专利名称：马达控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制用于对对象物推压机械负载的马达的驱动的马达控制装置。
背景技术：
在注塑成型机、加压成形机等各种成形机、接合机械等加工装置(工业用机械、力口工机械)中,通过马达驱动电动机构(机械驱动部),来对加压对象物施加压力。另外,在这样的加工装置中，一般情况下，作为压力检测值检测出实际压力值，根据该压力检测值和压力指令值，进行用参数规定的压力控制运算，其中，所述实际压力值为对作为加压对象物的成形材料等或工件推压机械负载时的压力值。此处，参数是压力控制运算的增益等参数。 在该压力控制运算时，需要适当地调整参数，但如果参数过大，则控制系统的稳定性受损，控制系统变得不稳定，或者发生在对加压对象物施加的压力中包含高频的微振动的振荡现象。由于该振荡现象所致的微振动传递到工件等而对加工结果造成恶劣影响。另一方面，如果参数过小，则存在如下可能性发生直至到达目标压力值(压力指令信号)为止花费时间等现象，或者在施加了干扰的情况下无法充分去除干扰。特别是，针对干扰的补偿若不根据压力检测值和目标压力值而仅根据目标压力值来使马达动作的前馈控制则无法进行补偿，只有根据压力检测值和目标压力值进行压力控制运算并使马达动作才能够去除。因此，适当地调整压力控制运算的参数是重要的。另外，在例如专利文献I所示那样的以往装置中，在对压力检测值与目标压力值的压力偏差(差分)乘以压力增益来决定马达的速度指令并以跟踪该速度指令的方式进行速度控制运算的压力控制中，通过计算加压对象物的弹性常数，并用规定的比例常数除该弹性常数来计算压力增益。专利文献I :日本特开2008 - 73713号公报
发明内容
在上述那样的以往装置中，没有如何决定规定的比例常数本身的方针，所以存在必须通过反复试验来调整规定的比例常数这样的问题。另外，一般情况下，在控制压力时，在发生了压力时发生反作用力，该反作用力对控制系统造成影响。但是，在上述那样的以往装置中，由于不利用与该反作用力相关的信息来计算压力控制运算的参数，所以存在无法计算用于适当地执行压力控制的参数这样的问题。进而，作为调整压力控制运算的参数时的评价指标之一，需要确保控制系统的稳定性来调整增益参数。该控制系统的稳定性并不只由与压力控制相关的参数来决定，而需要同时考虑作为其局部回路(minor loop)的控制回路(专利文献I的以往装置中的速度控制回路)的稳定性，来调整压力控制的增益参数。但是，在上述那样的以往装置中，未充分考虑这样的局部回路的稳定性。另外，这样的问题不仅在压力控制中发生，而且在力控制中也同样地发生。本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种马达控制装置，能够确保控制系统的稳定性，并且提高控制性能。本发明的马达控制装置被设置于电动机构，所述电动机构具有马达，该电动机构与用于对对象物施加作为力以及压力中的某一方的力学物理量的机械负载连接，通过所述马达的动力，使所述机械负载位移而向所述对象物进行推压，从而对所述对象物施加所述力学物理量，所述马达控制装置具备马达控制装置主体，所述马达控制装置主体获取从所述机械负载作用于所述对象物的所述力学物理量的值作为物理量获取值，生成用于使所述物理量获取值成为预先设定的物理量目标值的物理量指令值，使用所述物理量获取值和所述物理量指令值来控制所述马达的驱动，所述马达控制装置主体具有物理量控制部，根据所述物理量获取值以及所述物理量指令值计算速度指令值；速度控制部，根据由用于检测所述马达的马达速度的速度检测单元检测出的马达速度检测值、和由所述物理量控制部计算出的速度指令值，计算所述马达的转矩指令值或者推力指令值；电流控制部，根据由所述速度控制部计算出的所述转矩指令值或者所述推力指令值，控制流入所述马达的电流；以及压力控制参数调整部，具有获取所述对象物的弹性常数的信息、与所述力学物理量从所述机械负载作用于所述对象物时相伴的马达转矩或者推力的反作用力相关的信息、从马达转矩或者推力向马达速度、马达位置或者马达加速度的传递特性的信息、所述速度控制部的控制规则的信息、以及所述速度控制部的参数的信息的信息获取部，使用从所述物理量 获取值的信号向马达速度的传递特性是包括以所述对象物的弹性常数的倒数为比例常数的微分特性的传递特性、以及所述信息获取部获取的信息，调整所述物理量控制部的参数。根据本发明的马达控制装置，参数调整部使用对象物的弹性常数的信息、与力学物理量从机械负载施加到对象物时相伴的马达转矩或者推力的反作用力相关的信息、从马达转矩或者推力向马达速度、马达位置或者马达加速度的传递特性的信息、速度控制部的控制规则的信息、以及速度控制部的参数的信息这样的各信息、和从物理量获取值的信号向马达速度的传递特性是包括以对象物的弹性常数的倒数为比例常数的微分特性的传递特性，来决定物理量控制部的参数，所以能够确保控制系统的稳定性，同时提高控制性能。
图I是示出本发明的实施方式I的马达控制装置的框图。图2是示出图I的信号的传递特性的框图。图3是更具体地示出图I的参数调整部的框图。图4是示出图I的参数调整部的另一例子的框图。图5是示出图I的参数调整部的动作的流程图。图6是示出应用了依照图5的流程图计算出的压力控制部的参数时的开环传递特性的波特图。图7是示出应用了依照图5的流程图计算出的压力控制部的参数时的压力检测信号的时间响应的曲线。图8是示出未应用依照图5的流程图计算出的压力控制部的参数时的压力检测信号的时间响应的曲线。图9是示出应用了依照图5的流程图计算出的压力控制部的参数时的压力检测信号的时间响应的曲线。
图10是示出从马达发生转矩向压力检测信号的传递特性的框图。图11是示出本发明的实施方式2的马达控制装置的框图。图12是示出图11的信号的传递特性的框图。图13是更具体地示出图11的参数调整部的框图。图14是示出图13的参数调整部的动作的流程图。图15是示出本发明的实施方式3的马达控制装置的框图。图16是示出图15的信号的传递特性的框图。·
图17是更具体地示出图15的参数调整部的框图。图18是示出图15的参数调整部的动作的流程图。图19是示出本发明的实施方式4的马达控制装置的信号的传递特性的框图。图20是示出本发明的实施方式4的参数调整部的框图。图21是示出图20的参数调整部的动作的流程图。图22是用于说明粘性摩擦系数的线性近似的例子的曲线。图23是用于说明马达速度与压力指令值的关系的曲线。图24是示出应用了依照图21的流程图计算出的压力控制部的参数时的开环传递特性的波特图。图25是示出应用了依照图21的流程图计算出的压力控制部的参数时的压力检测信号的时间响应的曲线。图26是示出本发明的实施方式5的参数调整部的动作的流程图。图27是示出本发明的实施方式6的参数调整部的动作的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图，说明具体实施方式
。实施方式I.图I是示出本发明的实施方式I的马达控制装置的框图。在图I中，加工装置I具有包括旋转式的马达(加压用马达)2以及编码器3的电动机构4 ;机械负载(推压部件)5 ;以及压力检测器6。编码器3是生成与马达2的旋转速度对应的马达速度检测信号3a的速度检测单元。电动机构4是将旋转运动变换为并进运动的进给螺杆机构，具有螺杆4a和滚珠螺杆螺母4b。通过马达2，螺杆4a向其周方向旋转。滚珠螺杆螺母4b伴随螺杆4a的旋转而向螺杆4a的轴方向位移。机械负载5安装于滚珠螺杆螺母4b。机械负载5的前端部与加压对象物(对象物)7相向。另外，机械负载5与滚珠螺杆螺母4b —起向螺杆4a的轴方向位移。通过机械负载5对加压对象物7进行加压。压力检测器6安装于机械负载5。另外，压力检测器6是例如测力传感器、各种力传感器等。进而，压力检测器6是生成与机械负载5向加压对象物7加压时的压力(力学物理量)对应的压力检测信号6a的压力检测单元(物理量检测单元)。通过马达控制装置主体10控制马达2的驱动。马达控制装置主体10具有压力指令信号生成部11、压力控制部12、速度控制部13、电流控制部14以及参数调整部(参数调整装置)100。压力指令信号生成部11生成作为对加压对象物7施加的压力的指令值的压力指令值(物理量指令值)的信号、即压力指令信号11a。压力控制部12接收来自压力指令信号生成部11的压力指令信号Ila的压力指令值与来自压力检测器6的压力检测信号6a的压力检测值(物理量获取值)的偏差(差分)的信号lib。此处，关于压力检测信号6a，既可以使用压力检测器6的压力检测信号6a本身，或者也可以代替压力检测信号6a而使用压力指令信号生成部11根据马达2的速度、电流推测出的压力的推测值的信号。另外，压力控制部12执行压力控制运算，计算对应于压力指令值与压力检测值的偏差的速度指令值，生成作为该速度指令值的信号的速度指令信号12a。作为由该压力控制部12执行的压力控制运算的一个例子，可以举出如下比例控制对压力指令值与压力检测值的偏差乘以用比例增益(控制用的参数)定义的比例常数而输出速度指令值。另外，作为由压力控制部12执行的压力控制运算的另一例子，也可以是比例+积分控制、相位超前/延迟补偿控制等。另外，根据来自参数调整部100的参数信息100a，设定压力控制部12的控制运算用的参数。 速度控制部13接收来自压力控制部12的速度指令信号12a的速度指令值与来自编码器3的马达速度检测信号3a的马达速度检测值的偏差(差分)的信号12b。另外，速度控制部13根据速度指令值与马达速度检测值的偏差，执行速度控制运算，计算出用于计算马达2应发生的转矩的转矩指令值，生成作为其信号的转矩指令信号13a。电流控制部14接收来自速度控制部13的转矩指令信号13a。另外，电流控制部14供给用于使马达2发生依照转矩指令值的转矩的电流14a。由此，马达2发生驱动力，实现使施加到加压对象物7的压力检测值跟踪作为期望的压力的压力指令值的压力控制。此处，为了不引起压力检测信号6a相对压力指令信号Ila过冲(overshoot)、或者在压力检测信号6a中发生微振动这样的不希望的现象而响应性高地跟踪压力指令信号11a，需要适当地设定压力控制部12的参数(在压力控制部12进行比例控制的情况下是比例增益)。另外，虽然在图I中省略了记载，但在对加压对象物7施加了压力时，其反作用量的压力通过机械负载5、滚珠螺杆螺母4b、以及螺杆4a而成为转矩(以下，将该转矩说明为“反作用力转矩”)，该反作用力转矩作用于马达2。接下来，说明包含上述那样的反作用力转矩的传递特性在内的、机械负载5接触到加压对象物7的状况下的图I的结构中的信号的传递特性。图2是示出图I的信号的传递特性的框图。另外，在图2中，示出压力指令信号生成部11、参数调整部100以及参数信息IOOa以外的图I的各功能块的传递特性。另外，以下的说明书、以及图2以后的记号s
表示拉普拉斯算子。在图2中，用符号20a表示在电流控制部14对马达2提供了电流17时马达2中发生的马达发生转矩。通过电流控制部14进行控制，马达发生转矩20a和转矩指令信号13a的值大致一致，但马达发生转矩20a呈现在传递特性上相对转矩指令信号13a延迟的响应。在图2中，将此时的电流控制部14的传递特性表示为I (S)。另外，图2的符号8a是加压对象物7中发生的实际压力。压力检测信号6a理想上是表示实际压力8a的值本身的信号，但由于压力检测器6的硬件界限等，压力检测信号6a的压力检测值有时比实际压力8a的值呈现一些延迟特性。图2的符号30是表示压力检测器6的检测延迟的传递特性，将其传递特性表示为a (S)。
作为该传递特性a (S)的具体例，在压力检测器6所致的检测延迟可忽略时，a(s) =1，在利用压力检测器6进行的检测延迟时间Tl时，a (8)=6耶(一11*8)，在压力检测器6的响应频率是《1时，a (S)=GJl/ (s+ l)等，在压力检测器6中有时间Tl的检测延迟进而响应频率是《 I的情况下，是exp ( — Tl *s) X o I/ (s+col)等。响应频率 I、延迟时间Tl是由压力检测器6的硬件规格来决定的。由压力检测器6生成的压力检测信号6a的压力检测值可以表示为a (s)作用于实际压力8a的值而得到的值。图2的符号31表示从作为马达发生转矩20a与反作用力转矩20b的差分的马达转矩20c向马达速度的传递特性，其传递特性的一个例子如下式(I)。丄
此处,J是机械可动部总惯量。机械可动部总惯量是指将在马达2驱动时移动的部分换算为马达旋转惯量的值。在图I中，机械可动部总惯量是对马达2、电动机构4、机械负载5以及压力检测器6各自的惯量进行合计而得到的惯量。另外，从马达转矩20c向马达速度的传递特性不限于此，也可以是还表现了机械系统的共振特性的特性。具体而言，作为从马达转矩20c向马达速度的传递特性，也可以是下式(2)等。
I 1 + 2^zi / 0)Z])S + {S/(Ozf)2
_]万(2)Wzi :第i个反共振频率 ;zi 第i个反共振频率的衰减系数Wai :第i个共振频率 4 ai :第i个共振频率的衰减系数n :共振的数另外，在图2中，示出了压力控制部12使用比例控制的情况，将作为应调整的参数的比例增益表示为Ka。进而，在图2中，示出了速度控制部13使用比例+积分控制的情况，将比例增益表示为Kv、将积分增益表示为Kvi。另外，图2的符号32表示对马达速度检测信号3a的马达速度检测值进行积分而求出的马达位置和实际压力8a处于比例关系。此处，存在如下性质在进行了压力控制时，机械负载5越向加压对象物7 —方移动，换言之马达位置越大，压力发生得越大。大体上，压力检测信号6a的压力检测值相对马达位置成比例，符号32的K表示作为其比例常数的加压对象物7的弹性常数。在对加压对象物7施加压力时，必然作为其反作用而发生反作用力。这不是控制位置、速度时的现象而是控制压力、力时的特有的现象。作为该反作用力的反作用力转矩作用为阻碍要对加压对象物7加压的马达2的动作。在图2中，用符号20b表示反作用力转矩。图2的符号33是表示对加压对象物7施加了压力时的、从实际压力8a向转矩的反作用力的信息的反作用力常数h，在将实际压力8a的值设为F、将反作用力转矩33a的值设为Ta的情况下，成立Ta=h F的关系。另外，在将进给螺杆机构(滚珠螺杆)的导程设为P的情况下，常数h能够表示为h=p/ (2^0。进而，在不将马达和进给螺杆机构直接结合，而经由减速机、同步带等变速机构变速之后，将进给螺杆机构和马达结合的情况下，在将变速比(齿轮比)设为1/N时(马达速度经由变速机构而被变换为1/N倍)，能够通过h=NXp/ (2 )计算。图2的符号20c是表示从马达发生转矩20a减去反作用力转矩20b而得到的转矩的马达转矩，该马达转矩作为实际的转矩作用于机械。接下来，说明参数调整部100的结构。图3是更具体地示出图I的参数调整部100的框图。参数调整部100具有信息获取部(信息部)101和参数计算部102。信息获取部101从外部获取加压对象物7的弹性常数K、表示反作用力的信息的反作用力常数h、以前面的式(I)、(2)为代表的从马达转矩20c向马达速度的传递特性、以及速度控制部13的参数Kv、Kvi的各信息。另外，信息获取部101预先获取(存储)速度控制部13的控制规则(即，在图2中比 例+积分控制)的信息。参数计算部102根据信息获取部101获取的信息，计算压力控制部12的参数(在图2中是Ka)。图4是示出图I的参数调整部100的另一例子的框图。图4的参数调整部100表示与图3不同的方式，与图3的参数调整部100的区别点在于，信息获取部101除了图3所示的信息以外还获取电流控制部14的传递特性和表示压力检测器6的检测延迟特性的传递特性的信息。另外，在图4中，也可以由信息获取部101获取表示压力检测器6的检测延迟特性的传递特性的信息，省略电流控制部14的传递特性的信息获取，另外，相反地，也可以由信息获取部101获取电流控制部14的传递特性的信息，省略表示压力检测器6的检测延迟的特性的传递特性的信息获取。此处，马达控制装置主体10能够由具有运算处理部(CPU)、存储部(ROM以及RAM等)以及信号输入输出部的计算机(未图示)、和对马达供给电流的逆变器等(未图示)构成。在马达控制装置主体10的计算机的存储部中，保存了用于实现压力指令信号生成部11、压力控制部12、速度控制部13、电流控制部14、参数调整部100、信息获取部101以及参数计算部102的功能的程序。接下来，说明图3、4的参数调整部100调整压力控制部12的参数Ka时的动作。图5是示出图3、4的参数调整部100的动作的流程图。另外，在加工装置I的动作设定时(初始设定时、加压对象物7的变更时)，执行图5所示的一连串的动作。首先，在步骤SI中，参数调整部100获取加压对象物7的弹性常数K、从马达转矩20c向马达速度的传递特性、和作为与压力发生相伴的转矩的反作用力信息的反作用力常数h的各信息。此处，能够根据预先测定的马达位置与压力的关系来计算弹性常数K。作为从马达转矩20c向马达速度的传递特性的例子，可以举出如上所述将机械负载5视为刚体，使用机械可动部总惯量J，设为I/ (J S)。该机械可动部总惯量J可以根据机械的设计值求出而计算出，也可以通过以未与加压对象物7接触的状态使机械负载5预先驱动并根据此时的马达速度、马达电流等推测机械惯量来计算出。另外，从马达转矩20c向马达速度的传递特性不限于此。除此以外，也可以根据预先以使机械负载5未与加压对象物7接触的状态作为转矩指令给予了正弦波、M系列信号时的马达速度检测信号3a，计算出式(2)所示那样的包含机械共振的从马达转矩20c向马达速度的传递特性，并使用该计算出的传递特性。如上所述，根据进给螺杆机构(滚珠螺杆)的导程P，将表示反作用力的常数h求出为h=p/ (20(在变速比是1/N的情况下，是h=NXp/ (2^0)。以下，说明使用了 I/ (J*s)作为从马达转矩20c向马达速度的传递特性的情况。另外，在步骤SI中，参数调整部100获取速度控制部13的传递特性、以及其参数的信息。由于在构成控制的时刻知道该传递特性，所以原样地使用该信息即可。在步骤S2中，参数调整部100获取电流控制部14的传递特性I (S)的信息。电流控制部14的传递特性I (s)例如可以举出以如下方式进行计算通过在未组成压力控制回路以及速度控制回路即未施加反馈回路的状态下给予电流指令并对此时的电流输出进行解析的正弦波扫描法等，以非参数方式预先计算频域中的传递特性。另外，电流控制部14的传递特性不限于此，也可以使用某时间常数T，用低通特性I/ (Ts+1)来近似电流控制部14，或者参数调整部100使用空耗时间Tl以参数方式获取空耗时间特性exp (-Tl *s)等传递特性。在电流控制部14的响应性充分高的情况下，也可以设为I (S) =1。·另外，在压力检测器6的检测延迟特性大到不能忽略的情况下，参数调整部100获取该检测延迟特性的信息。在压力检测器6是测力传感器的情况下，根据测力传感器的响应频率范围或与D/A输出周期相当的采样时间来获取a (s)即可。进而，在压力检测器6的检测延迟特性充分小的情况下，也可以设为a (s) =1。在步骤S3中，参数调整部100计算图2中的从马达发生转矩20a向压力检测信号6a的传递特性P (S)。此处，根据图2的框图，如下式(3)那样的传递特性成立。贱禽= -..........................Ig.......'&■ a(s) = ~S-a(s)
I + ^.// + A iT
Js s(3)为了得到从马达发生转矩20a向压力检测信号6a的传递特性，还考虑如下方法在使机械负载5与加压对象物7接触的状态下，作为马达转矩给予M系列信号、正弦波信号，根据作为此时的输入给予的转矩指令信号13a和作为输出得到的压力检测信号6a来进行同定。但是，如果作为马达转矩给予了 M系列信号、正弦波信号那样的时间平均大致为0那样的转矩指令信号13a，则机械负载5接触或者离开加压对象物7，所以无法得到正确的特性。如上述说明，通过根据从马达转矩20c向马达速度的传递特性、与反作用力相关的信息、以及加压对象物7的弹性常数来进行计算，从而能够得到成为计算压力控制部12的参数的基础的、正确的从转矩指令信号13a向压力检测信号6a的传递特性。在步骤S4中，参数调整部100设定压力控制部12的参数Ka运算用的初始值。此处，所谓设定初始值，并不意味着对压力控制部12设定初始值，而是意味着对参数计算部102设定用于进行后述步骤S5 S8的处理的临时的初始值。在步骤S5中，参数调整部100利用从压力检测信号6a向马达速度的传递特性是包括以加压对象物7的弹性常数的倒数为比例常数的微分特性的传递特性，计算从压力检测信号6a向马达发生转矩20a的传递特性C (S)。如从图2可知，马达发生转矩20a不仅依赖于压力检测信号6a的压力检测值而决定，而且还依赖于马达速度检测信号3a的马达速度检测值来决定。如果将马达速度检测信号3a的马达速度检测值设为V (S)，将压力检测信号6a的压力检测值设为F (S)，将马达发生转矩20a设为t (s)，则从v (s)、F (s)向T (S)的传递特性表示为如下式(4)。
权利要求
1.一种马达控制装置，被设置于电动机构，所述电动机构具有马达，该电动机构与用于对对象物施加作为力以及压力中的某一方的力学物理量的机械负载连接，通过所述马达的动力，使所述机械负载位移而向所述对象物进行推压，从而对所述对象物施加所述力学物理量，所述马达控制装置的特征在于， 具备马达控制装置主体，所述马达控制装置主体获取从所述机械负载作用于所述对象物的所述力学物理量的值作为物理量获取值，生成用于使所述物理量获取值成为预先设定的物理量目标值的物理量指令值，使用所述物理量获取值和所述物理量指令值来控制所述马达的驱动， 所述马达控制装置主体具有 物理量控制部，根据所述物理量获取值以及所述物理量指令值计算速度指令值； 速度控制部，根据由用于检测所述马达的马达速度的速度检测单元检测出的马达速度检测值、和由所述物理量控制部计算出的速度指令值，计算所述马达的转矩指令值或者推 力指令值； 电流控制部，根据由所述速度控制部计算出的所述转矩指令值或者所述推力指令值，控制流入所述马达的电流；以及 压力控制参数调整部，具有获取所述对象物的弹性常数的信息、与所述力学物理量从所述机械负载作用于所述对象物时相伴的马达转矩或者推力的反作用力相关的信息、从马达转矩或者推力向马达速度、马达位置或者马达加速度的传递特性的信息、所述速度控制部的控制规则的信息、以及所述速度控制部的参数的信息的信息获取部，使用从所述物理量获取值的信号向马达速度的传递特性是包括以所述对象物的弹性常数的倒数为比例常数的微分特性的传递特性、以及所述信息获取部获取的信息，来调整所述物理量控制部的参数。
2.一种马达控制装置，被设置于电动机构，所述电动机构具有马达，该电动机构与用于对对象物施加作为力以及压力中的某一方的力学物理量的机械负载连接，通过所述马达的动力，使所述机械负载位移而向所述对象物进行推压，从而对所述对象物施加所述力学物理量，所述马达控制装置的特征在于， 具备马达控制装置主体，所述马达控制装置主体获取从所述机械负载作用于所述对象物的所述力学物理量的值作为物理量获取值，生成用于使所述物理量获取值成为预先设定的物理量目标值的物理量指令值，使用所述物理量获取值和所述物理量指令值来控制所述马达的驱动， 所述马达控制装置主体具有 物理量控制部，根据所述物理量获取值以及所述物理量指令值计算位置指令值； 位置控制部，根据由用于检测所述马达的马达位置的位置检测单元检测出的位置检测值、和由所述物理量控制部计算出的位置指令值，计算速度指令值； 速度控制部，根据由用于检测所述马达的马达速度的速度检测单元检测出的马达速度检测值、和由所述位置控制部计算出的速度指令值，计算所述马达的转矩指令值或者推力指令值； 电流控制部，根据由所述速度控制部计算出的所述转矩指令值或者所述推力指令值，控制流入所述马达的电流；以及参数调整部，具有获取所述对象物的弹性常数的信息、与所述力学物理量从所述机械负载作用于所述对象物时相伴的马达转矩或者推力的反作用力相关的信息、从马达转矩或者推力向马达速度的传递特性的信息、所述位置控制部的控制规则的信息、所述位置控制部的参数的信息、所述速度控制部的控制规则的信息、以及所述速度控制部的参数的信息的信息获取部，使用从所述物理量获取值的信号向马达位置的传递特性是包括以所述对象物的弹性常数的倒数为比例常数的比例特性的传递特性、从所述物理量获取值的信号向马达速度的传递特性是包括以所述对象物的弹性常数的倒数为比例常数的微分特性的传递特性、以及所述信息获取部获取的信息，来调整所述物理量控制部的参数。
3.—种马达控制装置，被设置于电动机构，所述电动机构具有马达，该电动机构与用于对对象物施加作为力以及压力中的某一方的力学物理量的机械负载连接，通过所述马达的动力，使所述机械负载位移而向所述对象物进行推压，从而对所述对象物施加所述力学物理量，所述马达控制装置的特征在于， 具备马达控制装置主体，所述马达控制装置主体获取从所述机械负载作用于所述对象物的所述力学物理量的值作为物理量获取值，生成用于使所述物理量获取值成为预先设定的物理量目标值的物理量指令值，使用所述物理量获取值和所述物理量指令值来控制所述马达的驱动， 所述马达控制装置主体具有 物理量控制部，根据所述物理量获取值以及所述物理量指令值计算马达转矩指令值或者推力指令值； 电流控制部，根据由所述物理量控制部计算出的所述马达转矩指令值或者所述推力指令值，控制流入所述马达的电流；以及 参数调整部，具有获取所述对象物的弹性常数的信息、与所述力学物理量从所述机械负载作用于所述对象物时相伴的马达转矩或者推力的反作用力相关的信息、从马达转矩或者推力向马达速度的传递特性的信息的参数的信息的信息获取部，使用所述信息获取部获取的信息，调整所述物理量控制部的参数。
4.一种马达控制装置，被设置于电动机构，所述电动机构具有马达，该电动机构与用于对对象物施加作为力以及压力中的某一方的力学物理量的机械负载连接，通过所述马达的动力，使所述机械负载位移而向所述对象物进行推压，从而对所述对象物施加所述力学物理量，所述马达控制装置的特征在于， 具备马达控制装置主体，所述马达控制装置主体获取从所述机械负载作用于所述对象物的所述力学物理量的值作为物理量获取值，生成用于使所述物理量获取值成为预先设定的物理量目标值的物理量指令值，使用所述物理量获取值和所述物理量指令值来控制所述马达的驱动， 所述马达控制装置主体具有 物理量控制部，根据所述物理量获取值以及所述物理量指令值计算速度指令值； 速度控制部，根据由用于检测所述马达的马达速度的速度检测单元检测出的马达速度检测值、和由所述物理量控制部计算出的速度指令值，计算所述马达的转矩指令值或者推力指令值； 电流控制部，根据由所述速度控制部计算出的所述转矩指令值或者所述推力指令值，控制流入所述马达的电流；以及 参数调整部，具有获取所述对象物的弹性常数的信息、与所述力学物理量从所述机械负载作用于所述对象物时相伴的马达转矩或者推力的反作用力相关的信息、从马达转矩或者推力向马达速度、马达位置或者马达加速度的传递特性的信息、所述速度控制部的控制规则的信息、以及所述速度控制部 的参数的信息的信息获取部，使用所述信息获取部获取的信息，计算从关于所述速度指令值的速度指令信号向所述物理量获取值的信号的传递特性，根据该计算出的传递特性来调整所述物理量控制部的参数。
5.一种马达控制装置，被设置于电动机构，所述电动机构具有马达，该电动机构与用于对对象物施加作为力以及压力中的某一方的力学物理量的机械负载连接，通过所述马达的动力，使所述机械负载位移而向所述对象物进行推压，从而对所述对象物施加所述力学物理量，所述马达控制装置的特征在于， 具备马达控制装置主体，所述马达控制装置主体获取从所述机械负载作用于所述对象物的所述力学物理量的值作为物理量获取值，生成用于使所述物理量获取值成为预先设定的物理量目标值的物理量指令值，使用所述物理量获取值和所述物理量指令值来控制所述马达的驱动， 所述马达控制装置主体具有 物理量控制部，根据所述物理量获取值以及所述物理量指令值计算位置指令值； 位置控制部，根据由用于检测所述马达的马达位置的位置检测单元检测出的位置检测值、和由所述物理量控制部计算出的位置指令值，计算速度指令值； 速度控制部，根据由用于检测所述马达的马达速度的速度检测单元检测出的马达速度检测值、和由所述位置控制部计算出的速度指令值，计算所述马达的转矩指令值或者推力指令值； 电流控制部，根据由所述速度控制部计算出的所述转矩指令值或者所述推力指令值，控制流入所述马达的电流；以及 参数调整部，具有获取所述对象物的弹性常数的信息、与所述力学物理量从所述机械负载作用于所述对象物时相伴的马达转矩或者推力的反作用力相关的信息、从马达转矩或者推力向马达速度的传递特性的信息、所述位置控制部的控制规则的信息、所述位置控制部的参数的信息、所述速度控制部的控制规则的信息、以及所述速度控制部的参数的信息的信息获取部，使用所述信息获取部获取的信息，计算从关于位置指令值的位置指令信号向所述物理量获取值的信号的传递特性，根据该计算出的传递特性来调整所述物理量控制部的参数。
6.根据权利要求广5中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于， 所述信息获取部还获取所述电流控制部的传递特性的信息， 所述参数调整部还使用所述信息获取部获取的所述电流控制部的传递特性的信息来计算所述物理量控制部的参数。
7.根据权利要求I飞中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于， 所述马达控制装置主体经由物理量检测单元获取所述物理量获取值，所述物理量检测单元用于检测从所述机械负载作用于所述对象物的所述力学物理量， 所述信息获取部还获取表示所述物理量检测单元的延迟特性的传递特性的信息，所述参数调整部还使用所述信息获取部获取的表示所述物理量检测单元的延迟特性的传递特性的信息来调整所述物理量控制部的参数。
8.根据权利要求广7中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于， 所述信息获取部还获取伴随与马达速度成比例的摩擦转矩或者摩擦推力而发生的粘性摩擦的粘性摩擦系数、或者将非线性的摩擦特性近似于与马达速度成比例的粘性摩擦时的粘性摩擦系数， 所述参数调整部还使用所述信息获取部获取的粘性摩擦系数的信息来调整所述物理量控制部的参数。
9.根据权利要求8所述的马达控制装置，其特征在于， 所述信息获取部根据用所述对象物的弹性常数除物理量指令值的变化的斜率而得到的值，获取所述粘性摩擦系数。
10.根据权利要求I、中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于， 所述参数调整部在调整所述物理量控制部的参数时，计算开环传递特性的增益余量以及相位余量，并调整所述物理量控制部的参数以使计算出的值处于规定的范围内。
11.根据权利要求广10中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于， 所述参数调整部根据所述信息获取部获取的信息，调整所述物理量控制部的参数以使闭环传递函数的极点处于规定的范围内。
12.根据权利要求f11中的任意一项所述的马达控制装置，其特征在于， 所述参数调整部在加压对象物发生了变更时，将变更前的加压对象物的弹性常数与加压对象物的变更前的所述物理量控制部的参数之积作为比例乘数，与变更后的加压对象物的弹性常数成反比例地调整加压对象物的变更后的所述物理量控制部的参数。
全文摘要
本发明提供在能够确保控制系统的稳定性的同时提高控制性能的马达控制装置。通过马达控制装置主体(10)控制马达(2)的驱动。马达控制装置主体(10)具有压力指令信号生成部(11)、压力控制部(12)、速度控制部(13)、电流控制部(14)以及参数调整部(100)。关于压力控制部(12)的控制运算用的参数，参数调整部(100)具有信息获取部和参数计算部。信息获取部从外部获取加压对象物(7)的弹性常数(K)、表示反作用力的信息的反作用力常数(h)、从马达转矩向马达速度的传递特性、速度控制部(13)的参数(Kv、Kvi)的各信息。信息获取部预先获取速度控制部(13)的控制规则的信息。参数计算部根据信息获取部获取的信息，计算压力控制部(12)的参数。
文档编号B30B15/14GK102959856SQ20118003164
公开日2013年3月6日 申请日期2011年5月19日 优先权日2010年7月14日
发明者上田浩一郎, 池田英俊 申请人:三菱电机株式会社