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JP7524741B2 - Servo parameter adjustment method and adjustment device - Google Patents

Servo parameter adjustment method and adjustment device Download PDF

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JP7524741B2
JP7524741B2 JP2020198892A JP2020198892A JP7524741B2 JP 7524741 B2 JP7524741 B2 JP 7524741B2 JP 2020198892 A JP2020198892 A JP 2020198892A JP 2020198892 A JP2020198892 A JP 2020198892A JP 7524741 B2 JP7524741 B2 JP 7524741B2
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Description

本発明は、サーボパラメータの調整方法、及びサーボパラメータの調整装置に関する。 The present invention relates to a method for adjusting servo parameters and a device for adjusting servo parameters.

負荷を駆動するためのモータ等が取り付けられた設備装置においては、一般的に、モータを適切にサーボ制御するために、サーボドライバのサーボパラメータ(位置ゲイン、速度ゲイン、フィルタのカットオフ周波数等)の調整が行われる。そして、このようなサーボパラメータの調整方法としては、一般的には、モータや負荷装置を実際に駆動することにより行われる調整方法が採用される。そこでは、サーボドライバ等のモータ制御装置にサーボパラメータを設定するとともに、そのサーボパラメータに応じたモータの周波数応答等を計測し、当該サーボパラメータの適否を判断することでサーボパラメータの調整が行われる。また上記のように実際の負荷装置を駆動させながらパラメータを調整する形態に代えて、負荷装置の応答に関するシミュレーション結果に基づきサーボパラメータを決定する手法も例示できる。 In equipment equipped with a motor or the like for driving a load, the servo parameters of the servo driver (position gain, speed gain, filter cutoff frequency, etc.) are generally adjusted to properly servo-control the motor. The adjustment method for such servo parameters generally involves actually driving the motor or load device. In this case, the servo parameters are set in a motor control device such as a servo driver, and the frequency response of the motor according to the servo parameters is measured, and the suitability of the servo parameters is determined to adjust the servo parameters. Alternatively, instead of adjusting the parameters while driving an actual load device as described above, a method of determining the servo parameters based on the results of a simulation of the response of the load device can be exemplified.

ここで、特許文献1に示す先行技術では、設定されたサーボパラメータの適否を判断するための性能指標を算出し、その性能指標に基づいて最終的に設定されるべきサーボパラメータが決定される。性能指標としては、制御の安定性や、整定時間等の応答性に関するパラメータが採用されている。すなわち、当該技術では、サーボパラメータとモータ挙動との相関を、当該性能指標を用いて可視化している。 Here, in the prior art shown in Patent Document 1, a performance index is calculated to determine whether the set servo parameters are appropriate, and the servo parameters to be finally set are determined based on the performance index. As the performance index, parameters related to control stability and responsiveness such as settling time are adopted. In other words, in this technology, the correlation between the servo parameters and the motor behavior is visualized using the performance index.

特許第6583070号公報Patent No. 6583070

一般的には、モータをサーボ制御するためのサーボパラメータを決定するために、実際にモータや負荷等を含む設備装置を駆動させてその応答を計測することが広く行われている。これは負荷やモータをモデル化したシミュレーション処理だけでは、完全に実際の設備装置を計算機上で再現することは難しく、結果として、最適なサーボパラメータの調整が行い得ないからである。現実的には、設定されたサーボパラメータ次第では、設備装置において振動や異音が発生する場合もあり、このような好ましくない事象をシミュレーションだけでは発見しにくいため、実際の設備装置を駆動しながらサーボパラメータの調整が行われることが多い。 In general, in order to determine the servo parameters for servo-controlling a motor, it is common to actually drive equipment including a motor and load and measure its response. This is because it is difficult to completely reproduce the actual equipment on a computer using simulation processing that models the load and motor alone, and as a result, it is not possible to adjust the servo parameters to the optimum. In reality, depending on the servo parameters that are set, vibrations or abnormal noises may occur in the equipment, and because such undesirable phenomena are difficult to discover using simulation alone, servo parameters are often adjusted while the actual equipment is running.

しかし、サーボパラメータによっては設備装置の挙動は大きく変わるため、サーボパラメータの調整は容易ではなく、相応に熟練した技術が必要とされる。そのため、そのような技術を有する者が、設備装置が設けられた場所にいない場合には、速やかなサーボパラメータの調整が困難となり、当該設備装置の立ち上げに時間を要してしまう。また、設備装置が設けられた場所が遠方にある場合、相応の技術を有する者が遠方まで移動する必要があり、その作業負荷は小さくない。 However, because the behavior of equipment can change significantly depending on the servo parameters, adjusting the servo parameters is not easy and requires a certain level of skill. Therefore, if a person with such skills is not present at the location where the equipment is installed, it becomes difficult to adjust the servo parameters quickly, and it takes time to start up the equipment. In addition, if the equipment is installed in a remote location, a person with the appropriate skills will need to travel that far away, which is a significant workload.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、サーボパラメータの調整に関する相応の技術を有する者が、設備装置の設置場所から離れた場所にいる場合でも、速やかに当該設備装置におけるモータのサーボパラメータの調整が行い得る技術を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a technology that allows a person with the appropriate skills in adjusting servo parameters to quickly adjust the servo parameters of a motor in equipment, even if the person is located away from the installation site of the equipment.

本発明の一側面に係るサーボパラメータの調整方法は、モータが取り付けられた設備装置における、該モータのサーボ制御に関連するサーボパラメータを、該設備装置が設けられた場所とは異なる調整場所から遠隔で調整する方法であって、前記設備装置において前記モータのイナーシャ比に関連するパラメータを含む暫定パラメータが暫定的に設定された状態で少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された該モータの周波数応答の周波数解析結果を取得する第1ステップと、前記調整場所で、前記暫定パラメータと前記少なくとも2つのサンプリング周期に対応する前記周波数解析結果とに基づいて、前記設備装置に関連するシミュレーション処理を経て前記サーボパラメータを調整する第2ステップと、前記調整されたサーボパラメータを前記設備装置に送信する第3ステップと、を含む。 A servo parameter adjustment method according to one aspect of the present invention is a method for remotely adjusting servo parameters related to servo control of a motor attached to equipment equipment from an adjustment location different from a location where the equipment equipment is installed, and includes a first step of acquiring frequency analysis results of the frequency response of the motor measured at at least two sampling periods in a state where provisional parameters including parameters related to the inertia ratio of the motor are provisionally set in the equipment equipment, a second step of adjusting the servo parameters at the adjustment location through a simulation process related to the equipment equipment based on the provisional parameters and the frequency analysis results corresponding to the at least two sampling periods, and a third step of transmitting the adjusted servo parameters to the equipment equipment.

上記調整方法は、設備装置が設けられた場所と異なる場所、すなわち遠隔にある調整場所で行われる、設備装置のモータのサーボ制御を行うためのサーボパラメータの調整方法である。すなわち、当該調整方法は、実際の制御対象であるモータを有する設備装置の挙動を直接確認できない場所で行われることになる。そこで、概略的には、設備装置でモータの周波数応答が計測され、その計測された周波数応答の周波数解析が行われ、その結果を用いてサーボパラメータの調整が行われることになる。パラメータ調整のために好適な周波数応答を計測するためには、必ずしも最適ではなくてもある程度は好適な速度ゲインが設定されているのが好ましい。そこで、暫定パラメータには、モータのイナーシャ比に関連するパラメータが含まれる。 The above adjustment method is a method for adjusting servo parameters for servo control of a motor of an equipment device, which is performed at a location different from where the equipment device is installed, i.e., a remote adjustment location. In other words, the adjustment method is performed at a location where the behavior of the equipment device having the motor that is the actual control target cannot be directly confirmed. In summary, the frequency response of the motor is measured in the equipment device, a frequency analysis is performed on the measured frequency response, and the servo parameters are adjusted using the results. In order to measure a suitable frequency response for parameter adjustment, it is preferable to set a speed gain that is suitable to a certain extent, even if it is not necessarily optimal. Therefore, the provisional parameters include a parameter related to the inertia ratio of the motor.

上記調整方法では、上記周波数応答の周波数解析を好適に実現するために、少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された周波数応答の周波数解析が行われる。これは、サンプリング周期によって周波数解析結果を通して見える、モータのサーボ特性が変動するからである。すなわち、サンプリング周期が短くなるほど広い周波数領域の特性解析が可能であるが、反面、低周波領域における特性が不正確となる。逆に、サンプリング周期が長くなるほど低周波数領域の特性解析を正確に行い得るが、反面、解析できる周波数領域は狭くなり、高周波数領域での特性を見逃す恐れが生じる。遠隔の調整場所からサーボパラメータの調整を行う場合、設備装置が調整者の近くに存在していないため、設備装置の状況に応じて様々な条件でモータの駆動を行い、都度その挙動を確認することは容易ではない。サーボパラメータの調整者と、モータの駆動者との間で多くのやり取りを要してしまうと、円滑なサーボパラメータの調整が妨げられることになる。 In the above adjustment method, in order to preferably realize the frequency analysis of the frequency response, frequency analysis is performed on the frequency response measured at at least two sampling periods. This is because the servo characteristics of the motor, which are visible through the frequency analysis results, vary depending on the sampling period. That is, the shorter the sampling period, the wider the frequency range of characteristic analysis is possible, but on the other hand, the characteristics in the low frequency range become inaccurate. Conversely, the longer the sampling period, the more accurately the characteristic analysis of the low frequency range can be performed, but on the other hand, the frequency range that can be analyzed becomes narrower, and there is a risk that characteristics in the high frequency range will be overlooked. When adjusting the servo parameters from a remote adjustment location, since the equipment equipment is not located near the adjuster, it is not easy to drive the motor under various conditions according to the status of the equipment equipment and check its behavior each time. If a lot of communication is required between the adjuster of the servo parameters and the driver of the motor, smooth adjustment of the servo parameters will be hindered.

そこで、設備装置において好適な広さの周波数領域と、低周波領域での解析精度との両立の観点から、少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された周波数応答の周波数解析を行うために、当該サンプリング周期が決定される。例えば、前記周波数解析結果の取得前に、前記モータを駆動して暫定的なサンプリング周期で計測された該モータの周波数応答の暫定的な周波数解析に基づいて、前記少なくとも2つのサンプリング周期が決定されてもよい。より具体的には、前記少なくとも2つのサンプリング周期は、前記設備装置の共振周波数と、前記モータのサーボ制御において形成される速度開ループとに基づいて決定されてもよい。また、周波数解析のためのサンプリング周期は、3つ以上設定しても構わない。 Therefore, from the viewpoint of achieving both a frequency range of an appropriate width for the facility equipment and analysis accuracy in the low-frequency range, the sampling periods are determined in order to perform frequency analysis of the frequency response measured at each of the at least two sampling periods. For example, the at least two sampling periods may be determined based on a tentative frequency analysis of the frequency response of the motor measured at a tentative sampling period by driving the motor before the frequency analysis result is obtained. More specifically, the at least two sampling periods may be determined based on the resonant frequency of the facility equipment and a speed open loop formed in servo control of the motor. Furthermore, three or more sampling periods may be set for frequency analysis.

そして、第1ステップでは、上記少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測されたモータの周波数応答の周波数解析結果が取得される。なお、第1ステップにおける周波数解析結果の取得は、前記周波数応答の計測結果を取得し、前記調整場所で、該計測結果に対して所定の高速フーリエ変換処理を施すことで実現してもよい。また、別法として、設備装置において計測された周波数応答に対する所定の高速フーリエ変換処理は、調
整場所とは異なる場所、例えば、設備装置の設置場所や、当該設置場所でも調整場所でもない第3の場所で施されてもよい。調整場所には、その所定の高速フーリエ変換処理済みの結果、すなわち周波数解析結果が届けられることで上記取得が実現されても構わない。
Then, in the first step, a frequency analysis result of the frequency response of the motor measured in each of the at least two sampling periods is obtained. Note that the acquisition of the frequency analysis result in the first step may be realized by acquiring the measurement result of the frequency response and performing a predetermined fast Fourier transform process on the measurement result at the adjustment location. Alternatively, the predetermined fast Fourier transform process on the frequency response measured in the facility equipment may be performed at a location different from the adjustment location, for example, at the installation location of the facility equipment or at a third location that is neither the installation location nor the adjustment location. The acquisition may be realized by delivering the result of the predetermined fast Fourier transform process, i.e., the frequency analysis result, to the adjustment location.

次に、第2ステップでは、周波数応答を計測した際の暫定パラメータと、第1ステップで取得した周波数解析結果とに基づいて、設備装置に関連するシミュレーション処理を経て、より好適なサーボパラメータの調整が行われる。サーボパラメータとしては、位置ループゲイン、速度ループゲインや、振動抑制のためのフィルタに関連するパラメータ(カットオフ周波数等)が例示できる。例えば、周波数解析結果から把握できるゲインの乱れ(制御帯域付近のピークゲインや共振点等)を抑えるように、サーボパラメータが調整される。また、当該調整に利用されるシミュレーション処理は、公知の様々な処理を採用することができる。例えば、モータと負荷のイナーシャ比から特定される単純な物理モデルや、周波数解析結果を反映させた複雑なモデル等を設定したシミュレーション処理を採用できる。当該第2ステップにおける調整は、設備装置の設置場所とは異なる調整場所で実施される。 Next, in the second step, based on the provisional parameters obtained when the frequency response was measured and the frequency analysis results obtained in the first step, a simulation process related to the facility equipment is performed to adjust the servo parameters more appropriately. Examples of servo parameters include position loop gain, speed loop gain, and parameters related to a filter for vibration suppression (such as cutoff frequency). For example, the servo parameters are adjusted so as to suppress gain disturbances that can be understood from the frequency analysis results (such as peak gains and resonance points near the control band). In addition, various known processes can be used as the simulation process used for the adjustment. For example, a simulation process that sets a simple physical model identified from the inertia ratio of the motor and the load, or a complex model that reflects the frequency analysis results, can be used. The adjustment in the second step is performed at an adjustment location that is different from the installation location of the facility equipment.

そして、第3ステップでは、第2ステップで調整されたサーボパラメータが設備装置に送信される。送信されたサーボパラメータは設備装置において、モータのサーボ制御のために設定される。このように上記の調整方法によれば、サーボパラメータの調整に関する相応の技術を有する者が、設備装置の設置場所から離れた場所にいる場合でも、速やかに当該設備装置におけるモータのサーボパラメータの調整が行うことができ、設備装置を好適に稼働させることができる。 Then, in the third step, the servo parameters adjusted in the second step are transmitted to the facility device. The transmitted servo parameters are set in the facility device for servo control of the motor. Thus, according to the above adjustment method, even if a person with appropriate skills in adjusting servo parameters is located away from the installation location of the facility device, the servo parameters of the motor in the facility device can be quickly adjusted, and the facility device can be operated optimally.

ここで、上記の調整方法は、前記設備装置において生じる事象に関連する所定パラメータの時系列データを取得する第4ステップを更に含んでもよい。そして、前記第2ステップでは、前記暫定パラメータと、前記周波数解析結果と、前記所定パラメータの時系列データとに基づいて、前記サーボパラメータが調整されてもよい。このように周波数応答の周波数解析結果以外のデータであって、調整対象のモータの位置制御が行われた際の所定パラメータに関する時系列データを利用することで、より好適なサーボパラメータの調整が可能となる。 The above adjustment method may further include a fourth step of acquiring time series data of a predetermined parameter related to an event occurring in the facility device. Then, in the second step, the servo parameters may be adjusted based on the provisional parameters, the frequency analysis results, and the time series data of the predetermined parameters. In this way, by using data other than the frequency analysis results of the frequency response, that is, time series data related to the predetermined parameters when position control of the motor to be adjusted is performed, it becomes possible to adjust the servo parameters more appropriately.

そして、例えば、前記所定パラメータの時系列データは、前記モータを位置制御した際の、該モータの停止時を含む所定期間の、速度指令、トルク指令、位置偏差のうち少なくとも1つに関連する時系列データであってもよい。位置制御時におけるモータの停止時は、比較的振動が生じやすいタイミングであり、そのような振動の有無が設備装置の性能等に大きな影響を及ぼす。そこで、停止時を含む所定期間における速度指令、トルク指令、位置偏差の時系列データは、機械で生じる振動を反映するデータであるから、これらのデータを利用することで、モータのサーボパラメータの調整をより好適に行いやすい。 For example, the time series data of the specified parameters may be time series data related to at least one of the speed command, torque command, and position deviation during a specified period including the time when the motor is stopped when the motor is subjected to position control. When the motor is stopped during position control, vibrations are relatively likely to occur, and the presence or absence of such vibrations has a significant impact on the performance of the facility equipment. Therefore, since the time series data of the speed command, torque command, and position deviation during a specified period including the time when the motor is stopped reflects the vibrations generated by the machine, by utilizing this data, it is easier to adjust the servo parameters of the motor more appropriately.

ここで、本発明を、モータが取り付けられた設備装置における該モータのサーボ制御に関連するサーボパラメータを、該設備装置が設けられた場所とは異なる調整場所から遠隔で調整する調整装置の側面から捉えることができる。そして、当該調整装置は、前記設備装置において前記モータのイナーシャ比に関連するパラメータを含む暫定パラメータが暫定的に設定された状態で少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された該モータの周波数応答の周波数解析結果を取得する取得部と、前記暫定パラメータと前記少なくとも2つのサンプリング周期に対応する前記周波数解析結果とに基づいて、前記設備装置に関連するシミュレーション処理を経て前記サーボパラメータを調整する調整部と、前記調整されたサーボパラメータを前記設備装置に送信する送信部と、を備える。このように構成される調整装置によれば、上述までのサーボパラメータの調整方法を実現可能である。 Here, the present invention can be seen as an adjustment device that remotely adjusts servo parameters related to servo control of a motor in equipment to which the motor is attached from an adjustment location different from the location where the equipment is installed. The adjustment device includes an acquisition unit that acquires frequency analysis results of the frequency response of the motor measured in at least two sampling periods in a state in which provisional parameters including parameters related to the inertia ratio of the motor are provisionally set in the equipment, an adjustment unit that adjusts the servo parameters through a simulation process related to the equipment based on the provisional parameters and the frequency analysis results corresponding to the at least two sampling periods, and a transmission unit that transmits the adjusted servo parameters to the equipment. With the adjustment device configured in this way, it is possible to realize the above-mentioned servo parameter adjustment method.

また、上記の調整装置において、前記少なくとも2つのサンプリング周期は、前記モータを駆動して暫定的なサンプリング周期で計測された該モータの周波数応答の暫定的な周波数解析で得られる、前記設備装置の共振周波数と、前記モータのサーボ制御において形成される速度開ループとに基づいて決定されてもよい。また、周波数解析のためのサンプリング周期は、3つ以上設定しても構わない。その他、上記にてサーボパラメータの調整方法について開示した技術思想は、技術的齟齬の生じない範囲で当該調整装置にも適用することができる。 In the above adjustment device, the at least two sampling periods may be determined based on the resonance frequency of the facility device obtained by provisional frequency analysis of the frequency response of the motor measured at the provisional sampling period while driving the motor, and on the speed open loop formed in the servo control of the motor. Three or more sampling periods for frequency analysis may be set. In addition, the technical ideas disclosed above regarding the method for adjusting servo parameters may also be applied to the adjustment device to the extent that no technical discrepancy occurs.

サーボパラメータの調整に関する相応の技術を有する者が、設備装置の設置場所から離れた場所にいる場合でも、速やかに当該設備装置におけるモータのサーボパラメータの調整が行うことができる。 Even if a person with the appropriate skills in adjusting servo parameters is located away from the installation location of the equipment, the servo parameters of the motor in the equipment can be adjusted quickly.

本発明のサーボパラメータの調整方法が適用されるモータを搭載する設備装置の制御システム、および、当該調整方法を実行する調整装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a control system for facility equipment equipped with a motor to which a servo parameter adjustment method of the present invention is applied, and an adjustment device for executing the adjustment method. 上段(a)は、図1に示す制御システムに含まれるサーボドライバの制御構造を示す図であり、下段(b)は、調整装置が有するシミュレーション系の構造を示す図である。The upper part (a) is a diagram showing the control structure of a servo driver included in the control system shown in FIG. 1, and the lower part (b) is a diagram showing the structure of a simulation system possessed by the adjustment device. 設備装置の制御システムと調整装置との間で行われる、設備装置のモータのサーボパラメータの調整方法に関するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for adjusting servo parameters of a motor of an equipment device, which is performed between a control system of the equipment device and an adjustment device. 左図(a)は、サンプリング周期が比較的短い場合の周波数応答の周波数解析結果を示す図であり、右図(b)は、サンプリング周期が比較的長い場合の周波数応答の周波数解析結果を示す図である。The left diagram (a) shows the result of frequency analysis of the frequency response when the sampling period is relatively short, and the right diagram (b) shows the result of frequency analysis of the frequency response when the sampling period is relatively long. 図4の(a)に示す周波数解析結果と(b)に示す周波数解析結果を結合して生成した解析結果である。The analysis result is generated by combining the frequency analysis result shown in FIG. 4(a) and the frequency analysis result shown in FIG. 4(b).

<実施例1>
図1は、本発明のサーボパラメータの調整方法が適用される制御システムの概略構成と、当該調整方法が実行される調整装置10の概略構成を示す図である。先ず、制御システムについて説明する。制御システムは、ネットワーク1と、モータ2と、負荷装置3と、サーボドライバ4と、標準PLC(Programmable Logic Controller)5とを備える。当該
制御システムは、モータ2とともに負荷装置3を駆動制御するためのシステムである。そして、モータ2及び負荷装置3が、当該制御システムによって制御される設備装置6とされる。ここで、負荷装置3としては、各種の機械装置(例えば、産業用ロボットのアームや搬送装置)が例示でき、モータ2はその負荷装置3を駆動するアクチュエータとして負設備装置6内に組み込まれている。例えば、モータ2は、ACサーボモータである。なお、モータ2には図示しないエンコーダが取り付けられており、当該エンコーダによりモータ2の動作に関するパラメータ信号がサーボドライバ4にフィードバック送信されている。このフィードバック送信されるパラメータ信号(以下、フィードバック信号という)は、たとえばモータ2の回転軸の回転位置(角度)についての位置情報、その回転軸の回転速度の情報等を含む。
Example 1
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a control system to which the servo parameter adjustment method of the present invention is applied, and a schematic configuration of an adjustment device 10 to which the adjustment method is executed. First, the control system will be described. The control system includes a network 1, a motor 2, a load device 3, a servo driver 4, and a standard PLC (Programmable Logic Controller) 5. The control system is a system for driving and controlling the load device 3 together with the motor 2. The motor 2 and the load device 3 are equipment devices 6 controlled by the control system. Here, the load device 3 can be exemplified by various mechanical devices (for example, an arm of an industrial robot or a conveying device), and the motor 2 is incorporated in the equipment devices 6 as an actuator for driving the load device 3. For example, the motor 2 is an AC servo motor. An encoder (not shown) is attached to the motor 2, and a parameter signal related to the operation of the motor 2 is feedback-transmitted to the servo driver 4 by the encoder. The parameter signal (hereinafter referred to as a feedback signal) that is feedback-transmitted includes, for example, position information on the rotational position (angle) of the rotational shaft of the motor 2, information on the rotational speed of the rotational shaft, and the like.

サーボドライバ4は、ネットワーク1を介して標準PLC5からモータ2の動作(モーション)に関する動作指令信号を受けるとともに、モータ2に接続されているエンコーダから出力されたフィードバック信号を受ける。サーボドライバ4は、標準PLC5からの動作指令信号およびエンコーダからのフィードバック信号に基づいて、モータ2の駆動に
関するサーボ制御、すなわち、モータ2の動作に関する指令値を算出するとともに、モータ2の動作がその指令値に追従するように、モータ2に駆動電流を供給する。なお、この供給電流は、交流電源7からサーボドライバ4に対して送られる交流電力が利用される。本実施例では、サーボドライバ4は三相交流を受けるタイプのものであるが、単相交流を受けるタイプのものでもよい。なお、サーボドライバ4によるサーボ制御については、サーボドライバ4が有する位置制御器41、速度制御器42、電流制御器43を利用したフィードバック制御であり、その詳細については図2に基づいて後述する。
The servo driver 4 receives an operation command signal related to the operation (motion) of the motor 2 from the standard PLC 5 via the network 1, and also receives a feedback signal output from an encoder connected to the motor 2. The servo driver 4 performs servo control related to the drive of the motor 2, i.e., calculates a command value related to the operation of the motor 2, based on the operation command signal from the standard PLC 5 and the feedback signal from the encoder, and supplies a drive current to the motor 2 so that the operation of the motor 2 follows the command value. This supply current uses AC power sent from an AC power source 7 to the servo driver 4. In this embodiment, the servo driver 4 is of a type that receives three-phase AC, but may also be of a type that receives single-phase AC. The servo control by the servo driver 4 is feedback control that uses a position controller 41, a speed controller 42, and a current controller 43 included in the servo driver 4, and the details of this will be described later with reference to FIG. 2.

このように構成される設備装置6とそれをサーボ制御する制御システム(サーボドライバ4等)は、工場等の所定の場所R1に設けられている。したがって、設備装置6が実際に稼働するためには、それに組み込まれモータ2のサーボ制御のためのサーボパラメータが、負荷装置3の実際の構造や制御上の特性等を適切に反映したものでなければならない。そのため、従来では、設備装置6を稼働させるためには、サーボパラメータの調整技術を有する者が実際に設備装置6の設置場所を訪問し、調整を行わなければならなかった。しかし、本願が開示する調整装置10は、このような調整技術を有する者が設備装置の設置場所を訪問しなくても、そのサーボパラメータの調整を効率的に行うことを可能とするものである。 The equipment device 6 configured in this manner and the control system (servo driver 4, etc.) that servo-controls it are installed at a predetermined location R1, such as a factory. Therefore, in order for the equipment device 6 to actually operate, the servo parameters incorporated therein for servo control of the motor 2 must appropriately reflect the actual structure and control characteristics of the load device 3. For this reason, in the past, in order to operate the equipment device 6, a person with the skills to adjust the servo parameters had to actually visit the installation location of the equipment device 6 and make adjustments. However, the adjustment device 10 disclosed in this application makes it possible to efficiently adjust the servo parameters without a person with such adjustment skills having to visit the installation location of the equipment device.

具体的に、調整装置10の構成について、図1に基づいて説明する。図1では、調整装置10において実行されるソフトウェア等によって実行される各種の機能をイメージ化して表した機能ブロック図である。なお、調整装置10は、設備装置6が設置されている場所R1とは遠く離れた場所R2に配置されている。この場所R2は、調整装置10を操作するユーザが、設備装置6の挙動を直接確認できない程度に、設置場所R1から十分に遠方に離れた場所である。例えば、場所R1と場所R2は、数十km、数百km離れていてもよく、また、場所R2が日本国内としたときに場所R1は日本の国外であってもよい。 Specifically, the configuration of the adjustment device 10 will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a functional block diagram that visualizes various functions executed by software executed in the adjustment device 10. The adjustment device 10 is placed at a location R2 far away from a location R1 where the facility device 6 is installed. This location R2 is a location that is far enough away from the installation location R1 that the user operating the adjustment device 10 cannot directly check the behavior of the facility device 6. For example, the locations R1 and R2 may be tens or hundreds of kilometers apart, and when the location R2 is in Japan, the location R1 may be outside Japan.

ここで、調整装置10は、サーボドライバ4の装置制御パラメータを調整するための装置であり、調整用のソフトウェア(プログラム)が搭載されている。具体的には、調整装置10は、演算装置やメモリ等を有するコンピュータであり、そこで実行可能な調整用ソフトウェアがインストールされている。そして、調整装置10はこの調整用ソフトウェアを用いて、設備装置6のモータ2のサーボ制御に関連するサーボパラメータを調整する。なお、調整装置10と、設備装置6もしくはサーボドライバ4とは、有線や無線にて通信可能に接続されている。 The adjustment device 10 is a device for adjusting the device control parameters of the servo driver 4, and is equipped with adjustment software (programs). Specifically, the adjustment device 10 is a computer having an arithmetic unit, memory, etc., and executable adjustment software is installed therein. The adjustment device 10 then uses this adjustment software to adjust servo parameters related to the servo control of the motor 2 of the facility device 6. The adjustment device 10 and the facility device 6 or the servo driver 4 are connected to each other so as to be able to communicate with each other via wires or wirelessly.

そして、調整装置10は、取得部11、調整部12、通信部13を有している。取得部11は、サーボパラメータの調整対象であるモータ2の周波数応答の周波数解析結果を取得する機能部である。取得部11は、自身でモータ2の周波数応答を取得し、更にそれに対して所定の高速フーリエ変換処理を施すことで周波数解析結果を取得してもよく、別法として、取得部11以外により実行された所定の高速フーリエ変換処理で生成された周波数解析結果を取得する形態でも構わない。調整部12は、サーボドライバ4によりサーボ制御された際の設備装置6の応答を算出するためのシミュレーション処理を実行することで、取得部11が取得した周波数解析結果等に基づいてモータ2をサーボ制御するためのサーボパラメータの調整を行う機能部である。また、通信部13は、調整装置10と設備装置6の制御システムとのデータの送受信を司る機能部である。 The adjustment device 10 has an acquisition unit 11, an adjustment unit 12, and a communication unit 13. The acquisition unit 11 is a functional unit that acquires a frequency analysis result of the frequency response of the motor 2, which is the target of servo parameter adjustment. The acquisition unit 11 may acquire the frequency response of the motor 2 itself and further acquire the frequency analysis result by performing a predetermined fast Fourier transform process on it, or alternatively, may acquire a frequency analysis result generated by a predetermined fast Fourier transform process executed by a unit other than the acquisition unit 11. The adjustment unit 12 is a functional unit that adjusts the servo parameters for servo-controlling the motor 2 based on the frequency analysis result acquired by the acquisition unit 11 by executing a simulation process for calculating the response of the facility device 6 when servo-controlled by the servo driver 4. The communication unit 13 is a functional unit that controls the transmission and reception of data between the adjustment device 10 and the control system of the facility device 6.

ここで、モータ2をサーボ制御するためのサーボドライバ4の制御構造と、調整装置10の調整部12が有する、シミュレーション処理のための処理構造について、図2に基づいて説明する。サーボドライバ4は、位置制御器41、速度制御器42、電流制御器43を備え、これらの処理により上記サーボ制御が実行される。そこで、図2の上段(a)に示すサーボドライバ4の制御構造に基づいて、サーボドライバ4による上記サーボ制御の
内容について説明する。位置制御器41は、例えば、比例制御(P制御)を行う。具体的には、標準PLC5から通知された位置指令と検出位置との偏差である位置偏差に、位置比例ゲインKppを乗ずることにより速度指令を算出する。なお、位置制御器41が有する位置比例ゲインKppは、調整されるべきサーボパラメータの1つである。
Here, the control structure of the servo driver 4 for servo-controlling the motor 2 and the processing structure for simulation processing that the adjustment unit 12 of the adjustment device 10 has will be described with reference to FIG. 2. The servo driver 4 includes a position controller 41, a speed controller 42, and a current controller 43, and the servo control is performed by these processes. Based on the control structure of the servo driver 4 shown in the upper part (a) of FIG. 2, the content of the servo control by the servo driver 4 will be described. The position controller 41 performs, for example, proportional control (P control). Specifically, a speed command is calculated by multiplying a position deviation, which is a deviation between a position command notified from the standard PLC 5 and a detected position, by a position proportional gain Kpp. The position proportional gain Kpp of the position controller 41 is one of the servo parameters to be adjusted.

次に、速度制御器42は、例えば、比例積分制御(PI制御)を行う。具体的には、位置制御器41に算出された速度指令と検出速度との偏差である速度偏差の積分量に速度積分ゲインKviを乗じ、その算出結果と当該速度偏差の和に速度比例ゲインKvpを乗ずることにより、トルク指令を算出する。なお、速度制御器42が有する速度比例ゲインKvp及び速度積分ゲインKviも、調整されるべきサーボパラメータの1つである。また、速度制御器42はPI制御に代えてP制御を行ってもよい。この場合には速度制御器42が有する速度比例ゲインKvpが、調整されるべきサーボパラメータの1つとなる。次に、電流制御器43は、速度制御器42により算出されたトルク指令に基づいて電流指令を出力し、それによりモータ2が駆動制御される。電流制御器43は、トルク指令に関するフィルタ(1次のローパスフィルタ)や一又は複数のノッチフィルタを含み、調整されるべきサーボパラメータとして、これらのフィルタの性能に関するカットオフ周波数等を有している。 Next, the speed controller 42 performs, for example, proportional-integral control (PI control). Specifically, the integral amount of the speed deviation, which is the deviation between the speed command calculated by the position controller 41 and the detected speed, is multiplied by the speed integral gain Kvi, and the sum of the calculation result and the speed deviation is multiplied by the speed proportional gain Kvp to calculate the torque command. The speed proportional gain Kvp and the speed integral gain Kvi of the speed controller 42 are also one of the servo parameters to be adjusted. The speed controller 42 may also perform P control instead of PI control. In this case, the speed proportional gain Kvp of the speed controller 42 is one of the servo parameters to be adjusted. Next, the current controller 43 outputs a current command based on the torque command calculated by the speed controller 42, and the motor 2 is driven and controlled thereby. The current controller 43 includes a filter (first-order low-pass filter) related to the torque command and one or more notch filters, and has a cutoff frequency related to the performance of these filters as a servo parameter to be adjusted.

そして、サーボドライバ4の制御構造は、速度制御器42、電流制御器43、設備装置6を前向き要素とする速度フィードバック系を含み、更に、当該速度フィードバック系と位置制御器41を前向き要素とする位置フィードバック系を含んでいる。このように構成される制御構造によって、サーボドライバ4は標準PLC5から供給される位置指令に追従するようにモータ2をサーボ制御することが可能となる。 The control structure of the servo driver 4 includes a speed feedback system in which the speed controller 42, the current controller 43, and the facility device 6 are forward elements, and further includes a position feedback system in which the speed feedback system and the position controller 41 are forward elements. With this control structure, the servo driver 4 can servo-control the motor 2 to follow the position command supplied from the standard PLC 5.

一方で、調整装置10の調整部12が有する、シミュレーション処理のための処理構造(以下、「シミュレーション系」と称する)について、図2の下段(b)に基づいて説明する。当該シミュレーション処理は、所定のサーボパラメータがサーボドライバ4に設定された際の、モータ2の応答を算出する処理である。そして、調整装置10によるシミュレーション結果を用いて、サーボドライバ4に設定すべきサーボパラメータを決定することができる。調整装置10が有するシミュレーション系は、設備装置6に関するモデル構造を含む系である。シミュレーション系は、図1に示す制御システムの構成に対応し、モデル位置制御部51、モデル速度制御部52、モデル電流制御部53、機械モデル部54を含む。モデル位置制御部51は、サーボドライバ4の位置制御器41に対応し、モデル速度制御部52は、サーボドライバ4の速度制御器42に対応し、モデル電流制御部53はサーボドライバ4の電流制御器43に対応し、機械モデル部54は、設備装置6に対応する。シミュレーション系では、サーボドライバ4と同様に、モデル位置制御部51に位置指令pcmdと系の出力である応答位置psimとの位置偏差が入力されて速度指令vcmdが出力される。そして、モデル速度制御部52に当該速度指令vcmdと機械モデル部54の出力である応答速度vsimとの速度偏差が入力されてトルク指令τcmdが出力される。そして、モデル電流制御部53に当該トルク指令τcmdが入力されて電流指令ccmdが出力される。そして、機械モデル部54に当該電流指令ccmdが入力されて、上記の応答速度vsim及びその積分結果である上記の応答位置psimが出力される。 On the other hand, the processing structure for the simulation process (hereinafter referred to as the "simulation system") possessed by the adjustment unit 12 of the adjustment device 10 will be described based on the lower part (b) of FIG. 2. The simulation process is a process for calculating the response of the motor 2 when a predetermined servo parameter is set in the servo driver 4. Then, the servo parameters to be set in the servo driver 4 can be determined using the simulation results by the adjustment device 10. The simulation system possessed by the adjustment device 10 is a system including a model structure related to the facility device 6. The simulation system corresponds to the configuration of the control system shown in FIG. 1, and includes a model position control unit 51, a model speed control unit 52, a model current control unit 53, and a machine model unit 54. The model position control unit 51 corresponds to the position controller 41 of the servo driver 4, the model speed control unit 52 corresponds to the speed controller 42 of the servo driver 4, the model current control unit 53 corresponds to the current controller 43 of the servo driver 4, and the machine model unit 54 corresponds to the facility device 6. In the simulation system, similar to the servo driver 4, the position deviation between the position command pcmd and the response position psim, which is the output of the system, is input to the model position control unit 51, which outputs a speed command vcmd. Then, the speed deviation between the speed command vcmd and the response speed vsim, which is the output of the machine model unit 54, is input to the model speed control unit 52, which outputs a torque command τcmd. Then, the torque command τcmd is input to the model current control unit 53, which outputs a current command ccmmd. Then, the current command ccmmd is input to the machine model unit 54, which outputs the response speed vsim and the response position psim, which is the integration result thereof.

このようなシミュレーション系を有する調整装置10は、シミュレーション系におけるモデル位置制御部51、モデル速度制御部52、モデル電流制御部53の設定を調整してシミュレーション処理を行うことで、実際の位置制御器41、速度制御器42、電流制御器43において設定されるサーボパラメータの調整が可能となる。 The adjustment device 10 having such a simulation system adjusts the settings of the model position control unit 51, model speed control unit 52, and model current control unit 53 in the simulation system and performs simulation processing, thereby making it possible to adjust the servo parameters set in the actual position controller 41, speed controller 42, and current controller 43.

次に、互いに遠隔の場所(上述のように場所R1と場所R2)に配置されている設備装
置6(サーボドライバ4)と調整装置10との間で行われるサーボパラメータの調整方法について、図3に基づいて説明する。図3に示すサーボパラメータの調整方法は、基本的には、設備装置6がサーボドライバ4のサーボ制御により正式に稼働する前に行われるものであるが、一度正式に稼働した後に、設備装置6で発生した問題等の諸事情を踏まえて再度サーボパラメータを調整する必要がある場合にも適用することができる。
Next, a method for adjusting servo parameters between the facility equipment 6 (servo driver 4) and the adjustment device 10, which are located at remote locations (locations R1 and R2 as described above), will be described with reference to Fig. 3. The method for adjusting servo parameters shown in Fig. 3 is basically performed before the facility equipment 6 is officially operated by the servo control of the servo driver 4, but it can also be applied to a case where the servo parameters need to be adjusted again after the facility equipment 6 has been officially operated once, taking into account various circumstances such as a problem that has occurred in the facility equipment 6.

まず、S10では、サーボドライバ4に暫定パラメータが設定される。この暫定パラメータは、後述するモータ2の周波数応答の計測や調整のための位置制御を可能にする程度のサーボパラメータである。すなわち、暫定パラメータは、設備装置6における機械条件を必ずしも十分に反映しているとは限らないが、周波数応答の計測や位置制御が実現可能な程度の暫定的なパラメータである。そこで、暫定パラメータには、設備装置6におけるモータ2のイナーシャ比(モータ2のイナーシャに対する負荷装置3のイナーシャの比率)を設定するのが好ましい。一般的には当該イナーシャ比は速度ループゲインに対応するため、イナーシャ比を設定することで、ある程度好適なモータ2のサーボ制御が期待できる。ただし、実際には、負荷装置3には摩擦や機械剛性が存在するため、最適の速度ループゲインは、後述するように調整装置10によりサーボパラメータの調整を行う必要がある。また、上記イナーシャ比以外のサーボパラメータについても、上記加減速運転が可能な範囲で適宜暫定的に設定することができる。 First, in S10, provisional parameters are set in the servo driver 4. These provisional parameters are servo parameters that enable measurement of the frequency response of the motor 2 and position control for adjustment, which will be described later. In other words, the provisional parameters do not necessarily fully reflect the mechanical conditions in the equipment 6, but are provisional parameters that enable measurement of the frequency response and position control. Therefore, it is preferable to set the inertia ratio of the motor 2 in the equipment 6 (the ratio of the inertia of the load device 3 to the inertia of the motor 2) as the provisional parameters. Generally, the inertia ratio corresponds to the speed loop gain, so by setting the inertia ratio, it is possible to expect a certain degree of suitable servo control of the motor 2. However, in reality, since friction and mechanical stiffness exist in the load device 3, it is necessary to adjust the servo parameters by the adjustment device 10 to obtain the optimal speed loop gain, as will be described later. In addition, servo parameters other than the inertia ratio can also be provisionally set as appropriate within the range in which the above-mentioned acceleration and deceleration operation is possible.

次に、S11では、後に調整装置10で行われる周波数解析処理の高速フーリエ変換処理を考慮してサンプリング周期が決定される。ここで、図4に基づいて、サンプリング周期と周波数解析の関係について説明する。図4の左図(a)は、サンプリング周期が比較的短い場合(例えば、125μs)の周波数応答の周波数解析結果を示す図である。一方で、図4の右図(b)は、サンプリング周期が比較的長い場合(例えば、500μs)の周波数応答の周波数解析結果を示す図である。なお、両図において、データ点数は同数である。サンプリング周期が短くなると計測ができる周波数帯域は広くなるが、周波数分解能が粗くなるため特に低周波数側の帯域でゲインの計測が良好ではない。例えば、(a)の領域C1と(b)の領域C3を比較して理解できるように、サンプリング周期が短い方では低周波数帯域でのゲインピークを良好に計測できていない。また、(a)の領域C2と(b)の領域C4を比較して理解できるように、サンプリング周期が長い方では設備装置6における共振点を計測できていない。 Next, in S11, the sampling period is determined in consideration of the fast Fourier transform process of the frequency analysis process performed later by the adjustment device 10. Here, the relationship between the sampling period and the frequency analysis will be described based on FIG. 4. The left diagram (a) of FIG. 4 is a diagram showing the frequency analysis result of the frequency response when the sampling period is relatively short (for example, 125 μs). On the other hand, the right diagram (b) of FIG. 4 is a diagram showing the frequency analysis result of the frequency response when the sampling period is relatively long (for example, 500 μs). Note that the number of data points is the same in both diagrams. When the sampling period is shortened, the frequency band that can be measured becomes wider, but the frequency resolution becomes coarse, so that the gain measurement is not good, especially in the low frequency band. For example, as can be seen by comparing the area C1 in (a) with the area C3 in (b), the gain peak in the low frequency band cannot be measured well in the short sampling period. Also, as can be seen by comparing the area C2 in (a) with the area C4 in (b), the resonance point in the facility device 6 cannot be measured in the long sampling period.

このようにサンプリング周期によって、周波数応答から得られる周波数解析結果に違いが生じるため、計測時のサンプリング周期次第ではサーボドライバ4に設定したサーボパラメータの適否を好適に判断できない恐れが生じてしまう。特に、設備装置6の設置場所から離れてそのサーボパラメータを調整しようとした場合、機械の振動や異音等の挙動を直接把握できないため、周波数解析結果等のデータに頼らざるを得ない。そうした場合、計測時のサンプリング周期をどのように設定するかは極めて重要な問題となる。 As such, the frequency analysis results obtained from the frequency response differ depending on the sampling period, so there is a risk that the suitability of the servo parameters set in the servo driver 4 cannot be properly determined depending on the sampling period during measurement. In particular, when attempting to adjust the servo parameters away from the installation location of the facility device 6, it is not possible to directly grasp the behavior of the machine, such as vibrations and abnormal noises, and it is necessary to rely on data such as frequency analysis results. In such cases, how to set the sampling period during measurement becomes an extremely important issue.

そこで、本実施形態では、以下のようにサンプリング周期が決定される。
(手順1)比較的短い暫定的なサンプリング周期でモータ2の周波数応答を計測し、その周波数解析を行い(暫定的な周波数解析)、設備装置6に関連する共振点を抽出する。そして、最も周波数が高い共振点をカバーできるように、サンプリング周期の下限周期(最短周期)を設定する。例えば、図4の(a)の領域C2に示される共振点の共振周波数に所定のマージンを加えた周波数帯域が計測できるように、サンプリング周期の下限周期が設定される。
(手順2)続いて、上記の暫定的な周波数解析を用いて、速度開ループのゼロクロス周波数近傍を好適に計測できるように、サンプリング周期の上限周期(最長周期)を設定する。例えば、図4の(a)の領域C1や(b)の領域C3に示される、ゲインが低下し始める周波数に所定のマージンを加えた周波数帯域が計測できるように、サンプリング周期
の上限周期が設定される。
Therefore, in this embodiment, the sampling period is determined as follows.
(Step 1) Measure the frequency response of the motor 2 at a relatively short provisional sampling period, perform frequency analysis (provisional frequency analysis), and extract the resonance point related to the facility device 6. Then, set the lower limit period (shortest period) of the sampling period so that the resonance point with the highest frequency can be covered. For example, the lower limit period of the sampling period is set so that a frequency band with a predetermined margin added to the resonance frequency of the resonance point shown in area C2 of FIG. 4A can be measured.
(Step 2) Next, the upper limit period (longest period) of the sampling period is set so that the vicinity of the zero cross frequency of the speed open loop can be suitably measured using the above-mentioned provisional frequency analysis. For example, the upper limit period of the sampling period is set so that the frequency band where the gain starts to decrease, which is shown in area C1 in (a) and area C3 in (b) of Fig. 4, plus a predetermined margin, can be measured.

次に、S12では、S11で決定されたサンプリング周期のそれぞれで、モータ2の周波数応答の計測が行われる。なお、当該周波数応答の計測は、公知の技術により実現することができる。また、モータ2の最高回転速度に到達する加減速運転を伴う位置決め制御を行った際の速度指令、トルク指令、位置偏差のうち少なくとも1つに関連する時系列データも計測される。これらの時系列データは、モータ2が位置制御において停止するタイミングを含む所定期間におけるデータである。サーボパラメータの調整においては、設備装置6におけるモータ2の停止時の振動は異音や制御精度に好ましくない影響を及ぼすため、振動を抑制することが求められることが多い。そこで、時系列データに、設備装置6の振動との相関を有する上記パラメータの、モータ2の停止タイミングを含む所定期間の時系列データを含めることで、調整装置10による好適なサーボパラメータの調整が可能となる。 Next, in S12, the frequency response of the motor 2 is measured at each of the sampling periods determined in S11. The measurement of the frequency response can be realized by a known technique. In addition, time series data related to at least one of the speed command, torque command, and position deviation when positioning control involving acceleration and deceleration operation to reach the maximum rotation speed of the motor 2 is performed is also measured. These time series data are data for a predetermined period including the timing when the motor 2 stops in the position control. In adjusting the servo parameters, it is often required to suppress vibrations because vibrations when the motor 2 stops in the facility device 6 have an undesirable effect on abnormal noise and control accuracy. Therefore, by including time series data for a predetermined period including the timing when the motor 2 stops, for the above parameters that have a correlation with the vibration of the facility device 6 in the time series data, it becomes possible to adjust the servo parameters favorably by the adjustment device 10.

そして、S13で、計測された設備装置6に関連する周波数応答(各サンプリング周期での周波数応答)と時系列データが調整装置10に送信される。更に、S13では当該周波数応答が計測されたときのサーボパラメータ、すなわち暫定パラメータも調整装置10側に送信される。調整装置10は、通信部13を介してこれらのデータを受信する(S14の処理)。S14から後述するS17までの処理が調整装置10で行われる処理である。 Then, in S13, the measured frequency response (frequency response at each sampling period) and time series data related to the facility device 6 are transmitted to the adjustment device 10. Furthermore, in S13, the servo parameters at the time when the frequency response was measured, i.e., the provisional parameters, are also transmitted to the adjustment device 10. The adjustment device 10 receives these data via the communication unit 13 (processing of S14). The processes from S14 to S17 described below are processes performed by the adjustment device 10.

S15では、サーボドライバ4から送信された各周波数応答に対して高速フーリエ変換処理が実行され、最終的な周波数解析結果が取得される。当該周波数解析結果の取得処理は、取得部11によって行われる。具体的な周波数解析結果の取得について、図5に基づいて説明する。先ず、上記手順1で決定した下限周期で計測された周波数応答の高速フーリエ変換処理を行う。この処理結果のうち、共振点の共振周波数近傍を閾値としてそれより高周波数側の結果を応答1とする。更に、上記手順2で決定した上限周期で計測された周波数応答の高速フーリエ変換処理を行う。この処理結果のうち、上記閾値より低周波数側の結果を応答2とする。そして、両応答を合成することで、図5に示す最終的な周波数解析結果を得る。なお、両応答を合成する際にデータが不連続とならないように、周知のスムージング技術(例えば、一定期間のデータの平均処理)を適用してもよい。 In S15, a fast Fourier transform process is performed on each frequency response transmitted from the servo driver 4, and a final frequency analysis result is obtained. The frequency analysis result is obtained by the acquisition unit 11. The specific frequency analysis result is described with reference to FIG. 5. First, a fast Fourier transform process is performed on the frequency response measured at the lower limit period determined in the above step 1. Of the results of this process, the vicinity of the resonant frequency of the resonant point is set as a threshold, and the result on the higher frequency side is set as response 1. Furthermore, a fast Fourier transform process is performed on the frequency response measured at the upper limit period determined in the above step 2. Of the results of this process, the result on the lower frequency side than the threshold is set as response 2. Then, by combining both responses, the final frequency analysis result shown in FIG. 5 is obtained. Note that a well-known smoothing technique (for example, averaging data for a certain period) may be applied so that the data does not become discontinuous when combining the two responses.

そして、S16では、S15で取得された周波数解析結果と、サーボドライバ4から送信された暫定パラメータを用いて、調整部12による上記シミュレーション処理を介してサーボパラメータの調整処理が行われる。例えば、10~15Hz辺りのゲインピークを抑制し、かつ、600Hz近傍の共振点を抑制するように、シミュレーション処理を行いながらサーボパラメータの調整が行われる。更に、S13で調整装置10に送信された時系列データもサーボパラメータの調整に利用される。例えば、時系列データに、モータの停止時の速度指令に関するデータが含まれている場合、停止時の振動が許容される程度に収まるように、位置ループゲインや速度ループゲインの調整が行われる。 In S16, the adjustment unit 12 adjusts the servo parameters through the simulation process described above using the frequency analysis results obtained in S15 and the provisional parameters sent from the servo driver 4. For example, the servo parameters are adjusted while performing the simulation process so as to suppress the gain peak around 10 to 15 Hz and the resonance point near 600 Hz. Furthermore, the time-series data sent to the adjustment device 10 in S13 is also used to adjust the servo parameters. For example, if the time-series data includes data related to a speed command when the motor is stopped, the position loop gain and the speed loop gain are adjusted so that the vibration when the motor is stopped is kept within an acceptable level.

サーボパラメータの調整が終了すると、S17で、調整済みのパラメータが、調整装置10の通信部13を介して設備装置6側に送信される。そして、受信された調整済みのサーボパラメータは、サーボドライバ4に設定されモータ2のサーボ制御に供される(S18の処理)。 When the adjustment of the servo parameters is completed, in S17, the adjusted parameters are transmitted to the facility device 6 via the communication unit 13 of the adjustment device 10. The received adjusted servo parameters are then set in the servo driver 4 and used for servo control of the motor 2 (processing in S18).

なお、S15~S16の一連の処理は、調整装置10により全て自動的に実行されてもよく、別法として、処理ごとにユーザが調整装置10を操作して実行してもよい。また、上記の実施形態では周波数解析処理を調整装置10で行っているが、それに代えて、サーボドライバ4で周波数解析処理を行い、その解析結果をS13で調整装置10に送信して
もよい。このときは、取得部11が、通信部13を介して周波数解析結果を取得することになる。
The series of processes from S15 to S16 may be automatically executed by the adjustment device 10, or alternatively, the user may operate the adjustment device 10 to execute each process. In the above embodiment, the frequency analysis process is performed by the adjustment device 10, but instead, the frequency analysis process may be performed by the servo driver 4, and the analysis result may be transmitted to the adjustment device 10 in S13. In this case, the acquisition unit 11 acquires the frequency analysis result via the communication unit 13.

<付記1>
モータ(2)が取り付けられた設備装置(6)における、該モータ(2)のサーボ制御に関連するサーボパラメータを、該設備装置(6)が設けられた場所(R1)とは異なる調整場所(R2)から遠隔で調整する方法であって、
前記設備装置(6)において前記モータ(2)のイナーシャ比に関連するパラメータを含む暫定パラメータが暫定的に設定された状態で少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された該モータ(2)の周波数応答の周波数解析結果を取得する第1ステップ(S15)と、
前記調整場所(R2)で、前記暫定パラメータと前記少なくとも2つのサンプリング周期に対応する前記周波数解析結果とに基づいて、前記設備装置(6)に関連するシミュレーション処理を経て前記サーボパラメータを調整する第2ステップ(S16)と、
前記調整されたサーボパラメータを前記設備装置(6)に送信する第3ステップ(S17)と、
を含む、サーボパラメータの調整方法。
<Appendix 1>
A method for remotely adjusting servo parameters related to servo control of a motor (2) in an equipment device (6) to which the motor (2) is attached from an adjustment location (R2) different from a location (R1) where the equipment device (6) is installed, comprising:
a first step (S15) of acquiring a frequency analysis result of a frequency response of the motor (2) measured in each of at least two sampling periods in a state in which provisional parameters including a parameter related to an inertia ratio of the motor (2) are provisionally set in the facility device (6);
a second step (S16) of adjusting the servo parameters through a simulation process related to the facility device (6) based on the provisional parameters and the frequency analysis results corresponding to the at least two sampling periods at the adjustment location (R2);
A third step (S17) of transmitting the adjusted servo parameters to the facility device (6);
A method for adjusting servo parameters, including:

<付記2>
モータ(2)が取り付けられた設備装置(6)における該モータ(2)のサーボ制御に関連するサーボパラメータを、該設備装置(6)が設けられた場所(R1)とは異なる調整場所(R2)から遠隔で調整する調整装置(10)であって、
前記設備装置(6)において前記モータ(2)のイナーシャ比に関連するパラメータを含む暫定パラメータが暫定的に設定された状態で少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された該モータの周波数応答の周波数解析結果を取得する取得部(11)と、
前記暫定パラメータと前記少なくとも2つのサンプリング周期に対応する前記周波数解析結果とに基づいて、前記設備装置に関連するシミュレーション処理を経て前記サーボパラメータを調整する調整部(12)と、
前記調整されたサーボパラメータを前記設備装置(6)に送信する送信部(13)と、
を備える、調整装置。
<Appendix 2>
An adjustment device (10) for remotely adjusting servo parameters related to servo control of a motor (2) in an equipment device (6) to which the motor (2) is attached from an adjustment location (R2) different from a location (R1) where the equipment device (6) is provided, comprising:
an acquisition unit (11) that acquires a frequency analysis result of a frequency response of the motor (2) measured in at least two sampling periods in a state in which provisional parameters including a parameter related to an inertia ratio of the motor (2) in the facility device (6) are provisionally set;
an adjustment unit (12) that adjusts the servo parameters through a simulation process related to the facility device based on the provisional parameters and the frequency analysis results corresponding to the at least two sampling periods;
A transmitting unit (13) that transmits the adjusted servo parameters to the facility device (6);
An adjustment device comprising:

2 モータ
4 サーボドライバ
6 設備装置
10 調整装置
2 Motor 4 Servo driver 6 Facility device 10 Adjustment device

Claims (8)

モータが取り付けられた設備装置における、該モータのサーボ制御に関連するサーボパラメータを、該設備装置が設けられた場所とは異なる調整場所から遠隔で調整する方法であって、
前記設備装置において前記モータのイナーシャ比に関連するパラメータを含む暫定パラメータが暫定的に設定された状態で少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された該モータの周波数応答の周波数解析結果を取得する第1ステップと、
前記調整場所で、前記暫定パラメータと前記少なくとも2つのサンプリング周期に対応する前記周波数解析結果とに基づいて、前記設備装置に関連するシミュレーション処理を経て前記サーボパラメータを調整する第2ステップと、
前記調整されたサーボパラメータを前記設備装置に送信する第3ステップと、
を含む、サーボパラメータの調整方法。
1. A method for remotely adjusting servo parameters related to servo control of a motor in an equipment device to which a motor is attached, from an adjustment location different from a location where the equipment device is installed, comprising:
a first step of acquiring a frequency analysis result of a frequency response of the motor measured in at least two sampling periods in a state in which provisional parameters including a parameter related to an inertia ratio of the motor are provisionally set in the facility device;
a second step of adjusting the servo parameters at the adjustment location through a simulation process related to the facility device based on the provisional parameters and the frequency analysis results corresponding to the at least two sampling periods;
a third step of transmitting the adjusted servo parameters to the facility device;
A method for adjusting servo parameters, including:
前記第1ステップでは、前記周波数応答の計測結果を取得し、前記調整場所で該計測結果に対して所定の高速フーリエ変換処理を施して前記周波数解析結果を取得する、
請求項1に記載のサーボパラメータの調整方法。
In the first step, a measurement result of the frequency response is obtained, and a predetermined fast Fourier transform process is performed on the measurement result at the adjustment location to obtain the frequency analysis result.
2. The method for adjusting servo parameters according to claim 1.
前記第1ステップでの前記周波数解析結果の取得前に、前記モータを駆動して暫定的なサンプリング周期で計測された該モータの周波数応答の暫定的な周波数解析に基づいて、前記少なくとも2つのサンプリング周期が決定される、
請求項1又は請求項2に記載のサーボパラメータの調整方法。
the at least two sampling periods are determined based on a tentative frequency analysis of a frequency response of the motor measured at a tentative sampling period while driving the motor before the frequency analysis result is obtained in the first step;
3. The method for adjusting servo parameters according to claim 1 or 2.
前記少なくとも2つのサンプリング周期は、前記設備装置の共振周波数と、前記モータのサーボ制御において形成される速度開ループとに基づいて決定される、
請求項3に記載のサーボパラメータの調整方法。
The at least two sampling periods are determined based on a resonant frequency of the facility device and a speed open loop formed in a servo control of the motor.
The servo parameter adjustment method according to claim 3.
前記設備装置において生じる事象に関連する所定パラメータの時系列データを取得する第4ステップを更に含み、
前記第2ステップでは、前記暫定パラメータと、前記周波数解析結果と、前記所定パラメータの時系列データとに基づいて、前記サーボパラメータが調整される、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載のサーボパラメータの調整方法。
A fourth step of acquiring time series data of a predetermined parameter related to an event occurring in the facility device,
In the second step, the servo parameters are adjusted based on the provisional parameters, the frequency analysis result, and time series data of the predetermined parameters.
The method for adjusting servo parameters according to any one of claims 1 to 4.
前記所定パラメータの時系列データは、前記モータを位置制御した際の、該モータの停止時を含む所定期間の、速度指令、トルク指令、位置偏差のうち少なくとも1つに関連する時系列データである、
請求項5に記載のサーボパラメータの調整方法。
The time series data of the predetermined parameter is time series data related to at least one of a speed command, a torque command, and a position deviation during a predetermined period including a time when the motor is stopped when the motor is subjected to position control.
The servo parameter adjustment method according to claim 5.
モータが取り付けられた設備装置における該モータのサーボ制御に関連するサーボパラメータを、該設備装置が設けられた場所とは異なる調整場所から遠隔で調整する調整装置であって、
前記設備装置において前記モータのイナーシャ比に関連するパラメータを含む暫定パラメータが暫定的に設定された状態で少なくとも2つのサンプリング周期のそれぞれで計測された該モータの周波数応答の周波数解析結果を取得する取得部と、
前記暫定パラメータと前記少なくとも2つのサンプリング周期に対応する前記周波数解析結果とに基づいて、前記設備装置に関連するシミュレーション処理を経て前記サーボパラメータを調整する調整部と、
前記調整されたサーボパラメータを前記設備装置に送信する送信部と、
を備える、調整装置。
An adjustment device for remotely adjusting servo parameters related to servo control of a motor in an equipment device to which a motor is attached from an adjustment location different from a location where the equipment device is installed, comprising:
an acquisition unit that acquires a frequency analysis result of a frequency response of the motor measured in at least two sampling periods in a state in which provisional parameters including a parameter related to an inertia ratio of the motor are provisionally set in the facility device;
an adjustment unit that adjusts the servo parameters through a simulation process related to the facility device based on the provisional parameters and the frequency analysis results corresponding to the at least two sampling periods;
A transmitting unit that transmits the adjusted servo parameters to the facility device;
An adjustment device comprising:
前記少なくとも2つのサンプリング周期は、前記モータを駆動して暫定的なサンプリング周期で計測された該モータの周波数応答の暫定的な周波数解析で得られる、前記設備装置の共振周波数と、前記モータのサーボ制御において形成される速度開ループとに基づいて決定される、
請求項7に記載の調整装置。
The at least two sampling periods are determined based on a resonance frequency of the facility device obtained by a tentative frequency analysis of a frequency response of the motor measured at a tentative sampling period while driving the motor, and a speed open loop formed in a servo control of the motor.
The adjustment device according to claim 7.
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