CN111587530B - 电动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动作为被控制对象的负载(机械负载)的电动机的控制装置，具备前馈控制部、反馈控制部以及加减法运算器。前馈控制部被输入用于指定被控制对象的负载目标位置的位置指令信号，输出表示电动机的目标位置的前馈位置指令信号、表示电动机的目标速度的前馈速度指令信号以及表示在电动机中为了进行目标位置或目标速度所表示的动作而需要的转矩的前馈转矩指令信号。反馈控制部被输入前馈位置指令信号、前馈速度指令信号、表示电动机的位置的电动机位置信号以及表示电动机的速度的电动机速度信号，输出反馈转矩指令信号，该反馈转矩指令信号表示用于进行反馈控制使得电动机位置信号与前馈位置指令信号一致的转矩指令。加减法运算器从将前馈转矩指令信号与反馈转矩指令信号相加所得到的转矩指令信号减去负载加速度反馈转矩信号，将其结果作为转矩指令校正信号输出，该负载加速度反馈转矩信号是对表示作为被控制对象的负载的加速度的负载加速度信号乘以负载加速度反馈增益所得到的。前馈控制部生成前馈转矩指令信号，使得预先补偿在加减速动作时从转矩指令信号减去的负载加速度反馈转矩信号的影响。

Description

电动机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动机的控制装置，该电动机的控制装置针对电动机和通过电动机而被驱动的机械负载，控制电动机的速度或位置等驱动动作。特别是，本发明涉及一种具备抑制在驱动等时产生的机械负载的由反共振引起的振动的控制结构的电动机的控制装置。

背景技术

这种电动机的控制装置在内部至少具有前馈控制系统和反馈控制系统之一，使得从上级控制器输入的位置指令与电动机及作为被控制对象的负载(机械负载)的位置一致。这种电动机的控制装置根据位置指令和电动机的位置检测值来计算用于使位置指令与电动机位置一致的转矩指令值，控制向电动机的定子绕组通电的电流，使得在电动机中产生与转矩指令值相同的转矩，由此控制电动机及作为被控制对象的负载(机械负载)的位置。然而，在电动机与作为被控制对象的负载(机械负载)的接合部的机械刚性低的情况下，在加减速时或施加干扰时，容易在作为被控制对象的负载(机械负载)中产生由反共振引起的振动，从而认识到课题在于与以往相比进一步提高稳定性和干扰抑制性。

针对该课题，以往的进给控制装置构成为：在作为被控制对象的负载(机械负载)即滑块上设置加速度传感器，具备加速度反馈环来抑制在加减速时或施加干扰时在作为被控制对象的负载(机械负载)中产生的振动，该加速度反馈环用于从转矩指令值减去对作为被控制对象的负载(机械负载)的加速度检测值乘以作为加权系数的加速度反馈增益所得到的值(例如，参照专利文献1)。

在以专利文献1等为代表的结构中，使加速度反馈增益越大，则由机械刚性引起的振动越小。另一方面，在将本结构应用于具有前馈控制系统的电动机的控制装置的情况下，负载的加减速动作所需要的转矩被从转矩指令值减去。因此，具有以下问题：指令跟踪性能变差，导致在停止期间发生动作延迟、过冲或下冲等，无法同时实现稳定性和振动抑制。换言之，在加速度反馈增益(加速度反馈量)与指令跟踪性能之间存在折衷的关系，为了同时实现稳定性和振动抑制，希望进一步进行改良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-91482号公报

发明内容

本发明用于解决以往的课题。本发明的目的在于提供一种电动机的控制装置，具有前馈控制系统和负载加速度反馈系统，在所述电动机的控制装置中，通过在保持指令跟踪性能的同时，获得由负载加速度反馈产生的振动抑制效果，能够同时实现稳定性和振动抑制。即，本发明提供一种电动机的控制装置，实现缓解或避免负载加速度反馈增益(加速度反馈量)与指令跟踪性能之间的折衷关系，在保持指令跟踪性能的同时，提高了由来自负载侧的加速度反馈产生的振动抑制效果。

为了解决上述课题，本申请的发明人反复进行试验并且进行了深入研究。然后，发现了一种在保持指令跟踪性能的同时，提高了由来自负载侧的加速度反馈产生的振动抑制效果的新型的电动机的控制装置。其详情如下所述。

用于解决课题的第一方式是一种用于驱动作为被控制对象的负载(机械负载)的电动机的控制装置，其具备前馈控制部、反馈控制部以及加减法运算器。

前馈控制部被输入用于指定被控制对象的负载目标位置的位置指令信号，输出表示电动机的目标位置的前馈位置指令信号、表示电动机的目标速度的前馈速度指令信号、以及表示在电动机中为了进行目标位置或目标速度所表示的动作而需要的转矩的前馈转矩指令信号。

反馈控制部被输入前馈位置指令信号、前馈速度指令信号、表示电动机的位置的电动机位置信号以及表示电动机的速度的电动机速度信号，输出反馈转矩指令信号，该反馈转矩指令信号表示用于进行反馈控制使得电动机位置信号与前馈位置指令信号一致的转矩指令。

加减法运算器从将前馈转矩指令信号与反馈转矩指令信号相加所得到的转矩指令信号减去负载加速度反馈转矩信号，将所得的结果作为转矩指令校正信号输出，该负载加速度反馈转矩信号是对表示作为被控制对象的负载的加速度的负载加速度信号乘以负载加速度反馈增益所得到的。

前馈控制部生成前馈转矩指令信号，使得预先补偿在加减速动作时从转矩指令信号减去的负载加速度反馈转矩信号的影响。

另外，关于第二方式，在第一方式的电动机的控制装置中，前馈控制部对通过前馈位置指令信号的二阶微分计算出的前馈加速度指令信号乘以电动机的惯量与作为被控制对象的负载的惯量与负载加速度反馈增益的相加值，由此生成前馈转矩指令信号。

另外，关于第三方式，在第一方式的电动机的控制装置中，加减法运算器通过从转矩指令信号减去负载加速度反馈转矩信号来生成转矩指令校正信号，该负载加速度反馈转矩信号是将对表示作为被控制对象的负载的加速度的负载加速度信号实施滤波处理后的信号乘以负载加速度反馈增益所得到的。

前馈控制部通过将以下两个信号相加来生成前馈转矩指令信号，所述两个信号中的一者是对通过前馈位置指令信号的二阶微分计算出的前馈加速度指令信号乘以电动机的惯量与作为被控制对象的负载的惯量的相加值所得到的，所述两个信号中的另一者是将对前馈加速度指令信号实施了与滤波处理等效的滤波处理后的信号乘以负载加速度反馈增益所得到的。

通过解决上述的课题，具有前馈控制系统和负载加速度反馈系统的电动机的控制装置不会导致指令跟踪性能因负载加速度反馈而降低，能够在保持指令跟踪性能的状态下提高由负载加速度反馈产生的振动抑制效果。因此，能够同时实现稳定性和振动抑制。

本发明的电动机的控制装置在由前馈控制系统进行的前馈转矩运算中，预先补偿由负载加速度反馈产生的加减速转矩的减去的部分。本发明的电动机的控制装置能够在保持指令跟踪性能的同时，提高由负载加速度反馈产生的振动抑制效果，产业上的价值大。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电动机的控制装置的结构的一例的图。

图2是示出本发明的实施方式1的负载加速度校正部的结构的一例的图。

图3是示出本发明的实施方式1的前馈转矩指令生成部的结构的一例的图。

图4是示出本发明的实施方式2的电动机的控制装置的结构的一例的图。

图5是示出本发明的实施方式2的前馈转矩指令生成部的结构的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明不限定于该实施方式。

(实施方式1)

图1是示出本发明的实施方式1的电动机的控制装置的结构的一例的图。图1所示的电动机的控制装置100与电动机201、位置检测器202及加速度检测器205连接，其中，位置检测器202用于检测电动机201的位置，加速度检测器205用于检测经由接合部203而与电动机201连接的作为驱动对象的负载204的加速度。电动机的控制装置100被未图示的上级控制器输入位置指令信号，控制向电动机的定子绕组通电的电流，使得位置指令信号与电动机及作为被控制对象的负载(机械负载)的位置一致。位置检测器202检测电动机的位置，将所检测出的电动机的位置设为电动机位置信号θm输出到电动机的控制装置100。加速度检测器205检测负载的加速度，将所检测出的负载的加速度设为负载加速度信号AL输出到电动机的控制装置100。

说明电动机的控制装置100的结构。电动机的控制装置100在内部具有前馈控制部1001、反馈控制部1002、转矩控制部103、速度变换部104、负载加速度校正部105以及加减法运算器108。在前馈控制部1001中，被输入位置指令信号θs，输出表示电动机的目标动作的前馈位置指令信号θff、前馈速度指令信号ωff以及前馈转矩指令信号τff，该前馈转矩指令信号τff是电动机为了进行目标动作而需要的转矩。

反馈控制部1002被输入前馈位置指令信号θff、前馈速度指令信号ωff、电动机位置信号θm以及由速度变换部104根据电动机位置信号θm计算出的电动机速度信号ωm，输出反馈转矩指令信号τfb，该反馈转矩指令信号τfb表示用于使前馈位置指令信号θff与电动机位置信号θm的位置偏差以及前馈速度指令信号ωff与电动机速度信号ωm的速度偏差减小的转矩。

加减法运算器108输出从转矩指令信号τs减去后述的负载加速度反馈转矩信号τacc所得到的转矩指令校正信号τin，该转矩指令信号τs是前馈转矩指令信号τff与反馈转矩指令信号τfb的相加值。转矩控制部103被输入转矩指令校正信号τin，控制向电动机的定子绕组通电的电流，使得在电动机中产生与转矩指令校正信号τin相同的转矩。

向负载加速度校正部105输入从负载加速度信号AL减去指令加速度信号As所得到的负载加速度校正信号A'L，负载加速度校正部105输出负载加速度反馈转矩信号τacc。

这样，电动机的控制装置100在内部具有前馈控制系统和将电动机位置、电动机速度以及负载速度进行了反馈的级联型的反馈控制系统，使得位置指令与电动机及负载的位置一致。

接着，说明电动机的控制装置的结构的详情。

前馈控制部1001在内部具有前馈动作指令生成部106和前馈转矩指令生成部107。

前馈动作指令生成部106被输入位置指令信号θs，输出前馈位置指令信号θff、前馈速度指令信号ωff以及前馈加速度指令信号Aff。例如，将位置指令信号θs直接作为前馈位置指令信号θff输出，通过对前馈位置指令信号θff实施一阶微分运算处理来计算出前馈速度指令信号ωff，通过对前馈位置指令信号θff实施二阶微分运算处理来计算出前馈加速度指令信号Aff。

前馈转矩指令生成部107被输入前馈加速度指令信号Aff，输出前馈转矩指令信号τff，该前馈转矩指令信号τff是为了使电动机201或负载204的加速度与前馈加速度指令信号Aff一致所需要的转矩。

例如，对前馈加速度指令Aff乘以表示电动机或负载等的总惯量的加权系数，来计算前馈转矩指令τff。此外，前馈转矩指令生成部107中的运算前馈转矩指令信号τff的结构的详情在后面叙述。

这样，前馈控制部1001通过前馈动作指令生成部106和前馈转矩指令生成部107的作用，根据所输入的位置指令信号θs，来输出前馈位置指令信号θff、前馈速度指令信号ωff以及前馈转矩指令信号τff。反馈控制部1002在内部具有位置控制部101和速度控制部102。位置控制部101被输入前馈位置指令信号θff和电动机位置信号θm，输出用于使两者的差异减小的速度指令信号ωs。位置控制部101例如进行比例控制运算，在该比例控制运算中，将对前馈位置指令信号θff和电动机位置信号θm乘以加权系数所得到的信号作为速度指令信号ωs输出。

速度控制部102被输入前馈速度指令信号ωff、速度指令信号ωs以及电动机速度信号ωm。速度控制部102输出用于使前馈速度指令信号ωff与速度指令信号ωs的相加值同电动机速度信号ωm之间的差异减小的反馈转矩指令信号τfb。速度控制部102例如进行比例积分运算，在该比例积分运算中，将以下两个值的相加值作为反馈转矩指令信号τfb输出，所述两个值中的一者是对从前馈速度指令信号ωff与速度指令信号ωs的相加值减去电动机速度信号ωm所得到的值乘以加权系数得到的，所述两个值中的另一者是对从前馈速度指令信号ωff与速度指令信号ωs的相加值减去电动机速度信号ωm所得到的值的积分值乘以加权系数得到的。

这样，反馈控制部1002根据所输入的前馈位置指令信号θff、前馈速度指令信号ωff、电动机位置信号θm以及电动机速度信号ωm，来输出反馈转矩指令信号τfb。

速度变换部104被输入电动机位置信号θm，输出表示电动机速度的电动机速度信号ωm。在速度变换部104中，例如对电动机位置信号θm进行微分运算，并将其计算结果作为电动机速度信号ωm输出。

负载加速度校正部105被输入负载加速度信号AL，将对负载加速度信号AL乘以加权系数所得到的值作为负载加速度反馈转矩信号τacc输出。然后，将从转矩指令信号τs减去负载加速度反馈转矩信号τacc所得到的值作为转矩指令校正信号τin输入到转矩控制部103，所述转矩指令信号τs是前馈转矩指令信号τff与反馈转矩指令信号τfb的相加值。

然而，在为了使电动机位置信号θm或负载位置θL追随位置指令信号θs而使电动机或负载进行加减速动作时，当从转矩指令信号τs减去负载加速度反馈转矩信号τacc时，从作为在加减速动作中所需要的转矩计算出的前馈转矩指令信号τff减去负载加速度反馈转矩信号τacc。关于从前馈转矩指令信号τff减去负载加速度反馈转矩信号τacc的情况下的作用，结合负载加速度校正部105的动作原理来进行说明。

图2是示出本发明的实施方式1的负载加速度校正部105的结构的一例的图。负载加速度校正部105被输入负载加速度信号AL，将对负载加速度信号AL乘以作为加权系数的负载加速度反馈增益Kacc所得到的值作为负载加速度反馈转矩信号τacc输出。此时，如果设为指令加速度信号As＝0，则针对转矩指令信号τs而言的电动机位置信号θm的传递函数Gτs→θm(s)以及针对转矩指令信号而言的负载位置θL的传递函数Gτs→θL(s)通过下面的式(1)、式(2)表示。

[数式1]

[数式2]

[数式3]

[数式4]

在式(1)和式(2)中，s是拉普拉斯算子，Jm是电动机201的惯量，JL是负载204的惯量，ω'p是从转矩指令信号τs向电动机位置信号θm的传递特性中的共振频率，ωz是从转矩指令信号τs向电动机位置信号θm的传递特性中的反共振频率。电动机惯量Jm、负载惯量JL以及负载加速度反馈增益Kacc与共振频率ω'p的关系用式(3)表示，与反共振频率ωz的关系用式(4)表示。在式(3)和式(4)中，Ks表示接合部203的弹性系数。在电动机的控制装置100中通过电动机201驱动负载204的情况下，由于加减速动作而在负载204中激起反共振频率ωz的振动，成为停止时的稳定性变差的主要原因。

当关注式(1)时可知，当使负载加速度反馈增益Kacc增大时，共振频率ω'p变大，反共振频率ωz不变化。共振频率与反共振频率的差异越大，则反共振频率下的增益越小，因此反共振的影响变小。另一方面，根据式(1)和式(2)可知，针对转矩指令信号τs而言的电动机位置信号θm与负载位置θL的关系处于下式(5)的关系。

[数式5]

根据式(5)，电动机位置信号θm与负载位置θL的关系同负载加速度反馈增益Kacc无关，始终是恒定的。因此，在式(1)中，通过提高负载加速度反馈增益Kacc，当针对转矩指令信号τs而言的电动机位置信号θm的传递特性的反共振频率ωz下的增益变小时，针对转矩指令信号τs而言的负载位置θL的传递特性的反共振频率ωz下的增益也同样变小。因此，由加减速动作产生的负载204的反共振频率ωz的振动也变小。

因此，通过由负载加速度校正部105反馈负载加速度，根据上述原理，具有降低反共振频率下的增益、即灵敏度的作用。由此，在通过电动机的控制装置100驱动电动机201或负载204时，能够减少在加减速动作时或施加干扰时在负载204中产生的反共振振动。

如上所述，通过利用负载加速度校正部105反馈负载加速度信号AL，能够获得抑制由反共振引起的振动的效果。

另一方面，根据式(1)和式(2)可知，根据针对转矩指令信号τs而言的电动机位置信号θm及负载位置θL的传递函数，其总惯量是电动机惯量Jm与负载惯量JL与负载加速度反馈增益Kacc的相加值。也就是说，示出以下情况：通过利用负载加速度校正部105进行负载加速度反馈，由电动机201和负载204构成的被控制对象的总惯量相对于转矩指令信号τs而言增加了负载加速度反馈增益Kacc。

这说明从转矩指令信号τs减去负载加速度反馈转矩指令τacc是与被控制对象的总惯量相对于转矩指令信号τs而言增加负载加速度反馈增益Kacc等效的。

在前馈转矩指令生成部107中没有考虑由负载加速度反馈引起的被控制对象的总惯量相对于相对于转矩指令信号τs而言的变化的情况下，即使在加减速动作时对电动机仅施加前馈转矩指令信号τff，从前馈动作指令生成部输出的动作指令与电动机动作也不一致。也就是说，基于前馈控制的指令跟踪性能变差。

由位置控制部101和速度控制部102对动作指令与电动机动作的差异进行补偿，且进行控制使得动作指令与电动机动作一致，但位置控制部101和速度控制部102根据由动作指令与电动机动作的不一致引起的两者的偏差来进行控制。因此，控制发生延迟，由于该控制延迟而导致在停止期间发生动作延迟、过冲或下冲等。

也就是说，在具有前馈控制系统和负载加速度反馈系统的电动机的控制装置中，使负载加速度反馈增益越大，则指令跟踪性能越越差，越导致在停止期间发生动作延迟、过冲或下冲等。换言之，在加速度反馈增益(加速度反馈量)与指令跟踪性能之间存在折衷的关系，存在无法同时实现稳定性和振动抑制这样的问题。

为了防止停止期间的动作延迟、过冲或下冲以同时实现稳定性和振动抑制，在由前馈转矩指令生成部107进行的前馈转矩指令信号τff的运算中，需要考虑负载加速度反馈转矩信号τacc，该负载加速度反馈转矩信号τacc是由负载加速度反馈产生的从转矩指令信号τs减去的量。即，需要考虑由负载加速度反馈产生的被控制对象的总惯量相对于转矩指令信号τs而言的变化。

图3是示出本发明的实施方式1的前馈转矩指令生成部107的结构的一例的图。在前馈转矩指令生成部107中，通过对所输入的前馈加速度指令Aff乘以电动机惯量Jm与负载惯量JL与负载加速度反馈增益Kacc的相加值，来计算出前馈转矩指令信号。

这样，在电动机的控制装置100中，在前馈转矩指令生成部107中，在根据前馈加速度指令信号Aff计算前馈转矩指令τff时，除了考虑电动机及负载的惯量之外，还考虑负载加速度反馈增益Kacc，由此计算出考虑了被控制对象的总惯量相对于转矩指令τs而言的由负载加速度反馈引起的变化所产生的影响的前馈转矩指令τff。由此，加减速动作时的动作指令与电动机动作的差异变小，因此能够提高指令跟踪性，改善停止期间的动作延迟、过冲或下冲等。

如上所述，在本实施方式中，在由前馈控制系统进行的前馈转矩运算中，通过预先补偿由于负载加速度反馈产生的加减速转矩的减去量，能够在保持指令跟踪性能的同时，提高由负载加速度反馈产生的振动抑制效果。因此，能够在保持指令跟踪性能的同时，获得由负载加速度反馈产生的振动抑制效果，因此能够同时实现稳定性和振动抑制。

如上所述，本实施方式的电动机的控制装置100是用于驱动作为被控制对象的负载的电动机的控制装置，其具备前馈控制部1001、反馈控制部1002以及加减法运算器108。前馈控制部1001被输入用于指定被控制对象的负载目标位置的位置指令信号θs，输出表示电动机的目标位置的前馈位置指令信号θff、表示电动机的目标速度的前馈速度指令信号ωff以及表示在电动机中为了进行目标位置或目标速度所表示的动作而需要的转矩的前馈转矩指令信号τff。反馈控制部1002被输入前馈位置指令信号θff、前馈速度指令信号ωff、表示电动机位置的电动机位置信号θm以及表示电动机的速度的电动机速度信号ωm，输出反馈转矩指令信号τfb，该反馈转矩指令信号τfb表示用于进行反馈控制使得电动机位置信号θm与前馈位置指令信号θff一致的转矩指令。加减法运算器108从将前馈转矩指令信号τff与反馈转矩指令信号τfb相加得到的转矩指令信号τs减去对表示作为被控制对象的负载的加速度的负载加速度信号AL乘以负载加速度反馈增益Kacc所得到的负载加速度反馈转矩信号τacc，将所得的结果作为转矩指令校正信号τin输出。前馈控制部1001生成前馈转矩指令信号τff，使得预先补偿在加减速动作时从转矩指令信号τs减去的负载加速度反馈转矩的影响。

由此，在由前馈控制系统进行的前馈转矩运算中，通过预先补偿由负载加速度反馈产生的加减速转矩的减去量，能够在保持指令跟踪性能的同时，提高由负载加速度反馈产生的振动抑制效果。由此，能够在保持指令跟踪性能的同时，获得由负载加速度反馈产生的振动抑制效果，因此能够同时实现稳定性和振动抑制。

另外，前馈控制部1001也可以对通过前馈位置指令信号θff的二阶微分计算出的前馈加速度指令信号Aff乘以电动机的惯量与作为被控制对象的负载的惯量与负载加速度反馈增益Kacc的相加值，来生成前馈转矩指令信号τff。

(实施方式2)

图4是示出本发明的实施方式2的电动机的控制装置的结构的一例的图。图4与图1的不同之处在于加速度检测器206和前馈转矩指令生成部307。除此以外的构成要素的动作与图1所示的本发明的实施方式1的电动机的控制装置相同，因此省略说明。

在加速度检测器206中，将为了去除检测噪声成分等而对负载204的加速度实施了低通滤波处理或高通滤波处理后的信号作为负载加速度信号AL输出。在加速度检测器206中实施滤波处理的情况下，由负载加速度反馈引起的表观上的惯量变化受到滤波处理的影响。因此，在前馈转矩指令生成部307中的前馈转矩指令信号τff的计算处理上，需要考虑加速度检测器206中的滤波处理。

接着，说明前馈转矩指令生成部307的结构。图5是示出本发明的实施方式2的前馈转矩指令生成部307的结构的一例的图。

前馈转矩指令生成部307在内部具有惯量乘法运算部3071、滤波部3072以及负载加速度反馈增益乘法运算部3073。

惯量乘法运算部3071被输入前馈加速度信号Aff。惯量乘法运算部3071将电动机惯量Jm与负载惯量JL的相加值作为加权系数，将对前馈加速度信号Aff乘以该加权系数所得到的结果作为第一前馈转矩指令信号τff1输出。

滤波部3072同样被输入前馈加速度信号Aff。滤波部3072对所输入的前馈加速度信号Aff实施与在加速度检测器206中对负载的加速度进行的滤波处理等效的滤波处理，来输出前馈加速度指令校正信号Affc。

负载加速度反馈增益乘法运算部3073被输入前馈加速度指令校正信号Affc，将对该前馈加速度指令校正信号Affc乘以负载加速度反馈增益Kacc所得到的结果作为第二前馈转矩指令信号τff2输出。

第一前馈转矩指令信号τff1与第二前馈转矩指令信号τff2的相加值作为前馈转矩指令信号τff被从前馈转矩指令生成部307输出。

这样，在前馈转矩指令生成部307中，在根据前馈加速度指令信号Aff计算前馈转矩指令τff时，除了考虑电动机及负载的惯量以外，还考虑负载加速度反馈增益，还进行对负载加速度进行的滤波处理。由此，计算出考虑了相对于转矩指令信号τs而言的被控制对象的由负载加速度反馈引起的总惯量变化的前馈转矩指令。因此，加减速动作时的动作指令与电动机动作的差异变小，能够改善停止期间的动作延迟、过冲或下冲等。

如上所述，在本实施方式中，在由前馈控制系统进行的前馈转矩运算中，根据加速度检测器内部的针对负载加速度的滤波处理，预先补偿由负载加速度反馈产生的加减速转矩的减去量，由此能够在保持指令跟踪性能的同时，提高由负载加速度反馈产生的振动抑制效果。由此，能够在保持指令跟踪性能的同时，获得由负载加速度反馈产生的振动抑制效果，因此能够同时实现稳定性和振动抑制。

如上所述，在本实施方式的电动机的控制装置100中，加减法运算器108通过从转矩指令信号τs减去负载加速度反馈转矩来生成转矩指令校正信号τin，该负载加速度反馈转矩是将对表示作为被控制对象的负载的加速度的负载加速度信号AL实施滤波处理后的信号乘以负载加速度反馈增益Kacc所得到的。另外，前馈控制部1001通过将以下两个信号相加来生成前馈转矩指令信号τff，所述两个信号中的一者是对通过前馈位置指令信号θff的二阶微分计算出的前馈加速度指令信号Aff乘以电动机的惯量与作为被控制对象的负载的惯量的相加值所得到的信号，所述两个信号中的另一者是将对前馈加速度指令信号Aff实施了与滤波处理等效的滤波处理后的信号乘以负载加速度反馈增益Kacc所得到的信号。

由此，加减速动作时的动作指令与电动机动作的差异变小，能够改善停止期间的动作延迟、过冲或下冲等。

另外，在本实施方式中，设为在加速度检测器中对负载加速度实施滤波处理的结构，但也可以设为在电动机的控制装置内对负载加速度实施滤波处理的结构。

产业上的可利用性

如上所述，本发明所涉及的电动机的控制装置在保持指令跟踪性能的同时，获得由负载加速度反馈产生的振动抑制效果。因此，能够同时实现稳定性和振动抑制。能够提供如下一种电动机的控制装置：通过缓解或避免负载加速度反馈增益(加速度反馈量)与指令跟踪性能之间的折衷关系，能够在保持指令跟踪性能的同时，提高由来自负载侧的加速度反馈产生的振动抑制效果。因而，适用于在半导体制造装置、电子部件安装机等中使用的电动机的控制装置等用途。

附图标记说明

100：电动机的控制装置；1001：前馈控制部；1002：反馈控制部；101：位置控制部；102：速度控制部；103：转矩控制部；104：速度变换部；105：负载加速度校正部；106：前馈动作指令生成部；107：前馈转矩指令生成部；108：加减法运算器；201：电动机；202：位置检测器；203：接合部；204：负载；205：加速度检测器；206：加速度检测器；307：前馈转矩指令生成部；3071：惯量乘法运算部；3072：滤波部；3073：负载加速度反馈增益乘法运算部。

Claims (3)

1.一种电动机的控制装置，所述电动机用于驱动作为被控制对象的负载，所述电动机的控制装置具备：

前馈控制部，其被输入用于指定所述被控制对象的负载目标位置的位置指令信号，输出表示所述电动机的目标位置的前馈位置指令信号、表示所述电动机的目标速度的前馈速度指令信号、以及表示在所述电动机中为了进行所述目标位置或所述目标速度所表示的动作而需要的转矩的前馈转矩指令信号；

反馈控制部，其被输入所述前馈位置指令信号、所述前馈速度指令信号、表示所述电动机的位置的电动机位置信号以及表示所述电动机的速度的电动机速度信号，输出反馈转矩指令信号，该反馈转矩指令信号表示用于进行反馈控制使得所述电动机位置信号与所述前馈位置指令信号一致的转矩指令；

加减法运算器，其从将所述前馈转矩指令信号与所述反馈转矩指令信号相加所得到的转矩指令信号减去负载加速度反馈转矩信号，将所得的结果作为转矩指令校正信号输出，该负载加速度反馈转矩信号是对表示所述作为被控制对象的负载的加速度的负载加速度信号乘以负载加速度反馈增益所得到的，以及

负载加速度校正部，其被输入所述负载加速度信号，将对所述负载加速度信号乘以作为加权系数的负载加速度反馈增益所得到的值作为负载加速度反馈转矩信号输出，

其中，所述前馈控制部生成所述前馈转矩指令信号，使得预先补偿在加减速动作时从所述转矩指令信号减去的所述负载加速度反馈转矩信号的影响。

2.根据权利要求1所述的电动机的控制装置，其特征在于，

所述前馈控制部对通过所述前馈位置指令信号的二阶微分计算出的前馈加速度指令信号乘以所述电动机的惯量与所述作为被控制对象的负载的惯量与所述负载加速度反馈增益的相加值，由此生成所述前馈转矩指令信号。

3.根据权利要求1所述的电动机的控制装置，其特征在于，

所述加减法运算器通过从所述转矩指令信号减去负载加速度反馈转矩信号来生成转矩指令校正信号，该负载加速度反馈转矩信号是将对表示所述作为被控制对象的负载的加速度的负载加速度信号实施滤波处理后的信号乘以所述负载加速度反馈增益所得到的，

所述前馈控制部通过将以下两个信号相加来生成所述前馈转矩指令信号，所述两个信号中的一者是对通过所述前馈位置指令信号的二阶微分计算出的前馈加速度指令信号乘以所述电动机的惯量与所述作为被控制对象的负载的惯量的相加值所得到的，所述两个信号中的另一者是将对所述前馈加速度指令信号实施了与所述滤波处理等效的滤波处理后的信号乘以所述负载加速度反馈增益所得到的。