為了驅動一個被驅動體而控制兩個電動機的電動機控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的電動機控制裝置中，速度控制部(24m)具備計算速度指令值(ωm)和轉速(ωm’)之間的速度偏差(ωm-ωm’)的積分值(Sm)的積分器，根據(jù)速度偏差(ωm-ωm’)、預先決定的值、比例增益以及積分增益，生成轉矩指令值(Tm)。速度控制部(24s)具備計算速度指令值(ωs)和轉速(ωs’)之間的速度偏差(ωs-ωs’)的積分值(Ss)的積分器，根據(jù)速度偏差(ωs-ωs’)、預先決定的值、比例增益以及積分增益，生成轉矩指令值(Ts)。積分值選擇部(28)根據(jù)主電動機(6m)的驅動狀態(tài)和子電動機(6s)的驅動狀態(tài)，選擇積分值(Sm)和積分值(Ss)中的任意一方作為預先決定的值。
【專利說明】為了驅動一個被驅動體而控制兩個電動機的電動機控制裝

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種為了驅動一個被驅動體而控制兩個電動機的電動機控制裝置。

【背景技術】
[0002]在機床等中，有時由于電動機的被驅動體是大型的，所以無法通過一個電動機進行加減速。另外，也有時由于與電動機的驅動軸連接的傳遞機構的機械要素和被驅動體之間的齒隙大，所以無法在穩(wěn)定的狀態(tài)下使被驅動體移動。在這樣的情況下，進行通過兩個電動機驅動一個被驅動體的串聯(lián)控制(例如日本專利公開公報JP-A8-174481、JP-A-2003-79180、JP-A-2004-92859、JP-A-2009-177881)。
[0003]在這樣的串聯(lián)控制中，兩個電動機中的一個電動機作為具有驅動軸的主電動機發(fā)揮功能，該驅動軸起到作為與傳遞機構連結的主軸的作用。另一個電動機作為具有驅動軸的子電動機發(fā)揮功能，該驅動軸起到作為與傳遞機構連結的從軸的作用。
[0004]另外，在進行串聯(lián)控制時，必須抑制與電動機的驅動軸連接的傳遞機構的機械要素和被驅動體之間的齒隙。為此，提出了以下的電動機控制裝置，其生成預先向轉矩指令值附加的轉矩值即預載荷轉矩值，使得施加到主電動機的驅動軸上的力的方向和施加到子電動機的驅動軸上的力的方向相互相反(例如日本專利公開公報JP-A-8-16246、JP-A-2001-273037)。
[0005]另外，必須避免因串聯(lián)控制中的主電動機的速度的檢測的定時和子電動機的速度的檢測的定時之間的差等引起的對電動機的控制的壞影響以及電動機的過熱的產生。為此，提出了以下的電動機控制裝置，其使用對主電動機的速度指令值和主電動機的速度之間的速度偏差的積分值，生成對主電動機的轉矩指令值和對子電動機的轉矩指令值(例如日本專利公開公報JP-A-2003-189657)。
[0006]進而，提出了以下的電動機控制裝置，其生成預載荷轉矩值；使用對主電動機的速度指令值和主電動機的速度之間的速度偏差的積分值生成對主電動機的轉矩指令值以及對子電動機的轉矩指令值(例如日本專利公開公報JP-A-2010-172054)。
[0007]有時使用對主電動機的速度指令值和主電動機的速度之間的速度偏差的積分值，生成對主電動機的轉矩指令值和對子電動機的轉矩指令值。在這樣的情況下，主要驅動子電動機時、即主電動機的加速度是負值時對子電動機的位置指令值和子電動機的位置之間的位置偏差變大，存在對電動機的控制產生壞影響的問題。
[0008]本發(fā)明的目的在于:提供一種電動機控制裝置，其在驅動兩個電動機時無論主要被驅動的電動機是哪一個電動機，都能夠避免由于位置偏差增大而對電動機的控制產生的壞影響。


【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的一個實施例的電動機控制裝置是為了驅動一個被驅動體而控制第一電動機和第二電動機的電動機控制裝置，其特征在于，具備:第一位置控制部，其為了控制第一電動機的位置，根據(jù)對第一電動機的位置指令值、與第一電動機關聯(lián)的位置信息以及第一位置控制增益，生成第一速度指令值；第二位置控制部，其為了控制第二電動機的位置，根據(jù)對第二電動機的位置指令值、與第二電動機關聯(lián)的位置信息以及第二位置控制增益，生成第二速度指令值；第一速度控制部，其具備計算第一速度指令值和第一電動機的速度之間的速度偏差即第一速度偏差的積分值的第一積分器，為了控制第一電動機的速度，根據(jù)第一速度偏差、預先決定的值、第一比例增益以及第一積分增益，生成第一轉矩指令值；第二速度控制部，其具備計算第二速度指令值和第二電動機的速度之間的速度偏差即第二速度偏差的積分值的第二積分器，為了控制第二電動機的速度，根據(jù)第二速度偏差、預先決定的值、第二比例增益以及第二積分增益，生成第二轉矩指令值；積分值選擇部，其根據(jù)第一電動機的驅動狀態(tài)和第二電動機的驅動狀態(tài)，選擇第一速度偏差的積分值和第二速度偏差的積分值中的任意一方作為預先決定的值；第一電動機驅動部，其根據(jù)第一轉矩指令值驅動第一電動機；第二電動機驅動部，其根據(jù)第二轉矩指令值驅動第二電動機。
[0010]最好是積分值選擇部在第一電動機的加速度相對于比零大的第一值大時，選擇第一速度偏差的積分值作為預先決定的值，在第一電動機的加速度相對于比零小的第二值小時，選擇第二速度偏差的積分值作為預先決定的值。
[0011 ] 最好是本發(fā)明的其他實施例的電動機控制裝置還具備:預載荷轉矩值生成部，其生成預先向第一轉矩指令值附加的轉矩值即第一預載荷轉矩值、以及預先向第二轉矩指令值附加的轉矩值即第二預載荷轉矩值，使得施加到第一電動機的驅動軸上的力的方向和施加到第二電動機的驅動軸上的力的方向相互相反。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過參照以下的附圖，能夠更明確地理解本發(fā)明。
[0013]圖1是具有本發(fā)明的實施方式的電動機控制裝置的系統(tǒng)框圖。
[0014]圖2是詳細地表示圖1的積分值選擇部和速度控制部的一個例子的圖。
[0015]圖3是圖1所示的電動機控制裝置的動作的流程圖。
[0016]圖4是表示由圖1所示的電動機控制裝置進行控制的電動機的加速度的時間變化的一個例子的圖。
[0017]圖5A是用于說明本發(fā)明的電動機控制裝置的效果的圖。
[0018]圖5B是用于說明本發(fā)明的電動機控制裝置的效果的圖。
[0019]圖5C是用于說明本發(fā)明的電動機控制裝置的效果的圖。
[0020]圖是用于說明本發(fā)明的電動機控制裝置的效果的圖。
[0021]圖6是詳細地表示圖1的積分值選擇部和速度控制部的其他例子的圖。

【具體實施方式】
[0022]參照附圖詳細說明本發(fā)明的電動機控制裝置的實施方式。在附圖中，對相同的結構要素附加相同的符號。
[0023]圖1是具有本發(fā)明的實施方式的電動機控制裝置的系統(tǒng)的框圖。圖1所示的系統(tǒng)具備三相交流電源1、變換器2、平滑用電容器3、逆變器4m和4s、電流檢測器5m和5s、作為第一電動機的主電動機6m、作為第二電動機的子電動機6s、傳遞機構7m和7s、被驅動體8、機械位置檢測器9、電動機位置檢測器1m和10s、電動機速度檢測部Ilm和11s、電動機控制裝置12、上位控制裝置13。
[0024]三相交流電源I由商用交流電源構成。變換器2例如由多個(在三相交流的情況下是6個)整流二極管以及分別與這些整流二極管逆并聯(lián)連接的晶體管構成，將從三相交流電源I供給的交流電力變換為直流電力。
[0025]平滑用電容器3為了對由變換器2的整流二極管進行整流后的電壓進行平滑化而與變換器2并聯(lián)連接。逆變器4m、4s分別與平滑用電容器3并聯(lián)連接，例如由多個(在三相交流的情況下是6個)整流二極管以及分別與這些整流二極管逆并聯(lián)連接的晶體管構成。逆變器4m、4s分別根據(jù)后面說明的PWM信號Vm、Vs進行晶體管的開關動作，由此將通過變換器2變換后的直流電力變換為交流電力。
[0026]電流檢測器5m為了檢測流過主電動機6m的電流的值Im’而被設置在逆變器4m的輸出線上。電流檢測器5s為了檢測流過子電動機6s的電流值Is’而被設置在逆變器4s的輸出線上。在本實施方式中，電流檢測器5m、5s例如由霍爾兀件構成。
[0027]主電動機6m具有起到作為與傳遞機構7m連結的主軸的作用的驅動軸，通過積蓄在平滑用電容器3中的電力而被驅動。子電動機6s具有起到作為與傳遞機構7s連結的從軸的作用的驅動軸，通過積蓄在平滑用電容器3中的電力被驅動。
[0028]在本實施方式中，主電動機6m和子電動機6s分別由在轉子和定子的任意一方設置有永磁鐵的旋轉型伺服電動機、在定子和滑動元件中的任意一方設置有永磁鐵的線性伺服電動機、在定子和振子中的任意一方設置有永磁鐵的振動型伺服電動機、不使用永磁鐵的感應電動機等構成。
[0029]傳遞機構7m、7s為了使被驅動體8沿著傳遞機構7m、7s的軸線方向移動而與被驅動體8連接。被驅動體8由機床的工作臺、工業(yè)用機器人的臂等構成。
[0030]機械位置檢測器9由檢測作為與第一電動機關聯(lián)的位置信息和與第二電動機關聯(lián)的位置信息的包含傳遞機構7m、7s的未圖示的機械的位置θ X的比例尺等構成。
[0031]電動機位置檢測器1m由檢測主電動機6m的旋轉角度Θ m’的轉子編碼器、霍爾元件、旋轉變壓器等構成。電動機位置檢測器1s由檢測子電動機6s的旋轉角度Θ s，的轉子編碼器、霍爾元件、旋轉變壓器等構成。
[0032]從電動機位置檢測器1m向電動機速度檢測部Ilm輸入主電動機6m的旋轉角度0m’。電動機速度檢測部Ilm通過用時間對旋轉角度0m’進行一階微分而計算作為第一電動機的速度的主電動機6m的轉速ωπι’，將轉速com’輸出到電動機控制裝置12。
[0033]從電動機位置檢測器1s向電動機速度檢測部Ils輸入子電動機6s的旋轉角度9 s’。電動機速度檢測部Ils通過用時間對旋轉角度Θ s’進行一階微分而計算作為第二電動機的速度的子電動機6s的轉速cos’，將轉速cos’輸出到電動機控制裝置12。
[0034]電動機控制裝置12為了降低傳遞機構7m、7s的機械要素和被驅動體8之間的齒隙，并且抑制主電動機6m的驅動軸的扭曲以及子電動機6s的驅動軸的扭曲，進行串聯(lián)控制，即通過主電動機6m和子電動機6s驅動被驅動體8。為此，電動機控制裝置12具備減法器21m、減法器21s、作為第一位置控制部的位置控制部22m、作為第二位置控制部的位置控制部22s、減法器23m、減法器23s、作為第一速度控制部的速度控制部24m、作為第二速度控制部的速度控制部24s、作為第一電動機驅動部的電動機驅動部25m、作為第二電動機驅動部的電動機驅動部25s、預載荷轉矩值生成部26、加速度計算部27、積分值選擇部28。
[0035]減法器21m具備從上位控制裝置13輸入作為對第一電動機即主電動機6m的位置指令值的位置指令值θπι的+輸入端子、從機械位置檢測器9輸入位置ΘΧ的-輸入端子、向位置控制部22m輸出這些位置偏差Θ m- θ X的輸出端子。
[0036]減法器21s具備從上位控制裝置13輸入作為對第二電動機即子電動機6s的位置指令值的位置指令值Θ s的+輸入端子、從機械位置檢測器9輸入位置ΘΧ的-輸入端子、向位置控制部22s輸出這些位置偏差Θ S- θ X的輸出端子。
[0037]位置控制部22m為了控制主電動機6m的位置,根據(jù)位置指令值Θ m、位置θ χ以及作為第一位置控制增益的位置控制增益Kd，生成作為第一速度指令值的對主電動機6m的速度指令值ωπι。為此，位置控制部22m具備:位置控制增益Kd的放大器(未圖示)，其從減法器21m輸入位置偏差θηι-θχ，放大位置偏差Θ m_ θ χ。另外,位置控制部22m生成位置偏差Θ m- θ χ和位置控制增益Kd的積即速度指令值ωηι,向減法器23m輸出所生成的速度指令值ωηι。
[0038]位置控制部22s為了控制子電動機6s的位置，根據(jù)位置指令值Θ s、位置θ x以及作為第二位置控制增益的位置控制增益Kd’，生成作為第二速度指令值的對子電動機6s的速度指令值《S。為此，位置控制部22s具備:位置控制增益Kd’的放大器(未圖示)，其從減法器21s輸入位置偏差Θ8-ΘΧ，放大位置偏差Θ8-ΘΧ。另外，位置控制部22s生成位置偏差Θ S- θ χ和位置控制增益Kd’的積即速度指令值ω s，向減法器23s輸出所生成的速度指令值《S。在此，位置控制增益Kd和位置控制增益Kd’也可以是相同的值。
[0039]減法器23m具備從位置控制部22m輸入速度指令值ωηι的+輸入端子、從電動機速度檢測部IIm輸入轉速ωηι’的-輸入端子、向速度控制部24m輸出速度指令值com和轉速ωηι’之間的速度偏差即作為第一速度偏差的速度偏差ωηι-ωηι’的輸出端子。
[0040]減法器23s具備從位置控制部22s輸入速度指令值ω s的+輸入端子、從電動機速度檢測部Ils輸入轉速ω s’的-輸入端子、向速度控制部24s輸出速度指令值ω s和轉速OS’之間的速度偏差即作為第二速度偏差的速度偏差cos-(OS’的輸出端子。
[0041]速度控制部24m為了控制主電動機6m的速度，而根據(jù)速度偏差com-com’、后面說明的預先決定的值、作為第一比例增益的比例增益Kp以及作為第一積分增益的積分增益Ki，生成作為第一轉矩指令值的轉矩指令值Tm。
[0042]為此，速度控制部24m具備:后面說明的第一積分器，其用于從減法器23m輸入速度偏差ωηι-ωηι’，計算速度偏差ωηι-ωηι’的積分值Sm ;比例增益Kp之后說明的放大器,其放大速度偏差；積分增益Ki之后說明的放大器，其放大上述預先決定的值。
[0043]另外，速度控制部24m生成速度偏差com-com’和比例增益Kp的積以及上述預先決定的值和積分增益Ki的積的和即轉矩指令值Tm，將生成的轉矩指令值Tm輸出到電動機驅動部25m。
[0044]速度控制部24s為了控制子電動機6s的速度，而根據(jù)速度偏差《s-cos’、上述預先決定的值、作為第二比例增益的比例增益Kp’以及作為第二積分增益的積分增益Ki’，生成作為第二轉矩指令值的轉矩指令值Ts。
[0045]為此，速度控制部24s具備:后面說明的第二積分器，其用于從減法器23s輸入速度偏差os-cos’，計算速度偏差cos-cos’的積分值Ss ;比例增益Kp’之后說明的放大器，其放大速度偏差ω8-ω8’ ；積分增益Ki’之后說明的放大器，其放大上述預先決定的值。
[0046]另外，速度控制部24s生成速度偏差cos-cos’和比例增益Kp’的積、以及上述預先決定的值和積分增益Ki ’的積的和即轉矩指令值Ts，將生成的轉矩指令值Ts輸出到電動機驅動部25s。在此，比例增益Kp和比例增益Kp’也可以是相同的值，積分增益Ki和積分增益Ki’也可以是相同的值。
[0047]電動機驅動部25m根據(jù)轉矩指令值Tm和后面說明的預載荷轉矩值+Pr來驅動主電動機6m。為此，電動機驅動部25m具備加法器41m、減法器42m、電流控制部43m。
[0048]加法器41m具備從速度控制部24m輸入轉矩指令值Tm的第一 +輸入端子、從預載荷轉矩值生成部26輸入預載荷轉矩值+Pr的第二 +輸入端子、輸出相當于轉矩指令值Tm和預載荷轉矩值+Pr的和的對主電動機6m的電流指令值Im的輸出端子。
[0049]減法器42m具備從加法器4Im輸入電流指令值Im的+輸入端子、從電流檢測器5m輸入電流的值Im’的-輸入端子、向電流控制部43m輸出電流指令值Im和電流的值Im’之間的電流偏差Im-1m’的輸出端子。
[0050]電流控制部43m從減法器42m輸入電流偏差，根據(jù)輸入的電流偏差Im-1m’，生成與對主電動機6m的電壓指令值對應的PWM信號Vm。另外，電流控制部43m向逆變器4m輸出所生成的PWM信號Vm。
[0051]電動機驅動部25s根據(jù)轉矩指令值Ts和后面說明的預載荷轉矩值-Pr來驅動子電動機6s。為此，電動機驅動部25s具備加法器41s、減法器42s、電流控制部43s。
[0052]加法器41s具備從速度控制部24s輸入轉矩指令值Ts的第一 +輸入端子、從預載荷轉矩值生成部26輸入預載荷轉矩值-Pr的第二 +輸入端子、輸出相當于轉矩指令值Ts和預載荷轉矩值-Pr的和的對子電動機6s的電流指令值Is的輸出端子。
[0053]減法器42s具備從加法器41s輸入電流指令值Is的+輸入端子、從電流檢測器5s輸入電流的值Is’的-輸入端子、向電流控制部43s輸出電流指令值Is和電流的值Is’之間的電流偏差Is-1s’的輸出端子。
[0054]電流控制部43s從減法器42s輸入電流偏差Is_Is’，根據(jù)輸入的電流偏差Is-1s’，生成與對子電動機6s的電壓指令值對應的PWM信號Vs。另外，電流控制部43s向逆變器4s輸出所生成的PWM信號Ns。
[0055]預載荷轉矩值生成部26與從上位控制裝置13輸出的勵磁信號Se響應，生成預先向轉矩指令值Tm附加的轉矩值即作為第一預載荷轉矩值的預載荷轉矩值+Pr以及預先向轉矩指令值Ts附加的轉矩值即作為第二預載荷轉矩值的預載荷轉矩值-Pr，使得施加到主電動機6m的驅動軸上的力的方向與施加到子電動機6s的驅動軸上的力的方向相互相反。另外，預載荷轉矩值生成部26向加法器41m、41s分別輸出所生成的預載荷轉矩值+Pr、-Pr。
[0056]加速度計算部27從上位控制裝置13輸入位置指令值Θ m,用時間對所輸入的位置指令值θπι進行二階微分，由此計算作為第一電動機的加速度的加速度a。另外，加速度計算部27將計算出的加速度a輸出到積分值選擇部28。
[0057]積分值選擇部28根據(jù)主電動機6m的驅動狀態(tài)和子電動機6s的驅動狀態(tài)，選擇積分值Sm和積分值Ss中的任意一方作為上述預先決定的值。
[0058]圖2是詳細地表示圖1的積分值選擇部和速度控制部的一個例子的圖。如圖2所示，速度控制部24m具備作為第一積分器的積分器31m、放大器32m、放大器33m、加法器34m ο
[0059]積分器31m計算積分值Sm。放大器32m是放大速度偏差ω m_ ω m’的比例增益Kp的放大器。放大器33m是放大上述預先決定的值的積分增益Ki的放大器。
[0060]加法器34m具備從放大器32m輸入速度偏差ωηι-ωηι’和比例增益Kp的積的第一輸入端子、從放大器33m輸入上述預先決定的值和積分增益Ki的積的第二輸入端子、輸出作為它們的積的和的轉矩指令值Tm的輸出端子。
[0061]另外，如圖2所示，速度控制部24s具備作為第二積分器的積分器31s、放大器32s、放大器33s、加法器34s。
[0062]積分器31s計算積分值Ss。放大器32s是放大速度偏差ω s-ω s’的比例增益Kp’的放大器。放大器33s是放大上述預先決定的值的積分增益Ki ’的放大器。
[0063]加法器34s具備從放大器32s輸入速度偏差cos-cos’和比例增益Kp’的積的第一輸入端子、從放大器33s輸入上述預先決定的值和積分增益Ki ’的積的第二輸入端子、輸出作為它們的積的和的轉矩指令值Ts的輸出端子。
[0064]進而，如圖2所示，積分值選擇部28具備判定部28a、開關28b。判定部28a從加速度計算部27輸入加速度a。判定部28a根據(jù)加速度a判定電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)、還是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)。另外，判定部28a向開關28b發(fā)出與判定對應的指令。開關28b依照來自判定部28a的指令,將積分器31m的輸出部和積分器31s的輸出部中的任意一方與放大器33m的輸入部和放大器33s的輸入部連接。
[0065]更具體地說，在設定電動機控制裝置12為主要驅動主電動機6m的狀態(tài)后、或加速度a變得比作為比零大的第一值的閾值Th(Th>0)大之后，在加速度a是維持在比作為比零小的第二值的閾值Th’(Th'〈O)大的值的狀態(tài)時，判定部28a判定電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)。與此相對，在設定電動機控制裝置12為主要驅動子電動機6s的狀態(tài)后、或加速度a變得比閾值Th’小后，在加速度a是維持在比閾值Th小的值的狀態(tài)時，判定部28a判定電動機控制裝置12是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)。在此，可以將閾值Th設為與閾值Th’的絕對值相同。另外，通過使用2個閾值Th、Th’，能夠防止觸點抖動。
[0066]在判定電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)的情況下，判定部28a控制開關28b使得將積分器31m的輸出部與放大器33m的輸入部和放大器33s的輸入部連接。因此，積分值選擇部28選擇積分值Sm作為上述預先決定的值，因此速度控制部24m輸出速度偏差ωηι-ωηι’和比例增益Kp的積、以及積分值Sm和積分增益Ki的積的和即轉矩指令值Tm，速度控制部24s輸出速度偏差ω S- ω s’和比例增益Kp’的積、以及積分值Sm和積分增益Ki’的積的和即轉矩指令值Ts。
[0067]與此相對，在判定電動機控制裝置12是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)的情況下，判定部28a控制開關28b使得將積分器31s的輸出部與放大器33m的輸入部和放大器33s的輸入部連接。因此，積分值選擇部28選擇積分值Ss作為上述預先決定的值，因此速度控制部24m輸出速度偏差ωηι-ωηι’和比例增益Kp的積、以及積分值Ss和積分增益Ki的積的和即轉矩指令值Tm，速度控制部24s輸出速度偏差cos-ω s’和比例增益Kp’的積、以及積分值Ss和積分增益Ki’的積的和即轉矩指令值Ts。
[0068]上位控制裝置13由CNC (數(shù)值控制裝置)等構成，向減法器21m和加速度計算部27輸出位置指令值Θ m,向減法器21s輸出位置指令值Θ s，向預載荷轉矩值生成部26輸出用于生成預載荷轉矩值+Pr、-Pr的勵磁信號Se。
[0069]在本實施方式中，電動機控制裝置12由具備輸入輸出端口、串行通信電路、A/D變換器、比較器等的處理器來實現(xiàn)，依照存儲在未圖示的存儲器中的處理程序執(zhí)行各種處理。
[0070]圖3是圖1所示的電動機控制裝置的動作的流程圖。首先，加速度計算部27計算加速度a，向判定部28a輸出計算出的加速度a (步驟SI)。然后，判定部28a判斷計算出的加速度a是否小于閾值Th’ (步驟S2)。在加速度a小于閾值Th’的情況下，判定部28a為了選擇積分值Ss作為上述預先決定的值，控制開關28b使得將積分器31s的輸出部與放大器33m的輸入部和放大器33s的輸入部連接(步驟S3)，結束處理流程。
[0071]與此相對，在加速度a為閾值Th’以上的情況下，判定部28a判斷計算出的加速度a是否大于閾值Th (步驟S4)。在加速度a比閾值Th大的情況下，判定部28a為了選擇積分值Sm作為上述預先決定的值，控制開關28b使得將積分器31m的輸出部與放大器33m的輸入部和放大器33s的輸入部連接(步驟S5)，結束處理流程。與此相對,在加速度a為閾值Th以下的情況下，結束處理流程。
[0072]圖4是表示由圖1所示的電動機控制裝置進行控制的電動機的加速度的時間變化的一個例子的圖。在使用圖4說明的動作中，判定部28a為了在作為動作開始時的時間t0，設定電動機控制裝置12為主要驅動主電動機6m的狀態(tài)，選擇積分值Ss作為上述預先決定的值。
[0073]在圖4中，從時間t0到時間tl為止的期間，加速度a線性地從零增加到al(al>Th)。從時間tl到時間t2為止的期間，加速度a線性地從al減少到a2(a2〈al)。從時間t2到時間t3為止的期間，加速度a維持為a2 (主電動機6m的速度恒定)。從時間t3到時間t4為止的期間，加速度a線性地從a2減少到閾值Th’。S卩，從時間t0到時間t4為止的期間是在設定電動機控制裝置12為主要驅動主電動機6m的狀態(tài)后加速度a維持為比閾值Th’大的值的狀態(tài)。因此，判定部28a判定在從時間t0到時間t4為止的期間電動機控制裝置12為主要驅動主電動機6m的狀態(tài)，選擇積分值Ss作為上述預先決定的值。
[0074]另外，在圖4中，從時間t4到時間t5為止的期間，加速度a線性地從閾值Th’減少到a3(a3〈Th’)。從時間t5到時間t6為止的期間，加速度從a3線性地增加到零。S卩，從時間t4到時間t6為止的期間是在加速度a變得比閾值Th’小后加速度a維持為比閾值Th小的值的狀態(tài)。因此，判定部28判定在從時間t4到時間t6為止的期間電動機控制裝置I為2主要驅動子電動機6s的狀態(tài)，選擇積分值Ss作為上述預先決定的值。
[0075]另外，在圖4中，從時間t6到時間t7為止的期間，加速度a維持為零(主電動機6m停止)。從時間t7到時間t8為止的期間，加速度a線性地從零減少到a4(a4〈a3)。從時間t8到時間t9為止的期間，加速度a線性地從a4增加到a5 (Th’ <a5〈0)。從時間t9到時間tlO為止的期間，加速度a維持為a5(主電動機6m的速度恒定)。從時間tlO到時間til為止的期間，加速度a線性地從a5增加到閾值Th。S卩，從時間t6到時間til為止的期間是在設定電動機控制裝置12為主要驅動子電動機6s的狀態(tài)后加速度a維持為比閾值Th小的值的狀態(tài)。因此，判定部28a判定在從時間t6到時間til為止的期間中電動機控制裝置12為主要驅動子電動機6s的狀態(tài)，選擇積分值Ss作為上述預先決定的值。
[0076]進而，從時間til到時間tl2為止的期間，加速度a線性地從閾值Th增加到a6 (Th〈a6〈al)，從時間tl2到時間tl3為止的期間，加速度a線性地從al減少到零。S卩，從時間til到時間tl3為止的期間是在加速度a變得比閾值Th大后維持為比閾值Th’大的值的狀態(tài)。因此，判定部28a判定在從時間til到時間tl3為止的期間電動機控制裝置12為主要驅動主電動機6m的狀態(tài)，選擇積分值Sm作為上述預先決定的值。
[0077]圖5A?圖是用于說明本發(fā)明的電動機控制裝置的效果的圖。在圖5A中，用實線α、β分別表示在生成了預載荷轉矩值+Pr、-Pr的條件下，與電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)、還是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)無關而選擇了積分值Sm的情況下所產生的電流指令值Im和電流指令值Is的時間變化。另外，在圖5B中，用實線Y表示與分別用實線α、β表示的電流指令值Im和電流指令值Is對應的位置偏差Θ S- Θ m’。
[0078]在圖5C中，用實線α ’、β ’分別表示在生成了預載荷轉矩值+Pr、-Pr的條件下，在電動機控制裝置12為主要驅動主電動機6m的狀態(tài)時選擇積分值Sm，并且在電動機控制裝置12為主要驅動子電動機6s的狀態(tài)時選擇積分值Ss的情況下產生的電流指令值Im和電流指令值Is的時間變化。另外，在圖中，用實線Y’表示與分別用實線α’、β’表示的電流指令值Im和電流指令值Is對應的位置偏差Θ S- Θ m’。
[0079]與在生成了預載荷轉矩值+Pr、_Pr的條件下，與電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)、還是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)無關地選擇了積分值Sm的情況相比，如用實線Y、Y'所示那樣，在生成了預載荷轉矩值+Pr、_Pr的條件下，在電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)時選擇積分值Sm，并且在電動機控制裝置12是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)時選擇積分值Ss的情況下的位置偏差Θ S- θ χ的變動大幅減少。
[0080]因此，在生成了預載荷轉矩值+Pr、-Pr的條件下，在電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)時選擇積分值Sm，并且在電動機控制裝置12是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)時選擇積分值Ss的情況下,能夠避免因位置偏差Θ S- θ χ變大造成的對主電動機6m和子電動機6s的控制的壞影響。
[0081]根據(jù)本實施方式，積分值選擇部28根據(jù)主電動機6m的驅動狀態(tài)和子電動機6s的驅動狀態(tài)，選擇積分值Sm和積分值Ss中的任意一方作為上述預先決定的值。即，積分值選擇部28在加速度a變得比閾值Th大時(主要驅動主電動機6m的狀態(tài))，選擇積分值Sm作為上述預先決定的值，在加速度a變得比閾值Th’小時(主要驅動子電動機6s的狀態(tài))，選擇積分值Ss作為上述預先決定的值。通過這樣選擇積分值Sm和積分值Ss中的任意一方作為上述預先決定的值，在驅動主電動機6m和子電動機6s時主要被驅動的電動機是主電動機6m和子電動機6s的任意一個，都能夠避免由于位置偏差Θ S-θ χ變大造成的對主電動機6m和子電動機6s的控制的壞影響。
[0082]圖6是詳細地表示圖1的積分值選擇部和速度控制部的其他例子的圖。如圖6所示，積分值選擇部28具備判定部28a。判定部28a從加速度計算部27輸入加速度a，根據(jù)加速度a判定電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)、還是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)。
[0083]在判定電動機控制裝置12是主要驅動主電動機6m的狀態(tài)的情況下，判定部28a將由積分器31s計算出的積分值Ss改寫為由積分器31m計算出的積分值Sm。另外，代替積分值Ss,積分器31s向放大器33s輸出積分值Sm。因此,積分值選擇部28選擇積分值Sm作為上述預先決定的值，因此速度控制部24m輸出速度偏差com — com’和比例增益Kp的積、以及積分值Sm和積分增益Ki的積的和即轉矩指令值Tm，速度控制部24s輸出速度偏差cos — cos’和比例增益Kp’的積、以及積分值Sm和積分增益Ki’的積的和即轉矩指令值Ts。
[0084]與此相對，在判定電動機控制裝置12是主要驅動子電動機6s的狀態(tài)的情況下，判定部28a將由積分器31m計算出的積分值Sm改寫為由積分器31s計算出的積分值Ss。另夕卜，代替積分值Sm，積分器31m向放大器33m輸出積分值Ss。因此，積分值選擇部28選擇積分值Ss作為上述預先決定的值，因此速度控制部24m輸出速度偏差com — com’和比例增益Kp的積、以及積分值Ss和積分增益Ki的積的和即轉矩指令值Tm，速度控制部24s輸出速度偏差OS —(OS’和比例增益Kp’的積、以及積分值Ss和積分增益Ki’的積的和即轉矩指令值Ts。
[0085]本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠進行若干變更和變形。例如，在上述實施方式中，使用了機械的位置θ χ作為與第一電動機關聯(lián)的位置信息和與第二電動機關聯(lián)的位置信息，但也可以使用主電動機6m的旋轉角度0 m’和子電動機6s的旋轉角度Θ s’作為與第一電動機關聯(lián)的位置信息和與第二電動機關聯(lián)的位置信息。
[0086]另外，在上述實施方式中，說明了為了求出子電動機6s的位置偏差而使用機械的位置θ χ的情況，但也可以為了求出子電動機6s的位置偏差而使用子電動機6s的旋轉角度 Θ s，。
[0087]另外，在上述實施方式中，通過用時間對位置指令值0111進行二階微分來計算作為第一電動機的加速度的加速度a，但也可以通過用時間對旋轉角度0 m’進行二階微分來計算加速度a，通過用時間對旋轉角度Θ s’進行二階微分來計算加速度a，或者將通過用時間對旋轉角度θπι’進行二階微分計算出的值和用時間對旋轉角度Θ s’進行二階微分計算出的值的和除以2來計算加速度a。
[0088]進而，在上述實施方式中，說明了設置預載荷轉矩值生成部26的情況，但也可以省略預載荷轉矩值生成部26。
[0089]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種電動機控制裝置，其在驅動2個電動機時主要被驅動的電動機是哪一個電動機，都能夠避免由于位置偏差增大而對電動機的控制產生的壞影響。
【權利要求】
1.一種為了驅動一個被驅動體而控制第一電動機和第二電動機的電動機控制裝置，其特征在于，具備: 第一位置控制部(22m)，其為了控制第一電動機的位置，根據(jù)對第一電動機的位置指令值、與第一電動機關聯(lián)的位置信息以及第一位置控制增益，生成第一速度指令值； 第二位置控制部(22s)，其為了控制第二電動機的位置，根據(jù)對第二電動機的位置指令值、與第二電動機關聯(lián)的位置信息以及第二位置控制增益，生成第二速度指令值； 第一速度控制部(24m)，其具備計算上述第一速度指令值和第一電動機的速度之間的速度偏差即第一速度偏差的積分值的第一積分器(31m),為了控制第一電動機的速度,根據(jù)上述第一速度偏差、預先決定的值、第一比例增益以及第一積分增益，生成第一轉矩指令值； 第二速度控制部(24s)，其具備計算上述第二速度指令值和第二電動機的速度之間的速度偏差即第二速度偏差的積分值的第二積分器(31s)，為了控制第二電動機的速度，根據(jù)上述第二速度偏差、上述預先決定的值、第二比例增益以及第二積分增益，生成第二轉矩指令值； 積分值選擇部(28)，其根據(jù)第一電動機的驅動狀態(tài)和第二電動機的驅動狀態(tài)，選擇上述第一速度偏差的積分值和上述第二速度偏差的積分值中的任意一方作為上述預先決定的值； 第一電動機驅動部(25m)，其根據(jù)上述第一轉矩指令值來驅動第一電動機； 第二電動機驅動部(25s)，其根據(jù)上述第二轉矩指令值來驅動第二電動機。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于， 上述積分值選擇部(28)在第一電動機的加速度相對于比零大的第一值大時，選擇上述第一速度偏差的積分值作為上述預先決定的值，在第一電動機的加速度相對于比零小的第二值小時，選擇上述第二速度偏差的積分值作為上述預先決定的值。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電動機控制裝置，其特征在于， 還具備:預載荷轉矩值生成部(26)，其生成預先向上述第一轉矩指令值附加的轉矩值即第一預載荷轉矩值、以及預先向上述第二轉矩指令值附加的轉矩值即第二預載荷轉矩值，使得施加到第一電動機的驅動軸上的力的方向和施加到第二電動機的驅動軸上的力的方向相互相反。
【文檔編號】G05D3/12GK104298251SQ201410344737
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權日:2013年7月19日
【發(fā)明者】前田和臣 申請人:發(fā)那科株式會社