[发明专利]增益自动调整支援装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对控制伺服电动机的伺服电动机控制装置的控制增益进 行自动调整的增益自动调整支援装置。

背景技术

在控制伺服电动机的伺服电动机控制装置中，重要的是与驱动对象对应地 决定控制增益，改善控制环的响应性。作为调整方法，一般已知以下的方法， 即进行基于频率响应法的分析，观测增益特性的增益余裕、相位余裕，以该值 作为大体的基准来调整控制增益。

另外，在现有的增益自动调整装置中，使用了以下的方法，即调整控制增 益使得相位交叉频率下的增益余裕成为预先设定的增益值的方法、进行调整使 得增益交叉频率下的相位余裕成为预先设定的值的方法。

例如，已知一种具备增益自动调整功能的伺服电动机控制装置，其根据通 过频率响应法分析控制环时的输入输出增益与增益目标值的比，计算控制增益 的调整倍率，把对调整倍率乘以修正系数所得到的新的调整倍率应用于伺服电 动机控制装置，由此能够得到与增益目标值接近的频率特性(日本专利公开公 报日本特开2009-165258号(JP2009-165258A)，以下称为“专利文献1”)。

在专利文献1中，记载了控制增益的调整倍率的调整方法。但是，在专利 文献1中，没有记载操作者设定增益目标值，进行自动调整这一点。因此，在 驱动对象的刚性低的情况或不将增益设定得高也可以的情况等，可能设定了高 的值，有可能成为振动的原因。

另外，还已知与预定的基准值(增益交叉频率下的相位余裕相位交叉频率下的增益余裕)一致地进行自动调整的方法(日本专利第5220475号(JP5220475B)。以下称为“专利文献2”)。在该专利文献2记载的现有技术的情况下，在适合的频率以外的频率区域中无法取得充分的增益余裕有可能进行振动。

说明以往为了提高控制环的响应性而进行的控制增益的自动调整。在图1 中表示现有的速度控制装置的框图。速度控制装置200将速度指令值和速度检 测值之间的差分即速度偏差乘以速度比例增益(Kp)201得到的值与速度偏差 的积分值乘以速度积分增益(Ki)202得到的值相加，将其乘以预定的调整倍 率(D)203，由此输出转矩指令。根据传递特性(1/(J×S))204将转矩指 令变换为伺服电动机的实际速度。在图1所示的速度环中，速度比例增益Kp、 速度积分增益Ki、调整倍率D是控制增益，通过调整各控制增益，能够改善 速度环(控制环)的响应性。

在自动调整中，输入具有预定的频率的干扰作为输入信号(速度指令)， 根据输入信号(速度指令)和输出信号(实际速度)计算控制环(速度环)的 频率特性(伯德图Bodediagram)，自动调整控制增益使得与预先给出的条件 相符的频率的增益与预先给出的增益目标值相等。

例如，图2A和图2B是自动调整前的增益(增益(db))和相位(相位 (deg))的伯德图，图2C和图2D是自动调整后的增益和相位的伯德图。作 为一个例子，调整控制增益使得相位交叉频率下的增益余裕为－3db。

在现有的自动调整中，难以与驱动对象的刚性、用途对应地细致地设定增 益目标值，另外难以确认增益目标值被设定为怎样的值。

因此，在将自动调整后的控制增益应用于伺服电动机控制装置的情况下， 当刚性低时存在进行振动的情况，另外在不需要高的响应性的情况下也设定高 的值，因此存在相反变得不稳定的情况。

现有的增益自动调整装置与预先设定的增益目标值一致地调整控制增益， 存在以下的问题：如果驱动对象的刚性低则存在进行振动的情况。

发明内容

本发明的一实施方式的增益自动调整支援装置是对控制伺服电动机的伺 服电动机控制装置的控制环的控制增益的自动调整进行支援的增益自动调整 支援装置，其特征在于，具备：频率特性测定部，其测定伺服电动机控制装置 的控制环的频率特性；显示部，其用伯德图显示由频率特性测定部测定出的控 制环的频率特性；条件设定部，其在显示部中显示的控制环的频率特性的伯德 图上设定预定的频率下的增益目标值；增益自动调整部，其对控制环的控制增 益进行自动调整使其与条件设定部设定的预定的频率下的增益目标值一致；以 及参数设定部，其对伺服电动机控制装置设定由增益自动调整部调整后的控制 增益。

附图说明

通过与附图相关联地说明以下的实施方式，本发明的目的、特征以及优点 会更加明确。在这些附图中：