機(jī)械裝置的控制裝置及摩擦補(bǔ)償用增益確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機(jī)械裝置的控制裝置及摩擦補(bǔ)償用增益確定方法。本發(fā)明的目的在于提高機(jī)械裝置的位置控制精度。機(jī)械裝置(12)的控制裝置(14)具備：速度控制器(32)，計(jì)算出機(jī)械裝置(12)的轉(zhuǎn)矩指令；摩擦估計(jì)部(44)，計(jì)算出機(jī)械裝置(12)中產(chǎn)生的摩擦力的估計(jì)值；振幅相位調(diào)整部(46)，由摩擦估計(jì)部(44)估計(jì)出的摩擦力與比例增益(Kc)相乘來(lái)計(jì)算出摩擦修正值；及修正部(48)，使用由振幅相位調(diào)整部(46)計(jì)算出的摩擦修正值來(lái)修正轉(zhuǎn)矩指令。而且，比例增益根據(jù)從機(jī)械裝置(12)的位置指令至位置偏差的傳遞函數(shù)的增益特性來(lái)確定。
【專利說(shuō)明】
機(jī)械裝置的控制裝置及摩擦補(bǔ)償用増益確定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種機(jī)械裝置的控制裝置及摩擦補(bǔ)償用增益確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在要求高精度定位的機(jī)床等機(jī)械裝置中，存在由于摩擦使控制精度惡化的問(wèn)題。 尤其是在如停止后要重新開始運(yùn)動(dòng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，受到摩擦的約束而有可能增加位置指令 與負(fù)荷軸的位置的偏差即位置偏差。因此，進(jìn)行補(bǔ)償機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦的控制。
[0003] 作為以往機(jī)械裝置中的摩擦補(bǔ)償方法有如下方法，即預(yù)先實(shí)驗(yàn)性調(diào)整摩擦的修正 量與開始修正及結(jié)束修正的定時(shí)，并將修正量與速度指令或轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行相加。然而，該方 法中，摩擦特性會(huì)經(jīng)年變化和因各個(gè)驅(qū)動(dòng)條件、機(jī)械裝置而異，因此在調(diào)整上需要時(shí)間。
[0004] 并且，作為其他摩擦補(bǔ)償方法有如下方法，即使用摩擦模型估計(jì)機(jī)械裝置的摩擦 力，根據(jù)估計(jì)出的摩擦力來(lái)補(bǔ)償實(shí)際摩擦力。使用摩擦模型的摩擦補(bǔ)償方法有根據(jù)位置指 令、目標(biāo)值等控制指令來(lái)估計(jì)摩擦力的前饋方式、或根據(jù)實(shí)際位置或速度來(lái)估計(jì)摩擦力的 反饋方式。
[0005] 而且，使用摩擦模型的摩擦補(bǔ)償方法中，摩擦力的估計(jì)精度越高，與使用所述修正 量的方法相比調(diào)整越簡(jiǎn)單。
[0006] 作為一個(gè)例子，在專利文獻(xiàn)1中公開有一種由反饋控制進(jìn)行馬達(dá)控制的馬達(dá)控制 裝置，該裝置具備用于估計(jì)馬達(dá)的擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩的擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器(Observer)，以減小由馬達(dá) 反轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦引起的擾動(dòng)影響，除了在通過(guò)可變?cè)鲆鎭?lái)反轉(zhuǎn)馬達(dá)時(shí)以外，控制擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩觀 測(cè)器的輸出值。
[0007] 以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-74783號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0011]機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦的產(chǎn)生部位存在于驅(qū)動(dòng)軸、負(fù)荷軸、及在驅(qū)動(dòng)軸與負(fù)荷軸 之間傳遞力的中間軸(例如滾珠絲杠)等多處。
[0012] 作為控制觀測(cè)量的負(fù)荷軸的位置信號(hào)成為在這些多個(gè)產(chǎn)生部位產(chǎn)生的摩擦力包 含扭曲和共振的合計(jì)值，阻礙機(jī)械裝置的控制精度的提高。
[0013] 而且，為了進(jìn)行摩擦補(bǔ)償，即使向驅(qū)動(dòng)軸施加相當(dāng)于摩擦補(bǔ)償?shù)牧?摩擦修正量）， 在從驅(qū)動(dòng)軸向中間軸和負(fù)荷軸傳遞力時(shí)，也會(huì)因軸的扭曲、齒輪的死區(qū)（機(jī)械間隙）的影響 而延緩力的傳遞，或產(chǎn)生力的損失。
[0014] 因此，即使向驅(qū)動(dòng)軸施加與整個(gè)機(jī)械裝置的摩擦力本身相同大小的摩擦修正量， 也會(huì)存在無(wú)法以良好的精度補(bǔ)償實(shí)際的機(jī)械裝置的摩擦的情況。
[0015] 本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠進(jìn)一步提高機(jī)械裝置 的位置控制精度的機(jī)械裝置的控制裝置及摩擦補(bǔ)償用增益確定方法。
[0016] 用于解決技術(shù)課題的手段
[0017] 為了解決上述課題，本發(fā)明的機(jī)械裝置的控制裝置及摩擦補(bǔ)償用增益確定方法采 用以下機(jī)構(gòu)。
[0018] 本發(fā)明的第一方式所涉及的機(jī)械裝置的控制裝置具備:轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算機(jī)構(gòu)，計(jì)算 出機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)矩指令;摩擦估計(jì)機(jī)構(gòu)，計(jì)算出所述機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦力的估計(jì)值;調(diào) 整機(jī)構(gòu)，由所述摩擦估計(jì)機(jī)構(gòu)計(jì)算出的估計(jì)值與既定增益相乘來(lái)計(jì)算出修正值;及修正機(jī) 構(gòu)，用由所述調(diào)整機(jī)構(gòu)計(jì)算出的所述修正值來(lái)修正由所述轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的所述 轉(zhuǎn)矩指令，所述增益根據(jù)從所述機(jī)械裝置的位置指令至位置偏差的傳遞函數(shù)的增益特性來(lái) 確定。
[0019] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)矩指令，由摩擦估計(jì)機(jī) 構(gòu)計(jì)算出機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦力的估計(jì)值以補(bǔ)償機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦。
[0020] 然而，由于軸的扭曲、齒輪的死區(qū)（機(jī)械間隙）的影響會(huì)延緩力的傳遞或發(fā)生力的 損失。因此，僅通過(guò)使用摩擦力的估計(jì)值來(lái)修正轉(zhuǎn)矩指令，不會(huì)成為精度高的摩擦補(bǔ)償。
[0021] 因此，由調(diào)整機(jī)構(gòu)將摩擦力的估計(jì)值與既定增益相乘來(lái)計(jì)算出修正值，并通過(guò)由 修正值修正轉(zhuǎn)矩指令。
[0022] 與摩擦力的估計(jì)值相乘的增益根據(jù)從機(jī)械裝置的位置指令至位置偏差的傳遞函 數(shù)的增益特性來(lái)確定。
[0023] 該傳遞函數(shù)是表示包含進(jìn)行摩擦補(bǔ)償?shù)目刂蒲b置及機(jī)械裝置在內(nèi)的整個(gè)機(jī)械系 統(tǒng)的特性的函數(shù)，包含有與位置偏差有關(guān)的信息。而且，從傳遞函數(shù)的增益特性能夠估計(jì)在 當(dāng)前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下產(chǎn)生何種程度的位置偏差，因此，能夠簡(jiǎn)單地將與摩擦力的估計(jì)值相乘的 增益最佳化。
[0024] 因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步提高機(jī)械裝置的位置控制的精度。
[0025] 上述第一方式中，所述增益優(yōu)選根據(jù)所述傳遞函數(shù)的增益特性的低頻區(qū)域與預(yù)先 設(shè)定的閾值所包圍的面積來(lái)確定。
[0026] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)單地確定與為了摩擦補(bǔ)償而計(jì)算出的摩擦力的估計(jì)值相乘 的增益。
[0027] 上述第一方式中，所述傳遞函數(shù)優(yōu)選通過(guò)線性分析來(lái)導(dǎo)出。
[0028] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)單地確定與為了摩擦補(bǔ)償而計(jì)算出的摩擦力的估計(jì)值相乘 的增益。
[0029] 本發(fā)明的第二方式所涉及的摩擦補(bǔ)償用增益確定方法為是在機(jī)械裝置的控制裝 置中使用的方法，所述控制裝置計(jì)算出機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦力的估計(jì)值，將計(jì)算出的所 述估計(jì)值與既定增益相乘來(lái)計(jì)算出修正值，用所述修正值將所述機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行 修正，所述方法中，導(dǎo)出從所述機(jī)械裝置的位置指令至位置偏差的傳遞函數(shù)，根據(jù)所述傳遞 函數(shù)的增益特性來(lái)確定所述增益。
[0030] 發(fā)明效果
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，具有能夠提進(jìn)一步高機(jī)械裝置的位置控制精度的優(yōu)異效果。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的機(jī)械系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的控制裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
[0034] 圖3是具有摩擦的機(jī)械裝置的框圖。
[0035] 圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的比例增益確定處理的流程的流程圖。
[0036]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的傳遞函數(shù)的增益特性的一例的曲線圖。
[0037] 圖6是表示成為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的評(píng)價(jià)值的面積的一例的曲線圖。
[0038] 圖7是表示針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的比例增益的評(píng)價(jià)值變化的一例的曲線 圖。
[0039] 圖8是表示對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的比例增益的位置偏差變化的一例的 曲線圖。
[0040] 圖9是表示成為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的評(píng)價(jià)值的面積的其他例的曲線圖。
[0041] 圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的控制裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的機(jī)械裝置的控制裝置及摩擦補(bǔ)償用增益確定方 法的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0043] 圖1是本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械系統(tǒng)10的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0044] 機(jī)械系統(tǒng)10具備機(jī)械裝置12及以機(jī)械裝置12為控制對(duì)象的控制裝置14。
[0045] 機(jī)械裝置12中，分別在驅(qū)動(dòng)軸20上設(shè)置有齒輪24,且在負(fù)荷軸22上設(shè)置有齒輪26， 該齒輪24、26彼此齒合而將驅(qū)動(dòng)軸20所具有的力傳遞至負(fù)荷軸22。驅(qū)動(dòng)軸20作為一例設(shè)為 馬達(dá)28的旋轉(zhuǎn)軸(所謂馬達(dá)軸），負(fù)荷軸22設(shè)為負(fù)荷30的旋轉(zhuǎn)軸。機(jī)械裝置12也可以具有傳 遞驅(qū)動(dòng)軸20與負(fù)荷軸22之間的力的中間軸。
[0046] 控制裝置14根據(jù)負(fù)荷軸22的位置與位置指令的偏差來(lái)控制機(jī)械裝置12。圖2是表 示本實(shí)施方式所涉及的控制裝置14的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
[0047] 控制裝置14由例如CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及計(jì)算機(jī)能夠讀取的記錄介質(zhì)等構(gòu)成。而且，用于實(shí)現(xiàn)控制裝置14的各種功能的 一系列處理中，作為一例，以程序形式記錄在記錄介質(zhì)等中，CPU將該程序讀出至RAM等中， 以執(zhí)行信息的加工、運(yùn)算處理，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。
[0048] 控制裝置14具備位置控制器30及速度控制器32。
[0049] 位置控制器30根據(jù)表示負(fù)荷軸22的位置（以下稱作"負(fù)荷位置"）的位置指令與負(fù) 荷位置的檢測(cè)值之間的偏差（以下稱作"位置偏差"），計(jì)算出表示驅(qū)動(dòng)軸20的速度的馬達(dá)速 度指令。由減法器34計(jì)算出位置偏差。
[0050] 位置控制器30中，作為一例，通過(guò)使用位置偏差的比例控制來(lái)計(jì)算出馬達(dá)速度指 令。負(fù)荷軸22的位置例如為角度，驅(qū)動(dòng)軸20的速度例如為角速度。
[0051] 速度控制器32根據(jù)由位置控制器30計(jì)算出的馬達(dá)速度指令與作為驅(qū)動(dòng)軸20(馬達(dá) 28)的角速度的馬達(dá)速度的檢測(cè)值之間的偏差（以下稱作"速度偏差"）來(lái)計(jì)算出表示驅(qū)動(dòng)軸 20的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩指令。由減法器36計(jì)算出馬達(dá)速度偏差。并且，速度控制器32中，作為一列， 通過(guò)使用馬達(dá)速度偏差的比例積分控制來(lái)計(jì)算出轉(zhuǎn)矩指令。
[0052]轉(zhuǎn)矩指令由放大器38放大之后被輸入至馬達(dá)28。馬達(dá)28根據(jù)已放大的轉(zhuǎn)矩指令來(lái) 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸20。
[0053] 并且，控制裝置14具備FF控制器40。
[0054] FF控制器40根據(jù)位置指令來(lái)計(jì)算出轉(zhuǎn)矩指令的修正值。該修正值由加法器42相加 到轉(zhuǎn)矩指令。即，F(xiàn)F控制器40為通過(guò)前饋來(lái)修正轉(zhuǎn)矩指令的控制器，作為一例，通過(guò)使用將 位置指令進(jìn)行二次微分的加速度的加速度前饋補(bǔ)償來(lái)計(jì)算出轉(zhuǎn)矩指令。控制裝置14也可以 不具備FF控制器40。
[0055]在此，圖3是表示具有摩擦的3慣性系統(tǒng)的機(jī)械裝置12的一例的框圖。
[0056]如圖3的例子中所示，3個(gè)慣性體(馬達(dá)、滾珠絲杠及負(fù)荷)分別相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)軸、中間 軸及負(fù)荷軸，且分別產(chǎn)生摩擦。
[0057]因此，控制裝置14中作為摩擦補(bǔ)償功能具備摩擦估計(jì)部44、振幅相位調(diào)整部46及 修正部48。
[0058]摩擦估計(jì)部44計(jì)算出機(jī)械裝置12中產(chǎn)生的摩擦力的估計(jì)值（以下稱作"摩擦估計(jì) 值"。）。本實(shí)施方式所涉及的摩擦估計(jì)部44通過(guò)在預(yù)先構(gòu)筑的摩擦模型上輸入馬達(dá)速度，從 而計(jì)算出摩擦估計(jì)值。
[0059] 然而，由于軸的扭曲、齒輪24、26的死區(qū)（機(jī)械間隙）的影響，會(huì)延緩力的傳遞，或發(fā) 生力的損失。因此，僅通過(guò)使用由摩擦估計(jì)部44計(jì)算出的摩擦估計(jì)值來(lái)修正轉(zhuǎn)矩指令，不會(huì) 成為精度較高的摩擦補(bǔ)償。
[0060] 因此，振幅相位調(diào)整部46通過(guò)將計(jì)算出的摩擦估計(jì)值與既定增益（以下稱作"比例 增益Kc"。）相乘來(lái)計(jì)算出摩擦修正值，從而能夠成為精度更高的摩擦補(bǔ)償。
[0061 ]修正部48通過(guò)從計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩指令減去摩擦修正值，來(lái)利用摩擦修正值對(duì)轉(zhuǎn)矩指 令進(jìn)行修正，并輸出至放大器38。
[0062]接著，對(duì)振幅相位調(diào)整部46中所使用的比例增益Kc的確定方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0063]比例增益Kc使用信息處理裝置來(lái)進(jìn)行預(yù)先確定。圖4是表示確定比例增益Kc的比 例增益確定處理流程的流程圖。比例增益確定處理以程序形式記錄在具有信息處理裝置的 記錄介質(zhì)等中。
[0064] 首先，在步驟IOO(SlOO)中臨時(shí)選擇振幅相位調(diào)整部46中所使用的比例增益Kc。本 實(shí)施方式中，作為一例，在〇至10的范圍內(nèi)以0.25單位臨時(shí)選擇比例增益Kc。
[0065] 在接下來(lái)的步驟102(S102)中，通過(guò)線性分析來(lái)導(dǎo)出從機(jī)械裝置12的位置指令至 位置偏差的傳遞函數(shù)。
[0066]該傳遞函數(shù)是將機(jī)械裝置12進(jìn)行模型化后，從機(jī)械裝置12的位置指令至位置偏差 的函數(shù)。即，傳遞函數(shù)是表示包含進(jìn)行摩擦補(bǔ)償?shù)目刂蒲b置14及機(jī)械裝置12在內(nèi)的整個(gè)機(jī) 械系統(tǒng)10的特性的函數(shù)，包含與位置偏差有關(guān)的信息。
[0067] 線性分析中的摩擦模型例如僅考慮與速度呈比例的粘性摩擦作為摩擦參數(shù)(粘性 摩擦參數(shù)）。并且，線性分析中，齒輪24、26的死區(qū)要素等是非線性要素，因此不考慮在內(nèi)。
[0068] 通過(guò)線性分析導(dǎo)出傳遞函數(shù)，從而能夠簡(jiǎn)單地確定后述比例增益Kc。
[0069] 在接下來(lái)的步驟104(S104)中，計(jì)算出已導(dǎo)出的傳遞函數(shù)的增益特性。根據(jù)傳遞函 數(shù)的增益特性容易提取上述與位置偏差有關(guān)的信息。
[0070] 圖5是表示本實(shí)施方式所涉及的傳遞函數(shù)的增益特性的一例的曲線圖，橫軸(X軸） 表示頻率、縱軸(y軸)表示增益。
[0071 ] 在接下來(lái)的步驟106(S106)中，根據(jù)增益特性計(jì)算出用于確定比例增益Kc的評(píng)價(jià) 值J。
[0072]具體而言，在步驟106(S106)中，以低頻區(qū)域(例如頻率為1以下的區(qū)域）中的傳遞 函數(shù)的增益特性與預(yù)先設(shè)定的閾值所包圍的面積作為評(píng)價(jià)值J來(lái)計(jì)算出。本實(shí)施方式中，將 閾值設(shè)為規(guī)定的增益（以下稱作"增益閾值"），作為一例，增益閾值設(shè)為_3dB。而且，如圖6所 示，計(jì)算出設(shè)為y = _3dB的增益閾值與增益特性所包圍的面積即評(píng)價(jià)值J。該評(píng)價(jià)值J為與位 置偏差有關(guān)的信息。
[0073] 將增益閾值與增益特性Gre( j ω )的交點(diǎn)上的頻率設(shè)為ω #寸，各比例增益Kc的評(píng)價(jià) 值J由下述(1)式表示。
[0074] 「數(shù)式 1]
[0075]
... ( 1 )
[0076] 表示該評(píng)價(jià)值J越大，位置偏差越小。
[0077]該傳遞函數(shù)是從位置指令至位置偏差的特性，因此表示增益越是在OdB以下，越不 易產(chǎn)生位置偏差。即，表示將增益為OdB以下的既定的區(qū)域進(jìn)行積分而得的值即評(píng)價(jià)值J越 大，位置偏差越小。
[0078]在接下來(lái)的步驟108 (S108)中，判定是否已臨時(shí)選擇所有比例增益Kc，當(dāng)為肯定判 定時(shí)，過(guò)渡到步驟110(SI 10)。另一方面，當(dāng)為否定判定時(shí)，過(guò)渡到步驟100(S100)，臨時(shí)選擇 新的比例增益Kc，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)于臨時(shí)選擇的比例增益Kc的評(píng)價(jià)值J。
[0079] 步驟110 (S110)中，比較臨時(shí)選擇的比例增益Kc的評(píng)價(jià)值J，導(dǎo)出評(píng)價(jià)值J成為最大 的比例增益Kc。
[0080] 圖7是表示針對(duì)比例增益Kc的評(píng)價(jià)值J的變化的一例的曲線圖。
[0081 ]圖7的例子中，在比例增益Kc = 3.25的情況下，評(píng)價(jià)值J成為最大。
[0082] 圖8是表示針對(duì)用于導(dǎo)出圖7所示結(jié)果的機(jī)械裝置12的模型將比例增益設(shè)為Kc = 0、1、2、3、4、5時(shí)的位置偏差的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖8中，橫軸設(shè)為時(shí)間，縱軸設(shè)為位置偏差。
[0083] 比例增益Kc = O時(shí)，即摩擦補(bǔ)償不發(fā)揮作用時(shí)，位置偏差最大。而且，比例增益Kc越 大，位置偏差越小，比例增益設(shè)為Kc = 3時(shí)的位置偏差在上述比例增益Kc中最小。另一方面， 比例增益Kc = 4、5時(shí)成為過(guò)補(bǔ)償，位置偏差變大。
[0084] 如圖8所示，在圖7的例子中評(píng)價(jià)值J成為最大的比例增益Kc = 3.25附近，比例增益 Kc = 3時(shí)的位置偏差最小。
[0085] 這樣，根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)10的傳遞函數(shù)的增益特性，能夠估計(jì)當(dāng)前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下發(fā)生何 種程度的位置偏差，因此能夠簡(jiǎn)單地將與摩擦估計(jì)值相乘的比例增益Kc最佳化。
[0086] 在接下來(lái)的步驟112 (SI 12)中，將評(píng)價(jià)值J成為最大的比例增益Kc的值確定為，實(shí) 際在振幅相位調(diào)整部46中使用的比例增益Kc，然后對(duì)振幅相位調(diào)整部46進(jìn)行設(shè)定，從而結(jié) 束比例增益確定處理。
[0087] 作為一例，可在機(jī)械系統(tǒng)10運(yùn)送前為了設(shè)定比例增益Kc而進(jìn)行比例增益確定處 理。并不限定于此，也可以連接機(jī)械系統(tǒng)10與信息處理裝置，并設(shè)為能夠在線確認(rèn)機(jī)械裝置 12的摩擦，當(dāng)更新機(jī)械裝置12的粘性摩擦參數(shù)時(shí)，執(zhí)行比例增益確定處理，從而在線重新設(shè) 定比例增益Kc。
[0088] 并且，上述實(shí)施方式中，根據(jù)增益閾值與增益特性所包圍的面積計(jì)算出評(píng)價(jià)值J， 但并不限定于此，也可以如圖9所示，根據(jù)對(duì)應(yīng)于增益閾值的頻率Co c(X=Coc)與增益特性所 包圍的面積計(jì)算出評(píng)價(jià)值J。
[0089] 在該方式的情況下，表示評(píng)價(jià)值J越小，位置偏差越小。
[0090] 并且，如圖10所示摩擦估計(jì)部44及振幅相位調(diào)整部46也可以作為FF控制器40的一 部分來(lái)配置。摩擦估計(jì)部44中輸入有由速度算出部50根據(jù)位置指令計(jì)算出的速度信號(hào)，通 過(guò)在摩擦估計(jì)部44的后級(jí)上配置振幅相位調(diào)整部46來(lái)計(jì)算出機(jī)械裝置12中產(chǎn)生的摩擦估 計(jì)值。而且，計(jì)算出的摩擦估計(jì)值被輸出至加算部48。
[0091] 并且，振幅相位調(diào)整部46也可以如(2)式所示進(jìn)行相位補(bǔ)償。（2)式中，Tl為相位超 前時(shí)間常數(shù)，T2為相位延遲時(shí)間常數(shù)。
[0092] 「撒忒91
[0093]
, .. - ( 2)
[0094] 如以上說(shuō)明，本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械裝置12的控制裝置14具備:速度控制器32， 計(jì)算出對(duì)機(jī)械裝置12的轉(zhuǎn)矩指令;摩擦估計(jì)部44，計(jì)算出機(jī)械裝置12中產(chǎn)生的摩擦力的估 計(jì)值;振幅相位調(diào)整部46,由摩擦估計(jì)部44估計(jì)的摩擦力與比例增益Kc相乘來(lái)計(jì)算出摩擦 修正值;及修正部48,使用由振幅相位調(diào)整部46計(jì)算出的摩擦修正值來(lái)修正轉(zhuǎn)矩指令。而 且，比例增益Kc根據(jù)從機(jī)械裝置12的位置指令至位置偏差的傳遞函數(shù)的增益特性來(lái)確定。
[0095] 接著，本實(shí)施方式所涉及的控制裝置14能夠進(jìn)一步提高機(jī)械裝置12的位置控制精 度。
[0096]以上，用上述實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上 述實(shí)施方式記載的范圍。在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以對(duì)上述實(shí)施方式加以多種 變更或改善，附加了該變更或改善的方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。并且，也可以對(duì)上 述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)組合。
[0097] 符號(hào)說(shuō)明
[0098] 10-機(jī)械系統(tǒng)，12-機(jī)械裝置，14-控制裝置，32-速度控制器，44-摩擦估計(jì)部，46-振 幅相位調(diào)整部，48-修正部。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種機(jī)械裝置的控制裝置，具備： 轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算機(jī)構(gòu)，計(jì)算出機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)矩指令； 摩擦估計(jì)機(jī)構(gòu)，計(jì)算出所述機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦力的估計(jì)值； 調(diào)整機(jī)構(gòu)，由所述摩擦估計(jì)機(jī)構(gòu)計(jì)算出的估計(jì)值與既定增益相乘來(lái)計(jì)算出修正值;及 修正機(jī)構(gòu)，用由所述調(diào)整機(jī)構(gòu)計(jì)算出的所述修正值來(lái)對(duì)由所述轉(zhuǎn)矩指令計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算 出的所述轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行修正； 所述增益根據(jù)從所述機(jī)械裝置的位置指令至位置偏差的傳遞函數(shù)的增益特性來(lái)確定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置的控制裝置，其中， 所述增益根據(jù)所述傳遞函數(shù)的增益特性的低頻區(qū)域與預(yù)先設(shè)定的閾值所包圍的面積 來(lái)確定。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械裝置的控制裝置，其中， 所述傳遞函數(shù)通過(guò)線性分析來(lái)導(dǎo)出。4. 一種摩擦補(bǔ)償用增益確定方法，該方法在機(jī)械裝置的控制裝置中使用，所述控制裝 置計(jì)算出機(jī)械裝置中產(chǎn)生的摩擦力的估計(jì)值，將計(jì)算出的所述估計(jì)值與既定增益相乘來(lái)計(jì) 算出修正值，用所述修正值將所述機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行修正，所述方法中， 導(dǎo)出從所述機(jī)械裝置的位置指令至位置偏差的傳遞函數(shù)， 根據(jù)所述傳遞函數(shù)的增益特性來(lái)確定所述增益。
【文檔編號(hào)】G05B13/02GK105849663SQ201580003413
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月20日
【發(fā)明人】望月慶佑, 粟屋伊智郎, 竹內(nèi)克佳, 倉(cāng)本博久
【申請(qǐng)人】三菱重工業(yè)株式會(huì)社