(57)【要約】      （修正有）【課題】電動機の目標位置やクーロン摩擦負荷トルク、慣性モーメントの変動による負荷に適応した高速位置決め用速度指令を自己生成する。【解決手段】電動機８の位置偏差を第１基準値およびこの基準値よりも小さい第２基準値と比較して、位置偏差が第１基準値以上であるときに電動機８の許容最大速度を指示する速度指令を、位置偏差が第２基準値以上でかつ第１基準値よりも小さいときに速度零を指示する速度指令を、位置偏差が第２基準値よりも小さいときに位置偏差に対応する速度を指示する速度指令をそれぞれ発生し、電動機の速度が速度指令に対応する速度となるように該電動機を駆動する。第１基準値は、電動機８の実速度、電動機８のトルク係数、電動機８の慣性モーメント、負荷となる慣性モーメント、最大トルクを出力するための電動機８のトルク分電流、電動機８に対するクーロン摩擦負荷に基づいて設定される。【選択図】図２
2005160152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の位置偏差を検出するステップと、
前記位置偏差を第１基準値および該基準値よりも小さい第２基準値と比較して、前記位置偏差が前記第１基準値以上であるときに前記電動機の許容最大速度を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値以上でかつ前記第１基準値よりも小さいときに速度零を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値よりも小さいときに前記位置偏差に対応する速度を指示する速度指令をそれぞれ発生するステップと、
前記電動機の速度が前記速度指令に対応する速度となるように該電動機を駆動するステップと、を含み、
前記第１基準値を下記式に基づいて設定するようにしたことを特徴とする電動機の高速位置決め方法。
【数１】
2005160152.tif 000006
ただし、ωm：電動機の実速度
ｋt：電動機のトルク係数
ＪM：電動機の慣性モーメント
ＪL：負荷となる慣性モーメント
itorque：最大トルクを出力するための電動機のトルク分電流
ＴLC：電動機に対するクーロン摩擦負荷
【請求項２】
前記電動機の負荷と負荷となる慣性モーメントを、該電動機の駆動電流、速度および加速度に基づいて推定することを特徴とする請求項１に記載の電動機の高速位置決め方法。
【請求項３】
前記速度指令にアンチワインドアップ補償を施すステップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の電動機の高速位置決め方法。
【請求項４】
電動機の位置偏差を検出する偏差検出手段と、
前記位置偏差を第１基準値および該基準値よりも小さい第２基準値と比較して、前記位置偏差が前記第１基準値以上であるときに前記電動機の許容最大速度を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値以上でかつ前記第１基準値よりも小さいときに速度零を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値よりも小さいときに前記位置偏差に対応する速度を指示する速度指令をそれぞれ発生する速度指令発生手段と、
前記電動機の速度が前記速度指令に対応する速度となるように該電動機を駆動する駆動手段と、を備え、
前記第１基準値を下記式に基づいて設定するようにしたことを特徴とする電動機の高速位置決め装置。
【数２】
2005160152.tif 000007
ただし、ωm：電動機の実速度
ｋt：電動機のトルク係数
ＪM：電動機の慣性モーメント
ＪL：負荷となる慣性モーメント
itorque：最大トルクを出力するための電動機のトルク分電流
ＴLC：電動機に対するクーロン摩擦負荷
【請求項５】
電動機の駆動電流、速度および加速度を検出する手段と、前記駆動電流、速度および加速度に基づいて、前記電動機の負荷と負荷となる慣性モーメントを推定する手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電動機の高速位置決め装置。
【請求項６】
前記速度指令にアンチワインドアップ補償を施すための補償手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の電動機の高速位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クーロン摩擦による負荷および慣性モーメントの変動による負荷が作用する電動機を高速で位置決めする方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、電動機を位置決めするための従来の装置の構成を例示している。この図４において、電流検出器１０７は、電動機（永久磁石型同期電動機、誘導電動機等）１０８の固定子に流れる電流を検出し、位置検出器（例えば、エンコーダによって構成される）１０９は、該電動機１０８の回転子の角度変位量に対応する数のパルス信号を位置検出信号として出力する。また、位置・速度変換器１１０は、位置検出器１０９の出力に基づいて、単位時間当たりの上記回転子位置の変化量、つまり、電動機１０８の回転速度を検出する。
【０００３】
偏差カウンタ１０２は、パルス発振器１０１から出力される位置指令パルスと位置検出器１０９から出力されるフィードバックパルスをカウントして、それらの偏差、つまり、上記電動機１０８の位置偏差を検出する。
速度制御器１０３は、偏差カウンタ１０２から出力される上記位置偏差を速度指令として入力し、この速度指令の値と上記位置・速度変換器１１０から出力される電動機１０８の実際の回転速度の値とを比較して、両者の差に対応した適正な電流指令を出力する。
【０００４】
電流制御器１０４は、速度制御器１０３から出力される電流指令の値と上記電流検出器１０７で検出される固定子電流との差に対応した適正な指示電圧をインバータ１０６に与える。そこで、インバータ１０６は、上記電流制御器１０４からの指示電圧を交流電源１０５の出力に基づいて形成して電動機に印加する（例えば、非特許文献１参照）。
この制御装置によれば、位置指令パルスによって指令された位置に電動機１０８の回転子が位置決めされる。
【０００５】
図５（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記装置を用いて電動機１０８を最短時間で位置決めする際の理想的なトルク分電流ｉ、電動機１０８の速度ωmおよび該電動機１０８の位置θmの各時間変化パターンを例示したものである。
この図５に示すように、電動機１０８を最短時間で位置決めするには、まず、最大のトルク分電流itorqueが流れるような電圧を電動機１０８に印加して、該電動機１０８を最大トルクで加速する。これにより、電動機１０８は、速度ωmがその限界値（電動機１０８の定格最大速度）ωmaxに到達するまで急加速されることになる。
その後、目標位置θmrefに達する前のある時点までは、最大速度ωmaxが維持されるように電動機１０８を駆動し、ついで、先とは逆に電動機１０８を最大トルクで減速駆動するためのトルク分電流−itorqueを該電動機１０８に流して、該電動機１０８を減速させる。
【０００６】
要するに、電動機１０８を最短時間で位置決めするには、図５（ｂ）に示すパターンで変化する速度指令を発生する必要がある。偏差カウンタ１０２から出力される速度指令は、この偏差カウンタ１０２におけるたまりパルスによって形成される。このたまりパルスの数は、パルス発振器1０１の出力パルスの周波数が高くなるほど多くなる傾向を示す。そこで、電動機１０８の目標位置θmref、速度限界値ωmax、電流制限値itorque，−itorqueに基づいてパルス発振器１０１の出力パルスの周波数を適宜設定して、上記のような速度指令を発生させることになる。
【非特許文献１】「ＡＣサーボモータ入門編」第５版、オリエンタルモーター株式会社、１９９７年１１月、ｐ．１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記装置を用いた高速位置決め方法は、目標位置が変更された場合や、電動機１０８にクーロン負荷や慣性モーメントの変動による負荷が作用した場合、もしくは、このクーロン負荷や慣性モーメントの変動による負荷が変更された場合に、再度、目標位置指令を速度指令パターンに基づいて算出し直す必要がある。
また、上記方法では、速度指令パターンを生成するためのパルス発振器等が必要になり、しかも、偏差カウンタ１０２のたまりパルスを指令速度に用いることから、このたまりパルスの蓄積に要する時間のために、通常、電動機１０８の位置決めが遅れることになる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、電動機の目標位置や負荷に適応した高速位置決め用速度指令を自己生成することができる電動機の高速位置決め方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明に係る電動機の高速位置決め方法は、位置偏差を検出するステップと、前記位置偏差を第１基準値および該基準値よりも小さい第２基準値と比較して、前記位置偏差が前記第１基準値以上であるときに前記電動機の許容最大速度を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値以上でかつ前記第１基準値よりも小さいときに速度零を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値よりも小さいときに前記位置偏差に対応する速度を指示する速度指令をそれぞれ発生するステップと、前記電動機の速度が前記速度指令に対応する速度となるように該電動機を駆動するステップと、を含み、前記第１基準値を下記式に基づいて設定するようにしたことを特徴としている。
【数３】
2005160152.tif 000003
ただし、ωm：電動機の実速度
ｋt：電動機のトルク係数
ＪM：電動機の慣性モーメント
ＪL：負荷となる慣性モーメント
itorque：最大トルクを出力するための電動機のトルク分電流
ＴLC：電動機に対するクーロン摩擦負荷
【００１０】
この位置決め制御方法によれば、電動機の目標位置、クーロン摩擦負荷および慣性モーメントの変動による負荷に適応した高速位置決め用速度指令が自己生成され、この速度指令に基づいて電動機が駆動される。
【００１１】
前記電動機の負荷となる慣性モーメントは、該電動機の駆動電流、速度および加速度に基づいて推定することができる。また、前記速度指令には、アンチワインドアップ補償を施すようにしても良い。
【００１２】
一方、本発明に係る電動機の高速位置決め装置は、電動機の位置偏差を検出する偏差検出手段と、前記位置偏差を第１基準値および該基準値よりも小さい第２基準値と比較して、前記位置偏差が前記第１基準値以上であるときに前記電動機の許容最大速度を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値以上でかつ前記第１基準値よりも小さいときに速度零を指示する速度指令を、前記位置偏差が前記第２基準値よりも小さいときに前記位置偏差に対応する速度を指示する速度指令をそれぞれ発生する速度指令発生手段と、前記電動機の速度が前記速度指令に対応する速度となるように該電動機を駆動する駆動手段と、を備え、前記第１基準値を下記式に基づいて設定するようにしたことを特徴としている。
【数４】
2005160152.tif 000004
ただし、ωm：電動機の実速度
ｋt：電動機のトルク係数
ＪM：電動機の慣性モーメント
ＪL：負荷となる慣性モーメント
itorque：最大トルクを出力するための電動機のトルク分電流
ＴLC：電動機に対するクーロン摩擦負荷
【００１３】
電動機の駆動電流、速度および加速度を検出する手段と、前記駆動電流、速度および加速度に基づいて、前記電動機の負荷となる慣性モーメントを推定する手段とを備えることができる。また、前記速度指令にアンチワインドアップ補償を施すための補償手段を更に備えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電動機の高速位置決め方法および装置によれば、目標位置、クーロン摩擦負荷トルクおよび慣性モーメントの変動による負荷トルクに適応した高速位置決め用速度指令が自己生成されるので、目標位置を設定するだけでもって、その目標位置に電動機が高速で位置決めされる。したがって、目標位置やクーロン摩擦負荷、慣性モーメントの変動による負荷の変更に容易かつ迅速に対応することができる。
また、速度指令を発生する手段としてパルス発振器や偏差カウンタを使用しないので、位置決め制御の応答性が向上するという利点も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明に係る電動機の高速位置決め方法および装置の実施形態について説明する。
図２の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、高速で電動機を位置決めする際の該電動機の理想的な位置、速度およびトルク分電流の変化パターンをそれぞれ例示したものである。なお、この図２の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図５の（ｃ）、（ｂ）および（ａ）に対応している。
【００１６】
前述したように、電動機を高速で位置決めするためには、該電動機に許容最大電流（最大のトルク分電流）itorqueを流して、該電動機を最大速度ωmaxまで加速した後（領域ｔ0＜ｔ≦ｔ1）、この最大速度ωmaxを維持する電流を電動機に流し（領域ｔ1＜ｔ≦ｔ2）、ついで、許容最大電流−itorqueを電動機に流して該電動機を減速（領域ｔ2＜ｔ≦ｔ3）させれば良い。
換言すれば、電動機を高速で位置決めするためには、この電動機の速度が図２（ｂ）のパターンに従って変化するような速度指令を制御系に与えれば良いことになる。
【００１７】
図２（ｂ）の速度パターンは、以下のように分析される。
（１）領域（ｔ0＜ｔ≦ｔ1）：電動機の許容最大電流により加速度が固定されている。  
（２）領域（ｔ1＜ｔ≦ｔ2）：電動機が最大速度で運転される。
（３）領域（ｔ2＜ｔ≦ｔ3）：電動機の許容最大電流により減加速度が固定されている。
（４）領域（ｔ3＞ｔ）     ：速度を零に近づける速度指令を出し続ける。
【００１８】
上記分析結果は、速度指令を図２（ｄ）のように設定することによって図２（ｂ）に示す理想的な速度パターンが得られることを示している。
【００１９】
ところで、電動機を最短時間で位置決めするための理想速度パターンは、目標位置や、電動機に作用するクーロン摩擦負荷および慣性モーメントの変動による負荷の変動によって変化する。したがって、図２（ｂ）に示す理想速度パターンは、一例を示しているに過ぎない。
【００２０】
図１は、電動機を高速で位置決めするための本発明に係る位置決め装置の実施の形態を示したものである。この位置決め装置では、図２（ｄ）に例示したような高速位置決め用速度指令が自己生成される。
図１において、電流検出器７は電動機８に流れる電流（例えば、固定子電流）ｉを検出し、位置検出器９は電動機８の実位置（回転子の実回転位置）θmを検出する。また、位置・速度変換器１０は、上記電動機８の実位置θmの時間変化に基づいて電動機８の実速度ωmを検出する。なお、電動機８としては、永久磁石型同期電動機、誘導電動機、ブラシ付同期電動機等が適用される。
【００２１】
位置制御器２は、目標位置入力器１から与えられる目標位置θmrefと電動機８の実位置θmとの偏差を演算し、この位置偏差に対応する速度指令を出力する。また、速度制御器３は、速度指令によって指示される目標速度ωmrefと上記電動機８の実速度ωmとの偏差に対応した適正な電流指令を電流制御器４へ出力する。なお、この速度制御器３は、多大な速度偏差が生じたときにも安定に電動機８を駆動するためのアンチワインドアップ機能（これについては後述する）を有している。
【００２２】
電流制御器４は、速度制御器３から出力される電流指令によって指示される電流と上記電流検出器７で検出される電流との差に対応した適正な指示電圧をインバータ６に与える。インバータ６は、交流電源５から入力された電圧を上記電流制御器４からの指示電圧に基づいてパルス幅変調し、この指示電圧に対応する変調出力電圧を電動機８に印加する周知の構成を有する。
【００２３】
負荷推定器１１は、上記電動機８の実速度ωmと電流検出器７によって検出される電流ｉとに基づいて、電動機８に作用している負荷ＴL（クーロン摩擦負荷トルクＴLCと慣性モーメントの変動ＪLによる負荷トルクとを足したもの）を推定するものであり、いわゆる外乱オブザーバとしての構成を有する。
なお、上記外乱オブザーバの原理および構成は周知であるので、ここではその説明を省略する。
【００２４】
速度・加速度変換器１２は、位置・速度変換器１０によって得られる電動機８の実速度ωmの時間変化に基づいて該電動機８の加速度αを検出する。
負荷分離器１３は、負荷推定器１１によって推定される電動機８の負荷ＴLを、速度・加速度変換器１２によって検出された加速度αに基づいてクーロン摩擦負荷ＴLCと負荷となる慣性モーメント（慣性モーメントの変動による負荷トルクであり、以下、負荷慣性モーメントという）ＪLに分離する。
【００２５】
ところで、電動機８の負荷がクーロン摩擦負荷ＴLCと負荷慣性モーメントＪLである場合、該電動機８の速度ωおよび負荷トルクＴLは、それぞれ図３（ａ）および（ｂ）に示すような態様で変化する。同図から明らかなように、電動機８の負荷トルクＴLは、加速中および定常状態においてそれぞれＴL1およびＴL2になる。そして、定常状態における負荷トルクＴL2は、クーロン摩擦負荷ＴLCを意味する。
そこで、負荷分離器１３は、電動機８の加速終了時点ｔr以後における負荷トルクＴL（＝ＴL2）をクーロン摩擦負荷ＴLCとして得る。
【００２６】
一方、上記負荷トルクＴLがＴL1である加速中においては、
ＴL1＝ＪLα+ＴL2＝ＪLα+ＴLC    （１）
の関係が成立するので、負荷慣性モーメントＪLは
ＪL＝（ＴL1−ＴLC）／α         （２）
と表される。
したがって、負荷分離器１３は、加速中の負荷トルクＴL（＝ＴL1）と、上記のようにして得られたクーロン摩擦負荷ＴLCと、加速中の加速度αとに基づいて上記（２）式の演算を実行して、負荷慣性モーメントＪLを得る。
クーロン摩擦負荷ＴLCと負荷慣性モーメントＪLは、負荷推定器１１で推定される負荷トルクＴLから上記のようにして分離される。なお、負荷分離器１３は、例えば電動機８の所定の最大速度ωmaxと実速度ωmの偏差Δωmerr(図３参照)を演算し、この偏差Δωmerrが所定の微小範囲になった時点ｔrを加速の終了、つまり定常状態の開始として判断する。
【００２７】
速度指令切換器１５は、上記目標位置θmref、上記電動機８の実位置θmおよび後述の第２基準値Δθm2err-sに基づいて切換スイッチ素子１６の切換えタイミングを判断し、そのタイミングで切換スイッチ素子１６を切換える。スイッチ素子１６は、位置制御器２の出力と速度指令生成器１４の出力を速度制御器３の入力に選択的に加えるために設けられている。
【００２８】
ここで、図２（ａ）に示す第１基準値Δθm1err-sおよび第２基準値Δθm2err-sについて説明する。
図２における速度指令変化時点ｔ2は、電動機８の減速を開始する時点を意味している。この減速開始時点は、電動機８の目標位置θmref、該電動機８に作用するクーロン摩擦負荷および慣性モーメントの変動によって変化するので、予測することは不可能である。
そこで、この実施の形態では、上記第１基準値Δθm1err-sを演算し、電動機８の位置偏差をこの第１基準値Δθm1err-sと比較することによって上記速度指令変化時点ｔ2、つまり、電動機８の減速開始タイミングを定めるようにしている。
【００２９】
上記第１基準値Δθm1err-sは、図２（ｂ）に示す速度パターンの領域ｔ2〜ｔ3における面積に対応するものであり、下式に基づいて算定することができる。
【数５】
2005160152.tif 000005
ただし、ωm：電動機の実速度
ｋt：電動機のトルク係数
ＪM：電動機の慣性モーメント
ＪL：負荷となる慣性モーメント
itorque：最大トルクを出力するための電動機のトルク分電流
ＴLC：電動機に対するクーロン摩擦負荷
【００３０】
一方、上記第２基準値Δθm2err-sは、電動機８がほぼ目標位置θmrefに到達したと見做しうる微小な位置偏差値に固定設定されている。この第２基準値Δθm2err-sは、第１基準値Δθm1err-sよりも小さくなる。
【００３１】
以下、この実施の形態に係る位置決め制御装置を用いた位置決め制御手法について説明する。
上記速度指令切換器１５は、目標位置θmrefと電動機８の実位置θmの偏差をとり、この位置偏差を上記第２基準値Δθm2err-sと比較する。そして、位置偏差がこの第２基準値Δθm2err-s以上であれば、電動機８がまだ目標位置θmref近傍に到達していないと判断して、切換スイッチ素子１６を図１に示すようにｂ側に接続する。これにより、速度指令として速度指令生成器１４で発生される速度指令が選択されることになる。
【００３２】
一方、速度指令生成器１４は、上記位置偏差を演算し、この位置偏差を上記第１基準値Δθm1err-sと比較する。なお、速度指令生成器１４は、上記第１基準値Δθm1err-sを得るために、位置・速度変換器１０から与えられる電動機８の実速度ωmと、負荷分離器１３から与えられるクーロン摩擦負荷トルクＴLCと負荷となる慣性モーメント（慣性モーメントの変動分）ＪLとに基づいて上式（３）の演算を実行する。
【００３３】
位置決めが開始された時点においては、上記位置偏差が第２基準値Δθm2err-s以上である。そこで、速度指令生成器１４は、電動機８の許容最大速度（定格速度）ωmaxを指示する速度指令を発生する。この速度指令は、現時点において接点ｂ側に接続されている上記スイッチ１６を介して速度制御器３に速度指令ωmrefとして入力される。
これにより、電動機８には、停止状態から許容最大速度ωmax に移行すべく急峻な指示が与えられて、無限大の駆動電流が流れようとする。しかし、電動機８は、電流制御器４に設けられた電流リミッタの作用により許容最大電流（最大のトルク分電流）itorqueが流れるように駆動されて、前記許容最大速度ωmaxに向かって加速される。
【００３４】
速度指令生成器１４は、電動機８の位置偏差が第２基準値Δθm2err-sに達したと判断するまでの間において、つまり、前記領域（ｔ0＜ｔ≦ｔ1）おいて、上記許容最大速度（定格速度）ωmaxを指示する速度指令を継続的に発生する。
したがって、図２の例では、時点ｔ2において電動機８が最大速度ωmaxまで加速され、その後、位置偏差が第１基準値Δθm1err-sまで低下するまでの間において、つまり、前記領域（ｔ1＜ｔ≦ｔ2）の期間において、この最大速度ωmaxが維持される。なお、上記領域（ｔ1＜ｔ≦ｔ2）における電流ｉは、itorqueよりも小さくなる。
【００３５】
ところで、一般に、速度制御器３は定常偏差をなくすための積分器を含む補償器（例えば、ＰＩ補償器）を備えている。このため、図２（ｄ）に示すようなステップ状に変化する速度指令、つまり、ｔ0時点で零からωmaxまで急激に変化し、ｔ2時点でωmaxから零まで急激に変化する速度指令を速度制御器３に入力すると、ｔ0，ｔ1時点で、いわゆるワインドアップ現象を生じることがある。すなわち、オーバーシュート等のために、応答が不安定または振動的になる場合がある。
【００３６】
そこで、この実施の形態においては、速度制御器３にアンチワインドアップ機能を持たせて、ワインドアップ現象を回避するようにしている。なお、上記アンチワインドアップ機能は、例えば状態オブザーバ等の周知手段を用いて得ることができるので、ここではその説明を省略する。アンチワインドアップ機能を有する速度制御器３によれば、図２（ｄ）に示すような理想的な速度パターンに従って電動機８の速度を制御することができる。
【００３７】
図２（ｄ）に示すように、速度指令生成器１４は、電動機８の位置偏差が第１基準値Δθm1err-sよりも低下した時点ｔ2で速度零を指示する速度指令を生成する。しかし、この速度指令が生成されても、電動機８の実際の速度ωmは瞬時に零まで降下しない。すなわち、電動機８は、最大の減速トルクを発生する電流−ｉtorqueによって駆動されながら図２（ｂ）のような軌跡を描いて降下し、零に落ち着くことになる。
【００３８】
電動機８の位置偏差が前記第２基準値Δθm2err-sよりも低下すると、つまり、制御が開始されてから時間ｔ3が経過すると、速度指令切換器１５が前記スイッチ素子１６を端子ａ側に切換接続する。
これにより、速度制御器３には位置制御器２の出力、つまり、電動機８の位置偏差に対応する速度指令が与えられるので、第２基準値Δθm2err-sよりも小さい微小な位置偏差がなくなるように電動機８が駆動されて、該電動機８が目標位置θmrefに位置決めされる。
【００３９】
なお、上記実施の形態においては、電動機８の実速度ωmを位置検出器９の出力を変換することによって得ているが、該実速度ωmを適宜な速度検出器によって直接検出しても良い。また、上記実施の形態では、電動機８に作用するクーロン摩擦負荷トルクおよび慣性モーメントの変動による負荷トルクを外乱オブザーバを使用した負荷推定器で推定しているが、これらのトルクを適宜なトルク検出器によって直接検出しても良い。
【００４０】
以上の説明から明らかなように、この実施の形態に係る電動機の位置決め制御方法および装置によれば、目標位置を与えるだけで、電動機を理想の速度パターンにしたがって高速で位置決めすることができる。
すなわち、従来のように、発振器の出力パルスによって目標位置を指令して上記理想の速度パターンを実現しようとすると、目標位置やクーロン摩擦負荷トルク、慣性モーメントの変動による負荷の変動に伴って、上記指令パルスの出力形態を調整し直すという手間を要するが、上記実施の形態によれば、目標位置や負荷に適応した高速位置決め用速度指令が自己生成されるので、上記のような手間が不要になる。
しかも、従来では、偏差カウンタに蓄積される上記発振器の出力パルスに基づいて速度指令を形成するので、偏差カウンタにパルスがたまるまでの時間のために制御の遅れを生じることになるが、上記実施の形態によれば、パルス発振器や偏差カウンタが不要になるので制御性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る電動機の高速位置決め装置の一例を示すブロック図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ最短時間で電動機を位置決めする際の該電動機の理想的な位置、速度およびトルク分電流の変化パターンの一例を示したグラフであり、（ｄ）は（ｂ）の理想速度パターンを得るための速度指令を示すグラフである。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ電動機の負荷がクーロン摩擦負荷と負荷慣性モーメントである場合における該電動機の速度および負荷トルクの変化態様を示すグラフである。
【図４】従来の電動機の位置決め装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ最短時間で電動機を位置決めする際の該電動機の理想的なトルク分電流、速度および位置の変化パターンの一例を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  目標位置入力器
２  位置制御器
３  速度制御器
４  電流制御器
６  インバータ
７  電流検出器
８  電動機
９  位置検出器
１０  位置・速度変換器
１１  負荷推定器
１２  速度・加速度変換器
１３  負荷分離器
１４  速度指令生成器
１５  速度指令切換器
【図１】
2005160152.tif 000008
【図２】
2005160152.tif 000009
【図３】
2005160152.tif 000010
【図４】
2005160152.tif 000011
【図５】
2005160152.tif 000012