[发明专利]控制装置以及控制方法

说明书

本发明涉及对马达的驱动进行控制的模型追踪型的控制装置及控制方法。本发明的控制装置具有前馈控制部，该前馈控制部基于预先设定的控制对象的模型输出伺服马达的模型位置、模型速度、模型扭矩；前馈控制部包括滑模控制部，该滑模控制部基于模型位置偏差和模型速度偏差以使模型扭矩收敛于由伺服马达能够输出的规定扭矩和被伺服马达驱动的负载机械的运动特性确定的变换线上的方式确定模型扭矩；模型位置偏差是从外部输入的位置指令值与模型位置的偏差，模型速度偏差是从外部输入的速度指令值与所述模型速度的偏差。根据本发明，即使用户不了解伺服马达能够输出的最大扭矩，也能够使该伺服马达不发生超越以及抖动等地执行期望动作。

技术领域

本发明涉及对马达的驱动进行控制的模型追踪型的控制装置。

背景技术

现在已知进行模型追踪控制的伺服马达的控制装置。例如，后述的专利文献1中公开了一种控制装置，用于对伺服马达进行模型追踪控制的模型(作为标准模型的伺服马达)的控制中，进行使该模型的位置、速度追踪从外部输入的位置指令值以及速度指令值的PID控制。

专利文献1：JP特开平8-168280号公报(1996年6月25日公开)

但是，在上述那样的现有技术中存在如下的问题：在模型所输出的扭矩超过伺服马达能够输出的最大扭矩的情况下，反馈控制器不能追踪该模型所输出的轨道，会发生超越(overshoot)以及抖动(hunting)等现象。

另外，若模型输出的扭矩超过伺服马达能够输出的最大扭矩，则伺服马达不能追踪模型的扭矩值，因此考虑如下的结构：设置扭矩限制部使得赋予伺服马达的扭矩的指令值不超过伺服马达能够输出的最大扭矩，来限制模型输出的扭矩。但是，在这样的结构中，虽然模型输出的扭矩被限制，但是因扭矩限制而不能确保位置追踪性、速度追踪性，偏差增大。由此，例如即使接近目标位置而速度指令减小，要消除已经增大了的偏差而保持大的模型输出扭矩，模型输出的轨道自身产生超越以及抖动，结果可能使实际控制对象(例如，伺服马达)引起超越以及抖动现象。

因此，在进行模型追踪控制的伺服马达的控制装置中，使用PID控制对模型进行控制的上述那样的现有技术中，需要用户了解伺服马达能够输出的最大扭矩，赋予位置指令值。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供如下的控制装置、控制方法以及程序，即，即使用户不了解伺服马达能够输出的最大扭矩，该伺服马达也不会发生超越以及抖动等现象，执行期望动作。

为了解决上述问题，本发明一个实施方式的控制装置是使控制对象进行动作的伺服马达的控制装置，该控制装置具有前馈控制部，该前馈控制部基于预先设定的所述控制对象的模型输出所述伺服马达的位置、速度、扭矩的目标值，即模型位置、模型速度、模型扭矩，所述前馈控制部包括滑模控制部，该滑模控制部基于模型位置偏差和模型速度偏差以使所述模型扭矩收敛于由所述伺服马达能够输出的规定扭矩和被所述伺服马达驱动的负载机械的运动特性确定的变换线上的方式确定所述模型扭矩，所述模型位置偏差是从外部输入的位置指令值与所述模型位置的偏差，所述模型速度偏差是从外部输入的速度指令值与所述模型速度的偏差。

根据上述结构，所述控制装置的所述前馈控制部通过滑模控制控制所述模型位置、所述模型速度、所述模型扭矩。也就是说，所述前馈控制部能够生成不超过所述伺服马达能够输出的最大扭矩的模型轨道(所述模型位置以及所述模型速度)。因此，所述控制装置具有如下的效果，在用户不了解所述伺服马达能够输出的最大扭矩的情况下将所述位置指令赋予所述前馈控制部，能够使所述伺服马达执行期望动作。

另外，所述控制装置的所述前馈控制部通过滑模控制控制所述模型位置、所述模型速度、所述模型扭矩。因此，所述控制装置具有如下的效果：能够使用不会引起超越以及抖动等的模型，执行所述模型追踪控制。