[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，特别是涉及一种具有抑制振动的功能的电动机控制装置。

背景技术

以往，在通过电动机驱动机械的电动机控制装置中，伺服控制系统通过具有低通滤波器或陷波滤波器来应对高频谐振。这些滤波器是在伺服的控制循环内存在的滤波器，其目的不是对位置指令进行校正，而是提高伺服的响应性和稳定性。

另一方面，以往，针对低频谐振采用如下的方法：使用平滑的指令(例如，日本特开2009-237916号公报)、对指令实施陷波滤波、对指令使用输入成形(例如，“Preshaping Command Inputs to Reduce System Vibration”，MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY ARTIFICIAL INTELLIGENCE LABORATORY，A.I.Memo No.1027(AIM-1027)，1988-01-01)等。这些方法与应对高频谐振的方法不同，是设计位置指令以根据对伺服控制系统赋予的位置指令来使机械系统进行谐振的频率的能量足够小的方法。

在机床中的电动机的控制装置中，一般来说，进行不依赖于移动路径的PTP(Point to Point：点对点)控制和按照移动路径控制机械的位置的轨迹控制这两者。本发明是与后者即轨迹控制关联的发明。不希望的是，在电动机的控制装置进行轨迹控制的情况下，伺服控制系统与用户所计划的指令大幅度地脱离。

现在，考虑对某个伺服控制轴赋予时间序列的位置指令。伺服控制系统的目的在于，使机械按照时间序列的位置指令运动。然而，存在由于机械的谐振的影响而使机械不按照位置指令运动的情况。机械谐振在轴停止时产生残留振动，如果是在机床加工期间，会产生在加工工件上留下条痕等问题。

在使用作为现有技术的陷波滤波器、输入成形等技术的情况下，通过陷波滤波器或输入成形而与谐振频率对应的能量成分被截止，从而残留振动减少。然而，这些滤波器虽然使残留振动减少，但是会变更指令轨迹。因此，产生机械不按照被赋予的指令轨迹运动这样的现象。例如，在对指令实施陷波滤波的情况下，一般来说，产生过冲。其原因在于陷波滤波器的阶段式响应产生过冲，这是能够容易理解的。如果由于使用陷波滤波器而指令轨迹发生过冲，则在加工工件上留下与过冲相应的痕迹，会发生加工质量没有达到理想这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够在半闭环控制中假定两个惯性系统的模型并使两个惯性系统的负荷侧没有轨迹误差地运动的电动机控制装置。

本发明的一个实施例所涉及的电动机控制装置的特征在于，在对伺服电动机与通过伺服电动机驱动的被驱动部之间的弹性变形进行校正的电动机控制装置中，具有：位置指令部，其用于指示被驱动部的位置；校正滤波器部，其用于对由位置指令部输出的位置指令进行校正；以及伺服控制部，其基于由校正滤波器部输出的校正后位置指令来对伺服电动机的移动进行控制，校正滤波器部包括：逆特性滤波器，其对从电动机位置至机械位置的传递特性的逆特性进行近似；以及高频截止滤波器，其使位置指令的高频成分降低，其中，逆特性滤波器是使机械谐振频率ω₀的增益降低的滤波器，高频截止滤波器针对逆特性滤波器中已设定的机械谐振频率ω₀使用1以上的常数a而具有常数a倍的高频截止频率aω₀。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点通过对与附图关联起来的以下的实施方式的说明会更加明显。在该附图中，

图1是与本发明关联的发明所涉及的电动机控制装置的框图，

图2是示出将机械的谐振频率ω₀设为截止频率的二阶低通滤波器的特性的曲线图，

图3是本发明的实施例所涉及的电动机控制装置的框图，

图4是示出移动平均滤波器的时间序列数据的特性的曲线图，以及

图5是示出移动平均滤波器的频率特性数据的特性的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明所涉及的电动机控制装置。

首先，对与本发明关联的发明且由申请人申请的关联申请(日本特愿2015-007219)所涉及的发明进行说明。在图1中，示出与本发明关联的发明所涉及的电动机控制装置的框图。该关联发明所涉及的电动机控制装置是使用从电动机位置至机械位置的逆特性滤波器F(s)来对位置指令进行校正的电动机控制装置。