(57)【要約】【課題】電動機の回転速度又は位置の制御を行う電動機の制御装置において、負荷機械の振動を抑えて高速な応答を実現する。【解決手段】外部位置指令値を入力として内部速度指令値を出力する位置制御器と、外部速度指令値又は内部速度指令値を速度指令値として選択し、出力する切り替え部と、速度指令値を入力として修正速度指令値及びフィードフォワードトルク指令を出力するフィードフォワード制御器と、修正速度指令値及び電動機の速度を入力としてフィードバックトルク指令値を出力するフィードバック制御器と、フィードフォワードトルク指令値とフィードバックトルク指令値とを入力としてトルク指令値を出力するトルク制御部とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機によって負荷機械を駆動させるにあたり、電動機の回転速度及び回転位置の何れかを、外部から入力される外部速度指令値及び外部位置指令値の何れかに追従させるためのトルク指令値により、前記電動機のトルクを制御する電動機の制御装置において、
電動機の実速度及び実位置を検出する状態量検出手段と、前記外部位置指令値を入力として内部速度指令値を出力する位置制御手段と、前記外部速度指令値及び前記位置制御手段から出力された内部速度指令値の何れかを速度指令値として選択し、出力する切り替え手段と、該切り替え手段から出力された速度指令値を入力として、前記負荷機械の応答特性に応じた修正速度指令値及びフィードフォワードトルク指令値を出力するフィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード制御手段から出力された修正速度指令値と前記状態量検出手段で検出された実速度との差分を入力として、フィードバックトルク指令値を出力するフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段から出力されたフィードフォワードトルク指令値と、前記フィードバック制御手段から出力されたフィードバックトルク指令値との和を前記トルク指令値として出力するトルク指令値出力手段とを備え、前記フィードフォワード制御手段は、前記速度指令値に対する前記負荷機械の速度の応答特性を変更可能なように構成されていることを特徴とする電動機の制御装置。
【請求項２】
前記位置制御手段は、前記外部位置指令値を入力として内部位置指令値を出力する位置指令補償手段と、該位置指令補償手段から出力された内部位置指令値と前記状態量検出手段で検出された実位置との差分を入力として、内部速度指令値を出力する内部速度指令値出力手段とを有し、前記位置指令補償手段は、前記速度指令値に対する前記電動機の速度の応答特性を考慮して内部位置指令値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機により負荷となる機械を駆動する場合に、機械共振を抑制して電動機又は負荷の状態量を制御する電動機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機の制御装置としては、外部から入力される位置指令信号を元に生成されたトルク指令信号により、電動機の回転速度又は位置を制御するというものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
この従来装置は、位置指令信号を入力として、伝達関数演算によりフィードフォワードトルク信号を演算するフィードフォワード回路を備え、このフィードフォワード回路におけるパラメータを調整することにより、位置指令信号に対して、電動機によって駆動される負荷機械の回転位置をオーバーシュート無く良好な形で応答させると共に、その応答の速さを任意に変更するというものである。
【０００３】
図３は、上記従来技術としての、電動機の制御装置の制御ブロック図を示したものである。
この図３において、１０１は電動機トルクτMによって回転する電動機、１０２は電動機によって駆動される負荷機械、１０３は電動機１０１と負荷機械１０２とをつなぐトルク伝達部、１０４は電動機回転位置ｘM及び電動機回転速度ｖMを検出する回転検出器、１０５は電動機１０１と負荷機械１０２とトルク伝達部１０３と回転検出器１０４とを併せた機械系である。
また、１０６は電動機トルクτMをトルク指令信号τｒに一致させるトルク制御回路、１０７は機械系１０５とトルク制御回路１０６とを併せた制御対象である。
【０００４】
１０８は電動機１０１及び負荷機械１０２に対する位置指令信号ｘｒを発生する位置指令信号発生回路、１０９は比例−積分（ＰＩ）制御器や２自由度ＰＩ制御器などで構成される速度補償回路、１１０は比例制御器などからなる位置補償回路、１１１は速度補償回路１０９と位置補償回路１１０とを含んだフィードバック補償回路、１１２は位置指令信号ｘｒを入力としてフィードフォワードトルク信号τｆと応答目標位置信号ｘｆと応答目標速度信号ｖｆとを出力するフィードフォワード回路である。
また、１１３はフィードバック補償回路１１１とフィードフォワード回路１１２とを含んだ全体の位置制御回路、１１４は負荷機械１０２に入力する負荷外乱トルクτｄである。
【０００５】
機械系１０５は機械共振特性を有しており、機械系１０５が、共振特性が一つだけある二慣性系として説明する。このとき、機械系１０５の電動機トルクτMから電動機回転速度ｖMまでの伝達関数をＧM（ｓ）、電動機トルクτMから負荷機械１０２の回転速度までの伝達関数をＧL（ｓ）と表記すると、ＧM（ｓ）及びＧL（ｓ）は夫々下記（１）及び（２）式で表される。
ＧM（ｓ）＝（ωｚ-2ｓ2＋１）／｛Ｊ・ｓ・（ωｐ-2ｓ2＋１）｝  ………（１）
ＧL（ｓ）＝１／｛Ｊ・ｓ・（ωｐ-2ｓ2＋１）｝  ………（２）
【０００６】
ここで、ωｚは反共振周波数、ωｐは共振周波数である。また、Ｊは機械系の総イナーシャであり、この場合は電動機１０１のイナーシャＪMと負荷機械１０２のイナーシャＪLとの和である。
図４は、フィードフォワード回路１１２の詳細を表すブロック図である。この図４において、１４０は応答目標負荷位置信号生成フィルタ、１４１はフィードフォワードトルク信号生成フィルタ、１４２は応答目標電動機位置信号生成フィルタ、１４３は微分回路である。
【０００７】
次に、制御系の動作及び調整方法について説明する。先ず、電動機１０１の位置を制御するときはスイッチ１２６をａ）に切り替えて、位置指令信号発生回路１０８及び位置制御回路１１３を用いて制御対象１０７を制御する。
位置制御回路１１３では、応答目標位置信号ｘｆと実際の電動機回転位置ｘMとの差信号を補償位置信号ｘｃとして、また応答目標速度信号ｖｆと実際の電動機回転速度ｖMとの差信号を補償速度信号ｖｃとして夫々フィードバック補償回路１１１に入力する。
【０００８】
フィードバック補償回路１１１では、位置補償回路１１０が補償位置信号ｘｃを入力し、位置ゲインＫｐ、位置積分ゲインＫｐｉを用いてＰＩ演算を行うことにより位置補償速度信号ｖｃｘを出力する。速度補償回路１０９は位置補償速度信号ｖｃｘと補償速度信号ｖｃとの和信号を入力し、速度ゲインＫｖを乗じて補償トルク信号τｃを出力する。
そして、位置制御回路１１３は、フィードフォワードトルク信号τｆと補償トルク信号τｃとの和信号をトルク指令信号τｒとしてトルク制御回路１０６に入力し、トルク制御回路１０６は電動機トルクτMがトルク指令信号τｒに一致するように制御することにより電動機の動作を制御する。
【０００９】
次に、フィードフォワード回路１１２の動作を説明する。先ず、位置指令信号ｘｒをフィードフォワード回路１１２に入力する。フィードフォワード回路１１２は、トルク制御回路１０６の伝達特性が理想的に１で、機械系１０５の伝達特性が前記（１）及び（２）式のような減衰が無視できる二慣性系であるときに、位置指令信号ｘｒに対して負荷機械１０２の回転位置を理想的に応答させるようなフィードフォワードトルク信号τｆ、及びそのときの予想される電動機回転位置ｘMの応答を応答目標位置信号ｘｆ、予想される電動機回転速度ｖMの応答を応答目標速度信号ｖｆとして出力する回路である。
【００１０】
フィードフォワード回路１１２では、図４に示すように、応答目標負荷位置信号生成フィルタ１４０が位置指令信号ｘｒを入力し、負荷機械１０２の回転位置の理想的な応答として、位置指令信号ｘｆに対する応答の速さを調整する目標値応答速度調整パラメータωｒを用い、ローパスフィルタ演算を行うことにより応答目標負荷位置信号ｘLfを出力する。
【００１１】
そして、フィードフォワードトルク信号生成フィルタ１４１は応答目標負荷位置信号ｘLfを入力し、総イナーシャＪの推定値であるイナーシャ推定値Ｊｅ及び共振周波数ωｐの推定値である推定共振周波数ωｐｅとを用いて、前記（２）式の逆関数に相当する下記（３）式の伝達関数演算において、フィードフォワードトルク信号τｆを出力する。
τｆ＝Ｊｅ・ｓ2（ωｐｅ-2・ｓ2＋１）・ｘLf  ………（３）
【００１２】
次に、応答目標電動機位置信号生成フィルタ１４２は応答目標負荷位置信号ｘLfを入力し、機械系１０５の反共振周波数ωｚの推定値ωｚｅを用いて、前記（１）式と（２）式との右辺の比に相当する下記（４）式の演算により、電動機回転位置ｘMの応答目標信号である応答目標位置信号ｘｆを出力する。また、微分回路１４３は、応答目標位置信号ｘｆを入力して微分動作を行うことにより応答目標速度信号ｖｆを出力する。
ｘｆ＝（ωｚｅ-2・ｓ2＋１）・ｘLf  ………（４）
【００１３】
上記のように、フィードフォワード回路１１２が位置指令信号ｘｒを入力して、フィードフォワードトルク信号τｆと応答目標位置信号ｘｆと応答目標速度信号ｖｆとを出力することにより、トルク制御回路１０６の伝達特性が理想的に１で機械系１０５の特性が前記（１）及び（２）式に一致し、上記の機械パラメータＪｅ、ωｚｅ、ωｐｅが正確に推定されている場合は、フィードフォワードトルク信号τｆをトルク指令信号τｒとして制御対象１０７を駆動することにより、電動機回転位置ｘMは応答目標位置信号ｘｆに、電動機回転速度ｖMは応答目標速度信号ｖｆに、負荷機械回転位置ｘLは応答目標負荷位置信号ｘLfに一致する。
したがって、位置指令信号ｘｆに対して負荷機械回転位置ｘLはオーバーシュート無く良好な形で応答し、またその応答の速さは目標値応答速度調整パラメータωｒの調整によって任意に変えることができる。
【００１４】
次に、フィードフォワード回路１１２の調整方法について説明する。
フィードフォワードトルク信号生成フィルタ１４１の調整パラメータである推定イナーシャＪｅ、推定反共振周波数ωｚｅ、推定共振周波数ωｐｅには、それぞれ機械系１０５の総イナーシャＪ、反共振周波数ωｚ、共振周波数ωｐの推定値を用いる。
機械系１０５が二慣性系で上記の推定値が正確とすると、応答目標負荷位置信号生成フィルタ１４０の調整パラメータである目標値応答速度調整パラメータωｒを調整することにより、位置指令信号に対する負荷機械の回転位置の応答を理論的には任意の速さに調整可能となる。
速度調整パラメータωｒを予め設定した定数倍に調整することにより、機械系１０５に負担をかけない範囲で速い応答を得る効果が得られる。
【００１５】
次に、自動調整回路１２８の動作について説明する。
先ず、自動調整を行うときには、スイッチ１２６をｂ）に切り替え、疑似ランダム信号などのトルク指令信号τｒを制御対象１０７に出力して駆動試験を行い、そのときのトルク指令信号τｒと電動機回転速度ｖMを自動調整回路１２８に入力する。
次に自動調整回路１２８では、内蔵している高次の伝達関数モデルのパラメータを、例えば最小二乗法を用いて計算することにより、制御対象１０７のトルク指令信号τｒから電動機回転速度ｖMまでの伝達関数Ｇ（ｓ）の詳細な同定を行い、最も小さい複素零点の絶対値を推定反共振周波数ωｚｅとして選び、高次モデルの低周波領域のゲイン特性から総イナーシャを推定して推定イナーシャＪｅとし、これらの推定反共振周波数ωｚｅと推定イナーシャＪｅとを出力する。
【００１６】
また、この推定反共振周波数ωｚｅ及び推定イナーシャＪｅを用いて二慣性系最適ゲインＫｏｐｔを計算し出力する。また、高次モデルから求めた周波数応答より、予め設定した０以上の設定位相余裕θｍと１以上の設定ゲイン余裕Ｇｍとを用いて最大ゲインＧｍａｘを求め、限界ゲインＫｍａｘを計算する。
そして、二慣性系最適ゲインＫｏｐｔ及び限界ゲインＫｍａｘのうち小さい方を速度補償回路１０９の速度ゲインＫｖとして決定し、フィードバックループの交差周波数ωｃを、推定イナーシャＪｅを用いて求め、位置補償回路１１０の位置ゲインＫｐ及び位置積分ゲインＫｐｉとを決定する。
【特許文献１】特許第３４０４３８８号公報（第５頁、図１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の電動機の制御装置にあっては、位置指令を入力として電動機の位置を制御したり、速度指令を入力として電動機の速度を制御したりするものであり、外部指令を位置指令又は速度指令に固定してパラメータ調整を行うなど、位置制御又は速度制御でそれぞれ制御系を固定しないと動作しない。
そのため、入力される外部指令（位置指令か速度指令か）に応じて、制御系を切り替えて動作させる場合、応答性が損なわれる可能性があるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、速度制御と位置制御とを切り替える場合であっても、外部指令信号に高速に追従することができる電動機の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る電動機の制御装置は、電動機の実速度及び実位置を検出する状態量検出手段と、前記外部位置指令値を入力として内部速度指令値を出力する位置制御手段と、前記外部速度指令値及び前記位置制御手段から出力された内部速度指令値の何れかを選択し、速度指令値として出力する切り替え手段と、該切り替え手段から出力された速度指令値を入力として、修正速度指令値及びフィードフォワードトルク指令値を出力するフィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード制御手段から出力された修正速度指令値と前記状態量検出手段で検出された実速度との差分を入力として、フィードバックトルク指令値を出力するフィードバック制御手段と、前記フィードフォワード制御手段から出力されたフィードフォワードトルク指令値と、前記フィードバック制御手段から出力されたフィードバックトルク指令値との和を前記トルク指令値として出力するトルク指令値出力手段とを備え、前記フィードフォワード制御手段は、前記速度指令値に対する前記電動機によって駆動される負荷機械の速度の応答特性を変更可能なように構成されていることを特徴としている。
【００１９】
この請求項１に係る発明では、切り替え手段で、状況に応じて制御系を切り替えることができるので、外部速度指令が入力されたときには速度制御を行い、外部位置指令が入力されたときには速度制御をマイナーループに持つ位置制御を行うことができる。また、負荷機械の特性を考慮したフィードフォワード部を構成することにより、負荷機械を振動しないように、速度指令値に対する電動機の動作の応答目標信号としての修正速度指令値を出力し、電動機の動作が応答目標信号に一致するようにフィードフォワード的に演算されるトルク信号をフィードフォワードトルク指令値として出力することができると共に、修正速度指令値と電動機の実速度との差分を入力としたフィードバック部を構成することにより、外乱成分を補償したフィードバックトルク指令値を出力することができるので、フィードフォワード部とフィードバック部とによって機械共振を抑制した応答を実現することができる。
【００２０】
また、請求項２に係る電動機の制御装置は、請求項１に係る発明において、前記位置制御手段は、前記外部位置指令値を入力として内部位置指令値を出力する位置指令補償手段と、該位置指令補償手段から出力された内部位置指令値と前記状態量検出手段で検出された実位置との差分を入力として、内部速度指令値を出力する内部速度指令値出力手段とを有し、前記位置指令補償手段は、前記速度指令値に対する前記電動機の速度の応答である目標値応答の特性を考慮して内部位置指令値を出力することを特徴としている。
この請求項２に係る発明では、外部位置指令値を入力として、速度制御の特性を考慮した内部位置指令値を出力することができるので、速度制御をマイナーループに持つ位置制御において、機械共振の振動を抑制した応答を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に係る発明によれば、外部から入力される指令に応じて速度制御と速度制御をマイナーループに持つ位置制御とを切り替えることができると共に、何れの場合においても電動機によって駆動される機械系の振動を励起させずに、外部指令信号に高速に追従することができるという効果が得られる。
また、請求項２に係る発明によれば、外部位置指令値を入力として、速度制御の特性を考慮した内部位置指令値を出力することができるので、速度制御をマイナーループとした位置制御を行う場合に、負荷機械の振動を抑えて高速な応答を実現することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示すブロック図であって、図中１は回転型の電動機、２は電動機１の速度ωｍ及び位置θｍを検出する状態量検出手段としての検出器、３は連結体、４は連結体３を介して電動機１により駆動される負荷機械である。
そして、この制御ブロックは、外部から入力される外部位置指令値θｒを入力として速度制御系の目標値応答の特性を考慮しつつ機械の振動を励起しないように外部位置指令値θｒを修正し、内部位置指令値θｒ*を出力する位置指令補償手段としての前置補償器５と、前置補償器５から出力された内部位置指令値θｒ*と検出器２で検出された位置θｍとの差を入力として、内部速度指令値ωｉｒを出力する内部速度指令値出力手段としての位置制御器６と、位置制御器６から出力された内部速度指令値ωｉｒ及び外部から入力される外部速度指令値ωｅｒの何れかを選択して速度指令値ωｒとして出力する切り替え手段としての切り替え部７とを備えている。
【００２３】
さらに、切り替え部７から出力された速度指令値ωｒを入力として、電動機１及び負荷４の特性を考慮し、機械の振動を励起しないような修正速度指令値ωｆ及びフィードフォワードトルク指令τｒｆを出力するフィードフォワード制御手段としてのフィードフォワード制御器８と、フィードフォワード制御器８から出力された修正速度指令値ωｆと検出器２で検出された電動機速度ωｍとの偏差を入力として、フィードバック指令τｒｂを出力するフィードバック制御手段としてのフィードバック制御器９と、フィードフォワード制御器８から出力されるフィードフォワードトルク指令τｒｆとフィードバック制御器９から出力されるフィードバック指令τｒｂとの和をトルク指令τｒとし、これを入力として電動機１のトルクを制御するトルク制御部１０とを備えている。
図２は、前記フィードフォワード制御器８の詳細を表したブロック図である。このフィードフォワード制御器８は、速度指令値ωｒを入力とする極相殺部２１及び零点相殺部２２から構成されている。
【００２４】
次に、本実施形態の動作について説明する。先ず、電動機１の速度を制御する場合について説明する。
電動機１の速度を制御する場合には、切り替え部７をスイッチａに切り替えて、外部速度指令値ωｅｒを用いて電動機１を制御する。切り替え部７をスイッチａに切り替えることにより、外部速度指令値ωｅｒを速度指令値ωｒとしてフィードフォワード制御器８へ入力する。フィードフォワード制御器８では、負荷４を振動しないように速度指令値ωｒに対する電動機１の動作の応答目標信号として修正速度指令値ωｆと、電動機１の動作が応答目標信号に一致するようにフィードフォワード的に演算されるトルク信号としてフィードフォワードトルク指令τｒｆとを出力する。
【００２５】
具体的には、このフィードフォワード制御器８では、電動機側の慣性モーメントＪM、負荷側の慣性モーメントＪL、電動機−負荷間のバネ係数ＫR、バネのダンピングＤRに基づいて、電動機１が発生するトルクτｍから電動機１の速度ωｍまでの特性を下記（５）式のように表す。
【００２６】
【数１】
2005304120.tif 000003
【００２７】
このとき、速度指令値ωｒから負荷４の速度ωLまでの特性が下記（６）式の応答性を決定するフィルタとなるように、極相殺部２１及び零点相殺部２２を構成するようにする。
ωL（ｓ）／ωｒ（ｓ）＝ｎD0／（ｓ3＋ｎD2ｓ2＋ｎD1ｓ＋ｎD0）  ………（６）
即ち、極相殺部２１及び零点相殺部２２は、下記（７）及び（８）式で表す演算を行って、フィードフォワードトルク指令τｒｆ及び修正速度指令値ωｆを出力するものである。
【００２８】
【数２】
2005304120.tif 000004
【００２９】
ここで、ｎD0、ｎD1、ｎD2はバタワースフィルタなどの標準形になるように決定すれば、カットオフ周波数から一意的に係数を決定することができる。
このように、フィードフォワード制御器８が速度指令値ωｒを入力としてフィードフォワードトルク指令τｒｆ及び修正速度指令値ωｆを出力するので、フィルタの帯域中ではトルク制御部１０の特性が１に近く、上記のパラメータＪM、ＪL、ＫR、ＤRが正確な場合、電動機１は速やかに応答し、負荷４の速度ωLはオーバーシュートすることなく良好な形で応答することができる。また、その応答の速さは前記（６）式のフィルタによって任意に決定することができる。
【００３０】
そして、フィードバック制御器９は、前記フィードフォワード制御器８から出力された外乱成分を補償するための修正速度指令値ωｆと、電動機１の速度ωｍとの偏差ωｅを入力として、ゲインＫｖ、積分時定数Ｔｖを用いて下記（９）式で表されるＰＩ制御を行うことにより、フィードバックトルク指令τｒｂを出力する。
τｒｂ（ｓ）＝Ｋｖ（１＋１／Ｔｖｓ）ωｅ  ………（９）
ここで、ｓはラプラス演算子である。
【００３１】
次に、トルク制御部１０は、電動機１の発生するトルクτｍが、前記フィードフォワード制御器８から出力されたフィードフォワードトルク指令τｒｆと前記フィードバック制御器９から出力されたフィードバックトルク指令τｒｂとの和であるトルク指令τｒに一致するように制御することにより、電動機１の動作を制御するものである。
一方、電動機１の位置を制御する場合には、切り替え部７をスイッチｂに切り替えて、外部位置指令値θｒを用いて電動機１を制御する。先ず、前置補償器５では、速度制御における速度指令値ωｒから電動機１の速度ωｍまでの目標値応答を考慮して、内部位置指令値θｒ*を出力する。
速度制御における速度指令値ωｒから電動機１の速度ωｍまでの目標値応答は、下記（１０）式に表すようになる。
【００３２】
【数３】
2005304120.tif 000005
【００３３】
そこで、前置補償器５では、特性の零点を相殺するために、外部位置指令値θｒを入力して下記（１１）式で表す演算を行うことにより、内部位置指令値θｒ*を出力する。
θｒ*／θｒ＝｛（ＪLｓ2＋ＤRｓ＋ＫR）／（ＤRｓ＋ＫR）｝・｛１／（τpｓ＋１）｝  ………（１１）
ここで、τpは応答性を決定するための時定数であり、任意に設定可能である。
【００３４】
次に、位置制御器６は、前記前置補償器５から出力された内部位置指令値θｒ*と電動機１の位置θｍとの偏差θｅを入力として、ゲインＫｐを用いて下記（１２）式で表される比例制御を行うことにより、内部速度指令値ωｉｒを出力する。
ωｉｒ（ｓ）＝Ｋｐ・θｅ  ………（１２）
そして、切り替え部７はスイッチｂに切り替えられているので、前記位置制御器６から出力された内部速度指令値ωｉｒが速度指令値ωｒとしてフィードフォワード制御器８へ入力される。なお、フィードフォワード制御器８及びフィードバック制御器９の動作は、前述した電動機１の速度を制御する場合と同様である。
【００３５】
このように、上記実施形態では、切り替え部で速度制御と速度制御をマイナーループに持つ位置制御とを切り替え可能としているので、外部から入力される指令状況に応じて制御系を切り替えることができる。
また、速度制御を行う場合には、フィードフォワード制御器とフィードバック制御器とによって機械共振を抑制することができると共に、位置制御を行う場合にも、位置指令補償手段で速度制御の特性を考慮した内部位置指令値を出力することにより、フィードフォワード制御器とフィードバック制御器とによって機械共振を抑制することができるので、速度制御と速度制御をマイナーループに持つ位置制御とを切り替える場合であっても、電動機によって駆動させる機械系の振動を励起させずに、指令信号に高速に追従することができる。
【００３６】
さらに、負荷機械の特性を変更可能なフィードフォワード制御器を構成することにより、負荷機械を振動しないように速度指令値に対する電動機の動作の応答目標信号としての修正速度指令値を出力し、電動機の動作が応答目標信号に一致するようにフィードフォワード的に演算されるトルク信号をフィードフォワードトルク指令値として出力することができるので、速度制御において負荷機械の振動を抑え、高速な応答を実現することができる。
【００３７】
また、外部位置指令値を入力として、速度制御の特性を考慮した内部位置指令値を出力する前置補償器を設けることにより、位置制御においても負荷機械の振動を抑えた応答を実現することができ、速度制御をマイナーループとした位置制御を行う場合でも、負荷機械の振動を抑えて高速な応答を実現することができる。
なお、上記実施形態においては、負荷機械４及び電動機１の特性を表す際に、バネのダンピングＤRを零として演算するようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態においては、電動機側の慣性モーメントＪM、負荷側の慣性モーメントＪL、電動機−負荷間のバネ係数ＫR、バネのダンピングＤRなどの係数は、トルク制御部１０の入力にランダム信号などを入力し、電動機速度や電動機位置を計測してシステム同定を行う等により求めるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、位置制御器６、フィードバック制御器９はノッチフィルタ等を含んだ制御器を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】従来装置を示すブロック図である。
【図４】図３のフィードフォワード回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  電動機
２  検出器
４  負荷機械
５  前置補償器
６  位置制御器
７  切り替え部
８  フィードフォワード制御器
９  フィードバック制御器
１０  トルク制御部
【図１】
2005304120.tif 000006
【図２】
2005304120.tif 000007
【図３】
2005304120.tif 000008
【図４】
2005304120.tif 000009