(57)【要約】【課題】  モータのフィードバック速度にかかわらず外乱抑制性が高く滑らかな制御ができるサーボ制御装置とその制御方法を提供する。【解決手段】  速度制御器（１）、電力変換器（２）、オブザーバ（５）、第１フィルタ（６）、第２フィルタ（７）、加算器（８）を備え、オブザーバから出力される推定速度Ｖｆｂ＾を第１フィルタ（６）でフィルタ処理した信号と速度検出値Ｖｆｂを第２フィルタ（７）でフィルタ処理した信号とを加算した信号を速度制御器（１）で使用する速度フィードバックＶｆｂ２として使用するようにした。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度指令と速度フィードバックとの偏差である速度偏差からトルク指令を生成する速度制御器と、前記トルク指令からモータを駆動する電圧指令を生成する電力変換器と、を備えたサーボ制御装置において、
前記トルク指令と前記モータの検出器が生成する速度検出値とから推定速度を生成するオブザーバと、
前記推定速度をフィルタ処理して新たな推定速度を生成する第１フィルタと、
前記速度検出値をフィルタ処理して新たな速度検出値を生成する第２フィルタと、
前記推定速度と前記速度検出値とを加算して速度フィードバックを生成する加算器と、
を備えたことを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】
位置指令と位置検出値との偏差である位置偏差から速度指令を生成する位置制御器と、前記速度指令と速度フィードバックとの偏差である速度偏差からトルク指令を生成する速度制御器と、前記トルク指令からモータを駆動する電圧指令を生成する電力変換器と、を備えたサーボ制御装置において、
前記トルク指令と前記モータの検出器が生成する速度検出値とから推定速度を生成するオブザーバと、
前記推定速度をフィルタ処理して新たな推定速度を生成する第１フィルタと、
前記速度検出値をフィルタ処理して新たな速度検出値を生成する第２フィルタと、
前記推定速度と前記速度検出値とを加算して速度フィードバックを生成する加算器と、
を備えたことを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項３】
前記オブザーバは、前記推定速度を生成するとともに推定外乱を生成し、前記推定外乱を前記トルク指令に加算して新たなトルク指令をすることを特徴とする請求項１乃至２に記載のサーボ制御装置。
【請求項４】
前記第１フィルタの伝達関数がＧ（ｓ）、前記第２フィルタの伝達関数が１−Ｇ（ｓ）であることを特徴とする請求項１乃至２記載のサーボ制御装置。
【請求項５】
前記第１フィルタの伝達関数がカットオフ周波数Ｋｆのハイパスフィルタ、前記第２フィルタの伝達関数がカットオフ周波数Ｋｆのローパスフィルタであることを特徴とする請求項１乃至２記載のサーボ制御装置。
【請求項６】
速度指令と速度フィードバックとの偏差である速度偏差からトルク指令を生成する速度制御器と、前記トルク指令からモータを駆動する電圧指令を生成する電力変換器と、を備えたサーボ制御装置の制御方法において、
前記トルク指令と前記モータの検出器が生成する速度検出値とから推定速度を生成するステップと、
前記推定速度をフィルタ処理して新たな推定速度を生成するステップと、
前記速度検出値をフィルタ処理して新たな速度検出値を生成するステップと、
前記推定速度と前記速度検出値とを加算して速度フィードバックを生成するステップと、
を備えることを特徴とするサーボ制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、工作機械におけるテーブルやロボットアームのような負荷機械を駆動するサーボ制御装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機を速度制御するためには、電動機の回転速度をパルスエンコーダで検出し、パルスエンコーダから出力されるパルスから電動機速度（モータ平均速度検出値）を求める。そして求めた電動機速度（モータ平均速度検出値）と速度設定値との偏差が零となるように、電動機を速度制御する。この場合、モータ平均速度検出値ｎＭＡは次式（１）を演算することにより求めている。
ｎＭＡ＝６０／（ＰＰ・Ｔｐ）                          （１）
ただし、ＰＰはパルスエンコーダが１回転する間に出力されるパルス数、Ｔｐはパルスエンコーダのパルス周期（速度検出周期）である。
【０００３】
上述した速度制御系においてパルスエンコーダの分解能が低い場合、電動機を極低速領域で運転すると、図９に示すように、パルス周期Ｔｐは速度制御周期Ｔｓよりも大きくなり、１速度制御周期Ｔｓごとの正確な速度情報を得ることができなくなる。このため、極低速領域では速度制御が不安定になりやすく、速度制御の応答を上げることは困難である。
【０００４】
そこで、低分解能のパルスエンコーダのパルスから求めたモータ平均速度検出値ｎＭＡを、修正演算することにより、極低速領域であっても１速度制御周期Ｔｓごとの正確な電動機速度（速度推定値ｎＭ＾）を推定演算する速度推定オブザーバが用いられている。
【０００５】
図７は、最小次元の負荷トルクオブザーバを用いた速度推定オブザーバである。なお、図７において、ｉは速度制御周期ごとのデータを示し、ｊは速度検出周期ごとのデータを示す。詳細は後述するが、この速度推定オブザーバは、モータ平均速度検出値ｎＭＡ（ｊ）とトルク指令τＭ＊（ｉ）が入力されると、推定演算した速度推定値ｎＭ＾（ｉ）を速度制御周期Ｔｓごとに出力すると共に、速度検出周期Ｔｐ（＝パルス周期Ｔｐ）ごとに負荷推定トルク推定値τＬ＾（ｊ）も推定演算する。速度推定値ｎＭ＾（ｉ）は１速度制御周期Ｔｓごとの正確な速度情報を示すデータであり、この速度推定値ｎＭ＾（ｉ）を用いて速度制御すれば、極低速領域でも正確な速度制御ができることとなる。
【０００６】
速度推定値ｎＭ＾（ｉ）の演算手法は次のとおりである（なお、各値の個々の求め方は、この演算手法の説明の後に説明をする）。即ち、電動機に負荷トルクτＬを印加すると、モータ平均速度検出値ｎＭ（ｊ）とモデル出力平均値ｎＭＡ´＾（ｊ）との間には、速度偏差Δｎ（ｊ）が生じる。この速度偏差Δｎ（ｊ）を用いて、速度推定値ｎＭ＾（ｉ）は次式（２）で推定できる。この式（２）によれば、モデル出力推定値ｎＭ´＾（ｉ）から速度偏差Δｎ（ｊ）を減算することにより、１速度制御周期Ｔｓにおける速度推定値ｎＭ＾（ｉ）を推定できることが分かる。
ｎＭ＾（ｉ）＝ｎＭ’＾（ｉ）−Δｎ（ｊ）＝ｎＭ’＾（ｉ）−τＬ＾（ｊ）／ｇｊ    （２）
ただし、τＬ＾（ｊ）は負荷トルク推定値、ｇｊはオブザーバゲインである。ここで図７に示す速度推定オブザーバの詳細を説明する。偏差器１１１は、トルク指令τＭ＊（ｉ）と負荷トルク推定値τＬ＾（ｊ）との偏差を求め、偏差器１１１の出力である偏差出力（τＭ＊（ｉ）−τ-Ｌ＾（ｊ））が第１演算部１１２に入力される。第１演算部１１２は、割算部１１２ａ、加算部１１２ｂ及び積分部１１２ｃで構成されている。割算部１１２ａは、偏差出力（τＭ＊（ｉ）−τ-Ｌ＾（ｊ））に速度制御周期Ｔｓを乗算し、且つモデル機械時定数ＴＭ＊で除算する。加算部１１２ｂは、割算部１１２ａの出力と積分部１１２ｃの出力を加算してモデル出力推定値ｎＭ´＾（ｉ）を出力する。積分部１１２ｃはモデル出力推定値ｎＭ´＾（ｉ）を積分して積分値を加算部１１２ｂに送る。結局、割算部１１２ａにより除算演算が行われ、加算部１１２ｂと積分部１１２ｃにより積分演算が行われ、モデル出力推定値ｎＭ´＾（ｉ）が得られる。
【０００７】
第２演算部１１３は、モデル出力推定値ｎＭ´＾(ｉ) を平均化演算（速度検出周期Ｔｐごとの平均化演算）をしてモデル出力平均値ｎＭＡ´(ｊ)を求める。第１偏差部１１４は、モデル出力平均値ｎＭＡ´＾(ｊ)とモータ平均速度検出値ｎＭＡ(ｊ)との偏差である速度偏差Δｎ(ｊ)を求める。オブザーバゲイン部１１６は、速度偏差Δｎ(ｊ) にオブザーバゲインｇｊ を乗算して負荷トルク指定値τＬ＾（ｊ）を求める。
【０００８】
第２偏差部１１７は、モデル出力推定値ｎＭ´＾（ｉ）から速度偏差Δｎ（ｊ）を減算して速度推定値ｎＭ＾（ｉ）を求める。
【０００９】
次に上述した速度推定オブザーバを用いて、電動機の速度制御をする速度制御系を、図８を参照して説明する。図８において速度推定オブザーバ１１０は、図７に示すものと同構成であり、速度推定値ｎＭ＾（ｉ）と負荷トルク推定値τＬ＾（ｊ）を出力する。このため図８の速度制御系では、次に述べるように、速度推定値ｎＭ＾（ｉ）を利用して速度制御をすると共に、負荷トルク推定値τＬ＾（ｊ）を利用して外乱補償をしている。
【００１０】
つまり第３偏差部１１８は速度設定値ｎＭ＊（ｉ）と速度推定値ｎＭ＾（ｉ）との偏差を求め偏差出力（ｎＭ＊（ｉ）−ｎＭ＾（ｉ））を速度アンプ１１９へ送る。速度アンプ１１９は、偏差出力（ｎＭ＊（ｉ）−ｎＭ＾（ｉ））に比例ゲインＫＷＣを乗算してアンプ出力ＫＷＣ（ｎＭ＊（ｉ）−ｎＭ＾（ｉ）)を加算器１２０へ送る。加算器１２０は、アンプ出力ＫＷＣ（ｎＭ＊（ｉ）−ｎＭ＾（ｉ）)に負荷トルク推定値τＬ＾（ｊ）を加えてトルク指令τＭ＊（ｉ）を求める。第４偏差部１２１では、トルク指令τＭ＊（ｉ）と負荷トルクτＬとの偏差をとって偏差出力（τＭ＊（ｉ）−τ-Ｌ) を電動機１２２へ送る。電動機１２２は、偏差出力（τＭ＊（ｉ）−τ-Ｌ) を基に（偏差出力（τＭ＊（ｉ）−τ-Ｌ）が零となるように）速度制御を行う。このようにトルク指令τＭ＊（ｉ）に負荷トルク推定値τＬ＾（ｊ）を加えているため、負荷外乱補償が可能となる。
【００１１】
なおパルスエンコーダ１１５はモータ実速度ｎＭに応じた周期でパルスを出力し、速度検出部１２３は、パルスを基に（１）式の演算をしてモータ平均速度検出値ｎＭＡ（ｊ）を求め、これを速度推定オブザーバ１１０へ送る。
【００１２】
図８及び図７に示す速度制御系においては、オブザーバゲイン部１１６に設定したオブザーバゲインｇｊの大きさ（大小）により、次のような相反する状況が発生する。
（１）オブザーバゲインｇｊを大きくした場合。このようにすると高速領域（このときＴｓ≫Ｔｐとなる）での外乱抑制効果が大きくなる。その反面、極低速領域（このときＴｓ＜Ｔｐとなる、図９参照）では、オブザーバゲインｇｊが大きいので、速度制御が不安定となる。
（２）オブザーバゲインｇｊを小さくした場合。このようにすると高速領域（Ｔｓ≫Ｔｐ）での外乱抑制効果が低減する。その反面、極低速域（Ｔｓ＜Ｔｐ）では、オブザーバゲインｇｊが小さいので、速度制御が安定する。
【００１３】
このように、従来のサーボ制御装置は、高速領域においてオブザーバゲインｇｊの値を大きくしておき、極低速領域に入ったらオブザーバゲインｇｊの値を小さくしているのである。
【特許文献１】特許第３１６６４４６号（第３−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来のサーボ制御装置は、高速領域ではオブザーバゲインｇｊの値を大きくして、極低速領域に入ったらオブザーバゲインｇｊの値を小さくするようにしているので、高速領域と低速領域の外乱応答特性が異なるため、制御応答が不安定になる場合がある。
【００１５】
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、モータのフィードバック速度にかかわらず外乱抑制性が高く滑らかな制御ができるサーボ制御装置とその制御方法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】
【００１６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
【００１７】
速度指令と速度フィードバックとの偏差である速度偏差からトルク指令を生成する速度制御器と、前記トルク指令からモータを駆動する電圧指令を生成する電力変換器と、を備えたサーボ制御装置において、前記トルク指令と前記モータの検出器が生成する速度検出値とから推定速度を生成するオブザーバと、前記推定速度をフィルタ処理して新たな推定速度を生成する第１フィルタと、前記速度検出値をフィルタ処理して新たな速度検出値を生成する第２フィルタと、前記推定速度と前記速度検出値とを加算して速度フィードバックを生成する加算器と、を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
位置指令と位置検出値との偏差である位置偏差から速度指令を生成する位置制御器と、前記速度指令と速度フィードバックとの偏差である速度偏差からトルク指令を生成する速度制御器と、前記トルク指令からモータを駆動する電圧指令を生成する電力変換器と、を備えたサーボ制御装置において、前記トルク指令と前記モータの検出器が生成する速度検出値とから推定速度を生成するオブザーバと、前記推定速度をフィルタ処理して新たな推定速度を生成する第１フィルタと、前記速度検出値をフィルタ処理して新たな速度検出値を生成する第２フィルタと、前記推定速度と前記速度検出値とを加算して速度フィードバックを生成する加算器と、を備えることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１乃至２に記載のサーボ制御装置において、前記オブザーバは、前記推定速度を生成するとともに推定外乱を生成し、前記推定外乱を前記トルク指令に加算して新たなトルク指令をすることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至２記載のサーボ制御装置において、前記第１フィルタの伝達関数がＧ（ｓ）、前記第２フィルタの伝達関数が１−Ｇ（ｓ）であることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至２記載のサーボ制御装置において、前記第１フィルタの伝達関数がカットオフ周波数Ｋｆのハイパスフィルタ、前記第２フィルタの伝達関数がカットオフ周波数Ｋｆのローパスフィルタであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、速度指令と速度フィードバックとの偏差である速度偏差からトルク指令を生成する速度制御器と、前記トルク指令からモータを駆動する電圧指令を生成する電力変換器と、を備えたサーボ制御装置の制御方法において、前記トルク指令と前記モータの検出器が生成する速度検出値とから推定速度を生成するステップと、前記推定速度をフィルタ処理して新たな推定速度を生成するステップと、前記速度検出値をフィルタ処理して新たな速度検出値を生成するステップと、前記推定速度と前記速度検出値とを加算して速度フィードバックを生成するステップと、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１、２および４記載の発明によると、オブザーバから得られる推定速度をフィルタ処理した信号と速度検出値をフィルタ処理した信号とを加算した信号を速度フィードバックとして速度制御で使用するため、推定速度および速度検出値の必要な周波数帯域の信号を用いて滑らかな速度制御ができるサーボ制御装置を提供できる。
【００２４】
請求項３記載の発明によると、オブザーバから得られる推定速度をフィルタ処理した信号と速度検出値をフィルタ処理した信号とを加算した信号を速度フィードバックとして速度制御で使用するため、推定速度および速度検出値の必要な周波数帯域の信号を用いて速度制御を行うことができ、さらに速度制御器から出力される信号からオブザーバの出力信号である推定外乱を減じた信号をトルク指令としているので，外乱抑圧特性の高いサーボ制御装置を提供できる。
【００２５】
請求項５記載の発明によると、オブザーバから得られる推定速度をハイパスフィルタで処理した信号と、速度検出値をローパスフィルタで処理した信号を加算した信号を速度制御で使用するため、摩擦などによる低周波数帯域の外乱抑圧特性が高く、かつ滑らかな動作をするサーボ制御装置を提供できる。
【００２６】
請求項６記載の発明によると、オブザーバから得られる推定速度をフィルタ処理した信号と速度検出値をフィルタ処理した信号とを加算した信号を速度フィードバックとして速度制御で使用するため、推定速度および速度検出値の必要な周波数帯域の信号を用いて滑らかな速度制御ができるサーボ制御装置の制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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】
【００２８】
図１は、本発明のサーボ制御装置のブロック図である。図において、１は速度制御器、２は電力変換器、３はモータ、４は検出器、５はオブザーバとなっている。
【００２９】
本発明が従来技術と異なる点は、６に示す第１フィルタ、７に示す第２フィルタ、および加算器８を備えた部分である。
【００３０】
図１を用いて、本発明のサーボ制御装置の動作について説明する。速度制御器１は速度指令Ｖｒｅｆから速度フィードバックＶｆｂ２を減じた速度偏差Ｖｅｒｒを入力し、トルク指令Ｔｒｅｆを出力する。速度制御器１は比例制御、および比例積分制御など従来のサーボ制御装置で採用されている速度制御器でよい。速度制御器１から出力されるトルク指令Ｔｒｅｆは電力変換器２およびオブザーバ５に入力される。電力変換器２はトルク指令Ｔｒｅｆに従ってモータ３を動作させるために必要な電圧指令をモータ３に与える。モータ３の位置または速度は検出器４で検出され速度検出値Ｖｆｂが生成される。検出器４がモータ速度を検出する場合は、速度検出値Ｖｆｂはモータ速度をそのまま使用して、モータ位置を検出する場合には、モータ位置の差分信号から速度検出値Ｖｆｂを生成する。具体的にはサンプリング時間をＴｓ、検出した時刻ｔのモータ位置をＰｆｂ（ｔ）、１サンプリング前のモータ位置をＰｆｂ（ｔ−Ｔｓ）、速度検出値をＶｆｂ（ｔ）とすると、式（３）なる演算処理を行うことで速度検出値Ｖｆｂを生成することができる。
Ｖｆｂ（ｔ）＝（Ｐｆｂ（ｔ）−Ｐｆｂ（ｔ−Ｔｓ））／Ｔｓ          （３）
オブザーバ５は、速度制御器１から生成されたトルク指令Ｔｒｅｆおよび検出器４から生成された速度検出値Ｖｆｂを入力して推定速度Ｖｆｂ＾を生成する。推定速度Ｖｆｂ＾の演算方法は後述する。６に示すフィルタＡはオブザーバから出力された推定速度Ｖｆｂ＾をフィルタ処理する。第１フィルタは入力信号の任意の周波数帯域成分を抑制するフィルタであればよい。７に示す第２フィルタは速度検出値Ｖｆｂをフィルタ処理する。第２フィルタは第１フィルタと同様、入力信号の任意の周波数帯域成分を抑制するフィルタであればよい。そして、第１フィルタ６の出力と第２フィルタ７の出力とを加算器８で加算した信号を速度フィードバックＶｆｂ２として使用する。
【００３１】
この時、６に示す第１フィルタの伝達関数をＧ（ｓ）、７に示す第２フィルタの伝達関数を（１−Ｇ（ｓ））に設定した場合は、速度検出値Ｖｆｂの全ての周波数帯域の情報を速度フィードバックＶｆｂ２に与えることができる。ただし、Ｇ（ｓ）、（１−Ｇ（ｓ））は任意の周波数帯域成分を抑制するフィルタ特性を持つ伝達関数とする。
【００３２】
また、６に示す第１フィルタをカットオフ周波数Ｋｆのハイパスフィルタとして構成し、７に示す第２フィルタをカットオフ周波数Ｋｆのローパスフィルタとして構成すると、摩擦などによる低周波数帯域の外乱抑圧特性が高く、かつ滑らかな動作をするモータ制御を行うことができる。
【００３３】
次に図５を用いてオブザーバ５の動作について説明する。図５は図１および図２に記載するオブザーバ５の詳細なブロック図である。図５において５１は第１ゲイン、５２は第２ゲイン、５３は第３ゲイン、５４は積分器、５５は積分器、５６は加算器、５７は偏差器である。オブザーバ５に入力されたトルク指令Ｔｒｅｆに第１ゲイン５１を乗じる。ここで、第１ゲイン５１は図１および図２に示すモータ３の慣性モーメント値Ｊの逆数を設定する。次に、オブザーバ５に入力された速度検出値Ｖｆｂと推定速度Ｖｆｂ＾との偏差Ｖｆｂ＿ｅｒｒを偏差器５７で算出する。そして偏差Ｖｆｂ＿ｅｒｒに第２ゲイン５２および第３ゲイン５３を乗じる。ここで、第２ゲイン５２をｇ１、第３ゲイン５４をｇ２とすると、ｇ１およびｇ２が大きい場合には外乱抑制効果が大きくなるが、速度制御が不安定になりやすくなる。また、ｇ１およびｇ２が小さい場合には外乱抑制効果が小さくなるが、速度制御は安定する。
【００３４】
次に、加算器５６はトルク指令Ｔｒｅｆに第１ゲイン５１を乗じた信号と、偏差Ｖｆｂ＿ｅｒｒに第２ゲイン５２を乗じた信号と、偏差Ｖｆｂ＿ｅｒｒに第３ゲイン５３を乗じた信号を積分器５４で積分演算した信号とを加算する。そして、加算器５６から出力される信号を積分器５５で積算した信号が推定速度Ｖｆｂ＾となる。
【００３５】
本発明が従来技術と異なる部分は、オブザーバ５から出力される推定速度Ｖｆｂ＾を図１の６に示す第１フィルタでフィルタ処理した信号と、検出器４から出力される速度検出値Ｖｆｂを図１の７に示す第２フィルタでフィルタ処理した信号を加算器８で加算した信号を速度フィードバックＶｆｂ２とする部分である。
【実施例２】
【００３６】
図２は本発明の第２実施例の構成を示す図である。図において、１は速度制御器、２は電力変換器、３はモータ、４は検出器、５はオブザーバ、６は第１フィルタ、７は第２フィルタ、８は加算器、９は位置制御器である。
【００３７】
図２が図１と異なる点は、図１がモータ３の速度制御を行うサーボ制御装置であるのに対して、図２はモータ３の位置制御を行うサーボ制御装置となっている。図２を用いて、本発明の第２実施例のサーボ制御装置の動作について説明する。ただし、図１と重複する部分は省略する。
【００３８】
位置制御器９には位置指令Ｐｒｅｆから位置検出値Ｐｆｂを減じた位置偏差Ｐｅｒｒを入力し、速度指令Ｖｒｅｆを出力する。位置制御器９は比例制御、および比例積分制御など従来のサーボ制御装置で採用されている位置制御器でよい。検出器４がモータ位置を検出する場合は、位置検出値Ｐｆｂはモータ位置をそのまま使用して、速度検出値Ｖｆｂは式（３）の演算処理で得られる信号を使用する。また、検出器４がモータ速度を検出する場合は、速度検出値Ｖｆｂはモータ速度をそのまま使用して、位置検出値Ｐｆｂはモータ速度の積分信号から位置検出値Ｐｆｂを生成する。具体的にはサンプリング時間をＴｓ、検出した時刻ｔのモータ速度をＶｆｂ（ｔ）、１サンプリング前のモータ速度をＶｆｂ（ｔ−Ｔｓ）、位置検出値をＰｆｂ（ｔ）とすると、式（４）なる演算処理を行うことで位置検出値Ｐｆｂを生成することができる。
Ｐｆｂ（ｔ）＝Ｐｆｂ（ｔ−Ｔｓ）＋Ｔｓ×Ｖｆｂ（ｔ）            （４）
【実施例３】
【００３９】
図３は本発明の第３実施例の構成を示す図である。図において、１は速度制御器、２は電力変換器、３はモータ、４は検出器、５´はオブザーバ、６は第１フィルタ、７は第２フィルタ、８は加算器である。
【００４０】
本発明の第３実施例は、第１実施例のサーボ制御装置で使用しているオブザーバが異なる。図３で使用しているオブザーバ５´は、出力される信号が、推定速度Ｖｆｂ＾に加えて、推定外乱Ｔｄ＾を出力する。そして、速度制御器１から出力されるトルク指令Ｔｒｅｆ＊から推定外乱Ｔｄ＾を減じた信号を電力変換器２に入力するトルク指令Ｔｒｅｆとしている部分が図１に示す第１実施例と異なる。オブザーバ５´の詳細なブロック図を図６に示す。図６の構成は図５で示したオブザーバの構成と同じであるが、積分器５４から出力される信号を推定外乱Ｔｄ＾として出力する点が異なる。
【実施例４】
【００４１】
図４は本発明の第４実施例の構成を示す図である。図において１は速度制御器、２は電力変換器、３はモータ、４は検出器、５´はオブザーバ、６は第１フィルタ、７は第２フィルタ、８は加算器、９は位置制御器である。
【００４２】
本発明の第４実施例は、第２実施例のサーボ制御装置で使用しているオブザーバが異なる。図４で使用しているオブザーバ５´は、出力される信号が推定速度Ｖｆｂ＾に加えて、推定外乱Ｔｄ＾を出力する。そして、速度制御器１から出力されるトルク指令Ｔｒｅｆ＊から推定外乱Ｔｄ＾を減じた信号を電力変換器２に入力するトルク指令Ｔｒｅｆとしている部分が図２に示す第２実施例と異なる。オブザーバ５´の動作は実施例３に記載した動作と同じであるので省略する。
【００４３】
図１０は本発明のサーボ制御装置の制御方法を示すフローチャートである。図１０において、ステップＳＴ１でトルク指令とモータの検出器が生成する速度検出値とから推定速度を生成し、ステップＳＴ２で推定速度をフィルタ処理して新たな推定速度を生成し、ステップＳＴ３で速度検出値をフィルタ処理して新たな速度検出値を生成し、ステップＳＴ４で推定速度と速度検出値とを加算して速度フィードバックを生成する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例を示すサーボ制御装置のブロック図
【図２】本発明の第２実施例を示すサーボ制御装置のブロック図
【図３】本発明の第３実施例を示すサーボ制御装置のブロック図
【図４】本発明の第４実施例を示すサーボ制御装置のブロック図
【図５】本発明の第１実施例および第２実施例のサーボ制御装置で適用するオブザーバの詳細なブロック図
【図６】本発明の第３実施例および第４実施例のサーボ制御装置で適用するオブザーバの詳細なブロック図
【図７】従来の速度推定オブザーバを示すブロック図
【図８】従来の速度推定オブザーバを用いたモータ速度制御系を示すブロック図
【図９】極低速領域での速度制御周期Ｔｓと速度検出周期Ｔｐとの関係を示す説明図
【図１０】本発明のサーボ制御装置の制御方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４５】
１  速度制御器
２  電力変換機
３  モータ
４  検出器
５  オブザーバ
５´  オブザーバ
６  第１フィルタ
７  第２フィルタ
８  加算器
９  位置制御器
５１  第１ゲイン
５２  第２ゲイン
５３  第３ゲイン
５４  積分器
５５  積分器
５６  加算器
５６  偏差器
１１０  速度推定オブザーバ
１１１  偏差器
１１２  第１演算部
１１２ａ  割算部
１１２ｂ  加算部
１１２ｃ  積算部
１１３  第２演算部
１１４  第１偏差部
１１５  パルスエンコーダ
１１６  オブザーバゲイン部
１１７  第２偏差部
１１８  第３偏差部
１１９  速度アンプ
１２０  加算器
１２１  第４偏差部
１２２  電動機
１２３  速度検出部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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