(57)【要約】【課題】モータが出力するトルクを許容値の範囲内に納めることが可能なトルク制御装置、駆動装置及びアンテナ装置を提供する。【解決手段】トルク制御装置１００は、２個のプリトルク発生部１０６Ａ，１０６Ｂと、２個のリミッタ１０４Ａ，１０４Ｂと、プリトルク制御フィードバック回路１０７と、を備える。プリトルク発生部１０６Ａ，１０６Ｂは、２個のモータに大きさが同じで逆向きのプリトルクをそれぞれ発生させる信号を出力する。リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂは、２個のモータに加えられる信号を許容値の範囲内にそれぞれ制限する。プリトルク制御フィードバック回路１０７は、一方のモータに加えられる信号が一方のリミッタの許容値を超えた場合に、許容値を超えた信号を一方のプリトルク発生部に負帰還してトルクを減少させ、許容値を超えた信号を他方のプリトルク発生部に正帰還してトルクを増加させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個のモータに大きさが同じで逆向きのプリトルクをそれぞれ発生させる信号を出力する２個のプリトルク発生部と、
前記２個のモータにそれぞれ接続され、前記２個のモータに加えられる信号を許容値の範囲内にそれぞれ制限する２個のリミッタと、
前記２個のモータのうち一方のモータに加えられる信号が前記一方のモータに接続された一方のリミッタの前記許容値を超えた場合に、前記許容値を超えた信号を前記一方のモータに接続された一方のプリトルク発生部に負帰還して前記一方のモータが発生するトルクを減少させ、前記許容値を超えた信号を他方のモータに接続された他方のプリトルク発生部に正帰還して前記他方のモータが発生するトルクを増加させるプリトルク制御フィードバック回路と、を備える、
トルク制御装置。
【請求項２】
前記プリトルク制御フィードバック回路は、前記一方のモータが発生するトルクの減少分と同じだけ前記他方のモータが発生するトルクを増加させる、
請求項１に記載のトルク制御装置。
【請求項３】
前記２個のモータに加えられる信号に前記２個のモータのそれぞれの速度を帰還して比例補償を行うマイナー速度補償部をさらに備える、
請求項１又は２に記載のトルク制御装置。
【請求項４】
前記２個のモータに加えられる信号に前記２個のモータのそれぞれの速度を帰還して積分補償を行うメジャー速度補償部をさらに備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載のトルク制御装置。
【請求項５】
前記２個のモータのうち少なくとも一方のモータに加えられる信号が前記一方のモータに接続された一方のリミッタの前記許容値を超えた場合に、前記許容値を超えた信号を前記メジャー速度補償部に帰還して積分時定数を大きくする時定数制御フィードバック回路をさらに備える、
請求項４に記載のトルク制御装置。
【請求項６】
２個のモータに加えられる信号に前記２個のモータのそれぞれの速度を帰還して積分補償を行うメジャー速度補償部と、
前記２個のモータにそれぞれ接続され、前記２個のモータに加えられる信号を許容値の範囲内にそれぞれ制限する２個のリミッタと、
前記２個のモータのうち少なくとも一方のモータに加えられる信号が前記一方のモータに接続された一方のリミッタの前記許容値を超えた場合に、前記許容値を超えた信号を前記メジャー速度補償部に帰還して積分時定数を大きくする時定数制御フィードバック回路と、を備える、
トルク制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のトルク制御装置と、
前記２個のモータにそれぞれ接続され、複数のギヤを含む２個のギヤボックスと、前記２個のギヤボックスの最終段のギヤと噛み合うデータギヤと、を有する駆動機構と、を備える、
駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の駆動装置と、
前記データギヤに接続される回転軸である負荷軸と、前記負荷軸の回転によって駆動されるアンテナ機構と、を備える、
アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク制御装置、駆動装置及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、偏差に基づいて決められた角速度を条件として、２個のモータの出力トルクを設定するための補正乗数を求める条件判断器と、角速度に補正乗数を乗じた値とトルク値とを加算することでモータの出力トルクを求めて駆動信号を出力する加算器と、を備える制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の制御装置によれば、角速度に応じてモータの出力トルクを求めてモータを駆動することで、モータの効率的なトルク制御を可能にしている。しかし、角速度は指示値と実際値との偏差によって決まるため、トルクを許容値の範囲内に収めるよう制御するものではない。
【０００５】
特許文献１に記載の制御装置のような２個のモータを備える装置では、バックラッシュを防ぐために、２個のモータに互いに相殺するプリトルクを出力させることが一般に行われている。プリトルクが存在するために、モータの所要トルクが増加し、モータが出力するトルクを許容値の範囲内に納めることが難しいという課題があった。また、プリトルクが存在するために、モータの所要トルクが増加するのでモータのサイズが大きくなり、電力、発熱、コストが増加するという課題もあった。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、モータが出力するトルクを許容値の範囲内に納めることが可能なトルク制御装置、駆動装置及びアンテナ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】
上記目的を達成するため、本発明に係るトルク制御装置は、２個のプリトルク発生部と、２個のリミッタと、プリトルク制御フィードバック回路と、を備える。２個のプリトルク発生部は、２個のモータに大きさが同じで逆向きのプリトルクをそれぞれ発生させる信号を出力する。２個のリミッタは、２個のモータにそれぞれ接続され、２個のモータに加えられる信号を許容値の範囲内にそれぞれ制限する。プリトルク制御フィードバック回路は、２個のモータのうち一方のモータに加えられる信号が一方のモータに接続された一方のリミッタの許容値を超えた場合に、許容値を超えた信号を一方のモータに接続された一方のプリトルク発生部に負帰還して一方のモータが発生するトルクを減少させ、許容値を超えた信号を他方のモータに接続された他方のプリトルク発生部に正帰還して他方のモータが発生するトルクを増加させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リミッタの許容値を超えた信号をフィードバックすることで、モータが出力するトルクを許容値の範囲内に納めることが可能なトルク制御装置、駆動装置及びアンテナ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１のアンテナ装置の構成を示すブロック図
【図２】駆動可能風速状態での（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）一方のモータのトルクの時間変化、（ｃ）他方のモータのトルクの時間変化を示す図
【図３】駆動可能風速状態での（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）一方のモータのトルクの時間変化、（ｃ）他方のモータのトルクの時間変化を示す図
【図４】追尾可能風速状態での（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）一方のモータのトルクの時間変化、（ｃ）他方のモータのトルクの時間変化を示す図
【図５】無風状態での（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）一方のモータのトルクの時間変化、（ｃ）他方のモータのトルクの時間変化を示す図
【図６】実施の形態２のアンテナ装置の構成を示すブロック図
【図７】駆動可能風速状態での（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）一方のモータのトルクの時間変化、（ｃ）他方のモータのトルクの時間変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るトルク制御装置について、図１−図５を参照して説明する。図中同一又は相当する部分には同一符号を付す。トルク制御装置１００は、モータを用いてアンテナを駆動する装置であるアンテナ装置１に設けられる。
【００１１】
図１は、アンテナ装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、アンテナ装置１は、複数のモータのトルクを許容範囲内に制御するトルク制御装置１００と、トルク制御装置１００の制御に従ってモータを駆動する駆動機構２００と、駆動機構２００によって移動するアンテナ３００と、を備える。
【００１２】
トルク制御装置１００は、アンテナ３００を指向させる角度である指令角度が入力され、駆動機構２００のモータに入力される電流を出力する装置であり、駆動機構２００に接続されている。
【００１３】
トルク制御装置１００は、角度フィードバックを元に指令信号を出力する位置補償部１０１と、速度フィードバックを元に積分補償を行うメジャー速度補償部１０２と、速度フィードバックを元に比例補償を行い、トルクを生じさせるマイナー速度補償部１０３と、駆動信号を許容値の範囲内に制限するリミッタ１０４Ａ，１０４Ｂと、駆動信号をモータに入力される電流に変換するサーボアンプ１０５Ａ，１０５Ｂと、プリトルクを発生させる駆動信号を出力するプリトルク発生部１０６Ａ，１０６Ｂと、プリトルク発生部１０６Ａ，１０６Ｂから出力された駆動信号を変化させるプリトルク制御フィードバック１０７と、を備える。
【００１４】
駆動機構２００は、サーボアンプ１０５Ａ，１０５Ｂから出力された電流によって駆動するモータ２０１Ａ，２０１Ｂと、モータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力を伝達するギヤボックス２０２Ａ，２０２Ｂと、モータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力を合成してアンテナ３００に伝達するデータギヤ２０３と、を備える。トルク制御装置１００と駆動機構２００とによって駆動装置を構成する。
【００１５】
アンテナ３００は、モータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力を伝達されて回転する負荷軸３０１と、負荷軸３０１が回転した角度を検出する角度検出部３０２と、を備える。なお、アンテナ３００は、電磁波を送受信する送受信器及び電磁波を反射する反射器を含み負荷軸３０１の回転によって駆動されるアンテナ機構を備えるが、本明細書ではアンテナ機構の詳細な説明は省略する。
【００１６】
トルク制御装置１００の構成について詳細に説明する。位置補償部１０１は、トルク制御装置１００に入力された指令角度と、アンテナ３００から取得した角度フィードバックとの偏差から、アンテナ３００の負荷軸３０１に生じさせる指令速度を求め、速度を指示する駆動信号を出力する。
【００１７】
メジャー速度補償部１０２は、位置補償部１０１から入力された駆動信号と、駆動機構２００から取得した速度フィードバックとを元に積分補償を行う。速度ループの時定数はＴである。メジャー速度補償部１０２は低周波数領域における外乱抑制効果を高めている。メジャー速度補償部１０２は、位置補償部１０１とマイナー速度補償部１０３とに接続される。
【００１８】
マイナー速度補償部１０３は、メジャー速度補償部１０２から出力された駆動信号と、駆動機構２００から取得した速度フィードバックとを元に、ゲイン調整器により比例補償を行う。マイナー速度補償部１０３は、メジャー速度補償部１０２と、リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂとに接続される。
【００１９】
リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂは、マイナー速度補償部１０３から出力された駆動信号によって指示されるモータ２０１Ａ，２０１Ｂへ出力するトルク指令を制限するリミッタである。リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂによる正側トルクの許容上限値はＴＬＰ（＞０）であり、負側トルクの許容下限値はＴＬＭ（＜０）である。リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂは、マイナー速度補償部１０３に共に接続される。リミッタ１０４Ａはサーボアンプ１０５Ａに、リミッタ１０４Ｂはサーボアンプ１０５Ｂに、それぞれ接続される。
【００２０】
サーボアンプ１０５Ａ，１０５Ｂは、リミッタ１０４Ａ，１０５Ａが出力した駆動信号をモータ２０１Ａ，２０１Ｂに入力される電流値にそれぞれ変換して、駆動機構２００を回転する。サーボアンプ１０５Ａはリミッタ１０４Ａと駆動機構２００のモータ２０１Ａに、サーボアンプ１０５Ｂはリミッタ１０４Ｂと駆動機構２００のモータ２０１Ｂに、それぞれ接続されている。
【００２１】
プリトルク発生部１０６Ａ，１０６Ｂは、モータ２０１Ａ，２０１Ｂにそれぞれ入力される駆動信号であるプリトルクを発生させる信号源である。プリトルク発生部１０６Ａによるプリトルクは、マイナー速度補償部１０３とリミッタ１０４Ａとの間で、正の値で入力される。プリトルク発生部１０６Ｂによるプリトルクは、マイナー速度補償部１０３とリミッタ１０４Ｂとの間で、負の値で入力される。
【００２２】
プリトルク制御フィードバック１０７は、リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂの前後の駆動信号を元に、プリトルク発生部１０６Ａ，１０６Ｂからリミッタ１０４Ａ，１０４Ｂに入力される信号値を変化させるフィードバックループである。プリトルク制御フィードバック１０７の具体的な内容については後述する。
【００２３】
駆動機構２００の構成について詳細に説明する。モータ２０１Ａ，２０１Ｂは、サーボアンプ１０５Ａ，１０５Ｂからそれぞれ入力された電流によって駆動するモータである。モータ２０１Ａはトルク制御装置１００のサーボアンプ１０５Ａとギヤボックス２０２Ａに、モータ２０１Ｂはトルク制御装置１００のサーボアンプ１０５Ｂとギヤボックス２０２Ｂに、それぞれ接続されている。モータ２０１Ａ，２０１Ｂの回転速度は、エンコーダ（図示しない）で検出され、トルク制御装置１００のメジャー速度補償部１０２及びマイナー速度補償部１０３に速度フィードバックされる。
【００２４】
ギヤボックス２０２Ａ，２０２Ｂは、モータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力をデータギヤ２０３に伝達するギヤボックスである。ギヤボックス２０２Ａ，２０２Ｂは、それぞれ複数のギヤを備える。ギヤボックス２０２Ａの初段はモータ２０１Ａと接続され、ギヤボックス２０２Ａの最終段はデータギヤ２０３と噛み合う。ギヤボックス２０２Ｂの初段はモータ２０１Ｂと接続され、ギヤボックス２０２Ｂの最終段はデータギヤ２０３と噛み合う。
【００２５】
データギヤ２０３は、モータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力をギヤボックス２０２Ａ，２０２Ｂを介して合成し、アンテナ３００の負荷軸３０１に伝達するギヤである。データギヤ２０３は、ギヤボックス２０２Ａ，ギヤボックス２０２Ｂの最終段と噛み合い、アンテナ３００の負荷軸３０１と接続される。
【００２６】
アンテナ３００の構成について詳細に説明する。負荷軸３０１は、データギヤ２０３を介してモータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力が伝達されて回転する回転軸である。負荷軸３０１の出力はアンテナ機構を駆動する動力として用いられるが、本明細書では説明を省略する。
【００２７】
角度検出部３０２は、負荷軸３０１が回転した角度を検出する角度検出装置である。角度検出部３０２は、検出した負荷軸３０１の回転角度をトルク制御装置１００の位置補償部１０１に角度フィードバックする。
【００２８】
プリトルク制御フィードバック１０７について、より詳細に説明する。
【００２９】
プリトルク制御フィードバック１０７は、トルクがリミッタ１０４Ａ，１０４Ｂの許容値を越えた場合に、超過分をフィードバックして、許容値の範囲内に制御する。
【００３０】
正のプリトルクが付加されたモータ２０１Ａ側のトルクがリミッタ１０４Ａの許容値を越えた場合には、超過分のトルクをモータ２０１Ａ側に負帰還してプリトルクを減少させると共に、超過分のトルクの符号を反転させてモータ２０１Ｂ側に正帰還してプリトルクを増加させる。
【００３１】
数式を参照して具体的に説明する。プリトルク制御フィードバック１０７において、リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂの前後の出力を減算器に入力することにより、リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂでの許容値を越えたトルクを取得する。
【００３２】
リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂでの許容値を越えたトルクをそれぞれｄＡ，ｄＢとすると、ｄＡ，ｄＢは以下の式（１），（２）で表される。ここで、ＴｑＡ，ＴｑＢはそれぞれモータ２０１Ａ，２０１Ｂが発生するトルクである。
【００３３】
ｄＡ＝ｍａｘ（ＴｑＡ−ＴＬＰ，０）＋ｍｉｎ（ＴｑＡ−ＴＬＭ，０）  （１）
ｄＢ＝ｍａｘ（ＴｑＢ−ＴＬＰ，０）＋ｍｉｎ（ＴｑＢ−ＴＬＭ，０）  （２）
【００３４】
プリトルク制御フィードバック１０７において、リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂでの許容値を超えるトルクｄＡ，ｄＢに応じて、プリトルク発生部１０６Ａ，１０６Ｂから入力されるプリトルクが変化させられる。プリトルク発生部１０６Ａによるプリトルクは、ｄＡによる係数Ａ１の負帰還と、ｄＢによる係数Ａ２の正帰還とによって変化させられ、プリトルク発生部１０６Ｂによるプリトルクは、ｄＡによる係数Ａ１の正帰還と、ｄＢによる係数Ａ２の負帰還とによって変化させられる。
【００３５】
モータ２０１Ａでのプリトルクの変化量をΔＴｐＡ、モータ２０１Ｂでのプリトルクの変化量をΔＴｐＢとすると、ΔＴｐＡ及びΔＴｐＢは以下の式で表される。
【００３６】
ΔＴｐＡ＝−Ａ１＊ｄＡ＋Ａ２＊ｄＢ
ΔＴｐＢ＝Ａ１＊ｄＡ−Ａ２＊ｄＢ
【００３７】
以上より、モータ２０１Ａの出力トルクＴｑＡ及びモータ２０１Ｂの出力トルクＴｑＢは、以下の式（３），（４）で表される。ここで、Ｔｐ，Ｔａ，Ｔｆ，Ｔｗはそれぞれプリトルク、加速トルク、摩擦トルク、風圧トルクである。
【００３８】
ＴｑＡ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ＋ΔＴｐＡ
＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−Ａ１＊ｄＡ＋Ａ２＊ｄＢ  （３）
ＴｑＢ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ＋ΔＴｐＢ
＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ＋Ａ１＊ｄＡ−Ａ２＊ｄＢ  （４）
【００３９】
式（３），（４）中の（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２は、マイナー速度補償部１０３からの入力に対応する。
【００４０】
式（３），（４）より、ｄＡ＝ｄＢ＝０、即ちモータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力トルクがリミッタ１０４Ａ，１０４Ｂでの許容値を越えない場合、ＴｑＡ＞ＴｑＢである。
【００４１】
ｄＡ＞０である場合、即ちモータ２０１Ａの出力トルクがリミッタ１０４Ａでの許容値を超えた場合、ＴｑＡ＞ＴＬＰであり、式（１）から式（５）が得られる。
【００４２】
ｄＡ＝ｍａｘ（ＴｑＡ−ＴＬＰ，０）＋ｍｉｎ（ＴｑＡ−ＴＬＭ，０）  （１）
＝ＴｑＡ−ＴＬＰ                                              （５）
【００４３】
式（５）を式（３）に代入すると、以下の式（６），（７）が得られる。
【００４４】
ＴｑＡ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−Ａ１＊ｄＡ                    （３）
ｄＡ＋ＴＬＰ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−Ａ１＊ｄＡ
ｄＡ＝（（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−ＴＬＰ）／（１＋Ａ１）          （６）
ＴｑＡ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−Ａ１＊（ＴｑＡ−ＴＬＰ）
＝（（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ＋Ａ１＊ＴＬＰ）／（１＋Ａ１）  （７）
【００４５】
式（６）は、ＴｑＡがＴＬＰを超過する量を、ゲインＡ１によって１／（１＋Ａ１）に低減できることを意味している。
【００４６】
さらに、式（６）を式（４）に代入すると、以下の式（８）が得られる。
【００４７】
ＴｑＢ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ＋Ａ１＊ｄＡ  （４）
＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ
＋Ａ１＊（（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−ＴＬＰ）／（１＋Ａ１）
＝（（１／２＋Ａ１）＊（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）−ＴＰ＋Ａ１＊ＴＬＰ）
／（１＋Ａ１）                                                  （８）
【００４８】
なお、式（３），（４）より、ｄＡ，ｄＢの値によらず、モータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力の和は以下の式（９）で表される。
【００４９】
ＴｑＡ＋ＴｑＢ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−Ａ１＊ｄＡ＋Ａ２＊ｄＢ
＋（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ＋Ａ１＊ｄＡ−Ａ２＊ｄＢ
＝Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ                                        （９）
【００５０】
式（９）は、プリトルク制御フィードバック１０７によって、モータ２０１Ａ，２０１Ｂの出力の和が変化しないことを意味している。
【００５１】
次に、ｄＢ＜０である場合、即ちモータ２０１Ｂの出力トルクがリミッタ１０４Ｂでの許容値を超える場合、ＴｑＢ＜ＴＬＰであり、式（２）から式（１０）が得られる。
【００５２】
ｄＢ＝ｍａｘ（ＴｑＢ−ＴＬＰ，０）＋ｍｉｎ（ＴｑＢ−ＴＬＭ，０）  （２）
＝ＴｑＢ−ＴＬＭ                                              （１０）
【００５３】
式（１０）を式（４）に代入すると、以下の式（１１），（１２）が得られる。
【００５４】
ＴｑＢ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ−Ａ２＊ｄＢ                    （４）
ｄＢ＋ＴＬＭ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ−Ａ２＊ｄＢ
ｄＢ＝（（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ−ＴＬＭ）／（１＋Ａ２）        （１１）
ＴｑＢ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ−Ａ２＊（ＴｑＢ−ＴＬＭ）
＝（（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ＋Ａ２＊ＴＬＭ）／（１＋Ａ２）（１２）
【００５５】
式（１１）は、ＴｑＢがＴＬＭを超過する量を、ゲインＡ２によって１／（１＋Ａ２）に低減できることを意味している。
【００５６】
さらに、式（１１）を式（４）に代入すると、以下の式（１３）が得られる。
【００５７】
ＴｑＢ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ−Ａ２＊ｄＢ  （４）
＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ
−Ａ２＊（（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ−ＴＬＭ）／（１＋Ａ２）
＝（（１／２＋Ａ２）＊（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）＋ＴＰ＋Ａ２＊ＴＬＭ）
／（１＋Ａ２）                                                （１３）
【００５８】
モータの回転方向により特性は変化しないため、以下の式（１４）が得られる。
【００５９】
ＴＬＰ＝−ＴＬＭ  （１４）
【００６０】
上記の特性に伴い、モータ２０１Ａとモータ２０１Ｂとでは極性が異なる一方、トルクの値は変わらないため、ゲインＡ１，Ａ２についてはＡ１＝Ａ２＝１とすることができるが、微調整のため１よりも増減させても良い。
【００６１】
モータ２０１Ａ，２０１Ｂのトルクの時間変化の一例について、図２を参照して説明する。図２は、駆動可能風速状態において駆動範囲を最大速度、最大加速度で動作した駆動パターンに対応する、（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）モータ２０１Ａのトルクの時間変化、（ｃ）モータ２０１Ｂのトルクの時間変化を示す図である。なお、図の記載を簡略化するために、以下の記号を用いる。
【００６２】
Ｔｑ１＝Ｔａ／２＋Ｔｆ／２＋Ｔｐ
Ｔｑ２＝Ｔｆ／２＋Ｔｐ
Ｔｑ３＝−Ｔａ／２＋Ｔｆ／２＋Ｔｐ
Ｔｑ４＝Ｔｐ
Ｔｑ５＝−Ｔａ／２−Ｔｆ／２＋Ｔｐ
Ｔｑ６＝−Ｔｆ／２＋Ｔｐ
Ｔｑ７＝Ｔａ／２−Ｔｆ／２＋Ｔｐ
【００６３】
駆動可能風速状態は、アンテナ３００の駆動が可能であるものの、追尾対象の十分な追尾は不可能である風速の状態である。駆動可能風速状態より風が弱い状態として、追尾対象の十分な追尾が可能である追尾可能風速状態、無風の無風状態がある。
【００６４】
図３は、比較対象としてプリトルク制御を行わない場合の、駆動可能状態において駆動範囲を最大速度、最大加速度で動作した駆動パターンに対応する、（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）モータ２０１Ａのトルクの時間変化、（ｃ）モータ２０１Ｂのトルクの時間変化を示す図である。図４及び図５は、それぞれ追尾可能風速状態、無風状態において駆動範囲を最大速度、最大加速度で動作した駆動パターンに対応する、（ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）モータ２０１Ａのトルクの時間変化、（ｃ）モータ２０１Ｂのトルクの時間変化を示す図である。
【００６５】
図２の例と図３の例とを比較すると、図２の例ではトルクが許容値に達した領域において、フィードバックによってトルクが許容値を超えなくなっている。
【００６６】
図３の例と図４の例とを比較すると、図４の例では風圧トルクＴｗの効果が小さくなっており、図５の例では風圧トルクＴｗの効果がなくなっている。図３，図４に示すように、追尾可能風速状態における風圧トルクＴｗは、駆動可能風速状態におけるＴｗよりも小さい。無風状態では、Ｔｗ＝０である。
【００６７】
以上のような構成を備えることによって、実施の形態１に係るトルク制御装置１００は、リミッタの許容値を超えた信号をフィードバックすることで、モータが出力するトルクを許容値の範囲内に納めることが可能になる。
【００６８】
トルク制御装置１００は、リミッタの許容値を超過したトルクを超過側のモータに負帰還してプリトルクを減少させると共に、超過したトルクの符号を反転させて他方のモータに正帰還してプリトルクを増加させることで、全体としてのトルクを減少させずに保持しながら、トルクをリミッタの制限値の範囲内に制御することができる。
【００６９】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るトルク制御装置１００について、図６及び図７を参照して説明する。
【００７０】
図６は、アンテナ装置１の構成を示すブロック図である。図６に示すように、実施の形態２に係るトルク制御装置１００は、実施の形態１のプリトルク制御フィードバック１０７に代えて、時定数制御フィードバック１０８を備える。
【００７１】
時定数制御フィードバック１０８は、トルクがリミッタ１０４Ａ，１０４Ｂの許容値を越えた場合に、超過分をフィードバックしてメジャー速度補償部１０２の時定数Ｔを増加させることによって加速トルクを減少させ、トルクを許容値の範囲内に制御する。
【００７２】
数式を参照して具体的に説明する。時定数制御フィードバック１０８において、リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂでの許容値を超えるトルクｄＡ，ｄＢに応じて、メジャー速度補償部１０２の時定数Ｔが変化させられ、加速度トルクＴａが変化する。
【００７３】
モータ２０１Ａ，２０１Ｂでの加速度トルクの変化量をΔＴａとすると、ΔＴａは以下の式で表される。
【００７４】
ΔＴａ＝−Ａ１＊ｄＡ＋Ａ２＊ｄＢ
【００７５】
モータ２０１Ａの出力トルクＴｑＡ及びモータ２０１Ｂの出力トルクＴｑＢは、以下の式（２１），（２２）で表される。
【００７６】
ＴｑＡ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ＋ΔＴａ
＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２＋Ｔｐ−Ａ１＊ｄＡ＋Ａ２＊ｄＢ  （２１）
ＴｑＢ＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ＋ΔＴａ
＝（Ｔａ＋Ｔｆ＋Ｔｗ）／２−Ｔｐ−Ａ１＊ｄＡ＋Ａ２＊ｄＢ  （２２）
【００７７】
加速度トルクＴａを決める時定数Ｔは、以下の式（２３），（２４）で算出することができる。ここで、Ｖｍはモータ２０１Ａ，２０１Ｂへの最大指令速度、Ｊはモータ２０１Ａ，２０１Ｂを含む駆動機構２００及びアンテナ３００の駆動部分の慣性モーメント、ａはモータ２０１Ａ，２０１Ｂの加速度である。
【００７８】
Ｔａ＝Ｊ＊ａ  （２３）
Ｔ＝Ｖｍ／ａ  （２４）
【００７９】
時定数の変化量をΔＴ、加速度の変化量をΔａとすると、変化した加速度トルクＴａ＋ΔＴａと変化した時定数Ｔ＋ΔＴとの関係は、以下の式（２５），（２６）で算出することができる。
【００８０】
Ｔａ＋ΔＴａ＝Ｊ＊（ａ＋Δａ）  （２５）
Ｔ＋ΔＴ＝Ｖｍ／（ａ＋Δａ）    （２６）
【００８１】
以上のように、時定数制御フィードバック１０８において、リミッタ１０４Ａ，１０４Ｂでの許容値を超えるトルクｄＡ，ｄＢをフィードバックし、加速度トルクを減少させることで、トルクがリミッタ１０４Ａ，１０４Ｂでの許容値を越えることを防ぐことができる。
【００８２】
モータ２０１Ａ，２０１Ｂのトルクの時間変化の一例について、図７を参照して説明する。図７は、駆動可能風速状態において駆動範囲を最大速度、最大加速度で動作した駆動パターンに対応する、（Ａ）負荷軸の回転速度の時間変化、（ｂ）モータ２０１Ａのトルクの時間変化、（ｃ）モータ２０１Ｂのトルクの時間変化を示す図である。
【００８３】
図７の例と前述の図３の例とを比較すると、トルクが許容値に達した領域において、フィードバックによってトルクが許容値を超えなくなっている。
【００８４】
以上のような構成を備えることによって、実施の形態２に係るトルク制御装置１００は、リミッタの許容値を超えた信号をフィードバックすることで、モータが出力するトルクを許容値の範囲内に納めることが可能になる。
【００８５】
トルク制御装置１００は、追尾性能が必要のない駆動可能領域において加速トルクを減少させるので、追尾性能を悪化させることなくモータが出力するトルクを許容値の範囲内に納めることができる。
【００８６】
本発明の実施の形態は上述のものに限られるものではなく、変形が可能である。例えば、ギヤボックス２０２Ａ，２０２Ｂは、それぞれ複数のギヤを備えるとしたが、これに限られるものではない。ギヤボックス２０２Ａ，２０２Ｂは１枚のギヤで構成されていても良い。
【００８７】
また、実施の形態２に係るトルク制御装置１００は、実施の形態１のプリトルク制御フィードバック１０７に代えて、時定数制御フィードバック１０８を備えるとしたが、これに限られるものではない。プリトルク制御フィードバック１０７と時定数制御フィードバック１０８とを共に備え、プリトルク制御と時定数制御とを同時に行っても良い。
【００８８】
また、実施の形態１，２の制御装置における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピュータのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえばフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に伝送されて記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、装置の一機能としてその装置のソフトウェアに組み込まれてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１…アンテナ装置、１００…トルク制御装置、１０１…位置補償部、１０２…メジャー速度補償部、１０３…マイナー速度補償部、１０４Ａ，１０４Ｂ…リミッタ、１０５Ａ，１０５Ｂ…サーボアンプ、１０６Ａ，１０６Ｂ…プリトルク発生部、１０７…プリトルク制御フィードバック、１０８…時定数制御フィードバック、２００…駆動機構、２０１Ａ，２０１Ｂ…モータ、２０２Ａ，２０２Ｂ…ギヤボックス、２０３…データギヤ、３００…アンテナ、３０１…負荷軸、３０２…角度検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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