(57)【要約】【課題】制御パラメータ調整を簡単正確にでき、振動しない高応答で高精度なモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータの回転子イナーシャの値及びモータにより駆動される負荷機械のイナーシャの値をモータの回転軸に換算した値を合計したイナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、トルク指令Ｔｒｅｆからモータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式にモータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とトルク指令Ｔｒｅｆからモータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式を時間微分した式にモータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とを変換して算出する制御定数同定部を備えた。【選択図】図１
2006074896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度指令Ｖｒｅｆを生成する速度指令生成部と、前記速度指令Ｖｒｅｆとモータ速度検出信号Ｖｆｂが一致するようにトルク指令Ｔｒｅｆを生成する速度制御部と、前記トルク指令Ｔｒｅｆからモータ駆動電流を生成するトルク制御部と、前記モータの位置または速度を検出し前記モータ速度検出信号Ｖｆｂを生成する検出器とを備えたモータ制御装置において、
前記モータの回転子イナーシャの値及び前記モータにより駆動される負荷機械のイナーシャの値を前記モータの回転軸に換算した値を合計したイナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、前記トルク指令Ｔｒｅｆから前記モータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式に前記モータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式と前記トルク指令Ｔｒｅｆから前記モータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式を時間微分した式に前記モータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とを変換して算出する制御定数同定部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
位置指令Ｐｒｅｆとモータ位置検出信号Ｐｆｂが一致するように速度指令Ｖｒｅｆを生成する位置制御器と、前記速度指令Ｖｒｅｆとモータ速度検出信号Ｖｆｂが一致するようにトルク指令Ｔｒｅｆを生成する速度制御部と、前記トルク指令Ｔｒｅｆからモータ駆動電流を生成するトルク制御部と、前記モータの位置または速度を検出し前記モータ速度検出信号Ｖｆｂを出力する検出器とを備えたモータ制御装置において、
前記モータの回転子イナーシャの値及び前記モータにより駆動される負荷機械のイナーシャの値を前記モータの回転軸に換算した値を合計したイナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、前記トルク指令Ｔｒｅｆから前記モータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式に前記モータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式と前記トルク指令Ｔｒｅｆから前記モータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式を時間微分した式に前記モータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とを変換して算出する制御定数同定部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御定数同定部は、前記イナーシャ合計値Ｊと、前記粘性摩擦係数Ｄとを、
【数１】
2006074896.tif 000024
・・・（１）  
【数２】
2006074896.tif 000025
・・・（２）
ただし、Ｔｒｅｆ´はＴｒｅｆの時間微分、Ｖｆｂ´はＶｆｂの時間微分、ａおよびｂは任意の時刻を表しｂ＞ａ
により算出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。
【請求項４】
前記制御定数同定部は、前記イナーシャ合計値Ｊを算出するための区間［ａ，ｂ］を、時刻ａにおけるモータの速度の絶対値｜Ｖｆｂ（ａ）｜と時刻ｂにおけるモータ速度の絶対値｜Ｖｆｂ（ｂ）｜とが一致するような区間とし、イナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、
【数３】
2006074896.tif 000026
・・・（３）
【数４】
2006074896.tif 000027
・・・（４）
により算出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。
【請求項５】
前記制御定数同定部は、前記イナーシャ合計値Ｊを算出するための区間［ａ，ｂ］を、時刻ａにおけるモータの速度微分値の絶対値｜Ｖｆｂ´（ａ）｜と時刻ｂにおけるモータ速度微分値の絶対値｜Ｖｆｂ´（ｂ）｜とが一致するような区間とし、イナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、
【数５】
2006074896.tif 000028
・・・（５）
【数６】
2006074896.tif 000029
・・・（６）
により算出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。
【請求項６】
前記制御定数同定部は、一定外乱力Ｔｃが既知である場合は前記イナーシャ合計値Ｊを、
【数７】
2006074896.tif 000030
・・・（７）
により算出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。
【請求項７】
前記制御定数同定部は、Ｖｆｂの時間微分値Ｖｆｂ´、Ｔｒｅｆの時間微分値Ｔｒｅｆ´を、
Ｖｆｂ´＝ｓＶｆｂ×ＬＰＦ                                        ・・・（８）
Ｔｒｅｆ´＝ｓＴｒｅｆ×ＬＰＦ                                      ・・・（９）
ただし、ｓはラプラス演算子で微分、ＬＰＦはローパスフィルタの伝達関数
により算出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。
【請求項８】
前記制御定数同定部は、Ｖｆｂの時間微分値Ｖｆｂ´、Ｔｒｅｆの時間微分値Ｔｒｅｆ´を、
Ｖｆｂ´＝Ｖｆｂ×（１−ＬＰＦ）×α                              ・・・（１０）
Ｔｒｅｆ´＝Ｔｒｅｆ×（１−ＬＰＦ）×β                        ・・・（１１）
ただし、ＬＰＦはローパスフィルタの伝達関数、α＞０、β＞０の定数
により算出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。
【請求項９】
前記制御定数同定部は、Ｖｆｂの時間微分値Ｖｆｂ´、Ｔｒｅｆの時間微分値Ｔｒｅｆ´を、オブザーバを利用して算出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。
【請求項１０】
同定された前記イナーシャ合計値Ｊと同定された前記粘性摩擦係数Ｄとを、制御パラメータの調整、フィードフォワード信号の作成、または振動抑制補償器の調整に利用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。
【請求項１１】
前記フィードフォワード信号を、位置指令の微分値に同定された前記粘性摩擦係数Ｄを乗じた値と位置指令の２階微分値に同定された前記イナーシャ合計値Ｊを乗じた値とを加えた値とすることを特徴とする請求項１０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、ロボットや工作機械等を駆動するモータ制御装置において、動作中にイナーシャ変動がある場合のイナーシャ同定及び粘性摩擦係数の同定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ制御装置として、イナーシャを同定する機能を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は特許文献１におけるイナーシャ同定機能を有するモータ制御装置のブロック図である。図４において、５１は速度指令発生部であり、速度指令Ｖｒｅｆを出力する。５２は速度制御部であり、速度指令Ｖｒｅｆと実際のモータ速度Ｖｆｂとが一致するようにトルク指令を決定し、モータ速度Ｖｆｂを制御する。５３は推定部であり、モータ速度Ｖｆｂにモデルの速度Ｖｆｂ〜が一致するように速度制御部５２をシミュレートする。５４は同定部であり、速度制御部５２の速度偏差Ｖｅに所定のフィルタを通した値の絶対値を所定の区間で時間積分した値と、推定部５３の速度偏差Ｖｅ〜の絶対値を同じ区間で時間積分した値との比からイナーシャを同定する。推定部５３の速度偏差Ｖｅ〜が零かつ、推定部５３内のモデルの速度Ｖｆｂ〜が零でない場合にのみ、同定部５４内でイナーシャを同定する演算を行うことを特徴とするものである。
【０００４】
このモータ制御装置では、任意の速度指令に対してリアルタイムでイナーシャの同定ができるため、時々刻々イナーシャが変化する場合でもイナーシャの同定が可能である。
【特許文献１】特許第３１８５８５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のモータ制御装置は、粘性摩擦が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合、その影響でイナーシャ同定値が大きく算出されるため、同定されたイナーシャ値を用いて制御パラメータを調整した場合、振動的になるという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、粘性摩擦が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合でも、正確にイナーシャを同定するとともに、粘性摩擦係数も同定し、制御パラメータの調整を容易かつ正確に実施し、高速、高精度、低振動な応答を実現する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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明は、速度指令Ｖｒｅｆを生成する速度指令生成部と、速度指令Ｖｒｅｆとモータ速度検出信号Ｖｆｂが一致するようにトルク指令Ｔｒｅｆを生成する速度制御部と、トルク指令Ｔｒｅｆからモータ駆動電流を生成するトルク制御部と、モータの位置または速度を検出しモータ速度検出信号Ｖｆｂを生成する検出器とを備えたモータ制御装置において、モータの回転子イナーシャの値及びモータにより駆動される負荷機械のイナーシャの値をモータの回転軸に換算した値を合計したイナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、トルク指令Ｔｒｅｆからモータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式にモータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とトルク指令Ｔｒｅｆからモータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式を時間微分した式にモータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とを変換して算出する制御定数同定部を備えるようにしたものである。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、位置指令Ｐｒｅｆとモータ位置検出信号Ｐｆｂが一致するように速度指令Ｖｒｅｆを生成する位置制御器と、速度指令Ｖｒｅｆとモータ速度検出信号Ｖｆｂが一致するようにトルク指令Ｔｒｅｆを生成する速度制御部と、トルク指令Ｔｒｅｆからモータ駆動電流を生成するトルク制御部と、モータの位置または速度を検出しモータ速度検出信号Ｖｆｂを出力する検出器とを備えたモータ制御装置において、モータの回転子イナーシャの値及びモータにより駆動される負荷機械のイナーシャの値をモータの回転軸に換算した値を合計したイナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、トルク指令Ｔｒｅｆからモータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式にモータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とトルク指令Ｔｒｅｆからモータ速度検出信号Ｖｆｂまでの関係式を時間微分した式にモータ速度検出信号の時間微分値Ｖｆｂ´を乗じて時間積分した式とを変換して算出する制御定数同定部を備えるようにしたものである。
【０００９】
請求項３記載の本発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、制御定数同定部は、イナーシャ合計値Ｊと、前記粘性摩擦係数Ｄとを、
【００１０】
【数１】
2006074896.tif 000003
・・・（１）
【００１１】
【数２】
2006074896.tif 000004
・・・（２）
【００１２】
ただし、Ｔｒｅｆ´はＴｒｅｆの時間微分、Ｖｆｂ´はＶｆｂの時間微分、ａおよびｂは任意の時刻を表しｂ＞ａ
により算出するようにしたものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、制御定数同定部はイナーシャ合計値Ｊを算出するための区間［ａ，ｂ］を、時刻ａにおけるモータの速度の絶対値｜Ｖｆｂ（ａ）｜と時刻ｂにおけるモータ速度の絶対値｜Ｖｆｂ（ｂ）｜とが一致するような区間とし、イナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、
【００１４】
【数５】
2006074896.tif 000005
・・・（３）
【００１５】
【数６】
2006074896.tif 000006
・・・（４）
【００１６】
により算出するようにしたものである。
【００１７】
請求項５記載の本発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、制御定数同定部はイナーシャ合計値Ｊを算出するための区間［ａ，ｂ］を、時刻ａにおけるモータの速度微分値の絶対値｜Ｖｆｂ´（ａ）｜と時刻ｂにおけるモータ速度微分値の絶対値｜Ｖｆｂ´（ｂ）｜とが一致するような区間とし、イナーシャ合計値Ｊと、粘性摩擦係数Ｄとを、
【００１８】
【数７】
2006074896.tif 000007
・・・（５）
【００１９】
【数８】
2006074896.tif 000008
・・・（６）
【００２０】
により算出するようにしたものである。
請求項６記載の本発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、制御定数同定部は一定外乱力Ｔｃが既知である場合は前記イナーシャ合計値Ｊを、
【００２１】
【数９】
2006074896.tif 000009
・・・（７）
【００２２】
により算出するようにしたものである。
請求項７記載の本発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、制御定数同定部はＶｆｂの時間微分値Ｖｆｂ´、Ｔｒｅｆの時間微分値Ｔｒｅｆ´を、
Ｖｆｂ´＝ｓＶｆｂ×ＬＰＦ                                          ・・・（８）
Ｔｒｅｆ´＝ｓＴｒｅｆ×ＬＰＦ                                    ・・・（９）
ただし、ｓはラプラス演算子で微分、ＬＰＦはローパスフィルタの伝達関数
により算出するようにしたものである。
【００２３】
請求項８記載の本発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、制御定数同定部はＶｆｂの時間微分値Ｖｆｂ´、Ｔｒｅｆの時間微分値Ｔｒｅｆ´を、
Ｖｆｂ´＝Ｖｆｂ×（１−ＬＰＦ）×α                            ・・・（１０）
Ｔｒｅｆ´＝Ｔｒｅｆ×（１−ＬＰＦ）×β                        ・・・（１１）
ただし、ＬＰＦはローパスフィルタの伝達関数、α＞０、β＞０の定数
により算出するようにしたものである。
【００２４】
請求項９記載の本発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、制御定数同定部はＶｆｂの時間微分値Ｖｆｂ´、Ｔｒｅｆの時間微分値Ｔｒｅｆ´を、オブザーバを利用して算出するようにしたものである。
【００２５】
請求項１０記載の本発明は、請求項１または２記載のモータ制御装置において、同定された前記イナーシャ合計値Ｊと同定された前記粘性摩擦係数Ｄとを、制御パラメータの調整、フィードフォワード信号の作成、または振動抑制補償器の調整に利用するようにしたものである。
【００２６】
請求項１１記載の本発明は、請求項１０記載のモータ制御装置において、フィードフォワード信号を、位置指令の微分値に同定された前記粘性摩擦係数Ｄを乗じた値と位置指令の２階微分値に同定されたイナーシャ合計値Ｊを乗じた値とを加えた値とするようにしたものである。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施できる。
請求項２に記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施できる。
請求項３に記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施できる。
請求項４記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施でき、同定時間を短縮することができる。
請求項５記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施でき、同定時間を短縮することができる。
請求項６記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施でき、同定時間を短縮することができる。
請求項７記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施でき、入力するトルク指令Ｔｒｅｆや、モータ速度検出信号Ｖｆｂに差分近似による誤差があってもイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施できる。
請求項８記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施でき、入力するトルク指令Ｔｒｅｆや、モータ速度検出信号Ｖｆｂに差分近似による誤差があってもイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施できる。
請求項９記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても動作中にイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施でき、入力するトルク指令Ｔｒｅｆや、モータ速度検出信号Ｖｆｂに時間遅れによる誤差があってもイナーシャ及び粘性摩擦係数の同定を正確に実施できる。
請求項１０記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても同定されたイナーシャ及び粘性摩擦係数をパラメータの調整、フィードフォワード信号の作成、または振動抑制補償器の調整に利用することができる。
請求項１１記載の発明によると、粘性摩擦係が大きい場合や、重力などの一定外乱やクーロン摩擦がある場合においても同定されたイナーシャ及び粘性摩擦係数をフィードフォワード信号の作成、に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００２９】
実際のモータ制御装置には様々な機能や手段が内蔵されているが、図には本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明することとする。また、以下同一名称には極力同一符号を付け重複説明を省略する。
【００３０】
図１は、本発明をモータ１４に負荷を付けた駆動装置に適用した場合のブロック図である。図１において、１０は速度指令発生部、１２は速度制御部、１３はトルク制御部、１４はモータ、１５は検出器、１６は差分器、１７は剛体負荷、１８は制御定数同定部である。
【００３１】
速度指令生成部１０は速度指令Ｖｒｅｆを速度制御部１２へ出力する。速度制御部１２は前記速度指令Ｖｒｅｆとモータの速度信号Ｖｆｂとが一致するようにトルク指令Ｔｒｅｆを生成し、トルク制御部１３及び制御定数同定部１８へ出力する。トルク制御部１３はトルク指令Ｔｒｅｆを入力し、モータ１４の発生するトルクがトルク指令Ｔｒｅｆに一致するようにトルク制御演算を行い、モータ駆動電流Ｉｍをモータ１４へ出力する。モータ１４はモータ駆動電流Ｉｍによって駆動され、トルクを発生する。そのトルクで負荷１７を駆動する。また、モータ１４には検出器１５が装着されており、位置信号Ｐｆｂを差分器１６へ出力する。差分器１６は位置信号Ｐｆｂを入力し、位置信号Ｐｆｂの一定時間毎の差分をとって速度信号Ｖｆｂを算出し、速度信号Ｖｆｂを速度制御部１２及び制御定数同定部１８へ出力する。制御定数同定部１８は速度信号Ｖｆｂとトルク指令Ｔｒｅｆとを入力し、速度信号Ｖｆｂとトルク指令Ｔｒｅｆからモータ１４の回転子イナーシャとモータ１４に取り付けられた負荷１７のイナーシャとの合計値Ｊ及び粘性摩擦係数Ｄを計算する。
【００３２】
図２はモータ１４の位置制御を行うことができるように図１を変更したブロック図である。図２における図１との差異は速度指令Ｖｒｅｆを生成する速度指令生成部１０に替えて、位置指令Ｐｒｅｆと位置信号Ｐｆｂとが一致するような速度指令Ｖｒｅｆを生成する位置制御器１１を備えていることである。
【００３３】
なお、本説明では速度制御部の出力を回転型モータと想定してトルク指令としたが、リニアモータの場合は速度制御部の出力を推力指令として同様な構成で実現すればよい。従って、本発明を用いれば、数式演算により、イナーシャ合計値と粘性摩擦係数をリアルタイムで同定することができる。
【００３４】
本発明の特徴は、トルク指令Ｔｒｅｆおよびモータ速度検出信号Ｖｆｂに基づいて、イナーシャＪと粘性摩擦係数Ｄとを算出する制御定数同定部１８を備えていることである。
【００３５】
以下、具体的な算出方法について説明する。
【００３６】
制御対象がイナーシャＪと粘性摩擦Ｄと一定外乱Ｔｃで表されるとした場合、トルク指令Ｔｒｅｆとモータ速度Ｖｆｂとの関係式は、式（１２）で表される。
【００３７】
【数１４】
2006074896.tif 000010
・・・（１２）
【００３８】
ここで、ｄＶｆｂ／ｄｔはＶｆｂの時間微分値であるが、実際には請求項５または請求項６を用いた数式演算により算出した値を利用するため、
【００３９】
【数１５】
2006074896.tif 000011
・・・（１３）
【００４０】
とおく。
式（１２）の両辺にモータ速度Ｖｆｂの時間微分値を乗じて、区間［ａ，ｂ］で時間微分すると、
【００４１】
【数１６】
2006074896.tif 000012
・・・（１４）
【００４２】
ここで、式（１４）の右辺第２項は
【００４３】
【数１７】
2006074896.tif 000013
・・・（１５）
【００４４】
と書き換え、式（１４）を整理すると、
【００４５】
【数１８】
2006074896.tif 000014
・・・（１６）
【００４６】
となる。ここで、式（１６）の第３項において、Ｖｆｂ´２≧０であるため、分母は時間とともに増加するため、区間［ａ，ｂ］を大きく取れば、式（１６）から式（１７）が得られる。
【００４７】
【数１９】
2006074896.tif 000015
・・・（１７）
【００４８】
次に式（１２）の関係式を利用し、両辺を時間微分すると式（１８）が得られる。
【００４９】
【数２０】
2006074896.tif 000016
・・・（１８）
【００５０】
式（１８）の右辺第３項は、一定外乱Ｔｃの時間微分であるので０である。
ここで、右辺第１項および第２項は、実際には請求項５または請求項６を用いた数式演算により算出した値を利用するため、
【００５１】
【数２１】
2006074896.tif 000017
・・・（１９）
2006074896.tif 000018
・・・（２０）
【００５２】
とおく。
【００５３】
次に式（１８）の両辺に速度Ｖｆｂの時間微分値を乗じて、区間［ａ，ｂ］で時間微分すると、
【００５４】
【数２２】
2006074896.tif 000019
・・・（２１）
【００５５】
ここで、式（２１）の右辺第１項は、
【００５６】
【数２３】
2006074896.tif 000020
・・・（２２）
【００５７】
と書き換え、式（２１）を整理すると
【００５８】
【数２４】
2006074896.tif 000021
・・・（２３）
【００５９】
となる。ここで、式（１７）と式（２３）からＤを消去すると式（１）が得られる。
【００６０】
【数１】
2006074896.tif 000022
・・・（１）
【００６１】
式（１７）と式（２３）からＪを消去すると式（２）が得られる。
【００６２】
【数２】
2006074896.tif 000023
・・・（２）
【００６３】
さらに、式（１）、式（２）において、時刻ａにおけるモータ速度の絶対値｜Ｖｆｂ（ａ）｜と時刻ｂにおけるモータ速度の絶対値｜Ｖｆｂ（ｂ）｜が一致するような区間［ａ，ｂ］とすれば、式（１）から式（３）が得られ、式（２）から式（４）が得られる。
【００６４】
さらに、式（１）、式（２）において、時刻ａにおけるモータ速度微分値の絶対値｜Ｖｆｂ´（ａ）｜と時刻ｂにおけるモータ速度微分値の絶対値｜Ｖｆｂ´（ｂ）｜が一致するような区間［ａ，ｂ］とすれば、式（１）から式（５）が得られ、式（２）から式（６）が得られる。
【００６５】
なお、Ｖｆｂの時間微分値Ｖｆｂ´、Ｔｒｅｆの時間微分値Ｔｒｅｆ´は、
Ｖｆｂ´＝ｓＶｆｂ×ＬＰＦ                                          ・・・（８）
Ｔｒｅｆ´＝ｓＴｒｅｆ×ＬＰＦ                                    ・・・（９）
ただし、ｓはラプラス演算子で微分、ＬＰＦはローパスフィルタの伝達関数
により算出する、もしくは
Ｖｆｂ´＝Ｖｆｂ×（１−ＬＰＦ）×α                            ・・・（１０）
Ｔｒｅｆ´＝Ｔｒｅｆ×（１−ＬＰＦ）×β                        ・・・（１１）
ただし、ｓはラプラス演算子で微分、ＬＰＦはローパスフィルタの伝達関数、α＞０、β＞０の定数
により算出する、もしくは、オブザーバを利用して算出すればよい。
【実施例２】
【００６６】
図３は、本発明で同定されたイナーシャ合計値および粘性摩擦係数をフィードフォワード信号の作成に利用した例を説明するモータ制御装置のブロック図である。
【００６７】
図３において、２１はフィードフォワード信号作成器である。フィードフォワード信号作成器２１は位置制御部１１の位置指令Ｐｒｅｆを入力してフィードフォワード信号ｆｆを作成して出力する。速度制御部１２の出力信号と前記フィードフォワード信号ｆｆとの和がトルク指令Ｔｒｅｆになる。
【００６８】
フィードフォワード信号作成器２１において、ｓはラプラス演算子であり、ＦＦａおよびＦＦｂはフィードフォワードゲインである。ＪｉおよびＤｉは本発明の制御定数同定部１８で同定されたイナーシャ合計値Ｊおよび粘性摩擦係数Ｄである。
【００６９】
例えば、フィードフォワード信号ｆｆは、位置指令Ｐｒｅｆを２階微分したものと、フィードフォワードゲインＦＦａを乗じ、さらに同定されたイナーシャ合計値Ｊｉを乗じて得られたものと、位置指令Ｐｒｅｆを１階微分したものとフィードフォワードゲインＦＦｂを乗じ、さらに同定された粘性摩擦係数Ｄｉを乗じて得られたものとを加算したものとすることができる。
【００７０】
このように、本発明はフィードフォワード信号の作成に利用できる。
【００７１】
また、本発明により同定されたイナーシャ合計値Ｊおよび粘性摩擦係数Ｄは正確であるので、これらに基づいて、位置ループゲインや速度ループゲインなどの制御パラメータの調整を行うことができることは自明である。
【００７２】
また、本発明により同定されたイナーシャ合計値Ｊおよび粘性摩擦係数Ｄを外乱オブザーバなどの振動抑制補償器の調整に利用できる例として、例えば、特許第３３６０９３５号公報がある。
【００７３】
該特許において、本発明により同定されたイナーシャ合計値Ｊおよび粘性摩擦係数Ｄを利用することで、推定外乱信号が正確に演算され、振動抑制がより容易に実現可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、工作機械や産業用ロボットを駆動するモータ制御装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明を適用する第１の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図
【図２】本発明を適用する第１の実施例を説明する位置制御を行うことが可能なモータ制御装置のブロック図
【図３】本発明を適用する第２の実施例を説明するモータ制御装置のブロック図
【図４】従来のイナーシャ同定方法を説明するモータ制御装置のブロック図
【符号の説明】
【００７６】
１０  速度指令生成部
１１  位置制御部
１２  速度制御部
１３  トルク制御部
１４  モータ
１５  検出器
１６  差分器
１７  負荷
１８  制御定数同定部
２１  フィードフォワード信号作成器
５１  速度指令発生部
５２  速度制御部
５３  推定部
５４  同定部
【図１】
2006074896.tif 000031
【図２】
2006074896.tif 000032
【図３】
2006074896.tif 000033
【図４】
2006074896.tif 000034