(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動信号と通過させる低周波数成分を含む基準信号との和であるフィルタ入力Ｘを入力し、フィルタ出力Ｙを出力するノッチフィルタと、前記ノッチフィルタの係数を逐次修正するフィルタ係数設定部とを備えた適応ノッチフィルタにおいて、
前記ノッチフィルタのノッチ周波数設定値を決定するノッチ周波数決定部を備え、
前記ノッチフィルタは、ノッチ周波数を前記ノッチ周波数設定値で固定とし、可変とする幅、深さの少なくとも一方を適応係数とし、離散化した前記ノッチフィルタの入出力関係式を前記適応係数を含む項と含まない項に分けたとき、前記適応係数を含む項の係数を適応入力として、前記適応係数を含まない項を適応出力とし、前記適応出力に含まれる前記フィルタ出力Ｙを前記基準信号に置換えて算出される値を適応基準とし、
前記フィルタ入力Ｘおよび前記フィルタ出力Ｙと前記ノッチ周波数設定値を入力し前記適応入力を算出する適応入力演算部と、
前記フィルタ入力Ｘと前記ノッチ周波数設定値と前記基準信号を入力し前記適応基準を算出する適応基準演算部と、
を備え、
前記フィルタ係数設定部は、前記適応入力と前記適応係数との内積が前記適応基準に近づくように前記適応係数を逐次修正の演算により決定する
ことを特徴とする適応ノッチフィルタ。
【請求項２】
前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅及び深さであって、
前記適応入力演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記ノッチフィルタの出力の今回値Ｙ（ｋ）と前々回値Ｙ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして以下の式により前記適応入力ξ（ｋ）を第1要素は前記深さと乗算される値、第２要素は前記幅と乗算される値として算出して出力することを特徴とする請求項１に記載の適応ノッチフィルタ。
【数１】
0004569514.tif 000026
【請求項３】
前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅及び深さであって、
前記適応基準演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前回値Ｘ（ｋ−１）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記基準信号の今回値Ｙｒｅｆ（ｋ）と前回値Ｙｒｅｆ（ｋ−１）と前々回値Ｙｒｅｆ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして以下の式により前記適応基準ｙｒｅｆ（ｋ）を算出して出力することを特徴とする請求項１に記載の適応ノッチフィルタ。
【数２】
0004569514.tif 000027
【請求項４】
前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅であって、
前記適応入力演算部は、前記ノッチフィルタの出力の今回値Ｙ（ｋ）と前々回値Ｙ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして以下の式により前記適応入力ξ（ｋ）を算出して出力することを特徴とする請求項１に記載の適応ノッチフィルタ。
【数３】
0004569514.tif 000028
【請求項５】
前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅であって、
前記適応基準演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前回値Ｘ（ｋ−１）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記基準信号の今回値Ｙｒｅｆ（ｋ）と前回値Ｙｒｅｆ（ｋ−１）と前々回値Ｙｒｅｆ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして以下の式により前記適応基準ｙｒｅｆ（ｋ）を算出して出力することを特徴とする請求項１に記載の適応ノッチフィルタ。
【数４】
0004569514.tif 000029
【請求項６】
前記適応係数は、前記ノッチフィルタの深さであって、
前記適応入力演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして以下の式により前記適応入力ξ（ｋ）を算出して出力することを特徴とする請求項１に記載の適応ノッチフィルタ。
【数５】
0004569514.tif 000030
【請求項７】
前記適応係数は前記ノッチフィルタの深さであって、
前記適応基準演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前回値Ｘ（ｋ−１）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記基準信号の今回値Ｙｒｅｆ（ｋ）と前回値Ｙｒｅｆ（ｋ−１）と前々回値Ｙｒｅｆ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして以下の式により前記適応基準ｙｒｅｆ（ｋ）を算出して出力することを特徴とする請求項１に記載の適応ノッチフィルタ。
【数６】
0004569514.tif 000031
【請求項８】
前記ノッチフィルタは、ＩＩＲフィルタであることを特徴とする請求項１記載の適応ノッチフィルタ。
【請求項９】
前記ノッチフィルタと前記適応入力演算部と前記適応基準演算部は、双一次変換による周波数の離散化誤差を補正して用いることを特徴とする請求項１記載の適応ノッチフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノッチ周波数を固定としてノッチフィルタの幅と深さを逐次演算により決定する固定周波数適応ノッチフィルタとそれを用いた制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の適応フィルタは、ＦＩＲフィルタを用い、その係数を適応アルゴリズムにより逐次修正している（例えば、特許文献１参照）。
図５は特許文献１で電動機の速度制御装置に使用されている適応ノッチフィルタの構成である。図５において、５１はハイパスフィルタであり、電動機の速度フィードバック信号に含まれる振動成分を取り出す。２３は基準信号生成部であり、制御帯域となる低周波成分を多く含み、ローパスフィルタなどにより高周波成分を抑制した信号を出力する。５４は適応フィルタであり、ハイパスフィルタの出力する振動成分と基準信号生成部の生成した基準信号との和を入力とし、出力が基準信号と一致するように適応するため、結果的に振動成分の周波数をノッチ周波数としたノッチフィルタが得られる。５２はＦＩＲフィルタであり、その係数はフィルタ係数設定部５３により逐次修正される。特許文献には、５２のＦＩＲフィルタの代わりにＩＩＲフィルタを用いてもよいとの記載があるが、一般にＩＩＲフィルタの係数を適応則により逐次計算した場合、収束性が補償されない。
また別の従来技術として、ＩＩＲ型のノッチフィルタを用い、そのノッチ周波数を適応アルゴリズムにより逐次修正するものもある。（例えば、特許文献２参照）。
図６は、特許文献２で電動機の速度制御装置に使用されている適応ノッチフィルタの構成である。図６において、６１はハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタであり、電動機の速度フィードバック信号に含まれる振動成分を取り出す。６２は方向フィルタであり、ノッチ周波数より低い周波数領域ではノッチフィルタと同位相、ノッチ周波数より高い周波数領域ではノッチフィルタと逆位相となるフィルタである。６３はＩＩＲ型ノッチフィルタであり、６４のフィルタ係数設定部により係数を逐次修正される。６５は、ノッチフィルタ周波数適応部であり、適応則によりノッチ周波数を逐次修正する。６６はＩＩＲフィルタ係数換算部であり、ノッチ周波数適応部６５により得られたノッチ周波数でノッチフィルタの幅および深さは固定としたＩＩＲフィルタの係数を算出する。特許文献２では、連続時間ラプラス領域でのノッチフィルタの伝達関数で、ノッチ周波数を離散的に変えた場合のＩＩＲフィルタ係数をテーブルとして保有することにより、ノッチフィルタ周波数適応部６５においてノッチ周波数のみを逐次修正することを可能にしている。
このように、従来の適応ノッチフィルタは、ＦＩＲフィルタの係数を適応則により逐次修正するか、あるいはＩＩＲ型ノッチフィルタを用い、ノッチフィルタの幅および深さをあらかじめ決定された固定値とし、ノッチ周波数を適応則により逐次修正するものである。
【特許文献１】特許第２５０４３０７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７４９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されている従来の適応フィルタは、ＦＩＲフィルタを用いているためＩＩＲフィルタを用いた場合に比べ、抑制可能な周波数の範囲が狭いという問題があった。また、ＦＩＲフィルタの係数には物理的な意味がないため、手動調整と併用した場合には、調整指針がなく設定が困難であるという問題があった。さらに、振動している周波数が複数ある場合には、それら全てを抑制するようなゆるいフィルタとなり、十分抑制されないという問題があった。
また、特許文献２に開示されている従来の適応フィルタは、適応アルゴリズムにより適応するパラメータはノッチ周波数のみであり、幅や深さが最適な値とはならないため、制御対象によって、ノッチ周波数の近傍の成分が抑制しきれなかったり、不必要に抑制しすぎて位相遅れが大きくなったりし、制御ゲインを十分に上げることができないという問題があった。また、振動している周波数が複数ある場合には、どの周波数に収束するかが不確定であり、抑制したい周波数の振動を抑制できない場合があるという問題があった。
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、ノッチフィルタの幅や深さを自動的に調整するとともに、振動している周波数が複数あっても抑制したい周波数に確実に適用することができ、手動調整とも容易に併用できるノッチフィルタとそれを用いた制御装置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】
【０００４】
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。
請求項１に記載の発明は、振動信号と通過させる低周波数成分を含む基準信号との和であるフィルタ入力Ｘを入力し、フィルタ出力Ｙを出力するノッチフィルタと、前記ノッチフィルタの係数を逐次修正するフィルタ係数設定部とを備えた適応ノッチフィルタにおいて、前記ノッチフィルタのノッチ周波数設定値を決定するノッチ周波数決定部を備え、前記ノッチフィルタはノッチ周波数を前記ノッチ周波数設定値で固定とし、可変とする幅、深さの少なくとも一方を適応係数とし、離散化した前記ノッチフィルタの入出力関係式を前記適応係数を含む項と含まない項に分けたとき、前記適応係数を含む項の係数を適応入力として、前記適応係数を含まない項を適応出力とし、前記適応出力に含まれる前記フィルタ出力Ｙを前記基準信号に置換えて算出される値を適応基準とし、前記フィルタ入力Ｘおよび前記フィルタ出力Ｙと前記ノッチ周波数設定値を入力し前記適応入力を算出する適応入力演算部と、前記フィルタ入力Ｘと前記ノッチ周波数設定値と前記基準信号を入力し前記適応基準を算出する適応基準演算部と、を備え、前記フィルタ係数設定部は、前記適応入力と前記適応係数との内積が前記適応基準に近づくように前記適応係数を逐次修正の演算により決定することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅及び深さであって、前記適応入力演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記ノッチフィルタの出力の今回値Ｙ（ｋ）と前々回値Ｙ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、制御周期をＴｓとして前記適応入力ξ（ｋ）を第1要素は前記深さと乗算される値、第２要素は前記幅と乗算される値として算出して出力することを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅及び深さであって、前記適応基準演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前回値Ｘ（ｋ−１）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記基準信号の今回値Ｙｒｅｆ（ｋ）と前回値Ｙｒｅｆ（ｋ−１）と前々回値Ｙｒｅｆ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして前記適応基準ｙｒｅｆ（ｋ）を算出して出力することを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅であって、前記適応入力演算部は、前記ノッチフィルタの出力の今回値Ｙ（ｋ）と前々回値Ｙ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして前記適応入力ξ（ｋ）を算出して出力することを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記適応係数は、前記ノッチフィルタの幅であって、前記適応基準演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前回値Ｘ（ｋ−１）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記基準信号の今回値Ｙｒｅｆ（ｋ）と前回値Ｙｒｅｆ（ｋ−１）と前々回値Ｙｒｅｆ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして前記適応基準ｙｒｅｆ（ｋ）を算出して出力することを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記適応係数は、前記ノッチフィルタの深さであって、前記適応入力演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして前記適応入力ξ（ｋ）を算出して出力することを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記適応係数は前記ノッチフィルタの深さであって、前記適応基準演算部は、前記ノッチフィルタの入力の今回値Ｘ（ｋ）と前回値Ｘ（ｋ−１）と前々回値Ｘ（ｋ−２）と前記基準信号の今回値Ｙｒｅｆ（ｋ）と前回値Ｙｒｅｆ（ｋ−１）と前々回値Ｙｒｅｆ（ｋ−２）と前記ノッチ周波数設定値ωを入力とし、演算周期をＴｓとして前記適応基準ｙｒｅｆ（ｋ）を算出して出力することを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記ノッチフィルタは、ＩＩＲフィルタであることを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の適応ノッチフィルタにおいて、前記ノッチフィルタと前記適応入力演算部と前記適応基準演算部は、双一次変換による周波数の離散化誤差を補正して用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、ノッチ周波数を固定として幅や深さを自動的に調整可能な適応ノッチフィルタを提供できる。請求項２に記載の発明によると、ノッチ周波数を固定としてノッチフィルタの幅や深さを自動的に調整でき、制御系の振動を抑制可能な制御装置を提供できる。また、請求項３に記載の発明によると、低い次数のフィルタで、広範囲の周波数のノッチフィルタを生成することができる。また、請求項４に記載の発明によると、ノッチ周波数の離散化による誤差をなくすことができ、振動抑制したい周波数に正確にノッチフィルタを適用できる。また、請求項５に記載の発明によると、低い次数のフィルタで広範囲の周波数のノッチフィルタを生成できる制御装置を提供できる。また、請求項６に記載の発明によると、ノッチ周波数の離散化による誤差をなくすことができ、振動抑制したい周波数に正確にノッチフィルタを調整可能な制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
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】
【０００７】
図１は、本発明の適応ノッチフィルタのブロック図である。図において、１１はノッチ周波数決定部、１２は固定周波数適応ノッチフィルタ、１３はフィルタ係数設定部、１４は適応入力演算部、１５は適応基準演算部となっている。固定周波数適応ノッチフィルタ１２に基準信号と振動信号の和が入力され、フィルタ出力が得られる。適応入力演算部１４はフィルタ入力、フィルタ出力、ノッチ周波数から適応入力ベクトルを算出する。適応基準演算部１５はフィルタ入力とノッチ周波数と基準信号から適応基準を算出する。フィルタ係数設定部１３は、適応入力ベクトルと適応係数との内積が適応基準に近づくように適応係数を逐次修正する。適応係数をノッチフィルタの幅および深さとし、適応入力、適応基準を後述のように設定する。このような構成とすることにより、結果的に、固定周波数適応ノッチフィルタ１２のノッチ周波数は、ノッチ周波数決定部１１が決定した値で一定となり、幅と深さはフィルタ出力が基準信号に近づくようにフィルタ係数設定手段１３によって逐次修正される。
固定周波数適応ノッチフィルタの演算式導出方法を以下に述べる。  深さを考慮したノッチフィルタの伝達関数はラプラス領域で以下のように表される。ωはノッチ周波数を表す。ζ１が大きいほど深いノッチフィルタとなり、ζ２が大きいほど幅の広いノッチフィルタとなる。以下ではこの式のζ１をノッチフィルタの「深さ」、ζ２をノッチフィルタの「幅」と呼ぶことにする。
【０００８】
【数１】
0004569514.tif 000002
これを双一次変換し、ノッチフィルタの入力をX ( k )出力をY ( k )とすると、
【０００９】
【数２】
0004569514.tif 000003
となる。ただし、Tsは演算周期を表す。ここで、式（２）は
【００１０】
【数３】
0004569514.tif 000004
と書き直せば、ノッチフィルタはＩＩＲフィルタとなり、ブロック図で表すと図４のようになる。ここで、入力をＸ（ｋ）、Ｘ（ｋ−１）、Ｘ（ｋ−２）、Ｙ（ｋ−１）、Ｙ（ｋ−２）とし、係数Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を適応則により求めれば通常のＩＩＲ型適応フィルタが得られる。しかし、その場合収束性が補償されない上、最適な値に収束しなかったりする問題があるため、通常は特許文献１のように性能が劣るが収束が補償されるＦＩＲフィルタとするか、特許文献２のようにノッチ周波数のみの適応として対処していた。また、その場合の適応フィルタは振動信号の周波数にあわせて適応することになるが、そもそも振動信号の周波数はフーリエ変換等の従来技術により検出可能であり、精度も問題ない。これを固定とすることにより、他のパラメータの収束が高速かつ確実となると考えられる。そこで、本発明ではノッチ周波数は固定とし、幅と深さのみを適応させるため、数２を以下のようにζ１を含む項、ζ２を含む項、それらどちらも含まない項に分ける。
【００１１】
【数４】
0004569514.tif 000005
【００１２】
ここで、以下のようにおく。
【００１３】
【数５】
0004569514.tif 000006
【００１４】
すると、式（２）は以下のように書き直せる。
【００１５】
【数６】
0004569514.tif 000007
ここで、ｙが適応出力、θが適応係数、ξが適応入力である。この式を用いて適応則により適応係数θを求める。その方法を以下に説明する。適応則によって適応係数の推定値θ＾が得られたとすると、ｙの推定値ｙ＾は
【００１６】
【数７】
0004569514.tif 000008
と表される。適応則は以下の評価関数Jを最小にするように推定値θ＾を逐次更新するものである。
【００１７】
【数８】
0004569514.tif 000009
ただし、ｙｒｅｆは式（５）で計算される値ｙの理想的な値である。フィルタ出力Ｙが基準信号Ｙｒｅｆと一致する場合が理想であるから、
【００１８】
【数９】
0004569514.tif 000010
である。本適応フィルタでは、まず、フィルタ入力とフィルタ出力の信号から、式（５）により適応入力ξを算出する。次に、適応出力の基準値ｙｒｅｆを式（９）より算出する。適応出力の基準値ｙｒｅｆを適応基準と呼ぶ。以下の逐次型適応則による適応計算を順に行うと、ｙが適応基準ｙｒｅｆになるように適応係数の推定値θ＾が逐次更新される。適応則は他にも重みつき最小二乗法、固定トレース法などがあり、どれを用いてもよい。オンラインで使用する場合には、古い情報の重みを減らす重みつき最小二乗法や入力信号が小さいときの重みを減らす固定トレース法が適している。
【００１９】
【数１０】
0004569514.tif 000011
ただし、Γ（ｋ）は計算の途中で用いる中間変数で、逐次更新されている。初期値は以下で与えられる。
【００２０】
【数１１】
0004569514.tif 000012
ただし、Ｉは単位行列である。γは適応の速さを設定するパラメータで、例えばγ＝１×１０−７とすればよい。ｙが適応基準ｙｒｅｆに一致するように適応係数の推定値θ＾が逐次更新され、結果的に、フィルタ出力Ｙが基準信号Ｙｒｅｆに一致するようにノッチフィルタの幅と深さが逐次更新される。適応するパラメータをＦＩＲフィルタまたはＩＩＲフィルタの係数そのものとするのではなく、ノッチフィルタの幅ζ２およびノッチフィルタの深さζ１とし、基準信号Ｙｒｅｆを適応基準ｙｒｅｆに置き換えることにより、周波数を固定とした適応が可能になる。
【００２１】
本発明が特許文献１と異なる部分は、特許文献１のＦＩＲフィルタに相当するフィルタが、通常のフィルタではなくノッチ周波数を固定として幅と深さが適応する固定周波数適応ノッチフィルタになっていることと、ノッチ周波数決定部１１、適応入力演算部１４および適応基準演算部１５を備えた部分である。特許文献１で適応するのはＦＩＲフィルタの係数であるため、振動信号の周波数に適応するのに対し、本発明ではノッチ周波数決定部が決定した値から変化しない。また、本発明が特許文献２と異なる部分は、特許文献２のノッチフィルタが幅と深さを固定としてノッチ周波数を適応させるのに対し、本発明ではノッチ周波数を固定として幅と深さが適応する固定周波数適応ノッチフィルタになっていることと、方向フィルタを必要としないことと、ノッチ周波数決定部１１、適応入力演算部１４および適応基準演算部１５を備えた部分である。
【実施例２】
【００２２】
図２は第２実施例の構成を示す図である。本実施例では、本発明の適応ノッチフィルタを電動機の速度制御装置の振動抑制フィルタとして用いた場合の例を示す。２１は振動信号生成部であり、検出器によって得られた電動機の速度フィードバックから振動信号を取り出す。振動信号を取り出す方法は、例えば速度フィードバックにハイパスフィルタやバンドパスフィルタを適用し振動成分のみを残す方法や、速度フィードバックにフーリエ変換を適用し最もスペクトルの大きい周波数成分の正弦波を生成する方法などが考えられる。２２は基準信号生成部であり、制御帯域を透過させるために低周波成分を多く含む信号を出力する。基準信号の生成方法は、例えば白色ノイズにローパスフィルタを適用したものを基準信号とする方法や、複数の周波数の正弦波の和にローパスフィルタを適用したものを基準信号とする方法が考えられ、ローパスフィルタの時定数は制御帯域または速度ループゲインの関数として与える方法が考えられる。その他の演算内容は実施例１と同様のため説明を省略する。
【実施例３】
【００２３】
図３は第３実施例の構成を示す図である。本実施例では、本発明の適応ノッチフィルタを一般の状態量制御装置の振動抑制フィルタとして用いた場合の例を示す。３４は状態量を制御したい制御対象であり、３１は制御対象３４の状態量指令値を与える指令器である。制御器３２は指令器３１から受取った指令とフィードバック信号として受取った制御対象３４の状態量から操作量を算出する。３３は状態量の振動を抑制するためのノッチフィルタで、制御器３２が状態量フィードバックを受取って操作量が制御対象に入力されるまでの演算のいずれの位置に設置してもよい。本実施例では、制御対象の目的の動作時ではなく目的の動作を行う前の調整時に適応フィルタを使用して第１のノッチフィルタの係数を調整する場合の例を示す。この場合、指令は目的の動作のための指令ではなく、調整のために最適な指令を、使用状況に応じた可動範囲や最大操作量等の制約の範囲内で任意に与えることができる。基準信号は指令器３１の出力する指令を用い、振動信号は、状態量フィードバックにハイパスフィルタやバンドパスフィルタを適用したものを用いれば基準信号と振動信号の比率を適切に設定できる。調整時には第１のノッチフィルタを停止し、これらの基準信号と振動信号を用いて一定時間適応演算を実行した後、第１のノッチフィルタの幅、深さを適応により得られたものに書き換える。ノッチ周波数はノッチ周波数決定部が決定した値とする。その他の演算内容は実施例１と同様のため説明を省略する。
【実施例４】
【００２４】
本実施例では、ノッチ周波数と深さを固定値とし、幅のみを適応させる場合の例を示す。数２を以下のように変形する。
【００２５】
【数１２】
0004569514.tif 000013
このようにおくと、
【００２６】
【数１３】
0004569514.tif 000014
と書き直せる。この式を用いて適応則により
0004569514.tif 000015
を求める。適応基準は
【００２７】
【数１４】
0004569514.tif 000016
である。
本適応フィルタでは、まず、フィルタ入力とフィルタ出力の信号から、数１２により適応入力ξを算出する。適応係数が幅または深さのどちらか１つの場合、適応入力はベクトルではなくスカラーになる。次に、適応出力の基準値ｙｒｅｆを式（１４）より算出する。これらを用いて、以下の逐次型適応則による適応計算を順に行うと、ｙが適応基準ｙｒｅｆに一致するようにノッチフィルタの幅の推定値ζ２が逐次更新される。
【００２８】
【数１５】
0004569514.tif 000017
ただし、
0004569514.tif 000018
は計算の途中で用いる中間変数で、逐次更新されている。初期値は以下で与えられる。
【００２９】
【数１６】
0004569514.tif 000019
ただし、γは適応の速さを設定するスカラー量のパラメータで、例えγ＝１×１０−７とすればよい。
【実施例５】
【００３０】
本実施例では、ノッチ周波数と幅を固定値とし、深さのみを適応させる場合の例を示す。式（２）を以下のように変形する。
【００３１】
【数１７】
0004569514.tif 000020
このようにおくと、
【００３２】
【数１８】
0004569514.tif 000021
と書き直せる。この式を用いて適応則によりζ１を求める。適応基準は
【００３３】
【数１９】
0004569514.tif 000022
である。
本適応フィルタでは、まず、フィルタ入力とフィルタ出力の信号から、式（１７）により適応入力ξを算出する。次に、適応出力の基準値ｙｒｅｆを式（１９）により算出する。これらを用いて、以下の逐次型適応則による適応計算を順に行うと、ｙが適応基準ｙｒｅｆに一致するようにノッチフィルタの幅の推定値ζ１が逐次更新される。
【００３４】
【数２０】
0004569514.tif 000023
ただし、Γ（ｋ）は計算の途中で用いる中間変数で、逐次更新されている。初期値は以下で与えられる。
【００３５】
【数２１】
0004569514.tif 000024
ただし、γは適応の速さを設定するスカラー量のパラメータで、例えばγ＝１×１０−７とすればよい。
【実施例６】
【００３６】
前述の実施例１から５では、ノッチフィルタを双一次変換により離散化しているため、双一次変換の離散化誤差により実際のノッチ周波数とずれる。ノッチフィルタと前記適応入力演算部と前記適応基準演算部で用いるノッチ周波数を、以下の式により補正することにより正確にノッチフィルタを適用できる。
【００３７】
【数２２】
0004569514.tif 000025
【００３８】
式（３）のノッチフィルタ演算式、式（５）（１２）（１７）の適応入力演算式、式（８）、（１４）（１９）の適応基準演算式で、ωの代わりに補正後のω’を用いれば正確にノッチ周波数設定値どおりのノッチフィルタとなる。その他の演算内容は実施例１から５と同じなので省略する。
【００３９】
このように、ノッチ周波数を固定とし、幅と深さを適応させるフィルタ係数設定手段を設けているので、複数の共振点がある場合でも指定した通りの振動成分にノッチフィルタを適用でき、複数のノッチフィルタを適用することもでき、さらに物理的な意味のある係数を適応により求めることができるので手動調整との併用が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施例を示す適応ノッチフィルタのブロック図
【図２】本発明の第２実施例を示す電動機速度制御装置の振動抑制フィルタの動作を示す断面図
【図３】本発明の第３実施例を示す状態量制御装置の振動抑制フィルタの動作を示す断面図
【図４】離散時間系でのＩＩＲ型ノッチフィルタのブロック図
【図５】従来の背景技術１の電動機の速度制御装置に用いられた適応フィルタのブロック図
【図６】従来の背景技術２の電動機の速度制御装置に用いられた適応フィルタのブロック図
【符号の説明】
【００４１】
１１  ノッチ周波数決定部
１２  ノッチフィルタ
１３  フィルタ係数設定部
１４  適応入力演算部
１５  適応基準演算部
２１  振動信号生成部
２２  基準信号生成部
３１  指令器
３２  制御器
３３  第１のノッチフィルタ
３４  制御対象
３５  検出器
５１  ハイパスフィルタ
５２  ＦＩＲフィルタ
５３  フィルタ係数設定部
５４  適応フィルタ
６１  ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタ
６２  方向フィルタ
６３  ＩＩＲ型ノッチフィルタ
６４  フィルタ係数設定部
６５  ノッチフィルタ周波数適応部
６６  ＩＩＲフィルタ係数換算部
【図１】
0004569514.tif 000032
【図２】
0004569514.tif 000033
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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