(57)【要約】【課題】電動機１と負荷４を結合する駆動軸３の剛性が不十分な場合、位置制御系に位相遅れが発生し、位置制御系の応答を上げると制御系が不安定になる。この位相遅れの原因を排除し、位置制御系の安定性を向上する。【解決手段】電動機１の軸位置検出値θＭをローパスフィルタ１５を通して高周波域信号を得るとともに、負荷４の位置検出値θＬをハイパスフィルタ１６を通して低周波域信号を得る。これらを加え合わせた合成信号を位置制御器６のフィードバック信号θＬ＿ｆｂとする。また、位置指令値θＬ＊＊と負荷４の位置検出値θＬを減算器２４で比較して軸ねじり相当値を求め、位置指令値θＬ＊＊から減算することによって、補正された位置指令値θＬ＊を得る。【効果】位置制御系の高周波域での安定性を向上し、位置決め時のオーバーシュート及びそれに続く軸振動を低減する。【選択図】  図４
2004334772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸を介して負荷を駆動する電動機と、この電動機に給電する電力変換器と、位置指令値と前記負荷の位置検出値との偏差に応じて速度指令値を出力する位置制御器と、この速度指令値と前記電動機の速度検出値の偏差に応じて前記電力変換器を制御する制御手段を備えた位置決め制御装置において、前記負荷の位置検出値の低周波域信号を取出す手段と、前記電動機の軸位置を検出する軸位置検出器と、この軸位置検出値の高周波域信号を取出す手段と、前記負荷の位置検出値の低周波域信号と前記電動機の高周波域信号とを、前記位置制御器へのフィードバック信号とするフィードバックループを備えたことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記電力変換器を制御する制御手段は、前記速度指令値と電動機の速度検出値の偏差に応じてトルク電流指令値を得る速度制御器と、このトルク電流指令値に従い前記電力変換器の出力電流を制御する電流制御器を備えたことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項３】
請求項１において、前記負荷の位置検出値の低周波域信号を取出す手段はローパスフィルタであり、前記電動機の軸位置検出値の高周波域信号を取出す手段はハイパスフィルタであることを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項４】
請求項３において、前記ローパスフィルタの折れ点周波数と前記ハイパスフィルタの折れ点周波数をほぼ等しく設定したことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項５】
請求項３において、前記ローパスフィルタの折れ点周波数と前記ハイパスフィルタの折れ点周波数を±１０％以内の差に設定したことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項６】
請求項３において、前記ローパスフィルタの折れ点周波数と前記ハイパスフィルタの折れ点周波数は、前記電動機から前記駆動軸を介して前記負荷に至る機械系の共振周波数よりも低く設定したことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項７】
請求項３において、前記ローパスフィルタの折れ点周波数と前記ハイパスフィルタの折れ点周波数は、前記電動機から前記駆動軸を介して前記負荷に至る機械系の共振周波数の５０％未満に設定したことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項８】
請求項１において、前記位置指令値と前記負荷の位置検出値との関係に基いて前記位置指令値を補正する手段を備えたことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項９】
請求項８において、前記位置指令値の補正は、補正前の位置指令値をθＬ＊＊、前記負荷の位置検出値をθＬ、補正ゲインをｋ１（０＜ｋ１＜１）とするとき、補正後の位置指令値θＬ＊を次式に基づいて算出する手段を備えたことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
θＬ＊＝θＬ＊＊−ｋ１（θＬ＊＊−θＬ）
【請求項１０】
電力変換器から電動機に給電し、この電動機から駆動軸を介して負荷を駆動し、位置制御器に、位置指令値を入力するとともに前記負荷の位置検出値をフィードバックして速度指令値を作り、この速度指令値と前記電動機の速度検出値の偏差に応じて前記電力変換器を制御する位置決め制御方法において、前記位置制御器へのフィードバック信号として、前記負荷の位置検出値の低い周波数帯域の信号と、前記電動機の軸位置検出値の高い周波数帯域の信号を用いることを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記速度指令値と電動機の速度検出値の偏差に応じたトルク電流指令値に従い前記電力変換器の出力電流を制御することを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
【請求項１２】
請求項１０において、前記負荷の位置検出値の低周波域信号をローパスフィルタを用いて取出し、前記電動機の軸位置検出値の高周波域信号をハイパスフィルタを用いて取出すことを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
【請求項１３】
請求項１０において、前記負荷の位置検出値の低周波域信号をローパスフィルタを用いて取出し、前記電動機の軸位置検出値の高周波域信号を、折れ点周波数が前記ローパスフィルタの折れ点周波数と±１０％以内の差のハイパスフィルタを用いて取出すことを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
【請求項１４】
請求項１０において、前記負荷の位置検出値のうち、前記電動機から前記駆動軸を介して前記負荷に至る機械系の共振周波数よりも低い周波数帯域の信号を取出し、前記電動機の軸位置検出値のうち、前記共振周波数を含む高い周波数帯域の信号を取出すことを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
【請求項１５】
請求項１０において、前記負荷の位置検出値の低周波域信号を、前記電動機から前記駆動軸を介して前記負荷に至る機械系の共振周波数の５０％未満の低い周波数領帯域で取出し、前記電動機の軸位置検出値の高周波域信号を、前記共振周波数の５０％以上の周波数帯域で取出すことを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
【請求項１６】
請求項１０において、前記位置指令値と前記負荷の位置検出値との関係に基いて前記位置指令値を補正することを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
【請求項１７】
請求項１６において、前記位置指令値の補正は、補正前の位置指令値をθＬ＊＊、前記負荷の位置検出値をθＬ、補正ゲインをｋ１（０＜ｋ１＜１）とするとき、補正後の位置指令値θＬ＊を次式に基づいて算出することを特徴とする電動機による位置決め制御方法。
θＬ＊＝θＬ＊＊−ｋ１（θＬ＊＊−θＬ）
【請求項１８】
駆動軸を介して負荷と結合した電動機と、この電動機に給電する電力変換器と、前記負荷の位置を検出する位置検出器と、前記電動機の軸位置を検出する軸位置検出器と、位置指令値と前記負荷の位置検出値との偏差に応じた速度指令値を出力する位置制御器と、この速度指令値と前記電動機の速度検出値の偏差に応じてトルク電流指令値を出力する速度制御器と、このトルク電流指令値に応じて前記電力変換器の出力電流を制御する電流制御器を備えた位置決め制御装置において、前記負荷の位置検出値の低周波域信号を取出すローパスフィルタと、前記電動機の軸位置検出値の高周波域信号を取出すハイパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力信号と前記ハイパスフィルタの出力信号を加算する加算器と、この加算器の出力を前記位置制御器へフィードバックするフィードバックループを備えたことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
【請求項１９】
請求項１８において、前記位置指令値をθＬ＊＊、前記負荷の位置検出値をθＬ、補正ゲインをｋ１（０＜ｋ１＜１）とするとき、補正後の位置指令値θＬ＊を次式に基づいて算出する位置指令値補正手段を備えたことを特徴とする電動機による位置決め制御装置。
θＬ＊＝θＬ＊＊−ｋ１（θＬ＊＊−θＬ）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボ制御装置に関わり、特にフルクローズド制御系で構成された位置制御系の安定性を改善する電動機による位置制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被位置決め負荷の位置検出信号をフィードバックするフルクローズド制御による位置決め制御装置においては、速度制御系への速度フィードバック信号には前記負荷の位置検出値から算出した負荷の速度を用いるのが一般的である。通常、位置決めしたい負荷と、この負荷を駆動する電動機とを結合する駆動軸の軸剛性が不十分な場合、軸ねじりが発生し、これにより負荷の位置が電動機の位置に対して位相的に遅れる現象が発生する。電動機を用いてある質量を有する負荷を有限剛性の駆動軸で駆動する際の、電動機の軸位置に対する負荷の位置の伝達特性は共振特性を持つ。また、共振点以上の高い周波数域においては位相遅れが顕著となる。特に、軸振動が発生し易い共振点での位相遅れは９０°近い。このため、一般的なフルクローズド制御による位置決め制御装置では、位置制御系及び速度制御系において、駆動軸と負荷に起因する位相遅れが発生し、制御系が不安定となる。
【０００３】
特許文献１には、位置制御系への位置フィードバック信号には負荷の位置検出値を用いるが、速度制御系への速度フィードバック信号には電動機の位置検出値から算出する電動機の速度信号を用いている。この結果、速度制御系において、駆動軸と負荷に起因する位相遅れは発生せず、速度制御系の安定性が向上する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２２５６１５号公報（要約ほか、全体）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、位置制御系の位相遅れが解決されていないため、位置制御系の応答を上げると制御系が不安定になるという問題を有している。
【０００６】
本発明の目的は、位置制御系の安定性を向上できる電動機による位置決め制御方法及び装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はその一面において、位置指令値と負荷の位置検出値との偏差に応じて速度指令値を得て、この速度指令値と電動機の速度検出値の偏差に応じて電力変換器を制御する位置決め制御装置において、電動機の軸位置検出値の高周波域信号と、負荷の位置検出値の低周波域信号とを合成し、位置制御器へのフィードバック信号とする。
【０００８】
これにより、フィードバック信号のうち、機械系の共振周波数以上の周波数帯域については、位相遅れの大きい負荷の位置検出信号に代えて位相遅れのない電動機の軸位置検出信号を用いることにより、制御系の安定を図ることができる。
【０００９】
望ましい実施態様においては、負荷の位置検出値に含まれる低周波域信号を取り出すローパス（低域通過）フィルタの折れ点周波数と、電動機の軸位置検出値に含まれる高周波域信号を取り出すハイパス（高域通過）フィルタの折れ点周波数を等しく、少なくともこれらの折れ点周波数の差を±１０％以内に設定する。
【００１０】
これにより、位置制御器へのフィードバック信号は、両フィルタの折れ点周波数以下の周波数帯域の信号については負荷の位置検出器から得るとともに、両フィルタの折れ点周波数以上の周波数帯域の信号については電動機の軸位置検出器から得ることになる。
【００１１】
ここで、前記折れ点周波数ｆｄを、駆動軸と負荷に起因する共振点の周波数ｆｒ未満、望ましくは半分未満（ｆｄ＜０．５ｆｒ）に設定する。これにより、電動機の位置に対する負荷の位置の位相遅れが顕著な高い周波数帯域の信号については、位相遅れの無い電動機の軸位置検出器から得ることとなる。
【００１２】
このようにして、位置制御系の高周波域での安定性を確保する一方、位相遅れの少ない低い周波数帯域の信号については、負荷の位置検出器から得ることにより、フルクローズド制御に要求される負荷の精密な位置決めを可能とする。
【００１３】
本発明は他の一面において、位置制御指令を、負荷の位置検出信号に基いて補正する。望ましくは、位置制御指令値θＬ＊＊と負荷の位置検出値θＬとの偏差に応じた補正信号を、前記位置制御指令値θＬ＊＊から差引くことによって、補正された位置制御指令値θＬ＊を得る。
【００１４】
これにより、軸ねじり量に応じて、軸ねじりの発生を抑制する補正された位置指令値θＬ＊を得ることによって、更なる安定性を確保できる。
【００１５】
本発明のその他の目的及び特徴は、以下の実施形態において明らかにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図面により詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施形態を示す電動機による位置決め制御装置である。図において、電動機１は、電力変換器２から給電され、駆動軸３を介して負荷４を駆動する。この負荷４の位置を制御するため、位置指令値θＬ＊＊と位置フィードバック値θＬ＿ｆｂを位置偏差演算器５で比較し、その偏差を位置制御器６に入力する。位置制御器６の出力は電動機の速度指令値ωＭ＊となり、速度偏差演算器７にて速度フィードバック値ωＭと比較され、その偏差は速度制御器８に入力される。速度制御器８の出力は電流指令Ｉｑ＊となり、電流偏差演算器９にて電流フィードバック値Ｉｑと比較され、電流偏差を電流制御器１０に入力する。電流フィードバック値Ｉｑは、電流検出器１１によって得ている。電流制御器１０の出力である出力電圧指令値Ｖ＊により電力変換器２を制御し、電力変換器の制御手段を構成する。電動機１の軸位置（角度）θＭは、ロータリーエンコーダ等の位置検出器１２で検出され、速度演算器１３で電動機の速度すなわち前記速度フィードバック値ωＭを演算する。
【００１８】
本実施形態では、従来技術による構成とは位置フィードバック信号の処理の仕方が異なる。位置制御系の前記位置フィードバック値θＬ＿ｆｂの求め方を説明する。負荷４の位置θＬは、位置検出器１４で検出され、ローパス（低域通過）フィルタ１５に入力される。また、前記軸位置（角度）検出値θＭは、ハイパス（高域通過）フィルタ１６に入力されている。これらローパスフィルタ１５の出力とハイパスフィルタ１６の出力を、加算器１７で加算し位置フィードバック信号θＬ＿ｆｂを算出する。ハイパスフィルタ１６の特性を（１）式で、ローパスフィルタ１５の特性を（２）式で表現される伝達関数により与える。
【００１９】
【数１】
2004334772.tif 000003
【００２０】
【数２】
2004334772.tif 000004
【００２１】
ただし、（１）式、（２）式において、ｓはラプラス演算子、Ｔｄは両フィルタの折れ点周波数をｆｄ［Ｈｚ］とするとき、Ｔｄ＝１／（２πｆｄ）［ｓｅｃ］により算出される時定数である。
【００２２】
図２は、電動機１を用いてある質量を有する負荷４を有限剛性の駆動軸３で駆動する際の電動機１の軸位置θＭに対する負荷４の位置θＬの伝達特性を表すボード線図である。図２において、１８は振幅特性を、１９は位相特性を表している。振幅特性１８から共振特性を持つことが分かる。また、位相特性１９から共振周波数ｆｒ以上の高い周波数域においては位相遅れが顕著となることが分かる。特に、図示するように、軸振動が発生し易い共振周波数ｆｒでの位相遅れは９０°に近い。このため、従来のフルクローズド制御による位置決め制御装置では、位置制御系及び速度制御系において、電動機１から駆動軸３を介して負荷４に至る機械系のねじれに起因する位相遅れが発生し、制御系の不安定要因となる。
【００２３】
本発明の一実施形態においては、両フィルタ１５，１６の折れ点周波数ｆｄを、図２で説明した駆動軸３と負荷４に起因する共振周波数ｆｒ未満に設定する。これにより、電動機１の軸位置θＭに対する負荷４の位置θＬの位相遅れが顕著な高い周波数帯域については、位相遅れの無い電動機１の位置検出器１２の出力軸位置θＭから、位置フィードバック信号を得ることが可能となる。
【００２４】
このとき、両フィルタの折れ点周波数ｆｄは、機械系の共振周波数をｆｒ［Ｈｚ］とするとき、ｆｄ＜ｆｒの関係を満たすように設定する。望ましくは、ｆｄ＜０．５ｆｒとなるように設定する。また、機械系の共振周波数ｆｒ［Ｈｚ］は駆動軸のバネ定数をＫＦ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、回転系に換算した負荷のイナーシャをＪＬ［ｋｇ・ｍ２］とするとき、（３）式で算出される値とする。
【００２５】
【数３】
2004334772.tif 000005
【００２６】
このように、高周波数帯域の信号については、位相遅れが発生する前の電動機１の位置検出器１２から位置フィードバック信号を得ることができ、位置制御系の高周波域での安定性を確保できる。一方、位相遅れの少ない低い周波数帯域の信号については、負荷４の位置検出器１４から得ることにより、フルクローズド制御に要求される負荷４の精密な位置決めを可能としている。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態による位置決め制御時における位置偏差の収束の様子を示すグラフである。同図（ａ）は従来技術によるグラフで、同図（ｂ）は本実施形態によるグラフである。波形２０と２２が位置偏差を、波形２１と２３が位置指令値を示している。
【００２８】
このとき、機械系の条件は、バネ定数がＫＦ＝８１．９８［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、回転系に換算した負荷イナーシャがＪＬ＝０．２８５×１０−４［ｋｇ・ｍ２］、共振周波数がｆｒ＝２７０［Ｈｚ］である。また、本実施形態における両フィルタの折れ点周波数ｆｄは、ｆｄ＝６３．６７［Ｈｚ］に設定している。位置偏差波形２０と２２の比較から、本実施形態によれば、従来技術に比較して、位置決め時の振動を低減し、より早く収束できることが分かる。
【００２９】
次に本発明の第２の実施形態を説明する。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施形態を示す電動機による位置決め制御装置のブロック図である。図４において、図１と異なる点は、位置偏差演算器５の入力となる位置指令値θＬ＊の作り方である。まず、減算器２４において、位置指令値θＬ＊＊から、負荷４の位置検出値θＬを減算する。この減算器２４の出力を、軸ねじり量フィードバックゲイン（ｋ１）倍する増幅器２５で増幅し、減算器２６にて位置指令値θＬ＊＊から減算する。この他の構成は図１と同じである。
【００３１】
このように、負荷４の位置指令値θＬ＊＊と位置検出値θＬとから、駆動軸３の軸ねじり量を算出している。そして、この軸ねじり量を減少させるように補正して新たな位置指令値θＬ＊とすることにより、軸ねじりに起因する軸振動を積極的に抑制している。負荷４の位置指令値θＬ＊＊と負荷４の位置検出値θＬとから、補正された位置指令値θＬ＊を求める過程を（４）式に示す。
【００３２】
θＬ＊＝θＬ＊＊−ｋ１（θＬ＊＊−θＬ）−−−−−−−−−−−−−−（４）
（４）式における軸ねじり量フィードバックゲインｋ１の値は、０＜ｋ１＜１の範囲内で設定することにより、軸ねじりを抑制することが可能である。構成上、ゲインｋ１が大きい程、軸ねじり抑制効果は大きい。しかし、位置指令値の立ち上がりを抑えることで軸ねじり抑制を実現している関係上、位置決め時間が長くなる傾向がある。従って、ゲインｋ１は、オーバーシュート及び軸振動が許容レベルに収まる範囲内で可能な限り小さく設定している。後述するボールネジユニットの一例においては、ゲインｋ１＝０．４で安定した位置決めを実現できた。
【００３３】
次に、本実施形態の原理的な説明を行う。図４において、位置制御器６への入力偏差を演算する減算器５への位置フィードバック信号θＬ＿ｆｂは、第１の実施形態と同じである。すなわち、本実施形態でも、両フィルタ１５，１６の折れ点周波数ｆｄ以上の周波数帯域の信号に関しては、電動機１の位置決め制御装置として機能する。一方、周波数ｆｄ以下の周波数帯域の信号に関しては、負荷４の位置決め制御装置として機能していると見なすことができる。従って、負荷４の位置指令値θＬ＊＊及び補正後の位置指令値θＬ＊についても、周波数ｆｄ以上の周波数帯域では負荷４ではなく、電動機１の軸位置に対する位置指令値として作用している。このため、減算器２４において、負荷４の位置指令値θＬ＊＊から負荷４の位置検出値θＬを減じた値は、負荷４の位置指令値θＬ＊＊を与えた場合に発生する軸ねじり量を意味する。従って、この軸ねじり量に前述の軸ねじり量フィードバックゲインｋ１を乗じた値を位置指令値θＬ＊＊から減ずることにより、軸ねじり量に応じて、その発生を抑制する補正された位置指令値θＬ＊を得ることができる。
【００３４】
図３（ｃ）は、本発明の第２の実施形態による位置決め制御時における位置偏差の収束の様子を示すグラフである。波形２７は位置偏差を、波形２８は位置指令値を示している。機械系及び制御系の設定条件は、図３（ａ）、（ｂ）の場合と同一である。本実施形態によれば、同図（ｂ）の第１の実施形態に比較して、更なる軸ねじり抑制によるオーバーシュートの低減効果が得られている。
【００３５】
以上に述べた本発明の実施形態を要約すると次の通りである。まず、駆動軸３を介して負荷４と結合した電動機１に給電する電力変換器２を備え、位置制御のために、負荷４の位置検出器１４と、電動機１の軸位置検出器１２を備えている。制御系として、位置指令値θＬ＊＊と負荷位置検出値θＬとの偏差に応じ速度指令値ωＭ＊を出力する位置制御器６と、この速度指令値ωＭ＊と電動機速度検出値ωＭの偏差に応じたトルク電流指令値Ｉｑ＊を出力する速度制御器８を備える。そして、このトルク電流指令値Ｉｑ＊に応じて電力変換器２の出力電流Ｉｑを制御する電流制御器１０を備えた位置決め制御装置を対象としている。ここで、負荷４の位置検出値θＬの低周波域信号を取出すローパスフィルタ１５と、電動機１の軸位置検出値θＭの高周波域信号を取出すハイパスフィルタ１６と、これら両フィルタの出力信号を加算する加算器１７を設ける。そして、この加算器１７の出力を位置制御器６へフィードバックするフィードバックループを備える。さらに、位置指令値をθＬ＊＊、負荷の位置検出値をθＬ、補正ゲインをｋ１（０＜ｋ１＜１）とするとき、補正後の位置指令値θＬ＊を前記（４）式に基づいて算出する位置指令値補正手段を備えている。
【００３６】
この構成により、電動機１による位置決め制御において、高周波数帯域については、位相遅れを発生する前の電動機１の軸位置検出値θＭから位置フィードバック信号を得ることで、位置制御系の安定性を確保できる。一方、低周波数帯域については、位相遅れの少ない負荷４の位置検出値θＬから位置フィードバック信号を得て、負荷４の精密な位置決めを実現している。
【００３７】
図５は、本発明の第１及び第２の実施形態に共通するハードウェアシステムの構成図である。図５において、２９はサーボアンプ、３０はサーボアンプ２９に位置指令値を発行する上位コントローラである。３１はボールネジユニット、３２は電動機、３３は電動機の位置検出器、３４は負荷、３５は負荷３４を固定するスライダー、３６は負荷３４の位置検出器である。３７は電動機３２の位置検出信号θＭをサーボアンプ２９に伝送するケーブル、３８はサーボアンプ２９が出力する電動機駆動電力を伝送するケーブル、３９は負荷３４の位置検出信号θＬをサーボアンプ２９に伝送するケーブルである。４０は上位コントローラ３０の発生する位置指令信号θＬ＊＊をサーボアンプ２９に伝送するケーブル、４１はサーボアンプ２９の電源ケーブル、４２は負荷の位置検出器３６が読み取る位置情報を記録したリニアスケールである。
【００３８】
第１，２の実施形態における電動機１は、図５の電動機３２に対応し、以下同様に、軸位置検出器１２は位置検出器３３に、負荷４は負荷３４に、位置検出器１４は位置検出器３６に、駆動軸３はボールネジユニット３１に対応する。負荷３４の位置指令値θＬ＊＊は上位コントローラ３０で作成され、図１，４のその他の構成要素は、すべてサーボアンプ２９内に含まれる。
【００３９】
以上の構成において、スライダー３５には、ボールネジユニット３１のケース内においてボールネジが貫通しており、スライダー３５は、ボールネジの回転方向で回転量に比例して軸方向に移動する構造となっている。ボールネジユニット３１内のボールネジは、電動機３２の回転軸と直接的もしくは、ギアを介して間接的に結合されており、電動機３２の回転子の回転量に比例して回転する。また、電動機３２の位置検出器３３は、電動機３２の回転子に取り付けられており、回転量に比例したパルス数を出力する。一方、負荷３４の位置検出器３６は、負荷３４を運搬するスライダー３５に固定されており、負荷３４と同一方向に同一の移動量で移動する。このため、ボールネジユニット３１の側面に固定したリニアスケール４２上の目盛りを位置検出器３６で読み取ることにより、負荷３４の移動量に比例したパルス数の出力が可能である。このように、第１の実施形態及び第２の実施形態は図５のハードウェア構成で実現可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、位置制御系の高周波域での安定性を向上し、位置決め時のオーバーシュート及びそれに続く軸振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電動機による位置決め制御装置のブロック図。
【図２】電動機を用いてある質量を有する負荷を有限剛性の駆動軸で駆動する際の電動機の軸位置に対する負荷の位置の伝達特性を表すボード線図。
【図３】本発明の第１の実施形態による位置決め制御特性を説明するグラフ。
【図４】本発明の第２の実施形態による電動機による位置決め制御装置のブロック図。
【図５】本発明の一実施形態によるハードウェアシステムの構成図。
【符号の説明】
１…電動機、２…電力変換器、３…駆動軸、４…負荷、５…位置偏差演算器、６…位置制御器、７…速度偏差演算器、８…速度制御器、９…電流偏差演算器、１０…電流制御器、１１…電流検出器、１２…電動機の軸位置検出器、１３…速度演算器、１４…負荷の位置検出器、１５…ローパス（低域通過）フィルタ、１６…ハイパス（高域通過）フィルタ、１８…電動機の位置に対する負荷の位置の振幅特性、１９…電動機の位置に対する負荷の位置の位相特性、２２…第１の実施形態による位置偏差、２５…軸ねじり量フィードバック増幅器、２７…第２の実施形態による位置偏差、２１，２３，２８…位置指令値、θＬ＊＊…負荷の位置指令値、θＬ＊…軸ねじり補償後の負荷の位置指令値、θＭ…電動機の軸位置検出値、θＬ…負荷の位置検出値、ωＭ＊…電動機の速度指令値、ωＭ…電動機の速度検出値、θＬ＿ｆｂ…位置制御系へのフィードバック信号。
【図１】
2004334772.tif 000006
【図２】
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【図３】
2004334772.tif 000008
【図４】
2004334772.tif 000009
【図５】
2004334772.tif 000010