CN1249906C - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

在电动机控制装置中，在存在有基本频率的电流成分的同时，也存在有多个高次谐波电流成分。但是，由于用以往的技术不能同时补偿6f、24f高次谐波电流成分，因而就不能同时消除电动机所发生的转矩脉动。本发明的电动机控制装置由旋转测定部(4)、电流测定部(5)、上位控制部(20)、第2电流指令发生器(15)、第2模拟观测器(12)、第1控制部(10)、第2控制部(9)、第3控制部(13)和第2电压指令合成器(14)构成，第2电压指令合成器(14)由三个位置变换器、三个逆坐标变换器和加法器构成。

Description

电动机控制装置

技术领域

本发明涉及向例如使用半导体电力变换装置来驱动机床的工作台及机器人的手臂等负载机械的电动机(直流电动机、感应电动机、同步电动机、线性电动机等)供给合适的电压的电动机控制装置。

背景技术

作为以往的相关技术，有特开平8-80052(特愿平6-210313)号公报所示的电力用有源滤波器。图10中示出了以往的相关技术。图10所表示的电力用有源滤波器是由三相交流电源113和L负载114、有源滤波器112、减法器109、电流控制110、PWM控制111、高次谐波电流检测电路2A、k次高次谐波电流检测电路2B、将高次谐波电流检测电路2A及高次谐波电流检测电路2B的输出相加的加法器108所构成。还有，高次谐波电流检测电路2A是由减法器101和3相/dq坐标变换102、高通滤波器103、dq/3相坐标变换104所构成。k次高次谐波电流检测电路2B是由3相/kω旋转坐标变换105、低通滤波器106和kω/3相旋转坐标变换107所构成。

这样，就可以得到下面的效果。

1.由于通过将低次高次谐波的检测变换到用该高次谐波的次数k和电源角频率ω相乘的值进行旋转的旋转坐标系来进行检测，因而就可以快速地检测出低次高次谐波并进行补偿。

2.通过次数k的值的设定，就可以快速地检测出任意的高次谐波并进行补偿。但是，在采用以往的技术进行电动机控制的场合下，就会产生下以下的问题。

1.在电动机中，在存在有基本频率的电流成分的同时，也存在有多个高次谐波电流成分。例如经常可以看到6f、24f的高次谐波电流成分。但是，由于用以往的相关技术只能除去基本频率的电流成分、检测出一个高次谐波的电流成分，因而就不能同时补偿6f、24f的高次谐波电流成分。这样，就不能同时消除电动机所发生的6f、24f等转矩脉动。

2.在用可变速来驱动电动机时，所述6f、24f的高次谐波电流成分的频率与电动机的旋转速度成比例进行变化。这样，用以往相关技术的高通滤波器103在检测q轴的交流成分时，不能分离d、q轴交流成分电流和直流成分电流。

3.以往的相关技术，由于补偿电源中存在的高次谐波电流成分，不能将d、q轴直流成分电流控制在所希望的值内，因而就不能对应电动机的位置控制、速度控制和转矩控制的应用。

4.以往的相关技术，在进行旋转坐标变换及旋转坐标逆变换时，由于使用sin、cos函数，处理器的处理时间就变长，因而不能用同一处理器实现快速的控制，给控制性能带来不良影响。

发明内容

本发明的目的为；提供实现以下的控制性能的电动机控制装置。

1.消除电动机所发生的6f、24f等转矩脉动。

2.同时消除电动机所发生的6f、24f等转矩脉动。

3.可以对应电动机的位置控制、速度控制和转矩控制的应用。

4.可以实现快速的控制。

5.控制电动机所发生的基本转矩及6f、24f等转矩脉动。

6.同时控制电动机所发生的基本转矩及6f、24f等转矩脉动。

为了解决上述问题，本发明的技术方案1是一种电动机控制装置，对于具有

负载机械1、

传送动力的传送机构2、

通过所述传送机构2驱动所述负载机械1的电动机3、和

根据U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref、W相电压指令Vwref，供给驱动所述电动机3的电力的电源部6

的机械系统21，

向所述电源部6供给U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref，使所述机械系统21进行动作，

该电动机控制装置的特征在于，具有：

观测所述机械系统21的状态量，提供实际响应信号θ的旋转测定部4；

观测所述电源部6的状态量，提供实际U相电流Iu和实际V相电流Iv和实际W相电流Iw的电流测定部5；

根据所述实际响应信号θ，提供转矩指令Tref和控制模式指令Km的上位控制部20；

根据所述转矩指令Tref和控制模式指令Km，提供第1d轴电流指令Idref1、第1q轴电流指令Iqref1、第2d轴电流指令Idref2和第2q轴电流指令Iqref2的第1电流指令发生器7；

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、第2d轴电流信号Id2和第2q轴电流信号Iq2的第1模拟观测器8；

根据所述第1d轴电流指令Idref1、所述第1q轴电流指令Iqref1、所述第1d轴电流信号Id1和第1q轴电流信号Iq1，提供第1d轴电压指令Vd1和第1q轴电压指令Vq1的第1控制部10；

根据所述第2d轴电流指令Idref2、所述第2q轴电流指令Iqref2、所述第2d轴电流信号Id2和第2q轴电流信号Iq2，提供第2d轴电压指令Vd2和第2q轴电压指令Vq2的第2控制部9；以及

根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1、所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2和实际响应信号θ，提供U相电压指令Vuref和V相电压指令Vvref、W相电压指令Vwref的第1电压指令合成器11。

另外，本发明的技术方案2是一种电动机控制装置，对于具有

负载机械1、

传送动力的传送机构2、

通过所述传送机构2驱动所述负载机械1的电动机3、和

根据U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref、W相电压指令Vwref，供给驱动所述电动机3的电力的电源部6

的机械系统21，

向所述电源部6供给U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref，使所述机械系统21进行动作，

该电动机控制装置的特征在于，具有：

观测所述机械系统21的状态量，提供实际响应信号θ的旋转测定部4；

观测所述电源部6的状态量，提供实际U相电流Iu、实际V相电流Iv和实际W相电流Iw的电流测定部5；

根据所述实际响应信号θ，提供转矩指令Tref和控制模式指令Km的上位控制部20；

根据所述转矩指令Tref和控制模式指令Km，提供第1d轴电流指令Idref1、第1q轴电流指令Iqref1、第2d轴电流指令Idref2、第2q轴电流指令Iqref2、第3d轴电流指令Idref3和第3q轴电流指令Iqref3的第2电流指令发生器15；

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、第2d轴电流信号Id2、第2q轴电流信号Iq2、第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3的第2模拟观测器12；

根据所述第1d轴电流指令Idref1、所述第1q轴电流指令Iqref1、所述第1d轴电流信号Id1和所述第1q轴电流信号Iq1，提供第1d轴电压指令Vd1和第1q轴电压指令Vq1的第1控制部10；

根据所述第2d轴电流指令Idref2、所述第2q轴电流指令Iqref2、所述第2d轴电流信号Id2和第2q轴电流信号Iq2，提供第2d轴电压指令Vd2和第2q轴电压指令Vq2的第2控制部9；

根据所述第3d轴电流指令Idref3、所述第3q轴电流指令Iqref3、所述第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3，提供第3d轴电压指令Vd2和第3q轴电压指令Vq3的第3控制部13；以及

根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1、所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2、所述第3d轴电压指令Vd3、所述第3q轴电压指令Vq3和实际响应信号θ，提供U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的第2电压指令合成器14。

另外，本发明的技术方案3具有以下所述的装置。

1.根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b，提供U相第1a模拟电流Iu1a、V相第1a模拟电流Iv1a和W相第1a模拟电流Iw1a的第1减法器8a。

2.根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b，提供U相第2a模拟电流Iu2a、V相第2a模拟电流Iv2a和W相第2a模拟电流Iw2a的第2减法器8c。

3.根据所述U相第1a模拟电流Iu1a、所述V相第1a模拟电流Iv1a、所述W相第1a模拟电流Iw1a和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b的第1模拟变换器8b。

4.根据所述U相第2a模拟电流Iu2a、V相第2a模拟电流Iv2a和W相第2a模拟电流Iw2a和所述实际响应信号θ，提供第2d轴电流信号Id2、第2q轴电流信号Iq2、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b的第2模拟变换器8d。

另外，本发明的技术方案4具有以下所述的装置。

1.根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b、W相第2b模拟电流Iw2b、U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b，提供U相第1a模拟电流Iu1a和V相第1a模拟电流Iv1a和W相第1a模拟电流Iw1a的第3减法器12a。

2.根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b、W相第1b模拟电流Iw1b、U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b，提供U相第2a模拟电流Iu2a、V相第2a模拟电流Iv2a和W相第2a模拟电流Iw2a的第4减法器12b。

3.根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b、W相第2b模拟电流Iw2b、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b，提供U相第3a模拟电流Iu3a、V相第3a模拟电流Iv3a和W相第3a模拟电流Iw3a的第5减法器12c。

4.根据所述U相第1a模拟电流Iu1a、所述V相第1a模拟电流Iv1a、所述W相第1a模拟电流Iw1a和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b的第1模拟变换器8b。

5.根据所述U相第2a模拟电流Iu2a、所述V相第2a模拟电流Iv2a、所述W相第2a模拟电流Iw2a和所述实际响应信号θ，提供第2d轴电流信号Id2、第2q轴电流信号Iq2、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b的第2模拟变换器8d。

6.根据所述U相第3a模拟电流Iu3a、所述V相第3a模拟电流Iv3a、所述W相第3a模拟电流Iw3a和所述实际响应信号θ，提供第3d轴电流信号Id3、第3q轴电流信号Iq3、U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b的第3模拟变换器12d。

另外，本发明的技术方案5具有以下所述的装置。

1.根据所述实际响应信号θ，提供第3模拟电位置信号θ3的第3a位置变换器12d4。

2.根据所述U相第1a模拟电流Iu1a、所述V相第1a模拟电流Iv1a、所述W相第1a模拟电流Iw1a和所述第3模拟电位置信号θ3，提供第3ad轴电流信号Id3a和第3aq轴电流信号Iq3a的第3坐标变换器12d1。

3.根据所述第3ad轴电流信号Id3a和第3aq轴电流信号Iq3a，提供第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3的第3滤波器12d2。

4.根据所述第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3，提供U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b的第3a逆坐标变换器12d3。

另外，本发明的技术方案6具有以下所述的装置。

1.根据所述实际响应信号θ，提供第1模拟电位置信号θ1的第1a位置变换器8b4。

2.根据所述U相第1a模拟电流Iu1a、所述V相第1a模拟电流Iv1a、所述W相第1a模拟电流Iw1a和所述第1模拟电位置信号θ1，提供第1ad轴电流信号Id1a和第1aq轴电流信号Iq1a的第1坐标变换器8b1。

3.根据所述第1ad轴电流信号Id1a和所述第1aq轴电流信号Iq1a，提供第1d轴电流信号Id1和第1q轴电流信号Iq1的第1滤波器8b2。

4.根据所述第1d轴电流信号Id1和所述第1q轴电流信号Iq1，提供U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b的第1a逆坐标变换器8b3。

另外，本发明的技术方案7具有以下所述的装置。

1.根据所述实际响应信号θ，提供第2模拟电位置信号θ2的第2a位置变换器8d4。

2.根据所述U相第2a模拟电流Iu2a、所述V相第2a模拟电流Iv2a、所述W相第2a模拟电流Iw2a和所述第2模拟电位置信号θ2，提供第2ad轴电流信号Id2a和第2aq轴电流信号Iq2a的第2坐标变换器8d1。

3.根据所述第2ad轴电流信号Id2a和所述第2aq轴电流信号Iq2a，提供第2d轴电流信号Id2和第2q轴电流信号Iq2的第2滤波器8d2。

4.根据所述第2d轴电流信号Id2和所述第2q轴电流信号Iq2，提供U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b的第2a逆坐标变换器8d3。

另外，本发明的技术方案8具有以下所述的装置。

1.根据所述实际响应信号θ，提供第1模拟电位置信号θ1的第1b位置变换器11a。

2.根据所述实际响应信号θ，提供第2模拟电位置信号θ2的第2b位置变换器11b。

3.根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1和所述第1模拟电位置信号θ1，提供U相第1模拟电压指令Vuref1、V相第1模拟电压指令Vvref1和W相第1模拟电压指令Vwref1的第1b逆坐标变换器11c。

4.根据所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2和所述第2模拟电位置信号θ2，提供U相第2模拟电压指令Vuref2、V相第2模拟电压指令Vvref2和W相第2模拟电压指令Vwref2的第2b逆坐标变换器11d。

5.根据所述U相第1模拟电压指令Vuref1、所述V相第1模拟电压指令Vvref1、所述W相第1模拟电压指令Vwref1、所述U相第2模拟电压指令Vuref2、所述V相第2模拟电压指令Vvref2和所述W相第2模拟电压指令Vwref2，提供U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的第1加法器11e。

另外，本发明的技术方案9具有以下所述的装置。

1.根据所述实际响应信号θ，提供第1模拟电位置信号θ1的第1b位置变换器11a。

2.根据所述实际响应信号θ，提供第2模拟电位置信号θ2的第2b位置变换器11b。

3.根据所述实际响应信号θ，提供第3模拟电位置信号θ3的第3b位置变换器14a。

4.根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1和所述第1模拟电位置信号θ1，提供U相第1模拟电压指令Vuref1、V相第1模拟电压指令Vvref1和W相第1模拟电压指令Vwref1的第1b逆坐标变换器11c。

5.根据所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2和所述第2模拟电位置信号θ2，提供U相第2模拟电压指令Vuref2、V相第2模拟电压指令Vvref2和W相第2模拟电压指令Vwref2的第2b逆坐标变换器11d。

6.根据所述第3d轴电压指令Vd3、所述第3q轴电压指令Vq3和所述第3模拟电位置信号θ3，提供U相第3模拟电压指令Vuref3、V相第3模拟电压指令Vvref3和W相第3模拟电压指令Vwref3的第3b逆坐标变换器14b。

7.根据所述U相第1模拟电压指令Vuref1、所述V相第1模拟电压指令Vvref1、所述W相第1模拟电压指令Vwref1、所述U相第2模拟电压指令Vuref2、所述V相第2模拟电压指令Vvref2、所述W相第2模拟电压指令Vwref2、所述U相第3模拟电压指令Vuref3、所述V相第3模拟电压指令Vvref3和所述W相第3模拟电压指令Vwref3，提供U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的第2加法器14c。

另外，本发明的技术方案10具有以下所述的装置。

1.将所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv和所述实际W相电流Iw分解为基本d、q旋转坐标的直流成分电流和多个高频率d、q旋转坐标的直流成分电流的模拟观测器。

2.将所述基本频率d、q电流作为反馈信号、提供基本频率d、q电压指令的基本频率d、q电流反馈控制装置。

3.将所述多个高频率d、q电流作为各自的反馈信号、提供多个高频率d、q电压指令的多个高频率d、q电流反馈装置。

4.将基本频率d、q电压指令和多个高频率d、q电压指令合成U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的电压指令合成装置。

另外，本发明的技术方案11具有以下所述的装置。

1.所述模拟观测装置、所述电压指令合成装置、所述基本频率d、q电流反馈控制装置是由多个处理器所构成。

另外，本发明的技术方案12具有以下所述的装置。

1.所述上位控制部20、所述第1电流指令发生器7、所述第1模拟观测器8、所述第1控制部10、所述第2控制部9和所述第1电压指令合成器11是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案13具有以下所述的装置。

1.所述上位控制部20、所述第2电流指令发生器15、所述第2模拟观测器12、所述第1控制部10、所述第2控制部9、所述第3控制部13和所述第2电压指令合成器14是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案14具有以下所述的装置。

1.所述第1减法器8a、所述第2减法器8c、所述第1模拟变换器8b和所述第2模拟变换器8d是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案15具有以下所述的装置。

1.所述第3减法器12a、所述第4减法器12b、所述第5减法器12c、所述第1模拟变换器8b、所述第2模拟变换器8d和所述第3模拟变换器12d是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案16具有以下所述的装置。

1.所述第3a位置变换器12d4、所述第3坐标变换器12d1、所述第3滤波器12d2和所述第3a逆坐标变换器12d3是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案17具有以下所述的装置。

1.所述第1a位置变换器8b4、所述第1坐标变换器8b1、所述第1滤波器8b2和所述第1a逆坐标变换器8b3是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案18具有以下所述的装置。

1.所述第2a位置变换器8d4、所述第2坐标变换器8d1、所述第2滤波器8d2和所述第2a逆坐标变换器8d3是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案19具有以下所述的装置。

1.所述第1b位置变换器11a、所述第2b位置变换器11b、所述第1b逆坐标变换器11c、所述第2b逆坐标变换器11d和所述第1加法器11e是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案20具有以下所述的装置。

1.所述第1b位置变换器11a、所述第2b位置变换器11b、所述第3b位置变换器14a、所述第1b逆坐标变换器11c、所述第2b逆坐标变换器11d、所述第3b逆坐标变换器14b和所述第2加法器14c是由独立的处理器所构成。

另外，本发明的技术方案21具有以下所述的装置。

1.事先将sin函数作成表格并保存在存储器内的装置。

2.在使用sin函数和cos函数的值时，不用直接计算，通过从所述存储器进行检索，就可以得到用于坐标变换运算的sin函数和cos函数的值。

在本发明的技术方案1中，通过由旋转测定部4、电流测定部5、上位控制部20、第1电流指令发生器7、第1模拟观测器8、第1控制部10、第2控制部9和第1电压指令合成器11构成电动机控制装置，就可以实现上述本发明的目的3。

在本发明的技术方案2中，通过由旋转测定部4、电流测定部5、上位控制部20、第2电流指令发生器15、第2模拟观测器12、第1控制部10、第2控制部9、第3控制部13和第2电压指令合成器14构成电动机控制装置，就可以实现上述本发明的目的2、3。

在本发明的技术方案3中，通过由第1减法器8a、第2减法器8c、第1模拟变换器8b和第2模拟变换器8d构成第1模拟观测器8，即使电动机的旋转速度发生变化，也可以正确地检测出各个d、q坐标的d、q轴电流，因而可以实现上述本发明的目的1、3。

在本发明的技术方案4中，通过由第3减法器12a、第4减法器12b、第5减法器12c、第1模拟变换器8b、第2模拟变换器8d和第3模拟变换器12d构成第2模拟观测器12，即使电动机的旋转速度发生变化，也可以正确地检测出各个d、q坐标的d、q轴电流，因而可以实现上述本发明的目的1、2、3。

在本发明的技术方案5中，通过由第3a位置变换器12d4、第3坐标变换器12d1、第3滤波器12d2和第3a逆坐标变换器12d3构成第3模拟变换器12d，在检测高次谐波电流的d、q轴直流电流时，就可以减少其他的高次谐波电流及观测噪声的不良影响，检测出更正确的d、q轴直流电流，因而在可以实现上述本发明的目的1、2、3的同时，可以得到更好的控制性能。

在本发明的技术方案6中，通过由第1a位置变换器8b4、第1坐标变换器8b1、第1滤波器8b2和第1a逆坐标变换器8b3构成第1模拟变换器8b，在检测高次谐波电流的d、q轴直流电流时，就可以减少其他的高次谐波电流及观测噪声的不良影响，检测出更正确的d、q轴直流电流，因而在可以实现上述本发明的目的1、2、3的同时，可以得到更好的控制性能。

在本发明的技术方案7中，通过由第2a位置变换器8d4、第2坐标变换器8d1、第2滤波器8d2和第2a逆坐标变换器8d3构成第2模拟变换器8d，在检测高次谐波电流的d、q轴直流电流时，就可以减少其他的高次谐波电流及观测噪声的不良影响，检测出更正确的d、q轴直流电流，因而在可以实现上述本发明的目的1、2、3的同时，可以得到更好的控制性能。

在本发明的技术方案8中，通过由第1b位置变换器11a、第2b位置变换器11b、第1b逆坐标变换器11c、第2b逆坐标变换器11d和第1加法器11e构成第1电压指令合成器11，就可以生成控制基本转矩成分和6f、24f等转矩脉动的电压指令，因而就可以实现上述本发明的目的1、3、5。

在本发明的技术方案9中，通过由第1b位置变换器11a、第2b位置变换器11b、第3b位置变换器14a、第1b逆坐标变换器11c、第2b逆坐标变换器11d、第3b逆坐标变换器14b和第2加法器14c构成第2压电指令合成器14，就可以同时生成控制基本转矩成分和6f、24f等转矩脉动的电压指令，因而就可以实现上述本发明的目的1、2、3、5、6。

在本发明的技术方案10中，通过具有将所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv和所述实际W相电流Iw分解为基本d、q旋转坐标的直流成分电流和多个高频率d、q旋转坐标的直流成分电流的模拟观测器，就可以分离所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv和所述实际W相电流Iw所包含的任意数的高次谐波成分电流，还有，通过具有将所述基本频率d、q电流作为反馈信号、提供基本频率d、q电压指令的基本频率d、q电流反馈控制装置、和将所述多个高频率d、q电流分别作为反馈信号、提供多个高频率d、q电压指令的多个高频率d、q电流反馈装置，就可以得到将所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv和所述实际W相电流Iw所包含的任意数的高次谐波成分电流控制在各个目标值内的各个电压指令，而且，通过具有将基本频率d、q电压指令和多个高频率d、q电压指令合成U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的电压指令合成装置，就可以得到将所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv和所述实际W相电流Iw所包含的任意数的高次谐波成分电流控制在各个目标值内的综合的电压指令，因而就可以在实现上述本发明的目的1、2、3、5、6的同时，可以更正确地驱动电动机，得到更好的控制性能。

在本发明的技术方案11中，通过由多个处理器构成所述模拟观测装置、所述电压指令合成装置和所述基本频率d、q电流反馈控制装置，还有，在本发明的技术方案12中，通过由独立的处理器构成所述上位控制部20、所述第1电流指令发生器7、所述第1模拟观测器8、所述第1控制部10、所述第2控制部9和所述第1电压指令合成器11；在本发明的技术方案13中，通过由独立的处理器构成所述上位控制部20、所述第2电流指令发生器15、所述第2模拟观测器12、所述第1控制部10、所述第2控制部9、所述第3控制部13和所述第2电压指令合成器14；在本发明的技术方案14中，通过由独立的处理器构成所述第1减法器8a、所述第2减法器8c、所述第1模拟变换器8b和所述第2模拟变换器8d；在本发明的技术方案15中，通过由独立的处理器构成所述第3减法器12a、所述第4减法器12b、所述第5减法器12c、所述第1模拟变换器8b、所述第2模拟变换器8d和所述第3模拟变换器12d；在本发明的技术方案16中，通过由独立的处理器构成所述第3a位置变换器12d4、所述第3坐标变换器12d1、所述第3滤波器12d2和所述第3a逆坐标变换器12d3；在本发明的技术方案17中，通过由独立的处理器构成所述第1a位置变换器8b4、所述第1坐标变换器8b1、所述第1滤波器8b2和所述第1a逆坐标变换器8b3；在本发明的技术方案18中，通过由独立的处理器构成所述第2a位置变换器8d4、所述第2坐标变换器8d1、所述第2滤波器8d2和所述第2a逆坐标变换器8d3；在本发明的技术方案19中，通过由独立的处理器构成所述第1b位置变换器11a、所述第2b位置变换器11b、所述第1b逆坐标变换器11c、所述第2b逆坐标变换器11d和所述第1加法器11e；还有，在本发明的技术方案20中，通过由独立的处理器构成所述第1b位置变换器11a、所述第2b位置变换器11b、所述第3b位置变换器14a、所述第1b逆坐标变换器11c、所述第2b逆坐标变换器11d、所述第3b逆坐标变换器14b和所述第2加法器14c，分别处理各动作的速度就可以变得更快，在分别具有技术方案1～9的作用的同时，可以实现上述本发明的目的4。

在本发明的技术方案21中，通过事先将sin函数作成表格并保存在存储器内、在使用sin函数和cos函数的值的坐标变换时，不用直接计算，从所述存储器中检索就可以得到所希望的的sin函数和cos函数的值，因而坐标变换的处理速度就会变得更快，在具有技术方案1～20的作用的同时，可以实现上述本发明的目的4。

如上述的那样，本发明可以达到下面的效果。

1.可以消除电动机所发生的6f、24f等转矩脉动。

2.可以同时消除电动机所发生的6f、24f等转矩脉动。

3.可以对应电动机的位置控制、速度控制和转矩控制的应用。

4.可以实现快速的控制。

5.可以控制电动机所发生的基本转矩及6f、24f等转矩脉动。

6.可以同时控制电动机所发生的基本转矩及6f、24f等转矩脉动。

7.在观测各d、q轴的直流电流成分时，可以减少观测噪声的不良影响。

8.可以独立地观测各d、q轴的直流电流成分。

9.可以独立地控制各d、q轴的直流电流成分。

10.在观测各d、q轴的直流电流成分时，可以容易地实现减少观测噪声的不良影响的滤波器的设定。

附图说明

图1为表示本发明的实施例1的框图。

图2为表示本发明的实施例2的框图。

图3为表示本发明的实施例3的框图。

图4为表示本发明的实施例4的框图。

图5为表示本发明的实施例5的框图。

图6为表示本发明的实施例6的框图。

图7为表示本发明的实施例7的框图。

图8为表示本发明的实施例8的框图。

图9为表示本发明的实施例9的框图。

图10为表示以往技术的框图。

具体实施方式

【实施例1】

下面，一边参照图1一边来说明本发明的实施例1。

图1所示的实施例1由以下部分所构成：

具有负载机械1、传送动力的传送机构2、通过所述传送机构2驱动所述负载机械1的电动机3、和根据U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref来供给驱动所述电动机3的电力的电源部6的机械系统21；

提供观测所述机械系统21的状态量、提供实际响应信号θ的旋转测定部4；

观测所述电源部6的状态量、提供实际U相电流Iu、实际V相电流Iv和实际W相电流Iw的电流测定部5；

提供转矩指令Tref和控制模式指令Km的上位控制部20；

根据所述转矩指令Tref和控制模式指令Km，提供第1d轴电流指令Idref1、第1q轴电流指令Iqref1、第2d轴电流指令Idref2和第2q轴电流指令Iqref2的第1电流指令发生器7；

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、第2d轴电流信号Id2和第2q轴电流信号Iq2的第1模拟观测器8；

根据所述第1d轴电流指令Idref1、所述第1q轴电流指令Iqref1、所述第1d轴电流信号Id1和所述第1q轴电流信号Iq1，提供第1d轴电压指令Vd1和第1q轴电压指令Vq1的第1控制部10；

根据所述第2d轴电流指令Idref2、所述第2q轴电流指令Iqref2、所述第2d轴电流信号Id2和第2q轴电流信号Iq2，提供第2d轴电压指令Vd2和第2q轴电压指令Vq2的第2控制部9；

根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1、所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2和实际响应信号θ，提供U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的第1电压指令合成器11。

机械系统21及电流测定部5和以往的装置相同。旋转测定部4测定编码器及线性标度等电机的位置和速度。

上位控制部20提供转矩指令Tref和控制模式指令Km。可以使用通常的电动机位置控制装置。

第1电流指令发生器7如下面那样生成第1d轴电流指令Idref1、第1q轴电流指令Iqref1、第2d轴电流指令Idref2和第2q轴电流指令Iqref2。

在没有控制模式指令Km的场合、或控制模式指令Km为0的场合下，生成：

Idref1＝0                               (1)

Iqref1＝Kt*Tref                         (2)

Idref2＝0                               (3)

Iqref2＝0                               (4)。

在控制模式指令Km为1的场合下，生成：

Idref1＝Kt*Tref                         (5)

Iqref1＝0                               (6)

Idref2＝0                               (7)

Iqref2＝0                               (8)。

其中，Kt为指令变换系数，根据电动机的磁通量值来设定。

第1模拟观测器8如下面那样生成第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、第2d轴电流信号Id2和第2q轴电流信号Iq2。

θe＝θ*P                               (9)

Id1＝2/3(cos(θe)*Iu+cos(θe+2/3)*Iv

+cos(θe-2/3)*Iw)                       (10)

Iq1＝2/3(sin(θe)*Iu+sin(θe+2π/3)*Iv

+sin(θe-2π/3)*Iw)                     (11)

Id2＝2/3(cos(k*θe)*Iu+cos(k*θe+2/3)*Iv

+cos(k*θe-2/3)*Iw)                     (12)

Iq2＝2/3(sin(k*θe)*Iu+sin(k*θe+2π/3)*Iv

+sin(k*θe-2π/3)*Iw)                       (13)

其中，P为电机的极数。k为设定系数，可以按照高次谐波的次数来设定。例如，在想控制6f高频率的场合下，将k设定为6。

第1控制部10如下面那样生成第1d轴电压指令Vd1和第1q轴电压指令Vq1。

Vd1＝kd1*(Idref1-Id1)                       (14)

Vq1＝kq1*(Iqref1-Iq1)                       (15)

其中，kd1、kq1为控制增益。

第2控制部9如下面那样生成第2d轴电压指令Vd2和第2q轴电压指令Vq2。

Vd2＝kd2*(Idref2-Id2)                       (16)

Vq2＝kq2*(Iqref2-Iq2)                       (17)

其中，kd2、kq2为控制增益，第1电压指令合成器11如下面那样进行(10)～(13)式的逆变换，生成U相电压指令Vuref和V相电压指令Vvref、W相电压指令Vwref。

Vuref＝cos(θe)*Vd1+sin(θe)*Vq1

+cos(k*θe)*Vd2+sin(k*θe)*Vq2              (18)

Vuref＝cos(θe+2π/3)*Vd1+sin(θe+2π/3)*Vq1

+cos(k*θe+2π/3)*Vd2+sin(k*θe+2π/3)*Vq2  (19)

Vwref＝cos(θe-2π/3)*Vd1+sin(θe-2π/3)*Vq1

+cos(k*θe-2π/3)*Vd2+sin(k*θe-2π/3)*Vq2  (20)

【实施例2】

下面，参照图2来说明本发明的实施例2。

图2所示的实施例2是由下列部分构成：

观测所述机械系统21的状态量，提供实际响应信号θ的旋转测定部4；

观测所述电源部6的状态量，提供实际U相电流Iu、实际V相电流Iv和实际W相电流Iw的电流测定部5；

提供转矩指令Tref和控制模式指令Km的上位控制部20；

根据所述转矩指令Tref和控制模式指令Km，提供第1d轴电流指令Idref、第1q轴电流指令Iqref1、第2d轴电流指令Idref2、第2q轴电流指令Iqref2、第3d轴电流指令Idref3和第3q轴电流指令Iqref3的第2电流指令发生器15；

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、第2d轴电流信号Id2、第2q轴电流信号Iq2、第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3的第2模拟观测器12；

根据所述第1d轴电流指令Idref1、所述第1q轴电流指令Iqref1、所述第1d轴电流信号Id1和所述第1q轴电流信号Iq1，提供第1d轴电压指令Vd1和第1q轴电压指令Vq1的第1控制部10；

根据所述第2d轴电流指令Idref2、所述第2q轴电流指令Iqref2、所述第2d轴电流信号Id2和所述第2q轴电流信号Iq2，提供第2d轴电压指令Vd2和第2q轴电压指令Vq2的第2控制部9；

根据所述第3d轴电流指令Idref3、所述第3q轴电流指令Iqref3、所述第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3，提供第3d轴电压指令Vd3和第3q轴电压指令Vq3的第3控制部13；

根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1、所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2、所述第3d轴电压指令Vd3、所述第3q轴电压指令Vq3和实际响应信号θ，提供U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的第2电压指令合成器14。

第2电流指令发生器15如下面那样生成第1d轴电流指令Idref1、第1q轴电流指令Iqref1、第2d轴电流指令Idref2、第2q轴电流指令Iqref2、第3d轴电流指令Idref3和第3q轴电流指令Iqref3。

在没有控制模式指令Km的场合、或控制模式指令Km为0的场合下，生成：

Idref1＝0                           (21)

Iqref1＝Kt*Tref                     (22)

Idref2＝0                           (23)

Iqref2＝0                           (24)

Idref3＝0                           (25)

Iqref3＝0                           (26)。

在控制模式指令Km为1的场合下，生成：

Idref1＝Kt*Tref                     (27)

Iqref1＝0                           (28)

Idref2＝0                           (29)

Iqref2＝0                           (30)

Idref3＝0                           (31)

Iqref3＝0                           (32)。

第2模拟观测器12如下面那样生成第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、第2d轴电流信号Id2、第2q轴电流信号Iq2、第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3。

θe＝θ*P                           (33)

Id1＝2/3(cos(θe)*Iu+cos(θe+2/3)*Iv

+cos(θe-2/3)*Iw)                   (34)

Iq1＝2/3(sin(θe)*Iu+sin(θe+2/3)*Iv

+sin(θe-2/3)*Iw)                   (35)

Id2＝2/3(cos(k1*θe)*Iu+cos(k1*θe+2/3)*Iv

+cos(k1*θe-2π/3)*Iw)              (36)

Iq2＝2/3(sin(k*θe)*Iu+sin(k1*θe+2/3)*Iv

+s in(k1*θe-2π/3)*Iw)             (37)

Id3＝2/3(cos(k2*θe)*Iu+cos(k2*θe+2/3)*Iv

+cos(k2*θe-2π/3)*Iw)              (38)

Iq3＝2/3(sin(k2*θe)*Iu+sin(k2*θe+2/3)*Iv

+sin(k2*θe-2π/3)*Iw)              (39)

其中，k1、k2为设定系数，可以按照想控制的高次谐波的次数来设定。例如，在控制6次、24次的高次谐波时，将k1设定为6、将k2设定为24。

第1控制部10如(14)、(15)式那样生成第1d轴电压指令Vd1和第1q轴电压指令Vq1。

第2控制部9如(16)、(17)式那样生成第2d轴电压指令Vd2和第2q轴电压指令Vq2。

第3控制部13如下面那样生成第3d轴电压指令Vd3和第3q轴电压指令Vq3。

Vd3＝kd3*(Idref3-Id3)                       (40)

Vq3＝kq3*(Iqref3-Iq3)                       (41)

其中，kd3、kq3为控制增益。

第2电压指令合成器14如下面那样生成U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref。

Vuref＝cos(θe)*Vd1+sin(θe)*Vq1

+cos(k1*θe)*Vd2+sin(k1*θe)*Vq2

+cos(k2*θe)*Vd3+sin(k2*θe)*Vq3            (42)

Vuref＝cos(θe+2π/3)*Vd1+sin(θe+2π/3)*Vq1

+cos(k1*θe+2π/3)*Vd2+sin(k1*θe+2π/3)*Vq2

+cos(k2*θe+2π/3)**Vd3+sin(k2*θe+2π/3)*Vq3(43)

Vwref＝cos(θe-2π/3)*Vd1+sin(θe-2π/3)*Vq1

+cos(k1*θe-2π/3)*Vd2+sin(k1*θe-2π/3)*Vq2

+cos(k2*θe-2π/3)*Vd3+sin(k2*θe-2π/3)*Vq3

                                            (44)

【实施例3】

下面，参照图3来说明本发明的实施例3。

在图3中，本发明的实施例3的第1模拟观测器8是由下列部分构成：

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b，提供U相第1a模拟电流Iu1a、V相第1a模拟电流Iv1a和W相第1a模拟电流Iw1a的第1减法器8a；

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b，提供U相第2a模拟电流Iu2a、V相第2a模拟电流Iv2a和W相第2a模拟电流Iw2a的第2减法器8c；

根据所述U相第1a模拟电流Iu1a、所述V相第1a模拟电流Iv1a、所述W相第1a模拟电流Iw1a和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b的第1模拟变换器8b；

根据所述U相第2a模拟电流Iu2a、所述V相第2a模拟电流Iv2a、W相第2a模拟电流Iw2a和所述实际响应信号θ，提供第2d轴电流信号Id2、第2q轴电流信号Iq2、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b的第2模拟变换器8d。

第1减法器8a进行以下的动作，生成Iu1a、Iv1a、Iw1a。

Iu1a＝Iu-Iu2b                            (45)

Iv1a＝Iv-Iv2b                            (46)

Iw1a＝Iw-Iw2b                            (47)

第2减法器8c进行以下的动作，生成Iu2a、Iv2a、Iw2a。

Iu2a＝Iu-Iu1b                            (48)

Iv2a＝Iv-Iv1b                            (49)

Iw2a＝Iw-Iw1b                            (50)

第2模拟变换器8d进行以下的动作，生成第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b。

Id1＝2/3(cos(θe)*Iu1a+cos(θe+2π/3)*Iv1a

+cos(θe-2π/3)*Iw1a)                    (51)

Iq1＝2/3(sin(θe)＊Iu1a+sin(θe+2/3)*Iv1a

+sin(θe-2π/3)*Iw1a)                    (52)

Iu1b＝Iu1a                            (53)

Iv1b＝Iv1a                            (54)

Iw1b＝Iw1a                            (55)

第2模拟变换器8d进行以下的动作，生成第2d轴电流信号Id2、第2q轴电流信号Iq2、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b。

Id2＝2/3(cos(k1*θe)*Iu2a+cos(k1*θe+2/3)*Iv2a

+cos(k1*θe-2π/3)*Iw2a)              (56)

Iq2＝2/3(sin(k1*θe)*Iu2a+sin((k1*θe+2/3)*Iv2a

+sin((k1*θe-2π/3)*Iw2a)             (57)

Iu2b＝Iu2a                            (58)

Iv2b＝Iv2a                            (59)

Iw2b＝Iw2a                            (60)

【实施例4】

下面，参照图4来说明本发明的实施例4。

在图4中，本发明的实施例4的第2模拟观测器12是由下列部分构成：

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b、W相第2b模拟电流Iw2b、U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b，提供U相第1a模拟电流Iu1a、V相第1a模拟电流Iv1a和W相第1a模拟电流Iw1a的第3减法器12a；

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b、W相第1b模拟电流Iw1b、U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b，提供U相第2a模拟电流Iu2a、V相第2a模拟电流Iv2a和、W相第2a模拟电流Iw2a的第4减法器12b；

根据所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv、所述实际W相电流Iw、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b、W相第2b模拟电流Iw2b、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b，提供U相第3a模拟电流Iu3a、V相第3a模拟电流Iv3a和W相第3a模拟电流Iw3a的第5减法器12c；

根据所述U相第1a模拟电流Iu1a、所述V相第1a模拟电流Iv1a、所述W相第1a模拟电流Iw1a和所述实际响应信号θ，提供第1d轴电流信号Id1、第1q轴电流信号Iq1、U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b的第1模拟变换器8b；

根据所述U相第2a模拟电流Iu2a、所述V相第2a模拟电流Iv2a、所述W相第2a模拟电流Iw2a和所述实际响应信号θ，提供第2d轴电流信号1d2、第2q轴电流信号Iq2、U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b的第2模拟变换器8d；

根据所述U相第3a模拟电流Iu3a、所述V相第3a模拟电流Iv3a、所述W相第3a模拟电流Iw3a和所述实际响应信号θ，提供第3d轴电流信号Id3、第3q轴电流信号Iq3、U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b的第3模拟变换器12d。

第3减法器12a进行以下的动作，生成Iu1a、Iv1a、Iw1a。

Iu1a＝Iu-Iu2b-Iu3b                         (61)

Iv1a＝Iv-Iv2b-Iv3b                         (62)

Iw1a＝Iw-Iw2b-Iw3b                         (63)

第4减法器12b进行以下的动作，生成Iu2a、Iv2a、Iw2a。

Iu2a＝Iu-Iu1b-Iu3b                         (64)

Iv2a＝Iv-Iv1b-Iv3b                         (65)

Iw2a＝Iw-Iw1b-Iw3b                         (66)

第5减法器12c进行以下的动作，生成Iu3a、Iv3a、Iw3a。

Iu3a＝Iu-Iu1b-Iu2b                         (67)

Iv3a＝Iv-Iv1b-Iv2b                         (68)

Iw3a＝Iw-Iw1b-Iw2b                         (69)

第3模拟变换器12d进行以下的动作，生成第3d轴电流信号Id3、第3q轴电流信号Iq3、U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b。

Id3＝2/3(cos(k2*θe)*Iu3a+cos(k2*θe+2/3)*Iv3a

+cos(k2*θe-2π/3)*Iw3a)                  (70)

Iq3＝2/3(sin(k2*θe)*Iu3a+sin((k2*θe+2/3)*Iv3a

+sin((k2*θe-2π/3)*Iw3a)                 (71)

Iu3b＝Iu3a                                (72)

Iv3b＝Iv3a                                (73)

Iw3b＝Iw3a                                (74)

【实施例5】

下面，参照图5来说明本发明的实施例5。

在图5中，本发明的实施例5的第3模拟变换器12d是由下列部分构成：

根据所述实际响应信号θ，提供第3模拟电位置信号θ3的第3a位置变换器12d4；

根据所述U相第3a模拟电流Iu3a、所述V相第3a模拟电流Iv3a、所述W相第3a模拟电流Iw3a和所述第3模拟电位置信号θ3，提供第3ad轴电流信号Id3a和第3aq轴电流信号Iq3a的第3坐标变换器12d1；

根据所述第3ad轴电流信号Id3a和所述第3aq轴电流信号Iq3a，提供第3d轴电流信号Id3和第3aq轴电流信号Iq3a的第3滤波器12d2；

根据所述第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3，提供U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b和W相第3b模拟电流Iw3b的第3a逆坐标变换器12d3。

第3a位置变换器12d4进行以下的动作，生成第3模拟电位置信号θ3。

θ3＝P*k2*θ+θ30                           (75)

其中，θ30是θ为0时k2次高次谐波电流相对d轴的电角度。即、θ30为与k2次高次谐波电流的d轴和基本波电流的d轴的初始相位差。

第3坐标变换器12d1进行以下的动作，生成第3ad轴电流信号Id3a和第3aq轴电流信号Iq3a。

Id3a＝2/3(cos(θ3)*Iu3a+cos(θ3+2/3)*Iv3a

+cos(θ3-2/3)*Iw3a)                         (76)

Iq3a＝2/3(sin(θ3)*Iu3a+sin(θ3+2/3)*Iv3a

+sin(θ3-2π/3)*Iw3a)                        (77)

第3滤波器12d2进行以下的动作，生成第3d轴电流信号Id3和第3q轴电流信号Iq3。

Id3＝Id3a/(T3*s+1)                           (78)

Iq3＝Iq3a/(T3*s+1)                           (79)

其中，s为微分运算符。T3为滤波器的时间常数。

第3a逆坐标变换器12d3进行以下的动作，生成U相第3b模拟电流Iu3b、V相第3b模拟电流Iv3b、W相第3b模拟电流Iw3b。

Iu3b＝cos(θ3)*Id3+sin(θ3)*Iq3              (80)

Iv3b＝cos(θ3+2π/3)*Id3+sin(θ3+2π/3)*Iq3  (81)

Iw3b＝cos(θ3-2π/3)*Id3+sin(θ3-2π/3)*Iq3  (82)

【实施例6】

下面，参照图6来说明本发明的实施例6。

在图6中，本发明的实施例6的第1模拟变换器8b是由下列部分构成：

根据所述实际响应信号θ，提供第1模拟电位置信号θ1的第1a位置变换器8b4；

根据所述U相第1a模拟电流Iu1a、所述V相第1a模拟电流Iv1a、所述W相第1a模拟电流Iw1a和所述第1模拟电位置信号θ1，提供第1ad轴电流信号Id1a和第1aq轴电流信号Iq1a的第1坐标变换器8b1；

根据所述第1ad轴电流信号Id1a和所述第1aq轴电流信号Iq1a，提供第1d轴电流信号Id1和第1q轴电流信号Iq1的第1滤波器8b2；

根据所述第1d轴电流信号Id1和所述第1q轴电流信号Iq1，提供U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b的第1a逆坐标变换器8b3。

第1a位置变换器8b4进行以下的动作，生成第1模拟电位置信号θ1。

θ1＝P*θ+θ10                                (83)

但是，θ10是θ为0时基本频率电流相对d轴的电角度。

第1坐标变换器8b1进行以下的动作，生成第1ad轴电流信号Id1a和第1aq轴电流信号Iq1a。

Id1a＝2/3(cos(θ1)*Iu1a+cos(θ1+2π/3)*Iv1a

+cos(θ1-2π/3)*Iw1a)                       (84)

Iq1a＝2/3(sin(θ1)*Iu1a+sin(θ1+2π/3)*Iv1a

+sin(θ1-2π/3)*Iw1a)                       (85)

第1滤波器8b2进行以下的动作，生成第1d轴电流信号Id1和第1q轴电流信号Iq1。

Id1＝Id1a/(T1*s+1)                          (86)

Iq1＝Iq1a/(T1*s+1)                          (87)

其中，T1为滤波器的时间常数。

第1a逆坐标变换器8b3进行以下的动作，生成U相第1b模拟电流Iu1b、V相第1b模拟电流Iv1b和W相第1b模拟电流Iw1b。

Iu1b＝cos(θ1)*Id1+sin(θ1)*Iq1             (88)

Iv1b＝cos(θ1+2π/3)*Id1+sin(θ1+2π/3)*Iq1 (89)

Iw1b＝cos(θ1-2π/3)*Id1+sin(θ1-2π/3)*Iq1 (90)

【实施例7】

下面，参照图7来说明本发明的实施例7。

在图7中，本发明的实施例7的第2模拟变换器8d是由下列部分构成：

根据所述实际响应信号θ，提供第1模拟电位置信号θ2的第2a位置变换器8d4；

根据所述U相第2a模拟电流Iu2a、所述V相第2a模拟电流Iv2a、所述W相第2a模拟电流Iw2a和所述第2模拟电位置信号θ2，提供第2ad轴电流信号Id2a和第2aq轴电流信号Iq2a的第2坐标变换器8d1；

根据所述第2ad轴电流信号Id2a和所述第2aq轴电流信号Iq2a，提供第2d轴电流信号Id2和第2aq轴电流信号Iq2的第2滤波器8d2；

根据所述第2d轴电流信号Id2和所述第2q轴电流信号Iq2，提供U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b的第2a逆坐标变换器8d3。

第2a位置变换器8d4进行以下的动作，生成第2模拟电位置信号θ2。

θ2＝P*k1*θ+θ20                           (91)

其中，θ20是θ为是0时k1次高次谐波电流相对d轴的电角度。

第2坐标变换器8d1进行以下的动作，生成第2ad轴电流信号Id2a和第2aq轴电流信号Iq2a。

Id2a＝2/3(cos(θ2)*Iu2a+cos(θ2+2π/3)*Iv2a

+cos(θ2-2π/3)*Iw2a)                          (92)

Iq2a＝2/3(sin(θ2)*Iu2a+sin(θ2+2π/3)*Iv2a

+sin(θ2-2π/3)*Iw2a)                          (93)

第2滤波器8d2进行以下的动作，生成第2d轴电流信号Id2和第2aq轴电流信号Iq2。

Id2＝Id2a/(T2*s+1)                             (94)

Iq2＝Iq2a/(T2*s+1)                             (95)

其中，T2为滤波器的时间常数。

第2a逆坐标变换器8d3进行以下的动作，生成U相第2b模拟电流Iu2b、V相第2b模拟电流Iv2b和W相第2b模拟电流Iw2b。

Iu2b＝cos(θ2)*Id2+sin(θ2)*Iq2                (96)

Iv2b＝cos(θ2+2π/3)*Id2+sin(θ1+2π/3)*Iq2    (97)

Iw2b＝cos(θ2-2π/3)*Id2+sin(θ2-2π/3)*Iq2    (98)

【实施例8】

下面，参照图8来说明本发明的实施例8。

在图8中，本发明的实施例8的第1电压指令合成器11是由下列部分构成：

根据所述实际响应信号θ，提供第1模拟电位置信号θ1的第1b位置变换器11a；

根据所述实际响应信号θ，提供第2模拟电位置信号θ2的第2b位置变换器11b；

根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1和所述第1模拟电位置信号θ1，提供U相第1模拟电压指令Vuref1、V相第1模拟电压指令Vvref1和W相第1模拟电压指令Vwref1的第1b逆坐标变换器11c；

根据所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2和所述第2模拟电位置信号θ2，提供U相第2模拟电压指令Vuref2、V相第2模拟电压指令Vvref2和W相第2模拟电压指令Vwref2的第2b逆坐标变换器11d；

根据所述U相第1模拟电压指令Vuref1、所述V相第1模拟电压指令Vvref1、所述W相第1模拟电压指令Vwref1、所述U相第2模拟电压指令Vuref2、所述V相第2模拟电压指令Vvref2和所述W相第2模拟电压指令Vwref2，提供U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的第1加法器11e。

第1b位置变换器11a进行(83)式的动作，生成第1模拟电位置信号θ1。

第2b位置变换器11b进行(91)式的动作，生成第2模拟电位置信号θ2。

第1b逆坐标变换器11c进行以下的动作，生成U相第1模拟电压指令Vuref1、V相第1模拟电压指令Vvref1和W相第1模拟电压指令Vwref1。

Vuref1＝cos(θ1)*Vd1+sin(θ1)*Vq1             (99)

Vvref1＝cos(θ1+2/3)*Vd1+sin(θ1+2/3)*Vq1     (100)

Vwref1＝cos(θ1-2/3)*Vd1+sin(θ1-2/3)*Vq1     (101)

第2b逆坐标变换器11d进行以下的动作，生成U相第2模拟电压指令Vuref2、V相第2模拟电压指令Vvref2和W相第2模拟电压指令Vwref2。

Vuref2＝cos(θ2)*Vd2+sin(θ2)*Vq2             (102)

Vvref2＝cos(θ2+2/3)*Vd2+sin(θ2+2/3)*Vq2     (103)

Vwref2＝cos(θ2-2/3)*Vd2+sin(θ2-2/3)*Vq2     (104)

第1加法器11e进行以下的动作，生成U相电压指令Vuref和V相电压指令Vvre f、W相电压指令Vwref。

Vuref＝Vuref1+Vuref2                          (105)

Vvref＝Vvref1+Vvref2                          (106)

Vwref＝Vwref1+Vwref2                          (107)

【实施例9】

下面，参照图9来说明本发明的实施例9。

在图9中，本发明的实施例9的第2电压指令合成器14是由下列部分构成：

根据所述实际响应信号θ，提供第1模拟电位置信号θ1的第1b位置变换器11a；

根据所述实际响应信号θ，提供第2模拟电位置信号θ2的第2b位置变换器11b；

根据所述实际响应信号θ，提供第3模拟电位置信号θ3的第3b位置变换器14a；

根据所述第1d轴电压指令Vd1、所述第1q轴电压指令Vq1和所述第1模拟电位置信号θ1，提供U相第1模拟电压指令Vuref1、V相第1模拟电压指令Vvref1和W相第1模拟电压指令Vwref1的第1b逆坐标变换器11c；

根据所述第2d轴电压指令Vd2、所述第2q轴电压指令Vq2和所述第2模拟电位置信号θ2，提供U相第2模拟电压指令Vuref2、V相第2模拟电压指令Vvref2和W相第2模拟电压指令Vwref2的第2b逆坐标变换器11d；

根据所述第3d轴电压指令Vd3、所述第3q轴电压指令Vq3和所述第3模拟电位置信号θ3，提供U相第3模拟电压指令Vuref3、V相第3模拟电压指令Vvref3和W相第3模拟电压指令Vwref3的第3b逆坐标变换器14b；

根据所述U相第1模拟电压指令Vuref1、所述V相第1模拟电压指令Vvref1、所述W相第1模拟电压指令Vwref1、所述U相第2模拟电压指令Vuref2、所述V相第2模拟电压指令Vvref2、所述W相第2模拟电压指令Vwref2、所述U相第3模拟电压指令Vuref3、所述V相第3模拟电压指令Vvref3和所述W相第3模拟电压指令Vwref3，提供U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref的第2加法器14c。

按照实施例8中所述的那样构成第1b位置变换器11a、第2b位置变换器11b、第1b逆坐标变换器11c和第2b逆坐标变换器11d即可。

第3b位置变换器14a进行(75)式的动作，生成第3模拟电位置信号θ3。

第3b逆坐标变换器14b进行以下的动作，生成U相第3模拟电压指令Vuref3、V相第3模拟电压指令Vvref3和W相第3模拟电压指令Vwref3。

Vuref3＝cos(θ3)*Vd3+sin(θ3)*Vq3               (108)

Vvref3＝cos(θ3+2π/3)*Vd3+sin(θ3+2π/3)*Vq3   (109)

Vwref3＝cos(θ3-2π/3)*Vd3+sin(θ3-2π/3)*Vq3   (110)

第2加法器14c进行以下的动作，生成U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref。

Vuref＝Vuref1+Vuref2+Vuref3                     (111)

Vvref＝Vvref1+Vvref2+Vvref3                     (112)

Vwref＝Vwref1+Vwref2+Vwref3                     (113)

【实施例10】

如果将图3和图4相比较的话就可以知道，在本发明的模拟观测器中，通过增加模拟变换器数和减法器数、各减法器的输入信号数，就可以容易地实现将所述实际U相电流Iu、所述实际V相电流Iv和所述实际W相电流Iw分解为任意数的高次谐波电流成分和基本频率电流成分。

例如，在想抑制N个高频率电流成分的场合下，参照图3和图4，将N-2个减法器和N-2个模拟变换器增加到图4中就可以。

另外，如果将图1和图2相比较的话就可以知道，在本发明中，通过增加控制部数，就可以容易地实现多个高频率d、q电流反馈。

例如，在想抑制N个高频率电流成分的场合下，参照图1和图2，将N-2个控制部增加到图2中就可以。

另外，如果将图8和图9相比较的话就可以知道，在本发明的电压指令合成器中，通过增加位置变换器数、逆坐标变换器数、加法器的输入信号数，就可以容易地实现将基本频率d、q电压指令和多个高频率d、q电压指令合成为U相电压指令Vuref、V相电压指令Vvref和W相电压指令Vwref。

例如，在想抑制N个高频率电流成分的场合下，参照图8和图9，将N-2个位置变换器和N-2个逆坐标变换器增加到图9内，将(N-2)*3的输入信号增加到加法器14c内就可以。

【实施例11】

可以容易地实现用独立的处理器、用硬件或软件来构成上述实施例的模拟观测器8或12、电压指令合成器11或14和基本频率d、q电流反馈控制装置10。

【实施例12】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的上位控制部20、第1电流指令发生器7、第1模拟观测器8、第1控制部10、第2控制部9和第1电压指令合成器11。

【实施例13】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的上位控制部20、第2电流指令发生器15、第2模拟观测器12、第1控制部10、第2控制部9、第3控制部13和第2电压指令合成器14。

【实施例14】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的第1减法器8a、第2减法器8c、第1模拟变换器8b和第2模拟变换器8d。

【实施例15】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的第3减法器12a、第4减法器12b、第5减法器12c、第1模拟变换器8b、第2模拟变换器8d和第3模拟变换器12d。

【实施例16】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的第3a位置变换器12d4、第3坐标变换器12d1、第3滤波器12d2和第3a逆坐标变换器12d3。

【实施例17】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的第1a位置变换器8b4、第1坐标变换器8b1、所述第1滤波器8b2和第1a逆坐标变换器8b3。

【实施例18】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的第2a位置变换器8d4、第2坐标变换器8d1、第2滤波器8d2和第2a逆坐标变换器8d3。

【实施例19】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的第1b位置变换器11a、第2b位置变换器11b、第1b逆坐标变换器11c、第2b逆坐标变换器11d和第1加法器11e。

【实施例20】

可以容易地实现用独立的处理器来构成上述实施例所示的第1b位置变换器11a、第2b位置变换器11b、第3b位置变换器14a、第1b逆坐标变换器11c、第2b逆坐标变换器11d、第3b逆坐标变换器14b和第2加法器14c。

【实施例21】

首先，存储装置如下面那样事先将sin函数作成表格并存入到存储器内。

SIN[i]＝sin(i*2*π/1000)                          (114)

其中，i为0～1000的整数。SIN〔i〕为存储器的第i个区域。

检索装置进行以下的动作。

θ1n＝θ1*1000％(2*π)                            (115)

其中，％为输出除法值的运算符。

接下来，进行下面的动作，算出对应sin(θ1)的存储器的地址。

j1＝int(θ1n)                                     (116)

其中，int()为取整数运算符。这样，从SIN(j1)读取sin(θ1)的值就可以。

在需要cos(θ1)时，进行如下的检索。首先，进行下面的动作。

θ1m＝(θ1+π/2)*1000％(2*π)                     (117)

接下来，进行下面的动作，算出对应sin(θ1+π/2)的存储器的地址。

j2＝int(θ1m)                                     (118)

还有，由于

cos(θ1)＝sin(θ1+π/2)，                         (119)

因而从SIN(j2)读取cos(θ1)的值就可以。

如上所述，本发明具有以下的效果。

1.可以消除电动机所发生的6f、24f等转矩脉动。

2.可以同时消除电动机所发生的6f、24f等转矩脉动。

3.可以对应电动机的位置控制、速度控制和转矩控制的应用。

4.可以实现快速的控制。

5.可以控制电动机所发生的基本转矩及6f、24f等转矩脉动。

6.可以同时控制电动机所发生的基本转矩及6f、24f等转矩脉动。

7.在观测各d、q轴的直流电流成分时，可以减少观测噪声的不良影响。

8.可以独立地观测各d、q轴的直流电流成分。

9.可以独立地控制各d、q轴的直流电流成分。

10.在观测各d、q轴的直流电流成分时，可以容易地实现减少观测噪声的不良影响的滤波器的设定。

Claims (20)

1.一种电动机控制装置，对于具有

负载机械(1)、

传送动力的传送机构(2)、

通过所述传送机构(2)驱动所述负载机械(1)的电动机(3)、和

根据U相电压指令(Vuref)、V相电压指令(Vvref)、W相电压指令(Vwref)，供给驱动所述电动机(3)的电力的电源部(6)

的机械系统(21)，

向所述电源部(6)供给U相电压指令(Vuref)、V相电压指令(Vvref)和W相电压指令(Vwref)，使所述机械系统(21)进行动作，

该电动机控制装置的特征在于，具有：

观测所述机械系统(21)的状态量，提供实际响应信号(θ)的旋转测定部(4)；

观测所述电源部(6)的状态量，提供实际U相电流(Iu)和实际V相电流(Iv)和实际W相电流(Iw)的电流测定部(5)；

根据所述实际响应信号(θ)，提供转矩指令(Tref)和控制模式指令(Km)的上位控制部(20)；

根据所述转矩指令(Tref)和控制模式指令(Km)，提供第1d轴电流指令(Idref1)、第1q轴电流指令(Iqref1)、第2d轴电流指令(Idref2)和第2q轴电流指令(Iqref2)的第1电流指令发生器(7)；

根据所述实际U相电流(Iu)、所述实际V相电流(Iv)、所述实际W相电流(Iw)和所述实际响应信号(θ)，提供第1d轴电流信号(Id1)、第1q轴电流信号(Iq1)、第2d轴电流信号(Id2)和第2q轴电流信号(Iq2)的第1模拟观测器(8)；

根据所述第1d轴电流指令(Idref1)、所述第1q轴电流指令(Iqref1)、所述第1d轴电流信号(Id1)和第1q轴电流信号(Iq1)，提供第1d轴电压指令(Vd1)和第1q轴电压指令(Vq1)的第1控制部(10)；

根据所述第2d轴电流指令(Idref2)、所述第2q轴电流指令(Iqref2)、所述第2d轴电流信号(Id2)和第2q轴电流信号(Iq2)，提供第2d轴电压指令(Vd2)和第2q轴电压指令(Vq2)的第2控制部(9)；以及

根据所述第1d轴电压指令(Vd1)、所述第1q轴电压指令(Vq1)、所述第2d轴电压指令(Vd2)、所述第2q轴电压指令(Vq2)和实际响应信号(θ)，提供U相电压指令(Vuref)和V相电压指令(Vvref)、W相电压指令(Vwref)的第1电压指令合成器(11)。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述第1模拟观测器(8)具有：

根据所述实际U相电流(Iu)、所述实际V相电流(Iv)、所述实际W相电流(Iw)、U相第2b模拟电流(Iu2b)、V相第2b模拟电流(Iv2b)和W相第2b模拟电流(Iw2b)，提供U相第1a模拟电流(Iu1a)、V相第1a模拟电流(Iv1a)和W相第1a模拟电流(Iw1a)的第1减法器8a；

根据所述U相第1a模拟电流(Iu1a)、所述V相第1a模拟电流(Iv1a)、所述W相第1a模拟电流(Iw1a)和所述实际响应信号(θ)，提供第1d轴电流信号(Id1)、第1q轴电流信号(Iq1)、U相第1b模拟电流(Iu1b)、V相第1b模拟电流(Iv1b)和W相第1b模拟电流(Iw1b)的第1模拟变换器(8b)；

根据所述实际U相电流(Iu)、所述实际V相电流(Iv)、所述实际W相电流(Iw)、所述U相第1b模拟电流(Iu1b)、所述V相第1b模拟电流(Iv1b)和所述W相第1b模拟电流(Iw1b)，提供U相第2a模拟电流(Iu2a)、V相第2a模拟电流(Iv2a)和W相第2a模拟电流(Iw2a)的第2减法器8c；以及

根据所述U相第2a模拟电流(Iu2a)、V相第2a模拟电流(Iv2a)、W相第2a模拟电流(Iw2a)和所述实际响应信号(θ)，提供第2d轴电流信号(Id2)、第2q轴电流信号(Iq2)、U相第2b模拟电流(Iu2b)、V相第2b模拟电流(Iv2b)和W相第2b模拟电流(Iw2b)的第2模拟变换器(8d)。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述第1电压指令合成器(11)具有：

根据所述实际响应信号(θ)，提供第1模拟电位置信号(θ1)的第1b位置变换器(11a)；

根据所述实际响应信号(θ)，提供第2模拟电位置信号(θ2)的第2b位置变换器(11b)；

根据所述第1d轴电压指令(Vd1)、所述第1q轴电压指令(Vq1)和所述第1模拟电位置信号(θ1)，提供U相第1模拟电压指令(Vuref1)、V相第1模拟电压指令(Vvref1)和W相第1模拟电压指令(Vwref1)的第1b逆坐标变换器11c；

根据所述第2d轴电压指令(Vd2)、所述第2q轴电压指令(Vq2)和所述第2模拟电位置信号(θ2)，提供U相第2模拟电压指令(Vuref2)、V相第2模拟电压指令(Vvref2)和W相第2模拟电压指令(Vwref2)的第2b逆坐标变换器(11d)；以及

根据所述U相第1模拟电压指令(Vuref1)、所述V相第1模拟电压指令(Vvref1)、所述W相第1模拟电压指令(Vwref1)、所述U相第2模拟电压指令(Vuref2)、所述V相第2模拟电压指令(Vvref2)和所述W相第2模拟电压指令(Vwref2)，提供U相电压指令(Vuref)、V相电压指令(Vvref)和W相电压指令(Vwref)的第1加法器(11e)。

4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述上位控制部(20)、所述第1电流指令发生器(7)、所述第1模拟观测器(8)、所述第1控制部(10)、所述第2控制部(9)和所述第1电压指令合成器(11)由独立的处理器构成。

5.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述第1模拟观测器(8)中，

所述第1减法器(8a)、所述第2减法器(8c)、所述第1模拟变换器(8b)和所述第2模拟变换器(8d)由独立的处理器构成。

6.根据权利要求3所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述第1电压指令合成器(11)中，

所述第1b位置变换器(11a)、所述第2b位置变换器(11b)、所述第1b逆坐标变换器(11c)、所述第2b逆坐标变换器(11d)和所述第1加法器(11e)由独立的处理器构成。

7.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，

事先将sin函数作成表格，保存到存储器内，

在使用sin函数和cos函数的值的坐标变换时，从所述存储器中检索角度，算出所述存储器的地址，从所述存储器读出sin函数的值，然后检测从所述角度偏离π/2的角度，算出所述存储器的地址，从所述存储器读出cos函数的值，采用这些sin函数及cos函数来操作所述第1模拟变换器、所述第2模拟变换器和所述第1电压指令合成器的坐标变换运算，控制所述电动机。

8.一种电动机控制装置，对于具有

负载机械(1)、

传送动力的传送机构(2)、

通过所述传送机构(2)驱动所述负载机械(1)的电动机(3)、和

根据U相电压指令(Vuref)、V相电压指令(Vvref)、W相电压指令(Vwref)，供给驱动所述电动机(3)的电力的电源部(6)

的机械系统(21)，

向所述电源部(6)供给U相电压指令(Vuref)、V相电压指令(Vvref)和W相电压指令(Vwref)，使所述机械系统(21)进行动作，

该电动机控制装置的特征在于，具有：

观测所述机械系统(21)的状态量，提供实际响应信号(θ)的旋转测定部(4)；

观测所述电源部(6)的状态量，提供实际U相电流(Iu)、实际V相电流(Iv)和实际W相电流(Iw)的电流测定部(5)；

根据所述实际响应信号(θ)，提供转矩指令(Tref)和控制模式指令(Km)的上位控制部(20)；

根据所述转矩指令(Tref)和控制模式指令(Km)，提供第1d轴电流指令(Idref1)、第1q轴电流指令(Iqref1)、第2d轴电流指令(Idref2)、第2q轴电流指令(Iqref2)、第3d轴电流指令(Idref3)和第3q轴电流指令(Iqref3)的第2电流指令发生器(15)；

根据所述实际U相电流(Iu)、所述实际V相电流(Iv)、所述实际W相电流(Iw)和所述实际响应信号(θ)，提供第1d轴电流信号(Id1)、第1q轴电流信号(Iq1)、第2d轴电流信号(Id2)、第2q轴电流信号(Iq2)、第3d轴电流信号(Id3)和第3q轴电流信号(Iq3)的第2模拟观测器(12)；

根据所述第1d轴电流指令(Idref1)、所述第1q轴电流指令(Iqref1)、所述第1d轴电流信号(Id1)和所述第1q轴电流信号(Iq1)，提供第1d轴电压指令(Vd1)和第1q轴电压指令(Vq1)的第1控制部(10)；

根据所述第2d轴电流指令(Idref2)、所述第2q轴电流指令(Iqref2)、所述第2d轴电流信号(Id2)和第2q轴电流信号(Iq2)，提供第2d轴电压指令(Vd2)和第2q轴电压指令(Vq2)的第2控制部(9)；

根据所述第3d轴电流指令(Idref3)、所述第3q轴电流指令(Iqref3)、所述第3d轴电流信号(Id3)和第3q轴电流信号(Iq3)，提供第3d轴电压指令(Vd2)和第3q轴电压指令(Vq3)的第3控制部(13)；以及

根据所述第1d轴电压指令(Vd1)、所述第1q轴电压指令(Vq1)、所述第2d轴电压指令(Vd2)、所述第2q轴电压指令(Vq2)、所述第3d轴电压指令(Vd3)、所述第3q轴电压指令(Vq3)和实际响应信号(θ)，提供U相电压指令(Vuref)、V相电压指令(Vvref)和W相电压指令(Vwref)的第2电压指令合成器(14)。

9.根据权利要求8所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述第2模拟观测器(12)具有：

根据所述实际U相电流(Iu)、所述实际V相电流(Iv)、所述实际W相电流(Iw)、U相第2b模拟电流(Iu2b)、V相第2b模拟电流(Iv2b)、W相第2b模拟电流(Iw2b)、U相第3b模拟电流(Iu3b)、V相第3b模拟电流(Iv3b)和W相第3b模拟电流(Iw3b)，提供U相第1a模拟电流(Iu1a)、V相第1a模拟电流(Iv1a)和W相第1a模拟电流(Iw1a)的第3减法器(12a)；

根据所述实际U相电流(Iu)、所述实际V相电流(Iv)、所述实际W相电流(Iw)、U相第1b模拟电流(Iu1b)、V相第1b模拟电流(Iv1b)、W相第1b模拟电流(Iw1b)、U相第3b模拟电流(Iu3b)、V相第3b模拟电流(Iv3b)和W相第3b模拟电流(Iw3b)，提供U相第2a模拟电流(Iu2a)、V相第2a模拟电流(Iv2a)和W相第2a模拟电流(Iw2a)的第4减法器(12b)；

根据所述实际U相电流(Iu)、所述实际V相电流(Iv)、所述实际W相电流(Iw)、U相第2b模拟电流(Iu2b)、V相第2b模拟电流(Iv2b)、W相第2b模拟电流(Iw2b)、U相第1b模拟电流(Iu1b)、V相第1b模拟电流(Iv1b)和W相第1b模拟电流(Iw1b)，提供U相第3a模拟电流(Iu3a)、V相第3a模拟电流(Iv3a)和W相第3a模拟电流(Iw3a)的第5减法器(12c)；

根据所述U相第1a模拟电流(Iu1a)、所述V相第1a模拟电流(Iv1a)、所述W相第1a模拟电流(Iw1a)和所述实际响应信号(θ)，提供第1d轴电流信号(Id1)、第1q轴电流信号(Iq1)、U相第1b模拟电流(Iu1b)、V相第1b模拟电流(Iv1b)和W相第1b模拟电流(Iw1b)的第1模拟变换器(8b)；

根据所述U相第2a模拟电流(Iu2a)、所述V相第2a模拟电流(Iv2a)、所述W相第2a模拟电流(Iw2a)和所述实际响应信号(θ)，提供第2d轴电流信号(Id2)、第2q轴电流信号(Iq2)、U相第2b模拟电流(Iu2b)、V相第2b模拟电流(Iv2b)和W相第2b模拟电流(Iw2b)的第2模拟变换器(8d)；以及

根据所述U相第3a模拟电流(Iu3a)、所述V相第3a模拟电流(Iv3a)、所述W相第3a模拟电流(Iw3a)和所述实际响应信号(θ)，提供第3d轴电流信号(Id3)、第3q轴电流信号(Iq3)、U相第3b模拟电流(Iu3b)、V相第3b模拟电流(Iv3b)和W相第3b模拟电流(Iw3b)的第3模拟变换器(12d)。

10.根据权利要求9所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述第3模拟变换器(12d)具有：

根据所述实际响应信号(θ)，提供第3模拟电位置信号(θ3)的第3a位置变换器(12d4)；

根据所述U相第3a模拟电流(Iu3a)、所述V相第3a模拟电流(Iv3a)、所述W相第3a模拟电流(Iw3a)和所述第3模拟电位置信号(θ3)，提供第3ad轴电流信号(Id3a)和第3aq轴电流信号(Iq3a)的第3坐标变换器(12d1)；

根据所述第3ad轴电流信号(Id3a)和第3aq轴电流信号(Iq3a)，提供第3d轴电流信号(Id3)和第3q轴电流信号(Iq3)的第3滤波器(12d2)；以及

根据所述第3d轴电流信号(Id3)和第3q轴电流信号(Iq3)，提供U相第3b模拟电流(Iu3b)、V相第3b模拟电流(Iv3b)和W相第3b模拟电流(Iw3b)的第3a逆坐标变换器(12d3)。

11.根据权利要求9所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述第1模拟变换器(8b)具有：

根据所述实际响应信号(θ)，提供第1模拟电位置信号(θ1)的第1a位置变换器(8b4)；

根据所述U相第1a模拟电流(Iu1a)、所述V相第1a模拟电流(Iv1a)、所述W相第1a模拟电流(Iw1a)和所述第1模拟电位置信号(θ1)，提供第1ad轴电流信号(Id1a)和第1aq轴电流信号(Iq1a)的第1坐标变换器(8b1)；

根据所述第1ad轴电流信号(Id1a)和所述第1aq轴电流信号(Iq1a)，提供第1d轴电流信号(Id1)和第1q轴电流信号(Iq1)的第1滤波器(8b2)；以及

根据所述第1d轴电流信号(Id1)和所述第1q轴电流信号(Iq1)，提供U相第1b模拟电流(Iu1b)、V相第1b模拟电流(Iv1b)和W相第1b模拟电流(Iw1b)的第1a逆坐标变换器(8b3)。

12.根据权利要求9所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述第2模拟变换器(8d)具有：

根据所述实际响应信号(θ)，提供第2模拟电位置信号(θ2)的第2a位置变换器(8d4)；

根据所述U相第2a模拟电流(Iu2a)、所述V相第2a模拟电流(Iv2a)、所述W相第2a模拟电流(Iw2a)和所述第2模拟电位置信号(θ2)，提供第2ad轴电流信号(Id2a)和第2aq轴电流信号(Iq2a)的第2坐标变换器(8d1)；

根据所述第2ad轴电流信号(Id2a)和所述第2aq轴电流信号(Iq2a)，提供第2d轴电流信号(Id2)和第2q轴电流信号(Iq2)的第2滤波器(8d2)；以及

根据所述第2d轴电流信号(Id2)和所述第2q轴电流信号(Iq2)，提供U相第2b模拟电流(Iu2b)、V相第2b模拟电流(Iv2b)和W相第2b模拟电流(Iw2b)的第2a逆坐标变换器(8d3)。

13.根据权利要求8所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述第2电压指令合成器(14)具有：

根据所述实际响应信号(θ)，提供第1模拟电位置信号(θ1)的第1b位置变换器(11a)；

根据所述实际响应信号(θ)，提供第2模拟电位置信号(θ2)的第2b位置变换器(11b)；

根据所述实际响应信号(θ)，提供第3模拟电位置信号(θ3)的第3b位置变换器(14a)；

根据所述第1d轴电压指令(Vd1)、所述第1q轴电压指令(Vq1)和所述第1模拟电位置信号(θ1)，提供U相第1模拟电压指令(Vuref1)、V相第1模拟电压指令(Vvref1)和W相第1模拟电压指令(Vwref1)的第1b逆坐标变换器(11c)；

根据所述第2d轴电压指令(Vd2)、所述第2q轴电压指令(Vq2)和所述第2模拟电位置信号(θ2)，提供U相第2模拟电压指令(Vuref2)、V相第2模拟电压指令(Vvref2)和W相第2模拟电压指令(Vwref2)的第2b逆坐标变换器(11d)；

根据所述第3d轴电压指令(Vd3)、所述第3q轴电压指令(Vq3)和所述第3模拟电位置信号(θ3)，提供U相第3模拟电压指令(Vuref3)、V相第3模拟电压指令(Vvref3)和W相第3模拟电压指令(Vwref3)的第3b逆坐标变换器(14b)；以及

根据所述U相第1模拟电压指令(Vuref1)、所述V相第1模拟电压指令(Vvref1)、所述W相第1模拟电压指令(Vwref1)、所述U相第2模拟电压指令(Vuref2)、所述V相第2模拟电压指令(Vvref2)、所述W相第2模拟电压指令(Vwref2)、所述U相第3模拟电压指令(Vuref3)、所述V相第3模拟电压指令(Vvref3)和所述W相第3模拟电压指令(Vwref3)，提供U相电压指令(Vuref)、V相电压指令(Vvref)和W相电压指令(Vwref)的第2加法器(14c)。

14.根据权利要求8所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述上位控制部(20)、所述第2电流指令发生器(15)、所述第2模拟观测器(12)、所述第1控制部(10)、所述第2控制部(9)、所述第3控制部(13)和所述第2电压指令合成器(14)由独立的处理器构成。

15.根据权利要求9所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述第2模拟观测器(12)中，

所述第3减法器(12a)、所述第4减法器(12b)、所述第5减法器(12c)、所述第1模拟变换器(8b)、所述第2模拟变换器(8d)和所述第3模拟变换器(12d)由独立的处理器构成。

16.根据权利要求10所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述第3模拟变换器(12d)中，

所述第3a位置变换器(12d4)、所述第3坐标变换器(12d1)、所述第3滤波器(12d2)和所述第3a逆坐标变换器(12d3)由独立的处理器构成。

17.根据权利要求11所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述第1模拟变换器(8b)中，

所述第1a位置变换器(8b4)、所述第1坐标变换器(8b1)、所述第1滤波器(8b2)和所述第1a逆坐标变换器(8b3)由独立的处理器构成。

18.根据权利要求12所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述第2模拟变换器(8d)中，

所述第2a位置变换器(8d4)、所述第2坐标变换器(8d1)、所述第2滤波器(8d2)和所述第2a逆坐标变换器(8d3)由独立的处理器构成。

19.根据权利要求13所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述第2电压指令合成器(14)中，

所述第1b位置变换器(11a)、所述第2b位置变换器(11b)、所述第3b位置变换器(14a)、所述第1b逆坐标变换器(11c)、所述第2b逆坐标变换器(11d)、所述第3b逆坐标变换器(14b)和所述第2加法器(14c)由独立的处理器构成。

20.根据权利要求9所述的电动机控制装置，其特征在于，

事先将sin函数作成表格，保存到存储器内，

在使用sin函数和cos函数的值的坐标变换时，从所述存储器中检索角度，算出所述存储器的地址，从所述存储器读出sin函数的值，然后检测从所述角度偏离π/2的角度，算出所述存储器的地址，从所述存储器读出cos函数的值，采用这些sin函数及cos函数来操作所述第1模拟变换器、所述第2模拟变换器、所述第3模拟变换器和所述第2电压指令合成器的坐标变换运算，控制所述电动机。

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