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Title:
MOTOR CONTROL CHARACTERISTIC EVALUATION DEVICE AND MOTOR CONTROL CHARACTERISTIC PRESENTATION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/096169
Kind Code:
A1
Abstract:
A motor control characteristic evaluation device includes: an evaluation index selection unit which selects any one of evaluation indexes in a motor control system control characteristics and outputs selection information indicating the selected evaluation index; a correlated data extraction unit which extracts data correlated with the selected evaluation index from the motor control system data group according to the selected information; an evaluation value calculation unit which calculates an evaluation value of the evaluation index according to the extracted data; and a display control unit which displays the calculated evaluation value on a display.

Inventors:
YAMAICHI YUKIHIRO
TAZAWA TORU
SUZUKI KEN ICHI
Application Number:
PCT/JP2009/000300
Publication Date:
August 06, 2009
Filing Date:
January 27, 2009
Export Citation:
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Assignee:
PANASONIC CORP (JP)
YAMAICHI YUKIHIRO
TAZAWA TORU
SUZUKI KEN ICHI
International Classes:
G05B23/02; H02P29/00
Foreign References:
JP2004133588A2004-04-30
JP2001022434A2001-01-26
JP2001075637A2001-03-23
JPH1140321A1999-02-12
JPH09311714A1997-12-02
Attorney, Agent or Firm:
IWAHASHI, Fumio (1006 Oaza Kadom, Kadoma-shi Osaka 01, JP)
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Claims:
モータ制御系の制御特性を提示する機能を備えたモータ制御特性評価装置であって、
前記制御特性における複数の評価指標からいずれかの評価指標が選択され、選択された前記評価指標を示す選択情報を出力する評価指標選択部と、
前記選択情報に基づき、前記モータ制御系のデータ群から、選択された前記評価指標に関連付けられたデータを抽出する関連データ抽出部と、
抽出された前記データに基づいて前記評価指標の評価値を算出する評価値算出部と、
算出された前記評価値をディスプレイに表示する表示制御部とを備えたことを特徴とするモータ制御特性評価装置。
前記表示制御部は、前記ディスプレイに、前記関連データ抽出部において抽出されたデータに基づき生成した波形画像を画像表示するとともに、前記評価値を数値表示することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御特性評価装置。
モータ制御系の制御特性を提示する方法であって、
前記制御特性における複数の評価指標からいずれかの評価指標が選択される選択ステップと、
前記モータ制御系のデータ群から、選択された前記評価指標に関連付けられたデータを抽出する抽出ステップと、
抽出された前記データに基づいて前記評価指標の評価値を算出する算出ステップと、
算出された前記評価値をディスプレイに表示させる表示ステップとを有することを特徴とするモータ制御特性の提示方法。
前記選択ステップは、複数の前記評価指標から1つの前記評価指標を選択することを特徴とする請求項3に記載のモータ制御特性の提示方法。
前記選択ステップは、複数の前記評価指標から1つ以上の前記評価指標を選択することを特徴とする請求項3に記載のモータ制御特性の提示方法。
前記評価指標は、指令時間、整定時間、タクト、立ち上がり時間、遅延時間、位置整定幅割れ回数、速度整定幅割れ回数、オーバーシュート、減衰比、定常偏差、速度変動、トルク変動、出力波形の振動周期、出力波形の振動周波数、出力波形の振動振幅およびトルク実効値の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項3に記載のモータ制御特性の提示方法。
前記表示ステップは、前記抽出ステップにおいて抽出された前記データに基づき生成した波形画像を画像表示するとともに、前記評価値を数値表示することを特徴とする請求項3に記載のモータ制御特性の提示方法。
前記表示ステップは、前記波形画像上に、前記評価値の算出に用いたデータを明示するステップをさらに有することを特徴とする請求項7に記載のモータ制御特性の提示方法。
前記表示ステップは、前記波形画像上に、前記評価値の算出に用いたデータと算出された前記評価値との関係を明示するステップをさらに有することを特徴とする請求項7に記載のモータ制御特性の提示方法。
算出された前記評価値を蓄積する蓄積ステップをさらに有し、
前記蓄積ステップは、前記モータ制御系の制御パラメータに関連付けて、前記評価値を蓄積することを特徴とする請求項3に記載のモータ制御特性の提示方法。
前記選択ステップと、前記抽出ステップと、前記算出ステップと、前記表示ステップとを複数回行うことを特徴とする請求項3に記載のモータ制御特性の提示方法。
複数回算出された前記評価値に基づき、解析値を算出する解析ステップと、前記解析値を表示する解析値表示ステップとをさらに有したことを特徴とする請求項11に記載のモータ制御特性の提示方法。
前記解析値は、平均値、実効値、最大値、最小値、標準偏差および分散の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項12に記載のモータ制御特性の提示方法。
算出された前記解析値を蓄積する解析値蓄積ステップをさらに有し、
前記解析値蓄積ステップは、前記モータ制御系の制御パラメータに関連付けて、前記解析値を蓄積することを特徴とする請求項13に記載のモータ制御特性の提示方法。
Description:
モータ制御特性評価装置および ータ制御特性の提示方法

 本発明は、モータを含む制御対象と、こ 制御対象を制御する制御器とを含むモータ 御系の制御特性に関する情報などをユーザ 提示してモータの制御特性の評価に利用さ るモータ制御特性評価装置およびモータ制 特性の提示方法に関する。

 このような技術分野において、特許文献1 に記載のような技術が知られている。この特 許文献1に記載の発明は、定周期で収集した エンコーダからの入力信号、サーボモータ の制御信号、上位制御装置からの制御信号 サーボモータへの制御信号を生成する過程 おけるサーボアンプの内部信号などを管理 るメンテナンス装置を備える。このメンテ ンス装置は、サーボアンプの異常監視を行 とともに、サーボアンプに動作パラメータ 出力し、サーボアンプの動作を制御して、 ーボアンプで所定の信号を収集させる。メ テナンス装置は、その収集した収集情報を とに、例えば収集情報の変化状況を折れ線 ラフで表示する。そして、メンテナンス装 は、受信した収集情報があらかじめ設定さ た停止条件を満足したときに、サーボアン の情報の収集を停止するようにしている。

 しかしながら、特許文献1に記載の発明では 、収集するデータをあらかじめ設定しておか なければならず、抽出すべきデータを変更す る場合には必要となるデータの選択自体を変 更しなければならない、という課題があった 。特に、モータの制御において、モータ制御 系の制御特性を定量的に評価するために種々 の評価指標が提案されている。このような評 価指標に基づく評価値を算出しようとする場 合、評価指標ごとに異なった算出方法が必要 となり、さらに算出方法に応じたデータを選 択して測定するなどの必要があった。このた め、評価指標を変更する場合には、その評価 値の算出に必要となるデータの選択のために 、オペレータに知識と熟練が要求されていた 。

特開2001-75637号公報

 本発明のモータ制御特性評価装置は、モ タ制御系の制御特性を提示する機能を備え モータ制御特性評価装置であって、制御特 における複数の評価指標からいずれかの評 指標が選択され、選択された評価指標を示 選択情報を出力する評価指標選択部と、選 情報に基づき、モータ制御系のデータ群か 、選択された評価指標に関連付けられたデ タを抽出する関連データ抽出部と、抽出さ たデータに基づいて評価指標の評価値を算 する評価値算出部と、算出された評価値を ィスプレイに表示する表示制御部とを備え 。

 また、本発明のモータ制御特性の提示方 は、モータ制御系の制御特性を提示する方 であって、制御特性における複数の評価指 からいずれかの評価指標が選択される選択 テップと、モータ制御系のデータ群から、 択された評価指標に関連付けられたデータ 抽出する抽出ステップと、抽出されたデー に基づいて評価指標の評価値を算出する算 ステップと、算出された評価値を表示する 示ステップとを有する。

 このような構成により、本発明のモータ 御特性評価装置およびモータ制御特性の提 方法は、選択された評価指標の評価値の算 に必要なデータを自動的に抽出するため、 価指標に応じてユーザが入出力データを選 する必要はなく、容易に評価指標の評価値 提示することができる。

図1は、本発明の実施の形態1に係るモ タ制御特性評価装置を含めたサーボモータ ステムの構成図である。 図2は、同モータ制御特性評価装置の構 成を示す図である。 図3は、同モータ制御特性評価装置の他 の構成例を示した構成図である。 図4は、同モータ制御特性評価装置の処 理フロー図である。 図5は、複数の評価指標が表示された評 価指標選択画像の一例を示す図である。 図6は、位置制御で、かつ評価指標とし て整定時間を選択した場合の表示画像の一例 を示す図である。 図7は、図6の画像から切り出された領 の波形がグラフ表示された画像を示す図で る。 図8は、評価指標としてオーバーシュー トを選択した場合の表示画像の一例を示す図 である。 図9は、図8の画像から切り出された領 の波形がグラフ表示された画像を示す図で る。 図10は、評価指標として速度変動を選 した場合の表示画像の一例を示す図である 図11は、図10の画像から切り出された 域の波形がグラフ表示された画像を示す図 ある。 図12は、評価指標としてトルク変動を 択した場合の表示画像の一例を示す図であ 。 図13は、図12の画像から切り出された 域の波形がグラフ表示された画像を示す図 ある。 図14は、本発明の実施の形態2に係るモ ータ制御特性評価装置の処理フロー図である 。 図15は、蓄積ステップを設けたモータ 御特性評価装置およびサーボモータ制御装 の処理フロー図である。 図16は、ループ処理を行うとともに、 析ステップと解析表示ステップと解析値蓄 ステップとを設けたモータ制御特性評価装 およびサーボモータ制御装置の処理フロー である。 図17は、ループ処理を行うとともに、 析ステップと解析表示ステップと解析値蓄 ステップとを設けたモータ制御特性評価装 およびサーボモータ制御装置の他の処理フ ー図である。

符号の説明

 21  ディスプレイ
 22  モータ制御特性評価装置
 41  入力部
 51  サーボモータ制御装置
 52,220  CPU
 53,221  ROM
 54,222  RAM
 55  通信ケーブル
 61  モータ
 71  負荷機械
 72  ベース
 73  ボールネジ
 74  テーブル
 81  回転検出器
 90  目印
 91  結果
 100  所定領域
 101  モータ制御系
 123,223  入出力データ測定部
 124,224  表示制御部
 125,225  抽出制御部
 126,226  関連データ抽出部
 127,227  波形データ生成部
 140,240  評価値算出部
 141  入出力データ蓄積部
 142  対応テーブル
 143,243  表示データ生成部
 228  領域切出部
 229  グラフ表示部
 230  ポイント選択部
 231  ポイント座標読取部
 232  マーク表示部

 以下、本発明の実施の形態について、図 を用いて説明する。

 (実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1に係るモータ 御特性評価装置を含めたサーボモータシス ムの構成図である。

 図1に示すサーボモータシステムにおいて 、本実施の形態に適用されるサーボモータ制 御装置51は、ROM53と、RAM54と、CPU52とを備え、 ータ61の回転を制御する。ROM53は、装置の制 御に必要な動作プログラムが格納されたメモ リである。RAM54は、制御時にデータなどが一 的に蓄積されるメモリである。CPU52は、論 演算を実行するプロセッサである。

 モータ61は、ベース72上に回動可能に固定 されたボールネジ73を介してテーブル74が移 するように、負荷機械71を駆動する。モータ 61には、回転位置や速度などを検出し、検出 ータとしてサーボモータ制御装置51に通知 る回転検出器81が取り付けられている。この モータ61および回転検出器81がサーボモータ 御装置51と電気的に接続されることにより、 モータ61の回転が制御される。また、サーボ ータ制御装置51は、外部の入力部41と接続さ れており、外部からの入力信号により目標値 が設定される。サーボモータ制御装置51は、 の目標値に合わせてモータ61の回転を制御 る。例えば、目標値としてテーブル74の位置 に対応した値が入力部41から入力される。す と、サーボモータ制御装置51は、回転検出 81からの検出データを参照しながら、テーブ ル74がその位置となるようにモータ61の回転 制御する。

 モータ制御特性評価装置22は、サーボモ タ制御装置51に対して、RS-485ケーブル、RS-232 Cケーブル、USBケーブルなどの通信ケーブル55 を介して接続されている。また、モータ制御 特性評価装置22は、入力部41を介してユーザ らの指示情報を受け取るとともに、算出し モータ制御特性の結果などをディスプレイ21 に表示させる。

 図2は本発明の実施の形態1に係るモータ 御特性評価装置22の構成を示す図である。本 モータ制御特性評価装置22は、以下で説明す ように、モータ制御系の制御特性であるモ タ制御特性を提示する機能を備えている。 た、図2では、サーボモータ制御装置51を含 たモータ制御系101に接続されるモータ制御 性評価装置22の構成を示している。

 図2において、入出力データ測定部123は、 モータ制御系101における各処理の入出力デー タを測定データ群として定周期的に測定し、 測定した入出力データを取り込む。入出力デ ータは、例えば、入力部41から目標値として 力される速度指令データや位置指令データ 回転検出器81から入力される速度検出デー や位置検出データ、およびサーボモータ制 装置51内部で演算される演算データなどが含 まれる。さらに、入出力データとして、例え ば、負荷機械71に取り付けられたセンサなど らのデータをも含むような構成であっても い。入出力データ測定部123は、取り込んだ れらのデータを入出力データ蓄積部141に蓄 する。

 一方、表示制御部124は、入力部41から指 情報を受け取るとともに、例えば、指示情 に応じた画像をディスプレイ21に表示するよ うディスプレイ21を制御する。すなわち、例 ば、ユーザが入力部41を介して、あるモー 制御特性(以下、適宜、単に制御特性と呼ぶ) を表示するよう指示すると、表示制御部124の 制御によって、指示された制御特性に関する 画像が表示される。このような表示のための 画像データは、表示データ生成部143によって 生成される。また、特に、表示制御部124は、 制御特性の評価指標の評価値などを表示する よう指示された場合、どのような評価指標が 指示されたかを示す指示情報を、抽出制御部 125、波形データ生成部127および評価値算出部 140に通知する。

 具体的には、表示制御部124は、まず、ユ ザが複数の評価指標からいずれかの評価指 を選択するための評価指標選択画像をディ プレイ21に表示する。そして、ユーザが所 の評価指標を選択すると、表示制御部124は ユーザが選択した評価指標を示す選択情報 上述の指示情報として通知する。このよう 、表示制御部124は、制御特性における複数 評価指標からいずれかの評価指標が選択さ 、選択された評価指標を示す選択情報を出 する評価指標選択部としての機能を有して る。以下、表示制御部124が、選択した評価 標を示す選択情報を通知する例を挙げて説 する。また、本実施の形態では、評価指標 して、モータ制御における制御特性の評価 使用される整定時間、立ち上り時間やトル 変動率などの例を挙げて説明する。

 抽出制御部125は、表示制御部124から通知 れた選択情報に基づき関連データ抽出部126 制御する。抽出制御部125は、まず、受け取 た選択情報に基づき対応テーブル142を参照 る。対応テーブル142には、あらかじめ、各 価指標と、評価指標ごとに対応づけた入出 データ区分とがテーブル形式で格納されて る。すなわち、ある評価指標に対しては、 の評価指標に関連した入出力データ区分を す情報が格納されている。例えば、評価指 の1つである整定時間に対しては、入出力デ ータ区分として位置指令および位置出力、立 ち上り時間に対しては位置出力、トルク変動 率に対してはトルク出力というような情報の 一覧が対応テーブル142に記憶されている。抽 出制御部125は、選択情報として例えば整定時 間が通知されると、対応テーブル142を参照し て、整定時間に対応した位置指令および位置 出力という入出力データ区分であると判定す る。抽出制御部125は、この判定結果を関連デ ータ抽出部126に通知する。これとともに、抽 出制御部125は、関連データ抽出部126がこの判 定結果に基づいて必要な入出力データを抽出 するように、関連データ抽出部126を制御する 。

 関連データ抽出部126は、選択情報に基づ 、モータ制御系101のデータ群である入出力 ータから、選択された評価指標に関連付け れたデータを抽出データとして抽出する。 なわち、関連データ抽出部126は、抽出制御 125の制御に応答して、入出力データ測定部1 23が取り込んだ入出力データの中から、抽出 御部125から通知された入出力データ区分の ータを抽出し、抽出データとして取り込む 具体的には、関連データ抽出部126は、入出 データ測定部123を介して入出力データ蓄積 141から入出力データ区分のデータを抽出デ タとして取り込む。例えば、整定時間が選 された場合、関連データ抽出部126は、整定 間に関連する時系列の位置指令データおよ 時系列の位置出力データを抽出データとし 取り込む。関連データ抽出部126は、取り込 だ抽出データを波形データ生成部127および 価値算出部140に供給する。

 波形データ生成部127は、時系列の抽出デ タを利用して波形データを生成する。波形 ータとして、例えば、時間の経過とともに 化する速度や位置を波形画像として表示す ためのデータなどが含まれる。波形データ 成部127により生成された波形データは、表 データ生成部143に供給される。

 評価値算出部140は、抽出データに基づい 、評価指標の評価値を算出する。すなわち 評価値算出部140には、表示制御部124から選 情報が通知されるとともに、関連データ抽 部126から抽出データが供給される。評価値 出部140は、供給された抽出データを利用し 、表示制御部124からの選択情報に対応した 価指標の評価値を算出する。評価値算出部1 40により算出された評価値は、表示データ生 部143に通知される。

 表示データ生成部143は、自己生成した表 用の座標データなどとともに、波形データ 成部127から供給された波形データや、評価 算出部140から通知された評価値を用いて、 ィスプレイ21に表示するための表示データ 生成する。また、表示データ生成部143は、 数の評価指標からいずれかの評価指標を選 するための評価指標選択画像用の表示デー なども生成する。生成された表示データは 示制御部124に供給され、表示制御部124は、 示データに基づく画像をディスプレイ21に表 示させる。表示制御部124は、表示データ生成 部143から、算出された評価値が通知されると 、その評価値を数値としてディスプレイ21に 示させる。

 以上説明したモータ制御特性評価装置22 構成により、ある評価指標が選択されると その評価指標に関連する入出力データが抽 され、この抽出データを用いて、選択され 評価指標の評価値が算出され、ディスプレ 21に表示される。このように、本実施の形態 では、評価指標の評価値を算出するために必 要となる入出力データが、関連データ抽出部 126により自動的に抽出されることになる。し たがって、評価指標に応じてユーザが入出力 データを選択する必要はなく、容易に評価指 標の評価値を提示することができる。

 さらに、抽出データに基づき波形データ 成部127で生成した波形画像を画像表示する ともに、評価値を数値表示することにより モータ制御系101の制御特性が波形とともに 値データとしてユーザに提示される。この め、視覚的に分かりやすくなり、制御特性 評価における利便性の向上を図ることがで る。

 なお、以上の説明ではモータ制御特性評 装置22が各機能ブロックにより構成された 例を挙げて説明したが、例えば、各ブロッ における処理を手順に従ったステップの実 により実現されるような構成であってもよ 。具体的には、各ブロックの処理に対応し ステップを順次実行するようなプログラム メモリなどに記憶させる。そして、例えば マイクロプロセッサのようなCPUが、メモリ 記憶されたプログラムを順次読み取り、読 取ったプログラムに従って処理を実行する このようなプロセッサを利用した構成であ てもよい。

 図3は、本実施の形態に係るモータ制御特 性評価装置22の他の構成例を示した構成図で る。図3では、上述のようにプログラムに従 って処理を実行するモータ制御特性評価装置 22の構成例を示している。以下、図3に示すよ うに構成されたモータ制御特性評価装置22に づき、本実施の形態のモータ制御特性評価 置およびモータ制御特性の提示方法につい 説明する。

 図3に示すモータ制御特性評価装置22は、R OM221と、RAM222と、CPU220とを備える。ROM221は、 置の処理に必要な動作プログラムが格納さ たメモリである。RAM222は、動作時にデータ どが一時的に蓄積されるメモリである。CPU2 20は、論理演算を実行するプロセッサである また、ROM221には、入出力データ測定部223、 示制御部224、表示データ生成部243、抽出制 部225、関連データ抽出部226、波形データ生 部227、評価値算出部240、領域切出部228、グ フ表示部229、ポイント選択部230、ポイント 標読取部231およびマーク表示部232としての 能を動作させるためのプログラムが格納さ ている。図3と図2との比較において、入出 データ測定部223は入出力データ測定部123、 示制御部224は表示制御部124、表示データ生 部243は表示データ生成部143、抽出制御部225 抽出制御部125、関連データ抽出部226は関連 ータ抽出部126、波形データ生成部227は波形 ータ生成部127、評価値算出部240は評価値算 部140に対応している。

 入出力データ測定部223は、制御対象を制 する制御器やモータ61を含むモータ制御系10 1の入出力データを測定する機能を有する。 示制御部224は、例えば、モータ制御系101の 御特性を評価する1つ以上の評価指標の評価 をディスプレイ21に表示する機能を有する また、表示制御部224は、入力部41から指示情 報を受け取る機能も有している。表示データ 生成部243は、ディスプレイ21に表示するため 表示データを生成する機能を有する。抽出 御部225は、表示制御部224から通知された選 情報に基づき関連データ抽出部226を制御す 機能を有する。関連データ抽出部226は、抽 制御部225の制御によって、選択された評価 標の評価値の算出に必要となるデータを、 出力データ測定部223により測定された入出 データの中から抽出する機能を有する。ま 、波形データ生成部227は、関連データ抽出 226により抽出されたデータから波形データ 生成する機能を有する。

 さらに、領域切出部228は、波形データ生 部227により生成された波形データに基づく 形画像から評価値の算出に必要となる値を む所定の画像領域を切り出す機能を有する グラフ表示部229は、領域切出部228により切 出された画像領域の波形画像をディスプレ 21にグラフ表示する機能を有する。ポイン 選択部230は、評価値の算出に使用される値 自動的に選択する機能を有する。ポイント 標読取部231は、評価値の算出に使用される の座標を読み取る機能を有する。マーク表 部232は、グラフ表示部229により表示された ラフの中で評価値の算出に使用される値に 印を追加表示する機能を有する。そして、 価値算出部240は、選択情報により選択され 評価指標の評価値を算出するのに使用され 値のみを抽出し、抽出した値を用いて評価 を算出する機能を有する。なお、ポイント 択部230により選択された範囲を表示制御部22 4により拡大して表示し、評価値の算出に使 される値を見やすくすることが好ましい。

 以上のような構成を有するモータ制御特 評価装置22の処理フローについて、以下説 する。

 図4は、本発明の実施の形態1に係るモー 制御特性評価装置22およびサーボモータ制御 装置51の処理フロー図である。また、図4に示 す処理フロー図は、本発明のモータ制御特性 の提示方法を含む構成である。本実施の形態 においては、サーボモータ制御装置51のCPU52 図4に示すステップS1およびステップS2を実行 し、モータ制御特性評価装置22のCPU220がステ プS3からの各ステップを実行することで評 値が算出される。

 本実施の形態に係るモータ制御特性評価 置22が作動する場合には、図4に示すように まず、入力部41より目標値が入力される(ス ップS1)。次に、ステップS1で入力された目 値に従って、モータ61の回転が制御される( テップS2)。

 ステップS1やステップS2の後、または、こ れらのステップと並行して、モータ制御系101 の入出力データが入出力データ測定部223によ って測定される。この測定されたデータが、 図2での入出力データ蓄積部141に相当するRAM54 またはRAM222に蓄積される。このようにして、 入力部41から目標値として入力された入力デ タ、回転検出器81からの検出データやサー モータ制御装置51内部の演算データなどが、 定周期的に測定され、記憶される(ステップS3 )。

 次に、制御特性における複数の評価指標 らいずれかの評価指標が選択される選択ス ップが実行される。すなわち、ディスプレ 21に表示された複数の評価指標のうち、必 な評価指標が選択される(ステップS4)。なお 評価指標としては、整定時間、立ち上がり 間、遅延時間、オーバーシュート、速度変 、定常偏差、トルク変動、振動周期、振動 波数、振動振幅などが含まれる。

 図5は、複数の評価指標が表示された評価 指標選択画像の一例を示す図である。例えば 手動の場合、ユーザが、図5に示すような選 画像から、表示を所望する評価指標を選択 る。

 次に、モータ制御系101のデータ群から、 択された評価指標に関連付けられたデータ 抽出する抽出ステップが実行される。すな ち、所望する評価指標が選択されると、選 された評価指標を示す選択情報が抽出制御 225に通知される。この通知に応答して、抽 制御部225は関連データ抽出部226を制御する この制御によって、関連データ抽出部226は 選択された評価指標の評価値の算出に必要 入出力データを抽出する。このように、ス ップS4で必要な評価指標が選択されると、 択された評価指標の評価値の算出に必要と るデータが、入出力データ測定部223により 積された入出力データの中から抽出される( テップS5)。

 表1は、評価指標と、その評価値の算出に 必要となる入出力データとを関連付けた表で ある。図2における対応テーブル142は、表1に 当する情報をあらかじめ記憶している。ま 、図3に示す構成の場合、表1に相当する情 をROM221あるいはRAM222に記憶しておけばよい

 表1では、負荷機械71を位置制御する場合 速度制御する場合とに区別したような一例 示している。また、表1において、位置指令 や速度指令は、例えば、入力部41から入力さ た位置や速度の目標値であってもよく、ま 入力部41から入力された目標値などに基づ て演算により算出された位置や速度の指令 ータであってもよい。また、位置出力、速 出力やトルク出力は、例えば、回転検出器81 から検出された位置検出データ、速度検出デ ータやトルク検出データであってもよく、ま た回転検出器81から検出された検出データな を利用して演算により算出された現在位置 現在速度や現在トルクに相当するデータで ってもよい。また、本実施の形態において 表1に示す評価指標のすべてを対象にする必 要はなく、評価指標としては、表1に示す指 時間、整定時間、タクト、立ち上がり時間 遅延時間、位置整定幅割れ回数、速度整定 割れ回数、オーバーシュート、減衰比、定 偏差、速度変動、トルク変動、出力波形の 動周期、出力波形の振動周波数、出力波形 振動振幅およびトルク実効値の少なくとも1 を含む構成であればよい。

 この表1に示すように、位置制御で、かつ 評価指標として整定時間が選択された場合に は、入出力データ測定部223により測定された 入出力データの中から、位置指令データと位 置出力データとが抽出される。また、位置制 御で、かつ評価指標として立ち上がり時間が 選択された場合には、入出力データ測定部223 により測定された入出力データの中から、位 置出力データが抽出される。

 なお、この表1において、整定時間は、位 置指令を終えてから位置指令と位置出力との 差が整定幅の中に収まるまでの時間を指す。 本実施の形態においては整定幅を10パルスと るが、ユーザがこのような整定幅を設定で るような構成としてもよい。

 また、指令時間は位置指令または速度指 が始まってから終えるまでの時間を指す。

 また、タクトは位置指令または速度指令 始まって一旦終え、次の位置指令または速 指令が始まるまでの時間を指す。

 また、立ち上がり時間は、位置出力また 速度出力が定常値の10%から90%の値に達する に要する時間を指す。

 また、遅延時間は、初期時刻から位置出 または速度出力が定常値の50%に達するまで 時間を指す。

 また、位置整定幅割れ回数は、位置指令 終えてから位置指令と位置出力との差が整 幅の中に収まった後、行きすぎなどにより 定幅より大きくなった回数を指す。

 また、速度整定幅割れ回数は、速度指令 一定値になってから速度指令と速度出力と 差が整定幅の中に収まった後、行きすぎな により整定幅より大きくなった回数を指す

 また、オーバーシュートは、位置出力ま は速度出力が位置指令または速度指令に一 した後、位置出力または速度出力と位置指 または速度指令の値との差の最大値を指す

 また、減衰比は、振動が単調減少する場 の最初の2つの片側振幅の比を指す。

 また、定常偏差は、位置出力または速度 力が定常値になったときの位置指令と位置 力との差、または速度指令と速度出力との を指す。

 また、速度変動は、位置指令の変化量、 たは速度指令が一定値である時間領域にお る速度出力の最大値(Nmax)と最小値(Nmin)との を速度出力の平均値(Nave)で除して百分率で 示した値を指す。

 また、トルク変動は、位置指令の変化量 または速度指令が一定値である時間領域に けるトルク出力の最大値(Tmax)と最小値(Tmin) の差を定格トルク(Trat)で除して百分率で表 した値を示す。

 また、振動周期は、位置出力波形または 度出力波形が一定周期で振動している場合 周期を指す。振動周波数は、位置出力波形 たは速度出力波形が一定周期で振動してい 場合の周波数を指す。振動振幅は、位置出 波形または速度出力波形が一定周期で振動 ている場合の振幅を指す。

 また、トルク実効値は、位置指令または 度指令が開始してから所定時間内のトルク 実効値を指す。

 次に、波形データ生成のステップが実行 れ、ステップS5で抽出されたデータから波 データが生成される(ステップS6)。このステ プS6で生成された波形データは、波形画像 変換され、その波形画像がディスプレイ21に 表示される。すなわち、関連データ抽出部226 で抽出されたデータを用いて、波形データ生 成部227が波形データを生成する。そして、表 示データ生成部243がこの波形データを用いて 表示データを生成し、この表示データに対応 した画像がディスプレイ21に表示される。

 図6は、位置制御で、かつ評価指標として 整定時間を選択した場合の表示画像の一例を 示す図である。図6に示すように、ステップS6 で生成された波形画像がディスプレイ21に表 される。図6では、測定された位置指令を微 分した速度指令の波形、および測定された位 置出力と位置指令との差である位置偏差の波 形が表示された一例を示している。

 その後、このようにステップS6で生成さ た波形データの中から、評価値の算出に必 となる値を含む所定領域100が自動的に切り される(ステップS7)。そして、切り出された 域の波形画像がディスプレイ21にグラフ表 される(ステップS8)。すなわち、領域切出部2 28が、波形データ生成部227により生成された 形データの中から所定領域100を切り出し、 ラフ表示部229が、切り出された所定領域100 グラフ表示させる。

 図7は、ステップS7で図6の画像から切り出 された領域の波形がグラフ表示された画像を 示す図である。ここで、本実施の形態におい ては、整定幅を10パルスとしているため、ス ップS7では少なくとも整定幅を含む領域が り出される。

 ステップS8でディスプレイ21にグラフ表示 されると、評価値の算出に使用される値の座 標が読み取られる(ステップS9)。そして、ス ップS8で表示されたグラフの中で、評価値の 算出に使用される値に目印90が追加表示され (ステップS10)。なお、本実施の形態におい は、図7に示すように、評価値の算出に使用 る値として速度指令のデータにおける0(r/min )点と位置偏差のデータにおける10(パルス)点 に目印90が追加表示される。

 次に、抽出されたデータに基づいて評価 標の評価値を算出する算出ステップが実行 れる(ステップS11)。これにより、選択され 評価指標の評価値が算出される。すなわち 評価値算出部240が、抽出データを利用して 選択された評価指標の評価値を算出する。

 そして、算出ステップにおいて算出され 評価値をディスプレイ21に表示させる表示 テップが実行される(ステップS12)。これによ り、図7に示すように、評価値の算出結果91が 数値として視覚的に表示される。このため、 視覚的に整定時間を分かりやすくさせ、ユー ザの誤判断を低減することができる。

 また、図8は、評価指標としてオーバーシ ュートを選択した場合の表示画像の一例を示 す図である。図8に示すように、ステップS6で 生成された波形データの画像がディスプレイ 21に表示される。このような画像がディスプ イ21に表示されると、評価値の算出に必要 なる値を含む所定領域100が自動的に切り出 れる(ステップS7)。切り出された領域の波形 像がディスプレイ21にグラフ表示される(ス ップS8)。そして、抽出されたデータに基づ て評価指標の評価値が算出され(ステップS11 )、切り出された波形画像とともに、算出さ た評価値がディスプレイ21に表示される(ス ップS12)。

 図9は、ステップS7で図8の画像からオーバ ーシュートを得るために切り出された領域の 波形がグラフ表示された画像を示す図である 。このように、オーバーシュートを選択した 場合においても、視覚的にオーバーシュート を分かりやすくさせ、ユーザの誤判断を低減 することができる。

 また、図10は、評価指標として速度変動 選択した場合の表示画像の一例を示す図で る。図10に示すように、ステップS6で生成さ た波形データの画像がディスプレイ21に表 される。このような画像がディスプレイ21に 表示されると、評価値の算出に必要となる値 を含む所定領域100が自動的に切り出される( テップS7)。そして、切り出された領域の波 画像がディスプレイ21にグラフ表示される( テップS8)。そして、抽出されたデータに基 いて評価指標の評価値が算出され(ステップS 11)、切り出された波形画像とともに、算出さ れた評価値がディスプレイ21に表示される(ス テップS12)。

 図11は、ステップS7で図10の画像から速度 力の最大値および最小値を得るために切り された領域の波形がグラフ表示された画像 示す図である。このように、速度変動を選 した場合においても、視覚的に速度変動を かりやすくさせ、ユーザの誤判断を低減す ことができる。

 また、図12は、評価指標としてトルク変 を選択した場合の表示画像の一例を示す図 ある。図12に示すように、ステップS6で生成 れた波形データの画像がディスプレイ21に 示される。このような画像がディスプレイ21 に表示されると、評価値の算出に必要となる 値を含む所定領域100が自動的に切り出される (ステップS7)。そして、切り出された領域の 形画像がディスプレイ21にグラフ表示される (ステップS8)。そして、抽出されたデータに づいて評価指標の評価値が算出され(ステッ S11)、切り出された波形画像とともに、算出 された評価値がディスプレイ21に表示される( ステップS12)。

 図13は、ステップS7で図12の画像からトル 出力の最大値と最小値とを得るために切り された領域の波形がグラフ表示された画像 示す図である。このように、トルク変動を 択した場合においても、視覚的にトルク変 を分かりやすくさせ、ユーザの誤判断を低 することができる。

 以上説明したように、本実施の形態のモ タ制御特性の提示方法は、制御特性におけ 複数の評価指標からいずれかの評価指標が 択される選択ステップ(ステップS2)と、モー タ制御系のデータ群から、選択された評価指 標に関連付けられたデータを抽出する抽出ス テップ(ステップS5)と、抽出されたデータに づいて評価指標の評価値を算出する算出ス ップ(ステップS11)と、算出された評価値を表 示する表示ステップ(ステップS12)とを有する このため、本実施の形態のモータ制御特性 提示方法によれば、評価指標の評価値を算 するために必要となる入出力データが、選 された評価指標に応じて自動的に抽出され ことになる。したがって、評価指標に応じ ユーザが入出力データを選択する必要はな 、容易に評価指標の評価値を提示すること できる。

 さらに、表示ステップにおいて、抽出さ たデータに基づき生成した波形画像を画像 示するとともに、評価値を数値表示するこ により、モータ制御系の制御特性が波形と もに数値データとしてユーザに提示される め、視覚的に分かりやすくなり、利便性の 上を図ることができる。

 (実施の形態2)
 次に、本発明の実施の形態2について図面を 用いて説明する。

 図14は、本発明の実施の形態2に係るモー 制御特性評価装置22の処理フロー図である

 実施の形態1では、蓄積した入出力データ から必要なデータを抽出したのに対し、本実 施の形態では、評価値の算出に必要な入出力 データのみを測定して蓄積するような構成と している。

 図14に示すように、モータ制御特性評価 置22は、評価指標を選択(ステップS23)した後 、必要なデータを抽出して(ステップS24)、 出力データを測定し蓄積する(ステップS25)構 成である。

 本実施の形態に係るモータ制御特性評価 置22は、以上のように選択された評価指標 評価値を算出するために必要となるデータ みを測定および蓄積することができる。こ ため、RAM54またはRAM222へ格納されるデータ量 を低減でき、RAM54またはRAM222の空領域を大き することができる。これにより、RAM54また RAM222の空領域を活用して、必要となるデー をより細かく取得でき、制御特性の評価や 御をより精度良く行うことができる。

 なお、上述した実施の形態においては、 定時間、オーバーシュート、立ち上がり時 、速度変動およびトルク変動の評価値の算 について説明しているが、これらと同様に 遅延時間、減衰比、定常偏差、振動周期、 動周波数および振動振幅など表1に示した評 価指標の評価値についても算出することがで きる。

 また、上述した表示ステップにおいて、 らに、評価値の算出に用いたデータを数値 して明示するような構成としてもよい。さ に、評価値の算出に用いたデータと算出さ た評価値との関係をも明示するような構成 してもよい。このような構成とすることに り、ユーザに対して、所望の評価指標をよ 明確に提示することができる。

 さらに、評価指標の評価値を算出する算 ステップの後に、算出された評価値を蓄積 る蓄積ステップを有するような構成として よい。そして、この蓄積ステップにおいて モータ制御系101の制御パラメータに関連付 て、評価値を蓄積するような構成としても い。なお、制御パラメータとは、モータ制 におけるゲインなどの設定値である。図15 、このような蓄積ステップを設けたモータ 御特性評価装置22およびサーボモータ制御装 置51の処理フロー図である。図15に示すよう 、評価値を算出する算出ステップ(ステップS 11)の後に、算出された評価値を蓄積する蓄積 ステップ(ステップ13)を設けている。このよ な構成とすることにより、各種の設定条件 評価値との対応が分かりやすくなり、より 便性を高めることができる。また、モータ 御特性評価装置22に、書き込み可能な不揮発 の蓄積手段として、例えばハードディスク、 フラッシュメモリあるいはカードメモリなど を備えた構成とし、このような蓄積手段に評 価値や制御パラメータ、さらには評価値に使 用したデータなども含めて、例えばファイル 形成で蓄積するようにしてもよい。このよう な構成とすることにより、評価値の算出ごと の計測データが記録、保存されるため、後の 解析などに利用しやすくなり、さらに利便性 を高めることができる。

 また、選択ステップと、抽出ステップと 算出ステップと、表示ステップとをループ 理のように、複数回行うような構成として よい。そして、さらに、複数回算出された 価値に基づき、解析値を算出する解析ステ プと、解析値を表示する解析値表示ステッ を加えるような構成としてもよい。また、 の解析値は、各回での評価値の平均である 均値、評価値の実効値、最大である最大値 最小である最小値、標準偏差である標準偏 値および分散である分散値の少なくとも1つ を含むような構成としてもよい。さらに、算 出された解析値を蓄積する解析値蓄積ステッ プを備えるような構成とし、この解析値蓄積 ステップにおいて、モータ制御系101の制御パ ラメータに関連付けて、解析値を蓄積するよ うな構成としてもよい。また、このとき、解 析値などを上述のような書き込み可能な不揮 発の蓄積手段に記録、保存するような構成と してもよい。

 図16は、このようなループ処理を行うと もに、解析ステップと解析表示ステップと 析値蓄積ステップとを設けたモータ制御特 評価装置22およびサーボモータ制御装置51の 理フロー図である。図16に示すように、評 値の算出や表示を行う処理を終了するかど か判定し(ステップS14)、終了しない場合には 、ステップS3に戻り、再度処理を実行する。 のようにして、終了が指示されるまで、ス ップS3からステップS12までの処理を繰り返 。また、終了が通知されると、まず、複数 算出された評価値に基づき、解析値を算出 る解析ステップを実行する(ステップS15)。次 に、算出された解析値を蓄積する解析値蓄積 ステップを実行する(ステップS16)。そして、 析値を表示する解析値表示ステップを実行 る(ステップS17)。このような構成とするこ により、さらに利便性を高めることができ 。

 また、図16では、ループ処理後に解析ス ップを実行する1つのループ処理を含むよう 構成例を挙げているが、複数のループ処理 含むような構成であってもよい。図17は、2 のループ処理を行うとともに、解析ステッ と解析表示ステップと解析値蓄積ステップ を設けたモータ制御特性評価装置22および ーボモータ制御装置51の他の処理フロー図で ある。図17に示す処理では、解析値の算出や 示を行う処理を終了するかどうか判定する テップ(ステップS18)をさらに有しており、 析値の算出などを終了しない場合には、ス ップS3に戻り、再度処理を実行する。これに より、解析値の算出結果などを連続して表示 させるなどの処理も行うことができる。

 また、上述のようなループ処理を行う場 、ループごとに、その結果である評価値や 析値をディスプレイ21に順次リスト表示す ようなリスト画像表示機能を設けた構成と てもよい。これにより、処理結果が順次わ ることになり、さらに利便性を高めること できる。

 本発明に係るモータ制御特性評価装置は 制御特性を評価するための評価指標の評価 を容易に求めることができ、モータを含む 御対象と、この制御対象を制御する制御器 を含むモータ制御系の制御特性における評 指標およびその評価値を表示する装置、お びモータ制御特性を提示する方法として有 である。