專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備使電動(dòng)機(jī)速度跟隨指令速度的速度控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的間隙補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
目前，在電動(dòng)機(jī)位置和負(fù)荷位置之間存在間隙的情況下，為了使負(fù)荷位置不是跟隨實(shí)際控制的電動(dòng)機(jī)位置，而跟隨指令位置，使控制器或電動(dòng)機(jī)控制裝置具備位置控制和速度控制兩者，對(duì)指令位置的方向反轉(zhuǎn)或位置偏差的符號(hào)反轉(zhuǎn)都進(jìn)行間隙補(bǔ)償和間隙加速處理。(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。但是，由于主控制器側(cè)的成本和應(yīng)用方面的課題，有時(shí)采用以在控制器側(cè)進(jìn)行位置控制，使電動(dòng)機(jī)速度跟隨該位置控制的輸出即模擬速度指令的方式，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行速度控制的結(jié)構(gòu)。在重視成本的本結(jié)構(gòu)中，在控制器側(cè)無(wú)間隙補(bǔ)償功能或者應(yīng)用上不能使用間隙補(bǔ)償功能的情況下，有時(shí)在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)謀求間隙補(bǔ)償。在該情況下，由于向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的輸入僅限于模擬的速度指令，所以不能在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)直接檢測(cè)取得間隙補(bǔ)償?shù)臅r(shí)刻時(shí)所需的指令位置的方向反轉(zhuǎn)或位置偏差的符號(hào)反轉(zhuǎn)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)平3-228106號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其將控制器側(cè)設(shè)置為計(jì)算作為位置指令與電動(dòng)機(jī)位置之差的位置偏差，將該位置偏差乘以比例增益而生成速度指令的位置比例控制，以電動(dòng)機(jī)速度跟隨所述速度指令的方式進(jìn)行速度控制，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于具備檢測(cè)所述速度指令的反轉(zhuǎn)的符號(hào)判定器，并且具備根據(jù)所述符號(hào)判定器的輸出對(duì)所述速度指令加上偏置電壓的偏置加法器。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)將控制器側(cè)限定為位置比例控制，能夠根據(jù)與位置偏差成比例的模擬速度指令的符號(hào)反轉(zhuǎn)推測(cè)位置指令或電動(dòng)機(jī)位置的反轉(zhuǎn)。由此，能夠掌握間隙補(bǔ)償?shù)拈_(kāi)始時(shí)刻，因此將相當(dāng)于間隙量的位置偏差乘以比例增益所得的模擬電壓作為偏置量與速度指令相加，從而能夠進(jìn)行間隙補(bǔ)償。另外，本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其將控制器側(cè)設(shè)置為計(jì)算作為位置指令與電動(dòng)機(jī)位置之差的位置偏差，將該位置偏差乘以比例增益而生成速度指令的位置比例控制，以電動(dòng)機(jī)速度跟隨所述速度指令的方式進(jìn)行速度控制，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于 具備檢測(cè)速度指令的反轉(zhuǎn)的符號(hào)判定器，并且具備根據(jù)符號(hào)判定器的輸出對(duì)至所述控制器的電動(dòng)機(jī)位置反饋加上偏置量的反饋修正器。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在模擬速度指令的符號(hào)反轉(zhuǎn)時(shí)刻對(duì)反饋位置僅以間隙量進(jìn)行修正。由此，能夠通過(guò)控制器側(cè)的位置控制將電動(dòng)機(jī)位置定位控制在僅以修正量錯(cuò)開(kāi)的位置。 其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)間隙補(bǔ)償。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。圖2A是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的各部信號(hào)波形的圖表。圖2B是將本發(fā)明實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的時(shí)間0. 5s附近的位置指令和電動(dòng)機(jī)位置放大的圖表。圖3是本發(fā)明實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。圖4A是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的各部信號(hào)波形的圖表。圖4B是將本發(fā)明實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的時(shí)間0. 5s附近的位置指令和電動(dòng)機(jī)位置和編碼器位置放大的圖表。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。(實(shí)施方式1)本發(fā)明中，使用圖1對(duì)實(shí)施方式1進(jìn)行說(shuō)明。圖1是本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。圖1中，控制器2通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)器202接收來(lái)自電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的電動(dòng)機(jī)位置反饋脈沖113，得到電動(dòng)機(jī)位置203。由減法器204將電動(dòng)機(jī)位置203與位置指令201進(jìn)行比較，得到位置偏差205。位置偏差205通過(guò)位置比例控制器206乘以位置比例增益而得到速度指令207。將其用D/A轉(zhuǎn)換器208轉(zhuǎn)換成模擬速度指令209，向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1輸
出ο電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1將來(lái)自控制器2的模擬速度指令209通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器101轉(zhuǎn)換成速度指令102，通常由偏置加法器105修正硬件電路的偏置電壓，生成修正后速度指令 106。速度控制器107以修正后速度指令106、和由速度運(yùn)算器110將來(lái)自編碼器4的編碼器位置109進(jìn)行了轉(zhuǎn)換后的電動(dòng)機(jī)速度111相一致的方式進(jìn)行動(dòng)作，控制流過(guò)電動(dòng)機(jī)3的電動(dòng)機(jī)電流108。電動(dòng)機(jī)速度也維持原狀地連接于脈沖發(fā)生器112，將電動(dòng)機(jī)移動(dòng)量作為脈沖輸出，且通過(guò)對(duì)該脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，由此可得到電動(dòng)機(jī)位置。在此，控制器2由位置比例控制構(gòu)成，由此，位置偏差205和模擬速度指令209的符號(hào)相一致。因此，通過(guò)設(shè)置在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)判定對(duì)模擬速度指令209進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而得的速度指令102的符號(hào)的符號(hào)判定器103，可以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)位置203的移動(dòng)方向。另外，在通過(guò)偏置加法器105施加一定的偏置值的情況下，在修正后速度指令106 為0的停止?fàn)顟B(tài)下，速度指令102為將上述的偏置值進(jìn)行了反轉(zhuǎn)的值，模擬速度指令209成為與速度指令102的模擬電壓相當(dāng)值。另外，控制器2的速度指令207為速度指令102的 D/A轉(zhuǎn)換前的值，結(jié)果位置偏差205成為D/A轉(zhuǎn)換前的值除以位置比例控制器206的比例增益得到的值，是穩(wěn)定的。即，在位置指令201 —定的情況下，當(dāng)由偏置加法器105操作偏置值時(shí)，可使位置偏差205、即電動(dòng)機(jī)位置203錯(cuò)位。通常，間隙補(bǔ)償(backlash compensation)僅在電動(dòng)機(jī)位置從基準(zhǔn)位置向一個(gè)方向動(dòng)作時(shí)修正電動(dòng)機(jī)位置，由此使負(fù)荷前端位置與指令位置相一致。使上述的符號(hào)判定器 103的輸出即符號(hào)信號(hào)104在速度指令為正時(shí)設(shè)為1，在速度指令為負(fù)時(shí)設(shè)為0。而且，將要進(jìn)行間隙補(bǔ)償?shù)奈灰瞥艘晕恢帽壤鲆嫠玫闹底鳛槠眯拚蹬c符號(hào)信號(hào)104相乘，將相乘所得的值在偏置加法器105中進(jìn)行加法運(yùn)算。其結(jié)果是，能夠僅在位置偏差205為正的情況下使電動(dòng)機(jī)位置203只偏移間隙補(bǔ)償量。 圖2A、2B表示對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行了模擬的結(jié)果。圖2A是表示本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的各部信號(hào)波形的圖表。圖2B是將本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的時(shí)間0. 5s附近的位置指令和電動(dòng)機(jī)位置放大后的圖表。圖2A表示使實(shí)線(xiàn)的位置指令201按cos波形變化時(shí)的電動(dòng)機(jī)位置203和位置偏差205。圖2A中，虛線(xiàn)表示無(wú)修正的情況，粗線(xiàn)表示有修正的情況。從圖2A可知，在進(jìn)行了修正時(shí)，僅在位置偏差為正時(shí)絕對(duì)值減小。另外，圖2B是將圖2A的時(shí)間0. 5s附近的位置指令201和電動(dòng)機(jī)位置203放大后的圖。從圖2B可知，與無(wú)修正的情況相比，有修正的情況下移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)時(shí)的電動(dòng)機(jī)位置203的返回早，其結(jié)果是位置偏差205減小。另外，根據(jù)符號(hào)信號(hào)104轉(zhuǎn)換上述偏置值，但在該變化引起振動(dòng)的情況下，也可以通過(guò)低通濾波器等進(jìn)行平滑化。另外，也可以以位置偏差205的變化成為所希望的曲線(xiàn)的方式調(diào)整偏置值的變化。(實(shí)施方式2)使用圖3對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。圖3是本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的框圖。圖3與圖1不同之處是，追加了反饋修正器114，符號(hào)判定器103的輸出即符號(hào)信號(hào)104被輸入反饋修正器114，而代替輸入偏置加法器105。在本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作中，偏置加法器105僅為了修正通常的模擬速度指令的基于未圖示的理由的偏置而使用。在反饋修正器114中，對(duì)于與實(shí)施方式1相同的符號(hào)信號(hào)104，在符號(hào)信號(hào)104從負(fù)向正變化時(shí)，將要進(jìn)行間隙補(bǔ)償?shù)奈灰屏繉?duì)電動(dòng)機(jī)速度111僅加一次，在符號(hào)信號(hào)104從正向負(fù)變化時(shí)，從電動(dòng)機(jī)速度111僅減去一次。由此，生成修正后電動(dòng)機(jī)速度115。與實(shí)施方式1相同，考慮到修正有效的情況下的停止?fàn)顟B(tài)，與實(shí)施方式1稍微不同，看起來(lái)位置偏差205、速度指令207、模擬速度指令209、速度指令102、修正后速度指令 106、電動(dòng)機(jī)速度111均為0。但是，在符號(hào)信號(hào)104從負(fù)向正變化時(shí)加上位移量，因此，來(lái)自脈沖發(fā)生器112的電動(dòng)機(jī)位置反饋脈沖113相應(yīng)地增大輸出。其結(jié)果是，控制器2識(shí)別的電動(dòng)機(jī)位置203相比編碼器4輸出的編碼器位置109以?xún)H錯(cuò)開(kāi)位移量的狀態(tài)穩(wěn)定。即，在作為真的電動(dòng)機(jī)位置的編碼器位置109從位置指令201僅錯(cuò)開(kāi)位移量的位置穩(wěn)定。圖4A、4B表示對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行了模擬的結(jié)果。向控制器2輸入與實(shí)施方式1相同的位置指令201，在位置偏差205在從負(fù)向正變化時(shí)，除去稍有的變化，有修正和無(wú)修正的位置偏差205 —致。但是，如圖4B中將電動(dòng)機(jī)位置203和編碼器位置109放大的結(jié)果所示， 與無(wú)修正的情況下的電動(dòng)機(jī)位置203 (=無(wú)修正的情況下的編碼器位置109)相比，有修正的情況下，在位置偏差205反轉(zhuǎn)的時(shí)刻，電動(dòng)機(jī)位置203向反方向僅以位移量急劇變化。得知，通過(guò)由控制器2的位置控制修正該位移量，真的電動(dòng)機(jī)位置即編碼器位置109的返回提早。另外，根據(jù)符號(hào)信號(hào)104轉(zhuǎn)換上述偏置值，但在該變化引起振動(dòng)的情況下，也可以通過(guò)低通濾波器等進(jìn)行平滑化。另外，也可以以編碼器位置109的變化成為所希望的曲線(xiàn)的方式調(diào)節(jié)偏置值的變化。 另外，與實(shí)施方式1和實(shí)施方式2共通，僅控制器側(cè)的位置控制成比例，如果位置偏差的符號(hào)信息被保持，則也可以采用其它控制方式。例如，對(duì)位置指令的差值乘以增益并與速度指令相加的速度前饋，只要在大于等于0小于1的范圍內(nèi)使用增益，則位置偏差的絕對(duì)值就減少，但符號(hào)信息被保持因而可以適用。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其將控制器側(cè)設(shè)置為計(jì)算作為位置指令與電動(dòng)機(jī)位置之差的位置偏差，將該位置偏差乘以比例增益而生成速度指令的位置比例控制，以電動(dòng)機(jī)速度跟隨所述速度指令的方式進(jìn)行速度控制，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于具備檢測(cè)所述速度指令的反轉(zhuǎn)的符號(hào)判定器，并且具備根據(jù)所述符號(hào)判定器的輸出對(duì)所述速度指令加上偏置電壓的偏置加法器。
2.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其將控制器側(cè)設(shè)置為計(jì)算作為位置指令與電動(dòng)機(jī)位置之差的位置偏差，將該位置偏差乘以比例增益而生成速度指令的位置比例控制，以電動(dòng)機(jī)速度跟隨所述速度指令的方式進(jìn)行速度控制，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于具備檢測(cè)所述速度指令的反轉(zhuǎn)的符號(hào)判定器，并且具備根據(jù)所述符號(hào)判定器的輸出對(duì)至所述控制器的電動(dòng)機(jī)位置反饋加上偏置量的反饋修正器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，在控制器中具備計(jì)算作為位置指令與電動(dòng)機(jī)位置之差的位置偏差，由將該位置偏差乘以比例增益的結(jié)果生成速度指令的位置比例控制器。在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，以電動(dòng)機(jī)速度跟隨速度指令的方式進(jìn)行控制，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具備檢測(cè)速度指令的反轉(zhuǎn)的符號(hào)判定器，并且具備根據(jù)符號(hào)判定器的輸出對(duì)速度指令加上偏置電壓的偏置加法器。
文檔編號(hào)H02P29/00GK102201784SQ20111005820
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者西園勝, 鈴木健一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社