马达控制装置及马达控制方法
【技术领域】
[0001] 所公开的实施方式设及一种马达控制装置及马达控制方法。
【背景技术】
[0002] 专利文献1中公开有如下伺服控制装置，为了使位置偏差接近零，分别用位置控 制器进行比例控制（P控制），用速度控制器进行比例积分控制（PI控制乃至I-P控制），而 且也进行速度前馈控制。
[0003] 专利文献1 :W02006/011519号公报
[0004] 但是，在如上所述地只对位置控制器与速度控制器的任意一方进行积分控制（I 控制）时，至少在马达的加减速控制时（或者也包括马达速度稳定时）较大地残留位置偏 差。因此，从降低位置偏差的观点考虑，上述的马达控制存在改善的余地。
【发明内容】
[0005] 本发明是鉴于运样的问题而进行的，所要解决的技术问题是提供一种可降低位置 偏差的马达控制装置及马达控制方法。
[0006] 为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，应用如下马达控制装置，其用于控制 马达，具备：根据位置指令与马达位置的位置偏差而生成速度指令的位置控制部；根据所 述速度指令与马达速度的速度偏差而生成输入于所述马达的转矩指令的速度控制部；算出 用于加算于所述位置偏差的该位置偏差的积分值的第1积分部；及算出用于加算于所述速 度偏差的该速度偏差的积分值的第2积分部。
[0007] 另外，根据本发明的其他观点，应用如下马达控制方法，其用于控制马达，执行：根 据位置指令与马达位置的位置偏差而生成速度指令的步骤；根据所述速度指令与马达速度 的速度偏差而生成输入于所述马达的转矩指令的步骤；算出用于加算于所述位置偏差的该 位置偏差的积分值的步骤；及算出用于加算于所述速度偏差的该速度偏差的积分值的步 骤。
[000引另外，根据本发明的其他观点，应用如下马达控制装置，其用于控制马达，具备：根 据位置指令与马达位置的位置偏差而生成速度指令的位置控制部；根据所述速度指令与马 达速度的速度偏差而生成输入于所述马达的转矩指令的速度控制部；及算出用于加算于所 述位置偏差的该位置偏差的积分值的单元；所述速度控制部具备；算出用于加算于所述速 度偏差的该速度偏差的积分值的单元；及所述位置指令的一阶微分值乘W速度前馈增益而 生成速度前馈指令并将此加算于所述速度指令的单元。
[0009] 另外，根据本发明的其他观点，应用如下马达控制装置，其用于控制马达，具备：根 据位置指令与马达位置的位置偏差而生成速度指令的位置控制部；根据所述速度指令与马 达速度的速度偏差而生成输入于所述马达的转矩指令的速度控制部；算出用于加算于所述 位置偏差的该位置偏差的积分值的第1积分部；及算出用于加算于所述速度偏差的该速度 偏差的积分值的第2积分部，所述第1积分部是所述位置偏差的积分值乘W不完全积分增 益而负反馈于该第1积分部的输入的不完全积分部。
[0010] 另外，根据本发明的其他观点，应用如下马达控制方法，其用于控制马达，执行：根 据位置指令与马达位置的位置偏差而生成速度指令的步骤；根据所述速度指令与马达速度 的速度偏差而生成输入于所述马达的转矩指令的步骤；算出用于加算于所述位置偏差的该 位置偏差的积分值的步骤；及算出用于加算于所述速度偏差的该速度偏差的积分值的步 骤。
[0011] 另外，根据本发明的其他观点，应用如下马达控制方法，在将所述位置偏差的积分 值加算于该位置偏差的步骤中，所述位置偏差的积分值乘W不完全积分增益而负反馈于在 生成该积分值之前的所述位置偏差的输入。
[0012] 另外，根据本发明的其他观点，应用如下马达控制方法，在生成所述速度指令的步 骤中，在将所述位置偏差的积分值加算于该位置偏差之后乘W位置控制增益而生成所述速 度指令，在生成所述转矩指令的步骤中，在将所述速度偏差的积分值加算于该速度偏差之 后乘W速度控制增益而生成所述转矩指令。
[0013] 另外，根据本发明的其他观点，应用被如下设定的马达控制方法，所述位置控制增 益与所述速度控制增益处于大致呈比例的关系，在对所述位置偏差进行积分时的第1时间 常数与所述位置控制增益处于大致呈反比例的关系，在对所述速度偏差进行积分时的第2 时间常数与所述速度控制增益处于大致呈反比例的关系。
[0014] 另外，根据本发明的其他观点，应用执行如下步骤的马达控制方法，对于所述位置 指令的二阶微分值乘W所述马达的控制对象的总转动惯量的值，加算所述位置指令的一阶 微分值乘W所述控制对象的粘性摩擦补偿系数的值而生成转矩前馈指令，且将此加算于所 述转矩指令。
[0015] 根据本发明，能够降低位置偏差。
【附图说明】
[0016] 图1是表示实施方式的马达控制装置整体的系统结构的框图。 图2是对应于各种控制结构的偏差比较图。 图3是表示在双重积分结构中的阶跃响应的图。 图4是在双重积分结构中的波特图。 图5是表示图3、图4的模拟中对应于比较例与实施方式的各构成而设定的参数值的 图。 图6是说明利用位置积分部的过冲的图。 图7是表示在将不完全积分应用于位置积分部时的阶跃响应的图。 图8是在将不完全积分应用于位置积分部时的波特图。 图9是考虑粘性摩擦部分的转矩线图。 图10是表示在将2 31 X40代入速度控制增益时的增益稳定性的系数图。 图11是表示在将2 π X200代入速度控制增益时的增益稳定性的系数图。 图12是应用于本实施方式的应答模拟的控制对象的波特图。 图13是表示比较例的输出位置的模拟结果的图。 图14是表示本实施方式的输出位置的模拟结果的图。 图15是表示比较例的输出速度的模拟结果的图。 图16是表示本实施方式的输出速度的模拟结果的图。 图17是表示比较例的位置偏差的模拟结果的图。 图18是表示本实施方式的位置偏差的模拟结果的图。 图19是表示比较例的转矩指令的模拟结果的图。 图20是表示本实施方式的转矩指令的模拟结果的图。 图21是表示在图13~图20的模拟中对应于比较例与实施方式的各构成而设定的参 数值的图。 符号说明 1-位置控制部；2-速度控制部；4-速度前馈控制部；5-转矩前馈控制部；11-位置积 分部（第1积分部）；21-速度积分部（第2积分部）；100-马达控制装置；M-马达；D-马 达的粘性摩擦系数；Dcomp-粘性摩擦补偿系数；Dp-不完全积分增益；化-位置控制增益； Κν-速度控制增益；Tpi-位置积分部的时间常数（第1时间常数）；Ti-速度积分部的时间 常数（第2时间常数）；Vff-速度前馈增益；Tff-转矩前馈增益。
【具体实施方式】
[0017] W下，参照附图对一个实施方式进行说明。
[0018] 马达控制装置的概要构成 首先，使用图1对本实施方式所设及的马达控制装置的概要构成进行说明。如图1所 示，马达控制装置100根据从未特意图示的上一级控制装置输入的位置指令而对马达Μ的 旋转位置（旋转角度；图中记载为马达位置）进行控制。并且，在此只概要说明各部位间的 关系，对各部位的