增益自动调整支援装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种对控制伺服电动机的伺服电动机控制装置的控制增益进行自动 调整的增益自动调整支援装置。
【背景技术】
[0002] 在控制伺服电动机的伺服电动机控制装置中，重要的是与驱动对象对应地决定控 制增益，改善控制环的响应性。作为调整方法，一般已知以下的方法，即进行基于频率响应 法的分析，观测增益特性的增益余裕、相位余裕，以该值作为大体的基准来调整控制增益。
[0003] 另外，在现有的增益自动调整装置中，使用了以下的方法，即调整控制增益使得相 位交叉频率下的增益余裕成为预先设定的增益值的方法、进行调整使得增益交叉频率下的 相位余裕成为预先设定的值的方法。
[0004] 例如，已知一种具备增益自动调整功能的伺服电动机控制装置，其根据通过频 率响应法分析控制环时的输入输出增益与增益目标值的比，计算控制增益的调整倍率， 把对调整倍率乘以修正系数所得到的新的调整倍率应用于伺服电动机控制装置，由此 能够得到与增益目标值接近的频率特性（日本专利公开公报日本特开2009-165258号 (JP2009-165258A)，以下称为"专利文献1 "）。
[0005] 在专利文献1中，记载了控制增益的调整倍率的调整方法。但是，在专利文献1中， 没有记载操作者设定增益目标值，进行自动调整这一点。因此，在驱动对象的刚性低的情况 或不将增益设定得高也可以的情况等，可能设定了高的值，有可能成为振动的原因。
[0006] 另外，还已知与预定的基准值（增益交叉频率下的相位余裕φ、相位交叉频率下的 增益余裕）一致地进行自动调整的方法（日本专利第5220475号（JP5220475B)。以下称为 "专利文献2")。在该专利文献2记载的现有技术的情况下，在适合的频率以外的频率区域 中无法取得充分的增益余裕有可能进行振动。
[0007] 说明以往为了提高控制环的响应性而进行的控制增益的自动调整。在图1中表示 现有的速度控制装置的框图。速度控制装置200将速度指令值和速度检测值之间的差分 即速度偏差乘以速度比例增益（Kp) 201得到的值与速度偏差的积分值乘以速度积分增益 (Ki)202得到的值相加，将其乘以预定的调整倍率（D)203,由此输出转矩指令。根据传递特 性（1AJXS))204将转矩指令变换为伺服电动机的实际速度。在图1所示的速度环中，速 度比例增益Kp、速度积分增益Ki、调整倍率D是控制增益，通过调整各控制增益，能够改善 速度环（控制环）的响应性。
[0008] 在自动调整中，输入具有预定的频率的干扰作为输入信号（速度指令），根据输入 信号（速度指令）和输出信号（实际速度）计算控制环（速度环）的频率特性（伯德图 Bode diagram)，自动调整控制增益使得与预先给出的条件相符的频率的增益与预先给出 的增益目标值相等。
[0009] 例如，图2A和图2B是自动调整前的增益（增益（db))和相位（相位（deg))的伯 德图，图2C和图2D是自动调整后的增益和相位的伯德图。作为一个例子，调整控制增益使 得相位交叉频率下的增益余裕为一 3db。
[0010] 在现有的自动调整中，难以与驱动对象的刚性、用途对应地细致地设定增益目标 值，另外难以确认增益目标值被设定为怎样的值。
[0011] 因此，在将自动调整后的控制增益应用于伺服电动机控制装置的情况下，当刚性 低时存在进行振动的情况，另外在不需要高的响应性的情况下也设定高的值，因此存在相 反变得不稳定的情况。
[0012] 现有的增益自动调整装置与预先设定的增益目标值一致地调整控制增益，存在以 下的问题：如果驱动对象的刚性低则存在进行振动的情况。
【发明内容】
[0013] 本发明的一实施方式的增益自动调整支援装置是对控制伺服电动机的伺服电动 机控制装置的控制环的控制增益的自动调整进行支援的增益自动调整支援装置，其特征在 于，具备：频率特性测定部，其测定伺服电动机控制装置的控制环的频率特性；显示部，其 用伯德图显示由频率特性测定部测定出的控制环的频率特性；条件设定部，其在显示部中 显示的控制环的频率特性的伯德图上设定预定的频率下的增益目标值；增益自动调整部， 其对控制环的控制增益进行自动调整使其与条件设定部设定的预定的频率下的增益目标 值一致；以及参数设定部，其对伺服电动机控制装置设定由增益自动调整部调整后的控制 增益。
【附图说明】
[0014] 通过与附图相关联地说明以下的实施方式，本发明的目的、特征以及优点会更加 明确。在这些附图中：
[0015] 图1是现有的速度控制装置的框图。
[0016] 图2A是现有的伺服电动机控制装置的滤波调整前的增益的伯德图。
[0017] 图2B是现有的伺服电动机控制装置的滤波调整前的相位的伯德图。
[0018] 图2C是现有的伺服电动机控制装置的滤波调整后的增益的伯德图。
[0019] 图2D是现有的伺服电动机控制装置的滤波调整后的相位的伯德图。
[0020] 图3是本发明的实施例的增益自动调整支援装置的框图。
[0021] 图4是用于说明本发明的实施例的增益自动调整支援装置的动作步骤的流程图。
[0022] 图5A是本发明的实施例的增益自动调整支援装置的滤波调整前的增益的伯德 图。
[0023] 图5B是本发明的实施例的增益自动调整支援装置的滤波调整前的相位的伯德 图。
[0024] 图5C是本发明的实施例的增益自动调整支援装置的滤波调整后的增益的伯德 图。
[0025] 图是本发明的实施例的增益自动调整支援装置的滤波调整后的相位的伯德 图。
[0026] 图6A是在本发明的实施例的增益自动调整支援装置中选择了增益目标值时的增 益的伯德图。
[0027] 图6B是在本发明的实施例的增益自动调整支援装置中选择了增益目标值时的相 位的伯德图。
[0028] 图7A是本发明的实施例的增益自动调整支援装置的调整前后的增益的伯德图。
[0029] 图7B是本发明的实施例的增益自动调整支援装置的调整前后的相位的伯德图。
【具体实施方式】
[0030] 以下，参照【附图说明】本发明的增益自动调整支援装置。但是，要注意本发明的技术 范围并不限于这些实施方式，而是涉及权利要求所记载的发明及其等价物。
[0031] 首先，使用【附图说明】本发明的实施例的增益自动调整支援装置的结构。图3是本 发明的实施例的增益自动调整支援装置的结构图。本发明的实施例的增益自动调整支援装 置10是对控制伺服电动机30的伺服电动机控制装置20的控制环23的控制增益的自动调 整进行支援的增益自动调整支援装置，具备频率特性测定部1、显示部2、条件设定部3、增 益自动调整部4和参数设定部5。
[0032] 频率特性测定部1测定伺服电动机控制装置20的控制环23的频率特性。通过频 率特性测定部1，对控制环23的速度指令施加具有预定的频率的干扰（正弦波等），同时测 定速度指令和反馈的速度。然后，对测定出的速度指令和速度反馈进行FFT变换，计算表示 传递函数的频率特性的增益和相位。
[0033] 显示部2从频率特性测定部1取得由频率特性测定部1测定到的控制环23的频 率特性数据，用伯德图显示控制环23的频率特性。可以使用能够显示伯德图的显示装置作 为显示部2,例如可以使用液晶显示装置、有机EL显示装置等。并且，在显示部2中也可以 具备触摸屏，以便在显示了伯德图的状态下能够从外部输入数据。通过显示部2从外部输 入的数据被发送到条件设定部3。
[0034] 条件设定部3在显示部2中显示的控制环23的频率特性