專利名稱：馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)I中記載有用于進(jìn)行準(zhǔn)?？刂频臏?zhǔn)?？刂蒲b置。該準(zhǔn)停控制裝置具備速度控制部，根據(jù)所輸入的速度指令對(duì)當(dāng)前速度進(jìn)行反饋控制；準(zhǔn)停速度指令運(yùn)算部，輸出與目標(biāo)位置和當(dāng)前位置之間的位置偏差的平方根成比例的準(zhǔn)停速度指令；準(zhǔn)停速度指令切換部，根據(jù)當(dāng)前速度和當(dāng)前位置切換為預(yù)先設(shè)定了輸出的準(zhǔn)停開(kāi)始速度指令或從準(zhǔn)停速度指令運(yùn)算部輸入的指令；及速度指令切換部件，在速度控制時(shí)將來(lái)自外部的速度指令給予速度控制部，在準(zhǔn)?？刂茣r(shí)將準(zhǔn)停速度指令切換部的輸出作為速 度指令給予速度控制部。專利文獻(xiàn)I :日本國(guó)特開(kāi)平6-195118號(hào)公報(bào)在前述的準(zhǔn)?？刂蒲b置中，通過(guò)使用生成與位置偏差的平方根成比例的準(zhǔn)停速度指令的準(zhǔn)停速度指令運(yùn)算部，可以用簡(jiǎn)單的處理或構(gòu)成，進(jìn)行基于準(zhǔn)停控制裝置能力范圍內(nèi)的加速度的等加速度運(yùn)動(dòng)，即以一定的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行準(zhǔn)?？刂啤Ｔ诖耍撧D(zhuǎn)矩與用戶任意設(shè)定的轉(zhuǎn)矩不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法，可以在一定期間內(nèi)輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩，使馬達(dá)停止于目標(biāo)停止位置。依照前述目的的第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置具備電力變換部，根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令，輸出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電流；速度控制部，根據(jù)所述馬達(dá)的速度指令與該馬達(dá)的馬達(dá)速度的偏差，生成所述轉(zhuǎn)矩指令；及準(zhǔn)停控制部，在所述馬達(dá)的速度控制中，最初檢測(cè)出檢測(cè)所述馬達(dá)的馬達(dá)位置的位置檢測(cè)器每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置后，為了輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T計(jì)算出加速度指令，根據(jù)該加速度指令生成加在所述轉(zhuǎn)矩指令上的轉(zhuǎn)矩前饋指令，同時(shí)根據(jù)所述加速度指令生成從最初檢測(cè)出的所述基準(zhǔn)位置到所述馬達(dá)的目標(biāo)停止位置的位置指令，根據(jù)該位置指令與所述馬達(dá)位置的偏差生成所述速度指令，對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行位置控制。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，所述速度控制部中的速度指令是至少第I 第3速度指令中的任意一個(gè)速度指令，所述第I速度指令是所述準(zhǔn)停控制部生成的速度指令，所述第2速度指令是來(lái)自上位控制裝置的速度指令，所述第3速度指令是預(yù)先確定的速度指令，所述速度控制部在按照所述第2速度指令對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行速度控制的狀態(tài)下輸入朝向所述目標(biāo)停止位置的停止開(kāi)始指令后，代替所述第2速度指令，按照所述第3速度指令對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行速度控制，最初檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置后，所述準(zhǔn)停控制部可以使用所述第I速度指令及所述轉(zhuǎn)矩前饋指令對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行位置控制。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，所述預(yù)先確定的速度指令可以是能檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置的速度指令。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，優(yōu)選所述預(yù)先確定的速度指令可以是能檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置的實(shí)質(zhì)上的最大速度指令，所述轉(zhuǎn)矩T是所述馬達(dá)的實(shí)質(zhì)上的最大轉(zhuǎn)矩。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，所述準(zhǔn)停控制部可以根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩T及包括所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的控制對(duì)象的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算出所述加速度指令，根據(jù)該加速度指令，生成所述轉(zhuǎn)矩前饋指令。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，所述準(zhǔn)?？刂撇靠梢詫?duì)所述加速度指令進(jìn) 行二階積分從而生成所述位置指令。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，從最初檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置的時(shí)刻Tml到所述馬達(dá)停止于所述目標(biāo)停止位置的時(shí)刻Tm3的期間由從所述時(shí)刻Tml到所述馬達(dá)輸出所述轉(zhuǎn)矩T的時(shí)刻Tm2的第I期間和從該時(shí)刻Tm2到所述時(shí)刻Tm3的第2期間組成，所述準(zhǔn)?？刂撇扛鶕?jù)所述目標(biāo)停止位置、所述第3速度指令及所述轉(zhuǎn)矩T計(jì)算出所述第I期間的長(zhǎng)度，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、所述第3速度指令及所述轉(zhuǎn)矩T計(jì)算出所述第2期間的長(zhǎng)度。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，也可以還具備辨識(shí)所述轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部。在第I發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置中，所述準(zhǔn)?？刂撇恳部梢詫?duì)所述加速度指令進(jìn)行一階積分從而生成速度前饋指令，由所述準(zhǔn)?？刂撇可傻乃鏊俣惹梆佒噶钪辽俦患釉谒鏊俣戎噶钌稀Ｒ勒涨笆瞿康牡牡?發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制方法包括第I步驟，輸入用于停止馬達(dá)的停止開(kāi)始指令后，對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行速度控制，使所述馬達(dá)的馬達(dá)速度成為檢測(cè)可能速度，其能檢測(cè)出檢測(cè)該馬達(dá)位置的位置檢測(cè)器的基準(zhǔn)位置；及第2步驟，所述檢測(cè)可能速度與所述馬達(dá)速度的偏差變?yōu)樾∮陬A(yù)先決定的值后，最初檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置時(shí)，對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行位置控制，使所述馬達(dá)停止于預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)停止位置，在所述第2步驟中，在一定期間內(nèi)使所述馬達(dá)輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明所涉及的馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法，可以在一定期間內(nèi)輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩，使馬達(dá)停止于目標(biāo)停止位置。


圖I是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式所涉及的馬達(dá)控制裝置的功能框圖。圖2是該馬達(dá)控制裝置進(jìn)行位置控制時(shí)的控制框圖。圖3是由該馬達(dá)控制裝置控制的馬達(dá)的速度-時(shí)間線圖。圖4是該馬達(dá)控制裝置的轉(zhuǎn)矩前饋指令、速度前饋指令及位置指令的說(shuō)明圖。符號(hào)說(shuō)明10-馬達(dá)控制裝置；12_電力變換部；14_速度控制部；20_準(zhǔn)?？刂撇?；22_轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部；30-積分器；32_低通濾波器；34_轉(zhuǎn)矩限制器；40a-存儲(chǔ)部；40b_存儲(chǔ)部；42_加速度指令計(jì)算部；46a-切換器；46b-連接器。
具體實(shí)施例方式下面，參照

對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體化的實(shí)施方式，以便于理解本發(fā)明。另外，在各圖中，與說(shuō)明無(wú)關(guān)的部分有時(shí)省略圖示。如圖I所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式所涉及的馬達(dá)控制裝置10具備電力變換部12、速度控制部14、準(zhǔn)?？刂撇?0及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部22，可控制安裝有位置檢測(cè)器PG的馬達(dá)M。該馬達(dá)M及位置檢測(cè)器PG例如是伺服馬達(dá)，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床的主軸。電力變換部12可根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令Tref輸出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M的電流。速度控制部14可根據(jù)馬達(dá)的速度指令Vref、馬達(dá)M的位置(馬達(dá)位置)Pfb、以及準(zhǔn)?？刂撇?0生成的速度前饋指令VfT及轉(zhuǎn)矩前饋指令TfT，生成轉(zhuǎn)矩指令Tref。 詳細(xì)為，速度控制部14如圖2所示，求出在速度指令Vref與對(duì)馬達(dá)位置(位置反饋)Pfb進(jìn)行微分后的馬達(dá)M的速度(馬達(dá)速度)Vfb的偏差上加上速度前饋指令Vff后的值Ev。速度控制部14用積分時(shí)間常數(shù)Ti的積分器30對(duì)所求出的值Ev進(jìn)行積分，求出速度Va0速度控制部14求出在速度Va與馬達(dá)速度(速度反饋)Vfb的偏差上加上速度前饋指令Vff后的值Eva,在所求出的值Eva上乘以速度環(huán)增益Kv,用低通濾波器32除去高頻成分。而且，速度控制部14針對(duì)在低通濾波器32的輸出上加上轉(zhuǎn)矩前饋指令Tff后的轉(zhuǎn)矩Ta，用轉(zhuǎn)矩限制器34施以限制，生成轉(zhuǎn)矩指令Tref。準(zhǔn)停控制部20根據(jù)I)分別由用戶預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T及目標(biāo)停止位置Pos、以及可檢測(cè)出位置檢測(cè)器PG每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置(C相信號(hào)Dc)的速度指令Vc ；2)包括馬達(dá)M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的控制對(duì)象的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J ;3)馬達(dá)速度Vfb ；4)馬達(dá)位置Pfb ;及5) C相信號(hào)Dc，可生成I)速度指令P-Vref ；2)轉(zhuǎn)矩前饋指令Tff ;及3)速度前饋指令VfT。轉(zhuǎn)矩T及目標(biāo)停止位置Pos儲(chǔ)存在存儲(chǔ)部40a中，速度指令Vc儲(chǔ)存在存儲(chǔ)部40b中。另外，用戶設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T可以是馬達(dá)M的最大轉(zhuǎn)矩Tmax。但是，這里所說(shuō)的“最大轉(zhuǎn)矩Tmax”不是嚴(yán)密意義上的最大轉(zhuǎn)矩。即，“最大轉(zhuǎn)矩”容許誤差，意味著“實(shí)質(zhì)上的最大轉(zhuǎn)矩”(以下同樣)。而且，速度指令Vc可以是能檢測(cè)出C相信號(hào)Dc的最大速度。但是，這里所說(shuō)的“最大速度”不是嚴(yán)密意義上的最大速度。即，“最大速度”容許誤差，意味著“實(shí)質(zhì)上的最大速度”(以下同樣)。詳細(xì)為，準(zhǔn)?？刂撇?0如圖2所示，具有加速度指令計(jì)算部42，輸入C相信號(hào)Dc后，根據(jù)馬達(dá)速度Vfb計(jì)算出加速度指令A(yù)ref。準(zhǔn)停控制部20在加速度指令計(jì)算部42計(jì)算出的加速度指令A(yù)ref上乘以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J從而生成轉(zhuǎn)矩前饋指令Tff。而且，準(zhǔn)?？刂撇?0對(duì)加速度指令A(yù)ref進(jìn)行積分從而生成速度前饋指令VfT。而且，準(zhǔn)?？刂撇?0對(duì)所生成的速度前饋指令Vff進(jìn)行積分從而生成位置指令Pref，在位置指令Pref與馬達(dá)位置Pfb的偏差上乘以位置環(huán)增益Kp,生成速度指令P-Vref。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部22能夠辨識(shí)包括前述的馬達(dá)M轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的控制對(duì)象的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部22在輸入停止開(kāi)始信號(hào)(停止開(kāi)始指令)DIs時(shí)，例如以下式所示，可根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令Tref及馬達(dá)速度Vfb，辨識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。
J = Tref/ (s Vfb) …式(I)其中，s是拉普拉斯算子。另外，預(yù)先知道轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J時(shí)，也可以不設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部22。馬達(dá)控制裝置10如圖I所示，還具備切換器46a及連接器46b。切換器46a對(duì)于輸入至速度控制部14的速度指令Vref，可以將至少I)準(zhǔn)停控制部20生成的速度指令P-Vref ;2)來(lái)自未圖示的上位控制裝置(例如可編程序邏輯控制器)的速度指令E-Vref ;及3)可檢測(cè)出位置檢測(cè)器PG每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置(C相信號(hào)Dc)的速度指令Vc中的任意一個(gè)切換為速度指令Vref。在此，速度指令P-Vref是第I速度指令的一個(gè)例子。速度指令E-Vref 是第2速度指令的一個(gè)例子。速度指令Vc是第3速度指令的一個(gè)例子。

切換器46a在輸入有停止開(kāi)始信號(hào)DIs時(shí)，通過(guò)將圖I所示的接點(diǎn)從接點(diǎn)a切換至接點(diǎn)b，而能夠?qū)⑺俣戎噶頥ref從速度指令E-Vref切換為速度指令Ne。而且，切換器46a在輸入有C相信號(hào)Dc時(shí)，通過(guò)將該圖I所示的接點(diǎn)從接點(diǎn)b切換至接點(diǎn)C，而能夠?qū)⑺俣戎噶頥ref從速度指令Vc切換為速度指令P-Vref。連接器46b在輸入有C相信號(hào)Dc時(shí)，將接點(diǎn)d及接點(diǎn)f分別連接于接點(diǎn)e及接點(diǎn)g，可以將準(zhǔn)?？刂撇?0生成的轉(zhuǎn)矩前饋指令Tff及速度前饋指令Vff輸入至速度控制部14。下面，對(duì)馬達(dá)控制裝置10的動(dòng)作(馬達(dá)控制方法)進(jìn)行說(shuō)明。另外，下述動(dòng)作通過(guò)搭載于馬達(dá)控制裝置10的CPU(未圖示)執(zhí)行的軟件而實(shí)現(xiàn)。首先，如圖3所示，在對(duì)馬達(dá)M進(jìn)行速度控制，以跟蹤于來(lái)自上位控制裝置的速度指令E-Vref的方式進(jìn)行動(dòng)作的狀態(tài)下，對(duì)在輸入有停止開(kāi)始信號(hào)DIs時(shí)的期間ta td中的馬達(dá)控制裝置10的動(dòng)作分別進(jìn)行說(shuō)明。(期間ta)期間ta是從輸入停止開(kāi)始信號(hào)DIs開(kāi)始，到馬達(dá)速度Vfb與可檢測(cè)出位置檢測(cè)器PG每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置(C相信號(hào)Dc)的速度指令Vc (例如可檢測(cè)出C相信號(hào)Dc的最大速度)一致為止的期間。在此，馬達(dá)速度Vfb與速度指令Vc —致并不意味著嚴(yán)密的一致，而是意味著實(shí)質(zhì)上的一致(以下同樣)。具體為，馬達(dá)速度Vfb只要控制在預(yù)先決定的偏差內(nèi)即可。該偏差例如為速度指令Vc的±5%。輸入停止開(kāi)始信號(hào)DIs后，切換器46a將速度控制部14的速度指令Vref從速度指令E-Vref切換為速度指令Vc (從圖I所示的接點(diǎn)a切換至接點(diǎn)b)。其結(jié)果，馬達(dá)M開(kāi)始減速。另一方面，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部22開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的辨識(shí)運(yùn)算，在期間ta的期間內(nèi)辨識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。(期間tb)期間tb是從馬達(dá)速度Vfb與速度指令Vc —致開(kāi)始，到最初檢測(cè)出位置檢測(cè)器PG每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置(C相信號(hào)Dc)為止的期間。在期間tb的期間內(nèi)，馬達(dá)控制裝置10將速度指令Vref作為速度指令Vc對(duì)馬達(dá)M進(jìn)行速度控制。在期間tb結(jié)束之前對(duì)馬達(dá)M進(jìn)行速度控制。
(期間tc)期間tc是從最初檢測(cè)出位置檢測(cè)器PG每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置(C相信號(hào)Dc)開(kāi)始(時(shí)刻Tml)，到馬達(dá)M輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T為止(時(shí)刻Tm2)的期間(第I期間)。最初檢測(cè)出C相信號(hào)Dc后，切換器46a將速度控制部14的速度指令Vref從速度指令Vc切換為準(zhǔn)?？刂撇?0生成的速度指令P-Vref (從圖I所示的接點(diǎn)b切換至接點(diǎn)c)。而且，最初檢測(cè)出C相信號(hào)Dc后，連接器46b通過(guò)將接點(diǎn)d及接點(diǎn)f分別連接于接點(diǎn)e及接點(diǎn)g，將準(zhǔn)?？刂撇?0生成的轉(zhuǎn)矩前饋指令Tff及速度前饋指令Vff輸入至速度控制部14。
其結(jié)果，從期間tb進(jìn)入期間tc時(shí)，馬達(dá)M的控制從速度控制切換至位置控制。另外，從速度控制切換至位置控制時(shí)，確定速度前饋指令Vff的初始值，使速度前饋指令Vff與馬達(dá)速度Vfb的大小實(shí)質(zhì)上一致。例如，速度前饋指令Vff的初始值被設(shè)定為Vc0而且,確定位置指令Pref的初始值,使位置指令Pref與馬達(dá)位置Pfb的大小實(shí)質(zhì)上一致。例如，由于檢測(cè)出C相信號(hào)Dc時(shí)將馬達(dá)M的控制切換至位置控制，因此位置指令Pref的初始值被設(shè)定為O。而且，對(duì)于速度控制部14中的積分器30的積分值，清除將要切換之前的積分值，以降低從速度控制切換至位置控制時(shí)的震動(dòng)(馬達(dá)速度的不連續(xù)性)。因而，從速度控制切換至位置控制時(shí)的馬達(dá)速度的連續(xù)性保持在容許范圍內(nèi)。在期間tc的期間內(nèi)，根據(jù)準(zhǔn)?？刂撇?0生成的速度指令P-Vref，馬達(dá)M以馬達(dá)速度保持與速度指令Vc相同的速度的方式進(jìn)行動(dòng)作。在后面說(shuō)明準(zhǔn)停控制部20生成速度指令P-Vref的方法。(期間td)期間td是從馬達(dá)M輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T開(kāi)始(時(shí)刻Tm2)，到馬達(dá)M停止于目標(biāo)停止位置Pos (預(yù)先設(shè)定的停止位置Pos)為止(時(shí)刻Tm3)的期間(第2期間)。在期間td的期間內(nèi)，根據(jù)準(zhǔn)?？刂撇?0生成的速度指令P-Vref，馬達(dá)M輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T (例如最大轉(zhuǎn)矩Tmax)。在后面說(shuō)明準(zhǔn)?？刂撇?0生成速度指令P-Vref的方法。經(jīng)過(guò)期間td后，繼續(xù)進(jìn)行位置控制，以使馬達(dá)M保持目標(biāo)停止位置Pos上的定位。下面，對(duì)期間tc及期間td中的準(zhǔn)?？刂撇?0生成速度指令P-Vref的方法進(jìn)行說(shuō)明。準(zhǔn)?？刂撇?0的加速度指令計(jì)算部42在檢測(cè)出C相信號(hào)時(shí)，計(jì)算出期間tc及期間td的長(zhǎng)度，可分別針對(duì)所計(jì)算出的期間tc及期間td，生成加速度指令A(yù)ref。首先，加速度指令計(jì)算部42根據(jù)下式計(jì)算出期間tc的長(zhǎng)度。tc = Pos/Vc-J Vc/ (2 T)…式(2)其中，Pos :目標(biāo)停止位置(rad) ；Vc :可檢測(cè)出位置檢測(cè)器每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置(C相信號(hào)Dc)的速度指令(rad/s) ；J :轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2) ；T :預(yù)先設(shè)定的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩(Nm)。另外,變?yōu)閠c < 0時(shí),使在目標(biāo)停止位置Pos上加上2 的位置成為新的目標(biāo)停止位置Pos。之后，加速度指令計(jì)算部42根據(jù)下式計(jì)算出期間td的長(zhǎng)度。td = J Vc/T …式(3)進(jìn)而，加速度指令計(jì)算部42根據(jù)下式，按所計(jì)算出的期間tc及期間td計(jì)算出加速度指令A(yù)ref。期間tc Aref = 0…式(4)期間td Aref = -T/J…式(5)準(zhǔn)?？刂撇?0如圖4的實(shí)線所示，可在該加速度指令A(yù)ref上乘以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J從而生成轉(zhuǎn)矩前饋指令TfT。而且，準(zhǔn)停控制部20可以對(duì)加速度指令A(yù)ref進(jìn)行積分從而生成速度前饋指令VfT，對(duì)所生成的速度前饋指令VfT進(jìn)行積分從而生成位置指令Pref。S卩，馬達(dá)M在從檢測(cè)出C相信號(hào)Dc開(kāi)始到目標(biāo)停止位置Pos為止的移動(dòng)量(圖3所示的斜線部)中，對(duì)于期間tc，保持檢測(cè)出C相信號(hào)Dc時(shí)的速度而移動(dòng)，對(duì)于期間td，輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T并移動(dòng)至目標(biāo)停止位置Pos。另外,該圖4的各虛線示出期間ta及期間tb中的轉(zhuǎn)矩指令Tref及馬達(dá)速度Vfb。

如此，準(zhǔn)停控制部20在馬達(dá)M的速度控制中，在最初檢測(cè)出檢測(cè)馬達(dá)位置Pfb的位置檢測(cè)器PG每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置(C相信號(hào)Dc)后，I)為了輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T，生成加在轉(zhuǎn)矩指令Tref上的轉(zhuǎn)矩前饋指令Tff ;同時(shí)2)根據(jù)轉(zhuǎn)矩前饋指令Tff，生成從最初檢測(cè)出的基準(zhǔn)位置到馬達(dá)M的目標(biāo)停止位置Pos的位置指令Pref，根據(jù)位置指令Pref 與馬達(dá)位置Pfb的偏差生成速度指令P-Vref，可對(duì)馬達(dá)M進(jìn)行位置控制。如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，可輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T，使馬達(dá)M停止于目標(biāo)停止位置Pos。因而，例如用戶通過(guò)分別作為速度指令Vc設(shè)定盡可能大的速度以及作為轉(zhuǎn)矩T設(shè)定馬達(dá)M的最大轉(zhuǎn)矩Tmax，與設(shè)定除此以外的速度指令Vc、轉(zhuǎn)矩T的情況相比，可縮短馬達(dá)M停止于目標(biāo)停止位置Pos所需的時(shí)間。另外，本發(fā)明并未限定于前述的實(shí)施方式，可在不變更本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行變更。例如，對(duì)前述的實(shí)施方式、變形例的一部分或全部進(jìn)行組合來(lái)構(gòu)成本發(fā)明時(shí)也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。在前述的實(shí)施方式中，準(zhǔn)?？刂撇?0生成的速度前饋指令Vff被輸入至速度控制部14。但是，速度前饋指令VfT也可以不必一定被輸入至速度控制部14。為了補(bǔ)償轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的誤差所產(chǎn)生的影響，例如也可以在辨識(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J的過(guò)程中使用干擾觀測(cè)器，從馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩和速度的信息中除去干擾估計(jì)值。通過(guò)進(jìn)行該補(bǔ)償，可生成更加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩前饋指令Tff、速度前饋指令Vff、位置指令Pref。在前述的實(shí)施方式中，輸入停止開(kāi)始信號(hào)DIs后，馬達(dá)M開(kāi)始減速，以與速度指令Vc 一致。但是，輸入有停止開(kāi)始信號(hào)DIs時(shí)，當(dāng)馬達(dá)速度Vfb小于速度指令Vc時(shí)，馬達(dá)M也可以進(jìn)行增速，以與速度指令Vc —致。準(zhǔn)?？刂撇?0也可以首先生成位置指令Pref，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行微分，生成速度前饋指令Vff，對(duì)所生成的速度前饋指令Vff進(jìn)行微分后，乘以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J從而生成轉(zhuǎn)矩前饋指令TfT。如此，準(zhǔn)停控制部20通過(guò)根據(jù)位置指令Pref生成速度前饋指令VfT及轉(zhuǎn)矩前饋指令TfT，可降低馬達(dá)位置Pfb相對(duì)于目標(biāo)停止位置Pos的位置誤差(位置偏差)。在前述的實(shí)施方式中，對(duì)于準(zhǔn)停控制部20中的位置控制系統(tǒng)及速度控制部14中的速度控制系統(tǒng)，以位置比例 速度積分比例控制系統(tǒng)(P-IP控制)的構(gòu)成為例進(jìn)行了說(shuō)明。代替該控制系統(tǒng)，例如也可以使用位置比例 速度比例積分控制系統(tǒng)(P-PI控制)、位置比例 速度比例控制系統(tǒng)(P-P控制系統(tǒng))等的構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)控制裝置，其特征在于，具備 電力變換部，根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令，輸出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電流； 速度控制部，根據(jù)所述馬達(dá)的速度指令與該馬達(dá)的馬達(dá)速度的偏差，生成所述轉(zhuǎn)矩指令； 及準(zhǔn)?？刂撇浚谒鲴R達(dá)的速度控制中，最初檢測(cè)出檢測(cè)所述馬達(dá)的馬達(dá)位置的位置檢測(cè)器每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置后，為了輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩T計(jì)算出加速度指令，根據(jù)該加速度指令生成加在所述轉(zhuǎn)矩指令上的轉(zhuǎn)矩前饋指令，同時(shí)根據(jù)所述加速度指令生成從最初檢測(cè)出的所述基準(zhǔn)位置到所述馬達(dá)的目標(biāo)停止位置的位置指令，根據(jù)該位置指令與所述馬達(dá)位置的偏差生成所述速度指令，對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行位置控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述速度控制部中的速度指令是至少第I 第3速度指令中的任意一個(gè)速度指令，所述第I速度指令是所述準(zhǔn)?？刂撇可傻乃俣戎噶?，所述第2速度指令是來(lái)自上位控制裝置的速度指令，所述第3速度指令是預(yù)先確定的速度指令， 所述速度控制部在按照所述第2速度指令對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行速度控制的狀態(tài)下輸入朝向所述目標(biāo)停止位置的停止開(kāi)始指令后，代替所述第2速度指令，按照所述第3速度指令對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行速度控制， 最初檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置后，所述準(zhǔn)停控制部使用所述第I速度指令及所述轉(zhuǎn)矩前饋指令對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行位置控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述預(yù)先確定的速度指令是能檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置的速度指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述預(yù)先確定的速度指令是能檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置的實(shí)質(zhì)上的最大速度指令， 所述轉(zhuǎn)矩T是所述馬達(dá)的實(shí)質(zhì)上的最大轉(zhuǎn)矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述準(zhǔn)停控制部根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩T及包括所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的控制對(duì)象的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算出所述加速度指令，根據(jù)該加速度指令，生成所述轉(zhuǎn)矩前饋指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述準(zhǔn)?？刂撇繉?duì)所述加速度指令進(jìn)行二階積分從而生成所述位置指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 從最初檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置的時(shí)刻Tml到所述馬達(dá)停止于所述目標(biāo)停止位置的時(shí)刻Tm3的期間由從所述時(shí)刻Tml到所述馬達(dá)輸出所述轉(zhuǎn)矩T的時(shí)刻Tm2的第I期間和從該時(shí)刻Tm2到所述時(shí)刻Tm3的第2期間組成， 所述準(zhǔn)?？刂撇扛鶕?jù)所述目標(biāo)停止位置、所述第3速度指令及所述轉(zhuǎn)矩T計(jì)算出所述第I期間的長(zhǎng)度， 根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、所述第3速度指令及所述轉(zhuǎn)矩T計(jì)算出所述第2期間的長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 還具備辨識(shí)所述轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述準(zhǔn)停控制部對(duì)所述加速度指令進(jìn)行一階積分從而生成速度前饋指令，由所述準(zhǔn)?？刂撇可傻乃鏊俣惹梆佒噶钪辽俦患釉谒鏊俣戎噶钌?。
10.一種馬達(dá)控制方法，其特征在于，包括第I步驟，輸入用于停止馬達(dá)的停止開(kāi)始指令后，對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行速度控制，使所述馬達(dá)的馬達(dá)速度成為檢測(cè)可能速度，其能檢測(cè)出檢測(cè)該馬達(dá)位置的位置檢測(cè)器的基準(zhǔn)位置；及第2步驟，所述檢測(cè)可能速度與所述馬達(dá)速度的偏差變?yōu)樾∮陬A(yù)先決定的值后，最初檢測(cè)出所述基準(zhǔn)位置時(shí)，對(duì)所述馬達(dá)進(jìn)行位置控制，使所述馬達(dá)停止于預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)停止位置， 在所述第2步驟中，在一定期間內(nèi)使所述馬達(dá)輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
本發(fā)明提供一種馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法，可以在一定期間內(nèi)輸出預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩，使馬達(dá)停止于目標(biāo)停止位置。馬達(dá)控制裝置(10)具備電力變換部(12)，根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令，輸出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(M)的電流；速度控制部(14)，根據(jù)馬達(dá)(M)的速度指令與馬達(dá)(M)的馬達(dá)速度的偏差，生成轉(zhuǎn)矩指令；及準(zhǔn)?？刂撇?20)，在馬達(dá)(M)的速度控制中，最初檢測(cè)出檢測(cè)馬達(dá)(M)的馬達(dá)位置的位置檢測(cè)器(PG)每轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置后，對(duì)馬達(dá)(M)進(jìn)行位置控制。
文檔編號(hào)H02P29/00GK102684600SQ20121000578
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者大田清太郎, 有松孟, 荻原淳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)