(57)【要約】速度制御装置は、負荷２を駆動するモータ４の速度を検出した速度検出とモータ４の速度指令との差に基づいて原電流指令を生成する速度制御部１２と、連続した周波数帯域幅のうち、選択された所定周波数となるノッチ周波数を遮断できると共に、原電流指令からノッチ周波数を除去した補償電流指令を発生するノッチフィルタ１４と、原電流指令の持続振動周波数成分を除去した補償電流指令をノッチフィルタ１４から発生するようにノッチ周波数を選択するノッチフィルタ適応部１６と、原電流指令と補償電流指令との差となる除去分電流指令を発生する減算器１０３と、補償電流指令と除去分電流指令とを加算してモータ４に流す電流指令を発生する加算器１０９とを備えたものである。
2004049550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を駆動するモータと、
前記モータの速度を検出した速度検出信号と前記モータの速度指令信号との差に基づいて周波数成分を有し得る原電流指令信号を生成する電流指令生成手段と、
連続した周波数帯域幅のうち、選択された所定周波数となるノッチ周波数を遮断できると共に、入力された前記原電流指令信号から前記ノッチ周波数を除去した補償電流指令信号を発生するノッチフィルタ手段と、
前記原電流指令信号の持続振動周波数成分を除去した前記補償電流指令信号を前記ノッチフィルタ手段から発生するように前記ノッチ周波数を選択するノッチフィルタ調整手段と、
前記原電流指令信号と前記補償電流指令信号との差となる除去分電流指令信号を発生する減算手段と、
前記補償電流指令信号と前記除去分電流指令信号とを加算して前記モータに流す電流指令信号を発生する加算手段と、
前記電流指令信号の最大値を制限する電流制限手段と、
を備えたことを特徴とするモータの速度制御装置。
【請求項２】
前記電流制限手段の代りに、
前記除去分電流指令信号を入力し、前記除去分電流指令信号の最大値を制限すると共に、制限電流信号を発生するリミッタ手段を、
備えたことを特徴とする請求の範囲１に記載のモータの速度制御装置。
【請求項３】
前記ノッチフィルタ調整手段は、前記原電流指令信号の持続振動周波数成分に一致するように前記ノッチ周波数を自動的に調整する、
ことを特徴とする請求の範囲１又は２に記載のモータの速度制御装置。
【請求項４】
前記補償電流指令信号が発振しているか否かを判断すると共に、判断信号を発生する発振判断手段と、
前記判断信号に基づいて前記制限電流信号をオン・オフして前記加算手段に入力するスイッチ手段と、
を備えたことを特徴とする請求の範囲３に記載の速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ノッチフィルタのノッチ周波数を適切に設定し得るモータの速度制御装置に関するものである。
【背景技術】モータの速度制御装置は、速度誤差に応じてモータの速度を加速又は減速するトルクを発生させることにより、上位コントローラから与えられる指令通りの速度でモータと負荷とを回転している。
一般に、速度指令信号とモータの速度検出信号との差となる速度誤差を速度制御手段で乗ぜられる速度ゲインＫｖの値を大きく設定しておく程、該速度誤差に対して大きな加速度でモータの速度が修正されるため、短い時間で速度誤差が小さくなり、高精度の速度制御が可能となる。
ところが、モータから発生するトルクを負荷に伝達するモータの軸の剛性が低いと速度ゲインＫｖの値を大きくすることができなくなり、制御精度が劣化する。すなわち、軸の剛性が低いと、該軸がバネとして作用するため機械振動が発生し易くなる。このため、速度ゲインＫｖを大きく設定すると、上記機械振動が時間とともに増大して、制御系が発振してしまうことがあるからである。
かかる課題を解決するための手段として、モータの速度ループ内にノッチフィルタを挿入するモータの速度制御装置が日本国特開昭６０−３９３９７号公報に開示されている。
該公報によれば、入力信号からある特定の周波数成分だけを除去して出力するフィルタを、速度ループに挿入して機械共振の周波数成分を除去すれば、制御系の発振を抑制することができるものである。
かかるモータの速度制御装置によれば、制御系の発振を抑制しつつ速度ゲインＫｖを大きく設定できるようになり、結果として高精度の制御を実現できるようになるものである。
しかしながら、上記のようなモータ速度制御装置は、既知の機械系共振周波数にノッチ周波数を一致するようにノッチフィルタを設定することにより機械系の共振が生じないようにするものである。そして、機械系の共振周波数を知るには、計算による方法と計測による方法とがあるが、それぞれ、複雑な計算や専用の計測器が必要になるという問題点があった。
そこで、ノッチ周波数を機械系の共振周波数に一致させるための簡便な方法として、適応ノッチフィルタが提案されている。適応ノッチフィルタは、たとえば、「適応ＩＩＲデジタルノッチフィルタの定常特性の解析」（電子情報通信学会論文誌、Ｖｏｌ．Ｊ８１−Ａ、Ｎｏ．９）に記載されている。第１図に適応ノッチフィルタを用いたモータの速度制御装置のブロック図を示す。第１図において、モータの速度制御装置は、負荷２を駆動すると共に、軸４ａを有するモータ４と、モータ４の回転角度をエンコーダ６により検出して回転角度（位置）を微分することでモータ４の速度検出信号を演算する速度検出部８と、速度指令信号と該速度検出信号との差となる速度誤差を速度比較器１０により求め、速度誤差に速度ゲインＫｖを乗じて原電流指令信号Ｉａを出力する速度制御部１２と、原電流指令信号Ｉａの特定周波数成分となるノッチ周波数を除去した補償電流指令信号Ｉｃを発生するノッチフィルタ１４と、持続振動周波数成分を除去した電流指令信号がノッチフィルタ１４から発生するようにノッチ周波数を調整するノッチフィルタ適応部１６と、補償電流指令信号（電流指令信号）Ｉｃに基いてモータ４のトルク指令信号を発生する電流制御部１８とを備えている。
なお、適応ノッチフィルタ２０は、ノッチフィルタ適応部１６とノッチフィルタ１４とから成っている。
ノッチフィルタ適応部１６の処理内容については前記論文誌に記載されているが、基本的にはノッチフィルタ１４の脈動分の出力が小さくなるようにノッチ周波数を調整するものである。制御系が発振状態になりモータ４および負荷２が共振周波数で振動すると、該振動がエンコーダ６で検出され、速度検出部８、減算器１０、速度制御部１２を通ってノッチフィルタ１４に入力される。ノッチ周波数と制御系の共振周波数が一致していない場合、ノッチフィルタ１４は発振を抑制することができないので、機械共振は時間とともに増大する。そのため、ノッチフィルタ１４の入力には共振周波数の信号成分が多く含まれるようになり、支配的となる。ノッチフィルタ適応部１６は、ノッチフィルタ１４の入力となる原電流指令信号Ｉａには共振周波数の信号成分が多く含まれるので、該周波数成分を除去することが出力を小さくすることに繋がる。結果として、ノッチフィルタ適応部１６はノッチ周波数を共振周波数に近づけるように作用し、最終的にはノッチ周波数と共振周波数とがほぼ一致するようになる。
適応ノッチフィルタ２０によって制御系の発振が抑制されることを第２図乃至第４図に示すシミュレーションよって説明する。第２図は第１図に示すモータの速度制御装置のタイムチャートで、速度検出部４で検出されるモータ速度（ａ）、ノッチフィルタ１６の入力（ｂ）、ノッチフィルタ適応部によって調整されたノッチ周波数の変化（ｃ）、ノッチフィルタ９の出力である電流指令（ｄ）、第３図は第２図（ａ）、（ｂ）の拡大図、第４図は第１図に示す速度制御装置の速度制御系のゲイン線図である。
第４図（ａ）には、ノッチフィルタを挿入していない時の速度制御系の開ループゲイン特性を示し、共振周波数は１５００Ｈｚで、共振ピークが０デシベルより大きいのでこのままでは制御系は発振することを示している。
そこで、初期状態で、ノッチ周波数を３０００Ｈｚに設定し、３０００Ｈｚを初期値としてノッチフィルタ適応部１６がノッチ周波数を調整する。時刻０から制御が開始されているが、最初は共振周波数とノッチ周波数が一致していないので、制御系は発振状態になり、モータ速度（速度検出信号）が振動し、その振幅が時間とともに増大する。第２図（ａ）ではモータ速度が黒くつぶれているが、これは振動の周波数が高いためである。時間軸方向に拡大すると第３図（ａ）に示すように共振周波数の１５００Ｈｚで振動している。速度検出部８からの速度検出信号は、速度比較器１０および速度制御部１２を通って、ノッチフィルタ１４に入力される。ノッチフィルタ１４に入力される原電流指令信号Ｉａは第２図（ｂ）のようになり、これを時間軸方向に拡大すると第３図（ｂ）に示すように１５００Ｈｚの振動成分となっている。１５００Ｈｚの振動が大きくなるに伴って、ノッチフィルタ適応部１６は該周波数成分を除去するようにノッチ周波数を調整し、第２図（ｃ）に示すようにノッチ周波数は時間とともに共振周波数の１５００Ｈｚに近づいていく。時刻０．１秒でノッチ周波数が共振周波数に近づくと、制御系の発振が収束に向かい、時刻０．１７秒で、発振状態が解消されている。このように適応ノッチフィルタ２０では制御系が発振し始めると自動的にノッチ周波数が変化し発振が抑制される。
しかしながら、第２図（ｃ）をよくよく観察すると、調整後のノッチ周波数は１７７０Ｈｚであり、共振周波数の１５００Ｈｚには一致していないことがわかる。これは、ノッチ周波数の調整が進み、ノッチ周波数と共振周波数がある程度近づいてくると、発振が収束してしまうためである。
上記のようにノッチ周波数の調整が有効に機能するには、ノッチフィルタ１４に共振周波数の信号成分が入力され続けなければならい。しかし、制御系の発振が収束するとモータ４の振動も収まり、速度検出部８からの速度検出信号には共振周波数の信号成分が含まれなくなる。このため、ノッチフィルタ１４の入力となる原電流指令信号Ｉａにも共振周波数の信号成分が含まれなくなり、それ以上ノッチフィルタ適応部１６によるノッチ周波数の調整、すなわち適応動作が進まないのである。最終的にノッチ周波数は１７７０Ｈｚが得られ、１７７０Ｈｚでのノッチフィルタ１４のゲイン特性を第４図（ｂ）に示し、該ノッチフィルタ１４を含めた速度制御系のゲイン特性を第４図（ｃ）に示す。
第４図（ｃ）に示すように共振ピークが０デシベルを越えていないので発振状態にはならないが、０デシベルに近いので発振が生じる限界にあることがわかる。このため、経年変化などによって負荷２等の機械系の特性が少し変化しただけで、再び制御系が発振状態に陥る可能性があるという問題点があった。
【発明の開示】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ノッチフィルタにおけるノッチ周波数の調整を精度良くできるモータの速度制御装置を提供することを目的とするものである。
本発明に係るモータの速度制御装置は、負荷を駆動するモータと、前記モータの速度を検出した速度検出信号と前記モータの速度指令信号との差に基づいて周波数成分を有し得る原電流指令信号を生成する電流指令生成手段と、連続した周波数帯域幅のうち、選択された所定周波数となるノッチ周波数を遮断できると共に、入力された前記原電流指令信号から前記ノッチ周波数を除去した補償電流指令信号を発生するノッチフィルタ手段と、前記原電流指令信号の持続振動周波数成分を除去した前記補償電流指令信号を前記ノッチフィルタ手段から発生するように前記ノッチ周波数を選択するノッチフィルタ調整手段と、前記原電流指令信号と前記補償電流指令信号との差となる除去分電流指令信号を発生する減算手段と、前記補償電流指令信号と前記除去分電流指令信号とを加算して前記モータに流す電流指令信号を発生する加算手段と、前記電流指令信号の最大値を制限する電流制限手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかるモータの速度制御装置によれば、減算手段は原電流指令信号と補償電流指令信号との差となる除去分電流指令信号を発生し、加算手段は補償電流指令信号と除去分電流指令信号とを加算して電流指令信号を発生し、電流制限手段は電流指令信号の最大値を制限する。
したがって、原電流指令信号に基いて除去分電流指令信号を発生（生成）し、該除去分電流指令信号と補償電流指令信号とによって電流指令信号を生成するので、たとえ補償電流指令信号が振動していなくとも、電流指令信号が振動し、モータの速度検出信号も振動することにより原電流指令信号も振動する。したがって、電流指令信号の振動を持続させることができるので、ノッチフィルタ手段のノッチ周波数の選択（調整）が容易になるという効果がある。
他の発明に係るモータの速度制御装置は、電流制限手段の代りに、除去分電流指令信号を入力し、前記除去分電流指令信号の最大値を制限すると共に、制限電流信号を発生するリミッタ手段を備えたことを特徴とするものである。
かかるモータの速度制御装置によれば、リミッタ手段は所望の所定値内に除去分電流指令信号の振動を制限できるので、モータの振動を抑制しながらノッチフィルタのノッチ周波数を調整できるという効果がある。
他の発明に係るモータの速度制御装置におけるノッチフィルタ調整手段は、原電流指令信号の持続振動周波数成分に一致するようにノッチ周波数を自動的に調整する、ことを特徴とするものである。
かかるモータの速度制御装置によれば、ノッチフィルタのノッチ周波数の調整が容易にできるという効果がある。
他の発明に係るモータの速度制御装置は、補償電流指令信号が発振しているか否かを判断すると共に、判断信号を発生する発振判断手段と、判断信号に基づいて制限電流信号をオン・オフして加算手段に入力するスイッチ手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかるモータの速度制御装置によれば、発振判断手段が発振の停止したことによりノッチ周波数の調整が完了していると、判断して制限電流信号をオフするので、補償電流指令信号が電流指令信号となり電流指令信号の振動が持続しないという効果がある。
【図面の簡単な説明】  第１図はノッチフィルタ適応部を用いたモータの速度制御装置のブロック図である。
第２図は、第１図に示すモータの速度制御装置のシミュレーションによるタイムチャートである。
第３図は、第１図に示すモータの速度制御装置のシミュレーションによるタイムチャートである。
第４図は、第１図に示すモータの速度制御装置のノッチ周波数を調整した場合の速度制御系のゲイン線図である。
第５図は本発明の一実施例を示すモータの速度制御装置のブロック図である。
第６図は第５図に示す振動検知部を示すブロック図である。
第７図は第５図に示すオン・オフ部の動作を示すフローチャートである。
第８図は第５図に示すモータの速度制御装置における各部のシミュレーションによるタイムチャートである。
第９図は第５図に示すリミッタの作用を説明するシミュレーションによるタイムチャートである。
第１０図は第５図に示す速度制御装置のノッチ周波数を調整した場合の速度制御系のゲイン線図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の一実施例によるモータの速度制御装置を第５図及び第６によって説明する。第５図は一実施例によるモータの速度制御装置のブロック図、第６図は第５図に示す振動検知部のブロック図である。
第５図及び第６図において、モータの速度制御装置１０１は、負荷２に軸４ａが接続されて負荷２を駆動するモータ４と、モータ４の検出位置（検出回転角度）を検出するエンコーダ６と、該検出位置を微分することでモータ４の検出速度信号を演算する速度検出部８と、図示しない上位コントローラから与えられる速度指令信号と上記検出速度信号との差を求めて速度誤差を出力する速度比較器１０と、該速度誤差を速度ゲインＫｖに乗じて原電流指令信号Ｉａを出力する電流指令生成手段としての速度制御部１２と、原電流指令信号Ｉａを入力すると共に、連続した周波数帯域幅を有し、該周波数帯域幅において任意な特定の所定周波数となるノッチ周波数ｆｎが選択されて原電流指令信号Ｉａから持続振動周波数成分を除去した補償電流指令信号Ｉｃを発生するもので、例えば５０００Ｈｚから１００Ｈｚのような周波数帯域のうち、例えば３０００Ｈｚ、１５００Ｈｚ・・・となる特定の周波数成分となるノッチ周波数ｆｎが選択されるノッチフィルタ手段としてのノッチフィルタ１４と、原電流指令信号Ｉａの持続振動周波数成分を除去した補償電流指令信号Ｉｃをノッチフィルタ１４から発生するように、すなわち、３０００Ｈｚ、１５００Ｈｚ・・・等のように刻々と選択（調整）して補償電流指令信号Ｉｃの脈動分が小さくなるようにノッチ周波数ｆｎを、例えば自動的に選択（調整）するノッチフィルタ調整手段としてのノッチフィルタ適応部１６と、補償電流指令信号Ｉｃに基いてモータ４のトルク指令信号を発生する電流制御部１８とを備えている。
持続振動維持部は、原電流指令信号Ｉａから補償電流指令信号Ｉｃを減算して除去分電流指令信号Ｉｒを出力する減算手段としての減算器１０３と、除去分電流指令信号Ｉｒを入力し所定の値以下に抑えた制限電流指令信号ＩＬを出力するリミッタ手段としてのリミッタ１０５と、補償電流指令信号Ｉｃが振動（発振）しているか否かを判断して、振動している判断するとオン信号を発生し、逆に非振動であると判断するとオフ信号を発生する発振判断手段としての振動検知部１２０と、振動検知部１２０のオン信号によってオン（閉成）し、オフ信号によってオフ（開放）するスイッチ手段としてのオン・オフ部１０７と、補償電流指令信号Ｉｃと制限電流指令信号ＩＬと加算する加算手段としての加算器１０９とを備えている。
ここで、リミッタ１０５の所定の値は、除去分電流指令信号Ｉｒに基いてモータ４の速度制御系が持続振動を維持する値でできる限り小さな値が好ましい。持続振動によりノッチフィルタ１４のノッチ周波数ｆｎを調整しながら、モータ４などに過大な振動を発生しないようにするためである。例えば、モータ４の定格電流の数％程度となる。
振動検知部１２０は、補償電流指令信号Ｉｃが振動しているか否かを判断するもので、補償電流指令信号Ｉｃを整流する整流回路１２２と、整流回路１２２による整流後の入力信号を平滑化する平滑回路１２４と、平滑回路１２４からの平滑値と基準値設定器１２６により設定された基準値とを比較することにより基準値よりも平滑値が大きい場合に補償電流指令信号Ｉｃが振動していると判断してオン信号を発生し、逆に基準値よりも平滑値が小さい場合に補償電流指令信号Ｉｃが非振動と判断してオフ信号を発生する比較器１２８とから成っている。なお、オン信号とオフ信号とを併せてスィッチ信号という。
上記のように構成された速度制御装置１０１の作用を第５図乃至第７図によって説明する。第７図は第５図に示すオン・オフ部の動作を示すフローチャートである。いま、上位コントローラ（図示せず）からの速度指令信号に基いてモータ４が負荷２を駆動しながら速度制御されているとすると、モータ４の位置検出信号（回転角度）をエンコーダ６により検出し、位置検出信号を、速度検出部８を介して速度検出信号を速度比較器１０に入力する。減算器１０は、速度指令信号と速度検出信号との差（速度誤差）を求めて速度制御部１２に入力する。
速度制御部１２は、原電流指令信号Ｉａを生成してノッチフィルタ１４及びノッチフィルタ適応部１６に入力し、ノッチフィルタ１４から補償電流指令信号Ｉｃをノッチフィルタ適応部１６に入力する。ノッチフィルタ適応部１６は、補償電流指令信号Ｉｃの持続振動成分を小さくするようにノッチフィルタ１４における連続した周波数帯域幅からノッチ周波数ｆｎを自動的に選択（調整）した補償電流指令信号Ｉｃを発生する。
減算器１０３は、原電流指令信号Ｉａと補償電流指令信号Ｉｃとの差となる除去分電流指令信号Ｉｒを求め、除去分電流指令信号Ｉｒをリミッタ１０５に入力し、リミッタ１０５は制限電流指令信号ＩＬを出力する。
振動検知部１２０は、補償電流指令信号Ｉｃが発振（振動）しているか否かを上記のように判断し（ステップＳ１０１）、振動している場合にはオン信号を発生してオン・オフ部１０７をオンし（ステップＳ１０３）、加算器１０９は制限電流指令信号ＩＬと補償電流指令信号Ｉｃとを加算した電流指令信号を電流制御部１８に入力する。電流制御部１８は、トルク指令信号をモータ４に与えてモータ４を負荷２と共に、駆動する。
次に、振動検知部１２０は、補償電流指令信号Ｉｃの振動が生じているか否かを判断し（ステップＳ１０５）。振動が収束すると、所定時間だけ経過するのを待って（ステップＳ１０７）、オフ信号を発生してオン・オフ部１０７をオフする（ステップＳ１０９）。これによって、制限電流指令信号ＩＬを加算器１０９に加算するのが停止され、加算器１０９から補償電流指令信号Ｉｃのみが電流指令信号として電流制御部１８に入力されてモータ４が駆動される。
すなわち、本実施例による速度制御装置１０１では、除去分電流指令Ｉｒを、リミッタ１０５を介して制限電流指令ＩＬとして、補償電流指令信号Ｉｃに加算して電流指令信号を得ることにより振動を持続している。したがって、補償電流指令信号Ｉｃが非振動的であっても、速度指令信号と速度検出信号との差に基く原電流指令信号Ｉａも振動する。原電流指令信号Ｉａが振動しているので、ノッチフィルタ１４のノッチ周波数ｆｎを調整する余地が生じるので、該ノッチ周波数ｆｎの調整精度が向上できるものである。
次に、モータの速度制御装置１０１の作用を第８図に示すシミュレーション結果に基づいて説明する。第８図は第２図と同じ条件でシミュレーションしたもので、第８図（ａ）〜（ｄ）は第２図（ａ）〜（ｄ）に対応し、（ａ）がモータ４の速度、（ｂ）がノッチフィルタ１４の入力（原電流指令信号Ｉａ）、（ｃ）がノッチ周波数ｆｎ、（ｄ）が電流指令、（ｅ）が振動検知部１２０の出力（スイッチ信号）とオン・オフ部１０７の状態を示している。
時刻０から速度制御装置１０１の制御が開始されると、制御系は発振し始める。これに伴い、ノッチフィルタ適応部１６はノッチフィルタ１４のノッチ周波数ｆｎを調整し（第８図（ｃ））、ノッチ周波数ｆｎが共振周波数に近づいて行く。これによって、モータ４の電流指令、検出速度は時刻０．０４秒から振動が収束し始めている（第８図（ａ），（ｄ））。
振動検知部１２０は時刻０．０２秒で振動を検知すると、オン・オフ部１０７をオンし（第８図（ｅ））、加算器１０９は制限電流信号ＩＬと補償電流指令信号Ｉｃとを加算し始める。これによって、電流指令信号の発振が完全に収束することはなくなり、第８図（ａ）のように時刻０．２秒までは一定のレベルで振動が持続している。振動が一定レベルに収束した０．０５秒後から０．１５秒後にオン・オフ部１０７をオフするように設定したので、第８図（ｅ）のように時刻０．２秒で、オン・オフ部１０７をオフし、制限電流指令信号ＩＬを加算器１０９への加算を停止し、それ以降は振動が収束している。
本実施例によれば、除去分電流指令信号Ｉｒを、リミッタ１０５を介して制限電流指令信号ＩＬを補償電流指令信号Ｉｃに加算することにより、電流指令信号に振動を一定のレベルで持続させることができる。振動が持続している間は第８図（ｂ）のように共振周波数の振動成分がノッチフィルタ１４に入力され続ける。したがって、ノッチ周波数ｆｎの調整を精度よく実行しながら除去分電流指令信号Ｉｒの値をリミッタ１０５により制限するので、モータ４から発生する振動を抑制することができるのである。
さらに、速度制御装置１０１のリミッタ１０５の作用を第９図によって詳細に説明する。第９図は第８図のシミュレーション結果において、時刻０．１秒から０．１０５秒までのノッチフィルタ１４の入力と出力、リミッタ１０５の入力と出力、および、電流指令を示したものである。速度検出部８で検出されたモータ４の振動は、減算器１０にフィードバックされ、速度制御部１２を通ってノッチフィルタ１４に入力される。ノッチフィルタ１４に入力される原電流指令信号Ｉａは第９図（ａ）の通りであり、共振周波数ｆｃである１５００Ｈｚの振動成分となっている。第８図（ｃ）のように、時刻０．１秒ではノッチ周波数ｆｎは共振周波数ｆｃとほぼ一致しているので、原電流指令信号Ｉａの振動成分の大部分がノッチフィルタ１４で除去され、その出力は図４（ｂ）のようになる。減算器１０３では原電流指令信号Ｉａから補償電流指令信号Ｉｃを減算することにより、ノッチフィルタ１４で除去された信号成分を計算して出力する。これは、第９図（ｃ）のように、１５００Ｈｚの振動成分となり、リミッタ１０５に入力される。リミッタ１０５では入力された１５００Ｈｚの振動成分を所定の値で振幅制限して出力する。ここでのリミット値は±１であり、その出力は第９図（ｄ）となる。これを加算器１０９で、ノッチフィルタ１４の出力（第９図（ｂ））と加算して、第９図（ｅ）のような電流指令が得られる。
リミッタ１０５の出力（第９図（ｄ））を電流指令に加算するので、電流指令には第９図（ｅ）のように周波数１５００Ｈｚでモータ４を振動させる信号成分が含まれることになる。これでモータ４を駆動するので、モータ４の振動は完全に収束することなく、振動を続けることになる。該振動は速度検出部８で検出され、再びノッチフィルタ１４に入力される。このようにして、ノッチフィルタ１４には１５００Ｈｚの共振周波数ｆｃの振動成分が継続して入力されることになり、このため、ノッチ周波数ｆｎの調整を精度よく行えるのである。
また、リミッタ１０５の出力はリミット値で振幅制限されているので、モータ４の振動振幅は過大に増大することなく、一定のレベルに抑えられる。リミット値を小さな値に設定しておけば、モータ４の振動振幅も小さくなり、モータ４や機械に過大な負荷をかけることがなくなる。
最終的なノッチ周波数ｆｎは第８図（ｃ）のように１５００Ｈｚであり、共振周波数に正確に一致している。このときのノッチフィルタ１４のゲイン特性は第１０図（ｂ）となる。元の速度制御系の開ループゲイン特性は第１０図（ａ）であり、両者を合成した開ループゲイン特性は第１０図（ｃ）となる。ノッチ周波数ｆｎと共振周波数ｆｃが一致しているため、共振ピークがカットされている。
ここでは、補償電流指令信号Ｉｃの振動が収束してから所定時間経過後にオン・オフ部１０７をオフするようにしたが、ノッチ周波数ｆｎの調整が完了した時にオン・オフ部１０７をオフするように構成しても同様の効果が得られる。そのためには、ノッチフィルタ適応部１６が調整するノッチ周波数ｆｎの変化を監視しておいて、ノッチ周波数ｆｎが所定時間変化しなくなると、ノッチ周波数ｆｎの調整が完了したとみなして、オン・オフ部１０７をオフするようにすれば良い。
なお、本実施例の速度制御装置では、リミッタ１０５を設けたが、電流制御部１８などに電流指令をリミットする機能があれば、リミッタ１０５は必ずしも必要ない。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明に係るモータの速度制御装置は、ノッチフィルタの調整に適している。
【図１】
2004049550.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004049550.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004049550.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月29日(2003.8.29)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
負荷を駆動するモータと、前記モータの速度を検出した速度検出信号と前記モータの速度指令信号との差に基づいて周波数成分を有し得る原電流指令信号を生成する電流指令生成手段と、連続した周波数帯域幅のうち、選択された所定周波数となるノッチ周波数を遮断できると共に、入力された前記原電流指令信号から前記ノッチ周波数を除去した補償電流指令信号を発生するノッチフィルタ手段と、前記原電流指令信号の持続振動周波数成分を除去した前記補償電流指令信号を前記ノッチフィルタ手段から発生するように前記ノッチ周波数を選択するノッチフィルタ調整手段と、前記原電流指令信号と前記補償電流指令信号との差となる除去分電流指令信号を発生する減算手段と、
前記補償電流指令信号と前記除去分電流指令信号とを加算して前記モータに流す電流指令信号を発生する第１の加算手段と、前記電流指令信号の最大値を制限する電流制限手段と、
を備えたことを特徴とするモータの速度制御装置。
【手続補正００２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記電流制限手段の代りに、前記除去分電流指令信号を入力し、前記除去分電流指令信号の最大値を制限すると共に、制限電流信号を発生するリミッタ手段と、前記第１の加算手段の代りに、前記補償電流指令信号と前記制限電流信号とを加算して前記モータに流す電流指令信号を発生する第２の加算手段とを、備えたことを特徴とする請求の範囲１に記載のモータの速度制御装置。
【手続補正００３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
号と前記補償電流指令信号との差となる除去分電流指令信号を発生する減算手段と、補償電流指令信号と除去分電流指令信号とを加算してモータに流す電流指令信号を発生する第１の加算手段と、電流指令信号の最大値を制限する電流制限手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかるモータの速度制御装置によれば、減算手段は原電流指令信号と補償電流指令信号との差となる除去分電流指令信号を発生し、加算手段は補償電流指令信号と除去分電流指令信号とを加算して電流指令信号を発生し、電流制限手段は電流指令信号の最大値を制限する。
したがって、原電流指令信号に基いて除去分電流指令信号を発生（生成）し、該除去分電流指令信号と補償電流指令信号とによって電流指令信号を生成するので、たとえ補償電流指令信号が振動していなくとも、電流指令信号が振動し、モータの速度検出信号も振動することにより原電流指令信号も振動する。したがって、電流指令信号の振動を持続させることができるので、ノッチフィルタ手段のノッチ周波数の選択（調整）が容易になるという効果がある。
他の発明に係るモータの速度制御装置は、電流制限手段の代りに、除去分電流指令信号を入力し、除去分電流指令信号の最大値を制限すると共に、制限電流信号を発生するリミッタ手段と、第１の加算手段の代りに、補償電流指令信号と制限電流信号とを加算して電流指令信号を発生する第２の加算手段とを、備えたことを特徴とするものである。
かかるモータの速度制御装置によれば、リミッタ手段は所望の所定値内に除去分電流指令信号の振動を制限できるので、モータの振動を抑制しながらノッチフィルタのノッチ周波数を調整できるという効果がある。
他の発明に係るモータの速度制御装置におけるノッチフィルタ調整手段は、原電流指令信号の持続振動周波数成分に一致するようにノッチ周波数を自動的に調整する、ことを特徴とするものである。




【国際調査報告】
2004049550.tif 000013
2004049550.tif 000014
2004049550.tif 000015
2004049550.tif 000016