專利名稱：電動機驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及具備使電動機速度跟隨指令速度的速度控制的電動機驅(qū)動裝置的間隙補償方法。
背景技術(shù)：
目前，在電動機位置和負荷位置之間存在間隙的情況下，為了使負荷位置不是跟隨實際控制的電動機位置，而跟隨指令位置，使控制器或電動機控制裝置具備位置控制和速度控制兩者，對指令位置的方向反轉(zhuǎn)或位置偏差的符號反轉(zhuǎn)都進行間隙補償和間隙加速處理。(例如參照專利文獻1)。但是，由于主控制器側(cè)的成本和應用方面的課題，有時采用以在控制器側(cè)進行位置控制，使電動機速度跟隨該位置控制的輸出即模擬速度指令的方式，由電動機驅(qū)動裝置進行速度控制的結(jié)構(gòu)。在重視成本的本結(jié)構(gòu)中，在控制器側(cè)無間隙補償功能或者應用上不能使用間隙補償功能的情況下，有時在電動機驅(qū)動裝置側(cè)謀求間隙補償。在該情況下，由于向電動機驅(qū)動裝置的輸入僅限于模擬的速度指令，所以不能在電動機驅(qū)動裝置側(cè)直接檢測取得間隙補償?shù)臅r刻時所需的指令位置的方向反轉(zhuǎn)或位置偏差的符號反轉(zhuǎn)。專利文獻1 特開平3-228106號公報
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電動機驅(qū)動裝置，其將控制器側(cè)設置為計算作為位置指令與電動機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，以電動機速度跟隨所述速度指令的方式進行速度控制，該電動機驅(qū)動裝置的特征在于具備檢測所述速度指令的反轉(zhuǎn)的符號判定器，并且具備根據(jù)所述符號判定器的輸出對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反轉(zhuǎn)推測位置指令或電動機位置的反轉(zhuǎn)。由此，能夠掌握間隙補償?shù)拈_始時刻，因此將相當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，從而能夠進行間隙補償。另外，本發(fā)明提供一種電動機驅(qū)動裝置，其將控制器側(cè)設置為計算作為位置指令與電動機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，以電動機速度跟隨所述速度指令的方式進行速度控制，該電動機驅(qū)動裝置的特征在于 具備檢測速度指令的反轉(zhuǎn)的符號判定器，并且具備根據(jù)符號判定器的輸出對至所述控制器的電動機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反轉(zhuǎn)時刻對反饋位置僅以間隙量進行修正。由此，能夠通過控制器側(cè)的位置控制將電動機位置定位控制在僅以修正量錯開的位置。 其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)間隙補償。
圖1是本發(fā)明實施方式1的電動機驅(qū)動裝置的框圖。圖2A是表示本發(fā)明實施方式1的電動機驅(qū)動裝置的各部信號波形的圖表。圖2B是將本發(fā)明實施方式1的電動機驅(qū)動裝置的時間0. 5s附近的位置指令和電動機位置放大的圖表。圖3是本發(fā)明實施方式2的電動機驅(qū)動裝置的框圖。圖4A是表示本發(fā)明實施方式2的電動機驅(qū)動裝置的各部信號波形的圖表。圖4B是將本發(fā)明實施方式2的電動機驅(qū)動裝置的時間0. 5s附近的位置指令和電動機位置和編碼器位置放大的圖表。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。(實施方式1)本發(fā)明中，使用圖1對實施方式1進行說明。圖1是本實施方式的電動機驅(qū)動裝置的框圖。圖1中，控制器2通過脈沖計數(shù)器202接收來自電動機驅(qū)動裝置1的電動機位置反饋脈沖113，得到電動機位置203。由減法器204將電動機位置203與位置指令201進行比較，得到位置偏差205。位置偏差205通過位置比例控制器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，向電動機驅(qū)動裝置1輸
出ο電動機驅(qū)動裝置1將來自控制器2的模擬速度指令209通過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、和由速度運算器110將來自編碼器4的編碼器位置109進行了轉(zhuǎn)換后的電動機速度111相一致的方式進行動作，控制流過電動機3的電動機電流108。電動機速度也維持原狀地連接于脈沖發(fā)生器112，將電動機移動量作為脈沖輸出，且通過對該脈沖進行計數(shù)，由此可得到電動機位置。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的符號相一致。因此，通過設置在電動機驅(qū)動裝置側(cè)判定對模擬速度指令209進行A/D轉(zhuǎn)換而得的速度指令102的符號的符號判定器103，可以檢測電動機位置203的移動方向。另外，在通過偏置加法器105施加一定的偏置值的情況下，在修正后速度指令106 為0的停止狀態(tài)下，速度指令102為將上述的偏置值進行了反轉(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，當由偏置加法器105操作偏置值時，可使位置偏差205、即電動機位置203錯位。通常，間隙補償(backlash compensation)僅在電動機位置從基準位置向一個方向動作時修正電動機位置，由此使負荷前端位置與指令位置相一致。使上述的符號判定器 103的輸出即符號信號104在速度指令為正時設為1，在速度指令為負時設為0。而且，將要進行間隙補償?shù)奈灰瞥艘晕恢帽壤鲆嫠玫闹底鳛槠眯拚蹬c符號信號104相乘，將相乘所得的值在偏置加法器105中進行加法運算。其結(jié)果是，能夠僅在位置偏差205為正的情況下使電動機位置203只偏移間隙補償量。 圖2A、2B表示對上述內(nèi)容進行了模擬的結(jié)果。圖2A是表示本實施方式的電動機驅(qū)動裝置的各部信號波形的圖表。圖2B是將本實施方式的電動機驅(qū)動裝置的時間0. 5s附近的位置指令和電動機位置放大后的圖表。圖2A表示使實線的位置指令201按cos波形變化時的電動機位置203和位置偏差205。圖2A中，虛線表示無修正的情況，粗線表示有修正的情況。從圖2A可知，在進行了修正時，僅在位置偏差為正時絕對值減小。另外，圖2B是將圖2A的時間0. 5s附近的位置指令201和電動機位置203放大后的圖。從圖2B可知，與無修正的情況相比，有修正的情況下移動方向反轉(zhuǎn)時的電動機位置203的返回早，其結(jié)果是位置偏差205減小。另外，根據(jù)符號信號104轉(zhuǎn)換上述偏置值，但在該變化引起振動的情況下，也可以通過低通濾波器等進行平滑化。另外，也可以以位置偏差205的變化成為所希望的曲線的方式調(diào)整偏置值的變化。(實施方式2)使用圖3對本發(fā)明的實施方式2進行說明。圖3是本實施方式的電動機驅(qū)動裝置的框圖。圖3與圖1不同之處是，追加了反饋修正器114，符號判定器103的輸出即符號信號104被輸入反饋修正器114，而代替輸入偏置加法器105。在本實施方式的電動機驅(qū)動裝置的動作中，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，對于與實施方式1相同的符號信號104，在符號信號104從負向正變化時，將要進行間隙補償?shù)奈灰屏繉﹄妱訖C速度111僅加一次，在符號信號104從正向負變化時，從電動機速度111僅減去一次。由此，生成修正后電動機速度115。與實施方式1相同，考慮到修正有效的情況下的停止狀態(tài)，與實施方式1稍微不同，看起來位置偏差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、電動機速度111均為0。但是，在符號信號104從負向正變化時加上位移量，因此，來自脈沖發(fā)生器112的電動機位置反饋脈沖113相應地增大輸出。其結(jié)果是，控制器2識別的電動機位置203相比編碼器4輸出的編碼器位置109以僅錯開位移量的狀態(tài)穩(wěn)定。即，在作為真的電動機位置的編碼器位置109從位置指令201僅錯開位移量的位置穩(wěn)定。圖4A、4B表示對上述內(nèi)容進行了模擬的結(jié)果。向控制器2輸入與實施方式1相同的位置指令201，在位置偏差205在從負向正變化時，除去稍有的變化，有修正和無修正的位置偏差205 —致。但是，如圖4B中將電動機位置203和編碼器位置109放大的結(jié)果所示， 與無修正的情況下的電動機位置203 (=無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)的時刻，電動機位置203向反方向僅以位移量急劇變化。得知，通過由控制器2的位置控制修正該位移量，真的電動機位置即編碼器位置109的返回提早。另外，根據(jù)符號信號104轉(zhuǎn)換上述偏置值，但在該變化引起振動的情況下，也可以通過低通濾波器等進行平滑化。另外，也可以以編碼器位置109的變化成為所希望的曲線的方式調(diào)節(jié)偏置值的變化。 另外，與實施方式1和實施方式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信息被保持，則也可以采用其它控制方式。例如，對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，則位置偏差的絕對值就減少，但符號信息被保持因而可以適用。
權(quán)利要求
1.一種電動機驅(qū)動裝置，其將控制器側(cè)設置為計算作為位置指令與電動機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，以電動機速度跟隨所述速度指令的方式進行速度控制，所述電動機驅(qū)動裝置的特征在于具備檢測所述速度指令的反轉(zhuǎn)的符號判定器，并且具備根據(jù)所述符號判定器的輸出對所述速度指令加上偏置電壓的偏置加法器。
2.一種電動機驅(qū)動裝置，其將控制器側(cè)設置為計算作為位置指令與電動機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，以電動機速度跟隨所述速度指令的方式進行速度控制，所述電動機驅(qū)動裝置的特征在于具備檢測所述速度指令的反轉(zhuǎn)的符號判定器，并且具備根據(jù)所述符號判定器的輸出對至所述控制器的電動機位置反饋加上偏置量的反饋修正器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動機驅(qū)動裝置，在控制器中具備計算作為位置指令與電動機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。在電動機驅(qū)動裝置中，以電動機速度跟隨速度指令的方式進行控制，該電動機驅(qū)動裝置具備檢測速度指令的反轉(zhuǎn)的符號判定器，并且具備根據(jù)符號判定器的輸出對速度指令加上偏置電壓的偏置加法器。
文檔編號H02P29/00GK102201784SQ20111005820
公開日2011年9月28日 申請日期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 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社