(57)【要約】【課題】モータ速度の検出器を設けずに、逆起電圧を補償することができ、簡略化、低コスト化、信頼性の向上化を実現する逆起電圧補償付きのモータ制御装置の提供。【解決手段】電圧指令手段２０からの電圧指令値Ｖ0に所定の逆起電圧推定値Ｖｅを加算する加算手段３０と、加算手段からの電圧指令値Ｖ1に基づく印加電圧をモータ２に供給するモータ駆動手段と、モータ電流の検出手段と、電圧指令値Ｖ1および電流検出値Ｉ1に基づいてモータの逆起電圧を推定し、この逆起電圧推定値Ｖｅを加算手段３０へ出力する逆起電圧推定手段５０とを備える。逆起電圧推定手段５０は、電圧指令値Ｖ1、インダクタンスＬ、抵抗Ｒからモータ電流を推定するモータ電流推定部５２と、この電流推定値Ｉ2および電流検出値Ｉ1の差分Ｉ3を算出する差分算出部５４と、この差分Ｉ3とインダクタンスＬと抵抗Ｒとから逆起電圧推定値Ｖｅを導出する逆起電圧推定部５６とを有する。【選択図】      図２
2013219870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加電圧の指令値を発する電圧指令手段と、
前記電圧指令手段からの電圧指令値に所定の逆起電圧推定値を加算する加算手段と、
前記加算手段からの電圧指令値に基づく電圧をモータに印加するモータ駆動手段と、
モータ電流を検出する電流検出手段と、
前記加算手段からの電圧指令値、および、前記電流検出手段による電流検出値に基づいてモータの逆起電圧を推定し、この逆起電圧推定値を前記加算手段へ出力する逆起電圧推定手段と、を備え、
前記電圧指令手段は、モータ電流の指令値を発する電流指令部と、前記電流指令部による電流指令値から前記電流検出手段による電流検出値を差し引いて差分を算出する電流減算部とを有し、前記電流減算部による差分に応じた電圧指令値を、前記加算手段に発し、
前記逆起電圧推定手段は、
前記加算手段からの電圧指令値に等しい電圧を印加した場合に流れるモータ電流を、前記電圧指令値と予め記憶されたモータ・インダクタンスおよびモータ抵抗の各特性値とから推定するモータ電流推定部と、
前記モータ電流推定部による電流推定値、および、前記電流検出手段による電流検出値の差分を算出する差分算出部と、
前記差分算出部による差分に等しいモータ電流を流すために必要な電圧を、前記差分と前記モータ・インダクタンスおよびモータ抵抗の各特性値とから導出して、モータの逆起電圧の推定値とみなして前記加算手段へ出力する逆起電圧推定部と、
を有して構成されていることを特徴とする逆起電圧補償付きのモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、
前記モータ電流推定部は、ラプラス演算子ｓを用いた関数Ｇ1(ｓ)＝１／(Ｌｓ＋Ｒ)により電流推定値を導出し、
前記逆起電圧推定部は、関数Ｇ2(ｓ)＝Ｌｓ＋Ｒにより逆起電圧推定値を導出することを特徴とする逆起電圧補償付きのモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの自動制御装置における逆起電圧の補償機能の改良に関する。特に、三次元座標測定機、画像測定機、若しくは、表面性状測定機（真円度測定機、輪郭形状測定機、粗さ測定機）などの各種精密測定機において、プローブなどの検出手段を被測定物に対して相対的に移動させるために使用する直流モータの逆起電圧の補償機能の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、三次元座標測定機による倣い測定は、接触式プローブなどをワーク（被測定物）に当接させながらプローブをワーク表面に沿って走査させてプローブ先端の接触子の位置座標情報を大量に収集し、これらの座標情報に基づいてワーク表面の形状解析などを行う。そのため、三次元座標測定機には、プローブ先端を所定の軌跡で高速高精度に移動させて目標位置に高精度で位置決めすることができる駆動機構、およびその動力源である直流モータの自動制御装置が必要になる。三次元座標測定機に限られず、各種の精密測定機においても同様のことが言える。
【０００３】
駆動機構としては一般にボールネジ等が使用され、直流モータの回転駆動でボールネジのネジ軸を駆動させると、ナット部に固定されたプローブがその軸方向に直線移動するようになっている。このような駆動機構に用いられる直流モータの自動制御において、最も多用されているのは電流ループである。モータ電流と発生トルクは比例関係にあるので、電流ループを用いることで、発生トルクを瞬時に制御することができる。すなわち、電流ループは、モータ電流の検出値と指令値の差分に電流ループ・ゲインＫｉを乗じた電圧をモータに印加させることにより、モータ電流の応答を早くすることができる。
【０００４】
しかし、構造上の特徴で直流モータには逆起電圧が発生する。通常、直流モータ内部の永久磁石による磁界中をロータ（電機子）が回転する際に、ロータを形成するコイルが磁界を横切ることでフレミングの右手の法則による逆起電圧がモータに発生する。そのためロータに流れる電流は、モータへの印加電圧から逆起電圧を引いた電圧によって定まる。
【０００５】
上記のような直流モータの特性を、モータの慣性（イナーシャＪ）も含めてブロック図で表したものが図４である。同図には、直流モータ２に印加電圧を加えた場合にモータ・インダクタンスＬおよびモータ抵抗Ｒを通じてモータ電流が流れること、そして、モータ・トルク定数Ｋｔによりモータ電流に比例したトルクが発生すること、および、発生トルクによってモータ２が回転する際にイナーシャＪの影響を受けることを表わしている。
一方、モータ２が回転すると、発電機の原理により、モータ速度に比例した逆起電圧が発生する。この比例定数を逆起電圧定数Ｋｅと呼ぶ。そうすると、印加電圧は逆起電圧の分だけ低下して、指令された電圧値に相当する電流は流れず、実質的なモータ電流は小さくなる。その結果、実際の直流モータ２の速度は遅くなってしまう。図４では、モータ速度に比例する逆起電圧を印加電圧に帰還させるループによって、印加電圧から逆起電圧分を差し引いた電圧によってモータ２に電流が流れることを表わしている。
【０００６】
図５は、逆起電圧の発生によって、直流モータ２の電流ループ４の制御にどのような影響を与えるかを説明するためのブロック図である。同図において、モータ電流の指令値は電流減算部６に入力される。また、モータ電流の検出値も電流ループ４により電流減算部６にフィードバックされる。電流減算部６は指令値と検出値の差分を求め、この差分に電流ループ・ゲインＫｉを掛け合わせたものを電圧指令値として出力する。同図には電流ループ・ゲインＫｉを比例動作するものとして示す。このように構成された電流ループ４の電流ループ・ゲインＫｉを高める事により、モータ電流の応答を早くすることができる。電流の応答を早めることは、負荷トルクに変動が発生した場合にモータ速度が変動してしまうことを抑制するという効果がある。
【０００７】
しかし、上述したように直流モータ２の内部において、モータ速度に比例した逆起電圧が発生するため、図５に示すように、直流モータ２に加わる実質的な電圧値は、電圧指令値から逆起電圧の分を差し引いた大きさになってしまう。このことは、電流ループ４の電流ループ・ゲインＫｉを低く設定したことと等価となり、モータ電流の応答を遅くしてしまう。
【０００８】
そこで、従来の自動制御装置では、図６のように逆起電圧の低下分を補償する制御ブロックを構築していた。直流モータ２の出力軸等に、エンコーダ等の位置検出器やタコジェネレータ等の速度発電機を設けてモータ速度（回転数）を検出する。そして、逆起電圧補償部８が、モータ速度の検出値に基づいて逆起電圧（補償逆起電圧）を算出する。同図のＫｅは、直流モータ２の種類に応じて予め設定された逆起電圧定数である。逆起電圧補償部８からの補償逆起電圧は、電圧加算器１２において電圧指令値に加算される。補償逆起電圧の加算後の電圧指令値に応じて、直流モータ２に電圧が印加されるようにしていた。このような構成であれば、電流ループ４の中で逆起電圧の補償を実行することができ、電流ループ４のゲインの低下がなくなり、実際にモータに流れる電流の指令値に対する応答が維持されるため、結果としてモータ速度が変動してしまうことを抑制するという特性を維持できる。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３５０４３３号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、図６に示した従来の逆起電圧補償付きのモータ制御装置の場合、モータ速度を検出するための検出器（エンコーダやタコジェネレータ等）が必要になる。モータ速度の検出値を他の制御にも用いる場合であればよいが、そうでない場合は逆起電圧の補償のためだけに検出器を設けることになる。そうすると、駆動機構が複雑になり、精密測定機の低コスト化の妨げになってしまう。
【００１１】
本発明は前記従来技術に鑑みなされたものであり、その解決すべき課題は、直流モータの自動制御において、モータ速度の検出器を設けなくても逆起電圧の補償を実行することができ、制御装置の簡略化、低コスト化、および、信頼性の向上化を実現できる逆起電圧補償付きのモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために発明者は、電流ループの機器構成だけで逆起電圧の補償を実現したいと考えた。そして、電流ループでのモータ電流の検出値を利用して逆起電圧を推定することができることを見出し、本発明の完成に至った。
すなわち、図１を参照して適宜符号を用いて説明すると、本発明に係る逆起電圧補償付きのモータ制御装置は、
印加電圧の指令値を発する電圧指令手段２０と、
前記電圧指令手段２０からの電圧指令値Ｖ0に所定の逆起電圧推定値Ｖｅを加算する加算手段３０と、
前記加算手段３０からの電圧指令値Ｖ1に基づく電圧をモータに印加するモータ駆動手段４０と、
モータ電流を検出する電流検出手段４２と、
前記加算手段３０からの電圧指令値Ｖ1、および、前記電流検出手段４２による電流検出値Ｉ1に基づいてモータの逆起電圧を推定し、この逆起電圧推定値Ｖｅを前記加算手段３０へ出力する逆起電圧推定手段５０と、を備える。
【００１３】
そして、前記電圧指令手段２０は、モータ電流の指令値を発する電流指令部と、前記電流指令部による電流指令値から前記電流検出手段４２による電流検出値Ｉ1を差し引いて差分を算出する電流減算部と、を有し、前記電流減算部による差分に応じた電圧指令値Ｖ0を、前記加算手段３０に発し、
また、前記逆起電圧推定手段５０は、
前記加算手段３０からの電圧指令値Ｖ1に等しい電圧を印加した場合に流れるモータ電流を、前記電圧指令値Ｖ1と予め記憶されたモータ・インダクタンスＬおよびモータ抵抗Ｒの各特性値とから推定するモータ電流推定部５２と、
前記モータ電流推定部５２による電流推定値Ｉ2、および、前記電流検出手段４２による電流検出値Ｉ1の差分を算出する差分算出部５４と、
前記差分算出部５４による差分Ｉ3に等しいモータ電流を流すために必要な電圧を、前記差分Ｉ3と前記モータ・インダクタンスＬおよびモータ抵抗Ｒの各特性値とから導出して、モータの逆起電圧推定値Ｖｅとみなして前記加算手段３０へ出力する逆起電圧推定部５６と、を有して構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記モータ電流推定部５２は、ラプラス演算子ｓを用いた関数Ｇ1(ｓ)＝１／(Ｌｓ＋Ｒ)により電流推定値Ｉ2を導出し、前記逆起電圧推定部５６は、関数Ｇ2(ｓ)＝Ｌｓ＋Ｒにより逆起電圧推定値Ｖｅを導出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構成によれば、逆起電圧推定手段に設けたモータ電流推定部によって、電圧指令値Ｖ1に等しい電圧をモータに印加した場合に流れる電流推定値Ｉ2が導出され、この推定値Ｉ2が逆起電圧の影響を受けない場合でのモータ電流値とみなされる。モータ電流推定部は、例えば、ラプラス演算子ｓを用いた関数Ｇ1(ｓ)＝１／(Ｌｓ＋Ｒ)を用いて、電流推定値Ｉ2を導出してもよい。この関数Ｇ1(ｓ)は、電圧指令値Ｖ1から電流推定値Ｉ2を得る変換モデルと言える。
【００１６】
また、逆起電圧推定手段に設けた差分算出部によって、逆起電圧の影響が無い場合のモータ電流値とみなした電流推定値Ｉ2と電流検出値Ｉ1との差分Ｉ3が算出される。この差分Ｉ3は、逆起電圧によって減少したモータ電流値とみなせる。
さらに、逆起電圧によって減少したモータ電流値（差分算出部による差分Ｉ3）から逆起電圧を推定するため、逆起電圧推定部が、差分算出部による差分Ｉ3に等しいモータ電流を流すことができる電圧値を導出する。この電圧値は逆起電圧の推定値Ｖｅとみなせる。逆起電圧推定部は、例えば、ラプラス演算子ｓを用いた関数Ｇ2(ｓ)＝Ｌｓ＋Ｒを用いて、逆起電圧の推定値Ｖｅを導出してもよい。すなわち、この関数Ｇ2(ｓ)は、逆起電圧によって減少したモータ電流値の推定値Ｉ2から逆起電圧推定値Ｖｅを逆算する逆変換モデルと言える。
【００１７】
このように、モータ速度を検出器によって取得しなくても、上記の変換モデルＧ1(ｓ)や逆変換モデルＧ2(ｓ)を用いて、モータに生じる逆起電圧を推定することができる。そして、逆起電圧の推定値Ｖｅを加算した電圧指令値Ｖ1を用いて、モータに電圧を印加させれば、逆起電圧による発生トルクの低下分が補償される。
【００１８】
従って、モータ速度の検出器を使用することなく、逆起電圧補償が可能となり、高速回転であっても電流ループ・ゲインＫｉの低下がなくなり、実際にモータに流れる電流の指令値に対する応答が維持されるため、結果として、モータ速度が変動してしまうことを抑制するという特性を維持することができる。すなわち、制御装置の簡略化と逆起電圧補償を同時に実現することができる。また、制御装置の低コスト化、および、信頼性の向上化も実現することができる。
【００１９】
また、１つの電流検出手段から得られる電流検出値Ｉ1を、電流ループにおいて電流指令値との差分をとるためだけでなく、本発明の逆起電圧の補償のためにも利用することができる。従って、新たな検出器を設ける必要がなく、制御装置におけるモータ電流の検出部分の統一化が可能になる。
【００２０】
さらに、従来は、モータの回転軸に設けたロータリ・エンコーダなどの回転数（角度）とボールネジの１回転当りの移動量、および、移動体の移動量を検出するスケール・検出ヘッドからのパルス信号の各情報から、移動体の位置を算出し、照合することを行なっていた。従来の方法では、モータのロータリ・エンコーダや、スケール・検出ヘッドが必要となり、それら自体のコストアップや、複雑な配線処理が必要になることによる故障のおそれなどがあった。これに対して、本発明の制御装置によれば、部品点数の削減とコスト低減を図ることが可能となり、複雑な配線等も不要になって組み立て工数が削減できるとともに、故障する恐れのある箇所を減らすこともできて、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る逆起電圧補償付きモータ制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の逆起電圧補償付きモータ制御装置を示すブロック図である。
【図３】前記実施形態のモータ制御装置を用いた移動体の駆動機構を示す図である。
【図４】従来の直流モータの特性を示すブロック図。
【図５】直流モータの電流ループ制御に与える逆起電圧の影響を説明するため図。
【図６】従来の逆起電圧補償付きのモータ制御装置を示す制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態について説明する。
図２は本発明に係る直流モータの制御装置１０の制御ブロック図である。この制御装置１０によって制御される直流モータ２は、例えば三次元座標測定機の接触式プローブを被測定物に対して所定の軸方向に相対的に移動させる駆動装置などに用いられる。そして、制御装置１０は直流モータ２を自動制御して、接触式プローブなどを高速移動させたり、目標位置に高精度で位置決めさせたりする。
【００２３】
図２に示す直流モータ２は、図４を用いて説明した特性と同様の特性を示す。すなわち、直流モータ２に印加電圧を加えた場合に、モータ・インダクタンスＬおよびモータ抵抗Ｒのモータ特性に応じたモータ電流が流れる。図２では、ラプラス演算子ｓを用いた関数Ｇ1(ｓ)＝１／(Ｌｓ＋Ｒ)を用いて、印加電圧を加えた場合に流れるモータ電流をモデル化している。また、モータ・トルク定数Ｋｔによりモータ電流に比例したトルクが発生し、発生トルクによってモータ２が回転する際にイナーシャＪの影響を受ける。同図では、関数Ｇ3(ｓ)＝１／（Ｊｓ)を用いて、トルクが生じた場合のモータ速度をモデル化している。
【００２４】
一方、モータ２が回転すると、発電機の原理により、モータ速度に比例した逆起電圧が発生する。同図では、逆起電圧定数Ｋｅを比例定数として用いて、モータ速度に比例した逆起電圧を算出し、この逆起電圧を電圧指令値に帰還させることによって、モータに生じる逆起電圧の影響をモデル化している。このモデルに示されるように、印加電圧は逆起電圧の分だけ低下するので、指令された電圧値に相当する電流は流れず、実質的なモータ電流は小さくなる。このことから、電圧指令値に対しては、予め逆起電圧の低下分を補償しておかなければならないことが判る。
【００２５】
本実施形態の制御装置１０の主な構成は、電圧指令手段２０、加算手段３０、モータ駆動手段４０、電流検出手段４２（なお、図２では４０，４２を省略した。）、および、逆起電圧推定手段５０である。以下、これらの構成を具体的に説明する。
まず、電圧指令手段２０は、モータに電圧を印加させるための電圧指令値Ｖ0を出力する。電圧指令手段２０の具体的な構成は特に限定されないが、少なくとも、電流ループ４を用いて、トルク変動に起因するモータ電流の変化を瞬時に電流指令値に反映し、反映された電流指令値に基づく電圧指令値Ｖ0を出力するように構成されている。本実施形態では、電圧指令手段２０は、電流指令部２２、電流減算部２４および電流ループ・ゲインＫｉの演算部２６を有して構成されている。
【００２６】
電流指令部２２は、モータ電流の指令値を発するものであり、外部機器から取得した電流指令値を出力するものでもよい。電流減算部２４は、電流指令値から電流検出手段４０による電流検出値Ｉ1を差し引いて差分を求める。この差分は、後段の演算部２６により電流ループ・ゲインＫｉが掛け合わせられ電圧指令値Ｖ0となり、加算手段３０に向けて出力される。このように、電流検出値Ｉ1を電流減算部２４にフィードバックする電流ループ４を形成して、負荷変動などでモータ電流が変化した際の応答性を高めている。
【００２７】
次に、加算手段３０は、電圧指令手段２０からの電圧指令値Ｖ0に逆起電圧推定手段５０からの逆起電圧推定値Ｖｅを加算する。すなわち、加算手段３０からの電圧指令値Ｖ1は、逆起電圧が補償されたものとなる。この加算手段３０からの電圧指令値Ｖ1は、図示しないモータ駆動手段４０に入力され、モータ駆動手段４０によって電圧指令値Ｖ1に応じた電圧がモータ２に印加される。また、加算手段３０からの電圧指令値Ｖ1は、逆起電圧推定手段５０のモータ電流推定部５２へも出力される。
【００２８】
ここで、図３を用いて、図２において省略したモータ駆動手段４０および電流検出手段４２について簡単に説明する。図３は、制御対象となる精密測定装置の駆動機構６０、および、この駆動機構６０の直流モータ２の制御装置１０を示す概略図である。駆動機構６０は、送り手段と直流モータ２を有して構成される。送り手段は、プローブ等を支持する移動体６２をガイド６６に沿って進退させるためのもので、モータ２の駆動力で回転するネジ軸６４（ガイド６６に平行）とナット部（不図示）とを有するボールネジ等で構成されている。移動体６２はナット部に固定されていて、ネジ軸６４の回転によってナット部と共に移動体６２がその軸方向に移動するようになっている。
【００２９】
本実施形態では、コントローラ７０が、前述の電圧指令手段２０、加算手段３０、逆起電圧推定手段５０などを有しており、電流検出手段４２からの電流検出値Ｉ1のフィードバックを受けて、モータ速度の変動抑制と逆起電圧補償とを実行して、電圧指令値Ｖ1を出力する。
【００３０】
コントローラ７０からの電圧指令値Ｖ1はモータ駆動手段４０に入力される。モータ駆動手段４０は、図示しない電源電圧を用いて電圧指令値Ｖ1に基づく電圧を生成し、これをモータ２に印加させる。モータ駆動手段４０の構成は特に限定されるものではないが、例えば、電圧指令値Ｖ1に基づくＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部、および、ＰＷＭ信号に基づいて駆動するフルブリッジ・モータドライバーＩＣなどで構成してもよい。また、モータ駆動手段４０には、モータ２に流れる電流を検出する電流検出手段４２が内蔵されており、電流検出値Ｉ1をコントローラ７０に出力する。
【００３１】
このようにして、モータ駆動手段４０により電圧指令値Ｖ1に基づく電圧がモータ２に印加されると、モータ２に電流が流れてトルクが発生し、モータが回転して移動体を移動させる。
【００３２】
以降、本実施形態で特徴的な逆起電圧推定手段５０について、図２に戻って詳しく説明する。逆起電圧推定手段５０は、モータ電流推定部５２と、差分算出部５４と、逆起電圧推定部５６とを有し、逆起電圧の補償ループを構築している。
モータ電流推定部５２は、加算手段３０からの電圧指令値Ｖ1に等しい電圧を印加した場合に流れるモータ電流を、電圧指令値Ｖ1とモータ・インダクタンスＬ、モータ抵抗Ｒの各特性値とから推定する。具体的には、ラプラス演算子ｓを用いた関数Ｇ1(ｓ)＝１／(Ｌｓ＋Ｒ)を用いて、電圧指令値Ｖ1から電流推定値Ｉ2を算出する。この関数Ｇ1(ｓ)で使用するモータ２の各特性値Ｌ，Ｒは、直流モータの種類ごとに定められた値であり、予め記憶されている。
【００３３】
次に、差分算出部５４は、モータ電流推定部５２からの電流推定値Ｉ2と、電流検出手段４０からの電流検出値Ｉ1との差分電流Ｉ3を算出する。
そして、逆起電圧推定部５６は、差分算出部５４からの差分電流Ｉ3に等しいモータ電流を流すことができる電圧値を、差分電流Ｉ3、モータ・インダクタンスＬ、モータ抵抗Ｒから導出する。導出された電圧値は、逆起電圧推定値Ｖｅとして出力される。具体的には、ラプラス演算子ｓを用いた関数Ｇ2(ｓ)＝Ｌｓ＋Ｒを用いて、差分電流Ｉ3から逆起電圧推定値Ｖｅを算出する。
加算手段３０は、逆起電圧推定部５６からの逆起電圧推定値Ｖｅを電圧指令値Ｖ0に加算して電圧指令値Ｖ1を得て、この電圧指令値Ｖ1をモータ駆動手段４０およびモータ電流推定部５２に出力する。
【００３４】
以上の構成の逆起電圧推定手段５０を用いて、モータ速度の検出値を使わないで、逆起電圧の推定値Ｖｅを取得する方法について説明する。
逆起電圧の影響を受けなければ、電圧指令値Ｖ0とモータ抵抗ＲとインダクタンスＬで決まるモータ電流が流れるはずであるが、実際のモータ２では逆起電圧が発生するため、電圧指令値Ｖ0から逆起電圧を減算した電圧指令値Ｖ1に基づくモータ電流Ｉ1が流れる。そこで、まず、電流検出手段４２によって、この電流値Ｉ1を検出する。
【００３５】
次に、モータ電流推定部５２における関数Ｇ1(ｓ)＝１／(Ｌｓ＋Ｒ)の変換モデルを用いて、電圧指令値Ｖ1から逆起電圧の影響を受けなければ流れるはずのモータ電流値Ｉ2を推定する。
そして、電流検出値Ｉ1と電流推定値Ｉ2との差分電流Ｉ3をとる。この差分電流Ｉ3は、実際のモータ２で生じる逆起電圧によるモータ電流の減少分とみなすことができる。そこで、逆起電圧推定部５６において、モータの抵抗ＲとインダクタンスＬの逆変換モデルである関数Ｇ2(ｓ)＝Ｌｓ＋Ｒを用いて、差分電流Ｉ3から逆起電圧を推定する。
このようにして得られた逆起電圧の推定値Ｖｅを加算手段３０において電圧指令Ｖ0に加算することにより、逆起電圧を補償した電圧指令値Ｖ1が得られる。
【００３６】
本実施形態によれば、モータ速度を検出器によって取得しなくても、上記の変換モデルＧ1(ｓ)や逆変換モデルＧ2(ｓ)を用いて、モータ２に生じる逆起電圧を推定することができる。そして、逆起電圧の推定値Ｖｅを加算した電圧指令値Ｖ1を用いて、モータ駆動手段４０がモータ２に電圧を印加させることにより、逆起電圧による発生トルクの低下分が補償される。つまり、逆起電圧の影響を受けずにモータ２を制御することができるようになる。
【００３７】
従って、直流モータ２の回転軸にモータ速度の検出器を設けなくても、逆起電圧補償が可能となり、高速回転であっても電流ループ・ゲインＫｉの低下がなくなり、実際にモータに流れる電流の指令値に対する応答性が維持される。結果としてモータ速度が変動してしまうことを抑制するという特性を維持することができる。すなわち、モータ制御装置１０の簡略化と逆起電圧補償を同時に実現することができる。
【００３８】
本実施形態では、モータ制御装置１０が、電流指令値と電流検出値との差分をとって、この差分に電流ループ・ゲインＫｉを掛け合わせた値を電圧指令値とするような電流ループ４を有している。このようなに、１つの電流検出手段４０から得られる電流検出値を、電流指令値との差分をとるためだけでなく、逆起電圧の補償のためにも利用することになるので、新たな検出器を設ける必要がなく、モータ制御装置１０における検出部分の統一化ができる。
【符号の説明】
【００３９】
２        直流モータ
４        電流ループ
１０      モータ制御装置
２０      電圧指令手段
２２      電流指令部
２４      電流減算部
３０      加算手段
４０      モータ駆動手段
４２      電流検出手段
５０      逆起電圧推定手段
５２      モータ電流推定部
５４      差分算出部
５６      逆起電圧推定部
Ｉ1       電流検出値
Ｉ2       電流推定値
Ｉ3       差分電流
Ｊ        モータ・イナーシャ
Ｋｅ      逆起電圧定数
Ｋｉ      電流ループ・ゲイン
Ｋｔ      モータ・トルク係数
Ｌ        モータ・インダクタンス
Ｒ        モータ抵抗
Ｖ0，Ｖ1  電圧指令値
Ｖｅ      逆起電圧推定値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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