CN109275353A - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

为了得到简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置，具备：振荡指示部(103)，其输出振荡指示信号；滤波器部(107)，其进行具有由滤波器参数规定的频率特性的滤波处理；强制振荡部(105)，其在振荡指示信号接通的振荡期间，与滤波器部(107)、电流控制部(108)、电动机(1)及速度运算部(101)一起构成振荡期间中的控制环路，使振荡期间中的控制环路振荡；振幅评价部(109)，其在振荡期间中的控制环路产生了振荡时，取得强制振荡部(105)的输入信号的振幅相对于输出信号的振幅的比作为评价值；以及设定于滤波器部(107)的滤波器调整部(110)，其对将滤波器参数的多个候补依次设定于滤波器部(107)的情况下的多个评价值进行比较而选择评价值小的滤波器参数。

Description

电动机控制装置

技术领域

本发明涉及对驱动机械负载的电动机进行控制的电动机控制装置。

背景技术

在将机械负载和电动机连结的电动机控制装置中，由于具有依赖于机械负载和电动机的惯性比、机械的刚性的共振特性，因此如果扩大速度控制的控制频带，则有时会产生共振频率下的振动。为了进行稳定且高响应的控制，需要进行速度控制器和滤波器的频率特性的调整，以使得降低共振频率下的振动且速度控制频带变大。在将陷波滤波器用作滤波器的情况下，需要对使输入信号衰减的频带的中心频率即陷波频率、衰减的宽度(频带的宽度)、深度(衰减振幅)进行调整。在手动调整滤波器的频率特性时，操作者需要在每次对滤波器的参数、速度控制器的控制增益进行变更时使机械系统进行动作，并且重复对其响应进行测量而判断好坏的作业。

专利文献1、专利文献2所记载的技术公开了与机械系统的共振特性对应地对滤波器的频率特性进行调整的技术。

在专利文献1所记载的技术中公开了如下技术，即，具备振动提取滤波器，该振动提取滤波器具有提取速度检测值所包含的规定的频带的频率的振动成分的带通特性，将提取的振动成分的振幅的大小设为评价指标。基于梯度法对陷波频率进行搜索而调整，以使得该评价指标变为最小。

在专利文献2所记载的技术中公开了如下技术，即，通过使具有高通特性的滤波器作用于从控制器输出的操作量，从而将使高频成分激励产生的操作量施加于电动机。此时对激励的位置检测值进行傅里叶变换而对共振频率进行计算，将陷波滤波器的陷波频率调整为共振频率。

专利文献1：日本特开2009-296746号公报(7～8页，图4)

专利文献2：日本特开2005-149711号公报(14～16页，图2)

发明内容

在专利文献1所记载的技术中，不能够确保速度控制的稳定性并且进行将控制频带最大化的滤波器的调整，另外，存在不能够根据速度控制部的预先设定的状况实施调整的课题。

举出第一个理由。如果将陷波滤波器设置于速度控制环路内，则在开环特性中在比陷波频率低的频带中相位产生延迟，因此有可能在低频带相位延迟大于或等于180度，速度控制的稳定性劣化，响应出现振动。在使用带通滤波器仅提取共振频率附近的高频带的评价方法中，不能够评价低频带中的振动成分，不能够防止速度控制的稳定性的劣化。因此，有时通过设定陷波滤波器而使低频带的稳定性劣化。即，需要在陷波滤波器的调整后将速度控制的控制频带减小而确保稳定性的措施，不能够进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整。

举出第二个理由。专利文献1所记载的技术是仅能够调整陷波频率的技术。如果将提取出的振动成分的振幅作为评价指标，则无论将何种机械系统作为对象，在提取出的频带中滤波器的增益降低的特性越大，评价指标都会越小。因此，例如如果想要利用专利文献1所记载的技术对陷波滤波器的深度(衰减振幅)、宽度(频带的宽度)进行调整，则随着陷波滤波器的深度变深(衰减振幅变大)，评价指标会单调地变小。另外，随着陷波滤波器的宽度变宽(频带的宽度变大)，评价指标会单调地变小。因此，不能够评价陷波滤波器的妥当性，不能够对陷波滤波器的深度和宽度进行调整。因此，不能够良好地对滤波器的频率特性进行调整。其结果，不能够进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整。

举出第三个理由。在专利文献1所记载的技术中，如果在预先选择出的频带中不包含振动成分，则不能够实施陷波频率的调整。例如，在将速度控制部的控制增益预先设定得小的情况下，由于振动没有被激励，不进行滤波器参数的搜索，因此不能够实施滤波器的调整。因此，为了进行陷波滤波器调整，需要以试错的方式设定速度控制部的速度增益。

根据以上，在专利文献1的技术中，不能够进行如将速度控制频带最大化那样的滤波器调整，另外，不能够根据速度控制部的预先设定的状况实施调整。

接着，专利文献2所记载的技术为如下技术，即，使具有高通特性的滤波器起作用而对共振频率附近的频带进行激励，调查共振特性而对滤波器进行调整，以使得共振频率下的增益特性降低。

但是，在使用具有高通特性的滤波器仅提取共振频率附近的高频带的评价方法中，与专利文献1的技术涉及的上述第一个理由同样地，不能够评价低频带中的振动成分，不能够防止速度控制的稳定性的劣化。因此，有时通过设定陷波滤波器而使低频带的稳定性劣化。即，需要在陷波滤波器的调整后将速度控制的控制频带减小而确保稳定性的措施，不能够进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整。

根据以上所述，在专利文献2的技术中，不能够进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整，另外，存在需要在滤波器的调整时由操作者进行试错操作的问题。

另外，在专利文献1及专利文献2的任意者的技术中，对陷波滤波器进行调整以使得仅将提取出的振动的频率的成分降低。因此，将陷波频率设定为提取出的振动的频率。但是，在多数情况下，将陷波频率设定为与振动频率不同的频率能够扩大速度控制频带。在这样的情况下在专利文献1及专利文献2的技术中，存在不能够将速度控制频带最大化的问题。

本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于得到不依赖于速度控制部的控制增益的预先设定的状况，另外，没有试错的麻烦，就能够简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置。

为了解决上述课题，达成目的，本发明涉及的电动机控制装置的特征在于，基于表示与机械负载连结的电动机的速度的速度信号、电动机的速度的指令值即速度指令，对电动机的转矩的指令值即转矩指令进行运算而对电动机进行控制，该电动机控制装置的特征在于，具备：速度控制部，其对第1操作信号进行运算而输出，以使得速度信号与速度指令一致；电流控制部，其基于转矩指令而将电流赋予给电动机；速度运算部，其将速度信号进行输出；振荡指示部，其将振荡指示信号进行输出，该振荡指示信号为指示执行振荡的接通或指示停止的断开的信号；滤波器部，其进行具有由滤波器参数规定的频率特性的滤波处理；强制振荡部，其在振荡指示信号为接通的振荡期间，与滤波器部、电流控制部、电动机及速度运算部一起构成振荡期间中的控制环路，使振荡期间中的控制环路振荡；振幅评价部，其在通过强制振荡部使振荡期间中的控制环路产生了振荡时，取得强制振荡部的输入信号的振幅相对于强制振荡部的输出信号的振幅的比作为评价值；以及滤波器调整部，其取得将滤波器参数的多个候补依次设定于滤波器部的情况下的评价值，对多个评价值进行比较，选择评价值小的滤波器参数而设定于滤波器部。

发明的效果

根据本发明，能够得到不依赖于速度控制部的控制增益的预先设定的状况，没有试错的麻烦，另外，简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的电动机控制装置的结构的框图。

图2是表示本发明的实施方式1中的振荡期间中的控制环路的框图。

图3是表示本发明的实施方式1中的电动机控制装置的动作的时间响应图形。

图4是表示在本发明的实施方式1中的电动机控制装置中保持的参数候补和评价值的例子的图。

图5是表示本发明的实施方式2中的电动机控制装置的结构的框图。

图6是表示本发明的实施方式3中的电动机控制装置的结构的框图。

图7是表示本发明的实施方式4中的电动机控制装置的结构的框图。

图8是表示本发明的实施方式5中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方式5中的振荡期间中的控制环路的框图。

具体实施方式

基于附图对本发明涉及的电动机控制装置的实施方式进行详细说明。此外，以下所示的实施方式只是例示，本发明并不由以下的实施方式进行限定。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1中的电动机控制装置10的结构的框图。

如图1所示电动机控制装置10与电动机1和电动机位置检测器2连接。就电动机控制装置10而言，将表示电动机的位置的信号即位置信号Pfb设为输入，输出电流Io。电流Io是用于使电动机1产生转矩指令Tr的转矩的电流。电动机1与机械负载3连接。电动机1通过电流Io以追随转矩指令Tr的方式产生转矩。电动机位置检测器2为对电动机1的位置进行检测的装置，输出位置信号Pfb。

此处，电动机1的位置是指电动机1的内部所具备的可动件的旋转位置、或可动件相对于固定件的相对位置。

另外，图1是示出应用本发明的实施方式1中的电动机控制装置10的机械系统的结构的一个例子的图。

电动机控制装置10具有速度运算部101、减法运算器102、振荡指示部103、速度控制部104、强制振荡部105、第3操作信号输出部106、滤波器部107、电流控制部108、振幅评价部109、以及滤波器调整部110作为结构要素。

接着，对本实施方式中的电动机控制装置10的动作进行说明。

就速度运算部101而言，将位置信号Pfb设为输入，对表示电动机1的速度的信号即速度信号Vfb进行运算而输出。例如，通过对位置信号Pfb进行微分操作而得到速度信号Vfb。

减法运算器102对表示电动机1的速度的指令值的信号即速度指令Vr与速度信号Vfb的偏差进行运算而作为速度偏差Ve进行输出。

振荡指示部103输出振荡指示信号Rt，该振荡指示信号Rt为表示指示执行振荡的接通或指示停止振荡的断开的任意者的信号。振荡指示部103基于来自机械系统的外部的操作开始该动作，作为振荡指示信号Rt将接通或断开的信号分别交替地以预先规定的次数重复输出，然后将该动作结束。以下，将振荡指示信号Rt为接通的状态下的期间称为振荡期间，将振荡指示信号Rt为断开的状态下的期间称为通常期间。在振荡指示部103的动作没有开始的状态下及振荡指示部103的动作结束后的状态下，振荡指示信号Rt设为断开的状态。振荡指示信号Rt以与后述的滤波器参数候补的组的数量相同的数量分别交替重复地输出接通和断开的信号。

就速度控制部104而言，以速度偏差Ve和振荡指示信号Rt作为输入。速度控制部104在通常期间运算比例补偿与积分补偿之和而将其作为第1操作信号u1输出，该比例补偿是对速度偏差Ve乘以控制增益之一的比例增益而得到的，该积分补偿是对速度偏差Ve乘以控制增益之一的积分增益并进行积分而得到的。另外，在振荡指示信号Rt变为接通的状态而成为振荡期间时，在速度控制部104中，作为输出即第1操作信号u1，保持振荡指示信号Rt即将成为接通的状态之前的值而输出恒定值。

保持该之前的值的动作是以例如通过将比例增益及积分增益设为0，保持积分的输出的方式实现的。通过该动作，在振荡期间也能够保持之前的稳定的控制状态，无论施加于电动机的负载的程度如何，都能够向振荡期间稳定地转移。由此，无论速度控制部104的预先设定的状况如何，都能够进行后述的调整。

强制振荡部105，如后所述，在振荡期间，与滤波器部107、电流控制部108、电动机1以及速度运算部101一起构成振荡期间中的控制环路CL0，进行使振荡期间中的控制环路振荡的动作。具体而言，将速度偏差Ve和振荡指示信号Rt作为输入，在振荡指示信号Rt为接通的状态的振荡期间，对具有预先规定的大小的振幅且通过后述的方法决定正负的值即第2操作信号u2进行输出。即，通过对作为输入的速度偏差Ve进行非线性运算，从而输出具有预先规定大小的振幅的信号。此时，将第2操作信号u2的振幅称为操作振幅Ua。

具体而言，与速度偏差Ve的符号对应地选择+Ua或-Ua的某个值作为第2操作信号u2。在进行该选择时，也可以与使低通滤波器作用于速度偏差Ve的结果的信号的符号对应地选择+Ua或-Ua的值的任意值。另外，也可以不单纯地与速度偏差Ve的符号对应地选择+Ua或-Ua的值，而基于使速度偏差Ve具有非线性滞后特性的信号，从+Ua和-Ua中进行选择。

此外，强制振荡部105在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间，对值为零的第2操作信号u2进行输出。

接着，使用图2对振荡指示信号Rt为接通的状态下的动作进行说明。

图2是提取在本发明的实施方式1中的电动机控制装置10中振荡指示信号Rt为接通的状态时构成的振荡期间中的控制环路CL0而表示的框图。在图2中利用单点划线框表示振荡期间中的控制环路CL0。在图2中，振荡期间中的控制环路CL0构成为包含速度运算部101、强制振荡部105、滤波器部107、电流控制部108以及电动机1。在图2中，在振荡期间中的控制环路CL0中，还包含减法运算器102、第3操作信号输出部106、电动机位置检测器2。

如果振荡指示信号Rt变为接通，则通过上述强制振荡部105的作用，该振荡期间中的控制环路CL0进行振荡。此外，作为振荡期间中的控制环路CL0，包含滤波器部107、电流控制部108、电动机1、速度运算部101及强制振荡部105即可。另外，在以下的实施方式中振荡期间中的控制环路构成为相同结构。

此时，速度偏差Ve和由强制振荡部105输出的第2操作信号u2以恒定的周期进行振荡。该振荡是由自激振荡引起的，将该自激振荡称为极限周期(Limit cycle)。

在本实施方式中，第2操作信号u2以预先规定的振幅进行振荡。

上述强制振荡部105的振荡指示信号Rt为接通的状态下的振荡期间的动作与在温度调整控制等中使用的称为极限周期法的方法中的动作相同。

就第3操作信号输出部106而言，将第1操作信号u1和第2操作信号u2设为输入，对第1操作信号u1和第2操作信号u2之和进行运算而作为第3操作信号u3进行输出。此处，第3操作信号输出部106将第1操作信号u1和第2操作信号u2之和作为第3操作信号u3，但并不限于此。第3操作信号输出部106也可以在振荡指示信号Rt为断开的状态时选择第1操作信号u1作为第3操作信号u3而进行输出。或者，第3操作信号输出部106也可以选择第2操作信号u2作为第3操作信号u3而输出。

就滤波器部107而言，将第3操作信号u3设为输入，进行输出转矩指令Tr的滤波处理，该转矩指令Tr为使滤波器作用于第3操作信号u3而运算得到的转矩指令。滤波器部107的滤波器的频率特性是基于滤波器参数Fp规定的，将该频率特性设为可以与滤波器参数Fp对应地进行变化。

此外，如上述所述，在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间中，由强制振荡部105输出的第2操作信号u2的值为零。因此，在通常期间中，滤波器部对第1操作信号u1进行滤波处理而输出转矩指令Tr。

在本实施方式中，滤波器部107运算所使用的滤波器是由低通滤波器和陷波滤波器之积构成的。此时，在滤波器参数Fp中包含陷波滤波器的中心频率即陷波频率wn、分别对陷波滤波器的宽度(频带的宽度)及深度(衰减振幅)进行规定的系数za及系数zb、低通滤波器的截止频率wl。在滤波器参数Fp中还包含使陷波滤波器有效或无效的开关、使低通滤波器有效或无效的开关。此处，陷波滤波器无效的状态表示其传递函数为1的状态。同样地，低通滤波器无效的状态表示其传递函数为1的状态。

将有效状态的低通滤波器的传递函数LPF、有效状态的陷波滤波器的传递函数NF通过滤波器参数Fp分别表示为式(1)、式(2)。

[数学式1]

[数学式2]

此处，s表示拉普拉斯算子。

此外，此处将连续系统的传递函数的系数作为滤波器参数Fp，但也可以将离散系统的传递函数的系数作为滤波器参数Fp。另外，关于滤波器，如果滤波器的频率特性是基于参数规定的，则也可以是其它结构。例如，可以串联地设置大于或等于2个低通滤波器，或者也可以使用相位超前滤波器、相位滞后滤波器等滤波器。

就电流控制部108而言，将转矩指令Tr设为输入，向电动机1供给用于使转矩指令Tr的转矩产生的电流Io。如上所述，进行电动机1的控制。

振幅评价部109进行上述振荡期间中的控制环路CL0的振荡状态的评价，特别进行与振荡期间中的控制环路CL0的信号的振幅相关的评价。具体而言，将强制振荡部105的输入即速度偏差Ve和强制振荡部105的输出即第2操作信号u2作为输入，取得速度偏差Ve的振幅即速度振幅Va、第2操作信号u2的操作振幅Ua。此处，根据强制振荡部105的动作，第2操作信号u2为矩形波信号，因此通过取得第2操作信号u2的绝对值，从而能够取得操作振幅Ua。另外，作为速度振幅Va的运算方法，可以将从速度偏差Ve的符号产生变化直至下一次符号产生变化为止的期间的信号的绝对值的最大值作为速度振幅Va进行运算。

另外，也可以将通过对上述速度偏差Ve进行FFT(Fast Fourier Transform)的处理而得到频谱最大的信号作为速度振幅Va。或者，也可以将使低通滤波器作用于以上叙述的信号而得到的信号作为速度振幅Va。

并且，振幅评价部109将速度振幅Va与操作振幅Ua的比作为评价值Ev而进行运算。具体而言，将速度振幅Va除以操作振幅Ua的值作为评价值Ev而进行运算。即，Ev＝Va/Ua。振幅评价部109对振荡指示信号Rt从接通向断开变化之前的评价值Ev进行输出。但是，评价值Ev的取得方法并不限于此。例如，在本实施方式中，由于操作振幅Ua为预先规定的大小，速度振幅Va与操作振幅Ua的比值仅依赖于速度振幅Va，因此作为评价值Ev也可以仅使用速度振幅Va。在该情况下，不言而喻，振幅评价部109不需要具有第2操作信号u2作为输入信号。

另外，也可以将使低通滤波器作用于速度振幅Va除以操作振幅Ua的值而得到的值作为评价值Ev。如后所述，此处运算的评价值Ev表示依赖于滤波器部107的特性的速度控制频带的边界大小，其是评价设定于滤波器部107的滤波器参数Fp的值。

滤波器调整部110保持多组作为滤波器部107的滤波器参数Fp的候补的滤波器参数候补，将它们以预先规定的顺序设定于滤波器部107。在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间中，以预先规定的顺序将滤波器参数候补中的1组设定于滤波器部107。另外，滤波器调整部110具有评价值Ev作为输入信号，将设定于滤波器部107的滤波器参数Fp和评价值Ev相关联而进行保存。

滤波器调整部110将保持的滤波器参数候补以预先规定的顺序设定于滤波器部107，取得与各自相关联的评价值Ev。

滤波器调整部110依次对取得的评价值Ev进行比较而对小的评价值Ev进行存储，得到最小的评价值Ev。选择与最小的评价值Ev相关联的滤波器参数候补作为最佳滤波器参数，设定于滤波器部107。

此处，由于最终得到1组最佳滤波器参数即可，因此滤波器调整部110不必预先保存全部滤波器参数候补、以及与滤波器参数候补相关联的评价值Ev。滤波器调整部110也可以依次对各阶段中最小的评价值Ev和新取得的评价值Ev进行比较，预先保存更小的评价值Ev和与其相关联的滤波器参数候补。

此处，在图1中，从滤波器调整部110引出而倾斜地穿透滤波器部107的箭头是指滤波器调整部110对滤波器部107的内部的设定内容进行变更。另外，这也与以下实施方式中的框图相同。

接着，对通过本实施方式中的电动机控制装置10得到的效果进行说明。

首先，说明将强制振荡部105和振幅评价部109包含于结构要素所带来的效果。在振荡指示信号Rt为断开的通常期间中，在电动机控制装置10中执行速度反馈控制，进行动作以使得电动机1的速度接近电动机的速度指令Vr。另一方面，在振荡指示信号Rt为接通的振荡期间中，通过强制振荡部105的动作产生如上所述称为极限周期的自激振荡。即，强制振荡部105与滤波器部107、电流控制部108、电动机1以及速度运算部101一起构成振荡期间中的控制环路CL0，使振荡期间中的控制环路CL0振荡。

如果基于来自机械系统的外部的操作开始振荡指示部103的动作，则振荡指示部103输出振荡指示信号Rt而产生极限周期。基于由强制振荡部105的动作产生的极限周期的波形，能够调查依赖于滤波器部107的频率特性而变化的速度控制部104的速度控制频带的边界大小。具体而言，能够基于强制振荡部105的输入信号和输出信号的振幅的比对速度控制部104的速度控制频带的边界大小进行调查。此处，速度控制频带的边界大小表示在确保稳定性的范围中将速度控制部104的控制增益最大化的情况下的控制频带的大小。

以下，对其理由进行说明。在将强制振荡部105视作控制器时，将第3操作信号u3作为输入并将速度信号Vfb作为输出的对象可以被视为相对于强制振荡部105的控制对象。为了进行说明，将该控制对象称为控制对象P0。在图1中，用虚线框包围控制对象P0所包含的结构要素而进行表示。如图1所示，控制对象P0包含滤波器部107。此外，关于控制对象P0，在以下的实施方式的说明中也采用与本实施方式相同的思路。

基于强制振荡部105的动作产生的极限周期在控制对象P0的传递函数的开环特性中，以相位延迟180度的频率稳定地进行振荡。此处，将控制对象P0的传递函数的相位延迟180度的频率设为频率wP0。将频率wP0称为相位交叉频率。将频率wP0下的控制对象P0的增益设为增益gP0。在对依赖于控制对象P0的频率特性而变化的速度控制部104的比例增益的最大值进行评价方面，相位交叉频率下的增益gP0是重要的值。

在振荡指示信号Rt为断开，执行由速度控制部104进行的速度控制的状态下，如果从速度控制稳定的状态起将比例增益逐渐增大，则在比例增益达到特定的值Kpu时产生稳定的振动。将该特定的值Kpu称为边界比例增益。此时，频率wP0下的控制系统的一圈环路增益变为1，边界比例增益Kpu和上述增益gP0满足下式(3)

[数学式3]

即，如果判断出增益gP0的大小，则能够使用式(3)对边界比例增益Kpu进行计算。

就增益gP0而言，根据其定义，其是将频率wP0的正弦波信号作为第2操作信号u2输入至控制对象P0时的输出信号，也就是将速度偏差Ve的振幅除以第2操作信号u2的振幅而得到的值。另一方面，在由强制振荡部105产生的极限周期中，是将频率wP0的矩形波信号作为第2操作信号u2输入至控制对象P0的状态。即，除了第2操作信号u2为矩形波信号这一点之外，在由强制振荡部105产生的极限周期中，求出将速度振幅Va除以操作振幅Ua而得到的评价值Ev的运算与对增益gP0进行计算等同。

另外，能够基于后述的记述函数法，将矩形波信号的振幅近似地置换为正弦波信号的振幅。即，速度振幅Va与操作振幅Ua的比即评价值Ev是表示增益gP0的良好的指标。

由振幅评价部109计算的评价值Ev和增益gP0满足以下关系式。

[数学式4]

gP0＝c*Ev （4)

此处，常数c是基于记述函数法规定的常数。常数c是基于记述函数法将矩形波信号近似地置换为正弦波信号时的变换系数。根据记述函数法，能够基于对输入输出信号实施傅里叶级数展开的情况下的主成分的系数对常数c进行计算。具体而言，常数c取从0.5至2.0为止的范围。

在操作振幅Ua恒定的情况下，如果将常数c1设为c1＝c/Ua而重新规定，则根据式(4)，将速度振幅Va乘以c1而得到的值与增益gP0一致。因此，在操作振幅Ua为恒定大小的情况下，如上所述将速度振幅Va设为评价值Ev，评价值Ev与增益gP0也满足比例关系，成为良好的指标。

基于式(3)及式(4)，边界比例增益Kpu和评价值Ev满足以下关系。

[数学式5]

即，通过取得评价值Ev，从而能够对与滤波器部107的频率特性对应的速度控制部104的边界比例增益Kpu进行推定。将比例增益调整为大的值的速度控制部104由于控制频带大，因此控制性能良好，但为了确保速度控制的稳定性，需要将比例增益调整为比边界比例增益Kpu小的范围。边界比例增益Kpu的值为决定速度控制频带的上限的值。但是，边界比例增益Kpu的大小依赖于控制对象P0的频率特性而采用各种值。特别地，在机械系统具有共振特性的情况下，边界比例增益Kpu的值很大程度上依赖于滤波器部107的频率特性。

如果通过滤波器部107的频率特性的调整将速度控制部104的边界比例增益Kpu最大化，则能够将速度控制部104的比例增益的可调整范围最大化，将速度控制的控制频带最大化。如上所述，在对滤波器部107的频率特性进行调整时，调查边界比例增益Kpu是有用的。

如上所述，作为通过强制振荡部105的动作使极限周期产生的结果，强制振荡部105的输入信号和输出信号的振幅的比为表示速度控制部104的边界比例增益Kpu的值。

即，通过调查强制振荡部105的输入信号和输出信号的振幅的比值，能够简单地对速度控制部104的边界比例增益Kpu进行调查。

根据上述强制振荡部105的动作，如果是机械系统的情况，则产生几十Hz至几千Hz频率的极限周期，因此如果产生小于1秒的短时间的极限周期，则能够取得评价值Ev。假设，在不存在强制振荡部105的情况下，需要一边对作为输出的速度信号Vfb等进行测量，一边通过试错地将比例增益逐渐增大而对边界比例增益Kpu进行调查的作业。

根据强制振荡部105和振幅评价部109的动作，不需要如上所述试错地将比例增益逐渐提高而对边界比例增益Kpu进行调查的作业，不存在试错的麻烦。

另外，通过使用强制振荡部105和振幅评价部109，从而能够在机械系统的情况下以小于1秒的短时间对边界比例增益Kpu进行推定。

根据以上所述，通过将强制振荡部105和振幅评价部109包含于结构要素，从而能够简单地对与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。

接着，使用图3说明由将滤波器调整部110追加于结构要素所带来的电动机控制装置10的效果。

图3是表示本发明的实施方式1中的电动机控制装置10的动作的时间响应图形。在图3中，从上部分起分别示出振荡指示信号Rt、第2操作信号u2、速度偏差Ve、评价值Ev。在该例子中，在速度控制部104中，作为比例增益和积分增益而设定了小的值，速度控制不是不稳定。此处，为了简化说明，设为滤波器调整部110保持3组滤波器参数候补。

各个滤波器参数候补以设定于滤波器部107的顺序，被称为第1组滤波器参数候补、第2组滤波器参数候补、第3组滤波器参数候补。如上所述，基于来自机械系统的外部的操作开始振荡指示部103的动作。在该例子中，为了对3组滤波器参数候补进行评价，振荡指示部103作为振荡指示信号Rt输出3次接通的信号。

首先，滤波器调整部110在开始振荡指示部103的动作前的振荡指示信号Rt为断开的通常期间，将第1组滤波器参数候补设定于滤波器部107。此时，滤波器部107的频率特性是基于第1组滤波器参数候补规定的。

如果基于来自机械系统的外部的操作，开始振荡指示部103的动作，振荡指示信号Rt变为接通的状态，则如上所述，基于强制振荡部105的动作产生称为极限周期的自激振荡。通过该自激振荡，第2操作信号u2和速度偏差Ve进行振荡，在振幅评价部109对评价值Ev进行计算。滤波器调整部110将第1组滤波器参数候补和此时的评价值Ev相关联而进行保存。

在第1次振荡期间结束后的通常期间中，将第2组滤波器参数候补设定于滤波器部107。接着，如果振荡指示信号Rt变为接通的状态，则再次产生称为极限周期的自激振荡，在振幅评价部109重新对评价值Ev进行计算。滤波器调整部110将第2组滤波器参数候补和此时的评价值Ev相关联而进行保存。关于第3组，在将滤波器参数候补设定于滤波器部107后使极限周期产生，滤波器调整部110将第3组滤波器参数候补和此时的评价值Ev相关联而进行保存。

如上所述，针对由滤波器调整部110保持的多组滤波器参数候补的每一者对评价值Ev进行计算。如上所述，通过振幅评价部109对评价值Ev进行计算，能够对与基于各个滤波器参数候补的组规定的滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。

图4示出由滤波器调整部110保持的滤波器参数候补和评价值Ev的值的例子。图4所示的滤波器参数候补的值只是个例子，作为滤波器参数候补而选择的值并不限于此。在该例子中设为将第2组滤波器参数候补设定于滤波器部107的情况得到最小的评价值Ev。此时，将第2组滤波器参数候补称为最佳滤波器参数。

即，将第2组滤波器参数候补设定于滤波器部107的调整能够使边界比例增益Kpu成为最大，可以说是能够将速度控制频带最大化的滤波器的调整。在结束3组滤波器参数候补的评价后，在该例子中，滤波器调整部110将与成为最小的评价值Ev相关联的第2滤波器参数候补设定于滤波器部107。

根据以上所述，基于滤波器调整部110的动作，在保持的滤波器参数候补中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数Fp，将其设定于滤波器部107。

如上所述，通过强制振荡部105的动作会以短时间完成滤波器参数候补的评价。特别地，在机械系统的情况下以小于1秒的时间完成1组滤波器参数候补的评价。此处，为了简化说明，将滤波器参数候补设为3组，但例如可以将滤波器参数候补的组设为100组而能够以小于100秒的短时间结束调整。

根据以上所述，通过将滤波器调整部110追加于结构要素，从而电动机控制装置10能够预先保持多组滤波器参数候补。通过从该滤波器参数候补中选择将评价值Ev最小化的最佳滤波器参数，从而能够进行将速度控制频带最大化的滤波器部107的调整。

另外，滤波器调整部110能够通过使用评价值Ev对全部频带中的振动的振幅进行评价。因此，假设即使通过对陷波滤波器进行设定而产生低频带的振动，也能够对其振幅进行评价。即，根据滤波器调整部110的动作，不会使低频带的稳定性劣化。

另外，由于滤波器调整部110能够预先保持多个滤波器参数候补，因此能够将滤波器部107的频率特性连续地变更，也能够将滤波器部107的频率特性离散地变更。

在通常的梯度法中，参数的搜索在评价值的梯度为负的方向进行，以使得评价值变小，但此时，由于在评价值的梯度为0的局部最佳解搜索将结束，因此有时会落入局部最佳解。相对于此，在本实施方式中的滤波器调整部110的动作中，由于不依赖于评价值Ev的梯度而对滤波器参数Fp进行变更，因此不会落入上述那样的局部最佳解。

另外，还考虑到预先保持2组滤波器参数候补，选择评价值Ev小的滤波器参数候补的方法。在该情况下，在任意评价值Ev小的点将搜索结束。

另外，作为滤波器参数候补不仅保持陷波频率wn，还能够将陷波滤波器的深度和宽度作为参数进行保持，对每一者进行评价。即，通过滤波器调整部110的动作，还能够对陷波滤波器的深度和宽度进行调整。

另外，滤波器调整部110如上所述基于速度振幅Va与操作振幅Ua的比即评价值Ev的值实施滤波器部107的频率特性的调整。因此，在调整结果中，调整不是必须使得陷波滤波器的陷波频率wn与共振频率一致，能够从多种选择分支实现将速度控制频带最大化的调整。

另外，通过将强制振荡部105和滤波器调整部110包含于结构要素，从而无论速度控制部104的预先设定的状况如何，都能够使极限周期产生而实施滤波器参数候补的评价。即，能够与设定于速度控制部104的控制增益的值无关地实施滤波器参数候补的评价，能够实施将速度控制频带最大化的调整。即，无论速度控制部104的预先设定的状况如何，都能够实施调整。

在上述的结构中，说明了振荡指示信号Rt作为将接通和断开的状态分别交替地以预先规定的次数重复输出的信号，设置不使极限周期产生的、断开状态的期间的例子。但是，调整中途的阶段中的断开的状态并不一定是必须的。即，也可以在振荡指示信号Rt成为一次接通的状态后直至各滤波器参数候补的评价结束为止，持续使极限周期产生。此时，只要经过预先规定的时间对滤波器参数Fp进行变更即可。

另外，说明了在速度控制部104中根据比例补偿和积分补偿之和对第1操作信号u1进行运算，但速度控制部104中的对第1操作信号u1进行运算的方法并不限于此。例如，也可以通过基于具备微分补偿的PID(比例积分微分)控制的运算对第1操作信号u1进行运算。

在本实施方式中，说明了基于由电动机位置检测器2检测的位置信号Pfb对速度信号Vfb进行运算，但也可以构成为在电动机1安装对电动机的速度进行检测的速度检测器而得到速度信号Vfb。另外，也可以构成为根据电动机1的电流和电压对电动机1的速度进行推定而得到速度信号Vfb。

在上述结构中，说明了振幅评价部109将速度偏差Ve作为输入信号并将速度偏差Ve的振幅作为速度振幅Va进行运算。除此之外，将速度信号Vfb作为输入信号并将速度信号Vfb的振幅作为速度振幅Va进行运算实质上与对速度偏差Ve的振幅进行评价等同。即，不直接使用速度偏差Ve，实质上评价速度偏差Ve的振幅即可。

在上述结构中，说明了振幅评价部109将第2操作信号u2作为输入信号并将第2操作信号u2的振幅作为操作振幅Ua进行运算，但也可以将第3操作信号u3作为输入信号并将第3操作信号u3的振幅作为操作振幅Ua进行运算。

另外，为了说明而将由滤波器调整部110保持的滤波器参数候补设为3组，但并不限于此。在滤波器参数候补大于或等于4组的情况下，也能够与上述相同地基于滤波器调整部110的动作选择能够将速度控制频带最大化的滤波器参数候补而设定于滤波器部107。另外，在滤波器参数候补为2个的情况下，也能够得到以短时间选择可以扩大速度频带的滤波器的效果。另外，作为滤波器参数候补，不言而喻，还包含滤波器部107将输入作为其输出那样的直通特性的情况。

在以上的说明中，说明了在振幅评价部109，通过取得将速度振幅Va除以操作振幅Ua而得到的值作为评价值Ev，从而能够对与滤波器部107的频率特性对应的速度控制部104的边界比例增益Kpu进行推定。

为了对与滤波器部107的频率特性对应的速度控制部104的边界比例增益Kpu进行推定，评价值Ev的取得方法并不限于此。

例如，可以将上述评价值Ev的倒数，即将操作振幅Ua除以速度振幅Va而得到的值作为评价值。如果将此时的评价值称为Ev1，则Ev1＝Ua/Va。作为将评价值Ev1除以上述常数c而得到的值，能够取得边界比例增益Kpu。

另外，由于取得评价值Ev1的最大值与取得评价值Ev的最小值等同，因此在选择最佳的滤波器参数时，将取得评价值Ev1的最大值时的滤波器参数Fp作为最佳滤波器参数即可。

振幅评价部109取得第2操作信号u2作为输入信号，但振幅评价部109也可以将转矩指令Tr作为输入信号。

另外，在将转矩指令Tr作为振幅评价部109的输入信号的情况下，振幅评价部109只要获得将使滤波器部107的滤波器的逆模型的传递函数作用于输入的转矩指令Tr所得到的信号的振幅而作为操作振幅Ua即可。

由于使滤波器部107的滤波器的逆模型的传递函数作用于转矩指令Tr所得到的信号的振幅为与第2操作信号u2的振幅等同的大小，因此振幅评价部109能够取得与上述评价值Ev等同的评价值。

同样地，振幅评价部109也可以将电流Io作为输入信号。在将电流Io作为输入信号的情况下，通过使用滤波器部107和电流控制部108的逆模型能够得到与上述评价值Ev等同的评价值。

另外，在上述说明中，作为向强制振荡部105的输入，也可以替代速度偏差Ve而使用速度控制部104的输出即第1操作信号u1。在该情况下，强制振荡部105在振荡指示信号Rt为接通的振荡期间与滤波器部107、电流控制部108、电动机1、速度运算部101一起构成振荡期间中的控制环路CL0。强制振荡部105进行使振荡期间中的控制环路CL0振荡的动作。

另外，例如，在将第1操作信号u1作为输入的强制振荡部105的内部，如果得到将第1操作信号u1除以速度控制部104的比例增益而得到的信号，代入至上述说明中的速度偏差Ve，则不言而喻会进行与上述说明相同的动作。

本实施方式中的电动机控制装置10如上所述进行动作。即，如果通过来自机械系统的外部的操作开始振荡指示部103的动作，则能够按顺序将多组滤波器参数候补设定于滤波器部107，简单地对与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。另外，能够从其中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部107的频率特性进行调整。

根据本实施方式，能够得到不依赖于速度控制部的控制增益的预先设定的状况，没有试错的麻烦，另外，能够简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置。

实施方式2.

实施方式1中的电动机控制装置10选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补而进行滤波器部的调整。在本实施方式中对能够将速度控制部的调整和滤波器部的调整同时进行的电动机控制装置进行说明。

图5是表示实施方式2中的电动机控制装置20的结构的框图。

电动机控制装置20具有速度运算部101、减法运算器102、振荡指示部103、速度控制部204、强制振荡部105、第3操作信号输出部106、滤波器部107、电流控制部108、振幅评价部109、滤波器调整部210、以及增益运算部211作为结构要素。

另外，与实施方式1中说明的内容同样地，将第3操作信号u3作为输入并将速度信号Vfb作为输出的部分称为控制对象P0，在图5中用虚线框进行表示。该控制对象P0可以被视为将强制振荡部105视作控制器时的控制对象。

另外，与实施方式1同样地，构成振荡期间中的控制环路CL0。即，振荡期间中的控制环路CL0构成为包含速度运算部101、强制振荡部105、滤波器部107、电流控制部108、以及电动机1。此外，在振荡期间中的控制环路CL0中，与实施方式1相同，还包含减法运算器102、第3操作信号输出部106、电动机位置检测器2。

此外，在图5中，对表示与实施方式1中的结构相同的部分标注与实施方式1相同的标号并省略详细的说明。

接着，对本实施方式中的电动机控制装置20的动作进行说明。

振荡指示部103与实施方式1同样地，对表示接通或断开的任意者的指示的振荡指示信号Rt进行输出。

就速度控制部204而言，设为输入速度偏差Ve和振荡指示信号Rt。速度控制部204在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间对比例补偿与积分补偿之和进行运算而将其作为第1操作信号u1输出，该比例补偿是对速度偏差Ve乘以控制增益之一的比例增益而得到的，该积分补偿是对速度偏差Ve乘以控制增益之一之积分增益并进行积分而得到的。另外，在振荡指示信号Rt变为接通的状态而成为振荡期间时，速度控制部204的输出即第1操作信号u1以保持振荡指示信号Rt即将变为接通的状态之前的值的方式输出恒定值。保持该之前的值的动作是以例如通过将比例增益及积分增益设为0，保持积分的输出的方式实现的。由此，在振荡期间也能够保持之前的稳定的控制状态，无论施加于电动机的负载的程度如何，都能够向振荡期间稳定地转移。

在振荡指示信号Rt变为接通的状态而成为振荡期间时，无论预先设定于速度控制部204的控制增益的大小如何，都向振荡期间稳定地转移。因此，无论速度控制部204的预先设定的状况如何，都能够实施调整。

另外，速度控制部204的运算中使用的比例增益和积分增益是可变的值，此处设为基于控制增益信号Gn进行变更。控制增益信号Gn是包含比例增益和积分增益的值的信息的信号。

例如滤波器调整部210保持100组作为滤波器部107的滤波器参数Fp的候补的滤波器参数候补，将它们以预先规定的顺序设定于滤波器部107。在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间中，以预先规定的顺序将滤波器参数候补中的1组设定于滤波器部107。另外，滤波器调整部210具有速度振幅Va相对于操作振幅Ua的比即评价值Ev作为输入信号，将设定于滤波器部107的滤波器参数候补和评价值Ev相关联而进行保存。

滤波器调整部210将保持的滤波器参数候补依次设定于滤波器部107，取得与各自相关联的评价值Ev。

滤波器调整部210依次对取得的评价值Ev进行比较而对小的评价值Ev进行存储，得到最小的评价值Ev。选择与最小的评价值Ev相关联的滤波器参数候补作为最佳滤波器参数，设定于滤波器部107。

此处，由于最终得到1组最佳滤波器参数即可，因此不必预先保存全部滤波器参数候补、以及与滤波器参数候补相关联的评价值Ev。滤波器调整部210也可以依次对各阶段中最小的评价值Ev和新取得的评价值Ev进行比较，预先保存更小的评价值Ev和与其相关联的滤波器参数候补。

另外，滤波器部207在取得与各个滤波器参数候补相关联的评价值Ev后，将取得的多个评价值Ev中成为最小值的评价值Ev作为最小评价值Evmin而输出。

增益运算部211具有最小评价值Evmin作为输入信号。如果输入最小评价值Evmin，则如后所述对将最小评价值Evmin的倒数乘以预先规定的值而得到的比例增益进行运算。另外，基于由比例增益的大小决定的速度控制频带的大小对积分增益进行运算。将这些比例增益和积分增益的值的信息作为控制增益信号Gn而输出。

对通过本实施方式中的电动机控制装置20得到的效果进行说明。

在电动机控制装置20中，除了滤波器调整部210将成为最小的评价值Ev作为最小评价值Evmin而输出这一点之外，与实施方式1的滤波器调整部110的动作相同。因此，基于强制振荡部105、振幅评价部109和滤波器调整部210的动作得到的效果与实施方式1相同。

电动机控制装置20能够简单地对按顺序将多组滤波器参数候补设定于滤波器部107的情况下的、与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带进行调查。另外，电动机控制装置20能够从其中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部107的频率特性进行调整。

接着，对由追加了增益运算部211带来的效果进行说明。在基于滤波器调整部210的动作而多组滤波器参数候补的评价结束后，对滤波器部107的频率特性进行调整。另外，将最小评价值Evmin输入至增益运算部211。最小评价值Evmin、以及与此时的滤波器部107的频率特性对应的速度控制部204的边界比例增益Kpu满足下式(6)。

[数学式6]

因此，增益运算部211能够根据输入的最小评价值Evmin，对与调整后的滤波器部107的频率特性对应的边界比例增益Kpu进行计算。并且，通过对边界比例增益Kpu乘以比0大且比1小的常数γ而得到比例增益。由于对边界比例增益Kpu乘以常数γ而得到的比例增益为比边界比例增益Kpu小的值，因此能够实现确保了稳定性的速度控制。

如果将此时的比例增益设定为例如γ＝0.45，则能够得到与基于Ziegler-Nichols的调整规则决定的比例增益等同的比例增益，该Ziegler-Nichols的调整规则能够得到PI(比例积分)控制的良好响应。但是，γ的值并不限定于该值。

将基于比例增益决定的速度控制频带设为wsc，该比例增益是基于常数γ得到的。另外，将积分增益与比例增益的比设为wsi。wsi表示积分补偿处于支配性的频带与比例补偿处于支配性的频带的边界即转折频率。在增益运算部211中，对积分增益进行运算以使得转折频率wsi比速度控制频带wsc小。具体而言，以对速度控制频带wsc乘以比0大且比1小的常数δ而得到的值成为转折频率wsi的方式，对积分增益进行运算。

通过如上所述对积分增益进行运算而调整，从而能够得到由积分补偿得到的低频带的高增益特性。同时，能够实现表现出良好响应的速度控制部204，良好响应是指减小对具有积分补偿的相位延迟特性的速度控制频带wsc和其附近的影响。

由此，在增益运算部211中，能够基于最小评价值Evmin，对能够使速度控制部204表现出良好响应的比例增益和积分增益进行运算。速度控制部204基于输入的控制增益信号Gn对比例增益和积分增益的值进行变更，实现表现出良好响应的速度控制。

在上述结构中，说明了在速度控制部204中根据比例补偿和积分补偿之和对第1操作信号u1进行运算，但速度控制部204中的第1操作信号u1的运算方法并不限于此。例如，也可以通过基于具备微分补偿的PID控制的运算对第1操作信号u1进行运算。此时，控制增益信号Gn是包含比例增益、积分增益和微分增益的信息的信号。

另外，说明了在速度控制部204中比例增益和积分增益都为可变的值，但也可以将它们中的一个，例如仅将比例增益设为可变的值。此时，控制增益信号Gn为包含比例增益的信息的信号。同样地，也可以是仅将积分增益设为可变的值的结构。

在上述结构中，对为了说明而将由滤波器调整部210保持的滤波器参数候补设为100组进行了说明，但滤波器参数候补的组的数量并不限于此。

本实施方式中的电动机控制装置20如上所述进行动作。如果通过来自机械系统的外部的操作开始振荡指示部103的动作，则能够简单地对在按顺序将多组滤波器参数候补设定于滤波器部107的情况下的、与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。另外，能够从其中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部107的频率特性进行调整。并且，能够对速度控制部204的比例增益和积分增益进行调整，实现表现出良好响应的速度控制部204。

根据本实施方式，能够得到不依赖于速度控制部的控制增益的预先设定的状况，另外，没有试错的麻烦，就能够简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置。

另外，能够得到可以对速度控制部的比例增益和积分增益进行调整，实现表现出良好响应的速度控制的电动机控制装置。

实施方式3.

实施方式1中的电动机控制装置10在滤波器调整部保持多组滤波器参数候补。在本实施方式中，对具有决定被保持的滤波器参数候补的功能的电动机控制装置进行说明。

图6是表示本实施方式中的电动机控制装置30的结构的框图。

电动机控制装置30具有速度运算部101、减法运算器102、振荡指示部303、速度控制部104、强制振荡部105、第3操作信号输出部106、滤波器部107、电流控制部108、振幅评价部109、滤波器调整部310、以及频率运算部312作为结构要素。

另外，与实施方式1同样地，将第3操作信号u3作为输入并将速度信号Vfb作为输出的部分称为控制对象P0，在图6中用虚线框进行表示。

与实施方式1同样地，该控制对象P0可以被视为将强制振荡部105视作控制器时的控制对象。

另外，与实施方式1同样地，构成振荡期间中的控制环路CL0。即，振荡期间中的控制环路CL0构成为包含速度运算部101、强制振荡部105、滤波器部107、电流控制部108、以及电动机1。此外，在振荡期间中的控制环路CL0中，与实施方式1相同，还包含减法运算器102、第3操作信号输出部106、电动机位置检测器2。

此外，在图6中，对表示与实施方式1中的结构相同的部分标注与实施方式1相同的标号并省略详细的说明。

接着，对本实施方式中的电动机控制装置30的动作进行说明。

振荡指示部303对表示接通或断开的任意者的状态的信号即振荡指示信号Rt进行输出。振荡指示部303基于来自机械系统的外部的操作开始该动作，作为振荡指示信号Rt将接通和断开的信号分别交替地以预先规定的次数重复输出，然后将该动作结束。在没有开始振荡指示部303的动作的状态下及将振荡指示部303的动作结束以后的状态下，振荡指示信号Rt设为断开的状态。在本实施方式中设为振荡指示信号Rt仅接通7次。

如后所述，在振荡指示信号Rt第1次接通时决定6组参数候补，从之后的第2次至第7次实施6组参数候补的评价。

在滤波器调整部310中，振荡指示信号Rt第1次接通，在产生了极限周期后进行滤波器参数候补的决定。在通过滤波器调整部310的动作产生第1次极限周期时，对设定于滤波器部107的滤波器参数Fp进行调整，以使得滤波器部107的传递特性变为1。

滤波器调整部310在产生第1次极限周期后，将后述的振荡频率Wv作为输入信号，基于振荡频率Wv，决定、保持滤波器部107的滤波器参数Fp的候补即6组滤波器参数候补。具体而言，基于振荡频率Wv决定滤波器参数候补中的陷波频率wn的候补。决定了滤波器参数候补后的滤波器调整部310的动作与实施方式1的滤波器调整部110的动作相同。

滤波器调整部310将滤波器参数候补以预先规定的顺序设定于滤波器部107。

另外，滤波器调整部310将评价值Ev作为输入信号，将设定于滤波器部107的滤波器参数候补和评价值Ev相关联而进行保存。滤波器调整部310将保持的滤波器参数候补依次设定于滤波器部107，取得与各自相关联的评价值Ev。

滤波器调整部310依次对取得的评价值Ev进行比较而对小的评价值Ev进行存储，得到最小的评价值Ev。选择与最小的评价值Ev相关联的滤波器参数候补作为最佳滤波器参数，设定于滤波器部107。

此处，由于最终得到1组最佳滤波器参数即可，因此不必预先保存全部滤波器参数候补、以及与滤波器参数候补相关联的评价值Ev。滤波器调整部310也可以依次对各阶段中最小的评价值Ev和新取得的评价值Ev进行比较，预先保存更小的评价值Ev和与其相关联的滤波器参数候补。

频率运算部312将速度偏差Ve作为输入信号，取得预先规定期间的速度偏差Ve的频率成分中的频谱最大的频率作为振荡频率Wv，对振荡频率Wv进行输出。此时，也可以使用针对使低通滤波器作用于速度偏差Ve的信号的振荡频率Wv。也可以对从速度偏差Ve的符号产生变化至下一次符号产生变化为止的时间进行测量，基于其倒数运算振荡频率Wv。或者，也可以基于对速度偏差Ve实施FFT处理而调查最大频谱的频率的方法运算振荡频率Wv。对由频率运算部312运算出的振荡频率Wv进行输出。

对通过本实施方式中的电动机控制装置30得到的效果进行说明。

首先，对由具备滤波器调整部310和频率运算部312带来的效果进行说明。在第1次使极限周期产生时，通过滤波器调整部310的动作将滤波器部107的传递特性调整为1。此时，频率运算部312取得极限周期的频率作为振荡频率Wv。

图6中的控制对象P0与实施方式1中叙述的内容同样地，将第3操作信号u3作为输入并将速度信号Vfb作为输出，可以视为相对于强制振荡部105的控制对象。

就控制对象P0的频率特性而言，在共振频率处具有增益的峰值，并且在共振频率的前后相位急剧延迟。因此，大多以共振频率附近的频率进行振荡。但是，并不限于相位交叉频率与共振频率完全一致，多数是共振频率和振荡频率的比在0.5～2倍以内的范围偏移。

由于陷波滤波器在比陷波频率wn高的频带使相位超前，因此即使将陷波频率wn设定为共振频率的0.5～1.0倍左右，也有在共振频率处确保稳定性的效果。另外，在存在多个共振频率，在某共振频率的0.5～2.0倍左右附近的频带存在其它共振频率等情况下，有时将陷波频率wn设定在这些频率的中间会使速度控制频带提高。

根据如上所述复杂的关系，多数情况是陷波频率wn的最佳值与振荡频率Wv不完全一致。

因此，在将6组滤波器参数候补中的、第i个滤波器参数候补的陷波频率wn的候补设为wn(i)时，基于振荡频率Wv由下式(7)决定陷波频率的候补wn(i)。此外，i为表示滤波器参数候补的编号的自然数，在该例子中为1至6的自然数。

[数学式7]

通过由式(7)决定滤波器参数候补的陷波频率wn(i)，从而基于各个滤波器参数候补规定的滤波器部107在共振频率附近具有使增益降低的陷波滤波器的频率特性。此处，共振频率附近表示共振频率的0.5倍至2.0倍的频率的区间。以下也相同。

对由在共振频率附近设定陷波滤波器带来的效果进行说明。由于陷波滤波器在比陷波频率wn高的频率处具有相位超前特性，因此通过在共振频率附近设置陷波滤波器，从而能够减少共振频率附近的相位延迟的特性。即，通过设置陷波滤波器而能够提高相位交叉频率。如果使用由滤波器调整部310决定的6组滤波器参数候补，则由于在共振频率附近设定陷波滤波器，能够提高相位交叉频率而扩大速度控制频带。

另外，通过滤波器调整部310的动作，能够从上述6组滤波器参数候补选择将速度控制频带设为最大的滤波器参数候补。

在电动机控制装置30中，滤波器调整部310除了基于振荡频率Wv决定多组滤波器参数候补这一点之外，与实施方式1的滤波器调整部110的动作相同。因此，基于强制振荡部105、振幅评价部109和滤波器调整部310的动作得到的效果与实施方式1相同。电动机控制装置30能够简单地对按顺序将多组滤波器参数候补设定于滤波器部107的情况下的、与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带进行调查。因此，能够从其中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部107的频率特性进行调整。

在以上的说明中，示出了频率运算部312将速度偏差Ve作为输入信号，取得预先规定期间的速度偏差Ve的频率成分中的频谱最大的频率作为振荡频率Wv的结构，但并不限于此。也可以替代速度偏差Ve将速度信号Vfb作为输入信号，取得预先规定期间的速度信号Vfb的频率成分中的频谱最大的频率作为振荡频率Wv。或者，也可以将第2操作信号u2作为输入信号，取得预先规定期间的第2操作信号u2的频率成分中的、频谱最大的频率作为振荡频率Wv。

在以上说明的结构中，在滤波器调整部310中决定滤波器参数候补时，仅与陷波频率wn相关地赋予多个候补值，但并不限于此。例如，也可以针对实施方式1中的式(2)所示的分别规定陷波滤波器的宽度及深度的系数za及系数zb赋予多个候补值。另外，也可以使用式(7)而决定6个陷波频率wn，作为系数za和系数zb的选择分支赋予各自3次。在该情况下参数候补的组为54个。

如以上叙述过的那样，说明了基于振荡指示信号Rt第1次变为接通的状态而产生的极限周期的振荡频率Wv决定滤波器参数候补的组的结构，但滤波器参数候补的决定方法并不限于此。例如，也可以将陷波滤波器设定于第1次极限周期的振荡频率Wv的频率，基于第2次极限周期的振荡频率Wv决定滤波器参数候补的组。

本实施方式中的电动机控制装置30如以上叙述的那样进行动作。即，如果通过来自机械系统的外部开始振荡指示部303的动作，则决定多组滤波器参数候补。在按顺序将这些滤波器参数候补设定于滤波器部107的情况下，能够简单地对与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。另外，能够从该滤波器参数候补中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部107的频率特性进行调整。

根据本实施方式，能够得到不依赖于速度控制部104的控制增益的预先设定的状况，另外，没有试错的麻烦，就能够简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置。

另外，由于通过滤波器调整部310的动作决定多组滤波器参数候补，因此能够得到可以简单地进行滤波器的调整的电动机控制装置。

实施方式4.

实施方式1中的电动机控制装置10将第2操作信号u2的振幅设为预先规定的大小。在本实施方式中对具备对第2操作信号u2的大小进行调整以使得速度偏差Ve的振幅变为预先规定的大小的功能的电动机控制装置进行说明。

图7是表示本实施方式中的电动机控制装置50的结构的框图。

电动机控制装置50具有速度运算部101、减法运算器102、振荡指示部103、速度控制部104、强制振荡部505、第3操作信号输出部106、滤波器部107、电流控制部108、振幅评价部509、以及滤波器调整部110作为结构要素。

另外，与实施方式1中说明的内容同样地，将第3操作信号u3作为输入并将速度信号Vfb作为输出的部分称为控制对象P0，在图7中用虚线框进行表示。与实施方式1同样地，该控制对象P0可以被视为将强制振荡部505视作控制器时的控制对象。

在图7中，对表示与实施方式1中的结构相同的部分标注与实施方式相同的标号并省略详细的说明。

接着，对本实施方式中的电动机控制装置50的动作进行说明。

强制振荡部505与滤波器部107、电流控制部108、电动机1、以及速度运算部101一起构成振荡期间中的控制环路CL0，进行使该振荡期间中的控制环路CL0振荡的动作。具体而言，将速度偏差Ve和振荡指示信号Rt作为输入，在振荡指示信号Rt为接通的状态的振荡期间，对第2操作信号u2进行输出，该第2操作信号u2具有可变的大小Uv的操作振幅且通过后述的方法决定正负的值。

即，通过基于作为输入的速度偏差Ve的非线性运算，输出运算出的信号以使得作为预先规定的特性而具有被限制的大小的振幅。具体而言，与速度偏差Ve的偏差的符号对应地选择+Uv或-Uv的任意值作为第2操作信号u2。在进行该选择时，也可以与使低通滤波器作用于速度偏差Ve的结果的信号的符号对应地选择+Uv或-Uv的值的任意者。另外，也可以不单纯地与速度偏差Ve的符号对应地选择+Uv或-Uv的值，而基于使速度偏差Ve具有非线性滞后特性的信号，从+Uv和-Uv中进行选择。

强制振荡部505在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间，对值为0的第2操作信号u2进行输出。此处，通过振幅评价部509对第2操作信号的振幅即操作振幅Uv进行调整。

振幅评价部509将速度偏差Ve作为输入，取得速度偏差Ve的振幅即速度振幅Va。此处，作为速度偏差Ve的振幅的运算方法，可以将从速度偏差Ve的符号产生变化直至下一次符号产生变化为止的期间的信号的绝对值的最大值作为信号的振幅进行运算。或者，就速度偏差Ve的振幅而言，也可以将由FFT得到的频谱最大的信号作为振幅。

另外，在振幅评价部509对速度振幅Va的目标值即振幅目标值Vas进行设定。在运算出的速度振幅Va比振幅目标值Vas小的情况下，逐渐将上述操作振幅Uv增大直至速度振幅Va变为与振幅目标值Vas等同的值为止。振幅评价部509将速度振幅Va与操作振幅Uv的比作为评价值Ev而进行运算。具体而言，可以将速度振幅Va除以操作振幅Uv而得到的值作为评价值Ev而进行运算。

对通过本实施方式中的电动机控制装置50得到的效果进行说明。

首先，对由具备强制振荡部505和振幅评价部509带来的效果进行说明。考虑通过滤波器部107的频率特性将速度控制频带调整得大的状况。此时，如果操作振幅Uv为恒定大小，则图7中的控制对象P0的增益gP0变为小的值。即，由强制振荡部505的动作产生的极限周期的速度振幅Va的大小变小。在本实施方式中，通过振幅评价部509的动作，对操作振幅Uv进行操作，直到速度振幅Va增大为预先规定的振幅目标值Vas为止。因此，不依赖于滤波器部107的频率特性，由强制振荡部505的动作产生的极限周期的速度振幅Va变为预先规定的大小。

在电动机位置检测器2的分辨率低而难以进行小的速度振幅Va的测量的情况下，由于通过本实施方式的强制振荡部505和振幅评价部509的动作，速度振幅Va的大小变为预先规定的大小，因此也能够对极限周期进行测量。

根据本实施方式中的电动机控制装置50，对操作振幅Uv进行调整，但由于伴随着操作振幅Uv的大小的变更，速度振幅Va的大小以恒定比率进行变化，因此操作振幅与速度振幅Va的比不依赖于操作振幅Uv的大小。即，评价值Ev与在实施方式1中取得的值等同。因此，本实施方式中的电动机控制装置50中得到的效果与由实施方式1的电动机控制装置10得到的效果相同。

因此，本实施方式中的电动机控制装置50能够以短时间对按顺序将多组滤波器参数候补设定于滤波器部107的情况下的、与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带进行调查。另外，能够从多组滤波器参数候补中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部107的频率特性进行调整。

在本实施方式中，说明了振幅评价部509将速度偏差Ve作为输入信号并将速度偏差Ve的振幅作为速度振幅Va而进行运算的结构，但并不限于此。振幅评价部509也可以将速度信号Vfb作为输入信号并将速度信号Vfb的振幅作为速度振幅Va而进行运算。

电动机控制装置50如上所述进行动作。即，如果通过来自机械系统的外部的操作开始振荡指示部103的动作，则能够按顺序将多组滤波器参数候补设定于滤波器部107，简单地对与滤波器部107的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。另外，能够从多组滤波器参数候补中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部107的频率特性进行调整。

根据本实施方式，能够得到不依赖于速度控制部的控制增益的预先设定的状况，另外，没有试错的麻烦，就能够简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置。

实施方式5.

实施方式1中的电动机控制装置10通过对强制振荡部105的输出信号即第2操作信号u2进行滤波处理而对转矩指令Tr进行运算。

在本实施方式中对将强制振荡部的输出信号作为转矩指令Tr的电动机控制装置进行说明。

图8是表示本发明的实施方式5中的电动机控制装置60的结构的框图。

电动机控制装置60具有速度运算部101、减法运算器102、振荡指示部103、速度控制部604、强制振荡部605、转矩指令输出部606、滤波器部607、电流控制部108、振幅评价部609、以及滤波器调整部610作为结构要素。

在图8中，对表示与实施方式1中的结构相同的部分标注与实施方式1相同的标号并省略详细的说明。

接着，对本实施方式中的电动机控制装置60的动作进行说明。

就速度控制部604而言，设为输入速度偏差Ve和振荡指示信号Rt。速度控制部604在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间运算比例补偿与积分补偿之和而将其作为第1操作信号u1输出，该比例补偿是对速度偏差Ve乘以控制增益之一的比例增益而得到的，该积分补偿是对速度偏差Ve乘以控制增益之一的积分增益并进行积分而得到的。

另外，在振荡指示信号Rt变为接通的状态而成为振荡期间时，在速度控制部604中，作为积分补偿，保持振荡指示信号Rt即将变为接通的状态之前的值。保持该之前的值的动作是以例如通过将积分增益设为0，保持积分的输出的方式实现的。运算对速度偏差Ve乘以比例增益Kp0而得到的比例补偿和保持的积分补偿之和而作为第1操作信号u1进行输出。此处，比例增益Kp0不必与振荡指示信号Rt为断开的状态下的比例增益相同。

通过保持积分补偿的动作，从而在振荡期间也能够保持之前的稳定的控制状态，无论施加于电动机的负载的程度如何，都能够向振荡期间稳定地转移。由此，无论速度控制部604的预先设定的状况如何，都能够进行后述的调整。

滤波器部607将第1操作信号u1作为输入，输出对第1操作信号u1进行滤波处理而运算的第4操作信号u4。滤波器部607的滤波器的频率特性是基于滤波器参数Fp规定的，将该频率特性设为可以与滤波器参数Fp对应地进行变化。

在本实施方式中，在滤波器部607中运算所使用的滤波器作为例子是由低通滤波器和陷波滤波器之积构成的。此时，在滤波器参数Fp中包含陷波滤波器的中心频率即陷波频率wn、分别对陷波滤波器的宽度(频带的宽度)及深度(衰减振幅)进行规定的系数za及系数zb、低通滤波器的截止频率wl。在滤波器参数Fp中还包含使陷波滤波器有效或无效的开关、使低通滤波器有效或无效的开关。此处，陷波滤波器无效的状态表示传递函数为1的状态。同样地，低通滤波器无效的状态表示传递函数为1的状态。

将有效状态下的低通滤波器的传递函数LPF、有效状态下的陷波滤波器的传递函数NF通过滤波器参数Fp分别表示为式(8)、式(9)。

[数学式8]

[数学式9]

此处，s表示拉普拉斯算子。

此外，此处将连续系统的传递函数的系数作为滤波器参数Fp，但也可以将离散系统的传递函数的系数作为滤波器参数Fp。另外，关于滤波器，如果滤波器的频率特性是基于参数规定的，则也可以是其它结构。例如，可以串联地设置大于或等于2个低通滤波器，或者也可以使用相位超前滤波器、相位滞后滤波器等滤波器。

如后所述，强制振荡部605与滤波器部607、电流控制部108、电动机1、以及速度运算部101一起构成振荡期间中的控制环路CL1，进行使该振荡期间中的控制环路CL1振荡的动作。具体而言，在将第4操作信号和振荡指示信号Rt作为输入，振荡指示信号Rt为接通的状态下的振荡期间，对第5操作信号u5进行输出，该第5操作信号u5具有预先规定的大小的振幅且通过后述的方法决定正负的值。

即，通过基于作为输入的第4操作信号u4的非线性运算，输出运算出的信号以使其具有预先规定的大小的振幅。此时，将作为输出的第5操作信号u5的振幅称为操作振幅Ua。操作振幅Ua为输出的振幅(输出振幅)。

与第4操作信号的符号对应地选择+Ua或-Ua的任意值作为第5操作信号u5。在进行该选择时，也可以与使低通滤波器作用于第4操作信号的结果的信号的符号对应地选择+Ua或-Ua的值的任意者。另外，也可以不单纯地与第4操作信号的符号对应地选择+Ua或-Ua的值，而基于使第4操作信号具有非线性滞后特性的信号，从+Ua和-Ua中进行选择。

强制振荡部605在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间，对值为零的第5操作信号u5进行输出。

接着，使用图9对振荡指示信号Rt为接通的状态下的动作进行说明。图9是从本发明的实施方式中的电动机控制装置60，提取在振荡指示信号Rt为接通的状态下构成的振荡期间中的控制环路CL1而表示的框图。在该图中利用单点划线框表示振荡期间中的控制环路。在图9中，振荡期间中的控制环路CL1构成为包含速度运算部101、强制振荡部105、滤波器部107、电流控制部108以及电动机1。在图9中，在振荡期间中的控制环路CL1中，还包含减法运算器102、转矩指令输出部606、电动机1、电动机位置检测器2。

如果振荡指示信号Rt变为接通，则通过上述强制振荡部605的作用振荡期间中的控制环路CL1进行振荡。此外，作为振荡期间中的控制环路CL1，包含滤波器部607、电流控制部108、电动机1、速度运算部101及强制振荡部605即可。

此时，第4操作信号u4和由强制振荡部605输出的第5操作信号各自以恒定的周期进行振荡。该振荡是由自激振荡引起的，将该自激振荡称为极限周期。

第5操作信号u5以预先规定的振幅进行振荡。

上述强制振荡部605的振荡指示信号Rt为接通的状态下的振荡期间的动作与在温度调整控制等中使用的称为极限周期法的方法中的动作相同。

就转矩指令输出部606而言，将第4操作信号u4和第5操作信号u5设为输入，对第4操作信号u4和第5操作信号u5之和进行运算而作为转矩指令Tr进行输出。如上所述，由于选择+Ua或-Ua的任意信号作为第5操作信号u5，因此在第4操作信号为恒定值的情况下转矩指令Tr的振幅变为Ua的波形。

此处，设为转矩指令输出部606将第4操作信号u4和第5操作信号u5之和作为转矩指令Tr，但并不限于此。转矩指令输出部606也可以在振荡指示信号Rt为断开的状态时选择第4操作信号u4作为转矩指令Tr而进行输出。或者，转矩指令输出部606也可以选择第5操作信号u5作为转矩指令Tr而输出。

振幅评价部609将强制振荡部605的输入即第4操作信号u4和强制振荡部605的输出即第5操作信号u5作为输入，取得第4操作信号的振幅即输入振幅Ia和第5操作信号u5的振幅即操作振幅Ua。此处，根据强制振荡部605的动作，第5操作信号u5为矩形波信号，因此通过取得第5操作信号u5的绝对值能够取得操作振幅Ua。另外，作为输入振幅Ia的运算方法，可以将从第4操作信号的符号产生变化直至下一次符号产生变化为止的期间的信号的绝对值的最大值作为输入振幅Ia进行运算。另外，也可以将通过对上述第4操作信号进行FFT处理而得到的频谱最大的信号作为输入振幅Ia。或者，也可以将使低通滤波器作用于以上叙述的信号而得到的信号作为输入振幅Ia。

振幅评价部609将输入振幅Ia与操作振幅Ua的比作为评价值Ev而进行运算。具体而言，运算将输入振幅Ia除以操作振幅Ua而得到的值作为评价值Ev。即，成为Ev＝Ia/Ua。振幅评价部609对振荡指示信号Rt即将从接通向断开变化之前的评价值Ev进行输出。

但是，评价值Ev的取得方法并不限于此。例如，在本实施方式中，由于操作振幅Ua为预先规定的大小，输入振幅Ia与操作振幅Ua的比值仅依赖于输入振幅Ia，因此作为评价值Ev也可以仅使用输入振幅Ia。在该情况下，不言而喻，振幅评价部609不需要具有第5操作信号u5作为输入信号。

另外，也可以将使低通滤波器作用于将输入振幅Ia除以操作振幅Ua所得到的值而得到的值作为评价值Ev。此处运算的评价值Ev表示依赖于滤波器部607的特性的速度控制频带的边界大小，其为对设定于滤波器部607的滤波器参数Fp进行评价的值。

滤波器调整部610保持多组作为滤波器部607的滤波器参数Fp的候补的滤波器参数候补，将它们以预先规定的顺序设定于滤波器部607。在振荡指示信号Rt为断开的状态即通常期间中，以预先规定的顺序，将滤波器参数候补中的1组设定于滤波器部607。另外，滤波器调整部610具有评价值Ev作为输入信号，将设定于滤波器部607的滤波器参数Fp和评价值Ev相关联而进行保存。

滤波器调整部610将保持的滤波器参数候补以预先规定的顺序设定于滤波器部607，取得与各自相关联的评价值Ev。

滤波器调整部610依次对取得的评价值Ev进行比较而对小的评价值Ev进行存储，得到最小的评价值Ev。选择与最小的评价值Ev相关联的滤波器参数候补作为最佳滤波器参数，设定于滤波器部607。

此处，由于最终得到1组最佳滤波器参数即可，因此滤波器调整部610不必预先保存全部滤波器参数候补、以及与滤波器参数候补相关联的评价值Ev。滤波器调整部610也可以依次对各阶段中最小的评价值Ev和新取得的评价值Ev进行比较，预先保存更小的评价值Ev和与其相关联的滤波器参数候补。

接着，对通过本实施方式中的电动机控制装置60得到的效果进行说明。

首先，说明将强制振荡部605和振幅评价部609包含于结构要素所带来的效果。在振荡指示信号Rt为断开的通常期间中，在电动机控制装置60中执行速度反馈控制，进行动作以使得电动机1的速度接近电动机的速度指令Vr。另一方面，在振荡指示信号Rt为接通的振荡期间中，通过强制振荡部605的动作产生如上所述称为极限周期的自激振荡。

如果基于来自机械系统的外部的操作开始振荡指示部103的动作，则振荡指示部103输出振荡指示信号Rt而产生极限周期。基于由强制振荡部605的动作产生的极限周期的波形，能够调查依赖于滤波器部607的频率特性而变化的速度控制部604的速度控制频带的边界大小。此处，速度控制频带的边界大小表示在确保稳定性的范围中将速度控制部604的控制增益最大化的情况下的控制频带的大小。

以下，对其理由进行说明。在将强制振荡部605视作控制器时，将第5操作信号u5作为输入并将第4操作信号u4作为输出的对象可以被视为相对于强制振荡部605的控制对象。为了说明，将该控制对象称为控制对象P1。在图8中，用虚线框包围控制对象P1所包含的结构要素而进行表示。

基于强制振荡部605的动作产生的极限周期在控制对象P1的传递函数的开环特性中，以相位延迟180度的频率进行振荡。此处，将控制对象P1的传递函数的相位延迟180度的频率设为频率wP1。将频率wP1称为相位交叉频率。将频率wP1的控制对象P1的增益设为增益gP1。

在振荡指示信号Rt为断开，执行由速度控制部604进行的速度控制的状态下，如果从速度控制稳定的状态将比例增益逐渐增大，则在比例增益达到特定的值Kpu时产生稳定的振动。将该特定的值Kpu称为边界比例增益。此时，边界比例增益Kpu、在振荡时设定于速度控制部604的比例增益Kp0、上述增益gP1满足下式(10)。

[数学式10]

即，如果了解增益gP1的大小，则能够使用已知的Kp0和式(10)对边界比例增益Kpu进行计算。

就增益gP1而言，根据其定义，其是将第4操作信号的振幅除以第5操作信号u5的振幅而得到的值，该第4操作信号为将频率wP1的正弦波信号作为第5操作信号u5输入至控制对象P1时的输出信号。

另一方面，在由强制振荡部605产生的极限周期中，是将频率wP1的矩形波信号作为第5操作信号u5输入至控制对象P1的状态。即，除了第5操作信号u5为矩形波信号这一点之外，在由强制振荡部605产生的极限周期中，求出将输入振幅Ia除以操作振幅Ua而得到的评价值Ev的运算与对增益gP1进行计算等同。另外，能够基于记述函数法，将矩形波信号的振幅近似地置换为正弦波信号的振幅。即，输入振幅Ia与操作振幅Ua的比即评价值Ev是表示增益gP1的良好的指标。

由振幅评价部609计算的评价值Ev和增益gP1满足以下关系式。

[数学式11]

gP1＝c*Ev (11)

此处，常数c是基于记述函数法规定的常数。常数c是基于记述函数法将矩形波信号近似地置换为正弦波信号时的变换系数。根据记述函数法，能够基于对输入输出信号实施傅里叶级数展开的情况下的主成分的系数对常数c进行计算。具体而言，常数c取从0.5至2.0为止的范围。

在操作振幅Ua恒定的情况下，如果将常数c1设为c1＝c/Ua而重新规定，则根据式(4)，将输入振幅Ia乘以c1而得到的值与增益gP1一致。因此，在操作振幅Ua为恒定大小的情况下，如上所述将输入振幅Ia设为评价值Ev，评价值Ev与增益gP1也满足比例关系，成为良好的指标。

基于式(10)及式(11)，边界比例增益Kpu、在振荡时设定于速度控制部604的比例增益Kp0、评价值Ev满足下以下关系。

[数学式12]

即，通过取得评价值Ev，从而能够对与滤波器部607的频率特性对应的速度控制部604的边界比例增益Kpu进行推定。将比例增益Kp0调整为大的值的速度控制部604由于控制频带大，因此控制性能良好，但为了确保速度控制的稳定性需要而将比例增益Kp0调整为比边界比例增益Kpu小的范围。边界比例增益Kpu的值为决定速度控制频带的上限的值。

但是，边界比例增益Kpu的大小依赖于控制对象P1的频率特性而采用各种值。特别地，在机械系统具有共振特性的情况下，边界比例增益Kpu的值很大程度上依赖于滤波器部607的频率特性。

如果通过滤波器部607的频率特性的调整将速度控制部604的边界比例增益Kpu最大化，则能够将速度控制部604的比例增益Kp0的可调整范围最大化，将速度控制的控制频带最大化。如上所述，在对滤波器部607的频率特性进行调整时，调查边界比例增益Kpu是有用的。

通过上述强制振荡部605的动作，如果是机械系统的情况下，则产生几十Hz至几千Hz频率的极限周期，因此如果产生小于1秒的短时间的极限周期，则能够取得评价值Ev。假设，在不存在强制振荡部605的情况下，需要一边对作为输出的速度信号Vfb等进行测量，一边通过试错地将比例增益逐渐增大而对边界比例增益进行调查的作业。

根据强制振荡部605和振幅评价部609的动作，不需要如上所述试错地将比例增益逐渐提高而对边界比例增益进行调查的作业，不存在试错的麻烦。

另外，根据强制振荡部605和振幅评价部609的动作，能够在机械系统的情况下以小于1秒的短时间对边界比例增益Kpu进行推定。

在本实施方式中，在滤波器部607的滤波处理的后段执行强制振荡部605的处理。因此，在振荡指示信号Rt为接通的振荡期间，转矩指令Tr的振幅为与由强制振荡部605输出的第5操作信号u5的振幅等同的恒定大小的振幅。

因此，即使通过滤波器调整部610将滤波器部607的频率特性变更，也能够始终将振荡时的转矩指令Tr的振幅设为恒定。

由此，例如在电动机位置检测器2的分辨率低的情况下，也能够通过规定大小的振幅的转矩指令Tr始终以充分大的振幅使电动机1振荡，振幅评价部609能够进行振荡时的振幅的评价。

根据以上所述，通过将强制振荡部605和振幅评价部609包含于结构要素，从而能够简单地对与滤波器部607的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。

由将滤波器调整部610追加于结构要素所带来的电动机控制装置60的效果与由追加了实施方式1中的滤波器调整部110所构成的电动机控制装置10具有相同的效果。

在本实施方式中，通过将强制振荡部605和滤波器调整部610包含于结构要素，从而无论速度控制部604的预先设定的状况如何都能够使极限周期产生而实施滤波器参数候补的评价。即，能够与设定于速度控制部604的控制增益的值无关地实施滤波器参数候补的评价，能够实施将速度控制频带最大化的调整。即，无论速度控制部604的预先设定的状况如何都能够实施调整。

说明了在速度控制部604中根据比例补偿和积分补偿之和对第1操作信号u1进行运算，但速度控制部604中的对第1操作信号u1进行运算的方法并不限于此。例如，也可以通过基于具备微分补偿的PID控制的运算对第1操作信号u1进行运算。

另外，说明了基于由电动机位置检测器2检测的位置信号Pfb对速度信号Vfb进行运算，但也可以是在电动机1安装对电动机的速度进行检测的速度检测器而得到速度信号Vfb的结构。

另外，说明了振幅评价部609将第5操作信号u5作为输入信号并将第5操作信号u5的振幅作为操作振幅Ua进行运算，但也可以将转矩指令Tr作为输入信号并将转矩指令Tr的振幅作为操作振幅Ua进行运算。

在以上的结构中，说明了在振幅评价部609，通过取得将输入振幅Ia除以操作振幅Ua而得到的值作为评价值Ev，从而能够对与滤波器部607的频率特性对应的速度控制部604的边界比例增益Kpu进行推定。

但是，为了对与滤波器部607的频率特性对应的速度控制部604的边界比例增益Kpu进行推定，评价值Ev的取得方法并不限于此。

例如，可以将上述评价值Ev的倒数，即将操作振幅Ua除以输入振幅Ia而得到的值作为评价值。将此时的评价值称为Ev1。成为Ev1＝Ua/Ia。作为振荡时的速度控制部604的比例增益Kp0和评价值Ev1之积除以上述常数c而得到的值，能够取得边界比例增益Kpu。

另外，由于取得评价值Ev1的最大值与取得评价值Ev的最小值等同，因此在选择最佳的滤波器参数时，将取得评价值Ev1的最大值的滤波器参数候补作为最佳滤波器参数即可。

在上述结构中，振幅评价部609取得第5操作信号u5作为输入信号，但振幅评价部609也可以将电流Io作为输入信号。在将电流Io作为振幅评价部609的输入信号的情况下，振幅评价部609可以将使电流控制部108的逆模型的传递函数作用于输入的电流Io而得到的信号的振幅作为操作振幅Ua。

由于使电流控制部108的逆模型的传递函数作用于电流Io而得到的信号的振幅为与第5操作信号u5的振幅等同的大小，因此振幅评价部609能够取得与上述评价值Ev等同的评价值。

另外，振幅评价部609取得第4操作信号u4作为输入信号，但振幅评价部609也可以将第1操作信号u1作为输入信号。在将第1操作信号u1设为振幅评价部609的输入信号的情况下，振幅评价部609对输入的第1操作信号u1进行与由滤波器部607进行的滤波处理相同的处理，获得作为其结果得到的信号的振幅作为输入振幅Ia。

另外，振幅评价部609取得第4操作信号u4作为输入信号，但振幅评价部609也可以将速度偏差Ve作为输入信号。在将速度偏差Ve设为振幅评价部609的输入信号的情况下，振幅评价部609对速度偏差Ve进行与由速度控制部604进行的处理和由滤波器部607进行的处理相同的处理，获得作为其结果得到的信号的振幅作为输入振幅Ia。

另外，振幅评价部609取得第4操作信号u4作为输入信号，但也可以得到频率wP1处的第4操作信号u4的振幅。因此，也可以将对第4操作信号u4进行了低通滤波处理的信号、进行了带通滤波处理的信号、或进行了高通滤波处理的信号作为输入信号。

本实施方式中的电动机控制装置60如上所述进行动作。即，如果通过来自机械系统的外部的操作开始振荡指示部103的动作，则能够按顺序将多组滤波器参数候补设定于滤波器部607，简单地对与滤波器部607的频率特性对应的速度控制频带的边界大小进行调查。另外，能够从其中选择将速度控制频带最大化的滤波器参数候补，对滤波器部607的频率特性进行调整。

根据本实施方式，能够得到不依赖于速度控制部的控制增益的预先设定的状况，没有试错的麻烦，另外，能够简单地进行将速度控制频带最大化的滤波器的调整的电动机控制装置。

标号的说明

1电动机，3机械负载，10、20、30、50、60电动机控制装置，101速度运算部，103、303振荡指示部，104、204、604速度控制部，105、605强制振荡部，106第3操作信号输出部，107、607滤波器部，108电流控制部，109、509、609振幅评价部，110、210、310、610滤波器调整部，211增益运算部，312频率运算部，606转矩指令输出部。

Claims (6)

1.一种电动机控制装置，其基于表示与机械负载连结的电动机的速度的速度信号、所述电动机的速度的指令值即速度指令，对所述电动机的转矩的指令值即转矩指令进行运算而对所述电动机进行控制，

该电动机控制装置的特征在于，具备：

速度控制部，其对第1操作信号进行运算而输出，以使得所述速度信号与所述速度指令一致；

电流控制部，其基于所述转矩指令而将电流赋予给所述电动机；

速度运算部，其将所述速度信号进行输出；

振荡指示部，其将振荡指示信号进行输出，该振荡指示信号为指示执行振荡的接通或指示停止的断开的信号；

滤波器部，其进行具有由滤波器参数规定的频率特性的滤波处理；

强制振荡部，其在所述振荡指示信号为接通的振荡期间，与所述滤波器部、所述电流控制部、所述电动机及所述速度运算部一起构成振荡期间中的控制环路，使所述振荡期间中的控制环路振荡；

振幅评价部，其在通过所述强制振荡部使所述振荡期间中的控制环路产生了振荡时，取得所述强制振荡部的输入信号的振幅相对于所述强制振荡部的输出信号的振幅的比作为评价值；以及

滤波器调整部，其取得将所述滤波器参数的多个候补依次设定于所述滤波器部的情况下的所述评价值，对多个所述评价值进行比较，选择所述评价值小的所述滤波器参数而设定于所述滤波器部。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述滤波器部通过在所述振荡指示信号为断开的通常期间对所述第1操作信号进行所述滤波处理而将所述转矩指令进行输出，输出至所述电流控制部，从而对所述电动机进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述强制振荡部将速度偏差或所述速度信号作为输入，输出第2操作信号，所述速度偏差是所述速度指令和所述速度信号的偏差，

还具备第3操作信号输出部，该第3操作信号输出部通过对所述第1操作信号及所述第2操作信号进行加法运算或选择所述第1操作信号及所述第2操作信号中的任意者，从而得到第3操作信号而进行输出，

所述滤波器部在所述振荡期间对所述第3操作信号进行所述滤波处理而将所述转矩指令进行输出。

4.根据权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述滤波器部对所述第1操作信号进行所述滤波处理而将第4操作信号进行输出，

所述强制振荡部将所述第4操作信号作为输入而将第5操作信号进行输出，

还具备转矩指令输出部，该转矩指令输出部通过对所述第4操作信号及所述第5操作信号进行加法运算或选择所述第4操作信号及所述第5操作信号中的任意者，从而得到所述转矩指令而进行输出。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述强制振荡部与所述强制振荡部的输入信号的正或负的符号对应地分别将预先规定大小的正或负的值进行输出。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述振幅评价部将所述强制振荡部的输入信号的振幅除以所述强制振荡部的输出信号的振幅而得到的值或所述输出信号的振幅除以所述输入信号的振幅而得到的值设为所述评价值。