(57)【要約】【課題】動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることを解消する、ことを目的とする。【解決手段】モータ制御装置１０は、動作対象物の目標位置を示した位置指令値と動作対象物の検出位置との差分に基づいて比例制御によって、速度指令値を算出する位置制御部１４、速度指令値と動作対象物の検出速度との差分である速度偏差に基づいた積分制御によって、積分制御指令値を算出し、積分制御指令値と速度偏差との和に基づいて、モータ１２に出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する速度制御部１６を備える。そして、速度制御部１６から出力される積分制御指令値は、動作対象物がクライテリア範囲内に到達した場合にリセットされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作対象物の位置を変化させるモータを制御するモータ制御装置であって、
前記動作対象物の目標位置を示した位置指令値と前記動作対象物の検出された位置との差分に基づいた比例制御によって、前記動作対象物の目標速度を示す速度指令値を算出する位置制御手段と、
前記速度指令値と前記動作対象物の検出された速度との差分である速度偏差に基づいた積分制御によって積分制御指令値を算出し、該積分制御指令値と前記速度偏差との和に基づいて、前記モータに出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する速度制御手段と、
を備え、
前記積分制御指令値は、前記動作対象物が前記目標位置に到達した場合にリセットされるモータ制御装置。
【請求項２】
前記積分制御指令値を演算するための積分器の状態量がリセットされることによって、前記積分制御指令値がリセットされる請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記動作対象物が前記目標位置に到達する度に、前記積分制御指令値がリセットされる請求項１又は請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記動作対象物が前記目標位置に滞在している間、前記積分制御指令値がリセットされ続ける請求項１又は請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記動作対象物が前記目標位置に到達し、かつ前記速度制御手段によって算出された前記トルク指令値が所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合に、前記積分制御指令値がリセットされる請求項１又は請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記動作対象物が前記目標位置に到達し、かつ前記積分制御手段が備える積分器から出力された積分値が所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合に、該積分値がリセットされることによって、前記積分制御指令値がリセットされる請求項１又は請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項７】
動作対象物の目標位置を示した位置指令値と前記動作対象物の検出された位置との差分に基づいた比例制御によって、前記動作対象物の目標速度を示す速度指令値を算出する位置制御手段と、前記速度指令値と前記動作対象物の検出された速度との差分である速度偏差に基づいた積分制御によって積分制御指令値を算出し、該積分制御指令値と前記速度偏差との和に基づいて、前記モータに出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する速度制御手段と、を備え、前記動作対象物の位置を変化させるモータを制御するモータ制御装置のモータ制御方法であって、
前記動作対象物が前記目標位置に到達したか否かを判定する第１工程と、
前記動作対象物が前記目標位置に到達したと判定された場合に、前記積分制御指令値をリセットする第２工程と、
を含むモータ制御方法。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機械において工作物を載せるテーブルや、塗装施行等を実施するためのロボットアーム等、動作対象物をモータで駆動させて位置決めを行う位置決め装置において、動作対象物が目標位置に到達した後であっても、モータへ電流が持続して流れる現象、いわゆる残留トルク指令が発生し続けることがある。動作対象物が目標位置に到達しているのであれば、モータに電流が持続して流れている状態は望ましくない。
【０００３】
目標位置に到達した後にモータへ電流が持続して流れ続ける根本の原因は、クーロン摩擦（静摩擦と動摩擦）に起因して発生する定常偏差を補償するための、速度制御の積分成分が蓄積するためである。通常、摩擦が小さければ積分制御指令値に従って機器が動作して、蓄積した積分成分が即座に０（零）に収束する。しかし、積分制御指令値に基づいて生成されるモータのトルク（＝電流）が摩擦力に打ち勝てないと、蓄積した積分成分は残留し続けるため、モータへ電流が流れ続けることになる。
【０００４】
モータへ電流が流れ続けることは、モータの寿命の低下等を招き望ましくない。また、積分指令が時間と共に増大し続けると、最終的にはモータのトルクが摩擦力に打ち勝って僅かながら微小に動作する現象を引き起こす（スティックスリップ）。位置決め精度を満たしている段階ではスティックスリップの発生は無意味なため、スティックスリップの発生を抑える必要がある。
【０００５】
工作機械等では、目標位置に到達した後のスティックスリップを抑制するために、制御ゲインを可変ゲインとしておき、目標位置到達後の制御ゲインを半分にする等の制御が行われているものもある。しかし、目標位置に到達した後、連続して別の位置への移動が必要とされるような動作をする場合には、可変ゲインは好ましくない。
【０００６】
ここで、ハードディスク等の読み取りヘッドにおいて、精密な位置決めが要求されているため、積分制御がこれを阻害する問題があるとして対策した事例がある。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載のヘッド位置決め制御装置は、ヘッドを速度制御によって移動させる速度制御部と、ヘッドを位置制御によって移動させる積分動作を含む位置制御部と、ヘッドが目標位置の近傍に達した時に、速度制御部による速度制御から位置制御部による位置制御に切り替える主制御部と、速度制御から位置制御に切り替えられた後、ヘッドの現在位置と目標位置との差が設定値以下になった時に、積分動作における積分値を一旦リセットして積分動作を続行させる積分器制御部と、を備えている。
【０００８】
また、特許文献２に記載のヘッド位置決め制御装置は、上位装置からアクセス命令を受けた際に、サーボ制御部でサーボヘッドのサーボ情報から求めたポジション信号に基づいてアクチュエータを速度制御して目標トラック位置にヘッドを移動させ、目標位置の直前でヘッド速度が所定値以下となった時に、トラック追従制御に切替えて目標トラックのセンタ位置にヘッドを引き込んで追従させる磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御装置であり、トラック追従制御に切替えた際に積分動作を開始した積分回路に対し、ポジション信号がトラックセンタへの到達でゼロとなったことを積分リセット回路で検出して積分リセットする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１６２１３０号公報
【特許文献２】特許第２６３３７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ハードディスク等の読み取りヘッドは、基本的に摩擦が発生しない、若しくは発生しても微小である。このため、特許文献１に記載のヘッド位置決め装置は、単に、積分のオーバーシュートを抑制してヘッドの目標位置の到達時間を短くする目的のために、位置制御の積分動作における積分値を一旦リセットして積分動作を続行させている。
また、特許文献２に記載のヘッド位置決め装置は、特許文献１に記載の技術の目的と同様の目的のために、ポジション信号がトラックセンタへの到達でゼロとなったことを検出して積分回路の積分値をリセットさせている。すなわち、特許文献２に記載のヘッド位置決め装置は、特許文献１に記載のヘッド位置決め装置と同様に、位置制御の積分動作における積分値をリセットしている。
【００１１】
しかしながら、上述したような目標位置に到達後にモータへ電流が持続して流れることは、位置制御の積分動作ではなく、速度制御の積分動作において残留した積分制御指令値を原因としている。このため、特許文献１，２に記載のヘッド位置決め装置のように、位置制御の積分動作における積分値をリセットしたとしても、目標位置に到達後にモータへ電流が持続して流れることは解消されない。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることを解消できる、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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のモータ制御装置及びモータ制御方法は以下の手段を採用する。
【００１４】
すなわち、本発明の第一態様に係るモータ制御装置は、動作対象物の位置を変化させるモータを制御するモータ制御装置であって、前記動作対象物の目標位置を示した位置指令値と前記動作対象物の検出された位置との差分に基づいた比例制御によって、前記動作対象物の目標速度を示す速度指令値を算出する位置制御手段と、前記速度指令値と前記動作対象物の検出された速度との差分である速度偏差に基づいた積分制御によって積分制御指令値を算出し、該積分制御指令値と前記速度偏差との和に基づいて、前記モータに出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する速度制御手段と、を備え、前記積分制御指令値は、前記動作対象物が前記目標位置に到達した場合にリセットされる。
【００１５】
本構成によれば、モータ制御装置は、動作対象物の位置を変化させるモータを制御する。
そして、モータ制御装置に備えられた位置制御手段は、動作対象物の目標位置を示した位置指令値と動作対象物の検出された位置との差分に基づいた比例制御によって、動作対象物の目標速度を示す速度指令値を算出する。さらに、速度制御手段は、速度指令値と動作対象物の検出された速度との差分である速度偏差に基づいた積分制御によって、積分制御指令値を算出し、該積分制御指令値と速度偏差との和に基づいて、モータに出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する。モータは、トルク指令値に応じた電流が流れることによって、トルクを発生させ、動作対象物の位置を変化させる。
【００１６】
ここで、動作対象物が目標位置に到達した後にも、モータへ電流が流れ続け、残留トルクが発生する場合がある。この原因は、摩擦に起因して発生する定常偏差を補償するための、速度制御の積分成分が蓄積するためである。すなわち、積分制御手段で算出される積分制御指令値が０（零）とならないためである。
【００１７】
そこで、積分制御手段から出力される積分制御指令値は、動作対象物が目標位置に到達した場合にリセットされる。リセットとは、積分制御手段から出力される積分制御指令値を０又は０と同等の値にすることである。これにより、速度制御手段で算出されるトルク指令値は、蓄積した積分成分の影響を受けないため、動作対象物が目標位置に到達した状態において、モータに流れる電流は約０となる。なお、動作対象物が目標位置に到達した場合とは、動作対象物が目標位置に違わず到達したことのみではなく、動作対象物が目標位置を含む所定範囲内に到達した場合も含む。
【００１８】
従って、本構成は、動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることを解消できる。
【００１９】
また、本構成は、積分制御指令値のリセットを速度制御が実行されている間に行われるので、積分制御指令値をリセットするためのシーケンスを新たに設ける必要はないため、簡易な構成で、動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることを解消できる。
【００２０】
上記第一態様では、前記積分制御指令値を演算するための積分器の状態量がリセットされることによって、前記積分制御指令値がリセットされることが好ましい。
【００２１】
本構成によれば、積分制御指令値を演算するための積分器の状態量がリセットされるので、速度制御の積分成分の蓄積を確実に除去することができる。
【００２２】
上記第一態様では、前記動作対象物が前記目標位置に到達する度に、前記積分制御指令値がリセットされることが好ましい。
【００２３】
本構成によれば、動作対象物が目標位置に到達したとしても、微小な時間遅れや他の比例制御部分や特性を改善するためのフィルタ等の作用により、動作対象物の位置が再び目標位置外となる可能性がある。そこで、本構成は、動作対象物が目標位置に到達する度に、積分制御手段から出力される積分制御指令値をリセットするので、動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることをより確実に解消できる。
【００２４】
上記第一態様では、前記動作対象物が前記目標位置に滞在している間、前記積分制御指令値がリセットされ続けることが好ましい。
【００２５】
本構成によれば、動作対象物が目標位置に滞在している間、積分制御指令値をリセットし続けるので、より確実に動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることを解消できる。
【００２６】
上記第一態様では、前記動作対象物が前記目標位置に到達し、かつ前記速度制御手段によって算出された前記トルク指令値が所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合に、前記積分制御指令値がリセットされることが好ましい。
【００２７】
本構成は、トルク指令値が所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合、モータのトルクが摩擦力に負けた状況下にあるため、動作対象物が停止していると判定する。すなわち、このような場合は、動作対象物が停止しているにもかかわらず、モータにトルクを発生させるためのトルク指令値が出力されていることとなる。そこで、動作対象物が目標位置に到達し、かつトルク指令値が所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合に、積分制御指令値をリセットするので、本構成は、トルク指令値の残留許容時間を管理できる。トルク指令値の残留許容時間を管理することによって、モータの寿命管理の精度を高めることができる。
【００２８】
上記第一態様では、前記動作対象物が前記目標位置に到達し、かつ前記積分制御手段が備える積分器から出力された積分値が所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合に、該積分値がリセットされることによって、前記積分制御指令値がリセットされることが好ましい。
【００２９】
本構成は、積分器から出力された積分値が所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合、動作対象物が停止していると判定する。動作対象物が停止しているか否かの判定に、積分器から出力される積分値を用いることによって、モータ制御装置が、単純な比例積分制御だけでなく、特性を改善するためのフィルタ等の他の要素を含む複雑な制御形態であった場合でも、他の要素の作用により、積分制御指令値をクリアする処理が働かなくなることを防止できる。積分器から出力される積分値は、上記他の要素の作用の影響を受けにくいためである。
このように、動作対象物が前記目標位置に到達し、かつ積分制御手段が備える積分器から出力された積分値が、所定時間以上の間予め定められた閾値以下となった場合に、該積分値がリセットされるので、本構成は、積分制御指令値の残留許容時間を管理できる。積分制御指令値の残留許容時間を管理することによって、モータの寿命管理の精度を高めることができる。
【００３０】
本発明の第二態様に係るモータ制御方法は、動作対象物の目標位置を示した位置指令値と前記動作対象物の検出された位置との差分に基づいた比例制御によって、前記動作対象物の目標速度を示す速度指令値を算出する位置制御手段と、前記速度指令値と前記動作対象物の検出された速度との差分である速度偏差に基づいた積分制御によって積分制御指令値を算出し、該積分制御指令値と前記速度偏差との和に基づいて、前記モータに出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する速度制御手段と、を備え、前記動作対象物の位置を変化させるモータを制御するモータ制御装置のモータ制御方法であって、前記動作対象物が前記目標位置に到達したか否かを判定する第１工程と、前記動作対象物が前記目標位置に到達したと判定された場合に、前記積分制御指令値をリセットする第２工程と、を含む。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることを解消できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の速度制御に関する機能を示した機能ブロック図である。
【図２】残留トルクが発生する速度制御指令の一例である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置において、動作対象物がクライテリア範囲内に到達する度に積分値をリセットした場合における、トルク指令値の時間変化を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置において、動作対象物がクライテリア範囲内に到達している間に積分値をリセットした場合における、トルク指令値の時間変化を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るモータ制御装置の速度制御に関する機能を示した機能ブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るモータ制御装置の速度制御に関する機能を示した機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明に係るモータ制御装置及びモータ制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３４】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本第１実施形態に係るモータ制御装置１０の速度制御に関する機能を示した機能ブロック図である。モータ制御装置１０は、ボールネジやギアを介してテーブルやロボットアーム等の動作対象物を駆動させるモータ１２を制御する装置である。
【００３５】
モータ制御装置１０は、位置制御部１４及び速度制御部１６を備える。
【００３６】
位置制御部１４は、動作対象物の目標位置を示した位置指令値と動作対象物の検出された位置（以下、「検出位置」という。）との差分である位置偏差に基づいた比例制御によって、動作対象物の目標速度を示す速度指令値を算出する。
具体的には、位置制御部１４は、減算器２０で位置指令値から検出位置を減算することによって位置偏差を算出し、比例器２２で位置偏差に予め定められた位置制御ゲインＫｐを乗算することによって速度指令値を算出する。
【００３７】
速度制御部１６は、速度指令値と動作対象物の検出された速度（以下、「検出速度」という。）との差分である速度偏差に基づいて、比例制御指令値及び積分制御指令値を算出する。
具体的には、速度偏差は、位置制御部１４から出力された速度指令値から検出速度が減算器２４で減算されて算出され、比例制御指令値とされる。そして、速度制御部１６は、積分器２６で速度偏差の積分値を算出し、比例器２８で積分値に予め定められた速度制御積分ゲインＫｖIを乗算することによって積分制御指令値を算出する。
【００３８】
さらに、速度制御部１６は、積分制御指令値と速度偏差との和に基づいて、モータ１２に出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する。
具体的には、速度制御部１６は、加算器３０で積分制御指令値に速度偏差（比例制御指令値）を加算し、比例器３２で加算器３０による加算結果に速度制御ゲインＫｖｐを乗算することによって、トルク指令値を算出する。
【００３９】
モータ１２は、トルク指令値に応じた電流が流れることによって、トルクを発生させ、動作対象物の位置を変化させる。
【００４０】
ここで、動作対象物が目標位置に到達した後にも、モータ１２へ電流が流れ続け、残留トルクが発生する場合がある。この原因は、摩擦（静摩擦と動摩擦）に起因して発生する定常偏差を補償するための、速度制御の積分成分が蓄積するためである。すなわち、速度制御部１６内で算出される積分制御指令値が０（零）とならないためである。
【００４１】
図２は、残留トルクが発生する速度制御指令の一例である。図２には、比例制御によって生成された比例制御指令値Ａ（速度偏差に対応）、積分制御によって生成された積分制御指令値Ｂ（積分制御指令値に対応）、及び比例制御指令値Ａと積分制御指令値Ｂとの和である制御指令値Ｃ（トルク指令値に対応）の時間変化が表わされている。
【００４２】
図２に示されるように、動作対象物が目標位置に到達しても、制御指令値Ｃは、０に収束していない。これにより、モータ１２に残留トルクが発生することとなる。この理由は、比例制御指令値Ａが、動作対象物が目標位置に到達すると少し後に０に収束する一方、積分制御指令値Ｂは、動作対象物が目標位置に到達するまでは、略一定値Ｃｖｉであるものの、動作対象物が目標位置に到達しても、０に収束しないためである。
このことから、積分制御による積分制御指令値Ｂを０とすることによって、制御指令値Ｃも０に収束することが分かる。
【００４３】
そこで、本第１実施形態に係るモータ制御装置１０は、動作対象物が目標位置に到達した場合に、速度制御部１６から出力される積分制御指令値をリセットする。
【００４４】
具体的には、動作対象物が目標位置に到達した場合に、モータ制御装置１０に備えられるリセット部４０によって、積分器２６の状態量（蓄積された積分成分、積分定数）がリセットされる。すなわち、動作対象物が目標位置に到達した場合に、積分器２６で演算される積分値がリセットされる。なお、本第１実施形態では、リセットとして、積分器２６で演算される積分値を０とするが、これに限らず、リセットとして、積分値を０と同等の値にすること、としてもよい。
これにより、速度制御部１６で算出されるトルク指令値は、積分制御の影響を受けず、比例制御のみの影響を受ける。すなわち、トルク指令値は、速度偏差に速度制御ゲインＫｖｐが乗算された値となるので、動作対象物が目標位置に到達した状態において、モータに流れる電流が約０となる。
【００４５】
なお、動作対象物が目標位置に到達した場合とは、動作対象物が目標位置に違わず到達したことのみではなく、動作対象物が目標位置を含む所定範囲内に到達した場合も含む。本第１実施形態では、位置偏差の絶対値が予め定められた閾値α以下となった場合を、動作対象物が目標位置に到達した場合とする。なお、閾値αで示される範囲をクライテリア範囲という。
【００４６】
本第１実施形態に係るリセット部４０は、位置偏差が入力され、位置偏差の絶対値を出力する絶対値出力部４２、及び絶対値出力部４２から出力された絶対値が閾値α以下であるか否かを判定する判定部４４を備える。そして、判定部４４は、上記絶対値が閾値α以下である場合をリセット基準とし、位置偏差がリセット基準を満たした場合に積分器２６で演算される積分値を０とすることで、積分制御指令値をリセットする。
【００４７】
判定部４４は、リセット基準が満たされた場合、リセットフラグを立てる（リセットフラグを１とする。）。積分器２６は、“１”とされたリセットフラグが判定部４４から入力されると、積分値を０とすることで、積分制御指令値をリセットする。一方、リセット基準が満たされていない場合、判定部４４は、リセットフラグを立てず、０のままとする。この場合、積分器２６は、積分値を０としない。
また、新たな位置指令がモータ制御装置１０に入力され、入力前までリセット基準が満たされていても、入力後にリセット基準が満たされなくなると、すぐに比例制御と積分制御とで速度制御が行われることとなる。
【００４８】
ここで、積分値を０として積分制御指令値をリセットするタイミングについて、２つのパターンについて説明する。
【００４９】
動作対象物がクライテリア範囲内に到達したとしても、微小な時間遅れや他の比例制御部分や特性を改善するためのフィルタ等（例えば、比例器３２とモータ１２との間に設けられる。）の作用により、動作対象物の位置が再びクライテリア範囲外となる可能性がある。そこで、第１パターンでは、動作対象物がクライテリア範囲外からクライテリア範囲内に到達する度に、積分値を０として積分制御指令値をリセットする。すなわち、動作対象物がクライテリア範囲内に到達したタイミングでリセットフラグが１とされ、その後、リセットフラグは０に戻る。
【００５０】
図３は、第１パターンにおける、トルク指令値の時間変化を示すグラフである。図３では、トルク指令値の時間変化と共に、トルク指令値の時間変化に対応する目標位置の時間変化と位置偏差の時間変化も示す。図３における実線が従来の制御によるトルク指令値の時間変化であり、図３における破線が本第１実施形態に係る第１パターンによるトルク指令値の時間変化である。
図３に示されるように、位置偏差が小さくなっても従来では、トルク指令値は、すぐには０に収束していなかった。しかし、本第１実施形態に係る第１パターンでは、位置偏差がクライテリア範囲内となると、トルク指令値が０となる。
【００５１】
また、第２パターンでは、動作対象物がクライテリア範囲内に滞在している間、積分制御指令値をリセットし続ける。すなわち、動作対象物がクライテリア範囲内に到達している間、リセットフラグが１とされ続ける。
ここで、第１パターンでは、動作対象物がクライテリア範囲内に到達すると積分値が０とされることによって、積分制御指令値はリセットされ、一旦は０となるが、動作対象物がクライテリア範囲内であっても再び積分器２６が演算を始める。すなわち、積分制御指令値が一旦０となるが、クライテリア範囲内においても再び積分制御と比例制御とが継続される。一方、第２パターンでは、動作対象物がクライテリア範囲内に滞在している間、積分値を０とし、積分制御指令値をリセットし続けるので、クライテリア範囲内では、積分制御は行われず、比例制御のみによって制御が収束される。
【００５２】
図４は、第２パターンにおける、トルク指令値の時間変化を示すグラフである。図４における実線が従来の制御によるトルク指令値の時間変化であり、図４における破線が本第１実施形態に係る第２パターンによるトルク指令値の時間変化である。
図４に示されるように、第２パターンでも、第１パターンと同様に、位置偏差がクライテリア範囲内となるとトルク指令値が０となる。
【００５３】
以上説明したように、本第１実施形態に係るモータ制御装置１０は、動作対象物の目標位置を示した位置指令値と動作対象物の検出位置との差分に基づいて比例制御によって、速度指令値を算出する位置制御部１４、速度指令値と動作対象物の検出速度との差分である速度偏差に基づいた積分制御によって、積分制御指令値を算出し、積分制御指令値と速度偏差との和に基づいて、モータ１２に出力させるトルクを示すトルク指令値を算出する速度制御部１６を備える。そして、速度制御部１６から出力される積分制御指令値は、動作対象物がクライテリア範囲内に到達した場合にリセットされる。
【００５４】
従って、本第１実施形態に係るモータ制御装置１０は、動作対象物が目標位置に到達した後に、モータ１２へ電流が持続して流れる現象、いわゆる残留トルク指令の発生を解消できる。
【００５５】
また、本第１実施形態に係るモータ制御装置１０は、積分制御指令値のリセットを速度制御が実行されている間に行われるので、積分制御指令値をリセットするためのシーケンスを新たに設ける必要はない。このため、本第１実施形態に係るモータ制御装置１０は、簡易な構成で、動作対象物が目標位置に到達した後に、モータへ電流が持続して流れることを解消できる。
【００５６】
また、本第１実施形態に係るモータ制御装置１０は、積分制御指令値を演算するための積分器２６の状態量をリセットすることによって、積分制御指令値をリセットするので、速度制御の積分成分の蓄積を確実に除去することができる。
【００５７】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５８】
本第２実施形態に係るモータ制御装置１０では、動作対象物がクライテリア範囲内に到達し、かつ速度制御部１６によって算出されたトルク指令値が所定時間Ｔ１以上の間予め定められた閾値β以下となった場合に、速度制御部１６から出力される積分制御指令値がリセットされる。
【００５９】
図５は、本第２実施形態に係るモータ制御装置１０の速度制御に関する機能を示した機能ブロック図である。なお、図５における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
判定部４４は、位置偏差の絶対値が閾値α以下（クライテリア範囲内）であるか否かの判定結果を総合判定部５０へ出力する。なお、判定結果が肯定判定の場合、フラグが立てられることによって、判定結果が総合判定部５０へ出力される。
【００６１】
判定部６０は、速度制御部１６によって算出されたトルク指令値が時間Ｔ１以上の間閾値β以下であるか否かを判定し、判定結果を総合判定部５０へ出力する。
【００６２】
閾値βは、例えば、動作対象物に生じるクーロン摩擦トルクを予め同定し、該クーロン摩擦力よりも小さな値とする。
または、閾値βを、所定の速度で動作対象物を駆動させている場合のトルク指令値とする。このトルク指令値は、クーロン摩擦トルクと粘性摩擦トルクとの和となるが、粘性摩擦トルクはクーロン摩擦トルクに比べて小さいため、トルク指令値とクーロン摩擦トルクとが略同等であると考えることができる。
【００６３】
すなわち、閾値βよりも小さなトルク指令値が継続して出力されても、モータ１２は、動作対象物を駆動させられないにもかかわらず、電流が流れ続けることとなる。
【００６４】
なお、判定部６０による判定結果が肯定判定の場合、フラグが立てられることによって、判定結果が総合判定部５０へ出力される。
【００６５】
総合判定部５０は、位置偏差の絶対値が閾値α以下であり、かつトルク指令値が時間Ｔ１以上の間閾値β以下をリセット基準とし、判定部４４，６０から１とされたフラグが入力された場合に、モータ１２のトルクが摩擦力に負けた状況下にあるため、動作対象物が停止していると判定し、リセットフラグを立てる。積分器２６は、“１”とされたリセットフラグが判定部４４から入力されると、積分値を０とすることで、積分制御指令値をリセットする。
【００６６】
以上説明したように、本第２実施形態に係るモータ制御装置１０は、動作対象物がクライテリア範囲内に到達し、かつトルク指令値が時間Ｔ１以上の間閾値β以下となった場合に、積分制御指令値をリセットするので、トルク指令値の残留許容時間を管理できる。トルク指令値の残留許容時間を管理することによって、モータの寿命管理の精度を高めることができる。
【００６７】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６８】
本第３実施形態に係るモータ制御装置１０では、動作対象物がクライテリア範囲内に到達し、かつ速度制御部１６が備える積分器２６から出力された積分値が所定時間Ｔ２以上の間予め定められた閾値γ以下となった場合に、該積分値をリセットすることにより、積分制御指令値をリセットする。
【００６９】
図６は、本第３実施形態に係るモータ制御装置１０の速度制御に関する機能を示した機能ブロック図である。なお、図６における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７０】
判定部４４は、位置偏差の絶対値が閾値α以下（クライテリア範囲内）であるか否かの判定結果を総合判定部５０へ出力する。なお、判定結果が肯定判定の場合、フラグが立てられることによって、判定結果が総合判定部５０へ出力される。
【００７１】
判定部７０は、積分器２６から出力される積分値が時間Ｔ２以上の間閾値γ以下であるか否かを判定し、判定結果を総合判定部５０へ出力する。
【００７２】
閾値γは、例えば、所定の速度で動作対象物を駆動させている場合の積分制御指令値Ｃｖｉの算出に用いられる積分値Ｃｖｉ’未満の所定値とする。積分値Ｃｖｉ’は、モータ制御装置１０が、単純な比例積分制御だけでなく、特性を改善するためのフィルタ等（例えば、比例器３２とモータ１２との間に設けられる。）の他の要素を含む複雑な制御形態であった場合に、他の要素の作用の影響を受けにくい値である。なお、積分値Ｃｖｉ’は、所定の速度で動作対象物を駆動させている場合に実測することで求められる。
【００７３】
なお、判定結果が肯定判定の場合、フラグが立てられることによって、判定結果が総合判定部５０へ出力される。
【００７４】
総合判定部５０は、位置偏差の絶対値が閾値α以下であり、かつ積分器２６から出力される積分値が時間Ｔ２以上の間閾値γ以下をリセット基準とし、判定部４４，７０から１とされたフラグが入力された場合に動作対象物が停止していると判定し、リセットフラグを立てる。積分器２６は、“１”とされたリセットフラグが判定部４４から入力されると、積分値を０とすることで、積分制御指令値をリセットする。
【００７５】
以上説明したように、本第３実施形態に係るモータ制御装置１０は、動作対象物が停止している否かの判定に、積分器２６から出力される積分値を用いることによって、モータ制御装置１０が、単純な比例積分制御だけでなく、特性を改善するためのフィルタ等の他の要素を含む複雑な制御形態であった場合に、他の要素の作用により、積分制御指令値をクリアする処理が働かなくなることを防止できる。積分器２６から出力される積分値は、上記他の要素の作用の影響を受けにくいためである。また、本第３実施形態に係るモータ制御装置１０は、積分制御指令値の残留許容時間を管理できる。積分制御指令値の残留許容時間を管理することによって、モータ１２の寿命管理の精度を高めることができる。
【００７６】
以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７７】
例えば、上記各実施形態では、積分制御指令値をリセットするために、積分制御指令値を演算するための積分器２６の状態量、すなわち積分器２６で演算される積分値をリセットする形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、動作対象物が目標位置に到達した場合に速度制御積分ゲインＫｖＩを０に切り替えて、積分制御指令値をリセットする形態としてもよい。
この形態の場合、リセット基準が満たされると、例えば、判定部４４又は総合判定部５０から比例器２８へ“１”とされたリセットフラグが入力され、比例器２８は、積分器２６で演算された積分値に速度制御積分ゲインＫｖＩの替わりに０を乗算することによって、積分制御指令値をリセットする。
【符号の説明】
【００７８】
１０    モータ制御装置
１２    モータ
１４    位置制御部
１６    速度制御部
２６    積分器
【図１】
2013121283.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013121283.tif 000005
【図４】
2013121283.tif 000006
【図５】
2013121283.tif 000007
【図６】
2013121283.tif 000008