JP2005012879A - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】適格に異常診断を行うことができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】モータ速度を入力し、目標とする速度指令にモータ速度が一致するよう速度制御を行いトルク指令を出力する速度制御部と、トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、トルク指令の確率密度関数を演算し、確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部を備え、確率密度演算部は、確率密度関数の変化を確率密度関数の尖度に閾値を設けて判定し、モータ制御装置が正常な状態か否かを判断するものである。
【選択図】 図１
【解決手段】モータ速度を入力し、目標とする速度指令にモータ速度が一致するよう速度制御を行いトルク指令を出力する速度制御部と、トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、トルク指令の確率密度関数を演算し、確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部を備え、確率密度演算部は、確率密度関数の変化を確率密度関数の尖度に閾値を設けて判定し、モータ制御装置が正常な状態か否かを判断するものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にロボットや工作機械などに用いられるモータ制御装置、特に異常診断機能を備えたモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ制御装置において確率密度関数を用いて異常発生を診断する例として、特許文献１などが挙げられる。前記従来例では、モータ位置を入力し、目標とする位置指令にモータ位置が一致するよう位置制御及び速度制御を行い、トルク指令を出力する位置・速度制御部と、トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部と、電流指令により駆動されるモータと、モータ位置を検出する検出器とを備えるモータ制御装置において、トルク指令を入力し、前記トルク指令の確率密度関数を演算する確率密度演算部を備えるものである。
これにより、モータ位置制御装置において、トルク指令の確率密度分布の標準偏差に閾値を設けて異常状態を判断するので、例えば一時的なノイズなどによる誤検出が少ない異常診断を行うことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７０２８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来例では、確率密度分布の標準偏差に閾値を設けて異常診断を行うため、例えば、図３のグラフ３１を正常状態として、図３のグラフ３２のように確立密度分布が平均値近傍で大きくばらつく場合や、図３のグラフ３３に示すような確立密度分布の最頻値と平均値との差が大きい場合のように、標準偏差に大きな変化が無いまま確立密度分布が変化する場合において、標準偏差に大きな変化が無いため異常を把握できない場合がある、という問題点があった。
そこで本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、適格に異常診断を行うことができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のモータ制御装置は、モータ速度を入力し、目標とする速度指令に前記モータ速度が一致するよう速度制御を行い、トルク指令を出力する速度制御部と、前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、前記トルク指令の確率密度関数を演算し、前記確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部、を備え、前記確率密度演算部は、確率密度関数の変化を、前記確率密度関数の尖度に閾値を設けて判定し、前記モータ制御装置が正常な状態か否かを判断することを特徴とすることを特徴とするものである。
請求項２記載のモータ制御装置は、モータ速度を入力し、目標とする速度指令に前記モータ速度が一致するよう速度制御を行い、トルク指令を出力する速度制御部と、前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、前記トルク指令の確率密度関数を演算し、前記確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部、を備え、前記確率密度演算部は、確率密度関数の変化を、前記確率密度関数の歪度に閾値を設けて判定し、前記モータ制御装置が正常な状態か否かを判断することを特徴とすることを特徴とする、請求項１記載のモータ制御装置である。
請求項３記載のモータ制御装置は、モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記トルク指令のかわりに前記モータ位置の確率密度関数を演算することを特徴とする、請求項１または２記載のモータ制御装置である。
請求項４記載のモータ制御装置は、モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記モータ位置からモータ速度を求め、前記モータ位置の変わりに前記モータ速度の確率密度関数を演算することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置である。
請求項５記載のモータ制御装置は、モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記モータ位置からモータ加速度を求め、前記モータ位置の変わりに前記モータ加速度の確率密度関数を演算することを特徴とする、請求項３記載のモータ制御装置である。
請求項１〜５記載のモータ制御装置により、モータ制御装置において、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、異常診断を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は、本発明を適用するモータ制御装置のブロック図である。図において、１１は位置・速度制御部であり、位置検出器１４で検出されたモータ位置Ｐｆｂを入力し、目標位置と位置Ｐｆｂが一致するよう位置制御および速度制御を行いトルク指令Ｔｒｅｆを電流制御部へ出力する。１２は電流制御部であり、トルク指令Ｔｒｅｆを入力してこれに応じた電流を出力してモータ１３を駆動する。１５は確率密度関数演算部であり、前期モータ位置Ｐｆｂを入力し、モータ位置の確率密度関数の尖度Ｃ（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ（Ｐｆｂ）を算出する。１６は異常診断部であり、前記Ｃ（Ｐｆｂ）またはＳ（Ｐｆｂ）が一定水準を越えた場合、警報を発する。
【０００７】
次に、異常診断部１６において異常を診断する手順について、図２を用いて説明する。図２は、異常診断部１６の内部の処理を示すフローチャートである。図２において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。Ｓ１６１ではモータ位置の確率密度関数の尖度Ｃ（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ（Ｐｆｂ）を入力する。Ｓ１６２では前記尖度Ｃ（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ（Ｐｆｂ）を入力し、尖度および歪度の閾値を設定する関数尖度Ｃ０（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ０（Ｐｆｂ）と比較し、Ｃ（Ｐｆｂ）≧Ｃ０（Ｐｆｂ）またはＳ（Ｐｆｂ）≧Ｓ０（Ｐｆｂ）となる場合はＳ１６３へ進み、それ以外はＳ１６４へ進む。Ｓ１６３では異常を示す警報を発し、Ｓ１６４では運転を継続する。なお、Ｓ１６３において、警報を発する代わりに非常停止などの措置をとってもよい。この結果、閾値Ｃ０（Ｐｆｂ）およびＳ０（Ｐｆｂ）を任意に設定することで、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、異常診断を行うことができる。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１〜５記載のモータ制御装置によれば、検出したモータ位置の情報を元に演算した確率密度分布の尖度および歪度に閾値を設けて異常を診断するので、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、異常診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例を示すブロック図
【図２】図１における異常診断部２６の詳細を示すフローチャート
【図３】標準偏差により異常を判断する場合の問題点を示すグラフ
【符号の説明】
１１ 位置・速度制御部
１２ 電流制御部
１３ モータ
１４ 位置検出器
１５ 確率密度関数演算部
１６ 異常診断部
３１ 正常状態なトルク指令の確率密度分布
３２ 平均値近傍でばらついたトルク指令の確率密度分布
３３ 最頻値と平均値との差が大きいトルク指令の確率密度分布
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にロボットや工作機械などに用いられるモータ制御装置、特に異常診断機能を備えたモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ制御装置において確率密度関数を用いて異常発生を診断する例として、特許文献１などが挙げられる。前記従来例では、モータ位置を入力し、目標とする位置指令にモータ位置が一致するよう位置制御及び速度制御を行い、トルク指令を出力する位置・速度制御部と、トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部と、電流指令により駆動されるモータと、モータ位置を検出する検出器とを備えるモータ制御装置において、トルク指令を入力し、前記トルク指令の確率密度関数を演算する確率密度演算部を備えるものである。
これにより、モータ位置制御装置において、トルク指令の確率密度分布の標準偏差に閾値を設けて異常状態を判断するので、例えば一時的なノイズなどによる誤検出が少ない異常診断を行うことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７０２８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来例では、確率密度分布の標準偏差に閾値を設けて異常診断を行うため、例えば、図３のグラフ３１を正常状態として、図３のグラフ３２のように確立密度分布が平均値近傍で大きくばらつく場合や、図３のグラフ３３に示すような確立密度分布の最頻値と平均値との差が大きい場合のように、標準偏差に大きな変化が無いまま確立密度分布が変化する場合において、標準偏差に大きな変化が無いため異常を把握できない場合がある、という問題点があった。
そこで本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、適格に異常診断を行うことができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のモータ制御装置は、モータ速度を入力し、目標とする速度指令に前記モータ速度が一致するよう速度制御を行い、トルク指令を出力する速度制御部と、前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、前記トルク指令の確率密度関数を演算し、前記確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部、を備え、前記確率密度演算部は、確率密度関数の変化を、前記確率密度関数の尖度に閾値を設けて判定し、前記モータ制御装置が正常な状態か否かを判断することを特徴とすることを特徴とするものである。
請求項２記載のモータ制御装置は、モータ速度を入力し、目標とする速度指令に前記モータ速度が一致するよう速度制御を行い、トルク指令を出力する速度制御部と、前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、前記トルク指令の確率密度関数を演算し、前記確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部、を備え、前記確率密度演算部は、確率密度関数の変化を、前記確率密度関数の歪度に閾値を設けて判定し、前記モータ制御装置が正常な状態か否かを判断することを特徴とすることを特徴とする、請求項１記載のモータ制御装置である。
請求項３記載のモータ制御装置は、モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記トルク指令のかわりに前記モータ位置の確率密度関数を演算することを特徴とする、請求項１または２記載のモータ制御装置である。
請求項４記載のモータ制御装置は、モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記モータ位置からモータ速度を求め、前記モータ位置の変わりに前記モータ速度の確率密度関数を演算することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置である。
請求項５記載のモータ制御装置は、モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記モータ位置からモータ加速度を求め、前記モータ位置の変わりに前記モータ加速度の確率密度関数を演算することを特徴とする、請求項３記載のモータ制御装置である。
請求項１〜５記載のモータ制御装置により、モータ制御装置において、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、異常診断を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は、本発明を適用するモータ制御装置のブロック図である。図において、１１は位置・速度制御部であり、位置検出器１４で検出されたモータ位置Ｐｆｂを入力し、目標位置と位置Ｐｆｂが一致するよう位置制御および速度制御を行いトルク指令Ｔｒｅｆを電流制御部へ出力する。１２は電流制御部であり、トルク指令Ｔｒｅｆを入力してこれに応じた電流を出力してモータ１３を駆動する。１５は確率密度関数演算部であり、前期モータ位置Ｐｆｂを入力し、モータ位置の確率密度関数の尖度Ｃ（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ（Ｐｆｂ）を算出する。１６は異常診断部であり、前記Ｃ（Ｐｆｂ）またはＳ（Ｐｆｂ）が一定水準を越えた場合、警報を発する。
【０００７】
次に、異常診断部１６において異常を診断する手順について、図２を用いて説明する。図２は、異常診断部１６の内部の処理を示すフローチャートである。図２において、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。Ｓ１６１ではモータ位置の確率密度関数の尖度Ｃ（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ（Ｐｆｂ）を入力する。Ｓ１６２では前記尖度Ｃ（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ（Ｐｆｂ）を入力し、尖度および歪度の閾値を設定する関数尖度Ｃ０（Ｐｆｂ）および歪度Ｓ０（Ｐｆｂ）と比較し、Ｃ（Ｐｆｂ）≧Ｃ０（Ｐｆｂ）またはＳ（Ｐｆｂ）≧Ｓ０（Ｐｆｂ）となる場合はＳ１６３へ進み、それ以外はＳ１６４へ進む。Ｓ１６３では異常を示す警報を発し、Ｓ１６４では運転を継続する。なお、Ｓ１６３において、警報を発する代わりに非常停止などの措置をとってもよい。この結果、閾値Ｃ０（Ｐｆｂ）およびＳ０（Ｐｆｂ）を任意に設定することで、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、異常診断を行うことができる。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１〜５記載のモータ制御装置によれば、検出したモータ位置の情報を元に演算した確率密度分布の尖度および歪度に閾値を設けて異常を診断するので、標準偏差に大きな変化が無いまま、確立密度分布が変化する場合にも、異常診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例を示すブロック図
【図２】図１における異常診断部２６の詳細を示すフローチャート
【図３】標準偏差により異常を判断する場合の問題点を示すグラフ
【符号の説明】
１１ 位置・速度制御部
１２ 電流制御部
１３ モータ
１４ 位置検出器
１５ 確率密度関数演算部
１６ 異常診断部
３１ 正常状態なトルク指令の確率密度分布
３２ 平均値近傍でばらついたトルク指令の確率密度分布
３３ 最頻値と平均値との差が大きいトルク指令の確率密度分布
Claims (5)
- モータ速度を入力し、目標とする速度指令に前記モータ速度が一致するよう速度制御を行いトルク指令を出力する速度制御部と、
前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、
前記トルク指令の確率密度関数を演算し、前記確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部を備え、
前記確率密度演算部は、確率密度関数の変化を、前記確率密度関数の尖度に閾値を設けて判定し、前記モータ制御装置が正常な状態か否かを判断することを特徴とすることを特徴とするモータ制御装置。 - モータ速度を入力し、目標とする速度指令に前記モータ速度が一致するよう速度制御を行い、トルク指令を出力する速度制御部と、
前記トルク指令を入力し、モータへ電流指令を出力する電流制御部とを備えるモータ制御装置において、
前記トルク指令の確率密度関数を演算し、前記確率密度関数が変化したか変化していないかを監視する確率密度演算部を備え、
前記確率密度演算部は、確率密度関数の変化を、前記確率密度関数の歪度に閾値を設けて判定し、前記モータ制御装置が正常な状態か否かを判断することを特徴とすることを特徴とするモータ制御装置。 - モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記トルク指令のかわりに前記モータ位置の確率密度関数を演算することを特徴とする、請求項１または２記載のモータ制御装置。
- モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記モータ位置からモータ速度を求め、前記モータ位置の代わりに前記モータ速度の確率密度関数を演算することを特徴とする、請求項３記載のモータ制御装置。
- モータ位置を検出する検出器を備え、前記確率密度演算部は、前記モータ位置からモータ加速度を求め、前記モータ位置の代わりに前記モータ加速度の確率密度関数を演算することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172060A JP2005012879A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003172060A JP2005012879A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005012879A true JP2005012879A (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=34096329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003172060A Pending JP2005012879A (ja) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005012879A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018020545A1 (ja) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | 三菱電機株式会社 | 電動機の診断装置 |
| WO2022190331A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
-
2003
- 2003-06-17 JP JP2003172060A patent/JP2005012879A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018020545A1 (ja) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | 三菱電機株式会社 | 電動機の診断装置 |
| EP3489700A4 (en) * | 2016-07-25 | 2019-07-31 | Mitsubishi Electric Corporation | ELECTRIC MOTOR DIAGNOSIS DEVICE |
| WO2022190331A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
| JPWO2022190331A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | ||
| JP7503201B2 (ja) | 2021-03-11 | 2024-06-19 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
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