专利名称：电动机驱动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机驱动控制装置，特别地，涉及一种基于通信数据的接收结果而进行电动机驱动控制的电动机驱动控制装置。
背景技术：
在电动机驱动控制装置和位置信息检测器之间的通信环境下，如果通信异常的发生率较高，则有时使电动机停止，因此，有时与通信异常的发生率相对应而变更通信速度。例如，作为以确保通信可靠性为目的，与通信异常的发生率相对应而使通信速度变更的控制方法，存在专利文献1所公开的技术。在该专利文献1所公开的技术中，通过在发生通信异常的通信环境下对通信异常次数进行计数，在达到某个通信异常次数的阈值的情况下变更通信速度，从而始终确保通信可靠性。专利文献1 日本特开平11-275172号公报
发明内容
但是，根据上述现有的技术，如果在电动机驱动控制装置和位置信息检测器之间的通信环境下降低通信速度，则来自位置信息检测器的数据的传送时间变长。因此，直至电动机驱动控制装置取得来自位置信息检测器的位置信息为止的延迟时间增加，使数字控制系统的无效时间增加。其结果，存在下述问题，即，在指令型式(pattern)和控制增益相同的条件下，电动机驱动控制系统的稳定性受到损害，使电动机速度的超程增加，或者使电动机的转速波动增大，从而使电动机的动作不稳定。另一方面，由于为了在不变更通信速度的状态下应对电动机驱动控制装置和位置信息检测器之间的通信异常，采用以通信线路的线缆长度及噪声承受量等的最坏状况为前提的系统结构，因此，存在下述问题，即，通信速度相应地降低，影响控制的响应性。本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种电动机驱动控制装置， 其即使在通信异常的发生率较高的情况下，也可以确保通信可靠性，并且不会使控制的响应性降低，可以防止电动机的动作不稳定。为了解决上述课题，实现目的，本发明的电动机驱动控制装置的特征在于，具有 控制增益变更部，其对控制增益进行变更；通信参数变更部，其对通信参数进行变更；通信异常判定部，其对通信状态的异常性进行判定；以及环境适应控制部，其基于上述通信异常判定部的判定结果进行指示，以使上述控制增益和上述通信参数同步地变更。发明的效果根据本发明，具有下述效果，S卩，可以得到一种电动机驱动控制装置，其即使在通信异常的发生率较高的情况下，也可以确保通信可靠性，并且不会使控制的响应性降低，可以防止电动机的动作不稳定。
图1是表示本发明所涉及的电动机驱动控制装置的实施例1的概略结构的框图。图2是表示图1的环境适应控制部的概略结构的框图。图3是表示图1的环境适应控制部的初始设定模式的动作的流程图。图4是表示图1的环境适应控制部的环境适应控制模式的动作的流程图。图5是表示图1的环境适应控制部的动作的时序图。图6是表示图1的环境适应控制部的环境适应控制前后的切换型式的图。图7是表示本发明所涉及的电动机驱动控制装置的实施例2的概略结构的框图。图8是表示图7的轴联动环境适应控制部的概略结构的框图。图9是表示图7的上位装置环境适应控制部的概略结构的框图。图10是表示图7的轴联动环境适应控制部的初始设定模式的动作的流程图。图11是表示图7的轴联动环境适应控制部的本轴环境适应控制模式的动作的流程图。图12是表示图7的上位装置环境适应控制部的指令型式的切换方法的时序图。符号的说明1、101上位装置2、102电动机驱动控制装置3检测器4电动机5位置指令生成部6上位装置接口部7指令型式存储部8指令型式变更部9上位装置环境适应控制部10驱动控制装置接口部11位置指令取得部12位置控制处理部13速度控制处理部14电流控制处理部15位置控制增益乘法器16速度控制增益乘法器17电流控制增益乘法器18电压变换电路19电流检测器20速度变换处理部21延迟时间22控制增益存储部23控制增益变更部24检测器位置信息取得部25通信参数存储部
26通信参数变更部27显示部观环境适应控制部29通信异常判定部30通信异常计数器31驱动控制装置检测器通信部32检测器通信部33检测器通信参数存储部34检测器通信参数变更部35轴联动环境适应控制部36通信周期37检测器通信请求38检测器通信数据39速度控制周期40初始设定模式选择部41本轴环境适应控制模式选择部42其他轴联动环境适应控制模式选择部43环境适应控制切换处理部44控制处理变更部45本轴通信状态信息46环境适应控制信息47本轴环境适应控制信息48其他轴联动环境适应控制信息49其他轴联动环境适应控制指令50轴联动环境适应控制切换处理部51指令变更型式信息52指令型式初始设定模式选择部53指令型式环境适应控制模式选择部54上位装置切换处理部61 63减法器
具体实施例方式下面，基于附图，详细说明本发明所涉及的电动机驱动控制装置的实施例。此外， 本发明并不受本实施例限定。实施例1图1是表示本发明所涉及的电动机驱动控制装置的实施例1的概略结构的框图。 在图1中，电动机驱动控制装置2中设置有驱动控制装置接口部10、位置指令取得部11、 位置控制处理部12、速度控制处理部13、电流控制处理部14、电压变换电路18、电流检测器19、速度变换处理部20、控制增益存储部22、控制增益变更部23、检测器位置信息取得部对、通信参数存储部25、通信参数变更部沈、显示部27、环境适应控制部观、通信异常判定部四、通信异常计数器30以及驱动控制装置检测器通信部31。另外，在上位装置1中设置有位置指令生成部5以及上位装置接口部6。另外，在检测器3中设置有检测器通信部32、检测器通信参数存储部33以及检测器通信参数变更部 34。另外，电动机驱动控制装置2经由驱动控制装置接口部10与上位装置1连接，经由驱动控制装置检测器通信部31与检测器3连接，经由电压变换电路18与电动机4连接。在这里，上位装置1可以向电动机驱动控制装置2传送位置指令。检测器3可以对电动机4的位置进行检测，将电动机4的位置信息向电动机驱动控制装置2发送。电动机驱动控制装置2可以基于从上位装置1传送的位置指令以及从检测器3发送的电动机4 的位置信息，对电动机4进行驱动控制。在这里，在电动机驱动控制装置2中，驱动控制装置接口部10可以在与上位装置 1之间进行通信中继。位置指令取得部11可以从经由驱动控制装置接口部10接收到的数据中取出位置指令，并向位置控制处理部12传递。位置控制处理部12可以基于从位置指令取得部11接收到的位置指令和由检测器 3检测出的位置信息，形成位置反馈环，生成速度指令。在这里，在位置控制处理部12中设置有位置控制增益乘法器15以及减法器61。并且，减法器61可以在从位置指令取得部11 接收到的位置指令中减去由检测器3检测出的位置信息，并向位置控制增益乘法器15输出。位置控制增益乘法器15可以通过使来自减法器61的输出与位置控制增益Kp相乘，从而生成速度指令。此外，位置控制增益Kp可以决定位置反馈环处理的响应性。速度变换处理部20可以将由检测器3检测出的电动机4的位置信息变换为速度信息，并向速度控制处理部13输出。此外，向位置控制处理部12以及速度变换处理部20 发送的电动机4的位置信息也可以伴有延迟时间21。该延迟时间21是将CPU的运算时间、 使用检测器3进行数字速度检测这一方式所引起的检测无效时间等包含在环内的无效时间进行合计而得到的时间。速度控制处理部13可以基于从位置控制处理部12接收到的速度指令和从速度变换处理部20接收到的速度信息，形成速度反馈环，生成扭矩指令。在这里，在速度控制处理部13中设置有速度控制增益乘法器16以及减法器62。并且，减法器62可以在从位置控制处理部12接收到的速度指令中减去从速度变换处理部20接收到的速度信息，并向速度控制增益乘法器16输出。速度控制增益乘法器16可以通过使来自减法器62的输出与速度控制增益Kv相乘，从而生成扭矩指令。此外，速度控制增益Kv可以决定速度反馈环处理的响应性。电流检测器19可以对向电动机4供给的电动机电流进行检测，并向电流控制处理部14输出。电流控制处理部14可以基于从速度控制处理部13接收到的扭矩指令和从电流检测器19接收到的电动机电流的检测值，形成电流反馈环，生成电压指令。在这里，在电流控制处理部14中设置有电流控制增益乘法器17以及减法器63。并且，减法器63可以在从速度控制处理部13接收到的扭矩指令中减去从电流检测器19接收到的电动机电流的检测值，并向电流控制增益乘法器17输出。电流控制增益乘法器17可以通过使来自减法器63 的输出与电流控制增益Kc相乘，从而生成电压指令。此外，电流控制增益Kc可以决定电流反馈环处理的响应性。电压变换电路18可以将从电流控制处理部14输出的电压指令变换为电动机电流，并向电动机4输出。控制增益存储部22可以预先存储N(N为正整数)个控制增益GN。控制增益变更部23可以基于来自环境适应控制部28的环境适应控制信息，将控制增益存储部22中存储的N个控制增益GN中的某一个作为位置控制增益Gi以及速度控制增益Gj，将位置控制处理部12的位置控制增益Kp以及速度控制处理部13的速度控制增益Kv，分别变更为位置控制增益Gi以及速度控制增益Gj。此外，环境适应控制是指在与检测器3的通信中，基于因噪声或通信线缆长度等通信环境而发生的通信异常次数，使通信参数(通信周期、通信速度、接收数字滤波器)和控制增益(位置控制增益、速度控制增益)同步地变更。并且，在环境适应控制信息中，可以包含所变更的通信参数、控制增益以及切换定时的信息。驱动控制装置检测器通信部31可以在与检测器3之间进行串行通信，接收由检测器3检测出的位置信息。检测器位置信息取得部M可以从经由驱动控制装置检测器通信部31接收到的数据中取出位置信息，并向位置控制处理部12以及速度变换处理部20传递。通信参数存储部25可以预先存储N个通信参数PN。通信参数变更部沈可以基于来自环境适应控制部28的环境适应控制信息，将在与检测器3之间的通信中使用的通信参数，变更为通信参数存储部25中存储的N个通信参数PN中的某一个。此外，作为通信参数PN，可以举出通信周期P1、通信速度P2以及接收数字滤波器P3。通信异常计数器30可以在与检测器3之间的通信中，对规定周期的通信异常次数进行计数。通信异常判定部四可以基于通信异常计数器30的计数结果，对与检测器3之间的通信状态的异常性进行判定。环境适应控制部观可以基于通信异常判定部四的判定结果进行指示，以使位置控制处理部12以及速度控制处理部13的控制增益(位置控制增益Kp以及速度控制增益 Kv)、在与检测器3之间的通信中使用的通信参数(通信周期P1、通信速度P2以及接收数字滤波器P3)同步地变更。显示部27可以显示用于告知检测器3的异常的警报等，或显示其他各种的信息。另外，在上位装置1中，位置指令生成部5可以生成在电动机4的驱动控制中使用的位置指令。上位装置接口部6可以在与电动机驱动控制装置2之间进行通信中继。另外，在检测器3中，检测器通信部32可以在与电动机驱动控制装置2之间进行串行通信，并将由检测器3检测出的位置信息向电动机驱动控制装置2发送。检测器通信参数存储部33可以预先存储N个通信参数PN'。检测器通信参数变更部34可以基于来自通信参数变更部沈的变更指令，将在与电动机驱动控制装置2之间的通信中使用的通信参数，变更为检测器通信参数存储部33中存储的N个通信参数PN'中的某一个。此外，作为通信参数PN'，可以举出通信周期Pl'、 通信速度P2'以及接收数字滤波器P3'。并且，利用检测器通信参数变更部34变更的通信周期Pl'、通信速度P2'以及接收数字滤波器P3'，可以与利用通信参数变更部沈变更的通信周期P1、通信速度P2以及接收数字滤波器P3对应。并且，将由位置指令生成部5生成的位置指令经由上位装置接口部6从上位装置 1向电动机驱动控制装置2发送。并且，如果将位置指令向电动机驱动控制装置2发送，则经由驱动控制装置接口部10进行接收，并向位置指令取得部11发送。并且，在位置指令取得部11中，从经由驱动控制装置接口部10接收到的数据中取出位置指令，并向位置控制处理部12传递。另一方面，将由检测器3检测出的电动机4的位置信息经由检测器通信部32从检测器3向电动机驱动控制装置2发送。并且，如果将电动机4的位置信息向电动机驱动控制装置2发送，则经由驱动控制装置检测器通信部31进行接收，并向检测器位置信息取得部M发送。并且，在检测器位置信息取得部M中，从经由驱动控制装置检测器通信部31 接收到的数据中取出电动机4的位置信息，伴随着延迟时间21而向位置控制处理部12传递。并且，如果将由位置指令生成部5生成的位置指令以及由检测器3检测出的电动机4的位置信息向位置控制处理部12发送，则利用减法器61从该位置指令中减去位置信息后，利用位置控制增益乘法器15与位置控制增益Kp相乘，从而生成速度指令，并向速度控制处理部13输出。另外，由检测器位置信息取得部M取出的电动机4的位置信息，伴随着延迟时间 21而向速度变换处理部20传递。并且，如果将电动机4的位置信息向速度变换处理部20 发送，则该位置信息被变换为速度信息，并向速度控制处理部13输出。并且，如果将从位置控制处理部12输出的速度指令和从速度变换处理部20输出的速度信息向速度控制处理部13发送，则利用减法器62从该速度指令中减去速度信息后， 利用速度控制增益乘法器16与速度控制增益Kv相乘，从而生成扭矩指令，并向电流控制处理部14输出。另一方面，经由电压变换电路18向电动机4供给的电动机电流由电流检测器19 进行检测，并向电流控制处理部14输出。并且，如果将从速度控制处理部13输出的扭矩指令和从电流检测器19输出的电动机电流的检测值向电流控制处理部14输出，则利用减法器63从该扭矩指令中减去电动机电流的检测后，利用电流控制增益乘法器17与电流控制增益Kc相乘，从而生成电压指令，并向电压变换电路18输出。并且，如果将电压指令向电压变换电路18输出，则在变换为电动机电流后，向电动机4输出。另外，如果向驱动控制装置检测器通信部31发送了电动机4的位置信息，则利用通信异常计数器30对规定周期的通信异常次数进行计数，将该计数结果向通信异常判定部四发送。并且，在通信异常判定部四中，基于通信异常计数器30的计数结果，对与检测器3之间的通信状态的异常性进行判定，将该判定结果向环境适应控制部观发送。并且，在环境适应控制部28中，基于通信异常判定部四的判定结果，指示控制增益变更部23对位置控制处理部12的位置控制增益Kp以及速度控制处理部13的速度控制增益Kv进行变更，并且指示通信参数变更部沈对在与检测器3之间的通信中设定的通信周期P1、通信速度P2以及接收数字滤波器P3进行变更。在这里，环境适应控制部观指示控制增益变更部23以及通信参数变更部沈，使位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv、通信周期Ρ1、通信速度Ρ2以及接收数字滤波器Ρ3同步地变更。并且，如果指示控制增益变更部23对位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv进行变更，则将控制增益存储部22中存储的N个控制增益GN中的某一个作为位置控制增益Gi 以及速度控制增益Gj，并分别变更为位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv。另外，如果指示通信参数变更部沈对通信周期PI、通信速度P2以及接收数字滤波器P3进行变更，则将通信参数存储部25中存储的N个通信参数PN中的某一个变更为通信周期P1、通信速度P2以及接收数字滤波器P3。在这里，通过使位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv、通信周期P1、通信速度P2 以及接收数字滤波器P3同步地变更，从而即使在与检测器3之间的通信异常的发生率较高的情况下，也可以确保通信可靠性，并且不会使电动机驱动控制的响应性降低，可以防止电动机4的动作不稳定。图2是表示图1的环境适应控制部的概略结构的框图。在图2中，环境适应控制部观中设置有初始设定模式选择部40、本轴环境适应控制模式选择部41、环境适应控制切换处理部43以及控制处理变更部44。在这里，初始设定模式选择部40可以在选择了初始设定模式的情况下，指示环境适应控制切换处理部43以初始设定模式进行动作。本轴环境适应控制模式选择部41可以在选择了本轴环境适应控制模式的情况下，指示环境适应控制切换处理部43以本轴环境适应控制模式进行动作。环境适应控制切换处理部43可以在选择了本轴环境适应控制模式的情况下，基于来自通信异常判定部四的与通信异常次数对应的本轴通信状态信息45，在通信异常次数成为预先设定的条件的情况下，使位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv、通信周期Pl、 通信速度P2以及接收数字滤波器P3同步地变更。在这里，环境适应控制切换处理部43为了使位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv、通信周期P1、通信速度P2以及接收数字滤波器P3同步地变更，可以将环境适应控制信息46向通信参数变更部沈以及控制增益变更部 23输出。另外，环境适应控制切换处理部43可以在选择了初始设定模式的情况下，通过对成为环境适应控制状态的情况下的电动机动作进行模拟，从而事先确认环境适应控制时的运转状况。控制处理变更部44可以进行与通信控制定时的变更相伴的必要处理的变更。图3是表示图1的环境适应控制部的初始设定模式的动作的流程图。此外，假设预先确定的通信参数(通信周期，通信速度，接收数字滤波器)和控制增益(位置控制增益， 速度控制增益)各存在N个。在图3中，在选择了初始设定模式的情况下，环境适应控制切换处理部43设定为 η = 1 (步骤S100)，将通信参数以及速度控制增益的第η个组合作为环境适应控制信息46 向通信参数变更部26和控制增益变更部23同时传递(步骤S110)。此外，环境适应控制信息46中包含的切换定时可以设定为与通信周期36同步。然后，驱动控制装置检测器通信部31基于由通信参数变更部沈变更后的通信参数，进行与检测器3之间的通信，同时位置控制处理部12和速度控制处理部13基于由控制增益变更部23变更后的控制增益，进行位置控制处理以及速度控制处理(步骤S120)。另外，通信异常计数器30对与检测器3之间的通信的通信异常次数进行计数(步骤S130)，并存储通信异常次数(步骤S140)。然后，对是否满足η > N这个条件进行判断 (步骤S150)，在不满足η彡N这个条件的情况下，在将η递增1后(步骤S160)，返回步骤 S110，在满足η彡N这个条件之前，反复进行以上的动作。然后，在满足了 η彡N这个条件的情况下(步骤S150)，以N个通信参数和控制增益的所有组合中通信异常次数最小的通信参数和控制参数进行设定(步骤S170)。此外，在初始设定模式下使η递增1的定时可以是按照某个周期自动地变更，也可以根据外部输入而变更。另外，优选对通信参数和控制增益进行切换的定时与通信周期36 一致。另外，控制增益(位置控制增益Κρ，速度控制增益Kv)也可以根据预先确定的时间常数而切换。另外，可以按照N个通信参数和控制增益的所有组合中通信异常次数最小的通信参数和控制参数进行设定，但也可以将图3的处理中执行的任意的通信参数和控制增益作为初始状态而设定。图4是表示图1的环境适应控制部的环境适应控制模式的动作的流程图。此外， 图2的环境适应控制切换处理部43可以在环境适应控制模式中，在作为通信警报的对通信异常次数进行判定的警报阈值之外，设置对环境适应控制的实施进行判定的环境适应控制阈值。在这里，环境适应控制阈值可以设定为比警报阈值小的值。在图4中，在选择了环境适应控制模式的情况下，基于在图3的初始设定模式中预先设定的通信参数和控制增益，在驱动控制装置检测器通信部31与检测器3之间进行通信的同时，位置控制处理部12以及速度控制处理部13进行位置控制处理以及速度控制处理 (步骤 S200)。然后，环境适应控制切换处理部43在表示本轴的通信异常次数的本轴通信状态信息45小于预先设定的环境适应控制阈值的情况下(步骤S210)，基于预先设定的通信参数和控制增益，继续进行与检测器3之间的通信、位置控制处理部12以及速度控制处理部 13的控制处理。并且，环境适应控制切换处理部43在本轴通信状态信息45大于或等于预先确定的环境适应控制阈值(步骤S210)且小于预先确定的警报阈值的情况下(步骤S220)，基于环境适应控制使通信参数和控制增益变更(步骤S230)。另一方面，如果表示本轴的通信异常次数的本轴通信状态信息45超过预先设定的警报阈值(步骤S220)，则环境适应控制切换处理部43生成通信异常警报(步骤S240)， 使电动机4停止，并且在显示部27中显示。图5是表示图1的环境适应控制部的动作的时序图。此外，为了将基本的变更处理简化，而假设通信周期、通信速度以及接收数字滤波器被变更为1/2倍、1倍、2倍。另外， 由于控制处理会变得繁杂，所以假设速度控制周期39不变更。另外，图5(a)表示通过环境适应控制将通信速度变更为1/2倍的情况。图5(b)表示通过环境适应控制将通信速度变更为2倍的情况。在图5(a)中，例如假定在环境适应控制前Hl，设定为第2个通信参数以及第2个控制增益。并且，假定在环境适应控制后H2，将第2个通信参数以及第2个控制增益变更为第3个通信参数以及第3个控制增益，将通信周期36和接收数字滤波器变更为2倍，将通信速度变更为1/2倍，使控制增益降低。此外，假设驱动控制装置检测器通信部31和检测器通信部32可以在预先作为基准的通信速度的1/2倍的通信速度以及2倍的通信速度下进行发送及接收。在本轴通信状态信息45大于或等于环境适应控制阈值且小于警报阈值这一条件成立的情况下，与此后的通信周期36的定时同步而切换通信参数和控制增益，并从驱动控制装置检测器通信部31发送检测器通信请求37。此外，由于在与通信周期36同步的定时下，不进行与检测器3之间的通信和位置控制处理部12以及速度控制处理部13的控制处理，所以即使将通信参数和控制增益进行了切换，也不会对上述通信处理和控制处理造成影响。在这里，可以构成为，通信周期36、通信速度以及接收数字滤波器始终从电动机驱动控制装置2开始变更。如果从驱动控制装置检测器通信部31发送了检测器通信请求37，则检测器3响应于检测器通信请求37，将包含电动机4的位置信息的检测器通信数据38向电动机驱动控制装置2发送。因此，检测器3的通信周期变更为与电动机驱动控制装置2的通信周期36 — 致。另外，检测器3的检测器通信部32利用检测器通信参数变更部34，基于检测器通信参数存储部33中存储的通信参数，使检测器3的通信周期Pl ’变更。另外，检测器通信部32可以以1/2倍的通信速度接收，通过将通信数据的规定部位设为特定的‘1’和‘0’的组合型式，从而根据接收数据检测通信速度，使通信速度P2'变更。并且，检测器通信部32基于该检测出的通信速度，将检测器通信数据38向电动机驱动控制装置2发送，并且基于检测器通信参数存储部33中存储的通信参数，使接收数字滤波器P3'变更。另外，在图5 (a)的情况下，在环境适应控制后H2，通信周期36成为2倍，在环境适应控制前Hl被发送2次的位置信息，在环境适应控制后H2仅从检测器3发送1次。因此，控制处理变更部44伴随着通信周期36的变更而作出不进行位置信息取得处理这样的变更。另一方面，在图5 (b)中，例如假设在环境适应控制前Hl，设定为第2个通信参数以及第2个控制增益。并且，在环境适应控制后H2，将第2个通信参数以及第2个控制增益变更为第1个通信参数以及第1个控制增益，将通信周期36和接收数字滤波器变更为1/2 倍，将通信速度变更为2倍，并变更控制增益。另外，如果假设检测器3的检测器通信部32是可以以2倍的通信速度进行接收的电路，则根据检测器通信请求37的数据型式(‘1’和‘0’的组合)检测通信速度，接收检测器通信请求37。并且，如果检测器通信部32接收到检测器通信请求37，则将包含电动机 4的位置信息的检测器通信数据38向电动机驱动控制装置2发送，并利用驱动控制装置检测器通信部31接收该位置信息。另外，基于环境适应控制信息46中包含的切换定时，将环境适应控制中这一消息显示在显示部27上。
图6是表示图1的环境适应控制部的环境适应控制前后的切换型式的图。此外， 图6(a)表示在发生通信异常的环境下，不变更指令型式或者控制增益，而将作为通信参数的通信速度变更为1/2倍、将通信周期变更为2倍、将接收数字滤波器变更为2倍后的电动机速度。图6(b)表示在发生通信异常的环境下，不变更指令型式，在将作为通信参数的通信速度变更为1/2倍、将通信周期变更为2倍、将接收数字滤波器变更为2倍的同时，将速度控制增益变更为1/2倍后的电动机速度。在图6 (a)中，如果由于在环境适应控制前Hl发生了通信异常，所以在环境适应控制后H2不变更指令型式或者控制增益而变更通信参数，则电动机4的动作变得不稳定，成为电动机停止状态。与此相对，如图6(b)所示，如果由于在环境适应控制前Hl发生了通信异常，所以在环境适应控制后H2不变更指令型式，而在变更通信参数的同时变更控制增益，则可以防止电动机4的动作不稳定，可以使电动机继续运转。如上述所示，根据上述的实施例1，可以在发生通信异常的环境下，使通信参数和控制增益同步地变更，因此，不会引起电动机4的不稳定动作，可以持续稳定的运转，并且可以防止因通信异常警报而使电动机停止。另外，由于在与检测器3之间的通信的通信线缆长度较短的情况下、或在通信异常的发生率较低的环境下，可以与通信参数(通信周期P1，通信速度P2，接收数字滤波器 P3)同步而变更控制增益(位置控制增益Kp，速度控制增益Kv)，所以可以提高通信速度，缩短延迟时间21。因此，无需缩短图5的速度控制周期39，就可以提高电动机驱动控制的响应性，由于不需要以最坏状况为前提而预先提高通信速度，所以可以抑制系统结构的成本上升。另外，即使在没有实际发生由噪声等引起的通信异常的状态下，也可以通过初始设定模式，对成为环境适应控制状态的情况下的电动机动作进行模拟，因此，可以事先确认环境适应控制时的运转状况。并且在此基础上，可以在显示部27中显示是成为本轴环境适应控制模式状态而实际进行了环境适应控制的通信参数、控制增益的设定，还是在初始设定模式下进行了环境适应控制的通信参数、控制增益的设定，也可以容易地确认当前状态。实施例2图7是表示本发明所涉及的电动机驱动控制装置的实施例2的概略结构的框图。 在图7中，在电动机驱动控制装置102中，取代图1的电动机驱动控制装置2的环境适应控制部28而设置有轴联动环境适应控制部35。在这里，轴联动环境适应控制部35可以基于通信异常判定部四的判定结果进行指示，以使位置控制处理部12以及速度控制处理部13的控制增益(位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv)、在与检测器3之间的通信中使用的通信参数(通信周期Pl、通信速度Ρ2 以及接收数字滤波器Ρ3)、在位置指令的生成中使用的指令型式(指令速度NV，指令加速度 NA)同步地变更。另外，轴联动环境适应控制部35可以与对其他轴的通信参数(通信周期Ρ1、通信速度Ρ2以及接收数字滤波器P； )、控制增益、指令型式进行变更的动作联动，使本轴的通信参数(通信周期Ρ1、通信速度Ρ2以及接收数字滤波器Ρ3)、控制增益(位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv)、指令型式(指令速度NV，指令加速度NA)变更。另外，在上位装置101中，在图1的上位装置1的结构的基础上，设置有指令型式存储部7、指令型式变更部8以及上位装置环境适应控制部9。在这里，指令型式存储部7可以预先存储N个指令型式RN。指令型式变更部8可以基于来自上位装置环境适应控制部9的指令型式变更信息，将在位置指令的生成中使用的指令型式，变更为指令型式存储部7中存储的N个指令型式RN中的某一个。此外，作为指令型式RN，可以举出指令速度NV以及指令加速度NA。上位装置环境适应控制部9可以基于从轴联动环境适应控制部35输出的指令型式的变更指示，生成对指令型式进行切换的定时，并指示指令型式变更部8变更指令型式。图8是表示图7的轴联动环境适应控制部的概略结构的框图。在图8中，在轴联动环境适应控制部35中取代图2的环境适应控制切换处理部43，而设置轴联动环境适应控制切换处理部50，并且另外设置有其他轴联动环境适应控制模式选择部42。在这里，其他轴联动环境适应控制模式选择部42可以在选择了其他轴环境适应控制模式的情况下，指示轴联动环境适应控制切换处理部50以其他轴环境适应控制模式进行动作。轴联动环境适应控制切换处理部50可以在选择了本轴环境适应控制模式的情况下，基于来自通信异常判定部四的与通信异常次数对应的本轴通信状态信息45，在通信异常次数成为预先设定的条件的情况下，使位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv、通信周期 Ρ1、通信速度Ρ2以及接收数字滤波器Ρ3、指令速度NV以及指令加速度NA同步地变更。在这里，轴联动环境适应控制切换处理部50为了使位置控制增益Kp以及速度控制增益Kv、通信周期P1、通信速度P2以及接收数字滤波器P3、指令速度NV以及指令加速度NA同步地变更，可以将环境适应控制信息46向通信参数变更部沈以及控制增益变更部23输出，并且将本轴环境适应控制信息47向上位装置101输出。另外，轴联动环境适应控制切换处理部50可以在选择了其他轴环境适应控制模式的情况下，即使本轴进行环境适应控制的条件不成立，只要在成为了其他轴进行环境适应控制的条件的情况下，就使本轴联动地进行环境适应控制。此外，联动的轴的组合可以预先确定。另外，轴联动环境适应控制切换处理部50可以在成为其他轴进行环境适应控制的条件的情况下，输出表示处于本轴联动地进行的环境适应控制中这一情况的其他轴联动环境适应控制信息48。另外，轴联动环境适应控制切换处理部50可以在选择了初始设定模式的情况下， 通过对成为本轴环境适应控制状态的情况下的电动机动作进行模拟，从而事先确认本轴环境适应控制时的运转状况。图9是表示图7的上位装置环境适应控制部的概略结构的框图。在图9中，在上位装置环境适应控制部9中设置有指令型式初始设定模式选择部52、指令型式环境适应控制模式选择部53以及上位装置切换处理部M。在这里，指令型式初始设定模式选择部52可以在选择了指令型式初始设定模式的情况下，指示上位装置切换处理部M以指令型式初始设定模式进行动作。指令型式环境适应控制模式选择部53可以在选择了指令型式环境适应控制模式的情况下，指示上位装置切换处理部M以指令型式环境适应控制模式进行动作。
上位装置切换处理部M可以在选择了指令型式环境适应控制模式的情况下，根据与上位装置101连接的多个轴的本轴环境适应控制信息47和预先确定的联动的轴的组合，向联动地变更指令型式的轴发行指令变更型式信息51。另外，在发送了与上位装置101 连接的多个轴的本轴环境适应控制信息47和预先确定的联动的轴的组合中的某一个轴的本轴环境适应控制信息47的情况下，可以向联动的所有轴发行其他轴联动环境适应控制指令49。另外，上位装置切换处理部M可以在选择了指令型式初始设定模式的情况下，通过对成为指令型式环境适应控制状态的情况下的电动机动作进行模拟，从而事先确认指令型式环境适应控制时的运转状况。图10是表示图7的轴联动环境适应控制部的初始设定模式的动作的流程图。在图10中，在选择了初始设定模式的情况下，轴联动环境适应控制切换处理部50设定为η = 1 (步骤S101)，将通信参数、速度控制增益以及指令型式的第η个组合作为环境适应控制信息46向通信参数变更部沈和控制增益变更部23同时传递，并且作为本轴环境适应控制信息47向上位装置切换处理部M同时传递(步骤S111)。此外，环境适应控制信息46以及本轴环境适应控制信息47中包含的切换定时可以设定为与通信周期36同步。然后，驱动控制装置检测器通信部31基于由通信参数变更部沈变更后的通信参数，进行与检测器3之间的通信，同时，位置控制处理部12和速度控制处理部13基于由指令型式变更部8变更后的指令型式以及由控制增益变更部23变更后的控制增益，进行位置控制处理以及速度控制处理(步骤S121)。另外，通信异常计数器30对与检测器3之间的通信的通信异常次数进行计数(步骤S131)，并存储通信异常次数(步骤S141)。然后，对是否满足η SN这一条件进行判断 (步骤S151)，在不满足η彡N这一条件的情况下，在使η递增1后(步骤S161)，返回步骤 Sl 11，在满足η彡N这一条件之前反复进行以上的动作。然后，在满足了 η彡N这一条件的情况下(步骤S151)，以N个通信参数、控制增益和指令型式的所有组合中通信异常次数最小的通信参数、控制参数和指令型式进行设定 (步骤 S171)。图11是表示图7的轴联动环境适应控制部的本轴环境适应控制模式的动作的流程图。在图11中，在选择了本轴环境适应控制模式的情况下，基于在图10的初始设定模式下预先设定的通信参数、控制增益和指令型式，在驱动控制装置检测器通信部31与检测器 3之间进行通信的同时，位置控制处理部12以及速度控制处理部13进行位置控制处理以及速度控制处理(步骤S201)。然后，轴联动环境适应控制切换处理部50在表示本轴的通信异常次数的本轴通信状态信息45小于预先设定的环境适应控制阈值的情况下(步骤S211)，基于预先设定的通信参数、控制增益和指令型式，继续进行与检测器3之间的通信、位置控制处理部12以及速度控制处理部13的控制处理。然后，轴联动环境适应控制切换处理部50在本轴通信状态信息45大于或等于预先确定的环境适应控制阈值(步骤S211)且小于预先确定的警报阈值的情况下(步骤 S221)，基于环境适应控制，对通信参数、控制增益和指令型式进行变更(步骤S231)。另一方面，如果表示本轴的通信异常次数的本轴通信状态信息45超过预先设定的警报阈值(步骤S221)，则轴联动环境适应控制切换处理部50生成通信异常警报(步骤 S241)，使电动机4停止，并且在显示部27上进行显示。图12是表示图7的上位装置环境适应控制部的指令型式的切换方法的时序图。此外，图12(a)表示在发生通信异常的环境下，变更通信参数和控制增益的同时，将指令加速度变更为1/2倍的情况下的电动机速度。图12(b)表示在发生通信异常的环境下，变更通信参数和控制增益的同时，将指令速度变更为1/2倍的情况下的电动机速度。在这里，对于变更指令型式的定时，例如为了使指令型式顺利地变更，而优选设定为指令型式的1个循环结束并向下一个循环转移的分界线处。由此，可以在发生通信异常的环境下，与通信参数和控制增益的变更同时地变更指令型式(指令速度，指令加速度)，可以减小发生了通信异常的情况下的位置信息的推定误差，因此，可以实现电动机4的稳定动作，并且不会因通信警报而使电动机4停止，可以使电动机4继续运转。另外，由于即使在实际上没有发生由噪声等引起的通信异常的状态下，也可以通过初始设定模式对成为环境适应控制状态的情况下的电动机动作进行模拟，因此，可以事先确认环境适应控制时的运转状况。其结果，即使在成为发生通信异常的通信环境的情况下，也可以根据用于使电动机4继续动作而无需停止的预先确定的通信参数、控制增益以及指令型式，驱动电动机4。下面，说明选择了其他轴环境适应控制模式的情况下的动作。如果选择了其他轴联动环境适应控制模式，则在图8的轴联动环境适应控制切换处理部50中，与选择了本轴环境适应控制模式时的处理相同地，基于来自通信异常判定部 29的通信异常次数即本轴通信状态信息45，在通信异常次数成为预先设定的范围的情况下，使通信参数(通信周期、通信速度、接收数字滤波器)和控制增益(位置控制增益、速度控制增益)同步地变更。此外，也可以在对控制增益(位置控制增益、速度控制增益)进行切换的情况下，针对控制增益设定时间常数。另外，从轴联动环境适应控制切换处理部50输出本轴环境适应控制信息47和其他轴联动环境适应控制信息48，该本轴环境适应控制信息47表示处于基于本轴的通信异常次数对通信参数和控制增益进行变更的环境适应控制中，该其他轴联动环境适应控制信息48表示处于在成为其他轴进行环境适应控制的条件的情况下本轴联动地进行的环境适应控制中。并且，在发送了与上位装置101连接的多个轴的本轴环境适应控制信息47和预先确定的联动的轴的组合中的某一个轴的本轴环境适应控制信息47的情况下，从上位装置切换处理部M向联动的所有轴发行其他轴联动环境适应控制指令49。并且，在轴联动环境适应控制切换处理部50中，与从上位装置切换处理部M发送的其他轴联动环境适应控制指令49同步，使通信参数(通信周期、通信速度、接收数字滤波器)和控制增益(位置控制增益、速度控制增益)变更。另外，根据与上位装置101连接的多个轴的本轴环境适应控制信息47和预先确定的联动的轴的组合，从上位装置切换处理部M向联动地变更指令型式的轴发行指令变更型式信息51。并且，如果从上位装置切换处理部M发行了指令变更型式信息51，则在图7的指令型式变更部8中，将在位置指令的生成中使用的指令型式变更为指令型式存储部7中存储的N个指令型式RN中的某一个。由此，可以在发生通信异常的环境下，与其他轴的通信参数、控制增益和指令型式的变更同步而对本轴的通信参数、控制增益和指令型式进行变更，在X-Y工作台等上进行大于或等于2个轴的电动机4的插补动作时，可以将各轴的控制增益和指令型式一起变更而使运转持续。工业实用性如上述所示，本发明所涉及的电动机驱动控制装置，可以根据与检测器之间的通信环境使通信参数和控制增益同步地变更，适用于即使在与检测器之间的通信异常的发生率较高的环境下，也使电动机持续运转的方法中。
权利要求
1.一种电动机驱动控制装置，其特征在于，具有控制增益变更部，其对控制增益进行变更；通信参数变更部，其对通信参数进行变更；通信异常判定部，其对通信状态的异常性进行判定；以及环境适应控制部，其基于所述通信异常判定部的判定结果进行指示，以使所述控制增益和所述通信参数同步地变更。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动控制装置，其特征在于，所述通信参数为通信周期、通信速度以及接收数字滤波器。
3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动控制装置，其特征在于，所述环境适应控制部对所述控制增益和所述通信参数进行变更，以使所述通信状态的异常次数成为最小。
4.根据权利要求1或2所述的电动机驱动控制装置，其特征在于，所述环境适应控制部对所述控制增益和所述通信参数进行变更，以使所述通信状态的异常次数小于或等于阈值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机驱动控制装置，其特征在于，在从所述环境适应控制部指示使所述控制增益和所述通信参数同步地变更的情况下， 所述控制增益变更部根据预先确定的时间常数对所述控制增益进行切换。
6.一种电动机驱动控制装置，其特征在于，具有控制增益变更部，其对控制增益进行变更；通信参数变更部，其对通信参数进行变更；接口部，其接收指令型式；通信异常判定部，其对通信状态的异常性进行判定；以及轴联动环境适应控制部，其基于所述通信异常判定部的判定结果进行指示，以使所述控制增益、所述通信参数和所述指令型式同步地变更。
7.根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其特征在于，所述轴联动环境适应控制部与其他轴的通信参数和控制增益的变更动作联动，对本轴的通信参数和控制增益进行变更。
8.根据权利要求6所述的电动机驱动控制装置，其特征在于，所述轴联动环境适应控制部与其他轴的通信参数、控制增益和指令型式的变更动作联动，对本轴的通信参数、控制增益和指令型式进行变更。
全文摘要
在上位装置(1)中具有指令型式变更部(8)，在检测器(3)中具有检测器通信参数变更部(34)，在电动机驱动控制装置(2)中具有通信参数变更部(26)和控制增益变更部(23)，通过基于检测器通信的通信异常判定部(29)的判定，使预先确定的多个通信参数、控制增益和指令型式同步地变更，从而对电动机(4)进行驱动控制。
文档编号H02P27/06GK102428641SQ200980159290
公开日2012年4月25日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者佐野修也, 川尻清成, 田中利贵 申请人:三菱电机株式会社