[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有模型控制系统来进行模型跟踪控制的电动机控制装 置。

背景技术

当驱动芯片安装器等机械来高速地进行位置决定时，作为通过电动机 控制装置对机械进行高速位置决定的方法之一，有模型跟踪控制法。在模 型跟踪控制中，构建模拟了实际的反馈控制系统的模型控制系统。而且， 以跟踪该模型控制系统的方式驱动反馈控制系统。图6是表示采用了在 JP特开昭62-217304号公报[专利文献1]中所表示的现有的模型跟踪控制 法的电动机控制装置的结构。在该控制装置中，取得位置指令与模型位置 的偏差，通过模型位置控制器来获取模型速度指令。然后取得模型速度指 令与模型速度的偏差，通过模型速度控制器获取模型扭矩指令。此外，将 模型扭矩指令通过电动机机械模型计算出模型速度。并且将模型速度通过 积分器计算出模型位置。取得模型位置与由编码器检测出的电动机位置之 差，通过位置控制器输出速度指令。还取得对速度指令和模型速度相加后 的值与速度检测值的偏差，将该偏差通过速度控制器获取扭矩指令。将扭 矩指令与模型扭矩指令相加，通过扭矩控制器驱动电动机，并控制电动机 的扭矩。在此，电动机机械模型，将电动机惯量(inertia)设为JM，将 负载惯量设为JL，则表示为电动机机械模型＝1/{(JM+JL)S}。如此，通 过构成模型跟踪控制，可独立地控制指令响应特性和抗干扰特性。抗干扰 特性由于机械系统的高频谐振等而受到制约。为此，抗干扰特性不能高至 某种程度。模型响应特性由于不受机械系统的高频谐振等的制约，所以能 够提高。由此，提高指令响应特性，就可实现机械的高速位置决定。

但是，模型跟踪控制与只有现有的反馈控制系统的情况进行比较，模 型控制系统是需要的。为此，通过软件来实现时的运算量很大，需要高速 的CPU。作为减轻该CPU的负担的方法，有将模型控制系统的控制取样 速度设定得比反馈控制系统的取样速度慢的方法。但是，若模型控制系统 的控制取样速度比反馈控制系统的取样速度慢，则由于起因于控制取样速 度的误差，而会有产生过冲、位置决定稳定时间延迟的问题。

改善了这些的电动机控制装置，在JP特开2002-58270号公报“专利 文献2”中公开了。在该电动机控制装置中，将在模型控制系统中使用的 取样周期设定得比在反馈控制系统的取样周期长，通过运算进行补偿，从 而抑制由于模型控制系统的取样速度与反馈控制系统的取样速度的不同 而引起的误差。

[专利文献1]JP特开昭62-217304号公报

[专利文献2]JP特开2002-58270号公报

但是，在专利文献2中所示的在现有的技术中所采用的运算，存在 运算量大，运算装置的负担增加的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在将模型控制系统的取样速度设定得 比反馈控制系统慢时，能以比以往少的运算量来抑制由反馈控制系统的取 样速度与模型控制系统的取样速度之差而引起的影响，来实施模型跟踪控 制的电动机控制装置。

本发明的电动机控制装置，由反馈控制系统和模型控制系统构成。反 馈控制系统，由位置传感器、位置控制器、速度控制器、扭矩控制器组成。 位置传感器，检侧机台上所安装的电动机的可动部的位置。位置控制器， 其根据由位置传感器所检测出的位置信息和位置指令来输出速度指令。速 度控制器，其根据速度指令和从位置传感器的输出而得到的速度信息来输 出扭矩指令。扭矩控制器，其根据扭矩指令来控制电动机的扭矩。

在本发明中，速度控制器包括：具有相当于模型控制系统的取样速度 的延迟的传递函数的低通滤波器、积分控制系统、比例控制系统。积分控 制系统，包括对向低通滤波器输入速度信息而得到的延迟速度信息与速度 指令的速度偏差进行积分的速度积分器。此外，比例控制系统，其输出与 速度指令和电动机的速度信息之差成比例的指令。速度控制器还具有加法 部，其将积分控制系统的输出和比例控制系统的输出相加。此外，速度控 制器还具有速度比例增益乘法部，其将加法部的输出乘以速度比例增益后 得到扭矩指令。