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JP7633111B2 - Motor control device and motor control method - Google Patents
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Description

本発明は、オートチューニング機能を有するモータ制御装置及びモータ制御方法に関する。 The present invention relates to a motor control device and a motor control method having an auto-tuning function.

ロボットや工作機械等の対象装置にサーボ系のモータを装着する際、サーボアンプのゲインを負荷イナーシャに応じて調整する必要がある。このようなサーボアンプのゲイン調整は、一般にオートチューニング機能を有するモータ制御装置によって行われることが多い。 When installing a servo motor in a target device such as a robot or machine tool, the gain of the servo amplifier must be adjusted according to the load inertia. Such servo amplifier gain adjustment is generally performed by a motor control device with an auto-tuning function.

オートチューニングにおいては、チューニングパラメータを変更しながら複数回のテスト動作を実施し、各種テスト動作結果から次に設定するパラメータを決定している。特に、対象装置に存在する共振点でのモータ側の発振を抑えるためには、たとえば共振ピークを抑制できるノッチフィルタの設定が必要となる。 In auto-tuning, multiple test operations are performed while changing the tuning parameters, and the next parameters to be set are determined based on the results of each test operation. In particular, to suppress oscillation on the motor side at the resonance point present in the target device, it is necessary to set a notch filter that can suppress the resonance peak, for example.

このようなオートチューニングに関するものとして、特許文献1では、符号化部により内部状態量の符号の情報のみを抽出して出力し、リミッタ部によりノッチフィルタ部の出力の振幅を制限した情報を算出して出力し、適応更新部により符号化部の出力とリミッタ部の出力を乗じたものに基づいて、ノッチ周波数の推定値を逐次に更新して出力し、ノッチフィルタ部により推定値をノッチ周波数として採用し、単位変換部により推定値の単位をヘルツに変換しこれを推定値として出力し、推定値を用いて制御器を適応的に調整するモータ制御装置の自動調整方法を提案している。 As an example of such autotuning, Patent Document 1 proposes an automatic adjustment method for a motor control device in which an encoding unit extracts and outputs only information on the sign of the internal state quantity, a limiter unit calculates and outputs information limiting the amplitude of the output of the notch filter unit, an adaptive update unit sequentially updates and outputs an estimated value of the notch frequency based on the multiplication of the output of the encoding unit and the output of the limiter unit, a notch filter unit adopts the estimated value as the notch frequency, a unit conversion unit converts the unit of the estimated value into Hertz and outputs this as an estimated value, and the estimated value is used to adaptively adjust the controller.

特開2021-087276号公報JP 2021-087276 A

上述した特許文献1のモータ制御装置の自動調整方法では、対象装置の共振周波数の共振点の周波数付近にノッチフィルタのノッチ周波数を設定しているため、共振点の周波数レベルを減衰させることが可能になるものと考えられる。 In the automatic adjustment method for a motor control device described in Patent Document 1 above, the notch frequency of the notch filter is set near the frequency of the resonance point of the resonance frequency of the target device, which is thought to make it possible to attenuate the frequency level of the resonance point.

ところが、対象装置の共振周波数の共振点が一定の範囲内に複数存在するとき、共振点の周波数付近にノッチフィルタのノッチ周波数を設定しても、一定の範囲内の共振点の周波数レベルを減衰させることが不可能となり、制御が不安定になるおそれがある。 However, when there are multiple resonance points of the resonant frequency of the target device within a certain range, even if the notch frequency of the notch filter is set near the frequency of the resonance points, it is impossible to attenuate the frequency level of the resonance points within the certain range, and control may become unstable.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解消することができるモータ制御装置及びモータ制御方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a motor control device and a motor control method that can solve the above problems.

本発明のモータ制御装置は、モータのゲインを調整するサーボアンプと、ノッチフィルタを有するトルク調整部とを有し、前記サーボアンプは、フィードバック信号を解析し、一定の基準レベル以上の振動の有無を判断し、前記トルク調整部は、前記フィードバック信号に異なるピーク周波数をもつ2つの振動モードがあると認識された場合に、当該2つの振動モードにおけるピーク周波数の差が一定の範囲内にあるときに、前記ノッチフィルタのノッチ周波数を前記2つの振動モードのいずれか一方のピーク周波数のみに対応させ、当該ピーク周波数のみに対応させて設定されたノッチ周波数をもつ前記ノッチフィルタの強度の調整のみで、前記2つの振動モードの振動を減衰させることを特徴とする。
本発明のモータ制御方法は、モータのゲインを調整するサーボアンプにより、フィードバック信号を解析し、一定の基準レベル以上の振動の有無を判断し、ノッチフィルタを有するトルク調整部により、前記フィードバック信号に異なるピーク周波数をもつ2つの振動モードがあると認識された場合に、当該2つの振動モードにおけるピーク周波数の差が一定の範囲内にあるときに、前記ノッチフィルタのノッチ周波数を前記2つの振動モードのいずれか一方のピーク周波数のみに対応させ、当該ピーク周波数のみに対応させて設定されたノッチ周波数をもつ前記ノッチフィルタの強度の調整のみで、前記2つの振動モードの振動を減衰させることを特徴とする。
本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法では、モータのゲインを調整するサーボアンプにより、フィードバック信号を解析し、一定の基準レベル以上の振動の有無を判断し、ノッチフィルタを有するトルク調整部により、前記フィードバック信号に異なるピーク周波数をもつ2つの振動モードがあると認識された場合に、当該2つの振動モードにおけるピーク周波数の差が一定の範囲内にあるときに、前記ノッチフィルタのノッチ周波数を前記2つの振動モードのいずれか一方のピーク周波数のみに対応させ、当該ピーク周波数のみに対応させて設定されたノッチ周波数をもつ前記ノッチフィルタの強度の調整のみで、前記2つの振動モードの振動を減衰させる
The motor control device of the present invention comprises a servo amplifier that adjusts the gain of a motor, and a torque adjustment unit having a notch filter, wherein the servo amplifier analyzes a feedback signal and determines the presence or absence of vibration above a certain reference level , and when it is recognized that the feedback signal has two vibration modes having different peak frequencies, the torque adjustment unit causes the notch frequency of the notch filter to correspond to only the peak frequency of one of the two vibration modes when the difference in peak frequencies between the two vibration modes is within a certain range, and attenuates the vibration of the two vibration modes by only adjusting the strength of the notch filter having a notch frequency set to correspond only to that peak frequency .
The motor control method of the present invention is characterized in that a feedback signal is analyzed by a servo amplifier that adjusts the gain of a motor, and the presence or absence of vibration above a certain reference level is determined. When a torque adjustment unit having a notch filter recognizes that the feedback signal has two vibration modes having different peak frequencies, when the difference in peak frequencies between the two vibration modes is within a certain range, the notch frequency of the notch filter is made to correspond to only the peak frequency of one of the two vibration modes, and the vibrations of the two vibration modes are damped simply by adjusting the strength of the notch filter, which has a notch frequency set to correspond only to that peak frequency .
In the motor control device and motor control method of the present invention, a servo amplifier that adjusts the gain of a motor analyzes a feedback signal and determines the presence or absence of vibration above a certain reference level . When a torque adjustment unit having a notch filter recognizes that the feedback signal has two vibration modes with different peak frequencies, when the difference in peak frequencies between the two vibration modes is within a certain range, the notch frequency of the notch filter is made to correspond to only the peak frequency of one of the two vibration modes, and the vibrations of the two vibration modes are damped simply by adjusting the strength of the notch filter, which has a notch frequency set to correspond only to that peak frequency .

本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法によれば、一定の範囲内にある振動のピーク周波数がカバーされて減衰するので、制御が不安定になることを抑制できる。 The motor control device and motor control method of the present invention cover and attenuate the peak frequencies of vibrations within a certain range, preventing control from becoming unstable.

図1は、本発明のモータ制御装置の一実施形態を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a motor control device of the present invention. 図2Aは、図1のサーボアンプによる一定の基準レベルを超えた振動周波数に対するトルク調整について説明するためのものであり、1個の振動に対してノッチフィルタを設定する場合を示す図である。FIG. 2A is a diagram for explaining torque adjustment by the servo amplifier of FIG. 1 for a vibration frequency exceeding a certain reference level, and is a diagram showing a case where a notch filter is set for one vibration. 図2Bは、図1のサーボアンプによる一定の基準レベルを超えた振動周波数に対するトルク調整について説明するためのものであり、1個目の振動に対して一定の範囲以上離れた位置に2個目の振動が有る場合を示す図である。FIG. 2B is intended to explain torque adjustment by the servo amplifier of FIG. 1 for a vibration frequency that exceeds a certain reference level, and is a diagram showing a case in which a second vibration is present at a position that is away from the first vibration by a certain range or more. 図2Cは、図1のサーボアンプによる一定の基準レベルを超えた振動周波数に対するトルク調整について説明するためのものであり、2個目の振動に対してノッチフィルタを設定する場合を示す図である。FIG. 2C is a diagram for explaining torque adjustment by the servo amplifier of FIG. 1 for a vibration frequency exceeding a certain reference level, and shows a case where a notch filter is set for the second vibration. 図3Aは、図1のサーボアンプによる一定の基準レベルを超えた振動周波数に対するトルク調整について説明するためのものであり、隣り合う振動のピーク周波数が一定の範囲内にある場合でのノッチフィルタの設定について示す図である。FIG. 3A is a diagram for explaining torque adjustment by the servo amplifier of FIG. 1 for a vibration frequency exceeding a certain reference level, and shows the setting of a notch filter when the peak frequencies of adjacent vibrations are within a certain range. 図3Bは、図1のサーボアンプによる一定の基準レベルを超えた振動周波数に対するトルク調整について説明するためのものであり、隣り合う振動のピーク周波数が一定の範囲内にある場合でのノッチフィルタの設定について示す図である。FIG. 3B is a diagram for explaining torque adjustment by the servo amplifier of FIG. 1 for a vibration frequency exceeding a certain reference level, and shows the setting of a notch filter when the peak frequencies of adjacent vibrations are within a certain range. 図3Cは、図1のサーボアンプによる一定の基準レベルを超えた振動周波数に対するトルク調整について説明するためのものであり、隣り合う振動のピーク周波数が一定の範囲内にある場合でのノッチフィルタの設定について示す図である。FIG. 3C is a diagram for explaining torque adjustment by the servo amplifier of FIG. 1 for a vibration frequency exceeding a certain reference level, and shows the setting of a notch filter when the peak frequencies of adjacent vibrations are within a certain range. 図4は、図1のサーボアンプによるオートチューニングについて説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart for explaining auto-tuning by the servo amplifier of FIG.

以下、本発明のモータ制御装置の一実施形態を、図1~図4を参照しながら説明する。なお、以下に説明するモータ制御装置Mは、オートチューニングを実行する際、サーボアンプ100のゲインを負荷イナーシャに応じて調整する必要があるが、説明の都合上、負荷イナーシャについての図示及び説明を省略する。また、以下に説明する周波数の値は、説明の都合上、説明しやすい値としている。 Below, an embodiment of a motor control device of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 4. Note that when performing auto-tuning, the motor control device M described below needs to adjust the gain of the servo amplifier 100 according to the load inertia, but for convenience of explanation, illustration and explanation of the load inertia will be omitted. Also, for convenience of explanation, the frequency values described below are set to values that are easy to explain.

モータ制御装置Mは、オートチューニング機能を有するサーボアンプ100を備えている。サーボアンプ100は、フィードバック信号であるエンコーダパルスをFFT(Fast Fourier Transform)解析し、 振動周波数を抽出したりする処理を行う。また、サーボアンプ100は、抽出した振動周波数のピーク値が一定の基準レベルを超えると、発振と判断する。なお、符号300はモータを示し、符号150は減算器を示し、符号160は加減算器を示している。 The motor control device M is equipped with a servo amplifier 100 that has an auto-tuning function. The servo amplifier 100 performs FFT (Fast Fourier Transform) analysis of the encoder pulse, which is a feedback signal, and performs processing such as extracting the vibration frequency. In addition, the servo amplifier 100 determines that oscillation has occurred when the peak value of the extracted vibration frequency exceeds a certain reference level. Note that the reference numeral 300 indicates a motor, the reference numeral 150 indicates a subtractor, and the reference numeral 160 indicates an adder-subtractor.

サーボアンプ100は、位置調整部110、フィードフォワード制御部120、フィードバック制御部130、トルク調整部140、電流制御部170を有している。 The servo amplifier 100 has a position adjustment unit 110, a feedforward control unit 120, a feedback control unit 130, a torque adjustment unit 140, and a current control unit 170.

位置調整部110は、図示しないコントローラからの位置、速度、トルクの指令値を含んだ目標値を示す指令に基づき、ゲイン設定に応じた位置指令を、フィードフォワード制御部120と減算器150とに出力する。 The position adjustment unit 110 outputs a position command according to the gain setting to the feedforward control unit 120 and the subtractor 150 based on a command indicating a target value including command values for position, speed, and torque from a controller (not shown).

フィードフォワード制御部120は、位置調整部110からの位置指令に基づき、速度、トルクを制御するための速度指令とトルク指令とを含むフィードフォワード指令(FF指令)を加減算器160に出力する。 Based on the position command from the position adjustment unit 110, the feedforward control unit 120 outputs a feedforward command (FF command) including a speed command and a torque command for controlling the speed and torque to the adder/subtractor 160.

フィードバック制御部130は、フィードバック信号を元に、減算器150からの偏差を0とするようなフィードバック指令(FB指令)を加減算器160に出力する。 Based on the feedback signal, the feedback control unit 130 outputs a feedback command (FB command) to the adder-subtractor 160 to set the deviation from the subtractor 150 to zero.

トルク調整部140は、第1及び第2のノッチフィルタ141、142を有している。トルク調整部140は、加減算器160からの制御指令のトルク指令に含まれる振動に対し、ノッチフィルタ141及び/又は142によって減衰させた調整指令を、電流制御部170に出力する。 The torque adjustment unit 140 has a first and a second notch filter 141, 142. The torque adjustment unit 140 outputs an adjustment command to the current control unit 170, the adjustment command being attenuated by the notch filters 141 and/or 142 in response to the vibration contained in the torque command of the control command from the adder/subtractor 160.

なお、第1及び第2のノッチフィルタ141、142は、図示のように2個に限定されるものではなく、3個以上設けてもよい。また、第1及び第2のノッチフィルタ141、142としては、最適化アルゴリズムに従って伝達関数を自己適応させることができる適応フィルタを用いてもよい。第1及び第2のノッチフィルタ141、142の設定の詳細については後述する。 The first and second notch filters 141, 142 are not limited to two as shown in the figure, and three or more may be provided. In addition, the first and second notch filters 141, 142 may be adaptive filters that can self-adapt a transfer function according to an optimization algorithm. Details of the settings of the first and second notch filters 141, 142 will be described later.

減算器150は、位置調整部110からのゲイン設定に応じた位置指令と、フィードバック信号の位置及び速度信号とを減算し、偏差を出力する。加減算器160は、フィードフォワード指令とフィードバック指令とを減算し、減算器150からの偏差を0とするための制御指令を出力する。 The subtractor 150 subtracts the position command corresponding to the gain setting from the position adjustment unit 110 from the position and velocity signals of the feedback signal, and outputs the deviation. The adder/subtractor 160 subtracts the feedforward command from the feedback command, and outputs a control command to make the deviation from the subtractor 150 zero.

電流制御部170は、トルク調整部140からの調整指令が示すトルクが発生するように、モータ300の駆動電流を制御する。 The current control unit 170 controls the drive current of the motor 300 so that the torque indicated by the adjustment command from the torque adjustment unit 140 is generated.

このような構成のモータ制御装置は、図示しないコントローラからの指令が出力されると、フィードフォワード制御部120からのフィードフォワード指令(FF指令)に基づき、モータ300が駆動を開始する。 When a command is output from a controller (not shown) in a motor control device configured in this manner, the motor 300 starts to drive based on a feedforward command (FF command) from the feedforward control unit 120.

モータ300の駆動に伴い、図示しないエンコーダで検出されたフィードバック信号が出力されると、フィードバック制御部130からのフィードバック指令(FB指令)により、減算器150からの偏差を0とするための制御指令が加減算器160から出力される。そして、電流制御部170がトルク調整部140からの振動を減衰させた調整指令が示すトルクを発生させるように、モータ300の駆動電流を制御する。 When a feedback signal detected by an encoder (not shown) is output as the motor 300 is driven, a control command for making the deviation from the subtractor 150 zero is output from the adder-subtractor 160 in response to a feedback command (FB command) from the feedback control unit 130. Then, the current control unit 170 controls the drive current of the motor 300 so as to generate a torque indicated by the adjustment command from the torque adjustment unit 140 that has damped the vibration.

次に、図2A~図3Cを参照し、トルク調整部140での設定について説明する。なお、図2A~図3Cは、説明の都合上、一定の基準レベルを超えた振動のみを示している。また、縦軸は、振動のレベルと第1及び第2のノッチフィルタ141、142の深さを示し、横軸は周波数を示している。 Next, the settings in the torque adjustment unit 140 will be described with reference to Figures 2A to 3C. For the sake of convenience, Figures 2A to 3C only show vibrations that exceed a certain reference level. The vertical axis indicates the vibration level and the depth of the first and second notch filters 141 and 142, and the horizontal axis indicates the frequency.

また、第1及び第2のノッチフィルタ141、142は、中心周波数より低周波側で位相が遅れ、高周波側で位相が進む特性となっている。そこで、第1及び第2のノッチフィルタ141、142のノッチ周波数を、振動のピーク周波数に合わせると、低周波側での位相遅れの影響でノッチ周波数と、振動のピーク周波数とが合わず、サーボアンプ100が不安定になることがある。このため、本実施形態では、第1及び第2のノッチフィルタ141、142のノッチ周波数を、振動のピーク周波数に対して、たとえば9割の周波数に設定している。 The first and second notch filters 141, 142 also have the characteristic that the phase lags on the low frequency side of the center frequency and leads on the high frequency side. Therefore, if the notch frequency of the first and second notch filters 141, 142 is matched to the peak frequency of the vibration, the phase lag on the low frequency side may cause the notch frequency and the peak frequency of the vibration to not match, which may cause the servo amplifier 100 to become unstable. For this reason, in this embodiment, the notch frequency of the first and second notch filters 141, 142 is set to, for example, 90% of the peak frequency of the vibration.

なお、9割の周波数とは、図2Aに示すように、たとえば振動のピーク周波数が 400Hzである場合、ノッチ周波数を360Hzに設定することである。これにより、第1及び第2のノッチフィルタ141、142の設定後においては、ノッチ周波数の位相を振動のピーク周波数に一致させることができる。 Note that 90% of the frequency means that, for example, when the peak frequency of the vibration is 400 Hz, the notch frequency is set to 360 Hz, as shown in FIG. 2A. This allows the phase of the notch frequency to match the peak frequency of the vibration after setting the first and second notch filters 141 and 142.

図2Aは、サーボアンプ100が発振による振動が1個である場合を示している。この場合、トルク調整部140は、第1のノッチフィルタ141のノッチ周波数を、振動のピーク周波数(400Hz)の9割の周波数(360Hz)に設定する。これにより、第1のノッチフィルタ141の設定後においては、ノッチ周波数の位相を振動のピーク周波数に一致させることができ、図2Bの点線で示すように、振動のピーク周波数(400Hz)を減衰させることができる。 Figure 2A shows a case where the servo amplifier 100 has one vibration due to oscillation. In this case, the torque adjustment unit 140 sets the notch frequency of the first notch filter 141 to a frequency (360 Hz) that is 90% of the peak frequency of the vibration (400 Hz). As a result, after setting the first notch filter 141, the phase of the notch frequency can be matched to the peak frequency of the vibration, and the peak frequency of the vibration (400 Hz) can be attenuated as shown by the dotted line in Figure 2B.

図2Bは、サーボアンプ100が発振による振動が2個である場合を示している。この場合、トルク調整部140は、2番目の振動のピーク周波数(800Hz)が、1番目の振動のピーク周波数(400Hz)から一定の範囲以上離れているとき、図2Cに示すように、第2のノッチフィルタ142のノッチ周波数を、振動のピーク周波数(800Hz)の9割の周波数(720Hz)に設定する。これにより、第2のノッチフィルタ142の設定後においては、2番目の振動のピーク周波数(800Hz)を減衰させることができる。ここで、一定の範囲以上離れているとは、たとえば2個の振動のピーク周波数がノッチ周波数の帯域の2倍以上離れていることである。 Figure 2B shows a case where the servo amplifier 100 has two vibrations due to oscillation. In this case, when the peak frequency (800 Hz) of the second vibration is apart from the peak frequency (400 Hz) of the first vibration by a certain range or more, the torque adjustment unit 140 sets the notch frequency of the second notch filter 142 to a frequency (720 Hz) that is 90% of the peak frequency (800 Hz) of the vibration, as shown in Figure 2C. This makes it possible to attenuate the peak frequency (800 Hz) of the second vibration after setting the second notch filter 142. Here, being apart by a certain range or more means that the peak frequencies of the two vibrations are apart by more than twice the band of the notch frequency, for example.

なお、オートチューニングにおいては、第1のノッチフィルタ141を設定した後、第1のノッチフィルタ141のゲインを増加させてテスト動作を実施し、フィードバック信号から得られるトルク値のFFT解析結果におけるピーク値が一定の基準レベルを超えた振動が無いことを確認できると、チューニング動作が完了となる。また、第1のノッチフィルタ141のテスト動作を実施した際、図2Bのように2番目の振動が有る場合、第2のノッチフィルタ142を2番目の振動のピーク周波数(800Hz)の9割の周波数(720Hz)に設定した後、第2のノッチフィルタ142のゲインを増加させてテスト動作を実施し、ピーク値が一定の基準レベルを超えた振動が無いことを確認できると、チューニング動作が完了となる。 In auto-tuning, after setting the first notch filter 141, the gain of the first notch filter 141 is increased and a test operation is performed. When it is confirmed that there is no vibration whose peak value in the FFT analysis result of the torque value obtained from the feedback signal exceeds a certain reference level, the tuning operation is completed. When the test operation of the first notch filter 141 is performed and there is a second vibration as shown in FIG. 2B, the second notch filter 142 is set to a frequency (720 Hz) that is 90% of the peak frequency (800 Hz) of the second vibration, and the gain of the second notch filter 142 is increased and a test operation is performed. When it is confirmed that there is no vibration whose peak value exceeds a certain reference level, the tuning operation is completed.

次に、図3Aは、サーボアンプ100が発振による振動が2個である場合であって、2個の振動のピーク周波数が近接(一定の範囲内)している場合を示している。一定の範囲内とは、たとえば2個の振動のピーク周波数がノッチ周波数の帯域内であることである。 Next, FIG. 3A shows a case where the servo amplifier 100 has two vibrations due to oscillation, and the peak frequencies of the two vibrations are close to each other (within a certain range). Within a certain range means, for example, that the peak frequencies of the two vibrations are within the band of the notch frequency.

図3Aのように、2個の振動のピーク周波数が近接している場合、トルク調整部140は、第1のノッチフィルタ141のノッチ周波数を、振動のピーク周波数(400Hz)の9割の周波数(360Hz)に設定する。これにより、第1のノッチフィルタ141の設定後においては、図3Bの点線で示すように、振動のピーク周波数(400Hz)を減衰させることができる。 When the two vibration peak frequencies are close to each other as shown in FIG. 3A, the torque adjustment unit 140 sets the notch frequency of the first notch filter 141 to a frequency (360 Hz) that is 90% of the vibration peak frequency (400 Hz). As a result, after the first notch filter 141 is set, the vibration peak frequency (400 Hz) can be attenuated as shown by the dotted line in FIG. 3B.

ここで、第1のノッチフィルタ141のゲインを増加させてテスト動作を実施する。そして、図3Bのように、フィードバック信号から得られるトルク値のFFT解析結果から、ピーク周波数(400Hz)に近接している振動が減衰していない場合、トルク調整部140は図3Cに示すように、第1のノッチフィルタ141の強度を最初の設定より強くする。これにより、図3Bの実線で示すように、ノッチ周波数の深さが深くなることで、ノッチ周波数が振動のピーク周波数(400Hz)に近接(一定の範囲内)する振動のピーク周波数をカバーし、減衰させることができる。 Here, the gain of the first notch filter 141 is increased and a test operation is performed. Then, as shown in FIG. 3B, if the FFT analysis result of the torque value obtained from the feedback signal shows that the vibration close to the peak frequency (400 Hz) has not been attenuated, the torque adjustment unit 140 increases the strength of the first notch filter 141 from the initial setting, as shown in FIG. 3C. This makes it possible to cover and attenuate the peak frequency of vibration that is close (within a certain range) to the peak frequency of vibration (400 Hz) by deepening the depth of the notch frequency, as shown by the solid line in FIG. 3B.

なお、サーボアンプ100が発振による2個の振動のピーク周波数が近接(一定の範囲内)している場合、第1のノッチフィルタ141のノッチ周波数を、振動のピーク周波数の低い方に設定することも考えられる。ところが、第1のノッチフィルタ141を振動のピーク周波数の低い方に設定すると、ノッチ周波数の深さを深くした場合であっても、ノッチ周波数が振動の高いピーク周波数をカバーできないおそれがある。このため、第1のノッチフィルタ141を振動の高いピーク周波数側に合わせることが好ましい。 When the peak frequencies of the two vibrations caused by the oscillation of the servo amplifier 100 are close to each other (within a certain range), it is also possible to set the notch frequency of the first notch filter 141 to the lower peak frequency of the vibration. However, if the first notch filter 141 is set to the lower peak frequency of the vibration, there is a risk that the notch frequency will not be able to cover the higher peak frequency of the vibration even if the depth of the notch frequency is increased. For this reason, it is preferable to align the first notch filter 141 with the higher peak frequency of the vibration.

次に、図4を参照し、モータ制御装置Mのオートチューニング処理について説明する。なお、以下においては、トルク調整による振動低減に関わる場合について説明する。 Next, the auto-tuning process of the motor control device M will be described with reference to FIG. 4. Note that the following describes the case related to vibration reduction through torque adjustment.

(ステップS101)
サーボアンプ100は、振動レベルを解析する。
この場合、サーボアンプ100は、たとえばフィードバック信号をFFT解析し、振動周波数を抽出する。
(Step S101)
The servo amplifier 100 analyzes the vibration level.
In this case, the servo amplifier 100 performs, for example, FFT analysis on the feedback signal to extract the vibration frequency.

(ステップS102)
サーボアンプ100は、一定の基準レベル以上の振動が有るかどうかを判断する。
この場合、サーボアンプ100は、抽出した振動周波数のピーク値が一定の基準レベルを超えていなければ、一定の基準レベル以上の振動が無いと判断し(ステップS102:No)、処理を終了する。
これに対し、サーボアンプ100は、図2A~図3Cに示したように、抽出した振動周波数のピーク値が一定の基準レベルを超えていれば、一定の基準レベル以上の振動が有ると判断し(ステップS102:Yes)、ステップS103に移行する。
(Step S102)
The servo amplifier 100 judges whether or not there is vibration above a certain reference level.
In this case, if the peak value of the extracted vibration frequency does not exceed a certain reference level, the servo amplifier 100 determines that there is no vibration at or above the certain reference level (step S102: No), and ends the process.
In contrast, as shown in Figures 2A to 3C, if the peak value of the extracted vibration frequency exceeds a certain reference level, the servo amplifier 100 determines that there is vibration equal to or greater than the certain reference level (step S102: Yes), and proceeds to step S103.

(ステップS103)
サーボアンプ100は、振動が2つ以上かどうかを判断する。
この場合、サーボアンプ100は、ステップS107の判断結果から、図2Aに示したように、振動が1つであると判断すると(ステップS103:No)、ステップS107に移行する。
これに対し、サーボアンプ100は、ステップS102の判断結果から、図2Bに示したように、振動が2つ以上であると判断すると(ステップS103:Yes)、ステップS104に移行する。
(Step S103)
The servo amplifier 100 determines whether there are two or more vibrations.
In this case, if the servo amplifier 100 determines from the determination result of step S107 that there is one vibration as shown in FIG. 2A (step S103: No), the servo amplifier 100 proceeds to step S107.
On the other hand, if the servo amplifier 100 determines from the determination result of step S102 that there are two or more vibrations as shown in FIG. 2B (step S103: Yes), the servo amplifier 100 proceeds to step S104.

(ステップS104、S107)
サーボアンプ100は、第1のノッチフィルタ141を設定する。
この場合、サーボアンプ100のトルク調整部140は、図2Aに示したように、第1のノッチフィルタ141のノッチ周波数を、振動のピーク周波数(400Hz)の9割の周波数(360Hz)に設定する。
そして、第1のノッチフィルタ141を設定した後、第1のノッチフィルタ141のゲインを増加させてテスト動作を実施し、第1のノッチフィルタ141を設定したピーク周波数(400Hz)の振動が減衰したかどうかを確認する。
なお、ステップS107で第1のノッチフィルタ141の設定を終え、振動が減衰したことを確認すると、処理を終了する。
(Steps S104, S107)
The servo amplifier 100 sets the first notch filter 141 .
In this case, as shown in FIG. 2A, the torque adjustment unit 140 of the servo amplifier 100 sets the notch frequency of the first notch filter 141 to a frequency (360 Hz) that is 90% of the peak frequency (400 Hz) of the vibration.
Then, after setting the first notch filter 141, the gain of the first notch filter 141 is increased and a test operation is performed to check whether the vibration of the peak frequency (400 Hz) at which the first notch filter 141 is set has been attenuated.
It should be noted that, when the setting of the first notch filter 141 is completed in step S107 and it is confirmed that the vibration has been attenuated, the process ends.

(ステップS105)
サーボアンプ100は、2番目の振動のピーク周波数が一定の範囲内かどうかを判断する。
この場合、サーボアンプ100は、図3Aに示したように、1番目の振動のピーク周波数(400Hz)に対し、2番目の振動のピーク周波数が一定の範囲内(近接している)であると判断すると(ステップS105:Yes)、ステップS106に移行する。
これに対し、サーボアンプ100は、図2Bに示したように、1番目の振動のピーク周波数(400Hz)に対し、2番目の振動のピーク周波数(800Hz)が一定の範囲以上であると判断すると(ステップS105:No)、ステップS108に移行する。
(Step S105)
The servo amplifier 100 determines whether the peak frequency of the second vibration is within a certain range.
In this case, as shown in FIG. 3A, when the servo amplifier 100 determines that the peak frequency of the second vibration is within a certain range (close to) the peak frequency of the first vibration (400 Hz) (step S105: Yes), it proceeds to step S106.
In contrast, when the servo amplifier 100 determines that the peak frequency (800 Hz) of the second vibration is equal to or greater than a certain range relative to the peak frequency (400 Hz) of the first vibration (step S105: No), as shown in FIG. 2B, it proceeds to step S108.

(ステップS106)
サーボアンプ100は、第2のノッチ周波数を設定する。
この場合、サーボアンプ100のトルク調整部140は、図2Cに示したように、第2のノッチフィルタ142のノッチ周波数を、2番目の振動のピーク周波数(800Hz)に対して9割の周波数(720Hz)に設定する。
そして、第2のノッチフィルタ142を設定した後、第2のノッチフィルタ142のゲインを増加させてテスト動作を実施し、第2のノッチフィルタ142を設定したピーク周波数(800Hz)の振動が減衰したかどうかを確認する。
(Step S106)
The servo amplifier 100 sets the second notch frequency.
In this case, as shown in FIG. 2C, the torque adjustment unit 140 of the servo amplifier 100 sets the notch frequency of the second notch filter 142 to a frequency (720 Hz) that is 90% of the peak frequency (800 Hz) of the second vibration.
Then, after setting the second notch filter 142, the gain of the second notch filter 142 is increased and a test operation is performed to check whether the vibration of the peak frequency (800 Hz) at which the second notch filter 142 is set has been attenuated.

(ステップS108)
サーボアンプ100は、第1のノッチフィルタ141の強度を強くする。
この場合、サーボアンプ100のトルク調整部140は、図3Cに示したように、第1のノッチフィルタ141の強度を最初の設定より強くする。
これにより、第1のノッチフィルタ141のノッチ周波数の深さが深くなることで、第1のノッチフィルタ141の設定後においては、ノッチ周波数が振動のピーク周波数(400Hz)に近接(一定の範囲内)する振動のピーク周波数をカバーし、減衰させることができる。
(Step S108)
The servo amplifier 100 increases the strength of the first notch filter 141 .
In this case, the torque adjusting section 140 of the servo amplifier 100 makes the strength of the first notch filter 141 stronger than the initial setting, as shown in FIG. 3C.
As a result, the depth of the notch frequency of the first notch filter 141 becomes deeper, so that after setting the first notch filter 141, the notch frequency can cover and attenuate peak frequencies of vibration that are close (within a certain range) to the peak frequency of vibration (400 Hz).

(ステップS109)
サーボアンプ100は、設定完了かどうかを判断する。
この場合、サーボアンプ100は、ステップS104、ステップS106、ステップS107において、第1及び/又は第2のノッチフィルタ141、142の設定によりピーク周波数(400Hz及び800Hz、又は400Hz)の振動が減衰したことを確認できなければ(ステップS109:No)、設定完了ではないと判断する。
これに対し、サーボアンプ100は、ステップS104、ステップS106、ステップS107において、第1及び/又は第2のノッチフィルタ141、142の設定によりピーク周波数(400Hz及び800Hz、又は400Hz)の振動が減衰したことを確認できれば(ステップS109:No)、設定完了と判断し、処理を終了する。
(Step S109)
The servo amplifier 100 judges whether the setting is complete.
In this case, if the servo amplifier 100 cannot confirm in steps S104, S106, and S107 that the vibration of the peak frequency (400 Hz and 800 Hz, or 400 Hz) has been attenuated by setting the first and/or second notch filters 141, 142 (step S109: No), it determines that the setting is not complete.
In response to this, if the servo amplifier 100 can confirm in steps S104, S106, and S107 that the vibration of the peak frequency (400 Hz and 800 Hz, or 400 Hz) has been attenuated by setting the first and/or second notch filters 141, 142 (step S109: No), it determines that the setting is complete and terminates the process.

なお、以上の説明においては、ステップS104、ステップS106、ステップS107において、第1及び/又は第2のノッチフィルタ141、142を設定し、第1及び/又は第2のノッチフィルタ141、142のゲインを増加させてテスト動作を実施しているが、この例に限るものではない。たとえば、ステップS104、ステップS106、ステップS107において、第1及び/又は第2のノッチフィルタ141、142を設定した後、ステップS109で第1及び/又は第2のノッチフィルタ141、142のゲインを増加させてテスト動作を実施し、第1及び/又は第2のノッチフィルタ141、142を設定したピーク周波数の振動が減衰したかどうかを確認し、設定完了かどうかを判断するようにしてもよい。 In the above description, the first and/or second notch filters 141, 142 are set in steps S104, S106, and S107, and the gain of the first and/or second notch filters 141, 142 is increased to perform the test operation, but this is not limited to the example. For example, after the first and/or second notch filters 141, 142 are set in steps S104, S106, and S107, the gain of the first and/or second notch filters 141, 142 is increased in step S109 to perform the test operation, and it may be determined whether the vibration of the peak frequency at which the first and/or second notch filters 141, 142 are set has attenuated, and whether the setting is complete.

このように、本実施形態では、モータ300のゲインを調整するサーボアンプ100がフィードバック信号を解析し、一定の基準レベル以上の振動有を判断すると、トルク調整部140により、サーボアンプ100が判断した隣り合う振動のピーク周波数が一定の範囲内にあるとき、ノッチフィルタ141の強度を最初の設定より強くすることで、一定の範囲内にある振動のピーク周波数がカバーされて減衰する。これにより、制御が不安定になることを抑制できる。 In this manner, in this embodiment, when the servo amplifier 100, which adjusts the gain of the motor 300, analyzes the feedback signal and determines that there is vibration at or above a certain reference level, the torque adjustment unit 140 makes the strength of the notch filter 141 stronger than the initial setting when the peak frequencies of adjacent vibrations determined by the servo amplifier 100 are within a certain range, thereby covering and attenuating the peak frequencies of vibrations within the certain range. This makes it possible to prevent control from becoming unstable.

100 サーボアンプ
110 位置調整部
120 フィードフォワード制御部
130 フィードバック制御部
140 トルク調整部
141 第1のノッチフィルタ
142 第2のノッチフィルタ
150 減算器
160 加減算器
170 電流制御部
300 モータ
M モータ制御装置
REFERENCE SIGNS LIST 100 Servo amplifier 110 Position adjustment section 120 Feedforward control section 130 Feedback control section 140 Torque adjustment section 141 First notch filter 142 Second notch filter 150 Subtractor 160 Adder/subtractor 170 Current control section 300 Motor M Motor control device

Claims (5)

モータのゲインを調整するサーボアンプと、
ノッチフィルタを有するトルク調整部とを有し、
前記サーボアンプは、フィードバック信号を解析し、一定の基準レベル以上の振動の有無を判断し、
前記トルク調整部は、前記フィードバック信号に異なるピーク周波数をもつ2つの振動モードがあると認識された場合に、当該2つの振動モードにおけるピーク周波数の差が一定の範囲内にあるときに、前記ノッチフィルタのノッチ周波数を前記2つの振動モードのいずれか一方のピーク周波数のみに対応させ、当該ピーク周波数のみに対応させて設定されたノッチ周波数をもつ前記ノッチフィルタの強度の調整のみで、前記2つの振動モードの振動を減衰させることを特徴とするモータ制御装置。
A servo amplifier that adjusts the motor gain;
a torque adjusting unit having a notch filter,
The servo amplifier analyzes the feedback signal and determines whether or not there is vibration above a certain reference level,
a torque adjustment unit that, when it is recognized that the feedback signal has two vibration modes having different peak frequencies, and when the difference in peak frequencies between the two vibration modes is within a certain range, causes the notch frequency of the notch filter to correspond to only one of the peak frequencies of the two vibration modes, and attenuates vibrations of the two vibration modes by only adjusting the strength of the notch filter having a notch frequency set to correspond only to that peak frequency .
前記トルク調整部は、前記サーボアンプが前記振動有と判断すると、前記ノッチ周波数を、対応させる前記ピーク周波数に対して一定の割合だけ小さい周波数に設定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 2. The motor control device according to claim 1, wherein the torque adjustment unit sets the notch frequency to a frequency that is a certain percentage lower than the corresponding peak frequency when the servo amplifier determines that vibration is present. 前記トルク調整部は、前記2つの振動モードのうち、ピーク周波数が高い側に対して前記ノッチ周波数を対応させることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 2. The motor control device according to claim 1, wherein the torque adjusting unit causes the notch frequency to correspond to one of the two vibration modes having a higher peak frequency . モータのゲインを調整するサーボアンプにより、フィードバック信号を解析し、一定の基準レベル以上の振動の有無を判断し、
ノッチフィルタを有するトルク調整部により、前記フィードバック信号に異なるピーク周波数をもつ2つの振動モードがあると認識された場合に、当該2つの振動モードにおけるピーク周波数の差が一定の範囲内にあるときに、前記ノッチフィルタのノッチ周波数を前記2つの振動モードのいずれか一方のピーク周波数のみに対応させ、当該ピーク周波数のみに対応させて設定されたノッチ周波数をもつ前記ノッチフィルタの強度の調整のみで、前記2つの振動モードの振動を減衰させる
ことを特徴とするモータ制御方法。
The servo amplifier that adjusts the motor gain analyzes the feedback signal and determines whether or not there is vibration above a certain reference level.
When a torque adjustment unit having a notch filter recognizes that the feedback signal has two vibration modes having different peak frequencies, and the difference in peak frequencies between the two vibration modes is within a certain range, the notch frequency of the notch filter is made to correspond to only one of the peak frequencies of the two vibration modes, and vibrations in the two vibration modes are attenuated only by adjusting the strength of the notch filter having a notch frequency set to correspond only to the peak frequency.
A motor control method comprising:
前記トルク調整部により、前記サーボアンプが前記振動有と判断すると、前記ノッチ周波数を、対応させる前記ピーク周波数に対して一定の割合だけ小さい周波数に設定することを特徴とする請求項4に記載のモータ制御方法。 5. The motor control method according to claim 4, wherein the torque adjustment unit sets the notch frequency to a frequency that is a certain percentage lower than the corresponding peak frequency when the servo amplifier determines that vibration is present.
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