CN105849663A - 机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法 - Google Patents

机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法。本发明的目的在于提高机械装置的位置控制精度。机械装置(12)的控制装置(14)具备：速度控制器(32)，计算出机械装置(12)的转矩指令；摩擦估计部(44)，计算出机械装置(12)中产生的摩擦力的估计值；振幅相位调整部(46)，由摩擦估计部(44)估计出的摩擦力与比例增益(Kc)相乘来计算出摩擦修正值；及修正部(48)，使用由振幅相位调整部(46)计算出的摩擦修正值来修正转矩指令。而且，比例增益根据从机械装置(12)的位置指令至位置偏差的传递函数的增益特性来确定。

Description

机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法
技术领域
本发明涉及一种机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法。
背景技术
在要求高精度定位的机床等机械装置中，存在由于摩擦使控制精度恶化的问题。尤其是在如停止后要重新开始运动的往复运动中，受到摩擦的约束而有可能增加位置指令与负荷轴的位置的偏差即位置偏差。因此，进行补偿机械装置中产生的摩擦的控制。
作为以往机械装置中的摩擦补偿方法有如下方法，即预先实验性调整摩擦的修正量与开始修正及结束修正的定时，并将修正量与速度指令或转矩指令进行相加。然而，该方法中，摩擦特性会经年变化和因各个驱动条件、机械装置而异，因此在调整上需要时间。
并且，作为其他摩擦补偿方法有如下方法，即使用摩擦模型估计机械装置的摩擦力，根据估计出的摩擦力来补偿实际摩擦力。使用摩擦模型的摩擦补偿方法有根据位置指令、目标值等控制指令来估计摩擦力的前馈方式、或根据实际位置或速度来估计摩擦力的反馈方式。
而且，使用摩擦模型的摩擦补偿方法中，摩擦力的估计精度越高，与使用所述修正量的方法相比调整越简单。
作为一个例子，在专利文献1中公开有一种由反馈控制进行马达控制的马达控制装置，该装置具备用于估计马达的扰动转矩的扰动转矩观测器(Observer)，以减小由马达反转时的摩擦引起的扰动影响，除了在通过可变增益来反转马达时以外，控制扰动转矩观测器的输出值。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-74783号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
机械装置中产生的摩擦的产生部位存在于驱动轴、负荷轴、及在驱动轴与负荷轴之间传递力的中间轴(例如滚珠丝杠)等多处。
作为控制观测量的负荷轴的位置信号成为在这些多个产生部位产生的摩擦力包含扭曲和共振的合计值，阻碍机械装置的控制精度的提高。
而且，为了进行摩擦补偿，即使向驱动轴施加相当于摩擦补偿的力(摩擦修正量)，在从驱动轴向中间轴和负荷轴传递力时，也会因轴的扭曲、齿轮的死区(机械间隙)的影响而延缓力的传递，或产生力的损失。
因此，即使向驱动轴施加与整个机械装置的摩擦力本身相同大小的摩擦修正量，也会存在无法以良好的精度补偿实际的机械装置的摩擦的情况。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够进一步提高机械装置的位置控制精度的机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题，本发明的机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法采用以下机构。
本发明的第一方式所涉及的机械装置的控制装置具备：转矩指令计算机构，计算出机械装置的转矩指令；摩擦估计机构，计算出所述机械装置中产生的摩擦力的估计值；调整机构，由所述摩擦估计机构计算出的估计值与既定增益相乘来计算出修正值；及修正机构，用由所述调整机构计算出的所述修正值来修正由所述转矩指令计算机构计算出的所述转矩指令，所述增益根据从所述机械装置的位置指令至位置偏差的传递函数的增益特性来确定。
根据上述结构，由转矩指令计算机构计算出机械装置的转矩指令，由摩擦估计机构计算出机械装置中产生的摩擦力的估计值以补偿机械装置中产生的摩擦。
然而，由于轴的扭曲、齿轮的死区(机械间隙)的影响会延缓力的传递或发生力的损失。因此，仅通过使用摩擦力的估计值来修正转矩指令，不会成为精度高的摩擦补偿。
因此，由调整机构将摩擦力的估计值与既定增益相乘来计算出修正值，并通过由修正值修正转矩指令。
与摩擦力的估计值相乘的增益根据从机械装置的位置指令至位置偏差的传递函数的增益特性来确定。
该传递函数是表示包含进行摩擦补偿的控制装置及机械装置在内的整个机械系统的特性的函数，包含有与位置偏差有关的信息。而且，从传递函数的增益特性能够估计在当前系统结构下产生何种程度的位置偏差，因此，能够简单地将与摩擦力的估计值相乘的增益最佳化。
因此，根据上述结构，能够进一步提高机械装置的位置控制的精度。
上述第一方式中，所述增益优选根据所述传递函数的增益特性的低频区域与预先设定的阈值所包围的面积来确定。
根据上述结构，能够简单地确定与为了摩擦补偿而计算出的摩擦力的估计值相乘的增益。
上述第一方式中，所述传递函数优选通过线性分析来导出。
根据上述结构，能够简单地确定与为了摩擦补偿而计算出的摩擦力的估计值相乘的增益。
本发明的第二方式所涉及的摩擦补偿用增益确定方法为是在机械装置的控制装置中使用的方法，所述控制装置计算出机械装置中产生的摩擦力的估计值，将计算出的所述估计值与既定增益相乘来计算出修正值，用所述修正值将所述机械装置的转矩指令进行修正，所述方法中，导出从所述机械装置的位置指令至位置偏差的传递函数，根据所述传递函数的增益特性来确定所述增益。
发明效果
根据本发明，具有能够提进一步高机械装置的位置控制精度的优异效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的机械系统的概略结构图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的控制装置的结构的功能框图。
图3是具有摩擦的机械装置的框图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的比例增益确定处理的流程的流程图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的传递函数的增益特性的一例的曲线图。
图6是表示成为本发明的实施方式所涉及的评价值的面积的一例的曲线图。
图7是表示针对本发明的实施方式所涉及的比例增益的评价值变化的一例的曲线图。
图8是表示对应于本发明的实施方式所涉及的比例增益的位置偏差变化的一例的曲线图。
图9是表示成为本发明的实施方式所涉及的评价值的面积的其他例的曲线图。
图10是表示本发明的实施方式所涉及的控制装置的结构的功能框图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明所涉及的机械装置的控制装置及摩擦补偿用增益确定方法的一实施方式进行说明。
图1是本实施方式所涉及的机械系统10的概略结构图。
机械系统10具备机械装置12及以机械装置12为控制对象的控制装置14。
机械装置12中，分别在驱动轴20上设置有齿轮24，且在负荷轴22上设置有齿轮26，该齿轮24、26彼此齿合而将驱动轴20所具有的力传递至负荷轴22。驱动轴20作为一例设为马达28的旋转轴(所谓马达轴)，负荷轴22设为负荷30的旋转轴。机械装置12也可以具有传递驱动轴20与负荷轴22之间的力的中间轴。
控制装置14根据负荷轴22的位置与位置指令的偏差来控制机械装置12。图2是表示本实施方式所涉及的控制装置14的结构的功能框图。
控制装置14由例如CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random AccessMemory)、及计算机能够读取的记录介质等构成。而且，用于实现控制装置14的各种功能的一系列处理中，作为一例，以程序形式记录在记录介质等中，CPU将该程序读出至RAM等中，以执行信息的加工、运算处理，由此来实现各种功能。
控制装置14具备位置控制器30及速度控制器32。
位置控制器30根据表示负荷轴22的位置(以下称作“负荷位置”)的位置指令与负荷位置的检测值之间的偏差(以下称作“位置偏差”)，计算出表示驱动轴20的速度的马达速度指令。由减法器34计算出位置偏差。
位置控制器30中，作为一例，通过使用位置偏差的比例控制来计算出马达速度指令。负荷轴22的位置例如为角度，驱动轴20的速度例如为角速度。
速度控制器32根据由位置控制器30计算出的马达速度指令与作为驱动轴20(马达28)的角速度的马达速度的检测值之间的偏差(以下称作“速度偏差”)来计算出表示驱动轴20的转矩的转矩指令。由减法器36计算出马达速度偏差。并且，速度控制器32中，作为一列，通过使用马达速度偏差的比例积分控制来计算出转矩指令。
转矩指令由放大器38放大之后被输入至马达28。马达28根据已放大的转矩指令来驱动驱动轴20。
并且，控制装置14具备FF控制器40。
FF控制器40根据位置指令来计算出转矩指令的修正值。该修正值由加法器42相加到转矩指令。即，FF控制器40为通过前馈来修正转矩指令的控制器，作为一例，通过使用将位置指令进行二次微分的加速度的加速度前馈补偿来计算出转矩指令。控制装置14也可以不具备FF控制器40。
在此，图3是表示具有摩擦的3惯性系统的机械装置12的一例的框图。
如图3的例子中所示，3个惯性体(马达、滚珠丝杠及负荷)分别相当于驱动轴、中间轴及负荷轴，且分别产生摩擦。
因此，控制装置14中作为摩擦补偿功能具备摩擦估计部44、振幅相位调整部46及修正部48。
摩擦估计部44计算出机械装置12中产生的摩擦力的估计值(以下称作“摩擦估计值”。)。本实施方式所涉及的摩擦估计部44通过在预先构筑的摩擦模型上输入马达速度，从而计算出摩擦估计值。
然而，由于轴的扭曲、齿轮24、26的死区(机械间隙)的影响，会延缓力的传递，或发生力的损失。因此，仅通过使用由摩擦估计部44计算出的摩擦估计值来修正转矩指令，不会成为精度较高的摩擦补偿。
因此，振幅相位调整部46通过将计算出的摩擦估计值与既定增益(以下称作“比例增益Kc”。)相乘来计算出摩擦修正值，从而能够成为精度更高的摩擦补偿。
修正部48通过从计算出的转矩指令减去摩擦修正值，来利用摩擦修正值对转矩指令进行修正，并输出至放大器38。
接着，对振幅相位调整部46中所使用的比例增益Kc的确定方法进行说明。
比例增益Kc使用信息处理装置来进行预先确定。图4是表示确定比例增益Kc的比例增益确定处理流程的流程图。比例增益确定处理以程序形式记录在具有信息处理装置的记录介质等中。
首先，在步骤100(S100)中临时选择振幅相位调整部46中所使用的比例增益Kc。本实施方式中，作为一例，在0至10的范围内以0.25单位临时选择比例增益Kc。
在接下来的步骤102(S102)中，通过线性分析来导出从机械装置12的位置指令至位置偏差的传递函数。
该传递函数是将机械装置12进行模型化后，从机械装置12的位置指令至位置偏差的函数。即，传递函数是表示包含进行摩擦补偿的控制装置14及机械装置12在内的整个机械系统10的特性的函数，包含与位置偏差有关的信息。
线性分析中的摩擦模型例如仅考虑与速度呈比例的粘性摩擦作为摩擦参数(粘性摩擦参数)。并且，线性分析中，齿轮24、26的死区要素等是非线性要素，因此不考虑在内。
通过线性分析导出传递函数，从而能够简单地确定后述比例增益Kc。
在接下来的步骤104(S104)中，计算出已导出的传递函数的增益特性。根据传递函数的增益特性容易提取上述与位置偏差有关的信息。
图5是表示本实施方式所涉及的传递函数的增益特性的一例的曲线图，横轴(x轴)表示频率、纵轴(y轴)表示增益。
在接下来的步骤106(S106)中，根据增益特性计算出用于确定比例增益Kc的评价值J。
具体而言，在步骤106(S106)中，以低频区域(例如频率为1以下的区域)中的传递函数的增益特性与预先设定的阈值所包围的面积作为评价值J来计算出。本实施方式中，将阈值设为规定的增益(以下称作“增益阈值”)，作为一例，增益阈值设为-3dB。而且，如图6所示，计算出设为y＝-3dB的增益阈值与增益特性所包围的面积即评价值J。该评价值J为与位置偏差有关的信息。
将增益阈值与增益特性Gre(jω)的交点上的频率设为ωC时，各比例增益Kc的评价值J由下述(1)式表示。
[数式1]
J ( K c ) = - ∫ 0 ω c | G r e ( j ω ) | d ω ... ( 1 )
表示该评价值J越大，位置偏差越小。
该传递函数是从位置指令至位置偏差的特性，因此表示增益越是在0dB以下，越不易产生位置偏差。即，表示将增益为0dB以下的既定的区域进行积分而得的值即评价值J越大，位置偏差越小。
在接下来的步骤108(S108)中，判定是否已临时选择所有比例增益Kc，当为肯定判定时，过渡到步骤110(S110)。另一方面，当为否定判定时，过渡到步骤100(S100)，临时选择新的比例增益Kc，并计算出对应于临时选择的比例增益Kc的评价值J。
步骤110(S110)中，比较临时选择的比例增益Kc的评价值J，导出评价值J成为最大的比例增益Kc。
图7是表示针对比例增益Kc的评价值J的变化的一例的曲线图。
图7的例子中，在比例增益Kc＝3.25的情况下，评价值J成为最大。
图8是表示针对用于导出图7所示结果的机械装置12的模型将比例增益设为Kc＝0、1、2、3、4、5时的位置偏差的模拟实验结果。图8中，横轴设为时间，纵轴设为位置偏差。
比例增益Kc＝0时，即摩擦补偿不发挥作用时，位置偏差最大。而且，比例增益Kc越大，位置偏差越小，比例增益设为Kc＝3时的位置偏差在上述比例增益Kc中最小。另一方面，比例增益Kc＝4、5时成为过补偿，位置偏差变大。
如图8所示，在图7的例子中评价值J成为最大的比例增益Kc＝3.25附近，比例增益Kc＝3时的位置偏差最小。
这样，根据机械系统10的传递函数的增益特性，能够估计当前系统结构下发生何种程度的位置偏差，因此能够简单地将与摩擦估计值相乘的比例增益Kc最佳化。
在接下来的步骤112(S112)中，将评价值J成为最大的比例增益Kc的值确定为，实际在振幅相位调整部46中使用的比例增益Kc，然后对振幅相位调整部46进行设定，从而结束比例增益确定处理。
作为一例，可在机械系统10运送前为了设定比例增益Kc而进行比例增益确定处理。并不限定于此，也可以连接机械系统10与信息处理装置，并设为能够在线确认机械装置12的摩擦，当更新机械装置12的粘性摩擦参数时，执行比例增益确定处理，从而在线重新设定比例增益Kc。
并且，上述实施方式中，根据增益阈值与增益特性所包围的面积计算出评价值J，但并不限定于此，也可以如图9所示，根据对应于增益阈值的频率ωC(x＝ωC)与增益特性所包围的面积计算出评价值J。
在该方式的情况下，表示评价值J越小，位置偏差越小。
并且，如图10所示摩擦估计部44及振幅相位调整部46也可以作为FF控制器40的一部分来配置。摩擦估计部44中输入有由速度算出部50根据位置指令计算出的速度信号，通过在摩擦估计部44的后级上配置振幅相位调整部46来计算出机械装置12中产生的摩擦估计值。而且，计算出的摩擦估计值被输出至加算部48。
并且，振幅相位调整部46也可以如(2)式所示进行相位补偿。(2)式中，T1为相位超前时间常数，T2为相位延迟时间常数。
[数式2]
G f ( s ) = K c × ( T 1 s + 1 ) ( T 2 s + 1 ) ... ( 2 )
如以上说明，本实施方式所涉及的机械装置12的控制装置14具备：速度控制器32，计算出对机械装置12的转矩指令；摩擦估计部44，计算出机械装置12中产生的摩擦力的估计值；振幅相位调整部46，由摩擦估计部44估计的摩擦力与比例增益Kc相乘来计算出摩擦修正值；及修正部48，使用由振幅相位调整部46计算出的摩擦修正值来修正转矩指令。而且，比例增益Kc根据从机械装置12的位置指令至位置偏差的传递函数的增益特性来确定。
接着，本实施方式所涉及的控制装置14能够进一步提高机械装置12的位置控制精度。
以上，用上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式记载的范围。在不脱离本发明的精神的范围内，可以对上述实施方式加以多种变更或改善，附加了该变更或改善的方式也包含在本发明的技术范围内。并且，也可以对上述实施方式进行适当组合。
符号说明
10-机械系统，12-机械装置，14-控制装置，32-速度控制器，44-摩擦估计部，46-振幅相位调整部，48-修正部。

Claims (4)

1.一种机械装置的控制装置，具备：
转矩指令计算机构，计算出机械装置的转矩指令；
摩擦估计机构，计算出所述机械装置中产生的摩擦力的估计值；
调整机构，由所述摩擦估计机构计算出的估计值与既定增益相乘来计算出修正值；及
修正机构，用由所述调整机构计算出的所述修正值来对由所述转矩指令计算机构计算出的所述转矩指令进行修正；
所述增益根据从所述机械装置的位置指令至位置偏差的传递函数的增益特性来确定。
2.根据权利要求1所述的机械装置的控制装置，其中，
所述增益根据所述传递函数的增益特性的低频区域与预先设定的阈值所包围的面积来确定。
3.根据权利要求1或2所述的机械装置的控制装置，其中，
所述传递函数通过线性分析来导出。
4.一种摩擦补偿用增益确定方法，该方法在机械装置的控制装置中使用，所述控制装置计算出机械装置中产生的摩擦力的估计值，将计算出的所述估计值与既定增益相乘来计算出修正值，用所述修正值将所述机械装置的转矩指令进行修正，所述方法中，
导出从所述机械装置的位置指令至位置偏差的传递函数，
根据所述传递函数的增益特性来确定所述增益。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105700470B (zh) * 2016-02-01 2017-12-29 华中科技大学 一种用于减小机床伺服进给系统跟踪误差的方法
JP6879766B2 (ja) * 2017-02-10 2021-06-02 株式会社Ihi 経路補正方法及び多軸加工機の制御装置
DE112017007980T5 (de) 2017-08-28 2020-06-10 Mitsubishi Electric Corporation Numerisches steuerungssystem
JP6697491B2 (ja) 2018-01-25 2020-05-20 ファナック株式会社 機械学習装置、サーボモータ制御装置、サーボモータ制御システム、及び機械学習方法
JP7020200B2 (ja) * 2018-03-13 2022-02-16 富士電機株式会社 速度・位置制御システム
JP7006471B2 (ja) * 2018-04-12 2022-01-24 オムロン株式会社 状態変化検出装置及び状態変化検出方法
JP7014095B2 (ja) * 2018-08-21 2022-02-01 オムロン株式会社 設定支援装置
JP7119761B2 (ja) * 2018-08-21 2022-08-17 オムロン株式会社 設定支援装置
JP7119759B2 (ja) * 2018-08-21 2022-08-17 オムロン株式会社 設定支援装置
JP7014094B2 (ja) * 2018-08-21 2022-02-01 オムロン株式会社 設定支援装置
JP7119760B2 (ja) * 2018-08-21 2022-08-17 オムロン株式会社 設定支援装置
JP6717399B1 (ja) * 2019-03-19 2020-07-01 株式会社明電舎 電動機駆動系におけるバックラッシュ制御装置およびバックラッシュ制御方法
CN113742880B (zh) * 2020-05-27 2024-06-04 台达电子工业股份有限公司 进给系统的摩擦力预测与补偿方法及电脑可读取存储媒体
WO2023247139A1 (en) * 2022-06-21 2023-12-28 Asml Netherlands B.V. Control method and control system for controlling a position of an object with an electromagnetic actuator

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63204381A (ja) * 1987-02-19 1988-08-24 Mitsubishi Electric Corp 微分回路
JP2002258922A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Mitsubishi Electric Corp 数値制御システム
CN1502067A (zh) * 2001-04-04 2004-06-02 株式会社安川电机 电机控制器及用于测量机械装置的特性的方法
CN1692548A (zh) * 2003-12-25 2005-11-02 三菱电机株式会社 电机的控制装置
WO2006011203A1 (ja) * 2004-07-29 2006-02-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 位置制御装置及びその制御方法
CN1761920A (zh) * 2003-03-17 2006-04-19 山洋电气株式会社 电机控制装置
JP2008210273A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 摩擦補償方法、摩擦補償器及びモータ制御装置
CN101366166A (zh) * 2006-02-08 2009-02-11 三菱电机株式会社 电动机控制装置和电动机控制方法
CN101536305A (zh) * 2006-11-01 2009-09-16 株式会社安川电机 马达控制装置及其控制方法
CN102666257A (zh) * 2009-10-30 2012-09-12 三菱电机株式会社 电动动力转向控制装置
JP2012240433A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Mitsubishi Electric Corp 人工衛星の姿勢決定装置および人工衛星の姿勢決定方法
CN102904521A (zh) * 2011-07-27 2013-01-30 发那科株式会社 具有同时推定惯量、摩擦和弹性的功能的电动机控制装置
WO2013108374A1 (ja) * 2012-01-18 2013-07-25 三菱電機株式会社 電力変換装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417591A (ja) 1990-05-09 1992-01-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd サーボ制御装置
JPH0423017A (ja) * 1990-05-17 1992-01-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd サーボ制御装置
JPH0519862A (ja) * 1991-07-16 1993-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd サーボ制御装置
JP3285681B2 (ja) 1993-04-28 2002-05-27 ファナック株式会社 サーボモータの制御方法
JPH0974783A (ja) 1995-08-31 1997-03-18 Nec Corp モータ制御装置
JPH09282008A (ja) * 1996-04-15 1997-10-31 Fuji Xerox Co Ltd サーボ制御装置
JP3703664B2 (ja) * 1998-12-28 2005-10-05 三菱電機株式会社 バックラッシ補正装置
JP3840429B2 (ja) * 2002-04-30 2006-11-01 オークマ株式会社 位置制御装置
JP3739749B2 (ja) * 2003-01-07 2006-01-25 ファナック株式会社 制御装置
JP4771078B2 (ja) * 2006-06-14 2011-09-14 株式会社安川電機 モータ制御装置
US8232758B2 (en) * 2009-08-28 2012-07-31 Fanuc Ltd Controller of electric motor having function of estimating inertia and friction simultaneously
JP5836206B2 (ja) * 2012-06-15 2015-12-24 三菱電機株式会社 サーボ制御装置
JP6014401B2 (ja) * 2012-07-25 2016-10-25 東芝シュネデール・インバータ株式会社 電動機制御装置
JP5829585B2 (ja) * 2012-08-07 2015-12-09 株式会社デンソー 制御システム及び車両操舵制御システム
KR101557967B1 (ko) * 2013-10-22 2015-10-06 현대모비스 주식회사 Ｍｄｐｓ 마찰 보상 로직 및 이를 이용한 마찰 보상 방법
JP6020537B2 (ja) * 2014-11-21 2016-11-02 株式会社安川電機 モータ制御装置及びモータ制御方法
JP6512430B2 (ja) * 2015-03-24 2019-05-15 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置および電動パワーステアリング装置におけるゲイン設定方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63204381A (ja) * 1987-02-19 1988-08-24 Mitsubishi Electric Corp 微分回路
JP2002258922A (ja) * 2001-03-01 2002-09-13 Mitsubishi Electric Corp 数値制御システム
CN1502067A (zh) * 2001-04-04 2004-06-02 株式会社安川电机 电机控制器及用于测量机械装置的特性的方法
CN1761920A (zh) * 2003-03-17 2006-04-19 山洋电气株式会社 电机控制装置
CN1692548A (zh) * 2003-12-25 2005-11-02 三菱电机株式会社 电机的控制装置
US20070007927A1 (en) * 2004-07-29 2007-01-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Position controller and controlling method therefor
WO2006011203A1 (ja) * 2004-07-29 2006-02-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 位置制御装置及びその制御方法
CN101366166A (zh) * 2006-02-08 2009-02-11 三菱电机株式会社 电动机控制装置和电动机控制方法
CN101536305A (zh) * 2006-11-01 2009-09-16 株式会社安川电机 马达控制装置及其控制方法
JP2008210273A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 摩擦補償方法、摩擦補償器及びモータ制御装置
CN102666257A (zh) * 2009-10-30 2012-09-12 三菱电机株式会社 电动动力转向控制装置
JP2012240433A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Mitsubishi Electric Corp 人工衛星の姿勢決定装置および人工衛星の姿勢決定方法
CN102904521A (zh) * 2011-07-27 2013-01-30 发那科株式会社 具有同时推定惯量、摩擦和弹性的功能的电动机控制装置
WO2013108374A1 (ja) * 2012-01-18 2013-07-25 三菱電機株式会社 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108988737A (zh) * 2018-08-07 2018-12-11 上海联影医疗科技有限公司 运动控制器和医疗设备

Also Published As

Publication number Publication date
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