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JP2010178509A - Motor drive control device - Google Patents

Motor drive control device Download PDF

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JP2010178509A
JP2010178509A JP2009018617A JP2009018617A JP2010178509A JP 2010178509 A JP2010178509 A JP 2010178509A JP 2009018617 A JP2009018617 A JP 2009018617A JP 2009018617 A JP2009018617 A JP 2009018617A JP 2010178509 A JP2010178509 A JP 2010178509A
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章 田辺
Toru Takeyama
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a motor drive control device which can prevent the deterioration of control performance, without fail, and the unstable operation of a control system caused by the saturation of a control input. <P>SOLUTION: A reference position difference calculation section 4a calculates a reference position difference d for making the control input h coincide with a reference control input b, on the basis of a relationship between an output and an input of a control input calculation section 7. When the absolute value of the reference position difference d is smaller than the absolute value of a position difference e, a position correction amount calculating part 5a calculates a position correction amount f so that the position difference e coincides with the reference position difference d and outputs it; and when the absolute value of the reference position difference d is larger than the absolute value of the position difference e, the position correction amount calculation section sets the position correction amount f to zero and outputs it. A command value generating section 6a sets a corrected position difference g which is generated, by subtracting the position correction amount f from the position difference e, as an input signal of the control input calculating section 7. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、工作機械を駆動するのに使用されるサーボモータなどを駆動制御するモータ駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a motor drive control device that drives and controls a servomotor used to drive a machine tool.

一般に、サーボモータなどを駆動制御するモータ駆動制御装置では、モータの保護を目的として、入力可能な制御入力に制限を設けているので、制御入力制限を超えるような移動指令を与えると、制御入力の飽和が生じた際に出力応答にオーバーシュートを生じるワインドアップ現象により、制御性能劣化や制御系の不安定化を引き起こすことがある。そのため、従来では、この性能劣化の防止対策として、例えば、特許文献1に開示されているような制御入力制限に対する飽和対策を講じる必要があった。   In general, a motor drive control device that controls the drive of a servo motor, etc. has a limit on the control input that can be input for the purpose of protecting the motor, so if a movement command exceeding the control input limit is given, the control input Winding-up phenomenon that causes overshoot in the output response when saturation occurs may cause control performance degradation and control system instability. For this reason, conventionally, as a measure for preventing this performance deterioration, for example, it is necessary to take a saturation measure against the control input restriction as disclosed in Patent Document 1.

すなわち、特許文献1では、モータへの制御入力に制限を有する制御対象に対して、速度指令に一定の制限を設けることで、積分出力が過大になることを防止し、制御入力の飽和を防止する技術が開示されている。   That is, in Patent Document 1, by providing a certain restriction on the speed command for a controlled object having a restriction on the control input to the motor, the integral output is prevented from becoming excessive, and the control input is prevented from being saturated. Techniques to do this are disclosed.

特許第3994208号公報Japanese Patent No. 3994208

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、位置指令に対して速度指令に制限を設けることで制御入力が過剰にならないようにする対策を実施しているので、モータ速度が制限速度未満となる状態での飽和対策を行うことができなかった。   However, in the technique described in Patent Document 1, since measures are taken to prevent the control input from becoming excessive by limiting the speed command with respect to the position command, the motor speed becomes less than the limit speed. Saturation countermeasures in the state could not be taken.

また、制御入力制限と制限速度との関係が明確でないため、発生しうる制御入力の飽和を全て網羅できるように制限速度を設定しようとすると、小さな制限速度を設定する必要があり、移動時間が長くなる原因になっていた。   In addition, since the relationship between the control input limit and the speed limit is not clear, when setting the speed limit so as to cover all possible control input saturations, it is necessary to set a small speed limit and the travel time. It was the cause that became long.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、制御入力の飽和による制御性能劣化や制御系の不安定化を確実に防止できるモータ駆動制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a motor drive control device that can reliably prevent control performance deterioration and control system instability due to saturation of a control input.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、位置指令に基づき駆動制御するモータへの制御入力に制限を設けたモータ駆動制御装置において、少なくとも参照制御入力を入力とし、前記制御入力を算出する制御入力算出部の出力と入力との関係に基づいて、前記制御入力が前記参照制御入力に一致するための参照位置偏差を算出する参照位置偏差算出部と、前記位置指令と前記モータの検出された位置検出値との差分である位置偏差の絶対値と前記参照位置偏差の絶対値とを比較し、前記参照位置偏差の絶対値が前記位置偏差の絶対値よりも小さい場合は、前記位置偏差を補正する位置補正量を該位置偏差が前記参照位置偏差と一致するように算出して出力し、前記参照位置偏差の絶対値が前記位置偏差の絶対値よりも大きい場合は、前記位置偏差を補正する位置補正量をゼロにして出力する位置補正量算出部と、前記位置偏差から前記位置補正量を引き算して生成した修正位置補正量を前記制御入力算出部の入力信号とする指令値整形部とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides at least a reference control input as an input in a motor drive control device in which a control input to a motor that performs drive control based on a position command is limited. A reference position deviation calculating unit for calculating a reference position deviation for the control input to match the reference control input based on a relationship between an output and an input of a control input calculating unit that calculates a control input; and the position command; When the absolute value of the position deviation, which is a difference from the detected position detection value of the motor, is compared with the absolute value of the reference position deviation, and the absolute value of the reference position deviation is smaller than the absolute value of the position deviation Calculates and outputs a position correction amount for correcting the position deviation so that the position deviation matches the reference position deviation, and the absolute value of the reference position deviation is larger than the absolute value of the position deviation. A position correction amount calculation unit that outputs a position correction amount that corrects the position deviation as zero, and a corrected position correction amount that is generated by subtracting the position correction amount from the position deviation. And a command value shaping unit as an input signal.

本発明によれば、制御入力制限を考慮に入れたモータ駆動制御が実行可能となるので、制御入力の飽和による制御性能劣化や制御系の不安定化を確実に防止できるという効果を奏する。   According to the present invention, since it is possible to execute motor drive control in consideration of control input restriction, it is possible to reliably prevent control performance deterioration and control system instability due to saturation of the control input.

図1は、本発明の実施の形態1によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態2によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor drive control device according to Embodiment 2 of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態3によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the motor drive control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態4によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態5によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態6によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 6 of the present invention. 図7は、本発明の実施の形態7によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 7 of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態8によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the motor drive control apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. 図9は、本発明の実施の形態9によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 9 of the present invention.

以下に、本発明にかかるモータ駆動制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。   Embodiments of a motor drive control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。図1において、本実施の形態1によるモータ駆動制御装置1aは、位置指令生成装置2が出力する位置指令aに基づき、サーボモータ(以降、単に「モータ」という)3を制御入力制限の範囲内で駆動制御する構成として、参照位置偏差算出部4と、位置補正量算出部5aと、指令値整形部6aと、制御入力計算部7と、制御入力制限部8とを備えている。モータ3には、駆動位置を検出する位置検出器9が取り付けられている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, a motor drive control device 1a according to the first embodiment moves a servo motor (hereinafter simply referred to as “motor”) 3 within a control input restriction range based on a position command a output from a position command generation device 2. The drive position control unit includes a reference position deviation calculation unit 4, a position correction amount calculation unit 5a, a command value shaping unit 6a, a control input calculation unit 7, and a control input restriction unit 8. A position detector 9 for detecting the drive position is attached to the motor 3.

以下、これらの各要素の構成と動作について説明する。まず、制御入力制限部8は、モータ3などのアクチュエータや機械系(例えば、減速器の許容力)の特性に応じて設定された制御入力制限値に基づき、制御入力計算部7からの制御入力hに制限をかけるためのフィルタであり、制御入力hが、所定の制御入力制限値を超える場合に、制御入力hを所定の制御入力制限値でクランプし、その所定の制御入力制限値でクランプした制限後制御入力iをモータ3への駆動信号として出力する。   Hereinafter, the configuration and operation of each of these elements will be described. First, the control input restriction unit 8 is a control input from the control input calculation unit 7 based on a control input restriction value set according to the characteristics of an actuator such as the motor 3 or a mechanical system (for example, the allowable force of the speed reducer). This is a filter for limiting h. When the control input h exceeds a predetermined control input limit value, the control input h is clamped at the predetermined control input limit value and clamped at the predetermined control input limit value. The post-limit control input i is output as a drive signal to the motor 3.

なお、制御入力制限値としては、モータ特性に応じて予め設定しておいた固定制限値とする場合でもよく、制御対象のフィードバック情報から逐次計算した値を制限値とする場合でもよい。また、予め複数用意した制御入力制限値をモータの加減速状態に応じて、選択する場合でもよい。さらに、モータ3の加速度が正の場合には、正の値の制御入力制限を用い、加速度が負の場合には、負の値の制御入力制限を用いる場合でもよい。   The control input limit value may be a fixed limit value set in advance according to the motor characteristics, or may be a value sequentially calculated from feedback information to be controlled. Alternatively, a plurality of control input limit values prepared in advance may be selected according to the acceleration / deceleration state of the motor. Furthermore, when the acceleration of the motor 3 is positive, a positive control input limit may be used, and when the acceleration is negative, a negative control input limit may be used.

制御入力計算部7は、指令値整形部6aが出力する修正位置偏差gに基づき、モータ3への制御入力hを算出する。この制御入力計算部7は、従来、一般に用いられているフィードバック補償器(フィードバック制御器)で構成されている。具体的には、例えば、比例補償器(P補償器)や、比例積分補償器(PI補償器)で構成されている。   The control input calculation unit 7 calculates a control input h to the motor 3 based on the corrected position deviation g output from the command value shaping unit 6a. The control input calculation unit 7 is composed of a feedback compensator (feedback controller) that has been generally used. Specifically, for example, it is composed of a proportional compensator (P compensator) and a proportional-integral compensator (PI compensator).

つまり、制御入力計算部7は、モータ3への制御入力hを、位置偏差(修正位置偏差g)に対し、積分演算、微分演算、四則演算を施して計算する。したがって、制御入力hの計算方法は、特定されるものではなく、任意である。また、制御入力計算部7は、内部にマイナーループ(インナーループ)を有する制御系で構成されていてもよく、位置制御系の内側に速度制御系を入れ子にした制御系で構成されていてもよい。   That is, the control input calculation unit 7 calculates the control input h to the motor 3 by performing integral operation, differential operation, and four arithmetic operations on the position deviation (corrected position deviation g). Therefore, the calculation method of the control input h is not specified and is arbitrary. The control input calculation unit 7 may be configured by a control system having a minor loop (inner loop) inside, or may be configured by a control system in which a speed control system is nested inside the position control system. Good.

さて、参照位置偏差算出部4には、図1では、位置指令生成装置2が出力する位置指令aと、参照制御入力bと、位置検出器9が出力する位置検出値cとが入力されるとしてあるが、後述するように、参照制御入力bは基本的に必要であるのに対し、位置指令aと位置検出値cとは、制御入力計算部7での計算方法(内部構造)によって、不要である場合と必要である場合とがある。   In FIG. 1, the position command a output from the position command generator 2, the reference control input b, and the position detection value c output from the position detector 9 are input to the reference position deviation calculation unit 4. However, as will be described later, the reference control input b is basically necessary, whereas the position command a and the position detection value c are calculated by the calculation method (internal structure) in the control input calculation unit 7. There are cases where it is unnecessary and cases where it is necessary.

ここで、参照位置偏差算出部4に入力される参照制御入力bは、参照位置偏差dを計算するための設定値であり、制御入力制限部8で使用する制御入力制限値と同じ値、或いは制御入力制限値を定数倍した値である。なお、参照制御入力bとして用いる制御入力制限値は、予め複数用意した制御入力制限値をモータ3の加減速状態に応じて選択する場合の制御入力制限値でもよく、また、モータ3の回転方向に応じて使用する制御入力制限値の符号を切り替えて使用する場合の制御入力制限値でもよい。   Here, the reference control input b input to the reference position deviation calculation unit 4 is a set value for calculating the reference position deviation d, and is the same value as the control input limit value used by the control input limit unit 8 or It is a value obtained by multiplying the control input limit value by a constant. The control input limit value used as the reference control input b may be a control input limit value when a plurality of control input limit values prepared in advance are selected according to the acceleration / deceleration state of the motor 3, and the rotation direction of the motor 3 The control input limit value when the sign of the control input limit value to be used is switched according to the above.

参照位置偏差算出部4は、少なくとも所定の参照制御入力bに基づき、制御入力計算部7が算出した制御入力hに対する位置偏差(修正位置偏差g)の関係式を用いて、制御入力hが所定の参照制御入力bに一致するための位置偏差量である参照位置偏差dの算出を行う。   The reference position deviation calculation unit 4 uses a relational expression of the position deviation (corrected position deviation g) with respect to the control input h calculated by the control input calculation unit 7 based on at least a predetermined reference control input b, so that the control input h is predetermined. The reference position deviation d, which is a position deviation amount for matching the reference control input b, is calculated.

つまり、制御入力計算部7が修正位置偏差gから制御入力hを計算するのに対し、参照位置偏差算出部4では、参照制御入力(制御入力計算部の出力信号)から参照位置偏差(制御入力計算部の入力信号)の計算を行うものである。したがって、参照位置偏差算出部4は、制御入力計算部7が積分特性やインナーループ(マイナーループ)を有する場合には、積分特性の影響やマイナーループの影響を考慮した上で、参照制御入力bから参照位置偏差dの計算を行うことになる。   That is, the control input calculation unit 7 calculates the control input h from the corrected position deviation g, whereas the reference position deviation calculation unit 4 calculates the reference position deviation (control input) from the reference control input (output signal of the control input calculation unit). The input signal of the calculation unit) is calculated. Therefore, when the control input calculation unit 7 has an integral characteristic or an inner loop (minor loop), the reference position deviation calculation unit 4 considers the influence of the integral characteristic and the influence of the minor loop, and then the reference control input b Thus, the reference position deviation d is calculated.

以下に、参照位置偏差算出の一例を3つ示す。
(1)例えば、制御入力計算部7が比例補償器(P補償器)である場合は、参照位置偏差算出部4は、参照制御入力bのみを用いて参照位置偏差dの算出を行うことができる。この場合の制御入力計算部7の入出力関係は、制御入力U、比例ゲインKP、位置偏差DRPを用いて次の式(1)となる。
U=KP×DRP …(1)
Three examples of reference position deviation calculation are shown below.
(1) For example, when the control input calculation unit 7 is a proportional compensator (P compensator), the reference position deviation calculation unit 4 may calculate the reference position deviation d using only the reference control input b. it can. The input / output relationship of the control input calculation unit 7 in this case is expressed by the following expression (1) using the control input U, the proportional gain KP, and the position deviation DRP.
U = KP × DRP (1)

このとき、制御入力Uが参照制御入力TLMTに一致するための位置偏差である参照位置偏差DRP’は、制御入力計算部7の入力である修正位置偏差gに等しいので、制御入力計算部7の出力である制御入力Uを比例ゲインKPで除算することで、算出することが可能であり、次の式(2)となる。
DRP’=TLMT/KP …(2)
At this time, the reference position deviation DRP ′, which is a position deviation for the control input U to coincide with the reference control input TLMT, is equal to the corrected position deviation g which is an input of the control input calculation unit 7. It is possible to calculate by dividing the control input U, which is an output, by the proportional gain KP, and the following equation (2) is obtained.
DRP ′ = TLMT / KP (2)

(2)また、制御入力計算部7が比例積分補償器(PI補償器)である場合は、参照位置偏差算出部4は、参照制御入力bと位置指令aと位置検出値cとを用いて参照位置偏差dの算出を行う。この場合の制御入力計算部7の入出力関係は、制御入力U、比例ゲインKP、位置偏差DRP、積分ゲインKI、位置偏差DRPの時間積分値(累積値)DRP2を用いて次の式(3)となる。
U=KP×DRP+KI×DRP2 …(3)
(2) When the control input calculator 7 is a proportional integral compensator (PI compensator), the reference position deviation calculator 4 uses the reference control input b, the position command a, and the position detection value c. The reference position deviation d is calculated. The input / output relationship of the control input calculation unit 7 in this case is expressed by the following equation (3) using the control input U, the proportional gain KP, the position deviation DRP, the integral gain KI, and the time integral value (cumulative value) DRP2 of the position deviation DRP. )
U = KP × DRP + KI × DRP2 (3)

このとき、制御入力Uが参照制御入力TLMTに一致するための位置偏差DRP’は、後述するように制御入力計算部7の入力である修正位置偏差gに等しいので、制御入力計算部7の出力である制御入力Uから、比例積分補償器における積分成分(位置偏差信号を積分し、積分ゲインを乗じた値)を差し引いて、計算することが可能であり、次の式(4)となる。
DRP’=(TLMT―KPI×DRP2)/KP …(4)
ここで、DRP2は、位置指令aと位置検出値cとの差(位置偏差)を時間積分(累積)することで計算可能となる値である。
At this time, the position deviation DRP ′ for matching the control input U with the reference control input TLMT is equal to the corrected position deviation g which is an input of the control input calculation section 7 as will be described later. It is possible to calculate by subtracting the integral component in the proportional integral compensator (the value obtained by integrating the position deviation signal and multiplying by the integral gain) from the control input U, which is expressed by the following equation (4).
DRP ′ = (TLMT−KPI × DRP2) / KP (4)
Here, DRP2 is a value that can be calculated by time-integrating (accumulating) the difference (position deviation) between the position command a and the position detection value c.

(3)また、制御入力計算部7が、位置制御系と速度制御系とを有し、それぞれの補償器(制御器)が位置比例補償器(位置P補償器)と速度比例積分補償器(速度PI補償器)とで構成される場合は、参照位置偏差算出部4は、参照制御入力bと位置指令aと位置検出値cとを用いて参照位置偏差dの算出を行う。この場合の制御入力計算部7の入出力関係は、制御入力U、速度比例ゲインKV、比例ゲインKP、位置偏差DRP、速度検出値VFB、速度積分ゲインKI、速度偏差VDRPの時間積分値(累積値)VDRP2を用いて、次の式(5)となる。
U=KV×(KP×DRP―VFB)+KI×VDRP2 …(5)
(3) The control input calculation unit 7 includes a position control system and a speed control system, and each compensator (controller) includes a position proportional compensator (position P compensator) and a speed proportional integral compensator ( In the case of a configuration including a speed PI compensator, the reference position deviation calculation unit 4 calculates the reference position deviation d using the reference control input b, the position command a, and the position detection value c. In this case, the input / output relationship of the control input calculation unit 7 is as follows: the time integral value (accumulation) of the control input U, the speed proportional gain KV, the proportional gain KP, the position deviation DRP, the speed detection value VFB, the speed integral gain KI, and the speed deviation VDRP. Value) Using VDRP2, the following equation (5) is obtained.
U = KV × (KP × DRP−VFB) + KI × VDRP2 (5)

このとき、制御入力Uが参照制御入力TLMTに一致するための位置偏差DRP’は、後述するように制御入力計算部7の入力である修正位置偏差gと等しいので、制御入力計算部7の出力である制御入力Uから、速度制御器の積分成分と速度検出値を考慮に入れ、次の式(6)で演算可能である。
DRP’=((TLMT―KI×VDRP2)/KV+VFB)/KP …(6)
At this time, since the position deviation DRP ′ for the control input U to coincide with the reference control input TLMT is equal to the corrected position deviation g which is an input of the control input calculation section 7 as will be described later, the output of the control input calculation section 7 From the control input U, the integral component of the speed controller and the speed detection value can be taken into consideration and the calculation can be performed by the following equation (6).
DRP ′ = ((TLMT−KI × VDRP2) / KV + VFB) / KP (6)

ここで、速度偏差VDRPは、次の式(7)の関係式で表わすことができる。また、速度偏差累積値VDRP2は、式(7)の時間積分により算出することが可能である。そして、速度検出値VFBは、位置検出値cの時間微分により算出することが可能である。
VDRP=(KP×DRP―VFB) …(7)
Here, the speed deviation VDRP can be expressed by the following relational expression (7). Further, the speed deviation accumulated value VDRP2 can be calculated by time integration of Expression (7). The speed detection value VFB can be calculated by time differentiation of the position detection value c.
VDRP = (KP × DRP−VFB) (7)

なお、参照位置偏差算出部4で必要となる情報(位置偏差累積値や速度検出値、速度偏差累積値など)は、参照位置偏差算出部4内部の演算で生成する方法でもよく、制御入力計算部7の内部信号を用いる方法でもよい。   Information required by the reference position deviation calculation unit 4 (position deviation accumulated value, speed detection value, speed deviation accumulated value, etc.) may be generated by a calculation in the reference position deviation calculation unit 4 or by control input calculation. A method using the internal signal of the unit 7 may be used.

次に、指令値整形部6aは、2つの減算器11a,11bを備えている。減算器11aは、位置指令生成装置2が出力する位置指令aから位置検出器9が検出した位置検出値cを引き算して位置偏差eを出力する。減算器11bは、減算器11aが算出した位置偏差eから位置補正量算出部5aが算出した位置補正量fを引き算して修正位置偏差gを出力する。このように、指令値整形部6aは、位置指令aと位置検出値cとに基づいて位置偏差eを算出し、その算出した位置偏差eに位置補正量fを加味した修正位置偏差gを出力する。   Next, the command value shaping unit 6a includes two subtractors 11a and 11b. The subtractor 11a subtracts the position detection value c detected by the position detector 9 from the position command a output from the position command generation device 2 and outputs a position deviation e. The subtractor 11b subtracts the position correction amount f calculated by the position correction amount calculation unit 5a from the position deviation e calculated by the subtractor 11a, and outputs a corrected position deviation g. As described above, the command value shaping unit 6a calculates the position deviation e based on the position command a and the position detection value c, and outputs a corrected position deviation g obtained by adding the position correction amount f to the calculated position deviation e. To do.

次に、位置補正量算出部5aには、参照位置偏差算出部4から参照位置偏差dが入力され、指令値整形部6aから位置偏差eが入力される。位置補正量算出部5aは、位置偏差eを用いて制御入力hを計算し、併せて、参照位置偏差dと位置偏差eの各絶対値の大小比較を行う。位置補正量算出部5aは、その比較の結果、参照位置偏差dの絶対値が位置偏差eの絶対値よりも小さい場合には、計算した制御入力hは制御入力制限を受けると判断し、参照位置偏差dの絶対値が位置偏差eの絶対値よりも大きい場合には、計算した制御入力hは制御入力制限を受けないと判断する。   Next, the reference position deviation d is input from the reference position deviation calculation unit 4 and the position deviation e is input from the command value shaping unit 6a to the position correction amount calculation unit 5a. The position correction amount calculation unit 5a calculates the control input h using the position deviation e, and compares the absolute values of the reference position deviation d and the position deviation e with each other. When the absolute value of the reference position deviation d is smaller than the absolute value of the position deviation e as a result of the comparison, the position correction amount calculation unit 5a determines that the calculated control input h is subject to control input restriction, and is referred to If the absolute value of the position deviation d is greater than the absolute value of the position deviation e, it is determined that the calculated control input h is not subject to control input restrictions.

そして、位置補正量算出部5aは、その判断結果に応じて、位置偏差eを補正するための位置補正量fを次のように算出する。すなわち、位置補正量算出部5aは、参照位置偏差dの絶対値が位置偏差eの絶対値よりも小さい場合には、位置偏差eが参照位置偏差dに一致するように位置補正量fを算出する。つまり、位置偏差eから参照位置偏差dを引き算した値を位置補正量fとする。これによって、計算した制御入力hが制御入力制限を受ける場合は、指令値整形部6aの減算器11bから、参照位置偏差dに一致させた修正位置偏差gを出力することで、事前に制御入力飽和を回避することができる。   Then, the position correction amount calculation unit 5a calculates the position correction amount f for correcting the position deviation e as follows according to the determination result. That is, when the absolute value of the reference position deviation d is smaller than the absolute value of the position deviation e, the position correction amount calculation unit 5a calculates the position correction amount f so that the position deviation e matches the reference position deviation d. To do. That is, a value obtained by subtracting the reference position deviation d from the position deviation e is set as the position correction amount f. As a result, when the calculated control input h is subjected to control input restriction, the corrected position deviation g matched with the reference position deviation d is output from the subtractor 11b of the command value shaping unit 6a, so that the control input in advance Saturation can be avoided.

一方、位置補正量算出部5aは、参照位置偏差dの絶対値が位置偏差eの絶対値よりも大きい場合には、位置補正量fを値0にする。これによって、計算した制御入力hが制御入力制限を受けない場合は、指令値整形部6aの減算器11bから、通常通りに実際の位置偏差eに一致させた修正位置偏差gを出力することができる。   On the other hand, when the absolute value of the reference position deviation d is larger than the absolute value of the position deviation e, the position correction amount calculation unit 5a sets the position correction amount f to 0. As a result, when the calculated control input h is not subject to the control input restriction, the corrected position deviation g matched with the actual position deviation e can be output as usual from the subtractor 11b of the command value shaping unit 6a. it can.

以上のように動作する参照位置偏差算出部4aと位置補正量算出部5aと指令値整形部6aとの協働によって、制御入力hが制限を受けることを事前に予測できると、参照制御入力bと、既知の情報である制御入力計算部7の情報(制御入力hと位置偏差(修正位置偏差g)との関係)と、位置指令aと、位置検出値cとを用いて、制御入力hを参照制御入力bに一致させて、実位置偏差(位置ドループ、実位置ドループ)を修正することが行われる。特に、参照制御入力bと制御入力制限とを同一の値とする場合、制御入力hが制御入力制限値を越えないように位置偏差eを修正することが行われる。これによって、制御入力飽和を未然に防止することが可能となり、不安定化することなく、モータ3の駆動制御を行うことができる。   When it is predicted in advance that the control input h is restricted by the cooperation of the reference position deviation calculation unit 4a, the position correction amount calculation unit 5a, and the command value shaping unit 6a that operate as described above, the reference control input b Control input h using information of control input calculation unit 7 (relationship between control input h and position deviation (corrected position deviation g)), position command a, and position detection value c, which are known information. Is matched with the reference control input b to correct the actual position deviation (position droop, actual position droop). In particular, when the reference control input b and the control input limit are set to the same value, the position deviation e is corrected so that the control input h does not exceed the control input limit value. As a result, control input saturation can be prevented in advance, and drive control of the motor 3 can be performed without destabilization.

つまり、本実施の形態1によれば、モータへの制御入力に制限を設けたモータ駆動制御装置において、制御入力が制限を受けることを事前に予測して、制御入力の制限を考慮に入れたモータ駆動制御が実行可能となるので、ワインドアップ現象の発生を未然に防止することができ、制御入力飽和による性能劣化や不安定化を確実に防ぐことができる。   That is, according to the first embodiment, in the motor drive control device in which the control input to the motor is limited, the control input is predicted in advance and the control input limitation is taken into consideration. Since motor drive control can be executed, the occurrence of a windup phenomenon can be prevented in advance, and performance deterioration and instability due to control input saturation can be reliably prevented.

実施の形態2.
図2は、本発明の実施の形態2によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図2では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor drive control device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals are given to components that are the same as or equivalent to the components shown in FIG. 1 (Embodiment 1). Here, the description will be focused on the portion related to the second embodiment.

図2に示すように、本実施の形態2によるモータ駆動制御装置1bは、図1(実施の形態1)に示した構成において、符号を変えた位置補正量算出部5bおよび指令値整形部6bが設けられている。   As shown in FIG. 2, the motor drive control device 1 b according to the second embodiment includes a position correction amount calculation unit 5 b and a command value shaping unit 6 b with different signs in the configuration shown in FIG. 1 (first embodiment). Is provided.

指令値整形部6bは、2つの減算器12a,12bを備えているが、それぞれの減算内容は、指令値整形部6aと異なっている。減算器12aは、位置指令生成装置2が出力する位置指令aから位置補正量算出部5bが出力する位置補正量fを引き算して修正位置指令jを出力する。減算器12bは、減算器12aが出力する修正位置指令jから位置検出器9が出力する位置検出値cを引き算して修正位置偏差gを出力する。このように、指令値整形部6bは、位置指令aから位置補正量fを減算して位置指令の補正を行い、その補正した修正位置指令jから位置検出値cを減算して修正位置偏差gを出力する。   The command value shaping unit 6b includes two subtractors 12a and 12b, but the subtraction contents are different from the command value shaping unit 6a. The subtractor 12a subtracts the position correction amount f output from the position correction amount calculation unit 5b from the position command a output from the position command generation device 2, and outputs a corrected position command j. The subtractor 12b subtracts the position detection value c output from the position detector 9 from the corrected position command j output from the subtractor 12a, and outputs a corrected position deviation g. In this manner, the command value shaping unit 6b corrects the position command by subtracting the position correction amount f from the position command a, and subtracts the position detection value c from the corrected corrected position command j, thereby correcting the corrected position deviation g. Is output.

位置補正量算出部5bには、位置指令生成装置2が出力する位置指令aと参照位置偏差算出部4が出力する参照位置偏差dと位置検出器9が出力する位置検出値cとが入力される。つまり、位置補正量算出部5bは、位置補正量算出部5aとは異なり、位置偏差を内部で算出して、位置補正量fを算出する。   A position command a output from the position command generation device 2, a reference position deviation d output from the reference position deviation calculation unit 4, and a position detection value c output from the position detector 9 are input to the position correction amount calculation unit 5b. The That is, unlike the position correction amount calculation unit 5a, the position correction amount calculation unit 5b calculates the position correction amount f by calculating the position deviation internally.

すなわち、位置補正量算出部5bは、位置指令aと位置検出値cとの差分を取って位置偏差を求め、その算出した位置偏差を用いて制御入力hを計算し、併せて、その算出した位置偏差と参照位置偏差dとの各絶対値の大小比較を行う。比較の結果、参照位置偏差dの絶対値が算出した位置偏差の絶対値よりも小さい場合には、計算した制御入力hは制御入力制限を受けると判断し、参照位置偏差dの絶対値が算出した位置偏差の絶対値よりも大きい場合には、計算した制御入力hは制御入力制限を受けないと判断する。   That is, the position correction amount calculation unit 5b obtains a position deviation by taking the difference between the position command a and the position detection value c, calculates the control input h using the calculated position deviation, and also calculates the calculated value. The absolute values of the position deviation and the reference position deviation d are compared in magnitude. If the absolute value of the reference position deviation d is smaller than the calculated absolute value of the position deviation as a result of the comparison, it is determined that the calculated control input h is subject to control input restriction, and the absolute value of the reference position deviation d is calculated. If it is larger than the absolute value of the position deviation, it is determined that the calculated control input h is not subject to the control input restriction.

そして、位置補正量算出部5aは、参照位置偏差dの絶対値が算出した位置偏差の絶対値よりも小さい場合には、位置偏差から位置検出値cを引き算した値が参照位置偏差dに一致するように位置補正量fを算出する。これによって、計算した制御入力hが制御入力制限を受ける場合は、指令値整形部6bでは、位置指令aから位置補正量fを差し引いた修正位置指令jから、位置検出値cを引き算するので、参照位置偏差dに一致した修正位置偏差gが出力される。   When the absolute value of the reference position deviation d is smaller than the calculated absolute value of the position deviation, the position correction amount calculation unit 5a matches the reference position deviation d with the value obtained by subtracting the position detection value c from the position deviation. Thus, the position correction amount f is calculated. Accordingly, when the calculated control input h is subject to control input restriction, the command value shaping unit 6b subtracts the position detection value c from the corrected position command j obtained by subtracting the position correction amount f from the position command a. A corrected position deviation g that matches the reference position deviation d is output.

一方、位置補正量算出部5は、参照位置偏差dの絶対値が算出した位置偏差の絶対値よりも大きい場合には、位置補正量fを値0にする。これによって、計算した制御入力hが制御入力制限を受けない場合は、指令値整形部6bでは、減算器12aが修正位置指令jとして位置指令aを出力するので、減算器12bから、算出した実際の位置偏差が修正位置偏差gとして出力される。   On the other hand, when the absolute value of the reference position deviation d is larger than the absolute value of the calculated position deviation, the position correction amount calculation unit 5 sets the position correction amount f to a value of 0. As a result, when the calculated control input h is not subject to the control input restriction, the command value shaping unit 6b outputs the position command a as the corrected position command j in the command value shaping unit 6b. Is output as a corrected position deviation g.

したがって、本実施の形態2でも、実施の形態1と同様の動作が行われるので、同様にモータへの制御入力に制限を設けたモータ駆動制御装置において、制御入力が制限を受けることを事前に予測して、制御入力の制限を考慮に入れたモータ駆動制御が実行可能となるので、ワインドアップ現象の発生を未然に防止することができ、制御入力飽和による性能劣化や不安定化を確実に防ぐことができる。   Therefore, since the operation similar to that in the first embodiment is performed in the second embodiment, the control input is limited in advance in the motor drive control device in which the control input to the motor is similarly limited. Predictive and motor drive control that takes control input restrictions into account can be executed, preventing the occurrence of windup phenomena and ensuring performance degradation and instability due to control input saturation. Can be prevented.

加えて、本実施の形態2では、指令値整形部は、位置指令から修正位置指令を算出する部分と、修正位置指令と位置検出値との差分を計算してフィードバック処理する部分とに分離できる構成であるので、モータの制御入力を考慮に入れた指令値整形を数値制御装置(NC)やモーションコントローラなどの位置指令生成装置で行うことが可能となる。   In addition, in the second embodiment, the command value shaping unit can be separated into a part that calculates the corrected position command from the position command and a part that calculates the difference between the corrected position command and the position detection value and performs feedback processing. Since it is a structure, it becomes possible to perform command value shaping in consideration of the control input of the motor by a position command generation device such as a numerical controller (NC) or a motion controller.

実施の形態3.
図3は、本発明の実施の形態3によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図3では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態3に関わる部分を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the motor drive control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals are given to components that are the same as or equivalent to the components shown in FIG. 1 (Embodiment 1). Here, the description will focus on the part related to the third embodiment.

図3に示すように、本実施の形態3によるモータ駆動制御装置1cは、図1(実施の形態1)に示した構成において、位置補正量算出部5aおよび指令値整形部6aに代えて修正位置選択部15aが設けられ、減算器16が追加して設けられている。   As shown in FIG. 3, the motor drive control device 1c according to the third embodiment is modified in place of the position correction amount calculation unit 5a and the command value shaping unit 6a in the configuration shown in FIG. 1 (Embodiment 1). A position selection unit 15a is provided, and a subtracter 16 is additionally provided.

減算器16は、位置指令生成装置2が出力する位置指令aから位置検出器9が検出した位置検出値cを引き算して位置偏差eを出力する。   The subtracter 16 subtracts the position detection value c detected by the position detector 9 from the position command a output from the position command generation device 2 and outputs a position deviation e.

修正位置選択部15aは、減算器16が算出した位置偏差eと参照位置偏差算出部4aが算出した参照位置偏差dとを入力とし、修正位置偏差gを出力する。修正位置偏差選択部15aは、位置偏差eを用いて制御入力hを計算し、計算した制御入力が制御入力制限を受けないと判断した場合は、位置偏差eを修正位置偏差gとして出力する。一方、修正位置選択部15aは、計算した制御入力が制御入力制限を受けると判断した場合は、参照位置偏差dと位置偏差eのうち、絶対値が小さい方に切り替えて出力することで、制御入力制限を回避する。   The correction position selection unit 15a receives the position deviation e calculated by the subtracter 16 and the reference position deviation d calculated by the reference position deviation calculation unit 4a, and outputs a correction position deviation g. The corrected position deviation selection unit 15a calculates the control input h using the position deviation e, and outputs the position deviation e as the corrected position deviation g when it is determined that the calculated control input is not subject to the control input restriction. On the other hand, if the corrected position selection unit 15a determines that the calculated control input is subject to control input restriction, the corrected position selection unit 15a performs control by switching the reference position deviation d and the position deviation e to the smaller absolute value. Avoid input restrictions.

したがって、本実施の形態3でも、実施の形態1と同様の動作が行われるので、同様にモータへの制御入力に制限を設けたモータ駆動制御装置において、制御入力が制限を受けることを事前に予測して、制御入力の制限を考慮に入れたモータ駆動制御が実行可能となるので、ワインドアップ現象の発生を未然に防止することができ、制御入力飽和による性能劣化や不安定化を確実に防ぐことができる。   Therefore, since the operation similar to that of the first embodiment is performed also in the third embodiment, the control input is limited in advance in the motor drive control device in which the control input to the motor is similarly limited. Predictive and motor drive control that takes control input restrictions into account can be executed, preventing the occurrence of windup phenomena and ensuring performance degradation and instability due to control input saturation. Can be prevented.

実施の形態4.
図4は、本発明の実施の形態4によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図4では、図3(実施の形態3)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態4に関わる部分を中心に説明する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 4, components that are the same as or equivalent to the components shown in FIG. 3 (Embodiment 3) are assigned the same reference numerals. Here, the description will be focused on the portion related to the fourth embodiment.

実施の形態1〜3では、制御入力計算部7の入出力関係を用いて、制御入力hが制御入力制限とならないような位置偏差(修正位置偏差g)を算出し制御入力hの飽和防止を行う場合について説明したが、本実施の形態4と後述する実施の形態5では、制御入力計算部7が制御系に位置制御系を有し、モータ速度を速度指令に従うように動作させる場合について説明する。   In the first to third embodiments, the input / output relationship of the control input calculation unit 7 is used to calculate a position deviation (corrected position deviation g) such that the control input h does not become the control input limit, thereby preventing saturation of the control input h. In the fourth embodiment and the fifth embodiment, which will be described later, the case where the control input calculation unit 7 has a position control system in the control system and operates the motor speed in accordance with the speed command will be described. To do.

本実施の形態4における位置指令生成装置2は、位置制御系に対して速度指令を出力する場合、指令速度Fと位置制御系の制御周期TSとを用いて、単位制御周期当たりの位置指令増分値FDTを次の式(8)によって計算し、計算した位置指令増分値FDTの累積値を位置指令aとして本実施の形態4によるモータ駆動制御装置1dへ出力する。
FDT=F×TS …(8)
なお、位置指令aは、単位時間当たりの位置指令増分値FDTに少なくとも1回以上、所定の時定数を用いた移動平均処理を施したものでもよい。
When the position command generation device 2 according to the fourth embodiment outputs a speed command to the position control system, the position command increment per unit control cycle using the command speed F and the control cycle TS of the position control system. The value FDT is calculated by the following equation (8), and the accumulated value of the calculated position command increment value FDT is output as the position command a to the motor drive control device 1d according to the fourth embodiment.
FDT = F × TS (8)
The position command a may be obtained by performing a moving average process using a predetermined time constant at least once on the position command increment value FDT per unit time.

さて、図4に示すように、本実施の形態4によるモータ駆動制御装置1dは、図3(実施の形態3)に示した構成において、符号を変えた修正位置選択部15bが設けられ、また、位置補正量更新部17aと減算器18とが追加して設けられている。   As shown in FIG. 4, the motor drive control device 1d according to the fourth embodiment is provided with a correction position selection unit 15b having a different sign in the configuration shown in FIG. 3 (Embodiment 3). A position correction amount updating unit 17a and a subtracter 18 are additionally provided.

減算器18は、減算器16にて算出された位置偏差eから位置補正量更新部17aにて算出された更新後位置補正量mを引き算して補正後位置偏差kを出力する。補正後位置偏差kは、修正位置選択部15bと位置補正量更新部17aとに入力される。   The subtracter 18 subtracts the updated position correction amount m calculated by the position correction amount update unit 17a from the position deviation e calculated by the subtracter 16, and outputs a corrected position deviation k. The corrected position deviation k is input to the corrected position selection unit 15b and the position correction amount update unit 17a.

修正位置選択部15bは、参照位置偏差dと補正後位置偏差kを用いて、図3に示した修正位置選択部15aと同様の方法で、修正位置偏差gを算出する。   The correction position selection unit 15b calculates the correction position deviation g using the reference position deviation d and the corrected position deviation k in the same manner as the correction position selection unit 15a shown in FIG.

位置補正量更新部17aは、更新後位置補正量mの前回値に補正後位置偏差kと修正位置偏差gとの差分を加算して更新後位置補正量mを出力する。なお、更新後位置補正量mの算出方法としては、モータ3の加速度が正の場合には、補正後位置偏差kと修正位置偏差gとの差分が正の場合のみ累積する場合でもよく、モータ3の加速度が負の場合には、補正後位置偏差kと修正位置偏差gとの差分が負の場合のみ累積する場合でもよい。   The position correction amount updating unit 17a adds the difference between the corrected position deviation k and the corrected position deviation g to the previous value of the updated position correction amount m, and outputs the updated position correction amount m. The post-update position correction amount m can be calculated by accumulating only when the difference between the post-correction position deviation k and the corrected position deviation g is positive when the acceleration of the motor 3 is positive. When the acceleration of 3 is negative, it may be accumulated only when the difference between the corrected position deviation k and the corrected position deviation g is negative.

ここで、位置偏差eから更新後位置補正量mを差し引いて補正後位置偏差kを求めるということは、モータ3の最大制御入力でも追従することができない移動分を逐次放棄(無視)していることを示している。これは、現時点で位置偏差が過大な状態であっても、過去に位置補正を行った位置補正量が累積された分だけ、現時点での位置偏差を小さく見積もっていること(つまり補正後の位置偏差を計算していること)と等価となる。これによって、現時点における位置指令増分と位置検出値の増分との関係で位置補正量を計算することが可能となる。   Here, subtracting the updated position correction amount m from the position deviation e to obtain the corrected position deviation k sequentially abandons (ignores) the movement that cannot be followed even by the maximum control input of the motor 3. It is shown that. This is because even if the position deviation is excessive at the present time, the position deviation at the present time is estimated to be small by the amount of accumulated position correction amount that has been corrected in the past (that is, the position after the correction) Equivalent to calculating the deviation). As a result, the position correction amount can be calculated based on the relationship between the current position command increment and the position detection value increment.

したがって、位置制御系を有する制御系に対して速度指令を行う場合、従来技術では、
加速中(または減速中)に位置の補正を受けると、速度検出値が指令速度に到達した時点でも位置偏差が過大状態のままになり、速度検出値がオーバーシュートしてしまい、ワインドアップ現象を招来するという問題があったが、本実施の形態4によれば、速度検出値が速度指令値に到達した時点で位置偏差が過大となることを防ぐことができ、オーバーシュートやワインドアップ現象の発生を防止することが可能となる。
Therefore, when performing a speed command to a control system having a position control system,
If position correction is performed during acceleration (or deceleration), the position deviation will remain excessive even when the speed detection value reaches the command speed, causing the speed detection value to overshoot, resulting in a windup phenomenon. However, according to the fourth embodiment, it is possible to prevent the position deviation from becoming excessive when the speed detection value reaches the speed command value. Occurrence can be prevented.

実施の形態5.
図5は、本発明の実施の形態5によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図5では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態5に関わる部分を中心に説明する。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals are given to components that are the same as or equivalent to the components shown in FIG. 1 (Embodiment 1). Here, the description will be focused on the portion related to the fifth embodiment.

本実施の形態5における位置指令生成装置2も、実施の形態4における位置指令生成装置2と同様に、位置制御系に対して速度指令を出力する場合、指令速度Fと位置制御系の制御周期TSとを用いて、単位制御周期当たりの位置指令増分値FDTを前記式(8)によって計算し、計算した位置指令増分値FDTの累積値を位置指令aとして本実施の形態5によるモータ駆動制御装置1eへ出力する。   Similarly to the position command generation device 2 in the fourth embodiment, the position command generation device 2 in the fifth embodiment also outputs the command speed F and the control cycle of the position control system when outputting a speed command to the position control system. Using TS, the position command increment value FDT per unit control cycle is calculated by the above equation (8), and the accumulated value of the calculated position command increment value FDT is used as the position command a to perform motor drive control according to the fifth embodiment. Output to the device 1e.

さて、図5に示すように、本実施の形態5によるモータ駆動制御装置1eは、図1(実施の形態1)に示した構成において、符号を変えた位置補正量算出部5cが設けられ、また、位置補正量更新部17bと減算器18とが追加して設けられている。   As shown in FIG. 5, the motor drive control device 1 e according to the fifth embodiment is provided with a position correction amount calculation unit 5 c in which the sign is changed in the configuration shown in FIG. 1 (first embodiment). In addition, a position correction amount updating unit 17b and a subtracter 18 are additionally provided.

減算器18は、指令値整形部6aの減算器11にて算出された位置偏差eから位置補正量更新部17bにて算出された更新後位置補正量mを引き算して補正後位置偏差kを出力する。補正後位置偏差kは、位置補正量算出部5cに入力される。   The subtractor 18 subtracts the updated position correction amount m calculated by the position correction amount update unit 17b from the position deviation e calculated by the subtractor 11 of the command value shaping unit 6a to obtain a corrected position deviation k. Output. The corrected position deviation k is input to the position correction amount calculation unit 5c.

位置補正量算出部5cは、参照位置偏差dと補正後位置偏差kとを用いて、図1に示した位置補正量算出部5aと同様の方法で、位置補正量fを算出する。   The position correction amount calculation unit 5c calculates the position correction amount f by using the reference position deviation d and the corrected position deviation k in the same manner as the position correction amount calculation unit 5a shown in FIG.

位置補正量更新部17bは、位置補正量fを更新後位置補正量mの前回値に加算して更新後位置補正量mを算出する。   The position correction amount update unit 17b calculates the updated position correction amount m by adding the position correction amount f to the previous value of the updated position correction amount m.

指令値整形部6aでは、減算器11bから、位置偏差eと更新後位置補正量mとの差分が修正位置偏差gとして出力される。   In the command value shaping unit 6a, the difference between the position deviation e and the updated position correction amount m is output as the corrected position deviation g from the subtractor 11b.

この構成によっても、実施の形態4と同様に、位置偏差eから更新後位置補正量mを差し引いて補正後位置偏差kを求めることで、モータ3の最大制御入力でも追従することができない移動分を逐次放棄(無視)している。したがって、現時点における位置指令増分と位置検出値の増分との関係で位置補正量を算出することができるので、位置制御系を有する制御系に対して速度指令を行う場合、速度検出値が速度指令値に到達した時点で位置偏差が過大となることを防ぐことができ、オーバーシュートやワインドアップ現象の発生を防止することが可能となる。   Even in this configuration, similarly to the fourth embodiment, the corrected position deviation k is obtained by subtracting the updated position correction amount m from the position deviation e, so that the movement amount that cannot be followed even by the maximum control input of the motor 3 is obtained. Are abandoned (ignored) sequentially. Therefore, since the position correction amount can be calculated based on the relationship between the current position command increment and the position detection value increment, when the speed command is issued to the control system having the position control system, the speed detection value is the speed command. When the value reaches the value, it is possible to prevent the position deviation from becoming excessive, and it is possible to prevent the occurrence of an overshoot or a windup phenomenon.

実施の形態6.
図6は、本発明の実施の形態6によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図6では、図4(実施の形態4)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態6に関わる部分を中心に説明する。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 6, the same or similar components as those shown in FIG. 4 (Embodiment 4) are denoted by the same reference numerals. Here, the description will focus on the parts related to the sixth embodiment.

本実施の形態6では、図4(実施の形態4)にて説明した位置補正量の更新によって位置指令と位置検出値との間に生じたずれを解消する場合ついて説明する。   In the sixth embodiment, a case will be described in which the deviation generated between the position command and the position detection value is eliminated by updating the position correction amount described in FIG. 4 (Embodiment 4).

図6に示すように、本実施の形態6によるモータ駆動制御装置1fは、図4(実施の形態4)に示した構成において、符号を変えた位置補正量更新部17cと減算器20とが設けられ、一回転内位置補正部19が追加して設けられている。   As shown in FIG. 6, the motor drive control device 1 f according to the sixth embodiment includes a position correction amount update unit 17 c and a subtractor 20 with different signs in the configuration shown in FIG. 4 (fourth embodiment). A one-rotation position correcting unit 19 is additionally provided.

減算器20は、減算器16にて算出された位置偏差eから一回転内位置補正部19にて算出された一回転内位置補正後位置補正量nを引き算して補正後位置偏差kを出力する。補正後位置偏差kは、修正位置選択部15bと位置補正量更新部17cとに入力される。   The subtracter 20 subtracts the position correction amount n after one-rotation position correction calculated by the position correction unit 19 within one rotation from the position deviation e calculated by the subtracter 16 and outputs a position deviation k after correction. To do. The corrected position deviation k is input to the corrected position selection unit 15b and the position correction amount update unit 17c.

位置補正量更新部17cは、補正後位置偏差kから修正位置偏差gを減算した値に、一回転内位置補正部19が出力する一回転内位置補正後位置補正量nの前回値を加算して更新後位置補正量mを算出する。更新後位置補正量mは、一回転内位置補正部19に入力される。   The position correction amount updating unit 17c adds the previous value of the position correction amount n after one rotation output from the position correction unit 19 within one rotation to the value obtained by subtracting the correction position deviation g from the position deviation k after correction. The post-update position correction amount m is calculated. The post-update position correction amount m is input to the position correction unit 19 within one rotation.

一回転内位置補正部19は、更新後位置補正量mについて次の(1)〜(3)の処理を行って一回転内位置補正後位置補正量nを算出する。
(1)一回転内位置補正部19は、更新後位置補正量mの一回転内(一回転未満)の位置補正量を、正規化する、多回転分の更新後位置補正量を放棄(無視)する、多回転分の位置補正量を加減算する、などによって算出する。
(2)次に、一回転内位置補正部19は、更新後位置補正量mが前回値に一致する場合で、かつ、正規化した位置補正量が0以外の場合は、補正後位置偏差kと参照位置偏差dとの差分を上限として、正規化した位置補正量を一回転内位置補正後位置補正量nとして出力する。なお、一回転内位置補正後位置補正量nは、各軸共通の所定時定数により移動平均処理を施した値となるように算出する場合でもよい。
(3)また、一回転内位置補正部19は、更新後位置補正量mから(1)にて算出した一回転内位置補正量を減算し、それを一回転内位置補正後位置補正量nとして出力する。
The position correction unit 19 within one rotation calculates the position correction amount n after position correction within one rotation by performing the following processes (1) to (3) for the position correction amount m after update.
(1) The position correction unit 19 within one rotation normalizes the position correction amount within one rotation (less than one rotation) after the updated position correction amount m, and abandons the position correction amount after multiple rotations (ignored) ), Or by adding / subtracting the position correction amount for multiple rotations.
(2) Next, the position correction unit 19 within one rotation is the corrected position deviation k when the updated position correction amount m matches the previous value and the normalized position correction amount is other than 0. The normalized position correction amount is output as the post-position correction position correction amount n with the difference between the reference position deviation d as the upper limit. The position correction amount n after position correction within one rotation may be calculated so as to be a value obtained by performing a moving average process with a predetermined time constant common to each axis.
(3) Further, the position correction unit 19 within one rotation subtracts the position correction amount within one rotation calculated in (1) from the post-update position correction amount m, and subtracts the position correction amount after one position correction after n within the one rotation. Output as.

これによって、モータ3の位置検出値cと位置指令aの各一回転位置が一致するように補正できるので、図4(実施の形態4)にて説明した位置補正量の更新によって位置指令と位置検出値との間にずれが生じないようにすることができる。   As a result, the position detection value c of the motor 3 and the position command a can be corrected so as to coincide with each other, so that the position command and position can be corrected by updating the position correction amount described in FIG. It is possible to prevent a deviation from occurring between the detected value and the detected value.

このように、本実施の形態6によれば、制御入力が制限範囲を超過することなく、位置指令と位置検出値の各一回転内位置を一致させることができるので、位置ずれすることなく位置決めすることが可能となる。一例として、工具交換の際に必要とされる割り出し動作(オリエント動作)を行うことが可能となる。   As described above, according to the sixth embodiment, the position within each rotation of the position command and the position detection value can be matched without the control input exceeding the limit range. It becomes possible to do. As an example, it is possible to perform an indexing operation (orientation operation) that is required when changing tools.

実施の形態7.
図7は、本発明の実施の形態7によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図7では、図5(実施の形態5)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態7に関わる部分を中心に説明する。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 7 of the present invention. In FIG. 7, the same reference numerals are given to components that are the same as or equivalent to those shown in FIG. 5 (Embodiment 5). Here, the description will be focused on the portion related to the seventh embodiment.

本実施の形態7では、図5(実施の形態5)にて示した位置補正量の更新によって位置指令と位置検出値との間に生じたずれを解消する場合ついて説明する。   In the seventh embodiment, a case will be described in which the deviation generated between the position command and the position detection value is eliminated by updating the position correction amount shown in FIG. 5 (fifth embodiment).

図7に示すように、本実施の形態7によるモータ駆動制御装置1gは、図5(実施の形態5)に示した構成において、符号を変えた位置補正量更新部17dと減算器20とが設けられ、一回転内位置補正部19が追加して設けられている。   As shown in FIG. 7, the motor drive control device 1g according to the seventh embodiment includes a position correction amount update unit 17d and a subtractor 20 with different signs in the configuration shown in FIG. 5 (fifth embodiment). A one-rotation position correcting unit 19 is additionally provided.

減算器20は、指令値整形部6aの減算器11aにて算出された位置偏差eから一回転内位置補正部19にて算出された一回転内位置補正後位置補正量nを引き算して補正後位置偏差kを出力する。補正後位置偏差kは、位置補正量算出部5cと位置補正量更新部17dとに入力される。   The subtracter 20 corrects by subtracting the position correction amount n after one-rotation position correction calculated by the one-turn inner position correction unit 19 from the position deviation e calculated by the subtractor 11a of the command value shaping unit 6a. The rear position deviation k is output. The corrected position deviation k is input to the position correction amount calculation unit 5c and the position correction amount update unit 17d.

位置補正量更新部17dは、位置補正量fを一回転内位置補正部19が出力する一回転内位置補正後位置補正量nの前回値に加算して更新後位置補正量mを算出する。更新後位置補正量mは、一回転内位置補正部19に入力される。   The position correction amount update unit 17d calculates the post-update position correction amount m by adding the position correction amount f to the previous value of the position correction amount n after one rotation position correction output from the position correction unit 19 within one rotation. The post-update position correction amount m is input to the position correction unit 19 within one rotation.

一回転内位置補正部19は、更新後位置補正量mについて図6(実施の形態6)に示した(1)〜(3)の処理を行って一回転内位置補正後位置補正量nを算出する。   The position correction unit 19 within one rotation performs the processes (1) to (3) shown in FIG. 6 (Embodiment 6) for the post-update position correction amount m to obtain the position correction amount n after one rotation correction. calculate.

これによって、モータ3の位置検出値cと位置指令aの各一回転位置が一致するように補正できるので、図5(実施の形態5)にて説明した位置補正量の更新によって位置指令と位置検出値との間にずれが生じないようにすることができる。   As a result, the position detection value c of the motor 3 and the position command a can be corrected so as to coincide with each other, so that the position command and the position command can be corrected by updating the position correction amount described in FIG. It is possible to prevent a deviation from occurring between the detected value and the detected value.

このように、本実施の形態7によれば、実施の形態6と同様に、制御入力が制限範囲を超過することなく、位置指令と位置検出値の各一回転内位置を一致させることができるので、位置ずれすることなく位置決めすることが可能となる。同様に、工具交換の際に必要とされる割り出し動作(オリエント動作)を行うことが可能となる。   As described above, according to the seventh embodiment, as in the sixth embodiment, the position within one rotation of the position command and the position detection value can be matched without the control input exceeding the limit range. Therefore, it is possible to perform positioning without being displaced. Similarly, it is possible to perform an indexing operation (orientation operation) required at the time of tool change.

実施の形態8.
本実施の形態8では、実施の形態1〜7において、通信遅れなどの無駄時間が存在する場合や制御周期が異なる場合の補正方法について説明する。ここでは、説明の便宜から、図2(実施の形態2)に示したモータ駆動制御装置1bを用いて通信遅れなどの無駄時間が存在する場合の補正方法について説明する。
Embodiment 8 FIG.
In the eighth embodiment, a correction method when there is a dead time such as a communication delay or a control cycle is different in the first to seventh embodiments. Here, for convenience of explanation, a correction method when there is a dead time such as communication delay using the motor drive control device 1b shown in FIG. 2 (Embodiment 2) will be described.

すなわち、前記したように、モータ駆動制御装置1bでの指令値整形部6bは、位置指令から修正位置指令を算出する部分と、修正位置指令と位置検出値とを計算してフィードバック処理する部分とに分離できる構成である。   That is, as described above, the command value shaping unit 6b in the motor drive control device 1b includes a part that calculates the corrected position command from the position command, a part that calculates the corrected position command and the position detection value, and performs feedback processing. It can be separated into two.

そこで、モータ駆動制御装置1bの処理の一部(指令値整形処理、位置補正量の減算処理)を数値制御装置(NC)やモーションコントローラなどの位置指令生成装置で行い、残りの処理(フィードバック処理)をアンプなどのモータ駆動制御装置で行う場合に、位置指令生成装置2とモータ駆動制御装置1bとの間に通信遅れが存在する場合の補正方法について説明する。   Therefore, part of the processing of the motor drive control device 1b (command value shaping processing, position correction amount subtraction processing) is performed by a position command generation device such as a numerical control device (NC) or a motion controller, and the remaining processing (feedback processing). ) Is performed by a motor drive control device such as an amplifier, a correction method in the case where a communication delay exists between the position command generation device 2 and the motor drive control device 1b will be described.

図8は、本発明の実施の形態8によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図8では、図2(実施の形態2)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態8に関わる部分を中心に説明する。   FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the motor drive control apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. In FIG. 8, components that are the same as or equivalent to the components shown in FIG. 2 (Embodiment 2) are assigned the same reference numerals. Here, the description will be focused on the portion related to the eighth embodiment.

図8に示す本実施の形態8によるモータ駆動制御装置1hでは、図2(実施の形態2)に示した構成において、位置検出器2と位置補正量算出部5b及び参照位置偏差算出部4aとの間に無駄時間が存在するとして無駄時間補正部21が設けられ、減算器11aが算出する修正位置指令jに無駄時間が存在するとして減算器11bとの間に無駄時間補正部22が設けられている。   In the motor drive control device 1h according to the eighth embodiment shown in FIG. 8, in the configuration shown in FIG. 2 (the second embodiment), the position detector 2, the position correction amount calculation unit 5b, and the reference position deviation calculation unit 4a A wasted time correction unit 21 is provided because there is a wasted time between them, and a wasted time correcting unit 22 is provided between the correction position command j calculated by the subtractor 11a and a subtractor 11b because there is a wasted time. ing.

無駄時間補正部21,22は、それぞれ通信経路上に配置されるもので、同様の動作を行う。すなわち、無駄時間補正部21は、次の式(9)に示すように、位置検出値PFBに、モータ3の速度VFB(位置検出値PFBの微分値)と補正時間TCとの乗算値を加算し、無駄時間補正後位置検出値PFB’(図8に示す無駄時間補正後位置検出値p)を出力する。
PFB’=PFB+VFB×TC …(9)
The dead time correction units 21 and 22 are arranged on the communication path and perform the same operation. That is, as shown in the following equation (9), the dead time correction unit 21 adds the product of the speed VFB of the motor 3 (differential value of the position detection value PFB) and the correction time TC to the position detection value PFB. The position detection value PFB ′ after dead time correction (position detection value p after dead time correction shown in FIG. 8) is output.
PFB ′ = PFB + VFB × TC (9)

なお、位置検出値PFBが無駄時間TDを含む信号の場合、補正時間TCを無駄時間TDとして式(9)を計算することで無駄時間に対する補正を行うことができる。また、位置検出値PFBが離散値の場合、モータ3の速度VFBは、位置検出値PFBの差分値であるので、次の式(10)で計算することができる。
VFB(t)=PFB(t)―PFB(t−1) …(10)
なお、式(10)において、tは制御系の補間周期を定数倍した時刻とする。
When the position detection value PFB is a signal including the dead time TD, the dead time can be corrected by calculating Equation (9) using the correction time TC as the dead time TD. When the position detection value PFB is a discrete value, the speed VFB of the motor 3 is a difference value of the position detection value PFB, and can be calculated by the following equation (10).
VFB (t) = PFB (t) −PFB (t−1) (10)
In Equation (10), t is a time obtained by multiplying the interpolation cycle of the control system by a constant.

無駄時間補正部22も、修正位置指令jに対して、上記の無駄時間補正を行うことで、修正位置指令jを補正した無駄時間補正後修正位置指令rを出力することができる。   The dead time correction unit 22 can also output the corrected position command r after correcting the dead time by correcting the corrected position command j by performing the dead time correction on the corrected position command j.

このように、本実施の形態8によれば、位置検出値が無駄時間分遅れた状態で、位置補正量算出部5bが位置偏差を算出し、参照位置偏差算出部4aが参照位置偏差dを算出する場合でも、無駄時間の影響を小さくすることが可能となり、制御入力制限に対し正確な指令値整形が可能となる。   As described above, according to the eighth embodiment, the position correction amount calculation unit 5b calculates the position deviation while the position detection value is delayed by the dead time, and the reference position deviation calculation unit 4a calculates the reference position deviation d. Even in the case of calculation, it is possible to reduce the influence of the dead time, and it is possible to accurately command the command value with respect to the control input restriction.

また、補正時間TCを推定時間TEとすることで、修正位置指令を予測することが可能となる。なお、本実施の形態8にて説明した無駄時間補正方法は、無駄時間の存在箇所を限定するものではなく、モータ駆動制御装置内外に無駄時間を含む場合についても適用可能とするものである。   In addition, the correction position command can be predicted by setting the correction time TC as the estimated time TE. Note that the dead time correction method described in the eighth embodiment is not limited to the location where the dead time exists, and can also be applied to cases where dead time is included inside and outside the motor drive control device.

実施の形態9.
実施の形態1〜8では、制御入力計算部7をフィードバック補償器として、制御入力が制御入力制限以下となるように、位置偏差を修正する方法について説明した。本実施の形態9では、フィードバック制御の範疇に限定しない位置補正方法について説明する。
Embodiment 9 FIG.
In the first to eighth embodiments, the method of correcting the position deviation so that the control input is equal to or less than the control input limit has been described using the control input calculation unit 7 as a feedback compensator. In the ninth embodiment, a position correction method that is not limited to the category of feedback control will be described.

図9は、本発明の実施の形態9によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図9では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態9に関わる部分を中心に説明する。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a motor drive control device according to Embodiment 9 of the present invention. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same or equivalent components as those shown in FIG. 1 (Embodiment 1). Here, the description will be focused on the portion related to the ninth embodiment.

図9に示す本実施の形態9によるモータ駆動制御装置1iでは、図1(実施の形態1)に示した構成において、符号を変えた参照位置偏差算出部4bと、同じく符号を変えた制御入力計算部7bとが設けられている。   In the motor drive control device 1i according to the ninth embodiment shown in FIG. 9, in the configuration shown in FIG. 1 (Embodiment 1), the reference position deviation calculation unit 4b with a different sign and the control input with the same sign changed. A calculation unit 7b is provided.

参照位置偏差算出部4bは、フィードフォワード補償器27を内蔵し、予めフィードフォワード補償器27に位置指令aに基づきフィードフォワード制御入力を算出させて用意しておく。そして、算出したフィードフォワード制御入力を参照制御入力bから差し引いた値と位置検出値cとを用いて参照位置偏差dを計算する。   The reference position deviation calculation unit 4b incorporates a feedforward compensator 27, and prepares the feedforward compensator 27 in advance by calculating a feedforward control input based on the position command a. Then, a reference position deviation d is calculated using a value obtained by subtracting the calculated feedforward control input from the reference control input b and the position detection value c.

制御入力計算部7bは、フィードバック補償器23と、フィードフォワード補償器24と、加算器25とを備えている。フィードバック補償器23は、修正位置偏差gに基づきフィードバック制御入力を算出し、フィードフォワード補償器24は、位置指令aに基づきフィードフォワード制御入力を算出する。そして、加算器25にて、フィードバック制御入力とフィードフォワード制御入力とを加算し、その加算結果を、モータ3への制御入力として出力する。なお、参照位置偏差算出部4bが内蔵するフィードフォワード補償器27は、フィードフォワード補償器24と同一の構成である。   The control input calculator 7 b includes a feedback compensator 23, a feedforward compensator 24, and an adder 25. The feedback compensator 23 calculates a feedback control input based on the corrected position deviation g, and the feedforward compensator 24 calculates a feedforward control input based on the position command a. The adder 25 adds the feedback control input and the feedforward control input, and outputs the addition result as a control input to the motor 3. The feedforward compensator 27 built in the reference position deviation calculation unit 4b has the same configuration as the feedforward compensator 24.

以上は、2自由度制御を用いた説明であるが、フィードフォワード補償器24にて算出された制御入力(フィードフォワード制御入力)を、フィードバック補償器23にて算出された制御入力(フィードバック制御入力)に対する補正値(制御入力補正値)とみなすことができる。   The above is a description using the two-degree-of-freedom control, but the control input (feedforward control input) calculated by the feedforward compensator 24 is used as the control input (feedback control input) calculated by the feedback compensator 23. ) Can be regarded as a correction value (control input correction value).

ここで、制御入力補正値は、2自由度制御のフィードフォワード制御入力に限定するものではなく、機械の特性に応じて制御入力補正量を算出する各種補正機能(駆動系摺動面で発生する摩擦の影響をなくすための補正、重力の影響に対する補正など)で算出される補正量などでもよい。また、制御入力補正量は、2種類以上の複数の補正機能や制御方法を組み合わせる場合でもよい。   Here, the control input correction value is not limited to the feed-forward control input of the two-degree-of-freedom control, but various correction functions for calculating the control input correction amount according to the characteristics of the machine (generated on the drive system sliding surface) A correction amount calculated by a correction for eliminating the influence of friction, a correction for the influence of gravity, or the like may be used. The control input correction amount may be a combination of two or more types of correction functions and control methods.

このように、本実施の形態9によれば、制御入力計算部では、フィードバック補償器から算出された制御入力(フィードバック制御入力)に制御入力補正値(フィードフォワード制御入力)を加算して、モータへ出力するので、フィードバック制御の範疇に限定しない位置補正を行うことができる。   As described above, according to the ninth embodiment, the control input calculation unit adds the control input correction value (feedforward control input) to the control input (feedback control input) calculated from the feedback compensator, so that the motor Therefore, position correction not limited to the category of feedback control can be performed.

以上のように、本発明にかかるモータ駆動制御装置は、制御入力の飽和による制御性能劣化や制御系の不安定化を確実に防止できるモータ駆動制御装置として有用である。   As described above, the motor drive control device according to the present invention is useful as a motor drive control device that can reliably prevent control performance deterioration and control system instability due to saturation of control input.

1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1i モータ駆動制御装置
2 位置指令生成装置
3 モータ(サーボモータ)
4a,4b 参照位置偏差算出部
5a,5b,5c 位置補正量算出部
6a,6b 指令値整形部
7 制御入力計算部
8 制御入力制限部
9 位置検出器
15a,15b 修正位置偏差選択部
16,18,20 減算器
17a,17b 位置補正量更新部
19 一回転内位置補正部
21,22 無駄時間補正部
23 フィードバック補償器
24,27 フィードフォワード補償器
25 加算器
1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i Motor drive control device 2 Position command generation device 3 Motor (servo motor)
4a, 4b Reference position deviation calculation unit 5a, 5b, 5c Position correction amount calculation unit 6a, 6b Command value shaping unit 7 Control input calculation unit 8 Control input limit unit 9 Position detector 15a, 15b Modified position deviation selection unit 16, 18 , 20 Subtractors 17a, 17b Position correction amount update unit 19 Position correction unit within one rotation 21, 22 Dead time correction unit 23 Feedback compensator 24, 27 Feed forward compensator 25 Adder

Claims (10)

位置指令に基づき駆動制御するモータへの制御入力に制限を設けたモータ駆動制御装置において、
少なくとも参照制御入力を入力とし、前記制御入力を算出する制御入力算出部の出力と入力との関係に基づいて、前記制御入力が前記参照制御入力に一致するための参照位置偏差を算出する参照位置偏差算出部と、
前記位置指令と前記モータの検出された位置検出値との差分である位置偏差の絶対値と前記参照位置偏差の絶対値とを比較し、前記参照位置偏差の絶対値が前記位置偏差の絶対値よりも小さい場合は、前記位置偏差を補正する位置補正量を該位置偏差が前記参照位置偏差と一致するように算出して出力し、前記参照位置偏差の絶対値が前記位置偏差の絶対値よりも大きい場合は、前記位置偏差を補正する位置補正量をゼロにして出力する位置補正量算出部と、
前記位置偏差から前記位置補正量を引き算して生成した修正位置偏差を前記制御入力算出部の入力信号とする指令値整形部と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。
In a motor drive control device in which a control input to a motor that performs drive control based on a position command is limited,
Reference position for calculating a reference position deviation for the control input to match the reference control input based on the relationship between the input and the input of the control input calculation unit that calculates at least the reference control input A deviation calculating unit;
The absolute value of the position deviation, which is the difference between the position command and the detected position detection value of the motor, is compared with the absolute value of the reference position deviation, and the absolute value of the reference position deviation is the absolute value of the position deviation. Is smaller than the absolute value of the position deviation, the position correction amount for correcting the position deviation is calculated and output so that the position deviation matches the reference position deviation. Is also larger, a position correction amount calculation unit that outputs the position correction amount for correcting the position deviation as zero, and
A command value shaping unit having a corrected position deviation generated by subtracting the position correction amount from the position deviation as an input signal of the control input calculating unit;
A motor drive control device comprising:
出力である更新後位置補正量の前回値に前記位置補正量を加算して更新後位置補正量を算出する位置補正量更新部をさらに備え、
前記位置補正量算出部は、前記位置偏差に代えて、前記位置偏差から前記更新後位置補正量を減じた補正後位置偏差とし、
前記指令値整形部は、前記修正位置偏差を前記位置偏差から前記更新後位置補正量を減じた値として出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動制御装置。
A position correction amount update unit that calculates the updated position correction amount by adding the position correction amount to the previous value of the updated position correction amount that is output;
The position correction amount calculation unit, instead of the position deviation, as a corrected position deviation obtained by subtracting the updated position correction amount from the position deviation,
The command value shaping unit outputs the corrected position deviation as a value obtained by subtracting the updated position correction amount from the position deviation.
The motor drive control device according to claim 1.
位置指令に基づき駆動制御するモータへの制御入力に制限を設けたモータ駆動制御装置において、
少なくとも参照制御入力を入力とし、前記制御入力を算出する制御入力算出部の出力と入力との関係に基づいて、前記制御入力が前記参照制御入力に一致するための参照位置偏差を算出する参照位置偏差算出部と、
前記位置指令と前記モータの検出された位置検出値との差分である位置偏差と前記参照位置偏差とのうち、絶対値の小さい方を前記制御入力算出部の入力信号する修正位置偏差として選択する修正位置選択部と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動制御装置。
In a motor drive control device in which a control input to a motor that performs drive control based on a position command is limited,
Reference position for calculating a reference position deviation for the control input to match the reference control input based on the relationship between the input and the input of the control input calculation unit that calculates at least the reference control input A deviation calculating unit;
Of the position deviation, which is the difference between the position command and the detected position value of the motor, and the reference position deviation, the smaller absolute value is selected as the corrected position deviation to be input to the control input calculation unit. A correction position selection section;
A motor drive control device comprising:
出力である更新後位置補正量の前回値に、前記位置偏差から前記更新後位置補正量を減じた補正後位置偏差と前記修正位置偏差との差分を加算して更新後位置補正量を算出する位置補正量更新部をさらに備え、
前記位置補正量選択部は、前記位置偏差に代えて、前記補正後位置偏差とする、
ことを特徴とする請求項3に記載のモータ駆動制御装置。
The updated position correction amount is calculated by adding the difference between the corrected position deviation and the corrected position deviation obtained by subtracting the updated position correction amount from the position deviation to the previous value of the updated position correction amount that is output. It further includes a position correction amount update unit,
The position correction amount selection unit, instead of the position deviation, as the corrected position deviation,
The motor drive control apparatus according to claim 3.
前記更新後位置補正量から一回転分の位置補正量を加減算することで一回転未満の位置補正量を求め、該一回転未満の位置補正量を前記更新後位置補正量から減算して一回転内位置補正後位置補正量を出力する一回転内位置補正部をさらに備え、
前記位置補正量更新部は、前記更新後位置補正量の前回値に代えて、前記一回転内位置補正後位置補正量とし、
前記補正後位置偏差を前記位置偏差から前記一回転内位置補正後位置補正量を減算した値とする
ことを特徴とする請求項2または4に記載のモータ駆動制御装置。
By adding / subtracting the position correction amount for one rotation from the updated position correction amount, a position correction amount of less than one rotation is obtained, and the position correction amount of less than one rotation is subtracted from the updated position correction amount for one rotation. It further includes a one-revolution inner position correction unit that outputs a position correction amount after the inner position correction,
The position correction amount update unit replaces the previous value of the post-update position correction amount with the position correction amount after position correction within one rotation,
5. The motor drive control device according to claim 2, wherein the corrected position deviation is a value obtained by subtracting the position correction amount after position correction within one rotation from the position deviation.
前記一回転内位置補正部は、
前記更新後位置補正量が前回値に一致する場合、かつ、一回転未満の位置補正量が0以外の場合、前記補正後位置偏差と前記参照位置偏差との差分を上限として、前記更新後位置補正量から前記一回転内位置補正後位置補正量を減算する
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ駆動制御装置。
The one rotation internal position correction unit is
If the post-update position correction amount matches the previous value, and if the position correction amount of less than one rotation is other than 0, the post-update position with the difference between the post-correction position deviation and the reference position deviation as an upper limit The motor drive control device according to claim 5, wherein the position correction amount after position correction for one rotation is subtracted from a correction amount.
前記指令値整形部は、
前記位置指令から前記位置補正量を差し引いた値を修正位置指令とし、前記修正位指令から前記位置検出値を差し引くことで前記修正位置偏差を出力する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のモータ駆動制御装置。
The command value shaping unit
The value obtained by subtracting the position correction amount from the position command is used as a corrected position command, and the corrected position deviation is output by subtracting the position detection value from the corrected position command. Motor drive control device.
前記位置検出値に第一の補正時間を乗算した値と前記位置検出値とを加算して前記位置検出値を時間補正し、
前記修正位置指令に第二の補正時間を乗算した値と前記修正位置指令とを加算して前記修正位置指令を時間補正する
ことを特徴とする請求項7に記載のモータ駆動制御装置。
A value obtained by multiplying the position detection value by a first correction time and the position detection value are added to time-correct the position detection value,
The motor drive control device according to claim 7, wherein the correction position command is time-corrected by adding a value obtained by multiplying the correction position command by a second correction time and the correction position command.
前記制御入力計算部が、前記修正位置偏差に基づきフィードバック制御入力を算出するフィードバック補償器の出力と、前記位置指令に基づきフィードフォワード制御入力を算出するフィードフォワード補償器の出力との和を前記制御入力として出力する場合、
前記参照位置偏差算出部は、前記参照制御入力から内蔵するフィードフォワード補償器の出力を減算した値と前記位置検出値とに基づいて前記参照位置偏差を計算する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のモータ駆動制御装置。
The control input calculation unit controls a sum of an output of a feedback compensator that calculates a feedback control input based on the corrected position deviation and an output of a feedforward compensator that calculates a feedforward control input based on the position command. When outputting as input,
The reference position deviation calculation unit calculates the reference position deviation based on a value obtained by subtracting an output of a built-in feedforward compensator from the reference control input and the position detection value. The motor drive control device according to any one of 8.
前記参照制御入力は、前記制御入力に対する制限値または該制限値の倍数値であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のモータ駆動制御装置。   The motor drive control device according to claim 1, wherein the reference control input is a limit value with respect to the control input or a multiple value of the limit value.
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