控制装置的制作方法

1.本发明涉及测定对负载进行伺服控制的伺服系统的频率响应的测定装置。


背景技术：

2.为了构建对负载进行伺服控制的伺服系统，有时测定该伺服系统的频率响应。通常，考虑所测定的频率响应，进行伺服系统的速度环以及位置环之类的控制环的增益调整。例如，在专利文献1所示的技术中，利用将以多个不同的伪随机信号的基准周期为施振周期的施振信号添加到伺服系统而得到的响应信号，按每个施振周期计算频率响应，将它们合成，由此得到最终的伺服系统的频率响应。其结果，能够取得抑制了摩擦等干扰的影响的频率响应。
3.另外，为了高精度地确定频率响应，已知有对频带进行分割，对分割后的每个频带确定响应特性的方法。例如，已知在偏分迭代法中，限定分割后的频带的各频带内包含的模式的数量，确定各频带内的传递函数的方法，在模式圆匹配法中，已知以在频带内仅存在1个模式的方式分割频带，对分割后的每个频带确定2次传递函数的方法。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2016-10287号公报
7.专利文献2：日本特开2006-195543号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的课题
9.在测定与负载连接的伺服系统的频率响应的情况下，一般对该伺服系统施加包含想要测定的范围的频率成分的振动，基于此时的伺服系统的响应信号和施振信号来测定频率响应。在此，当对伺服系统施加谐振频率的振动时，在其响应信号中出现峰值，但即使在施加了谐振频率以外的频率的振动的情况下，也存在其响应信号中激励出谐振频率的情况。其结果，在该伺服系统的频率响应中，谐振频率的增益看起来比本来应该呈现的值大，有可能妨碍频率响应的适当利用。
10.这样的伺服系统的施振时的、产生不需要的谐振频率的激励的原因认为是各种各样的，其中，认为与负载连接的伺服系统中的反谐振频率的影响大。即，在对伺服系统施加了包含谐振频率的施振信号时，在频率响应的计算中，存在实际上针对反谐振频率的输入的响应被测定为针对谐振频率的输入的响应的情况，其结果，难以进行准确的频率响应的测定。
11.本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种准确地测定与负载连接的伺服系统的频率响应的技术。
12.用于解决课题的手段
13.在本发明中，为了解决上述课题，采用了如下结构：在测定伺服系统的频率响应
时，在将测定的频率范围分割为包含伺服系统的谐振频率的范围和包含反谐振频率的范围的基础上，计算各自的频率响应并合成其计算结果，由此作为伺服系统的频率响应。由此，能够排除因反谐振频率下的施振而引起的不需要的谐振频率的激励的影响。
14.具体而言，本发明是一种测定伺服系统的频率响应的测定装置，具备：施振执行部，其对所述伺服系统施加施振时间与激励频率相关联的规定振动；确定部，其根据所述施振执行部的施振结果，确定与包含伺服系统的谐振频率且不包含该伺服系统的反谐振频率的频率范围即第1范围对应的第1施振信号和与该第1施振信号在时间上对应的第1响应信号的对，进而，确定与比该第1范围低的频率范围且包含该反谐振频率的第2范围对应的第2施振信号和与该第2施振信号在时间上对应的第2响应信号的对；计算部，其基于所述第1施振信号和所述第1响应信号，计算与所述第1范围对应的频率响应即第1频率响应，基于所述第2施振信号和所述第2响应信号，计算与所述第2范围对应的频率响应即第2频率响应；以及合成部，其基于所述第1频率响应和所述第2频率响应，合成与所述第1范围及所述第2范围对应的频率范围内的频率响应。
15.由上述的测定装置的施振执行部施加的规定振动的施振时间与激励频率相关联。这意味着施振执行部的施振是以能够确定施加某激励频率的振动的施振时间的方式进行的。作为规定振动的一例，可举出所谓的正弦扫频(sweptsine)信号。
16.然后，根据通过施振执行部对伺服系统进行的施振而得到的结果，确定部确定与第1范围对应的施振/响应信号的对和与第2范围对应的施振/响应信号的对。施振信号是与施加于伺服系统的振动有关的信号，响应信号是通过该施振而从伺服系统输出的信号。在此，第1范围是包含伺服系统的谐振频率但不包含其反谐振频率的频率范围，第2范围是包含其反谐振频率的频率范围。即，以不同时包含谐振频率和反谐振频率的方式分别设定第1范围和第2范围的频率范围。如上所述，在规定信号中，施振时间与激励频率相关联，因此能够通过确定部确定施振/响应信号的对。
17.并且，当通过确定部确定了与第1范围对应的施振/响应信号的对和与第2范围对应的施振/响应信号的对时，计算部利用各个对计算与第1范围对应的频率响应和与第2范围对应的频率响应。这里，反谐振频率和谐振频率属于不同的范围，并且各施振/响应信号在时间上对应。因此，即使在实际的伺服系统中由于反谐振频率的振动而激励出谐振频率，也排除该激励的影响，计算与第1范围和第2范围分别对应的频率范围内的频率响应。在此基础上，合成部对计算部所计算出的与各频率范围相对应的频率响应进行合成，从而生成与两个频率范围相对应的频率响应。
18.这样，在本技术公开的测定装置中，能够排除伺服系统施振时的、反谐振频率下的施振所引起的不需要的谐振频率的激励的影响，能够准确地测定与负载连接的伺服系统的频率响应。
19.在此，在上述的测定装置中，也可以是，所述确定部根据所述施振执行部的施振的结果，进一步确定与所述规定振动中的除了所述第1范围和所述第2范围以外的剩余的频率范围即第3范围对应的第3施振信号和在时间上与该第3施振信号对应的第3响应信号的对。并且，也可以是，所述计算部还根据所述第3施振信号和所述第3响应信号，计算与所述第3范围对应的频率响应即第3频率响应，所述合成部基于所述第1频率响应、所述第2频率响应和所述第3频率响应，合成所述规定振动所包含的全部频率范围内的频率响应。根据该结
构，能够准确地测定包含第3范围的规定振动所包含的全部频率范围内的伺服系统的频率响应。
20.在此，例示与由上述的施振执行部进行的规定振动的施加有关的2个方式。在第1方式中，也可以是，所述施振执行部将包含所述第1范围和所述第2范围的频率范围的振动作为1个所述规定振动施加于所述伺服系统。在该情况下，也可以是，所述确定部将与所述规定振动中的所述第1范围对应的振动信号确定为所述第1施振信号，并且将所述伺服系统的响应信号中的与该第1施振信号的施振时间对应的响应信号确定为所述第1响应信号，并且，所述确定部将与所述规定振动中的所述第2范围对应的振动信号确定为所述第2施振信号，并且将所述伺服系统的响应信号中的与该第2施振信号的施振时间对应的响应信号确定为所述第2响应信号。
21.即，在第1方式中，施振执行部将规定振动作为1个振动集中施加于伺服系统。因此，在作为规定振动的施振的直接结果的伺服系统的响应信号中，包含因反谐振频率的施振而引起的谐振频率的激励(上述的不需要的谐振频率的激励)。但是，确定部如上述那样考虑频率范围、施振信号和响应信号的时间上的对应，确定第1施振信号和第1响应信号的对、以及第2施振信号和第2响应信号的对，从而在由计算部进行频率响应的计算时，能够排除因反谐振频率下的施振而引起的不需要的谐振频率的激励的影响。
22.接着，在第2方式中，也可以是，所述施振执行部将所述第1范围的振动作为所述规定振动中的1个即第1振动施加于所述伺服系统，并且将所述第2范围的振动作为该规定振动的另一振动即第2振动施加于所述伺服系统。在该情况下，也可以是，所述确定部将所述第1振动的振动信号确定为所述第1施振信号，并且将施加该第1振动时的所述伺服系统的响应信号确定为所述第1响应信号，进而，所述确定部将所述第2振动的振动信号确定为所述第2施振信号，并且将施加该第2振动时的所述伺服系统的响应信号确定为所述第2响应信号。
23.即，在第2方式中，施振执行部将规定振动分为第1振动和第2振动施加于伺服系统。因此，与第1振动相关联的施振/响应信号的对和与第2振动相关联的施振/响应信号的对在时间上断开。因此，确定部通过如上述那样确定第1施振信号与第1响应信号的对、以及第2施振信号与第2响应信号的对，从而在之后的由计算部计算与第1范围以及第2范围分别对应的频率响应的过程中，能够排除因反谐振频率下的施振而引起的不需要的谐振频率的激励的影响。
24.另外，在上述的测定装置中，也可以是，所述伺服系统构成为对与规定负载连接的马达进行伺服控制。在该情况下，作为一例，也可以是，基于所述规定负载的惯性力矩相对于所述马达的惯性力矩的比率来设定所述第1范围和所述第2范围。即，反谐振频率在物理上能够基于规定负载的惯性力矩相对于马达的惯性力矩的比率来估计，因此能够基于该估计结果来设定第1范围和第2范围。
25.在此，在上述的测定装置中，在已知伺服系统的谐振频率的情况下，有时为了基于伺服系统的高增益化的振荡抑制等而进行基于陷波滤波器的滤波处理。该陷波滤波器能够由成为该滤波处理的中心的中心频率(即，谐振频率附近的频率)和表示带来滤波处理的效果的频率范围的扩展的q值来定义。在这样的情况下，关于第1范围和第2范围的设定，能够例示以下的方式。首先，所述第1范围与所述第2范围也可以基于所述陷波滤波器的中心频
率及q值来设定。作为其他方法，所述第1范围与所述第2范围也可以基于所述陷波滤波器的中心频率、及频率响应下的增益而设定。作为又一方法，也可以是，所述第1范围和所述第2范围基于该陷波滤波器的中心频率来设定，且所述第1范围和所述第2范围各自的宽度被设定为比规定的上限宽度窄。也可以考虑伺服系统的机械特性、控制特性来适当选择这些方式，另外，也可以按照这些以外的方式来设定第1范围和第2范围。
26.另外，关于第1范围与第2范围的设定，无论有无利用陷波滤波器，所述第1范围与所述第2范围的宽度也可以设定为相同的宽度，作为其他方法，所述第2范围的宽度也可以设定为比所述第1范围的宽度宽。
27.另外，在上述的测定装置中，也可以是，所述合成部对所述合成后的频率响应进行规定的平均化处理。即，合成部进行规定的平均化处理作为合成后的后处理。如上所述，在将频率范围划分为第1范围和第2范围的基础上计算第1频率响应和第2频率响应，因此，在合成时，有时在范围的边界产生频率响应的不连续性。因此，进行规定的平均化处理，能够消除这样的不连续性。作为规定的平均化处理，能够例示移动平均处理。
28.发明效果
29.能够提供准确地测定与负载连接的伺服系统的频率响应的技术。
附图说明
30.[图1]是表示包含通过测定装置测定频率响应的伺服系统的系统的概略构成的图。
[0031]
[图2]是用于说明伺服系统的图。
[0032]
[图3]是表示测定频率响应时产生的、反谐振频率下的施振所引起的谐振频率的激励的第1图。
[0033]
[图4]是表示测定频率响应时产生的、反谐振频率下的施振所引起的谐振频率的激励的第2图。
[0034]
[图5]是表示与测定装置有关的功能部的图。
[0035]
[图6]是用于说明频率响应的测定处理中的频率范围的设定的图。
[0036]
[图7]是用于说明频率响应的测定处理中的频率响应的计算及其合成的图。
[0037]
[图8]是表示由测定装置进行的频率响应的测定处理的流程的第1流程图。
[0038]
[图9]是表示测定装置中频率响应的测定结果的图。
[0039]
[图10]是表示由测定装置进行的频率响应的测定处理的流程的第2流程图。
[0040]
[图11]是用于说明频率响应的测定处理中的频率范围的设定的图。
[0041]
[图12]是用于说明频率响应的测定处理中的平均化处理的图。
具体实施方式
[0042]
＜应用例＞
[0043]
以下，基于附图对本技术的测定装置的应用例进行说明。图1是表示包含通过测定装置10测定频率响应的伺服系统的控制系统的概略构成的图。控制系统具备网络1、马达2、负载装置3、伺服驱动器4及可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)5。该控制系统是用于与马达2一起对负载装置3进行驱动控制的系统。而且，马达2以及负载装
置3成为由该控制系统控制的控制对象6。在此，作为负载装置3，能够例示各种机械装置(例如，产业用机器人的臂、搬运装置)，马达2作为驱动该负载装置3的致动器而组装于负载装置3内。例如，马达2是ac伺服马达。另外，在马达2上安装有未图示的编码器，通过该编码器将与马达2的动作有关的参数信号反馈发送至伺服驱动器4。该反馈发送的参数信号(以下，称为反馈信号)例如包括关于马达2的旋转轴的旋转位置(角度)的位置信息、该旋转轴的旋转速度的信息等。
[0044]
伺服驱动器4经由网络1从plc 5接收与马达2的动作(motion)有关的动作指令信号，并且接收从连接于马达2的编码器输出的反馈信号。伺服驱动器4基于来自plc 5的动作指令信号及来自编码器的反馈信号，计算与马达2的驱动有关的伺服控制、即与马达2的动作有关的指令值，并且以马达2的动作追随所述指令值的方式，对马达2供给驱动电流。另外，所述供给电流利用从交流电源7对伺服驱动器4输送的交流电力。在本实施例中，伺服驱动器4是接受三相交流电的类型，但也可以是接受单相交流电的类型。另外，在伺服驱动器4中，形成有利用伺服驱动器4所具有的位置控制器41、速度控制器42、电流控制器43(参照图2)进行反馈控制的伺服系统。
[0045]
在此，如图2所示，伺服驱动器4具备位置控制器41、速度控制器42、电流控制器43。因此，基于图2，对伺服驱动器4中的伺服系统进行说明。位置控制器41例如进行比例控制(p控制)。具体而言，通过对从plc 5通知的位置指令与检测位置的偏差即位置偏差乘以位置比例增益kpp来计算出速度指令。另外，位置控制器41预先具有位置比例增益kpp作为控制参数。
[0046]
接着，速度控制器42例如进行比例积分控制(pi控制)。具体而言，对由位置控制器41计算出的速度指令与检测速度的偏差即速度偏差的积分量乘以速度积分增益kvi，对其计算结果与该速度偏差之和乘以速度比例增益kvp，由此计算转矩指令。另外，速度控制器42预先具有速度积分增益kvi和速度比例增益kvp作为控制参数。另外，速度控制器42也可以代替pi控制而进行p控制。在该情况下，速度控制器42预先具有速度比例增益kvp作为控制参数。接着，电流控制器43基于由速度控制器42计算出的转矩指令输出电流指令，由此对马达2进行驱动控制。电流控制器43包含与转矩指令有关的滤波器(1次低通滤波器)、一个或多个陷波滤波器，具有与这些滤波器的性能有关的截止频率、中心频率等作为控制参数。
[0047]
而且，伺服驱动器4的控制结构包含将速度控制器42、电流控制器43、控制对象6设为前向要素的速度反馈系统，进而包含将所述速度反馈系统与位置控制器41设为前向要素的位置反馈系统。通过如此构成的控制结构，伺服驱动器4能够对马达2进行伺服控制使其追随从plc 5供给的位置指令。
[0048]
在此，返回图1，在伺服驱动器4上电连接有测定装置10。该电连接可以是有线连接，也可以是无线连接。测定装置10为了设定及调整伺服驱动器4的所述控制参数，而搭载有用于测定伺服系统的频率响应的软件(程序)。具体而言，测定装置10是具有运算装置、存储器等的计算机，在此安装有能够执行的测定用软件。而且，测定装置10使用该测定用软件来测定伺服系统的频率响应。
[0049]
在此，基于图3以及图4对测定伺服系统的频率响应时的课题进行说明。图3表示对伺服系统施加了速度振动的情况下的检测速度的推移。图3中的s1表示速度振动，s2表示检测速度。速度振动成为所谓的正弦扫频的振动信号，施振时间与激励频率相关联。另外，伺
服系统的谐振频率为617hz，其施振时间为0.39s。进而，该伺服系统的反谐振频率为200hz，其施振时间为0.31s。另外，对于该伺服系统，在电流控制器43中设置陷波滤波器，其中心频率被设定为谐振频率。
[0050]
观察图3可知，在施加了反谐振频率的振动的定时，检测速度中激励出谐振频率的振动。另一方面，在施加了谐振频率的振动的定时，由于陷波滤波器的效果，在检测速度中没有发现大的振动。并且，将s1作为施振信号，将s2作为响应信号，通过fft(快速傅里叶变换)处理计算出的频率响应在图4中作为伯德图表示。图4的上段表示增益线图，下段表示相位线图。观察增益线图可知，在谐振频率的附近(由虚线包围的区域)发现增益大的峰值。这反映了由于反谐振频率下的施振而产生的谐振频率的激励，而不是与谐振频率下的施振对应的谐振，但如果观察图4的伯德图，则仅错觉为产生了谐振，对所设定的陷波滤波器的效果产生怀疑。
[0051]
若这样通过以往的fft处理来计算频率响应，则受到对伺服系统的反谐振频率的施振所引起的不需要的谐振频率的激励的影响，难以准确地测定该伺服系统的频率响应。因此，可能阻碍对伺服系统设定适当的控制参数。
[0052]
因此，考虑到上述课题，本技术公开的测定装置10如图5所示那样构成。图5是将由在测定装置10中执行的软件执行的各种功能图像化而表示的功能框图。测定装置10具有施振执行部11、确定部12、计算部13、合成部14。基于图6以及图7对各功能部的动作进行说明。图6表示将需要测定的整个频率范围内的正弦扫频的施振信号s1施加到伺服系统时的该伺服系统的时间响应信号s2。另外，图7是用于说明计算部13以及合成部14的动作的图。
[0053]
施振执行部11构成为对伺服系统施加施振时间与激励频率相关联的规定振动。在图6所示的例子中，施振执行部11对伺服系统施加作为遍及整个频率范围的正弦扫频的施振信号s1。而且，通过施振执行部11进行施振，作为其结果得到伺服系统的时间响应信号s2，但确定部12构成为根据该结果确定与多个频率范围对应的施振信号和其响应信号的对。在此，基于图6对多个频率范围的设定进行说明。首先，将包含伺服系统的谐振频率(617hz)的频率范围(相当于本技术的第1范围)设为区间2。该区间2的下限的边界值ω1为435hz，上限的边界值ω2为876hz，区间2中不包含伺服系统的反谐振频率(200hz)。并且，将频率比区间2低的频率范围(相当于本技术的第2范围)设为区间1。在该区间1中包含伺服系统的反谐振频率(200hz)。并且，将比频率区间2高的频率范围(相当于本技术的第3范围)设为区间3。在该区间3中，不包含伺服系统的反谐振频率(200hz)、谐振频率(617hz)。另外，关于各频率范围的设定的详细情况，将在后面叙述。
[0054]
然后，确定部12与各区间对应地确定施振信号和与其在时间上对应的响应信号的对。例如，关于区间1，由于其频率范围小于435hz，因此从施振开始到在正弦扫频的振动中施振频率上升到435hz的定时为止的施振信号与从该施振开始到该定时为止的时间响应信号的对被确定为与区间1对应的施振/响应信号的对(相当于本技术的第2施振信号与第2响应信号的对)。同样地，关于区间2，在正弦扫频的振动中施振频率从435hz上升到876hz为止的施振信号和与该施振信号在时间上对应的时间响应信号的对被确定为与区间2对应的施振/响应信号的对(相当于本技术的第1施振信号和第1响应信号的对)。进而，关于区间3，在正弦扫频的振动中从施振频率为876hz到施振结束为止的施振信号、和与该施振信号在时间上对应的时间响应信号的对被确定为与区间3对应的施振/响应信号的对(相当于本技术
的第3施振信号和第3响应信号的对)。
[0055]
接着，对计算部13进行说明。计算部13构成为基于与各区间对应的对中的施振信号和响应信号，使用fft处理来计算与各区间对应的频率响应。在此，在fft处理时，在将作为计算对象的区间以外的区间的响应信号的数据覆盖为“0”的基础上，将施振信号s1作为输入，将被覆盖的响应信号作为输出来进行fft处理。在此基础上，从fft处理结果中提取与作为计算对象的区间的频率范围对应的数据，将其计算为作为计算对象的区间的频率响应。例如，在计算与区间1对应的频率响应的情况下，将响应信号s2的与区间2以及区间3对应的数据覆盖为“0”，将施振信号s1作为输入，将被覆盖的响应信号s2作为输出来进行fft处理。进而，根据该fft处理结果，计算与区间1的频率范围即小于435hz的频率范围对应的频率响应作为与区间1对应的频率响应。对于与区间2以及区间3对应的频率响应的计算也是同样的。
[0056]
接着，对合成部14进行说明。合成部14构成为通过对计算部13计算出的与各区间对应的频率响应进行合成并汇总，来生成伺服系统的频率响应。基于图7对具体的频率响应的合成方式进行说明。在图7的(a)中示出了与区间1对应的施振信号和响应信号(上段)、以及由此计算出的与区间1对应的频率响应。并且，在图7的(b)中示出了与区间2对应的施振信号及响应信号(上段)以及由此计算出的与区间2对应的频率响应和图7的(a)的下段所示的与区间1对应的频率响应合成后的状态。在计算部13的计算处理中，如上所述计算出与各区间对应的频率响应，因此合成部14以频率范围连续的方式连接与各区间对应的频率响应。并且，在图7的(c)中示出了与区间3对应的施振信号及响应信号(上段)以及由此计算出的与区间3对应的频率响应和图7的(b)的下段所示的与区间1以及区间2对应的频率响应合成后的状态。另外，合成部14既可以在每次通过计算部13计算出与各区间对应的频率响应时进行合成，也可以在计算出与所有区间对应的频率响应之后进行汇总合成。
[0057]
基于图8对这样构成的测定装置10进行的伺服系统的频率响应的测定处理的流程进行说明。首先，在s101中，通过施振执行部11对伺服系统进行规定振动的施振，其结果，取得伺服系统的响应信号。接着，在s102中，进行频率范围的设定。关于频率范围的设定，如上所述，至少设定包含伺服系统的谐振频率且不包含其反谐振频率的频率范围(图6所示的区间2的频率范围)和包含伺服系统的反谐振频率的频率范围(图6所示的区间1的频率范围)这2个频率范围。进而，也可以如图6所示的区间3的频率范围那样设定其他频率范围。
[0058]
接着，在s103中，由确定部12根据在s101中得到的伺服系统的施振结果，确定与在s102中设定的频率范围的各区间对应的施振信号和响应信号。之后，在s104中，由计算部13计算与各频率范围的区间对应的频率响应，在s105中，进行它们的合成处理(参照上述的图7)。
[0059]
将图8所示的测定处理的测定结果(增益线图)与现有技术的测定结果(增益线图)进行比较而在图9中示出。现有技术的测定结果(左图)与图4所示的增益线图相同。在两个结果中，伺服系统的谐振频率的附近被虚线包围而显示。如图9所示，可知在本技术实施例的测定结果中，谐振频率附近的增益的峰值被抑制。这意味着能够排除因反谐振频率下的振动引起的不需要的谐振频率的激励的影响而准确地测定伺服系统的频率响应。根据该测定结果，用户能够准确地判断设定于伺服系统的陷波滤波器的效果，能够实现妥当的参数调整。
[0060]
＜测定处理的变形例＞
[0061]
基于图10对变形例的测定处理的流程进行说明。在本变形例中，按照每个频率范围分开执行由施振执行部11进行的规定振动的施振，因此在s201中，先进行频率范围的设定。另外，频率范围与图6所示的方式相同。然后，在s202中，通过施振执行部11进行与所设定的频率范围的区间对应的施振。具体而言，分别执行与区间1对应的施振(使振动频率变化至435hz的施振，与本技术的第2振动相当的振动的施振)、与区间2对应的施振(使振动频率从435hz变化至876hz的施振，与本技术的第1振动相当的振动的施振)、与区间3对应的施振(使振动频率从876hz变化至上限频率的施振)。然后，这些施振的结果是取得与各区间对应的伺服系统的响应信号(s203的处理)。
[0062]
然后，当s203的处理结束时，在s103中，由确定部12确定与各区间对应的施振信号和响应信号的对。在本变形例的情况下，通过确定部12对在s202中与各区间对应地进行的施振的施振信号和作为其结果而在s203中得到的与各区间对应的响应信号进行配对。之后，在s104中，由计算部13计算与各频率范围的区间对应的频率响应。在该计算中，计算限于作为对象的区间的频率范围的频率响应。因此，例如，在计算与图6所示的区间1对应的频率响应的情况下，计算限于0～435hz的范围内的频率响应，因此，即使在与区间1对应的响应信号中包含因反谐振频率下的施振而引起的谐振频率的激励，也计算出排除了该激励的影响的响应频率。然后，在s105中，进行在s104中计算出的与各频率范围的区间对应的频率响应的合成处理。
[0063]
通过这样的变形例的测定处理，也能够排除反谐振频率下的振动所引起的不需要的谐振频率的激励的影响而准确地测定伺服系统的频率响应，因此，用户能够准确地判断在伺服系统中设定的陷波滤波器的效果，能够实现妥当的参数调整。
[0064]
＜频率范围(区间)的设定＞
[0065]
在此，关于本技术公开的测定处理，为了排除反谐振频率下的振动所引起的不需要的谐振频率的激励的影响，在频率范围的设定中，需要区分包含伺服系统的谐振频率的频率范围(相当于本技术的第1范围)和包含伺服系统的反谐振频率的频率范围(相当于本技术的第2范围)来设定用于测定处理的频率范围(区间)。因此，以下例示用于测定处理的频率范围的设定方式。
[0066]
(1)第1方式
[0067]
在伺服系统的谐振频率ωr已知的情况下，能够基于负载装置3的惯性力矩相对于马达2的惯性力矩的比率(以下，简称为“惯性比”)，按照下述式1来估计伺服系统的反谐振频率ωa。
[0068][0069][0070]
其中，jl是负载装置3的惯性力矩，jm是马达2的惯性力矩，r是惯性比。
[0071]
根据这样估计出的反谐振频率ωa和谐振频率ωr，能够设定包含反谐振频率ωa
的频率范围和包含谐振频率ωr的频率范围。
[0072]
(2)第2方式
[0073]
在伺服系统中，在如上述那样对电流控制器43设定了陷波滤波器的情况下，为了适当地判断该陷波滤波器的效果，期望准确地测定频率响应。因此，从该观点出发，也可以基于用于形成陷波滤波器的功能的参数即中心频率和q值，进行用于测定处理的频率范围的设定。一般而言，陷波滤波器的中心频率被设定为伺服系统的谐振频率，q值由以下的式2表示。
[0074][0075]
其中，ωh是振动能量在谐振峰值的高频侧成为半值的频率，ωl是振动能量在谐振峰值的低频侧成为半值的频率。
[0076]
并且，成为分别包含谐振频率和反谐振频率的频率范围的边界的频率(边界频率)fl能够用以下的式3表示。
[0077][0078]
作为q值的一例，能够采用q＝5，但也可以采用除此以外的数值。
[0079]
根据这样计算出的边界频率fl，能够设定包含反谐振频率ωa的频率范围和包含谐振频率ωr的频率范围。
[0080]
(3)第3方式
[0081]
在第3方式中，在伺服系统中设定有陷波滤波器的情况下，基于陷波滤波器的中心频率和频率响应中的增益，设定成为相邻的频率范围的边界的边界频率。基于图11对该设定的方式进行说明。图11所示的增益线图与图4所示的增益线图相同。在该增益线图中，以陷波滤波器的中心频率(即，伺服系统的谐振频率ωr)为中心，将增益低于规定的增益阈值(例如，-10db)的低频侧的频率设为低频侧的边界频率ω3。在此基础上，高频侧的边界频率ω4能够按照下述的式4来计算。
[0082][0083]
根据这样计算出的边界频率ω3、ω4，能够设定用于测定处理的频率范围。具体而言，基于低频侧的边界频率ω3，能够划分包含反谐振频率ωa的低频侧频率范围和包含谐振频率ωr的频率范围。进而，能够基于高频侧的边界频率ω4，设定在高频侧与包含谐振频率ωr的频率范围相邻的高频侧频率范围。在该高频侧频率中不包含反谐振频率ωa和谐振频率ωr。
[0084]
(4)第4方式
[0085]
在第4方式中，在伺服系统中设定有陷波滤波器的情况下，基于陷波滤波器的中心频率和预先设定的频带的宽度的上限值(例如，512hz)，设定成为相邻的频率范围的边界的边界频率。该上限值考虑了若频带的宽度变大，则频率响应中的噪声水平变大的情况。例如，在中心频率为617hz的情况下，与下述的情形1相比，基于情形2所示的边界频率来设定频带能够抑制频率响应中的噪声水平。
[0086]
(情形1)
[0087]
边界频率：435hz，876hz
[0088]
(情形2)
[0089]
边界频率：435hz，876hz，1388hz，1900hz，2412hz，2924hz，3436hz
[0090]
(5)第5方式
[0091]
在伺服系统的谐振频率ωr不是已知的情况下，也可以将各频率范围的宽度全部设定为相同。在该情况下，优选根据在伺服系统中与马达2连接的负载装置3的机械结构等，以伺服系统的谐振频率和反谐振频率包含于不同的频率范围的方式适当设定各频率范围的宽度。
[0092]
(6)第6方式
[0093]
在伺服系统的谐振频率ωr不是已知的情况下，关于由计算部13进行的频率响应的计算，将低频侧的频率范围的宽度设定得比高频侧的频率范围的宽度宽，以使低频侧的频率范围的数据数比高频侧的频率范围的数据数多。通过进行这样的频率范围的设定，能够将与低频带侧的频率范围对应的频率响应中的噪声水平抑制得较低。
[0094]
＜平均化处理＞
[0095]
在本技术公开的测定处理中，计算部13计算与全部频率范围中的一部分频率范围对应的频率响应，因此，由于该一部分频率范围的边界值，所计算出的与一部分频率范围对应的频率响应和与其相邻的其他频率范围所对应的频率响应变得不连续，有可能妨碍伺服系统的频率响应的准确测定。因此，为了消除这样的频率响应中的不连续性，合成部14构成为在进行了与各频率范围对应的频率响应的合成之后，对该合成结果执行移动平均处理。
[0096]
在此，移动平均处理中的移动平均点数也可以设定为随着向高频侧前进而变多。由于高频侧的噪声水平高于低频侧的噪声水平，因此通过进行这样的移动平均处理，能够保持高频侧的频率响应的连续性。在此，在图12中并列示出了未实施上述移动平均化处理的情况下的频率响应(通过本技术公开的测定处理测定出的结果)和对通过本技术公开的测定处理测定出的结果进一步实施了上述移动平均化处理的情况下的频率响应。在该情况下，高频侧的移动平均点数为低频侧的移动平均点数的约3倍。观察图12可知，通过实施移动平均处理，测定出的伺服系统的频率响应的连续性良好。
[0097]
＜附记1＞
[0098]
一种测定装置(10)，其测定伺服系统的频率响应，所述测定装置(10)具备：
[0099]
施振执行部(11)，其对所述伺服系统施加施振时间与激励频率相关联的规定振动；
[0100]
确定部(12)，其根据所述施振执行部(11)的施振结果，确定与包含伺服系统的谐振频率且不包含该伺服系统的反谐振频率的频率范围即第1范围对应的第1施振信号和与该第1施振信号在时间上对应的第1响应信号的对，进而确定与作为比该第1范围低的频率
范围且包含该反谐振频率的第2范围对应的第2施振信号和与该第2施振信号在时间上对应的第2响应信号的对；
[0101]
计算部(13)，其基于所述第1施振信号和所述第1响应信号，计算与所述第1范围对应的频率响应即第1频率响应，基于所述第2施振信号和所述第2响应信号，计算与所述第2范围对应的频率响应即第2频率响应；以及
[0102]
合成部(14)，其基于所述第1频率响应和所述第2频率响应，合成与所述第1范围及所述第2范围对应的频率范围内的频率响应。
[0103]
标号说明
[0104]
1：网络；2：马达；3：负载装置；4：伺服驱动器；5：plc；11：施振执行部；12：确定部；13：计算部；14：合成部。