JP2008210273A - Method of compensating friction, friction compensator, and motor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工作機械のテーブルなどの送り軸を駆動するモータの制御に係り、特に、テーブルに取り付けられた被加工物を加工する際に、送り軸の駆動方向を反転するときの摩擦力又は摩擦トルクを補償する摩擦補償方法、摩擦補償器及びモータ制御装置に関する。 The present invention relates to control of a motor that drives a feed shaft such as a table of a machine tool, and in particular, when machining a workpiece attached to a table, a frictional force when reversing the drive direction of the feed shaft or The present invention relates to a friction compensation method for compensating friction torque, a friction compensator, and a motor control device.
工作機械で2軸円弧補間運動をさせるモータの制御では、まず、モータによって送り運動される移動体の位置検出信号と位置指令信号とが一致するようにモータの速度指令信号を生成し、次に、モータの速度検出信号と速度指令信号とが一致するようにトルク指令信号を生成し、このトルク指令信号に基づいてモータのトルクを制御する方式が一般に採られている。 In the control of a motor that performs a two-axis circular interpolation motion on a machine tool, first, a motor speed command signal is generated so that the position detection signal and the position command signal of a moving body fed by the motor coincide with each other. In general, a method is used in which a torque command signal is generated so that the motor speed detection signal and the speed command signal coincide with each other, and the motor torque is controlled based on the torque command signal.
このようなモータの制御では、モータの回転方向を反転させるとき、通常、機械は即座に反転することができない。これは、送り駆動機構の摩擦の影響のためで、円弧切削を行っているときに象限が変わると、実際の運動の軌跡が指令軌跡よりも外側に出てしまい軌跡に膨らみを生じる。この現象は象限突起と呼ばれており、輪郭加工精度低下の一因となっている。 In such motor control, when the motor rotation direction is reversed, usually the machine cannot be reversed immediately. This is due to the friction of the feed drive mechanism, and if the quadrant changes during arc cutting, the actual motion trajectory goes out of the command trajectory, causing the trajectory to bulge. This phenomenon is called quadrant protrusion and contributes to a decrease in contour processing accuracy.
このような現象が起こるのは、運動方向が反転すると摩擦力又は摩擦トルクの分だけトルク指令を反転させる必要があるが、トルク指令信号を生成する速度ループの応答性による遅れがあるため、送り軸が一時停止するためであると考えられている。ここで、摩擦力と摩擦トルクとは送り駆動機構の構成によって決まる係数を乗算することによって一義的に変換できるので、以下の説明では摩擦力と摩擦トルクとを同様な意味で用いることとする。 This phenomenon occurs because when the direction of motion is reversed, it is necessary to reverse the torque command by the amount of friction force or friction torque, but there is a delay due to the responsiveness of the speed loop that generates the torque command signal. This is thought to be because the axis is temporarily stopped. Here, since the friction force and the friction torque can be uniquely converted by multiplying by a coefficient determined by the configuration of the feed drive mechanism, the friction force and the friction torque are used in the same meaning in the following description.
上述した象限突起を減じるために、下記の特許文献1には、速度と摩擦力との関係を数式で表現し、あらかじめそのパラメータを決定しておくとともに、エンコーダにより測定された位置情報を常に監視して運動方向が反転する地点を検出し、この運動方向の反転が検出された場合には、異常応答の期間中あらかじめ設定されたパラメータに従う補償値を速度指令に加算することによって、摩擦力による影響をうち消す方法が開示されている。
In order to reduce the above-mentioned quadrant projections, the following
また、下記の特許文献2には、運動方向が反転した地点からある移動量aに達するまでは位置制御器から出力される速度指令に運動方向を反転する直前の速度制御系の積分器の出力を目標値とした補償値を、移動量b(>a)から移動量c(>b)までは反転時の加速度により決まる補償値を印加する方法が開示されている。
Further, in
また、下記の特許文献3には、位置制御器からの出力である速度指令からモータの回転方向を判定し、さらに速度又は加速度に対する不感帯を持たせて補償値を出力し、この補償値を速度制御器からの出力であるトルク指令に加算することによって、運動方向反転時における摩擦力の影響を補償する方法が開示されている。
Further, in
また、下記の非特許文献1には、ボールねじの回転方向が反転する際に速度制御系の積分要素の符号を反転させ、モータの電機子電流を反転させることによって、運動方向反転時のトルクの急激な変化による影響を補正する方法が開示されている。
また、下記の非特許文献2には、運動開始時又は運動方向反転時において、負荷が動き出すまで電流指令にある一定の補正値を加え、動き出したことを検出したら補正値をゼロにする方法が開示されている。
Non-Patent
また、下記の非特許文献3には、円運動時に摩擦力の影響によって生じる象限突起の大きさを解析的に計算する方法を開発し、計算された突起量に基づいてサーボ系の位置指令を修正することによって補正を行う方法が開示されている。
しかしながら、上述した特許文献1、2、3及び非特許文献2に開示された方法では、運動の速度や加速度に合わせて各パラメータを調整し、メモリに記憶させておく必要があり、これらのパラメータの調整は経験と勘によって行われるため、補正を効果的に働かせるためには、調整に膨大な時間を費やさなければならないという問題があった。
However, in the methods disclosed in
また、上述した特許文献2及び非特許文献2に開示された方法では、運動方向を反転する直前における速度制御系の積分器の出力を摩擦力として補償を行っているが、運動方向を反転する直前には加速度が最大となり、これによって慣性力も最大になっているので、高加速度運動時にはこれらの文献に開示された方法を適用することができないという問題があった。
In the methods disclosed in
また、上述した非特許文献3に開示された方法では、サーボ系の動特性が無視できるものとして運動誤差の解析をしているため、速度や加速度が大きく、動特性が無視できない場合には、正確な突起量を計算することができなくなるという問題があった。
In the method disclosed in
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、運動方向を反転する前後の速度や加速度に影響されることなく、摩擦力又は摩擦トルクを高精度で推定することができるとともに、パラメータの調整に要する時間を大幅に短縮することができる摩擦補償方法及び摩擦補償器を提供することにある。
本発明の他の目的は、工作機械で2軸円弧補間運動をさせる場合の運動精度を大幅に改善することができるモータ制御装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to estimate the frictional force or the frictional torque with high accuracy without being affected by the speed and acceleration before and after reversing the direction of motion. It is another object of the present invention to provide a friction compensation method and a friction compensator that can reduce the time required for parameter adjustment.
Another object of the present invention is to provide a motor control device capable of greatly improving the motion accuracy when performing a biaxial circular interpolation motion on a machine tool.
上記の目的を達成するために、本発明は、モータによって送り運動される移動体の位置検出信号と位置指令信号とが一致するように前記モータの速度指令信号を生成し、前記モータの速度検出信号と前記速度指令信号とが一致するようにトルク指令信号を生成し、前記トルク指令信号に基づいて前記モータのトルクを制御するに当たり、前記モータの回転方向を反転させる際に発生する摩擦力又は摩擦トルクを補償する摩擦補償信号を生成して前記トルク指令信号の補正値とする摩擦補償方法において、
前記移動体が送り運動される制御系のモデルを用いて、前記位置指令信号に対応する前記移動体の実位置を推定して実位置信号を生成するステップと、
前記実位置信号を微分して速度信号とし、前記速度信号を積分して実位置信号を復元するとともに、前記速度信号の符号が反転するときに積分値をゼロにリセットして前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成し、その絶対値を求めるステップと、
前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて、絶対値で表された前記変位信号の関数として摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、前記変位に対する変化率に前記速度信号を乗算して摩擦力又は摩擦トルクの時間に対する変化率を算出し、前記時間に対する変化率を積分することによって摩擦力又は摩擦トルクを推定するステップと、
前記トルク制御器に入力されるトルク指令信号から実際に出力されるモータのトルクまでの特性をモデル化し、そのモデルの伝達関数の逆関数を前記推定された摩擦力又は摩擦トルクに乗算して前記摩擦補償信号を生成するステップとを、
備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention generates a speed command signal of the motor so that a position detection signal of the moving body fed by the motor and a position command signal coincide with each other, and detects the speed of the motor. Generating a torque command signal so that the signal and the speed command signal match, and controlling the torque of the motor based on the torque command signal, the frictional force generated when reversing the rotation direction of the motor or In the friction compensation method for generating a friction compensation signal for compensating the friction torque and making the correction value of the torque command signal,
Generating a real position signal by estimating a real position of the mobile body corresponding to the position command signal using a model of a control system in which the mobile body is fed;
Differentiating the actual position signal into a speed signal, integrating the speed signal to restore the actual position signal, and resetting the integrated value to zero when the sign of the speed signal is reversed, the moving body moves Generating a displacement signal from a position that reverses the direction and obtaining an absolute value thereof;
Using a model representing the relationship between the displacement from the position where the moving body reverses the direction of motion and the frictional force or frictional torque, changes to the displacement of the frictional force or frictional torque as a function of the displacement signal expressed in absolute value Obtaining a rate, multiplying the rate of change with respect to the displacement by the speed signal to calculate a rate of change of friction force or friction torque with respect to time, and estimating the friction force or friction torque by integrating the rate of change with respect to time When,
The characteristics from the torque command signal input to the torque controller to the motor torque actually output are modeled, and the estimated friction force or friction torque is multiplied by the inverse function of the transfer function of the model. Generating a friction compensation signal;
It is characterized by having.
また、本発明は、モータによって送り運動される移動体の位置検出信号と位置指令信号とが一致するように前記モータの速度指令信号を生成し、前記モータの速度検出信号と前記速度指令信号とが一致するようにトルク指令信号を生成し、前記トルク指令信号に基づいて前記モータのトルクを制御するに当たり、前記モータの回転方向を反転させる際に発生する摩擦力又は摩擦トルクを補償する摩擦補償信号を生成して前記トルク指令信号の補正値とする摩擦補償器において、
前記移動体が送り運動される制御系のモデルを用いて、前記位置指令信号に対応する前記移動体の実位置を推定して実位置信号を生成する手段と、
前記実位置信号を微分して速度信号とし、前記速度信号を積分して実位置信号を復元するとともに、前記速度信号の符号が反転するときに積分値をゼロにリセットして前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成し、その絶対値を求める手段と、
前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて、絶対値で表された前記変位信号の関数として摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、前記変位に対する変化率に前記速度信号を乗算して摩擦力又は摩擦トルクの時間に対する変化率を算出し、前記時間に対する変化率を積分することによって摩擦力又は摩擦トルクを推定する手段と、
前記トルク制御器に入力されるトルク指令信号から実際に出力されるモータのトルクまでの特性をモデル化し、そのモデルの伝達関数の逆関数を前記推定された摩擦力又は摩擦トルクに乗算して前記摩擦補償信号を生成する手段とを、
備えたことを特徴とする。
Further, the present invention generates a speed command signal of the motor so that a position detection signal and a position command signal of a moving body fed and moved by the motor match, and the motor speed detection signal, the speed command signal, Friction compensation that generates a torque command signal so as to match, and compensates the frictional force or friction torque generated when reversing the rotation direction of the motor when controlling the torque of the motor based on the torque command signal In the friction compensator that generates a signal and sets the correction value of the torque command signal,
Means for estimating an actual position of the moving body corresponding to the position command signal and generating an actual position signal using a model of a control system in which the moving body is fed;
Differentiating the actual position signal into a speed signal, integrating the speed signal to restore the actual position signal, and resetting the integrated value to zero when the sign of the speed signal is reversed, the moving body moves Means for generating a displacement signal from a position that reverses the direction and obtaining the absolute value thereof;
Using a model representing the relationship between the displacement from the position where the moving body reverses the direction of motion and the frictional force or frictional torque, changes to the displacement of the frictional force or frictional torque as a function of the displacement signal expressed in absolute value Means for calculating a rate of change, calculating a rate of change of friction force or friction torque with respect to time by multiplying the rate of change with respect to the displacement by the speed signal, and estimating the friction force or friction torque by integrating the rate of change with respect to time When,
The characteristics from the torque command signal input to the torque controller to the motor torque actually output are modeled, and the estimated friction force or friction torque is multiplied by the inverse function of the transfer function of the model. Means for generating a friction compensation signal;
It is characterized by having.
また、本発明は、モータによって送り運動される移動体の位置検出信号と位置指令信号とが一致するように前記モータの速度指令信号を生成する位置制御器と、前記モータの速度検出信号と前記速度指令信号とが一致するようにトルク指令信号を生成する速度制御器と、前記モータの回転方向を反転させる際に発生する摩擦力を補償する摩擦補償信号を生成する摩擦補償器と、前記トルク指令信号と前記摩擦補償信号とを加算した値に基づいて前記モータのトルクを制御するトルク制御器とを備えたモータ制御装置において、
前記摩擦補償器は、
前記移動体が送り運動される制御系のモデルを用いて、前記位置指令信号に対応する前記移動体の実位置を推定して実位置信号を生成する手段と、
前記実位置信号を微分して速度信号とし、前記速度信号を積分して実位置信号を復元するとともに、前記速度信号の符号が反転するときに積分値をゼロにリセットして前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成し、その絶対値を求める手段と、
前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて、絶対値で表された前記変位信号の関数として摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、前記変位に対する変化率に前記速度信号を乗算して摩擦力又は摩擦トルクの時間に対する変化率を算出し、前記時間に対する変化率を積分することによって摩擦力又は摩擦トルクを推定する手段と、
前記トルク制御器に入力されるトルク指令信号から実際に出力されるモータのトルクまでの特性をモデル化し、そのモデルの伝達関数の逆関数を前記推定された摩擦力又は摩擦トルクに乗算して前記摩擦補償信号を生成する手段とを、
含んでいることを特徴とする。
In addition, the present invention provides a position controller that generates a speed command signal for the motor so that a position detection signal and a position command signal of a moving body that are moved by a motor match, a speed detection signal for the motor, A speed controller that generates a torque command signal so as to match the speed command signal, a friction compensator that generates a friction compensation signal that compensates for a friction force generated when the rotational direction of the motor is reversed, and the torque In a motor control device comprising a torque controller for controlling the torque of the motor based on a value obtained by adding a command signal and the friction compensation signal,
The friction compensator is:
Means for estimating an actual position of the moving body corresponding to the position command signal and generating an actual position signal using a model of a control system in which the moving body is fed;
Differentiating the actual position signal into a speed signal, integrating the speed signal to restore the actual position signal, and resetting the integrated value to zero when the sign of the speed signal is reversed, the moving body moves Means for generating a displacement signal from a position that reverses the direction and obtaining the absolute value thereof;
Using a model representing the relationship between the displacement from the position where the moving body reverses the direction of motion and the frictional force or frictional torque, changes to the displacement of the frictional force or frictional torque as a function of the displacement signal expressed in absolute value Means for calculating a rate of change, calculating a rate of change of friction force or friction torque with respect to time by multiplying the rate of change with respect to the displacement by the speed signal, and estimating the friction force or friction torque by integrating the rate of change with respect to time When,
The characteristics from the torque command signal input to the torque controller to the motor torque actually output are modeled, and the estimated friction force or friction torque is multiplied by the inverse function of the transfer function of the model. Means for generating a friction compensation signal;
It is characterized by including.
本発明に係る摩擦補償方法及び摩擦補償器によれば、移動体の実位置信号を微分して速度信号を求め、この速度信号を積分することによって移動体が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成してその絶対値を求め、変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、この変位に対する変化率に速度信号を乗算して時間に対する変化率を求め、この時間に対する変化率を積分して摩擦力又は摩擦トルクを推定しているので、運動方向を反転する前後の速度や加速度に影響されることなく、摩擦力又は摩擦トルクを高精度で推定することができる。 According to the friction compensation method and the friction compensator according to the present invention, the velocity signal is obtained by differentiating the actual position signal of the moving body, and the displacement from the position where the moving body reverses the movement direction by integrating the speed signal. A signal is generated and its absolute value is obtained. Using a model representing the relationship between displacement and friction force or friction torque, the rate of change of the friction force or friction torque with respect to the displacement is obtained, and the rate of change with respect to this displacement is multiplied by the speed signal. Thus, the rate of change with respect to time is obtained, and the rate of change with respect to time is integrated to estimate the friction force or friction torque. The friction torque can be estimated with high accuracy.
また、本発明に係る摩擦補償方法及び摩擦補償器によれば、移動体の実位置を推定するモデル、変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデル、及びトルク指令信号からモータのトルクまでのモデルの各パラメータは既知のものが多く、実質的に調整が必要なパラメータは少ないため、従来のものと比較してパラメータの調整に要する時間を大幅に短縮することができる。 Further, according to the friction compensation method and the friction compensator according to the present invention, the model for estimating the actual position of the moving body, the model representing the relationship between the displacement and the friction force or the friction torque, and the torque command signal to the torque of the motor. Since many parameters of this model are already known and few parameters need to be adjusted substantially, the time required for parameter adjustment can be greatly reduced compared to the conventional model.
また、本発明に係るモータ制御装置によれば、上述したように、摩擦力又は摩擦トルクを高精度で推定することができる摩擦補償器を構成要素としているため、工作機械で2軸円弧補間運動をさせる場合の運動精度を大幅に改善することができる。 Further, according to the motor control device of the present invention, as described above, since the friction compensator capable of estimating the frictional force or the frictional torque with high accuracy is used as a constituent element, the biaxial circular interpolation motion is performed by the machine tool. It is possible to greatly improve the motion accuracy when performing
以下、本発明を図面に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る摩擦補償器及びこれを含むモータ制御装置の一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。図1において、モータ1によって送り運動される移動体としてのテーブル2は図示省略の直動案内機構によって移動可能に支持され、モータ1の回転運動が、ボールねじ3及びナット4を含む動力伝達機構を介して、テーブル2の直進運動に変換される。そこで、モータ1を制御することによってテーブル2の位置、速度及び加速度を制御することができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a friction compensator and a motor control apparatus including the same according to the present invention. In FIG. 1, a table 2 as a moving body fed by a
モータ1を制御するために、テーブル2にはその位置を検出するリニアエンコーダ(図示せず)が取り付けられ、モータ1にはその速度を検出するタコジェネレータ又はロータリーエンコーダ(図示せず)が取り付けられている。そして、位置制御器11は上位コントローラから加えられた位置指令信号と、リニアエンコーダにより検出されたテーブル2の位置検出信号とが一致するようにモータ1の速度指令信号を生成して速度制御器12に加える。速度制御器12は位置制御器11から加えられた速度指令信号と、タコジェネレータ又はロータリーエンコーダにより検出されたモータ1の速度検出信号とが一致するようにトルク指令信号を生成して加算器14に加える。摩擦補償器13は上位コントローラから加えられた位置指令信号に基づき、モータ1の回転方向を反転させる際に発生する摩擦力を補償する摩擦補償信号を生成して加算器14に加える。加算器14は速度制御器12から加えられたトルク指令信号と、摩擦補償器13から加えられた摩擦補償信号とを加算して摩擦補償されたトルク指令信号をトルク制御器としてのサーボアンプ15に加える。サーボアンプ15は摩擦補償されたトルク指令信号にできる限り忠実なトルクを発生するようにモータ1の電機子電流を制御する。
In order to control the
図1に示したモータ制御装置を構成する各構成要素のうち、位置制御器11、速度制御器12及びサーボアンプ15の構成及び動作については一般に広く知られているのでそれらの説明を省略し、本願発明に直接関連する摩擦補償器13の構成及び動作について、その原理を説明した後で詳細に説明することとする。
Among the components constituting the motor control device shown in FIG. 1, since the configurations and operations of the
図1に示したテーブル2の駆動機構における摩擦力は、テーブル2の運動方向が反転するとき、すなわちボールねじ3の回転方向が反転するときに急激に変化する。この変化に制御系の応答が対応できず、例えば直交する2つの軸を使って上述したように円弧補間運動を行って円弧切削を行うときに象限突起が発生する。摩擦補償器13は、テーブル2の運動方向反転時における摩擦力の影響を補正するためのものである。
The frictional force in the drive mechanism of the table 2 shown in FIG. 1 changes rapidly when the motion direction of the table 2 is reversed, that is, when the rotation direction of the
そこで、発明者はボールねじと直動転がり案内を用いた送り駆動系において、摩擦力が速度と加速度に影響されないと考えられる振幅50μm(マイクロメートル)、周期4s(秒)でテーブルを正弦波往復運動させ、その場合のモータトルクの時間的変化を測定したところ、モータトルクはモータ軸換算での非線形摩擦トルクとほぼ等しくなっていることが分かった。図2(a)はモータトルクに対応する摩擦トルクの時間的変化を示した図であり、この測定結果に基づいて横軸をテーブル変位、縦軸を摩擦トルクとしてプロットすると、図2(b)に示すような、変位と摩擦トルクの関係を示す線図が得られた。この図2(b)から明らかなように、変位が10μm以下の領域では変位と摩擦トルクは、ほぼ比例しており、変位が10μm〜40μmの領域での摩擦トルクは、ほぼ一定となる。また、帰り(復時)の運動でも同じ特性を示し、往復運動に応じて摩擦トルクはヒステリシスループを描く。 In view of this, the inventor in a feed drive system using a ball screw and a linear motion rolling guide, sine wave reciprocating a table with an amplitude of 50 μm (micrometer) and a period of 4 s (seconds) in which the friction force is considered to be unaffected by speed and acceleration. It was found that the motor torque was almost equal to the non-linear friction torque in terms of the motor shaft when the motor was moved and the temporal change of the motor torque was measured. FIG. 2A is a diagram showing a temporal change in the friction torque corresponding to the motor torque. When the horizontal axis is plotted as the table displacement and the vertical axis is plotted as the friction torque based on the measurement result, FIG. A diagram showing the relationship between displacement and friction torque as shown in FIG. As is apparent from FIG. 2B, the displacement and the friction torque are almost proportional in the region where the displacement is 10 μm or less, and the friction torque in the region where the displacement is 10 μm to 40 μm is substantially constant. In addition, the same characteristic is exhibited in the return (return) motion, and the friction torque draws a hysteresis loop according to the reciprocating motion.
速度と加速度の影響を受ける実際の運動では、図2(a)及び図2(b)に示すような摩擦トルクの変化に対して制御系が対応できず、運動誤差が発生してしまう。逆に、モータトルクを摩擦トルクの変化に完全に追従させれば、摩擦に起因する運動誤差を生じないサーボ系を実現することができる。 In the actual motion affected by the speed and acceleration, the control system cannot cope with the change of the friction torque as shown in FIGS. 2A and 2B, and a motion error occurs. Conversely, if the motor torque is made to completely follow the change of the friction torque, a servo system that does not cause a motion error due to friction can be realized.
本実施の形態は、図2(a)及び図2(b)に示すような摩擦特性を、下記(1)式によって運動方向の反転位置からの変位の関数としてモデル化する。
f=fc(2tanh(ax′)−1)sgn(x′) …(1)
ただし、
f :摩擦トルク[Nm]
x′:移動体が運動方向を反転する位置からの変位
a :移動体の微小変位領域における移動体の変位に対する摩擦力又は摩擦トルクの傾き
fc:移動体の変位が十分に大きいときの摩擦トルク[Nm]
sgn:符号関数(x′>0のとき+1、x′=0のとき0、x′<のとき−1)
である。そして、上記(1)式を使って正弦波往復運動時の摩擦トルクfを計算して得られた往復運動時の摩擦トルクの変化を図3(a)に、変位と摩擦トルクの関係を図3(b)にそれぞれ示す。この図3(a)及び図3(b)から明らかなように、上記(1)式によって、実際の摩擦トルクの変化を推定できることが分かる。
In this embodiment, the friction characteristics as shown in FIGS. 2A and 2B are modeled as a function of the displacement from the reversal position in the movement direction by the following equation (1).
f = f c (2 tanh (ax ′) − 1) sgn (x ′) (1)
However,
f: Friction torque [Nm]
x ′: Displacement from a position where the moving body reverses the moving direction a: Friction force or frictional torque gradient f c against the displacement of the moving body in a minute displacement region of the moving body f c : Friction when the displacement of the moving body is sufficiently large Torque [Nm]
sgn: sign function (+1 when x ′> 0, 0 when x ′ = 0, −1 when x ′ <)
It is. FIG. 3A shows the change in the friction torque during the reciprocating motion obtained by calculating the friction torque f during the sinusoidal reciprocating motion using the above equation (1), and shows the relationship between the displacement and the friction torque. Each is shown in 3 (b). As is clear from FIGS. 3A and 3B, it is understood that the actual change in the friction torque can be estimated from the above equation (1).
このように、上記(1)式によって、運動方向反転時の摩擦トルクの変化を事前に推定し、サーボ系のトルク指令信号を補正するための補正値とすれば、摩擦による影響を補償できると考えられる。しかしながら、サーボアンプ15及びモータ1のそれぞれの内部に存在する遅れ要素により、トルク指令信号を上記(1)式で補正して得られる摩擦補償されたトルク指令信号をサーボアンプ15に加えたとしても、モータ1から実際に出力されるトルクは違ったものになってしまう。一般に、サーボアンプ15とモータ1の遅れ要素は、図4のブロック線図で示すように、トルク指令フィルタ16と、電流ループ17とでモデル化される。図4中のTrはサーボアンプ15に加えられるトルク指令信号であり、Tmは実際に発生されるモータトルク[Nm]であり、Tfはトルク指令フィルタの時定数[s]、Tiは電流ループの時定数[s]、sはラプラス演算子である。
Thus, if the change in the friction torque at the time of reversal of the motion direction is estimated in advance by the above equation (1) and the correction value is used to correct the torque command signal of the servo system, the influence of friction can be compensated. Conceivable. However, even if a torque command signal subjected to friction compensation obtained by correcting the torque command signal by the above equation (1) is added to the
また、実際に測定された位置信号から上記(1)式によって摩擦トルクを計算すると、測定結果に含まれるノイズや量子化の影響による誤差が発生する。また、上位コントローラから加えられた位置指令信号から摩擦トルクを計算すると実際の位置は位置指令信号よりも遅れているため、トルク指令信号を補正するタイミングが合わなくなる。このほか、上記(1)式には符号関数sgnが含まれているため、実際の機械に適用すると、チャタリングが発生するという問題もある。 Further, when the friction torque is calculated from the actually measured position signal by the above equation (1), an error due to noise included in the measurement result or the influence of quantization occurs. Further, when the friction torque is calculated from the position command signal applied from the host controller, the actual position is delayed from the position command signal, so that the timing for correcting the torque command signal is not suitable. In addition, since the expression (1) includes the sign function sgn, there is a problem that chattering occurs when applied to an actual machine.
図5は上記の問題を解決する摩擦補償器13の詳細な構成を、関連する信号波形と併せて示したブロック図である。図5において、実位置推定部21は上位コントローラから加えられる位置指令信号を入力し、テーブル2が送り運動されるサーボ制御系のモデルを用いて、位置指令信号に対応するテーブル2の実位置を推定して実位置信号を生成するものである。この実位置推定部21には実位置信号を微分して速度信号として出力する微分器22が接続され、この微分器22には速度信号の符号が反転することを検出してリセット信号を出力する符号反転検出部23と、速度信号を積分して実位置信号を復元するとともに、符号反転検出部23からリセット信号が出力されるごとに、積分値をゼロにリセットしてテーブル2が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成する積分器24とが接続されており、さらに、積分器24にはその出力の絶対値を求める絶対値算出部25が接続されている。
FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of the
絶対値算出部25には、テーブル2が運動方向を反転する位置からの変位と摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて、絶対値で表された変位信号の関数として摩擦トルクの変位(位置)に対する変化率を求める摩擦特性推定部26が接続されている。この摩擦特性推定部26から出力される変位に対する変化率と、微分器22から出力される速度信号とを乗算して摩擦トルクの時間に対する変化率を算出する乗算器27が設けられている。この乗算器27の出力端には、摩擦トルクの時間に対する変化率を積分することによって摩擦トルクを推定する積分器28が設けられている。また、積分器28にはサーボアンプ15に入力されるトルク指令信号から実際に出力されるモータ1のトルクまでの特性をモデル化し、そのモデルの伝達関数の逆関数を推定された摩擦トルクに乗算して摩擦補償信号を生成する応答遅れ補償部29が接続されている。
The absolute
図6は応答遅れ補償部29の詳細な構成を示すブロック線図であり、係数ブロック31と、微分ブロック32と、加算器33と、微分ブロック34と、加算器35とで構成されている。図6中、fe(t)は推定された摩擦トルク[Nm]であり、Tfは前述したトルク指令フィルタの時定数[s]、Tiは前述した電流ループの時定数[s]、sは前述したラプラス演算子である。また、Trgはトルク指令信号からトルクへの変換定数である。
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the response
上記のように構成された摩擦補償器13の動作について以下に説明する。まず、図示省略の上位コントローラから位置指令信号rが加えられると、実位置推定部21は下記(2)式に従ってテーブル2の実位置を推定して実位置信号xe(t)を生成する。
xe(t)={1/(Tcs+1)}r …(2)
ただし、
Tc:サーボ系全体の遅れ時定数
s :ラプラス演算子
である。
The operation of the
x e (t) = {1 / (T c s + 1)} r (2)
However,
T c : Delay time constant of the entire servo system s: Laplace operator.
実位置推定部21で生成された実位置信号xe(t)は微分器22で微分されて速度信号dxe/dtとして出力され、符号反転検出部23、積分器24及び乗算器27に加えられる。符号反転検出部23は速度信号dxe/dtの符号が反転することを検出してリセット信号を出力する。積分器24は速度信号dxe/dtを積分することによって再び位置信号を出力するが、符号反転検出部23からリセット信号が加えられるごとにリセットされるため、運動方向を反転する位置からの変位信号±x′として出力する。絶対値算出部25は変位信号±x′の絶対値を求め変位信号x′を出力する。摩擦特性推定部26は変位信号x′の関数として変位に対する摩擦トルクの変化率、すなわち摩擦特性を下記の(3)式で演算する。(3)式は上記の(1)式を変位信号xeで1階微分したものである。
dfe/dxe=2afc{1−tanh2(axe)} (3)
Actual position signals generated by the actual position estimator 21 x e (t) is output as the speed signal dx e / dt is differentiated by
df e / dx e = 2af c {1-tanh 2 (ax e )} (3)
(3)式で得られた変位に対する摩擦トルクの変化率dfe/dxeと、微分器22から出力された速度信号dxe/dtとを乗算すれば、摩擦トルクの推定値の微分値となる。そこで、乗算器27は下記の(4)式の演算を行う。
dfe/dt=(dfe/dxe)・(dxe/dt) (4)
If the rate of change df e / dx e of the friction torque with respect to the displacement obtained by the equation (3) is multiplied by the speed signal dx e / dt output from the
df e / dt = (df e / dx e ) · (dx e / dt) (4)
次に、積分器28は摩擦トルクの推定値の微分値dfe/dtを積分して摩擦トルクの推定値fe(t)を算出する。応答遅れ補償部29は摩擦トルクの推定値fe(t)に対して応答遅れ補償を行って摩擦補償信号を生成する。サーボアンプ15及びモータ1の遅れ要素が図4のようにモデル化される場合、応答遅れ補償部29は図6のブロック線図に示すように構成される。すなわち、トルク指令信号から実際に出力されるモータのトルクまでの特性を示す伝達関数の逆関数を推定された摩擦トルクfe(t)に乗算して摩擦補償信号を生成する。図6中、Tfはトルク指令フィルタの時定数[s]、Tiは電流ループの時定数[s]、sはラプラス演算子であり、Trgはトルク指令信号から摩擦トルクへの変換定数である。
Next, the
次に、上述したモータ位置制御装置の効果を確認するため、本発明を適用せずに円弧補間運動を行った場合と、本発明を適用して円弧補間運動を行った場合とを比較することとする。図7は円弧補間運動を行わせるモータ制御装置の概略構成を示す斜視図であり、XYテーブル41をX方向及びY方向に駆動するサーボモータ42が、それぞれX軸サーボアンプ43及びY軸サーボ増幅器44を介して、パーソナルコンピュータ(以下、PCと略記する)50に接続されている。また、XYテーブル41のX方向の位置及びY方向の位置をそれぞれ検出するために2台のリニアエンコーダ45が設けられている。PC50はDSP(Digital signal Processor)機能を有し、図1に示した位置制御器11、速度制御器12、摩擦補償器13の各機能を持たせている。
Next, in order to confirm the effect of the motor position control device described above, the case where the circular interpolation motion is performed without applying the present invention and the case where the circular interpolation motion is performed by applying the present invention are compared. And FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of a motor control device that performs circular interpolation motion.
初めに、従来のモータ制御装置(例えば、部分的モデルマッチング法(北森俊行:制御対象の部分的知識に基づく制御系の設計法、計測自動制御学会論文集、第15巻、第4号、(1979)、pp549〜555)を用いる具体的な設計法(井出裕、佐藤隆太、堤正臣:部分的モデルマッチング法による送り駆動系の制御系設計法、2005年度精密工学会春期大会学術講演会講演論文集、(2005)、pp1133〜1134)によって各サーボゲインを調整するもの)を用いて円弧補間運動を行った場合の誤差を調べた結果を図8に示す。図8は理想的な円弧軌跡と実際の軌跡との誤差を1000倍に拡大して表示している。このうち、図8(a)は送り速度を3m/min、半径を25mmとした場合の円弧軌跡であり、図8(b)は送り速度を6m/min、半径を25mmとした場合の円弧軌跡であり、図8(c)は送り速度を3m/min、半径を10mmとした場合の円弧軌跡である。図8(a)、(b)、(c)に示した結果のすべてにおいて、0°、90°、180°、270°付近で突起状の軌跡誤差、すなわち象限突起が生じている。このうち、0°及び180°ではX軸の運動方向が反転しており、90°及び270°ではY軸の運動方向が反転している。各反転位置付近における突起状の軌跡誤差は、運動方向反転時の摩擦力の変化に対するサーボ系の応答が円弧軌跡上に現れたものである。 First, a conventional motor control device (for example, partial model matching method (Toshiyuki Kitamori: control system design method based on partial knowledge of controlled object, Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol. 15, No. 4, ( 1979), pp 549 to 555) (Yuide Ide, Ryuta Sato, Masaomi Tsutsumi: Control system design of feed drive system by partial model matching method, 2005 JSPE Spring Conference Lecture Meeting FIG. 8 shows the result of examining the error when circular interpolation motion is performed using the paper collection, (2005), pp 1133 to 1134). FIG. 8 shows the error between the ideal arc locus and the actual locus magnified 1000 times. Of these, FIG. 8A shows an arc locus when the feed rate is 3 m / min and the radius is 25 mm, and FIG. 8B shows an arc locus when the feed rate is 6 m / min and the radius is 25 mm. FIG. 8C shows an arc locus when the feed rate is 3 m / min and the radius is 10 mm. In all of the results shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, protrusion-like trajectory errors, that is, quadrant protrusions are generated around 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. Among these, the movement direction of the X axis is reversed at 0 ° and 180 °, and the movement direction of the Y axis is reversed at 90 ° and 270 °. The protrusion-like trajectory error in the vicinity of each reversal position is a response of the servo system to the change in the frictional force at the time of reversing the motion direction on the circular arc trajectory.
次に、本発明に係る摩擦補償器を適用して円弧補間運動を行った場合の誤差を調べた結果を図9に示す。図9(a)、(b)、(c)はそれぞれ図8(a)、(b)、(c)に結果が示された場合と同一の速度及び半径で円弧補間運動を行った結果である。図9(a)、(b)、(c)に示した結果のすべてにおいて、0°、90°、180°、270°付近における突起状の軌跡誤差がなくなっており、運動精度が大幅に改善されていることが分かる。 Next, FIG. 9 shows the result of examining the error when the circular interpolation motion is performed by applying the friction compensator according to the present invention. FIGS. 9A, 9B, and 9C show the results of circular interpolation motion at the same speed and radius as those shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, respectively. is there. In all of the results shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, the protrusion-like trajectory errors in the vicinity of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° are eliminated, and the motion accuracy is greatly improved. You can see that.
なお、本発明に係る摩擦補償器では、サーボ系の遅れ時定数Tc、モータ軸換算の摩擦トルクfc、摩擦トルクの立ち上がり係数a、トルク指令フィルタの時定数Tf、電流ループの時定数Ti及びトルク指令からトルクへの変換定数Trgの6個のパラメータを1度設定すれば、円弧運動の半径や送り速度が変化してもパラメータを再調整する必要はない。また、摩擦に関するパラメータ、すなわち、モータ軸換算の摩擦トルクfc及び摩擦トルクの立ち上がり係数a以外のパラメータは既知である場合が多いので、実質的に調整が必要なパラメータはfcとaの2つだけである。したがって、従来の摩擦補償器と比較してパラメータの調整に要する時間を大幅に短縮することができる。 In the friction compensation unit according to the present invention, delay time constant T c of the servo system, the friction torque f c of the motor shaft conversion, the rising coefficient of friction torque a, constant T f time of the torque command filter, the time constant of the current loop If the six parameters of T i and the torque command-to-torque conversion constant T rg are set once, it is not necessary to readjust the parameters even if the radius of the circular motion and the feed rate change. Also, parameters related to friction, namely, the case parameters other than the rising coefficient a of the friction torque f c and friction torque of the motor shaft conversion is known there are many, are substantially adjustment is necessary parameters f c and a 2 There is only one. Therefore, the time required for parameter adjustment can be greatly reduced as compared with the conventional friction compensator.
本発明に係る摩擦補償器によれば、摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、この変位に対する変化率に速度信号を乗算して時間に対する変化率を求め、この時間に対する変化率を積分して摩擦力又は摩擦トルクを推定しているので、運動方向を反転する前後の速度や加速度に影響されることなく、摩擦力又は摩擦トルクを高精度で推定することができるため、この摩擦補償器を要素としてモータ制御装置を構成すれば、数値制御工作機械、3次元測定機、半導体製造関連装置及びロボットの運動精度を向上させることができる。 According to the friction compensator according to the present invention, the rate of change with respect to the displacement of the friction force or the friction torque is obtained, the rate of change with respect to this displacement is multiplied by the speed signal to obtain the rate of change with respect to time, and the rate of change with respect to time is integrated Since the friction force or friction torque is estimated, the friction force or friction torque can be estimated with high accuracy without being affected by the speed and acceleration before and after the motion direction is reversed. If the motor control device is configured with the machine as an element, the motion accuracy of the numerically controlled machine tool, the three-dimensional measuring machine, the semiconductor manufacturing related device, and the robot can be improved.
1 モータ
2 テーブル
3 ボールねじ
4 ナット
11 位置制御器
12 速度制御器
13 摩擦補償器
14 加算器
15 サーボアンプ
16 トルク指令フィルタ
17 電流ループ
21 実位置推定部
22 微分器
23 符号反転検出部
24、28 積分器
25 絶対値算出部
26 摩擦特性推定部
27 乗算器
29 応答遅れ補償部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記移動体が送り運動される制御系のモデルを用いて、前記位置指令信号に対応する前記移動体の実位置を推定して実位置信号を生成するステップと、
前記実位置信号を微分して速度信号とし、前記速度信号を積分して実位置信号を復元するとともに、前記速度信号の符号が反転するときに積分値をゼロにリセットして前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成し、その絶対値を求めるステップと、
前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて、絶対値で表された前記変位信号の関数として摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、前記変位に対する変化率に前記速度信号を乗算して摩擦力又は摩擦トルクの時間に対する変化率を算出し、前記時間に対する変化率を積分することによって摩擦力又は摩擦トルクを推定するステップと、
前記トルク制御器に入力されるトルク指令信号から実際に出力されるモータのトルクまでの特性をモデル化し、そのモデルの伝達関数の逆関数を前記推定された摩擦力又は摩擦トルクに乗算して前記摩擦補償信号を生成するステップとを、
備えたことを特徴とする摩擦補償方法。 A speed command signal of the motor is generated so that a position detection signal of the moving body fed by the motor and a position command signal match, and a torque is set so that the speed detection signal of the motor matches the speed command signal. Generating a command signal, and controlling the torque of the motor based on the torque command signal, generating a friction compensation signal for compensating a frictional force or a friction torque generated when reversing the rotation direction of the motor, In the friction compensation method as the correction value of the torque command signal,
Generating a real position signal by estimating a real position of the mobile body corresponding to the position command signal using a model of a control system in which the mobile body is fed;
Differentiating the actual position signal into a speed signal, integrating the speed signal to restore the actual position signal, and resetting the integrated value to zero when the sign of the speed signal is reversed, the moving body moves Generating a displacement signal from a position that reverses the direction and obtaining an absolute value thereof;
Using a model representing the relationship between the displacement from the position where the moving body reverses the direction of motion and the frictional force or frictional torque, changes to the displacement of the frictional force or frictional torque as a function of the displacement signal expressed in absolute value Obtaining a rate, multiplying the rate of change with respect to the displacement by the speed signal to calculate a rate of change of friction force or friction torque with respect to time, and estimating the friction force or friction torque by integrating the rate of change with respect to time When,
The characteristics from the torque command signal input to the torque controller to the motor torque actually output are modeled, and the estimated friction force or friction torque is multiplied by the inverse function of the transfer function of the model. Generating a friction compensation signal;
A friction compensation method comprising:
速度と加速度に影響されない振幅及び周期で前記移動体を正弦波往復運動させたときの前記移動体の変位とモータトルクとの関係に基づいて、摩擦力又は摩擦トルクを前記移動体の変位の関数として表した近似式である請求項1に記載の摩擦補償方法。 The model representing the relationship between the displacement from the position where the moving body reverses the direction of motion and the frictional force or frictional torque,
Based on the relationship between the displacement of the moving body and the motor torque when the moving body is reciprocated in a sinusoidal wave with an amplitude and period that is not affected by speed and acceleration, a friction force or a friction torque is a function of the displacement of the moving body. The friction compensation method according to claim 1, which is an approximate expression expressed as:
前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位をx′、
前記移動体の微小変位領域における前記移動体の変位に対する摩擦力又は摩擦トルクの傾きをa、
前記移動体の変位が十分に大きいときの摩擦力又は摩擦トルクをfc、
符号関数をsgnとして、
前記近似式は、
f=fc(2tanh(ax′)−1)sgn(x′)
であり、摩擦力又は摩擦トルクの前記変位に対する変化率dfe/deを次式
dfe/de=2afc{1−tanh2(ax′)}
に従って求めることを特徴とする請求項2に記載の摩擦補償方法。 Friction force or the friction torque is f,
The displacement from the position where the moving body reverses the movement direction is represented by x ′,
The slope of the frictional force or frictional torque with respect to the displacement of the moving body in the minute displacement region of the moving body is a,
The friction force or the friction torque when the displacement of the moving body is sufficiently large is expressed as f c ,
Let the sign function be sgn,
The approximate expression is
f = f c (2 tanh (ax ′) − 1) sgn (x ′)
, And the frictional force or the following formula rate of change df e / d e relative to the displacement of the friction torque df e / d e = 2af c {1-tanh2 (ax ')}
The friction compensation method according to claim 2, wherein the friction compensation method is obtained according to:
前記移動体が送り運動される制御系のモデルを用いて、前記位置指令信号に対応する前記移動体の実位置を推定して実位置信号を生成する手段と、
前記実位置信号を微分して速度信号とし、前記速度信号を積分して実位置信号を復元するとともに、前記速度信号の符号が反転するときに積分値をゼロにリセットして前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成し、その絶対値を求める手段と、
前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて、絶対値で表された前記変位信号の関数として摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、前記変位に対する変化率に前記速度信号を乗算して摩擦力又は摩擦トルクの時間に対する変化率を算出し、前記時間に対する変化率を積分することによって摩擦力又は摩擦トルクを推定する手段と、
前記トルク制御器に入力されるトルク指令信号から実際に出力されるモータのトルクまでの特性をモデル化し、そのモデルの伝達関数の逆関数を前記推定された摩擦力又は摩擦トルクに乗算して前記摩擦補償信号を生成する手段とを、
備えたことを特徴とする摩擦補償器。 A speed command signal of the motor is generated so that a position detection signal of the moving body fed by the motor and a position command signal match, and a torque is set so that the speed detection signal of the motor matches the speed command signal. Generating a command signal, and controlling the torque of the motor based on the torque command signal, generating a friction compensation signal for compensating a frictional force or a friction torque generated when reversing the rotation direction of the motor, In the friction compensator used as the correction value of the torque command signal,
Means for estimating an actual position of the moving body corresponding to the position command signal and generating an actual position signal using a model of a control system in which the moving body is fed;
Differentiating the actual position signal into a speed signal, integrating the speed signal to restore the actual position signal, and resetting the integrated value to zero when the sign of the speed signal is reversed, the moving body moves Means for generating a displacement signal from a position that reverses the direction and obtaining the absolute value thereof;
Using a model representing the relationship between the displacement from the position where the moving body reverses the direction of motion and the frictional force or frictional torque, changes to the displacement of the frictional force or frictional torque as a function of the displacement signal expressed in absolute value Means for calculating a rate of change, calculating a rate of change of friction force or friction torque with respect to time by multiplying the rate of change with respect to the displacement by the speed signal, and estimating the friction force or friction torque by integrating the rate of change with respect to time When,
The characteristics from the torque command signal input to the torque controller to the motor torque actually output are modeled, and the estimated friction force or friction torque is multiplied by the inverse function of the transfer function of the model. Means for generating a friction compensation signal;
A friction compensator characterized by comprising.
前記摩擦補償器は、
前記移動体が送り運動される制御系のモデルを用いて、前記位置指令信号に対応する前記移動体の実位置を推定して実位置信号を生成する手段と、
前記実位置信号を微分して速度信号とし、前記速度信号を積分して実位置信号を復元するとともに、前記速度信号の符号が反転するときに積分値をゼロにリセットして前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位信号を生成し、その絶対値を求める手段と、
前記移動体が運動方向を反転する位置からの変位と摩擦力又は摩擦トルクとの関係を表すモデルを用いて、絶対値で表された前記変位信号の関数として摩擦力又は摩擦トルクの変位に対する変化率を求め、前記変位に対する変化率に前記速度信号を乗算して摩擦力又は摩擦トルクの時間に対する変化率を算出し、前記時間に対する変化率を積分することによって摩擦力又は摩擦トルクを推定する手段と、
前記トルク制御器に入力されるトルク指令信号から実際に出力されるモータのトルクまでの特性をモデル化し、そのモデルの伝達関数の逆関数を前記推定された摩擦力又は摩擦トルクに乗算して前記摩擦補償信号を生成する手段とを、
含んでいることを特徴とするモータ制御装置。 A position controller that generates the speed command signal of the motor so that the position detection signal and the position command signal of the moving body moved by the motor match, and the speed detection signal of the motor and the speed command signal match. A speed controller for generating a torque command signal, a friction compensator for generating a friction compensation signal for compensating a friction force generated when the rotational direction of the motor is reversed, the torque command signal and the friction compensation In a motor control device comprising a torque controller for controlling the torque of the motor based on a value obtained by adding the signal,
The friction compensator is:
Means for estimating an actual position of the moving body corresponding to the position command signal and generating an actual position signal using a model of a control system in which the moving body is fed;
Differentiating the actual position signal into a speed signal, integrating the speed signal to restore the actual position signal, and resetting the integrated value to zero when the sign of the speed signal is reversed, the moving body moves Means for generating a displacement signal from a position that reverses the direction and obtaining the absolute value thereof;
Using a model representing the relationship between the displacement from the position where the moving body reverses the direction of motion and the frictional force or frictional torque, changes to the displacement of the frictional force or frictional torque as a function of the displacement signal expressed in absolute value Means for calculating a rate of change, calculating a rate of change of friction force or friction torque with respect to time by multiplying the rate of change with respect to the displacement by the speed signal, and estimating the friction force or friction torque by integrating the rate of change with respect to time When,
The characteristics from the torque command signal input to the torque controller to the motor torque actually output are modeled, and the estimated friction force or friction torque is multiplied by the inverse function of the transfer function of the model. Means for generating a friction compensation signal;
A motor control device including the motor control device.
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