【手続補正書】
【提出日】平成27年2月27日(2015.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁駆動型アクチュエータの速度制御における速度目標信号を出力する速度目標信号発生手段と、
前記電磁駆動型アクチュエータのモデルを用いて、前記電磁駆動型アクチュエータの駆動電圧信号および駆動電流信号に基づき、前記電磁駆動型アクチュエータの速度を検出して速度検出信号を出力する速度検出手段と、
前記速度目標信号と前記速度検出信号との誤差に応じた速度制御信号を前記電磁駆動型アクチュエータに供給する制御手段と、
所定のモデル誤差検出用信号を前記速度制御信号に重畳させて前記電磁駆動型アクチュエータに供給し、前記速度検出信号に含まれる前記モデル誤差検出用信号に起因する成分の信号（以下、「誤差検出用成分信号」という）を取得し、当該誤差検出用成分信号から前記電磁駆動型アクチュエータと前記モデルとの誤差を示すモデル誤差信号を検出し、当該モデル誤差信号に基づいて前記モデルを修正するモデル修正手段と、
を有することを特徴とする電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記速度目標信号と前記速度検出信号との誤差を示す速度誤差信号を検出する速度誤差検出手段と、
前記速度誤差信号に対して位相補償を行って前記速度制御信号を出力する速度制御位相補償手段と、
前記速度制御位相補償手段からの速度制御信号と、前記モデル修正手段からのモデル誤差検出用信号とを加算して駆動制御指令信号を出力する加算手段と、
前記駆動制御指令信号に応じた駆動電圧信号を前記電磁駆動型アクチュエータに供給する駆動手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項３】
前記モデル修正手段は、前記誤差検出用成分信号として、前記速度誤差検出手段により検出される速度誤差信号を取得することを特徴とする請求項２に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項４】
前記速度検出手段は、前記モデルとして、前記電磁駆動型アクチュエータのコイルの抵抗特性を模擬するコイル抵抗モデルと、前記コイルのインダクタンス特性を模擬するコイルインダクタンスモデルとを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項５】
前記速度検出手段は、
前記電磁駆動型アクチュエータの磁気回路特性を前記コイル抵抗モデルおよび前記コイルインダクタンスモデルで模擬し、前記電磁駆動型アクチュエータの駆動電圧信号を前記電磁駆動型アクチュエータの駆動電流推定値に変換する電圧−電流変換モデルと、
前記駆動電流推定値から前記駆動電流信号を減算して逆起電力検出信号を出力する逆起電力検出手段と、
前記磁気回路特性を前記コイル抵抗モデルで模擬し、前記逆起電力検出信号を前記速度検出信号に変換する逆起電力−速度変換モデルと、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項６】
前記モデル修正手段は、前記モデル誤差信号として、前記コイルの抵抗値に対する前記コイル抵抗モデルの誤差を示す抵抗誤差信号と、前記コイルのインダクタンス値に対する前記コイルインダクタンスモデルの誤差を示すインダクタンス誤差信号とを検出し、前記抵抗誤差信号に基づいて前記コイル抵抗モデルを修正し、前記インダクタンス誤差信号に基づいて前記コイルインダクタンスモデルを修正することを特徴とする請求項４または５に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項７】
前記モデル修正手段は、
前記モデル誤差検出用信号と、抵抗誤差検出タイミング信号と、インダクタンス誤差検出タイミング信号とを発生するモデル誤差検出用信号発生手段と、
前記誤差検出用成分信号に対し前記抵抗誤差検出タイミング信号に基づくタイミングでサンプルを行って前記抵抗誤差信号を生成する機能と、前記誤差検出用成分信号に対し前記インダクタンス誤差検出タイミング信号に基づくタイミングでサンプルを行って前記インダクタンス誤差信号を生成する機能とを有するモデル誤差検出手段と、
前記抵抗誤差信号に対して位相補償を行って前記コイル抵抗モデルを修正するための抵抗修正信号を生成する機能と、前記インダクタンス誤差信号に対して位相補償を行って前記コイルインダクタンスモデルを修正するためのインダクタンス修正信号を生成する機能とを有し、前記抵抗修正信号および前記インダクタンス修正信号を前記速度検出手段に出力するモデル修正制御位相補償手段と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項８】
前記モデル誤差検出用信号発生手段は、前記モデル誤差検出用信号の極性を示す位相検波制御信号をさらに発生し、
前記モデル誤差検出手段は、前記誤差検出用成分信号を前記位相検波制御信号で位相検波し、前記位相検波された信号を前記抵抗誤差検出タイミング信号に基づくタイミングでサンプルして前記抵抗誤差信号を生成するとともに、前記位相検波された信号を前記インダクタンス誤差検出タイミング信号に基づくタイミングでサンプルして前記インダクタンス誤差信号を生成する、
ことを特徴とする請求項７に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項９】
前記電圧−電流変換モデル、前記逆起電力検出手段、前記逆起電力−速度変換モデル、モデル誤差検出用信号発生手段、モデル誤差検出手段、およびモデル修正制御位相補償手段は、前記電圧−電流変換モデルおよび前記逆起電力−速度変換モデルを前記電磁駆動型アクチュエータの磁気回路に対して追従させる閉ループを構成し、前記コイル抵抗モデルを前記コイルの抵抗値に対して誤差が無くなるように追従させる制御を行う系統と、前記コイルインダクタンスモデルを前記コイルのインダクタンス値に対して誤差が無くなるように追従させる制御を行う系統との独立した２つの系統を有することを特徴とする請求項５に従属する請求項７または８に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項１０】
前記モデル修正手段は、前記コイル抵抗モデルの誤差が所定量に収束した後に、前記コイルインダクタンスモデルの誤差を検出して前記コイルインダクタンスモデルを修正する制御を開始することを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項１１】
前記モデル誤差検出用信号は、直流成分を持たないデューティ比５０％の矩形波であることを特徴とする請求項６から１０のいずれか１項に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項１２】
前記コイルの抵抗値をＲ、前記コイルのインダクタンス値をＬとすると、前記モデル誤差検出用信号の周期Ｔは、次式で表されることを特徴とする請求項１１に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【数３４】
2013235625.tif 000001
【請求項１３】
前記コイルの抵抗値をＲ、前記コイルのインダクタンス値をＬとすると、前記抵抗誤差検出タイミング信号に基づくタイミングは、前記モデル誤差検出用信号の立ち上がりまたは立下りのタイミングに対し、次式で表される時間Ｔ１だけ遅延したタイミングであることを特徴とする請求項７に従属する請求項１１または１２に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【数３５】
2013235625.tif 000002
【請求項１４】
前記コイルの抵抗値をＲ、前記コイルのインダクタンス値をＬとすると、前記インダクタンス誤差検出タイミング信号に基づくタイミングは、前記モデル誤差検出用信号の立ち上がりまたは立下りのタイミングに対し、次式で表される時間ΔＴ２だけ遅延したタイミングであることを特徴とする請求項７に従属する請求項１１から１３のいずれか１項に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【数３６】
2013235625.tif 000003
【請求項１５】
前記電磁駆動型アクチュエータは、バネ支持されたアクチュエータであって、前記速度制御位相補償手段は、前記電磁駆動型アクチュエータの共振周波数より低い帯域で機能する２次のラグリードフィルタ特性を有することを特徴とする請求項２、３、または請求項２に従属する請求項４から１４のいずれか１項に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項１６】
前記電磁駆動型アクチュエータは、拘束がないリニアモータまたは回転型モータであって、前記速度制御位相補償手段は、単なる増幅機能または速度制御ループのクロスオーバ周波数以下で機能するラグリードフィルタ特性を有することを特徴とする請求項２、３、または請求項２に従属する請求項４から１４のいずれか１項に記載の電磁駆動型アクチュエータの速度制御装置。
【請求項１７】
電磁駆動型アクチュエータの速度制御における速度目標信号を出力する速度目標信号発生手段と、前記速度目標信号と速度検出信号との誤差に応じた速度制御信号を前記電磁駆動型アクチュエータに供給する制御手段とを有する速度制御装置における前記速度検出信号を生成する電磁駆動型アクチュエータの速度検出装置であって、
前記電磁駆動型アクチュエータのモデルを用いて、前記電磁駆動型アクチュエータの駆動電圧信号および駆動電流信号に基づき、前記電磁駆動型アクチュエータの速度を検出して速度検出信号を出力する速度検出手段と、
所定のモデル誤差検出用信号を前記速度制御信号に重畳させて前記電磁駆動型アクチュエータに供給し、前記速度検出信号に含まれる前記モデル誤差検出用信号に起因する成分の信号（以下、「誤差検出用成分信号」という）を取得し、当該誤差検出用成分信号から前記電磁駆動型アクチュエータと前記モデルとの誤差を示すモデル誤差信号を検出し、当該モデル誤差信号に基づいて前記モデルを修正するモデル修正手段と、
を有することを特徴とする電磁駆動型アクチュエータの速度検出装置。
【請求項１８】
電磁駆動型アクチュエータの速度制御における速度目標信号を出力する速度目標信号発生工程と、
前記電磁駆動型アクチュエータのモデルを用いて、前記電磁駆動型アクチュエータの駆動電圧信号および駆動電流信号に基づき、前記電磁駆動型アクチュエータの速度を検出して速度検出信号を出力する速度検出工程と、
前記速度目標信号と前記速度検出信号との誤差に応じた速度制御信号を前記電磁駆動型アクチュエータに供給する制御工程と、
所定のモデル誤差検出用信号を前記速度制御信号に重畳させて前記電磁駆動型アクチュエータに供給し、前記速度検出信号に含まれる前記モデル誤差検出用信号に起因する成分の信号（以下、「誤差検出用成分信号」という）を取得し、当該誤差検出用成分信号から前記電磁駆動型アクチュエータと前記モデルとの誤差を示すモデル誤差信号を検出し、当該モデル誤差信号に基づいて前記モデルを修正するモデル修正工程と、
を有することを特徴とする電磁駆動型アクチュエータの速度制御方法。
【請求項１９】
電磁駆動型アクチュエータの速度制御における速度目標信号を出力する速度目標信号発生工程と、前記速度目標信号と速度検出信号との誤差に応じた速度制御信号を前記電磁駆動型アクチュエータに供給する制御工程とを有する速度制御方法における前記速度検出信号を生成する電磁駆動型アクチュエータの速度検出方法であって、
前記電磁駆動型アクチュエータのモデルを用いて、前記電磁駆動型アクチュエータの駆動電圧信号および駆動電流信号に基づき、前記電磁駆動型アクチュエータの速度を検出して速度検出信号を出力する速度検出工程と、
所定のモデル誤差検出用信号を前記速度制御信号に重畳させて前記電磁駆動型アクチュエータに供給し、前記速度検出信号に含まれる前記モデル誤差検出用信号に起因する成分の信号（以下、「誤差検出用成分信号」という）を取得し、当該誤差検出用成分信号から前記電磁駆動型アクチュエータと前記モデルとの誤差を示すモデル誤差信号を検出し、当該モデル誤差信号に基づいて前記モデルを修正するモデル修正工程と、
を有することを特徴とする電磁駆動型アクチュエータの速度検出方法。