JP3867009B2 - 周波数特性同定方法および駆動制御装置 - Google Patents
周波数特性同定方法および駆動制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3867009B2 JP3867009B2 JP2002122989A JP2002122989A JP3867009B2 JP 3867009 B2 JP3867009 B2 JP 3867009B2 JP 2002122989 A JP2002122989 A JP 2002122989A JP 2002122989 A JP2002122989 A JP 2002122989A JP 3867009 B2 JP3867009 B2 JP 3867009B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- value
- amplitude
- frequency characteristic
- predetermined
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41365—Servo error converted to frequency
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42027—Flsps frequency locked steeping position control servo
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィードバック制御系の応答に基づいて周波数特性を同定する周波数特性同定方法に関するものであり、特に、サーボモータを駆動するための制御を行う駆動制御装置にて実行可能な周波数特性同定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の周波数特性同定方法について説明する。たとえば、従来の周波数特性同定方法としては、特開平５−１９８５８号公報に記載された「サーボアクチュエータ」が開示されている。ここでは、サーボ系の指令値に周波数のスイープした信号を与え、与えた信号とフィードバック制御系の応答を計測することにより、周波数特性を同定する。
【０００３】
具体的にいうと、スイープした交流信号と速度指令信号とを重畳し、重畳後の信号を所定の手順で変化させた信号から振幅データを生成し、当該振幅データに基づいて共振周波数（振幅データの変化率が正から負に転じる周波数）を求める。
【０００４】
このように、従来の周波数特性同定方法では、速度指令信号に適当なスイープ交流信号を加えることによって、精度良く周波数特性を同定する。換言すれば、従来の周波数特性同定方法においては、速度指令信号に加えるスイープ交流信号が適当でないと十分に周波数特性を同定できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の周波数特性同定方法においては、速度指令信号に加えるスイープ交流信号の振幅を決めるための基準がないため、フィードバック制御系が変わると、適当なスイープ交流信号の振幅を決められず、精度良く周波数特性を同定することができなくなってしまう、という問題があった。
【０００６】
また、同じフィードバック制御系であっても、たとえば、所定のパラメータが変動して特性が変化した場合には、上記の場合と同様に適当なスイープ交流信号の振幅を決められず、精度良く周波数特性を同定することができなくなってしまう、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィードバック制御系が変更された場合であっても、さらには、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定可能な周波数特性同定方法および駆動制御装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、受信したサーボモータに対する特定指令値に対して、異なる周波数の正弦波が順次出力された所定信号または同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた所定信号を加算する加算ステップと、前記加算結果を用いてサーボモータを制御する制御ステップと、前記サーボモータの制御と同時に、前記サーボモータからのフィードバック値を測定する測定ステップと、前記測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と、予め規定された目標値と、を比較し、特徴量が一定範囲内に存在しない場合に、特徴量と目標値が近くなるように前記所定信号の振幅を変動させ、特徴量が一定範囲内に存在する場合に、十分な周波数特性同定精度が得られると判断する比較／調整ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、さらに、前記十分な精度が得られると判断した時点の、前記所定信号の振幅と前記制御ステップにおける比例ゲインとを保存する保存ステップと、前記比例ゲインが変動した場合に、前記所定信号の振幅を変更する変更ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法において、前記変更ステップでは、比例ゲインが大きくなった場合に前記所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の最大値と最小値との差とすることを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の２乗平均値とすることを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる駆動制御装置にあっては、周波数特性を同定するための所定の信号として、異なる周波数の正弦波が順次出力された信号または同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号を生成する信号生成手段と、受信したサーボモータに対する特定指令値に対して前記所定信号を加算する加算手段と、前記加算結果を用いてサーボモータを制御する制御手段と、前記サーボモータからのフィードバック値を測定する測定手段と、前記測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と、予め規定された目標値と、を比較し、特徴量が一定範囲内に存在しない場合に、特徴量と目標値が近くなるように前記所定信号の振幅を変動させ、特徴量が一定範囲内に存在する場合に、十分な周波数特性同定精度が得られると判断する比較手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる駆動制御装置において、さらに、前記信号生成手段では、前記十分な精度が得られると判断した時点の、前記所定信号の振幅と前記制御手段から得られる比例ゲインとを保存しておき、比例ゲインが変動した場合に、前記所定信号の振幅を変更することを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる駆動制御装置において、前記信号生成手段では、比例ゲインが大きくなった場合に前記所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる駆動制御装置にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の最大値と最小値との差とすることを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる駆動制御装置にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の２乗平均値とすることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる周波数特性同定方法および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この発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態１の駆動制御装置の構成を示す図である。図１において、１は信号発生部であり、２は加算器であり、３は制御部であり、４はモータ部であり、５は被駆動系であり、６はセンサ部であり、７は信号比較部であり、８は周波数特性同定部である。
【００２０】
ここで、上記駆動制御装置における各部の動作を説明する。信号発生部１では、指令値に加える信号を発生する。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号、などである。信号発生部１で生成された信号は、加算器２によって指令値に加えられる。
【００２１】
制御部３では、フィードバック制御系が構成され、入力された指令値とフィードバック値に基づいてモータ部４に対して電流を出力する。モータ部４では、制御部３から出力された電流によって、指令値に追従するように被駆動系５を駆動する。センサ部６では、後述するモータ部４の応答を測定し、その測定結果をフィードバックとして制御部３および信号比較部７に対して送信する。
【００２２】
信号比較部７では、センサ部６の測定値から特徴量を抽出し、あらかじめ与えられた目標値と特徴量が近づくように信号発生部１の出力信号の大きさ（振幅）を一定値だけ変動させる。また、周波数特性同定部８では、指令値とセンサ部６の測定値に基づいて周波数特性を求める。
【００２３】
なお、ここでは、センサ部６でモータ部４の応答を測定しているが、これに限らず、被駆動系５に取り付けられたセンサによって応答を計測することとしてもよい。また、信号比較部７，周波数特性同定部８においては、センサ部６で測定した値に基づいて処理を行っているが、これ以外に、たとえば、制御部３から取得する「センサ部６の測定値に相当する値」を用いることとしてもよい。
【００２４】
つぎに、信号発生部１の出力信号の大きさ（振幅）を決定する手順について説明する。図２は、上記手順を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ１）。つぎに、信号発生部１では、出力信号の振幅をあらかじめ規定された初期値に設定する（ステップＳ２）。そして、信号発生部１では、周波数特性を同定するための出力信号を上記振幅（初期値）で発生する（ステップＳ３）。ここでは、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号、を発生する。
【００２６】
加算器２では、受け取った指令値に信号発生部１の出力信号を加え、その加算結果を内部で生成した指令値として出力する（ステップＳ４）。制御部３では、加算器２出力の指令値に基づいて、モータ部４を駆動するための制御を行う。このとき、センサ部６では、モータ部４の応答を一定時間にわたって測定する（ステップＳ５）。ここでいうモータ部４の応答とは、モータの位置，速度，電流の値などを意味する。
【００２７】
信号比較部７では、上記のように測定されたモータ部４の応答の最大値と最小値との差を演算し、その演算結果を特徴量とする（ステップＳ６）。そして、信号比較部７では、上記特徴量とあらかじめ規定された基準値との比較を行い、その偏差が基準値以内であるかどうかの判定を行う（ステップＳ７）。たとえば、偏差が基準値以内でない場合（ステップＳ７，Ｎｏ）、信号発生部１では、特徴量が目標値に近づくように出力信号の大きさ（振幅）を変動させ（ステップＳ８）、特徴量と目標値との偏差が基準値以内に入るまで上記ステップＳ３〜ステップＳ８の手順を繰り返し実行する。一方、偏差が基準値以内の場合（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、信号発生部１では、周波数特性の測定を行うために十分なデータが得られたと判断し、このときの出力信号の大きさ（振幅）と、外部から受け取る指令値から制御部３の出力値までの比例ゲインと、を記録する（ステップＳ９）。
【００２８】
なお、上記では、モータ部４の応答の最大値と最小値との差を特徴量としたが、これに限らず、たとえば、一定時間にわたって測定されたモータ部４の応答の２乗平均値を特徴量としてもよい。
【００２９】
つぎに、周波数特性を測定する手順について説明する。図３は、上記手順を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ１０）。信号発生部１では、制御部３から、指令値から制御部３の出力値までの比例ゲインを取得する（ステップＳ１１）。そして、信号発生部１では、制御部３から取得した比例ゲインと、先に記憶しておいた比例ゲインおよび出力信号の大きさ（振幅）と、に基づいて、出力信号の大きさ（振幅）を決定する（ステップＳ１２）。ここでは、比較ゲインが変動した場合、比例ゲインが大きくなったときに振幅が小さくなり、比例ゲインが小さくなったときに振幅が大きくなるように、信号発生部１の出力信号の大きさ（振幅）を決定する。
【００３１】
たとえば、ステップＳ９において先に記憶しておいた比例ゲインと出力信号の大きさ（振幅）をそれぞれＧ１，Ｋ１とし、ステップＳ１１において取得した比例ゲインをＧとした場合、出力信号の大きさ（振幅）Ｋは、（１）式の関係に基づいて決定する。
Ｋ ＝ Ｋ１×Ｇ１÷Ｇ …（１）
【００３２】
なお、上記以外の方法として、たとえば、比例ゲインが大きくなったときに出力信号の大きさ（振幅）が小さくなり、比例ゲインが小さくなったときに出力信号の大きさ（振幅）が大きくなるようなテーブルを用意して、このテーブルにしたがって信号の大きさ（振幅）を決定することとしてもよい。
【００３３】
信号発生部１では、上記のように決定した出力信号の大きさ（振幅）で周波数特性を測定するための信号を発生する（ステップＳ１３）。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数が重畳された信号などである。
【００３４】
加算器２では、信号発生部１の出力信号を指令値に加える（ステップＳ１４）。制御部３では、加算器２出力の指令値に従ってモータ部４を駆動するための制御を行う。このとき、センサ部６では、信号発生部１の出力信号を指令値に加えた場合のモータ部４の応答を測定する（ステップＳ１５）。
【００３５】
周波数特性同定部８では、加算器２出力の指令値を取得し、当該指令値とステップＳ１５にてセンサ部６が取得したモータ部４の応答に基づいて周波数特性を同定する（ステップＳ１６）。
【００３６】
なお、ここでは、センサ部６がモータ部４の応答を取得することとしたが、これに限らず、被駆動系５に取り付けられたセンサにより取得した被駆動系５の応答を用いて、上記図２および図３を実行することとしてもよい。
【００３７】
このように、本実施の形態においては、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、外部からの指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（モータの位置，速度，電流の値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量（サーボモータの応答の最大値と最小値との差）と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００３８】
また、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（指令値から制御部３の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態２の駆動制御装置の構成を示す図である。図４において、９は位置制御部であり、１０はエンコーダ部であり、１１はモータ部であり、１２は速度制御部であり、１３は一次微分器であり、１４は信号発生部であり、１５は加算器であり、１６は電流制御部であり、１７は二次微分器であり、１８は被駆動系であり、１９は信号比較部であり、２０は周波数特性同定部である。
【００４０】
ここで、上記駆動制御装置における各部の動作を説明する。位置制御部９は、フィードバック制御系の一部を構成し、外部からの位置指令値とエンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置情報、に基づいて速度指令値を生成する。
【００４１】
速度制御部１２は、フィードバック制御系の一部を構成し、位置制御部９出力の速度指令値とエンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置情報を一次微分器１３にて微分した値、に基づいて電流指令値を出力する。また、信号発生部１４では、周波数特性を同定するための信号を発生する。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号などである。
【００４２】
加算器１５では、信号発生部１４の出力信号と速度制御部１２出力の電流指令値とを加算する。電流制御部１６は、フィードバック制御系の一部を構成し、加算器１５出力の信号（加算器１５出力の電流指令値）とエンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置信号を二次微分器１７にて２回微分した値、に基づいて所定の電流を出力する。
【００４３】
モータ部１１は、電流制御部１６出力の電流により駆動され、さらに、被駆動系１８を駆動する。エンコーダ部１０では、モータ部１１に取り付けられモータの位置（または位置に相当する値）を計測する。
【００４４】
信号比較部１９では、二次微分器１７出力の信号から特徴量を抽出し、あらかじめ与えられた基準値に特徴量が近づくように信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を調整する。周波数特性同定部２０では、上記速度指令値と一次微分器１３出力の信号から周波数特性を同定する。
【００４５】
つぎに、信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を決定する手順について説明する。図５は、上記手順を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ１７）。つぎに、信号発生部１４では、出力信号の振幅をあらかじめ規定された初期値に設定する（ステップＳ１８）。そして、信号発生部１４では、周波数特性を同定するための出力信号を上記振幅（初期値）で発生する（ステップＳ１９）。ここでは、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号、を発生する。
【００４７】
加算器１５では、受け取った電流指令値に信号発生部１４の出力信号を加え、その加算結果を出力する（ステップＳ２０）。エンコーダ部１０では、信号発生部１４の出力信号を電流指令値に加算した時のモータ部１１の位置（またはそれに相当する応答）を一定時間にわたって測定する（ステップＳ２１）。
【００４８】
二次微分器１７では、上記モータ部１１の位置（または上記応答）を２階微分し、電流値（またはそれに相当する情報）を生成する（ステップＳ２２）。信号比較部１９では、ステップＳ２２の処理で得られた電流値（または上記情報）の最小値と最大値との差を特徴量とし（ステップＳ２３）、当該特徴量とあらかじめ与えられた基準値とを比較する（ステップＳ２４）。たとえば、特徴量と基準値との偏差が一定範囲内にない場合（ステップＳ２４，Ｎｏ）は、特徴量と基準値との偏差が小さくなるように信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を調整する（ステップＳ２５）。一方、特徴量と基準値の偏差が一定範囲内の場合（ステップＳ２４，Ｙｅｓ）は、そのときの信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）と、電流指令値から電流制御部１６出力の電流値までの比例ゲインと、を記録する（ステップＳ２６）。
【００４９】
なお、上記では、モータ部１１の位置の最大値と最小値との差を特徴量としたが、これに限らず、たとえば、一定時間にわたって測定されたモータ部１１の位置の２乗平均値を特徴量としてもよい。
【００５０】
つぎに、周波数特性を測定する手順について説明する。図６は、上記手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ２７）。信号発生部１４では、電流制御部１６から、電流指令値から電流制御部１６の出力値までの比例ゲインを取得する（ステップＳ２８）。そして、電流制御部１６から取得した比例ゲインと、先に記憶しておいた比例ゲインおよび出力信号の大きさ（振幅）と、に基づいて、出力信号の大きさ（振幅）を決定する（ステップＳ２９）。ここでは、比較ゲインが変動した場合、比例ゲインが大きくなったときに振幅が小さくなり、比例ゲインが小さくなったときに振幅が大きくなるように、信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を決定する。
【００５２】
その後、信号発生部１４では、上記のように決定した出力信号の大きさ（振幅）で周波数特性を測定するための信号を発生する（ステップＳ３０）。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数が重畳された信号などである。
【００５３】
加算器１５では、信号発生部１４の出力信号を電流指令値に加える（ステップＳ３１）。電流制御部１６では、加算器１５出力の電流指令値に従ってモータ部１１を駆動するための制御を行う。
【００５４】
周波数特性同定部２０では、位置制御部９出力の速度指令値を取得し、当該速度指令値と、エンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置情報を一次微分器１３にて微分した値（速度フィードバック値）、に基づいて、速度ループの周波数特性を同定する（ステップＳ３２）。
【００５５】
なお、上記方法では、たとえば、信号発生部１４の出力信号を位置指令値や速度指令値に加算してもよい。また、周波数特性同定部２０では、位置指令値と位置フィードバック値から位置ループの周波数特性を同定してもよいし、電流指令値と電流フィードバック値から電流ループの周波数特性を同定してもよい。またエンコーダ部１０の代わりに被駆動系１８内のセンサを用いて、周波数特性を同定することも可能である。
【００５６】
このように、本実施の形態においては、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、位置指令値から生成した電流指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（速度フィードバック値，位置フィードバック値，電流フィードバック値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量（サーボモータの応答の最大値と最小値との差）と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００５７】
また、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（電流指令値から電流制御部１６の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、外部からの指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（モータの位置，速度，電流の値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる、という効果を奏する。
【００５９】
つぎの発明によれば、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（指令値から制御部３の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる、という効果を奏する。
【００６０】
つぎの発明によれば、たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された所定信号を用いて周波数特性を同定できる、という効果を奏する。
【００６１】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の最大値と最小値との差とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断できる、という効果を奏する。
【００６２】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の２乗平均値とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断できる、という効果を奏する。
【００６３】
つぎの発明によれば、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、外部からの指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（モータの位置，速度，電流の値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することが可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６４】
つぎの発明によれば、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（指令値から制御部３の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することが可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６５】
つぎの発明によれば、たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された所定信号を用いて周波数特性を同定可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６６】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の最大値と最小値との差とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６７】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の２乗平均値とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態１の駆動制御装置の構成を示す図である。
【図２】 信号発生部の出力信号の大きさを決定する手順を示すフローチャートである。
【図３】 周波数特性を測定する手順を示すフローチャートである。
【図４】 本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態２の駆動制御装置の構成を示す図である。
【図５】 信号発生部の出力信号の大きさを決定する手順を示すフローチャートである。
【図６】 周波数特性を測定する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 信号発生部、２ 加算器、３ 制御部、４ モータ部、５ 被駆動系、６センサ部、７ 信号比較部、８ 周波数特性同定部、９ 位置制御部、１０ エンコーダ部、１１ モータ部、１２ 速度制御部、１３ 一次微分器、１４ 信号発生部、１５ 加算器、１６ 電流制御部、１７ 二次微分器、１８ 被駆動系、１９ 信号比較部、２０ 周波数特性同定部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィードバック制御系の応答に基づいて周波数特性を同定する周波数特性同定方法に関するものであり、特に、サーボモータを駆動するための制御を行う駆動制御装置にて実行可能な周波数特性同定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の周波数特性同定方法について説明する。たとえば、従来の周波数特性同定方法としては、特開平５−１９８５８号公報に記載された「サーボアクチュエータ」が開示されている。ここでは、サーボ系の指令値に周波数のスイープした信号を与え、与えた信号とフィードバック制御系の応答を計測することにより、周波数特性を同定する。
【０００３】
具体的にいうと、スイープした交流信号と速度指令信号とを重畳し、重畳後の信号を所定の手順で変化させた信号から振幅データを生成し、当該振幅データに基づいて共振周波数（振幅データの変化率が正から負に転じる周波数）を求める。
【０００４】
このように、従来の周波数特性同定方法では、速度指令信号に適当なスイープ交流信号を加えることによって、精度良く周波数特性を同定する。換言すれば、従来の周波数特性同定方法においては、速度指令信号に加えるスイープ交流信号が適当でないと十分に周波数特性を同定できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の周波数特性同定方法においては、速度指令信号に加えるスイープ交流信号の振幅を決めるための基準がないため、フィードバック制御系が変わると、適当なスイープ交流信号の振幅を決められず、精度良く周波数特性を同定することができなくなってしまう、という問題があった。
【０００６】
また、同じフィードバック制御系であっても、たとえば、所定のパラメータが変動して特性が変化した場合には、上記の場合と同様に適当なスイープ交流信号の振幅を決められず、精度良く周波数特性を同定することができなくなってしまう、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィードバック制御系が変更された場合であっても、さらには、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定可能な周波数特性同定方法および駆動制御装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、受信したサーボモータに対する特定指令値に対して、異なる周波数の正弦波が順次出力された所定信号または同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた所定信号を加算する加算ステップと、前記加算結果を用いてサーボモータを制御する制御ステップと、前記サーボモータの制御と同時に、前記サーボモータからのフィードバック値を測定する測定ステップと、前記測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と、予め規定された目標値と、を比較し、特徴量が一定範囲内に存在しない場合に、特徴量と目標値が近くなるように前記所定信号の振幅を変動させ、特徴量が一定範囲内に存在する場合に、十分な周波数特性同定精度が得られると判断する比較／調整ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、さらに、前記十分な精度が得られると判断した時点の、前記所定信号の振幅と前記制御ステップにおける比例ゲインとを保存する保存ステップと、前記比例ゲインが変動した場合に、前記所定信号の振幅を変更する変更ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法において、前記変更ステップでは、比例ゲインが大きくなった場合に前記所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の最大値と最小値との差とすることを特徴とする。
【００１２】
つぎの発明にかかる周波数特性同定方法にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の２乗平均値とすることを特徴とする。
【００１３】
つぎの発明にかかる駆動制御装置にあっては、周波数特性を同定するための所定の信号として、異なる周波数の正弦波が順次出力された信号または同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号を生成する信号生成手段と、受信したサーボモータに対する特定指令値に対して前記所定信号を加算する加算手段と、前記加算結果を用いてサーボモータを制御する制御手段と、前記サーボモータからのフィードバック値を測定する測定手段と、前記測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と、予め規定された目標値と、を比較し、特徴量が一定範囲内に存在しない場合に、特徴量と目標値が近くなるように前記所定信号の振幅を変動させ、特徴量が一定範囲内に存在する場合に、十分な周波数特性同定精度が得られると判断する比較手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
つぎの発明にかかる駆動制御装置において、さらに、前記信号生成手段では、前記十分な精度が得られると判断した時点の、前記所定信号の振幅と前記制御手段から得られる比例ゲインとを保存しておき、比例ゲインが変動した場合に、前記所定信号の振幅を変更することを特徴とする。
【００１５】
つぎの発明にかかる駆動制御装置において、前記信号生成手段では、比例ゲインが大きくなった場合に前記所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかる駆動制御装置にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の最大値と最小値との差とすることを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかる駆動制御装置にあっては、前記特徴量を、前記フィードバック値の２乗平均値とすることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる周波数特性同定方法および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この発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態１の駆動制御装置の構成を示す図である。図１において、１は信号発生部であり、２は加算器であり、３は制御部であり、４はモータ部であり、５は被駆動系であり、６はセンサ部であり、７は信号比較部であり、８は周波数特性同定部である。
【００２０】
ここで、上記駆動制御装置における各部の動作を説明する。信号発生部１では、指令値に加える信号を発生する。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号、などである。信号発生部１で生成された信号は、加算器２によって指令値に加えられる。
【００２１】
制御部３では、フィードバック制御系が構成され、入力された指令値とフィードバック値に基づいてモータ部４に対して電流を出力する。モータ部４では、制御部３から出力された電流によって、指令値に追従するように被駆動系５を駆動する。センサ部６では、後述するモータ部４の応答を測定し、その測定結果をフィードバックとして制御部３および信号比較部７に対して送信する。
【００２２】
信号比較部７では、センサ部６の測定値から特徴量を抽出し、あらかじめ与えられた目標値と特徴量が近づくように信号発生部１の出力信号の大きさ（振幅）を一定値だけ変動させる。また、周波数特性同定部８では、指令値とセンサ部６の測定値に基づいて周波数特性を求める。
【００２３】
なお、ここでは、センサ部６でモータ部４の応答を測定しているが、これに限らず、被駆動系５に取り付けられたセンサによって応答を計測することとしてもよい。また、信号比較部７，周波数特性同定部８においては、センサ部６で測定した値に基づいて処理を行っているが、これ以外に、たとえば、制御部３から取得する「センサ部６の測定値に相当する値」を用いることとしてもよい。
【００２４】
つぎに、信号発生部１の出力信号の大きさ（振幅）を決定する手順について説明する。図２は、上記手順を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ１）。つぎに、信号発生部１では、出力信号の振幅をあらかじめ規定された初期値に設定する（ステップＳ２）。そして、信号発生部１では、周波数特性を同定するための出力信号を上記振幅（初期値）で発生する（ステップＳ３）。ここでは、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号、を発生する。
【００２６】
加算器２では、受け取った指令値に信号発生部１の出力信号を加え、その加算結果を内部で生成した指令値として出力する（ステップＳ４）。制御部３では、加算器２出力の指令値に基づいて、モータ部４を駆動するための制御を行う。このとき、センサ部６では、モータ部４の応答を一定時間にわたって測定する（ステップＳ５）。ここでいうモータ部４の応答とは、モータの位置，速度，電流の値などを意味する。
【００２７】
信号比較部７では、上記のように測定されたモータ部４の応答の最大値と最小値との差を演算し、その演算結果を特徴量とする（ステップＳ６）。そして、信号比較部７では、上記特徴量とあらかじめ規定された基準値との比較を行い、その偏差が基準値以内であるかどうかの判定を行う（ステップＳ７）。たとえば、偏差が基準値以内でない場合（ステップＳ７，Ｎｏ）、信号発生部１では、特徴量が目標値に近づくように出力信号の大きさ（振幅）を変動させ（ステップＳ８）、特徴量と目標値との偏差が基準値以内に入るまで上記ステップＳ３〜ステップＳ８の手順を繰り返し実行する。一方、偏差が基準値以内の場合（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、信号発生部１では、周波数特性の測定を行うために十分なデータが得られたと判断し、このときの出力信号の大きさ（振幅）と、外部から受け取る指令値から制御部３の出力値までの比例ゲインと、を記録する（ステップＳ９）。
【００２８】
なお、上記では、モータ部４の応答の最大値と最小値との差を特徴量としたが、これに限らず、たとえば、一定時間にわたって測定されたモータ部４の応答の２乗平均値を特徴量としてもよい。
【００２９】
つぎに、周波数特性を測定する手順について説明する。図３は、上記手順を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ１０）。信号発生部１では、制御部３から、指令値から制御部３の出力値までの比例ゲインを取得する（ステップＳ１１）。そして、信号発生部１では、制御部３から取得した比例ゲインと、先に記憶しておいた比例ゲインおよび出力信号の大きさ（振幅）と、に基づいて、出力信号の大きさ（振幅）を決定する（ステップＳ１２）。ここでは、比較ゲインが変動した場合、比例ゲインが大きくなったときに振幅が小さくなり、比例ゲインが小さくなったときに振幅が大きくなるように、信号発生部１の出力信号の大きさ（振幅）を決定する。
【００３１】
たとえば、ステップＳ９において先に記憶しておいた比例ゲインと出力信号の大きさ（振幅）をそれぞれＧ１，Ｋ１とし、ステップＳ１１において取得した比例ゲインをＧとした場合、出力信号の大きさ（振幅）Ｋは、（１）式の関係に基づいて決定する。
Ｋ ＝ Ｋ１×Ｇ１÷Ｇ …（１）
【００３２】
なお、上記以外の方法として、たとえば、比例ゲインが大きくなったときに出力信号の大きさ（振幅）が小さくなり、比例ゲインが小さくなったときに出力信号の大きさ（振幅）が大きくなるようなテーブルを用意して、このテーブルにしたがって信号の大きさ（振幅）を決定することとしてもよい。
【００３３】
信号発生部１では、上記のように決定した出力信号の大きさ（振幅）で周波数特性を測定するための信号を発生する（ステップＳ１３）。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数が重畳された信号などである。
【００３４】
加算器２では、信号発生部１の出力信号を指令値に加える（ステップＳ１４）。制御部３では、加算器２出力の指令値に従ってモータ部４を駆動するための制御を行う。このとき、センサ部６では、信号発生部１の出力信号を指令値に加えた場合のモータ部４の応答を測定する（ステップＳ１５）。
【００３５】
周波数特性同定部８では、加算器２出力の指令値を取得し、当該指令値とステップＳ１５にてセンサ部６が取得したモータ部４の応答に基づいて周波数特性を同定する（ステップＳ１６）。
【００３６】
なお、ここでは、センサ部６がモータ部４の応答を取得することとしたが、これに限らず、被駆動系５に取り付けられたセンサにより取得した被駆動系５の応答を用いて、上記図２および図３を実行することとしてもよい。
【００３７】
このように、本実施の形態においては、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、外部からの指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（モータの位置，速度，電流の値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量（サーボモータの応答の最大値と最小値との差）と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００３８】
また、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（指令値から制御部３の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態２の駆動制御装置の構成を示す図である。図４において、９は位置制御部であり、１０はエンコーダ部であり、１１はモータ部であり、１２は速度制御部であり、１３は一次微分器であり、１４は信号発生部であり、１５は加算器であり、１６は電流制御部であり、１７は二次微分器であり、１８は被駆動系であり、１９は信号比較部であり、２０は周波数特性同定部である。
【００４０】
ここで、上記駆動制御装置における各部の動作を説明する。位置制御部９は、フィードバック制御系の一部を構成し、外部からの位置指令値とエンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置情報、に基づいて速度指令値を生成する。
【００４１】
速度制御部１２は、フィードバック制御系の一部を構成し、位置制御部９出力の速度指令値とエンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置情報を一次微分器１３にて微分した値、に基づいて電流指令値を出力する。また、信号発生部１４では、周波数特性を同定するための信号を発生する。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号などである。
【００４２】
加算器１５では、信号発生部１４の出力信号と速度制御部１２出力の電流指令値とを加算する。電流制御部１６は、フィードバック制御系の一部を構成し、加算器１５出力の信号（加算器１５出力の電流指令値）とエンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置信号を二次微分器１７にて２回微分した値、に基づいて所定の電流を出力する。
【００４３】
モータ部１１は、電流制御部１６出力の電流により駆動され、さらに、被駆動系１８を駆動する。エンコーダ部１０では、モータ部１１に取り付けられモータの位置（または位置に相当する値）を計測する。
【００４４】
信号比較部１９では、二次微分器１７出力の信号から特徴量を抽出し、あらかじめ与えられた基準値に特徴量が近づくように信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を調整する。周波数特性同定部２０では、上記速度指令値と一次微分器１３出力の信号から周波数特性を同定する。
【００４５】
つぎに、信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を決定する手順について説明する。図５は、上記手順を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ１７）。つぎに、信号発生部１４では、出力信号の振幅をあらかじめ規定された初期値に設定する（ステップＳ１８）。そして、信号発生部１４では、周波数特性を同定するための出力信号を上記振幅（初期値）で発生する（ステップＳ１９）。ここでは、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号、を発生する。
【００４７】
加算器１５では、受け取った電流指令値に信号発生部１４の出力信号を加え、その加算結果を出力する（ステップＳ２０）。エンコーダ部１０では、信号発生部１４の出力信号を電流指令値に加算した時のモータ部１１の位置（またはそれに相当する応答）を一定時間にわたって測定する（ステップＳ２１）。
【００４８】
二次微分器１７では、上記モータ部１１の位置（または上記応答）を２階微分し、電流値（またはそれに相当する情報）を生成する（ステップＳ２２）。信号比較部１９では、ステップＳ２２の処理で得られた電流値（または上記情報）の最小値と最大値との差を特徴量とし（ステップＳ２３）、当該特徴量とあらかじめ与えられた基準値とを比較する（ステップＳ２４）。たとえば、特徴量と基準値との偏差が一定範囲内にない場合（ステップＳ２４，Ｎｏ）は、特徴量と基準値との偏差が小さくなるように信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を調整する（ステップＳ２５）。一方、特徴量と基準値の偏差が一定範囲内の場合（ステップＳ２４，Ｙｅｓ）は、そのときの信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）と、電流指令値から電流制御部１６出力の電流値までの比例ゲインと、を記録する（ステップＳ２６）。
【００４９】
なお、上記では、モータ部１１の位置の最大値と最小値との差を特徴量としたが、これに限らず、たとえば、一定時間にわたって測定されたモータ部１１の位置の２乗平均値を特徴量としてもよい。
【００５０】
つぎに、周波数特性を測定する手順について説明する。図６は、上記手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、上記駆動制御装置では、一定値に設定された指令値を受け取る（ステップＳ２７）。信号発生部１４では、電流制御部１６から、電流指令値から電流制御部１６の出力値までの比例ゲインを取得する（ステップＳ２８）。そして、電流制御部１６から取得した比例ゲインと、先に記憶しておいた比例ゲインおよび出力信号の大きさ（振幅）と、に基づいて、出力信号の大きさ（振幅）を決定する（ステップＳ２９）。ここでは、比較ゲインが変動した場合、比例ゲインが大きくなったときに振幅が小さくなり、比例ゲインが小さくなったときに振幅が大きくなるように、信号発生部１４の出力信号の大きさ（振幅）を決定する。
【００５２】
その後、信号発生部１４では、上記のように決定した出力信号の大きさ（振幅）で周波数特性を測定するための信号を発生する（ステップＳ３０）。この信号は、異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や、同一振幅からなる複数の周波数が重畳された信号などである。
【００５３】
加算器１５では、信号発生部１４の出力信号を電流指令値に加える（ステップＳ３１）。電流制御部１６では、加算器１５出力の電流指令値に従ってモータ部１１を駆動するための制御を行う。
【００５４】
周波数特性同定部２０では、位置制御部９出力の速度指令値を取得し、当該速度指令値と、エンコーダ部１０から得られるモータ部１１の位置情報を一次微分器１３にて微分した値（速度フィードバック値）、に基づいて、速度ループの周波数特性を同定する（ステップＳ３２）。
【００５５】
なお、上記方法では、たとえば、信号発生部１４の出力信号を位置指令値や速度指令値に加算してもよい。また、周波数特性同定部２０では、位置指令値と位置フィードバック値から位置ループの周波数特性を同定してもよいし、電流指令値と電流フィードバック値から電流ループの周波数特性を同定してもよい。またエンコーダ部１０の代わりに被駆動系１８内のセンサを用いて、周波数特性を同定することも可能である。
【００５６】
このように、本実施の形態においては、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、位置指令値から生成した電流指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（速度フィードバック値，位置フィードバック値，電流フィードバック値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量（サーボモータの応答の最大値と最小値との差）と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００５７】
また、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（電流指令値から電流制御部１６の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、外部からの指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（モータの位置，速度，電流の値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる、という効果を奏する。
【００５９】
つぎの発明によれば、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（指令値から制御部３の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することができる、という効果を奏する。
【００６０】
つぎの発明によれば、たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された所定信号を用いて周波数特性を同定できる、という効果を奏する。
【００６１】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の最大値と最小値との差とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断できる、という効果を奏する。
【００６２】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の２乗平均値とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断できる、という効果を奏する。
【００６３】
つぎの発明によれば、サーボモータを駆動するための制御を行う場合、外部からの指令値に所定の信号（異なる周波数の正弦波が順次出力される信号や同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号）を加算し、その加算結果を用いてサーボモータを制御する。一方で、サーボモータの応答（モータの位置，速度，電流の値など）を測定し、その測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と予め規定された目標値とを比較する。このとき、たとえば、特徴量が所定の範囲内に存在しない場合は、特徴量と目標値が近くなるように上記所定信号の振幅を変動させ、その後、この調整を繰り返し実行し、特徴量が所定の範囲内に入った段階で、十分な周波数特性同定精度が得られた、と判断する。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系が変わった場合であっても、精度良く周波数特性を同定することが可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６４】
つぎの発明によれば、十分な精度が得られると判定された時点の、上記所定信号の振幅とフィードバック制御系のパラメータ（指令値から制御部３の出力値までの比例ゲイン）とを保存しておき、たとえば、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合に、上記所定信号の振幅を最適値に変更することとした。これにより、最適な状態に調整された上記所定信号を用いて周波数特性を同定できるため、フィードバック制御系のパラメータが変動した場合であっても、精度良く周波数特性を同定することが可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６５】
つぎの発明によれば、たとえば、比例ゲインが大きくなった場合に所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくする。これにより、最適な状態に調整された所定信号を用いて周波数特性を同定可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６６】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の最大値と最小値との差とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【００６７】
つぎの発明によれば、特徴量をフィードバック値の２乗平均値とする。これにより、比較対象の値を明確化できるため、十分な周波数特性同定精度が得られるかどうかを正確に判断可能な駆動制御装置を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態１の駆動制御装置の構成を示す図である。
【図２】 信号発生部の出力信号の大きさを決定する手順を示すフローチャートである。
【図３】 周波数特性を測定する手順を示すフローチャートである。
【図４】 本発明にかかる周波数特性同定方法を実現するための実施の形態２の駆動制御装置の構成を示す図である。
【図５】 信号発生部の出力信号の大きさを決定する手順を示すフローチャートである。
【図６】 周波数特性を測定する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 信号発生部、２ 加算器、３ 制御部、４ モータ部、５ 被駆動系、６センサ部、７ 信号比較部、８ 周波数特性同定部、９ 位置制御部、１０ エンコーダ部、１１ モータ部、１２ 速度制御部、１３ 一次微分器、１４ 信号発生部、１５ 加算器、１６ 電流制御部、１７ 二次微分器、１８ 被駆動系、１９ 信号比較部、２０ 周波数特性同定部。
Claims (4)
- サーボモータの駆動制御を行う駆動制御装置にて実行可能な周波数特性同定方法において、
受信したサーボモータに対する特定指令値に対して、異なる周波数の正弦波が順次出力された所定信号または同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた所定信号を加算する加算ステップと、
前記加算結果を用いてサーボモータを制御する制御ステップと、
前記サーボモータの制御と同時に、前記サーボモータからのフィードバック値を測定する測定ステップと、
前記測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と、予め規定された目標値と、を比較し、特徴量が所定の基準値の範囲内に存在しない場合に、特徴量と目標値が近くなるように前記所定信号の振幅を変動させ、特徴量が所定の基準値の範囲内に存在する場合に、十分な周波数特性同定精度が得られると判断する比較／調整ステップと、
前記十分な精度が得られると判断した時点の、前記所定信号の振幅と前記制御ステップにおける比例ゲインとを保存する保存ステップと、
前記比例ゲインが変動した場合に、前記比例ゲインに基づいて前記所定信号の振幅を変更する変更ステップと、
を含むことを特徴とする周波数特性同定方法。 - 前記変更ステップでは、
比例ゲインが大きくなった場合に前記所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の周波数特性同定方法。 - サーボモータを駆動するための制御を行う駆動制御装置において、
周波数特性を同定するための所定の信号として、異なる周波数の正弦波が順次出力された信号または同一振幅からなる複数の周波数を重畳させた信号を生成する信号生成手段と、
受信したサーボモータに対する特定指令値に対して前記所定信号を加算する加算手段と、
前記加算結果を用いてサーボモータを制御する制御手段と、
前記サーボモータからのフィードバック値を測定する測定手段と、
前記測定結果に対して所定の演算を施した値である特徴量と、予め規定された目標値と、を比較し、特徴量が所定の基準値の範囲内に存在しない場合に、特徴量と目標値が近くなるように前記所定信号の振幅を変動させ、特徴量が所定の基準値の範囲内に存在する場合に、十分な周波数特性同定精度が得られると判断する比較手段と、
を備え、
前記信号生成手段では、
前記十分な精度が得られると判断した時点の、前記所定信号の振幅と前記制御手段から得られる比例ゲインとを保存しておき、比例ゲインが変動した場合に、前記比例ゲインに基づいて前記所定信号の振幅を変更することを特徴とする駆動制御装置。 - 前記信号生成手段では、
比例ゲインが大きくなった場合に前記所定信号の振幅を小さくし、比例ゲインが小さくなった場合に振幅を大きくすることを特徴とする請求項３に記載の駆動制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122989A JP3867009B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 周波数特性同定方法および駆動制御装置 |
| TW091120691A TW566010B (en) | 2002-04-24 | 2002-09-11 | Frequency characteristic identifying method and drive controlling apparatus |
| US10/254,776 US6639376B1 (en) | 2002-04-24 | 2002-09-26 | Frequency characteristic identifying method and drive controlling apparatus |
| DE10250388A DE10250388A1 (de) | 2002-04-24 | 2002-10-29 | Frequenzkennlinien-Identifizierungsverfahren und Antriebsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122989A JP3867009B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 周波数特性同定方法および駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003316402A JP2003316402A (ja) | 2003-11-07 |
| JP3867009B2 true JP3867009B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=29243650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002122989A Expired - Fee Related JP3867009B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 周波数特性同定方法および駆動制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6639376B1 (ja) |
| JP (1) | JP3867009B2 (ja) |
| DE (1) | DE10250388A1 (ja) |
| TW (1) | TW566010B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2321043C1 (ru) * | 2006-07-25 | 2008-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Идентификатор частотных характеристик |
| JP5111031B2 (ja) * | 2007-09-14 | 2012-12-26 | キヤノン株式会社 | 変位検出方法及びモータ制御装置 |
| JP2009148082A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
| JP4327880B2 (ja) | 2008-01-04 | 2009-09-09 | ファナック株式会社 | ゲイン自動調整機能を備えたサーボモータ制御装置 |
| JP5813151B2 (ja) | 2014-02-21 | 2015-11-17 | ファナック株式会社 | 制御ループの周波数特性を算出する機能を有する数値制御装置 |
| JP6697313B2 (ja) * | 2016-04-08 | 2020-05-20 | オークマ株式会社 | 送り軸制御装置における周波数特性測定方法 |
| WO2019065170A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | 日本電産株式会社 | ブラシレスｄｃモータ、ブラシレスｄｃモータの種類を識別する識別方法および識別装置 |
| JP6806754B2 (ja) * | 2018-11-13 | 2021-01-06 | ファナック株式会社 | 工作機械および振動診断支援方法 |
| WO2023053455A1 (ja) * | 2021-10-01 | 2023-04-06 | ファナック株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
| WO2023053453A1 (ja) * | 2021-10-01 | 2023-04-06 | ファナック株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
| JPWO2024214273A1 (ja) * | 2023-04-14 | 2024-10-17 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3742326A (en) * | 1970-09-16 | 1973-06-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | Digital servo mechanism |
| US4339700A (en) * | 1981-02-23 | 1982-07-13 | Ex-Cell-O Corporation | High frequency control system using digital techniques |
| EP0105215B1 (en) * | 1982-09-07 | 1987-03-04 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for ac motors |
| US4744933A (en) * | 1984-02-15 | 1988-05-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Process for encapsulation and encapsulated active material system |
| US5160745A (en) * | 1986-05-16 | 1992-11-03 | The University Of Kentucky Research Foundation | Biodegradable microspheres as a carrier for macromolecules |
| JPH0744862B2 (ja) * | 1988-02-26 | 1995-05-15 | 富士電機株式会社 | 電動機の速度制御装置 |
| US4925677A (en) * | 1988-08-31 | 1990-05-15 | Theratech, Inc. | Biodegradable hydrogel matrices for the controlled release of pharmacologically active agents |
| US5008116A (en) * | 1988-11-14 | 1991-04-16 | Frederick Cahn | Immunostimulatory microsphere |
| JPH0519858A (ja) | 1991-07-15 | 1993-01-29 | Yokogawa Electric Corp | サ―ボアクチユエ―タ |
| KR950007873A (ko) * | 1993-09-20 | 1995-04-15 | 후꾸하라 요시하루 | 생리 활성 물질 지속 방출형의 의약 제제 |
| US5595760A (en) * | 1994-09-02 | 1997-01-21 | Delab | Sustained release of peptides from pharmaceutical compositions |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122989A patent/JP3867009B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-11 TW TW091120691A patent/TW566010B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-09-26 US US10/254,776 patent/US6639376B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-29 DE DE10250388A patent/DE10250388A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6639376B1 (en) | 2003-10-28 |
| JP2003316402A (ja) | 2003-11-07 |
| TW566010B (en) | 2003-12-11 |
| US20030201748A1 (en) | 2003-10-30 |
| DE10250388A1 (de) | 2003-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7956568B2 (en) | Servo motor controller | |
| JP3867009B2 (ja) | 周波数特性同定方法および駆動制御装置 | |
| KR900005546B1 (ko) | 적응프로세스 제어장치 | |
| CN100524106C (zh) | 电动机控制装置的自动调整法及装置 | |
| EP1278109A1 (en) | Tuned open-loop switched to closed-loop method for rapid point-to-point movement of a periodic motion control system | |
| US20030201745A1 (en) | Control parameter automatic adjustment apparatus | |
| CN104221278A (zh) | 电动机控制装置及其自动调整法 | |
| US10734933B2 (en) | Motor control apparatus | |
| WO2002082202A1 (en) | Motor controller and method for measuring characteristics of mechanism | |
| JP2004328915A (ja) | ディスク記憶装置及びヘッド位置決め制御方法 | |
| CN106292550A (zh) | 具有在线优化控制增益的功能的伺服控制装置 | |
| CN107196581A (zh) | 用于微调伺服马达的控制装置、方法及计算机程序产品 | |
| JPWO2008065836A1 (ja) | 電動機制御装置と出力フィルタ調整方法および出力フィルタ調整装置 | |
| CN100358235C (zh) | 电机控制装置 | |
| JP2008310651A (ja) | 二自由度制御装置とその制御方法 | |
| WO2007096993A1 (ja) | モータ制御装置 | |
| JPWO2005064781A1 (ja) | モータの制御装置 | |
| JP4683198B2 (ja) | 振動抑制フィルタの設定方法 | |
| JP2727864B2 (ja) | ノッチフィルタ定数の設定方法 | |
| US12099338B2 (en) | Parameter setting assistance device, parameter setting assistance method | |
| JP4349275B2 (ja) | モーション制御装置の振動周波数検出方法およびその装置 | |
| JPH0234008A (ja) | 超音波振動子の駆動装置 | |
| KR0186117B1 (ko) | 광디스크 플레이어의 루프게인 조절장치 | |
| US4660108A (en) | Automatic tracking apparatus | |
| JPH05217315A (ja) | サーボループゲイン調整方法及びサーボ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041201 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060502 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060623 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061006 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091013 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111013 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131013 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |