(57)【要約】【課題】一定期間、予め設定されたトルクを出力させて、モータを目標停止位置に停止させることができるモータ制御装置及びモータ制御方法を提供する。【解決手段】モータ制御装置１０は、トルク指令に基づいて、モータＭを駆動する電流を出力する電力変換部１２と、モータＭの速度指令とモータＭのモータ速度との偏差に基づいて、トルク指令を生成する速度制御部１４と、モータＭの速度制御中に、モータＭのモータ位置を検出する位置検出器ＰＧの１回転当たりの基準位置を最初に検出した後、モータＭを位置制御する定位置停止制御部２０とを備える。【選択図】図１
2012191675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク指令に基づいて、モータを駆動する電流を出力する電力変換部と、
前記モータの速度指令と該モータのモータ速度との偏差に基づいて、前記トルク指令を生成する速度制御部と、
前記モータの速度制御中に、前記モータのモータ位置を検出する位置検出器の１回転当たりの基準位置を最初に検出した後、予め設定されたトルクＴを出力させるために加速度指令を算出し、該加速度指令に基づいて前記トルク指令に加算されるトルクフィードフォワード指令を生成すると共に、前記加速度指令に基づいて最初に検出した前記基準位置から前記モータの目標停止位置までの位置指令を生成し、該位置指令と前記モータ位置との偏差に基づいて前記速度指令を生成し、前記モータを位置制御する定位置停止制御部とを備えるモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、前記速度制御部における速度指令が、少なくとも第１〜第３の速度指令のうちいずれか１つの速度指令であって、前記第１の速度指令は前記定位置停止制御部が生成する速度指令、前記第２の速度指令は上位制御装置からの速度指令、前記第３の速度指令は予め決定された速度指令であり、
前記速度制御部が前記第２の速度指令に従って前記モータを速度制御している状態にて前記目標停止位置への停止開始指令が入力された後、前記第２の速度指令に代えて前記第３の速度指令に従って前記モータを速度制御し、
前記基準位置を最初に検出した後、前記定位置停止制御部が前記第１の速度指令及び前記トルクフィードフォワード指令を用いて前記モータを位置制御するモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のモータ制御装置において、前記予め決定された速度指令は、前記基準位置を検出することが可能な速度指令であるモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２記載のモータ制御装置において、前記予め決定された速度指令は、前記基準位置を検出することが可能な実質的な最大速度指令であり、
前記トルクＴは、前記モータの実質的な最大トルクであるモータ制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記トルクＴ及び前記モータの慣性モーメントを含む制御対象の慣性モーメントに基づいて前記加速度指令を算出し、該加速度指令に基づいて、前記トルクフィードフォワード指令を生成するモータ制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記加速度指令を２階積分して前記位置指令を生成するモータ制御装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載のモータ制御装置において、前記基準位置を最初に検出するタイミングＴｍ１から前記モータが前記目標停止位置に停止するタイミングＴｍ３までの期間が、前記タイミングＴｍ１から前記モータが前記トルクＴを出力するタイミングＴｍ２までの第１の期間と、該タイミングＴｍ２からから前記タイミングＴｍ３までの第２の期間とからなり、
前記定位置停止制御部は、前記第１の期間の長さを、前記目標停止位置、前記第３の速度指令、及び前記トルクＴに基づいて算出し、
前記第２の期間の長さを、前記慣性モーメント、前記第３の速度指令、及び前記トルクＴに基づいて算出するモータ制御装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部を更に備えたモータ制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記加速度指令を１階積分して速度フィードフォワード指令を生成し、
前記定位置停止制御部によって生成された前記速度フィードフォワード指令が少なくとも前記速度指令に加算されるモータ制御装置。
【請求項１０】
モータを停止するための停止開始指令が入力されると、前記モータのモータ速度が該モータの位置を検出する位置検出器の基準位置を検出することが可能な検出可能速度となるように、前記モータを速度制御する第１のステップと、
前記検出可能速度と前記モータ速度との偏差が予め決められた値よりも小さくなった後、最初に前記基準位置を検出すると、前記モータが予め設定された目標停止位置にて停止するように、前記モータを位置制御する第２のステップとを含み、
前記第２のステップでは、一定期間、前記モータに予め設定されたトルクを出力させるモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、定位置停止制御を行うための定位置停止制御装置が記載されている。この定位置停止制御装置は、入力された速度指令に応じて現在速度をフィードバック制御する速度制御部と、目標位置と現在位置間の位置偏差の平方根に比例した定位置停止速度指令を出力する定位置停止速度指令演算部と、現在速度と現在位置とに応じて出力を予め設定されている定位置停止開始速度指令又は定位置停止速度指令演算部から入力された指令に切り換える定位置停止速度指令切り換え部と、速度制御時には外部からの速度指令を速度制御部に与え、定位置停止制御時には定位置停止速度指令切り換え部の出力を速度指令として速度制御部に与える速度指令切り換え手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９５１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の定位置停止制御装置においては、位置偏差の平方根に比例した定位置停止速度指令を発生する定位置停止速度指令演算部を使用することにより、簡単な処理又は構成で、定位置停止制御装置の能力範囲内の加速度による等加速度運動、即ち、一定のトルクで定位置停止制御を行うことができる。ここで、このトルクは、ユーザが任意に設定するトルクとは異なる。
本発明は、一定期間、予め設定されたトルクを出力させて、モータを目標停止位置に停止させることができるモータ制御装置及びモータ制御方法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】
【０００５】
前記目的に沿う第１の発明に係るモータ制御装置は、トルク指令に基づいて、モータを駆動する電流を出力する電力変換部と、
前記モータの速度指令と該モータのモータ速度との偏差に基づいて、前記トルク指令を生成する速度制御部と、
前記モータの速度制御中に、前記モータのモータ位置を検出する位置検出器の１回転当たりの基準位置を最初に検出した後、予め設定されたトルクＴを出力させるために加速度指令を算出し、該加速度指令に基づいて前記トルク指令に加算されるトルクフィードフォワード指令を生成すると共に、前記加速度指令に基づいて最初に検出した前記基準位置から前記モータの目標停止位置までの位置指令を生成し、該位置指令と前記モータ位置との偏差に基づいて前記速度指令を生成し、前記モータを位置制御する定位置停止制御部とを備える。
【０００６】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記速度制御部における速度指令が、少なくとも第１〜第３の速度指令のうちいずれか１つの速度指令であって、前記第１の速度指令は前記定位置停止制御部が生成する速度指令、前記第２の速度指令は上位制御装置からの速度指令、前記第３の速度指令は予め決定された速度指令であり、
前記速度制御部が前記第２の速度指令に従って前記モータを速度制御している状態にて前記目標停止位置への停止開始指令が入力された後、前記第２の速度指令に代えて前記第３の速度指令に従って前記モータを速度制御し、
前記基準位置を最初に検出した後、前記定位置停止制御部が前記第１の速度指令及び前記トルクフィードフォワード指令を用いて前記モータを位置制御することができる。
【０００７】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記予め決定された速度指令は、前記基準位置を検出することが可能な速度指令とすることができる。
【０００８】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記予め決定された速度指令は、前記基準位置を検出することが可能な実質的な最大速度指令であり、
前記トルクＴは、前記モータの実質的な最大トルクであるのが好ましい。
【０００９】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記トルクＴ及び前記モータの慣性モーメントを含む制御対象の慣性モーメントに基づいて前記加速度指令を算出し、該加速度指令に基づいて、前記トルクフィードフォワード指令を生成することができる。
【００１０】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記加速度指令を２階積分して前記位置指令を生成することができる。
【００１１】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記基準位置を最初に検出するタイミングＴｍ１から前記モータが前記目標停止位置に停止するタイミングＴｍ３までの期間が、前記タイミングＴｍ１から前記モータが前記トルクＴを出力するタイミングＴｍ２までの第１の期間と、該タイミングＴｍ２からから前記タイミングＴｍ３までの第２の期間とからなり、
前記定位置停止制御部は、前記第１の期間の長さを、前記目標停止位置、前記第３の速度指令、及び前記トルクＴに基づいて算出し、
前記第２の期間の長さを、前記慣性モーメント、前記第３の速度指令、及び前記トルクＴに基づいて算出することができる。
【００１２】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部を更に備えてもよい。
【００１３】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記加速度指令を１階積分して速度フィードフォワード指令を生成し、
前記定位置停止制御部によって生成された前記速度フィードフォワード指令が少なくとも前記速度指令に加算されてもよい。
【００１４】
前記目的に沿う第２の発明に係るモータ制御方法は、モータを停止するための停止開始指令が入力されると、前記モータのモータ速度が該モータの位置を検出する位置検出器の基準位置を検出することが可能な検出可能速度となるように、前記モータを速度制御する第１のステップと、
前記検出可能速度と前記モータ速度との偏差が予め決められた値よりも小さくなった後、最初に前記基準位置を検出すると、前記モータが予め設定された目標停止位置にて停止するように、前記モータを位置制御する第２のステップとを含み、
前記第２のステップでは、一定期間、前記モータに予め設定されたトルクを出力させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るモータ制御装置及びモータ制御方法によれば、一定期間、予め設定されたトルクを出力させて、モータを目標停止位置に停止させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るモータ制御装置の機能ブロック図である。
【図２】同モータ制御装置の位置制御を行う際の制御ブロック図である。
【図３】同モータ制御装置により制御されるモータの速度−時間線図である。
【図４】同モータ制御装置のトルクフィードフォワード指令、速度フィードフォワード指令及び位置指令の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るモータ制御装置１０は、電力変換部１２、速度制御部１４、定位置停止制御部２０、及び慣性モーメント同定部２２を備え、位置検出器ＰＧが取り付けられたモータＭを制御することができる。このモータＭ及び位置検出器ＰＧは、例えば、サーボモータであり、工作機の主軸を駆動するために用いられる。
【００１９】
電力変換部１２は、トルク指令Ｔｒｅｆに基づいて、モータＭを駆動する電流を出力することができる。
【００２０】
速度制御部１４は、モータの速度指令Ｖｒｅｆ、モータＭの位置（モータ位置）Ｐｆｂ、並びに定位置停止制御部２０が生成した速度フィードフォワード指令Ｖｆｆ及びトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆに基づいて、トルク指令Ｔｒｅｆを生成することができる。
詳細には、速度制御部１４は、図２に示すように、速度指令Ｖｒｅｆとモータ位置（位置フィードバック）Ｐｆｂを微分したモータＭの速度（モータ速度）Ｖｆｂとの偏差に速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを加算した値Ｅｖを求める。速度制御部１４は、求めた値Ｅｖを積分時定数Ｔｉの積分器３０を用いて積分し、速度Ｖａを求める。速度制御部１４は、速度Ｖａとモータ速度（速度フィードバック）Ｖｆｂとの偏差に速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを加算した値Ｅｖａを求め、求めた値Ｅｖａに速度ループゲインＫｖを乗じ、ローパスフィルタ３２を用いて高周波成分を除去する。更に、速度制御部１４は、ローパスフィルタ３２の出力にトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆを加算したトルクＴａに対し、トルクリミッタ３４を用いてリミットをかけ、トルク指令Ｔｒｅｆを生成する。
【００２１】
定位置停止制御部２０は、１）それぞれユーザによって予め設定された、トルクＴ及び目標停止位置Ｐｏｓ、並びに位置検出器ＰＧの１回転当たりの基準位置（Ｃ相信号Ｄｃ）を検出することが可能な速度指令Ｖｃ、２）モータＭのロータの慣性モーメントを含む制御対象の慣性モーメントＪ、３）モータ速度Ｖｆｂ、４）モータ位置Ｐｆｂ、及び５）Ｃ相信号Ｄｃに基づいて、１）速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆ、２）トルクフィードフォワード指令Ｔｆｆ、及び３）速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを生成することができる。
トルクＴ及び目標停止位置Ｐｏｓは、記憶部４０ａに記憶され、速度指令Ｖｃは、記憶部４０ｂに記憶されている。
【００２２】
なお、ユーザが設定するトルクＴは、モータＭの最大トルクＴｍａｘとすることができる。ただし、ここに言う「最大トルクＴｍａｘ」とは、厳密な意味での最大トルクではない。即ち、「最大トルク」とは、誤差が許容され、「実質的な最大トルク」という意味である（以下、同様）。また、速度指令Ｖｃは、Ｃ相信号Ｄｃを検出することが可能な最大速度とすることができる。ただし、ここに言う「最大速度」とは、厳密な意味での最大速度ではない。即ち、「最大速度」とは、誤差が許容され、「実質的な最大速度」という意味である（以下、同様）。
【００２３】
詳細には、定位置停止制御部２０は、図２に示すように、Ｃ相信号Ｄｃが入力されるとモータ速度Ｖｆｂに基づいて加速度指令Ａｒｅｆを算出する加速度指令算出部４２を有している。定位置停止制御部２０は、加速度指令算出部４２が算出した加速度指令Ａｒｅｆに慣性モーメントＪを乗じてトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆを生成する。また、定位置停止制御部２０は、加速度指令Ａｒｅｆを積分して速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを生成する。更に、定位置停止制御部２０は、生成した速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを積分して位置指令Ｐｒｅｆを生成し、位置指令Ｐｒｅｆとモータ位置Ｐｆｂとの偏差に位置ループゲインＫｐを乗じて、速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆを生成する。
【００２４】
慣性モーメント同定部２２は、前述のモータＭのロータの慣性モーメントを含む制御対象の慣性モーメントＪを同定することができる。慣性モーメント同定部２２は、停止開始信号（停止開始指令）ＤＩｓが入力されると、例えば、次式で示すように、トルク指令Ｔｒｅｆ及びモータ速度Ｖｆｂに基づいて、慣性モーメントＪを同定することができる。
【００２５】
Ｊ  ＝  Ｔｒｅｆ／（ｓ・Ｖｆｂ）  ・・・式（１）
ただし、ｓはラプラス演算子である。
【００２６】
なお、慣性モーメントＪが予め分かっている場合には、慣性モーメント同定部２２を設けなくてもよい。
【００２７】
モータ制御装置１０は、図１に示すように、更に、切替器４６ａ及び接続器４６ｂを備えている。
切替器４６ａは、速度制御部１４に入力される速度指令Ｖｒｅｆを、少なくとも、１）定位置停止制御部２０が生成する速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆ、２）図示しない上位制御装置（例えば、プログラマブルロジックコントローラ）からの速度指令Ｅ−Ｖｒｅｆ、及び３）位置検出器ＰＧの１回転当たりの基準位置（Ｃ相信号Ｄｃ）を検出することが可能な速度指令Ｖｃのうち、何れか１つを速度指令Ｖｒｅｆに切替えることができる。ここで、速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆは、第１の速度指令の一例である。速度指令Ｅ−Ｖｒｅｆは、第２の速度指令の一例である。速度指令Ｖｃは、第３の速度指令の一例である。
切替器４６ａは、停止開始信号ＤＩｓが入力された場合には、図１に示す接点を接点ａから接点ｂへと切り替えることにより、速度指令Ｖｒｅｆを、速度指令Ｅ−Ｖｒｅｆから速度指令Ｖｃへと切り替えることができる。更に、切替器４６ａは、Ｃ相信号Ｄｃが入力された場合には、同図１に示す接点を接点ｂから接点ｃへと切り替えることにより、速度指令Ｖｒｅｆを、速度指令Ｖｃから速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆへと切り替えることができる。
【００２８】
接続器４６ｂは、Ｃ相信号Ｄｃが入力された場合に、接点ｄ及び接点ｆをそれぞれ接点ｅ及び接点ｇに接続し、定位置停止制御部２０が生成したトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆ及び速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを速度制御部１４に入力することができる。
【００２９】
次に、モータ制御装置１０の動作（モータ制御方法）について説明する。なお、下記動作は、モータ制御装置１０に搭載されたＣＰＵ（不図示）が実行するソフトウェアにより実現される。
まず、図３に示すように、モータＭが速度制御され、上位制御装置からの速度指令Ｅ−Ｖｒｅｆに追従するように動作している状態において、停止開始信号ＤＩｓが入力された場合の期間ｔａ〜ｔｄにおけるモータ制御装置１０の動作についてそれぞれ説明する。
【００３０】
（期間ｔａ）
期間ｔａは、停止開始信号ＤＩｓが入力されてから、モータ速度Ｖｆｂが位置検出器ＰＧの１回転当たりの基準位置（Ｃ相信号Ｄｃ）を検出することが可能な速度指令Ｖｃ（例えば、Ｃ相信号Ｄｃを検出することが可能な最大速度）に一致するまでの期間である。ここで、モータ速度Ｖｆｂが速度指令Ｖｃに一致するとは、厳密な一致を意味するものではなく、実質的に一致するという意味である（以下同様）。具体的には、モータ速度Ｖｆｂが予め決められた偏差内に収まればよい。この偏差は、例えば、速度指令Ｖｃの±５％である。
停止開始信号ＤＩｓが入力されると、切替器４６ａは、速度制御部１４の速度指令Ｖｒｅｆを、速度指令Ｅ−Ｖｒｅｆから速度指令Ｖｃへと（図１に示す接点ａから接点ｂへと）切り替える。その結果、モータＭは、減速を開始する。
一方で、慣性モーメント同定部２２は、慣性モーメントＪの同定演算を開始し、期間ｔａの間に、慣性モーメントＪを同定する。
【００３１】
（期間ｔｂ）
期間ｔｂは、モータ速度Ｖｆｂが速度指令Ｖｃに一致してから、位置検出器ＰＧの１回転当たりの基準位置（Ｃ相信号Ｄｃ）を最初に検出するまでの期間である。
期間ｔｂの間、モータ制御装置１０は、速度指令Ｖｒｅｆを速度指令ＶｃとしてモータＭを速度制御する。
モータＭは、期間ｔｂが終わるまで、速度制御される。
【００３２】
（期間ｔｃ）
期間ｔｃは、位置検出器ＰＧの１回転当たりの基準位置（Ｃ相信号Ｄｃ）を最初に検出してから（タイミングＴｍ１）、モータＭが予め設定されたトルクＴを出力するまで（タイミングＴｍ２）の期間（第１の期間）である。
Ｃ相信号Ｄｃが最初に検出されると、切替器４６ａは、速度制御部１４の速度指令Ｖｒｅｆを、速度指令Ｖｃから定位置停止制御部２０が生成した速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆへと（図１に示す接点ｂから接点ｃへと）切替える。また、Ｃ相信号Ｄｃが最初に検出されると、接続器４６ｂは、接点ｄ及び接点ｆをそれぞれ接点ｅ及び接点ｇに接続することによって、定位置停止制御部２０が生成したトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆ及び速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを速度制御部１４に入力する。
【００３３】
その結果、期間ｔｂから期間ｔｃに入ると、モータＭの制御は、速度制御から位置制御へと切り換えられる。
なお、速度制御から位置制御へ切り替わる際、速度フィードフォワード指令Ｖｆｆとモータ速度Ｖｆｂとの大きさが実質的に一致するように、速度フィードフォワード指令Ｖｆｆの初期値が決定される。例えば、速度フィードフォワード指令Ｖｆｆの初期値は、Ｖｃに設定される。また、位置指令Ｐｒｅｆとモータ位置Ｐｆｂとの大きさが実質的に一致するように、位置指令Ｐｒｅｆの初期値が決定される。例えば、位置指令Ｐｒｅｆの初期値は、Ｃ相信号Ｄｃが検出されるとモータＭの制御が位置制御に切り替わるため、０に設定される。また、速度制御部１４における積分器３０の積分値について、速度制御から位置制御へ切り替わる際のショック（モータ速度の不連続性）を低減するように、切り替え直前の積分値がクリアされる。従って、速度制御から位置制御へ切り替わる際のモータ速度の連続性が許容範囲内に維持される。
期間ｔｃの間、定位置停止制御部２０が生成する速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆに基づいて、モータＭは、モータ速度が速度指令Ｖｃと同じ速度を維持するように動作する。定位置停止制御部２０による速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆの生成方法については、後述する。
【００３４】
（期間ｔｄ）
期間ｔｄは、モータＭが予め設定されたトルクＴを出力してから（タイミングＴｍ２）、モータＭが目標停止位置Ｐｏｓ（予め設定された停止位置Ｐｏｓ）に停止するまで（タイミングＴｍ３）の期間（第２の期間）である。
期間ｔｄの間、定位置停止制御部２０が生成する速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆに基づいて、モータＭは予め設定されたトルクＴ（例えば、最大トルクＴｍａｘ）を出力する。定位置停止制御部２０による速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆの生成方法については、後述する。
期間ｔｄが経過した後は、モータＭが目標停止位置Ｐｏｓでの位置決めを維持するように、位置制御が継続される。
【００３５】
次に、期間ｔｃ及び期間ｔｄにおける、定位置停止制御部２０による速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆの生成方法について説明する。
定位置停止制御部２０の加速度指令算出部４２は、Ｃ相信号を検出した場合に、期間ｔｃ及び期間ｔｄの長さを算出し、算出した期間ｔｃ及び期間ｔｄそれぞれについて、加速度指令Ａｒｅｆを生成することができる。
まず、加速度指令算出部４２は、次式に基づき、期間ｔｃの長さを算出する。
【００３６】
ｔｃ  ＝  Ｐｏｓ／Ｖｃ  −  Ｊ・Ｖｃ／（２・Ｔ）  ・・・式（２）
ただし、Ｐｏｓ：目標停止位置（ｒａｄ）、Ｖｃ：位置検出器の１回転当たりの基準位置（Ｃ相信号Ｄｃ）を検出することが可能な速度指令（ｒａｄ／ｓ）、Ｊ：慣性モーメント（ｋｇｍ２）、Ｔ：予め設定されたモータのトルク（Ｎｍ）である。
【００３７】
なお、ｔｃ＜０となる場合は、目標停止位置Ｐｏｓに２πを加算したものを新たな目標停止位置Ｐｏｓとする。
【００３８】
次に、加速度指令算出部４２は、次式に基づき、期間ｔｄの長さを算出する。
【００３９】
ｔｄ  ＝  Ｊ・Ｖｃ／Ｔ  ・・・式（３）
【００４０】
更に、加速度指令算出部４２は、次式に基づき、算出した期間ｔｃ及び期間ｔｄ毎に、加速度指令Ａｒｅｆを算出する。
【００４１】
期間ｔｃ：Ａｒｅｆ  ＝  ０  ・・・式（４）
期間ｔｄ：Ａｒｅｆ  ＝  −Ｔ／Ｊ  ・・・式（５）
【００４２】
定位置停止制御部２０は、図４の実線で示すように、この加速度指令Ａｒｅｆに慣性モーメントＪを乗じてトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆを生成することができる。また、定位置停止制御部２０は、加速度指令Ａｒｅｆを積分して速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを生成し、生成した速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを積分して位置指令Ｐｒｅｆを生成することができる。
即ち、モータＭは、Ｃ相信号Ｄｃを検出してから目標停止位置Ｐｏｓまでの移動量（図３に示す斜線部）のうち、期間ｔｃについては、Ｃ相信号Ｄｃを検出した際の速度を維持して移動し、期間ｔｄについては、予め設定されたトルクＴを出力して目標停止位置Ｐｏｓまで移動する。
なお、同図４の各破線は、期間ｔａ及び期間ｔｂにおける、トルク指令Ｔｒｅｆ及びモータ速度Ｖｆｂを示している。
【００４３】
このように、定位置停止制御部２０は、モータＭの速度制御中に、モータ位置Ｐｆｂを検出する位置検出器ＰＧの１回転当たりの基準位置（Ｃ相信号Ｄｃ）を最初に検出した後、１）予め設定されたトルクＴを出力させるためにトルク指令Ｔｒｅｆに加算されるトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆを生成すると共に、２）トルクフィードフォワード指令Ｔｆｆに基づいて最初に検出した基準位置からモータＭの目標停止位置Ｐｏｓまでの位置指令Ｐｒｅｆを生成し、位置指令Ｐｒｅｆとモータ位置Ｐｆｂとの偏差に基づいて速度指令Ｐ−Ｖｒｅｆを生成し、モータＭを位置制御することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、予め設定されたトルクＴを出力させて、モータＭを目標停止位置Ｐｏｓに停止させることができる。
従って、例えば、ユーザが速度指令Ｖｃとして可能な限り大きい速度を、トルクＴとしてモータＭの最大トルクＴｍａｘをそれぞれ設定することで、これ以外の速度指令ＶｃやトルクＴが設定された場合に比べ、モータＭが目標停止位置Ｐｏｓに停止するまでに要する時間が短縮される。
【００４５】
なお、本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
前述の実施の形態においては、定位置停止制御部２０が生成した速度フィードフォワード指令Ｖｆｆが速度制御部１４に入力されていた。しかし、速度フィードフォワード指令Ｖｆｆは必ずしも速度制御部１４に入力されなくてもよい。
【００４６】
慣性モーメントＪの誤差による影響を補償するために、例えば、慣性モーメントＪを同定する過程で外乱オブザーバを使って、モータのトルクと速度の情報から外乱推定値を除去することも可能である。この補償を行なうことにより、更に適当なトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆ、速度フィードフォワード指令Ｖｆｆ、位置指令Ｐｒｅｆを生成することができる。
【００４７】
前述の実施の形態においては、停止開始信号ＤＩｓが入力されると、モータＭは速度指令Ｖｃに一致するように減速を開始した。しかし、停止開始信号ＤＩｓが入力された際、モータ速度Ｖｆｂが速度指令Ｖｃよりも小さい場合は、モータＭは速度指令Ｖｃに一致するように増速することもできる。
【００４８】
定位置停止制御部２０は、まず、位置指令Ｐｒｅｆを生成し、これを微分することによって、速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを生成し、生成した速度フィードフォワード指令Ｖｆｆを微分した後、慣性モーメントＪを乗じてトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆを生成しても良い。このように、定位置停止制御部２０が位置指令Ｐｒｅｆに基づいて速度フィードフォワード指令Ｖｆｆ及びトルクフィードフォワード指令Ｔｆｆを生成することによって、目標停止位置Ｐｏｓに対するモータ位置Ｐｆｂの位置誤差（位置ズレ）が低減される。
【００４９】
前述の実施の形態においては、定位置停止制御部２０における位置制御系及び速度制御部１４における速度制御系について、位置比例・速度積分比例制御系（Ｐ−ＩＰ制御）の構成を例に説明した。この制御系に代えて、例えば、位置比例・速度比例積分制御系（Ｐ−ＰＩ制御）、位置比例・速度比例制御系（Ｐ−Ｐ制御系）などの構成を用いても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１０：モータ制御装置、１２：電力変換部、１４：速度制御部、２０：定位置停止制御部、２２：慣性モーメント同定部、３０：積分器、３２：ローパスフィルタ、３４：トルクリミッタ、４０ａ：記憶部、４０ｂ：記憶部、４２：加速度指令算出部、４６ａ：切替器、４６ｂ：接続器
【図１】
2012191675.tif 000003
【図２】
2012191675.tif 000004
【図３】
2012191675.tif 000005
【図４】
2012191675.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月16日(2012.3.16)
【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】
トルク指令に基づいて、モータを駆動する電流を出力する電力変換部と、
前記モータの速度指令と該モータのモータ速度との偏差に基づいて、前記トルク指令を生成する速度制御部と、
前記モータの速度制御中に、前記モータのモータ位置を検出する位置検出器の１回転当たりの基準位置を最初に検出した後、予め設定されたトルクＴを出力させるために加速度指令を算出し、該加速度指令に基づいて前記トルク指令に加算されるトルクフィードフォワード指令を生成すると共に、前記加速度指令に基づいて最初に検出した前記基準位置から前記モータの目標停止位置までの位置指令を生成し、該位置指令と前記モータ位置との偏差に基づいて前記速度指令を生成し、前記モータを位置制御する定位置停止制御部とを備えるモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、前記速度制御部における速度指令が、少なくとも第１〜第３の速度指令のうちいずれか１つの速度指令であって、前記第１の速度指令は前記定位置停止制御部が生成する速度指令、前記第２の速度指令は上位制御装置からの速度指令、前記第３の速度指令は予め決定された速度指令であり、
前記速度制御部が前記第２の速度指令に従って前記モータを速度制御している状態にて前記目標停止位置への停止開始指令が入力された後、前記第２の速度指令に代えて前記第３の速度指令に従って前記モータを速度制御し、
前記基準位置を最初に検出した後、前記定位置停止制御部が前記第１の速度指令及び前記トルクフィードフォワード指令を用いて前記モータを位置制御するモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のモータ制御装置において、前記予め決定された速度指令は、前記基準位置を検出することが可能な速度指令であるモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２記載のモータ制御装置において、前記予め決定された速度指令は、前記基準位置を検出することが可能な実質的な最大速度指令であり、
前記トルクＴは、前記モータの実質的な最大トルクであるモータ制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記トルクＴ及び前記モータの慣性モーメントを含む制御対象の慣性モーメントに基づいて前記加速度指令を算出し、該加速度指令に前記制御対象の慣性モーメントを乗じて、前記トルクフィードフォワード指令を生成するモータ制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記加速度指令を２階積分して前記位置指令を生成するモータ制御装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載のモータ制御装置において、前記基準位置を最初に検出するタイミングＴｍ１から前記モータが前記目標停止位置に停止するタイミングＴｍ３までの期間が、前記タイミングＴｍ１から前記モータが前記トルクＴを出力するタイミングＴｍ２までの第１の期間と、該タイミングＴｍ２からから前記タイミングＴｍ３までの第２の期間とからなり、
前記定位置停止制御部は、前記第１の期間の長さを、前記目標停止位置、前記第３の速度指令、及び前記トルクＴに基づいて算出し、
前記第２の期間の長さを、前記慣性モーメント、前記第３の速度指令、及び前記トルクＴに基づいて算出するモータ制御装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記慣性モーメントを同定する慣性モーメント同定部を更に備えたモータ制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記加速度指令を１階積分して速度フィードフォワード指令を生成し、
前記定位置停止制御部によって生成された前記速度フィードフォワード指令が少なくとも前記速度指令に加算されるモータ制御装置。
【請求項１０】
モータを停止するための停止開始指令が入力されると、前記モータのモータ速度が該モータの位置を検出する位置検出器の基準位置を検出することが可能な検出可能速度となるように、前記モータを速度制御する第１のステップと、
前記検出可能速度と前記モータ速度との偏差が予め決められた値よりも小さくなった後、最初に前記基準位置を検出すると、前記モータが予め設定された目標停止位置にて停止するように、前記モータを位置制御する第２のステップとを含み、
前記第２のステップでは、一定期間、前記モータに予め設定されたトルクを出力させるモータ制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第１の発明に係るモータ制御装置において、前記定位置停止制御部は、前記トルクＴ及び前記モータの慣性モーメントを含む制御対象の慣性モーメントに基づいて前記加速度指令を算出し、該加速度指令に前記制御対象の慣性モーメントを乗じて、前記トルクフィードフォワード指令を生成することができる。