the pseudo position command signal by a constant, and a model speed by inputting the pseudo speed signal The feedforward unit includes a controlled object model simulation unit that simulates the operation of the motor and the load unit by outputting a signal, a differentiation unit that differentiates the pseudo speed signal, and an integration unit that integrates the model speed signal. Configure
The motor control device characterized in that the output of the differentiating means is the feedforward torque command signal, the controlled model speed signal is the feedforward speed signal, and the output of the integrating means is the feedforward position signal. .
前記モータの回転角および回転速度を検出して回転角信号および回転速度信号を出力する検出手段と、前記位置指令信号を入力してフィードフォワードトルク信号、フィードフォワード速度信号およびフィードフォワード位置信号を出力することにより前記モータをフィードフォワード制御するフィードフォワード部と、前記フィードフォワード位置信号を正の要素として含み前記回転角信号を負の要素として含む補償位置指令信号を入力して仮補償速度指令信号を出力する位置制御手段と、前記フィードフォワード速度信号および前記仮補償速度指令信号を正の要素として含み前記回転速度信号を負の要素として含む補償速度指令信号を入力して仮補償トルク指令信号を出力する速度制御手段と、前記フィードフォワードトルク信号および前記仮補償トルク指令信号を正の要素として含む補償トルク指令信号に基づいて前記モータの回転トルクを制御するトルク制御手段とで構成され前記モータをフィードバック制御するフィードバック部とを備え、前記位置指令信号を正の要素として含み前記フィードフォワード位置信号を負の要素として含む擬似位置指令信号を定数倍して擬似速度信号とする定数倍手段と、前記擬似速度信号を入力してモデル速度信号を出力することにより前記モータおよび前記負荷部の動作を模擬する制御対象モデル模擬手段と、前記擬似速度信号を微分する微分手段と、前記モデル速度信号を積分する積分手段とで前記フィードフォワード部を構成したモータ制御装置を用い、
前記微分手段の出力を前記フィードフォワードトルク指令信号とし、前記制御対象モデル速度信号を前記フィードフォワード速度信号とし、前記積分手段の出力を前記フィードフォワード位置信号として出力することを特徴とするモータ制御方法。 A motor control method for controlling a motor for driving a load mechanism according to a position command signal generated by command signal generating means,
Detection means for detecting a rotation angle and a rotation speed of the motor and outputting a rotation angle signal and a rotation speed signal; and inputting the position command signal to output a feed forward torque signal, a feed forward speed signal, and a feed forward position signal. A feedforward unit that feedforward-controls the motor, and a compensation position command signal that includes the feedforward position signal as a positive element and the rotation angle signal as a negative element. A position control means for outputting, a compensation speed command signal including the feedforward speed signal and the provisional compensation speed command signal as positive elements and the rotation speed signal as a negative element, and outputting a provisional compensation torque command signal Speed control means, the feedforward torque signal and And a feedback unit configured to control the rotational torque of the motor on the basis of a compensation torque command signal including the temporary compensation torque command signal as a positive element, and the position command signal. As a positive element and a pseudo position command signal including the feedforward position signal as a negative element by constant multiplication to make a pseudo speed signal, and input the pseudo speed signal and output a model speed signal Thus, a motor in which the feedforward unit is constituted by a controlled object model simulation unit that simulates the operation of the motor and the load unit, a differentiation unit that differentiates the pseudo speed signal, and an integration unit that integrates the model speed signal Using the control device,
The motor control method characterized in that the output of the differentiating means is the feedforward torque command signal, the controlled model speed signal is the feedforward speed signal, and the output of the integrating means is the feedforward position signal. .
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Cited By (3)
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JP2009512042A (en) * | 2005-10-10 | 2009-03-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Method and apparatus for moving guidance of movable machine elements of a machine |
WO2014112178A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 三菱電機株式会社 | Motor control apparatus |
CN108345268A (en) * | 2017-01-23 | 2018-07-31 | 南京理工大学 | Consider the electrohydraulic servo system Position Tracking Control method of input delay constraint |
-
2004
- 2004-03-22 JP JP2004082279A patent/JP2005269856A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009512042A (en) * | 2005-10-10 | 2009-03-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Method and apparatus for moving guidance of movable machine elements of a machine |
WO2014112178A1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 三菱電機株式会社 | Motor control apparatus |
JP5847338B2 (en) * | 2013-01-16 | 2016-01-20 | 三菱電機株式会社 | Motor control device |
CN108345268A (en) * | 2017-01-23 | 2018-07-31 | 南京理工大学 | Consider the electrohydraulic servo system Position Tracking Control method of input delay constraint |
CN108345268B (en) * | 2017-01-23 | 2021-06-08 | 南京理工大学 | Position Tracking Control Method of Electro-hydraulic Servo System Considering Input Time Delay Constraints |
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