CN103201944B - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电动机控制装置，其具有反馈控制系统，该反馈控制系统生成使动作指令信号与检测器的检测信号的差值变小的扭矩指令，对所述电动机进行驱动，其中，该动作指令信号用于指示电动机的动作，该检测器安装在该电动机中，用于对所述电动机的位置或速度进行检测，电动机控制装置具有：校正单元，其对应于波数来推定用于抑制检测误差的校正量的振幅及相位，对该振幅及相位的推定值进行逐次更新，其中，波数是作为所述检测信号中包含的该检测误差在电动机每旋转1周时的产生次数而设定的；以及校正后检测信号运算单元，其生成该检测信号与所述校正量的差值即校正后检测信号，代替所述检测信号作为获取与所述动作指令信号之间差值的对象信号。

Description

电动机控制装置

技术领域

本发明涉及一种对用于驱动工作机械等工业用机械装置的电动机进行控制的电动机控制装置。

背景技术

作为对用于驱动工业用机械装置的电动机进行控制的电动机控制装置，已知如下装置，其对电动机进行控制，以使得通过与电动机的旋转轴连结的旋转编码器等检测器检测出的电动机旋转位置（旋转角度）和速度追随目标位置。

但是，在旋转编码器等检测器中，已知由于检测器的组装误差或形状误差等，会在检测信号中产生检测误差。例如，在磁式检测器中，使用具有与电动机的旋转轴的旋转联动而周期性变化的磁特性的被检测部，通过利用接近配置的磁传感器检测磁性，从而对旋转位置进行检测。在该磁式检测器中，在存在磁化分布的误差或磁传感器的安装误差的情况下，会发生依赖于旋转位置的周期性检测误差。

如上所述，对应于检测器的检测信号中所包含的旋转位置而周期性产生的检测误差，会对机械装置的驱动性能造成不良影响。因此，目前提出多种方法，以通过在控制装置侧抑制上述的检测误差，从而实现高精度的驱动（例如专利文献1、2等）。

即，在专利文献1中公开了下述技术：除了用于驱动控制的检测器以外，准备高精度检测器，预先对由用于驱动控制的检测器检测出的位置和由高精度检测器检测出的位置进行比较，计算检测误差并存储在控制装置内，针对向电动机发出的旋转指令位置，以该存储的检测误差进行校正。

另外，在该专利文献1中，作为不使用高精度检测器的方法，公开了下述技术：以对电动机进行控制的速度环特性无法追随的充分的速度使电动机旋转，基于该状态下的检测信号，对检测误差进行计算的技术；以及使速度环开环，即在不使用检测器的信号的条件下使电动机旋转，基于该状态下的检测信号，对检测误差进行计算的技术。

另外，在专利文献2中，作为以相对于周期性产生的检测误差，使用通过三角函数运算求出的同周期的校正量进行抵消的方式进行校正的方法，公开了以使得检测误差的振幅极小的方式搜索校正量的振幅（增益）及相位的最佳值的技术。

专利文献1：日本特开平11－27973号公报

专利文献2：日本特开2003－83769号公报

发明内容

然而，在专利文献1公开的技术中存在下述问题。首先，作为另外准备高精度检测器而对检测误差进行计算的方法，需要安装高精度检测器的作业，从而会增加作业时间。

另外，作为不使用高精度检测器、以速度环特性无法追随的充分的速度使电动机旋转而对检测信号进行测量的方法，由于通常每隔恒定时间进行数据采样，因此，在以高频率产生检测误差的情况下，采样周期不足，测量精度下降。

另外，作为基于使速度环开环而使电动机旋转的状态下的检测信号对检测误差进行计算的方法，由于很难使电动机匀速旋转，因此在检测误差很小的情况下，难以高精度地进行校正。

其次，在专利文献2公开的技术中，基于检测误差的振幅，搜索误差最小的校正量的振幅及相位，但为了避免干涉，必须分别通过不同的步骤对振幅和相位进行搜索。特别地，在整个范围内对相位进行搜索情况下，调整作业需要时间。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到一种电动机控制装置，该电动机控制装置能够通过简单的处理且在短时间内高精度地抑制由于检测器的组装误差或形状误差等产生的检测误差。

为了解决上述课题并实现目的，本发明的电动机控制装置具有反馈控制系统，该反馈控制系统生成使动作指令信号与检测器的检测信号的差值变小的扭矩指令，对所述电动机进行驱动，其中，该动作指令信号用于指示电动机的动作，该检测器安装在该电动机中，用于对所述电动机的位置或速度进行检测，所述电动机控制装置的特征在于，具有：校正单元，其对应于波数来推定用于抑制检测误差的校正量的振幅及相位，对该振幅及相位的推定值进行逐次更新，其中，波数是作为所述检测信号中包含的该检测误差在电动机每旋转1周时的产生次数而设定的；以及校正后检测信号运算单元，其生成该检测信号与所述校正量的差值即校正后检测信号，代替所述检测信号作为获取与所述动作指令信号之间差值的对象信号。

发明的效果

根据本发明，逐次推定对应于电动机的旋转位置而产生的检测误差的产生相位处的检测信号的振幅及相位，基于该推定结果，分别对用于抑制检测误差的校正量的振幅及相位进行更新。

因此，本发明具有以下效果等，即：由于不需要为了求出用于抑制检测误差的校正量的振幅及相位而通过单独的步骤确定振幅和相位，因此，能够在短时间内且通过简单的处理求出对由检测误差引起的周期性振动进行抑制的校正量。另外，无需以速度环特性无法追随的足够高的速度或使速度环开环而驱动电动机就能够求出校正量，因此能够高精度地求出校正量。并且，由于无需使用另外的高精度检测器就能够求出校正量，因此能够容易地进行调整作业。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图2是以传递函数表示图1所示的反馈控制系统的结构的框图。

图3是表示图1所示的振幅相位推定部的结构例的框图。

图4是说明由图1所示的校正量运算部进行的校正量推定动作的矢量图。

图5是说明由图1所示的校正量运算部推定的校正量的振幅推定结果的特性图。

图6是说明由图1所示的校正量运算部推定的校正量的相位推定结果的特性图。

图7是说明与由图1所示的校正量运算部进行的校正量推定动作相伴的位置误差的抑制状况的特性图。

图8是表示本发明的实施例2所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图9是表示本发明的实施例3所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图10是表示本发明的实施例4所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图11是表示本发明的实施例5所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图12是表示本发明的实施例6所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图13是表示本发明的实施例7所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

图14是表示本发明的实施例8所涉及的电动机控制装置的结构的框图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明所涉及的电动机控制装置的实施例详细地进行说明。另外，本发明并不限定于本实施例。

实施例1

图1是表示本发明的实施例1所涉及的电动机控制装置的结构的框图。在图1中，本实施例1所涉及的电动机控制装置1a，在对电动机2进行驱动的基本结构“检测器3、加法器4、追随控制部5及电流控制部6”中追加有校正单元8a和加法器9。

对于驱动电动机2的基本结构“检测器3、加法器4、追随控制部5及电流控制部6”简单地进行说明。从外部输入的动作指令信号R是位置指令或速度指令等对电动机2的动作进行指定的指令信号。动作指令信号R被输入至加法器4的加法输入端（+），检测器3是对电动机2的旋转位置（旋转角度）或速度进行检测的旋转编码器等，与电动机2的旋转轴连结。检测器3输出的检测信号pf被输入至基本结构中的加法器4的减法输入端（－）。

即，在基本结构中，加法器4输出从动作指令信号R中减去检测信号pf得到的差值（偏差）。追随控制部5针对加法器4输出的动作指令信号R与检测信号pf的偏差进行包含比例运算·积分运算在内的处理，输出使偏差变小的扭矩指令。另外，追随控制部5中设定有用于进行包含上述比例运算、积分运算在内的处理的增益值等。并且，电流控制部6基于从追随控制部5输入的扭矩指令，输出对电动机2进行驱动的驱动电流。

如上所述，对电动机2进行驱动的基本结构“检测器3、加法器4、追随控制部5及电流控制部6”构成反馈控制系统，该反馈控制系统以使检测器3的检测结果即检测信号pf追随动作指令信号R示出的目标值的方式生成扭矩指令，对电动机2进行驱动。

在这里，由于检测器3的组装误差或形状误差等，在检测器3的检测信号pf中通常包含有对应于旋转位置而周期性产生的检测误差pd。追加的校正单元8a及加法器9是用于对该检测误差pd进行抑制而设置的。

由此，在图1中，为了便于理解，将检测器3的检测信号pf中包含的检测误差pd单独示出以将其视作干扰，利用加法器7在检测器3的输出信号（不包含检测误差）中加上作为干扰的检测误差pd而得到检测信号pf。

在实施例1所涉及的追加有加法器9的结构中，包含检测误差pd的检测信号pf被输入至加法器9的加法输入端（+），而不是加法器4的减法输入端（－）。由校正单元8a求出的校正量pc被输入至加法器9的减法输入端（－）。并且，由加法器9运算得到的检测信号pf与校正量pc之间的差值，作为校正后检测信号pfb而被输入至加法器4的减法输入端（－）。即，加法器9构成生成校正后检测信号pfb的校正后检测信号运算单元。

本实施例1所涉及的结构表明了如果能够使校正量pc与检测误差pd一致就能够抵消检测误差pd，因此，校正后检测信号pfb成为使检测误差pd得到抑制的检测信号。首先，参照图2，对这一点进行说明。校正单元8a的详细说明在其后进行。

图2是使用传递函数表示图1所示的反馈控制系统的结构的框图。在图2中，图1所示的反馈控制系统由加法器4、与追随控制部5相对应的控制器10、控制系统11、以及加法器7、9表示，其中，控制系统11由电流控制部6、电动机2及检测器3构成。控制器10的传递函数表示为C（s），控制系统11的传递函数表示为P（s）。

在图2所示的反馈控制系统中，灵敏度函数S如式（1）所示，互补灵敏度函数T如式（2）所示。

S=1/(1+CP)…（1）

T=CP/(1+CP)…（2）

关于检测信号pf，如果使用该灵敏度函数S和互补灵敏度函数T，仅着眼于检测误差pd的频率成分而进行记述，则在产生检测误差pd的产生相位处的检测信号pf能够通过式（3）由校正量pc和检测误差pd表示。

pf＝T·pc＋S·pd…（3）

在这里，由于检测误差pd的实情不明确，因此难以直接求出与检测误差pd一致的校正量pc。另一方面，由于检测误差pd是对应于电动机2的旋转位置而周期性产生的，因此，该产生角度相位能够根据电动机2每旋转1周时产生的检测误差pd的次数（将其称为“波数”）而求出。在本实施例1中着眼于这一点。

即，在本实施例1中，按照波数的周期重复进行推定动作，其中该推定动作是指对产生检测误差pd的角度相位处的检测信号pf的振幅及相位进行推定，将上述振幅及相位设为校正量pc的振幅及相位。因此，由于校正量pc的振幅及相位的推定值以向检测信号pf的振幅及相位接近的方式进行更新，因此，如下所述，得到在校正后检测信号pfb中抑制了检测误差pd的检测信号。

由于以接近检测信号pf的方式对校正量pc进行更新，因此，将通过式（3）求出的检测信号pf作为校正量pc使用。如果将式（3）表示的检测信号pf设为任意的第k次更新状态，则在第k＋1次，检测信号pf（k＋1）为式（4）。

pf（k＋1）＝T·（T·pc（k）＋S·pd）＋S·pd＝T（T·pc（k）＋S·pd）＋（1－T）pd…（4）

同样地，在第k＋2次、第k＋3次…直至更新到第k＋n次的情况下，第k＋n次的检测信号pf（k＋n）为式（5）。

pf（k＋n）＝Tⁿ（T·pc（k）＋S·pd）＋（1－Tⁿ）pd…（5）

在该式（5）中，在检测误差pd的频率处的互补灵敏度函数T小于值1的情况下，互补灵敏度函数Tⁿ通过反复更新而收敛至0。即，检测信号pf收敛至检测误差pd。因此，以接近检测信号pf的方式重复更新的校正量pc，收敛至检测误差pd。

如上所述，能够求出对检测误差pd进行抑制的校正量pc。并且，由于互补灵敏度函数T在控制频带外通常小于值1，因此，如果检测误差pd的频率是控制频带外，则收敛。

而且，在图1中，求出以上说明的校正量pc的校正单元8a具有基准周期信号运算部12、误差成分提取部13a、振幅相位推定部14a、振幅相位设定部15a及校正量运算部16a。

在基准周期信号运算部12中输入由检测器3输出的检测信号pf、及从外部输入的设定值即波数设定值N。其中，波数设定值N是电动机2每旋转一周时产生的检测误差pd的次数，根据检测器3的构造，是已知量。由于设定波数的周期是检测误差pd的周期，因此，基准周期信号运算部12对与检测误差pd相同角度周期的基准周期信号进行计算，其中，检测误差pd包含在检测信号pf中，对应于电动机2的旋转位置而产生。

另外，在检测器3输出的检测信号pf中包含产生相位不同的多个周期的检测误差pd的情况下，例如，也可以预先在表格中存储该多个波数设定值N，针对基准周期信号运算部12依次切换而设定。

误差成分提取部13a从检测器3输出的检测信号pf中提取该检测信号pf中包含的检测误差pd的频率成分。具体地说，误差成分提取部13a例如由仅使检测误差pd的频率成分通过的带通滤波器构成。即，误差成分提取部13a的输出信号（检测误差pd的频率成分信号）是与检测信号pf中的检测误差pd同周期的周期信号。

另外，误差成分提取部13a是为了提高检测误差pd的运算精度而附加的单元，在检测信号pf中显著出现检测误差pd影响的情况等下，也可以省略。

在振幅相位推定部14a中输入误差成分提取部13a输出的检测误差pd的频率成分信号、和基准周期信号运算部12输出的基准周期信号。振幅相位推定部14a通过例如图3所示的结构，分别对产生检测误差pd的产生相位处的检测信号pf的振幅及相位进行推定。振幅相位推定部14a按照基准周期信号的周期，重复进行上述的推定动作。参照图3具体地进行说明。

图3是表示振幅相位推定部14a的结构例的框图。振幅相位推定部14a例如如图3所示，具有相位修正部17、乘法器18、21、直流成分运算部19、22、PI控制部20及放大部23，该振幅相位推定部14a将误差成分提取部13a输出的误差成分（检测误差pd的频率成分信号）24及基准同步信号运算部12输出的基准同步信号25作为输入，而将相位推定值26及振幅推定值27输出。

在图3中，由于误差成分提取部13a输出的误差成分24是与检测信号pf中包含的检测误差pd同周期的信号，因此，在产生检测误差pd的产生相位处的检测信号pf成为式（6）表示的周期信号。其成为乘法器18、21各自一侧的输入。

pf=Asin(θ+α)···(6)

其中，在式（6）中，振幅A是作为推定对象的检测信号pf的振幅。角度θ是对应于电动机2的旋转位置而产生的检测误差pd的产生相位的角度。如果“波数”已知，则该角度θ能够根据电动机2的位置或速度而求出。另外，在以恒定速度对电动机2进行驱动的情况下，能够使用角频率ω和时间t，根据θ＝ωt的关系而求出角度θ。角度α是作为推定对象的检测信号pf的相位。

相位修正部17输出各个周期信号F1、F2，它们是基于PI控制部20输出的相位推定值26，对从基准周期信号运算部12输出的、与检测误差pd相同角度周期的基准周期信号25的相位进行修正而得到的。周期信号F1成为乘法器18另一侧的输入，周期信号F2成为乘法器21另一侧的输入。

在这里，如果将基准周期信号25例如设为sin（θ），将相位推定值27设为β，则从相位修正部17输出的周期信号F1如式（7）所示，周期信号F2如式（8）所示。

F1=cos(θ+β)···(7)

F2=sin(θ+β)···(8)

乘法器18将由式（6）所示的检测信号pf与式（7）所示的周期信号F1相乘。乘法器18的输出信号由式（9）表示。

pf·F1=(A/2)(sin(2θ+α+β)+sin(α-β)···(9)

直流成分运算部19对于表示乘法器18的输出信号的式（4）实施例如低通滤波处理，对成为直流成分的“（A/2）sin（α－β）”进行运算。PI控制部20以使得由直流成分运算部19运算得到的直流成分的值最小的方式，使表示该直流成分的公式中的相位推定值β变化。由此，如果直流成分为最小值，则由于检测信号pf的相位α与相位推定值β相等，因此能够逐次进行相位α的推定。

另外，乘法器21将式（6）所示的检测信号pf与式（8）所示的周期信号F2相乘。乘法器18的输出信号由式（10）表示。

pf·F2=-(A/2)(cos(2θ+α+β)-cos(α-β))···(10)

直流成分运算部22对于表示乘法器21的输出信号的式（10）实施例如低通滤波处理，对成为直流成分的“（A/2）cos（α－β）”进行运算。在这里，在检测信号pf的相位α与相位推定值β相等的情况下，直流成分的值为A/2。

放大部23对从直流成分运算部22输入的直流成分进行放大，作为振幅推定值27而输出。如上所述，与相位推定值β的推定相对应，能够逐次推定对应于电动机2的旋转位置而产生的检测误差pd的产生相位处的检测信号pf的振幅A。

另外，在没有如上所述使用误差成分提取部13a的情况下，也可以代替误差成分24而输入检测信号pf。

在图1中，振幅相位设定部15a设定按照上述方式由振幅相位推定部14a推定的检测信号pf的振幅及相位，以将它们用作校正量运算部16a运算输出的校正量pc的振幅及相位，并将该设定的振幅及相位输出至校正量运算部16a。

在校正量运算部16a中输入通过振幅相位设定部15a设定的振幅及相位、从检测器3输出的检测信号pf、由基准周期信号运算部12求出的基准周期信号、以及波数设定值N。

校正量运算部16a求出用于抑制以波数设定值N的设定波数的周期产生的检测误差pd的校正量pc。即，校正量运算部16a将由振幅相位设定部15a设定的振幅及相位用作校正量pc的振幅及相位的推定值，按照基准周期信号的周期，或者按照从检测器3输出的检测信号pf中的检测误差pd的周期，对该推定值进行更新。其结果，校正量pc以接近检测信号pf的方式进行更新。如上所述逐次更新的校正量pc被输出至加法器9的减法输入端（－）。由此，由加法器9求出的检测信号pf与校正量pc的差值即校正后检测信号pfb，被输入至加法器4的减法输入端（－）。

下面，参照图4，对校正量pc的推定动作进行说明。图4是表示校正量的推定动作的矢量图。在图4中，将产生检测误差pd的频率下的检测信号pf、校正量pc及校正后检测信号pfb各自的振幅及相位的信息，表示为复数平面上的矢量。

如图1所示，通过利用加法器9从检测信号pf中减去校正量pc，从而求出校正后检测信号pfb，因此，pf、－pc、pfb的关系能够如图4中的虚线所示，表示为矢量的合成。校正量pc的更新方向29为接近检测信号pf的方向，即，是校正量pc与检测信号pf的差值减小的方向。

在图4中，在理想地抑制了检测误差pd的影响的状态下，由于校正后检测信号pfb的振幅为0，因此校正量pc与检测信号pf一致。由此，作为相对于理想抑制状态的误差，使用校正量pc与检测信号pf的差值作为校正量pc的更新量。在这里，上述更新处理与通过由振幅相位推定部14a求出检测信号pf的振幅及相位而将校正量pc以接近检测信号pf的方式更新的动作等价。

下面，参照图5至图7，对于由校正量运算部16a进行的校正量pc的推定动作进行说明。图5是说明由图1所示的校正量运算部推定的校正量的振幅推定结果的特性图。图6是说明由图1所示的校正量运算部推定的校正量的相位推定结果的特性图。图7是说明与图1所示的校正量运算部进行的校正量推定动作相伴的位置误差的抑制状况的特性图。

在图5至图7中，示出假定检测器3以电动机2的每1周旋转中为512[波]的周期产生检测误差pd，并在以10[r/min]的恒定速度对电动机2进行驱动的过程中推定校正量pc的动作的模拟结果。

在图5及图6中，实线31、33表示校正量pc的振幅及相位的推定结果，分别从作为校正开始点的1[sec]的时刻开始进行推定动作。另外，在图5及图6中，虚线30、32表示作为检测误差添加的误差成分的振幅及相位，能够确认可通过推定动作使校正量pc和检测误差pd的振幅及相位一致。在这里，将检测误差pd的振幅归一化为1[p.u.]，相位为90[deg]。

另外，图7表示与推定动作相伴的校正效果，能够确认电动机旋转时的位置误差伴随着校正量pc的推定动作而减小。在这里，振动分量的大小归一化为，至1[sec]为止的大小为1[p.u.]。

另外，在以上的说明中，在将校正量pc以接近检测信号pf的方式更新的处理中，将推定出的检测信号pf的振幅及相位直接作为校正量pc的振幅及相位的更新值使用。作为其它的更新方法，例如，通过对更新前的校正量pc和检测信号pf进行比较而运算得到作为更新量的差值，并以使至少该差值减小的方式使该差值乘以学习用的增益，将由此而得到的值加到更新前的校正量pc中，即使是这种结构也能够实现对校正量pc的更新处理。

在使用上述更新方法的情况下，能够通过学习用的增益而设定校正量pc的更新量。由此，能够防止校正量pc急剧变化。另外，在检测误差pd的振幅及相位存在波动的情况下，也能够求出平均的校正量pc。

并且，也可以构成为，根据校正量pc与检测信号pf的差值的运算结果，在该差值的绝对值等小于或等于规定值的情况下，判断为校正量pc的更新充分收敛，使更新处理停止，将校正量pc固定为停止时的值。

如以上说明所示，在本实施例1所涉及的电动机控制装置中，逐次推定对应于电动机的旋转位置而产生的检测误差的产生相位处的检测信号的振幅及相位，基于该推定结果，分别对用于抑制检测误差的校正量的振幅及相位进行更新。由此，不需要为了求出对检测误差进行抑制的校正量的振幅及相位，而通过单独的步骤确定振幅和相位，即，不需要进行采样，不需要大规模的存储器，能够在短时间内且通过简单的处理求出对由检测误差导致的周期性振动进行抑制的校正量。

实施例2

图8是表示本发明的实施例2所涉及的电动机控制装置的结构的框图。另外，在图8中，对于与图1（实施方式1）所示的结构要素相同或等同的结构要素标注相同的标号。在这里，围绕与本实施例2相关的部分进行说明。

如图8所示，本实施例2所涉及的电动机控制装置1b是在图1（实施方式1）所示的结构的基础上，代替校正单元8a而设有校正单元8b。校正单元8b由基准同步信号运算部12、改变了标号的误差成分提取部13b、振幅相位推定部14b、振幅相位设定部15b及校正量运算部16b构成。

误差成分提取部13b的输入不是检测信号pf而是校正后检测信号pfb。误差成分提取部13b通过与误差成分提取部13a相同的结构，提取校正后检测信号pfb中包含的检测误差pd的频率成分。振幅相位推定部14b是在图3所示的结构的基础上将输入的误差成分24变更为基于校正后检测信号pfb的误差成分的结构。即，振幅相位推定部14b以与振幅相位推定部14a相同的方法，推定与电动机2的旋转位置相对应的校正后检测信号pfb的振幅及相位。

振幅相位设定部15b根据从振幅相位推定部14b接收到的校正后检测信号pfb的振幅及相位的推定结果、和在由振幅相位推定部14b进行推定时在校正量运算部16b中设定的校正量pc的振幅及相位，计算新的校正量pc的振幅及相位的设定值，将其重新设定在校正量运算部16b中。

校正量运算部16b以与校正量运算部16a相同的方法，求出用于对以波数设定值N的设定波数的周期产生的检测误差pd进行抑制的校正量pc。即，校正量运算部16b将由振幅相位设定部15b重新设定的振幅及相位作为校正量pc的振幅及相位的推定值，按照由基准周期信号运算部12求出的基准周期信号的周期、或者从检测器3输出的检测信号pf中的检测误差pd的周期，进行更新。

如上所述，校正量运算部16b基于校正后检测信号pfb的推定值和在该推定时已知的校正量pc的振幅及相位，进行校正量pc的振幅及相位的更新。由此，由于能够通过图4所示的矢量合成运算求出检测信号pf的振幅及相位，因此能够以使校正量pc接近检测信号pf的方式对校正量pc进行更新，从而能够抑制检测误差pd。

在该情况下，也能够以与实施例1相同的方法进行校正量pc的更新处理。即，与实施例1相同地，也可以将按照上述方式求出的检测信号pf的振幅及相位直接作为更新后的校正量pc的振幅及相位使用。或者，也可以进行如下处理：以使至少校正量pc与检测信号pf的误差、即推定出的校正后检测信号pfb的绝对值变小的方式，将使校正后检测信号pfb乘以学习用的增益而得到的值加在更新前的校正量pc中，进行校正量pc的更新。由此，与在实施例1中说明的情况相同地，能够防止校正量pc急剧变化。

如以上说明所示，在实施例2所涉及的电动机控制装置中，逐次推定与电动机的旋转位置相对应而产生的检测误差的产生相位处的校正后检测信号的振幅及相位，根据该推定结果和该推定时的校正量的振幅及相位，分别对校正量的振幅及相位进行更新，因此，与实施例1相同地，能够逐次对用于抑制检测误差pd的校正量进行更新。由此，与实施例1相同地，能够在短时间内且通过简单的处理求出用于抑制由检测误差导致的周期性振动的校正量pc。

实施例3

图9是表示本发明的实施例3所涉及的电动机控制装置的结构的框图。另外，在图9中，对于与图1（实施例1）所示的结构要素相同或等同的结构要素标注相同的标号。在这里，围绕与本实施例3相关的部分进行说明。

如图9所示，本实施例3所涉及的电动机控制装置1c是在图1（实施方式1）所示的结构中追加有误差信息告知部34，由改变了标号的校正量运算部16c将作为校正量pc的特征量而设定的振幅及相位输出至误差信息告知部34。误差信息告知部34将从校正量运算部16c输出的振幅及相位作为误差信息而向外部告知。

如以上说明所示，在本实施例3所涉及的电动机控制装置中，在实施例1中所示的结构的基础上。能够将校正量的特征量作为误差信息而向外部告知。由于该校正量在推定动作收敛的情况下与检测误差相等，因此，将校正量的特征量向外部告知这一行为，与对检测误差的振幅及相位进行告知等价。由此，能够对检测误差的产生状况进行监视，也能够将其作为进行检测器的安装状态确认和机械调整作业的指标使用。

实施例4

图10是表示本发明的实施例4所涉及的电动机控制装置的结构的框图。另外，在图10中，对于与图8（实施例2）中所示的结构要素相同或同等的结构要素标注相同的标号。在这里，围绕与本实施例4相关的部分进行说明。

如图10所示，在本实施例4所涉及的电动机控制装置1d中，在图8（实施例2）所示的结构中追加有误差信息告知部34，由改变了标号的校正量运算部16d将作为校正量pc的特征量而设定的振幅及相位输出至误差信息告知部34。误差信息告知部34将从校正量运算部16d输出的振幅及相位作为误差信息而向外部告知。

如以上说明所示，在本实施例4所涉及的电动机控制装置中，由于能够将校正量的特征量作为误差信息而向外部告知，因此与实施例3相同地，能够对检测误差的产生状况进行监视，也能够将其作为进行检测器的安装状态确认和机械调整作业的指标使用。

实施例5

图11是表示本发明的实施例5所涉及的电动机控制装置的结构的框图。另外，在图11中，对于与图1（实施例1）中所示的结构要素相同或等同的结构要素标注相同的标号。在这里，围绕与本实施例5相关的部分进行说明。

如图11所示，本实施例5所涉及的电动机控制装置1e在图1（实施例1）所示的结构中追加有校正振幅判定部35，并代替振幅相位设定部15a而设有振幅相位设定部15c。

校正振幅判定部35对振幅相位设定部15c设定在校正量运算部16a中的校正量pc的振幅是否大于或等于预先设定的规定值进行判定，将判定结果输出至振幅相位设定部15c。

在由校正振幅判定部35判定为校正量pc的振幅大于或等于规定值的情况下，振幅相位设定部15c使校正量pc的振幅及相位的设定动作停止，将用于使基于校正量pc进行的校正停止的设定输出至校正量运算部16a。由此，校正量运算部16a使校正量pc的输出动作停止，将加法器9的减法输入端（－）的信号电平设为零电平。校正后检测信号pfb仅为检测信号pf。

如以上说明所示，在本实施例5所涉及的电动机控制装置中，由于在实施例1所示的结构的基础上，在希望设定至校正量运算部中的校正量的振幅大于或等于规定值的情况下，不进行校正量的振幅及相位的设定，而使校正量的输出停止，因此，反馈控制系统进行以使动作指令信号与检测信号的差值变小的方式对电动机进行驱动的动作。

由此，在除了通过图2的结构说明的收敛条件（控制系统的互补灵敏度函数小于值1的情况）以外的条件下进行推定动作的情况下，能够防止推定动作不稳定而将过大的校正量加在检测信号中这一状况。由此，能够实现稳定的推定动作，能够防止由于运行条件而使校正量的推定发生错误动作。

另外，当然也可以在实施例5所涉及的电动机控制装置中设置实施例3中说明的误差信息告知部35。

实施例6

图12是表示本发明的实施例6所涉及的电动机控制装置的结构的框图。另外，在图12中，对于与图8（实施例2）中所示的结构要素相同或等同的结构要素标注相同的标号。在这里，围绕与本实施例6有关的部分进行说明。

如图12所示，本实施例6所涉及的电动机控制装置1f在图8（实施例2）所示的结构中追加有校正振幅判定部35，并代替振幅相位设定部15b而设有振幅相位设定部15d。

校正振幅判定部35对振幅相位设定部15d设定在校正量运算部16b中的校正量pc的振幅是否大于或等于预先设定的规定值进行判定，将判定结果输出至振幅相位设定部15d。

在由校正振幅判定部35判定为校正量pc的振幅大于或等于规定值的情况下，振幅相位设定部15d使校正量pc的振幅及相位的设定动作停止，将用于使基于校正量pc进行的校正停止的设定输出至校正量运算部16b。由此，校正量运算部16b使校正量pc的输出动作停止，将加法器9的减法输入端（－）的信号电平置为零电平。校正后检测信号pfb仅为检测信号pf。

如以上说明所示，在本实施例6所涉及的电动机控制装置中，由于在实施例2所示的结构的基础上，与实施例5相同地，在希望设定在校正量运算部中的校正量的振幅大于或等于规定值的情况下，不进行校正量的振幅及相位的设定，而使校正量的输出停止，因此与实施例5相同地，能够实现稳定的推定动作，能够防止由于运行条件而使校正量的推定产生错误动作。

另外，当然也可以在实施例6所涉及的电动机控制装置中设置在实施例5中说明的误差信息告知部35。

实施例7

图13是表示本发明的实施例7所涉及的电动机控制装置的结构的框图。另外，在图13中，对于与图1（实施例1）中所示的结构要素相同或等同的结构要素标注相同的标号。在这里，围绕与该实施例7相关的部分进行说明。

如图13所示，本实施例7所涉及的电动机控制装置1g在图1（实施例1）所示的结构中追加有推定动作判定部36，并代替振幅相位设定部15a而设有振幅相位设定部15e。

如使用图2的反馈控制系统进行的说明所示，推定动作收敛的条件为，检测误差pd的频率为控制频带外。如果在电动机2每旋转一周时产生的检测误差pd的次数已知，则检测误差pd的频率能够根据电动机2的位置或速度求出。另外，图2的反馈控制系统的控制频带依赖于在追随控制部5中设定的增益值。

由此，推定动作判定部36根据波数设定值N的设定波数，求出检测信号pf中包含的检测误差pd的频率，基于该求出的检测误差pd的频率和在追随控制部5中设定的增益值，判定是否为校正量pc的推定动作收敛的条件，将判断结果输出至振幅相位设定部15e。

在推定动作判定部36判定为“是校正量pc的推定动作不收敛的条件”的情况下，即，检测误差pd的频率在控制频带内的情况下，振幅相位设定部15e将输出至校正量运算部16a的设定值设为固定值。由此，校正量运算部16a停止对校正量pc的更新，输出由振幅相位设定部15e设定的固定值校正量。

如以上说明所示，根据本实施例7所涉及的电动机控制装置，在实施例1的结构的基础上，根据检测误差的频率是在控制频带内还是外，判断校正量的更新动作可否继续进行。由此，能够防止在除了图2的说明中所示的收敛条件（控制系统的互补灵敏度函数小于值1的情况）以外的条件下进行推定动作，能够实现稳定的推定动作。

并且，根据本实施例7所涉及的电动机控制装置，由于能够对上述收敛条件进行自动判别，能够对推定动作的执行/停止进行切换，因此能够始终实施电动机驱动中的校正量pc的更新。即，通过对稳定进行校正量推定的条件进行自动判别，从而能够实现校正量的始终有效化。由此，在例如时效变化这种检测误差变化的情况下也能够应对。

另外，当然也可以在实施例7所涉及的电动机控制装置中设置在实施例3中说明的误差信息告知部35。

实施例8

图14是表示本发明的实施例8所涉及的电动机控制装置的结构的框图。另外，在图14中，对于与图8（实施例2）中示出的结构要素相同或等同的结构要素标注相同的标号。在这里，围绕与本实施例8相关的部分进行说明。

如图14所示，本实施例8所涉及的电动机控制装置1h在图8（实施例2）所示的结构中追加有推定动作判定部36，并代替振幅相位设定部15b而设有振幅相位设定部15f。

推定动作判定部36与实施例7相同地，根据波数设定值N的设定波数求出检测信号pf中包含的检测误差pd的频率，基于该求出的检测误差pd的频率和在追随控制部5中设定的增益值，判定是否是校正量pc的推定动作收敛的条件，将判定结果输出至振幅相位设定部15f。

在推定动作判定部36判定为“是校正量pc的推定动作不收敛的条件”的情况下，即，在检测误差pd的频率在控制频带内的情况下，振幅相位设定部15f与振幅相位设定部15e相同地，将输出至校正量运算部16b的设定值设为固定值。由此，校正量运算部16b使校正量pc的更新停止，输出由振幅相位设定部15f设定的固定值校正量。

如以上说明所示，根据本实施例8所涉及的电动机控制装置，在实施例2所示的结构的基础上，与实施例7相同地，能够根据检测误差的频率是在控制频带内还是外，判断校正量的更新动作可否继续进行。因此，与实施例7相同地，能够实现稳定的推定动作，另外，能够实现校正量的始终有效化，因此，在例如时效变化这种检测误差变化的情况下也能够应对。

另外，当然也可以在实施例8所涉及的电动机控制装置中，设置在实施例3中说明的误差信息告知部35。

如上所述，实施例1至实施例8的各实施例所涉及的电动机控制装置采用的方式是，逐次推定校正前或校正后的检测信号的特征量即振幅及相位，并使用该特征量进行校正量的学习，从而能够同时且通过简单的处理求出振幅及相位。由于能够同时且通过简单的处理推定振幅及相位的参数，因此能够在短时间内完成推定。另外，通过进行逐次处理，从而不需要存储器，能够实现校正量的始终有效化。

此时，由于不使用另外的高精度检测器就能够求出校正量，因此，能够容易地进行调整作业。并且，由于不需要以速度环特性无法追随的足够高的速度、或使速度环开环而驱动电动机，就能够求出校正量，因此能够高精度地求出校正量。

在这里，本发明并不限定于上述各实施例，在实施阶段中，能够在不脱离其主旨的范围内进行多种变形。另外，在上述各实施例中包含有多个阶段的发明，能够通过所公开的多个构成要件中的适当组合，提取出多种发明。例如，在从实施例所示的全部构成要件中删除几个构成要件，也能够解决发明内容一栏中所述的课题并得到在发明的效果一栏中所述的效果的情况下，可将删除了该构成要件的结构提取作为发明。并且，也可以将不同实施例所涉及的结构要素适当组合。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的电动机控制装置，能够通过简单的处理且在短时间内高精度地抑制由于检测器的组装误差或形状误差等而产生的检测误差，特别适用于对用于驱动工业用机械装置的电动机进行驱动的电动机控制装置。

标号的说明

1a至1h电动机控制装置

2电动机

3检测器

4、7、9加法器

5追随控制部

6电流控制部

8a至8h校正单元

10与追随控制部相对应的控制器

11由电流控制部、电动机及检测器构成的控制系统

12基准周期信号运算部

13a、13b误差成分提取部

14a、14b振幅相位推定部

15a至15f振幅相位设定部

16a至16d校正量运算部

17相位修正部

18、21乘法器

19、22直流成分运算部

20PI控制部

23放大部

34误差信息报警部

35校正振幅判定部

36推定动作判定部

Claims (8)

1.一种电动机控制装置，其具有反馈控制系统，该反馈控制系统生成使动作指令信号与检测器的检测信号的差值变小的扭矩指令，对所述电动机进行驱动，其中，该动作指令信号用于指示电动机的动作，该检测器安装在该电动机中，用于对所述电动机的位置或速度进行检测，

所述电动机控制装置的特征在于，具有：

校正单元，其对应于波数来推定用于抑制检测误差的校正量的振幅及相位，对该振幅及相位的推定值进行逐次更新，其中，波数是作为所述检测信号中包含的该检测误差在电动机每旋转1周时的产生次数而设定的；以及

校正后检测信号运算单元，其生成该检测信号与所述校正量的差值即校正后检测信号，代替所述检测信号作为获取与所述动作指令信号之间差值的对象信号。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述校正单元具有：

基准周期信号运算部，其计算与所述检测误差的所设定的波数相同周期的基准周期信号；以及

振幅相位推定部，其基于所述基准周期信号和所述检测信号，推定在根据所述波数求出的检测误差产生角度相位范围内的所述检测信号的振幅及相位，

所述校正单元使用所述振幅相位推定部推定出的所述检测信号的振幅及相位，以使得所述检测信号与校正量的差值变小的方式进行更新。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述校正单元具有：

基准周期信号运算部，其计算与所设定的波数相同周期的基准周期信号；以及

振幅相位推定部，其基于所述基准周期信号和所述校正后检测信号，推定在根据所述波数求出的检测误差产生角度相位范围内的所述校正后检测信号的振幅及相位，

所述校正单元使用所述振幅相位推定部推定出的所述检测信号的振幅及相位，以使所述检测信号与校正量的差值变小的方式进行更新。

4.根据权利要求2或3所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述校正单元按照所述基准周期信号的周期进行所述更新动作。

5.根据权利要求2或3所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述校正单元按照所述检测信号中的检测误差的周期进行所述更新动作。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述校正单元还具有误差信息告知部，该误差信息告知部将更新后的所述校正量的振幅及相位作为误差信息进行告知。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述校正单元还具有校正振幅判定部，该校正振幅判定部对更新后的所述校正量的振幅是否大于或等于规定的阈值进行判定，

所述校正单元在所述校正量的振幅大于或等于阈值的情况下，不将校正量赋予所述校正后检测信号运算单元。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述校正单元还具有推定动作判定部，该推定动作判定部根据用于计算所述扭矩指令而设定的增益值、和基于所述设定的检测误差的波数得到的检测误差的频率，判定所述检测误差的频率是否在控制频带外，

所述校正单元在所述检测误差的频率在所述控制频带内的情况下，将不进行更新的校正量赋予所述校正后检测信号运算单元。