[发明专利]具有误差过大检测功能的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有检测位置偏差异常的误差过大检测功能的控制装置。

背景技术

例如在控制伺服电动机的旋转的数值控制(NC)装置中，通过将电动机的旋转角度指令(更一般地说是位置指令)和实际的旋转角度(更一般地说是位置反馈)之间的角度偏差(更一般地说是位置偏差)与预定的误差过大检测水平进行比较，检测出由于伺服系统异常、过大的负荷、周围设备的干扰等导致的异常。在现有技术中，作为该误差过大检测水平，一般使用在根据速度指令和位置控制回路的增益(位置增益)计算的理想位置偏差(恒定偏差)上加上一定的余量而得到的值。

但是，在位置控制中导入前馈控制的情况下，正常动作时的位置偏差比根据速度指令和位置增益计算的上述理想位置偏差小。当把根据该理想位置偏差而设定的误差过大检测水平作为异常检测的阈值来使用时，因为在异常状态的初期偏差达不到检测水平，所以有在异常状态的检测中产生延迟的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是在位置控制中导入了前馈控制的控制装置中，提供一种使用能够适当地检测位置偏差的异常的误差过大检测水平的控制装置。

根据本发明，提供一种控制装置，其具有：位置控制器，用于在位置指令和来自控制对象的位置反馈之间的位置偏差上乘以位置增益来计算第一速度指令；前馈项计算部，用于在位置指令的时间微分上乘以前馈系数来计算前馈项；速度控制器，用于把在第一速度指令上加上前馈项而得到的第二速度指令作为速度指令，对控制对象的速度进行控制；位置偏差推定值计算部，用于根据位置指令、位置增益以及前馈系数计算位置偏差推定值；和位置偏差异常判定部，其在位置偏差比位置偏差推定值大规定值以上时判定为异常。

位置偏差推定值计算部，例如计算用积分器置换速度控制器和控制对象时的位置偏差，作为位置偏差推定值。

在上述控制装置中，因为把用积分器置换速度控制器和控制对象时、即速度控制中无延迟时计算的位置偏差作为位置偏差推定值，据此设定误差过大检测水平，所以能够适当地设定导入了前馈控制的控制装置的误差过大检测水平。

附图说明

图1是表示未导入前馈控制的控制装置的结构的一例的框图。

图2是表示图1的速度控制器18的结构的一例的框图。

图3是表示导入了前馈控制的控制装置的结构的一例的框图。

图4是为计算位置偏差推定值，用积分器置换图3的速度控制器18和伺服电动机12的框图。

图5是表示根据本发明的第一实施方式的控制装置的结构的框图。

图6是说明图5的控制装置的异常判定动作的图表。

图7是表示根据本发明的第二实施方式的控制装置的结构的框图。

图8是说明图7的控制装置的异常判定动作的图表。

图9是用软件实现参照图5说明的控制时的控制的流程图。

图10是用软件实现参照图7说明的控制时的控制的流程图。

具体实施方式

以控制伺服电动机的旋转的控制装置为例说明本发明。图1表示未导入前馈控制的控制装置的结构。在减法器10中，计算位置指令和来自伺服电动机12的位置反馈(在编码器(encoder)14中检测出的旋转角度)之间的位置偏差。在位置控制器16中在位置偏差上乘以位置增益PG，将其作为速度指令提供给控制伺服电动机的旋转速度的速度控制器18。

速度控制器18例如图2所示，具有下面的结构：在减法器22中，计算速度指令与在角速度检测部20中检测出的角速度之间的速度偏差；在速度控制处理部24中，根据速度偏差计算电流指令；在减法器28中，检测电流指令与在电流检测部26中检测出的电流之间的电流偏差；在电流控制处理部30中，根据电流偏差控制流过伺服电动机12的电流。

图3表示在图1的控制装置中导入了前馈控制的例子。前馈项计算部32对位置指令进行时间微分后乘以前馈系数α来计算前馈项。加法器34在位置控制器16输出的速度指令上加上该前馈项，作为速度指令提供给速度控制器18。

在本发明中，计算如图4所示用理想的积分器36置换图3的速度控制器18和伺服电动机12时、即在速度控制器18和伺服电动机12中无延迟时的偏差，将其作为位置偏差推定值，使用据此决定的误差过大检测水平来检测位置偏差的异常。以下，说明该位置偏差推定值的计算。

设位置指令为u(t)，位置偏差为Err(t)，设它们的拉普拉斯变换分别是u(s)、Err(s)。当设从位置指令到位置偏差的传递函数为F(s)时，有