專(zhuān)利名稱(chēng)：：縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法及裝置，其用于對(duì)驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)的主軸或XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)的XY軸的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行振動(dòng)抑制控制。
背景技術(shù)：
：在平縫縫紉機(jī)或者環(huán)縫縫紉機(jī)這種通常的縫紉機(jī)中，例如如圖1所示，在將用于驅(qū)動(dòng)針棒N的縫紉機(jī)構(gòu)造(S,C,D,R,N)和作為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)(主軸電動(dòng)機(jī))M進(jìn)行連接的情況下，電動(dòng)機(jī)M經(jīng)由同步皮帶B和皮帶輪P與主軸S連接(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1的圖3)。此外，從主軸S經(jīng)由曲軸C、天秤D、連桿R等機(jī)械機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)作為電動(dòng)機(jī)M的控制對(duì)象的針棒N。另外如圖2所示，在將電動(dòng)機(jī)M和主軸S直接連接的所謂直接傳動(dòng)縫紉機(jī)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2的圖6)的情況下，由于電動(dòng)機(jī)M直接與主軸S進(jìn)行連接，所以與圖1相比剛性增大很多，并且從電動(dòng)機(jī)軸觀察主軸S較長(zhǎng)，而且電動(dòng)機(jī)M和針棒N的中途經(jīng)由聯(lián)軸節(jié)E或其他的機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)針棒N，從而可以看成為用低剛性的彈性軸將電動(dòng)機(jī)M和負(fù)載結(jié)合的共振系統(tǒng)。圖中F為下軸，G為釜軸，H為縫紉機(jī)釜。在如圖20所例示的花紋縫制縫紉機(jī)或圖案縫制縫紉機(jī)等XY軸方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)中，與隨著主軸電動(dòng)機(jī)(未圖示)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行上下移動(dòng)的針棒N同步，利用電動(dòng)機(jī)(XY電動(dòng)機(jī))M使保持被縫制物的布保持體WH在X方向及Y方向上移動(dòng)，進(jìn)行縫制。作為XY定位裝置的一個(gè)例子，如圖21(A)所示，采取下述結(jié)構(gòu)向Y方向移動(dòng)，具有左右一對(duì)平行配置的Y軸驅(qū)動(dòng)部(以下稱(chēng)YL軸、YR軸)，通過(guò)在其上設(shè)置的X軸驅(qū)動(dòng)部(X軸)進(jìn)行X方向的移動(dòng)。X軸、YL軸、YR軸的驅(qū)動(dòng)，除了如圖21(B)所例示的旋轉(zhuǎn)型電動(dòng)機(jī)M和同步皮帶B之外，還采用滾珠絲杠、小齒輪或線性電動(dòng)機(jī)等。由于電動(dòng)機(jī)M和作為控制對(duì)象的布保持體WH，經(jīng)由同步皮帶B進(jìn)行連接，所以可以看成由低剛性的彈性軸將電動(dòng)機(jī)M和負(fù)載結(jié)合的共振系統(tǒng)。在上述的共振系統(tǒng)中，由于軸扭轉(zhuǎn)等導(dǎo)致振動(dòng)產(chǎn)生的問(wèn)題很多。在出現(xiàn)振動(dòng)的情況下，必須限制控制增益，無(wú)法提高速度控制系統(tǒng)的響應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生縫制間距的不均勻或驅(qū)動(dòng)速度下降等不好的影響。而且，布保持體WH或X軸、YL軸、YR軸等機(jī)械結(jié)構(gòu)部，為了實(shí)現(xiàn)輕量化而降低剛性，容易產(chǎn)生振動(dòng)。實(shí)際的共振系統(tǒng)，由于存在多種振動(dòng)模式或固有頻率，所以如圖3所示，作為多慣性共振系統(tǒng)被模型化。圖3中，Jm是電動(dòng)機(jī)M的慣性，Kfl、Kf2…Kfn是彈簧常數(shù)，Jal、Ja2…Jan是負(fù)載Al、A2、…An的慣性。該多慣性共振系統(tǒng)用圖4所示的框圖表示。在圖4中，6m表示電動(dòng)機(jī)M的旋轉(zhuǎn)角度(電動(dòng)機(jī)位置)，9al、9a2、…0n表示負(fù)載A的旋轉(zhuǎn)角度(負(fù)載位置)，T表示扭矩，s表示拉普拉斯算子，下標(biāo)m表示電動(dòng)機(jī)M，下標(biāo)a表示負(fù)載，下標(biāo)dis表示干擾，下標(biāo)reac表示軸扭轉(zhuǎn)反作用力。對(duì)于這樣的共振系統(tǒng)的振動(dòng)控制和干擾控制，提出了以下方法狀態(tài)反饋控制或H^控制、延遲干擾觀測(cè)控制、共振比控制(參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)等。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:特開(kāi)平6-285285號(hào)(圖3)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2002-159772號(hào)公報(bào)(圖6)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:專(zhuān)利第3381880號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:結(jié)城他「由共振比控制進(jìn)行的2慣性共振系統(tǒng)的振動(dòng)抑制控制」電學(xué)論D，113巻(平成5年)10號(hào)，1162頁(yè)-1169頁(yè)
發(fā)明內(nèi)容然而，由于狀態(tài)反饋控制或H^控制需要對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行嚴(yán)密的模型化，控制系統(tǒng)變得復(fù)雜化，同時(shí)計(jì)算量也增大很多等，所以需要高速、高性能的CPU，帶來(lái)成本的增加，因而應(yīng)用到縫紉機(jī)上存在問(wèn)題。另外，以防振為目的，在針棒部分安裝傳感器也存在困難。與之相對(duì)，由于延遲干擾觀測(cè)控制和共振比控制由比較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)構(gòu)成，所以可以實(shí)現(xiàn)低成本，調(diào)整上也只需要調(diào)整增益即可，在現(xiàn)場(chǎng)也容易對(duì)應(yīng)，應(yīng)用到縫紉機(jī)等產(chǎn)品上有非常高的實(shí)用性。然而，非專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的共振比控制存在下述問(wèn)題由于使系統(tǒng)作為2慣性共振系統(tǒng)模型化，所以對(duì)于1次共振有出眾的效果，但在現(xiàn)實(shí)的多慣性系統(tǒng)中，有時(shí)會(huì)引發(fā)高次共振等，對(duì)于高次振動(dòng)效果有限。另一方面，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載了與伺服系統(tǒng)上分開(kāi)設(shè)置的相位超前濾波器，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要大量的計(jì)算而計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，用廉價(jià)的控制裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)上也復(fù)雜，存在很難找到響應(yīng)穩(wěn)定的參數(shù)的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不僅是1次共振模式，還包括更高次振動(dòng)模式的全部振動(dòng)極的穩(wěn)定化。本發(fā)明在控制用于驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)的主軸或者XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)的XY軸的電動(dòng)機(jī)時(shí)，通過(guò)對(duì)于1次共振模式，使用共振比控制，對(duì)于更高次振動(dòng)模式，使用相位超前補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)全部共振極的穩(wěn)定化，從而解決前述課題。此外，前述相位超前補(bǔ)償，使在共振比控制內(nèi)的干擾觀測(cè)器中使用的電動(dòng)機(jī)慣性標(biāo)稱(chēng)值，大于實(shí)際的電動(dòng)機(jī)慣性值。此外，使前述相位超前補(bǔ)償?shù)臉O和零點(diǎn)，比共振比控制的極更靠近內(nèi)側(cè)，使相位超前補(bǔ)償和共振比控制并存。本發(fā)明對(duì)于對(duì)于可以忽略軸扭轉(zhuǎn)反作用力的剛性高的負(fù)載，僅使用干擾觀測(cè)器進(jìn)行相位超前補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)全部共振極的穩(wěn)定化。本發(fā)明具備應(yīng)用于1次共振模式的共振比控制單元、以及應(yīng)用于2次或2次以上的高次振動(dòng)模式的相位超前補(bǔ)償單元，不需要另外的相位超前補(bǔ)償單元。此外，使前述共振比控制單元由干擾觀測(cè)器和軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器構(gòu)成。發(fā)明的效果本發(fā)明中，由于在共振比控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行相位超前補(bǔ)償，所以對(duì)于1次共振模式，使用對(duì)2慣性共振系統(tǒng)的振動(dòng)控制有效的共振比控制，對(duì)于更高次振動(dòng)模式，使用相位超前補(bǔ)償而實(shí)現(xiàn)共振極的穩(wěn)定化，從而實(shí)現(xiàn)全體共振極的穩(wěn)定化。艮P，在大部分的縫制物上都有布折返部分，該部分一般被稱(chēng)為臺(tái)階部，是其他縫制部的2倍厚度，速度會(huì)急劇下降，容易出現(xiàn)跳針、間距錯(cuò)位等問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明，如果可以在主軸電動(dòng)機(jī)的增益足夠大的狀態(tài)下進(jìn)行縫制，則速度的變動(dòng)小，從而可以防止問(wèn)題出現(xiàn)。此外，在縫制皮革或安全帶等較厚的材料時(shí)，由于主軸1旋轉(zhuǎn)中的速度變動(dòng)大，會(huì)產(chǎn)生對(duì)于操作者來(lái)說(shuō)不舒服的振動(dòng)，但是通過(guò)本發(fā)明的干擾控制，可以防止振動(dòng)。特別在平縫線切斷縫紉機(jī)中，控制切線動(dòng)作的凸輪以主軸為驅(qū)動(dòng)源，該凸輪的負(fù)載較大，在切斷線后，負(fù)載減輕而立刻停止，因此該負(fù)載的變動(dòng)導(dǎo)致主軸停止角度的波動(dòng)，而通過(guò)本發(fā)明的干擾控制，可以獲得穩(wěn)定的停止角度。在使布在X-Y上移動(dòng)的縫紉機(jī)中，通常為了控制布的晃動(dòng)，使用僅切除縫制部分的樹(shù)脂制或金屬制的布?jí)耗_模具。該壓腳通過(guò)盡可能按壓靠近落針點(diǎn)的布部分，獲得穩(wěn)定的縫制，但當(dāng)前是考慮縫制物的落針點(diǎn)偏差而制作模具。因此，根據(jù)本發(fā)明，如果X-Y的動(dòng)作在縫制物或縫制速度的變化時(shí)也處于穩(wěn)定的狀態(tài)，則可以控制針落點(diǎn)的時(shí)機(jī)，從而進(jìn)行更加穩(wěn)定的縫制。在這里，相位超前補(bǔ)償控制是通過(guò)將例如在共振比控制內(nèi)的干擾觀測(cè)器中使用的電動(dòng)機(jī)慣性標(biāo)稱(chēng)值Jmn，設(shè)定為比實(shí)際的電動(dòng)機(jī)慣性值Jm大，從而不需要附加另外的相位超前補(bǔ)償手段，即可以實(shí)現(xiàn)相位超前補(bǔ)償控制。此外，在基于干擾觀測(cè)器進(jìn)行控制的情況下，可以既保持振動(dòng)控制效果也確保魯棒性。也就是說(shuō)，可以抑制因布厚的變化導(dǎo)致的負(fù)載變動(dòng)或摩擦、干擾等產(chǎn)生的影響。另外還可以抑制因振動(dòng)產(chǎn)生的噪音此外，通過(guò)使用軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器，不在控制對(duì)象上安裝傳感器就可以推定軸扭轉(zhuǎn)反作用力。此外，由于與狀態(tài)反饋控制或H?？刂葡啾?，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)算量也少，所以無(wú)需使用高價(jià)格的CPU等。而且設(shè)計(jì)或調(diào)整也容易進(jìn)行。此外，對(duì)于可以忽略軸扭轉(zhuǎn)反作用力的剛性高的負(fù)載，可以?xún)H使用干擾觀測(cè)器進(jìn)行相位超前補(bǔ)償。圖1是表示本發(fā)明的適用對(duì)象的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的適用對(duì)象的另一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的適用對(duì)象的模式圖。圖4是本發(fā)明的適用對(duì)象的框圖。圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的整體框圖。圖6是表示在第一實(shí)施方式中使用的干擾觀測(cè)器的構(gòu)成的框圖。圖7是由前述干擾觀測(cè)器構(gòu)成的加速度控制系統(tǒng)的框圖。圖8是表示第一實(shí)施方式中使用的軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器的構(gòu)成的框圖。圖9是表示該軸扭轉(zhuǎn)反作用力反饋的框圖。圖IO是圖9的等價(jià)框線圖。圖ll是表示因第一實(shí)施例中使用的干擾觀測(cè)器參數(shù)的變動(dòng)產(chǎn)生相位補(bǔ)償?shù)目驁D。圖12是表示該多慣性共振系統(tǒng)的極和零點(diǎn)的圖。圖13是對(duì)該2慣性共振系統(tǒng)進(jìn)行相位補(bǔ)償時(shí)的框線圖。圖14是表示(KCK1的比較例中相位滯后補(bǔ)償時(shí)的極和零點(diǎn)的配置的圖。圖15是表示對(duì)該3慣性共振系統(tǒng)進(jìn)行相位滯后補(bǔ)償時(shí)的根軌跡的圖。圖16是表示。>1的本發(fā)明的相位超前補(bǔ)償時(shí)的極和零點(diǎn)的配置的圖。圖17是表示對(duì)該3慣性共振體進(jìn)行本發(fā)明的相位超前補(bǔ)償時(shí)的根軌跡的圖。圖18是表示第一實(shí)施方式的極配置的圖。圖19是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的整體框圖。圖20是表示本發(fā)明的適用對(duì)象的XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)圖。圖21表示XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)中的XY定位裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是整體平面圖，(B)是l軸的軸測(cè)圖。具體實(shí)施方式下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。本發(fā)明的第一實(shí)施方式的控制裝置的整體框圖如圖5所示(圖中使負(fù)載為2慣性共振系統(tǒng)表示，但多慣性共振系統(tǒng)的情況也一樣)。本控制裝置中，使用用于進(jìn)行圖6所示的延遲干擾觀測(cè)控制的干擾觀測(cè)器10、和圖8所示的軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器20，進(jìn)行共振比控制，以進(jìn)行多慣性振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)抑制控制。通過(guò)在電動(dòng)機(jī)側(cè)使用干擾觀測(cè)器10，可以將向電動(dòng)機(jī)作用的各種干擾的影響抵消而去除，能夠構(gòu)筑如圖7所示的魯棒加速度控制系統(tǒng)。通過(guò)確保魯棒性，成為可以抑制因布厚的變化產(chǎn)生的負(fù)載變動(dòng)或摩擦、干擾等的影響的控制。也就是說(shuō)，向電動(dòng)機(jī)作用的干擾扭矩Tdism，可以用下式(l)表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>…(1)這里，Iaref表示電流參照值，公式右邊的第1項(xiàng)表示慣性變動(dòng)扭矩，第2項(xiàng)表示扭矩脈動(dòng)，第3項(xiàng)表示庫(kù)侖摩擦扭矩，第4項(xiàng)表示粘性摩擦扭矩，第5項(xiàng)表示軸扭轉(zhuǎn)反作用力。作用于負(fù)載的干擾扭矩Tdisa，通過(guò)包含在軸扭轉(zhuǎn)反作用力Treac中而向電動(dòng)機(jī)作用。在可以檢測(cè)電流參照值Iaref和電動(dòng)機(jī)速度時(shí)，在(1)式中被定義的干擾扭矩Tdism，利用圖6所示的干擾觀測(cè)器10，經(jīng)過(guò)1次低通濾波器，如(2)公式所示被推定。在圖6中，Icmp是用于通過(guò)補(bǔ)償干擾扭矩以確保魯棒性的補(bǔ)償電流。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>…(2)通過(guò)對(duì)該推定干擾扭矩Tdisn^進(jìn)行反饋，可以構(gòu)筑針對(duì)干擾具有魯棒性的控制系統(tǒng)。基于該干擾觀測(cè)器IO的魯棒控制系統(tǒng)，成為圖7所示的加速度控制系統(tǒng)。通過(guò)將干擾觀測(cè)器增益Gdis設(shè)定得較大，可以消除干擾扭矩Tdism的影響。由此，成為去除對(duì)電動(dòng)機(jī)的軸扭轉(zhuǎn)反作用力Treac而不受負(fù)載側(cè)影響的魯棒控制系統(tǒng)。由于在電動(dòng)機(jī)側(cè)使用干擾觀測(cè)器10，所以會(huì)抵消并去除唯一的負(fù)載側(cè)的信息即軸扭轉(zhuǎn)反作用力Treac，因而會(huì)引起負(fù)載側(cè)的振動(dòng)。因此，采用具有與干擾觀測(cè)器IO大致相同構(gòu)造的軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器20，進(jìn)行軸扭轉(zhuǎn)反作用力Treac的推定。在(l)式的干擾扭矩Tdism中，通過(guò)使電動(dòng)機(jī)慣性的標(biāo)稱(chēng)值Jmn根據(jù)加速度試驗(yàn)成為同定的值，可以消除電動(dòng)機(jī)慣性的變動(dòng)扭矩的影響。此外，通過(guò)將庫(kù)侖摩擦扭矩Tfric、粘性摩擦扭矩Dm(d2em/dt2)根據(jù)等速度試驗(yàn)而進(jìn)行同定、相抵，扭轉(zhuǎn)反作用力如Treac(3)公式所示推定。Treac*=Tdism*—Tfric—Dm(d6m/dt)…(3)圖8表示軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器20的框線圖。Greac是在軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器20中包含的1次低通濾波器的截止頻率。圖9表示通過(guò)在電動(dòng)機(jī)側(cè)使用干擾觀測(cè)器10，將軸扭轉(zhuǎn)反作用力Treac向構(gòu)成加速度控制系統(tǒng)的控制對(duì)象反饋的系統(tǒng)。Kr是軸扭轉(zhuǎn)反作用力Treac的反饋增益，可以任意地設(shè)定。該系統(tǒng)中的從加速度參照值(d29m/dt2)ref到電動(dòng)機(jī)位置0m為止的傳遞函數(shù)(4)、和從電動(dòng)機(jī)位置em到負(fù)載位置6a為止的傳遞函數(shù)(5)，分別如下所示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(4)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>…(5)此外，電動(dòng)機(jī)共振頻率"m和負(fù)載共振頻率"a，分別如下式(6)、(7)所示定義。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>…(6)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>…(7)在這里，將共振比K定義為下式(8)、(9)<<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>…(8)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>)…(9)負(fù)載共振頻率(oa為使電動(dòng)機(jī)側(cè)成為零點(diǎn)的逆共振頻率。(oa不包含任意參數(shù)而由控制對(duì)象決定。此外，對(duì)于電動(dòng)機(jī)側(cè)的狀態(tài)反饋不可控制。另一方面，(om是電動(dòng)機(jī)側(cè)的共振頻率，可以通過(guò)軸扭轉(zhuǎn)反作用力反饋增益Kr任意地設(shè)定。通過(guò)使用(6)、(7)式，圖9等價(jià)變換為圖10的框線圖。根據(jù)該圖可知，只要沒(méi)有由電動(dòng)機(jī)側(cè)前饋的零點(diǎn)操作，并且在電動(dòng)機(jī)側(cè)沒(méi)有極零抵消，負(fù)載側(cè)共振極"a就與電動(dòng)機(jī)側(cè)逆共振零點(diǎn)抵消。共振比控制是對(duì)軸扭轉(zhuǎn)反作用力Treac進(jìn)行反饋，可以根據(jù)軸扭轉(zhuǎn)反作用力反饋增益Kr任意地設(shè)定共振比?？刂乒舱癖菿相當(dāng)于控制虛擬的電動(dòng)機(jī)慣性，在共振比K較大時(shí)，即反饋增益Kr較大的情況下，相對(duì)于負(fù)載慣性而電動(dòng)機(jī)慣性變小，容易受負(fù)載側(cè)的影響。反之也是相同地。通過(guò)將共振比K設(shè)定為K-^5…(10)對(duì)于任何的2慣性共振系統(tǒng)，都可以進(jìn)行振動(dòng)控制、適應(yīng)性都優(yōu)良的增益設(shè)定。各增益如下所示。Kr=4/JaKp=coa2Kv=斗coa在這里，如果向電動(dòng)機(jī)M施加的干擾，僅由根據(jù)參數(shù)變動(dòng)的干擾扭矩Tdism構(gòu)成，則如式(14)表示。Tdism=(Jm—Jmn)(d^m/dt2)+(Ktn—Kt)Iaref".(14)如果考慮并代入?yún)?shù)的變動(dòng)，求取從電動(dòng)機(jī)的加速度參照值(d20m/dt2)ref到加速度響應(yīng)值d20m/dt2的傳遞函數(shù)，貝lj如(15)式所示?！?11)…U2)…(13)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>在這里，使扭矩常數(shù)的變動(dòng)充分小，將干擾觀測(cè)器io中使用的標(biāo)稱(chēng)值Jmn、Ktn設(shè)定如下。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>現(xiàn)有技術(shù)中，Jm=Jmn，即控制為。=1。如果將(16)、(17)代入(15)，則可以獲得以下的(18)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>如果將(18)式用框線圖表示，則如圖ll所示。根據(jù)圖ll可以看出，對(duì)于加速度參照值(d29m/dt2)ref，相位補(bǔ)償器30增加相位補(bǔ)償值(s+Gdis)/{(1/a)s+Gdis}，對(duì)于干擾Tdism，等價(jià)于高通濾波器的截止頻率的a倍。在這里，在ckI的情況下，相位滯后補(bǔ)償，干擾觀測(cè)增益下降在a〉l的情況下，相位超前補(bǔ)償，干擾觀測(cè)增益增加艮P，通過(guò)改變?cè)诟蓴_觀測(cè)器10中使用的電動(dòng)機(jī)慣性的標(biāo)稱(chēng)值Jmn和實(shí)際的電動(dòng)機(jī)慣性的值Jm之比ci，具有使加速度參照值的相位補(bǔ)償值和干擾觀測(cè)器的截止頻率變化的效果。然后，在多慣性共振系統(tǒng)中，使用根軌跡表示使在干擾觀測(cè)器10中采用的電動(dòng)機(jī)慣性標(biāo)稱(chēng)值Jmn變化的情況下的振動(dòng)抑制效果。圖12中，在復(fù)平面上圖示多慣性共振系統(tǒng)的極(X記號(hào))和零點(diǎn)(O記號(hào))。Re是實(shí)軸，Im是虛軸?？梢钥闯龆鄳T性共振系統(tǒng)的極和零點(diǎn)在虛軸Im上交互排列。在以下的說(shuō)明中，為了簡(jiǎn)便對(duì)于將2慣性共振系統(tǒng)作為負(fù)載進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)那闆r進(jìn)行解析。對(duì)2慣性共振系統(tǒng)進(jìn)行相位補(bǔ)償時(shí)的框線圖如圖13所示。在這里，ecmd是位置指令值(可以任意地設(shè)定)，Cp是比例控制的增益。圖13的傳遞函數(shù)如下所示。0m=n(s)..."9)0crad—d(S)n(s)=Cp(s3+aGdis,s2+o>a2s+o;Gdis-coa2)…(20)d(s)-丄s5+aGdis's4十(丄com2+Cp)s3+(aGdiscom2+CpaGdis)s2aa+Cp*cua2s+Cp'o;Gdis-cua2…(21)…(22)0ras2+wa2根據(jù)相位補(bǔ)償器30的相位補(bǔ)償值，特性改變。也就是說(shuō)，相位補(bǔ)償器30在0<a<1的情況下成為相位滯后補(bǔ)償。如果使此時(shí)的極和零點(diǎn)為Plag、Zlag，則分別如下式(23)、(24)表示。Plag=…(23)Zlag-[jcoa，一jwa,Gdis]…(24)將其用圖表示則如圖14所示。X為極，O為零點(diǎn)。在這里，使相位滯后補(bǔ)償器30的極-aGdis與振動(dòng)極s叫wm所成的角為9p，與反振動(dòng)的零點(diǎn)s^wa所成的角為①p。此外，使相位滯后補(bǔ)償器30的零點(diǎn)-Gdis與振動(dòng)極s^o)m所成的角為ez，與反振動(dòng)的零點(diǎn)s叫coa所成的角為0>z。此時(shí)，各個(gè)極的出發(fā)角eid(i^l5)和零點(diǎn)的到達(dá)角9ia(i=l3)，如下所示計(jì)算。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>圖15表示對(duì)3慣性共振系統(tǒng)進(jìn)行相位滯后補(bǔ)償?shù)母壽E?？梢源_認(rèn)，如果使比例控制增益Cp變化，則系統(tǒng)必定向不穩(wěn)定的方向移動(dòng)。另一方面，相位補(bǔ)償器30在a〉1的情況下成為相位超前補(bǔ)償。如果使此時(shí)的極和零點(diǎn)為Plead、Zlead，則分別如下面(25)、(26)式所示。Plead=…(25)Zlead=[jwa，一joja,Gdis]…(26)如果將其用圖表示，則如圖16所示。在這里，使相位超前補(bǔ)償器30的極-aGdis與振動(dòng)極s叫com所成的角為0p，與反振動(dòng)的零點(diǎn)s^(oa所成的角為Op。此外，使相位超前補(bǔ)償器30的零點(diǎn)-Gdis與振動(dòng)極s^io)ra所成的角為ez，與反振動(dòng)的零點(diǎn)s^icoa所成的角為O)z。此時(shí)，各個(gè)極的出發(fā)角0id(i^5)和零點(diǎn)的到達(dá)角0ia(i=l3)，如下所示計(jì)算。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>圖17表示對(duì)3慣性共振系統(tǒng)進(jìn)行本發(fā)明的相位超前補(bǔ)償?shù)母壽E。可以確認(rèn)，如果使比例控制增益Cp變化，則系統(tǒng)必定向穩(wěn)定的方向移動(dòng)。這些對(duì)于高次振動(dòng)系統(tǒng)也會(huì)獲得相同的結(jié)果。也就是，通過(guò)進(jìn)行相位超前補(bǔ)償，可以進(jìn)行多慣性共振系統(tǒng)的振動(dòng)抑制控制。在本實(shí)施方式中，通過(guò)使在共振比控制內(nèi)的干擾觀測(cè)器10中采用的電動(dòng)機(jī)慣性標(biāo)稱(chēng)值Jmn和實(shí)際的電動(dòng)機(jī)慣性值Jm的比率ci變化，具體來(lái)說(shuō)，使電動(dòng)機(jī)慣性標(biāo)稱(chēng)值Jmn大于實(shí)際電動(dòng)機(jī)慣性值Jm，從而不用特別追加相位超前補(bǔ)償器30，就能實(shí)現(xiàn)這些相位超前補(bǔ)償。為了使該相位超前補(bǔ)償和共振比控制并存，必須將相位超前補(bǔ)償?shù)臉O和零點(diǎn)設(shè)為比共振比控制的極更靠近內(nèi)側(cè)(接近0側(cè))。艮P，通過(guò)如圖18所示設(shè)定控制系統(tǒng)整體的極配置，對(duì)于1次振動(dòng)模式，通過(guò)共振比控制積極地進(jìn)行抑制，對(duì)于高次振動(dòng)模式，由于原影響小，所以通過(guò)相位超前補(bǔ)償可以確保穩(wěn)定性。此外，在第一實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)與負(fù)載通過(guò)柔軟的驅(qū)動(dòng)軸結(jié)合，以軸扭轉(zhuǎn)成為問(wèn)題的剛性較低的控制系統(tǒng)為對(duì)象，但在負(fù)載和軸剛性高而無(wú)需進(jìn)行軸扭轉(zhuǎn)補(bǔ)償?shù)那闆r下，如圖19所示的第二實(shí)施方式所示，可以省略軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器，僅由干擾觀測(cè)器10構(gòu)成相位超前補(bǔ)償控制。'在第二實(shí)施方式中，利用相位超前補(bǔ)償?shù)男Ч?，也與第一實(shí)施方式相同地，可以對(duì)全部共振極實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化。此外，在前述實(shí)施方式中，構(gòu)成位置控制系統(tǒng)，但本發(fā)明在僅速度控制系統(tǒng)中也可以適用。此外，在前述實(shí)施方式中，速度運(yùn)算部使用P(比例)控制，但速度運(yùn)算的控制種類(lèi)不限定于此，也可以使用PI(比例積分)控制、PD(比例微分)控制、PID(比例積分微分)等。此外，前述X-Y驅(qū)動(dòng)中的說(shuō)明，以旋轉(zhuǎn)型電動(dòng)機(jī)+正時(shí)皮帶為例進(jìn)行，但對(duì)于滾珠絲杠、小齒輪或線形電動(dòng)機(jī)等也可以適用，另外，向Y方向的移動(dòng)以YL軸和YR軸的左右一對(duì)Y軸驅(qū)動(dòng)部為例進(jìn)行，但也適用僅單軸的驅(qū)動(dòng)。權(quán)利要求1.一種縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，對(duì)于1次共振模式，使用共振比控制，對(duì)于2次或2次以上振動(dòng)模式，使用相位超前補(bǔ)償。2.如權(quán)利要求1所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述相位超前補(bǔ)償，使在共振比控制內(nèi)的干擾觀測(cè)器中使用的電動(dòng)機(jī)慣性標(biāo)稱(chēng)值，大于實(shí)際的電動(dòng)機(jī)慣性值。3.如權(quán)利要求1所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，使前述相位超前補(bǔ)償?shù)臉O和零點(diǎn)，比共振比控制的極更靠近內(nèi)側(cè)。4.如權(quán)利要求1所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述電動(dòng)機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)主軸的電動(dòng)機(jī)。5.如權(quán)利要求1所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述縫紉機(jī)是XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)，前述電動(dòng)機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)前述XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)的XY軸的電動(dòng)機(jī)。6.—種縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，對(duì)于可以忽略軸扭轉(zhuǎn)反作用力的剛性高的負(fù)載，不使用軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器，而是使用干擾觀測(cè)器進(jìn)行相位超前補(bǔ)償。7.如權(quán)利要求6所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述電動(dòng)機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)主軸的電動(dòng)機(jī)。8.如權(quán)利要求6所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述縫紉機(jī)是XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)，前述電動(dòng)機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)前述XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)的XY軸的電動(dòng)機(jī)。9.一種縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于，具備共振比控制單元，其應(yīng)用于I次共振模式；以及相位超前補(bǔ)償單元，其應(yīng)用于2次或2次以上的振動(dòng)模式。10.如權(quán)利要求9所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述共振比控制單元，由干擾觀測(cè)器和軸扭轉(zhuǎn)反作用力推定觀測(cè)器構(gòu)成。11.如權(quán)利要求9所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述電動(dòng)機(jī)，是用于驅(qū)動(dòng)前述縫紉機(jī)的主軸的電動(dòng)機(jī)。12.如權(quán)利要求9所述的縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于，前述縫紉機(jī)的是XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)，前述電動(dòng)機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)前述XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)的XY軸的電動(dòng)機(jī)。全文摘要本發(fā)明是一種縫紉機(jī)電動(dòng)機(jī)的控制方法以及裝置，其目的是在驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)的主軸或者XY方向自動(dòng)進(jìn)給縫紉機(jī)的XY軸的電動(dòng)機(jī)控制中，實(shí)現(xiàn)全部振動(dòng)模式的穩(wěn)定化。對(duì)于1次共振模式，使用對(duì)2慣性共振系統(tǒng)的振動(dòng)控制有效的共振比控制，對(duì)于更高次振動(dòng)模式，使用相位超前補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)全部共振極的穩(wěn)定化。另一方面，對(duì)于可以忽略軸扭轉(zhuǎn)反作用力的剛性大的負(fù)載，通過(guò)僅使用干擾觀測(cè)器進(jìn)行相位超前補(bǔ)償，可以實(shí)現(xiàn)全部振動(dòng)極的穩(wěn)定化。文檔編號(hào)H02P23/00GK101232271SQ200810006028公開(kāi)日2008年7月30日申請(qǐng)日期2008年1月25日優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日發(fā)明者中村明彥申請(qǐng)人:Juki株式會(huì)社