JP2017022933A - フィードバック制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の検出系統を切り替えて用いられるとともに、切り替え時における検出値の顕著な変化を防止または緩和できるフィードバック制御装置を提供すること。【解決手段】モータ制御装置１は、モータ２を制御する制御部（演算制御部３および電流制御部４）と、モータ２の電流Ｉｍを検出して制御部に戻す検出部（電流ループ５）と、を有する。電流ループ５は、第１検出系統１０および第２検出系統２０と、各系統の出力信号を合算する電流演算部３０と、を有する。各検出系統１０，２０はそれぞれ、モータ２の電流Ｉｍを検出するセンサ１１，２１と、各センサの検出電流値Ｉ１，Ｉ２に重み係数Ｒ１，Ｒ２を乗じて電流演算部３０に出力する重み調整部１２，２２と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、フィードバック制御装置に関し、各種機械装置のモータをフィードバック制御する制御装置に関する。

従来、各種機械装置の駆動源として電動モータが利用されている。なかでも、測定機や工作機械などでは、十分な駆動力を確保しつつ高精度な動作が要求される。
このような要求に対して、モータを制御する制御装置として、位置ループ、速度ループ、電流ループ（トルクループ）という３重の制御ループを備えたフィードバック制御装置が用いられている（特許文献１参照）

このうち、電流ループにおいては、フィードバック用の電流センサに性能的な制約を受けることがある。
例えば、微小電流を高精度に検出するセンサでは、微小電流から大電流にわたる幅広い検出範囲を確保することが難しい。逆に、大電流用のセンサでは、高精度な電流検出が難しい。
このような制約を解消するために、電流ループの電流検出系統を複数化するものが提案されている（特許文献２参照）。

特許文献２においては、大電流まで幅広く測定可能なセンサを用い、その出力を二系統に分け、一方の系統に増幅器を設ける。そして、大電流については、増幅器のない系統を通してセンサ出力をそのまま用いるとともに、微小電流については、増幅器でセンサ出力を増幅し、高精度を得るようにしている。

特開２０１３−２１８０４号公報 特開２０１４−１８３６０９号公報

前述した特許文献２のような複数の電流検出系統を切り替えて用いる場合、各系統の信号出力差が生じる可能性がある。
そして、各系統の信号出力差が生じた場合、複数の電流検出系統の切り替えによりフィードバックされる電流値が急激に変化するため、過大な電流が生じたり、電流ループが不安定化したりする、という問題が生じる。
従って、電流検出系統の切り替えに伴う出力差は最小限に抑えることが望ましい。

このような問題に対して、特許文献２では、各系統のセンサを等しいか共通とすることが望ましいとしている（特許文献２の段落０００７）。
しかし、特性の等しいセンサを選定したとしても、経年変化による相違が生じることがある。また、センサを共通化したとしても、増幅器の設定によって出力差を生じる可能性がある。

さらには、大電流用のセンサと微少電流用のセンサを使い分けたい場合がある。
このような異なるセンサに対しては、各々の出力差を解消するために、各々の出力に調整用のアンプを設けることも考えられる。
しかし、このような対処を行っても、各々の調整用アンプの経年変化の可能性もあり、検出系統の切り替え時における検出値の顕著な変化を防止または緩和できる構成が求められていた。

このような問題は、電流ループのフィードバックに限らず、速度ループや位置ループにおけるフィードバックについても問題となる。なかでも、電流ループにおいては、過大な電流の発生が回路や配線において重大な問題になっている

本発明の目的は、複数の検出系統を切り替えて用いられるとともに、切り替え時における検出値の顕著な変化を防止または緩和できるフィードバック制御装置を提供することにある。

本発明のフィードバック制御装置は、モータを制御する制御部と、前記モータの動作状態を検出して前記制御部に戻す検出部と、を有するフィードバック制御装置であって、前記検出部は、複数の検出系統と、前記検出系統の出力信号を合算する演算部と、を有し、前記検出系統はそれぞれ、前記モータの動作状態を検出するセンサと、前記センサの出力信号に重み係数を乗じて前記演算部に出力する調整部と、を有することを特徴とする。

このような本発明では、複数の検出系統により、各々のセンサの特性の使い分けが可能となる。
例えば、電流ループにおいて、いずれかの電流センサを検出精度が高いが検出範囲が狭いものとし、他の電流センサを検出範囲が広いが検出精度が低いものとしておき、微小電流については高精度なセンサを有する検出系統を適用し、大電流については検出範囲が広いセンサを有する検出系統を適用して、電流値に応じたフィードバック制御を行うことができる。

この際、複数の検出系統の信号出力は、各々の調整部において重み係数を乗じて絞られたうえ、演算部で合算される。つまり、各々の重み係数を操作することにより、複数の検出系統の信号出力を所定比率でミキシングすることができる。
具体的には、２つの検出系統の重み係数を、各々が０〜１の間であって合計が１となるように、例えば０．３＋０．７＝１となるように設定することで、比率３：７でミキシングすることができる。そして、一方の系統を０〜１に漸増させ、他方の系統を１〜０へと漸減させることで、検出部としての出力信号を、一方の検出系統の出力信号から、他の検出系統の出力信号へと、滑らかに移行するように切り替えることができる。
これにより、複数の検出系統を有する検出部であっても、一時に切り替えるのではなく、漸次移行させることができ、検出値の顕著な変化を防止または緩和することができる。

本発明のフィードバック制御装置において、前記調整部はそれぞれ、前記センサのうちいずれかの出力信号を共通の基準信号とし、予め設定された下限値から上限値まで前記基準信号が変化した際に前記重み係数が漸増または漸減するように前記重み係数を設定することが望ましい。

このような本発明では、複数の検出系統の各々において、いずれかの系統のセンサの出力信号を共通の基準信号とするため、各々の重み係数の相関（例えば合計が１になるように設定すること）を確実かつ容易にできる。
また、共通の基準信号について下限値および上限値を設定することで、各系統の切り替え挙動を自由に設定することができる。例えば、狭い範囲として比較的急に切り替えたり、広い範囲として複数系統が並行する状態を長くとったり、などの設定を行うことができる。

本発明のフィードバック制御装置において、前記検出系統として第１検出系統および第２検出系統を有し、前記第１検出系統は第１センサを有し、前記第１センサは他の前記検出系統の前記センサよりも検出精度が高く、前記第２検出系統は第２センサを有し、前記第２センサは他の前記検出系統の前記センサよりも検出範囲が広く、前記第１検出系統の前記調整部および前記第２検出系統の前記調整部は、ともに前記第２センサの出力信号を基準信号として前記重み係数を設定することが望ましい。

このような本発明では、モータの動作状態の変動が小さく、動作状態を高分解能に検出することが必要な場合には、第１検出系統で高精度な検出を行うとともに、モータの動作状態の変動が大きく、高い分解能を必要としない場合には、第２検出系統で広範囲な検出に対応することができる。
さらに、基準信号として、検出範囲が広い第２センサの出力信号を用いるので、モータの動作状態の全範囲をカバーすることができ、各系統の切り替えを確実に行うことができる。

本発明のフィードバック制御装置において、前記検出部は電流検出部であり、前記第１センサは検出精度が比較的高い電流センサであり、前記第２センサは検出範囲が比較的広い電流センサであることが望ましい。

このような本発明では、前述した複数の検出系統の漸次的な切り替え動作を、電流フィードバック制御に適用することができる。電流ループにおいては、過大な電流の発生が回路や配線において重大な問題になるが、本発明により、このような過大な電流を防止することができる。

本発明によれば、複数の検出系統を切り替えて用いられるとともに、切り替え時における検出値の顕著な変化を防止または緩和することができる。

本発明の第１実施形態の制御回路を示すブロック図。 前記第１実施形態における第１の重み係数Ｒ１を示すグラフ。 前記第１実施形態における第２の重み係数Ｒ２を示すグラフ。 第１および第２の検出電流値Ｉ１，Ｉ２を示すグラフ。 スイッチ動作を行った際の検出電流値Ｉｆを示すグラフ。 重み調整動作を行った際の検出電流値Ｉｆを示すグラフ。 本発明の第２実施形態の制御回路を示すブロック図。 本発明の第３実施形態における重み係数Ｒ１，Ｒ２を示すグラフ。 本発明の第４実施形態における重み係数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を示すグラフ。

〔第１実施形態〕
図１には、本発明の第１実施形態であるモータ制御装置１の制御回路が示されている。
モータ制御装置１は、例えば三次元測定機の各軸移動機構に設置されるモータ２を制御するものであり、外部の動作指令装置から入力される指令信号ＣＳに基づいてフィードバック制御を行うものである。
このために、モータ制御装置１は、モータ２を制御する制御部（演算制御部３および電流制御部４）を有するとともに、電流ループ５の外側に速度ループ６および位置ループ７を有する３重のフィードバック制御系で構成される。

演算制御部３は、指令信号ＣＳに基づいて、電流指令値Ｉｃを出力する。
電流制御部４は、電流指令値Ｉｃに基づいて、モータ２に駆動電流Ｉｒを供給する。
モータ２が駆動電流Ｉｒにより駆動されると、モータ２の現在の電流Ｉｍが電流ループ５により検出され、検出電流値Ｉｆとして演算制御部３へフィードバックされる。

モータ２により移動機構が動作すると、移動機構における現在の速度Ｖｍが速度ループ６により検出され、検出速度Ｖｆとして演算制御部３へフィードバックされる。
また、移動機構における現在の位置Ｐｍが位置ループ７により検出され、検出位置Ｐｆとして演算制御部３へフィードバックされる。

電流ループ５は、本発明に基づく複数の検出系統を有するものとされ、第１検出系統１０および第２検出系統２０を有するとともに、各系統１０，２０の出力信号を合算する電流演算部３０を有する。
そして、各検出系統１０，２０はそれぞれ、モータ２の電流Ｉｍを検出するセンサ１１，２１と、各センサからの検出電流値Ｉ１，Ｉ２に重み係数Ｒ１，Ｒ２を乗じて電流演算部３０に出力する重み調整部１２，２２と、を有する。

すなわち、第１検出系統１０においては、第１センサ１１が、モータ２の電流Ｉｍを検出し、検出電流値Ｉ１を出力する。そして、第１重み調整部１２が、検出電流値Ｉ１に重み係数Ｒ１を乗じ、得られる信号Ｉ１・Ｒ１が電流演算部３０に出力される。
同様に、第２検出系統２０においては、第２センサ２１が、モータ２の電流Ｉｍを検出し、検出電流値Ｉ２を出力する。そして、第２重み調整部２２が、検出電流値Ｉ２に重み係数Ｒ２を乗じ、得られる信号Ｉ２・Ｒ２が電流演算部３０に出力される。

電流演算部３０は、第１検出系統１０からの出力信号Ｉ１・Ｒ１と第２検出系統２０からの信号Ｉ２・Ｒ２とを合算し、検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１・Ｒ１＋Ｉ２・Ｒ２を演算制御部３に返す。

本実施形態において、第１検出系統１０の第１センサ１１には、電流の検出範囲が狭いが検出精度が高い高精度電流センサが用いられている。
また、第２検出系統２０の第２センサ２１には、電流の検出範囲が広いが検出精度が低い広範囲電流センサが用いられている。
そして、これらの第１検出系統１０および第２検出系統２０の漸次的な切り替えを行うために、第１重み調整部１２および第２重み調整部２２には、図２および図３に示す特性の重み係数Ｒ１，Ｒ２が設定されている。

ここで、第１重み調整部１２および第２重み調整部２２においては、広範囲電流センサである第２センサ２１の検出電流値Ｉ２が共通の基準信号とされ、さらに各系統１０，２０を切り替える動作範囲を規定するために、基準信号に対する下限値Ｉｃｓおよび上限値Ｉｃｅが予め設定されている。

図２において、第１重み調整部１２の重み係数Ｒ１は、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ未満のとき、重み係数Ｒ１＝１で一定、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ以上で上限値Ｉｃｅ未満の範囲では、重み係数Ｒ１＝１−（Ｉ２−Ｉｃｓ）／（Ｉｃｅ−Ｉｃｓ）で表される単純減少、検出電流値Ｉ２が上限値Ｉｃｅ以上のとき、重み係数Ｒ１＝０で一定、となる。

図３において、第２重み調整部２２の重み係数Ｒ２は、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ未満のとき、重み係数Ｒ２＝０で一定、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ以上で上限値Ｉｃｅ未満の範囲では、重み係数Ｒ２＝（Ｉ２−Ｉｃｓ）／（Ｉｃｅ−Ｉｃｓ）で表される単純増加、検出電流値Ｉ２が上限値Ｉｃｅ以上のとき、重み係数Ｒ２＝１で一定、となる。

このような重み係数Ｒ１，Ｒ２においては、各々の和（Ｒ１＋Ｒ２）が常に１となる。
すなわち、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ未満のとき、重み係数の和（Ｒ１＋Ｒ２）＝１で一定、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ以上で上限値Ｉｃｅ未満の範囲では、重み係数Ｒ１が単純増加しかつ重み係数Ｒ２が単純減少し、重み係数の和（Ｒ１＋Ｒ２）＝１で一定、検出電流値Ｉ２が上限値Ｉｃｅ以上のとき、重み係数の和（Ｒ１＋Ｒ２）＝１で一定となる。

従って、このような重み係数Ｒ１，Ｒ２を用いることで、各センサ１１，２１からの出力信号を、各々の比率が漸次的に変化するようにミキシングすることができる。
すなわち、電流演算部３０においては、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ未満のとき、重み係数Ｒ１＝１かつ重み係数Ｒ２＝０なので、検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１・Ｒ１＋Ｉ２・Ｒ２＝Ｉ１となる。

また、検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓ以上で上限値Ｉｃｅ未満の範囲では、重み係数Ｒ１が単純増加しかつ重み係数Ｒ２が単純減少するので、検出電流値Ｉｆは検出電流値Ｉ１，Ｉ２が重み係数Ｒ１，Ｒ２に応じた比率でミキシングされたものとなる。
さらに、検出電流値Ｉ２が上限値Ｉｃｅ未満のとき、重み係数Ｒ１＝０かつ重み係数Ｒ２＝１なので、検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１・Ｒ１＋Ｉ２・Ｒ２＝Ｉ２となる。

本実施形態における第１検出系統１０および第２検出系統２０の漸次的な切り替え、すなわち検出電流値Ｉｆにおける検出電流値Ｉ１，Ｉ２の切り替えは、以下のように行われる。

図４に示すように、モータ２の電流Ｉｍが同じでも、第１センサ１１の検出電流値Ｉ１および第２センサ２１の検出電流値Ｉ２は同じにならない。
第１センサ１１は、電流の検出精度が高いが検出範囲が狭い高精度電流センサであり、モータ２の電流Ｉｍが微小な領域で利用される。このため、モータ２の電流Ｉｍが大きくなると、第１センサ１１の検出範囲を超えてしまい、検出電流値Ｉ１は飽和電流値Ｉｓで飽和した状態となる。

一方、第２センサ２１には、電流の検出精度は低いが検出範囲が広い広範囲電流センサであり、検出電流値Ｉ２に飽和などが生じることはなく、モータ２の電流Ｉｍの全変動範囲において利用できる。
さらに、第１センサ１１の有効検出範囲（飽和しない領域）において、電流Ｉｍが同じであっても、各センサ１１，２１の検出電流値Ｉ１，Ｉ２には偏差が生じている。

このような第１センサ１１および第２センサ２１は、モータ２の電流Ｉｍの大小に応じて切り替えて利用される。つまり、モータ２の電流Ｉｍが小さい領域では高精度の第１センサ１１を用い、モータ２の電流Ｉｍが大きい領域では広範囲な第２センサ２１を用いるように、各々の出力である検出電流値Ｉ１，Ｉ２が切り替えられ、検出電流値Ｉｆとして演算制御部３へフィードバックされる。

図５に示すように、前述した第１センサ１１および第２センサ２１の出力偏差に基づいて、電流Ｉｍ＝Ｉｍｏの時点での検出電流値Ｉ１＝Ｉ１ｏは、検出電流値Ｉ２＝Ｉ２ｏと差がある。
このため、電流Ｉｍ＝Ｉｍｏの時点で、検出電流値Ｉ１，Ｉ２を一時に切り替えると、検出電流値Ｉｆには切り立った段差状の変動が生じる。
このような検出電流値Ｉｆにおける段差状の変動が、演算制御部３へフィードバックされると、演算制御部３は段差状の変動に応じた電流指令値Ｉｃを電流制御部４に送ってしまう。その結果、モータ２に急激な動作が生じたり、過大な電流が流れたりする等の問題が生じる。

しかし、本実施形態では、重み係数Ｒ１，Ｒ２を用いた漸次的な切り替えを行うことで、検出電流値Ｉｆの急激な変動が防止される。
図６において、基準信号である検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓであるとき、検出電流値Ｉ２＝Ｉ２ｓ（＝Ｉｃｓ）であり、検出電流値Ｉ１＝Ｉ１ｓ（Ｉ１ｓ＜Ｉ２ｓ）であり、モータ２の電流Ｉｍ＝Ｉｍｓである。
また、基準信号である検出電流値Ｉ２が上限値Ｉｃｅであるとき、検出電流値Ｉ２＝Ｉ２ｅ（＝Ｉｃｅ）であり、検出電流値Ｉ１＝Ｉ１ｅ（Ｉ１ｅ＜Ｉ２ｅ）であり、モータ２の電流Ｉｍ＝Ｉｍｅである。

基準信号である検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓよりも小さい領域（電流Ｉｍ＜Ｉｍｓの領域）では、重み係数Ｒ１＝１かつ重み係数Ｒ２＝０なので、検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１つまり第１センサ１１の出力信号のみが選択されている
検出電流値Ｉ２が下限値Ｉｃｓよりも大きく、かつ上限値よりも小さい領域（電流ＩｍがＩｍｓとＩｍｅとの間の領域）では、重み係数Ｒ１，Ｒ２に応じて検出電流値Ｉ１，Ｉ２がミキシングされ、検出電流値Ｉｆは第１センサ１１の検出電流値Ｉ１から第２センサ２１の検出電流値Ｉ２へと漸次的に切り替えられてゆく。
検出電流値Ｉ２が上限値Ｉｃｅよりも大きい領域（電流Ｉｍ＞Ｉｍｓの領域）では、重み係数Ｒ１＝０かつ重み係数Ｒ２＝１なので、検出電流値Ｉｆ＝Ｉ２つまり第２センサ１２の出力信号のみが選択されている。

このように、本実施形態では、第１センサ１１の検出電流値Ｉ１と第２センサ２１の検出電流値Ｉ２との間の切り替えが緩やかに行われ、検出電流値Ｉｆの急激な変動を防止することができる。
さらに、第１および第２の検出系統１０，２０の各々において、第２センサ２１の出力信号を共通の基準信号としたため、重み係数Ｒ１，Ｒ２の相関（例えば合計が１になるように設定すること）を確実かつ容易できる。

さらに、基準信号として、検出範囲が広い第２センサの出力信号を用いるので、モータ２の動作状態の全範囲をカバーすることができ、第１および第２の検出系統１０，２０の切り替えを確実に行うことができる
また、共通の基準信号について下限値Ｉｃｓおよび上限値Ｉｃｅを設定することで、第１および第２の検出系統１０，２０の切り替え挙動を自由に設定することができる。例えば、狭い範囲として比較的急に切り替えたり、広い範囲として複数系統が並行する状態を長くとったり、などの設定を行うことができる。

〔第２実施形態〕
図７には、本発明の第２実施形態が示されている。
本実施形態のモータ制御装置１Ａは、前述した第１実施形態であるモータ制御装置１と基本構成が同じである。従って、共通の構成については重複する説明を省略し、以下には相違する構成について説明する。

前述した第１実施形態では、図１に示した通り、第１および第２の検出系統１０，２０に第１重み調整部１２および第２重み調整部２２を設け、各々において基準信号である検出電流値Ｉ２を参照し、重み係数Ｒ１，Ｒ２を調整し、これにより検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１・Ｒ１＋Ｉ２・Ｒ２を演算制御部３に返していた。

これに対し、本実施形態では、図７に示すように、第１および第２の検出系統１０，２０に第１重み調整部１２Ａおよび第２重み調整部２２Ａを設けるが、各々は単なる増幅器とされている。
第１重み調整部１２Ａおよび第２重み調整部２２Ａには、重み設定部４０が接続されている。

重み設定部４０は、基準信号である検出電流値Ｉ２を参照し、第１実施形態と同様な下限値Ｉｃｓおよび上限値Ｉｃｅに基づいて重み係数Ｒ１，Ｒ２を調整し、重み係数Ｒ１，Ｒ２を第１重み調整部１２Ａおよび第２重み調整部２２Ａに出力する。
これらの重み係数Ｒ１，Ｒ２に基づいて、第１重み調整部１２Ａおよび第２重み調整部２２Ａが、第１センサ１１の検出電流値Ｉ１および第２センサ２１の検出電流値Ｉ２のバランスを調整する。

その結果、電流演算部３０においては、第１実施形態と同様に検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１・Ｒ１＋Ｉ２・Ｒ２を演算し、演算制御部３に返すことができる。
従って、このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔第３実施形態〕
図８には、本発明の第３実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第１実施形態であるモータ制御装置１と基本構成が同じであるが、重み係数Ｒ１，Ｒ２の設定が異なる。従って、以下には相違する構成である重み係数Ｒ１，Ｒ２について説明する。

前述した第１実施形態では、重み係数Ｒ１，Ｒ２を、下限値Ｉｃｓおよび上限値Ｉｃｅを境界とする折れ線状の特性とした。
これに対し、本実施形態では、重み係数Ｒ２Ｂを双曲線正接関数で規定する。具体的にはＲ２Ｂ＝ｔａｎｈ（Ｉ２−Ｉｈ）＋０．５、ただしＩｈ＝（Ｉｃｓ＋Ｉｃｅ）／２とする。一方、重み係数Ｒ１Ｂ＝１−Ｒ２Ｂ（Ｒ２Ｂを上下反転した軌跡）で規定する。

このような本実施形態では、重み係数Ｒ１Ｂ，Ｒ２Ｂが、第１実施形態の重み係数Ｒ１，Ｒ２の折れ線形状と概略同様で、かつ折れ曲がりが滑らかな曲線とされた形状となる。
従って、演算制御部３に返す検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１・Ｒ１＋Ｉ２・Ｒ２における変動を一層緩やかにできる。
また、双曲線関数により、第１重み調整部１２および第２重み調整部２２における設定を簡素にすることができる。

〔第４実施形態〕
図９には、本発明の第４実施形態が示されている。
本実施形態は、前述した第１実施形態であるモータ制御装置１と基本構成が同じであるが、第１実施形態では第１および第２の検出系統１０，２０の２系統を設置したのに対し、本実施形態では第１、第２、第３の検出系統の３系統を用いる。
なお、３系統の検出系統としては、図１のモータ制御装置１において、検出系統１０，２０と同様な構成を１系統追加するのみであるので、図示は省略する。
演算制御部３に返す検出電流値Ｉｆ＝Ｉ１・Ｒ１＋Ｉ２・Ｒ２＋Ｉ３・Ｒ３となる。

図９には、これら３系統の検出系統を漸次切り替えるための重み係数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が示されている。
重み係数Ｒ１は、基準信号である検出電流値Ｉ２が第１の下限値Ｉｃｓ１より小さい領域で、Ｒ１＝１で一定である。検出電流値Ｉ２が第１の下限値Ｉｃｓ１以上になると漸減し、第１の上限値Ｉｃｅ１以上になるとＲ１＝０で一定である。

重み係数Ｒ２は、基準信号である検出電流値Ｉ２が第１の下限値Ｉｃｓ１より小さい領域で、Ｒ２＝０で一定である。検出電流値Ｉ２が第１の下限値Ｉｃｓ１以上になると漸増し、第１の上限値Ｉｃｅ１以上になるとＲ２＝１で一定である。さらに、重み係数Ｒ２は、検出電流値Ｉ２が第２の下限値Ｉｃｓ２以上になると漸減し、第２の上限値Ｉｃｅ２以上になるとＲ２＝０で一定である。

重み係数Ｒ３は、基準信号である検出電流値Ｉ２が第２の下限値Ｉｃｓ２より小さい領域で、Ｒ３＝０で一定である。検出電流値Ｉ２が第２の下限値Ｉｃｓ２以上になると漸増し、第２の上限値Ｉｃｅ２以上になるとＲ３＝１で一定である。

このような本実施形態では、重み係数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により、３系統の検出系統を順次切り替えて用いることができるとともに、各々の切り替え領域では切り替わる各系統の信号を漸増、漸減させることができ、演算制御部３に返す検出電流値Ｉｆにおける変動を一層緩やかにできる。

〔他の実施形態〕
本発明は前述した各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
例えば、前記各実施形態では、各系統のセンサを、それぞれ検出範囲および検出精度が異なるものとしたが、他の検出特性が異なるもの、あるいは検出原理が異なるもの等を用いた複数の検出系統とし、これらを切り替えるのに本発明を適用してもよい。

また、前記各実施形態では、電流ループ５に本発明を適用したが、速度ループ６あるいは位置ループ７に適用してもよい。
さらに、本発明は、三次元測定機などの測定用機械に限らず、工作機械などに適用してもよい。

本発明は、フィードバック制御装置に関し、各種機械装置のモータをフィードバック制御する制御装置に利用できる。

１，１Ａ…モータ制御装置、１０…第１検出系統、１１…第１センサ、１２，１２Ａ…第１重み調整部、２…モータ、２０…第２検出系統、２１…第２センサ、２２，２２Ａ…第２重み調整部、３…演算制御部、３０…電流演算部、４…電流制御部、４０…重み設定部、５…電流ループ、６…速度ループ、７…位置ループ、ＣＳ…指令信号、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ１ｏ，Ｉ２ｏ…検出電流値、Ｉｃ…電流指令値、Ｉｃｅ，Ｉｃｅ１，Ｉｃｅ２…上限値、Ｉｃｓ，Ｉｃｓ１，Ｉｃｓ２…下限値、Ｉｆ…検出電流値、Ｉｍ，Ｉｍｅ，Ｉｍｏ，Ｉｍｓ…モータ電流、Ｉｒ…駆動電流、Ｉｓ…飽和電流値、Ｐｆ…検出位置、Ｐｍ…位置、Ｒ１，Ｒ１Ｂ，Ｒ２，Ｒ２Ｂ，Ｒ３…重み係数、Ｖｆ…検出速度、Ｖｍ…速度。

Claims (4)

1. モータを制御する制御部と、前記モータの動作状態を検出して前記制御部に戻す検出部と、を有するフィードバック制御装置であって、
   前記検出部は、複数の検出系統と、前記検出系統の出力信号を合算する演算部と、を有し、
   前記検出系統はそれぞれ、前記モータの動作状態を検出するセンサと、前記センサの出力信号に重み係数を乗じて前記演算部に出力する調整部と、を有することを特徴とするフィードバック制御装置。
2. 請求項１に記載したフィードバック制御装置において、
   前記調整部はそれぞれ、前記センサのうちいずれかの出力信号を共通の基準信号とし、予め設定された下限値から上限値まで前記基準信号が変化した際に前記重み係数が漸増または漸減するように前記重み係数を設定することを特徴とするフィードバック制御装置。
3. 請求項２に記載したフィードバック制御装置において、
   前記検出系統として第１検出系統および第２検出系統を有し、
   前記第１検出系統は第１センサを有し、前記第１センサは他の前記検出系統の前記センサよりも検出精度が高く、
   前記第２検出系統は第２センサを有し、前記第２センサは他の前記検出系統の前記センサよりも検出範囲が広く、
   前記第１検出系統の前記調整部および前記第２検出系統の前記調整部は、ともに前記第２センサの出力信号を基準信号として前記重み係数を設定することを特徴とするフィードバック制御装置。
4. 請求項３に記載したフィードバック制御装置において、
   前記検出部は電流検出部であり、前記第１センサは検出精度が比較的高い電流センサであり、前記第２センサは検出範囲が比較的広い電流センサである、ことを特徴とするフィードバック制御装置。

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