JP6290619B2 - モータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、予め記憶装置に記憶されている複数の異なるイナーシャ毎の制御パラメータからワークイナーシャに対応した制御パラメータを算出し、モータの位置や速度の制御を行う制御装置に関する。

工作機械等でモータを使用して駆動する制御対象の位置や速度を制御する制御装置において、制御パラメータは、制御対象を高精度に動作できるよう設定される。しかし、被加工物であるワークが積載される軸では、ワーク重量に応じてイナーシャ値が変化するため、制御パラメータが固定値の場合、イナーシャ値の変化に対応できず、制御パラメータが最適でない場合がある。また、経年変化により、機械の制御特性が変化した場合、制御パラメータが適正でなくなってしまう場合がある。そこで、近年機械の精度を維持する目的でイナーシャ値の変化、機械の経年変化に応じて制御パラメータを変更することが行われている。

特許文献１にはワークのイナーシャ値を自動推定し、記憶装置に予め記憶された複数の異なるイナーシャ値に応じて調整された制御パラメータから、イナーシャ値に対応した制御パラメータを設定する技術が開示されている。

図１２に従来技術の制御ブロック図を示す。加減速処理器４は、位置指令演算器３より出力された値を当該加減速処理器４に設定された加減速処理時間Ｔに応じて加減速処理を行い、位置指令値Ｐｃを算出する。位置指令値Ｐｃと、モータ２２に取り付けられたモータ位置検出器１１の位置検出値Ｐｍと、の位置偏差Ｐｄｉｆを減算器５により算出し、位置偏差に比例ゲインＫｐを乗算し速度指令Ｖｃを出力する。位置検出値Ｐｍを微分器１６が微分し、モータの速度検出値Ｖｍを出力する。速度指令Ｖｃと、速度検出値Ｖｍと、の偏差を減算器１５により求め、速度偏差として出力する。速度偏差と速度ループ比例ゲインＰｖと速度ループ積分ゲインＩｖとに基づき速度偏差比例成分と速度偏差積分成分を出力し、加算器９が速度偏差比例成分と速度偏差積分成分とを加算しトルク指令Ｔｃを出力する。図１２中の符号１０は、トルク指令をフィルタリングする各種のフィルタ部と電流制御部を示し、モータ２２に電流Ｉｃを出力し、ボールネジ１３を回転させ、テーブル１４とテーブル１４に積載されたワーク２４の位置を制御する。

イナーシャ同定器１７は、速度検出値Ｖｍを微分器２６が微分し出力する加速度Ａｍと、電流Ｉｃと、から同定したワークイナーシャ値Ｊ_ｘを制御パラメータ設定部１９に出力する。制御パラメータ設定部１９に入力されるイナーシャ値Ｊ_ｘは、グラフィカルユーザインターフェース（以下「ＧＵＩ」という）１８を用いて、オペレータが直接入力したイナーシャ値Ｊ_ｘでもよい。記憶装置２には、複数の異なるイナーシャＪ_０〜Ｊ_ｍａｘ毎に設定された加減速時定数Ｔｆ、位置ループゲインＫｐｆ、速度ループ比例ゲインＰｖｆ、速度ループ積分ゲインＩｖｆ等の制御パラメータが予め記憶されている。制御パラメータ設定部１９は、記憶装置２に記憶されている複数の異なるイナーシャＪ_０〜Ｊ_ｍａｘ毎に設定された各制御パラメータの値から、入力されたイナーシャ値Ｊ_ｘに対応する値を算出し、各制御パラメータとして設定する。

図１３から図１６は図１２に示した記憶装置２に記憶されている制御パラメータとイナーシャとの関係を示す図である。図１３は加減速時定数Ｔｆを示し、図１４は位置ループゲインＫｐｆを示し、図１５は速度ループ比例ゲインＰｖｆを示し、図１６は速度ループ積分ゲインＩｖｆを示す。各図のイナーシャ値Ｊ_０は、図１２中のテーブル１４にワークが積載されていないときのイナーシャ値を表し、Ｊ_ｍａｘはテーブル１４に積載可能な最大ワークが積載された時のイナーシャ値を表す。Ｊ_ｎは、ワーク未積載時のイナーシャ値Ｊ_０と、最大ワーク積載時のイナーシャ値Ｊ_ｍａｘの間に予め決められた複数の異なるイナーシャ値を表す。各図に示すように、各制御パラメータは予め設定されたイナーシャ値Ｊ_０〜Ｊ_ｍａｘ毎に最適な制御パラメータが設定されている。

図１７は、図１２に示した制御パラメータ設定部１９の処理を説明する図である。ここでは、図１３に示した加減速時定数Ｔｆの値から、イナーシャ同定器１７から入力されるイナーシャ値Ｊ_ｘに対応する加減速時定数Ｔ_ｘの算出方法を例として示す。図１７に示すように、入力されたイナーシャ値Ｊ_ｘがイナーシャ値Ｊ_ｎとＪ_ｎ−１の間にあった場合、イナーシャ値Ｊ_ｎ、Ｊ_ｎ−１に対して設定されている加減速時定数Ｔｆ_ｎ、Ｔｆ_ｎ−１から、イナーシャ値Ｊ_ｘに対応する加減速時定数Ｔｆ_ｘを次の式１で算出する。同様に、他のパラメータにおいてもイナーシャ値Ｊ_ｘに対応する設定値を算出することで、イナーシャ値に対応した各種制御パラメータを算出することができる。
Ｔｆ_ｘ＝（Ｔｆ_ｎ−Ｔｆ_ｎ−１）÷（Ｊ_ｎ−Ｊ_ｎ−１）×（Ｊ_ｘ−Ｊ_ｎ−１）＋Ｔｆ_ｎ−１ 式１

次に、特許文献２には、軸反転動作時の制御対象の位置誤差を検出し、位置誤差がある閾値より小さくなるよう制御パラメータを自動調整する方法が開示されている。図１８に従来技術の制御ブロック図を示す。図１２に示した従来技術と同一要素には同一符号を付しており、説明は省略する。

制御パラメータ自動調整部２０には、軸反転動作時の位置指令値Ｐｃと、位置検出値Ｐｍと、が入力される。制御パラメータ自動調整部２０は、入力された値から、位置誤差を算出し、算出した位置誤差が発振していないかを判別し、発振していない場合は、各加減速時定数Ｔ、位置ループゲインＫｐ、速度比例ゲインＰｖ、速度ループ積分ゲインＩｖ等の制御パラメータの設定値を、規定された分だけ増加または減少させる。そして、同様の軸反転動作を繰り返し、制御パラメータの設定値を徐々に変化させていき、位置誤差がある閾値を下回った場合は、その時の制御パラメータの設定を最適値として、各制御パラメータの値を更新する。

その他の従来例として、特許文献３には、トルク指令値にトルク外乱として、振動成分を加算し、トルク外乱を入力値、トルク指令値を制御系の出力値として、系の周波数特性を計測し、最適な速度ループ比例ゲインＰｖ、速度ループ積分ゲインＩｖを調整する方法が開示されている。図１９に従来技術の制御ブロック図を示す。図１２に示した従来技術と同一要素には同一符号を付しており、説明は省略する。

制御パラメータ自動調整部１２０は、トルク外乱Ｔｄとして振動成分をトルク指令値Ｔｃに加算する。また、トルク外乱Ｔｄが加算される前のトルク指令値Ｔｃを入力し、トルク外乱Ｔｄを制御系への入力値、トルク指令値Ｔｃを制御系の出力値として、周波数特性を算出する。算出された周波数特性に基づいて速度ループ比例ゲインＰｖ、速度ループ積分ゲインＩｖを調整する。

特開２０１０−２１１４６７号公報 特開平１１−１０２２１１号公報 特許第４３２７８８０号

上述の技術に関して、機械の制御特性が経年変化等により変化すると、記憶装置に記憶されている制御パラメータは最適なものではなくなってしまい、加工精度が劣化する。その場合、初めに調整が行われた複数のワークイナーシャを用意し、それぞれのワークイナーシャに対して再調整を行う必要があった。しかし、初めに調整が行われた複数のワークイナーシャを用意するのは困難であり、ワークイナーシャが準備できたとしても複数のワークイナーシャ毎の制御パラメータを調整しなおすには多大な時間がかかるといった課題があった。

また、制御パラメータ自動調整器を用いて最適な制御パラメータを求める場合、調整時のワークイナーシャについては最適な制御パラメータを求めることはできるが、ワークイナーシャが変わる度に、調整を行わなければならず、複数の制御パラメータを毎回調整するのに、多大な時間がかかるといった課題があった。

本発明の目的は、記憶装置に記憶されている複数の異なるイナーシャ毎の制御パラメータを、初めに調整が行われた複数のワークイナーシャを用意することなく機械の制御特性にあった制御パラメータに変更することにある。また、ワークイナーシャが変化してもイナーシャ同定だけで、常に適した制御パラメータに変更できるようにすることにある。

本発明の制御装置は、複数の異なるイナーシャ値毎の制御パラメータを基準制御パラメータとして予め記憶した記憶装置と、前記基準制御パラメータから、制御対象のイナーシャ値に対応する制御パラメータを算出し、設定する制御パラメータ設定部と、を備え、前記制御パラメータ設定部によって設定された制御パラメータに従いモータの位置・速度を制御するモータの位置・速度制御装置であって、さらに、調整用の制御対象を用いて、前記モータの位置・速度の制御に用いる制御パラメータを徐々に変更させながら前記モータを駆動するとともに、各変更時に得られる制御誤差に基づいて、前記調整用の制御対象に適した制御パラメータを調整後制御パラメータとして特定する制御パラメータ自動調整器と、前記調整後制御パラメータと、前記制御対象のイナーシャ値と、に基づいて、前記複数の基準制御パラメータを変更する制御パラメータ変更器と、を備えることを特徴とする。

好適な態様では、前記制御パラメータ変更器は、前記複数の基準制御パラメータに基づいて、前記調整用の制御対象のイナーシャ値に対応した制御パラメータを参照用制御パラメータとして算出し、前記調整後制御パラメータと、前記調整用の制御対象のイナーシャ値に対応する前記参照用制御パラメータと、の参照用差分値を算出し、前記参照用差分値に基づいて、前記複数の異なるイナーシャ値毎に対応する調整後差分値を算出し、前記複数の基準制御パラメータそれぞれに対応する前記調整後差分値を適用した値を新たな基準制御パラメータとして算出する。

この場合、前記制御パラメータ変更器は、変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化する場合は、前記調整後差分値を一定値とし、変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化しない場合は、前記調整後差分値を、前記イナーシャ値に応じて異なる変動値とする、ことが望ましい。

より具体的には、変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化する場合、前記参照用差分値が、前記調整後差分値となる、ことが望ましい。また、変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化しない場合、前記複数の異なるイナーシャ値のうち最大イナーシャ値および最小イナーシャ値に対応する調整後差分値はゼロであり、前記調整用の制御対象のイナーシャ値から最大イナーシャ値の間のイナーシャ値に対応する調整後差分値の絶対値は、イナーシャ値に比例して前記参照用差分値から減少し、最小イナーシャ値から前記調整用の制御対象のイナーシャ値の間のイナーシャ値に対応する調整後差分値の絶対値は、イナーシャ値に比例してゼロから前記参照用差分値まで増加する、ことが望ましい。

本発明による制御パラメータ変更器によれば、一つの調整用制御対象のイナーシャ値に適した調整後制御パラメータに基づいて、記憶装置に予め記憶された複数の基準制御パラメータを、機械の制御特性にあった値に変更するため、初めに調整が行われた複数のワークイナーシャを用意することなく、機械の制御特性にあった制御パラメータに変更することができる。また、ワークイナーシャ値が変化した場合でも、記憶装置に予め記憶された複数のワークイナーシャ値毎の基準制御パラメータが機械の制御特性にあった基準制御パラメータに変更されているため、イナーシャ値を同定するだけで最適な制御パラメータに変更することができる。

本発明の実施例であるモータの制御装置の構成を示す図である。 記憶装置と制御パラメータ変更器の構成を示す図である。 変更後加減速時定数の算出方法を説明する図である。 記憶装置と制御パラメータ変更器の構成を示す図である。 変更後速度ループ比例ゲインの算出方法を説明する図である。 変更後速度ループ比例ゲインの算出方法を説明する図である。 変更後速度ループ比例ゲインの算出方法を説明する図である。 加減速時定数の変更前と変更後の関係を示す図である。 速度ループ比例ゲインの変更前と変更後の関係を示す図である。 位置ループゲインの変更前と変更後の関係を示す図である。 速度ループ積分ゲインの変更前と変更後の関係を示す図である。 従来のモータの制御装置の構成を示す図である。 従来の装置で用いられる加減速時定数を示す図である。 従来の装置で用いられる速度ループ比例ゲインを示す図である。 従来の装置で用いられる位置ループゲインを示す図である。 従来の装置で用いられる速度ループ積分ゲインを示す図である。 従来の装置における加減速時定数の算出方法を説明する図である。 他の従来のモータの制御装置の構成を示す図である。 他の従来のモータの制御装置の構成を示す図である。

本発明の実施形態について説明する。図１に本発明を含めた全体的なシステムの構成を示す。従来例と同一要素には同一符号を付しており説明は省略する。なお、以下では、記憶装置２に記憶された、複数の異なるイナーシャ毎の制御パラメータを「基準制御パラメータ」と呼ぶ。

制御パラメータ自動調整部２２０は、図１８、図１９で示した従来例における制御パラメータ自動調整部２０，１２０のように、モータの位置・速度の制御に用いる制御パラメータを徐々に変更させながらモータを駆動するとともに、各変更時に得られる位置誤差に基づいて、現在の制御対象に適した制御パラメータを「調整後制御パラメータ」として特定する。より具体的には、制御パラメータ自動調整部２２０は、位置指令値Ｐｃ、位置検出値Ｐｍ、トルク指令値Ｔｃ、トルク外乱Ｔｄ等の情報を元に、現在の制御対象に適した調整後制御パラメータを算出し、制御パラメータ変更器１に出力する。調整後制御パラメータとしては、調整後加減速時定数Ｔａ、調整後位置ループゲインＫｐａ、調整後速度ループ比例ゲインＰｖａ、調整後速度ループ積分ゲインＩｖａ等の調整パラメータ等がある。

イナーシャ同定器１７は、現在の制御対象のイナーシャ値Ｊ_ｘを算出する。ただし、現在の制御対象のイナーシャ値Ｊ_ｘは、ユーザインターフェースを介してオペレータが入力してもよい。記憶装置２に記憶された基準制御パラメータを変更する場合、制御パラメータ変更器１は、調整用の制御対象を用いて、制御パラメータ自動調整部２２０から出力された調整後制御パラメータと、イナーシャ同定器１７から出力される調整用制御対象のイナーシャ値Ｊ_ｘに基づいて、記憶装置２に記憶されている基準制御パラメータを変更する。変更後制御パラメータには、変更後加減速時定数Ｔｂ、変更後位置ループゲインＫｐｂ、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ、変更後速度ループ積分ゲインＩｖｂ等のパラメータが含まれる。

制御パラメータ変更器１における、変更後制御パラメータの算出について、図２〜図７を用いて詳細を説明する。例えば、制御対象のイナーシャの大きさに比例して変化する制御パラメータに適用する場合を、図２、図３を用いて説明する。ここでは、加減速時定数Ｔｆの変更後パラメータの算出を例として示す。

図２には、図１に示す制御パラメータ変更器１と記憶装置２を示す。制御パラメータ変更器１には、図１に示す制御パラメータ自動調整部２２０から出力された調整後制御パラメータである調整後加減速時定数Ｔａと、イナーシャ同定器１７から出力されるイナーシャ値Ｊ_ｘと、記憶装置２に記憶されている基準制御パラメータである加減速時定数Ｔｆ_ｋ（０≦ｋ≦ｍａｘ）と、予め設定されている複数の異なるイナーシャＪ_０〜Ｊ_ｍａｘの値が入力される。制御パラメータ変更器１は、入力された値に基づいて変更後加減速時定数Ｔｂ_ｋを算出し、記憶装置２に記憶されている加減速時定数Ｔｆ_ｋを変更後加減速時定数Ｔｂ_ｋに変更する。

変更後加減速時定数Ｔｂ_ｋの算出方法について、図３を用いて説明する。制御パラメータ変更器１は、図３に示すように、入力されたイナーシャ値Ｊ_ｘ（制御パラメータ自動調整部２２０で調整後制御パラメータを算出したときのイナーシャ値）が、イナーシャ値Ｊ_ｎとＪ_ｎ−１の間にあった場合、イナーシャ値Ｊ_ｎ、Ｊ_ｎ−１に対して設定されている加減速時定数Ｔｆ_ｎ、Ｔｆ_ｎ−１を補間し、補間加減速時定数Ｔｆ_ｘを式２で算出する。この補間加減速時定数Ｔｆ_ｘは、基準制御パラメータに基づいて、調整用制御対象のイナーシャ値に応じた制御パラメータである参照用制御パラメータである。
Ｔｆ_ｘ＝（Ｔｆ_ｎ−Ｔｆ_ｎ−１）÷（Ｊ_ｎ−Ｊ_ｎ−１）×（Ｊ_ｘ−Ｊ_ｎ−１）＋Ｔｆ_ｎ−１ 式２
次に、算出された補間加減速時定数Ｔｆ_ｘと調整後加減速時定数Ｔａとの差である参照用差分値ΔＴａを式３で求める。
ΔＴａ＝Ｔｆ_ｘ−Ｔａ 式３

次に、記憶装置２に記憶されている予め設定された複数の異なるイナーシャＪ_０〜Ｊ_ｍａｘでの変更後加減速時定数Ｔｂ_ｋを算出する。加減速時定数は、制御対象のイナーシャに比例して変化するため、図３に示すように補間加減速時定数Ｔｆ_ｘと調整後加減速時定数Ｔａとの差がΔＴａだった場合、記憶装置２に記憶されている予め設定された複数の異なるイナーシャＪ_０〜Ｊ_ｍａｘにおける加減速時定数Ｔｆ_０〜Ｔｆ_ｍａｘの変化量もΔＴａとなる。よって、変更後加減速時定数Ｔｂ_０〜Ｔｂ_ｍａｘの値を式４により算出する。この変更後加減速時定数Ｔｂ_０〜Ｔｂ_ｍａｘが新たな基準制御パラメータＴｆ_０〜Ｔｆ_ｍａｘとなる。
Ｔｂ_ｋ＝Ｔｆ_ｋ−ΔＴａ （０≦ｋ≦ｍａｘ） 式４

以上の説明から明らかな通り、本実施例では、基準制御パラメータ（Ｔｆ）に基づいて、イナーシャ値Ｊ_ｘに対応した参照用制御パラメータ（Ｔｆ_ｘ）を算出し、この参照用制御パラメータ（Ｔｆ_ｘ）と調整後制御パラメータ（Ｔａ）との差を参照用差分値（ΔＴａ）として算出し、複数の基準制御パラメータ（Ｔｆ）それぞれに、この参照用差分値（ΔＴａ）を適用した値を、新たな基準制御パラメータ（Ｔｆ）としている。

他の実施例として、例えば、制御対象のイナーシャの大きさに比例せずに変化する制御パラメータで、最大値と最小値のイナーシャにおいては、必要以上に初期パラメータからずれない制御パラメータに適用する場合を、図４〜図７を用いて説明する。ここでは、速度ループ比例ゲインＰｖｆの変更後パラメータの算出を例として示す。

図４には図１に示す制御パラメータ変更器１と記憶装置２を示す。制御パラメータ変更器１には、図１に示す制御パラメータ自動調整部２２０から出力された調整後制御パラメータである調整後速度ループ比例ゲインＰｖａと、イナーシャ同定器１７から出力されるイナーシャ値Ｊ_ｘと、記憶装置２に記憶されている速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｋ（基準制御パラメータ）と、予め設定されている複数の異なるイナーシャＪ_０〜Ｊ_ｍａｘの値が入力される。制御パラメータ変更器１は、入力された値に基づいて変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｋを算出し、記憶装置２に記憶されている速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｋを変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｋに変更する。

変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｋの算出方法について、図５〜図７を用いて説明する。制御パラメータ変更器１は、図５に示すように、入力されたイナーシャ値Ｊ_ｘがイナーシャ値Ｊ_ｎとＪ_ｎ−１の間にあった場合、補間速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｘ（参照用制御パラメータ）を式５を用いて算出する。
Ｐｖｆ_ｘ＝（Ｐｖｆ_ｎ−Ｐｖｆ_ｎ−１）÷（Ｊ_ｎ−Ｊ_ｎ−１）×（Ｊ_ｘ−Ｊ_ｎ−１）
＋Ｐｖｆ_ｎ−１ 式５
次に、算出された補間速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｘと調整後速度ループ比例ゲインＰｖａとの差ΔＰｖａ（参照用差分値）を式６を用いて算出する。
ΔＰｖａ＝Ｐｖｆ_ｘ−Ｐｖａ 式６

次に、図５に示すイナーシャ値Ｊ_ｘより小さい予め設定されたイナーシャＪ_０〜Ｊ_ｎ−１に対して設定されている速度ループ比例ゲインＰｖｆ_０〜Ｐｖｆ_ｎ−１における、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_０〜Ｐｖｂ_ｎ−１の算出について図６を用いて説明する。

図６に示すように、イナーシャ値Ｊ_ｘより小さい予め設定されたイナーシャＪ_ｉ（０≦ｉ≦ｎ−１）に対して設定されている速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｉの変化量ΔＰｖａ_ｉ（調整後差分値）を求め、速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｉから減算し、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｉを求める。速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｉの変化量ΔＰｖａ_ｉは、図５に示した補間速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｘと調整後速度ループ比例ゲインＰｖａとの差ΔＰｖａから式７より求める。
ΔＰｖａ_ｉ＝ΔＰｖａ÷（Ｊ_ｘ−Ｊ_０）×（Ｊ_ｉ−Ｊ_０） （０≦ｉ≦ｎ−１） 式７
なお、ΔＰｖａ_０は、変化量０となる。変化量ΔＰｖａ_ｉを速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｉから減算し、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｉを式８にて求める。
Ｐｖｂ_ｉ＝Ｐｖｆ_ｉ−ΔＰｖａ_ｉ （０≦ｉ≦ｎ−１） 式８

次に図５に示した、イナーシャ値Ｊ_ｘより大きい予め設定されたイナーシャＪ_ｎ〜Ｊ_ｍａｘに対して設定されている速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｎ〜Ｐｖｆ_ｍａｘにおける、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｍの算出について図７を用いて説明する。図７に示すように、イナーシャＪ_ｘより大きい予め設定されたイナーシャＪ_ｍ（ｎ≦ｍ≦ｍａｘ）に対して設定されている速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｍの変化量ΔＰｖａ_ｍを求め、速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｍから減算し、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｍを求める。速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｍの変化量ΔＰｖａ_ｍ（調整後差分値）は、図５に示した速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｘと調整後速度ループ比例ゲインＰｖａとの差ΔＰｖａから式９より求める。
ΔＰｖａ_ｍ＝ΔＰｖａ−ΔＰｖａ÷（Ｊ_ｍａｘ−Ｊ_ｘ）×（Ｊ_ｍ−Ｊ_ｘ） （ｎ≦ｍ≦ｍａｘ） 式９

なお、ΔＰｖａ_ｍａｘは変化量０となる。算出した変化量ΔＰｖａ_ｍを速度ループ比例ゲインＰｖｆ_ｍから減算し、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_ｍを式１０にて求める。
Ｐｖｂ_ｍ＝Ｐｖｆ_ｍ−ΔＰｖａ_ｍ （ｎ≦ｍ≦ｍａｘ） 式１０

以上のように図４に示す制御パラメータ変更器１は、予め決められた複数の異なるワークイナーシャ毎の変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_０〜Ｐｖｂ_ｍａｘを算出する。そして、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_０〜Ｐｖｂ_ｍａｘを新たな基準速度ループ比例ゲインＰｖｆ_０〜Ｐｖｆ_ｍａｘとする。

以上の説明から明らかな通り、本実施例でも、第一実施例と同様に、基準制御パラメータ（Ｐｖｆ）に基づいて、イナーシャ値Ｊｘに対応した参照用制御パラメータ（Ｐｖｆ_ｘ）を算出し、この参照用制御パラメータ（Ｐｖｆ_ｘ）と調整後制御パラメータ（Ｐｖａ）から変更前の基準制御パラメータと変更後の基準制御パラメータとの差分値（ΔＰｖａ_ｉ、ΔＰｖａ_ｍ）を算出し、この差分値を変更前の基準制御パラメータに適用し、変更後の基準制御パラメータを算出している。ただし、本実施例では、基準制御パラメータに適用する差分値を、イナーシャ値に応じて異なる変動値としている。

なお、変更後加減速時定数Ｔｂ、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂについてこれまで述べたが、同様にして、変更後位置ループゲインＫｐｂ、変更後速度ループ積分ゲインＩｖｂ等の算出を行う。各変更後パラメータの各データの詳細を図８〜図１１に示す。図８には変更後加減速時定数Ｔｂを示す。加減速時定数Ｔｆ_０〜Ｔｆ_ｍａｘから、ΔＴａ_ｎ−２、ΔＴａ_ｎ＋１等の変化量ΔＴａ_０〜ΔＴａ_ｍａｘがそれぞれ減算され、変更後加減速時定数Ｔｂ_０〜Ｔｂ_ｍａｘが算出される。

図９には、変更後位置ループゲインＫｐｂを示す。位置ループゲインＫｐｆ_０〜Ｋｐｆ_ｍａｘから、ΔＫｐａ_ｎ−２、ΔＫｐａ_ｎ＋１等の変化量ΔＫｐａ_０〜ΔＫｐａ_ｍａｘがそれぞれ減算され、変更後位置ループゲインＫｐｂ_０〜Ｋｐｂ_ｍａｘが算出される。図１０には変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂを示す。速度ループ比例ゲインＰｖｆ_０〜Ｐｖｆ_ｍａｘから、ΔＰｖａ_ｎ−２、ΔＰｖａ_ｎ＋１等の変化量ΔＰｖａ_０〜ΔＰｖａ_ｍａｘがそれぞれ減算され、変更後速度ループ比例ゲインＰｖｂ_０〜Ｐｖｂ_ｍａｘが算出される。図１１には変更後速度ループ積分ゲインＩｖｂを示す。速度ループ積分ゲインＩｖｆ_０〜Ｉｖｆ_ｍａｘから、ΔＩｖａ_ｎ−２、ΔＩｖａ_ｎ＋１等の変化量ΔＩｖａ_０〜ΔＩｖａ_ｍａｘがそれぞれ減算され、変更後速度ループ積分ゲインＩｖｂ_０〜Ｉｖｂ_ｍａｘが算出される。位置ループゲイン、速度ループ積分ゲインは、いずれも、イナーシャに比例しないため、これらの基準制御パラメータを変更する際には、速度ループ比例ゲインと同様に、式５〜式１０が用いられる。

以上、本実施例では、パラメータ変更器１は式２〜式４と、式５〜式１０の機能を両方持ち、パラメータに応じて数式を使い分ける例を示したが、式２〜式４のみの機能を持ってもよいし、式５〜式１０の機能のみでもよい。

１ 制御パラメータ変更器、２ 記憶装置、３ 位置指令演算器、４ 加減速処理器、５，１５ 減算器、６ 位置ループゲイン、７ 速度ループ比例ゲイン、８ 速度ループ積分ゲイン、９ 加算器、１０ 各種フィルタ部，電流制御部、１１ モータ位置検出器、１３ ボールネジ、１４ テーブル、１６，２６ 微分器、１７ イナーシャ同定器、１８ ＧＵＩ、１９ 制御パラメータ設定部、２０，１２０，２２０ 制御パラメータ自動調整部、２２ モータ、２４ ワーク。

Claims (5)

1. 複数の異なるイナーシャ値毎の制御パラメータを基準制御パラメータとして予め記憶した記憶装置と、
   前記基準制御パラメータから、制御対象のイナーシャ値に対応する制御パラメータを算出し、設定する制御パラメータ設定部と、
   を備え、前記制御パラメータ設定部によって設定された制御パラメータに従いモータの位置・速度を制御するモータの位置・速度制御装置であって、さらに、
   調整用の制御対象を用いて、前記モータの位置・速度の制御に用いる制御パラメータを徐々に変更させながら前記モータを駆動するとともに、各変更時に得られる制御誤差に基づいて、前記調整用の制御対象に適した制御パラメータを調整後制御パラメータとして特定する制御パラメータ自動調整器と、
   前記調整後制御パラメータと、前記制御対象のイナーシャ値と、に基づいて、前記複数の基準制御パラメータを変更する制御パラメータ変更器と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記制御パラメータ変更器は、
   前記複数の基準制御パラメータに基づいて、前記調整用の制御対象のイナーシャ値に対応した制御パラメータを参照用制御パラメータとして算出し、
   前記調整後制御パラメータと、前記調整用の制御対象のイナーシャ値に対応する前記参照用制御パラメータと、の参照用差分値を算出し、
   前記参照用差分値に基づいて、前記複数の異なるイナーシャ値毎に対応する調整後差分値を算出し、
   前記複数の基準制御パラメータそれぞれに対応する前記調整後差分値を適用した値を新たな基準制御パラメータとして算出する、
   ことを特徴とする制御装置。
3. 請求項２に記載の制御装置であって、
   前記制御パラメータ変更器は、
   変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化する場合は、前記調整後差分値を一定値とし、
   変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化しない場合は、前記調整後差分値を、前記イナーシャ値に応じて異なる変動値とする、
   ことを特徴とする制御装置。
4. 請求項２に記載の制御装置であって、
   変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化する場合、前記参照用差分値が、前記調整後差分値となる
   ことを特徴とする制御装置。
5. 請求項２に記載の制御装置であって、
   変更対象の制御パラメータが、イナーシャ値に比例して変化しない場合、
   前記複数の異なるイナーシャ値のうち最大イナーシャ値および最小イナーシャ値に対応する調整後差分値はゼロであり、
   前記調整用の制御対象のイナーシャ値から最大イナーシャ値の間のイナーシャ値に対応する調整後差分値の絶対値は、イナーシャ値に比例して前記参照用差分値から減少し、
   最小イナーシャ値から前記調整用の制御対象のイナーシャ値の間のイナーシャ値に対応する調整後差分値の絶対値は、イナーシャ値に比例してゼロから前記参照用差分値まで増加する、
   ことを特徴とする制御装置。

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