(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置指令に関する目標値を用いてモデルの位置を制御するモデル制御系と、
モータの位置が前記位置指令に関する目標値となるように前記モータの位置を制御するフィードバック制御系と、を備え、
前記フィードバック制御系は前記モデル制御系の制御量を常時加算状態とし、
前記モデル制御系と前記フィードバック制御系とを切り換えて前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
位置指令に関する目標値を用いてモデルの位置を制御するモデル制御系と、
モータの位置が前記位置指令に関する目標値となるように前記モータの位置を制御するフィードバック制御系と、を備え、
前記フィードバック制御系は前記モデル制御系の操作量及び制御量を常時加算状態とし、
前記モデル制御系と前記フィードバック制御系とを切り換えて前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
位置指令に関する目標値を用いてモデルの位置を制御するモデル制御系と、
モータの位置が前記位置指令に関する目標値となるように前記モータの位置を制御するフィードバック制御系と、を備え、
前記フィードバック制御系は少なくとも前記モデル制御系の制御量が有効値を持つ期間は当該制御量を加算し、
前記モデル制御系と前記フィードバック制御系とを切り換えて前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
位置指令に関する目標値を用いてモデルの位置を制御するモデル制御系と、
モータの位置が前記位置指令に関する目標値となるように前記モータの位置を制御するフィードバック制御系と、を備え、
前記フィードバック制御系は少なくとも前記モデル制御系の操作量が有効値を持つ期間は当該操作量を加算し且つ少なくとも前記モデル制御系の制御量が有効値を持つ期間に当該制御量を加算し、
前記モデル制御系と前記フィードバック制御系とを切り換えて前記モータを制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
前記位置指令に関する目標値を前記モデル制御系に与える第１スイッチと、
前記位置指令に関する目標値を前記フィードバック制御系に与える第２スイッチと、
前記位置指令に関する目標値が規定値になったときに、前記第１スイッチと前記第２スイッチとのＯＮ、ＯＦＦを切り替えるスイッチ切替器と、
をさらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記スイッチ切替器は、
前記モータの位置決め制御時には前記第１スイッチをＯＮに、前記第２スイッチをＯＦＦにして、前記フィードバック制御系が前記モデル制御系の制御量を用いて前記モータの位置を制御できるようにし、
機械の軌跡制御時には前記第１スイッチをＯＦＦに、前記第２スイッチをＯＮにし、前記フィードバック制御系が前記位置指令に関する目標値及び前記モデル制御系の制御量を用いて前記モータの位置を制御できるようにすることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記モデル制御系の操作量は、モデル速度、又は、モデル速度及びモデルトルク指令であることを特徴とする請求項２または４に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記スイッチ切替器は、前記機械から入力される軌跡制御／位置決め制御切替信号を用いて前記第１スイッチ及び前記第２スイッチのＯＮ、ＯＦＦを切り替えるスイッチ切替信号を出力することを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記スイッチ切替器は、前記位置指令に関する目標値が規定値になる前に、前記軌跡制御／位置決め制御切替信号を入力し、前記位置指令に関する目標値が規定値になったときに、前記第１スイッチと前記第２スイッチとのＯＮ、ＯＦＦを切り替えることを特徴とする請求項８に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械のサイクルタイムを短縮できるモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のような加工を行う機械では、加工品質の向上だけではなく、サイクルタイムの短縮化も要求される。サイクルタイムを短縮するには、加工時の追従性を向上させて加工時間を短縮することと、加工終了後の位置決めを高速化して迅速に原位置復帰させることが必要である。
【０００３】
加工時の追従性は、フィードバック制御のゲインを高めることによって向上させている。一方、加工終了後の位置決めの高速化は、機械の剛性をも勘案した制御によって実現している。
【０００４】
高速で位置決めすると機械の剛性不足によって揺れを生じることが多い。このため、モータ制御装置には、機械の揺れを抑制して位置決め整定時間が短縮できる制振制御を搭載している。
【０００５】
制振制御により位置決めの高速化を実現する技術としては、下記特許文献１に示すような技術がある。下記特許文献１に開示されている技術は、機台モデルを用い、機械の揺れが抑制されるようにモデル制御系側で制振制御を行い、揺れを抑制するための指令はモデル制御系側からフィードバック制御系側に与えている。
【０００６】
しかし、モデル制御系は位相特性が線形ではないため、加工のような軌跡制御時に用いることはできない。したがって、軌跡制御時は、モデル制御系は用いずにフィードバック制御系を用いている。
【０００７】
下記引用文献１に示すような技術で機械のサイクルタイムを短縮するためには、モデル制御系とフィードバック制御系とを、軌跡制御時と位置決め制御時とで切り替える必要がある。しかし、これらの制御系を素早く切り替えたとしても、モデル制御系の制御遅れにより、フィードバック制御系の位置決めに位置ずれを起こす可能性がある。
【０００８】
これは、モデル制御系から出力されるモデルの位置の変化量がフィードバック制御系の位置指令になるが、モデル制御系への位置指令の変化量が０になったとしても、モデルの位置の変化量はすぐには０にならないからである。モデルの位置の変化量が残っているままモデル制御系からフィードバック制御系に切り替えてしまうと、残っているモデルの位置の変化量分がフィードバック制御系の位置ずれ量になってしまう。特に揺れの振動周波数が低い場合には、モデル制御系のゲインを高くできないため、モデルの位置ずれが０になるまでには相当の時間がかかってしまう。
【０００９】
したがって、従来、フィードバック系の位置ずれを回避するためには、モデルの位置の変化量が０になってからモデル制御系からフィードバック制御系に制御系を切り替えなければならず、制御系の切り替えを高速にすることができなかった。
【００１０】
制御系の切り替えを実現する技術としては、下記特許文献２に示すような技術がある。下記特許文献２に開示されている技術は、制御対象の特性を同定し制御対象のモデルを同定するモデル同定部と、同定されたモデルに基づいて選択信号を出力する制御器選択部とを備える。複数のフィードフォワード制御器の中から１つを選択し、選択されたフィードフォワード制御器に位置指令を入力する。選択信号により複数のフィードバック制御器の中から１つを選択し、選択されたフィードバック制御器にフィードフォワード信号および位置検出信号を入力してトルク指令を出力する。トルク指令を用いて電流制御を行い、電動機を駆動して制御対象を動作させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−４１７３４号公報
【特許文献２】特開２００５−１９８４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記特許文献２に開示されている技術では、制御対象の特性の同定結果に基づいてフィードフォワード制御器及びフィードバック制御器を選択して制御を行っているが、リアルタイムでフィードフォワード制御器及びフィードバック制御器を切り替える制御は行っていない。
【００１３】
このため、特許文献２に開示されている技術であっても、フィードフォワード制御器及びフィードバック制御器を高速で切り替えて使用することはできない。
【００１４】
本発明は、上記のような従来の技術の問題点を解消するために成されたものであり、モデルを用いる制御とモデルを用いない制御とを高速で切り替えることができ、機械のサイクルタイムを短縮できるモータ制御装置の提供を目的とする。
【００１５】
さらには、モデルを用いる制御とモデルを用いない制御とを高速で切り替えたとしても、モータの動作が滑らかであり、位置ずれを生じないモータ制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るモータ制御装置は、モデル制御系とフィードバック制御系とを備える。モデル制御系は、位置指令に関する目標値を用いてモデルの位置を制御する。フィードバック制御系は、モータの位置が位置指令に関する目標値となるようにモータの位置を制御する。フィードバック制御系はモデル制御系の制御量を常時加算状態とし、モデル制御系とフィードバック制御系とを切り換えてモータを制御する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るモータ制御装置によれば、フィードバック制御系はモデル制御系の制御量を常時用いてモータの位置を制御するようにしたので、モデル制御系とフィードバック制御系とを高速で切り替えることができ、機械のサイクルタイムを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係るモータ制御装置の構成図である。
【図２】実施形態２に係るモータ制御装置の構成図である。
【図３】実施形態３に係るモータ制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るモータ制御装置の実施形態を［実施形態１］から［実施形態３］に分けて説明する。
【００２０】
［実施形態１］
（モータ制御装置１００の構成）
図１は、実施形態１に係るモータ制御装置の構成図である。モータ制御装置１００は、モデル制御系３０とフィードバック制御系６０とを備える。モデル制御系３０は、位置指令に関する目標値を用いてモデルの位置を制御する。フィードバック制御系６０は、位置指令に関する目標値及びモデル制御系３０の制御量を用いてモータの位置を制御する。フィードバック制御系６０はモデル制御系３０の制御量を常時用いてモータの位置を制御する。なお、位置指令に関する目標値は、図１では微分後の位置指令を示すが、これに限らず、他の処理をされた後の指令も含まれる。また、モデル制御系３０の制御量は、図１ではモデル位置を示すが、これには限らない。
【００２１】
モデル制御系３０は、積分器３２、モデル位置制御器３４、モデル速度制御器３６、モータ機械モデル３８、制振補償器４０、速度算出器４２、微分器４４を備える。また、フィードバック制御系６０は、積分器６２、位置制御器６４、速度制御器６６、トルク制御器６８、モータ７０、機械７２、エンコーダ７４、速度算出器７６、微分器７８を備える。
【００２２】
積分器３２は、入力される位置に関する指令（微分器２０が微分した位置指令と微分器４４が微分したモデル位置との偏差）を積分する。モデル位置制御器３４は、積分器３２が出力する積分後の指令からモデル速度指令を出力する。モデル速度制御器３６は、入力される速度に関する指令（モデル速度指令と速度算出器４２が出力する操作量であるモデル速度との偏差）から操作量であるモデルトルク指令を出力する。モータ機械モデル３８は、モデルトルク指令からモデル位置を出力する。モータ機械モデル３８は、モータ７０のイナーシャと機械７２をモデル化したモデルである。
【００２３】
制振補償器４０は、機械７２の揺れ（振動）を抑制させるために、モデル位置から算出した補償指令をモデル速度制御器３６の出力部にフィードバックする。速度算出器４２は、モデル位置からモデル速度を出力する。微分器４４は、モデル位置を微分して積分器３２にフィードバックするとともに、積分器６２に入力する、位置に関する指令に加算する。
【００２４】
積分器６２は、入力される位置に関する指令（微分器２０が微分した位置指令、微分器４４が微分したモデル位置）と、微分器７８が微分したモータ位置（エンコーダ７４が出力する）の偏差を積分する。位置制御器６４は、積分器６２が出力する積分後の偏差から速度指令を出力する。速度制御器６６は、入力される速度に関する指令（モデル制御系３０からのモデル速度、位置制御器６４からの速度指令）と、速度算出器７６からのモータ速度）の偏差からトルク指令を出力する。トルク制御器６８は、モデル制御系３０からのモデルトルク指令及び速度制御器６６からのトルク指令からモータ７０の駆動電力を出力する。
【００２５】
モータ７０は機械７２の構成要素を駆動する。エンコーダ７４は検出したモータ７０の回転位置からモータ位置を出力する。速度算出器７６はモータ位置からモータ速度を出力する。微分器７８はモータ位置を微分する。
【００２６】
微分器２０と減算器３１との間に第１スイッチ５２を設ける。微分器２０と加減算器６１との間に第２スイッチ５４を設ける。速度算出器４２の出力側と加減算器６５との間に第３スイッチ５６を設ける。モータ機械モデル３８の入力側と加算器６７の入力側との間に第４スイッチ５８を設ける。
【００２７】
第１スイッチ５２は、入力される位置に関する指令（目標値）をモデル制御系３０に与える。第２スイッチは、入力される位置に関する指令（目標値）をフィードバック制御系６０に与える。第３スイッチ５６は、操作量であるモデル速度をフィードバック制御系６０に与える。第４スイッチ５８は、操作量であるモデルトルク指令をフィードバック制御系６０に与える。
【００２８】
第１から第４スイッチ５２、５４、５６、５８は、機械７２が位置決め制御されるときと軌跡制御されるときとでＯＮ、ＯＦＦが切り替わる。機械７２が位置決め制御されるときには、第１スイッチ５２、第３スイッチ５６、第４スイッチ５８がＯＮ、第２スイッチ５４がＯＦＦになる。機械７２が軌跡制御されるときには、第１スイッチ５２、第３スイッチ５６、第４スイッチ５８がＯＦＦ、第２スイッチ５４がＯＮになる。
【００２９】
機械の制御装置からは、スイッチ切替器８０に向けて、軌跡制御/位置決め制御切替信号が出力される。スイッチ切替器８０は、機械７２から軌跡制御切替信号が出力されたとき（軌跡制御時）と位置決め制御切替信号が出力されたとき（位置決め制御時）とで、第１から第４スイッチ５２、５４、５６、５８のＯＮ、ＯＦＦを切り替える。また、スイッチ切替器８０は、位置指令に関する目標値が規定値（たとえば０）になる前に、軌跡制御／位置決め制御切替信号を入力し、位置指令に関する目標値が規定値になったときに、第１スイッチ５２と前記第２スイッチ５４とのＯＮ、ＯＦＦを切り替える。
【００３０】
具体的には、スイッチ切替器８０は、機械７２の位置決め制御時には第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８をＯＮに、第２スイッチ５４をＯＦＦにして、フィードバック制御系６０がモデル制御系３０のモデル位置を用いてモータ７０の位置を制御できるようにする。また、機械７２の軌跡制御時には第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８をＯＦＦに、第２スイッチ５４をＯＮにして、フィードバック制御系６０が微分後の位置指令及びモデル制御系３０のモデル位置を用いてモータ７０の位置を制御できるようにする。
【００３１】
（モータ制御装置１００の動作）
まず、機械７２が位置決め制御されるときについて説明する。位置決め制御されるときには、スイッチ切替器８０に、機械７２の制御装置から位置決め制御切替信号が出力され、図１に示すように、第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８が、スイッチ切替部８０が出力するスイッチ切替信号によってＯＮにされ、第２スイッチ５４がＯＦＦにされる。つまり、機械７２が位置決め制御されるときには、モデル制御系３０を動作させ、モデル制御系３０からのモデル位置、モデル速度、モデルトルク指令をフィードバック制御系６０で用いる。
【００３２】
モデル制御系３０では、微分器２０で微分した位置指令を、第１スイッチ５２を介し微分位置指令として入力する。微分位置指令と微分器４４で微分したモデル位置の偏差は積分器３２で積分されモデル位置制御器３４からはモデル速度指令が出力される。モデル速度指令と速度算出器４２がモデル位置を用いて算出したモデル速度との偏差はモデル速度制御部３６に入力され、モデル速度制御部３６からはモデルトルク指令が出力される。モデルトルク指令と制振補償器４０がモデル位置を用いて算出した補償指令との偏差はモータ機械モデル３８に入力されモータ機械モデル３８からはモデル位置が出力される。
【００３３】
制振補償器４０はモデル位置から補償指令を算出し、モデル機械モデルの振動を打ち消すための補償指令を出力する。速度算出器４２はモデル位置からモデル速度を算出する。微分器４４はモデル位置を微分する。
【００３４】
フィードバック系６０では、モデル制御系３０の微分器４４で微分したモデル位置とフィードバック系６０の微分器７８で微分したモータ位置の偏差が積分器６２で積分され位置制御器６４からは速度指令が出力される。位置制御器６４が出力する速度指令、第３スイッチ５６介して入力するモデル制御系３０の操作量であるモデル速度、速度算出器７６がモータ位置を用いて算出したモータ速度の偏差は、速度制御器６６に入力されトルク指令が出力される。第４スイッチ５８を介して入力するモデル制御系３０の操作量であるモデルトルク指令と速度制御器６６が出力するトルク指令は加算されてトルク制御器６８に入力される。トルク制御器６８はモータ７０の駆動電力を出力し、モータ７０は機械７２の構成要素を駆動する。
【００３５】
モータ７０のモータ位置（回転位置）はエンコーダ７４によって検出される。速度算出器７６はモータ位置からモータ速度を算出する。微分器７８はモータ位置を微分する。
【００３６】
以上のように、位置決め制御されるときには、第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８がＯＮされているので、フィードバック系６０には、モデル制御系３０の、微分後のモデル位置、モデル速度、モデルトルク指令が与えられる。フィードバック制御系６０は、モデル制御系３０からのこれらの操作量及び制御量も用いてモータ７０の位置決め制御（モデル追従制御）を行う。特に、モデル制御系３０からの微分後のモデル位置はスイッチを通過しないので、フィードバック系６０に常時与えられる。
【００３７】
次に、機械７２が軌跡制御されるときについて説明する。軌跡制御されるときには、スイッチ切替器８０に、機械７２の制御装置から軌跡制御切替信号が出力され、位置決め制御される時とは逆に、第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８がＯＦＦにされ、第２スイッチ５４がＯＮにされる。したがって、機械７２が軌跡制御されるときには、モデル制御系３０からは、微分後のモデル位置のみがフィードバック制御系６０に与えられる。
【００３８】
フィードバック制御系６０では、微分器２０で微分した位置指令を、第２スイッチ５４を介し微分位置指令として入力する。微分位置指令、微分器４４で微分したモデル位置、微分器７８で微分したモータ位置の偏差は積分器６２で積分され、位置制御器６４からは速度指令が出力される。位置制御器６４から出力される速度指令と速度算出器７６がモータ位置を用いて算出したモータ速度との偏差は、速度制御器６６に入力されトルク指令が出力される。トルク制御器６８はトルク指令からモータ７０の駆動電力を出力し、モータ７０は機械７２の構成要素を駆動する。
【００３９】
エンコーダ７４はモータ７０のモータ位置を検出して、速度算出器７６及び微分器７８に出力する。速度制御部７６はモータ位置からモータ速度を出力する。微分器７８はモータ位置を微分する。
【００４０】
実施形態１に係るモータ制御装置１００は、機械７２が位置決め制御されるときには、第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８をＯＮ、第２スイッチ５４をＯＦＦさせ、機械７２が軌跡制御されるときには、第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８をＯＦＦ、第２スイッチ５４をＯＮさせる。第１から第４スイッチ５２、５４、５６、５８のＯＮ、ＯＦＦのタイミングは、微分された位置指令である微分位置指令（目標値）が０（規定値）になった時である。
【００４１】
第１から第４スイッチ５２、５４、５６、５８のＯＮ、ＯＦＦ動作と、微分位置指令が０になったか否かの認識は、スイッチ切替部８０がする。モータ制御装置１００は、位置決め制御から軌跡制御に移行する際には、微分位置指令が０になった時に、第１スイッチ５２、第２スイッチ５６、第４スイッチ５８をＯＮからＯＦＦにし、第２スイッチ５４をＯＦＦからＯＮにする。なお、微分位置指令が０になったか否かの認識を機械のコントローラ側で行ってもよい。その場合は、スイッチ切替部８０には微分位置指令が０になったか否かの判定機能は不要になる。
【００４２】
モータ制御装置１００では、位置決め制御及び軌跡制御のいずれのときにも、モデル制御系３０の微分後のモデル位置がフィードバック系６０に常に与えられている。したがって、機械７２が位置決め制御から軌跡制御に移行されるときに、モデル制御系３０からフィードバック制御系６０に切り替えられたとしても、モデル制御系３０の制御遅れによるモデル位置がフィードバック系６０に引き継がれているために、モータ７０のモータ位置に位置ずれは生じない。
【００４３】
また、軌跡制御から位置決め制御に移行する際にも、モータ７０の位置に位置ずれは生じない。
【００４４】
以上のように、実施形態１に係るモータ制御装置１００によれば、フィードバック制御系６０はモデル制御系３０のモデル位置を常時用いて機械７２の位置を制御するようにしたので、モデル制御系３０とフィードバック制御系６０とを高速で切り替えることができ、機械のサイクルタイムを短縮できる。また、モデル制御系３０とフィードバック制御系６０とを高速で切り替えたとしても、モータ７０の位置の動作が滑らかであり、モータ位置の位置ずれを生じない。
【００４５】
［実施形態２］
（モータ制御装置２００の構成）
図２は、実施形態２に係るモータ制御装置の構成図である。モータ制御装置２００は、モデル制御系１３０とフィードバック制御系１６０とを備える。
【００４６】
モデル制御系１３０は、積分器１３２、モデル位置制御器１３４、モデル速度制御器１３６、モータ機械モデル１３８、制振補償器１４０、速度算出器１４２、微分器１４４を備える。また、フィードバック制御系１６０は、積分器１６２、位置制御器１６４、速度制御器１６６、トルク制御器１６８、モータ１７０、機械１７２、エンコーダ１７４、速度算出器１７６、微分器１７８を備える。
【００４７】
モータ制御装置２００における積分器１３２、モデル位置制御器１３４、モデル速度制御器１３６、モータ機械モデル１３８、制振補償器１４０、速度算出器１４２、微分器１４４は、実施形態１に係るモータ制御装置１００の積分器３２、モデル位置制御器３４、モデル速度制御器３６、モータ機械モデル３８、制振補償器４０、速度算出器４２、微分器４４と同一である。また、モータ制御装置２００における積分器１６２、位置制御器１６４、速度制御器１６６、トルク制御器１６８、モータ１７０、機械１７２、エンコーダ１７４、速度算出器１７６、微分器１７８は、実施形態１に係るモータ制御装置１００の積分器６２、位置制御器６４、速度制御器６６、トルク制御器６８、モータ７０、機械７２、エンコーダ７４、速度算出器７６、微分器７８と同一である。
【００４８】
モータ制御装置２００の構成が、実施形態１に係るモータ制御装置１００の構成に対して唯一異なるのは、モデル制御系１３０の操作量であるモデル速度がフィードバック系１６０に常時与えられていることである。
【００４９】
（モータ制御装置２００の動作）
モータ制御装置２００の動作は実施形態１に係るモータ制御装置１００の動作とほぼ同一である。モータ制御装置２００でも、モデル制御系１３０の微分後のモデル位置がフィードバック系１６０に常に与えられている。したがって、機械１７２が位置決め制御から軌跡制御に移行されるときに、モデル制御系１３０からフィードバック制御系１６０に高速に切り替えられたとしても、モデル制御系１３０の制御遅れによるモデル位置がフィードバック系１６０に引き継がれるために、モータ１７０のモータ位置に位置ずれは生じない。
【００５０】
また、モータ制御装置２００では、モデル制御系１３０からのモデル速度もフィードバック制御系１６０に常に与えられている。したがって、機械１７２が位置決め制御から軌跡制御に移行されるときに、モデル制御系１３０からフィードバック制御系１６０に切り替えられたとしても、モデル制御系１３０の制御遅れによるモデル速度がフィードバック系１６０に引き継がれるために、速度指令が急激に変化することがなく、切換えに伴うフィードバック系１６０の速度の動作が滑らかになる。
【００５１】
［実施形態３］
（モータ制御装置３００の構成）
図３は、実施形態３に係るモータ制御装置の構成図である。モータ制御装置３００は、モデル制御系２３０とフィードバック制御系２６０とを備える。
【００５２】
モデル制御系２３０は、積分器２３２、モデル位置制御器２３４、モデル速度制御器２３６、モータ機械モデル２３８、制振補償器２４０、速度算出器２４２、微分器２４４を備える。また、フィードバック制御系２６０は、積分器２６２、位置制御器２６４、速度制御器２６６、トルク制御器２６８、モータ２７０、機械２７２、エンコーダ２７４、速度算出器２７６、微分器２７８を備える。
【００５３】
モータ制御装置３００における積分器２３２、モデル位置制御器２３４、モデル速度制御器２３６、モータ機械モデル２３８、制振補償器２４０、速度算出器２４２、微分器２４４は、実施形態１に係るモータ制御装置１００の積分器３２、モデル位置制御器３４、モデル速度制御器３６、モータ機械モデル３８、制振補償器４０、速度算出器４２、微分器４４と同一である。また、モータ制御装置３００における積分器２６２、位置制御器２６４、速度制御器２６６、トルク制御器２６８、モータ２７０、機械２７２、エンコーダ２７４、速度算出器２７６、微分器２７８は、実施形態１に係るモータ制御装置１００の積分器６２、位置制御器６４、速度制御器６６、トルク制御器６８、モータ７０、機械７２、エンコーダ７４、速度算出器７６、微分器７８と同一である。
【００５４】
モータ制御装置３００の構成が、実施形態１に係るモータ制御装置１００の構成に対して異なるのは、モデル制御系２３０の操作量であるモデル速度とモデルトルク指令がフィードバック系２６０に常時入力されていることである。
【００５５】
（モータ制御装置３００の動作）
モータ制御装置３００の動作は実施形態１に係るモータ制御装置１００の動作とほぼ同一である。モータ制御装置３００でも、モデル制御系２３０の微分後のモデル位置がフィードバック系２６０に常に与えられている。したがって、機械２７２が位置決め制御から軌跡制御に移行されるときに、モデル制御系２３０からフィードバック制御系２６０に切り替えられたとしても、モデル制御系２３０の制御遅れによるモデル位置がフィードバック系２６０に引き継がれるために、モータ２７０のモータ位置に位置ずれは生じない。
【００５６】
また、モータ制御装置３００では、モデル制御系２３０からのモデル速度もフィードバック制御系２６０に常に与えられている。したがって、機械２７２が位置決め制御から軌跡制御に移行されるときに、モデル制御系２３０からフィードバック制御系２６０に切り替えられたとしても、モデル制御系２３０の制御遅れによるモデル速度がフィードバック系２６０に引き継がれるために、速度指令が急激に変化することがなく、切り替えに伴うフィードバック系２６０の速度の動作が滑らかになる。
【００５７】
さらに、モータ制御装置３００では、モデル制御系２３０からのモデルトルク指令もフィードバック制御系２６０に常に与えられている。したがって、機械２７２が位置決め制御から軌跡制御に移行されるときに、モデル制御系２３０からフィードバック制御系２６０に切り替えられたとしても、モデル制御系２３０の制御遅れによるモデルトルク指令がフィードバック系２６０に引き継がれるために、トルク指令が急激に変化することがなく、切り替えに伴うフィードバック系２６０のトルクの動作が滑らかになる。
【００５８】
以上のように、実施形態３に係るモータ制御装置３００によれば、モデルを用いる制御とモデルを用いない制御とを高速で切り替えることができ、高速で切り替えたとしても、モータの動作が滑らかであり、機械のサイクルタイムを短縮できる。
【００５９】
なお、以上の３つの実施形態においては、モデル制御系からフィードバック制御系にモデル速度やモデルトルクを出力するタイプのモータ制御装置を例示したが、モデル制御系からフィードバック制御系にモデル速度に基づく速度指令やモデルトルクに基づくトルク指令を出力することがないタイプのモータ制御装置に対しても、本発明は適用できる。
【００６０】
また、モデル制御系に加わる位置指令または微分位置指令から、モデル速度指令やモデルトルク指令に、微分器、比例ゲイン、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）などを用いて構成されるフィードフォワード補償を行うものに対しても本発明は適用できる
さらに、フィードバック制御系に加えられる位置指令または微分位置指令から、フィードバック制御系の速度指令やトルク指令に、微分器、比例ゲイン、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）などを用いて構成されるフィードフォワード補償を行うものに対しても本発明は適用できる。また、モデル制御系からフィードバック制御系への各指令の吐き出しが終了したら、モデル制御系からの各指令を、スイッチなどの遮断器を用いて切断するようしても良い。
【００６１】
このように、従来のモータ制御装置は、モデル制御系とフィードバック制御系の切り替えを高速にすると、機械の位置ずれが生じたり、速度やトルクの急激な変化を誘発したりしてしまうために、高速に切り替えることができなかった。しかし、本発明では、フィードバック制御を行う場合に、モデル制御系の応答遅れにより残っているモデル指令の吐き出し分をフィードバック制御系に移行できるようにしている。このため、位置指令の変化量が０になったら即座にモデル制御系からフィードバック制御系に切り替えられるようになり、機械のサイクルタイムを短縮することができるようになる。
【符号の説明】
【００６２】
２０、１２０、２２０  微分器、
３０、１３０、２３０  モデル制御系、
３２、１３２、２３２  積分器、
３４、１３４、２３４  モデル位置制御器、
３６、１３６、２３６  モデル速度制御器、
３８、１３８、２３８  モータ機械モデル、
４０、１４０、２４０  制振補償器、
４２、１４２、２４２  速度算出器、
４４、１４４、２４４  微分器
５２、１５２、２５２  第１スイッチ、
５４、１５４、２５４  第２スイッチ、
５６  第３スイッチ、
５８、１５８  第４スイッチ、
６０、１６０、２６０  フィードバック制御系、
６２、１６２、２６２  積分器、
６４、１６４、２６４  位置制御器、
６６、１６６、２６６  速度制御器、
６８、１６８、２６８  トルク制御器、
７０、１７０、２７０  モータ、
７２、１７２、２７２  機械、
７４、１７４、２７４  エンコーダ、
７６、１７６、２７６  速度算出器、
７８、１７８，２７８  微分器、
１００、２００、３００  モータ制御装置。
【図１】
0006041762.tif 000002
【図２】
0006041762.tif 000003
【図３】
0006041762.tif 000004