电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法以及使用该控制参数的调整方法的电动 ...的制作方法
【专利摘要】本发明的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备第一频率特性的计算步骤(步骤1)、当前的速度比例增益范围的计算步骤(步骤2)、当前的机械系统特性常数的计算步骤(步骤3)、当前的比例增益范围的计算步骤(步骤4)、经年后的特性的计算步骤(步骤5)、经年后的速度比例增益范围的计算步骤(步骤6)、经年后的比例增益范围的计算步骤(步骤7)以及比例增益的选择步骤(步骤8)。
【专利说明】
电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法以及使用该 控制参数的调整方法的电动机的控制装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法。
[0002]另外，本发明还涉及一种使用上述的控制参数的调整方法的电动机的控制装置。
【背景技术】
[0003 ]以往，关于电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，例如已知专利文献1 所公开的技术。专利文献1所公开的控制装置使用驱动系统的频率特性，基于增益特性、相 位特性来计算最佳的控制参数。
[0004] 图9是表示以往的电动机的控制装置的结构图。图9所示的电动机的控制装置151 是以往技术的一例。通常，在对电动机101进行驱动的情况下，在图9所示的电动机的控制装 置151中，开关109与a侧的端子连接。此时，各部进行以下的动作。
[0005] 即，机械系统104具备电动机101、负载102以及电动机位置检测器103。由电动机 101来驱动负载102。从电动机位置检测器103输出电动机101的检测位置0 m。速度计算器106 基于每单位时间的检测位置0m的变化量来运算电动机的检测速度Vm。速度计算器106输出运 算得到的电动机的检测速度。位置控制器107以使检测位置0 m追随位置指令的方式输出 速度指令V:。从电动机的控制装置151的外部输入位置指令0r。速度控制器108以使电动机的 检测速度^追随速度指令Vr的方式输出转矩指令i r。所输出的转矩指令Tr经过滤波器部110 后成为新的转矩指令Tr2。新的转矩指令T r2被输入到转矩控制器111。根据转矩控制器111的 输出来控制电动机101。
[0006] 在对控制参数进行调整的情况下，在图9所示的电动机的控制装置151中，开关109 与b侧的端子连接。此时，各部进行以下的动作。
[0007] 即，用于测量频率特性的转矩指令制作器112输出第一转矩指令Trl。第一转矩指令 τΓ?中例如包含M序列信号(Maximum Length Sequence:最大长度序列)等多个频率成分。M序 列信号由0/1或-1/1来表示，是二值的随机的位串信号。基于第一转矩指令T rl来驱动电动机 101。此时，第一转矩指令和电动机的检测速度vm被输入到控制参数调整部115。
[0008] 控制参数调整部115运算从第一转矩指令Trl到电动机速度vm的频率特性。控制参 数调整部115使用运算出的频率特性，以使电动机的控制系统的动作稳定且电动机的控制 系统的响应性变高的方式，计算速度控制器108的控制参数、位置控制器107的控制参数以 及滤波器部110的控制参数。电动机的控制系统中包括速度控制器108、位置控制器107以及 滤波器部110。
[0009] 专利文献1:日本特开2005-245051号公报
【发明内容】
[0010] 本发明当作对象的电动机的控制装置具备第一位置控制器、速度控制器、转矩控 制器以及转矩指令制作器。
[0011] 第一位置控制器以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与结合于电动 机的负载的检测位置一致的方式生成速度指令。
[0012] 速度控制器以使速度指令与电动机的检测速度一致的方式生成转矩指令。
[0013] 转矩控制器基于转矩指令来驱动电动机。
[0014] 转矩指令制作器输出包含多个频率成分的调整用转矩指令。
[0015] 本发明当作对象的电动机的控制装置中形成有速度反馈电路和第一位置反馈电 路。
[0016] 速度反馈电路包括速度控制器和转矩控制器。速度反馈电路是如下的控制环路： 基于输入到速度控制器的速度指令和电动机的检测速度，来得到再次输入到速度控制器的 电动机的检测速度。
[0017] 第一位置反馈电路包括第一位置控制器和速度反馈电路。第一位置反馈电路是如 下的控制环路:基于输入到第一位置控制器的位置指令和结合于电动机的负载的检测位 置，来得到再次输入到第一位置控制器的结合于电动机的负载的检测位置。
[0018] 上述的电动机的控制装置中使用的本发明的控制参数的调整方法具备第一频率 特性的计算步骤、当前的速度比例增益范围的计算步骤、当前的机械系统特性常数的计算 步骤、当前的比例增益范围的计算步骤、经年后的特性的计算步骤、经年后的速度比例增益 范围的计算步骤、经年后的比例增益范围的计算步骤以及比例增益的选择步骤。
[0019] 第一频率特性的计算步骤使用从转矩指令制作器输出的调整用转矩指令以及在 基于调整用转矩指令来驱动电动机时所检测的电动机的检测速度。第一频率特性的计算步 骤计算作为从调整用转矩指令到电动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性。
[0020] 当前的速度比例增益范围的计算步骤使用当前负载频率特性以及作为速度控制 器中使用的控制参数的速度比例增益。当前的速度比例增益范围的计算步骤计算使速度反 馈电路稳定的当前的速度比例增益的范围。
[0021] 当前的机械系统特性常数的计算步骤使用当前负载频率特性。当前的机械系统特 性常数的计算步骤计算表示包括电动机和负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常 数。
[0022] 当前的比例增益范围的计算步骤使用速度比例增益、作为第一位置控制器中使用 的控制参数的位置比例增益、当前负载频率特性以及当前机械系统特性常数。当前的比例 增益范围的计算步骤计算使位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例 增益的组合的范围。
[0023] 经年后的特性的计算步骤基于当前负载频率特性以及从电动机的控制装置的外 部发送的经年变化信息来计算经年负载频率特性和经年机械系统特性常数。经年负载频率 特性是指产生经年变化后的负载频率特性。经年机械系统特性常数是指产生经年变化后的 机械系统特性常数。
[0024] 经年后的速度比例增益范围的计算步骤使用速度比例增益和经年负载频率特性。 经年后的速度比例增益范围的计算步骤计算使速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增 益的范围。
[0025] 经年后的比例增益范围的计算步骤使用速度比例增益、位置比例增益、经年负载 频率特性以及经年机械系统特性常数。经年后的比例增益范围的计算步骤计算使第一位置 反馈电路稳定的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围。
[0026] 比例增益的选择步骤基于当前的速度比例增益的范围、当前的速度比例增益与当 前的位置比例增益的组合的范围、经年后的速度比例增益的范围以及经年后的速度比例增 益与经年后的位置比例增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置 比例增益值。
[0027] 当前的速度比例增益的范围是通过当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算 出的。当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围是通过当前的比例增益范 围的计算步骤而计算出的。经年后的速度比例增益的范围是通过经年后的速度比例增益范 围的计算步骤而计算出的。经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围 是通过经年后的比例增益范围的计算步骤而计算出的。
[0028] 本发明直接检测安装于电动机的负载所具有的端部的位置，根据检测出的结果来 从控制装置计算位置指令。本发明的目的在于提供一种按计算出的位置指令来控制电动机 的、电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法。
【附图说明】
[0029]图1是表示本发明的实施方式1中的电动机的控制装置的结构图。
[0030]图2是表示本发明的实施方式1中的电动机的控制装置的框图。
[0031]图3是表示本发明的实施方式1中的电动机的控制装置的其它框图。
[0032]图4是表示本发明的实施方式1中的电动机的控制装置中的控制的流程图。
[0033]图5是表示本发明的实施方式2中的电动机的控制装置的结构图。
[0034]图6是表示本发明的实施方式2中的电动机的控制装置的框图。
[0035]图7是表示本发明的实施方式2中的电动机的控制装置的其它框图。
[0036]图8是表示本发明的实施方式3中的电动机的控制装置中的控制的流程图。
[0037]图9是表示以往的电动机的控制装置的结构图。
【具体实施方式】
[0038] 作为本发明的实施方式的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法通过 后述的过程，能够使用频率特性来计算出使进行全闭环控制的控制装置的控制稳定、且该 控制装置的响应性变高的控制参数。为了计算控制参数，使用下面两个频率特性。一个频率 特性使用测量动作中的数据，是从转矩指令到电动机速度的频率特性。另一个频率特性是 相对于前述的频率特性考虑了经年变化的频率特性。
[0039] 因此，在进行全闭环控制的电动机的控制装置中，即使产生了经年变化，也能够以 能够稳定地驱动电动机的方式调整控制参数。
[0040] 同样地，作为本发明的实施方式的电动机的控制装置通过后述的结构，能够使用 频率特性来计算出使进行全闭环控制的控制装置的控制稳定、且该控制装置的响应性变高 的控制参数。为了计算控制参数，使用下面两个频率特性。一个频率特性使用测量动作中的 数据，是从转矩指令到电动机速度的频率特性。另一个频率特性是相对于前述的频率特性 考虑了经年变化的频率特性。
[0041 ]因此，在进行全闭环控制的电动机的控制装置中，即使由于经年变化而控制对象 发生特性的变化，也能够以能够稳定地驱动电动机的方式调整控制参数。控制对象是电动 机和安装于电动机的负载等。
[0042] 也就是说，以往的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法以及使用该控 制参数的调整方法的电动机的控制装置存在下面的应该改进的方面。
[0043] 即，以往的电动机的控制装置进行所谓的半闭环控制，即，检测电动机所具有的可 动件的动作位置，基于检测出的电动机所具有的可动件的动作位置来控制电动机。也就是 说，以往的电动机的控制装置具有对用于进行半闭环控制的控制参数进行调整的结构。因 此，这样的结构无法应用于进行所谓的全闭环控制、即对安装于电动机的负载侧的位置进 行控制的控制装置。
[0044] 另外，以往的电动机的控制装置在对控制参数进行调整时使用驱动系统的频率特 性。在以往的对控制参数进行调整的方法中，使用计算频率特性的时间点下的电动机的测 量结果。换言之，到电动机的控制装置产生了经年变化的状态时，以往的对控制参数进行调 整的方法无法进行满足控制的稳定性的控制参数的调整。也就是说，若电动机的控制装置 产生了经年变化，则以往的电动机的控制装置存在控制变得不稳定的担忧。在该情况下，以 往的电动机的控制装置需要进行重新调整。
[0045] 可是，本发明的实施方式中的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法能 够应用于进行全闭环控制的控制装置。
[0046] 另外，电动机的控制装置的控制对象有时会由于经年变化而特性发生变化。即使 在这种情况下，只要应用本发明的实施方式中的电动机的控制装置中使用的控制参数的调 整方法，电动机的控制装置就能够稳定地驱动具有产生了经年变化的特性的电动机。
[0047] 同样地，使用本发明的实施方式中的控制参数的调整方法的电动机的控制装置能 够进行全闭环控制。如上所述，使用本发明的实施方式中的控制参数的调整方法的电动机 的控制装置能够稳定地驱动具有产生了经年变化的特性的电动机。
[0048] 下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，下面的实施方式是具体实现本发 明的一个例子，并不对本发明的技术范围进行限定。
[0049] 此外，在后述的说明中，反馈电路稳定是指下面的状态。即，是指以下状态:在闭合 的控制环路中，针对指令值而反馈的反馈值收敛于指令值。
[0050] 另一方面，反馈电路不稳定的状态、也就是说反馈电路不稳定状态是指下面的状 态。即，是指以下状态:在闭合的控制环路中，针对指令值而反馈的反馈值振动且振动的振 幅持续增加。
[0051] -般来说，能够通过检测反馈电路的频率特性来判断反馈电路处于稳定的状态还 是不稳定的状态。
[0052](实施方式1)
[0053]图1是表示本发明的实施方式1中的电动机的控制装置的结构图。图2是表示本发 明的实施方式1中的电动机的控制装置的框图。图3是表示本发明的实施方式1中的电动机 的控制装置的其它框图。图4是表示本发明的实施方式1中的电动机的控制装置中的控制的 流程图。
[0054]在下面的说明中，例示本发明的实施方式1中的电动机的控制装置，说明该电动机 的控制装置中使用的控制参数的调整方法。
[0055] 如图1所示，本发明的实施方式1中的电动机的控制装置30具备作为第一位置控制 器的位置控制器6、速度控制器7、转矩控制器9以及转矩指令制作器10。
[0056] 位置控制器6以使从电动机的控制装置30的外部发送的位置指与结合于电动 机1的负载2的检测位置即负载位置k 一致的方式生成速度指令Vr。
[0057] 速度控制器7以使速度指令vr与电动机的检测速度即电动机速度vm-致的方式生 成转矩指令T r。
[0058]转矩控制器9基于转矩指令^来驱动电动机1。
[0059] 转矩指令制作器10输出包含多个频率成分的调整用转矩指令ir3。
[0060] 本发明的实施方式1中的电动机的控制装置30中形成有速度反馈电路40以及作为 第一位置反馈电路的位置反馈电路41。
[0061] 速度反馈电路40包括速度控制器7和转矩控制器9。速度反馈电路40是如下的控制 环路:基于输入到速度控制器7的速度指令Vr和电动机的检测速度即电动机速度V m，来得到 再次输入到速度控制器7的电动机速度Vm。
[0062] 位置反馈电路41包括位置控制器6和速度反馈电路40。位置反馈电路41是如下的 控制环路:基于输入到位置控制器6的位置指令Θ4Ρ结合于电动机1的负载2的检测位置即 负载位置k，来得到再次输入到位置控制器6的结合于电动机的负载的检测位置即负载位 置0 L。
[0063] 如图4所示，上述的电动机的控制装置30中使用的本发明的实施方式中的控制参 数的调整方法具备第一频率特性的计算步骤(步骤1)、当前的速度比例增益范围的计算步 骤(步骤2)、当前的机械系统特性常数的计算步骤(步骤3)、当前的比例增益范围的计算步 骤(步骤4)、经年后的特性的计算步骤(步骤5)、经年后的速度比例增益范围的计算步骤(步 骤6)、经年后的比例增益范围的计算步骤(步骤7)以及比例增益的选择步骤(步骤8)。
[0064] 如图1、图3、图4所示，第一频率特性的计算步骤(步骤1)使用从转矩指令制作器10 输出的调整用转矩指令Tr3以及在基于调整用转矩指令Tr3来驱动电动机1时所检测的电动 机的检测速度即电动机速度。第一频率特性的计算步骤(步骤1)计算作为从调整用转矩 指令Tr 3到电动机的检测速度即电动机速度Vm的频率特性的当前负载频率特性。
[0065] 当前的速度比例增益范围的计算步骤(步骤2)使用当前负载频率特性以及作为速 度控制器7中使用的控制参数的速度比例增益K v。当前的速度比例增益范围的计算步骤(步 骤2)计算使速度反馈电路40稳定的当前的速度比例增益的范围。
[0066] 此外，在本实施方式1中，速度反馈电路40稳定的状态是指下面的状态。即，是指以 下状态:作为被反馈的值的电动机速度^追随作为指令值的速度指令Vr而收敛于该指令值。
[0067] 当前的机械系统特性常数的计算步骤(步骤3)使用当前负载频率特性。当前的机 械系统特性常数的计算步骤(步骤3)计算表示包括电动机1和负载2的机械系统20的特性的 当前机械系统特性常数。
[0068] 当前的比例增益范围的计算步骤(步骤4)使用速度比例增益Κν、作为位置控制器6 中使用的控制参数的位置比例增益K p、当前负载频率特性以及当前机械系统特性常数。当 前的比例增益范围的计算步骤(步骤4)计算使位置反馈电路41稳定的、当前的速度比例增 益与当前的位置比例增益的组合的范围。
[0069]此外，在本实施方式1中，位置反馈电路41稳定的状态是指下面的状态。即，是指以 下状态:作为被反馈的值的负载位置θ??随作为指令值的位置指令0r而收敛于该指令值。
[0070] 经年后的特性的计算步骤(步骤5)基于当前负载频率特性以及从电动机的控制装 置30的外部发送的经年变化信息来计算经年负载频率特性以及经年机械系统特性常数。经 年负载频率特性是产生经年变化后的负载频率特性。经年机械系统特性常数是产生经年变 化后的机械系统特性常数。
[0071] 经年后的速度比例增益范围的计算步骤(步骤6)使用速度比例增益Kv和经年负载 频率特性。经年后的速度比例增益范围的计算步骤(步骤6)计算使速度反馈电路40稳定的 经年后的速度比例增益的范围。
[0072] 经年后的比例增益范围的计算步骤(步骤7)使用速度比例增益Kv、位置比例增益 Kp、经年负载频率特性以及经年机械系统特性常数。经年后的比例增益范围的计算步骤(步 骤7)计算使位置反馈电路41稳定的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组 合的范围。
[0073] 比例增益的选择步骤(步骤8)基于当前的速度比例增益的范围、当前的速度比例 增益与当前的位置比例增益的组合的范围、经年后的速度比例增益的范围以及经年后的速 度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益 值和位置比例增益值。
[0074] 当前的速度比例增益的范围是通过当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算 出的。当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围是通过当前的比例增益范 围的计算步骤而计算出的。经年后的速度比例增益的范围是通过经年后的速度比例增益范 围的计算步骤而计算出的。经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围 是通过经年后的比例增益范围的计算步骤而计算出的。
[0075]特别是，起到显著作用效果的发明如下。
[0076] 即，在本实施方式1中的电动机的控制装置30中，速度反馈电路40还具有电动机1、 电动机位置检测器3以及速度计算器5。
[0077] 电动机位置检测器3检测电动机1的检测位置即电动机位置0m，输出所检测出的电 动机位置9"。速度计算器5基于从电动机位置检测器3输出的电动机位置θ m来计算电动机的 检测速度即电动机速度vm。
[0078] 另外，作为第一位置反馈电路的位置反馈电路41还具有负载2和负载位置检测器 4〇
[0079] 负载位置检测器4检测负载2的检测位置即负载位置k，输出所检测出的负载位置 0L〇
[0080] 另外，比例增益的选择步骤(步骤8)只要以得到最大的速度比例增益的方式选择 速度比例增益值和位置比例增益值即可。
[0081] 使用附图来进一步详细说明。
[0082]如图1所示，使用本实施方式1的装置具备电动机的控制装置30以及被该电动机的 控制装置30所驱动的机械系统20。此外，在下面的说明中，电动机的控制装置30也简单称为 控制装置30。
[0083]首先，被驱动的机械系统20包括电动机1、负载2、电动机位置检测器3以及负载位 置检测器4。并且，机械系统20包括各部的连结部。各部的连结部包括位于电动机1与负载2 之间的连结部、位于电动机1与电动机位置检测器3之间的连结部以及位于负载2与负载位 置检测器4之间的连结部。
[0084]在机械系统20中，电动机1上连接有负载2。通过电动机1来驱动与电动机1连接的 负载2。电动机位置检测器3与电动机1连接。电动机位置检测器3输出作为电动机1的位置信 息的电动机位置9"。负载位置检测器4与负载2连接。负载位置检测器4输出作为负载2的位 置信息的负载位置k。
[0085] 在此，例如，负载2包括利用滚珠丝杠、带来连结的工作台等结构要素进行运动的 装置。例如，作为电动机位置检测器3,使用光学式编码器、旋转变压器等检测旋转角度的传 感器。例如，作为负载位置检测器4,使用测量直线运动变化量的线性标尺等传感器。
[0086] 如后所述，控制装置30输出对电动机1进行驱动的信号。在控制装置30中，作为电 动机位置检测器3的输出的电动机位置0m被输入到速度计算器5。在控制装置30中，速度计 算器5基于被输入的电动机位置0 m来计算电动机1的速度即电动机速度Vm。速度计算器5输出 所计算出的电动机速度Vm。
[0087]在本实施方式1中，后述的速度反馈电路40由速度控制器7、转矩控制器9、电动机 1、电动机位置检测器3以及速度计算器5形成。同样地，位置反馈电路41由位置控制器6、速 度反馈电路40、负载2以及负载位置检测器4形成。
[0088] 接着，说明以下动作:本实施方式1中的控制装置30驱动电动机1来进行对负载2的 位置控制。
[0089] 在进行对负载2的位置控制时，图1所示的开关8被切换到a侧的端子。
[0090] 从控制装置30的外部向控制装置30输入位置指令0r。在控制装置30的外部存在生 成位置指令Sr的上级控制器等。
[0091] 位置指与从负载位置检测器4输出的负载位置匕之差被输入到位置控制器6。 位置控制器6以使位置指令0r与负载位置-致的方式计算速度指令Vr。位置控制器6输出 所计算出的速度指令v r。例如，位置控制器6进行下面(数1)示出的比例运算。
[0092] 此外，在(数1)中，Kp表示位置比例增益。
[0093] [数1]
[0094] Vr = Kp(9r-0L)---(l)
[0095] 速度指令Vr与电动机速度vm之差被输入到速度控制器7。速度控制器7以使速度指 令Vr与电动机速度Vm-致的方式计算转矩指令T r。速度控制器7输出所计算出的转矩指令 Tr。例如，速度控制器7进行下面(数2)示出的比例运算。
[0096] 此外，在(数2)中，Kv表示速度比例增益。
[0097] [数2]
[0098] Tr = Kv(vr-Vm)··· (2)
[0099] 转矩控制器9将被输入的转矩指令^变换为电流指令。转矩控制器9以使电流指令 与流过电动机1的电流一致的方式进行电流控制。转矩控制器9通过进行电流控制来驱动电 动机1。
[0100] 在图2中，Jm表示电动机1的惯量(inertia)。同样地，Jl表示负载2的惯量C 3Ks表示电 动机1与负载2之间的弹簧系数。Ds表示电动机1与负载2之间的粘性系数。D(S)表示与控制 系统的延迟要素有关的传递函数。
[0101] 另外，Tm表示施加于电动机1的转矩。k表示施加于负载2的转矩。1表示负载2的速 度即负载速度。τ ιη表示电动机1利用从控制装置30供给的电力而产生的转矩。s是拉普拉斯 算子。
[0102] 基于图2所示的框图来推导运动方程式。只要对所推导出的运动方程式进行计算， 就能够计算出电动机速度相对于电动机1所产生的转矩τ ιη的传递函数。电动机速度^相 对于电动机1所产生的转矩τιη的传递函数表示为下面的(数3)。
[0103] [数3]
[0104]
[0105]另一方面，位于电动机1与负载2之间的连结部具有弹簧系数Ks和粘性系数Ds。弹簧 系数Ks是表示与经由连结部而连结的电动机1与负载2之间产生的扭曲相对的回弹力的程 度的系数。粘性系数D s是表示与电动机1的速度成正比的阻力的程度的系数。例如，阻力包 括摩擦。
[0106] 因此，该机械系统20能够认为是具有谐振角频率ω 反谐振角频率ω 2的双惯性 系统。将双惯性系统中的谐振衰减系数设为ζΡ，将反谐振衰减系数设为ζ ζ。此时，电动机速度 相对于电动机1所产生的转矩τιη的传递函数还表示为下面的(数4)。
[0107] [数 4]
[0108]
[0109] 另外，基于图2所示的控制框图来推导运动方程式。只要对所推导出的运动方程式 进行计算，就能够计算出负载速度VL相对于电动机1所产生的转矩τ ιη的传递函数。负载速度 I相对于电动机1所产生的转矩τιη的传递函数表示为下面的(数5)。
[0110] [数 5]
[0111] Λ .>
[0112] 使用上述的(数3)和(数5)来推导负载速度VL相对于电动机速度vm的传递函数。推 导出的负载速度VL相对于电动机速度Vm的传递函数表示为下面的(数6)。
[0113] [数 6]
[0114]
[0115] 只要使用上述的(数3)和(数6)，就能够将图2所示的框图变换为图3所示的框图。
[0116] 在图3中，L1(S)为电动机速度vm相对于电动机1所产生的转矩τιη的传递函数。图3 所示的L1(S)与上述的（数3)相等。另外，在图3中，L2(S)为负载速度相对于电动机速度v m 的传递函数。图3所示的L2(S)与上述的(数6)相等。
[0117]位置比例增益心和速度比例增益Kv是图1所示的控制装置30中使用的控制参数。因 此，能够通过对使用从图3所示的框图推导出的传递函数而计算出的频率特性的稳定性进 行确认来实施位置比例增益KdP速度比例增益K v的调整。
[0118]接着，使用图4所示的流程图来说明作为控制装置30中使用的控制参数的位置比 例增益心和速度比例增益Kv的调整。此外，图4所示的流程图全部能够由控制参数调整部11 实施。
[0119] 在进行控制参数的调整时，图1所示的开关8被切换到b侧的端子。此时，例如，从用 于测量频率特性的转矩指令制作器10对转矩控制器9输出调整用转矩指令i r3。调整用转矩 指令Tr3包含M序列信号等多个频率成分。基于调整用转矩指令来驱动电动机1。
[0120] 此时，如图4所示，通过控制参数调整部11来对调整用转矩指令Tr3和电动机速度vm 进行采样。在控制参数调整部11中，计算从调整用转矩指令Tr3到电动机速度vm的频率特性 (步骤1)。下面，将计算出的频率特性称为"负载频率特性"。该负载频率特性表示当前负载 频率特性。
[0121] 能够通过下面的过程来计算负载频率特性。例如，对采样得到的调整用转矩指令 Tr3和电动机速度vm分别实施傅立叶变换。对电动机速度^实施傅立叶变换的结果是计算出 增益特性和相位特性。同样地，对调整用转矩指令T r3实施傅立叶变换的结果是计算出增益 特性和相位特性。通过从基于电动机速度而计算出的增益特性和相位特性减去基于调整 用转矩指令Tr 3而计算出的增益特性和相位特性，来推导出负载频率特性。推导出的负载频 率特性为图3所示的D(S) · L1(S)13
[0122] 接着，改变速度比例增益Kv，以使图3所示的速度反馈电路40稳定的方式计算速度 比例增益Kv的范围（步骤2)。计算出的速度比例增益K v的范围表示当前的速度比例增益Kv的 范围。
[0123] 速度比例增益Kv是图1所示的速度控制器7的控制参数。在图3中，以点划线包围速 度反馈电路40。
[0124] 例如，在以点划线包围的速度反馈电路40中，通过步骤1求出负载频率特性D(s) · L1 (s)。只要对所求出的负载频率特性乘以速度比例增益Kv，就能够计算出速度反馈电路40 中的开环频率特性。只要使用专利文献1所记载的开环的稳定性判断的方法等就能够计算 出使速度反馈电路40稳定的速度比例增益K v的范围。
[0125] 接着，通过使用负载频率特性，来计算表示机械系统的特性的机械系统特性常数 (步骤3)。计算出的机械系统特性常数表示当前机械系统特性常数。
[0126] 例如，机械系统特性常数包括谐振角频率、反谐振角频率、谐振衰减常数以及反谐 振衰减常数等。作为一例，能够通过下面的过程来计算机械系统特性常数。即，当从负载频 率特性减去已知的延迟要素 D(S)的特性时，求出电动机速度vm相对于电动机1所产生的转 矩τιη的传递函数L 1(S)的特性。通过对所求出的电动机速度^的传递函数L1(S)的特性使用 最小二乘法等来计算机械系统特性常数。
[0127] 接着，通过改变速度比例增益Kv和位置比例增益心，来计算使位置反馈电路41稳定 的、速度比例增益K v与位置比例增益心的组合的范围（步骤4)。计算出的速度比例增益Kv与 位置比例增益K p的组合的范围表示当前的速度比例增益Kv与当前的位置比例增益心的组合 的范围。
[0128] 速度比例增益Kv是速度控制器7的控制参数。位置比例增益心是位置控制器6的控 制参数。
[0129] 在图3中，位置反馈电路41是整个控制框。
[0130] 如上所述，例如，当提供了速度比例增益Kv时，能够使用步骤2所示的方法来计算 速度反馈电路40的频率特性。
[0131] 另外，如果使用通过步骤3求出的机械系统特性常数，则可以求出负载速度1相对 于电动机速度的传递函数L2(S)。机械系统特性常数包括谐振角频率ω ρ、反谐振角频率 ωζ、谐振衰减系数([)以及反谐振衰减系数ζζ等。
[0132] 在此，能够通过使位置比例增益ΚΡ、速度反馈电路40的频率特性以及传递函数L2 (s)连结来计算位置反馈电路41的开环频率特性。能够通过使用上述的开环的稳定性判断 的方法等来计算使位置反馈电路41稳定的、速度比例增益K v与位置比例增益心的组合的范 围。
[0133] 接着，说明产生经年变化时的计算稳定的增益的步骤。
[0134] 当图1所示的控制装置30产生了经年变化时，机械系统所具有的要素的刚性降低、 或者机械系统所具有的要素的摩擦量发生变化。在产生了经年变化的情况下，作为传递函 数，可以考虑到到后述的值的变化。即，谐振角频率ω ρ、反谐振角频率~降低。谐振衰减系 数ζP和反谐振衰减系数ζζ如下那样发生变化。
[0135] 即，在摩擦增加的情况下，谐振衰减系数([)和反谐振衰减系数ζζ变大。反之，在摩擦 减少的情况下，谐振衰减系数ζ P和反谐振衰减系数ζΖ变小。
[0136] 因而，通过针对机械系统所具有的要素来预先调查谐振角频率ωρ、反谐振角频率 ωΖ、谐振衰减系数ζΡ以及反谐振衰减系数ζΖ由于经年变化而发生多大程度变化，来求出产 生经年变化后的负载频率特性、产生经年变化后的负载速度VL相对于电动机速度v m的传递 函数L2(S)。
[0137] 只要将预先调查出的谐振角频率ωρ、反谐振角频率ωΖ、谐振衰减系数ζρ&及反谐 振衰减系数ζ Ζ代入(数4)、（数6)，就能够计算出产生经年变化后的负载频率特性、产生经年 变化后的负载速度1相对于电动机速度的传递函数L 2(S)。
[0138] 产生经年变化时的计算稳定的增益范围的步骤从如上所述那样求出产生经年变 化后的负载频率特性、产生经年变化后的负载速度1相对于电动机速度的传递函数L 2(S) 起开始(步骤5)。产生经年变化后的负载频率特性表示经年负载频率特性。
[0139] 在求解产生经年变化后的负载频率特性、产生经年变化后的负载速度VL相对于电 动机速度^的传递函数L 2(S)时，使用预先调查出的谐振角频率ωρ、反谐振角频率(〇2、谐振 衰减系数ζ P以及反谐振衰减系数ζΖ发生多大程度变化这样的信息。
[0140] 接着，与步骤2、步骤4同样地，使用通过步骤5计算出的负载频率特性和传递函数 L2(s)，来计算速度比例增益Kv的范围以及与位置比例增益Kp的组合的范围。速度比例增益 Kv是稳定的速度控制器7的控制参数。位置比例增益心是位置控制器6的控制参数(步骤6、步 骤7)。计算出的速度比例增益K v的范围以及与位置比例增益Kp的组合的范围表示经年后的 速度比例增益Kv的范围以及与经年后的位置比例增益心的组合的范围。
[0141] 最后，基于从步骤2、步骤4、步骤6以及步骤7计算出的各个速度比例增益Kv的范围 以及各个速度比例增益K v与位置比例增益心的组合的范围，来从满足所有条件的速度比例 增益Kv的范围和位置比例增益心的范围选择各个增益值(步骤8)。
[0142] 例如，作为选择的方法，能够选择速度比例增益Kv最大时的增益值。因此，在进行 全闭环控制的电动机的控制装置中，即使产生了经年变化，也能够以能够稳定地进行驱动 的方式调整控制参数。
[0143] (实施方式2)
[0144] 说明实现本发明的其它实施方式。
[0145] 此外，在后述的本实施方式2的说明中，对与上述的实施方式1所示的结构相同的 结构标注相同的标记，引用说明。
[0146] 图5是表示本发明的实施方式2中的电动机的控制装置的结构图。图6是表示本发 明的实施方式2中的电动机的控制装置的框图。图7是表示本发明的实施方式2中的电动机 的控制装置的其它框图。
[0147] 本实施方式2中的电动机的控制装置30a与上述的实施方式1中的电动机的控制装 置30的结构上的差异如下。
[0148] 也就是说，如图5所示，本发明的实施方式2中的电动机的控制装置30a具备作为第 二位置控制器的位置控制器6a、速度控制器7、转矩控制器9以及转矩指令制作器10。
[0149] 位置控制器6a以使从电动机的控制装置30的外部发送的位置指与作为电动 机1的检测位置的负载位置Gm-致的方式生成速度指令Vr。
[0150] 速度控制器7以使速度指令Vr与电动机的检测速度即电动机速度vm-致的方式生 成转矩指令Tr。
[0151 ]转矩控制器9基于转矩指令^来驱动电动机1。
[0152] 转矩指令制作器10输出包含多个频率成分的调整用转矩指令ir3。
[0153] 本发明的实施方式2中的电动机的控制装置30a中形成有速度反馈电路40和作为 第二位置反馈电路的位置反馈电路41a。
[0154] 速度反馈电路40包括速度控制器7和转矩控制器9。速度反馈电路40是如下的控制 环路:基于输入到速度控制器7的速度指令Vr和电动机的检测速度即电动机速度V m，来得到 再次输入到速度控制器7的电动机速度Vm。
[0155] 在本实施方式2中，速度反馈电路40具有速度控制器7、转矩控制器9、电动机1、电 动机位置检测器3以及速度计算器5。
[0156] 位置反馈电路41a包括位置控制器6a和速度反馈电路40。位置反馈电路41a是如下 的控制环路:基于输入到位置控制器6a的位置指令0r和作为电动机1的检测位置的负载位 置k，来得到再次输入到位置控制器6a的作为电动机的检测位置的负载位置0L。
[0157] 在本实施方式2中，位置反馈电路41a具有位置控制器6a和速度反馈电路40。
[0158] 另外，在本实施方式2中，位置反馈电路41a稳定的状态是指下面的状态。即，是指 以下状态:作为被反馈的值的电动机位置Θ?追随作为指令值的位置指令0 1而收敛于该指令 值。
[0159] 即，在上述的实施方式1中，说明了针对进行全闭环控制的电动机的控制装置的控 制参数的调整方法。根据该控制参数的调整方法，即使产生了经年变化，也能够稳定地驱动 电动机。
[0160] 本发明的实施方式2中的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法也能够 利用于进行半闭环控制的电动机的控制装置。
[0161] 使用附图来进一步详细说明。
[0162] 如图5所示，使用本实施方式2的装置具备电动机的控制装置30a以及被该电动机 的控制装置30a所驱动的机械系统20a。此外，在下面的说明中，电动机的控制装置30a也简 单称为控制装置30a。
[0163] 上述的实施方式1与本实施方式2的大的差异在于作为控制对象的机械系统不同。 本实施方式2中的机械系统20a具有进行半闭环控制的电动机1。
[0164] 如图5~图7以及引用的图4所示，本实施方式2中的控制装置30a能够使用电动机 位置9?来代替实施方式1中使用的负载位置k，以对控制参数进行调整。
[0165] 因此，只要使用本实施方式2中的控制参数的调整方法，即使在进行半闭环控制的 电动机的控制装置中产生了经年变化，也能够以能够稳定地进行驱动的方式调整控制参 数。
[0166] (实施方式3)
[0167]进一步说明实现本发明的其它实施方式。
[0168] 此外，在后述的本实施方式3的说明中，对与上述的实施方式1、2所示的结构相同 的结构标注相同的标记，引用说明。
[0169] 图8是表示本发明的实施方式3中的电动机的控制装置中的控制的流程图。
[0170] 本实施方式3中的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法与上述的实施 方式1、2中的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法的方法上的差异如下。
[0171]也就是说，如图8所示，本发明的实施方式3中的电动机的控制装置中使用的控制 参数的调整方法在第二频率特性的计算步骤(步骤la)中获取作为从调整用转矩指令到电 动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性。
[0172] 即，说明了以下情况:在上述的本实施方式1中的流程图中，在步骤1中进行下面的 处理。
[0173] 首先，通过控制参数调整部11来对调整用转矩指令Tr3和电动机速度Vm进行采样。 在控制参数调整部11中，对采样得到的调整用转矩指令Tr 3和电动机速度实施傅立叶变 换，来计算负载频率特性。
[0174]根据后述的本实施方式3中的控制参数的调整方法，能够进行下面的应对来代替 步骤1。
[0175] 即，如图8所示，对控制参数调整部11输入傅立叶变换后的数据，获取负载频率特 性。使用所获取到的负载频率特性来进行步骤2以后的运算。
[0176]或者，在步骤2以后的运算中使用预先计算出的负载频率特性(步骤la)。
[0177] 本实施方式3中的控制参数的调整方法能够利用于实施方式1的说明所示的进行 全闭环控制的电动机的控制装置以及实施方式2的说明所示的进行半闭环控制的电动机的 控制装置这两方。
[0178] 另外，作为步骤8所示的选择的方法，能够选择速度比例增益Kv最大时的增益值。 因此，在进行全闭环控制的电动机的控制装置以及进行半闭环控制的电动机的控制装置这 两方中，即使产生了经年变化，也能够以能够稳定地进行驱动的方式调整控制参数。
[0179] 此外，说明了以下情况:在上述的各实施方式中的步骤8中，能够选择速度比例增 益Kv最大时的增益值。然而，只要能够选择稳定的增益值即可，速度比例增益Kv不限定于该 值，也可以是用户所选择的其它值。
[0180] 另外，在本实施方式1的说明中，例示了机械系统为双惯性系统的情况来进行了说 明。本发明也能够应用于机械系统为三惯性系统等多惯性系统的情况。即使在机械系统为 三惯性系统等多惯性系统的情况下，本发明也能够得到同样的效果。
[0181] 另外，说明了以下情况:在本实施方式1中的步骤2、步骤4、步骤6以及步骤7中，使 用专利文献1所记载的判断开环的稳定性的方法等，来计算使速度反馈电路稳定的增益。
[0182] 此外，作为判断开环的稳定性的方法，使用了专利文献1所记载的判断开环的稳定 性的方法。作为其它方法，例如存在下面的方法。即，也可以是以下方法:计算反馈电路所具 有的闭环的频率特性，在计算出的闭环的频率特性的增益峰值为预先决定的值以下时，判 断为稳定。
[0183] 根据以上的说明可以明确的是，根据本发明的实施方式，为了提取在电动机的控 制装置中使用的控制参数，从两个运转状态得到速度比例增益和位置比例增益。一个运转 状态是当前的机械系统的运转状态。另一个运转状态是设想为产生经年变化后的机械系统 的运转状态。
[0184] 本发明的实施方式中的控制参数的提取方法能够利用于进行全闭环控制的电动 机的控制装置以及进行半闭环控制的电动机的控制装置这两方。
[0185] 产业上的可利用性
[0186] 在进行全闭环控制的电动机的控制装置以及进行半闭环控制的电动机的控制装 置中调整产生经年变化的控制装置的控制参数时，本发明的电动机的控制装置中使用的控 制参数的调整方法有用。
[0187] 附图标记说明
[0188] 1、101:电动机；2、102:负载；3、103:电动机位置检测器；4:负载位置检测器；5、 106:速度计算器;6、6a、107:位置控制器(第一位置控制器、第二位置控制器）；7、108:速度 控制器;8、109:开关;9、111:转矩控制器；10、112:转矩指令制作器；11、115:控制参数调整 部;20、20a、104:机械系统;30、30a、151:控制装置（电动机的控制装置）；40:速度反馈电路； 41、41a:位置反馈电路(第一位置反馈电路、第二位置反馈电路）；110:滤波器部。
【主权项】
1. 一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具 备： 第一位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与结合于电动机 的负载的检测位置一致的方式生成速度指令； 速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式生成转矩指 令； 转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及 转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令， 所述电动机的控制装置形成： 作为控制环路的速度反馈电路，其包括所述速度控制器和所述转矩控制器，基于输入 到所述速度控制器的所述速度指令和所述电动机的检测速度，来得到再次输入到所述速度 控制器的所述电动机的检测速度；以及 作为控制环路的第一位置反馈电路，其包括所述第一位置控制器和所述速度反馈电 路，基于输入到所述第一位置控制器的所述位置指令和结合于所述电动机的负载的检测位 置，来得到再次输入到所述第一位置控制器的结合于所述电动机的负载的检测位置， 该电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备以下步骤： 第一频率特性的计算步骤，使用从所述转矩指令制作器输出的所述调整用转矩指令以 及在基于所述调整用转矩指令来驱动所述电动机时所检测的所述电动机的检测速度，来计 算作为从所述调整用转矩指令到所述电动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性； 当前的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述当前负载频率特性以及作为所述速度 控制器中使用的控制参数的速度比例增益，来计算使所述速度反馈电路稳定的当前的速度 比例增益的范围； 当前的机械系统特性常数的计算步骤，使用所述当前负载频率特性，来计算表示包括 所述电动机和所述负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数； 当前的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、作为所述第一位置控制器 中使用的控制参数的位置比例增益、所述当前负载频率特性以及所述当前机械系统特性常 数，来计算使所述位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组 合的范围； 经年后的特性的计算步骤，基于所述当前负载频率特性以及从所述电动机的控制装置 的外部发送的经年变化信息，来计算作为产生经年变化后的负载频率特性的经年负载频率 特性以及作为产生经年变化后的机械系统特性常数的经年机械系统特性常数； 经年后的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益以及所述经年负载频 率特性，来计算使所述速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围； 经年后的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、所述位置比例增益、所述 经年负载频率特性以及所述经年机械系统特性常数，来计算使所述第一位置反馈电路稳定 的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围；以及 比例增益的选择步骤，基于通过所述当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的 所述当前的速度比例增益的范围、通过所述当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的所 述当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、通过所述经年后的速度比例 增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益的范围以及通过所述经年后 的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益与经年后的位置比例 增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。2.-种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具 备： 第二位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与电动机的检测 位置一致的方式生成速度指令； 速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式生成转矩指 令； 转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及 转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令， 所述电动机的控制装置形成： 作为控制环路的速度反馈电路，其包括所述速度控制器和所述转矩控制器，基于输入 到所述速度控制器的所述速度指令和所述电动机的检测速度，来得到再次输入到所述速度 控制器的所述电动机的检测速度；以及 作为控制环路的第二位置反馈电路，其包括所述第二位置控制器和所述速度反馈电 路，基于输入到所述第二位置控制器的所述位置指令和所述电动机的检测位置，来得到再 次输入到所述第二位置控制器的所述电动机的检测位置， 该电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备以下步骤： 第一频率特性的计算步骤，使用从所述转矩指令制作器输出的所述调整用转矩指令以 及在基于所述调整用转矩指令来驱动所述电动机时所检测的所述电动机的检测速度，来计 算作为从所述调整用转矩指令到所述电动机的检测速度的频率特性的当前负载频率特性； 当前的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述当前负载频率特性以及作为所述速度 控制器中使用的控制参数的速度比例增益，来计算使所述速度反馈电路稳定的当前的速度 比例增益的范围； 当前的机械系统特性常数的计算步骤，使用所述当前负载频率特性来计算表示包括所 述电动机和负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数； 当前的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、作为所述第二位置控制器 中使用的控制参数的位置比例增益、所述当前负载频率特性以及所述当前机械系统特性常 数，来计算使所述位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组 合的范围； 经年后的特性的计算步骤，基于所述当前负载频率特性以及从所述电动机的控制装置 的外部发送的经年变化信息，来计算作为产生经年变化后的负载频率特性的经年负载频率 特性以及作为产生经年变化后的机械系统特性常数的经年机械系统特性常数； 经年后的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益以及所述经年负载频 率特性，来计算使所述速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围； 经年后的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、所述位置比例增益、所述 经年负载频率特性以及所述经年机械系统特性常数，来计算使所述第二位置反馈电路稳定 的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围；以及 比例增益的选择步骤，基于通过所述当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的 所述当前的速度比例增益的范围、通过所述当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的所 述当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、通过所述经年后的速度比例 增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益的范围以及通过所述经年后 的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益与经年后的位置比例 增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。3.-种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具 备： 第一位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与结合于电动机 的负载的检测位置一致的方式生成速度指令； 速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式生成转矩指 令； 转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及 转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令， 所述电动机的控制装置形成： 作为控制环路的速度反馈电路，其包括所述速度控制器和所述转矩控制器，基于输入 到所述速度控制器的所述速度指令和所述电动机的检测速度，来得到再次输入到所述速度 控制器的所述电动机的检测速度；以及 作为控制环路的第一位置反馈电路，其包括所述第一位置控制器和所述速度反馈电 路，基于输入到所述第一位置控制器的所述位置指令和结合于所述电动机的负载的检测位 置，来得到再次输入到所述第一位置控制器的结合于所述电动机的负载的检测位置， 该电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备以下步骤： 第二频率特性的计算步骤，计算作为从所述调整用转矩指令到所述电动机的检测速度 的频率特性的当前负载频率特性； 当前的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述当前负载频率特性以及作为所述速度 控制器中使用的控制参数的速度比例增益，来计算使所述速度反馈电路稳定的当前的速度 比例增益的范围； 当前的机械系统特性常数的计算步骤，使用所述当前负载频率特性，来计算表示包括 所述电动机和所述负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数； 当前的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、作为所述第一位置控制器 中使用的控制参数的位置比例增益、所述当前负载频率特性以及所述当前机械系统特性常 数，来计算使所述位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组 合的范围； 经年后的特性的计算步骤，基于所述当前负载频率特性以及从所述电动机的控制装置 的外部发送的经年变化信息，来计算作为产生经年变化后的负载频率特性的经年负载频率 特性以及作为产生经年变化后的机械系统特性常数的经年机械系统特性常数； 经年后的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益以及所述经年负载频 率特性，来计算使所述速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围； 经年后的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、所述位置比例增益、所述 经年负载频率特性以及所述经年机械系统特性常数，来计算使所述第一位置反馈电路稳定 的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围；以及 比例增益的选择步骤，基于通过所述当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的 所述当前的速度比例增益的范围、通过所述当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的所 述当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、通过所述经年后的速度比例 增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益的范围以及通过所述经年后 的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益与经年后的位置比例 增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。4.一种电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，所述电动机的控制装置具 备： 第二位置控制器，其以使从电动机的控制装置的外部发送的位置指令与电动机的检测 位置一致的方式生成速度指令； 速度控制器，其以使所述速度指令与所述电动机的检测速度一致的方式生成转矩指 令； 转矩控制器，其基于所述转矩指令来驱动所述电动机；以及 转矩指令制作器，其输出包含多个频率成分的调整用转矩指令， 所述电动机的控制装置形成： 作为控制环路的速度反馈电路，其包括所述速度控制器和所述转矩控制器，基于输入 到所述速度控制器的所述速度指令和所述电动机的检测速度，来得到再次输入到所述速度 控制器的所述电动机的检测速度；以及 作为控制环路的第二位置反馈电路，其包括所述第二位置控制器和所述速度反馈电 路，基于输入到所述第二位置控制器的所述位置指令和所述电动机的检测位置，来得到再 次输入到所述第二位置控制器的所述电动机的检测位置， 该电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法具备以下步骤： 第二频率特性的计算步骤，计算作为从所述调整用转矩指令到所述电动机的检测速度 的频率特性的当前负载频率特性； 当前的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述当前负载频率特性以及作为所述速度 控制器中使用的控制参数的速度比例增益，来计算使所述速度反馈电路稳定的当前的速度 比例增益的范围； 当前的机械系统特性常数的计算步骤，使用所述当前负载频率特性，来计算表示包括 所述电动机和负载的机械系统的特性的当前机械系统特性常数； 当前的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、作为所述第二位置控制器 中使用的控制参数的位置比例增益、所述当前负载频率特性以及所述当前机械系统特性常 数，来计算使所述位置反馈电路稳定的、当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组 合的范围； 经年后的特性的计算步骤，基于所述当前负载频率特性以及从所述电动机的控制装置 的外部发送的经年变化信息，来计算作为产生经年变化后的负载频率特性的经年负载频率 特性以及作为产生经年变化后的机械系统特性常数的经年机械系统特性常数； 经年后的速度比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益以及所述经年负载频 率特性，来计算使所述速度反馈电路稳定的经年后的速度比例增益的范围； 经年后的比例增益范围的计算步骤，使用所述速度比例增益、所述位置比例增益、所述 经年负载频率特性以及所述经年机械系统特性常数，来计算使所述第二位置反馈电路稳定 的、经年后的速度比例增益与经年后的位置比例增益的组合的范围；以及 比例增益的选择步骤，基于通过所述当前的速度比例增益范围的计算步骤而计算出的 所述当前的速度比例增益的范围、通过所述当前的比例增益范围的计算步骤而计算出的所 述当前的速度比例增益与当前的位置比例增益的组合的范围、通过所述经年后的速度比例 增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益的范围以及通过所述经年后 的比例增益范围的计算步骤而计算出的所述经年后的速度比例增益与经年后的位置比例 增益的组合的范围，来选择满足所有范围的速度比例增益值和位置比例增益值。5. 根据权利要求1或3所述的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，其特征 在于， 所述速度反馈电路还具有： 所述电动机； 电动机位置检测器，其检测所述电动机的检测位置，输出所检测出的所述电动机的检 测位置；以及 速度计算器，其基于从所述电动机位置检测器输出的所述电动机的检测位置，来计算 所述电动机的检测速度， 所述第一位置反馈电路还具有： 所述负载；以及 负载位置检测器，其检测所述负载的检测位置，输出所检测出的所述负载的检测位置。6. 根据权利要求2或4所述的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法，其特征 在于， 所述速度反馈电路还具有： 所述电动机； 电动机位置检测器，其检测所述电动机的检测位置，输出所检测出的所述电动机的检 测位置；以及 速度计算器，其基于从所述电动机位置检测器输出的所述电动机的检测位置，来计算 所述电动机的检测速度。7. 根据权利要求1~4中的任一项所述的电动机的控制装置中使用的控制参数的调整 方法，其特征在于， 所述比例增益的选择步骤以得到最大的速度比例增益的方式选择所述速度比例增益 值和所述位置比例增益值。8. -种电动机的控制装置，应用根据权利要求1~4中的任一项所述的电动机的控制装 置中使用的控制参数的调整方法。9. 一种电动机的控制装置，应用根据权利要求7所述的电动机的控制装置中使用的控 制参数的调整方法。
【文档编号】H02P23/00GK105917570SQ201580004622
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年2月18日
【发明人】田泽徹, 藤原弘, 西园胜
【申请人】松下知识产权经营株式会社