CN113767565A - 马达控制系统、马达控制方法以及程序 - Google Patents
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Abstract
马达控制系统具备控制部和补偿部。控制部根据对马达的动作指令,来控制马达所具有的轴的动作。补偿部基于与不同于马达的其它马达所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息来运算补偿信息。补偿信息是用于补偿其它轴的动作对轴的影响的信息。控制部使用由补偿部运算出的补偿信息来控制轴的动作。
Description
技术领域
本公开涉及一种马达控制系统、马达控制方法以及程序。更详细地说,本公开涉及一种控制马达的轴的动作的马达控制系统、马达控制方法以及程序。
背景技术
专利文献1中公开了一种振动控制装置。该振动控制装置具备转矩指令输出部、转矩指令生成单元以及加法运算单元。转矩指令输出部对通过马达而被驱动的机械装置输出转矩指令。转矩指令生成单元生成同具有与通过驱动机械装置而产生的振动的相位相反的相位的振动相对应的补偿转矩指令。加法运算单元将所生成的补偿转矩指令与转矩指令相加。
然而,在专利文献1中记载的振动控制装置(马达控制系统)中,基于对X轴马达(即马达)输出的位置指令来生成补偿转矩指令。因此,在该振动控制装置中,存在难以降低伴随着与X轴马达不同的马达(其它马达)的动作而产生的振动这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-138821号公报
发明内容
本公开是鉴于上述问题而完成的,目的在于提供一种易于降低伴随着其它马达的动作而产生的振动的马达控制系统、马达控制方法以及程序。
本公开的一个方式所涉及的马达控制系统具备控制部和补偿部。控制部根据对马达的动作指令来控制马达所具有的轴的动作。补偿部基于与不同于马达的其它马达所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息来运算补偿信息。补偿信息是用于补偿其它轴的动作对轴的影响的信息。控制部使用由补偿部运算出的补偿信息来控制轴的动作。
本公开的一个方式所涉及的马达控制方法具有控制步骤和补偿步骤。控制步骤是根据对马达的动作指令来控制马达所具有的轴的动作的步骤。补偿步骤是基于与不同于马达的其它马达所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息来运算补偿信息的步骤。补偿信息是用于补偿其它轴的动作对轴的影响的信息。控制步骤使用在补偿步骤中运算出的补偿信息来控制轴的动作。
本公开的一个方式所涉及的程序用于使1个以上的处理器执行上述的马达控制方法。
本公开有易于降低伴随着其它马达的动作而产生的振动这样的优点。
附图说明
图1是示出本公开的实施方式所涉及的马达控制系统的概要的框图。
图2是上述的马达控制系统中的马达的控制对象以及其它马达的控制对象的概念图。
图3是示出上述的马达控制系统中的马达的控制系统的数学模型的一例的概念图。
图4是示出上述的马达控制系统中的第三传递函数的频率特性的一例的图。
图5A是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图5B是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图6是示出上述的马达控制系统的动作的一例的流程图。
图7是示出本公开的实施方式的第三传递函数的频率特性的一例、以及在第一变形例的振动补偿部中使用的一阶低通滤波器的频率特性的一例的图。
图8A是示出本公开的实施方式的第一变形例的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图8B是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图9是示出本公开的实施方式的第二变形例所涉及的马达控制系统中的第七传递函数的频率特性的一例的图。
图10A是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图10B是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图11是示出本公开的实施方式的第三变形例所涉及的马达控制系统中的一阶高通滤波器的频率特性的一例的图。
图12A是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图12B是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图13是本公开的实施方式的第四变形例所涉及的马达控制系统中的马达的控制对象以及其它马达的控制对象的概念图。
图14是示出上述的马达控制系统的主要部分的概要的框图。
图15A是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图15B是示出上述的马达控制系统的仿真结果的一例的图。
图16是本公开的实施方式的第五变形例所涉及的马达控制系统中的马达的控制对象以及多个其它马达的控制对象的概念图。
图17是示出上述的马达控制系统的概要的框图。
图18是示出本公开的实施方式的第六变形例所涉及的马达控制系统的概要的框图。
图19是示出本公开的实施方式的第七变形例所涉及的马达控制系统的概要的框图。
具体实施方式
(实施方式)
(1)概要
图1是示出本公开的实施方式所涉及的马达控制系统100的概要的框图。图2是上述的马达控制系统100中的马达M1的控制对象以及其它马达的控制对象的概念图。如图1所示,本实施方式的马达控制系统100根据对马达M1的动作指令S1来控制马达M1所具有的轴的动作。由此,马达控制系统100控制经由图2所示的连接部C1而与马达M1的轴连接的负载L1的动作。马达控制系统100例如被使用于电子部件安装机或半导体制造装置等中。
马达控制系统100在上述列举的装置等中被与其它马达控制系统200并用。其它马达控制系统200根据对与马达M1不同的其它马达M2的动作指令S2来控制其它马达M2所具有的其它轴的动作。由此,控制经由针对其它轴的连接部(未图示)而与其它轴连接的其它负载L2的动作。其它负载L2是与负载L1不同的负载。
在此,如图2所示,作为图1所示的马达控制系统100的控制对象CT1的马达M1及负载L1可能会受到作为图1所示的其它马达控制系统200的控制对象CT2的其它马达M2及其它负载L2的动作的影响。在图2中,图1所示的其它马达控制系统200的控制对象CT2与负载L1相接的状态表示:由于图1所示的其它马达控制系统200的控制对象CT2的动作而产生的反作用直接传递到负载L1。
作为一例,在马达M1的轴停止且其它马达M2的轴正在动作的状态下,有时由于其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩作用于负载L1及马达M1。在该情况下,可能产生如下状况:尽管马达M1的轴已停止,但是马达M1的轴的位置也由于干扰转矩而产生偏移。这种状况例如可能在以下情况下发生:在电子部件安装机中,马达控制系统100控制头部(负载L1)沿X轴方向的移动,其它马达控制系统200控制具有头部的臂(其它负载L2)沿Y轴方向的移动。
因此,马达控制系统100意图通过下面的结构来解决上述的问题。即,如图1所示,马达控制系统100具备控制部1和补偿部2。
控制部1根据对马达M1的动作指令S1来控制马达M1所具有的轴的动作。从相当于马达控制系统100的上级系统的控制器A1向马达控制系统100给出动作指令S1。同样地,从控制器A1向其它马达控制系统200给出对其它马达M2的动作指令S2。
补偿部2基于与不同于马达M1的其它马达M2所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息来运算补偿信息。作为一例,其它轴信息是对其它马达M2的动作指令S2。补偿信息是用于补偿其它轴的动作对马达M1的轴的影响的信息。作为一例,在由于其它轴(即其它马达M2)的动作的反作用而产生的干扰转矩作用于负载L1及马达M1的情况下,补偿信息是用于抵消由于该干扰转矩而产生的振动的补偿转矩指令。换言之,补偿转矩指令是用于降低由于干扰转矩作用于马达M1及与马达M1的轴连接的负载L1中的至少一方而产生的振动的指令。
控制部1使用由补偿部2运算出的补偿信息来控制马达M1的轴的动作。如上所述,在本实施方式中,能够假定其它马达M2所具有的其它轴的动作对马达M1的轴的影响,并使马达M1的轴进行动作以补偿该影响。因而,在本实施方式中,存在易于降低伴随着其它马达M2的动作而产生的振动这样的优点。
(2)详情
下面使用图1和图2来详细说明马达控制系统100。在下面,作为一例,假定在电子部件安装机中,马达控制系统100控制头部(负载L1)沿X轴方向的移动,其它马达控制系统200控制具有头部的臂(其它负载L2)沿Y轴方向的移动。此外,其它马达控制系统200不具有补偿部2,除这一点之外,其结构与马达控制系统100相同。因而,下面适当地省略对其它马达控制系统200的说明。
如上所述,从控制器A1向马达控制系统100以及其它马达控制系统200分别给出对马达M1的动作指令S1以及对其它马达M2的动作指令S2。具体来说,控制器A1经由有线网络或无线网络向指令提取部B输出包含动作指令S1、S2的指令信号S0。指令提取部B从接收到的指令信号S0中提取动作指令S1、S2,并向马达控制系统100输出动作指令S1,向其它马达控制系统200输出动作指令S2。
指令提取部B包括指令提取部B1、B2。指令提取部B1从接收到的指令信号S0中提取动作指令S1,并向马达控制系统100输出所提取出的动作指令S1。动作指令S1是用于指示马达M1的轴的目标位置的位置指令。指令提取部B2从接收到的指令信号S0中提取动作指令S2,并向其它马达控制系统200输出所提取出的动作指令S2。动作指令S2是用于指示其它马达M2的其它轴的目标位置的位置指令。在本实施方式中,指令提取部B2不仅向其它马达控制系统200还向马达控制系统100输出所提取出的动作指令S2。此外,指令提取部B1也可以是从指令信号S0中提取动作指令S1、S2并将其供给到马达控制系统100的结构。
马达控制系统100的至少一部分是以作为硬件的1个以上的处理器及存储器为主要结构的计算机系统。在马达控制系统100中,由1个以上的处理器执行记录在存储器中的程序,由此实现各种功能。程序既可以被预先记录在存储器中,也可以被通过电信线路提供,还可以被记录在计算机系统可读的光盘、硬盘驱动器等非暂态记录介质中来提供。
马达控制系统100控制向马达M1供给的电流,以使由设置于马达M1的位置检测器D1检测出的轴的当前位置与由动作指令S1指示的轴的目标位置一致。作为一例,位置检测器D1是旋转编码器。同样地,其它马达控制系统200控制向其它马达M2供给的电流,以使由设置于其它马达M2的位置检测器检测出的其它轴的当前位置与由动作指令S2指示的其它轴的目标位置一致。
控制部1根据动作指令S1来控制马达M1所具有的轴的动作。控制部1具有位置控制部11、速度变换部12、速度控制部13以及电流控制部14。
位置控制部11被输入动作指令S1与位置检测器D1的检测结果之差。也就是说,位置控制部11被输入马达M1的轴的目标位置与马达M1的轴的当前位置之间的偏差。位置控制部11将针对被输入的偏差进行比例控制运算而得到的值作为速度指令输出。速度指令是用于指示马达M1的轴的目标速度的指令。
速度变换部12将基于位置检测器D1的检测结果、即基于马达M1的轴的当前位置运算出的值作为马达M1的轴的轴速度输出。
速度控制部13被输入速度指令与轴速度之差。也就是说,速度控制部13被输入马达M1的轴的目标速度与马达M1的轴的当前速度之间的偏差。速度控制部13将针对被输入的偏差进行比例积分控制运算而得到的值作为转矩指令输出。转矩指令是用于指示作用于马达M1的轴的目标转矩的指令。
电流控制部14被输入转矩指令与补偿转矩指令(后述)之和、即合成转矩指令。电流控制部14控制向马达M1供给的电流,以在马达M1的轴上产生由合成转矩指令指示的转矩。
补偿部2基于对其它马达M2的动作指令S2(其它轴信息)来运算补偿转矩指令(补偿信息)并将其输出。补偿部2具有转矩估计部3和补偿转矩运算部4。
转矩估计部3基于动作指令S2(其它轴信息),来估计伴随着其它马达M2的其它轴的动作而作用于马达M1的干扰转矩。转矩估计部3被输入其它轴的位置指令作为动作指令S2。转矩估计部3使用旋转运动的运动方程式[惯量(转动惯量)×加速度=转矩],来根据其它轴的位置指令估计干扰转矩。具体来说,转矩估计部3通过对其它轴的位置指令进行二次微分,来将其变换为其它轴的加速度指令。并且,转矩估计部3将其它轴的加速度指令与其它轴的总惯量相乘,并执行低通滤波处理,由此估计干扰转矩。
在此,由于其它轴的动作而产生的干扰转矩不是在动作指令S2被输入到其它马达控制系统200的时间点、而是在其它马达M2实际进行了动作之后作用于马达M1的轴。因此,在转矩估计部3中,为了避免根据其它轴的位置指令运算出的干扰转矩与其它马达M2的实际动作之间发生时间上的偏差而执行上述的低通滤波处理。由此,相较于不执行低通滤波处理的情况而言,能够高精度地估计出作用于马达M1的轴的干扰转矩。
补偿转矩运算部4基于由转矩估计部3估计出的干扰转矩来运算补偿转矩指令,并将补偿转矩指令作为补偿信息输出。补偿转矩运算部4具有振动补偿部41和相位补偿部42。
振动补偿部41以由转矩估计部3估计出的干扰转矩为输入,基于图2所示的控制对象CT1的数式模型(参照图3)来进行运算,由此输出临时补偿转矩指令。图3是示出本公开的实施方式所涉及的马达控制系统中的马达的控制系统的数学模型的一例的概念图。本公开中所说的“临时补偿转矩指令”相当于从补偿转矩运算部4输出的补偿转矩指令中的、由相位补偿部42执行运算处理之前的补偿转矩指令。假设在补偿转矩运算部4不具有相位补偿部42的情况下,临时补偿转矩指令即为补偿转矩指令。
在此,控制对象CT1由双惯性系统模型表示,该双惯性系统模型由马达M1的惯性、负载L1的惯性以及用于将马达M1的轴与负载L1连接的连接部C1中所包括的弹簧要素C11及阻尼要素C12(参照图2)构成。在图3中,“Jm”表示马达M1的惯性,“Dm”表示马达M1侧的粘性摩擦,“Kg”表示连接部C1的弹簧刚度,“Dg”表示连接部C1的阻尼粘性,“J1”表示负载L1的惯性,“D1”表示负载L1侧的粘性摩擦。在图3中,“τm”表示作用于马达M1的马达转矩,“τl”表示作用于负载L1的负载转矩,“ωm”表示马达M1的轴的轴速度(马达速度),“ωl”表示负载L1的负载速度,“s”表示拉普拉斯算子。
在图3中,由于其它马达M2的其它轴的动作的反作用而产生的干扰转矩作为转矩“τl”作用于负载L1。补偿转矩作为转矩“τm”作用于马达M1。因此,为了利用补偿转矩“τm”来抵消由于从其它轴向负载L1传递的干扰转矩“τl”而在马达M1产生的振动,导出以干扰转矩“τl”为输入且以补偿转矩“τm”为输出的传递函数。
以马达转矩“τm”为输入且以马达速度“ωm”为输出的第一传递函数“G1(s)”由以下的式(1)表示。另外,以负载转矩“τl”为输入且以马达速度“ωm”为输出的第二传递函数“G2(s)”由以下的式(2)表示。
[数1]
然后,利用式(1)、(2),能够如以下的式(3)这样导出以负载转矩(即干扰转矩)“τl”为输入且以马达转矩(即补偿转矩)“τm”为输出的第三传递函数“G3(s)”。
[数2]
图4是示出本公开的实施方式所涉及的马达控制系统中的第三传递函数“G3(s)”的频率特性的一例的图。在图4中,纵轴表示增益,横轴是对数轴,表示频率。下面,在图7、图9以及图11中也是同样。如图4所示,第三传递函数“G3(s)”是在图2所示的控制对象CT1的反谐振频率“f1”处具有共振特性的峰值的二阶滤波器。谐振频率“f1”由以下的式(4)表示。
[数3]
如图1所示,振动补偿部41通过对由转矩估计部3估计出的干扰转矩执行使用了第三传递函数“G3(s)”的滤波处理,来运算临时补偿转矩指令,并输出该临时补偿转矩指令。也就是说,补偿转矩运算部4通过对干扰转矩执行基于传递函数(第三传递函数“G3(s)”)的滤波处理,来运算补偿转矩指令(在此是临时补偿转矩指令)。传递函数以作用于马达M1的马达转矩为输入且以作用于负载L1的负载转矩为输出。
上述的滤波处理是基于传递函数(第一传递函数“G1(s)”)的逆函数与传递函数(第二传递函数“G2(s)”)之积的处理。第一传递函数以马达转矩为输入且以马达速度为输出。第二传递函数以负载转矩为输入且以马达速度为输出。
相位补偿部42以临时补偿转矩指令为输入进行相位补偿运算,由此输出补偿转矩指令。如上所述,在电流控制部14中,控制向马达M1供给的电流,以在马达M1中产生由转矩指令指示的转矩。然而,从被输入转矩指令的时间点起到在马达M1中产生由转矩指令指示的转矩为止,可能产生因电流控制部14的应答性能引起的延迟。因此,在直接将临时补偿转矩指令输入到了电流控制部14的情况下,在干扰转矩与由临时补偿转矩指令指示的转矩之间可能产生相位差。当产生这种相位差时,可能会损害降低由于干扰转矩而产生的振动的性能。
因此,为了降低振动,补偿转矩运算部4利用相位补偿部42运算考虑了上述的相位差的补偿转矩指令。换言之,补偿转矩运算部4具有相位补偿部42,该相位补偿部42补偿干扰转矩与由补偿转矩指令(在此是临时补偿转矩指令)指示的转矩之间的相位差。
相位补偿部42例如由一阶滤波器构成。在相位补偿部42中,针对被输入的临时补偿转矩指令设定时间常数,以减小上述的相位差。因而,相位补偿部42通过针对被输入的临时补偿转矩指令进行相位补偿运算,来输出考虑了上述的相位差的补偿转矩指令。电流控制部14被输入补偿转矩指令与转矩指令之和、即合成转矩指令。电流控制部14控制向马达M1供给的电流,以在马达M1产生由合成转矩指令指示的转矩。由此,能够降低由于干扰转矩而产生的振动。
下面,在图5A及图5B中示出通过仿真来验证降低由于干扰转矩而产生的振动的效果所得到的结果的一例。图5A和图5B是示出本公开的实施方式所涉及的马达控制系统的仿真结果的一例的图。图5A示出对图1所示的电流控制部14给出了合成转矩指令的情况(即,对电流控制部14给出了补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。图5B示出对图1所示的电流控制部14仅给出转矩指令的情况(即,未对电流控制部14给出补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。在这些仿真中,通过在使马达M1的轴停止的状态下对其它马达控制系统200给出动作指令S2,来有意地仅使其它马达M2的其它轴进行动作。
在图5A和图5B的各图中,纵轴表示马达M1的轴的目标位置与马达M1的轴的当前位置之间的偏差,横轴表示时间。在本实施方式中,由于已使马达M1的轴停止,因此如果没有干扰转矩的作用,则偏差变为零。下面,在图8A和图8B、图10A和图10B、图12A和图12B以及图15A和图15B中也是同样。在图5A和图5B的各图中,在从时刻t0至时刻t1的期间,对其它马达控制系统200给出动作指令S2。
在图5B中,随着对其它马达控制系统200给出动作指令S2从而其它马达M2的其它轴进行动作,偏差发生变动。也就是说,在图5B中,尽管马达M1的轴处于停止的状态,但是由于干扰转矩作用于马达M1,马达M1的轴的位置也发生变动。另一方面,在图5A中,相较于图5B而言,偏差的变动、即马达M1的轴的位置的变动得到了抑制。
这样,在本实施方式中,使用由补偿部2运算出的补偿信息(补偿转矩指令)来控制马达M1的轴的动作,由此能够降低由于干扰转矩而产生的振动。其结果为,相较于不具有补偿部2的情况而言,能够减小马达M1的轴的目标位置与马达M1的轴的当前位置之间的偏差。也就是说,马达控制系统100能够假定其它马达M2所具有的其它轴的动作对马达M1的轴的影响,使马达M1的轴进行动作以补偿该影响。因而,在本实施方式中,存在易于降低伴随着其它马达M2的动作而产生的振动这样的优点。
特别是,在干扰转矩实际作用于马达M1之前,基于对其它马达M2给出的动作指令S2来预测干扰转矩,并控制马达M1的轴的动作以抵消由于预测出的干扰转矩而产生的振动。因此,在本实施方式中,相较于通过在干扰转矩作用于马达M1后进行反馈控制来降低振动的情况而言,存在易于降低伴随着其它马达M2的动作而产生的振动这样的优点。
(3)动作
下面使用图6来说明马达控制系统100的动作的一例。作为前提,在马达控制系统100中,基于对马达M1的动作指令S1生成了转矩指令。
首先,说明未对其它马达M2给出动作指令S2的情况(在步骤S101中为“否”)下的动作。在该情况下,由于未输入动作指令S2,因此不生成补偿转矩指令(或者补偿转矩指令为0)。因而,马达M1被基于动作指令S1而生成的转矩指令控制(步骤S102)。
其结果为,在马达M1的轴正在进行动作的情况下,即,在对马达M1给出了动作指令S1的情况下,向马达M1输出与基于动作指令S1而生成的转矩指令对应的电流。另一方面,在马达M1的轴已停止的情况下,即,在未对马达M1给出动作指令S1的情况下,既未输入转矩指令也未输入补偿转矩指令(或者双方的值都为0)。因此,马达M1的轴继续停止。
接着,在对其它马达M2给出动作指令S2的情况下(在步骤S101中为“是”),获取动作指令S2,并基于获取到的动作指令S2来估计干扰转矩(步骤S103)。接着,基于估计出的干扰转矩来生成补偿转矩指令(步骤S104)。在步骤S104中,首先,基于估计出的干扰转矩来生成临时补偿转矩指令(步骤S104a)。之后,基于临时补偿转矩指令来生成补偿转矩指令(步骤S104b)。
计算所生成的转矩指令与补偿转矩指令之和、即合成转矩指令(步骤S105)。此后,基于计算出的合成转矩指令,来输出向马达M1供给的电流(步骤S106)。
其结果为,在马达M1的轴正在进行动作的情况下,即,在对马达M1给出了动作指令S1的情况下,基于合成转矩指令来控制马达M1。另一方面,在马达M1的轴已停止的情况下,即,在未对马达M1给出动作指令S1的情况下,基于补偿转矩指令来控制马达M1。此外,在未对马达M1给出动作指令S1的情况下,也可以不进行计算所生成的转矩指令与补偿转矩指令之和的运算。在该情况下,在输出向马达M1供给的电流(步骤S106)时,也可以代替合成转矩指令而基于补偿转矩指令,来输出向马达M1供给的电流。
如上所述,无论在马达M1的轴正在进行动作的情况下还是在马达M1的轴已停止的情况下,都使用补偿信息(补偿转矩指令)来控制马达M1的轴的动作。因此,无论在上述的哪种情况下,都能够降低由于干扰转矩而产生的振动。
(4)变形例
上述的实施方式仅是本公开的各种实施方式之一。只要能够实现本公开的目的,则上述的实施方式能够根据设计等进行各种变更。与马达控制系统同样的功能也可以通过马达控制方法、计算机程序或者记录有计算机程序的非暂态的记录介质等来实现。
本公开的一个方式所涉及的马达控制方法具有控制步骤和补偿步骤。控制步骤是根据对马达M1的动作指令S1来控制马达M1所具有的轴的动作的步骤。补偿步骤是基于与不同于马达M1的其它马达M2所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息(在此是动作指令S2)来运算补偿信息的步骤。补偿信息是用于补偿其它轴的动作对马达M1的轴的影响的信息。控制步骤使用在补偿步骤中运算出的补偿信息来控制马达M1的轴的动作。
本公开的一个方式所涉及的程序是用于使1个以上的处理器执行上述的马达控制方法的程序。
下面列举上述的实施方式的第一变形例~第七变形例。
(4.1)第一变形例
在第一变形例的马达控制系统100中,图2所示的阻尼要素C12的粘性摩擦大于上述的实施方式中的阻尼要素C12的粘性摩擦。在第一变形例的马达控制系统100中,振动补偿部41中的运算处理与上述的实施方式的振动补偿部41中的运算处理不同。
具体来说,本变形例的振动补偿部41进行使用了一阶低通滤波器的滤波处理来代替上述的实施方式中所说明的使用了第三传递函数“G3(s)”的滤波处理,其中,该一阶低通滤波器在第三传递函数“G3(s)”的共振特性的峰值附近具有截止频率。换言之,在补偿转矩运算部4(在此是振动补偿部41)中执行的滤波处理是基于一阶低通滤波器的传递函数的处理。
图7是示出本公开的实施方式的第三传递函数“G3(s)”的频率特性的一例(参照该图的虚线)、以及在第一变形例的振动补偿部41中使用的一阶低通滤波器的频率特性的一例(参照该图的实线)的图。在本变形例中,由于图2所示的阻尼要素C12的粘性摩擦比上述的实施方式大,因此连接部C1的阻尼粘性“Dg”也变得比上述的实施方式大。因此,在本变形例中,在第三传递函数“G3(s)”的频率特性中,共振特性的峰值处的增益变得比上述的实施方式小。因此,在本变形例中,第三传递函数“G3(s)”的频率特性近似为在共振特性的峰值附近具有截止频率的一阶低通滤波器的频率特性。
因而,在本变形例中,振动补偿部41通过如上述那样进行使用了一阶低通滤波器的滤波处理,能够与上述的实施方式同样地输出能够足以抵消由于干扰转矩而产生的振动的补偿转矩指令(在此是临时补偿转矩指令)。
图8A和图8B是示出本公开的实施方式的第一变形例的马达控制系统的仿真结果的一例的图。图8A示出对电流控制部14给出了合成转矩指令的情况(即,对电流控制部14给出了补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。图8B示出对电流控制部14仅给出转矩指令的情况(即,未对电流控制部14给出补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。在这些仿真中,通过在使马达M1的轴停止的状态下对其它马达控制系统200给出动作指令S2,来有意地仅使其它马达M2的其它轴进行动作。
在图8A和图8B的各图中,在从时刻t2至时刻t3的期间,对其它马达控制系统200给出动作指令S2。在图8B中,随着对其它马达控制系统200给出动作指令S2从而其它马达M2的其它轴进行动作,偏差发生变动。也就是说,在图8B中,尽管马达M1的轴处于停止的状态,但是由于干扰转矩作用于马达M1,马达M1的轴的位置也发生变动。在图8A中,相较于图8B而言,偏差的变动、即马达M1的轴的位置的变动得到了抑制。
如上所述,在本变形例中,与上述的实施方式同样,能够降低由于干扰转矩而产生的振动。在本变形例中,与上述的实施方式不同,在振动补偿部41中的滤波处理中使用的滤波器的阶数从二阶降低至一阶。因此,在本变形例中,相较于上述的实施方式而言,能够降低振动补偿部41中的运算负荷。
(4.2)第二变形例
在第二变形例的马达控制系统100中,在振动补偿部41的滤波处理中使用的传递函数与上述的实施方式不同。具体来说,在上述的实施方式中,为了利用补偿转矩“τm”来抵消由于干扰转矩“τl”而在马达M1产生的振动,导出了以干扰转矩“τl”为输入且以补偿转矩“τm”为输出的传递函数。与此相对,在本变形例中,为了利用补偿转矩“τm”来抵消由于干扰转矩“τl”而在负载L1产生的振动,导出以干扰转矩“τl”为输入且以补偿转矩“τm”为输出的传递函数。
以马达转矩“τm”为输入且以负载速度“ωl”为输出的第四传递函数“G4(s)”由以下的式(5)表示。另外,以负载转矩“τl”为输入且以负载速度“ωl”为输出的第五传递函数“G5(s)”由以下的式(6)表示。
[数4]
然后,利用式(5)、(6),能够如以下的式(7)这样导出以负载转矩(即干扰转矩)“τl”为输入且以马达转矩(即补偿转矩)“τm”为输出的第六传递函数“G6(s)”。
[数5]
在此,第六传递函数“G6(s)”是分子的次数比分母的次数大的不稳定的传递函数。因此,通过对第六传递函数“G6(s)”施加使用了具有截止频率“ω”的一阶低通滤波器的滤波处理,来导出以下的式(8)所示的适当(proper)的第七传递函数“G7(s)”。在此,截止频率“ω”是比第六传递函数“G6(s)”的频率特性中的反谐振频率高的频率。
[数6]
也就是说,在本变形例中,上述的滤波处理是基于传递函数(第五传递函数“G5(s)”)、传递函数(第四传递函数“G4(s)”的逆函数)以及一阶低通滤波器的传递函数之积的处理。第五传递函数以负载转矩为输入且以负载速度为输出。第四传递函数以马达转矩为输入且以负载速度为输出。而且,在本变形例中,上述的一阶低通滤波器的截止频率大于或等于以负载转矩为输入且以负载速度为输出的传递函数(第六传递函数“G6(s)”)的频率特性的反谐振频率。
图9是示出本公开的实施方式的第二变形例所涉及的马达控制系统中的第七传递函数“G7(s)”的频率特性的一例的图。如图9所示,第七传递函数“G7(s)”是在控制对象CT1的反谐振频率“f2”处具有共振特性的峰值的二阶滤波器。反谐振频率“f2”由以下的式(9)表示。
[数7]
振动补偿部41通过对由转矩估计部3估计出的干扰转矩执行使用了第七传递函数“G7(s)”的滤波处理,来输出补偿转矩指令(在此是临时补偿转矩指令)。
图10A和图10B是示出通过本公开的实施方式的第二变形例的马达控制系统的仿真来进行验证而得到的结果的一例的图。图10A示出对电流控制部14给出了合成转矩指令的情况(即,对电流控制部14给出了补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。图10B示出对电流控制部14仅给出转矩指令的情况(即,未对电流控制部14给出补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。在这些仿真中,通过在使马达M1的轴停止的状态下对其它马达控制系统200给出动作指令S2,来有意地仅使其它马达M2的其它轴进行动作。
在图10A和图10B的各图中,在从时刻t4至时刻t5的期间,对其它马达控制系统200给出动作指令S2。在图10B中,随着对其它马达控制系统200给出动作指令S2从而其它马达M2的其它轴进行动作,偏差发生变动。也就是说,在图10B中,尽管马达M1的轴处于停止的状态,但是由于干扰转矩作用于马达M1,马达M1的轴的位置也发生变动。另一方面,在图10A中,相较于图10B而言,偏差的变动、即马达M1的轴的位置的变动得到了抑制。
如上所述,在本变形例中,与上述的实施方式同样,能够降低由于干扰转矩而产生的振动。
(4.3)第三变形例
在第三变形例的马达控制系统100中,阻尼要素C12的粘性摩擦大于第二变形例中的阻尼要素C12的粘性摩擦。在第三变形例的马达控制系统100中,振动补偿部41中的运算处理与第二变形例的振动补偿部41中的运算处理不同。
具体来说,在本变形例中,振动补偿部41进行使用了一阶高通滤波器的滤波处理来代替第二变形例中的使用了第七传递函数“G7(s)”滤波处理,其中,该一阶高通滤波器在第七传递函数“G7(s)”的共振特性的峰值附近具有截止频率。换言之,在补偿转矩运算部4(在此是振动补偿部41)中执行的滤波处理是基于一阶高通滤波器的传递函数的处理。
图11是示出本公开的实施方式的第三变形例所涉及的马达控制系统中的一阶高通滤波器的频率特性的一例的图。在图11中,虚线表示在第二变形例中说明的第七传递函数“G7(s)”的频率特性的一例。实线表示在本变形例的振动补偿部41中使用的一阶高通滤波器的频率特性的一例。在本变形例中,由于阻尼要素C12的粘性摩擦比第二变形例大,因此连接部C1的阻尼粘性“Dg”也变得比第二变形例大。因此,在本变形例中,在第七传递函数“G7(s)”的频率特性中,共振特性的峰值处的增益变得比第二变形例大。因此,在本变形例中,第七传递函数“G7(s)”的频率特性近似为在共振特性的峰值附近具有截止频率的一阶高通滤波器的频率特性。
因而,在本变形例中,振动补偿部41通过如上述那样进行使用了一阶高通滤波器的滤波处理,能够与第二变形例同样地输出能够足以抵消由于干扰转矩而产生的振动的补偿转矩指令(在此是临时补偿转矩指令)。
图12A和图12B是示出本公开的实施方式的第三变形例所涉及的马达控制系统的仿真结果的一例的图。图12A示出对电流控制部14给出了合成转矩指令的情况(即,对电流控制部14给出了补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。图12B示出对电流控制部14仅给出转矩指令的情况(即,未对电流控制部14给出补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。在这些仿真中,通过在使马达M1的轴停止的状态下对其它马达控制系统200给出动作指令S2,来有意地仅使其它马达M2的其它轴进行动作。
在图12A和图12B的各图中,在从时刻t6至时刻t7的期间,对其它马达控制系统200给出动作指令S2。在图12B中,随着对其它马达控制系统200给出动作指令S2从而其它马达M2的其它轴进行动作,偏差发生变动。也就是说,在图12B中,尽管马达M1的轴处于停止的状态,但是由于干扰转矩作用于马达M1,马达M1的轴的位置也发生变动。在图12A中,相较于图12B而言,偏差的变动、即马达M1的轴的位置的变动得到了抑制。
如上所述,在本变形例中,与第二变形例同样,能够降低由于干扰转矩而产生的振动。在本变形例中,与第二变形例不同,在振动补偿部41中的滤波处理中使用的滤波器的阶数从二阶降低至一阶。因此,在本变形例中,相较于第二变形例而言,能够降低振动补偿部41中的运算负荷。
(4.4)第四变形例
图13是本公开的实施方式的第四变形例所涉及的马达控制系统中的马达的控制对象以及其它马达的控制对象的概念图。如图13所示,第四变形例的马达控制系统100与上述的实施方式的不同点在于,其它马达控制系统200的控制对象CT2(其它马达M2和其它负载L2)被设置在能够直接影响马达M1及负载L1双方的位置。在图13中,其它马达控制系统200的控制对象CT2与马达M1及负载L1双方相接的状态表示:由于其它马达控制系统200的控制对象CT2的动作而产生的反作用直接传递到马达M1及负载L1双方。
也就是说,在上述的实施方式中,由于控制对象CT2的动作而产生的反作用直接传递到负载L1,另一方面,该反作用经由连接部C1间接传递到马达M1。与此相对,在本变形例中,由于控制对象CT2的动作而产生的反作用直接传递到马达M1及负载L1双方。
在本变形例中,当其它马达M2的轴进行动作时,由于其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩直接作用于马达M1及负载L1双方。在此,由于马达M1与负载L1的惯量互相不同,因此即使在被作用了相同的干扰转矩的情况下,两者也会发生位置偏移。若两者发生位置偏移,则会因弹簧要素C11的弹性而产生振动,马达M1及负载L1双方都可能振动。另一方面,由于直接作用于马达M1的干扰转矩未经由弹簧要素C11传递到马达M1,因此马达M1不发生因该干扰转矩而产生的振动,取而代之地是可能发生脉冲状的偏差。
图14是示出本公开的实施方式的第四变形例所涉及的马达控制系统的主要部分的概要的框图。如图14所示,在本变形例中,与上述的实施方式不同,为了降低上述的脉冲状的偏差,补偿部2还具有偏差补偿部43。偏差补偿部43基于由转矩估计部3估计出的干扰转矩,来补偿在干扰转矩不经由负载L1而作用于马达M1的情况下在马达M1产生的偏差。具体来说,偏差补偿部43以由转矩估计部3估计出的干扰转矩为输入来执行将干扰转矩与系数相乘的运算处理。由此,偏差补偿部43输出偏差补偿转矩指令。因而,在本变形例中,补偿部2向控制部1输出是从相位补偿部42输出的补偿转矩指令与从偏差补偿部43输出的偏差补偿转矩指令之和的补偿转矩指令。
图15A和图15B是示出本公开的实施方式的第四变形例所涉及的马达控制系统的仿真结果的一例的图。图15A示出对电流控制部14给出了合成转矩指令的情况(即,对电流控制部14给出了补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。图15B示出对电流控制部14仅给出转矩指令的情况(即,未对电流控制部14给出补偿转矩指令的情况)下的仿真结果的一例。在这些仿真中,通过在使马达M1的轴停止的状态下对其它马达控制系统200给出动作指令S2,来有意地仅使其它马达M2的其它轴进行动作。
在图15A和图15B的各图中,在从时刻t8至时刻t9的期间,对其它马达控制系统200给出动作指令S2。在图15B中,随着对其它马达控制系统200给出动作指令S2从而其它马达M2的其它轴进行动作,偏差发生变动。也就是说,在图15B中,尽管马达M1的轴处于停止的状态,但是由于干扰转矩作用于马达M1,马达M1的轴的位置也发生变动。另一方面,在图15A中,相较于图15B而言,偏差的变动、即马达M1的轴的位置的变动得到了抑制。
如上所述,在本变形例中,与上述的实施方式同样,能够降低由于干扰转矩而产生的振动。在本变形例中,还能够降低由于干扰转矩直接作用于马达M1而产生的脉冲状的偏差。
(4.5)第五变形例
图16是本公开的实施方式的第五变形例所涉及的马达控制系统100中的马达的控制对象以及多个其它马达的控制对象的概念图。如图16所示,在第五变形例的马达控制系统100中,与上述的实施方式的不同点在于,马达M1及负载L1可能受到多个(在此为2个)其它马达控制系统200(参照图17)的控制对象CT21、CT22的动作的影响。在图16中,控制对象CT21、CT22与负载L1相接的状态表示:由于控制对象CT21、CT22的动作而产生的反作用直接传递到负载L1。
图17是示出本公开的实施方式的第五变形例所涉及的马达控制系统的概要的框图。作为控制对象CT21的其它马达M21及其它负载L21被图17所示的其它马达控制系统201控制。同样地,作为控制对象CT22的其它马达M22及其它负载L22被图17所示的其它马达控制系统202控制。如图17所示,控制器A1经由有线网络或无线网络向指令提取部B输出包含动作指令S1、S21、S22的指令信号S0。指令提取部B基于指令信号S0来输出动作指令S1、S21、S22。此外,指令提取部B向其它马达控制系统201输出动作指令S21,向其它马达控制系统202输出动作指令S22。另外,指令提取部B向马达控制系统100输出动作指令S1。其它马达控制系统201、202分别接受从指令提取部B输出的动作指令S21、S22,来控制其它马达M21、M22的轴的动作。
马达控制系统100具有2个补偿部2。2个补偿部2之中的第一补偿部21被输入对其它马达控制系统201的动作指令S21。2个补偿部2之中的第二补偿部22被输入对其它马达控制系统202的动作指令S22。
此外,指令提取部B包括指令提取部B1、B21、B22。指令提取部B1向马达控制系统100输出动作指令S1。指令提取部B21向其它马达控制系统201输出动作指令S21。指令提取部B22向其它马达控制系统202输出动作指令S22。
第一补偿部21基于被输入的动作指令S21来运算第一补偿转矩指令,并输出该第一补偿转矩指令。同样地,第二补偿部22基于被输入的动作指令S22来运算第二补偿转矩指令,并输出该第二补偿转矩指令。因而,补偿部2向控制部1输出是第一补偿转矩指令与第二补偿转矩指令之和的补偿转矩指令。
此外,在本变形例中,将第一补偿转矩指令与第二补偿转矩指令之和作为补偿转矩指令,但也可以是将第一补偿转矩指令及第二补偿转矩指令分别作为补偿转矩指令输出的结构。在该情况下,在控制部1中,计算第一补偿转矩指令、第二补偿转矩指令以及转矩指令之和。
如上所述,在本变形例中,其它马达M2为多个。补偿部2基于多个其它马达M2各自的其它轴信息(动作指令S21、S22),来运算补偿信息(补偿转矩指令)。因而,即使在由于多个其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩作用于马达M1及负载L1的情况下,也能够降低由于干扰转矩而产生的振动。
此外,在本变形例中,其它马达控制系统200的控制对象CT2为2个,但也可以是3个以上。在该情况下,马达控制系统100只要具有与3个以上的控制对象CT2分别对应的3个以上的补偿部2即可。即,补偿部2的数量与其它马达M2的数量相等。
(4.6)第六变形例
图18是示出本公开的实施方式的第六变形例所涉及的马达控制系统100的概要的框图。如图18所示,在第六变形例的马达控制系统100中,与上述的实施方式的不同点在于,其它马达控制系统200具有补偿部2。也就是说,在本变形例中,其它马达控制系统200与马达控制系统100相当。在一方的马达控制系统100中,补偿部2基于对另一方的马达控制系统100(其它马达控制系统200)的动作指令S12来运算补偿转矩指令,并将其输出到控制部1。同样地,在另一方的马达控制系统100中,补偿部2基于对一方的马达控制系统100的动作指令S11来运算补偿转矩指令,并将其输出到控制部1。
这样,2个马达控制系统100的补偿部2分别使用对对方侧的马达控制系统100的动作指令S1,来运算补偿信息(补偿转矩指令)。因而,在本变形例中,无论在2个马达控制系统100之中的哪一个中,都能够降低由于干扰转矩而产生的振动。
(4.7)第七变形例
图19是示出本公开的实施方式的第七变形例所涉及的马达控制系统的概要的框图。如图19所示,在第七变形例的马达控制系统100中,与第六变形例的不同点在于,在多个(在此为2个)马达控制系统100中共用补偿部2。也就是说,2个马达控制系统100分别具有控制部1。补偿部2被输入对2个马达控制系统100的动作指令S11、S12双方。补偿部2被构成为能够与一方的控制部1和另一方的控制部1之中的任一个连接。
在对一方的马达控制系统100给出动作指令S11的情况下,补偿部2基于该动作指令S11来运算补偿信息(补偿转矩指令),并向另一方的马达控制系统100的控制部1输出所运算出的补偿信息。同样地,在对另一方的马达控制系统100给出动作指令S12的情况下,补偿部2基于该动作指令S12来运算补偿信息,并向一方的马达控制系统100的控制部1输出所运算出的补偿信息。
这样,在2个马达控制系统100中共用一个补偿部2。由此,与第六变形例同样,无论在2个马达控制系统100之中的哪一个中,都能够降低由于干扰转矩而产生的振动。
(4.8)其它的变形例
下面列举上述的第一变形例~第七变形例以外的变形例。能够将以下说明的变形例适当地组合来应用。
在上述的实施方式中,也可以根据马达M1的用途来适当地变更与马达M1的轴连接的负载L1。在该情况下,优选的是,补偿部2能够根据与马达M1的轴连接的负载L1来设定用于运算补偿信息(在此是补偿转矩指令)的参数。
在上述的实施方式中,图1所示的转矩估计部3使用作为对其它马达M2的动作指令S2的位置指令来估计干扰转矩。但是不限于此,例如也可以使用速度指令或加速度指令来估计干扰转矩。在这些方式中,在估计干扰转矩的运算处理中,能够减少为了估计干扰转矩所必须的微分运算的次数。由此,能够实现运算负荷的降低。
在上述的实施方式中,转矩估计部3也可以代替使用对其它马达M2的动作指令S2(位置指令、速度指令或者加速度指令),而是使用其它马达M2的其它轴的动作量(其它轴的位置、速度或者加速度)来估计干扰转矩。在该方式中,由于使用其它马达M2的实际的动作量来估计干扰转矩,因此在估计干扰转矩的运算处理中不需要低通滤波处理。另外,相较于使用动作指令S2来估计干扰转矩的情况而言,存在更加易于估计干扰转矩这样的优点。
在上述的实施方式中,马达控制系统100通过将补偿转矩指令加入转矩指令来控制马达M1的轴的动作。但是,不限于该方式。例如,马达控制系统100也可以基于对其它马达M2的动作指令S2,来将用于抵消由于干扰转矩而产生的振动的补偿位置指令或补偿速度指令加入对马达M1的位置指令或速度指令,由此控制马达M1的轴的动作。也就是说,补偿信息不限于补偿转矩指令。
(总结)
如以上所述,第一方式所涉及的马达控制系统100具备控制部1和补偿部2。控制部1根据对马达M1的动作指令S1来控制马达M1所具有的轴的动作。补偿部2基于与不同于马达M1的其它马达M2所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息(动作指令S2),来运算补偿信息。补偿信息是用于补偿其它轴的动作对轴的影响的信息。控制部1使用由补偿部2运算出的补偿信息来控制轴的动作。
根据该方式,存在易于降低伴随着其它马达M2的动作而产生的振动这样的优点。
在第二方式所涉及的马达控制系统100中,在第一方式中,补偿部2具有转矩估计部3和补偿转矩运算部4。转矩估计部3基于其它轴信息,来估计伴随着其它轴的动作而作用于马达M1的干扰转矩。补偿转矩运算部4基于干扰转矩来运算补偿转矩指令,并将补偿转矩指令作为补偿信息输出。补偿转矩指令是用于降低由于干扰转矩作用于马达M1及与马达M1的轴连接的负载L1中的至少一方而产生的振动的指令。
根据该方式,存在能够使用根据补偿转矩指令产生的转矩来抵消由于其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩、从而易于降低振动这样的优点。
在第三方式所涉及的马达控制系统100中,在第二方式中,补偿转矩运算部4通过对干扰转矩执行基于传递函数(第三传递函数“G3(s)”)的滤波处理,来运算补偿转矩指令。传递函数以作用于马达M1的马达转矩为输入且以作用于负载L1的负载转矩为输出。
根据该方式,存在能够使用根据补偿转矩指令产生的转矩来抵消由于其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩、从而易于降低振动这样的优点。
在第四方式所涉及的马达控制系统100中,在第三方式中,滤波处理是基于传递函数(第一传递函数“G1(s)”)与传递函数(第二传递函数“G2(s)”)的逆函数之积的处理。第一传递函数以马达转矩为输入且以马达的马达速度为输出。第二传递函数以负载转矩为输入且以马达速度为输出。
根据该方式,存在能够使用根据补偿转矩指令产生的转矩来抵消由于其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩、从而易于降低振动这样的优点。
在第五方式所涉及的马达控制系统100中,在第三方式中,滤波处理是基于一阶低通滤波器的传递函数的处理。
根据该方式,存在易于降低补偿部2中的滤波处理的运算负荷这样的优点。
在第六方式所涉及的马达控制系统100中,在第三方式中,滤波处理是基于传递函数(第五传递函数“G5(s)”)、传递函数(第四传递函数“G4(s)”)以及一阶低通滤波器的传递函数之积的处理。第五传递函数以负载转矩为输入且以负载的负载速度为输出。第四传递函数以马达转矩为输入且以负载速度为输出。
根据该方式,存在能够使用根据补偿转矩指令产生的转矩来抵消由于其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩、从而易于降低振动这样的优点。
在第七方式所涉及的马达控制系统100中,在第五方式中,一阶低通滤波器的截止频率大于或等于以负载转矩为输入且以马达转矩为输出的传递函数(第六传递函数“G6(s)”)的频率特性的反谐振频率。
根据该方式,存在能够使用根据补偿转矩指令产生的转矩来抵消由于其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩、从而易于降低振动这样的优点。
在第八方式所涉及的马达控制系统100中,在第五方式中,滤波处理是基于一阶高通滤波器的传递函数的处理。
根据该方式,存在易于降低补偿部2中的滤波处理的运算负荷这样的优点。
在第九方式所涉及的马达控制系统100中,在第二~第八方式中的任一方式中,补偿转矩运算部4具有相位补偿部42,该相位补偿部42补偿干扰转矩与由补偿转矩指令指示的转矩之间的相位差。
根据该方式,存在不易产生干扰转矩与根据补偿转矩指令产生的转矩之间的相位差、其结果是易于降低由于干扰转矩而产生的振动这样的优点。
在第十方式所涉及的马达控制系统100中,在第九方式中,相位补偿部42由一阶滤波器构成。
根据该方式,存在不易产生干扰转矩与根据补偿转矩指令产生的转矩之间的相位差、其结果是易于降低由于干扰转矩而产生的振动这样的优点。
在第十一方式所涉及的马达控制系统100中,在第二~第十方式中的任一方式中,补偿部2还具有偏差补偿部43。偏差补偿部43基于干扰转矩,来补偿在干扰转矩不经由负载L1而作用于马达M1的情况下在马达M1产生的偏差。
根据该方式,存在易于降低由于干扰转矩直接作用于马达M1而产生的脉冲状的偏差这样的优点。
在第十二方式所涉及的马达控制系统100中,在第一~第十一方式中的任一方式中,其它马达M2具有多个。补偿部2基于多个其它马达M2各自的其它轴信息来运算补偿信息。
根据该方式,存在如下优点:即使在由于多个其它马达M2的动作的反作用而产生的干扰转矩作用于马达M1及负载L1的情况下,也易于降低由于干扰转矩而产生的振动。
在第十三方式所涉及的马达控制系统100中,在第一~第十二方式中的任一方式中,补偿部2能够根据与马达M1的轴连接的负载L1来设定用于运算补偿信息的参数。
根据该方式,存在易于根据马达M1的用途来适当地降低由于干扰转矩而产生的振动这样的优点。
第十四方式所涉及的马达控制方法具有控制步骤和补偿步骤。控制步骤是根据对马达M1的动作指令S1来控制马达M1所具有的轴的动作的步骤。补偿步骤是基于与不同于马达M1的其它马达M2所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息(动作指令S2)来运算补偿信息的步骤。补偿信息是用于补偿其它轴的动作对轴的影响的信息。控制步骤使用在补偿步骤中运算出的补偿信息来控制轴的动作。
根据该方式,存在易于降低伴随着其它马达M2的动作而产生的振动这样的优点。
第十五方式所涉及的程序用于使1个以上的处理器执行第十四方式所涉及的马达控制方法。
根据该方式,存在易于降低伴随着其它马达M2的动作而产生的振动这样的优点。
关于第二~第十三方式所涉及的结构,并不是马达控制系统100所必需的结构,能够适当地省略。
附图标记说明
1:控制部;2:补偿部;3:转矩估计部;4:补偿转矩运算部;11:位置控制部;12:速度变换部;13:速度控制部;14:电流控制部;21:第一补偿部;22:第二补偿部;41:振动补偿部;42:相位补偿部;43:偏差补偿部;100:马达控制系统;200:其它马达控制系统;201:其它马达控制系统;202:其它马达控制系统;A1:控制器;B、B1、B2、B21、B22:指令提取部;C1:连接部;C11:弹簧要素;C12:阻尼要素;CT1、CT2、CT21、CT22:控制对象;L1:负载;L2、L21、L22:其它负载;M1:马达;M2、M21、M22:其它马达;S1、S2、S11、S12、S21、S22:动作指令。
Claims (15)
1.一种马达控制系统,具备:
控制部,其根据对马达的动作指令来控制所述马达所具有的轴的动作;以及
补偿部,其基于与不同于所述马达的其它马达所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息来运算补偿信息,所述补偿信息是用于补偿所述其它轴的动作对所述轴的影响的信息,
所述控制部使用由所述补偿部运算出的所述补偿信息来控制所述轴的动作。
2.根据权利要求1所述的马达控制系统,其中,
所述补偿部具有:
转矩估计部,其基于所述其它轴信息,来估计伴随着所述其它轴的动作而作用于所述马达的干扰转矩;以及
补偿转矩运算部,其基于所述干扰转矩来运算补偿转矩指令,并将所述补偿转矩指令作为所述补偿信息输出,所述补偿转矩指令是用于降低由于所述干扰转矩作用于所述马达及与所述马达的所述轴连接的负载中的至少一方而产生的振动的指令。
3.根据权利要求2所述的马达控制系统,其中,
所述补偿转矩运算部通过对所述干扰转矩执行基于以作用于所述马达的马达转矩为输入且以作用于所述负载的负载转矩为输出的传递函数的滤波处理,来运算所述补偿转矩指令。
4.根据权利要求3所述的马达控制系统,其中,
所述滤波处理是基于以所述马达转矩为输入且以所述马达的马达速度为输出的传递函数与以所述负载转矩为输入且以所述马达速度为输出的传递函数的逆函数之积的处理。
5.根据权利要求3所述的马达控制系统,其中,
所述滤波处理是基于一阶低通滤波器的传递函数的处理。
6.根据权利要求3所述的马达控制系统,其中,
所述滤波处理是基于以所述负载转矩为输入且以所述负载的负载速度为输出的传递函数、以所述马达转矩为输入且以所述负载速度为输出的传递函数的逆函数以及一阶低通滤波器的传递函数之积的处理。
7.根据权利要求5所述的马达控制系统,其中,
所述一阶低通滤波器的截止频率大于或等于以所述负载转矩为输入且以所述马达转矩为输出的传递函数的频率特性的反谐振频率。
8.根据权利要求3所述的马达控制系统,其中,
所述滤波处理是基于一阶高通滤波器的传递函数的处理。
9.根据权利要求2~8中的任一项所述的马达控制系统,其中,
所述补偿转矩运算部具有相位补偿部,所述相位补偿部补偿所述干扰转矩与由所述补偿转矩指令指示的转矩之间的相位差。
10.根据权利要求9所述的马达控制系统,其中,
所述相位补偿部由一阶滤波器构成。
11.根据权利要求2~10中的任一项所述的马达控制系统,其中,
所述补偿部还具有偏差补偿部,所述偏差补偿部基于所述干扰转矩,来补偿在所述干扰转矩不经由所述负载而作用于所述马达的情况下在所述马达产生的偏差。
12.根据权利要求1~11中的任一项所述的马达控制系统,其中,
所述其它马达具有多个,
所述补偿部基于多个所述其它马达各自的所述其它轴信息来运算所述补偿信息。
13.根据权利要求1~12中的任一项所述的马达控制系统,其中,
所述补偿部能够根据与所述马达的所述轴连接的负载来设定用于运算所述补偿信息的参数。
14.一种马达控制方法,具有:
控制步骤,根据对马达的动作指令来控制所述马达所具有的轴的动作;以及
补偿步骤,基于与不同于所述马达的其它马达所具有的其它轴的动作有关的其它轴信息来运算补偿信息,所述补偿信息是用于补偿所述其它轴的动作对所述轴的影响的信息,
其中,所述控制步骤使用在所述补偿步骤中运算出的所述补偿信息来控制所述轴的动作。
15.一种程序,其用于使1个以上的处理器执行根据权利要求14所述的马达控制方法。
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|---|---|---|---|---|
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| CN118548534A (zh) * | 2023-02-27 | 2024-08-27 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | 一种空调控制系统 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1150352A (zh) * | 1995-07-04 | 1997-05-21 | 三星电子株式会社 | 旋转马达的速度控制方法及其装置 |
| JPH11332272A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-30 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 2慣性共振系トルク制御方法 |
| JP2000330642A (ja) * | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ステージの位置制御装置及び速度制御装置 |
| JP2001309687A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置、および同装置で使用する、トルクリプルを抑制するための補正値の測定方法 |
| CN1322311A (zh) * | 1998-09-28 | 2001-11-14 | 株式会社安川电机 | 位置控制装置 |
| JP2003092896A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dcブラシレスモータのトルク制御装置 |
| JP2003263228A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Yaskawa Electric Corp | 同期制御装置 |
| JP2004070790A (ja) * | 2002-08-08 | 2004-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 機械の位置制御装置および機械の位置制御システム |
| JP2009077591A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Juki Corp | Xy位置決め装置の駆動制御装置 |
| CN105388837A (zh) * | 2014-09-01 | 2016-03-09 | 发那科株式会社 | 电动机控制装置 |
| US20160274563A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Okuma Corporation | Tandem position control device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467004A (en) * | 1992-11-24 | 1995-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor speed control apparatus for keeping the speed of the motor fixed in the presence of a disturbance torque |
| JPH11231942A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-27 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | ねじり軸系トルク制御方法 |
| JP4084169B2 (ja) * | 2002-11-27 | 2008-04-30 | 株式会社リコー | 捩り振動系制御装置 |
| JP4949786B2 (ja) * | 2006-09-13 | 2012-06-13 | 本田技研工業株式会社 | 電動機の制御装置 |
| JP6693013B2 (ja) | 2016-02-04 | 2020-05-13 | ブラザー工業株式会社 | 振動抑制装置と振動抑制方法 |
| JP6841643B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2021-03-10 | Juki株式会社 | モーター制御装置、ミシン及び電子部品実装装置 |
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1150352A (zh) * | 1995-07-04 | 1997-05-21 | 三星电子株式会社 | 旋转马达的速度控制方法及其装置 |
| JPH11332272A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-30 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 2慣性共振系トルク制御方法 |
| CN1322311A (zh) * | 1998-09-28 | 2001-11-14 | 株式会社安川电机 | 位置控制装置 |
| JP2000330642A (ja) * | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ステージの位置制御装置及び速度制御装置 |
| JP2001309687A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置、および同装置で使用する、トルクリプルを抑制するための補正値の測定方法 |
| JP2003092896A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dcブラシレスモータのトルク制御装置 |
| JP2003263228A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Yaskawa Electric Corp | 同期制御装置 |
| JP2004070790A (ja) * | 2002-08-08 | 2004-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 機械の位置制御装置および機械の位置制御システム |
| JP2009077591A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Juki Corp | Xy位置決め装置の駆動制御装置 |
| CN105388837A (zh) * | 2014-09-01 | 2016-03-09 | 发那科株式会社 | 电动机控制装置 |
| US20160274563A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Okuma Corporation | Tandem position control device |
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