JP2007252036A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ及びその周辺の機械系から発生する振動を抑制し高速域まで応答させ、所望の慣性モーメントでモータを駆動させることができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】電動モータ１２０を、モータ駆動回路１３０を介して制御するモータ制御装置１０であって、電動モータ１２０の出力トルクを検出するトルク検出手段１１０と、トルク検出手段１１０の出力値に基づき、電動モータ１２０の駆動に伴う過渡及び／又は定常的な振動の抑制を行ない、モータ駆動回路１３０の遅れを補償し、電動モータ１２０を第１の目標トルク値に追従するように制御する第１の駆動トルク指令値をモータ駆動回路１３０に出力する第１の制御手段３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータの出力トルクを制御するモータ制御装置に関するものである。

従来、自動車のトランスミッションなどの駆動伝達系の実稼働試験は、実車の構成と同様にして供試体（トルクコンバータを介したトランスミッション）をエンジンに接続した試験装置により供試体の試験データを測定している。しかし、このような試験装置は、種類の異なる供試体へと変更するたびに、エンジン及び複雑なその周辺機器を供試体へ取り付けなければならないため、必要な機材などの準備や、組み付け作業に非常に多く手間を要していた。そのため、昨今では、エンジンよりも簡易な設備で所望の回転が得られる電動モータを用い、供試体に回転トルクを伝達させる試験装置により、供試体の試験データを測定している（例えば、特許文献１）。

しかし、このような電動モータを用いた試験装置は、電動モータ及びその周辺設備などの機械系の剛性が影響して捩れ振動などの共振が発生するため、機械系の共振周波数以上の高域の試験データの測定が困難であった。
また、駆動源となる電動モータの慣性モーメントとエンジンの慣性モーメントとが異なるので、供試体へ加わる影響も異なり、供試体の特性が試験装置の特性によって見たい現象が強調されたり、減少されたりすることがある。これにより、実車に供試体を搭載したときの試験データと、試験装置による試験データとの整合性が取り辛くなり、供試体の開発へも影響をもたらすことがある。

さらに、従来の電動モータの制御器は、電動モータの回転部をパルス式の回転速度計で測定して測定値をフィードバックし、制御器内で近似微分などの演算をして回転トルクへと変換している。そのため、パルス式の回転速度計の短所である低回転域の速度信号の精度の不安定性さや、近似微分の演算において、回転速度計の応答速度と制御器のサンプリング時間との関係（例えば、エイリアス現象）などが影響して制御精度が低下することがある。また、回転速度計で電動モータの正転又は反転の判別が困難であるので、制御器側に何らかの対応をとる必要があるなどの問題もある。
特開２００１−１６５２８２号公報

本発明の課題は、モータ及びその周辺の機械系から発生する振動を抑制し高速域まで応答させ、所望の慣性モーメントでモータを駆動させることができるモータ制御装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を括弧内に付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、電動モータ（１２０）を、モータ駆動回路（１３０）を介して制御するモータ制御装置（１０）であって、前記電動モータ（１２０）の出力トルクを検出するトルク検出手段（１１０）と、前記トルク検出手段（１１０）の出力値に基づき、前記電動モータ（１２０）の駆動に伴う過渡及び／又は定常的な振動の抑制を行ない、前記モータ駆動回路（１３０）の遅れを補償し、前記電動モータ（１２０）を第１の目標トルク値に追従するように制御する第１の駆動トルク指令値を前記モータ駆動回路（１３０）に出力する第１の制御手段（３０）とを備えるモータ制御装置（１０）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置（１０）において、前記第１の制御手段（３０）は、前記トルク検出手段（１１０）の出力値を時間微分する微分器（３１）と、前記第１の駆動トルク指令値から前記モータ駆動回路（１３０）の遅れ要素を予測演算させる遅れ補償器（３２）と、特定の周波数以下の信号を通過させる分波器（３３）とを有し、前記遅れ補償器（３２）の出力値及び前記トルク検出手段（１１０）の出力値の差分値を前記分波器（３３）に入力し、前記分波器（３３）の出力値、前記第１の目標トルク値、及び、前記微分器（３１）の出力値を加算した値を前記第１の駆動トルク指令値として出力することを特徴とするモータ制御装置（１０）である。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置（１０）において、前記トルク検出手段（１１０）の出力値に基づき、前記電動モータ（１２０）の駆動に伴う振動及び外乱の抑制を行ない、前記電動モータ（１２０）を第２の目標トルク値に追従するように制御する第２の駆動トルク指令値を出力する第２の制御手段（４０）を備え、前記第２の駆動トルク指令値は、前記第１の目標トルク値に置き換えて、前記第１の制御手段（３０）へ入力することを特徴とするモータ制御装置（１０）である。

請求項４の発明は、請求項３に記載のモータ制御装置（１０）において、前記第２の制御手段（４０）は、制御対象の閉ループ系の伝達特性からなるＨ∞制御器（４１）を有し、前記第２の目標トルク値及び前記トルク検出手段（１１０）の出力値の差分値を前記Ｈ∞制御器（４１）に入力し、前記第２の駆動トルク指令値を出力することを特徴とするモータ制御装置（１０）である。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載のモータ制御装置（１０）において、前記電動モータ（１２０）の慣性モーメントを補正する補正手段（５０）を備えることを特徴とするモータ制御装置（１０）である。

請求項６の発明は、請求項５に記載のモータ制御装置（１０）において、前記補正手段（５０）は、前記電動モータ（１２０）の慣性モーメント及び設定慣性モーメントの差分と前記電動モータ（１２０）の慣性モーメントとの比で決まる第１の補正値を有し、前記第１の制御手段（３０）の前記分波器（３３）の出力値に前記第１の補正値を乗算する第１の補正器（５１）と、前記設定慣性モーメント及び前記電動モータ（１２０）の慣性モーメントの比で決まる第２の補正値を有し、前記第１の制御手段（３０）から前記モータ駆動回路へ出力される前記第１の駆動トルク指令値を分岐し、分岐した第１の駆動トルク指令値に前記第２の補正値を乗算する第２の補正器（５２）と、前記第２の制御手段（４０）に入力する前記トルク検出手段（１１０）の出力値に前記第１の補正値を乗算する第３の補正器（５３）とを備え、前記第１の補正器（５１）の出力値は、前記第１の制御手段（３０）の前記分波器（３３）の出力値に置き換わり、前記第２の補正手段（５２）及び前記第３の補正手段（５３）の出力の加算値は、前記第２の制御手段（４０）に入力される前記トルク検出手段（１１０）の出力値に置き換わることを特徴とするモータ制御装置（１０）である。

請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータ制御装置（１０）において、前記電動モータ（１２０）は、交流電流で駆動する誘導電動モータであり、前記モータ駆動回路は、直流を交流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器を含むことを特徴とするモータ制御装置（１０）である。

請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータ制御装置（１０）において、前記トルク検出手段（１１０）は、前記電動モータ（１２０）のトルク伝達軸のひずみを検出するひずみゲージと、前記ひずみゲージの出力値からトルク演算値を演算し、出力するトルク演算器とを備えることを特徴とするモータ制御装置（１０）である。

以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）モータ制御装置は、トルク検出手段の出力値をフィードバックしているので、回転速度に依存しない制御を行なうことができ、低回転領域から高精度に電動モータを制御することができる。
（２）第１の制御手段は、微分器と遅れ補償器を備えているので、電動モータの過渡及び／又は定常的な振動を抑制し、また、モータ駆動回路の時間遅れを補償することでき、電動モータを第１の目標トルク値に追従して駆動させることができる。

（３）第２の制御手段は、Ｈ∞制御器を備え、第１の制御手段とともに電動モータを制御しているので、電動モータの駆動に伴う振動及び外乱の抑制を行ない、電動モータを第２の目標トルク値に追従して駆動させることができる。
（４）電動モータの慣性モーメントの補正手段を設けているので、電動モータの慣性モーメントとは異なる慣性モーメントで電動モータを駆動させることができる。
（５）トルク検出手段は、トルク演算器を備えており、ひずみゲージの出力値からトルク演算値を出力するので、フィードバック信号に電動モータのトルク伝達軸のひずみ量を用いることができる。

本発明は、モータの機構系から発生する振動を抑制し高速域まで応答させ、所望の慣性モーメントでモータを駆動させることができるモータ制御装置を提供するという目的を、モータ制御装置に、振動抑制効果をもつ第１の制御手段及び第２の制御手段を備え、また、慣性モーメントを設定できる補正手段を備えることにより実現する。

以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による実施例１の駆動系試験装置の制御系を示すブロック線図である。

駆動系試験装置１０は、図１に示すように、モータ制御器２０が試験機１００に接続された構成であり、自動車の駆動伝達系（トランスミッションなど）の試験を行なう装置である。
試験機１００は、トルク検出手段１１０、電動モータ１２０、モータ駆動回路１３０、及び、供試体１４０で構成されている。
トルク検出手段１１０は、電動モータ１２０の回転トルクを測定し、計測データをトルク検出値として出力するトルクフランジである。
電動モータ１２０は、交流電流を供給することで回転する回転モータであり、供試体１４０に回転トルクを伝達する。

モータ駆動回路１３０は、ＤＣ／ＡＣ変換器を含み、第１の制御手段３０から出力される駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｔｑの信号を交流の電流信号に変換し電動モータ１２０へ出力する回路である。
供試体１４０は、駆動系試験装置１０の試験対象である自動車の駆動伝達系であり、電動モータ１２０と接続されている。供試体１４０は、試験内容に応じて付け替えることができ、例えば、フライホイールや、トルクコンバータ介したトランスミッションなどである。

モータ制御器２０は、第１の制御手段３０及び第２の制御手段４０から構成されている試験機１００の駆動制御部である。
第１の制御手段３０は、微分器３１、遅れ補償器３２、及び、分波器３３から構成され、第２の制御手段３０の出力値ＨＩ＿ｏｕｔ及びトルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑを入力し、駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｔｑをモータ駆動回路１３０へ出力する。
微分器３１は、トルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑを微分演算し、所定のゲインをかけたものを出力する演算部であり、主に試験機１００のトルク検出手段１１０により検出される過渡及び／又は定常的な振動成分のピーク値（最大振幅）を減衰させることができる。

遅れ補償器３２は、モータ駆動回路１３０の時間遅れ要素を予測演算し駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｔｑを補償する演算部である。
分波器３３は、特定の周波数以下の信号だけを通過させる特性をもつローパスフィルタである。
第２の制御手段４０は、Ｈ∞制御器４１で構成され、目標トルク値Ｒｅｆ＿ｔｑと、トルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑとの差分をＨ∞制御器４１に入力し、Ｈ∞制御器４１の出力値ＨＩ＿ｏｕｔを第１の制御手段へ出力する。

Ｈ∞制御器４１は、駆動系試験装置１０の閉ループ系の伝達関数からなるＨ∞制御理論を用いた制御演算部であり、制御系のパラメータの調整部も含んでおり、主に装置の振動及び外乱を抑制させ、目標トルク値Ｒｅｆ＿ｔｑに追従させる制御を行なうことができる。また、閉ループ系の伝達関数から供試体１４０の運動モデルを除外することで、供試体１４０はモータ制御器２０の制御に影響されない固有運動モードを含んだ試験データを取得することができる。本実施例においては、供試体１４０がトランスミッション及びトルクコンバータのときは、トランスミッション固有の回転時の挙動を試験データとして測定するのが目的となるので、トランスミッションの伝達特性を上述した閉ループ系の伝達関数に含めないようにＨ∞制御器４１を設計する。これにより、電動モータ１２０は供試体１４０のトランスミッションを含まない制御系で回転トルクが制御され、トランスミッション固有の振動を抑制する制御は行なわれず、トランスミッションの挙動を試験データとして測定することができる。

次に、実施例１の駆動系試験装置１０についての制御方法について説明する。
モータ制御器２０は、図１に示すように、所望の駆動トルクが目標トルク値Ｒｅｆ＿ｔｑに設定されると、第２の制御手段４０で目標トルク値Ｒｅｆ＿ｔｑ及びトルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑとの差分をとり、その差分値をＨ∞制御器４１へ入力する。Ｈ∞制御器４１は、周波数に依存した制御ゲイン調整が可能であり、内包した制御系の伝達特性により予測できる機械振動及び外乱を抑制する制御信号を演算し、演算結果ＨＩ＿ｏｕｔを第１の制御手段３０へと入力する。

第１の制御手段３０は、トルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑを微分器２１で時間微分し、電動モータ１２０及びその周辺の機械構造体の過渡及び／又は定常的な振動を抑制する制御信号を演算する。また、モータ駆動回路１３０の時間遅れ成分を補償するために、駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｔｑを遅れ補償器２２に入力し、遅れ補償器２２の出力値とトルク検出手段の出力値Ａｃｔ＿ｔｑとの差分をとり、遅れによる補償値Ｏｂｓ＿ｏｕｔを出力し、更に、遅れによる補償値Ｏｂｓ＿ｏｕｔを分波器３３に入力することで高域ノイズなどの制御に必要のない周波数成分を除去し、演算結果ＬＰＦ＿ｏｕｔを出力する。最後に、Ｈ∞制御器４１の演算結果ＨＩ＿ｏｕｔ、微分器３１の演算結果Ｄｅｒ＿ｏｕｔ、及び、分波器３３の演算結果ＬＰＦ＿ｏｕｔを加算し、加算結果を駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｏｕｔとしてモータ駆動回路１３０へ出力する。

第１の制御手段３０から出力された駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｏｕｔは、モータ駆動回路１３０に入力され、駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｏｕｔに準じた指令電流を電動モータ１２０へ出力し、電動モータ１２０を駆動させ、供試体１４０を回転させる。

図４は、本実施例１の形態における実測結果を示す図である。実測結果は、供試体１４０にフライホイールを用いたときの駆動系試験装置１０の周波数応答図であり、入力である駆動指令Ｒｅｆ＿ｔｑに対し、出力であるトルク検出手段の出力値Ａｃｔ＿ｔｑが追従しているか否かを評価するグラフである。なお、図４の縦軸は、入出力比［ｄＢ］、横軸は、周波数［Ｈｚ］である。
また、同様にして、図５は、図３に示すように、第１の制御手段３０のみを使用したときの実測結果を示す図であり、図６は、モータ制御器２０を使用しないときの実測結果を示す図である。

モータ制御器２０を用いないときは、図６に示すように、電動モータ１２０は、約４５０Ｈｚで共振点を持ち、低域の周波数においても応答周波数としては約２００Ｈｚ程度であること示している。また、２００Ｈｚ以下の領域においては、入出力比が０ｄＢとなっておらず、駆動指令Ｒｅｆ＿ｔｑに対し、出力であるトルク検出手段の出力値Ａｃｔ＿ｔｑが追従しきれていないことを示している。

それに対し、図３に示すような第１の制御手段３０のみを使用して制御したときは、図５に示すように、約４５０Ｈｚの共振ピークが約２０ｄＢ減衰しており、振動抑制効果があることを示している。
更に、本実施例１にあるモータ制御器２０を使用して制御したときは、図４に示すように、電動モータ１２０は、約４５０Ｈｚの振動ピークをほぼ０ｄＢまで減衰させ、約６００Ｈｚまでの応答特性を示し、低域周波数から６００Ｈｚ近傍まで、縦軸は０ｄＢを示し、入力に対し出力が十分に追従していることを示している。

以上より、実施例１の駆動系試験装置１０には以下のような効果がある。
（１）駆動系試験装置１０は、トルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑをフィードバックしているので、回転速度に依存しない制御を行なうことができ、低回転領域から高精度に電動モータ１２０を制御することができる。
（２）第１の制御手段３０は、微分器３１と遅れ補償器３２を備えているので、電動モータ１２０の過渡及び／又は定常的な振動を抑制し、また、モータ駆動回路１３０の時間遅れを補償することができ、電動モータ１２０を目標トルク値Ｒｅｆ＿ｔｑに追従して駆動させることができる。
（３）第２の制御手段４０は、Ｈ∞制御器４１を備え、第１の制御手段３０とともに電動モータ１２０を制御しているので、電動モータ１２０の駆動に伴う振動及び外乱の抑制を行ない、電動モータ１２０を目標トルク値Ｒｅｆ＿ｔｑに追従して駆動させることができる。

図２は、本発明による実施例２の駆動系試験装置の制御系を示すブロック線図である。
なお、前述した実施例１と同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
実施例２の駆動系試験装置１０−２は、実施例１と同様に、自動車の駆動伝達系（トランスミッションなど）の試験を行なう装置であり、モータ制御器２０が試験機１００に接続された構成である。

モータ制御器２０は、第１の制御手段３０、第２の制御手段４０、及び、補正手段５０から構成されている試験機１００の駆動制御部である。
第１の制御手段３０は、微分器３１、遅れ補償器３２、分波器３３、及び、第１の補正器５１から構成され、第２の制御手段３０の出力値ＨＩ＿ｏｕｔ及びトルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑを入力し、駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｔｑをモータ駆動回路１３０へ出力する。
第２の制御手段４０は、Ｈ∞制御器４１で構成され、目標トルク値Ｒｅｆ＿ｔｑと、第２の補正手段５２の出力値Ｒｅｖ＿２及び第３の補正手段５３の出力値Ｒｅｖ＿３の加算値との差分をＨ∞制御器４１に入力し、Ｈ∞制御器４１の出力値ＨＩ＿ｏｕｔを第１の制御手段へ出力する。

補正手段５０は、第１の補正器５１、第２の補正器５２及び第３の補正器５３により構成され、電動モータ１２０を自己とは異なる慣性モーメントで駆動させるための慣性モーメントの補正演算部である。本実施例では、供試体１４０は、最終製品の状態（自動車に組み込まれた状態）においては、エンジンに接続され回転するので、駆動系試験装置１０で電動モータ１２０を使用する場合においても、エンジンを接続したときと同等の条件で供試体１４０を回転させる必要がある。そのために、補正手段５０は、エンジンと電動モータ１２０との回転部の慣性モーメントの差異による供試体１４０の応答特性（試験データ）の変化をなくすために、電動モータ１２０の慣性モーメントＪｍによる回転をエンジンの慣性モーメント（Ｊｔ）による回転となるように補正するために使用される。

第１の補正手段５１は、電動モータ１２０の慣性モーメントＪｍ及び設定慣性モーメントＪｔ（エンジンの慣性モーメント）の差分とＪｍとの比（Ｊｍ−Ｊｔ／Ｊｍ）を補正ゲインとした演算部である。
第２の補正手段５２は、ＪｔとＪｍとの比（Ｊｔ／Ｊｍ）を補正ゲインとした演算部である。
第３の補正手段５３は、第１の補正ゲイン５１と同様に、Ｊｍ及びＪｔの差分とＪｍとの比（Ｊｍ−Ｊｔ／Ｊｍ）を補正ゲインとした演算部である。
なお、設定慣性モーメントＪｔが０のとき、第１の補正手段５１及び第３の補正手段５３の補正ゲインは１となり、第２の補正手段５２の補正ゲインは０となり、図２は、図１のブロック線図と同等になる。

次に、実施例２の駆動系試験装置１０−２についての制御方法について説明する。なお、前述した実施例１と重複する制御方法の説明は適宜省略する。
設定慣性モーメントＪｔに所定の値、本実施例では、エンジンの慣性モーメントの値を設定する。第１の制御手段３０は、図２に示すように、遅れ補償器３２及び分波器３３の演算結果に慣性モーメントの補正を加えるために、第１の制御手段３０の分波器３３の後に第１の補正器５１を備える。第１の補正器５１の演算結果Ｒｅｖ＿１は、第２の制御手段４０の演算結果ＨＩ＿ｏｕｔ及び微分器３１の演算結果Ｄｅｒ＿ｏｕｔと加算され駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｏｕｔとなる。

また、モータ制御器２０は、第２の制御手段４０に慣性モーメントの補正を含めた制御を行なわせるために、第２の補正器５２に駆動トルク指令値Ｃｍｄ＿ｏｕｔの分岐信号を入力し、また、第３の補正器５３にトルク検出手段１１０の出力値Ａｃｔ＿ｔｑを入力する。続いて、第２の補正器５２及び第３の補正器５３の演算結果Ｒｅｖ＿２及びＲｅｖ＿３を加算して第２の制御手段４０へ入力する。
以上より、モータ制御器２０は、第１の補正器５１及び第２の補正器５２の演算結果の加算値Ｒｅｖ＿２＋Ｒｅｖ＿３をフィードバック値とし、第２の制御手段４０及び第１の補正器５１を含んだ第１の制御手段３０により制御演算するので、電動モータ１２０は設定慣性モーメントＪｔで駆動する。

続いて、実施例２の駆動系試験装置１０−２についての実測結果について説明する。
実施例２は、供試体１４０にトルクコンバータを介したトランスミッションを用いている。
図７は、本実施例２の形態における慣性モーメント補正の評価結果を示す図である。図７の評価結果は、実測した慣性モーメントと設定慣性モーメントＪｔとの比を評価したものであり、縦軸は、実測及び設定慣性モーメントの比（誤差率）［％］、横軸は、周波数［Ｈｚ］である。
また、図８は、本実施例２の形態における実測結果を示す図である。実測結果は、図４〜６と同様に、入力である駆動指令Ｒｅｆ＿ｔｑに対し、出力であるトルク検出手段の出力値Ａｃｔ＿ｔｑが追従しているか否かを評価する周波数応答図である。同様にして、図９は、モータ制御器２０を使用しないときの実測結果を示す図である。

補正手段５０は、図７に示すように、設定慣性モーメントＪｔに対し約４００Ｈｚまで±２０％以下の誤差率（Ｅｒｒｏｒ）で制御できており、設定慣性モーメントＪｔを０から０．０２、０．１と変更しても同等の誤差率で制御できていることを示している。
また、図８のＡ及び図９のＢの比較より、供試体１４０がトルクコンバータを介したトランスミッションであっても、実施例１の実測結果（図４〜６）と同様に、モータ制御器２０が試験機１００の共振などの振動を抑制し、高周波数領域まで制御でき、また、図８のＢ、Ｃのように、Ｊｔが変化しても周波数応答特性には変化がないことが示されている。

以上より、実施例２の駆動系試験装置１０−２には、前述した実施例１の効果に加え、以下のような効果がある。
（１）電動モータ１２０の慣性モーメントＪｍの補正手段５０を設けているので、電動モータ１２０の慣性モーメントＪｍとは異なる設定慣性モーメントＪｔで電動モータ１２０を駆動させることができる。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例１及び実施例２では、駆動系試験装置１０は、自動車の駆動伝達系の試験機１００であったが、それ以外に用いてもよい。例えば、加振器や電気自動車の駆動系に用いることも可能である。また、実施例１及び実施例２において、供試体１４０に対し加わる負荷要素として別途電動モータを設け、その電動モータの制御にモータ制御器２０の制御系を用いることも可能である。
（２）実施例１及び実施例２では、電動モータ１２０に誘導電動モータを用い、モータ駆動回路１３０にＤＣ／ＡＣ変換器を含んでいるが、電動モータ１２０にＤＣモータを用い、モータ駆動回路１３０にＤＣモータドライバを用いてもよい。
（３）実施例１及び実施例２では、トルク検出手段１１０にトルクフランジを用いたが、それ以外の測定器を用いてもよい。例えば、トルク検出手段１１０に、ひずみゲージ及びトルク演算器を用い、電動モータ１２０のトルク伝達軸のひずみをひずみゲージにて測定し、その出力値をトルク演算器にてトルク演算値へと変換し、出力することも可能であり、必要とする制御精度や、コストに応じて変更することができる。

本発明による実施例１の駆動系試験装置のブロック線図である。 本発明による実施例２の駆動系試験装置のブロック線図である。 本発明による第１の制御手段により構成された試験機のブロック線図である。 本発明による実施例１の駆動系試験装置の実測結果を示す図である。 本発明による第１の制御手段により構成された試験機の実測結果を示す図である。 本発明による実施例１のモータ制御器を用いないときの試験機の実測結果を示す図である。 本発明による実施例２の駆動系試験装置の慣性モーメント補正の評価結果を示す図である。 本発明による実施例２の駆動系試験装置の実測結果を示す図である。 本発明による実施例２のモータ制御器を用いないときの試験機の実測結果を示す図である。

符号の説明

１０ 駆動系試験装置
２０ モータ制御器
３０ 第１の制御手段
４０ 第２の制御手段
５０ 補正手段
１００ 試験機

Claims (8)

1. 電動モータを、モータ駆動回路を介して制御するモータ制御装置であって、
   前記電動モータの出力トルクを検出するトルク検出手段と、
   前記トルク検出手段の出力値に基づき、前記電動モータの駆動に伴う過渡及び／又は定常的な振動の抑制を行ない、前記モータ駆動回路の遅れを補償し、前記電動モータを第１の目標トルク値に追従するように制御する第１の駆動トルク指令値を前記モータ駆動回路に出力する第１の制御手段と、
   を備えるモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記第１の制御手段は、
   前記トルク検出手段の出力値を時間微分する微分器と、
   前記第１の駆動トルク指令値から前記モータ駆動回路の遅れ要素を予測演算させる遅れ補償器と、
   特定の周波数以下の信号を通過させる分波器とを有し、
   前記遅れ補償器の出力値及び前記トルク検出手段の出力値の差分値を前記分波器に入力し、前記分波器の出力値、前記第１の目標トルク値、及び、前記微分器の出力値を加算した値を前記第１の駆動トルク指令値として出力すること、
   を特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置において、
   前記トルク検出手段の出力値に基づき、前記電動モータの駆動に伴う振動及び外乱の抑制を行ない、前記電動モータを第２の目標トルク値に追従するように制御する第２の駆動トルク指令値を出力する第２の制御手段を備え、
   前記第２の駆動トルク指令値は、前記第１の目標トルク値に置き換えて、前記第１の制御手段へ入力すること、
   を特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項３に記載のモータ制御装置において、
   前記第２の制御手段は、制御対象の閉ループ系の伝達特性からなるＨ∞制御器を有し、前記第２の目標トルク値及び前記トルク検出手段の出力値の差分値を前記Ｈ∞制御器に入力し、前記第２の駆動トルク指令値を出力すること、
   を特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載のモータ制御装置において、
   前記電動モータの慣性モーメントを補正する補正手段を備えること、
   を特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項５に記載のモータ制御装置において、
   前記補正手段は、
   前記電動モータの慣性モーメント及び設定慣性モーメントの差分と前記電動モータの慣性モーメントとの比で決まる第１の補正値を有し、前記第１の制御手段の前記分波器の出力値に前記第１の補正値を乗算する第１の補正器と、
   前記設定慣性モーメント及び前記電動モータの慣性モーメントの比で決まる第２の補正値を有し、前記第１の制御手段から前記モータ駆動回路へ出力される前記第１の駆動トルク指令値を分岐し、分岐した第１の駆動トルク指令値に前記第２の補正値を乗算する第２の補正器と、
   前記第２の制御手段に入力する前記トルク検出手段の出力値に前記第１の補正値を乗算する第３の補正器とを備え、
   前記第１の補正器の出力値は、前記第１の制御手段の前記分波器の出力値に置き換わり、
   前記第２の補正手段及び前記第３の補正手段の出力の加算値は、前記第２の制御手段に入力される前記トルク検出手段の出力値に置き換わること、
   を特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
   前記電動モータは、交流電流で駆動する誘導電動モータであり、
   前記モータ駆動回路は、直流を交流に変換するＡＣ／ＤＣ変換器を含むこと、
   を特徴とするモータ制御装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のモータ制御装置において、
   前記トルク検出手段は、前記電動モータのトルク伝達軸のひずみを検出するひずみゲージと、
   前記ひずみゲージの出力値からトルク演算値を演算し、出力するトルク演算器とを備えること、
   を特徴とするモータ制御装置。
   
   

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