專利名稱：系統(tǒng)識別裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)識別裝置，用于識別電機中的慣性力矩以及 粘滯摩擦。
背景技術：
根據(jù)現(xiàn)有技術的系統(tǒng)識別裝置通過用積分器的積分時間除指令轉(zhuǎn) 矩差的N階積分值的穩(wěn)態(tài)值來識別控制對象的慣性力矩，作為通過從 PI控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩中減去等價IP控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩而獲得的信號的N階時間積分值(例如參見專利文獻l)。圖8是一個方框圖，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的系統(tǒng)識別裝置。在圖8中，801表示第一混合器，802表示比例放大器，803表示 積分器，804表示第二混合器，805表示控制對象，806表示控制對象 庫侖摩擦，807表示一階滯后濾波器，以及808表示N階積分。下面將參照圖8，說明根據(jù)現(xiàn)有技術的系統(tǒng)識別裝置的結(jié)構(gòu)和操作。第一混合器801輸出從速度指令中減去一個速度而獲得的信號。 比例放大器802輸入第一混合器801的輸出，并且輸出通過放大該輸 入信號而獲得的信號。積分器803輸入比例放大器802的輸出，并且 隨后輸出PI控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩，作為通過將輸入信號與該輸入信號的 一階時間積分值放大值相加而獲得的值。第二混合器804輸出通過將 PI控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩與控制對象庫侖摩擦806的輸出相加而獲得的值。 控制對象S05輸入第二混合器804的輸出，并且隨后輸出速度。控制對象庫倫摩擦S06輸入該速度，并且隨后輸出具有恒定絕對值且與該輸入信號反號的信號。一階滯后濾波器807輸入PI控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩， 并且隨后輸出等價IP控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩。N階積分808輸入通過從PI 控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩中減去等價IP控制系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)矩而獲得信號，并且 隨后輸出指令轉(zhuǎn)矩差N階積分值作為輸入信號的N階時間積分值。如所述的上述結(jié)構(gòu)，由積分器803的積分時間除具有恒定符號的 速度指令的指令轉(zhuǎn)矩差N階積分值的穩(wěn)態(tài)值，來識別控制對象805的 慣性力矩。專利文獻l:公開號JP-A-7-333084 (第8頁，圖8 (a))發(fā)明內(nèi)容待解決的問題然而，根據(jù)現(xiàn)有技術的系統(tǒng)識別裝置使用具有恒定符號的速度指 令。為此，問題在于，識別慣性力矩需要足夠大的移動范圍，并且不 能夠識別具有限制移動范圍的電機的慣性力矩?？紤]到上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種系統(tǒng)識別裝置， 對于具有使用任意周期速度指令或周期位置指令的任意線性控制規(guī)則 的速度控制系統(tǒng)和位置控制系統(tǒng)，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影響以及 抑制在轉(zhuǎn)矩指令中噪聲的影響，從而僅通過短時間內(nèi)非常少的操作來 識別電機中的慣性力矩以及粘滯摩擦。此外，本發(fā)明的一個目的是提 供一種系統(tǒng)識別裝置，對于使用僅通過簡單計算的任意周期速度指令 或周期位置指令的任意線性控制規(guī)則，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影響， 從而僅通過短時間內(nèi)非常少的操作來識別電機中的慣性力矩以及粘滯 摩擦。解決這些問題的方法為了解決這些問題，本發(fā)明的第一方面涉及一種系統(tǒng)識別裝置，包括速度指令發(fā)生器，用于輸出速度指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出 速度；'速度控制器，用于輸入速度指令和速度，并且隨后輸出轉(zhuǎn)矩指令; 轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū)動電 機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令、位置和速度， 并且隨后計算并輸出電機中的慣性力矩和粘滯摩擦的識別值， 其中慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括位置幅值計算器，用于輸入位置，并且隨后計算并輸出位置幅值， 作為輸入信號的基頻分量的幅值；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入位置和轉(zhuǎn)矩指令，并且隨 后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為位置的基頻分量與轉(zhuǎn) 矩指令的N階時間積分值的乘積值，其中將N設定到包括零的自然數(shù)；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入位置轉(zhuǎn)矩指令積分值 乘積值，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為輸入 信號的一周期平均；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令和速度，并且隨 后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為速度的基頻分量與轉(zhuǎn) 矩指令的N階時間積分值的乘積值；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入速度轉(zhuǎn)矩指令積分值 乘積值，并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為輸入 信號的一周期平均；以及第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩 指令積分值的平均和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，并且隨后計算并輸 出慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。此外，本發(fā)明的第二方面涉及一種系統(tǒng)識別裝置，包括 位置指令發(fā)生器，用于輸出位置指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出 速度；位置控制器，用于輸入位置指令和位置，并且隨后輸出速度指令； 速度控制器，用于輸入速度指令和速度，并且隨后輸出轉(zhuǎn)矩指令； 轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū)動電 機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令、位置和速度， 并且隨后計算并輸出電機中的慣性力矩和粘滯摩擦的識別值， 其中慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括-位置幅值計算器，用于輸入位置，并且隨后計算并輸出位置幅值， 作為輸入信號的基頻分量的幅值；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入位置和轉(zhuǎn)矩指令，并且隨 后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為位置的基頻分量與轉(zhuǎn) 矩指令的N階時間積分值的乘積值，其中將N設定到包括零的自然數(shù)；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入位置轉(zhuǎn)矩指令積分值 乘積值，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為輸入 信號的一周期平均；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令和速度，并且隨 后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為速度的基頻分量與轉(zhuǎn) 矩指令的N階時間積分值的乘積值；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入速度轉(zhuǎn)矩指令積分值 乘積值，并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為輸入 信號的一周期平均；以及第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩 指令積分值的平均和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，并且隨后計算并輸 出慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。此外，本發(fā)明的第三方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的系 統(tǒng)識別裝置，其中位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值 乘法器將轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值設定為轉(zhuǎn)矩指令的零階時間積分值。另外，本發(fā)明的第四方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的系 統(tǒng)識別裝置，位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法 器將轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值設定為轉(zhuǎn)矩指令的一階時間積分值。此外，本發(fā)明的第五方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的系 統(tǒng)識別裝置，其中位置幅值計算器利用傅立葉變換計算位置基頻分量作為位置的基 頻分量，并且隨后計算并輸出位置幅值，位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用傅立葉變換，計算位置基頻分量 作為位置的基頻分量以及計算轉(zhuǎn)矩指令基頻分量作為轉(zhuǎn)矩指令的基頻 分量，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為位置基 頻分量與轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時間積分值的乘積值，以及速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用傅立葉變換計算轉(zhuǎn)矩指令基頻分 量作為轉(zhuǎn)矩指令的基頻分量，以及計算速度基頻分量作為速度的基頻 分量，并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時間積分值與速度基頻分量的乘積值。此外，本發(fā)明的第六方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的系 統(tǒng)識別裝置，其中位置幅值計算器利用帶通濾波器計算位置基頻分量 作為位置的基頻分量，并且隨后計算并輸出位置幅值，位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用帶通濾波器，計算位置基頻分量 作為位置的基頻分量，以及計算轉(zhuǎn)矩指令基頻分量作為轉(zhuǎn)矩指令的基 頻分量，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為位置基頻分量與轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時間積分值的乘積值，以及速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用帶通濾波器，計算轉(zhuǎn)矩指令基頻 分量作為轉(zhuǎn)矩指令的基頻分量，以及計算速度基頻分量作為速度的基 頻分量，并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時間積分值與速度基頻分量的乘積值。另外，本發(fā)明的第七方面涉及一種系統(tǒng)識別裝置，包括 速度指令發(fā)生器，用于輸出速度指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出 速度；速度控制器，用于輸入速度指令和速度，并且隨后輸出轉(zhuǎn)矩指令; 轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū)動電 機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令、位置和速度， 并且隨后計算并輸出電機中的慣性力矩和粘滯摩擦的識別值， 其中慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括位置幅值計算器，用于輸入位置，并且隨后計算并輸出位置幅值， 作為輸入信號的基頻分量的幅值；以及第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入位置幅值和轉(zhuǎn)矩指令， 以及通過傅立葉變換計算轉(zhuǎn)矩指令的傅立葉系數(shù)，并且隨后利用位置 幅值和傅立葉系數(shù)計算并輸出慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。此外，本發(fā)明的第八方面涉及一種系統(tǒng)識別裝置，包括 位置指令發(fā)生器，用于輸出位置指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出 速度；位置控制器，用于輸入位置指令和位置，并且隨后輸出速度指令; 速度控制器，用于輸入速度指令和速度，并且隨后輸出轉(zhuǎn)矩指令; 轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū)動電 機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入轉(zhuǎn)矩指令、位置和速度， 并且隨后計算并輸出電機中的慣性力矩和粘滯摩擦的識別值， 其中慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括-位置幅值計算器，用于輸入位置，并且隨后計算并輸出位置幅值， 作為輸入信號的基頻分量的幅值；以及第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入位置幅值和轉(zhuǎn)矩指令， 以及通過傅立葉變換計算轉(zhuǎn)矩指令的傅立葉系數(shù)，并且隨后利用位置 幅值和傅立葉系數(shù)計算并輸出慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。此外，本發(fā)明的第九方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第一方面的系統(tǒng)識別裝置，其中當速度指令的基頻由①表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由Tref0表示、位置基頻分量由eo表示和位置幅值由A表示時，第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(1)和(2)計算電機中的慣性力矩J和粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 15</formula>另外，本發(fā)明的第十方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第二方面的系統(tǒng)識別裝置，其中當位置指令的基頻由co表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由Tref0表示、位置基頻分量由的表示和位置幅值由A表示時，第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(1)和(2)計算電機中的慣性力矩J和粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 15</formula>此外，本發(fā)明的第十一方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第一方面的系統(tǒng)識 別裝置，其中當速度指令的基頻由co表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由Tref0表示、位置基頻分量由eo表示和位置幅值由A表示時，第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(3)和(4)計算 電機中的慣性力矩J和粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 15</formula><formula>formula see original document page 16</formula>此外，本發(fā)明的第十二方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第二方面的系統(tǒng)識 別裝置，其中當位置指令的基頻由co表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由Tref0表示、位置基頻分量由eo表示和位置幅值由A表示時，第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(3)和(4)計算 電機中的慣性力矩J和粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 16</formula>另外，本發(fā)明的第十三方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第7方面的系統(tǒng)識 別裝置，其中當速度指令的基頻由co表示、位置幅值由A表示、轉(zhuǎn)矩指令的基 頻余弦分量的傅立葉系數(shù)由a0表示和轉(zhuǎn)矩指令的基頻正弦分量的傅立 葉系數(shù)由b0表示時，第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(5)和(6)計算 電機中的慣性力矩J和粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 16</formula>(5)<formula>formula see original document page 16</formula> (6)此外，本發(fā)明的第十四方面涉及根據(jù)本發(fā)明的第八方面的系統(tǒng)識 別裝置，其中當速度指令的基頻由(o表示、位置幅值由A表示、轉(zhuǎn)矩指令的基 頻余弦分量的傅立葉系數(shù)由a0表示和轉(zhuǎn)矩指令的基頻正弦分量的傅立 葉系數(shù)由b0表示時，第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(5)和(6)計算電機中的慣性力矩J和粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 17</formula> (5)<formula>formula see original document page 17</formula>(6) 發(fā)明益處根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在具有任意線性控制規(guī)則的速度控制系 統(tǒng)中，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影響，并且能夠僅通過非常少的操作 來識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在具有任意線性控制規(guī)則的位置 控制系統(tǒng)中，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影響，并且能夠僅通過非常少 的操作來識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦。進一步，根據(jù)本發(fā)明的第三、第九和第十方面，對于使用任意周 期速度指令或周期位置指令的任意線性控制規(guī)則，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩 擾動的影響，并且能夠僅通過非常少的操作來識別電機中的慣性力矩 和粘滯摩擦。另外，根據(jù)本發(fā)明的第四、第十一和第十二方面，對于使用任意 周期速度指令或周期位置指令的任意線性控制規(guī)則，能夠抑制恒定轉(zhuǎn) 矩擾動的影響，能夠控制轉(zhuǎn)矩指令中噪聲的影響，并且能夠僅通過非 常少的操作來識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦。進一步，根據(jù)本發(fā)明的第五和第六方面，對于使用任意周期速度 指令或周期位置指令的任意線性控制規(guī)則，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的 影響，并且能夠僅通過短時間內(nèi)非常少的操作來識別電機中的慣性力 矩和粘滯摩擦。此外，根據(jù)本發(fā)明的第七、第八、第十三和第十四方面，對于使 用任意周期速度指令或周期位置指令的任意線性控制規(guī)則，僅通過簡 單計算，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影響，并且能夠僅通過短時間內(nèi)非 常少的操作來識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦。


圖1是方框圖，示出了根據(jù)第一示例的系統(tǒng)識別裝置；圖2是詳細方框圖，示出了在根據(jù)第一示例的系統(tǒng)識別裝置中的 慣性力矩和粘滯摩擦識別器；圖3是方框圖，示出了根據(jù)第二示例的系統(tǒng)識別裝置；圖4A和4B是示出了仿真結(jié)果的圖，其中在根據(jù)第二示例的系統(tǒng) 識別裝置中改變慣性力矩的凈值；圖5A和5B是示出了仿真結(jié)果的圖，其中在根據(jù)第二示例的系統(tǒng) 識別裝置中改變粘滯摩擦的凈值；圖6A和6B是示出了仿真結(jié)果的圖，其中在根據(jù)第二示例的系統(tǒng) 識別裝置中改變恒定轉(zhuǎn)矩擾動；圖7是詳細方框圖，示出了在根據(jù)第四示例的系統(tǒng)識別裝置中的 慣性力矩和粘滯摩擦識別器；圖8是方框圖，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的系統(tǒng)識別裝置。附圖標記說明101 速度指令發(fā)生器102 速度控制器103 轉(zhuǎn)矩控制器104 電機105 位置檢測器106 微分器107 慣性力矩和粘滯摩擦識別器201 位置幅值計算器202 位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器203位置轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器204速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器205速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器206第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器301位置指令發(fā)生器302位置控制器701第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器801第一混合器802比例放大器803積分器804第_^混合器805控制對象806控制對象庫倫摩擦807一階滯后濾波器808N階積分具體實施方式
以下將參照

根據(jù)本發(fā)明的實施例。第一示例圖I是方框圖，示出了根據(jù)第一示例的系統(tǒng)識別裝置。在圖1中，101表示速度指令發(fā)生器，102表示速度控制器，103 表示轉(zhuǎn)矩控制器，104表示電機，105表示位置檢測器，106表示微分 器，以及107表示慣性力矩和粘滯摩擦識別器。以下將參照圖1說明第一示例中的系統(tǒng)識別裝置的結(jié)構(gòu)。速度指令發(fā)生器101輸出速度指令。速度控制器102輸入該速度 指令和速度，并且隨后輸出轉(zhuǎn)矩指令。轉(zhuǎn)矩控制器103輸入該轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后輸出電機電流。由該電機電流驅(qū)動電機104，并且位置檢測器105檢測并輸出其位置。微分器106輸入該位置，并且隨后輸出 速度。慣性力矩和粘滯摩擦識別器107輸入該轉(zhuǎn)矩指令、位置以及速 度，并且隨后計算并輸出慣性力矩和粘滯摩擦的識別值，作為電機104 中的慣性力矩以及粘滯摩擦。圖2是詳細方框圖，示出了在根據(jù)第一示例的系統(tǒng)識別裝置中的 慣性力矩和粘滯摩擦識別器。在圖2中，201表示位置幅值計算器，202表示位置轉(zhuǎn)矩指令積分 值乘法器，203表示位置轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，204表示速度轉(zhuǎn) 矩指令積分值乘法器，205表示速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，以及 206表示第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器。首先，將參照圖2說明根據(jù)第一示例的慣性力矩和粘滯摩擦識別 器107的詳細結(jié)構(gòu)。位置幅值計算器201輸入位置，并且隨后計算并輸出位置幅值， 作為輸入信號的基頻分量幅值。位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器202輸入 該位置和轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值， 作為位置的基頻分量與轉(zhuǎn)矩指令的零階時間積分值的乘積值。位置轉(zhuǎn) 矩指令積分值平均計算器203輸入該位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，并 且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為輸入信號的一周 期平均。速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器204輸入轉(zhuǎn)矩指令和速度，并且 隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為速度置的基頻分量 與轉(zhuǎn)矩指令的零階時間積分值的乘積值。速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計 算器205輸入該速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，并且隨后計算并輸出速 度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為輸入信號的一周期平均。第一慣性力 矩和粘滯摩擦計算器206輸入位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均 和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，并且隨后計算并輸出慣性力矩和粘滯摩擦的識別值，作為電機104內(nèi)的慣性力矩以及粘滯摩擦。隨后，將參照圖1和圖2說明根據(jù)第一示例的慣性力矩和粘滯摩 擦識別器107的原理。由等式(7)表示包括轉(zhuǎn)矩控制器103、電機104和位置檢測器105 的開環(huán)系統(tǒng)的運動方程，其中電機104的慣性力矩由J表示，粘滯摩擦 由D表示，轉(zhuǎn)矩指令由Tref表示，恒定轉(zhuǎn)矩擾動由w表示，并且位置由e表示。/"D"rre/_w (7)當將速度指令設定為具有頻率①的正弦波時，在穩(wěn)定狀態(tài)中位置也是具有頻率co的正弦波，并且由等式(8)來表示。S = Jcosw/ (8)在這種情況下，A表示位置幅值。將等式(8)代入等式(7)來執(zhí)行轉(zhuǎn)矩指令的計算，于是得到等 式(9)。=-cy2A/coso^-fii4Z)sina^ +w (9)基于等式(8)和(9)，由等式(10)表示從位置轉(zhuǎn)矩指令積分 值乘法器202中輸出的位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值。= -a;2/iVcos2戰(zhàn)—fu/i2Z) cos紐sin奴+ wy4cosa)f=一6;2/l2j(丄cos2(^ +丄)一ffi!/42D丄sin2戰(zhàn)+ vvy4cos戰(zhàn) (10)2 2 2由等式(11)表示慣性力矩J，該等式使用位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均作為等式(10)中的一個周期平均。■/ = -(11)此外，基于等式(8)和(9)，由等式(12)表示從速度轉(zhuǎn)矩指 令積分值乘法器204中輸出的速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值。=a^2j"sin2iy,+ 0>2爿21)(—丄0052紐+丄)一>1^43111紐 (12)2 2由等式(13)表示粘滯摩擦D，該等式使用速度轉(zhuǎn)矩指令積分值 的平均作為等式(12)中的一個周期平均。D = ^4 (13)第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器206能夠使用等式(ll)和(13)， 計算慣性力矩和粘滯摩擦的識別值，作為電機104中的慣性力矩J和粘 滯摩擦D。等式(11)和(13)不包括恒定轉(zhuǎn)矩擾動w。因此，恒定轉(zhuǎn)矩擾 動w不影響慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。隨后，將參照圖1和圖2說明根據(jù)第一示例的慣性力矩和粘滯摩 擦識別器107的操作。位置幅值計算器201使用傅立葉變換或帶通濾波器計算位置基頻 分量作為位置的基頻分量，并且隨后計算并輸出位置幅值作為其幅值。 位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器202使用傅立葉變換或帶通濾波器，計算 位置基頻分量作為位置的基頻分量，以及計算轉(zhuǎn)矩指令積分值基頻分量作為轉(zhuǎn)矩指令的零階時間積分值的基頻分量，并且隨后計算并輸出 位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為位置基頻分量與轉(zhuǎn)矩指令積分值基 頻分量的乘積值。速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器204使用傅立葉變換或 帶通濾波器，計算轉(zhuǎn)矩指令積分值基頻分量作為轉(zhuǎn)矩指令的零階時間 積分值的基頻分量，以及計算速度基頻分量作為速度的基頻分量，并 且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為轉(zhuǎn)矩指令積分值 基頻分量與速度基頻分量的乘積值。對于任何周期性速度指令，通過將等式(U)和(13)中的轉(zhuǎn)矩指令Tref設定為轉(zhuǎn)矩指令基頻分量并 且將位置e設定為位置基頻分量，第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器206 能夠計算慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。從而，根據(jù)第一示例的系統(tǒng)識別裝置使用位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩指 令積分值的平均和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均。因此，在具有任意線 性規(guī)則的速度控制系統(tǒng)中，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影響，并且能夠 僅通過非常少的操作識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦。第二示例圖3是方框圖，示出了根據(jù)第二示例的系統(tǒng)識別裝置。在圖3中，102表示速度控制器，103表示轉(zhuǎn)矩控制器，104表示 電機，105表示位置檢測器，106表示微分器，107表示慣性力矩和粘 滯摩擦識別器，301表示位置指令發(fā)生器，以及302表示位置控制器。以下將參照圖3說明根據(jù)第二示例的系統(tǒng)識別裝置的結(jié)構(gòu)。位置指令發(fā)生器301輸出位置指令。位置控制器302輸入該位置 指令和位置，并且隨后輸出速度指令。速度控制器102輸入該速度指 令和速度，并且隨后輸出轉(zhuǎn)矩指令。轉(zhuǎn)矩控制器103輸入該轉(zhuǎn)矩指令， 并且隨后輸出電機電流。由該電機電流驅(qū)動電機104，并且由位置檢測 器105檢測并輸出該位置。微分器106輸入該位置，并且隨后輸出速度。慣性力矩和粘滯摩擦識別器107輸入該轉(zhuǎn)矩指令、位置以及速度， 并且隨后計算并輸出電機104中的慣性力矩和粘滯摩擦的慣性力矩識 別值和粘滯摩擦識別值。由于根據(jù)本示例的慣性力矩和粘滯摩擦識別器107的結(jié)構(gòu)與第一 實施例的相同，所以省略其說明。以下將說明根據(jù)第二實施例的仿真。在仿真中使用的數(shù)值由等式(14)表示。<formula>formula see original document page 24</formula>假設通過施加剛性負載到電機而獲得電機104, Jm表示電機的慣 性力矩，Jl表示負載的慣性力矩，,表示電機104的慣性力矩的凈值， D^表示粘滯摩擦的凈值，Trat表示額定轉(zhuǎn)矩，T表示控制周期，w表示 恒定轉(zhuǎn)矩擾動，以及將位置控制器302設定為具有增益Kp的比例控制， 將速度控制器102設定為具有增益Kvj的比例控制，以及將位置指令 設定為具有頻率w和幅值u0的正弦波。圖4A和4B是示出了仿真結(jié)果的圖，其中在根據(jù)第二示例的系統(tǒng) 識別裝置中改變慣性力矩的凈值。圖4A示出了根據(jù)等式(15)計算的 慣性力矩識別誤差eJ，其中改變負載慣性力矩。圖4B示出了根據(jù)等式 (16)計算的粘滯摩擦識別誤差eD，其中改變負載慣性力矩。<formula>formula see original document page 24</formula>(15)<formula>formula see original document page 24</formula> (16)在這種情況下，J表示慣性力矩識別值，D表示粘滯摩擦識別值。在圖4A和4B中，當負載的粘滯摩擦與電機的慣性力矩的比率 Jl/Jm從0X到10000%變化時，慣性力矩識別誤差是0.6%或更小，而 粘滯摩擦識別誤差是1%或更小。因為在等式(15)中的分母是減小的， 所以圖4A中所示的慣性力矩識別誤差隨著在負載的慣性力矩中的減 小而增加。圖5A和5B是示出了仿真結(jié)果的圖，其中在根據(jù)第二示例的系統(tǒng) 識別裝置中改變粘滯摩擦的凈值。圖5A示出了根據(jù)等式(15)計算的 慣性力矩識別誤差eJ，其中改變粘滯摩擦。圖5B示出了根據(jù)等式(16) 計算的粘滯摩擦識別誤差eD，其中改變粘滯摩擦。在圖5A中，當粘 滯摩擦從ON*m*s/rad到0.01N*m*s/rad變化時，慣性力矩識別誤差是1 %或更少。在圖5B中，當粘滯摩擦從0.001N*m*s/rad到0.01N*m*s/rad 變化時，粘滯摩擦識別誤差是0.06%或更少。由于等式(16)中的分 母接近于零，所以粘滯摩擦識別誤差隨著在粘滯摩擦中的減小而增加。圖6A和6B是示出了仿真結(jié)果的圖，其中在根據(jù)第二示例的系統(tǒng) 識別裝置中改變恒定轉(zhuǎn)矩擾動。圖6A示出了根據(jù)等式(15)計算的慣 性力矩識別誤差eJ，其中改變恒定轉(zhuǎn)矩擾動。圖6B示出了根據(jù)等式(16) 計算的粘滯摩擦識別誤差eD，其中改變恒定轉(zhuǎn)矩擾動。在圖6A和圖6B中，當恒定轉(zhuǎn)矩擾動與額定轉(zhuǎn)矩的比率w/Trat 從0%到50%變化時，慣性力矩識別誤差是0.07%或更小，并且粘滯 摩擦識別誤差是0.07%或更小。在仿真中，位置幅值通常等于或小于0.02rad (在17位編碼器中 417個脈沖)。從而，根據(jù)第二示例的系統(tǒng)識別裝置使用位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩指 令積分值的平均和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均。因此，在具有任意線 性規(guī)則的位置控制系統(tǒng)中，能夠抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影響，并且能夠 僅通過非常少的操作識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦。第三示例第三示例與第一和第二示例的不同之處在于，第三示例使用一種結(jié)構(gòu)，其中位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器202和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘 法器204使用轉(zhuǎn)矩指令的一階時間積分值代替轉(zhuǎn)矩指令的零階時間積 分值。由于其它的結(jié)構(gòu)與第一和第二示例中的結(jié)構(gòu)相同，所以將省略 其描述。首先，將參照圖l、 2和3說明本示例的原理。由根據(jù)第一示例的等式(7)表示包括轉(zhuǎn)矩控制器103、電機104 和位置檢測器105的開環(huán)系統(tǒng)的運動方程，其中電機104的慣性力矩 由J表示，粘滯摩擦由D表示，轉(zhuǎn)矩指令由Tref表示，恒定轉(zhuǎn)矩擾動 由w表示，并且位置由e表示。當將速度指令或位置指令設定為具有頻 率co的正弦波時，在穩(wěn)定狀態(tài)中位置也是具有頻率①的正弦波，并且由 根據(jù)第一示例的等式(8)來表示。將等式(8)代入等式(7)來執(zhí)行 轉(zhuǎn)矩指令的計算，于是得到等式(9)。由等式(17)表示將作為等式 (9 )中的 一 階時間積分值的轉(zhuǎn)矩指令積分值。= -ffii4J sin放+ y4D cos紐+ wf (17)通過將等式(8)與(17)相乘，得到位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值， 從而得到等式(18)。J7^郝=-to4Vcos論i歸r + Z2Dcos2 W +如f cos"=—二 Jsin2^ +爿2"(會cos2^ +會)+爿v^cos^ (18)以與第一示例相同的方式，根據(jù)等式(18)計算電機104的粘滯 摩擦D，從而得到等式(19)。J 1 。9)在這種情況下，橫線表示一周期平均。此外，基于等式(8)和(17)，由等式(20)表示速度轉(zhuǎn)矩指令 積分值乘積值。<formula>formula see original document page 27</formula><formula>formula see original document page 27</formula>使用在等式(20)中的一周期平均，由等式(21)得到電機104 的慣性力矩J。2 ;郝 ，、<formula>formula see original document page 27</formula> (21)使用等式(19)和(21)，第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器206 能夠計算慣性力矩和粘滯摩擦的識別值，作為電機104中的粘滯摩擦D 和慣性力矩J。等式(19)和(21)不包括恒定轉(zhuǎn)矩擾動w。因此，恒 定轉(zhuǎn)矩擾動w不影響慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。當轉(zhuǎn)矩指令包括 噪聲時，轉(zhuǎn)矩指令積分值的波形比轉(zhuǎn)矩指令的波形更平滑。通過使用 等式(19)和(21)，能夠在慣性力矩和粘滯摩擦的識別值上抑制噪 聲的影響。隨后，將參照圖1到3說明根據(jù)第三示例的操作。位置幅值計算器201使用傅立葉變換或帶通濾波器計算位置基頻 分量作為位置的基頻分量，并且隨后計算并輸出位置幅值作為其幅值。 位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器202使用傅立葉變換或帶通濾波器計算位 置基頻分量作為位置的基頻分量，以及計算轉(zhuǎn)矩指令積分值基頻分量 作為轉(zhuǎn)矩指令的一階時間積分值的基頻分量，并且隨后計算并輸出位 置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為位置基頻分量與轉(zhuǎn)矩指令積分值基頻分量的乘積值。速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器204使用傅立葉變換或帶通濾波器計算轉(zhuǎn)矩指令積分值基頻分量作為轉(zhuǎn)矩指令的一階時間積分 值的基頻分量，以及計算速度基頻分量作為速度的基頻分量，并且隨 后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為轉(zhuǎn)矩指令積分值基頻 分量與速度基頻分量的乘積值。對于任何周期性速度指令或周期性位置指令，通過將等式(19)和(21)中的轉(zhuǎn)矩指令Tref設定為轉(zhuǎn)矩指令基頻分量并且將位置e設定為位置基頻分量，第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器206能夠計算慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。即使當使用轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值代替轉(zhuǎn)矩指令的一階時間 積分值時，其中將N設定到包括0的自然數(shù)；g卩，即使當在輸入位置 和轉(zhuǎn)矩指令并將N設定為包括0的自然數(shù)時將位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘 法器202構(gòu)造為計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值作為位置的基 頻分量與轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值的乘積值時，以及當在輸入轉(zhuǎn)矩 指令和速度并將N設定為包括0的自然數(shù)時將速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘 法器204構(gòu)造為計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值作為速度的基 頻分量與轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值的乘積值時；第一慣性力矩和粘 滯摩擦計算器206能夠以與本示例中相同的方式計算慣性力矩和粘滯 摩擦的識別值。從而，根據(jù)第三示例的系統(tǒng)識別裝置使用位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩指 令積分值的平均和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均。因此，能夠抑制恒定 轉(zhuǎn)矩擾動的影響并控制轉(zhuǎn)矩指令中噪聲的影響，從而僅通過非常少的 操作來識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦。第四示例圖7是詳細方框圖，示出了在根據(jù)第四示例的系統(tǒng)識別裝置中的 慣性力矩和粘滯摩擦識別器。在圖7中，201表示位置幅值計算器，以及701表示第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器。第四示例不同于第一、第二和第三之處在于，根據(jù)第四示例的慣性力矩和粘滯摩擦識別器107由下述構(gòu)成位置幅值計算器201，其用于輸入位置并且隨后計算并輸出位置幅值作為輸入信號的基頻分量幅值；以及第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器701，其用于輸入位置幅值和 轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后通過傅立葉變換計算轉(zhuǎn)矩指令的傅立葉系數(shù)以及 隨后通過使用位置幅值和傅立葉系數(shù)計算并輸出慣性力矩和粘滯摩擦 的識別值。以下將參照圖1、 3和7說明根據(jù)本發(fā)明的原理和操作。位置幅值計算器201利用傅立葉變換計算由等式(22)表示的位 置基頻分量。= Zcos" (22) 這里，A表示位置幅值，而co表示速度指令或位置指令的基頻。第二慣性力矩和粘滯摩擦識別器701利用傅立葉變換計算由等式 (23)表示的轉(zhuǎn)矩指令基頻分量。<formula>formula see original document page 29</formula>( 23 )這里，a0和b0表示傅立葉系數(shù),由等式(22)和(23)獲得等式(24)rre/。S0 = a。Z cos2紐+ 60Z cos戰(zhàn)sin加 =a。/l(會c。s2紐+ ^W"^sin2a (24)從等式(24)的一周期平均獲得等式(25)。(25)在圖1或圖3中以與在根據(jù)第一示例的等式(11)中相同的方式, 使用等式(25)，根據(jù)等式(26)得到電機104的慣性力矩J。(26)由等式(22)和(23)得到等式(27)rre/?！?-fl。<u4 cos戰(zhàn)sin紐-60ca4 sin2紐 =—a。ta4會sin 2紐--6。Wy4(一會c。s 2戰(zhàn)+會)(27)從等式(27)的一周期平均獲得等式(28)T/9 — *^0're/0。0 一2(28)以與等式(13)中相同的方式，使用等式(28),通過等式(29) 給定電機104的粘滯摩擦D。D = -i (29) (a4第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器701能夠使用等式(26)和(29) 計算慣性力矩和粘滯摩擦的識別值，作為電機104中的慣性力矩J和粘 滯摩擦D。等式(26)和(29)不包括恒定轉(zhuǎn)矩擾動w。因此，恒定轉(zhuǎn) 矩擾動w不影響慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。從而，根據(jù)該示例的系統(tǒng)識別裝置使用位置幅值的傅立葉系數(shù)和 轉(zhuǎn)矩指令基頻分量。因此，對于任意線性規(guī)則，僅通過利用任意周期 速度指令或周期位置指令的簡單計算能夠僅通過短時間內(nèi)非常少的操 作而識別電機中的慣性力矩和粘滯摩擦，同時抑制恒定轉(zhuǎn)矩擾動的影 響。工業(yè)實用性通過使用位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均和速度轉(zhuǎn)矩指令 積分值的平均，能夠僅通過非常少的操作來識別電機中的慣性力矩和 粘滯摩擦。因此，能夠廣泛地應用到例如芯片安裝器的常規(guī)工業(yè)設備。
權利要求
1.一種系統(tǒng)識別裝置，包括速度指令發(fā)生器，用于輸出速度指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出速度；速度控制器，用于輸入所述速度指令和所述速度，并且隨后輸出轉(zhuǎn)矩指令；轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū)動電機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令、所述位置和所述速度，并且隨后計算并輸出所述電機中的慣性力矩和粘滯摩擦的識別值，其中所述慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括位置幅值計算器，用于輸入所述位置，并且隨后計算并輸出位置幅值，作為所述輸入信號的基頻分量的幅值；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入所述位置和所述轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為所述位置的基頻分量與所述轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值的乘積值，其中將N設定為包括零的自然數(shù)；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入所述位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為所述輸入信號的一周期平均；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令和所述速度，并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為所述速度的基頻分量與所述轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值的乘積值；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為所述輸入信號的一周期平均；以及第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入所述位置幅值、所述位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均和所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，并且隨后計算并輸出所述慣性力矩和所述粘滯摩擦的識別值。
2. —種系統(tǒng)識別裝置，包括 位置指令發(fā)生器，用于輸出位置指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出 速度；位置控制器，用于輸入所述位置指令和所述位置，并且隨后輸出 速度指令；速度控制器，用于輸入所述速度指令和所述速度，并且隨后輸出 轉(zhuǎn)矩指令；轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū) 動電機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令、所述位置 和所述速度，并且隨后計算并輸出所述電機中的慣性力矩和粘滯摩擦 的識別值，其中所述慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括位置幅值計算器，用于輸入所述位置，并且隨后計算并輸出位置 幅值，作為所述輸入信號的基頻分量的幅值；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入所述位置和所述轉(zhuǎn)矩指令， 并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為所述位置的基 頻分量與所述轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值的乘積值，其中將N設定為 包括零的自然數(shù)；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入所述位置轉(zhuǎn)矩指令積 分值乘積值，并且隨后計算并輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為 所述輸入信號的一周期平均；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令和所述速度， 并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，作為所述速度的基 頻分量與所述轉(zhuǎn)矩指令的N階時間積分值的乘積值；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，并且隨后計算并輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，作為 所述輸入信號的一周期平均；以及第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入所述位置幅值、所述 位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均和所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均，并且 隨后計算并輸出所述慣性力矩和所述粘滯摩擦的識別值。
3. 根據(jù)權利要求1或2的系統(tǒng)識別裝置，其中所述位置轉(zhuǎn)矩指令 積分值乘法器和所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器將所述轉(zhuǎn)矩指令的N 階時間積分值設定為所述轉(zhuǎn)矩指令的零階時間積分值。
4. 根據(jù)權利要求1或2的系統(tǒng)識別裝置，其中所述位置轉(zhuǎn)矩指令 積分值乘法器和所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器將所述轉(zhuǎn)矩指令的N 階時間積分值設定為所述轉(zhuǎn)矩指令的一階時間積分值。
5. 根據(jù)權利要求1或2的系統(tǒng)識別裝置，其中所述位置幅值計算 器利用傅立葉變換計算位置基頻分量作為所述位置的基頻分量，并且 隨后計算并輸出所述位置幅值，所述位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用傅立葉變換計算位置基頻分 量作為所述位置的基頻分量，以及計算轉(zhuǎn)矩指令基頻分量作為所述轉(zhuǎn) 矩指令的基頻分量，并且隨后計算并輸出所述位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘 積值，作為所述位置基頻分量與所述轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時間積 分值的乘積值，以及所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用傅立葉變換計算轉(zhuǎn)矩指令基 頻分量作為所述轉(zhuǎn)矩指令的基頻分量，以及計算速度基頻分量作為所 述速度的基頻分量，并且隨后計算并輸出所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘 積值，作為所述轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時間積分值與所述速度基頻 分量的乘積值。
6. 根據(jù)權利要求1或2的系統(tǒng)識別裝置，其中所述位置幅值計算 器利用帶通濾波器計算位置基頻分量作為所述位置的基頻分量，并且隨后計算并輸出所述位置幅值，所述位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用所述帶通濾波器計算位置基 頻分量作為所述位置的基頻分量，以及計算轉(zhuǎn)矩指令基頻分量作為所 述轉(zhuǎn)矩指令的基頻分量，并且隨后計算并輸出所述位置轉(zhuǎn)矩指令積分 值乘積值，作為所述位置基頻分量與所述轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時 間積分值的乘積值，以及所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器利用所述帶通濾波器計算轉(zhuǎn)矩指 令基頻分量作為所述轉(zhuǎn)矩指令的基頻分量，以及計算速度基頻分量作 為所述速度的基頻分量，并且隨后計算并輸出所述速度轉(zhuǎn)矩指令積分 值乘積值，作為所述轉(zhuǎn)矩指令基頻分量的N階時間積分值與所述速度 基頻分量的乘積值。
7. —種系統(tǒng)識別裝置，包括 速度指令發(fā)生器，用于輸出速度指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出速度；速度控制器，用于輸入所述速度指令和所述速度，并且隨后輸出 轉(zhuǎn)矩指令；轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū) 動電機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令、所述位置 和所述速度，并且隨后計算并輸出所述電機中的慣性力矩和粘滯摩擦 的識別值，其中所述慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括位置幅值計算器，用于輸入所述位置，并且隨后計算并輸出位置 幅值，作為所述輸入信號的基頻分量的幅值；以及第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入所述位置幅值和所述 轉(zhuǎn)矩指令，以及通過傅立葉變換計算所述轉(zhuǎn)矩指令的傅立葉系數(shù)，并 且隨后利用所述位置幅值和所述傅立葉系數(shù)計算并輸出所述慣性力矩 和所述粘滯摩擦的識別值。
8. —種系統(tǒng)識別裝置，包括 位置指令發(fā)生器，用于輸出位置指令；微分器，用于輸入由位置檢測器檢測的電機位置，并且隨后輸出 速度；位置控制器，用于輸入所述位置指令和所述位置，并且隨后輸出 速度指令；速度控制器，用于輸入所述速度指令和所述速度，并且隨后輸出 轉(zhuǎn)矩指令；轉(zhuǎn)矩控制器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令，并且隨后利用電機電流驅(qū) 動電機；以及慣性力矩和粘滯摩擦識別器，用于輸入所述轉(zhuǎn)矩指令、所述位置 和所述速度，并且隨后計算并輸出所述電機中的慣性力矩和粘滯摩擦 的識別值，其中所述慣性力矩和粘滯摩擦識別器包括位置幅值計算器，用于輸入所述位置，并且隨后計算并輸出位置 幅值，作為所述輸入信號的基頻分量的幅值；以及第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于輸入所述位置幅值和所述 轉(zhuǎn)矩指令，以及通過傅立葉變換計算所述轉(zhuǎn)矩指令的傅立葉系數(shù)，并 且隨后利用所述位置幅值和所述傅立葉系數(shù)計算并輸出所述慣性力矩 和所述粘滯摩擦的識別值。
9.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)識別裝置，其中當所述速度指令的基頻由co表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由TrefO表示、 位置基頻分量由eo表示、并且所述位置幅值由A表示時，所述第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(1)和(2) 計算所述電機中的所述慣性力矩J和所述粘滯摩擦D的識別值
10.根據(jù)權利要求2的系統(tǒng)識別裝置，其中當所述位置指令的基頻由co表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由TrefO表示、 位置基頻分量由eo表示、并且所述位置幅值由A表示時，所述第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(1)和(2) 計算所述電機中的所述慣性力矩J和所述粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 7</formula>(2)
11.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)識別裝置，其中當所述速度指令的基頻由co表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由TrefO表示、 位置基頻分量由eo表示、并且所述位置幅值由A表示時，所述第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(3)和(4) 計算所述電機中的所述慣性力矩J和所述粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 7</formula>
12.根據(jù)權利要求2的系統(tǒng)識別裝置，其中當所述位置指令的基頻由co表示、轉(zhuǎn)矩指令基頻分量由TrefO表示、 位置基頻分量由eo表示、并且所述位置幅值由A表示時，所述第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(3)和(4) 計算所述電機中的所述慣性力矩J和所述粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 7</formula>
13.根據(jù)權利要求7的系統(tǒng)識別裝置，其中當所述速度指令的基頻由CO表示、所述位置幅值由A表示、所述轉(zhuǎn)矩指令的基頻余弦分量的傅立葉系數(shù)由a0表示、'并且所述轉(zhuǎn)矩指令 的基頻正弦分量的傅立葉系數(shù)由bO表示時，所述第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(5)和(6) 計算所述電機中的所述慣性力矩J和所述粘滯摩擦D的識別值J = -1 (5)D = -i (6)
14.根據(jù)權利要求8的系統(tǒng)識別裝置，其中當所述速度指令的基頻由①表示、所述位置幅值由A表示、所述 轉(zhuǎn)矩指令的基頻余弦分量的傅立葉系數(shù)由aO表示、并且所述轉(zhuǎn)矩指令 的基頻正弦分量的傅立葉系數(shù)由b0表示時，所述第二慣性力矩和粘滯摩擦計算器根據(jù)下列等式(5)和(6) 計算所述電機中的所述慣性力矩J和所述粘滯摩擦D的識別值<formula>formula see original document page 8</formula>(6)
全文摘要
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)識別裝置，其能夠僅通過非常少的操作來識別電機中的慣性力矩以及粘滯摩擦。系統(tǒng)識別裝置設置有位置幅值計算器，用于輸出位置幅值；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值；位置轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入位置轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，并且隨后輸出位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘法器，用于輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值；速度轉(zhuǎn)矩指令積分值平均計算器，用于輸入速度轉(zhuǎn)矩指令積分值乘積值，并且隨后輸出速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均；以及第一慣性力矩和粘滯摩擦計算器，用于從位置幅值、位置轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均和速度轉(zhuǎn)矩指令積分值的平均計算慣性力矩和粘滯摩擦的識別值。
文檔編號H02P29/00GK101243607SQ20068002962
公開日2008年8月13日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權日2005年8月10日
發(fā)明者中村裕司, 安藤玄 申請人:株式會社安川電機