(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の駆動の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、
前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記電動機の加速時に前記速度検出値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、
前記速度検出値の変化幅が所定値以下になると、
前記速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項２】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の駆動の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、
前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記電動機の減速時に前記速度検出値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、
前記速度検出値の変化幅が所定値以下になると、
前記速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項３】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動にて変位させる位置を指令する位置指令値と前記電動機の駆動により変位する位置を検出した位置検出値の入力を受け、前記電動機の速度の指令値となる速度指令値を得る位置制御部と、
前記速度指令値と前記電動機の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を得る速度制御部と、
前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記電動機の加速時に前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、
前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以下になると、
前記速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項４】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動にて変位させる位置を指令する位置指令値と前記電動機の駆動により変位する位置を検出した位置検出値の入力を受け、前記電動機の速度の指令値となる速度指令値を得る位置制御部と、
前記速度指令値と前記電動機の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を得る速度制御部と、
前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記電動機の減速時に前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、
前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以下になると、
前記速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記トルク電流検出値を用いて求めた加減速トルク推定値と、
前記速度検出値の微分値から前記イナーシャ推定値を求めることを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項６】
請求項５のオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記トルク電流検出値から、前記速度検出値の変化幅が所定値以下の時のトルク電流検出値を減算して、前記加減速トルク推定値を求めることを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記位置検出値の微分値あるいは前記速度検出値の変化幅の所定値を略零とすることを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項８】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、
前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記電動機の加速時に前記速度検出値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記電力変換器からのトルク電流を検出したトルク電流検出値を用いて負荷トルク推定値を求め、
前記負荷トルク推定値が所定値以上で、
前記負荷トルク推定値が所定値以下の場合に求めたイナーシャ推定値を用いて速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項９】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、
前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記電動機の減速時に前記速度検出値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記電力変換器からのトルク電流を検出したトルク電流検出値を用いて負荷トルク推定値を求め、
前記負荷トルク推定値が所定値以上で、
前記負荷トルク推定値が所定値以下の場合に求めたイナーシャ推定値を用いて速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９のオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記トルク電流検出値から、
前記速度検出値の微分値と前記イナーシャ推定値との乗算した値を減算することにより前記負荷トルク推定値を求めることを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項１１】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の駆動の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、
前記トルク電流指令値に従い前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えた電動機のサーボ制御装置において、
前記電動機の加速時に速度検出値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記電力変換器からのトルク電流を検出したトルク電流検出値が所定値以上で、
前記トルク電流検出値が所定値以下の場合に求めたイナーシャ推定値を用いて速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項１２】
電動機を駆動する電力変換器と、
前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の駆動の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、
前記トルク電流指令値に従い前記電力変換器を制御する電流制御部と
を備えた電動機のサーボ制御装置において、
前記電動機の減速時に速度検出値の変化幅が所定値以上で、
前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記電力変換器からのトルク電流を検出したトルク電流検出値が所定値以上で、
前記トルク電流検出値が所定値以下の場合に求めたイナーシャ推定値を用いて速度制御部の設定定数を設定することを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２のオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、
前記トルク電流検出値の所定値を、前記速度制御部の制限値とすることを特徴とするオンラインオートチューニングサーボ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用機械（半導体製造装置、工作機械、射出成形機）などの制御装置などを提供する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、速度制御部の制御定数を演算する際に用いる機械のイナーシャ（以下、負荷イナーシャ）値は、実運転を行う前に所定の運転パターンにより試運転を行い、電動機の発生トルクと加減速時間、回転速度の関係より算出するのが一般的である。しかし、実運転中に負荷イナーシャ値が変動する場合においては、速度制御部の制御定数を適切に設定することができず、位置決め時の性能低下（オーバシュート大、整定時間過大など）を招く問題があった。
【０００３】
なお、試運転時におけるイナーシャ推定の関係特許としては、特開昭６１−８８７８０がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、実運転中に負荷イナーシャ変動が生じた場合においても、高精度なイナーシャ推定を行い、速度制御部の設定定数を自動修正することにより、高性能な位置決めを実現するサーボ制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴は、速度指令値の変化幅が所定値以上であれば、トルク電流指令値と速度指令値よりイナーシャ推定値を求め、前記速度指令値の変化幅が所定値以下であれば、求めたイナーシャ推定値に基づいて速度制御部の設定定数を自動修正することである。更に、イナーシャ推定演算時に、「負荷トルク変動」、「トルク電流制限」を検出し、検出の際には、検出前のイナーシャ推定値に基づいて速度制御部の設定定数を自動修正することを特徴とする。
また、上記目的を達成する為に、以下のようにしている。
電動機を駆動する電力変換器と、前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の駆動の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部とを備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、前記電動機の加速時に前記速度検出値の変化幅が所定値以上で、前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記速度検出値の変化幅が所定値以下になると、前記速度制御部の設定定数を設定するようにしている。
電動機を駆動する電力変換器と、前記電動機の駆動の速度の指令値となる速度指令値と前記電動機の駆動の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を出力する速度制御部と、前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部とを備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、前記電動機の減速時に前記速度検出値の変化幅が所定値以上で、前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記速度検出値の変化幅が所定値以下になると、前記速度制御部の設定定数を設定するようにしている。
電動機を駆動する電力変換器と、前記電動機の駆動にて変位させる位置を指令する位置指令値と前記電動機の駆動により変位する位置を検出した位置検出値の入力を受け、前記電動機の速度の指令値となる速度指令値を得る位置制御部と、前記速度指令値と前記電動機の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を得る速度制御部と、前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部とを備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、前記電動機の加速時に前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以上で、前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以下になると、前記速度制御部の設定定数を設定するようにしている。
電動機を駆動する電力変換器と、前記電動機の駆動にて変位させる位置を指令する位置指令値と前記電動機の駆動により変位する位置を検出した位置検出値の入力を受け、前記電動機の速度の指令値となる速度指令値を得る位置制御部と、前記速度指令値と前記電動機の速度を検出した速度検出値の入力を受け、トルク電流指令値を得る速度制御部と、前記トルク電流指令値を受け、前記電力変換器を制御する電流制御部とを備えたオンラインオートチューニングサーボ制御装置において、前記電動機の減速時に前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以上で、前記電動機に接続される負荷の慣性モーメントであるイナーシャの値を推定するイナーシャ推定値を求め、前記位置指令値の微分値あるいは前記速度指令値の変化幅が所定値以下になると、前記速度制御部の設定定数を設定するようにしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
【０００７】
図１は本発明の一実施例である電動機のオンラインオートチューニングサーボ制御装置の構成例を示す。
【０００８】
１は電動機、２は電圧指令値Ｖ1*に比例した出力電圧Ｖ1を出力し電動機１を駆動する電力変換器、３は電力変換器２の出力であるトルク電流値Ｉqを検出する電流検出器、４はトルク電流指令値Ｉq*とトルク電流検出値Ｉqの偏差に応じてＶ1*を演算する電流制御部、５は電動機１の速度Ｎを検出する速度検出器、６は速度指令値Ｎ*と速度検出値Ｎとの偏差信号を入力しトルク電流指令値Ｉq*を出力する速度制御部、７は速度指令値Ｎ*とトルク電流指令値Ｉq*を入力し、速度制御部６の制御設定定数を自動修正するオンラインオートチューニング部である。
【０００９】
オンラインオートチューニング部７は、タイミング設定部７１、イナーシャ推定部７２および制御定数設定部７３より構成される。
【００１０】
タイミング設定部７１では、速度指令値Ｎ*に応じてイナーシャ推定部７２にタイミング信号flg1を、制御設定部７３にはタイミング信号flg2を出力する。イナーシャ推定部７２では速度指令値Ｎ*およびトルク電流指令値Ｉq*とタイミング信号flg1より推定イナーシャ比Ｋを出力し、制御定数設定部７３では推定イナーシャ比Ｋとタイミング信号flg2を用いて速度制御部６の設定定数を修正する。
【００１１】
次に、本発明の特徴的な構成であるオンラインオートチューニング部７について詳細に説明する。まず最初に、タイミング設定部７１の構成を図２を用いて説明する。
【００１２】
タイミング設定部７１に入力された速度指令値Ｎ*は、サンプルホールド器７１１に入力され、７１１では１サンプリング周期前の指令値Ｎ* (n-1)を出力し、速度指令値Ｎ*と共に減算器７１２に入力される。比較器７１３では減算器７１２の出力結果ΔＮ*と速度変化幅設定値ΔＮ*setが入力され、タイミング信号flg1とタイミング信号flg2が出力される。これらの信号の特性は次のようになる。
【００１３】
ΔＮ*＞ΔＮ*setの場合： flg1 = 1
ΔＮ*≦ΔＮ*setの場合： flg1 = 0
また、flg1が「１」から「０」になる瞬間 ：flg2 = 1
その他                          ：flg2 = 0
次に図３を用いて、タイミング設定部７１、イナーシャ推定部７２、制御定数設定部７３の一連の動作タイミングについて説明する。
【００１４】
まず、速度指令値Ｎ*が加減速状態にある場合（図中のタイミング信号flg1が「１」の区間：イナーシャ推定区間）においては、イナーシャ推定部７２において推定イナーシャ比Ｋの演算を行い、速度指令値Ｎ*が一定速状態に入ると（図中のタイミング信号flg1が「０」の区間）、推定イナーシャ比Ｋの演算を終了する。また、タイミング信号flg1が「１」から「０」になる時（図中のａ点）からが、前述の推定イナーシャ比Ｋに基づいて制御定数を修正する区間（制御定数設定区間）であり、この修正動作に基づいて速度制御部６の制御定数を修正し、次のイナーシャ推定動作が終了するまで反映する（タイミング信号flg1が次に「１」から「０」になる図中のｂ点まで）。そして、ｂ点においてイナーシャ推定動作が終了すると、新たに推定した推定イナーシャ比Ｋに基づいて、前回と同様に速度制御部６の制御定数を修正する。
【００１５】
更に、前述のタイミング信号flg1を基準にしてイナーシャ推定を行うイナーシャ推定部７２の構成を、図４を用いて説明する。イナーシャ推定部７２に入力されたトルク電流指令値Ｉq*は、タイミング信号flg1と共にサンプルホールド器７２１Ａに入力される。７２１Ａでは、タイミング信号flg1の状態を見て、トルク電流指令値Ｉq*を保持した信号Ｉq*holdを出力する。トルク電流指令値Ｉq*を保持するタイミングは、タイミング信号flg1が「０」から「１」になる瞬間である。保持値Ｉq*holdはトルク電流指令値Ｉq*と共に減算器７２２に入力され、減算器７２２では信号ΔＩq*を出力する。一方、速度指令値Ｎ*は微分器７２５に入力され、微分器７２５の出力は、電動機１の単体イナーシャ値Ｊm0７２６と共に乗算器７２３に入力され、乗算器７２３では信号ΔＩq0*を出力する。また、信号ΔＩq0*は減算器７２２の出力信号ΔＩq*と共に除算器７２４に入力され、除算器７２４の出力はタイミング信号flg1と共にサンプルホールド回路７２１Ｂに入力される。サンプルホールド回路７２１Ｂでは、除算器７２４の出力信号を、タイミング信号flg1が「１」から「０」になる瞬間に保持し、推定イナーシャ比Ｋを出力する。
【００１６】
また、トルク電流指令値Ｉq*には、「加減速トルク成分」と「負荷トルク成分」の２成分が含まれており、前記「加減速トルク成分」にイナーシャ情報が含まれている。正確なイナーシャ値を算出するためには、イナーシャ推定演算部においてトルク電流指令値Ｉq*から「負荷トルク成分」を排除する必要がある。
【００１７】
次に、図５を用いてこの「負荷トルク成分」を排除するタイミングについて説明する。速度指令値Ｎ*が一定速状態となる状態においては（図中のタイミング信号flg1が「０」の区間）、「加減速トルク成分」が零となることから、トルク電流指令値Ｉq*は「負荷トルク成分」のみとなる。そこで、イナーシャ推定動作が開始される直前（図中のタイミング信号flg1が「０」から「１」になる瞬間）のトルク電流指令値Ｉq*を「負荷トルク成分」の推定値Ｉq*holdとし、この値をトルク電流指令値Ｉq*より減算することにより「加減速トルク成分」ΔＩq*を算出することができる。
【００１８】
ここで、推定イナーシャ比Ｋの算出方法について説明すると、加減速中に発生する信号ΔＩq*は、(数１)で示される。
【００１９】
ΔＩq*＝Ｋ1・Ｊ・Δｎ／Δｔ          ・・・・・（１）
ここで
Ｋ1：変換係数
Ｊ：電動機と負荷機の合成イナーシャ値
Δｎ：速度変化分
Δｔ：変化時間
一方、電動機１の単体イナーシャ値Ｊm0７２６を基準とした場合に発生するする信号ΔＩq0*は、(数２)で示される。
【００２０】
ΔＩq0*＝Ｋ1・Ｊm0・Δｎ／Δｔ        ・・・・・（２）
そこで（数３）で示す演算を行うことにより、推定イナーシャ比Ｋを求めることができる。
【００２１】
Ｋ＝ΔＩq*／ΔＩq0*                ・・・・・（３） 
更に、前述のタイミング信号flg2を基準にして、推定イナーシャ比Ｋを用いて速度制御部の設定定数を自動修正する制御定数設定部７３の構成を、図６を用いて説明する。
【００２２】
制御定数設定部７３に入力された推定イナーシャ比Ｋは、７３３の基準比例ゲインＫsp0と７３４の基準積分ゲインＫsi0と共に、各々乗算器７３２Ａ、７３２Ｂで乗算され、タイミング信号flg2と共に各々サンプルホールド回路７３１Ａ、７３１Ｂに入力される。サンプルホールド回路７３１Ａ、７３１Ｂでは、乗算器７３２Ａ、７３２Ｂの出力信号を、各々タイミング信号flg2が「０」から「１」になる瞬間に保持し、制御定数（比例ゲインＫsp、積分ゲインＫsi）を出力する。
【００２３】
制御定数は（数４）で示す演算により行う。
【００２４】
Ｋsp＝Ｋ・Ｋsp0
Ｋsi＝Ｋ・Ｋsi0 ・・・・・（４）
この制御定数（Ｋsp、Ｋsi）を用いて、速度制御部６の制御定数を自動修正する。
【００２５】
次に、この一連の動作例を図７、図８に示す。
【００２６】
図７の動作例は、本発明の特徴であるオンラインオートチューニング部７の効果を見るために、オンラインオートチューニングを行わない場合（Ｋsp＝Ｋsp0、Ｋsi＝Ｋsi0）のものである。この動作例では、負荷イナーシャ値を図１に示す電動機１の単体イナーシャ値Ｊm0７２６の５倍にしているので、合成イナーシャ値Ｊは、６倍となる。図示するような運転パターンで速度指令値Ｎ*を可変すると、速度Ｎの追従性が劣化していることがわかる。
【００２７】
ここで、図８の動作例は、本発明の特徴であるオンラインオートチューニングを行った場合（Ｋsp＝Ｋ・Ｋsp0、Ｋsi＝Ｋ・Ｋsi0）のものである。ｃ点からオートチューニングを開始している。推定イナーシャ比Ｋも実イナーシャ比（Ｊ／Ｊm0）である６倍に速やかに収束していることがわかる。更に、速度制御部６の制御定数を修正することにより、速度Ｎは速度指令値Ｎ*によく追従していることもわかる。
【００２８】
前記実施例までは、イナーシャ推定動作中において負荷トルクが一定である場合についてのオートチューニング方式であり、イナーシャ推定動作中において負荷トルクが変動すると、「加減速トルク成分」である信号ΔＩq*に誤差が生じ、その結果イナーシャ推定精度が低下する。
【００２９】
そこで、図１における速度指令値Ｎ*およびトルク電流指令値Ｉq*と推定イナーシャ比Ｋを用いて負荷トルク推定値を算出し、イナーシャ推定動作中に所定値以上のトルク変動を検出した場合には、その時演算した推定イナーシャ比Ｋを用いずに、トルク変動が所定値以下の場合に演算した推定イナーシャ比Ｋを用いて制御設定定数を修正する。この負荷トルク変動補償を行うことによりイナーシャ推定精度を高くすることができる。
【００３０】
図９にこの実施例を示す。本実施例は図１の電動機のオンラインオートチューニングサーボ制御装置に、負荷トルク変動検出部７４を設け、負荷トルク変動補償を適用した例である。図において、１〜６、７１、７３は図１のものと同一物である。７４は、速度指令値Ｎ*およびトルク電流指令値Ｉq*と推定イナーシャ比Ｋを用いてトルク変動を検出する負荷トルク変動検出部であり、出力信号flg３は、次のようになる。
【００３１】
負荷トルクの変動を検出した場合 ：flg３= 1
〃  を検出しない場合      ：flg３= 0
次に、本発明の特徴的な構成である負荷トルク変動検出部７４について、図１０を用いて説明する。負荷トルク変動検出部７４に入力された速度指令値Ｎ*は微分器７４６に入力され、その出力は７４７の電動機１の単体イナーシャ値Ｊm0と共に乗算器７４５Ａに入力され、その出力と推定イナーシャ比Ｋは共に乗算器７４５Ｂに入力され、乗算器７４５Ｂでは「加減速成分の推定値」信号τmを出力し、トルク電流指令値Ｉq*と共に減算器７４１に入力される。減算器７４１の出力が「負荷トルク成分の推定値」信号τLとなり絶対値回路７４２に入力され、その出力が一次遅れ回路７４３に入力される。
【００３２】
一次遅れ回路７４３の出力は絶対値回路７４２の出力と共に、減算器７４４に入力され、その出力ΔτLは７４８の負荷トルク変化幅設定値ΔτLsetと共に比較器７４９に入力される。比較器７４９において出力される信号flg３は次のようになる。
【００３３】
ΔτL＞ΔτLset  の場合： flg３= 1
ΔτL≦ΔτLset    の場合： flg３= 0
更に、イナーシャ推定部７２Ａでは、イナーシャ推定動作中（flg1 = 1の区間）に、flg３= 1を検出した場合、この時演算した推定イナーシャ比Ｋを用いずにflg３= 0の時に演算した推定イナーシャ比Ｋを用いる。
【００３４】
次に、この一連の動作例を図１１、図１２に示す。
【００３５】
図１１の動作例は、本発明の特徴である負荷変動補償の効果を見るために、負荷変動補償を行わなかった場合（図１０に示す負荷トルク変化幅設定値７４８のΔτLsetを300[％]とした場合）のものである。この動作例では、イナーシャ推定動作中のｄ点において100[％]の負荷トルクを印加している。ｄ点後において推定イナーシャ比Ｋが真値の６倍より過大（９倍）になっていることがわかる。
【００３６】
ここで、本発明を適用した場合の動作例を図１２に示す。図１２は本発明の特徴である負荷変動補償を行った場合（ΔτLsetを１０[％]）のものである。この動作例でも、イナーシャ推定動作中のｄ´点において100[％]の負荷トルクを印加している。この動作例では、ｄ´点後においても推定イナーシャ比Ｋが真値の６倍に収束していることから、負荷トルク変動補償を行うことによりイナーシャ推定精度を高くすることができる。
【００３７】
また、前記実施例までは、イナーシャ推定動作中においてトルク電流指令値Ｉq*が電流制限値に到達していない場合のオートチューニング方式であり、イナーシャ推定動作中においてトルク電流指令値Ｉq*が電流制限値に到達すると、前実施例と同様にイナーシャ推定精度が低下する。
【００３８】
そこで、図１におけるトルク電流指令値Ｉq*が電流制限値に到達した場合には、その時演算した推定イナーシャ比Ｋを用いずに、トルク電流指令値Ｉq*が電流制限値以下の場合に演算した推定イナーシャ比Ｋを用いて制御設定定数を修正する。このトルク電流制限補償を行うことによりイナーシャ推定精度を高くすることができる。
【００３９】
図１３にこの実施例を示す。本実施例は図９の電動機のオンラインオートチューニングサーボ制御装置にトルク電流制限検出部７５を設けた例である。図において、１〜６、７１、７３、７４は図９のものと同一である。７５は、トルク電流指令値Ｉq*を用いて電流制限を検出するトルク電流制限検出部であり、出力信号flg４は次のようになる。
【００４０】
電流制限を検出した場合     ：flg４= 1
電流制限を検出していない場合：flg４= 0
次に、本発明の特徴的な構成であるトルク電流制限検出部７５について、図１４を用いて説明する。トルク電流制限検出部７５に入力されたトルク電流指令値Ｉq*は絶対値回路７５１に入力され、その出力は７５２のトルク電流指令制限値Ｉq*limと共に比較器７５３に入力される。比較器７５３において出力される信号flg４は次のようになる。
【００４１】
|Ｉq*|≧Ｉq*lim  の場合： flg４= 1
|Ｉq*|＜Ｉq*lim  の場合： flg４= 0
更に、イナーシャ推定部７２ｂでは、イナーシャ推定動作中（flg1 = 1の区間）に、flg４= 1を検出した場合、この時演算した推定イナーシャ比Ｋを用いずにflg４= 0の時に算出した推定イナーシャ比Ｋを用いる。
【００４２】
本発明では、イナーシャ推定動作中にトルク電流指令値Ｉq*が電流制限値に到達した場合でも、トルク電流制限補償を行うことによりイナーシャ推定精度を高くすることができる。
【００４３】
【本発明の効果】
本発明によれば、実運転中に負荷イナーシャ変動が生じた場合においても、高精度なイナーシャ推定を行い、速度制御部の設定定数を自動修正することにより、高性能な位置決めを実現するサーボ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電動機のオンラインオートチューニングサーボ制御装置の構成図である。
【図２】図１の装置におけるタイミング設定部の説明図である。
【図３】図１の装置におけるタイミング設定部、イナーシャ推定部、制御定数設定部の一連動作の説明図である。
【図４】図１の装置におけるイナーシャ推定部の説明図である。
【図５】図１の装置における推定加減速トルク演算の説明図である。
【図６】図１の装置における制御定数設定部の説明図である。
【図７】本発明を適用しない電動機の加減速運転時の動作例である。
【図８】本発明を適用した電動機の加減速運転時の動作例である。
【図９】本発明の他の実施例である電動機のオンラインオートチューニングサーボ制御装置の構成図である。
【図１０】図９の装置における負荷トルク変動検出部の説明図である。
【図１１】本発明を適用しない電動機の加減速運転時の動作例である。
【図１２】本発明を適用した電動機の加減速運転時の動作例である。
【図１３】本発明の他の実施例である電動機のオンラインオートチューニングサーボ制御装置の構成図である。
【図１４】図１３の装置におけるトルク電流制限検出部の説明図である。
【符号の説明】
１・・・電動機、２・・・電力変換器、３・・・電流検出器、４・・・電流制御部、
５・・・速度検出器、６・・・速度制御部、７・・・オンラインオートチューニング部、７１・・・タイミング設定部、７２・・・イナーシャ推定部、７３・・・制御定数設定部、７４・・・負荷トルク変動検出部、７５・・・トルク電流制限検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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