电动机控制装置及电动机控制系统制造方法及图纸

技术编号:4266690 阅读:149 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种电动机控制装置,对提供给识别运算的输入信号设定最佳衰减增益。包括:零阶保持组件(26、27),周期性进行取样并保持;延迟组件(28、29),对零阶保持组件的输出信号进行1取样周期延迟;乘法器(30、31),对延迟组件的输出信号进行衰减;回归向量生成部(33),将乘法器的输出信号作为输入,生成回归向量;离散系统参数推定部(34),将回归向量作为输入,离散地推定参数向量;和自动增益控制部(32),将零阶保持组件(26、27)的输出信号作为输入信号,输出乘法器的增益设定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种识别参数进行速度控制的电动机控制装置和电动机控制系统。
技术介绍
作为用于工业机械(半导体制造装置、工作机械、射出成形机)等的电动机控制装置,已知一种技术是在实际运转过程中识别总惯性矩、粘性摩擦系数和恒定的外扰转矩等机械系统参数,并将该识别结果用于速度控制器等控制器参数的自动设定上。例如,在专利文献1中公开了一项技术,使用正转时和反转时的各个电动机转矩、加速度和电动机速度的时序数据,通过递归最小二乘法,进行上述的机械系统参数的识别。 此外,作为更为一般的控制参数的自动设定技术,例如非专利文献1所述的自校正调节器的技术,通过对给控制对象的输入信号和来自控制对象的输出信号的时序数据使用递归最小二乘法,来识别Plant传递函数。另外,作为用运算字符长度较短的处理器高精度地进行上述那些技术所使用的递归最小二乘法运算的算法,已知有UD分解算法(UD分解过滤器),它在非专利文献2中有详细记述。此外,将UD分解算法用于识别机构的技术,在专利文献2中得到公开。 专利文献1特开2005-168166号公报 专利文献2特开昭64-84303号公报 非专利文献1铃木隆著“自适应控制”,CORONA社,2001年,第1章 非专利文献2饭国洋二著“自适应信号处理算法”,培风馆,2000年,第4章 在UD分解算法的技术中,在给予识别运算的输入信号的绝对值过大的情况下,递归最小二乘法运算中有可能发生溢出。尤其是因固定小数点运算可表现的数值动态范围很低,在执行递归最小二乘法的情况下,溢出很容易发生。 针对这一问题,一般的解决办法是,在递归最小二乘法运算的输入部上放入衰减器(大于0小于1的衰减增益),但存在以下问题衰减增益过大时(衰减率小),因溢出导致的识别误差增大;衰减增益过小时(衰减率大),因输入信号取整误差而导致的识别误差增大。此外,作为其它解决手段,虽然也有对运算结果使用限幅器来避免溢出的简单方法,但又会产生饱和引起的运算误差,导致识别精度低下的问题。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决这些问题点而提出的,课题是提供一种电动机控制装置和电动机控制系统,无论电动机旋转速度检出值的数值如何,都能抑制溢出运算的发生。 为了解决上述课题,本专利技术的电动机控制装置, 电动机控制装置,具备速度控制器,根据电动机的旋转速度检出值与电动机旋转速度指令值之间的偏差,输出转矩电流指令值;电流控制器,根据所述转矩电流指令值与作为所述电动机中的驱动电流的转矩电流成分的转矩电流检出值之间的偏差,生成控制所述驱动电流的控制信号;和自动调谐部,使用所述电动机的电动机转矩值和所述旋转速度检出值这双方,自动调整所述速度控制器的控制参数,所述电动机控制装置,控制所述电动机,使所述旋转速度检出值接近所述电动机旋转速度指令值,其特征在于,所述自动调谐部包括输入所述电动机旋转速度检出值的第1低通滤波器;输入所述电动机转矩值的第2低通滤波器;使用所述第1低通滤波器的输出信号和所述第2低通滤波器的输出信号,离散地识别参数向量的参数识别器;和将所述参数向量转换成所述速度控制器的控制参数的离散系统/连续系统的参数转换部,所述参数识别器包括第1零阶保持组件,以一定周期对所述第1低通滤波器的输出信号进行取样;第2零阶保持组件,以一定周期对所述第2低通滤波器的输出信号进行取样;回归向量生成部,使用所述第1零阶保持组件的输出信号和所述第2零阶保持组件的输出信号,生成回归向量;2个乘法器,对所述第1零阶保持组件、所述第2零阶保持组件以及它们的延迟信号,还有所述回归向量生成部的输出信号中的任意2个信号进行衰减;离散系统参数推定部,根据所述2个乘法器的输出信号以及所述回归向量生成部的输出信号中的任意2个信号,离散地运算所述参数向量;和自动增益控制部,使用第1零阶保持组件的输出信号和所述第2零阶保持组件的输出信号,运算所述2个乘法器的增益。 由此,信号的大小就被2个乘法器衰减,所以,即便像固定小数点运算那样动态范围受到限制,也可以在进行识别运算时抑制溢出运算的发生。此外,由于可以对提供给识别运算的旋转速度检出值设定最佳的衰减增益,所以,可以提高识别精度。这样,就可以进行控制参数的高精度的自动设定,实现更简单的高性能的控制。 根据本专利技术,无论电动机旋转速度检出值的数值如何,都能抑制溢出运算的发生。 附图说明 图1是本专利技术的一个实施方式的电动机控制系统的构成图。 图2是本专利技术的第1实施方式的参数识别器的构成图。 图3是本专利技术的第1实施方式的自动增益控制部工作信号发生器AGI的构成图。 图4是本专利技术的第1实施方式的自动增益控制部AGCI的构成图。 图5是本专利技术的第1实施方式的回归向量生成部的构成图。 图6是离散系统参数推定部的构成图。 图7是预测器的构成图。 图8是参数向量运算器的构成图。 图9是f向量运算器的构成图。 图10是g向量运算器的构成图。 图11是α·μ运算器的构成图。 图12是U矩阵运算器的构成图。 图13是D矩阵运算器的构成图。 图14是增益向量运算器的构成图。 图15是表示第1实施方式的动作的流程图。 图16是表示第1实施方式的动作波形的示意图。 图17是表示第1实施方式与比较例的动作波形图。 图18是本专利技术的第2实施方式的参数识别器的构成图。 图19是本专利技术的第2实施方式的自动增益控制部AGC的构成图。 图20是表示第2实施方式的动作的流程图。 图中1-电动机,2-负载(驱动对象负载),3-连结轴,4-电力转换器,5-速度计算器,6-电流检测器,7、10、124-减法器,8-电流控制器,9-速度控制器,12-积分增益,13-积分器,14、16、93、146、165、168、185、226、231、256、259-加法器,11、15、17-比例增益,18、275、279-增益,19、350-参数识别器,21、22-低通滤波器,23-参数识别器工作信号发生器(IDA),24-自动增益控制部工作信号发生器(AGI),25-离散系统/连续系统参数转换部,26、27-零阶保持组件,28、29、71、73、75、86、113、166、169、257、276、280-1取样延迟组件,30、31、91、92、145、164、167、184、205、207、225、230、255、258、274、278-乘法器,32-自动增益控制部(AGCI),33-回归向量生成部,34-离散系统参数推定部,35-离散系统参数推定部工作信号发生器(PVAI),36-一阶延迟滤波器,37-自动调谐部,38-位置检测器,39-位置检测器,70-参数识别器工作信号Id_act,72-OR逻辑元件,74-XOR逻辑元件,76-自动增益控制部工作信号Agc_act,84、85、374、375-绝对值运算器,90-最小值比较选择元件,89、96、228、273、277、294、295-除法器,94-开方运算器,114、229-符号反转器,123-预测器,125-参数向量运算器,127-f向量运算器,128-g向量运算器,129-α·μ运算器,130-U矩阵运算器,131-D矩阵运算器,132-增益向量运算器,115、142、143、163、170、183、186、本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电动机控制装置,具备:速度控制器,根据电动机的旋转速度检出值与电动机旋转速度指令值之间的偏差,输出转矩电流指令值;电流控制器,根据所述转矩电流指令值与作为所述电动机中流动的驱动电流的转矩电流成分的转矩电流检出值之间的偏差,生成控制所述驱动电流的控制信号;和自动调谐部,使用所述电动机的电动机转矩值和所述旋转速度检出值这双方,自动调整所述速度控制器的控制参数,所述电动机控制装置,控制所述电动机,使所述旋转速度检出值接近所述电动机旋转速度指令值,其特征在于, 所述自动调谐 部包括: 输入所述电动机旋转速度检出值的第1低通滤波器;输入所述电动机转矩值的第2低通滤波器; 使用所述第1低通滤波器的输出信号和所述第2低通滤波器的输出信号,离散地识别参数向量的参数识别器;和 将所述参数向量转换成所述速 度控制器的控制参数的离散系统/连续系统的参数转换部, 所述参数识别器包括: 第1零阶保持组件,以一定周期对所述第1低通滤波器的输出信号进行取样; 第2零阶保持组件,以一定周期对所述第2低通滤波器的输出信号进行取样;  回归向量生成部,使用所述第1零阶保持组件的输出信号和所述第2零阶保持组件的输出信号,生成回归向量; 2个乘法器,对所述第1零阶保持组件、所述第2零阶保持组件以及它们的延迟信号,还有所述回归向量生成部的输出信号中的任意2个信号进行衰减;  离散系统参数推定部,根据所述2个乘法器的输出信号以及所述回归向量生成部的输出信号中的任意2个信号,离散地运算所述参数向量;和 自动增益控制部,使用第1零阶保持组件的输出信号和所述第2零阶保持组件的输出信号,运算所述2个乘法器的 增益。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:名仓宽和大桥敬典高野裕理
申请(专利权)人:株式会社日立产机系统
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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