【手続補正書】
【提出日】平成19年1月25日(2007.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度指令とモータの検出速度が一致するよう第１のトルク指令を生成する速度制御手段と、前記第１のトルク指令もしくは前記第１のトルク指令を1つ以上のフィルタを通した結果である第２のトルク指令に応じて前記モータを駆動するトルク制御手段とを有するモータ制御装置の制御パラメータを算出する方法であって、
前記第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、
前記負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと、
複数の前記設定パターンから順次一の設定パターンを選択しながら、０以上の所定値である位相余裕α［ｄｅｇ］を用いて、選択された設定パターン毎にノッチフィルタの周波数特性を前記負荷周波数特性に加えて制御対象周波数特性を得るステップと、
設定パターン毎に、前記制御対象周波数特性の位相が−１８０＋α［ｄｅｇ］以下になる周波数領域における前記制御対象周波数特性のゲインの最大値に基づいて、前記速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数を算出するステップと、
設定パターン毎に、前記算出した速度応答周波数を、関連する設定パターンに対応づけるステップと、
設定パターン毎に算出された複数の速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップと
を含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項２】
速度指令とモータの検出速度が一致するよう第１のトルク指令を生成する速度制御手段と、前記第１のトルク指令もしくは前記第１のトルク指令を１つ以上のフィルタを通した結果である第２のトルク指令に応じて前記モータを駆動するトルク制御手段とを有するモータ制御装置の制御パラメータを算出する方法であって、
前記第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、
前記負荷周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性である閉ループ周波数特性から、前記閉ループ周波数特性のゲインが負の所定値となる最も低い周波数ωをカットオフ周波数とする一次遅れ要素の周波数特性と、前記負荷周波数特性の反共振周波数および反共振周波数における深さに応じた周波数特性である反共振周波数特性とを減じるステップと、
前記減じられた閉ループ周波数特性のゲイン最大値が所定値以下になる、前記速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数を１つ以上算出するステップと、
算出された１つ以上の速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップとを含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項３】
速度指令とモータの検出速度が一致するよう第１のトルク指令を生成する速度制御手段と、前記第１のトルク指令もしくは前記第１のトルク指令を１つ以上のフィルタを通した結果である第２のトルク指令に応じて前記モータを駆動するトルク制御手段とを有するモータ制御装置の制御パラメータを算出する方法であって、
前記第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、
前記負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと
複数の前記設定パターンから順次一の設定パターンを選択し、選択した設定パターンに応じたノッチフィルタの周波数特性を前記負荷周波数特性に加えて得られる制御対象周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性に基づいて前記速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数を算出するステップと、
前記算出した速度応答周波数を、選択した設定パターンに関連づけるステップと、
設定パターン毎に算出された速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップとを含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項４】
速度指令とモータの検出速度が一致するよう第１のトルク指令を生成する速度制御手段と、前記第１のトルク指令もしくは前記第１のトルク指令を１つ以上のフィルタを通した結果である第２のトルク指令に応じて前記モータを駆動するトルク制御手段とを有するモータ制御装置の制御パラメータを算出する方法であって、
前記第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、
前記負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと
複数の前記設定パターンの中から順次一の設定パターンを選択しながら、選択された設定パターンに応じたノッチフィルタの周波数特性を前記負荷周波数特性に加えて算出される制御対象周波数特性と、前記制御対象周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性である閉ループ周波数特性とに基づいて速度応答周波数を算出するステップと、
設定パターン毎に、前記算出された速度応答周波数を、関連する設定パターンに対応づけるステップと、
各設定パターンに対して算出された速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップとを含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項５】
速度指令とモータの検出速度が一致するよう第１のトルク指令を生成する速度制御手段と、前記第１のトルク指令もしくは前記第１のトルク指令を１つ以上のフィルタを通した結果である第２のトルク指令に応じて前記モータを駆動するトルク制御手段とを有するモータ制御装置の制御パラメータを算出する方法であって、
前記第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、
前記負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと
複数の前記設定パターンの中から一の設定パターンを順次選択しながら、選択された設定パターンに応じたノッチフィルタの周波数特性を前記負荷周波数特性に加えて制御対象周波数特性を算出するステップと、
選択された設定パターン毎に、０以上の値である位相余裕α［ｄｅｇ］を用いて前記制御対象周波数特性の位相が−１８０＋α［ｄｅｇ］以下になる周波数領域での最大ゲインに基づいて前記速度制御手段の制御パラメータである第１の速度応答周波数を算出するステップと、
選択された設定パターン毎に、前記第１の速度応答周波数以下の領域において、前記制御対象周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性である閉ループ周波数特性から、前記閉ループ周波数特性のゲインが負の所定値になる最も低い周波数をカットオフ周波数とする一次遅れ要素の周波数特性と、前記負荷周波数特性の反共振周波数および反共振周波数における深さに応じた周波数特性である反共振周波数特性とを減じるステップと、
選択された設定パターン毎に、前記減じられた閉ループ周波数特性のゲイン最大値が所定値以下となる速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を前記速度制御手段の制御パラメータである第２の速度応答周波数として算出するステップと、
選択された設定パターン毎に、前記第２の速度応答周波数を、関連する設定パターンに対応づけるステップと、
設定パターン毎に算出された第２の速度応答周波数の中から最大の速度応答周波数を求めるステップとを含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項６】
負荷周波数特性のＮ個の反共振周波数をωｚｎ（ｎ＝１、２、…Ｎ）とし、粘性係数をｄｚn（ｎ＝１、２、…Ｎ）とするとき、前記反共振周波数特性は次式で表される伝達関数に基づく周波数特性である、ことを特徴とする請求項２または請求項５に記載のモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【数１】
2005245051.tif 000001
【請求項７】
速度指令とモータの検出速度が一致するよう第１のトルク指令を生成する速度制御手段と、前記第１のトルク指令に１次のローパスフィルタを含む１つ以上のフィルタ処理を行うフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力である第２のトルク指令に応じて前記モータを駆動するトルク制御手段とを有するモータ制御装置の制御パラメータを算出する方法であって、
前記速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数の４倍以上の周波数を持ち、かつ検出速度の最小分解能分の変化に対する前記第２のトルク指令の変化が所定値以下となる、前記フィルタ手段のローパスフィルタのカットオフ周波数を算出するステップと、
前記算出した速度応答周波数に対応する、前記フィルタ手段のローパスフィルタのカットオフ周波数を算出するステップと、
前記算出したカットオフ周波数を出力するステップとを含む
ことを特徴とするモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項８】
最終的に算出した速度応答周波数を表示手段に表示するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項９】
最終的に算出した速度応答周波数に関連する設定パターンを表示手段に表示するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１、３、４または５記載のモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項１０】
最終的に算出したカットオフ周波数を表示手段に出力することを特徴とする請求項７記載のモータ制御装置の制御パラメータ算出方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のプログラムを記録した記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】モータ制御装置の制御パラメータ算出方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、安定で応答が滑らかでかつ制御応答性の高いモータ制御を実現するために好適な制御パラメータを高速に算出可能とする制御パラメータの算出方法を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の第１の態様において、制御パラメータ算出方法は、第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性を得るステップと、負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと、複数の設定パターンから順次一の設定パターンを選択しながら、０以上の所定値である位相余裕α［ｄｅｇ］を用いて、選択された設定パターン毎にノッチフィルタの周波数特性を前記負荷周波数特性に加えて制御対象周波数特性を得るステップと、設定パターン毎に、制御対象周波数特性の位相が−１８０＋α［ｄｅｇ］以下になる周波数領域における制御対象周波数特性のゲインの最大値に基づいて、速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数を算出するステップと、設定パターン毎に、算出した速度応答周波数を、関連する設定パターンに対応づけるステップと、設定パターン毎に算出された複数の速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップとを含む。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の第２の態様において、制御パラメータ算出方法は、第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、負荷周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性である閉ループ周波数特性から、閉ループ周波数特性のゲインが負の所定値となる最も低い周波数ωをカットオフ周波数とする一次遅れ要素の周波数特性と、負荷周波数特性の反共振周波数および反共振周波数における深さに応じた周波数特性である反共振周波数特性とを減じるステップと、その減じられた閉ループ周波数特性のゲイン最大値が所定値以下になる、速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数を１つ以上算出するステップと、算出された１つ以上の速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップとを含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の第３の態様において、制御パラメータ算出方法は、第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと、複数の前記設定パターンから順次一の設定パターンを選択し、選択した設定パターンに応じたノッチフィルタの周波数特性を負荷周波数特性に加えて得られる制御対象周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性に基づいて速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数を算出するステップと、算出した速度応答周波数を、選択した設定パターンに関連づけるステップと、設定パターン毎に算出された速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップとを含む。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明の第４の態様において、制御パラメータ算出方法は、第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと、複数の設定パターンの中から順次一の設定パターンを選択しながら、選択された設定パターンに応じたノッチフィルタの周波数特性を前記負荷周波数特性に加えて算出される制御対象周波数特性と、制御対象周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性である閉ループ周波数特性とに基づいて速度応答周波数を算出するステップと、設定パターン毎に、算出された速度応答周波数を、関連する設定パターンに対応づけるステップと、各設定パターンに対して算出された速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を求めるステップとを含む。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の第５の態様において、制御パラメータ算出方法は、第１のトルク指令入力点もしくは前記第２のトルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を得るステップと、負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出するステップと、複数の前記設定パターンの中から一の設定パターンを順次選択しながら、選択された設定パターンに応じたノッチフィルタの周波数特性を前記負荷周波数特性に加えて制御対象周波数特性を算出するステップと、選択された設定パターン毎に、０以上の値である位相余裕α［ｄｅｇ］を用いて制御対象周波数特性の位相が−１８０＋α［ｄｅｇ］以下になる周波数領域での最大ゲインに基づいて速度制御手段の制御パラメータである第１の速度応答周波数を算出するステップと、選択された設定パターン毎に、第１の速度応答周波数以下の領域において、制御対象周波数特性を用いて算出される速度閉ループまたは位置閉ループの周波数特性である閉ループ周波数特性から、閉ループ周波数特性のゲインが負の所定値になる最も低い周波数をカットオフ周波数とする一次遅れ要素の周波数特性と、負荷周波数特性の反共振周波数および反共振周波数における深さに応じた周波数特性である反共振周波数特性とを減じるステップと、選択された設定パターン毎に、減じられた閉ループ周波数特性のゲイン最大値が所定値以下となる速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数を前記速度制御手段の制御パラメータである第２の速度応答周波数として算出するステップと、選択された設定パターン毎に、第２の速度応答周波数を、関連する設定パターンに対応づけるステップと、設定パターン毎に算出された第２の速度応答周波数の中から最大の速度応答周波数を求めるステップとを含む。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
上記第２または第５の態様において、負荷周波数特性のＮ個の反共振周波数をωｚｎ（ｎ＝１、２、…Ｎ）とし、粘性係数をｄｚn（ｎ＝１、２、…Ｎ）とするとき、反共振周波数特性は次式で表される伝達関数に基づく周波数特性であってもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、本発明に係る別の制御パラメータ算出方法は、速度指令とモータの検出速度が一致するよう第１のトルク指令を生成する速度制御手段と、第１のトルク指令に１次のローパスフィルタを含む１つ以上のフィルタ処理を行うフィルタ手段と、フィルタ手段の出力である第２のトルク指令に応じてモータを駆動するトルク制御手段とを有するモータ制御装置の制御パラメータを算出する方法である。その別の制御パラメータ算出方法は、速度制御手段の制御パラメータである速度応答周波数の４倍以上の周波数を持ち、かつ検出速度の最小分解能分の変化に対する第２のトルク指令の変化が所定値以下となる、フィルタ手段のローパスフィルタのカットオフ周波数を算出するステップと、算出した速度応答周波数に対応する、フィルタ手段のローパスフィルタのカットオフ周波数を算出するステップと、算出したカットオフ周波数を出力するステップとを含む。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
本発明によれば、トルク指令入力点からモータ速度出力点までの周波数特性である負荷周波数特性を用い、負荷周波数特性の共振周波数に応じたノッチフィルタの設定パターンを複数算出し、複数の設定パターンから順次選択し、位相余裕α［ｄｅｇ］を用いて、選択された設定パターンに応じたノッチフィルタの周波数特性を負荷周波数特性に加えて得られる周波数特性の位相が−１８０＋α［ｄｅｇ］（αは０以上の値）以下になる周波数領域での最大ゲインに基づいて、速度制御器の制御パラメータである速度応答周波数を算出して選択された設定パターンに対応づけ、算出された速度応答周波数のうち最大となる速度応答周波数およびその速度応答周波数に対応づけられた設定パターンを算出する。これにより、共振特性のある制御対象に対し、発振をさせず、かつ応答性の高い速度応答周波数および共振抑制のノッチフィルタの算出ができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
モータ駆動装置５は、速度算出器６、位置制御器７、速度制御器８、スイッチ９、トルク制御器１１及び周波数特性測定用トルク指令作成器１２を備える。速度算出器６は位置検出器３の出力である回転子位置θｍを入力し、モータ１の速度ｖｍを算出し出力する。