CN115485966A - 线性电动机系统 - Google Patents

Abstract

线性电动机系统具有固定件(11、12)、可动件(3)和执行向固定件(11、12)的通电的控制装置(21、22)，控制装置(21)基于对向可动件(3)的速度指令和可动件(3)的实际的速度之间的速度偏差进行积分而得到的第1速度积分值，对向固定件(11)的电流指令值进行计算，针对该电流指令值而执行第1数字滤波器运算，控制装置(22)基于对向可动件(3)的速度指令和可动件(3)的实际的速度之间的速度偏差进行积分而得到的第2速度积分值，对向固定件(12)的电流指令值进行计算，针对该电流指令值而执行第2数字滤波器运算，电流指令计算部(222)基于控制装置(21)所使用的第1速度积分值对第2速度积分值进行计算，使用由控制装置(21)执行的第1数字滤波器运算中的内部值而执行第2数字滤波器运算。

Description

线性电动机系统

技术领域

本发明涉及使用多个固定件和与固定件相对而配置的可动件的线性电动机系统。

背景技术

存在一种线性电动机系统，其具有：固定件，其具有多个电枢绕组单元；可动件，其具有与固定件相对而配置的永磁铁；以及控制装置，其进行向固定件的通电控制。该线性电动机系统的控制装置与可动件的位置相应地对向固定件的通电进行依次切换，由此得到推力。在该线性电动机系统中，为了减小在对向固定件的通电进行切换时由于可动件的速度变化而产生的冲击即切换冲击，优选使对相邻的固定件通电的电流值具有连续性。

专利文献1所记载的线性电动机系统的控制装置具有通电切换补偿功能，即，在对通电对象进行切换时针对切换目标的电枢绕组单元进行通电控制的切换补偿。该通电切换补偿功能是下述功能，即，在控制装置间对将速度指令值和当前速度之间的差分值不断相加而得到的速度积分值进行授受。专利文献1所记载的线性电动机系统的控制装置使用接收到的速度积分值对通电对象进行控制，由此减小了切换冲击。

专利文献1：日本特开2015－33240号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1的技术中，通过通电切换补偿功能在控制装置间授受的数据被限定为速度积分值，因此存在切换冲击的减小不充分这样的问题。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到能够使在对向固定件的通电进行切换时发生的切换冲击充分地减小的线性电动机系统。

为了解决上述的课题，并达到目的，本发明的线性电动机系统具有：第1固定件；第2固定件；以及可动件，其与第1固定件及第2固定件相对而配置。另外，本发明的线性电动机系统具有：第1控制装置，其在可动件与第1固定件相对时，基于向可动件的第1速度指令或者第1位置指令而执行向第1固定件的通电，由此对可动件进行驱动；以及第2控制装置，其在可动件与第2固定件相对时，基于向可动件的第2速度指令或者第2位置指令而执行向第2固定件的通电，由此对可动件进行驱动。另外，本发明的线性电动机系统具有指令创建部，其在可动件从第1固定件向第2固定件移动的情况下，向第1控制装置发送第1速度指令或者第1位置指令，并且向第2控制装置发送第2速度指令或者第2位置指令，由此，使通过第1控制装置进行的向第1固定件的通电和通过第2控制装置进行的向第2固定件的通电依次执行。第1控制装置具有：第1电流指令计算部，其基于对第1速度指令和可动件的实际的速度即当前速度之间的速度偏差进行积分而得到的第1速度积分值，对向第1固定件的第1电流指令值进行计算；以及第1数字滤波器，其针对第1电流指令值而执行第1数字滤波器运算。第2控制装置具有：第2电流指令计算部，其基于对第2速度指令和可动件的实际的速度即当前速度之间的速度偏差进行积分而得到的第2速度积分值，对向第2固定件的第2电流指令值进行计算；第2数字滤波器，其针对第2电流指令值而执行第2数字滤波器运算；以及控制量取得部，其从第1控制装置取得第1电流指令计算部所使用的第1速度积分值和由第1数字滤波器执行第1数字滤波器运算时的第1数字滤波器中的内部值。第2电流指令计算部基于第1速度积分值对第2速度积分值进行计算，第2数字滤波器使用内部值而执行第2数字滤波器运算。

发明的效果

本发明所涉及的线性电动机系统具有下述效果，即，能够使在对向固定件的通电进行切换时发生的切换冲击充分地减小。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的线性电动机系统的结构的图。

图2是表示实施方式所涉及的线性电动机系统所具有的控制装置的结构例的图。

图3是表示实施方式所涉及的控制装置所具有的延迟补偿部的结构例的图。

图4是用于对由实施方式所涉及的控制装置的数字滤波器及延迟补偿部执行的延迟补偿处理进行说明的图。

图5是表示实现实施方式所涉及的控制装置的硬件结构例的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的线性电动机系统详细地进行说明。

实施方式

图1是表示实施方式所涉及的线性电动机系统的结构的图。线性电动机系统10具有固定件组1、控制装置组2、可动件3、编码器读头4、读取部组5、位置信息通信线6、控制信息通信线7、指令创建部8和引导部9，实现伺服机构。

固定件组1具有由多个构成的固定件11～14。各固定件11～14各自具有绕组的集合体即电枢绕组单元。此外，固定件组1所包含的固定件的个数可以为大于或等于5个，也可以为3个或者2个。固定件11～14通过控制装置组2的通电而产生推力。

控制装置组2具有多个控制装置21～24。控制装置21对固定件11进行控制，控制装置22对固定件12进行控制，控制装置23对固定件13进行控制，控制装置24对固定件14进行控制。如上所述，控制装置组2具有与固定件组1所具有的固定件11～14相同数量的控制装置21～24。

控制装置21～24各自与固定件11～14所具有的电枢绕组单元连接，执行向电枢绕组单元的通电控制。控制装置21～24将各自所具有的电枢绕组单元之中的可动件3相对的电枢绕组单元设为通电对象。控制装置21～24针对每个通电对象而进行基于速度指令的通电控制的运算，基于运算的结果对通电对象的电枢绕组单元依次通电，由此对可动件3进行驱动。

控制装置21～24按照从指令创建部8输出的位置指令执行通电控制。此外，控制装置21～24也可以按照从指令创建部8输出的速度指令执行通电控制。控制装置21～24执行基于位置指令的向固定件11～14的控制环，由此执行向固定件11～14的通电控制。

可动件3具有永磁铁，通过由固定件11～14产生的推力而在引导部9上进行移动。在可动件3上安装有编码器读头4。编码器读头4将光、磁力等输出至读取部组5。

读取部组5具有与固定件组1所具有的固定件11～14相同数量的编码器读取部51～54。在这里的读取部组5具有由4个构成的编码器读取部51～54。编码器读取部51～54以与编码器读头4相对的方式通过恒定间隔而配置。编码器读取部51～54沿引导部9配置，安装有编码器读头4的可动件3在编码器读取部51～54和引导部9之间移动。

编码器读取部51～54具有透过型的标尺，对将标尺透过的光、磁力等进行检测，由此对编码器读头4的位置进行检测。编码器读取部51～54在与编码器读头4之间的相对面积大于或等于规定量的情况下能够对编码器读头4的位置进行检测。编码器读取部51～54的安装间隔例如为恒定间隔。此外，编码器读取部51～54的安装间隔并不限于恒定间隔，也可以通过其他间隔而安装。另外，在本实施方式中，编码器读取部51～54能够位置检测的与编码器读头4的相对面积假定为大于或等于编码器读头4的面积的50％。即，在可动件3移动的过程中能够位置检测的编码器读取部是编码器读取部51～54的任一个。

编码器读取部51～54如果检测到编码器读头4的位置，则将表示检测到的位置的位置信息经由位置信息通信线6及控制信息通信线7而发送至控制装置21～24及指令创建部8。

控制信息通信线7是用于进行信息的收发的通信总线等，与控制装置21～24、位置信息通信线6及指令创建部8连接。位置信息通信线6是用于进行信息的收发的通信总线等，与编码器读取部51～54及控制信息通信线7连接。

指令创建部8经由控制信息通信线7向控制装置21～24发送位置指令。另外，指令创建部8经由控制信息通信线7向控制装置21～24发送后面记述的电流比率Mag。指令创建部8基于由读取部组5经由位置信息通信线6及控制信息通信线7发送来的位置信息，生成位置指令。

此外，也可以取代位置信息通信线6及控制信息通信线7，经由信息处理装置而执行编码器读取部51～54和控制装置21～24之间的通信，从编码器读取部51～54输出的信息可以直接导入至控制装置21～24。另外，编码器读取部51～54和控制装置21～24之间的通信可以经由指令创建部8而执行。

指令创建部8基于可动件3的位置信息，判定与可动件3相对的固定件是固定件11～14中的哪一者，对连接于与可动件3相对的固定件的控制装置，输出用于进行通电控制的通电指令。控制装置21～24按照来自指令创建部8的通电指令而对固定件11～14进行通电，由此产生推力，由此对可动件3进行驱动。在该情况下，指令创建部8在可动件3与相邻的固定件即将相对前，将通电指令输出至相邻的控制装置即后级侧的控制装置，由此能够在固定件间连续地产生推力。

在对如上所述的通电控制的处理进行切换时，有时会发生由可动件3的速度变化产生的冲击即切换冲击。因此，本实施方式的线性电动机系统10具有用于抑制机械共振的数字滤波器，进行用于确保滤波器输出值的连续性的延迟补偿，由此抑制切换冲击。另外，线性电动机系统10进行从相邻的控制装置即前级侧的控制装置取得的信息的延迟补偿，由此抑制切换冲击。

在本实施方式中，设为固定件11配置于右侧，固定件12配置于左侧。即，在线性电动机系统10中，设为固定件11配置于最右端，固定件12从右起配置在第2个，固定件13从右起配置在第3个，固定件14配置于最左端。在该情况下，在线性电动机系统10中，设为可动件3从右侧向左侧移动。即，可动件3从固定件11向固定件12移动，从固定件12向固定件13移动，从固定件13向固定件14移动。

固定件11～14之中的与第1固定件相比在可动件3的移动方向的后级侧配置的固定件是第2固定件。因此，在固定件11为第1固定件的情况下，固定件12为第2固定件。在固定件12为第1固定件的情况下，固定件13为第2固定件。在固定件13为第1固定件的情况下，固定件14为第2固定件。

另外，在控制装置21为第1控制装置的情况下，控制装置22为第2控制装置。在控制装置22为第1控制装置的情况下，控制装置23为第2控制装置。在控制装置23为第1控制装置的情况下，控制装置24为第2控制装置。

在控制装置21为第1控制装置、控制装置22为第2控制装置的情况下，控制装置21所使用的速度指令为第1速度指令，控制装置22所使用的速度指令为第2速度指令。在该情况下，控制装置21所使用的位置指令为第1位置指令，控制装置22所使用的位置指令为第2位置指令。

在下面的说明中，对控制装置21为第1控制装置、控制装置22为第2控制装置的情况进行说明。

在这里，对实施方式所涉及的线性电动机系统10所具有的控制装置21～24的具体的结构例进行说明。图2是表示实施方式所涉及的线性电动机系统所具有的控制装置的结构例的图。此外，控制装置21～24具有相同的结构，因此在这里对相邻的2个控制装置即控制装置21、22的结构进行说明。另外，对指令创建部8的结构进行说明。

控制装置21具有速度指令计算部211、电流指令计算部212、低通滤波器等数字滤波器213、电流控制部214、运算部216、减法部210、219和乘法部215。另外，控制装置22具有速度指令计算部221、电流指令计算部222、数字滤波器223、电流控制部224、运算部226、减法部220、229和乘法部225。电流指令计算部212为第1电流指令计算部，电流指令计算部222为第2电流指令计算部。

另外，控制装置21、22各自具有控制量取得部227和延迟补偿部228。此外，在图2中，省略了控制装置21的控制量取得部227及延迟补偿部228的图示。指令创建部8具有电流比率创建部81和位置指令创建部82。

控制装置21所具有的结构要素的连接结构和控制装置22所具有的结构要素的连接结构相同，因此对控制装置22所具有的结构要素的连接结构进行说明。减法部220与位置信息通信线6、控制信息通信线7及速度指令计算部221连接，速度指令计算部221及运算部226与减法部229连接。另外，运算部226与位置信息通信线6及电流控制部224连接。减法部229与电流指令计算部222连接，电流指令计算部222与数字滤波器223及控制信息通信线7连接。数字滤波器223与电流控制部224及控制信息通信线7连接。电流控制部224与乘法部225连接，乘法部225与固定件12及控制信息通信线7连接。

另外，控制量取得部227与电流指令计算部222、数字滤波器223及控制信息通信线7连接。另外，延迟补偿部228与电流比率创建部81、电流指令计算部222及数字滤波器223连接。电流比率创建部81与位置信息通信线6及控制信息通信线7连接，位置指令创建部82与控制信息通信线7连接。

电流比率创建部81对由编码器读取部51、52发送的编码器读头4的位置信息经由位置信息通信线6进行接收。另外，电流比率创建部81基于位置信息而创建电流比率Mag，该电流比率Mag表示对进行通电控制的控制装置进行切换时的通电控制所使用的电流的比率。电流比率Mag是对通电控制的处理进行切换时的电流值相对于通常时的电流值的比率。在这里的电流比率创建部81创建将进行通电控制的控制装置从控制装置21切换为控制装置22时的向控制装置21的电流比率Mag及向控制装置22的电流比率Mag。电流比率创建部81将电流比率Mag经由控制信息通信线7而发送至乘法部215、225。

位置指令创建部82创建指定出可动件3的位置的位置指令Pcmd。位置指令创建部82将位置指令Pcmd经由控制信息通信线7而发送至减法部210、220。

控制装置21的减法部220对指令输入值即位置指令Pcmd和当前位置Pos的差分值即位置差分值进行计算。位置指令Pcmd是表示针对可动件3的期望位置的指令，当前位置Pos是可动件3的实际的位置。当前位置Pos由编码器读取部51、52进行检测。

速度指令计算部211根据位置差分值对速度指令值Vcmd进行计算。速度指令值Vcmd是表示针对可动件3的期望速度的指令。速度指令计算部211对使得位置差分值成为0，即，使得位置指令Pcmd与当前位置Pos成为相同的速度指令值Vcmd进行计算。速度指令值Vcmd是用于将可动件3的位置控制成为位置指令Pcmd与当前位置Pos的差消失的位置的指令。如上所述，速度指令计算部211基于位置差分值，对速度指令值Vcmd进行计算。速度指令计算部211将速度指令值Vcmd输出至减法部219。

运算部216将当前位置Pos作为输入值而进行速度运算，由此对当前速度Velo进行计算。当前速度Velo是可动件3的实际的速度。运算部216将当前位置Pos通过差分运算等变换为速度而对可动件3的速度即当前速度Velo进行计算。运算部216将当前速度Velo输出至减法部219。

另外，运算部216将当前位置Pos作为输入值而进行磁极运算，由此对当前磁极Theta进行计算。当前磁极Theta是可动件3的实际的磁极。当前磁极Theta是用于进行磁极控制的磁极。运算部216基于当前位置Pos对当前磁极Theta进行计算，该当前磁极Theta表示将可动件3所具有的永磁铁的N极的位置与固定件11所具有的电枢绕组的中心位置相对的位置设为基准位置的情况下的从基准位置起的磁极的位置。

减法部219对速度指令值Vcmd和当前速度Velo的差分值即速度偏差(后面记述的速度差分Vdif)进行计算而输入至电流指令计算部212。电流指令计算部212根据该速度差分Vdif对电流指令值进行计算。电流指令计算部212对使得速度差分Vdif成为0，即，使得速度指令值Vcmd和当前速度Velo成为相同的电流指令值进行计算。电流指令值是用于将可动件3的速度控制为速度指令值Vcmd与当前速度Velo的差消失的速度的指令。如上所述，电流指令计算部212基于速度差分Vdif对电流指令值进行计算。

由控制装置21进行计算的电流指令值为第1电流指令值，由控制装置22进行计算的电流指令值为第2电流指令值。电流指令计算部212将计算出的电流指令值输出至数字滤波器213。

数字滤波器213针对来自电流指令计算部212的输出值即电流指令值而进行数字滤波器运算，输出至电流控制部214。电流控制部214基于来自数字滤波器213的输出值及运算部216的当前磁极Theta，对磁极调整后的电流指令值进行计算。电流控制部214将计算出的电流指令值输出至乘法部215。

乘法部215使从电流比率创建部81发送来的电流比率Mag和由电流控制部214计算出的电流指令值相乘，将相乘结果即电流值对固定件11通电。此外，通过控制装置21进行的这些处理在控制装置22中成为相同的处理，因此省略其说明。

上述对可动件3的控制是对可动件3通电的固定件为1个的情况。在可动件3跨越2个固定件的情况下，即，在对可动件3通电的固定件为2个的情况下，线性电动机系统10需要针对2个固定件进行上述的运算及通电。例如，在可动件3与固定件11和固定件12这两者相对的状态下，控制装置21和控制装置22这两者进行运算及通电。

在线性电动机系统10中，如仅通过控制装置21进行的通电、通过控制装置21和控制装置22这两者进行的通电、仅通过控制装置22进行的通电那样，通电处理推移。此外，线性电动机系统10也可以不进行通过控制装置21和控制装置22这两者进行的通电，而是在通过控制装置21进行通电后，切换为仅通过控制装置22进行的通电。

另外，线性电动机系统10在具有多个可动件3的情况下，根据线性电动机系统10的系统环境所包含的控制装置21～24的处理器能力、存储器容量等，各控制装置21～24能够运算的可动件3的数量有限。因此，控制装置21～24需要在判断各可动件3的状况后进行运算。因此，控制装置21～24不是始终进行运算，而是从通电开始前的特定时刻起开始运算。

例如，在从控制装置22没有通电的状态起切换为通电的状态时，控制装置22所涉及的通电量直至紧之前为止需要与通过控制装置21通电的电流量连续，在不连续的情况下会发生可动件3的切换冲击等。因此，在本实施方式中，为了保持电流量的连续性，控制装置22的控制量取得部227在切换至通电状态前，从控制装置21取得依赖于通电开始以前的运算的内部控制量。控制量取得部227将所取得的内部控制量设定于控制装置22。

具体地说，控制装置21的电流指令计算部212对内部控制量的1个即速度积分值Intg进行计算，将计算出的速度积分值Intg经由控制信息通信线7而发送至控制装置22的控制量取得部227。电流指令计算部212将速度指令值Vcmd和当前速度Velo的差分值即速度偏差不断相加，由此对速度积分值Intg进行计算。

另外，控制装置21的数字滤波器213使用内部控制量的1个即滤波器控制量Filt而执行数字滤波器运算。数字滤波器213将滤波器控制量Filt经由控制信息通信线7而发送至控制装置22的控制量取得部227。滤波器控制量Filt是数字滤波器运算所使用的数字滤波器213的内部值。

控制装置22的控制量取得部227从控制装置21取得速度积分值Intg及滤波器控制量Filt，设定于控制装置22自身。在该情况下，在使用了控制信息通信线7的通信处理中设想伴随通信延迟。在该情况下，在由控制装置21发送出的内部控制量传递至控制装置22时，成为包含有相当于通信延迟的延迟时间在内的内部控制量。控制装置22如果直接使用该内部控制量，则控制量取得部227所取得的控制装置21中的速度积分值Intg及滤波器控制量Filt在控制装置22中，各自作为包含延迟时间的速度积分值Intg’及滤波器控制量Filt’进行处理。如上所述，相对于控制装置21所使用的最新的速度积分值为速度积分值Intg，控制装置22所取得的速度积分值成为包含延迟的速度积分值Intg’。

在该情况下，在线性电动机系统10中，与延迟时间相应地电流量的连续性受损，控制性受损。另外，在控制装置22的数字滤波器223中，滤波器控制量变得不连续，由此，有时得不到预想的振动抑制效果。因此，在本实施方式中，对通信的延迟时间进行补偿的延迟补偿部228设置于控制装置21～24。

延迟补偿部228对延迟时间进行补偿，由此对从速度积分值Intg’没有延迟时间的速度积分值(后面记述的速度积分值Intg”)进行计算。延迟补偿部228从减法部229取得速度指令值Vcmd和当前速度Velo的速度差分值即速度差分Vdif，将使用速度差分Vdif而计算出的速度积分值Intg”发送至电流指令计算部222。

另外，延迟补偿部228将数字滤波器运算的次数即数字滤波器运算次数发送至数字滤波器223。数字滤波器运算次数是与通信的延迟时间相对应的次数。另外，延迟补偿部228从数字滤波器223对表示得到没有延迟时间的输出值的通知进行接收。

在线性电动机系统10中，控制装置22通过与控制装置21相同的处理，将控制装置22的速度积分值Intg及滤波器控制量Filt发送至控制装置23。另外，控制装置23通过与控制装置22相同的处理，对可动件3进行控制。

同样地，在线性电动机系统10中，控制装置23通过与控制装置21相同的处理，将控制装置23的速度积分值Intg及滤波器控制量Filt发送至控制装置24。另外，控制装置24通过与控制装置22相同的处理，对可动件3进行控制。

在这里，对延迟补偿部228的结构进行说明。图3是表示实施方式所涉及的控制装置所具有的延迟补偿部的结构例的图。控制装置21～24所具有的延迟补偿部228具有相同的结构，因此，在这里对控制装置22所具有的延迟补偿部228的结构进行说明。延迟补偿部228连接于电流指令计算部222及数字滤波器223，但在图3中省略与数字滤波器223连接的图示。

此外，在下面的说明中，同一位置指令Pcmd及当前位置Pos从充分前的阶段输入至控制装置21及控制装置22。

减法部229对速度指令值Vcmd和当前速度Velo的差分值进行计算而作为速度差分Vdif，输出至电流指令计算部222及延迟补偿部228。延迟补偿部228具有延迟时间判定部235、开关231、乘法部232、加法部233和积分部234。

延迟时间判定部235为了消除从控制装置21向控制装置22的速度积分值Intg’的延迟，基于延迟时间，判断可否实施通过速度差分Vdif进行的积分处理。例如，延迟时间判定部235将由控制装置22接收速度积分值Intg’的定时为起点，在比回溯延迟时间的定时更靠前的定时将断开指令输出至开关231。

如上所述，延迟时间判定部235对控制装置21、22间的通信的延迟时间进行判定，基于延迟时间对开关231进行控制。延迟时间判定部235例如按照由指令创建部8经由控制信息通信线7发送来的接通或者断开的指示，对开关231输出接通指令或者断开指令。即，延迟时间判定部235基于从指令创建部8发送来的接通或者断开的指示，判定控制装置21、22间的通信的延迟时间是对开关231输出接通指令的时间、还是输出断开指令的时间。

延迟时间判定部235如果从指令创建部8接收到接通的指示，则对开关231输出接通指令，如果从指令创建部8接收到断开的指示，则对开关231输出断开指令。开关231按照来自延迟时间判定部235的指令，将向乘法部232的输出切换为“0”或者速度差分Vdif。

例如，开关231如果从延迟时间判定部235接收到断开指令，则将输出切换为“0”。其结果，从开关231向乘法部232输出“0”，因此不进行针对速度差分Vdif的积分处理。

然后，延迟时间判定部235在与延迟时间相同或者小于延迟时间的定时，将接通指令输出至开关231。由此，开关231将输出切换为速度差分Vdif。其结果，从开关231将速度差分Vdif输出。该速度差分Vdif发送至乘法部232。乘法部232相对于速度差分Vdif而乘以积分增益Ki，由此对乘法值Intgd进行计算，将乘法值Intgd输出至加法部233。加法部233将速度积分值Intg’及乘法值Intgd发送至积分部234。

积分部234相对于速度积分值Intg’，依次将乘法值Intgd不断累计，由此进行通过乘法值Intgd实施的积分处理。由此，延迟补偿部228相对于在延迟时间之间应该累计的积分量即乘法值Intgd的总和，加上包含延迟时间的积分量即速度积分值Intg’，作为结果能够对不包含延迟时间的速度积分值Intg”进行计算。此外，积分部234仅进行一次速度积分值Intg’的相加，在速度积分值Intg’的相加后直至再次进行速度积分值Intg’的设定为止，不对速度积分值Intg’进行相加。速度积分值Intg是第1速度积分值，速度积分值Intg”是第2速度积分值。

如上所述，控制量取得部227从控制装置21取得的速度积分值Intg’包含有延迟，因此如果该速度积分值Intg’直接与速度差分Vdif相加，则相加后的速度积分值包含延迟。

在本实施方式中，延迟补偿部228使将在延迟时间中应该累计的乘法值Intgd的总和与包含延迟时间的速度积分值Intg’相加而得到的不包含延迟时间的速度积分值Intg”与速度差分Vdif相加。

延迟补偿部228例如使用环形缓冲区对速度积分值Intg”进行计算。在该情况下，延迟补偿部228使用能够对与延迟时间相对应的速度差分Vdif全部储存的环形缓冲区。延迟补偿部228例如使用比延迟时间旧的速度差分Vdif被延迟时间内的速度差分Vdif不断覆盖的环形缓冲区。由此，延迟补偿部228始终对能够通过环形缓冲区储存的数量的速度差分Vdif、即与延迟时间相同时间内的速度差分Vdif进行储存。由此，在环形缓冲区中，延迟时间量的速度差分Vdif被始终储存，并且比延迟时间旧的速度差分Vdif被删除。延迟补偿部228在接收到速度积分值Intg’的时刻，使在环形缓冲区中累计的延迟时间量的速度差分Vdif的全部与速度积分值Intg’相加，由此对速度积分值Intg”进行计算。

电流指令计算部222使速度差分Vdif加上由延迟补偿部228计算出的速度积分值即速度积分值Intg”，通过乘法部236使相加结果乘以速度比例增益Kp，将相乘结果作为输出值即向数字滤波器223的输入值x[n]而输出。速度比例增益Kp是用于对速度环的追随性进行调整的增益。输入值x[n]为电流指令，发送至数字滤波器223。

接下来，对延迟补偿部228针对数字滤波器223的具体的处理进行说明。图4是用于对由实施方式所涉及的控制装置的数字滤波器及延迟补偿部执行的延迟补偿处理进行说明的图。在这里，对数字滤波器223的例子为一次IIR(InfiniteImpulseResponse、无限输入脉冲响应)陷波滤波器的情况进行说明。

数字滤波器223对使本次的输入值即本次输入值x[n]乘以滤波器系数a₀乘而得到的值、使前一次的输入值即前次输入值x[n－1]乘以滤波器系数a₁而得到的值与使前前次的输入值即前前次输入值x[n－2]乘以滤波器系数a₂而得到的值进行相加。数字滤波器223针对该相加值，将对使前一次的输出值即前次输出值y[n－1]乘以滤波器系数b₀而得到的值与使前前次的输出值即前前次输出值y[n－2]乘以滤波器系数b₁而得到的值进行相加所得到的数字滤波器输出值，作为本次输出值y[n]而输出。

如上所述，在构建数字滤波器223时，需要与运算开始地点相比2次运算前的值。具体地说，需要前次输入值x[n－1]、前前次输入值x[n－2]、前次输出值y[n－1]和前前次输出值y[n－2]。控制装置22能够通过控制量取得部227取得控制装置21中的这4个值。在本实施方式中，将包含它们在内的这4个值表现为滤波器控制量Filt，将包含延迟时间的滤波器控制量表现为滤波器控制量Filt’。

此外，在滤波器控制量Filt中可以包含本次输入值x[n]，也可以不包含本次输入值x[n]。在滤波器控制量Filt中不包含本次输入值x[n]的情况下，控制装置22的延迟补偿部228使用速度差分Vdif对本次输入值x[n]进行计算。此外，数字滤波器223也可以使用速度差分Vdif对本次输入值x[n]进行计算。对本次输入值x[n]的计算方法在后面记述。

数字滤波器223以从延迟补偿部228指定出的数字滤波器运算次数，重复数字滤波器运算，由此执行多次数字滤波器运算。在图4中，将1次量的数字滤波器运算处理图示为数字滤波器功能块。即，数字滤波器功能块的个数与数字滤波器运算次数相对应。

如果将通过控制量取得部227进行的相当于延迟时间的数字滤波器运算次数设为A，则从取得滤波器控制量Filt’的时刻起回溯延迟时间量的时刻的数字滤波器223的内部值，成为本次输入值x[n－A]、前次输入值x[n－1－A]、前前次输入值x[n－2－A]、本次输出值y[n－A]、前次输出值y[n－1－A]、前前次输出值y[n－2－A]。对将该A次运算前的数字滤波器223的内部值复原为相当于当前值的方法进行说明。

首先，延迟时间判定部235取得相当于延迟时间的数字滤波器运算次数A的值。该取得方法的例子是延迟时间判定部235使用从指令创建部8经由控制信息通信线7所取得的信息的方法。在该情况下，指令创建部8基于数字滤波器运算的运算处理周期和通信的延迟时间之间的关系，对数字滤波器运算次数A的值进行计算。例如，在数字滤波器运算的运算处理周期为50μs、通信的延迟时间为200μs的情况下，在通信延迟间执行4次数字滤波器运算。因此，该情况下的指令创建部8将4次数字滤波器运算次数A通知给延迟时间判定部235。

另外，数字滤波器运算次数A的值，可以通过预先对控制装置22设定了参数的方法、通过软件的编程等而直接地设定的方法等被取得。

控制装置22实施1次通过数字滤波器223进行的数字滤波器运算，由此能够得到本次输出值y[n－A]的值。

接下来，控制装置22再一次实施通过数字滤波器223进行的运算的时刻的数字滤波器223的内部值成为本次输入值x[n+1－A]、前次输入值x[n－A]、前前次输入值x[n－1－A]、本次输出值y[n+1－A]、前次输出值y[n－A]、前前次输出值y[n－1－A]。

控制装置22的延迟补偿部228例如使用环形缓冲区对本次输入值x[n+1－A]进行计算。在该情况下，延迟补偿部228使用能够对A次量的速度差分Vdif全部进行储存的环形缓冲区。延迟补偿部228例如使用比A次量旧的速度差分Vdif被最新的A次量的速度差分Vdif不断覆盖的环形缓冲区。延迟补偿部228从环形缓冲区读出本次的速度差分Vdif。电流指令计算部222使本次的速度差分Vdif和前一次的速度积分值Intg”相加，使相加结果乘以速度比例增益Kp，由此对本次输入值x[n+1－A]进行计算。

另外，前次输入值x[n－A]、前前次输入值x[n－1－A]、前次输出值y[n－A]、前前次输出值y[n－1－A]沿用在前1次的数字滤波器运算中使用过的值即可。由此，控制装置22能够得到本次输出值y[n+1－A]的值。

控制装置22在该要领下，重复A次而进行数字滤波器运算，由此，能够得到没有延迟时间的数字滤波器输出值即本次输出值y[n]。数字滤波器223将得到没有延迟时间的数字滤波器输出值的情况通知给延迟补偿部228。由此，延迟补偿部228将得到没有延迟时间的数字滤波器输出值的情况通知给电流比率创建部81。电流比率创建部81适当地对电流比率Mag进行操作，由此能够在确保电流量的连续性的状态下开始通电，因此能够减轻可动件3的冲击。具体地说，电流比率创建部81在得到没有延迟时间的数字滤波器输出值前，将向控制装置22的电流比率Mag设为“0”，在得到没有延迟时间的数字滤波器输出值时，将向控制装置22的电流比率Mag设为“0以外的值”而开始通电。

上述的速度积分值Intg及滤波器控制量Filt的发送处理这样的控制量传递及延迟时间补偿并不限于数字滤波器223，也能够应用于前馈控制器等其他控制功能。前馈控制器包含于速度指令计算部211、电流指令计算部212及电流控制部214的至少1个。即，速度指令计算部211、电流指令计算部212及电流控制部214的至少1个在对可动件3进行驱动时，使用前馈控制器控制量而执行前馈控制。

在该情况下，控制装置22的控制量取得部227也从控制装置21取得前馈控制器控制量。针对前馈控制器应用前馈控制器控制量的发送处理这样的控制量传递及延迟时间补偿，由此控制装置22也能够取得没有延迟的前馈校正值。由此，控制装置22能够实现基于前馈校正值的定位时间的高速化及使用前馈控制器的振动抑制功能所实现的进一步低振动化。由控制装置21执行的前馈控制是第1前馈控制，由控制装置22执行的前馈控制是第2前馈控制。

如上所述，在线性电动机系统10中，控制装置22从控制装置21对用于创建与速度指令相对应的电流指令的速度积分值Intg进行接收，使用速度积分值Intg而创建电流指令，因此能够减小切换冲击。

另外，在线性电动机系统10中，控制装置22从控制装置21对控制装置21的数字滤波器213所使用的滤波器控制量Filt进行接收，使用滤波器控制量Filt’而执行数字滤波器运算。由此，线性电动机系统10能够抑制线性电动机系统10所具有的结构要素中固有的共振振动及切换冲击。因此，线性电动机系统10能够进一步实现低振动化，能够实现基本性能的提高。

控制装置21的数字滤波器213为第1数字滤波器，控制装置22的数字滤波器223为第2数字滤波器。在该情况下，由控制装置21的数字滤波器213执行的数字滤波器运算为第1数字滤波器运算，由控制装置22的数字滤波器223执行的数字滤波器运算为第2数字滤波器运算。

另外，在线性电动机系统10中，控制装置22在进行速度积分值Intg’及滤波器控制量Filt’的延迟补偿后，使用速度积分值Intg’及滤波器控制量Filt’，因此能够减小伴随延迟的切换冲击。

控制装置22在执行速度积分值Intg’及前馈控制器控制量的延迟补偿后，可以使用速度积分值Intg’及前馈控制器控制量对可动件3进行驱动。由此，能够减小伴随延迟的切换冲击。

此外，控制装置21～24也可以不具有延迟补偿部228。例如，在控制装置22的情况下，从控制量取得部227发送来的速度积分值Intg’直接发送至电流指令计算部222。在该情况下，控制装置22使用速度积分值Intg’及滤波器控制量Filt’而执行数字滤波器运算，因此也能够抑制线性电动机系统10所具有的结构要素中固有的共振振动及切换冲击。

在这里，对控制装置21～24的硬件结构进行说明。图5是表示实现实施方式所涉及的控制装置的硬件结构例的图。此外，控制装置21～24具有相同的硬件结构，因此，在这里对控制装置22的硬件结构例进行说明。

控制装置22能够通过处理器100、存储器200、输入装置300及输出装置400而实现。处理器100的例子是CPU(也称为Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital Signal Processor))或者系统LSI(LargeScale Integration)。存储器200的例子是RAM(Random Access Memory)、ROM(Read OnlyMemory)。

控制装置22是处理器100通过将存储器200所存储的用于执行控制装置22的动作的可由计算机执行的控制程序读出并执行而实现的。用于执行控制装置22的动作的程序即控制程序可以说是使计算机执行控制装置22的顺序或者方法。

由控制装置22执行的控制程序成为包含减法部220、229、速度指令计算部221、电流指令计算部222、数字滤波器223、电流控制部224、乘法部225、运算部226、控制量取得部227和延迟补偿部228在内的模块结构，它们下载至主存储装置上，它们生成于主存储装置上。

输入装置300对位置指令Pcmd、当前位置Pos、电流比率Mag、速度积分值Intg及滤波器控制量Filt进行接收而发送至处理器100。存储器200作为由处理器100执行各种处理时的暂时存储器使用。存储器200对速度积分值Intg、Intg’、Intg”、滤波器控制量Filt、Filt’等进行存储。输出装置400将速度积分值Intg、滤波器控制量Filt等输出至控制装置23。

控制程序可以通过可安装的形式或者可执行的形式的文件，存储于计算机可读取的存储介质而作为计算机程序产品被提供。另外，控制程序也可以经由互联网等网络而提供给控制装置22。此外，关于控制装置22的功能，可以将一部分通过专用电路等专用的硬件而实现，将一部分通过软件或者固件而实现。

如上所述，在实施方式中，在控制装置21、22间对速度积分值Intg’及滤波器控制量Filt’进行授受。而且，控制装置22基于控制装置21所使用的速度积分值Intg’对速度积分值Intg”进行计算，使用控制装置21所使用的数字滤波器运算的内部值而执行数字滤波器运算。因此，能够使在对向可动件3的通电进行切换时发生的切换冲击充分地减小。

另外，在控制装置21、22间对速度积分值Intg’及前馈控制器控制量进行授受。而且，控制装置22基于控制装置21所使用的速度积分值Intg’对速度积分值Intg”进行计算，使用控制装置21所使用的前馈控制器控制量而执行前馈控制。因此，能够使在对向可动件3的通电进行切换时发生的切换冲击充分地减小。

另外，控制装置22进行速度积分值Intg’及滤波器控制量Filt’的延迟补偿，因此能够减小伴随延迟的切换冲击。另外，控制装置22进行速度积分值Intg’及前馈控制器控制量的延迟补偿，因此能够减小伴随延迟的切换冲击。

以上的实施方式所示的结构表示一个例子，也能够与其他公知技术组合，在不脱离主旨的范围也能够将结构的一部分省略、变更。

标号的说明

1固定件组，2控制装置组，3可动件，4编码器读头，5读取部组，6位置信息通信线，7控制信息通信线，8指令创建部，9引导部，10线性电动机系统，11～14固定件，21～24控制装置，51～54编码器读取部，81电流比率创建部，82位置指令创建部，100处理器，200存储器，210、219、220、229减法部，211、221速度指令计算部，212、222电流指令计算部，213、223数字滤波器，214、224电流控制部，215、225、232、236乘法部，216、226运算部，227控制量取得部，228延迟补偿部，231开关，233加法部，234积分部，235延迟时间判定部，300输入装置，400输出装置。

Claims (8)

1.一种线性电动机系统，其特征在于，具有：

第1固定件；

第2固定件；

可动件，其与所述第1固定件及所述第2固定件相对而配置；

第1控制装置，其在所述可动件与所述第1固定件相对时，基于向所述可动件的第1速度指令或者第1位置指令而执行向所述第1固定件的通电，由此对所述可动件进行驱动；

第2控制装置，其在所述可动件与所述第2固定件相对时，基于向所述可动件的第2速度指令或者第2位置指令而执行向所述第2固定件的通电，由此对所述可动件进行驱动；以及

指令创建部，其在所述可动件从所述第1固定件向所述第2固定件移动的情况下，向所述第1控制装置发送所述第1速度指令或者所述第1位置指令，并且向所述第2控制装置发送所述第2速度指令或者所述第2位置指令，由此，使通过所述第1控制装置进行的向所述第1固定件的通电和通过所述第2控制装置进行的向所述第2固定件的通电依次执行，

所述第1控制装置具有：

第1电流指令计算部，其基于对所述第1速度指令和所述可动件的实际的速度即当前速度之间的速度偏差进行积分而得到的第1速度积分值，对向所述第1固定件的第1电流指令值进行计算；以及

第1数字滤波器，其针对所述第1电流指令值而执行第1数字滤波器运算，

所述第2控制装置具有：

第2电流指令计算部，其基于对所述第2速度指令和所述可动件的实际的速度即当前速度之间的速度偏差进行积分而得到的第2速度积分值，对向所述第2固定件的第2电流指令值进行计算；

第2数字滤波器，其针对所述第2电流指令值而执行第2数字滤波器运算；以及

控制量取得部，其从所述第1控制装置取得所述第1电流指令计算部所使用的第1速度积分值、和由所述第1数字滤波器执行所述第1数字滤波器运算时的所述第1数字滤波器中的内部值，

所述第2电流指令计算部基于所述第1速度积分值对所述第2速度积分值进行计算，

所述第2数字滤波器使用所述内部值而执行所述第2数字滤波器运算。

2.根据权利要求1所述的线性电动机系统，其特征在于，

所述第1控制装置在对所述可动件进行驱动时执行第1前馈控制，

所述第2控制装置在对所述可动件进行驱动时执行第2前馈控制，

所述控制量取得部从所述第1控制装置取得由所述第1控制装置执行所述第1前馈控制时使用的前馈控制器控制量，

使用所述前馈控制器控制量而执行所述第2前馈控制。

3.一种线性电动机系统，其特征在于，具有：

第1固定件；

第2固定件；

可动件，其与所述第1固定件及所述第2固定件相对而配置；

第1控制装置，其在所述可动件与所述第1固定件相对时，基于向所述可动件的第1速度指令或者第1位置指令而执行向所述第1固定件的通电，由此对所述可动件进行驱动；

第2控制装置，其在所述可动件与所述第2固定件相对时，基于向所述可动件的第2速度指令或者第2位置指令而执行向所述第2固定件的通电，由此对所述可动件进行驱动；以及

指令创建部，其在所述可动件从所述第1固定件向所述第2固定件移动的情况下，向所述第1控制装置发送所述第1速度指令或者所述第1位置指令，并且向所述第2控制装置发送所述第2速度指令或者所述第2位置指令，由此，使通过所述第1控制装置进行的向所述第1固定件的通电和通过所述第2控制装置进行的向所述第2固定件的通电依次执行，

所述第1控制装置在对所述可动件进行驱动时，使用前馈控制器控制量而执行第1前馈控制，并且具有基于对所述第1速度指令和所述可动件的实际的速度即当前速度之间的速度偏差进行积分而得到的第1速度积分值，对向所述第1固定件的第1电流指令值进行计算的第1电流指令计算部，

所述第2控制装置在对所述可动件进行驱动时执行第2前馈控制，并且具有：

基于对所述第2速度指令和所述可动件的实际的速度即当前速度之间的速度偏差进行积分而得到的第2速度积分值，对向所述第2固定件的第2电流指令值进行计算的第2电流指令计算部；以及

从所述第1控制装置取得所述第1控制装置所使用的第1速度积分值和所述第1控制装置所使用的前馈控制器控制量的控制量取得部，

所述第2电流指令计算部基于所述第1速度积分值对所述第2速度积分值进行计算，

所述第2控制装置使用所述前馈控制器控制量而执行所述第2前馈控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的线性电动机系统，其特征在于，

所述第2控制装置根据所述第1速度积分值对所述第2速度积分值进行计算，所述第2速度积分值是对从由所述第1控制装置发送出所述第1速度积分值至由所述控制量取得部接收到所述第1速度积分值为止的所述第1速度积分值的延迟时间进行补偿而得到的。

5.根据权利要求4所述的线性电动机系统，其特征在于，

所述第2控制装置使所述延迟时间之间的所述速度偏差与所述第1速度积分值相加，由此对所述第2速度积分值进行计算。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的线性电动机系统，其特征在于，

所述第2控制装置经由通信总线被连接，

所述控制量取得部从所述第1控制装置经由所述通信总线而取得所述第1速度积分值。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的线性电动机系统，其特征在于，

所述控制量取得部从所述第1控制装置经由所述指令创建部而取得所述第1速度积分值。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的线性电动机系统，其特征在于，

所述第1控制装置具有针对所述第1电流指令值而执行第1数字滤波器运算的第1数字滤波器，

所述第2控制装置具有针对所述第2电流指令值而执行第2数字滤波器运算的第2数字滤波器，

所述控制量取得部从所述第1控制装置取得由所述第1数字滤波器执行所述第1数字滤波器运算时的所述第1数字滤波器中的内部值，

所述第2数字滤波器使用所述内部值而执行所述第2数字滤波器运算。

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