[发明专利]电动机控制装置

权利要求书

1.一种电动机控制装置，包括：

模型控制系统，其将生产机械的动作模型化；以及

反馈控制系统，其实际控制所述生产机械的动作，其中

所述反馈控制系统包括：

位置控制器，其根据从所述模型控制系统输出的所述生产机械的控制对象的模型位置和所述生产机械的控制对象的位置的偏差，来运算速度指令；

速度控制器，其根据将从所述模型控制系统输出的模型位置进行微分后的速度指令、所述位置控制器运算的速度指令和将驱动所述控制对象的电动机的位置进行微分后的速度指令的偏差，来输出转矩指令；以及

转矩控制器，其将从所述模型控制系统输出的用于驱动所述生产机械的控制对象的模型转矩指令和从所述速度控制器输出的转矩指令进行加法运算来控制所述电动机的转矩，

所述速度控制器包括积分控制器和比例控制器，在所述电动机驱动所述控制对象时，仅由所述比例控制器输出转矩指令，在所述电动机使所述控制对象停止时，由所述积分控制器和所述比例控制器输出转矩指令。

2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其中，所述反馈控制系统还具备定时调节部，所述定时调节部控制将所述速度控制器具有的积分控制器连接于所述比例控制器的时机。

3.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其中，所述反馈控制系统是将所述控制对象的位置反馈给所述位置控制器并且将所述电动机的位置经微分后反馈给所述速度控制器的全封闭反馈系统。

4.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其中，在所述反馈控制系统的所述速度控制器和所述转矩控制器之间具有：

转矩指令低通滤波器，其消除所述转矩指令中包含的量子化波动及高频成分；以及

转矩指令陷波滤波器，其消除所述生产机械的共振频率成分。

5.如权利要求4所述的电动机控制装置，其中，所述模型控制系统具备：

可动部模型，其将所述生产机械的可动部的动作模型化并输出所述可动部的模型可动部位置；

机台模型，其将机台的动作模型化并输出所述机台的模型机台位置；

模型位置控制器，其将所述位置控制器模型化并输出模型速度指令；

模型速度控制器，其将所述速度控制器模型化并输出模型转矩指令；

模型转矩指令低通滤波器，其将所述转矩指令低通滤波器模型化，并且将对所述模型转矩指令进行低通滤波处理而得到的滤波处理模型转矩指令供给到所述可动部模型和所述机台模型；

主反馈部，其将所述模型可动部位置和所述模型机台位置进行加法运算所得到的模型位置信息作为向反馈系统的模型位置分别反馈给所述模型位置控制器及所述模型速度控制器；

第一反馈部，其基于所述模型机台位置输出至少包含所述模型机台位置的第一反馈；

第二反馈部，其根据所述滤波处理模型转矩指令输出第二反馈；以及

运算部，其求出所述第一反馈、所述第二反馈和所述模型转矩指令的偏差，并且将所述偏差作为模型转矩指令向所述模型转矩指令低通滤波器和所述转矩指令低通滤波器输出，

所述模型控制系统将向所述反馈系统的模型位置指令作为所述位置指令供给到所述位置控制器，将基于向所述反馈系统的模型位置指令而产生的向反馈系统的模型速度指令加到输入给所述速度控制器的速度指令中。

6.如权利要求5所述的电动机控制装置，其中，所述第一反馈部除了在所述第一反馈中包含所述模型机台位置，还包含所述机台的模型机台速度及模型机台加速度。

7.如权利要求5或6所述的电动机控制装置，其中，所述模型位置控制器及所述模型速度控制器各自所设定的增益与所述位置控制器及所述速度控制器各自所设定的增益相同，并且所述第一反馈部所设定的第一反馈增益和所述第二反馈部所设定的第二反馈增益是按照抑制所述机台的振动的方式来确定的。

8.如权利要求5或6所述的电动机控制装置，其中，所述模型位置控制器及所述模型速度控制器各自所设定的增益比所述位置控制器及所述速度控制器各自所设定的增益稍高，并且所述第一反馈部所设定的第一反馈增益和所述第二反馈部所设定的第二反馈增益是按照抑制所述机台的振动的方式来确定的。

9.如权利要求5或6所述的电动机控制装置，其中，所述模型控制系统所包含的多个参数，当所述模型控制系统的状态方程式的特性方程式具有重根，且在所述模型控制系统中的位置环路增益设为Kp、速度环路增益设为K_V、惯量设为J时，以所述反馈控制系统产生过冲的方式，被设定为K_V＝2.5～3.5J₂×Kp。