(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構を介して負荷機械を駆動する電動機と、
前記電動機を駆動する動力を与えるパワー部を有する機械システムと、
前記機械システムの状態量を観測し少なくとも実位置信号θと実電流Ｉを提供する実測定部と、
位置指令θｒｅｆを提供する位置指令発生器を
備えて、
前記機械システムが所望の動作となるように前記パワー部に適正電圧指令を与える電動機制御装置であって、
前記位置指令θｒｅｆに基づいて模擬位置指令θｆｆ、模擬速度指令ωｆｆ、模擬電流指令Ｉｆｆおよび模擬電圧指令Ｖｆｆとを
θｆｆ＝θｒｅｆ／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４                  （１）
ωｆｆ＝θｒｅｆ＊ｓ／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４              （２）
Ｉｆｆ＝Ｋｆ１＊θｒｅｆ＊ｓ＾２／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４  （３）
Ｖｆｆ＝Ｋｆ２＊θｒｅｆ＊ｓ＾３／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４  （４）
（但し、ｓは微分演算子、Ｔｆは時定数、Ｋｆ１は比例係数、Ｋｆ２は比例係数）
により提供するフィードフォワード制御部と、
前記模擬位置指令θｆｆ、前記模擬速度指令ωｆｆ、前記模擬電流指令Ｉｆｆ、前記実位置信号θおよび前記実電流信号Ｉとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｆｂを
Ｖｆｂ＝｛Ｋｆｂｖ＊［Ｋｆｂｐ＊（θｆｆ−θ）＋ωｆｆ−θ＊ｓ］
＋Ｉｆｆ−Ｉ｝＊Ｋｆｂｉ                        （５）
（但し、Ｋｆｂｖ、Ｋｆｂｐ、Ｋｆｂｉは制御ゲイン）
により提供するフィードバック制御部と、
前記フィードバック電圧指令Ｖｆｂと前記模擬電圧指令Ｖｆｆとを加算し電圧指令Ｖｒｅｆを提供する加算器と
を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
前記フィードフォワード制御部は、
前記機械システムを少なくとも３次積分演算で模擬し前記模擬電圧指令Ｖｆｆに基づいて少なくとも模擬位置指令θｆｆと模擬速度指令ωｆｆと模擬電流指令Ｉｆｆとを有する模擬状態量Ｘθｉを提供する模擬モデルと、
該模擬状態量Ｘθｉと前記位置指令θｒｅｆとに基づいて模擬電圧指令Ｖｆｆを提供するフィードフォワードコントローラとを
備えたことを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記模擬モデルは、
前記電動機の電磁気特性と前記パワー部の特性とを少なくとも１次の積分演算と１回の比例演算とで模擬し、前記模擬電圧指令Ｖｆｆに基づいて模擬電流指令Ｉｆｆと模擬トルク指令Ｔｆｆとを提供する模擬電磁気モデルと、
前記電動機の機械特性と負荷機械の機械特性と伝達機構の機械特性とを少なくとも２次の積分演算と１回の比例演算とで模擬し、前記模擬トルク指令Ｔｆｆに基づいて少なくとも模擬位置指令θｆｆと模擬速度指令ωｆｆとを有する模擬機械状態量Ｘθを提供する模擬機械モデルと
を備えたことを特徴とする請求項２記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記電動機の制御は、複数のプロセッサ上で動作するソフトウェアにより構成されること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷機械を駆動する電動機に適切な駆動電圧を与えるための電動機制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の装置としては、特開平０６−０３０５７８号に開示されている２自由度の電動機の位置制御装置と、特開平１１−１８４６９号に開示の電動機のディジタル電流制御装置がある。特開平０６−０３０５７８号の場合、フィードバックループの応答周波数は、位置制御ループ＜速度制御ループ＜電流制御ループ、の順に高速応答性が必要であり、通常、速度制御ループの応答周波数は位置制御ループの数倍以上となるように制御系のゲインが設定される。従って、位置制御ループの応答性（比例定数Ｋｐを用いた）を上げるには、速度制御ループの応答性を上げる必要があるが、速度制御ループの応答周波数を上げると今度は機械振動が発生する。
この速度制御系の応答性の制約から位置制御ループのゲインを上げるのが困難なために、位置・速度フィードバックループとは無関係に、機械共振を無視した機械系模擬回路を制御対象とするフィードフォワード型の位置・速度制御ループを別に設けて、フィードフォワード制御によって応答周波数を上げると同時に、一方のフィードバックループにより機械振動を抑制する２自由度の制御系を構成して、与えられた位置指令に対して所定のトルク指令を生成し高速応答を可能にしている。また、特開平１１−１８４６９号の場合は、高速応答の電流制御性能を得るために電流制御ループの応答周波数を高くするとオーバーシュートが増加する課題を解消しようとする装置であって、電流制御フィードバックループとは別に、フィードフォワード制御部を設けて１次電流指令を１サンプリング周期遅らせたモデル電流を出力することで、モデル電流は１次電流指令値の変化に対して１サンプリング周期遅れで追従し、与えられた電流指令又はトルク指令に対する電圧指令を生成して、デッドビート応答によってオーバーシュートを抑制し、高速応答を実現するものである。このように特開平０６−３０５７８号は、位置・速度制御ループの応答周波数を機械フィードフォワードを構成して上げるものであり、特開平１１−１８４６９号の場合は、電流制御ループで電流フィードフォワードを構成して高速応答を達成しているもので、これらを組合わせて、位置制御ループ、速度制御ループ、電流制御ループの高速応答システムを構成しようとすれば、図５に示すような電動機制御装置となる。この装置は機械システム５と、実測定部６、位置指令発生器７と、機械フィードフォワード制御部２１と、機械フィードバック制御部２２と、加算器２３と、電流フィードフォワード制御部２４と、電流フィードバック制御部２５と、加算器２６とで構成されている。先ず、位置指令に対して機械フィードフォワード制御部２１により位置制御、速度制御ループの応答周波数を上げ、機械フィードバック制御部２２により機械振動を抑制してトルク指令Ｔｒｅｆを出力する。トルク指令Ｔｒｅｆに対して電流フィードフォワード制御部２４では、デッドビート応答制御によって振動低減を図り電流制御ループの高速応答が可能な電圧指令Ｖｒｅｆをパワー部４に印加しているので、機械フィードフォワード制御部２１の導入によって、高速の位置応答制御が得られ、電流フィードフォワード制御部２４の導入により、高速の電流応答制御が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、図５のように機械フィードフォワード制御部２１を、電流フィードフォワード制御部２４の入出力特性と、電流フィードバック制御部２５の入出力特性と、加算器２６の入出力特性と、パワー部４の入出力特性と、電動機４の電磁気特性とを考慮しないで構築した場合、機械フィードフォワード制御部２１にはモデリング誤差が存在することになり、実位置指令に対して実位置応答にはオーバーシュートや振動が生ずるという問題があった。
更に、仮に、機械フィードフォワード制御部２１を、電流フィードフォワード制御部２４の入出力特性と、電流フィードバック制御部２５の入出力特性と、加算器２６の入出力特性と、パワー部４の入出力特性と、電動機３の電磁気特性とを考慮した場合には、少なくともパワー部４の入出力特性と、電動機３の電磁気特性を模擬するために、機械フィードフォワード制御部２１と電流フィードフォワード２４の両方で、この模擬演算を行うことになるので制御装置の構成が複雑になり、必要以上に演算時間が長くなって制御性能に悪影響を及ぼすという問題があった。
更に、電流フィードフォワード制御部２４の出力Ｖｆｆは、機械フィードバック制御部２２の出力Ｔｆｂを含んだトルク信号Ｔｒｅｆに基づいて生成されるので、電流フィードフォワード制御部２４の出力Ｖｆｆは、機械フィードバック制御部２２Ｋ出力Ｔｆｂの影響を受けた。
また、機械フィードバック制御部２２の出力Ｔｆｂは位置・速度観測ノイズや機械外乱などによって影響されていた。。従って、電流フィードフォワード制御部２４の出力Ｖｆｆは、位置・速度観測ノイズや機械外乱などによって影響を受けて、電流フィードバック制御部２４の設計は、機械フィードバック制御部２２の出力信号Ｔｆｂの特性（位置・速度観測ノイズや機械外乱などによって影響されている）により制限されることになり、自由に行うことができなかった。すなわち、位置指令に対する応答特性とノイズや外乱に対する応答特性とを、それぞれ独立に設計できないという問題があった。
そこで、本発明は、実位置指令に対して実位置応答にはオーバーシュートや振動が生ずることが無く、高速応答を実現するサンプリング時間の短縮に悪影響を与えることが無い、位置指令に対する応答特性と、ノイズや外乱に対する応答特性とを独立で設計できる電動機制御装置を提供することを目的にしている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、動力を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構を介して負荷機械を駆動する電動機と、
前記電動機を駆動する動力を与えるパワー部を有する機械システムと、
前記機械システムの状態量を観測し少なくとも実位置信号θと実電流Ｉを提供する実測定部と、
位置指令θｒｅｆを提供する位置指令発生器を備えて、
前記機械システムが所望の動作となるように前記パワー部に適正電圧指令を与える電動機制御装置であって、
前記位置指令θｒｅｆに基づいて模擬位置指令θｆｆ、模擬速度指令ωｆｆ、模擬電流指令Ｉｆｆおよび模擬電圧指令Ｖｆｆとを
θｆｆ＝θｒｅｆ／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４                  （１）
ωｆｆ＝θｒｅｆ＊ｓ／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４              （２）
Ｉｆｆ＝Ｋｆ１＊θｒｅｆ＊ｓ＾２／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４  （３）
Ｖｆｆ＝Ｋｆ２＊θｒｅｆ＊ｓ＾３／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４  （４）
（但し、ｓは微分演算子、Ｔｆは時定数、Ｋｆ１は比例係数、Ｋｆ２は比例係数）
により提供するフィードフォワード制御部と、前記模擬位置指令θｆｆ、前記模擬速度指令ωｆｆ、前記模擬電流指令Ｉｆｆ、前記実位置信号θおよび前記実電流信号Ｉとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｆｂを
Ｖｆｂ＝｛Ｋｆｂｖ［Ｋｆｂｐ＊（θｆｆ−θ）＋ωｆｆ−θ＊ｓ］
＋Ｉｆｆ−Ｉ｝＊Ｋｆｂｉ                        （５）
（但し、Ｋｆｂｖ、Ｋｆｂｐ、Ｋｆｂｉは制御ゲイン）
により提供するフィードバック制御部と、前記フィードバック電圧指令Ｖｆｂと前記模擬電圧指令Ｖｆｆとを加算し電圧指令Ｖｒｅｆを提供する加算器とを備えたことを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動機制御装置において、前記フィードフォワード制御部が、前記機械システムを少なくとも３次積分演算で模擬し前記模擬電圧指令Ｖｆｆに基づいて少なくとも模擬位置指令θｆｆと模擬速度指令ωｆｆと模擬電流指令Ｉｆｆとを有する模擬状態量Ｘθｉを提供する模擬モデルと、該模擬状態量Ｘθｉと前記位置指令θｒｅｆとに基づいて模擬電圧指令Ｖｆｆを提供するフィードフォワードコントローラとを備えたことを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の電動機制御装置において、前記模擬モデルが、前記電動機の電磁気特性と前記パワー部の特性とを少なくとも１次の積分演算と１回の比例演算とで模擬し、前記模擬電圧指令Ｖｆｆに基づいて模擬電流指令Ｉｆｆと模擬トルク指令Ｔｆｆとを提供する模擬電磁気モデルと、前記電動機の機械特性と負荷機械の機械特性と伝達機構の機械特性とを少なくとも２次の積分演算と１回の比例演算とで模擬し、前記模擬トルク指令Ｔｆｆに基づいて少なくとも模擬位置指令θｆｆと模擬速度指令ωｆｆとを有する模擬機械状態量Ｘθを提供する模擬機械モデルとを備えたことを特徴としている。
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の電動機制御装置において、前記電動機の制御が、複数のプロセッサ上で動作するソフトウェアにより構成されることを特徴としている。
この請求項１記載の電動機制御装置によれば、簡素な構成により迅速な演算が可能な電動機制御装置によって、モデリング誤差が無く、且つ、フィードフォワード制御部の設計をフィードバック制御部のＴｆｂに制限されないように、位置指令、速度指令、電流指令に対する応答特性とノイズや外乱に対する応答特性を独立に設計できる自由度を確保して、機械系の振動を抑制し、電流制御ループの遅れを改善して、系の高速応答化を可能にできる。
【０００５】
また、請求項２記載の電動機制御装置によれば、フィードフォワード制御部を、フィードフォワードコントローラと機械システムを積分演算で模擬した模擬モデル８ｂで構成して、模擬モデル８ｂによって模擬状態量Ｘθｉを生成するので、機械システムの特性を考慮した制御が容易になり、振動抑制と高速応答化が可能になる。また、模擬モデルを、模擬電磁気モデルと、機械システムを２慣性モデルなどの近似モデルで模擬した模擬機械モデル８ｂ２を用いて構成し、模擬機械状態量Ｘθを生成するので、模擬モデル８ｂを構築する際に機械システムの特性を模擬することが容易になり、高速応答制御が可能になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電動機制御装置のブロック図である。図１において、電動機制御装置は、負荷機械１と、動力を伝達する伝達機構２と、その伝達機構２を介して負荷機械１を駆動する電動機３と、電動機３を駆動する電力を与えるパワー部４を有する機械システム５と、機械システム５の状態量を観測し、電流検出器、エンコーダ等により、少なくとも実位置信号θと実電流信号Ｉとを提供する実測定部６と、位置指令θｒｅｆを出力する位置指令発生器７と、位置指令θｒｅｆに基づいて、模擬位置指令θｆｆ、模擬速度指令ωｆｆ、模擬電流指令Ｉｆｆ、模擬電圧指令Ｖｆｆを提供するフィードフォワード制御部８と、模擬位置指令θｆｆ、模擬速度指令ωｆｆ、模擬電流指令Ｉｆｆと、実位置信号θと実位置信号Ｉとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｆｂを提供するフィードバック制御部９と、フィードバック電圧指令Ｖｆｂと模擬電圧指令Ｖｆｆを加算して電圧指令Ｖｒｅｆを出力する加算器１０とで構成されている。なお、機械システム５と実測定器６と位置指令発生器７は従来装置のもので構わない。つぎに動作について説明する。フィードフォワード制御部８は、次の式から位置指令θｒｅｆを基に、模擬位置指令θｆｆと模擬速度指令ωｆｆと模擬電流指令Ｉｆｆと模擬電圧指令Ｖｆｆとを生成する。
θｆｆ＝θｒｅｆ／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４                    （１）
ωｆｆ＝θｒｅｆ＊ｓ／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４                （２）
Ｉｆｆ＝ＫｆＩ＊θｒｅｆ＊ｓ＾２／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４    （３）
Ｖｆｆ＝Ｋｆ２＊θｒｅｆ＊ｓ＾３／（Ｔｆ＊ｓ＋１）＾４    （４）
但し、ｓは微分演算子、Ｔｆは時定数、Ｋｆ１、Ｋｆ２は比例係数である。フィードフォワード制御部８で作成されたθｆｆ、ωｆｆ、Ｉｆｆはフィードバック制御部９へ提供され、実測定部６からの実位置信号θと実位置電流Ｉとにより、フィードバック制御部９は次式からフィードバック電圧指令Ｖｆｂを生成する。
Ｖｆｂ＝｛Ｋｆｂｖ［Ｋｆｂｐ＊（θｆｆ−θ）＋ωｆｆ−θ＊ｓ］
＋Ｉｆｆ−Ｉ｝＊Ｋｆｂｉ                  （５）
但し、Ｋｆｂｖ、Ｋｆｂｐ、Ｋｆｂｉは制御ゲインである。この各制御ゲインＫｆｂｖ、Ｋｆｂｐ、Ｋｆｂｉの設定は従来のフィードバック制御器のように、例えば、伝達関数式等により理論的に設定し、セルフ・チューニング等により実際に数値を入れて最適値に設定する。次に、加算器１０でフィードフォワード制御部８からの模擬電圧指令Ｖｆｆとフィードバック制御部９からのフィードバック電圧指令Ｖｆｂを入力加算して、電圧指令Ｖｒｅｆを生成しパワー部４に印加する。このようにフィードフォワード制御部８により電流制御ループの遅れを解消し、高速応答化された模擬電圧指令Ｖｆｆと、機械システム５の振動成分を抑圧するフィードバック制御部９からのフィードバック電圧指令Ｖｆｂを加算することで、迅速な演算処理によりモデリング誤差の無い、振動成分を抑圧して高速応答を実現する電圧指令Ｖｒｅｆが得られる。なお、フィードバック制御部９を従来のＰＩＤ制御のように構成してもよい。その場合の制御構成や、そのゲイン設定は当業者にとって明らかなものであるから、その評価は略す。また、図１では詳細は省略したが、実際の回路では、フィードフォワード制御部８の模擬電流指令Ｉｆｆや、模擬電圧指令Ｖｆｆ等は座標変換器を介し、図４に示すように、ｑ軸、ｄ軸成分Ｉｆｆｑ、Ｉｆｆｄ、Ｖｆｆｑ、Ｖｆｆｄ、に分離、Ｉｆｆｄ＝０として演算するものとする。
【０００７】
次に、本発明の第２の実施の形態について図を参照して説明する。
図２は本発明の第２の実施の形態に係るフィードフォワード制御部のブロック図である。図２において、フィードフォワード制御部８は、模擬状態量と位置指令θｒｅｆに基づいて模擬電圧指令Ｖｆｆを提供するフィードフォワードコントローラ８ａと、機械システム５を少なくとも３次積分演算で模擬し、模擬電圧指令Ｖｆｆに基づいて、少なくとも模擬位置指令θｆｆ、模擬速度指令ωｆｆ、模擬電流指令Ｉｆｆを有する模擬状態量Ｘθｉを提供する模擬モデル８ｂとで構成されている。模擬モデル８ｂは次式より模擬状態量Ｘθｉを生成する。
Ｉｆｆ＝Ｋｆ３＊Ｖｆｆ／ｓ                            （６）
ωｆｆ＝Ｋｆ４＊Ｉｆｆ／ｓ                            （７）
θｆｆ＝ωｆｆ／ｓ                                    （８）
Ｘθｉ＝［θｆｆ、ωｆｆ、Ｉｆｆ］                     （９）
但し、Ｋｆ３は等価インダクタンス、Ｋｆ４はトルク係数である。フィードフォワードコントローラ８ａは模擬モデル８ｂより模擬状態量Ｘθｉをフィードバックして、次式より模擬電圧指令Ｖｆｆを生成する。
Ｖｆｆ＝Ｋｆｆ１＊（θｒｅｆ−θｆｆ）−Ｋｆｆ２＊ωｆｆ
−Ｋｆｆ３＊Ｉｆｆ                  （１０）
但し、Ｋｆｆ１、Ｋｆｆ２、Ｋｆｆ３は制御ゲインである。この場合のＫｆｆ１〜３の各制御ゲインの設定は、いわゆる極配置法で行えばよい。ちなみに極配置法は通常用いられているもので、状態方程式や伝達関数の係数（極）を行列式に変換して求めるもので、閉ループ中の固有値（極）を極配置法により設定すれば系は安定化できる。
【０００８】
このように、第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは別に、フィードフォワード制御部８を、機械システム５を３次積分で模擬した模擬モデル８ｂを用いて、（６）〜（９）式の演算を行うものである。
なお、（６）〜（１０）式で求めたＩｆｆ、ωｆｆ、θｆｆ、Ｖｆｆなどはフィードバック制御部９へ提供し、同様に加算器１０において、ＶｆｆとＶｆｂを加算してパワー部４に印加される。また、模擬状態量Ｘθｉは振動抑止ループなどにも使用できる。
【０００９】
次に、本発明の第３の実施の形態について図を参照して説明する。
図３は本発明の第３の実施の形態に係る模擬モデルのブロック図である。
図３において、模擬モデル８ｂは、電動機３の電磁気特性とパワー部４の特性とを少なくとも１次の積分演算と１回の比例演算とで模擬し、模擬電圧指令Ｖｆｆに基づいて、模擬電流指令Ｉｆｆと模擬トルク指令Ｔｆｆを提供する模擬電磁気モデル８ｂ１と、電動機３の機械特性と負荷機械１の機械特性と伝達機構２の機械特性とを、少なくとも２次の積分演算と１回の比例演算とで模擬し、模擬トルク指令Ｔｆｆに基づいて、少なくとも模擬位置指令θｆｆと模擬速度指令ωｆｆとを有する模擬機械状態量Ｘθを提供する模擬機械モデル８ｂ２から構成されている。
模擬電磁気モデル８ｂ１は次式から、模擬電流指令Ｉｆｆと模擬トルク指令Ｔｆｆを生成する。
Ｉｆｆ＝（Ｖｆｆ−ωｆｆ＊φ＊Ｌ）／（Ｌ＊ｓ＋Ｒ）    （１１）
Ｔｆｆ＝Ｋ＊Ｉｆｆ                                    （１２）
但し、Ｌはモータの等価インダクタンス、Ｒはモータの等価抵抗、φ
は磁束係数、Ｋはトルク係数である。
模擬機械モデル８ｂ２は、電動機３の機械特性と負荷機械１の機械特性と伝達機構２の機械特性とを剛体モデル、２慣性モデルなどの近似モデルで模擬し、その特性を表すものである。
２慣性モデルで近似する場合、模擬機械モデル８ｂ２は、次式から模擬機械状態量Ｘθを生成する。
θｆｆ＝ωｆｆ／ｓ                                      （１３）
ωｆｆ＝（Ｔｆｆ−Ｔｋ）／（Ｊｍ＊ｓ）                  （１４）
Ｔｋ＝Ｋａ＊（θｆｆ−θｆｆＬ）                        （１５）
θｆｆＬ＝ωｆｆＬ／ｓ                                  （１６）
ωｆｆＬ＝Ｔｋ／（ＪＬ＊ｓ）                            （１７）
Ｘθ＝［θｆｆ、ωｆｆ、θｆｆＬ、ωｆｆＬ］            （１８）
但し、Ｋａはバネ係数、Ｊｍは２慣性モデルの駆動側のイナーシャ、
ＪＬは２慣性モデルの負荷側のイナーシャである。
このように、第３の実施の形態は、機械システム５を２慣性モデルから模擬したもので、ねじれ角の補正などによる振動抑止にも有効である。
【００１０】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態は請求項４に関するもので、上述のフィードフォワード制御部８と、フィードバック制御部９とを別々のプロセッサで構成するような例である。このような構成によって、各処理の処理時間が短縮されるので、高速応答が実現できる。
また、高速ＣＰＵプロセッサではなくて、限られた種類のプロセッサでも複数使用して分散処理を行えば、オーバーシュートを低減するためのサンプリング周期の短縮も可能になり、高速応答処理が実現できる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、機械システムが所望の動作となるようにパワー部に適正電圧指令を与える電動機制御装置で、位置指令θｒｅｆに基づいて模擬位置指令θｆｆ、模擬速度指令ωｆｆ、模擬電流指令Ｉｆｆおよび模擬電圧指令Ｖｆｆとを提供するフィードフォワード制御部と、模擬位置指令θｆｆと、模擬速度指令ωｆｆと、模擬電流指令Ｉｆｆと、実位置信号θと実電流信号Ｉとに基づいてフィードバック電圧指令Ｖｆｂを提供するフィードバック制御部と、フィードバック電圧指令Ｖｆｂと模擬電圧指令Ｖｆｆとを加算し電圧指令Ｖｒｅｆを提供する加算器とを備えたので、実位置指令に対して実位置応答にはオーバーシュートや振動を生じることが無く、サンプリング時間の短縮にも悪影響を与えない、位置指令に対する応答特性とノイズや外乱に対する応答特性とを独立に設計できる電動機制御装置を提供できるという効果がある。
また、フィードフォワード制御部を、模擬電圧指令Ｖｆｆを提供するフィードフォワードコントローラと、機械システムを少なくとも３次積分演算で模擬し模擬状態量Ｘθｉを提供する模擬モデルとで構成したり、あるいは、その模擬モデルを、電動機の電磁気特性とパワー部の特性とを少なくとも１次の積分演算と１回の比例演算とで模擬した模擬電磁気モデルと、電動機の機械特性と負荷機械の機械特性と伝達機構の機械特性とを少なくとも２次の積分演算と１回の比例演算とで模擬し、模擬機械状態量Ｘθを提供する模擬機械モデルとで構成することによって、機械システムの特性を模擬することが容易な電動機制御装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動機制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るフィードフォワード制御部のブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る模擬モデルのブロック図である。
【図４】図１に示すフィードフォワード制御部の模擬指令の詳細図である。
【図５】従来の電動機制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  電動機
２  伝達機構
３  電動機
４  パワー部
５  機械システム
６  実測定部
７  位置指令発生器
８  フィードフォワード制御部
９  フィードバック制御部
１０  加算器
８ａ  フィードフォワードコントローラ
８ｂ  模擬モデル
８ａ１  模擬電磁気モデル
８ｂ２  模擬機械モデル
【図１】
0004123333.tif 000002
【図２】
0004123333.tif 000003
【図３】
0004123333.tif 000004
【図４】
0004123333.tif 000005
【図５】
0004123333.tif 000006