JP2008079477A - 電動機制御装置とその振動抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動機運転時に電動機に依存する振動を検出、または調整して検出し、振動を抑制するフィルタ値あるいは抑制指令を格納するとともに設定し、振動を抑制することができる電動機制御装置とその振動抑制方法を提供する。
【解決手段】 前記電動機の一定速運転中に、振動の発生あるいは抑制を判断する振動検出部１５と、前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段１６，１７，１８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーボモータ等で機械等を駆動する電動機制御装置に関し、特に、電動機（モータ）に依存する振動を抑える電動機制御装置とその振動抑制方法に関する。

従来の電動機制御装置は、電動機の速度を検出する速度検出器が設けられ、速度指令値と前記速度検出器からフィードバックされる検出速度とを用いて前記電動機を制御する本発明に係る電動機制御装置は、前記速度検出器の検出速度から前記電動機の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、前記速度検出器の検出速度と前記絶対位置検出手段で検出される絶対位置とに基づいて速度変動分を算出するフーリエ変換手段と、このフーリエ変換手段により算出される速度変動分を逆変換し、この逆変換された速度変動分を用いて前記速度検出器の検出速度の変動分を補償する速度補償手段とを設けた構成としている。（例えば、特許文献１参照）。

図５（ａ）は、従来の電動機制御装置の概略構成図である。図において、８は絶対位置検出手段、９はフーリエ変換手段（ＦＦＴ算出部）、１０は速度補償手段である。
この絶対位置検出部８は、電動機１の振れが生じている個所を見つけるために、速度検出器３の検出速度から絶対位置を検出する機能をもっている。ＦＦＴ算出部９は、速度検出器３から出力される検出速度を取り込んで高速フーリエ変換を実施し、絶対位置検出部８により検出される絶対位置に対し、検出速度の変動分がどのような周波数成分と振幅成分とを含んでいるかを算出する。速度補償部１０は、ＦＦＴ算出部９により算出される周波数成分および振幅成分に基づいて逆変換を実施し、検出速度の変動分とは全く逆の速度変動分を作成する機能をもっている。この逆変換によって作成された逆の速度変動分は補償演算要素１１に導かれ、ここで逆の速度変動分を用いて速度検出器３の検出速度に含まれる速度変動分を補償する。
このように、従来の電動機制御装置は、検出速度に含まれる速度変動分を周波数解析することにより、速度変動とは全く逆の速度変動の速度補償信号を作成し、この速度補償信号を用いて、検出速度に含まれる速度変動を相殺している。

図５（ｂ）は、他の実施例の従来の電動機制御装置の概略構成図である。図において、他の実施例として、速度検出器３の検出速度を偏差演算要素４に導くフィードバックラインに、フィルタ時定数換算部３２及びバンドパスフィルタ３１を設けている。
このフィルタ時定数換算部３２は、速度検出器３で検出された検出速度に応じてフィルタ時定数に換算し、この換算されたフィルタ時定数をバンドパスフィルタ３１に設定する。このバンドパスフィルタ３１は、フィルタ時定数換算部３２から設定されるフィルタ時定数に基づき、帯域周波数をシフトしながら、検出速度に応じた所定の帯域の周波数だけを通し、電動機１に振動の影響を与える周波数成分をカットし、偏差演算要素４に導くものである。
このように、他の実施例の従来の電動機制御装置は、検出速度に応じてフィルタ時定数を可変し、検出速度に含まれる異なる周波数であっても、検出速度に応じて異なる電動機１の振動周波数を低減し、ノッチフィルタの効果を出している。

また、他の従来の電動機制御装置として、モータ回転角度に応じてトルク脈動に相当するトルクをトルク指令にフィードバックするサーボモータ駆動装置において、前記トルク指令をＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析し、トルクリップル量と振動周波数を演算するＦＦＴ解析手段と、演算された振動周波数と速度指令とからモータ１回転あたりの振動数を演算し、前記トルクリップル量と前記モータ１回転あたりの振動数とからトルク脈動に相当するトルクを生成するパラメータを決定する手段と、この決定されたパラメータにより前記トルク脈動に相当するトルクを発生するリップル生成器とを備えているものもある（例えば、特許文献２参照）。

図６は、他の従来の電動機制御装置の概略構成図である。図において、８はリップル生成器、９はＦＦＴ解析手段、１０は内部パラメータ決定機構であり、トルクリップルの周波数とモータ角度を検出してトルクにフィードバックするまでの時間遅れを考慮して、位相を変更する機能とリップルの振幅を小さくする為の振幅の大きさを調整する機能を持っている。
このように、他の従来の電動機制御装置は、トルク指令値７に出てくるリップル成分を除去する為にモータ角度に同期してＳｉｎ波を生成し、Ｓｉｎ波形をモータの角度に同期させて発生させ、トルクにフィードバックさせるリップル生成器８に用いるパラメータＡ，Ｂ，αを順次決定して、トルクリップルを除去している。
特開２００４−０６４８３３号公報（第４−７頁、図１，１０） 特開２００１−１９７７６５号公報（第２−３頁、図１）

電動機を駆動する上で発生する振動は、電動機に依存するものと、電動機に締結された負荷（機械等）に依存するもの、とに分けることができる。電動機に依存する振動は、電動機自体の磁石取り付けや組立誤差等、エンコーダ自体の組立誤差等に起因よるコギング、あるいは、電動機の巻線のバラツキに依る誘起電圧に起因するリップル等がある。一方、電動機に締結された負荷（機械等）に依存する振動は、機械等の剛性、機械等への電動機の取り付け等に起因するリップル等がある。
これらの電動機に依存する振動と、電動機に締結された負荷（機械等）に依存する振動とを区別して抑制することができれば、それぞれの振動を個別に抑制する調整ができ、電動機およびエンコーダ等の機械等への取付け適用の幅が広がり（汎用性および柔軟性の向上）、また、電動機制御装置自体の汎用性の向上もできる。
また、これら振動の区別は、電動機に依存する振動は電動機の回転周期に依存する成分のみを抽出するものであるため、区別することができる。すなわち、電動機の回転周期に依存する成分は、ポールや巻線ピッチ、エンコーダ取付け等の偏心等に依存し、その回転数に応じた周波数は予め分かっているため、その抽出は容易にすることができるのである。

従来の電動機制御装置は、検出速度に含まれる速度変動分の周波数成分と振幅成分算出し、速度変動分とは全く逆の速度変動分を作成し、検出速度から逆の速度変動分を減算して補償するものであるため、速度変動分が電動機に依存するものか、電動機に締結された負荷（機械等）に依存するものか判別がつかないという問題があった。
また、他の実施例の従来の電動機制御装置は、バンドパスフィルタにより所定の帯域の周波数だけを通し、電動機に振動の影響を与える周波数成分をカットするものであるが、低速度ではバンドパスフィルタの周波数も低周波数となり制御周波数もカットするため、所望の制御応答性が得られないという問題があった。この場合、バンドパスフィルタにより速度検出を行うため、所定の速度分のみの周波数成分を通してそれ以外はカットするため、例えば、低速度では高周波数はカットされるため速度検出信号はきれいになる。しかしながら、高応答性を必要とするサーボ用途では、制御に必要な周波数成分もカットされてしまうため制御応答性に問題があるのである。
また、他の従来の電動機制御装置は、トルク指令をＦＦＴ解析し、トルク指令に含まれる振動成分の振幅および位相の補正パラメータの決定処理を繰り返し実施し、決定された補正パラメータに基づく補正トルク指令を、振動が抑制するようにトルク指令加算するので、トルク指令に含まれる振動成分が電動機に依存するものか、電動機に締結された負荷（機械等）に依存するものか判別がつかないという問題があった。また、電動機の運転中に振動が発生した場合、繰り返し実施する補正パラメータの決定処理の過程で、得られた振動周波数およびモータ速度、エンコーダパルス数等を入力する工程があるため、運転中に一連の補正パラメータの決定処理を行なうのが困難であり、振動を抑制する調整が困難という問題もあった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、電動機の運転中に、電動機に依存する振動のみを検出（抽出）、または調整して検出（抽出）し、振動を抑制するフィルタ値あるいは抑制指令を格納するとともに設定し、振動を抑制することができる電動機制御装置とその振動抑制方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、位置または速度指令と、位置検出器の検出値である電動機の現在位置とに基づいて前記電動機をフィードバック制御し、前記現在位置に基づいて算出された検出速度から速度変動分を算出し、前記速度変動分を補償する電動機制御装置において、前記電動機の一定速運転中に、振動の発生あるいは抑制を判断する振動検出部と、前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段と、を備えたものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明における前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記速度指令と前記検出速度との差である速度偏差信号を補正するものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記速度指令またはトルク指令を補正するものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記振動検出部が、前記検出速度の振幅と予め設定されたしきい値との比較に基づいて振動の発生あるいは抑制を判断するものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記検出速度を周波数解析し、特定の周波数成分のみの振動振幅および位相を抽出する周波数解析部と、前記振動振幅および前記位相に基づいたフィルタ設定値をもつフィルタ部であるものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明における前記フィルタ部が、前記検出速度に基づいて前記位相を可変させるものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明における前記フィルタ部が、前記位相を１／２程度ずらして前記フィルタ設定値とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記検出速度を周波数解析し、特定の周波数成分のみの振動振幅および位相を抽出する周波数解析部と、前記振動振幅および前記位相に基づいた振動抑制指令を生成し設定する抑制指令設定部であるものである。
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明における前記抑制指令設定部が、振動抑制指令が、前記振動振幅と、前記位相の９０度あるいは１８０度ずらした位相とに基づいて、前記振動抑制指令を生成されるものである。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項５または８に記載の発明における前記振動振幅および前記位相が、前記電動機に依存する振動成分のみのものである。
請求項１１に記載の発明は、位置または速度指令と、位置検出器の検出値である電動機の現在位置とに基づいて前記電動機をフィードバック制御し、前記現在位置に基づいて算出された検出速度から速度変動分を算出し、前記速度変動分を補償する電動機制御装置の振動抑制方法において、前記電動機を一定速度で運転し、前記検出速度の振幅に基づいて振動の発生を判断する、振動発生判断処理をし、前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制するのである。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明における前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、前記検出速度を周波数解析し、前記電動機に依存する振動成分のみの振動振幅および位相を抽出する、周波数解析処理をし、前記振動振幅および前記位相に基づいてフィルタを設定する、フィルタ設定処理をし、前記検出速度の振幅に基づいて振動の抑制を判断する、振動抑制判断処理をし、前記フィルタ設定値を格納する、フィルタ設定値格納処理をするのである。
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の発明における前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、前記検出速度を周波数解析し、前記電動機に依存する振動成分のみの振動振幅および位相を抽出する、周波数解析処理をし、前記振動振幅および前記位相に基づいて振動抑制指令を設定する、抑制指令設定処理をし、前記検出速度の振幅に基づいて振動の抑制を判断する、振動抑制判断処理をし、前記抑制指令設定値を格納する、抑制指令設定値格納処理をするのである。
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３に記載の発明における前記振動発生判断処理において振動の抑制がない場合、前記周波数解析処理と前記フィルタ設定処理と前記振動抑制判断処理とを繰り返して実施するのである。
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１１に記載の発明における前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、前記検出速度を監視し、前記検出速度の振動振幅および位相が小さくなるように、フィルタを調整する、フィルタ調整処理をし、前記フィルタ調整処理でのフィルタ設定最終値を格納する、フィルタ設定値格納処理をするのである。
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１１に記載の発明における前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、前記検出速度を監視し、前記検出速度の振動振幅および位相が小さくなるように、振動抑制指令を調整する、振動抑制指令調整処理をし、前記振動抑制指令調整処理での抑制指令設定最終値を格納する、抑制指令設定値格納処理をするのである。

請求項１乃至４、または、１１に記載の発明によると、電動機の運転中に、電動機に依存する振動のみを検出（抽出）、または調整して検出（抽出）し、振動を抑制することができる。また、電動機に締結された負荷（機械等）に依存する振動と区別して、電動機に依存する振動を抑制することができ、区別することにより、電動機およびエンコーダ等の機械等への取付け適用の幅が広がり（汎用性および柔軟性の向上）、また、電動機制御装置自体の汎用性の向上もできる。また、繰り返して振動を抑制または調整することができるため、電動機および機械等を含めたシステムの安定性、品質をも向上させることができる。
請求項５乃至７，１０，１２，１４，１５に記載の発明によると、更に、振動を抑制するフィルタ値を格納または設定でき、電動機制御装置の再起動時（電源を一旦オフして再度オンする）等、再度、同じフィルタ値を使用でき、フィードバック制御特性の高再現性やバラツキを少なくすることができる。
請求項８，９，１０，１３，１４，１６に記載の発明によると、更に、振動を抑制する抑制指令を格納または設定でき、電動機制御装置の再起動時（電源を一旦オフして再度オンする）等、再度、同じ抑制指令を使用でき、フィードバック制御特性の高再現性やバラツキを少なくすることができる。また、制振制御やフィルタ等を用いての振動抑制に比べ制御遅れがなく、速い振動抑制ができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１における電動機制御装置の概略構成図である。図において、１は電動機制御装置、２は電動機（モータ）、３はエンコーダ等の位置検出器、１１は位置または速度制御部、１２は電流制御部、１３はインバータ部、１４はＦＢ（フィードバック）信号処理部である。また、１５は振動検出部、１６は周波数解析部である。また、１７はフィルタ、１８はゲインである。なお、位置指令または速度指令を入力し、その指令とＦＢ信号処理部１４の出力である位置検出信号または速度検出信号に応じて電動機２を駆動する構成（電動機２、位置検出器３、位置または速度制御部１１、電流制御部１２、インバータ部１３、ＦＢ信号処理部１４）は、周知技術で得られる構成であるため詳細な説明は省略する。
本発明が従来技術と異なる部分は、振動検出部１５と周波数解析部１６を備えた部分であり、また、振動検出部１５と周波数解析部１６で実施する振動抑制方法である。

図２は、本発明の実施例１における振動抑制方法を示すフローチャートである。図において、本発明の実施例１における振動抑制方法を説明する。

（ステップ１）外部からの位置指令または速度指令、あるいは、予め設定された内部の位置指令または速度指令に基づいて電動機２を駆動し、その駆動状態が一定速であるか否かを確認する。電動機２の駆動状態が一定速であるか否かの確認は、例えば、ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視しておき、速度検出信号が予め設定された範囲内に予め設定された時間の間入った場合、電動機２の駆動状態が一定速であるとみなし、ステップ２に進む。一方、電動機２の駆動状態が一定速でない場合は一連の処理を終了し、必要に応じて電動機２の駆動状態が一定速であるかどうかの確認処理（ステップ１）から始める。

（ステップ２）振動検出部１５において振動の発生を確認する。振動が発生しているか否かの確認は、例えば、ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視しておき、速度検出信号の振幅（最大値と最小値との差）が予め設定された範囲以上である場合、振動が発生しているとみなし、ステップ３に進む。一方、振動が発生していない場合は一連の処理を終了し、必要に応じて電動機２の駆動状態が一定速であるかどうかの確認処理（ステップ１）から始める。

（ステップ３）周波数解析部１６において振動振幅とその位相を検出する。ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を周波数解析部１６に入力して周波数解析を行ない、速度検出信号の振幅とその位相を検出し、ステップ４に進む。なお、ここでの周波数解析および速度検出信号の振幅とその位相を検出する方法は、周知技術による方法を用いて実施する。
また、検出する振動振幅と位相は、ある特定の周波数のみを抽出する。これは、電動機に依存する振動のみを抽出するためである。この抽出において、電動機の回転周期に依存する成分、すなわち、ポールや巻線ピッチ、エンコーダ取付け等の偏心等に依存する成分は、その回転数に応じた周波数が予め分かっているため、その抽出は容易にすることができるのである。

（ステップ４）検出された振動振幅とその位相に基づいて、フィルタを設定する。フィルタは、例えば、振動周波数（位相）のバンドパスフィルタを用いて速度検出信号の振動成分を抽出し、その振動成分の振動周波数を１／２程度位相をずらした値を設定し、更に、その設定値にゲインを乗算する。そしてフィルタ１７とゲイン１８を通過した信号を、位置または速度制御部１１内の、速度指令と速度検出信号との偏差信号から減算（速度偏差信号を補正）し、ステップ５に進む。なお、ゲインは検出された振動振幅に応じて設定すればよい。また、フィルタは速度に依存するので、速度でフィルタの周波数を変化させる。

（ステップ５）振動検出部１５において振動の抑制を確認する。振動が抑制しているか否かの確認は、ステップ２における判断方法の逆であり、例えば、ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視しておき、速度検出信号の振幅（最大値と最小値との差）が予め設定された範囲未満である場合、振動が抑制しているとみなし、ステップ６に進む。一方、振動が抑制していない場合ステップ４に戻り、フィルタ設定処理における位相またはゲインを現在の設定値に対して上下させて設定値をずらす処理をし、振動が抑制されるまで繰り返す。

（ステップ６）振動が抑制するフィルタ設定値を、例えば、不揮発性メモリ等（図示しない）に格納し、一連の処理を終了する。

なお、図２における一連の処理は、電動機制御装置１に格納設定されたフィルタ設定においても振動が発生する場合に実施される処理であり、電動機制御装置１の電源投入時は、格納設定されたフィルタ設定に基づき電動機２の駆動を開始する。開始時のフィルタ設定は仮設定である場合もある。すなわち、開始後のＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視により振動が発生したと判断した場合、フィルタ設定を再設定する図２における一連の処理を実施するのである。

また、ステップ１での速度検出信号の予め設定された範囲または予め設定された時間、ステップ２での速度検出信号の振幅の予め設定された範囲は、電動機２に締結された負荷（機械等）の仕様に応じて設定されればよい。

また、ステップ３における周波数解析部１６の振動振幅とその位相を検出する処理は、一旦、振動の発生が最も小さくなるように振動振幅とその位相を調整した後、検出する処理に代えてもよい。すなわち、ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視しておき、振動振幅と位相を所定値だけずらしながら振動の発生が最も小さくなるように、ステップ４におけるフィルタ１７のフィルタ設定値を調整するのである。例えば、位相の調整において振動の発生が最も小さくなるフィルタの位相設定値を調整し、その後に、振動振幅の調整において振動の発生が最も小さくなるフィルタの振動振幅設定値を調整する。
この場合、振動の発生が最も小さくなるように振動振幅とその位相を調整における最終の調整値を、振動振幅とその位相の検出値とする。

図３は、本発明の実施例２における電動機制御装置の概略構成図である。図において、図１と同符号が付された構成は、同一の作用をするものであるため、詳細な説明は省略する。実施例１と異なる部分は、フィルタ１７とゲイン１８の代わりに、抑制指令設定部１９を備える点である。

図４は、本発明の実施例２における振動抑制方法を示すフローチャートである。図において、本発明の実施例２における振動抑制方法を説明する。なお、図２におけるステップと同一処理を実施するステップについては、詳細な説明は省略する。すなわち、（ステップ１１）は（ステップ１）と同一処理、（ステップ１２）は（ステップ２）と同一処理、（ステップ１３）は（ステップ３）と同一処理である。

（ステップ１４）検出された振動振幅とその位相に基づいて、振動を抑制する指令を生成し設定する。振動を抑制する指令は、例えば、検出された振動振幅と、その位相の９０度あるいは１８０度位相をずらした指令を生成し設定する。９０度位相をずらす場合は、完全に振動を抑制する（振動＝ゼロ）ことが目的ではなく、振動をある許容値以下に抑制するような場合であり、１８０度位相をずらす場合は、完全に振動を抑制する（振動＝ゼロ）ような場合である。そして振動を抑制する指令を、位置または速度制御部１１内の、速度指令またはトルク指令に加算（速度指令またはトルク指令を補正）し、ステップ１５に進む。

（ステップ１５）振動検出部１５において振動の抑制を確認する。振動が抑制しているか否かの確認は、ステップ１２における判断方法の逆であり、例えば、ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視しておき、速度検出信号の振幅（最大値と最小値との差）が予め設定された範囲未満である場合、振動が抑制しているとみなし、ステップ１６に進む。一方、振動が抑制していない場合ステップ１４に戻り、振動を抑制する指令を生成し設定する処理における位相または振動振幅を現在の設定値に対して上下させて設定値をずらす処理をし、振動が抑制されるまで繰り返す。

（ステップ１６）振動が抑制する抑制指令設定値を、例えば、不揮発性メモリ等（図示しない）に格納し、一連の処理を終了する。

なお、図４における一連の処理は、電動機制御装置１に格納設定された抑制指令設定においても振動が発生する場合に実施される処理であり、電動機制御装置１の電源投入時は、格納設定された抑制指令設定に基づき電動機２の駆動を開始する。開始時の抑制指令設定は仮設定である場合もある。すなわち、開始後のＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視により振動が発生したと判断した場合、抑制指令設定を再設定する図４における一連の処理を実施するのである。

また、ステップ１１での速度検出信号の予め設定された範囲または予め設定された時間、ステップ１２での速度検出信号の振幅の予め設定された範囲は、電動機２に締結された負荷（機械等）の仕様に応じて設定されればよい。

また、ステップ１３における周波数解析部１６の振動振幅とその位相を検出する処理は、一旦、振動の発生が最も小さくなるように振動振幅とその位相を調整した後、検出する処理に代えてもよい。すなわち、ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視しておき、振動振幅と位相を所定値だけずらしながら振動の発生が最も小さくなるように、ステップ１４における抑制指令設定部１９の抑制指令値を調整するのである。例えば、位相の調整において振動の発生が最も小さくなる抑制指令の位相設定値を調整し、その後に、振動振幅の調整において振動の発生が最も小さくなる抑制指令の振動振幅設定値を調整する。
この場合、振動の発生が最も小さくなるように振動振幅とその位相を調整における最終の調整値を、振動振幅とその位相の検出値とする。

また、ステップ１３における周波数解析部１６の振動振幅とその位相を検出する処理は、ＦＢ信号処理部１４の出力である速度検出信号を監視しておき、振動振幅は速度検出信号の最大値（山）と最小値（谷）との差から検出し、位相はある基準位置から速度検出信号の最大値（山）までの時間から検出する処理に代えてもよい。なお、ある基準位置は、例えば、モータ電気角位相の０度あるいは位置検出器３の原点にすれば、検出される位相θは、θ＝（９０度−基準位置の位相）で算出することができる。

このように、実施例１および実施例２では、電動機を運転中（一定速度）に、電動機に依存する振動の周波数成分のみを抽出するものであるので、発生している振動が電動機に依存するものか、電動機に締結された負荷（機械等）に依存するものかを判別することができ、比較的容易な構成および方法で電動機に依存する振動を抑制することができるのである。

本発明の実施例１における電動機制御装置の概略構成図である。 本発明の実施例１における振動抑制方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例２における電動機制御装置の概略構成図である。 本発明の実施例２における振動抑制方法を示すフローチャートである。 （ａ）従来の電動機制御装置の概略構成図、（ｂ）他の実施例の従来の電動機制御装置の概略構成図である。 他の従来の電動機制御装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 電動機制御装置
２ 電動機（モータ）
３ 位置検出器
１１ 位置または速度制御部
１２ 電流制御部
１３ インバータ部
１４ ＦＢ（フィードバック）信号処理部
１５ 振動検出部
１６ 周波数解析部
１７ フィルタ
１８ ゲイン

Claims (16)

1. 位置または速度指令と、位置検出器の検出値である電動機の現在位置とに基づいて前記電動機をフィードバック制御し、前記現在位置に基づいて算出された検出速度から速度変動分を算出し、前記速度変動分を補償する電動機制御装置において、
   前記電動機の一定速運転中に、振動の発生あるいは抑制を判断する振動検出部と、
   前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段と、を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
2. 前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記速度指令と前記検出速度との差である速度偏差信号を補正することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
3. 前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記速度指令またはトルク指令を補正することを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
4. 前記振動検出部が、前記検出速度の振幅と予め設定されたしきい値との比較に基づいて振動の発生あるいは抑制を判断するものであることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
5. 前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記検出速度を周波数解析し、特定の周波数成分のみの振動振幅および位相を抽出する周波数解析部と、
   前記振動振幅および前記位相に基づいたフィルタ設定値をもつフィルタ部であることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
6. 前記フィルタ部が、前記検出速度に基づいて前記位相を可変させることを特徴とする請求項５に記載の電動機制御装置。
7. 前記フィルタ部が、前記位相を１／２程度ずらして前記フィルタ設定値とすることを特徴とする請求項５に記載の電動機制御装置。
8. 前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制する手段が、前記検出速度を周波数解析し、特定の周波数成分のみの振動振幅および位相を抽出する周波数解析部と、
   前記振動振幅および前記位相に基づいた振動抑制指令を生成し設定する抑制指令設定部であることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
9. 前記抑制指令設定部が、振動抑制指令が、前記振動振幅と、前記位相の９０度あるいは１８０度ずらした位相とに基づいて、前記振動抑制指令を生成されるものであることを特徴とする請求項８に記載の電動機制御装置。
10. 前記振動振幅および前記位相が、前記電動機に依存する振動成分のみのものであることを特徴とする請求項５または８に記載の電動機制御装置。
11. 位置または速度指令と、位置検出器の検出値である電動機の現在位置とに基づいて前記電動機をフィードバック制御し、前記現在位置に基づいて算出された検出速度から速度変動分を算出し、前記速度変動分を補償する電動機制御装置の振動抑制方法において、
    前記電動機を一定速度で運転し、
    前記検出速度の振幅に基づいて振動の発生を判断する、振動発生判断処理をし、
    前記電動機に依存する振動成分のみを自動的に振動抑制することを特徴とする電動機制御装置の振動抑制方法。
12. 前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、
    前記検出速度を周波数解析し、前記電動機に依存する振動成分のみの振動振幅および位相を抽出する、周波数解析処理をし、
    前記振動振幅および前記位相に基づいてフィルタを設定する、フィルタ設定処理をし、
    前記検出速度の振幅に基づいて振動の抑制を判断する、振動抑制判断処理をし、
    前記フィルタ設定値を格納する、フィルタ設定値格納処理をすることを特徴とする請求項１１記載の電動機制御装置の振動抑制方法。
13. 前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、
    前記検出速度を周波数解析し、前記電動機に依存する振動成分のみの振動振幅および位相を抽出する、周波数解析処理をし、
    前記振動振幅および前記位相に基づいて振動抑制指令を設定する、抑制指令設定処理をし、
    前記検出速度の振幅に基づいて振動の抑制を判断する、振動抑制判断処理をし、
    前記抑制指令設定値を格納する、抑制指令設定値格納処理をすることを特徴とする請求項１１記載の電動機制御装置の振動抑制方法。
14. 前記振動発生判断処理において振動の抑制がない場合、
    前記周波数解析処理と前記フィルタ設定処理と前記振動抑制判断処理とを繰り返して実施することを特徴とする請求項１２または１３記載の電動機制御装置の振動抑制方法。
15. 前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、
    前記検出速度を監視し、前記検出速度の振動振幅および位相が小さくなるように、フィルタを調整する、フィルタ調整処理をし、
    前記フィルタ調整処理でのフィルタ設定最終値を格納する、フィルタ設定値格納処理をすることを特徴とする請求項１１記載の電動機制御装置の振動抑制方法。
16. 前記振動発生判断処理において振動の発生がある場合にのみ、
    前記検出速度を監視し、前記検出速度の振動振幅および位相が小さくなるように、振動抑制指令を調整する、振動抑制指令調整処理をし、
    前記振動抑制指令調整処理での抑制指令設定最終値を格納する、抑制指令設定値格納処理をすることを特徴とする請求項１１記載の電動機制御装置の振動抑制方法。

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