本發(fā)明涉及一種進行機床(machinetool)等的控制的馬達(dá)(motor)控制裝置、方法及系統(tǒng)、信息處理程序以及記錄介質(zhì)。

背景技術(shù)：

為了進行用于控制機床等對象機械的馬達(dá)的控制參數(shù)(parameter)的設(shè)定或濾波器(filter)設(shè)定值的設(shè)定，已知有計測對象機械的頻率特性的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1中記載有一種技術(shù)：產(chǎn)生包含多個頻率成分的指令值(指令模式(pattern))，使用該指令值來驅(qū)動馬達(dá)及對象機械，計測對象機械的動作，并使用指令值與計測值來進行頻率分析。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利第3818371號公報(2006年6月23日注冊)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[發(fā)明所要解決的問題]

為了提高通過根據(jù)指令值與計測值進行頻率分析而獲得的頻率特性的精度，必須在指令值中包含多個頻率成分以及指令值的振幅要大。

然而，在高頻且振幅大的指令值的情況下，有時馬達(dá)及對象機械無法追隨指令值。即，會引起下述現(xiàn)象：為了驅(qū)動馬達(dá)而對應(yīng)于指令值所運計算的扭矩(torque)值及電流值超過馬達(dá)控制裝置可輸出的值，從而導(dǎo)致馬達(dá)由與指令值不對應(yīng)的扭矩值及電流值予以驅(qū)動。換言之，產(chǎn)生對馬達(dá)控制裝置給予可輸出的能力以上的指示的輸出飽和狀態(tài)。

此時，從馬達(dá)控制裝置輸出至馬達(dá)的驅(qū)動信號并非與指令值對應(yīng)的值，因此即便根據(jù)指令值與基于該指令值而驅(qū)動的馬達(dá)及對象機械的計測值來進行頻率分析，也無法獲得適當(dāng)?shù)念l率特性。

本發(fā)明是有鑒于所述問題而完成，其目的在于實現(xiàn)一種能夠獲得適當(dāng)?shù)念l率特性的馬達(dá)控制裝置等。

[解決問題的技術(shù)手段]

為了解決所述問題，本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置是對馬達(dá)進行控制馬達(dá)控制裝置，包括：指令值產(chǎn)生部，產(chǎn)生驅(qū)動所述馬達(dá)的指令值；輸出值判定部，判定基于所述指令值而產(chǎn)生的用于驅(qū)動所述馬達(dá)的驅(qū)動值是否超過自裝置可輸出的驅(qū)動值；指令值修正部，當(dāng)所述輸出值判定部判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，修正所述指令值；計測值獲取部，獲取計測值，所述計測值表示基于所述指令值或所述經(jīng)修正的指令值而驅(qū)動的所述馬達(dá)的驅(qū)動狀態(tài)；以及輸出部，當(dāng)所述輸出值判定部判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，對于根據(jù)所述指令值與所述計測值的關(guān)系來進行頻率分析的分析裝置，輸出所述經(jīng)修正的指令值與基于該經(jīng)修正的指令值的計測值。

根據(jù)所述構(gòu)成，當(dāng)基于指令值而產(chǎn)生的驅(qū)動值超過可輸出的驅(qū)動值時，對指令值進行修正，因此不會直接以不適當(dāng)?shù)尿?qū)動值來驅(qū)動馬達(dá)。因而，能夠防止指令值與計測值的不對應(yīng)，因此當(dāng)基于指令值與計測值來進行頻率分析時，能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行頻率分析。

本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置中，也可為，所述輸出值判定部根據(jù)基于所述指令值的扭矩值、基于該扭矩值的電流值或基于該電流值的電壓值是否超過閾值來進行所述判定。

根據(jù)所述構(gòu)成，能夠使用扭矩值、電流值或電壓值來判定基于指令值的驅(qū)動值是否為可從自裝置輸出的值。

本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置中，也可為，所述指令值修正部通過調(diào)低所述指令值的振幅來執(zhí)行所述指令值的修正。

根據(jù)所述構(gòu)成，修正后的指令值的振幅變得小于修正前的指令值的振幅，因此能夠降低基于修正后的指令值的驅(qū)動值成為無法輸出的驅(qū)動值的可能性。另外，作為調(diào)低指令值的振幅的方法，例如可列舉將指令值乘以系數(shù)α(0＜α＜1)。

本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置中，也可為，所述指令值修正部以所述指令值的振幅沿時間序列逐漸遞減的方式來執(zhí)行所述指令值的修正。

根據(jù)所述構(gòu)成，能夠以修正前的指令值的振幅沿時間序列逐漸遞減的方式來進行修正。

本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置中，也可為，所述指令值修正部在修正后的指令值的振幅成為規(guī)定值以下時，不執(zhí)行修正。

根據(jù)所述構(gòu)成，能夠防止指令值的振幅成為規(guī)定值以下，因此能夠防止指令值的振幅過度下降而信噪(signal/noise，s/n)比變得不適當(dāng)。

本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置中，所述指令值也可為指示所述馬達(dá)的位置的位置指令或指示所述馬達(dá)的速度的速度指令。

根據(jù)所述構(gòu)成，能夠指示馬達(dá)的位置或速度。

本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置中，也可為，所述指令值修正部在所述輸出值判定部判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，將對以此時的所述指令值的頻率為截止(cutoff)頻率的低通濾波器(lowpassfilter)輸入該指令值時的輸出，作為修正后的指令值。

根據(jù)所述構(gòu)成，能夠適當(dāng)?shù)剡M行指令值的修正。

本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置中，也可為，所述指令值修正部在所述輸出值判定部判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，隨后持續(xù)修正所述指令值產(chǎn)生部所產(chǎn)生的指令值。

根據(jù)所述構(gòu)成，若有一次判斷為驅(qū)動值超過可輸出的值，則隨后持續(xù)修正指令值，因此可防止驅(qū)動值再次超過可輸出的值。

為了解決所述問題，本發(fā)明的控制系統(tǒng)是輸出包含馬達(dá)的控制對象的頻率特性的控制系統(tǒng)，包括：指令值產(chǎn)生部，產(chǎn)生驅(qū)動所述馬達(dá)的指令值；輸出值判定部，判定基于所述指令值而產(chǎn)生的用于驅(qū)動所述馬達(dá)的驅(qū)動值是否超過自裝置可輸出的驅(qū)動值；指令值修正部，當(dāng)所述輸出值判定部判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，修正所述指令值；計測值獲取部，獲取計測值，所述計測值表示基于所述指令值或所述經(jīng)修正的指令值而驅(qū)動的所述馬達(dá)的驅(qū)動狀態(tài)；以及頻率特性運算部，當(dāng)所述輸出值判定部判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，基于所述經(jīng)修正的指令值與基于該經(jīng)修正的指令值的計測值來運算頻率特性并予以輸出。

根據(jù)所述構(gòu)成，當(dāng)基于指令值而產(chǎn)生的驅(qū)動值超過可輸出的驅(qū)動值時，對指令值進行修正，因此不會直接以不適當(dāng)?shù)尿?qū)動值來驅(qū)動馬達(dá)。因而，能夠防止指令值與計測值的不對應(yīng)，因此能夠基于指令值與計測值來適當(dāng)?shù)貓?zhí)行頻率分析。

為了解決所述問題，本發(fā)明的馬達(dá)的控制方法包括：指令值產(chǎn)生步驟，產(chǎn)生驅(qū)動所述馬達(dá)的指令值；輸出值判定步驟，判定基于所述指令值而產(chǎn)生的用于驅(qū)動所述馬達(dá)的驅(qū)動值是否超過自裝置可輸出的驅(qū)動值；指令值修正步驟，當(dāng)在所述輸出值判定步驟中判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，修正所述指令值；計測值獲取步驟，獲取計測值，所述計測值表示基于所述指令值或所述經(jīng)修正的指令值而驅(qū)動的所述馬達(dá)的驅(qū)動狀態(tài)；以及輸出步驟，當(dāng)在所述輸出值判定步驟中判定為超過可輸出的驅(qū)動值時，對于根據(jù)所述指令值與所述計測值的關(guān)系來進行頻率分析的分析裝置，輸出所述經(jīng)修正的指令值與基于該經(jīng)修正的指令值的計測值。

根據(jù)所述方法，起到與前述效果同樣的效果。

本發(fā)明的各形態(tài)的馬達(dá)控制裝置也可通過計算機(computer)來實現(xiàn)，此時，通過使計算機作為所述馬達(dá)控制裝置所具備的各部(軟件(software)要素)進行動作而利用計算機來實現(xiàn)所述馬達(dá)控制裝置的、馬達(dá)控制裝置的信息處理程序及記錄有該程序且計算機可讀取的記錄介質(zhì)也屬于本發(fā)明的范疇。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)基于指令值而產(chǎn)生的驅(qū)動值超過可輸出的驅(qū)動值時，對指令值進行修正，因此不會直接以不適當(dāng)?shù)尿?qū)動值來驅(qū)動馬達(dá)。因而，起到下述效果：能夠防止指令值與計測值的不對應(yīng)，因此當(dāng)基于指令值與計測值來進行頻率分析時，能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行頻率分析。

附圖說明

圖1是表示本實施方式的伺服驅(qū)動器(servodriver)的主要部分構(gòu)成的框圖。

圖2是表示本實施方式的控制系統(tǒng)的概要的圖。

圖3是表示所述伺服驅(qū)動器中的補正指令值的處理流程的流程圖。

圖4是表示由指令值產(chǎn)生部所產(chǎn)生的速度指令的示例的圖。

圖5(a)至圖5(c)是表示未進行補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益(gain)特性)的關(guān)系的圖，圖5(a)是表示速度指令的圖，圖5(b)是表示扭矩指令的圖，圖5(c)是表示頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

圖6(a)至圖6(c)是表示進行了補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系的圖，圖6(a)是表示速度指令的圖，圖6(b)是表示扭矩指令的圖，圖6(c)是表示頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

圖7是表示另一實施方式中的指令值的補正處理流程的流程圖。

圖8是表示又一實施方式中的指令值的補正處理流程的流程圖。

圖9(a)至圖9(c)是表示進行了補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系的圖，圖9(a)是表示速度指令的圖，圖9(b)是表示扭矩指令的圖，圖9(c)是表示頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

圖10(a)至圖10(c)是表示各實施方式中的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖，圖10(a)是表示未進行補正時的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖，圖10(b)是表示進行了補正時的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖，圖10(c)是表示設(shè)置基準(zhǔn)值來進行了補正時的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

圖11是表示又一實施方式的伺服驅(qū)動器的主要部分構(gòu)成的框圖。

[符號的說明]

1：控制器

2、2′：伺服驅(qū)動器(馬達(dá)控制裝置)

3：馬達(dá)

4：工具pc

6：編碼器

10：指令值產(chǎn)生部

20：指令值補正部(指令值修正部、輸出部)

30：頻率響應(yīng)計測部(頻率特性運算部)

40：速度控制器

50：速度檢測部(計測值獲取部、輸出部)

60：扭矩限制器

61：扭矩飽和檢測部(輸出值判定部)

70：電流控制器

71：電流飽和檢測部(輸出值判定部)

72：電壓飽和檢測部(輸出值判定部)

80：位置控制器

s101～s107、s201～s207、s301～s309：步驟

具體實施方式

〔實施方式1〕

〔控制系統(tǒng)的概要〕

以下，對于本發(fā)明的實施方式，基于圖1～圖7來進行說明。首先，參照圖2來說明本實施方式的控制系統(tǒng)。圖2是表示本實施方式的控制系統(tǒng)的概要的圖?？刂葡到y(tǒng)使用伺服機構(gòu)來控制負(fù)載裝置(對象機械、控制對象)的動作，如圖2所示，包含控制器(可編程邏輯控制器(programmablelogiccontroller，plc))1、伺服驅(qū)動器(馬達(dá)控制裝置)2、馬達(dá)3及工具個人計算機(personalcomputer，pc)4。

控制器(plc)1對包含伺服驅(qū)動器2的系統(tǒng)整體進行控制。

伺服驅(qū)動器2存儲通過控制器1或后述的工具pc4來設(shè)定、調(diào)整的控制參數(shù)(controlparameter)，并且依照該控制參數(shù)來驅(qū)動馬達(dá)3，使負(fù)載裝置進行動作。

而且，伺服驅(qū)動器2進行為了對使馬達(dá)3驅(qū)動時的控制參數(shù)、所配設(shè)的濾波器的濾波器參數(shù)進行設(shè)定而使用的頻率響應(yīng)的測定。

而且，伺服驅(qū)動器2通過有線或無線而可通信地連接于控制器1及馬達(dá)3。例如，伺服驅(qū)動器2通過控制自動化技術(shù)以太網(wǎng)(ethernetforcontrolautomationtechnology(ethercat)：注冊商標(biāo))等現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)(fieldnetwork)而與控制器1連接，伺服驅(qū)動器2與馬達(dá)3通過專用電纜(cable)而連接。

馬達(dá)3是由伺服驅(qū)動器2予以控制，驅(qū)動負(fù)載裝置(對象機械)。

工具pc4是用于對伺服驅(qū)動器2的控制參數(shù)進行設(shè)定及調(diào)整的裝置，包含調(diào)整用軟件。工具pc4例如通過個人計算機來實現(xiàn)，通過執(zhí)行保存在個人計算機中的程序(調(diào)整用軟件)，從而該計算機作為工具pc4發(fā)揮功能。

而且，工具pc4與伺服驅(qū)動器2通過通用串行總線(universalserialbus，usb)電纜等而連接。

〔伺服驅(qū)動器的構(gòu)成〕

接下來，參照圖1來說明伺服驅(qū)動器2的主要部分構(gòu)成。圖1是表示伺服驅(qū)動器2的主要部分構(gòu)成的框圖。如圖1所示，伺服驅(qū)動器2包含指令值產(chǎn)生部10、指令值補正部(指令值修正部)20、頻率響應(yīng)計測部(分析裝置、頻率特性運算部、輸出部)30、速度控制器40、速度檢測部(計測值獲取部、輸出部)50、扭矩限制器60及電流控制器70。而且，扭矩限制器60中包含扭矩飽和檢測部(輸出值判定部)61，電流控制器70中包含電流飽和檢測部(輸出值判定部)71及電壓飽和檢測部(輸出值判定部)72。

指令值產(chǎn)生部10通過工具pc4等，基于從用戶(user)接受的指示來產(chǎn)生速度指令。更詳細(xì)而言，基于從用戶接受的速度振幅來設(shè)定速度指令的指令振幅值。圖5(a)至圖5(c)中示出速度指令值的示例。圖5(a)至圖5(c)是表示速度指令的示例的圖。圖5(a)至圖5(c)所示的示例中，作為速度振幅而設(shè)定有“30rpm”。本實施方式中，速度指令是包含多個頻率成分的掃描正弦波的時間序列數(shù)據(jù)。而且，如圖5(a)至圖5(c)所示，速度指令是其頻率沿時間序列而逐漸增大的指令。另外，指令值并不限于掃描正弦波，例如也可為包含多個頻率成分的隨機波(randomwave)(白色信號)。

并且，指令值產(chǎn)生部10將所產(chǎn)生的速度指令通知給指令值補正部20。另外，指令值產(chǎn)生部10在工具pc4產(chǎn)生指令值的情況下，將工具pc4所產(chǎn)生的指令值直接通知給指令值補正部20。

指令值補正部20在從后述的扭矩飽和檢測部61收到扭矩值已飽和(扭矩飽和)，即，由速度指令導(dǎo)出的扭矩值(驅(qū)動值)已超過伺服驅(qū)動器2可輸出的扭矩值(閾值)的通知時，對從指令值產(chǎn)生部10通知的速度指令進行補正，以使扭矩值不飽和。

而且，指令值補正部20在從電流飽和檢測部71收到電流已飽和(電流飽和)，即，由速度指令導(dǎo)出的電流值(驅(qū)動值)已超過伺服驅(qū)動器2可輸出的電流值(閾值)的通知時，對從指令值產(chǎn)生部10通知的速度指令進行補正，以使電流值不飽和。

而且，指令值補正部20在從電壓飽和檢測部72收到電壓已飽和(電壓飽和)，即，由速度指令導(dǎo)出的電壓值(驅(qū)動值)已超過伺服驅(qū)動器2可輸出的電壓值(閾值)的通知時，對從指令值產(chǎn)生部10通知的速度指令進行補正，以使電壓值不飽和。

另外，以下，在不需要區(qū)分扭矩飽和、電流飽和、電壓飽和時，也簡稱作輸出飽和。

并且，指令值補正部20將補正后的速度指令(經(jīng)修正的指令值)通知給頻率響應(yīng)計測部30及速度控制器40。

另外，指令值補正部20補正指令值的方法既可為后述的方法，也可為將指令值乘以系數(shù)α(0＜α＜1)而調(diào)低振幅的方法。

頻率響應(yīng)計測部30使用從指令值補正部20通知的速度指令與從速度檢測部50通知的所檢測出的速度來進行頻率分析(例如快速傅里葉變換(fastfouriertransform，fft))，導(dǎo)出頻率響應(yīng)函數(shù)。另外，本發(fā)明中的伺服驅(qū)動器2構(gòu)成為具有導(dǎo)出頻率響應(yīng)函數(shù)的頻率響應(yīng)計測部30者。但是，伺服驅(qū)動器2未必需要具有頻率響應(yīng)計測部30。即，頻率響應(yīng)計測部30也可為將從指令值補正部20通知的速度指令與從速度檢測部50通知的所檢測出的速度輸出至導(dǎo)出頻率響應(yīng)函數(shù)的分析裝置(例如工具pc4)的輸出部。此時，只要工具pc4具有導(dǎo)出頻率響應(yīng)函數(shù)的頻率響應(yīng)計測部30即可。由此，能夠通過至少具備工具pc4、伺服驅(qū)動器2、馬達(dá)3的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)頻率響應(yīng)分析。

速度控制器40根據(jù)從指令值補正部20通知的補正后的速度指令與從速度檢測部50通知的計測速度的偏差，來計算控制馬達(dá)3的扭矩值，并通知給扭矩限制器60。

速度檢測部50根據(jù)由編碼器(encoder)6所檢測出的馬達(dá)3的位置來計算馬達(dá)3的速度(計測速度、計測值)。并且，將所計算的計測速度(驅(qū)動狀態(tài))通知給速度控制器40及頻率響應(yīng)計測部30。另外，速度檢測部50在由編碼器6直接檢測速度的情況下，將該速度作為計測速度而通知給速度控制器40及頻率響應(yīng)計測部30。

扭矩限制器60判定從速度控制器40通知的扭矩值是否超過可從伺服驅(qū)動器2輸出的扭矩值。更詳細(xì)而言，扭矩限制器60包含扭矩飽和檢測部61，判定從速度控制器40通知的扭矩值是否超過可從伺服驅(qū)動器2輸出的扭矩值，當(dāng)判定為超過時，將表示該意旨的信息通知給指令值補正部20。

并且，扭矩限制器60將從速度控制器40通知的扭矩值通知給電流控制器70。

電流控制器70基于根據(jù)從扭矩限制器60通知的扭矩值所計算的電流值來計算電壓值。進而，電流控制器70基于所計算的電壓值，對產(chǎn)生馬達(dá)3的驅(qū)動電流的逆變器(inverter)電路(未圖示)輸出用于產(chǎn)生驅(qū)動電流的信號(例如脈寬調(diào)制(pulse-widthmodulation，pwm)信號)。電流控制器70具有判定是否超過伺服驅(qū)動器2可輸出的電流值或電壓值的功能。更詳細(xì)而言，電流控制器70包含電流飽和檢測部71，判定根據(jù)所通知的扭矩值而計算的電流值是否超過可從伺服驅(qū)動器2輸出的電流值，當(dāng)判定為超過時，將表示該意旨的信息通知給指令值補正部20。而且，電流控制器70包含電壓飽和檢測部72，判定根據(jù)電流值所計算的電壓值是否超過可從伺服驅(qū)動器2輸出的電壓值，當(dāng)判定為超過時，將表示該意旨的信息通知給指令值補正部20。

編碼器6檢測馬達(dá)3的速度，并通知給速度檢測部50。另外，編碼器6也可檢測馬達(dá)3的位置(旋轉(zhuǎn)角度)。

〔指令值的補正處理流程〕

接下來，參照圖3來說明產(chǎn)生指令值的處理流程。圖3是表示產(chǎn)生指令值的處理流程的流程圖。如圖3所示，首先，指令值產(chǎn)生部10進行指令值的產(chǎn)生條件的初始化(s101)。此處，所謂指令值的產(chǎn)生條件，例如在將掃描正弦波用作指令值時，可列舉該指令值的初始振幅、振幅的放大率。而且，可將決定指令值的頻率的最大值的值設(shè)為產(chǎn)生條件。作為決定指令值的頻率的最大值的值，例如可列舉計測的取樣(sampling)周期。指令值的產(chǎn)生條件既可使用連接于伺服驅(qū)動器2的工具pc4來設(shè)定，當(dāng)伺服驅(qū)動器2具有用于輸入產(chǎn)生條件的用戶接口(userinterface)時，也可使用該用戶接口來設(shè)定。指令值的產(chǎn)生條件的初始化步驟以后的步驟以規(guī)定周期(cycle)來反復(fù)，直至指令值的產(chǎn)生結(jié)束為止(s102及s107)。所謂規(guī)定周期，例如是伺服驅(qū)動器2的運算周期。指令值的產(chǎn)生期間既可為由用戶所指定的期間，也可為預(yù)先設(shè)定的期間。

接下來，指令值產(chǎn)生部10基于所設(shè)定的指令值產(chǎn)生條件來產(chǎn)生該周期的指令值(s103)。

當(dāng)指令值的產(chǎn)生開始時，扭矩飽和檢測部61、電流飽和檢測部71、電壓飽和檢測部72檢測由該指令值所產(chǎn)生的扭矩值、電流值、電壓值是否飽和(輸出值判定步驟)。更詳細(xì)而言，扭矩飽和檢測部61檢測由指令值所產(chǎn)生的扭矩值已超過伺服驅(qū)動器2可輸出的扭矩值的情況(即，檢測扭矩飽和)，并將該意旨通知給指令值補正部20。而且，電流飽和檢測部71檢測由扭矩值所產(chǎn)生的電流值已超過伺服驅(qū)動器2可輸出的電流值的情況(即，檢測電流飽和)，并將該意旨通知給指令值補正部20。而且，電壓飽和檢測部72檢測由電流值所產(chǎn)生的電壓值已超過伺服驅(qū)動器2可輸出的電壓值的情況(即，檢測電壓飽和)，并將該意旨通知給指令值補正部20。

指令值補正部20在扭矩飽和檢測部61檢測到扭矩飽和時(s104中為是(yes))、在電流飽和檢測部71檢測到電流飽和時(s104中為是)或者在電壓飽和檢測部72檢測到電壓飽和時(s104中為是)，對指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的指令值進行補正(s105，指令值修正步驟)。具體的補正方法會于后敘述。然后，將所補正的指令值通知給速度控制器40，將基于指令值的控制值輸出至馬達(dá)3(s106)。

而且，指令值補正部20在扭矩飽和檢測部61未檢測到扭矩飽和(s104中為否(no))、在電流飽和檢測部71未檢測到電流飽和(s104中為否)或者在電壓飽和檢測部72未檢測到電壓飽和(s104中為否)時，將指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的指令值直接通知給速度控制器40，將基于指令值的控制值輸出至馬達(dá)3(s106)。

而且，獲取基于控制值而驅(qū)動的馬達(dá)3的計測結(jié)果(計測值獲取步驟)，并將指令值與計測結(jié)果通知給頻率響應(yīng)計測部30(輸出步驟)。另外，當(dāng)導(dǎo)出頻率響應(yīng)函數(shù)的頻率響應(yīng)計測部30并非設(shè)于伺服驅(qū)動器2而是設(shè)于工具pc4中，且在伺服驅(qū)動器2中設(shè)有輸出部時，輸出部在輸出步驟中，將指令值與計測結(jié)果輸出至工具pc4。另外，輸出部也可將指令值與計測結(jié)果在未圖示的存儲裝置中保存規(guī)定期間。

〔補正處理的詳細(xì)情況〕

接下來，對指令值補正部20的補正方法進行說明。補正方法如前所述，可使用將指令值乘以系數(shù)α(0＜α＜1)而調(diào)低振幅的方法。而且，可使用通過以產(chǎn)生輸出飽和的周期的指令值的頻率為截止頻率的低通濾波器來調(diào)低振幅的方法。對該補正方法進行說明。

指令值補正部20在從扭矩飽和檢測部61、電流飽和檢測部71或電壓飽和檢測部72收到輸出飽和的通知時，將與向以此時從指令值產(chǎn)生部10通知的指令值的頻率為截止頻率的一次低通濾波器輸入來自指令值產(chǎn)生部10的指令值而獲得的輸出為同樣的輸出，作為補正后的指令值。

即，指令值補正部20可說是成為以發(fā)生輸出飽和的時刻的指令值的頻率為截止頻率的一次低通濾波器(后述的數(shù)式(1))的傳遞函數(shù)的指令補正器，向該指令值補正部20輸入來自指令值產(chǎn)生部10的指令值，所輸出的指令值可以說是補正后的指令值。

g1＝(2×π×fcurrent)/(s+2×π×fcurrent)…(1)

此處，fcurrent是從指令值產(chǎn)生部10輸出的、達(dá)到輸出飽和時的指令值的頻率，s是正(plus)算子。

〔本發(fā)明的比較例〕

接下來，參照圖5(a)至圖5(c)，對作為本發(fā)明的比較例的、未進行補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系進行說明。圖5(a)至圖5(c)是表示未進行補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系的圖，圖5(a)是表示速度指令的圖，圖5(b)是表示扭矩指令的圖，圖5(c)是表示頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

在圖5(a)所示的速度指令的情況下，與此對應(yīng)的扭矩指令成為圖5(b)所示者。若無扭矩值的限制，則扭矩值如圖5(b)的“無扭矩限制”所示，成為對應(yīng)于速度指令而扭矩指令超過±1000％的值。另一方面，在有扭矩值的限制的情況下(扭矩飽和的情況下)，扭矩值如圖5(b)的“有扭矩限制”所示，在扭矩限制值之前對應(yīng)于速度指令，若對應(yīng)于速度指令則超過扭矩限制時，成為被抑制為扭矩限制值的值。

而且，對于頻率響應(yīng)(增益特性)，如圖5(c)所示可知：在施加有扭矩限制的情況下，與無扭矩限制的情況相比，200hz以后的頻率響應(yīng)的精度變差。即，若根據(jù)速度指令與使用對應(yīng)于該速度指令的無扭矩限制的扭矩指令而驅(qū)動的馬達(dá)3的驅(qū)動結(jié)果的關(guān)系來求出頻率響應(yīng)結(jié)果，則由于馬達(dá)3是基于對應(yīng)于速度指令的扭矩指令而驅(qū)動，因此可計算精確反映出控制對象的特性的頻率響應(yīng)的波形。另一方面，若根據(jù)速度指令與使用不對應(yīng)于該速度指令的有扭矩限制的扭矩指令而驅(qū)動的馬達(dá)3的驅(qū)動結(jié)果的關(guān)系來求出頻率響應(yīng)結(jié)果，則由于馬達(dá)3是基于不對應(yīng)于速度指令的扭矩指令而驅(qū)動，因此無法精確地獲取控制對象的頻率響應(yīng)特性。以往，在未進行指令值的補正時，由指令值所產(chǎn)生的扭矩指令超過扭矩限制器的上限值的情況多，因而是在有扭矩限制的狀態(tài)下計測頻率響應(yīng)。因此，難以精確地獲取控制對象的頻率響應(yīng)特性。本發(fā)明提供一種即便在有扭矩限制的狀態(tài)下，即，即便使用檢測到輸出飽和而限制指令值的構(gòu)成的伺服驅(qū)動器來計測頻率響應(yīng)的情況下，也能夠精度良好地計算頻率響應(yīng)特性的方法以及控制系統(tǒng)、馬達(dá)控制裝置。

〔實施方式2〕

對于本發(fā)明的另一實施方式，基于圖6(a)至圖6(c)、圖7來說明如下。另外，為了便于說明，對于與所述實施方式中說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。本實施方式中，與所述實施方式1的不同之處在于，當(dāng)在某一周期檢測到輸出飽和時，指令值補正部20對隨后從指令值產(chǎn)生部10通知的指令值進行補正。此處，所謂一周期，是指所述指令值的產(chǎn)生周期。

〔補正例〕

參照圖6(a)至圖6(c)，對本實施方式中的進行了補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系進行說明。圖6(a)至圖6(c)是表示進行了補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系的圖，圖6(a)是表示速度指令的圖，圖6(b)是表示扭矩指令的圖，圖6(c)是表示頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

圖6(a)所示的速度指令表示對圖5(a)所示的速度指令進行補正，而速度指令的振幅被下調(diào)的狀態(tài)。與該速度指令對應(yīng)的扭矩指令成為圖6(b)所示的“有指令補正”。如圖6(b)的“有指令補正”所示，在有補正的情況下，扭矩指令接近扭矩限制值之后，遠(yuǎn)離扭矩限制值(接近零)。另外，圖6(b)中，為了進行比較，也示出了“無扭矩限制”的扭矩指令。

而且，對于頻率響應(yīng)(增益特性)，如圖6(c)所示可知：在“有指令補正”的情況下，與“有扭矩限制”相比，精度變佳。

〔本實施方式中的指令值的補正處理流程〕

參照圖7來說明本實施方式中的指令值的補正處理流程。圖7是表示本實施方式中的指令值的補正處理流程的流程圖。

如圖7所示，首先，指令值產(chǎn)生部10進行指令值的產(chǎn)生條件的初始化(s201)。此處，所謂指令值的產(chǎn)生條件，例如在將掃描正弦波用作指令值時，可列舉該指令值的初始振幅、振幅的放大率。而且，可將決定指令值的頻率的最大值的值設(shè)為產(chǎn)生條件。作為決定指令值的頻率的最大值的值，例如可列舉計測的取樣周期。指令值的產(chǎn)生條件既可使用連接于伺服驅(qū)動器2的工具pc4來設(shè)定，當(dāng)伺服驅(qū)動器2具有用于輸入產(chǎn)生條件的用戶接口時，也可使用該用戶接口來設(shè)定。指令值的產(chǎn)生條件的初始化步驟以后的步驟以規(guī)定周期(cycle)來反復(fù)，直至指令值的產(chǎn)生結(jié)束為止(s202及s207)。所謂規(guī)定周期，例如是伺服驅(qū)動器2的運算周期。與實施方式1同樣，指令值的產(chǎn)生期間既可為由用戶所指定的期間，也可為預(yù)先設(shè)定的期間。

接下來，指令值產(chǎn)生部10基于所設(shè)定的指令值產(chǎn)生條件來產(chǎn)生該周期的指令值(s203)。

當(dāng)指令值的產(chǎn)生開始時，扭矩飽和檢測部61、電流飽和檢測部71、電壓飽和檢測部72檢測由該指令值所產(chǎn)生的扭矩值、電流值、電壓值是否飽和。更詳細(xì)而言，扭矩飽和檢測部61檢測扭矩飽和，并將該意旨通知給指令值補正部20。而且，電流飽和檢測部71檢測電流飽和，并將該意旨通知給指令值補正部20。而且，電壓飽和檢測部72檢測電壓飽和，并將該意旨通知給指令值補正部20。

指令值補正部20在當(dāng)前周期扭矩飽和檢測部61檢測到扭矩飽和時(s204中為是)、在電流飽和檢測部71檢測到電流飽和時(s204中為是)或者在電壓飽和檢測部72檢測到電壓飽和時(s204中為是)，對指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的指令值進行補正(s205)。然后，將所補正的指令值通知給速度控制器40，將基于指令值的控制值輸出至馬達(dá)3(s206)。

而且，指令值補正部20在當(dāng)前周期扭矩飽和檢測部61未檢測到扭矩飽和(s204中為否)、在電流飽和檢測部71未檢測到電流飽和(s204中為否)或者在電壓飽和檢測部72未檢測到電壓飽和(s204中為否)時，將指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的指令值直接通知給速度控制器40，將基于指令值的控制值輸出至馬達(dá)3(s206)。

接下來說明在步驟s205中對指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的指令值進行補正的方法。作為補正指令值的方法，可使用所述實施方式的〔補正處理的詳細(xì)情況〕中記載的方法。而且，可使用對指令值乘以系數(shù)α而調(diào)低振幅的方法的變形例。即，指令值補正部20在檢測到一次以上的輸出飽和時，使用從檢測到輸出飽和的周期直至當(dāng)前周期為止的周期數(shù)β，將進行系數(shù)α的β次方所得的值乘以指令值，而補正指令值。通過執(zhí)行該補正處理，在將掃描正弦波用作指令值時，其振幅沿時間序列逐漸遞減。

另外，只要是使指令值遞減的方法，則指令值的補正方法并不特別限定于將系數(shù)α的β次方乘以指令值的方法。而且，在如后述的實施方式3般，不使指令值的振幅小于規(guī)定基準(zhǔn)值的構(gòu)成中，只要至少設(shè)有指令值的振幅遞減的期間即可。

如上所述，本實施方式中，與所述實施方式1不同的是步驟s204中的處理。實施方式1中，當(dāng)檢測到輸出飽和時，更具體而言，在檢測到輸出飽和的每個周期，進行指令值的補正，但本實施方式中，對檢測到輸出飽和的周期以后所產(chǎn)生的指令值進行補正。由于速度指令值的振幅逐漸變大的情況多，因此一旦達(dá)到輸出飽和，則自此以后也達(dá)到輸出飽和的可能性高。本實施方式中，一旦達(dá)到輸出飽和，則自此以后進行指令值的補正，因此可適當(dāng)?shù)乇苊庖疠敵鲲柡汀?/p>

〔實施方式3〕

對于本發(fā)明的另一實施方式，基于圖8～圖10(a)至圖10(c)來說明如下。另外，為了便于說明，對于與所述實施方式中說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

本實施方式中，與所述實施方式1、實施方式2不同，在檢測到輸出飽和而補正了指令值之后，在補正后的指令值為預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值(規(guī)定值)以上時，輸出該指令值。補正后的指令值中，高頻部分的輸入變小，與此對應(yīng)地，輸出也變小，但在高頻區(qū)域中，噪聲成分變大，輸出值有時會成為不恰當(dāng)?shù)闹?。此時，頻率響應(yīng)的計測結(jié)果會變得不適當(dāng)，頻率特性的精度變差。本實施方式中，通過預(yù)先對補正后的指令值設(shè)置基準(zhǔn)值，而限制補正后的指令值，從而能夠減輕噪聲對輸出值造成的影響，提高頻率響應(yīng)的高頻區(qū)域的計測精度。

〔本實施方式中的處理流程〕

參照圖8來說明本實施方式中的指令值的補正處理流程。圖8是表示本實施方式中的指令值的補正處理流程的流程圖。

如圖8所示，首先，指令值產(chǎn)生部10進行指令值的產(chǎn)生條件的初始化(s301)。此處，所謂指令值的產(chǎn)生條件，例如在將掃描正弦波用作指令值時，可列舉該指令值的初始振幅、振幅的放大率。而且，可將決定指令值的頻率的最大值的值設(shè)為產(chǎn)生條件。作為決定指令值的頻率的最大值的值，例如可列舉計測的取樣周期。指令值的產(chǎn)生條件既可使用連接于伺服驅(qū)動器2的工具pc4來設(shè)定，當(dāng)伺服驅(qū)動器2具有用于輸入產(chǎn)生條件的用戶接口時，也可使用該用戶接口來設(shè)定。指令值的產(chǎn)生條件的初始化步驟以后的步驟以規(guī)定周期(cycle)來反復(fù)，直至指令值的產(chǎn)生結(jié)束為止(s302及s309)。所謂規(guī)定周期，例如是伺服驅(qū)動器2的運算周期。與實施方式1、實施方式2同樣，指令值的產(chǎn)生期間既可為由用戶所指定的期間，也可為預(yù)先設(shè)定的期間。

接下來，指令值產(chǎn)生部10基于所設(shè)定的指令值產(chǎn)生條件來產(chǎn)生該周期的指令值(s303)。

當(dāng)指令值的產(chǎn)生開始時，扭矩飽和檢測部61、電流飽和檢測部71、電壓飽和檢測部72檢測由該指令值所產(chǎn)生的扭矩值、電流值、電壓值是否飽和。更詳細(xì)而言，扭矩飽和檢測部61檢測扭矩飽和，并將該意旨通知給指令值補正部20。而且，電流飽和檢測部71檢測電流飽和，并將該意旨通知給指令值補正部20。而且，電壓飽和檢測部72檢測電壓飽和，并將該意旨通知給指令值補正部20。

指令值補正部20在扭矩飽和檢測部61檢測到扭矩飽和時(s304中為是)、在電流飽和檢測部71檢測到電流飽和時(s304中為是)或者在電壓飽和檢測部72檢測到電壓飽和時(s304中為是)，對指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的指令值進行補正(s305)。

接下來，指令值補正部20判定補正后的指令值是否小于預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值(s306)，若為基準(zhǔn)值以上(s306中為否)，則將補正后的指令值通知給速度控制器40，將基于指令值的控制值輸出至馬達(dá)3(s308)。另一方面，若小于基準(zhǔn)值(s306中為是)，則將指令值設(shè)為基準(zhǔn)值、一周期(cycle)前輸出的指令值或補正前的指令值而通知給速度控制器40，將基于指令值的控制值輸出至馬達(dá)3(s308)。另外，最優(yōu)選的構(gòu)成是將指令值設(shè)為基準(zhǔn)值而通知給速度控制器40。這是因為，若將指令值設(shè)為一周期前輸出的指令值或補正前的指令值，則可產(chǎn)生輸出飽和的可能性變高。

而且，指令值補正部20在當(dāng)前周期扭矩飽和檢測部61未檢測到扭矩飽和(s304中為否)、在電流飽和檢測部71未檢測到電流飽和(s304中為否)或者在電壓飽和檢測部72未檢測到電壓飽和(s304中為否)時，將指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的指令值直接通知給速度控制器40，將基于指令值的控制值輸出至馬達(dá)3(s308)。

如上所述，本實施方式中，即便在步驟s304中檢測到輸出飽和而對指令值進行了補正的情況下，在補正后的指令值小于基準(zhǔn)值時，仍不使用補正后的指令值，而使用基準(zhǔn)值或補正前的指令值。由此，能夠減輕噪聲對輸出值造成的影響，因此能夠提高頻率響應(yīng)的高頻區(qū)域的計測精度。

〔補正例〕

接下來，參照圖9(a)至圖9(c)來說明進行不使指令值的振幅小于規(guī)定基準(zhǔn)值的補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系。圖9(a)至圖9(c)是表示進行了補正時的速度指令、扭矩指令及頻率響應(yīng)(增益特性)的關(guān)系的圖，圖9(a)是表示速度指令的圖，圖9(b)是表示扭矩指令的圖，圖9(c)是表示頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

圖9(a)所示的速度指令表示對圖5(a)所示的速度指令進行補正而速度指令的振幅被下調(diào)，且在小于基準(zhǔn)值時不進行補正(或與基準(zhǔn)值一致)的狀態(tài)。圖9(a)所示的示例中可知：在0.3秒與0.4秒之間，產(chǎn)生小于基準(zhǔn)值的狀態(tài)，隨后，速度指令與基準(zhǔn)值一致。與該速度指令對應(yīng)的扭矩指令成為圖9(b)所示的“有指令補正”。如圖9(b)的“有指令補正”所示，在有補正的情況下，扭矩指令接近扭矩限制值之后，在扭矩限制值的附近變得穩(wěn)定。另外，圖9(b)中，為了進行比較，也示出了“無扭矩限制”的扭矩指令。

而且，對于頻率響應(yīng)(增益特性)，如圖9(c)所示可知：在“有指令補正”的情況下，與“有扭矩限制”相比，精度變佳。

〔補正例的總結(jié)〕

接下來，參照圖10(a)至圖10(c)，對所述實施方式中的頻率響應(yīng)(增益特性)進行比較說明。圖10(a)至圖10(c)是表示各實施方式中的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖，圖10(a)是表示未進行補正時的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖，圖10(b)是表示進行了補正時的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖，圖10(c)是表示設(shè)置基準(zhǔn)值而進行了補正時的頻率響應(yīng)(增益特性)的圖。

如圖10(a)所示可知：在未進行補正時，因施加扭矩限制而頻率響應(yīng)(增益特性)的高頻部分的精度變差。而且，如圖10(b)所示可知：在未設(shè)置基準(zhǔn)值而進行了補正時，通過進行補正，頻率響應(yīng)的計測精度提高。但是，在高頻區(qū)域，sn比發(fā)生惡化，該部分的頻率響應(yīng)的計測精度發(fā)生了惡化。而且，如圖10(c)所示可知：在設(shè)置基準(zhǔn)值而進行了補正時，與未設(shè)置基準(zhǔn)值的情況相比，頻率響應(yīng)的計測精度提高。這是因為，通過設(shè)置基準(zhǔn)值，抑制了高頻區(qū)域的sn比的惡化。

〔實施方式4〕

對于本發(fā)明的另一實施方式，基于圖11來說明如下。另外，為了便于說明，對于與所述實施方式中說明的構(gòu)件具有相同功能的構(gòu)件，標(biāo)注相同的符號并省略其說明。

〔伺服驅(qū)動器的構(gòu)成〕

參照圖11來說明本實施方式的伺服驅(qū)動器2′。圖11是表示本實施方式的伺服驅(qū)動器2′的主要部分構(gòu)成的框圖。

本實施方式是在所述實施方式中的伺服驅(qū)動器2的構(gòu)成中追加了位置控制器80的構(gòu)成。本實施方式中，指令值產(chǎn)生部10產(chǎn)生位置指令作為指令值，指令值補正部20對指令值產(chǎn)生部10所產(chǎn)生的位置指令進行補正。并且，將補正后的位置指令通知給位置控制器80。

位置控制器80使用從指令值補正部20通知的位置指令與從編碼器6通知的計測位置的偏差來產(chǎn)生速度指令，并通知給速度控制器40。

由此，即便在將位置指令用作指令值的情況下，也能夠與所述實施方式1～實施方式3同樣地補正指令值，從而能夠適當(dāng)?shù)赜嫓y頻率響應(yīng)。

〔補正處理的詳細(xì)情況〕

對本實施方式中的指令值補正部20的補正方法進行說明。

指令值補正部20在從扭矩飽和檢測部61、電流飽和檢測部71或電壓飽和檢測部72收到輸出飽和的通知時，將與向以此時從指令值產(chǎn)生部10通知的指令值的頻率為截止頻率的一次低通濾波器輸入來自指令值產(chǎn)生部10的指令值而獲得的輸出同樣的輸出，作為補正后的指令值。

即，指令值補正部20可說是成為以發(fā)生輸出飽和的時刻的指令值的頻率為截止頻率的一次低通濾波器(后述的數(shù)式(2))的傳遞函數(shù)的指令補正器，向該指令值補正部20輸入來自指令值產(chǎn)生部10的指令值而輸出的指令值可以說是補正后的指令值。

g2＝(2×π×fcurrent)/(s+2×π×fcurrent)…(2)

此處，fcurrent是從指令值產(chǎn)生部10輸出的、達(dá)到輸出飽和時的指令值的頻率，s是正變換算子。

〔借助軟件的實現(xiàn)例〕

伺服驅(qū)動器2、伺服驅(qū)動器2′的控制塊(尤其是指令值產(chǎn)生部10、指令值補正部20、頻率響應(yīng)計測部30、速度控制器40、速度檢測部50、扭矩限制器60(扭矩飽和檢測部61)、電流控制器70(電流飽和檢測部71、電壓飽和檢測部72)及位置控制器80)既可通過形成于集成電路(ic芯片(chip))等上的邏輯電路(硬件(hardware))實現(xiàn)，也可使用中央處理器(centralprocessingunit，cpu)而通過軟件來實現(xiàn)。

在后者的情況下，伺服驅(qū)動器2、伺服驅(qū)動器2′具備執(zhí)行實現(xiàn)各功能的軟件即程序的命令的cpu、可由計算機(或cpu)讀取地記錄有所述程序及各種數(shù)據(jù)的只讀存儲器(readonlymemory，rom)或存儲裝置(將它們稱作“記錄介質(zhì)”)以及展開所述程序的隨機存取存儲器(randomaccessmemory，ram)等。并且，通過計算機(或cpu)從所述記錄介質(zhì)中讀取并執(zhí)行所述程序，從而達(dá)成本發(fā)明的目的。作為所述記錄介質(zhì)，可使用“并非臨時的有形介質(zhì)”，例如可使用帶(tape)、盤(disk)、卡(card)、半導(dǎo)體存儲器、可編程的邏輯電路等。而且，所述程序也可經(jīng)由可傳輸該程序的任意傳輸介質(zhì)(通信網(wǎng)絡(luò)或廣播波等)而提供給所述計算機。另外，本發(fā)明也能以通過電子傳輸來將所述程序具現(xiàn)化的、被嵌入載波中的數(shù)據(jù)信號的形態(tài)來實現(xiàn)。

本發(fā)明并不限定于所述的各實施方式，可在權(quán)利要求書所示的范圍內(nèi)進行各種變更，將不同的實施方式中分別揭示的技術(shù)部件適當(dāng)組合而獲得的實施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。進而，通過將各實施方式中分別揭示的技術(shù)部件加以組合，能夠形成新的技術(shù)特征。