JP4461736B2 - Actuator drive - Google Patents

Actuator drive Download PDF

Info

Publication number
JP4461736B2
JP4461736B2 JP2003286264A JP2003286264A JP4461736B2 JP 4461736 B2 JP4461736 B2 JP 4461736B2 JP 2003286264 A JP2003286264 A JP 2003286264A JP 2003286264 A JP2003286264 A JP 2003286264A JP 4461736 B2 JP4461736 B2 JP 4461736B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
output
drive frequency
unit
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003286264A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005057890A (en
Inventor
賢次 水本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2003286264A priority Critical patent/JP4461736B2/en
Publication of JP2005057890A publication Critical patent/JP2005057890A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4461736B2 publication Critical patent/JP4461736B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

本発明は、圧電振動子などの電気機械変換素子を用いたアクチュエータであって、その電気機械変換素子に印加する電圧の駆動周波数を最適駆動周波数に調節できるようにしたアクチュエータの駆動装置に関する。   The present invention relates to an actuator using an electromechanical transducer such as a piezoelectric vibrator, and an actuator drive device that can adjust a drive frequency of a voltage applied to the electromechanical transducer to an optimum drive frequency.

圧電振動子などの電気機械変換素子をその固有機械共振点付近の周波数で駆動することで当該電気機械変換素子に大きな駆動電流を流すことができ、大きな機械変位や低歪の単振動出力を得ることができる。このため、このような電気機械変換素子を用いたアクチュエータが実用化されている。このようなアクチュエータにおいては、共振特性のＱが大きいため、適正な動作を行わせるための駆動周波数範囲が必然的に狭くなり、機械負荷の変動、電気機械変換素子の発熱、周囲環境の変化、電気機械変換素子に印加する駆動電圧の振幅などの種々の変動要因に応じて最適駆動周波数が変動するため、駆動周波数を常に最適値となるように調整しなければならない。   By driving an electromechanical transducer such as a piezoelectric vibrator at a frequency near its natural mechanical resonance point, a large drive current can flow through the electromechanical transducer, and a large mechanical displacement and low distortion single vibration output can be obtained. be able to. For this reason, an actuator using such an electromechanical transducer has been put into practical use. In such an actuator, since the resonance characteristic Q is large, the drive frequency range for performing an appropriate operation is inevitably narrowed, the fluctuation of the mechanical load, the heat generation of the electromechanical transducer, the change of the surrounding environment, Since the optimum drive frequency varies depending on various factors such as the amplitude of the drive voltage applied to the electromechanical transducer, the drive frequency must always be adjusted to an optimum value.

このため、電気機械変換素子に流れる電流を検出し、その電流の位相や振幅が所定の値になるようにフィードバックをかけることで駆動周波数を調整する手法や、アクチュエータに結合された負荷の回転速度などの機械出力を直接、検出することで駆動周波数を調整する手法などが実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７-４６８６６号公報 For this reason, a method of adjusting the drive frequency by detecting the current flowing through the electromechanical transducer and applying feedback so that the phase and amplitude of the current become a predetermined value, and the rotational speed of the load coupled to the actuator A method of adjusting the driving frequency by directly detecting the machine output such as the above has been put into practical use (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-46866

しかしながら、電気機械変換素子に流れる電流を検出し、その電流の位相や振幅が所定の値になるようにフィードバックをかけるものでは、電流検出回路が必要となると共に、位相比較回路あるいは振幅比較回路が必要となって回路構成が複雑化し、しかも、回路実装規模が増大することから小型化が阻害されるという問題があった。また、負荷の回転速度などの機械出力を直接、監視するものではないため、調整精度が粗くなったりするなどの問題もあった。   However, in the case of detecting the current flowing through the electromechanical transducer and applying feedback so that the phase and amplitude of the current become a predetermined value, a current detection circuit is required, and a phase comparison circuit or an amplitude comparison circuit is required. This necessitates a complicated circuit configuration and an increase in circuit mounting scale, which hinders downsizing. Moreover, since the machine output such as the rotation speed of the load is not directly monitored, there is a problem that the adjustment accuracy becomes rough.

また、負荷の機械出力を検出するものでは、高い調整精度を得ることができる反面、アクチュエータの動作中に駆動周波数を調整することが難しいため、調整のための動作モードに変更してから調整する必要が生じ、負荷の駆動動作が中断されるという問題があった。すなわち、負荷を駆動している状態で駆動周波数の調整を行うと、調整のために駆動周波数を変更したことによる機械出力の変化と、本来の制御動作による変化とが互いに干渉し合うことになり、駆動周波数の調整が困難となる。   In addition, while detecting the mechanical output of the load can achieve high adjustment accuracy, it is difficult to adjust the drive frequency during the operation of the actuator, so adjust after changing to the operation mode for adjustment. There was a problem that the drive operation of the load was interrupted due to necessity. In other words, if the drive frequency is adjusted while the load is being driven, the change in the machine output caused by changing the drive frequency for adjustment and the change caused by the original control operation will interfere with each other. This makes it difficult to adjust the drive frequency.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することのできるアクチュエータの駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an actuator driving device that can easily adjust the driving frequency to the optimum driving frequency without interrupting the driving operation of the load. To do.

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、アクチュエータを構成する電気機械変換素子に印加する電圧の駆動周波数を最適駆動周波数に調節できるようにしたアクチュエータの駆動装置であって、前記駆動周波数を所定の掃引範囲内において掃引する周波数掃引部と、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力の変化幅を検出する出力検出部と、この出力検出部により検出された機械出力の変化幅が所定の出力範囲内に存在するか否かにより最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在するか否かを判別する出力判別部と、最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在しないときに前記周波数掃引部による駆動周波数の掃引範囲を移動更新する更新制御部とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an actuator driving apparatus in which a driving frequency of a voltage applied to an electromechanical transducer constituting the actuator can be adjusted to an optimum driving frequency, wherein the driving frequency is A frequency sweeping unit that sweeps within a predetermined sweeping range, and an output detection unit that detects a change width of a machine output corresponding to a drive frequency swept by the frequency sweeping unit among mechanical outputs of a load coupled to the actuator And an output discriminating unit for discriminating whether or not the optimum drive frequency exists in the predetermined sweep range depending on whether or not the change width of the machine output detected by the output detection unit exists in the predetermined output range. And update control for moving and updating the sweep range of the drive frequency by the frequency sweep unit when the optimum drive frequency does not exist within the predetermined sweep range It is characterized by comprising and.

また、請求項２の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記出力検出部が、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力を連続的に計測する出力計測部と、この出力計測部により計測された機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力の変化幅を検出する出力抽出部とを備えたものであることを特徴としている。 Also, the invention of claim 2, in which according to claim 1, wherein the output detector is, an output measuring unit for measuring the mechanical output of a load coupled to the actuator continuously by the output measuring unit Among the measured machine outputs, an output extraction unit that detects a change width of the machine output corresponding to the drive frequency swept by the frequency sweep unit is provided.

また、請求項３の発明は、請求項１又は２に係るものにおいて、前記更新制御部が、前記出力検出部により検出された機械出力の変化幅が小さくなる方向に前記駆動周波数の掃引範囲を移動更新するものであることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , the update control unit sets the sweep range of the drive frequency in a direction in which the change width of the machine output detected by the output detection unit becomes smaller. It is characterized by moving and updating.

また、請求項４の発明は、請求項３に係るものにおいて、前記更新制御部が、前記出力検出部により検出された機械出力の変化幅が小さくなる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにするものであることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to the third aspect , the update control unit moves the sweep range of the drive frequency in a direction in which the change width of the machine output detected by the output detection unit is reduced. Corresponding to the above, the sweep range of the drive frequency is narrowed.

また、請求項５の発明は、アクチュエータを構成する電気機械変換素子に印加する電圧の駆動周波数を最適駆動周波数に調節できるようにしたアクチュエータの駆動装置であって、前記駆動周波数を所定の掃引範囲内において掃引する周波数掃引部と、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力であって、前記駆動周波数の掃引範囲の略中央の周波数に対応する機械出力を検出する出力検出部と、この出力検出部により検出された機械出力が前記駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となるか否かにより最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在するか否かを判別する出力判別部と、最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在しないときに前記周波数掃引部による駆動周波数の掃引範囲を移動更新する更新制御部とを備えたことを特徴としている。 Further, the invention of claim 5 is an actuator driving apparatus in which the driving frequency of the voltage applied to the electromechanical transducer constituting the actuator can be adjusted to the optimum driving frequency, and the driving frequency is set within a predetermined sweep range. Among the mechanical outputs of the frequency sweeping unit and the load coupled to the actuator, the mechanical output corresponding to the drive frequency swept by the frequency sweeping unit, which is substantially at the center of the sweep range of the drive frequency An output detection unit for detecting a machine output corresponding to the frequency, and whether the optimum drive frequency is the predetermined sweep depending on whether the machine output detected by the output detection unit is maximized at substantially the center of the sweep range of the drive frequency. An output discriminating unit that discriminates whether or not the frequency falls within the range, and the frequency when the optimum drive frequency does not exist within the predetermined sweep range. It is characterized by comprising an update controller for moving update sweep range of the driving frequency by the number sweeper.

また、請求項６の発明は、請求項５に係るものにおいて、前記出力検出部が、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力を連続的に計測する出力計測部と、この出力計測部により計測された機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引された駆動周波数に対応する機械出力を検出する出力抽出部とを備えたものであることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the invention, there is provided the output measuring unit according to the fifth aspect , wherein the output detecting unit continuously measures a mechanical output of a load coupled to the actuator, and the output measuring unit measures the output. Among the machine outputs, an output extraction unit that detects a machine output corresponding to the drive frequency swept by the frequency sweep unit is provided.

また、請求項７の発明は、請求項５又は６に係るものにおいて、前記更新制御部が、前記出力検出部により検出された機械出力が前記駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に前記駆動周波数の掃引範囲を移動更新するものであることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the method according to the fifth or sixth aspect , the update control unit is configured such that the mechanical output detected by the output detection unit is maximized at substantially the center of the sweep range of the drive frequency. Further, the driving frequency sweep range is moved and updated.

また、請求項８の発明は、請求項７に係るものにおいて、前記更新制御部が、前記出力検出部により検出された機械出力が前記駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにするものであることを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, the update control unit according to the seventh aspect is driven in a direction in which the mechanical output detected by the output detection unit is maximized at substantially the center of the sweep range of the drive frequency. In response to moving the frequency sweep range, the drive frequency sweep range is narrowed.

また、請求項９の発明は、アクチュエータを構成する電気機械変換素子に印加する電圧の駆動周波数を最適駆動周波数に調節できるようにしたアクチュエータの駆動装置であって、前記駆動周波数を所定の掃引範囲内において掃引する周波数掃引部と、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力を検出する出力検出部と、前記出力検出部により検出された機械出力に基づき、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対する機械出力の傾きを求める傾き導出部と、前記傾き導出部により求めた傾きが所定の傾き範囲内に存在するか否かにより最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在するか否かを判別する出力判別部と、最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在しないときに前記周波数掃引部による駆動周波数の掃引範囲を移動更新する更新制御部とを備えたことを特徴としている。 The invention according to claim 9 is an actuator driving device in which the driving frequency of the voltage applied to the electromechanical transducer constituting the actuator can be adjusted to the optimum driving frequency, and the driving frequency is set within a predetermined sweep range. A frequency sweeping unit that sweeps within, an output detection unit that detects a mechanical output corresponding to a drive frequency swept by the frequency sweeping unit out of a mechanical output of a load coupled to the actuator, and a detection by the output detection unit Based on the machine output, an inclination deriving unit that obtains an inclination of the machine output with respect to the drive frequency swept by the frequency sweeping unit, and whether or not the inclination obtained by the inclination deriving unit is within a predetermined inclination range An output discriminating unit for discriminating whether or not the drive frequency is within the predetermined sweep range, and an optimum drive frequency is the predetermined sweep range. Is characterized in the sweep range of the driving frequency by the frequency sweep unit further comprising an update controller for moving updated when not in the range.

また、請求項１０の発明は、請求項９に係るものにおいて、前記出力検出部が、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力を連続的に計測する出力計測部と、この出力計測部により計測された機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引された駆動周波数に対応する機械出力を検出する出力抽出部とを備えたものであることを特徴としている。 According to a tenth aspect of the invention, in the ninth aspect , the output detection unit continuously measures the mechanical output of the load coupled to the actuator, and the output measurement unit measures the output. Among the machine outputs, an output extraction unit that detects a machine output corresponding to the drive frequency swept by the frequency sweep unit is provided.

また、請求項１１の発明は、請求項９又は１０に係るものにおいて、前記更新制御部が、前記傾き導出部により導出された傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになる方向に前記駆動周波数の掃引範囲を移動更新するものであることを特徴としている。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the method according to the ninth or tenth aspect , the update control unit drives the drive in a direction in which the tilt derived by the tilt deriving unit is within a predetermined tilt range. It is characterized in that the frequency sweep range is moved and updated.

また、請求項１２の発明は、請求項１１に係るものにおいて、前記更新制御部が、前記傾き導出部により導出された傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにするものであることを特徴としている。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the method according to the eleventh aspect , the update control unit sweeps the drive frequency in a direction in which the inclination derived by the inclination derivation unit is within a predetermined inclination range. Corresponding to the movement of the range, the sweep range of the drive frequency is narrowed.

また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２の何れかに係るものにおいて、前記出力検出部により検出される機械出力が、前記アクチュエータに結合された負荷の速度であることを特徴としている。 The invention according to claim 13 is the apparatus according to any one of claims 1 to 12 , wherein the mechanical output detected by the output detector is a speed of a load coupled to the actuator. .

また、請求項１４の発明は、請求項１乃至１３の何れかに係るものにおいて、前記周波数掃引部が、駆動周波数を所定の掃引範囲内において所定の繰り返し周波数で繰り返して掃引するものであり、前記出力検出部が、前記繰り返し動作に対応して機械出力を検出するものであることを特徴としている。 The invention of claims 1 to 4, in which according to any one of claims 1 to 13, wherein the frequency sweep unit, the drive frequency within a predetermined sweep range is intended to sweep repeatedly at a predetermined repetition frequency The output detection unit detects a machine output corresponding to the repetitive operation.

請求項１記載の発明によれば、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内におけるアクチュエータに結合された負荷の機械出力に基づいて最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在しないと判別されたとき、駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在するようになるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。   According to the first aspect of the present invention, when the drive frequency is swept within a predetermined sweep range, the optimum drive frequency is determined based on the mechanical output of the load coupled to the actuator within the sweep range. When it is determined that it does not exist within the sweep range, the sweep range of the drive frequency is moved and updated. Therefore, by updating the sweep range until the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load. .

また、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内におけるアクチュエータに結合された負荷の機械出力の変化幅が所定の出力範囲内に存在しないとき、その掃引範囲が移動更新される。このため、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在するようになるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 Also, driving a when the dynamic frequency is swept within a predetermined sweep range, when the variation width of the machine output load coupled to the actuator within its sweep range is not within the predetermined output range, the sweep The range is moved and updated. Therefore, by updating the sweep range until the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load. .

また、請求項２の発明によれば、アクチュエータに結合された負荷の機械出力が連続的に計測され、この計測された機械出力のうち、掃引された駆動周波数に対応する機械出力の変化幅が検出される。このため、掃引された駆動周波数に対応する機械出力の変化幅が確実に検出でき、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the second aspect of the present invention, the mechanical output of the load coupled to the actuator is continuously measured, and a change width of the mechanical output corresponding to the swept drive frequency is measured among the measured mechanical outputs. Detected. Therefore, the change width of the machine output corresponding to the swept drive frequency can be reliably detected, and the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load.

また、請求項３の発明によれば、検出された機械出力の変化幅が小さくなる方向に駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、検出された機械出力の変化幅が最小の幅（実質的にゼロとみなせる値）になるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the invention of claim 3 , the sweep range of the drive frequency is moved and updated in the direction in which the detected change range of the machine output becomes smaller. For this reason, the drive frequency can be easily optimized without interrupting the drive operation of the load by updating the sweep range until the change width of the detected machine output reaches the minimum width (value that can be regarded as substantially zero). The drive frequency can be adjusted.

また、請求項４の発明によれば、検出された機械出力の変化幅が小さくなる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲が狭くされる。このため、最適駆動周波数から離れた機械出力の変化幅の大きい周波数範囲では掃引範囲が広いことから、最適駆動周波数に収束させるまでの調整回数を少なくすることができる結果、調整時間を短縮することができる。また、最適駆動周波数に近づくにつれて駆動周波数の掃引範囲が狭くなることから、調整精度を向上させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the sweep range of the drive frequency is narrowed in response to moving the sweep range of the drive frequency in the direction in which the detected change range of the machine output is reduced. For this reason, since the sweep range is wide in the frequency range where the change range of the machine output far from the optimum drive frequency is large, the number of adjustments until convergence to the optimum drive frequency can be reduced, resulting in a reduction in adjustment time. Can do. Further, since the sweep range of the drive frequency becomes narrower as the optimum drive frequency is approached, the adjustment accuracy can be improved.

また、請求項５の発明によれば、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内におけるアクチュエータに結合された負荷の機械出力に基づいて最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在しないと判別されたとき、駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在するようになるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the invention of claim 5 , when the drive frequency is swept within a predetermined sweep range, the optimum drive frequency is determined based on the mechanical output of the load coupled to the actuator within the sweep range. When it is determined that it is not within the sweep range, the drive frequency sweep range is moved and updated. Therefore, by updating the sweep range until the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load. .

また、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内における負荷の機械出力が掃引範囲の略中央において最大となっていないとき、その掃引範囲が移動更新される。このため、負荷の機械出力が掃引範囲の略中央において最大となるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 In addition, when the drive frequency is swept within a predetermined sweep range, and the mechanical output of the load within the sweep range is not maximized at the approximate center of the sweep range, the sweep range is moved and updated. . For this reason, by updating the sweep range until the mechanical output of the load becomes maximum at substantially the center of the sweep range, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load.

また、請求項６の発明によれば、アクチュエータに結合された負荷の機械出力が連続的に計測され、この計測された機械出力のうち、掃引された駆動周波数に対応する機械出力が検出される。このため、掃引された駆動周波数に対応する機械出力が確実に検出でき、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を確実に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the invention of claim 6 , the mechanical output of the load coupled to the actuator is continuously measured, and the mechanical output corresponding to the swept drive frequency is detected from the measured mechanical output. . For this reason, the machine output corresponding to the swept drive frequency can be reliably detected, and the drive frequency can be reliably adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load.

また、請求項７の発明によれば、検出された機械出力が駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、検出された機械出力が駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the seventh aspect of the invention, the drive frequency sweep range is moved and updated in a direction in which the detected machine output becomes maximum at the approximate center of the drive frequency sweep range. For this reason, the drive frequency is easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load by updating the sweep range until the detected machine output becomes the maximum in the approximate center of the sweep range of the drive frequency. be able to.

また、請求項８の発明によれば、検出された機械出力が駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲が狭くされる。このため、最適駆動周波数から離れた周波数範囲では掃引範囲が広いことから、最適駆動周波数に収束させるまでの調整回数を少なくすることができる結果、調整時間を短縮することができる。また、最適駆動周波数に近づくにつれて駆動周波数の掃引範囲が狭くなることから、調整精度を向上させることができる。 According to the invention of claim 8 , in response to moving the sweep range of the drive frequency in a direction in which the detected machine output is maximized at substantially the center of the sweep range of the drive frequency, the sweep of the drive frequency is performed. The range is narrowed. For this reason, since the sweep range is wide in the frequency range away from the optimum drive frequency, the number of adjustments until convergence to the optimum drive frequency can be reduced, and the adjustment time can be shortened. Further, since the sweep range of the drive frequency becomes narrower as the optimum drive frequency is approached, the adjustment accuracy can be improved.

また、請求項９の発明によれば、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内におけるアクチュエータに結合された負荷の機械出力に基づいて最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在しないと判別されたとき、駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在するようになるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, when the drive frequency is swept within a predetermined sweep range, the optimum drive frequency is determined based on the mechanical output of the load coupled to the actuator within the sweep range. When it is determined that it is not within the sweep range, the drive frequency sweep range is moved and updated. Therefore, by updating the sweep range until the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load. .

また、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内における駆動周波数に対する負荷の機械出力の傾きが所定の傾き範囲内に存在していないとき、その掃引範囲が移動更新される。このため、駆動周波数に対する負荷の機械出力の傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 Further, when the drive frequency is swept within a predetermined sweep range, and the slope of the mechanical output of the load with respect to the drive frequency within the sweep range does not exist within the predetermined slope range, the sweep range is Move updated. For this reason, by updating the sweep range until the slope of the mechanical output of the load with respect to the drive frequency is within the predetermined slope range, the drive frequency can be easily set to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load. Can be adjusted.

また、請求項１０の発明によれば、アクチュエータに結合された負荷の機械出力が連続的に計測され、この計測された機械出力のうち、掃引された駆動周波数に対応する機械出力が検出される。このため、掃引された駆動周波数に対応する機械出力が確実に検出でき、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を確実に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the invention of claim 10 , the machine output of the load coupled to the actuator is continuously measured, and the machine output corresponding to the swept drive frequency is detected from the measured machine output. . For this reason, the machine output corresponding to the swept drive frequency can be reliably detected, and the drive frequency can be reliably adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load.

また、請求項１１の発明によれば、駆動周波数に対する負荷の機械出力の傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになる方向に駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、駆動周波数に対する負荷の機械出力の傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the eleventh aspect of the invention, the sweep range of the drive frequency is moved and updated in a direction in which the gradient of the mechanical output of the load with respect to the drive frequency is within the predetermined gradient range. For this reason, by updating the sweep range until the slope of the mechanical output of the load with respect to the drive frequency is within the predetermined slope range, the drive frequency can be easily set to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load. Can be adjusted.

また、請求項１２の発明によれば、駆動周波数に対する負荷の機械出力の傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲が狭くされる。このため、最適駆動周波数から離れた周波数範囲では掃引範囲が広いことから、最適駆動周波数に収束させるまでの調整回数を少なくすることができる結果、調整時間を短縮することができる。また、最適駆動周波数に近づくにつれて駆動周波数の掃引範囲が狭くなることから、調整精度を向上させることができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, in response to moving the sweep range of the drive frequency in a direction in which the gradient of the mechanical output of the load with respect to the drive frequency is within the predetermined gradient range, the drive The frequency sweep range is narrowed. For this reason, since the sweep range is wide in the frequency range away from the optimum drive frequency, the number of adjustments until convergence to the optimum drive frequency can be reduced, and the adjustment time can be shortened. Further, since the sweep range of the drive frequency becomes narrower as the optimum drive frequency is approached, the adjustment accuracy can be improved.

また、請求項１３の発明によれば、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内におけるアクチュエータに結合された負荷の速度が検出され、その負荷の速度に基づいて最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在しないと判別されたとき、駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在するようになるまで掃引範囲を更新することにより、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。 According to the invention of claim 13 , when the drive frequency is swept within a predetermined sweep range, the speed of the load coupled to the actuator within the sweep range is detected, and the speed of the load is detected. Based on this, when it is determined that the optimum drive frequency does not exist within the predetermined sweep range, the sweep range of the drive frequency is moved and updated. Therefore, by updating the sweep range until the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load. .

また、請求項１４の発明によれば、掃引の繰り返し周波数が電子撮像カメラにおける撮像素子のフレームレイトの自然数倍に設定される。このため、アクチュエータにより雲台を駆動する際の掃引の繰り返し動作による負荷の機械出力の変動により生じる撮像画像のブレやニジミなどの影響を軽減することができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the repetition frequency of the sweep is set to a natural number times the frame rate of the image sensor in the electronic imaging camera. For this reason, it is possible to reduce the influence of blurring or blurring of a captured image caused by fluctuations in the mechanical output of the load due to repeated sweeping operations when the head is driven by the actuator.

図１は、本発明に係る駆動装置が適用されるトラス型アクチュエータ（トラスモータ）の構成を模式的に示す正面図である。この図において、トラス型アクチュエータは、円板状の被駆動部材１０を駆動する駆動部１２と、この駆動部１２を被駆動部材１０に加圧接触させる加圧部１４とから構成されている。駆動部１２は、例えば９０°の挟み角度で交差された第１の電気機械変換素子１６及び第２の電気機械変換素子１８と、その先端側の交点に接着された変位合成部材２０と、第１,第２の変位素子１６,１８の後端側に接着されたベース部材２２とから構成されている。   FIG. 1 is a front view schematically showing a configuration of a truss-type actuator (truss motor) to which a drive device according to the present invention is applied. In this figure, the truss actuator is composed of a drive unit 12 that drives a disk-like driven member 10 and a pressurizing unit 14 that pressurizes and contacts the drive unit 12 with the driven member 10. The drive unit 12 includes, for example, a first electromechanical transducer 16 and a second electromechanical transducer 18 that intersect at a 90 ° sandwich angle, a displacement composite member 20 that is bonded to an intersection on the tip side, and a first The base member 22 is bonded to the rear ends of the first and second displacement elements 16 and 18.

ここで、被駆動部材１０は、例えば鉄、アルミニウムなどの金属で作られた円板状のロータからなるもので、変位合成部２０との接触による摩耗を防ぐため、その側面にはタフトライド処理、アルマイト処理などの表面処理が施されている。加圧部１４は、例えばコイルばねで構成され、ベース部材２２を被駆動部材１０の中心方向に加圧するように設定されている。   Here, the driven member 10 is made of a disk-shaped rotor made of a metal such as iron or aluminum, for example. Surface treatment such as anodizing is applied. The pressurizing unit 14 is configured by, for example, a coil spring, and is set to pressurize the base member 22 toward the center of the driven member 10.

ここで、第１,第２の電気機械変換素子１６,１８は、電気信号を圧電効果により機械的変位に変換する積層型の圧電素子が用いられている。この圧電素子は、ＰＺＴなどの圧電特性を示す複数のセラミック薄板と電極を交互に積層したものであり、１つおきに配置された各電極群は、それぞれ信号線を介して駆動電源に接続されている。この信号線に所定の電圧を印加すると、２つの電極に挟まれた各セラミック薄板には、その積層方向に１つおきに同じ方向となる電界が発生する。   Here, the first and second electromechanical transducers 16 and 18 are stacked piezoelectric elements that convert electrical signals into mechanical displacements by the piezoelectric effect. This piezoelectric element is formed by alternately laminating a plurality of ceramic thin plates and electrodes having piezoelectric characteristics such as PZT, and every other electrode group is connected to a driving power source via a signal line. ing. When a predetermined voltage is applied to the signal line, an electric field is generated in each ceramic thin plate sandwiched between two electrodes in the same direction in every other lamination direction.

このように構成された第１，第２の電気機械変換素子１６,１８の各電極に交流の駆動電圧が印加されると、その電界に応じて各セラミック薄板が同方向に伸縮を繰り返すことで、第１，第２の電気機械変換素子１６,１８は全体として伸縮を繰り返すことになる。圧電素子には、その構造や電気的特性により決定される固有の共振周波数が存在するため、駆動電圧の周波数が圧電素子の共振周波数と一致すると、インピーダンスが低下し、圧電素子の変位が増大する。   When an alternating drive voltage is applied to the electrodes of the first and second electromechanical transducers 16 and 18 thus configured, the ceramic thin plates repeatedly expand and contract in the same direction according to the electric field. The first and second electromechanical transducers 16 and 18 repeat expansion and contraction as a whole. Since the piezoelectric element has a specific resonance frequency determined by its structure and electrical characteristics, when the frequency of the drive voltage matches the resonance frequency of the piezoelectric element, the impedance is lowered and the displacement of the piezoelectric element is increased. .

変位合成部材２０は、安定して高い摩擦係数が得られ、摩耗し難いタングステンなどの金属材料から構成されている。ベース部材２２は、製造し易く強度の得られるステンレスなどの金属材料が用いられている。また、これらの接着には、接着力や強度に優れたエポキシ樹脂系の接着剤が用いられる。   The displacement composite member 20 is made of a metal material such as tungsten that can stably obtain a high coefficient of friction and is not easily worn. The base member 22 is made of a metal material such as stainless steel that is easy to manufacture and provides strength. In addition, an epoxy resin adhesive having excellent adhesive strength and strength is used for these adhesions.

このように構成されたトラス型アクチュエータは、次のように動作する。すなわち、第１，第２の電気機械変換素子１６，１８に、所定の位相差を有する駆動信号をそれぞれ印加すると、変位合成部材２０は楕円形（円形を含む）の軌跡を描くように駆動される。この変位合成部材２０を、例えば所定の軸の周りに回転可能な被駆動部材１０の周面に押しつけると、変位合成部材２０の楕円運動（円運動を含む）を被駆動部材１０の回転運動に変換することが可能となる。なお、変位合成部材２０を図略の棒状部材の平面部に押しつけるようにすると、変位合成部材２０の楕円運動を棒状部材の直線運動に変換することが可能となる。   The truss-type actuator configured as described above operates as follows. That is, when a drive signal having a predetermined phase difference is applied to the first and second electromechanical transducers 16 and 18, the displacement combining member 20 is driven to draw an elliptical (including circular) locus. The For example, when the displacement combining member 20 is pressed against the peripheral surface of the driven member 10 that can rotate around a predetermined axis, the elliptical motion (including circular motion) of the displacement combining member 20 is converted into the rotational motion of the driven member 10. It becomes possible to convert. In addition, if the displacement synthetic | combination member 20 is pressed on the plane part of the rod-shaped member which is not shown in figure, it will become possible to convert the elliptical motion of the displacement synthetic | combination member 20 into the linear motion of a rod-shaped member.

すなわち、第１,第２の電気機械変換素子１６,１８を駆動するための駆動信号（駆動電圧）の振幅や位相差を変化させることにより、変位合成部材２０は、楕円振動の式（Lissajousの式）に従った種々の軌跡を描くことになる。いま、第１,第２の電気機械変換素子１６,１８を駆動する２つの駆動信号の振幅を等しくした場合において、各駆動信号間の位相差を０°、４５°、９０°、１３５°及び１８０°とした場合の軌跡をそれぞれ図２の（ａ）〜（ｅ）に示す。   That is, by changing the amplitude and phase difference of the drive signal (drive voltage) for driving the first and second electromechanical transducers 16 and 18, the displacement synthesis member 20 has the elliptic vibration equation (Lissajous Various trajectories will be drawn according to (formula). Now, when the amplitudes of the two drive signals that drive the first and second electromechanical transducers 16 and 18 are equal, the phase difference between the drive signals is 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, and The trajectories in the case of 180 ° are shown in (a) to (e) of FIG.

このように、変位合成部材２０の軌跡を制御することにより、被駆動部材１０の回転方向、回転速度、回転力（トルク）等を制御することができる。具体的には、被駆動部材１０に対してその接線方向における変位合成部材２０の軌跡の径を大きくすれば回転速度が上昇する。また、被駆動部材１０に対してその法線方向における変位合成部材２０の軌跡の径を大きくすれば回転力が上昇する。さらに、一方の駆動信号の位相を反転すれば回転方向を反転させることができる。なお、第１,第２の電気機械変換素子１６,１８のうち、一方の電気機械変換素子のみに駆動信号を印加することによっても変位合成部材２０が楕円運動し、この楕円運動により被駆動部材１０を駆動することができる。   Thus, by controlling the trajectory of the displacement combining member 20, the rotation direction, rotation speed, torque (torque), etc. of the driven member 10 can be controlled. Specifically, if the diameter of the locus of the displacement combining member 20 in the tangential direction with respect to the driven member 10 is increased, the rotational speed is increased. Moreover, if the diameter of the locus | trajectory of the displacement synthetic | combination member 20 in the normal line direction with respect to the driven member 10 is enlarged, a rotational force will raise. Further, if the phase of one drive signal is reversed, the direction of rotation can be reversed. The displacement combining member 20 also moves elliptically by applying a drive signal to only one of the first and second electromechanical transducers 16 and 18, and the driven member is driven by this elliptical motion. 10 can be driven.

図３は、上記のように構成されたトラス型アクチュエータの機械負荷が結合された状態での駆動周波数対速度特性を概念的に示す図である。この特性図から明らかなように、機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータは、駆動周波数ｆｄｍにおいて回転速度（負荷速度）が最大ｖｍとなり、駆動周波数がｆｄｍよりも小さくなるに従って回転速度が次第に低下すると共に、駆動周波数がｆｄｍよりも大きくなるに従って回転速度が次第に低下する単峰特性を有している。なお、機械負荷の出力がトルクである場合などでも回転速度と同様の単峰特性を呈する。したがって、本発明では、トラス型アクチュエータが図３に示すような単峰特性を有していることを利用して駆動周波数が常に適切な値に設定されるようにするものである。   FIG. 3 is a diagram conceptually showing drive frequency versus speed characteristics in a state where the mechanical loads of the truss type actuator configured as described above are coupled. As is apparent from this characteristic diagram, the truss-type actuator with the mechanical load coupled has a maximum rotational speed (load speed) of vm at the driving frequency fdm, and the rotational speed increases as the driving frequency becomes lower than fdm. It has a single peak characteristic that gradually decreases and that the rotational speed gradually decreases as the drive frequency becomes higher than fdm. In addition, even when the output of the mechanical load is torque, the single peak characteristic similar to the rotational speed is exhibited. Therefore, in the present invention, the driving frequency is always set to an appropriate value by utilizing the fact that the truss type actuator has a single peak characteristic as shown in FIG.

すなわち、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置は、機械負荷の出力が回転速度である場合について説明すると、駆動周波数を機械負荷の動作に実質的に影響を与えない範囲内における第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとの間で掃引させ、第１の駆動周波数ｆｄａに対応する回転速度ｖａと第２の駆動周波数ｆｄｂに対応する回転速度ｖｂとを求め、この２つの回転速度の変化幅（変化値）Δｖ（Δｖ＝ｆｄａ-ｆｄｂ）が最小（実質的にゼロと見なせる値）となるように駆動周波数の掃引範囲（ｆｄａ〜ｆｄｂ）を移動させることにより駆動周波数が常に適切な値に設定されるようにするものである。これにより、機械負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。   That is, in the actuator drive device according to the first embodiment of the present invention, the case where the output of the mechanical load is the rotational speed will be described. The drive frequency is within a range that does not substantially affect the operation of the mechanical load. By sweeping between the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb, a rotation speed va corresponding to the first drive frequency fda and a rotation speed vb corresponding to the second drive frequency fdb are obtained, and this Driven by moving the sweep range (fda to fdb) of the drive frequency so that the change width (change value) Δv (Δv = fda−fdb) of the two rotation speeds becomes the minimum (a value that can be regarded as substantially zero). The frequency is always set to an appropriate value. As a result, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the mechanical load.

なお、本発明でいう最適駆動周波数とは、駆動周波数対機械出力特性図（図３の場合では、駆動周波数対速度特性図）における出力がピーク値となる駆動周波数のみを指すのではなく、その駆動周波数を含む一定の許容幅を有するものである。このことは、以下に述べるすべての実施形態において同様である。   The optimum drive frequency in the present invention does not mean only the drive frequency at which the output in the drive frequency vs. machine output characteristic diagram (in the case of FIG. 3, the drive frequency vs. speed characteristic diagram) has a peak value, It has a certain allowable range including the driving frequency. This is the same in all embodiments described below.

図４は、図１に示すトラス型アクチュエータなどに適用されるもので、図３を用いて説明した調整原理に基づいて駆動周波数を調整するようにした第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置の制御構成を示すブロック図である。以下、図３を参照しつつ駆動装置の構成を説明する。   FIG. 4 is applied to the truss-type actuator shown in FIG. 1 and the like. The actuator driving apparatus according to the first embodiment in which the driving frequency is adjusted based on the adjustment principle described with reference to FIG. It is a block diagram which shows the control structure. Hereinafter, the configuration of the drive device will be described with reference to FIG.

すなわち、図４に示す駆動装置３０は、例えば監視カメラなどの電子撮像カメラが取り付けられた雲台を左右方向などの所定方向に回転させるためのトラス型アクチュエータ３２を駆動制御するもので、全体の動作を制御する主制御部３４と、トラス型アクチュエータ３２の第１,第２の電気機械変換素子１６,１８（図１）のうち、一方の電気機械変換素子に正弦波交流の駆動電圧を供給する交流電圧発生器などからなる駆動回路３６と、トラス型アクチュエータ３２に結合された雲台を含む機械負荷３８の回転角度（機械出力）を連続的に検出する回転検出エンコーダなどからなる角度検出部（出力計測部）４０と、機械負荷３８に対して回転角度位置を指示する角度指示信号と角度検出部４０で検出された機械負荷３８の回転角度信号とを比較して角度誤差信号を出力するコンパレータなどからなる比較制御部４２とを備えている。   That is, the drive device 30 shown in FIG. 4 controls and drives the truss-type actuator 32 for rotating a pan head to which an electronic imaging camera such as a surveillance camera is attached in a predetermined direction such as the left-right direction. A sinusoidal alternating current drive voltage is supplied to one of the main control unit 34 that controls the operation and the first and second electromechanical transducers 16 and 18 of the truss actuator 32 (FIG. 1). An angle detection unit comprising a drive circuit 36 composed of an AC voltage generator and the like, and a rotation detection encoder that continuously detects a rotation angle (machine output) of a mechanical load 38 including a pan head coupled to the truss-type actuator 32 (Output measurement unit) 40, an angle instruction signal for instructing the rotation angle position with respect to the mechanical load 38, and a rotation angle signal of the mechanical load 38 detected by the angle detection unit 40 And a comparison control unit 42 consisting of a comparator which outputs an angular error signal by comparing.

さらに、駆動装置３０は、比較制御部４２から出力される角度誤差信号と機械負荷３８の回転角度信号とから演算して得た回転速度信号とに基づいてトラス型アクチュエータ３２の回転速度を変更するため、駆動回路３６から出力される駆動電圧の振幅を制御する制御信号を出力する駆動制御部４４と、駆動回路３６から出力される駆動電圧の周波数（駆動周波数）を制御する制御信号を出力するもので、その制御信号を所定の掃引周波数（繰り返し周波数）を有する矩形波信号として出力する駆動周波数発生部４６とを備えている。   Further, the driving device 30 changes the rotational speed of the truss-type actuator 32 based on the rotational speed signal obtained by calculation from the angular error signal output from the comparison control unit 42 and the rotational angle signal of the mechanical load 38. Therefore, a drive control unit 44 that outputs a control signal that controls the amplitude of the drive voltage output from the drive circuit 36 and a control signal that controls the frequency (drive frequency) of the drive voltage output from the drive circuit 36 are output. And a drive frequency generator 46 for outputting the control signal as a rectangular wave signal having a predetermined sweep frequency (repetition frequency).

主制御部３４は、演算処理を実行するＣＰＵ、所定の処理プログラムやデータなどが記録されたＲＯＭ、及び、処理データを一時的に記録するＲＡＭから構成されたものである。また、主制御部３４には、速度検出部３４１、出力抽出部３４２及び掃引制御部３４３としての機能実現部を備えている。また、掃引制御部３４３には、出力判別部３４４、傾き導出部３４５及び傾き判別部３４６としての機能実現部を備えている。   The main control unit 34 includes a CPU that executes arithmetic processing, a ROM that records predetermined processing programs and data, and a RAM that temporarily records processing data. The main control unit 34 includes a function detection unit as a speed detection unit 341, an output extraction unit 342, and a sweep control unit 343. Further, the sweep control unit 343 includes a function realization unit as an output determination unit 344, an inclination derivation unit 345, and an inclination determination unit 346.

速度検出部３４１は、角度検出部４０から出力されるパルス信号のパルス間の経過時間に基づいて機械負荷３８の回転速度（負荷速度）ｖを離散値として所定の算出式により連続的に求めるものである。出力抽出部３４２は、速度検出部３４１で得られた回転速度ｖのうち、掃引制御部３４３の掃引周波数（繰り返し周波数）に同期させてサンプリングを行い、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ,ｖｂ）をそれぞれ検出（抽出）し、各周波数に対応する複数の回転速度の平均値を求めるなどのデータ処理を行ったのち、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ,ｖｂ）の変化幅Δｖ（Δｖ＝ｖｂ−ｖａ）を求め、その変化幅Δｖを回転速度（ｖａ,ｖｂ）と共に掃引制御部３４３に送出するものである。ここで、角度検出部（出力計測部）４０と出力抽出部３４２とで出力検出部が構成される。   The speed detector 341 continuously obtains the rotational speed (load speed) v of the mechanical load 38 as a discrete value based on the elapsed time between pulses of the pulse signal output from the angle detector 40 by a predetermined calculation formula. It is. The output extraction unit 342 performs sampling in synchronization with the sweep frequency (repetition frequency) of the sweep control unit 343 out of the rotation speed v obtained by the speed detection unit 341, and corresponds to the swept frequencies (fda, fdb). Rotation speeds (va, vb) to be detected (extracted), and after performing data processing such as obtaining an average value of a plurality of rotation speeds corresponding to each frequency, it corresponds to the swept frequencies (fda, fdb) A change width Δv (Δv = vb−va) of the rotation speed (va, vb) is obtained, and the change width Δv is sent to the sweep control unit 343 together with the rotation speed (va, vb). Here, the angle detection unit (output measurement unit) 40 and the output extraction unit 342 constitute an output detection unit.

掃引制御部３４３は、出力抽出部３４２から送出されてきた回転速度の変化幅Δｖが所定の出力範囲ｖｒ内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するか否かを出力判別部３４４で判別する一方、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きを傾き導出部３４５で求めると共に、その求めた傾きの方向を傾き判別部３４６で判別し、変化幅Δｖが所定の出力範囲ｖｒ内に存在しない場合に、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きに対応して第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとからなる掃引範囲を変化幅Δｖが所定の出力範囲ｖｒ内に存在するようになる方向に移動更新させるものである。なお、傾き導出部３４５では、傾きを所定の算出式を用いて求めてもよいし、テーブルを用いて求めてもよい。   The sweep control unit 343 uses the output determination unit 344 to determine whether or not the rotation speed variation Δv sent from the output extraction unit 342 exists within a predetermined output range vr (a range that can be regarded as substantially zero). On the other hand, the slope deriving unit 345 obtains the slope of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vdb) corresponding to the swept frequency (fda, fdb), and the slope judging unit 346 determines the direction of the obtained slope. When the change width Δv does not exist within the predetermined output range vr, the first drive frequency fda and the second drive frequency correspond to the slope of the straight line connecting the two rotation speeds (va, vb). The sweep range consisting of fdb is moved and updated in the direction in which the change width Δv exists within the predetermined output range vr. Note that the inclination deriving unit 345 may obtain the inclination using a predetermined calculation formula or may use a table.

すなわち、図３の駆動周波数対速度特性図の最大速度ｖｍに対応する駆動周波数ｆｄｍを含む領域の微小範囲では回転速度の変化幅が小さく、駆動周波数ｆｄｍから離間した領域では微小範囲であっても回転速度の変化幅が大きくなることから、所定の出力範囲ｖｒを比較的狭い範囲に設定しておくことで、変化幅Δｖが所定の出力範囲ｖｒ内に存在するときは最適駆動周波数に設定された状態であると判別することができ、変化幅Δｖが所定の出力範囲ｖｒ内に存在していないときは最適駆動周波数に設定されていない状態であると判別することができる。   In other words, the change range of the rotation speed is small in the region including the drive frequency fdm corresponding to the maximum speed vm in the drive frequency vs. speed characteristic diagram of FIG. 3, and even in the region separated from the drive frequency fdm Since the change width of the rotation speed becomes large, the predetermined output range vr is set to a relatively narrow range, and the change width Δv is set to the optimum drive frequency when the change width Δv exists within the predetermined output range vr. When the change width Δv does not exist within the predetermined output range vr, it can be determined that the optimum drive frequency is not set.

そして、変化幅Δｖが所定の出力範囲ｖｒ内に存在していない場合、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａが負方向（ａ＜０）であると、掃引範囲が駆動周波数の低くなる方向に移動更新され、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａが正方向（ａ＞０）であると、掃引範囲が駆動周波数の高くなる方向に移動更新されることになる。すなわち、いずれの場合も回転速度などの機械出力の変化幅が小さくなる方向に移動更新されることになる。この場合、機械出力の変化幅が小さくなる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにしてもよい。   When the change width Δv does not exist within the predetermined output range vr, the sweep range is driven when the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) is in the negative direction (a <0). If the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) is the positive direction (a> 0), the sweep range is moved and updated in the direction in which the drive frequency increases. Will be. That is, in any case, the movement is updated in such a direction that the change width of the machine output such as the rotation speed becomes small. In this case, the sweep range of the drive frequency may be narrowed in response to moving the sweep range of the drive frequency in the direction in which the change width of the machine output becomes small.

このようにすると、最適駆動周波数から離れた機械出力の変化幅の大きい周波数範囲では掃引範囲が広くなることから、最適駆動周波数に収束させるまでの調整回数を少なくすることができ、これにより調整時間を短縮することができる。また、最適駆動周波数に近づくにつれて駆動周波数の掃引範囲が狭くなることから、調整精度を向上させることができる。   In this way, the sweep range becomes wider in the frequency range where the machine output change range is far from the optimum drive frequency, so the number of adjustments until convergence to the optimum drive frequency can be reduced. Can be shortened. Further, since the sweep range of the drive frequency becomes narrower as the optimum drive frequency is approached, the adjustment accuracy can be improved.

図５は、第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０における駆動周波数の調整動作を説明するためのフローチャートである。この駆動周波数の調整動作を図３を参照しつつ説明する。まず、駆動周波数の粗調整が行われる（ステップ＃１）。すなわち、電源を投入したときの初期設定動作時に、掃引制御部３４３により広い周波数範囲で駆動周波数の掃引を行いながら、トラス型アクチュエータ３２の駆動を適宜実行することで凡その最適駆動周波数を把握し、それに基づいて初期駆動周波数ｆｄ１を決定する。この初期駆動周波数ｆｄ１は、機械負荷３８の動作に支障のない範囲内のものである。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the adjustment operation of the drive frequency in the actuator drive device 30 according to the first embodiment. The drive frequency adjustment operation will be described with reference to FIG. First, rough adjustment of the drive frequency is performed (step # 1). That is, during the initial setting operation when the power is turned on, the optimum driving frequency is grasped by appropriately driving the truss actuator 32 while sweeping the driving frequency in a wide frequency range by the sweep control unit 343. Based on this, the initial drive frequency fd1 is determined. The initial drive frequency fd1 is within a range that does not hinder the operation of the mechanical load 38.

次いで、初期駆動周波数ｆｄ１で本動作を開始し（ステップ＃３）、その後に掃引範囲の設定を行う（ステップ＃５）。この掃引範囲は、第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとを設定するもので、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ１が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ１）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ２が設定される（ｆｄｂ＝ｆｄ２）。このｆｄ２は、図３に示す回転速度の変化幅Δｖが機械負荷３８の動作に支障のないもので、かつ、回転速度の変化幅Δｖが速度検出部４１で検出可能な比較的小さな範囲となる値とされる。   Next, this operation is started at the initial drive frequency fd1 (step # 3), and then the sweep range is set (step # 5). This sweep range sets the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb, fd1 is set as the first drive frequency fda (fda = fd1), and fd2 is set as the second drive frequency fdb. Is set (fdb = fd2). The rotation speed change width Δv shown in FIG. 3 has no hindrance to the operation of the mechanical load 38, and the rotation speed change width Δv is a relatively small range that can be detected by the speed detector 41. Value.

次いで、駆動周波数の掃引が開始される（ステップ＃７）。すなわち、掃引制御部３４３は、駆動周波数発生部４６に対して指令信号を送出し、駆動周波数発生部４６では、掃引制御部３４３からの指令信号を受けて駆動回路３６から出力される駆動電圧の周波数がｆｄ１とｆｄ２との間で掃引されるように制御信号を駆動回路３６に送出する。これにより、駆動回路３６では、図６の下段に示すように、一定時間毎に周波数ｆｄ１と周波数ｆｄ２とが交互に切り換えられることになる。   Next, sweeping of the driving frequency is started (step # 7). In other words, the sweep control unit 343 sends a command signal to the drive frequency generation unit 46, and the drive frequency generation unit 46 receives the command signal from the sweep control unit 343 and outputs the drive voltage output from the drive circuit 36. A control signal is sent to the drive circuit 36 so that the frequency is swept between fd1 and fd2. Thereby, in the drive circuit 36, as shown in the lower part of FIG. 6, the frequency fd1 and the frequency fd2 are alternately switched every predetermined time.

次いで、出力抽出部３４２で、駆動周波数ｆｄ１における回転速度ｖ１と駆動周波数ｆｄ２における回転速度ｖ２とがそれぞれ駆動周波数ｆｄ１,ｆｄ２の切り換えに対応して検出（抽出）されると共に、検出された回転速度ｖ１,ｖ２から変化幅Δｖ（Δｖ＝ｖ２-ｖ１）が求められる（ステップ＃９）。   Next, the output extraction unit 342 detects (extracts) the rotation speed v1 at the drive frequency fd1 and the rotation speed v2 at the drive frequency fd2 corresponding to the switching of the drive frequencies fd1 and fd2, and detects the detected rotation speed. A change width Δv (Δv = v2-v1) is obtained from v1 and v2 (step # 9).

例えば、図６に示すように、駆動周波数ｆｄ１から駆動周波数ｆｄ２に切り換わる直前に駆動周波数ｆｄ１に対応する回転速度ｖ１が検出されて複数個の回転速度ｖ１が求められ、駆動周波数ｆｄ２から駆動周波数ｆｄ１に切り換わる直前に駆動周波数ｆｄ２に対応する回転速度ｖ２が検出されて複数個の回転速度ｖ２が求められる。   For example, as shown in FIG. 6, a rotation speed v1 corresponding to the drive frequency fd1 is detected immediately before switching from the drive frequency fd1 to the drive frequency fd2, and a plurality of rotation speeds v1 are obtained. Immediately before switching to fd1, a rotational speed v2 corresponding to the drive frequency fd2 is detected, and a plurality of rotational speeds v2 are obtained.

そして、複数個の回転速度ｖ１から平均値としての回転速度ｖ１が求められると共に、複数個の回転速度ｖ２から平均値としての回転速度ｖ２が求められ、この平均値としての回転速度ｖ１,ｖ２から変化幅Δｖが求められる。このように、変化幅Δｖを求めるにあたり、回転速度ｖ１,ｖ２として複数個の検出データの平均値が用いられることで、回転速度にばらつきが生じている場合でも検出精度が格段に向上される。なお、回転速度にばらつきが存在しないと見なせる場合は、平均値を求めないで複数個の回転速度ｖ１の何れか１つと複数個の回転速度ｖ２の何れか１つとから変化幅Δｖを求めるようにしてもよい。このように、回転速度にばらつきが存在しないと見なせる場合などでは、駆動周波数の掃引は１回限りとし、その１回の掃引で回転速度ｖ１,ｖ２を求めるようにしてもよい。   Then, a rotation speed v1 as an average value is obtained from the plurality of rotation speeds v1, and a rotation speed v2 as an average value is obtained from the plurality of rotation speeds v2, and from the rotation speeds v1 and v2 as the average values. A change width Δv is obtained. Thus, in obtaining the change width Δv, the average value of a plurality of detection data is used as the rotation speeds v1 and v2, so that the detection accuracy is remarkably improved even when the rotation speed varies. When it can be considered that there is no variation in the rotation speed, the change width Δv is obtained from any one of the plurality of rotation speeds v1 and any one of the plurality of rotation speeds v2 without obtaining an average value. May be. As described above, when it can be considered that there is no variation in the rotational speed, the drive frequency may be swept only once, and the rotational speeds v1 and v2 may be obtained by one sweep.

次いで、ステップ＃９で求めた変化幅Δｖが所定の出力範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するか否かが出力判別部３４４により判別される（ステップ＃１１）。この判別が肯定されると、駆動周波数が最適値に設定されたものとして現時点での駆動周波数の調整動作が終了するが、常時駆動周波数の追尾をすべくステップ＃７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。なお、ステップ＃１１での判別が肯定されたときは、一旦調整動作を終了してもよい。   Next, the output discriminating unit 344 determines whether or not the change width Δv obtained in step # 9 is within a predetermined output range (a range that can be regarded as substantially zero) (step # 11). If this determination is affirmative, the drive frequency adjustment operation at the present time is completed assuming that the drive frequency is set to the optimum value, but the routine proceeds to step # 7 to constantly track the drive frequency, and the subsequent operation Is repeatedly executed. If the determination in step # 11 is affirmed, the adjustment operation may be temporarily ended.

一方、ステップ＃１１での判別が否定されると、図３に示す駆動周波数対速度特性図上における２つの回転速度ｖ１,ｖ２を結ぶ直線の傾きａ（駆動周波数に対する機械出力の傾きａ）が傾き導出部３４５により求められ（ステップ＃１３）、その後に傾きａが負方向（ａ＜０）であるか否かが傾き判別部３４６により判別される（ステップ＃１５）。   On the other hand, if the determination at step # 11 is negative, the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds v1 and v2 on the drive frequency versus speed characteristic diagram shown in FIG. 3 (the slope a of the machine output with respect to the drive frequency) is obtained. The inclination is calculated by the inclination deriving unit 345 (step # 13), and thereafter, the inclination determining unit 346 determines whether the inclination a is in the negative direction (a <0) (step # 15).

ステップ＃１５での判別が肯定されると、掃引範囲が駆動周波数の低い方向に移動更新される（ステップ＃１７）。すなわち、図７に示すように、例えば、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ２が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ２）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ３が設定される（ｆｄｂ＝ｆｄ３）。その後、ステップ＃７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。   If the determination in step # 15 is affirmed, the sweep range is moved and updated in the direction of lower drive frequency (step # 17). That is, as shown in FIG. 7, for example, fd2 is set as the first drive frequency fda (fda = fd2), and fd3 is set as the second drive frequency fdb (fdb = fd3). Thereafter, the process proceeds to step # 7, and the subsequent operations are repeatedly executed.

また、ステップ＃１５での判別が否定されると、掃引範囲が駆動周波数の高い方向に移動更新される（ステップ＃１９）。すなわち、図８に示すように、例えば、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ２′が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ２′）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ３′が設定される（ｆｄｂ＝ｆｄ３′）。その後、ステップ＃７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。   If the determination in step # 15 is negative, the sweep range is moved and updated in the direction of higher drive frequency (step # 19). That is, as shown in FIG. 8, for example, fd2 ′ is set as the first drive frequency fda (fda = fd2 ′), and fd3 ′ is set as the second drive frequency fdb (fdb = fd3 ′). Thereafter, the process proceeds to step # 7, and the subsequent operations are repeatedly executed.

以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０では、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内におけるアクチュエータに結合された負荷の機械出力の変化幅が所定の出力範囲内に存在しないとき（すなわち、変化幅が最小となっていないとき）には、駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、負荷の機械出力の変化幅が所定の出力範囲内に存在する（すなわち、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在する）ようになるまで掃引範囲を移動更新することで駆動周波数を最適駆動周波数に収束させることができ、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。   As described above, in the actuator drive device 30 according to the first embodiment of the present invention, when the drive frequency is swept within the predetermined sweep range, the actuator is coupled to the actuator within the sweep range. When the change width of the mechanical output of the load does not exist within the predetermined output range (that is, when the change width is not minimum), the drive frequency sweep range is moved and updated. For this reason, the drive frequency is changed by moving and updating the sweep range until the change range of the mechanical output of the load is within the predetermined output range (that is, the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range). The drive frequency can be converged to the optimum drive frequency, and the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load.

図９は、第２の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置の制御構成を示すブロック図である。この第２の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０′は、機械負荷の出力が回転速度である場合について、図３と同様の駆動周波数対速度特性を示す図１０を参照して説明すると、駆動周波数を機械負荷の動作に実質的に影響を与えない範囲内における第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとの間で掃引させる一方、第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとの間の略中央の駆動周波数ｆｄｃにおける回転速度ｖｃが最大（極大）となるように駆動周波数の掃引範囲（ｆｄａ〜ｆｄｂ）を移動させることで、駆動周波数が常に適切な値に設定されるようにするものである。これにより、機械負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。   FIG. 9 is a block diagram illustrating a control configuration of the actuator driving apparatus according to the second embodiment. The actuator drive device 30 ′ according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 10 showing the same drive frequency versus speed characteristics as in FIG. 3 when the output of the mechanical load is a rotational speed. While the frequency is swept between the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb within a range that does not substantially affect the operation of the mechanical load, the first drive frequency fda and the second drive frequency The drive frequency is always set to an appropriate value by moving the sweep range (fda to fdb) of the drive frequency so that the rotational speed vc at the substantially center drive frequency fdc between the drive frequency fdb is maximum (maximum). It is to make it. As a result, the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the mechanical load.

この第２の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０′は、第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０と基本的には同一の機能を有する構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０との相違点を中心に図１０を参照しつつ説明する。   The actuator drive device 30 ′ according to the second embodiment is basically composed of components having the same functions as the actuator drive device 30 according to the first embodiment, and therefore has the same function. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals to the constituent elements having, and the following description will be made with reference to FIG. 10 focusing on differences from the actuator drive device 30 according to the first embodiment. To do.

すなわち、この第２の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０′は、その主制御部３４′が、速度検出部３４１′、出力抽出部３４２′及び掃引制御部３４３′としての機能実現部を備えると共に、掃引制御部３４３′が、出力判別部３４４′、傾き導出部３４５′及び傾き判別部３４６′としての機能実現部を備えたもので、第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０の主制御部３４と一部の機能において相違するものである。   That is, in the actuator drive device 30 ′ according to the second embodiment, the main control unit 34 ′ includes a function realization unit as a speed detection unit 341 ′, an output extraction unit 342 ′, and a sweep control unit 343 ′. In addition, the sweep control unit 343 ′ includes a function realization unit as an output determination unit 344 ′, an inclination derivation unit 345 ′, and an inclination determination unit 346 ′. The sweep control unit 343 ′ of the actuator drive device 30 according to the first embodiment This is different from the main control unit 34 in some functions.

ここで、速度検出部３４１′は、第１の実施形態に係る速度検出部３４１と同一の機能を有しており、角度検出部４０から出力されるパルス信号のパルス間の経過時間に基づいて機械負荷３８の回転速度（負荷速度）ｖを離散値として所定の算出式により連続的に求めるものである。   Here, the speed detection unit 341 ′ has the same function as the speed detection unit 341 according to the first embodiment, and is based on the elapsed time between pulses of the pulse signal output from the angle detection unit 40. The rotational speed (load speed) v of the mechanical load 38 is continuously obtained as a discrete value by a predetermined calculation formula.

出力抽出部３４２′は、速度検出部３４１′で得られた回転速度ｖのうち、掃引制御部３４３′の掃引周波数（繰り返し周波数）に同期させてサンプリングを行い、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ,ｖｂ）をそれぞれ検出（抽出）する一方、掃引範囲である２つの周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）間の略中央の周波数（ｆｄｃ）に対応する回転速度（ｖｃ）を検出（抽出）し、各周波数に対応する複数の回転速度の平均値を求めるなどのデータ処理を行ったのち、その回転速度（ｖａ,ｖｂ,ｖｃ）を掃引制御部３４３′に送出するものである。ここで、角度検出部（出力計測部）４０と出力抽出部３４２′とで出力検出部が構成される。   The output extraction unit 342 ′ performs sampling in synchronization with the sweep frequency (repetition frequency) of the sweep control unit 343 ′ out of the rotation speed v obtained by the speed detection unit 341 ′, and performs the swept frequency (fda, fdb). ) Is detected (extracted), and the rotational speed (vc) corresponding to the substantially central frequency (fdc) between the two frequencies (fda, fdb) that is the sweep range is detected. After detecting (extracting) and performing data processing such as obtaining an average value of a plurality of rotational speeds corresponding to each frequency, the rotational speeds (va, vb, vc) are sent to the sweep control unit 343 ′. is there. Here, the angle detection unit (output measurement unit) 40 and the output extraction unit 342 ′ constitute an output detection unit.

掃引制御部３４３′は、掃引範囲である２つの周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）間をその略中央の周波数を経由して掃引制御するものであり、出力抽出部３４２′から送出されてきた３つの回転速度（ｖａ,ｖｂ,ｖｃ）のうち、中央の周波数に対応する回転速度（ｖｃ）が最大（最大値）であるか否かを出力判別部３４４′で判別する一方、掃引範囲である２つの周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａを傾き導出部３４５′で求める。そして、その求めた傾きａの方向を傾き判別部３４６′で判別し、中央の周波数に対応する回転速度（ｖｃ）が最大（最大値）でない場合に、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａに対応して第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとからなる掃引範囲を中央の周波数に対応する回転速度（ｖｃ）が最大（最大値）となる方向に移動更新させるものである。   The sweep control unit 343 ′ performs sweep control between two frequencies (fda, fdb) that are the sweep range via the substantially center frequency, and the three rotations sent from the output extraction unit 342 ′. Among the speeds (va, vb, vc), the output discriminating unit 344 ′ discriminates whether or not the rotational speed (vc) corresponding to the center frequency is the maximum (maximum value). An inclination deriving unit 345 ′ obtains an inclination a of a straight line connecting two rotational speeds (va, vb) corresponding to the frequency (fda, fdb). Then, the direction of the obtained inclination a is discriminated by the inclination discriminating unit 346 ′, and when the rotation speed (vc) corresponding to the center frequency is not the maximum (maximum value), the two rotation speeds (va, vb) are determined. The sweep range consisting of the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb is moved in the direction in which the rotation speed (vc) corresponding to the center frequency is maximum (maximum value) corresponding to the slope a of the connecting line. It will be updated.

すなわち、図１０に示す駆動周波数対速度特性図からも明らかなように、出力抽出部３４２′から送出されてきた３つの回転速度（ｖａ,ｖｂ,ｖｃ）のうち、中央の周波数に対応する回転速度（ｖｃ）が最大速度ｖｍであるときは最適駆動周波数に設定された状態であると判別することができ、中央の回転速度（ｖｃ）が最大速度ｖｍでないときは最適駆動周波数に設定されていない状態であると判別することができる。   That is, as is clear from the drive frequency versus speed characteristic diagram shown in FIG. 10, the rotation corresponding to the center frequency among the three rotation speeds (va, vb, vc) sent from the output extraction unit 342 ′. When the speed (vc) is the maximum speed vm, it can be determined that the optimum driving frequency is set. When the central rotational speed (vc) is not the maximum speed vm, the optimum driving frequency is set. It can be determined that there is no state.

そして、中央の回転速度（ｖｃ）が最大速度ｖｍでない場合、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａが負方向（ａ＜０）であると、掃引範囲が駆動周波数の低くなる方向に移動更新され、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａが正方向（ａ＞０）であると、掃引範囲が駆動周波数の高くなる方向に移動更新されることになる。すなわち、いずれの場合も機械出力が駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に駆動周波数の掃引範囲が移動更新されることになる。この場合、機械出力が駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにしてもよい。   If the central rotational speed (vc) is not the maximum speed vm and the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) is in the negative direction (a <0), the sweep range is low. If the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) is the positive direction (a> 0), the sweep range is moved and updated in the direction in which the drive frequency increases. Become. That is, in either case, the drive frequency sweep range is moved and updated in a direction in which the machine output is maximized at the approximate center of the drive frequency sweep range. In this case, the drive frequency sweep range may be narrowed in response to moving the drive frequency sweep range in a direction in which the machine output is maximized at approximately the center of the drive frequency sweep range.

このようにすると、最適駆動周波数から離れた周波数範囲では掃引範囲が広くなることから、最適駆動周波数に収束させるまでの調整回数を少なくすることができ、これにより調整時間を短縮することができる。また、最適駆動周波数に近づくにつれて駆動周波数の掃引範囲が狭くなることから、調整精度を向上させることができる。   In this way, since the sweep range becomes wider in the frequency range away from the optimum drive frequency, the number of adjustments until convergence to the optimum drive frequency can be reduced, thereby shortening the adjustment time. Further, since the sweep range of the drive frequency becomes narrower as the optimum drive frequency is approached, the adjustment accuracy can be improved.

図１１は、第２の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０′における駆動周波数の調整動作を説明するためのフローチャートである。この駆動周波数の調整動作を図１０を参照しつつ説明する。まず、駆動周波数の粗調整が行われる（ステップ＃２１）。すなわち、電源を投入したときの初期設定動作時に、掃引制御部３４３′により広い周波数範囲で駆動周波数の掃引を行いながら、トラス型アクチュエータ３２の駆動を適宜実行することで凡その最適駆動周波数を把握し、それに基づいて初期駆動周波数ｆｄ１を決定する。この初期駆動周波数ｆｄ１は、機械負荷３８の動作に支障のない範囲内のものである。   FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of adjusting the drive frequency in the actuator drive device 30 ′ according to the second embodiment. This drive frequency adjustment operation will be described with reference to FIG. First, rough adjustment of the drive frequency is performed (step # 21). In other words, during the initial setting operation when the power is turned on, the optimum driving frequency is grasped by appropriately driving the truss actuator 32 while sweeping the driving frequency in a wide frequency range by the sweep control unit 343 ′. Based on this, the initial drive frequency fd1 is determined. The initial drive frequency fd1 is within a range that does not hinder the operation of the mechanical load 38.

次いで、初期駆動周波数ｆｄ１で本動作を開始し（ステップ＃２３）、その後に掃引範囲の設定を行う（ステップ＃２５）。この掃引範囲は、第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとを設定するもので、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ１が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ１）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ２が設定される（ｆｄｂ＝ｆｄ２）。このとき、同時に第３の駆動周波数ｆｄｃとして、第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂの略中央の駆動周波数ｆｄ３が設定される（ｆｄｃ＝ｆｄ３）。   Next, this operation is started at the initial drive frequency fd1 (step # 23), and then the sweep range is set (step # 25). This sweep range sets the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb, fd1 is set as the first drive frequency fda (fda = fd1), and fd2 is set as the second drive frequency fdb. Is set (fdb = fd2). At this time, as the third drive frequency fdc, a drive frequency fd3 approximately in the middle of the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb is set (fdc = fd3).

次いで、駆動周波数の掃引が開始される（ステップ＃２７）。すなわち、掃引制御部３４３´は、駆動周波数発生部４６に対して指令信号を送出し、駆動周波数発生部４６では、掃引制御部３４３′からの指令信号を受けて駆動回路３６から出力される駆動電圧の周波数（駆動周波数）がｆｄ１とｆｄ２との間で略中央の周波数ｆｄ３を経由して掃引されるように制御信号を駆動回路３６に送出する。これにより、駆動回路３６では、一定時間毎に駆動周波数ｆｄ１,ｆｄ２,ｆｄ３に切り換えられることになる。   Next, sweeping of the drive frequency is started (step # 27). That is, the sweep control unit 343 ′ sends a command signal to the drive frequency generation unit 46, and the drive frequency generation unit 46 receives the command signal from the sweep control unit 343 ′ and is output from the drive circuit 36. A control signal is sent to the drive circuit 36 so that the voltage frequency (drive frequency) is swept between fd1 and fd2 via a substantially central frequency fd3. As a result, the drive circuit 36 is switched to the drive frequencies fd1, fd2, and fd3 at regular intervals.

次いで、出力抽出部３４２´で、駆動周波数ｆｄ１における回転速度ｖ１と、駆動周波数ｆｄ３における回転速度ｖ３と、駆動周波数ｆｄ２における回転速度ｖ２とがそれぞれ駆動周波数ｆｄ１,ｆｄ２,ｆｄ３の切り換えに対応して検出される（ステップ＃２９）。   Next, in the output extraction unit 342 ′, the rotation speed v1 at the drive frequency fd1, the rotation speed v3 at the drive frequency fd3, and the rotation speed v2 at the drive frequency fd2 correspond to switching of the drive frequencies fd1, fd2, and fd3, respectively. It is detected (step # 29).

例えば、駆動周波数ｆｄ１から駆動周波数ｆｄ３に切り換わる直前に駆動周波数ｆｄ１に対応する回転速度ｖ１が検出されて複数個の回転速度ｖ１が求められ、駆動周波数ｆｄ３から駆動周波数ｆｄ２に切り換わる直前に駆動周波数ｆｄ３に対応する回転速度ｖ３が検出されて複数個の回転速度ｖ３が求められ、駆動周波数ｆｄ２から駆動周波数ｆｄ１に切り換わる直前に駆動周波数ｆｄ２に対応する回転速度ｖ２が検出されて複数個の回転速度ｖ２が求められる。   For example, a rotation speed v1 corresponding to the drive frequency fd1 is detected immediately before switching from the drive frequency fd1 to the drive frequency fd3, and a plurality of rotation speeds v1 are obtained, and driving is performed immediately before the drive frequency fd3 is switched to the drive frequency fd2. The rotational speed v3 corresponding to the frequency fd3 is detected to obtain a plurality of rotational speeds v3, and the rotational speed v2 corresponding to the driving frequency fd2 is detected immediately before the switching from the driving frequency fd2 to the driving frequency fd1. A rotation speed v2 is obtained.

そして、複数個の回転速度ｖ１から平均値としての回転速度ｖ１が求められると共に、複数個の回転速度ｖ２から平均値としての回転速度ｖ２が求められ、複数個の回転速度ｖ３から平均値としての回転速度ｖ３が求められる。このように、回転速度ｖ１,ｖ２,ｖ３を求めるにあたり、複数個の検出データの平均値が用いられることで、回転速度にばらつきが生じている場合でも検出精度が格段に向上される。なお、回転速度にばらつきが存在しないと見なせる場合は、平均値を求めないで複数個の各回転速度ｖ１,ｖ２,ｖ３のうちの何れか１つを求めるようにしてもよい。このように、回転速度にばらつきが存在しないと見なせる場合などでは、駆動周波数の掃引は１回限りとし、その１回の掃引で回転速度ｖ１,ｖ２,ｖ３を求めるようにしてもよい。   Then, a rotation speed v1 as an average value is obtained from the plurality of rotation speeds v1, and a rotation speed v2 as an average value is obtained from the plurality of rotation speeds v2, and an average value is obtained from the plurality of rotation speeds v3. A rotation speed v3 is obtained. As described above, when the rotation speeds v1, v2, and v3 are obtained, the average value of a plurality of detection data is used, so that the detection accuracy is significantly improved even when the rotation speed varies. In addition, when it can be considered that there is no variation in the rotation speed, any one of a plurality of rotation speeds v1, v2, and v3 may be obtained without obtaining an average value. As described above, when it can be considered that there is no variation in the rotational speed, the drive frequency may be swept only once, and the rotational speeds v1, v2, v3 may be obtained by one sweep.

次いで、ステップ＃２９で求めた掃引範囲の略中央の周波数ｆｄ３に対応する回転速度ｖ３が最大となっているか否かが出力判別部３４４´により判別される（ステップ＃３１）。この判別が肯定されると、駆動周波数が最適値に設定されたものとして現時点での駆動周波数の調整動作が終了するが、常時駆動周波数の追尾をすべくステップ＃２７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。なお、ステップ＃３１での判別が肯定されたときは、一旦調整動作を終了してもよい。   Next, it is determined by the output determination unit 344 ′ whether or not the rotational speed v3 corresponding to the frequency fd3 substantially at the center of the sweep range obtained in step # 29 is maximum (step # 31). If this determination is affirmative, the drive frequency adjustment operation at the present time is completed assuming that the drive frequency is set to the optimum value, but the routine proceeds to step # 27 to constantly track the drive frequency, and the subsequent operation Is repeatedly executed. If the determination in step # 31 is affirmed, the adjustment operation may be temporarily ended.

一方、ステップ＃３１での判別が否定されると、図１０に示す駆動周波数対速度特性図上における２つの回転速度ｖ１,ｖ２を結ぶ直線の傾きａ（駆動周波数に対する機械出力の傾きａ）が傾き導出部３４５′により求められ（ステップ＃３３）、その後に傾きａが負方向（ａ＜０）であるか否かが傾き判別部３４６′により判別される（ステップ＃３５）。   On the other hand, if the determination in step # 31 is negative, the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds v1 and v2 on the drive frequency versus speed characteristic diagram shown in FIG. 10 (the slope a of the machine output with respect to the drive frequency) is obtained. It is obtained by the inclination deriving unit 345 ′ (step # 33), and then it is determined by the inclination determining unit 346 ′ whether the inclination a is in the negative direction (a <0) (step # 35).

ステップ＃３５での判別が肯定されると、掃引範囲が駆動周波数の低い方向に移動更新される（ステップ＃３７）。すなわち、図１２に示すように、例えば、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ３が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ３）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ４が設定され（ｆｄｂ＝ｆｄ４）、略中央の第３の駆動周波数ｆｄｃとしてｆｄ２が設定される（ｆｄｃ＝ｆｄ２）。その後、ステップ＃２７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。   If the determination in step # 35 is affirmed, the sweep range is moved and updated in the direction of lower drive frequency (step # 37). That is, as shown in FIG. 12, for example, fd3 is set as the first drive frequency fda (fda = fd3), fd4 is set as the second drive frequency fdb (fdb = fd4), Fd2 is set as the drive frequency fdc of (fdc = fd2). Thereafter, the process proceeds to step # 27, and the subsequent operations are repeatedly executed.

また、ステップ＃３５での判別が否定されると、掃引範囲が駆動周波数の高い方向に移動更新される（ステップ＃３９）。すなわち、図１３に示すように、例えば、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ３′が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ３′）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ４′が設定され（ｆｄｂ＝ｆｄ４′）、略中央の第３の駆動周波数ｆｄｃとしてｆｄ２′が設定される（ｆｄｃ＝ｆｄ２′）。その後、ステップ＃２７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。   If the determination in step # 35 is negative, the sweep range is moved and updated in the direction of higher drive frequency (step # 39). That is, as shown in FIG. 13, for example, fd3 ′ is set as the first drive frequency fda (fda = fd3 ′), fd4 ′ is set as the second drive frequency fdb (fdb = fd4 ′), and approximately As the third drive frequency fdc at the center, fd2 ′ is set (fdc = fd2 ′). Thereafter, the process proceeds to step # 27, and the subsequent operations are repeatedly executed.

以上説明したように、本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０´では、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲における略中央の駆動周波数に対応する回転速度が最大となっていないときには、駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、掃引範囲における略中央の駆動周波数に対応する回転速度が最大となる（すなわち、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在するようになる）まで掃引範囲を更新することで駆動周波数を最適駆動周波数に収束させることができ、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。   As described above, in the actuator drive device 30 ′ according to the second embodiment of the present invention, when the drive frequency is swept within the predetermined sweep range, the drive frequency is substantially at the center in the sweep range. When the rotational speed corresponding to is not maximum, the sweep range of the drive frequency is moved and updated. For this reason, the drive frequency is updated by updating the sweep range until the rotation speed corresponding to the substantially central drive frequency in the sweep range becomes maximum (that is, the optimum drive frequency is present within the predetermined sweep range). The drive frequency can be converged to the optimum drive frequency, and the drive frequency can be easily adjusted to the optimum drive frequency without interrupting the drive operation of the load.

図１４は、第３の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置の制御構成を示すブロック図である。この第３の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０″は、機械負荷の出力が回転速度である場合について、図３と同様の駆動周波数対速度特性を示す図１５を参照して説明すると、駆動周波数を機械負荷の動作に実質的に影響を与えない範囲内における第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとの間で掃引させる一方、第１の駆動周波数ｆｄａに対応する回転速度ｖａと第２の駆動周波数ｆｄｂに対応する回転速度ｖｂとを結ぶ直線の傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するように駆動周波数の掃引範囲（ｆｄａ〜ｆｄｂ）を移動させることで、駆動周波数が常に適切な値に設定されるようにするものである。これにより、機械負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができることになる。   FIG. 14 is a block diagram illustrating a control configuration of the actuator driving apparatus according to the third embodiment. The actuator drive device 30 ″ according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 15 showing the same drive frequency versus speed characteristics as in FIG. 3 when the output of the mechanical load is a rotational speed. While the frequency is swept between the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb within a range that does not substantially affect the operation of the mechanical load, the rotational speed va corresponding to the first drive frequency fda And a rotational speed vb corresponding to the second drive frequency fdb, a drive frequency sweep range (fda to fdb) such that a slope a of the straight line exists within a predetermined slope range (a range that can be substantially regarded as zero). ) To ensure that the drive frequency is always set to an appropriate value, so that the drive frequency can be easily optimized without interrupting the drive operation of the machine load. So that it is possible to adjust the frequency.

この第３の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０″は、第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０と基本的には同一の機能を有する構成要素からなるものであるため、同一の機能を有する構成要素については同一の符号を付与することにより詳細な説明を省略し、以下には第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０との相違点を中心に図１５を参照しつつ説明する。   The actuator drive device 30 ″ according to the third embodiment is basically composed of components having the same functions as the actuator drive device 30 according to the first embodiment, and therefore has the same function. Detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals to the constituent elements having the following, and the following description will be made with reference to FIG. 15 focusing on differences from the actuator drive device 30 according to the first embodiment. To do.

すなわち、この第３の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０″は、その主制御部３４″が、速度検出部３４１″、出力抽出部３４２″及び掃引制御部３４３″としての機能実現部を備えると共に、掃引制御部３４３″が、出力判別部３４４″及び傾き導出部３４５″としての機能実現部を備えたもので、第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０の主制御部３４と一部の機能において相違するものである。   That is, in the actuator drive device 30 ″ according to the third embodiment, the main control unit 34 ″ includes function realizing units as a speed detection unit 341 ″, an output extraction unit 342 ″, and a sweep control unit 343 ″. In addition, the sweep control unit 343 ″ includes a function realization unit as an output determination unit 344 ″ and an inclination derivation unit 345 ″, and is identical to the main control unit 34 of the actuator drive device 30 according to the first embodiment. It differs in the function of the part.

ここで、速度検出部３４１″は、第１の実施形態に係る速度検出部３４１と同一の機能を有しており、角度検出部４０から出力されるパルス信号のパルス間の経過時間に基づいて機械負荷３８の回転速度（負荷速度）ｖを離散値として所定の算出式により連続的に求めるものである。   Here, the speed detection unit 341 ″ has the same function as the speed detection unit 341 according to the first embodiment, and is based on the elapsed time between pulses of the pulse signal output from the angle detection unit 40. The rotational speed (load speed) v of the mechanical load 38 is continuously obtained as a discrete value by a predetermined calculation formula.

出力抽出部３４２″は、速度検出部３４１″で得られた回転速度ｖのうち、掃引制御部３４３″の掃引周波数（繰り返し周波数）に同期させてサンプリングを行い、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ,ｖｂ）をそれぞれ検出し、各周波数に対応する複数の回転速度の平均値を求めるなどのデータ処理を行ったのち、その回転速度（ｖａ,ｖｂ）を掃引制御部３４３″に送出するものである。ここで、角度検出部（出力計測部）４０と出力抽出部３４２″とで出力検出部が構成される。   The output extraction unit 342 ″ performs sampling in synchronization with the sweep frequency (repetition frequency) of the sweep control unit 343 ″ out of the rotation speed v obtained by the speed detection unit 341 ″, and the swept frequencies (fda, fdb). ) Is detected, and data processing such as obtaining an average value of a plurality of rotation speeds corresponding to each frequency is performed, and then the rotation speeds (va, vb) are swept. This is sent to the section 343 ″. Here, the angle detection unit (output measurement unit) 40 and the output extraction unit 342 ″ constitute an output detection unit.

掃引制御部３４３″は、掃引範囲である２つの周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）間を掃引制御するものであり、出力抽出部３４２″から送出されてきた２つの周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａを傾き導出部３４５″で求めると共に、その求めた傾きａの方向を出力判別部３４４″で判別し、その傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在しない場合に、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａに対応して第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとからなる掃引範囲を傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するようになる方向に移動更新させるものである。   The sweep control unit 343 ″ performs sweep control between two frequencies (fda, fdb) that are the sweep range, and corresponds to the two frequencies (fda, fdb) transmitted from the output extraction unit 342 ″. The inclination a of the straight line connecting the two rotation speeds (va, vb) is obtained by the inclination derivation unit 345 ″, and the direction of the obtained inclination a is judged by the output discrimination unit 344 ″, and the inclination a is within a predetermined inclination range. If it does not exist within a range that can be regarded as substantially zero, the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb correspond to the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb). The sweep range is moved and updated in a direction in which the slope a is within a predetermined slope range (a range that can be regarded as substantially zero).

すなわち、図１５に示す駆動周波数対速度特性図からも明らかなように、出力抽出部３４２″から送出されてきた２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するときは最適駆動周波数に設定された状態であると判別することができ、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在しないときは最適駆動周波数に設定されていない状態であると判別することができる。   That is, as is apparent from the drive frequency versus speed characteristic diagram shown in FIG. 15, the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) sent from the output extraction unit 342 ″ is within a predetermined slope range. When it exists within a range that can be regarded as substantially zero, it can be determined that the optimum drive frequency is set, and the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) is a predetermined value. When it is not within the tilt range (a range that can be regarded as substantially zero), it can be determined that the optimum drive frequency is not set.

そして、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在しない場合、その傾きａが負方向（ａ＜０）であると、掃引範囲が駆動周波数の低くなる方向に移動更新され、その傾きａが正方向（ａ＞０）であると、掃引範囲が駆動周波数の高くなる方向に移動更新されることになる。すなわち、いずれの場合も駆動周波数に対する回転速度などの機械出力の傾きａが、所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するようになる方向に駆動周波数の掃引範囲が移動更新されることになる。この場合、機械出力の傾ａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するようになる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにしてもよい。   When the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) does not exist within a predetermined slope range (within a range that can be substantially regarded as zero), the slope a is negative (a <0). If there is, the sweep range is moved and updated in the direction in which the drive frequency is lowered, and if the inclination a is the positive direction (a> 0), the sweep range is moved and updated in the direction in which the drive frequency is increased. That is, in any case, the sweep range of the drive frequency moves in a direction in which the inclination a of the machine output such as the rotational speed with respect to the drive frequency exists within a predetermined inclination range (a range that can be regarded as substantially zero). Will be updated. In this case, in response to moving the sweep range of the drive frequency in a direction in which the inclination a of the machine output exists within a predetermined inclination range (a range that can be regarded as substantially zero), The sweep range may be narrowed.

このようにすると、最適駆動周波数から離れた周波数範囲では掃引範囲が広くなることから、最適駆動周波数に収束させるまでの調整回数を少なくすることができ、これにより調整時間を短縮することができる。また、最適駆動周波数に近づくにつれて駆動周波数の掃引範囲が狭くなることから、調整精度を向上させることができる。   In this way, since the sweep range becomes wider in the frequency range away from the optimum drive frequency, the number of adjustments until convergence to the optimum drive frequency can be reduced, thereby shortening the adjustment time. Further, since the sweep range of the drive frequency becomes narrower as the optimum drive frequency is approached, the adjustment accuracy can be improved.

図１６は、第３の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０″における駆動周波数の調整動作を説明するためのフローチャートである。この駆動周波数の調整動作を図１５を参照しつつ説明する。まず、駆動周波数の粗調整が行われる（ステップ＃４１）。すなわち、電源を投入したときの初期設定動作時に、掃引制御部３４３″により広い周波数範囲で駆動周波数の掃引を行いながら、トラス型アクチュエータ３２の駆動を適宜実行することで凡その最適駆動周波数を把握し、それに基づいて初期駆動周波数ｆｄ１を決定する。この初期駆動周波数ｆｄ１は、機械負荷３８の動作に支障のない範囲内のものである。   16 is a flowchart for explaining an operation for adjusting the drive frequency in the actuator drive device 30 ″ according to the third embodiment. This operation for adjusting the drive frequency will be described with reference to FIG. The drive frequency is coarsely adjusted (step # 41), that is, during the initial setting operation when the power is turned on, the sweep control unit 343 ″ sweeps the drive frequency in a wide frequency range, and the truss actuator 32 The optimum drive frequency is grasped by appropriately executing the drive, and the initial drive frequency fd1 is determined based on the optimum drive frequency. The initial drive frequency fd1 is within a range that does not hinder the operation of the mechanical load 38.

次いで、初期駆動周波数ｆｄ１で本動作を開始し（ステップ＃４３）、その後に掃引範囲の設定を行う（ステップ＃４５）。この掃引範囲は、第１の駆動周波数ｆｄａと第２の駆動周波数ｆｄｂとを設定するもので、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ１が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ１）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ２が設定される（ｆｄｂ＝ｆｄ２）。   Next, this operation is started at the initial drive frequency fd1 (step # 43), and then the sweep range is set (step # 45). This sweep range sets the first drive frequency fda and the second drive frequency fdb, fd1 is set as the first drive frequency fda (fda = fd1), and fd2 is set as the second drive frequency fdb. Is set (fdb = fd2).

次いで、駆動周波数の掃引が開始される（ステップ＃４７）。すなわち、掃引制御部３４３″は、駆動周波数発生部４６に対して指令信号を送出し、駆動周波数発生部４６では、掃引制御部３４３″からの指令信号を受けて駆動回路３６から出力される駆動電圧の周波数（駆動周波数）がｆｄ１とｆｄ２との間で掃引されるように制御信号を駆動回路３６に送出する。これにより、駆動回路３６では、一定時間毎に駆動周波数ｆｄ１と駆動周波数ｆｄ２とが交互に切り換えられることになる。   Next, sweeping of the driving frequency is started (step # 47). That is, the sweep control unit 343 ″ sends a command signal to the drive frequency generation unit 46, and the drive frequency generation unit 46 receives the command signal from the sweep control unit 343 ″ and is output from the drive circuit 36. A control signal is sent to the drive circuit 36 so that the voltage frequency (drive frequency) is swept between fd1 and fd2. As a result, in the drive circuit 36, the drive frequency fd1 and the drive frequency fd2 are alternately switched at regular intervals.

次いで、出力抽出部３４２″で、駆動周波数ｆｄ１における回転速度ｖ１と駆動周波数ｆｄ２における回転速度ｖ２とがそれぞれ駆動周波数ｆｄ１,ｆｄ２の切り換えに対応して検出される（ステップ＃４９）。例えば、駆動周波数ｆｄ１から駆動周波数ｆｄ２に切り換わる直前に駆動周波数ｆｄ１に対応する回転速度ｖ１が検出されて複数個の回転速度ｖ１が求められ、駆動周波数ｆｄ２から駆動周波数ｆｄ１に切り換わる直前に駆動周波数ｆｄ２に対応する回転速度ｖ２が検出されて複数個の回転速度ｖ２が求められる。   Next, the output extraction unit 342 ″ detects the rotation speed v1 at the drive frequency fd1 and the rotation speed v2 at the drive frequency fd2 corresponding to the switching of the drive frequencies fd1 and fd2, respectively (step # 49). A rotation speed v1 corresponding to the drive frequency fd1 is detected immediately before switching from the frequency fd1 to the drive frequency fd2, and a plurality of rotation speeds v1 are obtained, and the drive frequency fd2 is switched to just before the drive frequency fd2 is switched to the drive frequency fd1. A corresponding rotational speed v2 is detected, and a plurality of rotational speeds v2 are obtained.

そして、複数個の回転速度ｖ１から平均値としての回転速度ｖ１が求められると共に、複数個の回転速度ｖ２から平均値としての回転速度ｖ２が求められる。このように、回転速度ｖ１,ｖ２を求めるにあたり、複数個の検出データの平均値が用いられることで、回転速度にばらつきが生じている場合でも検出精度が格段に向上される。なお、回転速度にばらつきが存在しないと見なせる場合は、平均値を求めないで複数個の回転速度ｖ１の何れか１つと複数個の回転速度ｖ２の何れか１つを求めるようにしてもよい。このように、回転速度にばらつきが存在しないと見なせる場合などでは、駆動周波数の掃引は１回限りとし、その１回の掃引で回転速度ｖ１,ｖ２を求めるようにしてもよい。   Then, a rotation speed v1 as an average value is obtained from the plurality of rotation speeds v1, and a rotation speed v2 as an average value is obtained from the plurality of rotation speeds v2. As described above, when the rotation speeds v1 and v2 are obtained, the average value of a plurality of detection data is used, so that the detection accuracy is significantly improved even when the rotation speed varies. In addition, when it can be considered that there is no variation in the rotational speed, any one of the plurality of rotational speeds v1 and any one of the plurality of rotational speeds v2 may be obtained without obtaining the average value. As described above, when it can be considered that there is no variation in the rotational speed, the drive frequency may be swept only once, and the rotational speeds v1 and v2 may be obtained by one sweep.

次いで、図１５に示す駆動周波数対速度特性図上における２つの回転速度ｖ１,ｖ２を結ぶ直線の傾きａ（駆動周波数に対する機械出力の傾きａ）が傾き導出部３４５″により求められ（ステップ＃５１）、その後に傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するか否かが出力判別部３４４″により判別される（ステップ＃５３）。   Next, the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds v1 and v2 on the drive frequency versus speed characteristic diagram shown in FIG. 15 (the slope a of the machine output with respect to the drive frequency) is obtained by the slope derivation unit 345 ″ (step # 51). After that, the output determination unit 344 ″ determines whether or not the inclination a is within a predetermined inclination range (a range that can be regarded as substantially zero) (step # 53).

ステップ＃５３での判別が肯定されると、現在の掃引範囲が維持されたままステップ＃４７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。なお、傾きａが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在する場合は、一旦調整動作を終了してもよい。   If the determination in step # 53 is affirmative, the process proceeds to step # 47 while the current sweep range is maintained, and the subsequent operation is repeatedly executed. If the inclination a is within a predetermined inclination range (within a range that can be substantially regarded as zero), the adjustment operation may be temporarily terminated.

一方、ステップ＃５３での判別が否定されると、傾きａが負方向（ａ＜０）であるか否かが出力判別部３４４″により判別され（ステップ＃５５）、この判別が肯定されると、掃引範囲が駆動周波数の低い方向に移動更新される（ステップ＃５７）。すなわち、図１７に示すように、例えば、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ２が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ２）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ３が設定される（ｆｄｂ＝ｆｄ３）。その後、ステップ＃４７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。   On the other hand, if the determination in step # 53 is negative, the output determination unit 344 ″ determines whether the inclination a is in the negative direction (a <0) (step # 55), and this determination is affirmed. As shown in Fig. 17, for example, fd2 is set as the first drive frequency fda (fda = fd2), and the sweep range is moved and updated in the direction of lower drive frequency (step # 57). Fd3 is set as the drive frequency fdb of 2. (fdb = fd3) Thereafter, the process proceeds to step # 47, and the subsequent operation is repeatedly executed.

また、ステップ＃５５での判別が否定されると、掃引範囲が駆動周波数の高い方向に移動更新される（ステップ＃５９）。すなわち、図１８に示すように、例えば、第１の駆動周波数ｆｄａとしてｆｄ２′が設定され（ｆｄａ＝ｆｄ２′）、第２の駆動周波数ｆｄｂとしてｆｄ３′が設定される（ｆｄｂ＝ｆｄ３′）。その後、ステップ＃４７に移行し、その後の動作が繰り返し実行される。   If the determination at step # 55 is negative, the sweep range is moved and updated in the direction of higher drive frequency (step # 59). That is, as shown in FIG. 18, for example, fd2 ′ is set as the first drive frequency fda (fda = fd2 ′), and fd3 ′ is set as the second drive frequency fdb (fdb = fd3 ′). Thereafter, the process proceeds to step # 47, and the subsequent operation is repeatedly executed.

以上説明したように、本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置３０″では、駆動周波数が所定の掃引範囲内において掃引されたときであって、その掃引範囲内におけるアクチュエータに結合された負荷の機械出力の駆動周波数に対する傾きが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在しないときには、駆動周波数の掃引範囲が移動更新される。このため、負荷の機械出力の駆動周波数に対する傾きが所定の傾き範囲内（実質的にゼロと見なせる範囲内）に存在するようになる（すなわち、最適駆動周波数が所定の掃引範囲内に存在するようになる）まで掃引範囲を移動更新することで駆動周波数を最適駆動周波数に収束させることができ、負荷の駆動動作を中断することなく駆動周波数を容易に最適駆動周波数に調整することができる。   As described above, in the actuator drive device 30 ″ according to the third embodiment of the present invention, when the drive frequency is swept within the predetermined sweep range, the actuator is coupled to the actuator within the sweep range. When the slope of the machine output of the load with respect to the drive frequency does not exist within a predetermined slope range (a range that can be regarded as substantially zero), the drive frequency sweep range is moved and updated. Move the sweep range until the slope with respect to the drive frequency is within the predetermined slope range (within a range that can be regarded as substantially zero) (that is, the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range). By updating, the drive frequency can be converged to the optimal drive frequency, and the drive frequency can be easily adjusted without interrupting the drive operation of the load. It can be adjusted to the number.

本発明のアクチュエータの駆動装置３０,３０′,３０″は、上記実施形態のように構成されるものであるが、そこに記載された構成のものに限定されるものではない。要は、駆動周波数に対する回転速度などの機械出力が単峰特性を有していることを利用して駆動周波数が常に最適値になるように制御されるものであればよい。また、以下に述べるような種々の変形態様を必要に応じて採用することもできる。   The actuator drive devices 30, 30 'and 30 "of the present invention are configured as in the above-described embodiment, but are not limited to the configurations described therein. It is only necessary that the drive frequency is controlled so as to always have an optimum value by utilizing the fact that the machine output such as the rotational speed with respect to the frequency has a single peak characteristic. Variations can be employed as needed.

（１）上記第１の実施形態では、出力抽出部３４２は、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ,ｖｂ）の変化幅Δｖ（Δｖ＝ｖｂ−ｖａ）を求めるものであるが、これに限るものではない。例えば、出力抽出部３４２は、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ,ｖｂ）を検出するだけの機能を有するものとしてもよい。この場合、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ,ｖｂ）の変化幅Δｖは、掃引制御部３４３で求めるようにすればよい。   (1) In the first embodiment, the output extraction unit 342 obtains the change width Δv (Δv = vb−va) of the rotational speed (va, vb) corresponding to the swept frequency (fda, fdb). However, it is not limited to this. For example, the output extraction unit 342 may have a function of only detecting the rotation speed (va, vb) corresponding to the swept frequency (fda, fdb). In this case, the change width Δv of the rotational speed (va, vb) corresponding to the swept frequency (fda, fdb) may be obtained by the sweep control unit 343.

（２）上記のいずれの実施形態においても、駆動周波数を設定する場合の機械負荷の出力（機械出力）として回転速度を用いるようにしているが、これに限るものではない。例えば、直線的な速度を用いることも可能であり、トルクを用いることも可能である。この場合、出力計測部として、角度検出部４０に代えて、距離検出部やトルク検出部などを用いるようにすればよい。要は、駆動周波数に対する機械出力の関係（すなわち、駆動周波数対機械出力特性）が単峰特性を有しておれば、その機械出力を用いることができる。   (2) In any of the above embodiments, the rotational speed is used as the output of the mechanical load (machine output) when setting the drive frequency. However, the present invention is not limited to this. For example, a linear speed can be used, and a torque can be used. In this case, instead of the angle detection unit 40, a distance detection unit, a torque detection unit, or the like may be used as the output measurement unit. In short, if the relationship between the machine output and the drive frequency (that is, drive frequency vs. machine output characteristic) has a unimodal characteristic, the machine output can be used.

（３）上記のいずれの実施形態においても、駆動回路３６は、トラス型アクチュエータ３２の第１,第２の電気機械変換素子１６,１８（図１）のうち、いずれか一方の電気機械変換素子に正弦波交流の駆動電圧を供給するものであるが、これに限るものではない。両方の電気機械変換素子に正弦波交流の駆動電圧を供給するものであってもよい。   (3) In any of the above-described embodiments, the drive circuit 36 is one of the first and second electromechanical transducer elements 16 and 18 (FIG. 1) of the truss actuator 32. However, the present invention is not limited to this. A sine wave AC drive voltage may be supplied to both electromechanical transducers.

（４）上記のいずれの実施形態においても、速度検出部３４１,３４１′,３４１″は、角度検出部４０から出力されるパルス信号のパルス間の経過時間に基づいて機械負荷の回転速度を所定の算出式に基づいて求めるようにしたものであるが、これに限るものではない。例えば、テーブルから読み出して求めるようにしてもよい。   (4) In any of the above embodiments, the speed detectors 341, 341 ′, 341 ″ determine the rotational speed of the mechanical load based on the elapsed time between pulses of the pulse signal output from the angle detector 40. However, the present invention is not limited to this, and may be obtained by reading from a table, for example.

（５）上記のいずれの実施形態においても、掃引された周波数（ｆｄａ,ｆｄｂ）に対
応する２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａを掃引制御部３４３,３４３′,３４３″の傾き導出部３４５,３４５′,３４５″で求めるようにしているが、これに限るものではない。例えば、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きａを出力抽出部３４２,３４２′,３４２″で求めるようにすることもできる。この場合、出力抽出部３４２,３４２′,３４２″からは掃引制御部３４３,３４３′,３４３″に対して傾きａのデータを送るようにすればよい。また、傾きａは、２つの回転速度（ｖａ,ｖｂ）を結ぶ直線の傾きとしてではなく、微分することにより得た回転速度ｖａ又は回転速度ｖｂにおける接線の傾きとしてもよい。 (5) In any of the above-described embodiments, the sweep control units 343, 343 ′, 343 ″ are set to the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb) corresponding to the swept frequencies (fda, fdb). However, the present invention is not limited to this. For example, the output extraction unit 342, 342 ′, 342 ″ may determine the slope a of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb). In this case, the output extraction unit 342, 342 ′, 342 ″. Is sent to the sweep control units 343, 343 ′, 343 ″, and the inclination a is not as the inclination of the straight line connecting the two rotational speeds (va, vb). Alternatively, the inclination of the tangent at the rotational speed va or the rotational speed vb obtained by differentiation may be used.

（６）上記のいずれの実施形態においても、掃引された駆動周波数（ｆｄａ，ｆｄｂ）に対応する回転速度（ｖａ，ｖｂ）を出力抽出部３４２,３４２′,３４２″により掃引制御部３４３,３４３′,３４３″の掃引周波数に同期させて速度検出部３４１,３４１′,３４１″で得た回転速度データからサンプリングするようにしているが、これに限るものではない。例えば、速度検出部３４１,３４１′,３４１″で得た回転速度データから掃引周波数に対応する回転速度（ｖａ，ｖｂ）データをバンドパスフィルタを介して取り出すようにすることもできる。   (6) In any of the above embodiments, the rotation speeds (va, vb) corresponding to the swept drive frequencies (fda, fdb) are set to the sweep control units 343, 343 by the output extraction units 342, 342 ′, 342 ″. Although sampling is performed from the rotational speed data obtained by the speed detectors 341, 341 ', 341 "in synchronization with the sweep frequency of', 343", the present invention is not limited to this. For example, the speed detectors 341, 341, Rotational speed (va, vb) data corresponding to the sweep frequency can be extracted from the rotational speed data obtained at 341 'and 341 "via a bandpass filter.

（７）上記のいずれの実施形態においても、アクチュエータは電子撮像カメラの搭載された雲台に適用されたものであるが、これに限るものではなく、種々の機械負荷に適用することができる。また、アクチュエータが電子撮像カメラの搭載された雲台に適用する場合であれば、掃引周波数（繰り返し周波数）を電子撮像カメラに具備されている撮像素子のフレームレイトの自然数倍に設定して撮像素子の動作に同期させるようにすると、駆動周波数の掃引時において生じる撮影画像のブレやにじみなどの影響を効果的に軽減することができる。   (7) In any of the above-described embodiments, the actuator is applied to a pan / tilt head on which an electronic imaging camera is mounted. However, the actuator is not limited to this and can be applied to various mechanical loads. In addition, when the actuator is applied to a pan / tilt head on which an electronic imaging camera is mounted, imaging is performed by setting the sweep frequency (repetition frequency) to a natural number times the frame rate of the image sensor provided in the electronic imaging camera. By synchronizing with the operation of the element, it is possible to effectively reduce the influence of blurring or blurring of the captured image that occurs during the sweep of the drive frequency.

本発明の駆動装置が適用されるトラス型アクチュエータの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the truss type actuator with which the drive device of this invention is applied. トラス型アクチュエータの変位合成部材が描く軌跡を示す図で、（ａ）は駆動信号間の位相差を０°とした場合、（ｂ）は駆動信号間の位相差を４５°とした場合、（ｃ）は駆動信号間の位相差を９０°とした場合、（ｄ）は駆動信号間の位相差を１３５°とした場合、（ｅ）は駆動信号間の位相差を１８０°とした場合をそれぞれ示すものである。FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a trajectory drawn by a displacement composite member of a truss actuator, where FIG. 5A shows a phase difference between drive signals of 0 °, FIG. c) when the phase difference between the drive signals is 90 °, (d) when the phase difference between the drive signals is 135 °, and (e) when the phase difference between the drive signals is 180 °. Each is shown. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 第１の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of the drive device of the actuator which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る駆動装置の駆動周波数の調整動作を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining a drive frequency adjustment operation of the drive device according to the first embodiment. 駆動周波数を切り換えたときの回転速度のサンプリングタイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sampling timing of the rotational speed when a drive frequency is switched. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 第２の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of the drive device of the actuator which concerns on 2nd Embodiment. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 第２の実施形態に係る駆動装置の駆動周波数の調整動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the adjustment operation of the drive frequency of the drive device which concerns on 2nd Embodiment. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 第３の実施形態に係るアクチュエータの駆動装置の制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of the drive device of the actuator which concerns on 3rd Embodiment. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 第３の実施形態に係る駆動装置の駆動周波数の調整動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the adjustment operation of the drive frequency of the drive device which concerns on 3rd Embodiment. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded. 機械負荷が結合された状態でのトラス型アクチュエータの駆動周波数対速度特性を示す図である。It is a figure which shows the drive frequency versus speed characteristic of a truss type actuator in the state in which the mechanical load was couple | bonded.

１６,１８ 電気機械変換素子
３０,３０′,３０″ 駆動装置
３２ トラス型アクチュエータ
３４,３４′,３４″ 主制御部
３６ 駆動回路（周波数掃引部）
３８ 機械負荷
４０ 角度検出部（出力計測部）
４６ 駆動周波数発生部（周波数掃引部）
３４３ 掃引制御部（更新制御部）
３４２,３４２′,３４２″ 出力抽出部
３４４,３４４′,３４４″ 出力判別部
３４５,３４５′,３４５″ 傾き導出部
３４６,３４６′ 傾き判別部 16, 18 Electromechanical transducer 30, 30 ′, 30 ″ Drive device 32 Truss type actuator 34, 34 ′, 34 ″ Main control unit 36 Drive circuit (frequency sweep unit)
38 Mechanical load 40 Angle detection unit (output measurement unit)
46 Drive frequency generator (frequency sweep)
343 Sweep controller (update controller)
342, 342 ', 342 "output extraction unit 344, 344', 344" output discrimination unit 345, 345 ', 345 "inclination derivation unit 346, 346' inclination discrimination unit

Claims (14)

アクチュエータを構成する電気機械変換素子に印加する電圧の駆動周波数を最適駆動周波数に調節できるようにしたアクチュエータの駆動装置であって、前記駆動周波数を所定の掃引範囲内において掃引する周波数掃引部と、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力の変化幅を検出する出力検出部と、この出力検出部により検出された機械出力の変化幅が所定の出力範囲内に存在するか否かにより最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在するか否かを判別する出力判別部と、最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在しないときに前記周波数掃引部による駆動周波数の掃引範囲を移動更新する更新制御部とを備えたことを特徴とするアクチュエータの駆動装置。 An actuator driving device capable of adjusting a driving frequency of a voltage applied to an electromechanical transducer constituting the actuator to an optimum driving frequency, and a frequency sweeping unit that sweeps the driving frequency within a predetermined sweeping range; of mechanical output of a load coupled to the actuator, an output detector for detecting a change width of the machine output corresponding to the drive frequency that is swept by the frequency sweep unit, changes in mechanical output detected by the output detecting unit An output discriminating unit that determines whether or not the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range depending on whether or not the width is within the predetermined output range, and the optimum drive frequency is within the predetermined sweep range And an update control unit that moves and updates the sweep range of the drive frequency by the frequency sweep unit when not Drive. 前記出力検出部は、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力を連続的に計測する出力計測部と、この出力計測部により計測された機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力の変化幅を検出する出力抽出部とを備えたものであることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの駆動装置。 The output detection unit continuously measures the mechanical output of the load coupled to the actuator, and out of the mechanical output measured by the output measurement unit, the drive frequency is swept by the frequency sweep unit. The actuator driving apparatus according to claim 1, further comprising an output extraction unit that detects a change width of a corresponding machine output . 前記更新制御部は、前記出力検出部により検出された機械出力の変化幅が小さくなる方向に前記駆動周波数の掃引範囲を移動更新するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のアクチュエータの駆動装置。 The update control unit actuator according to claim 1 or 2, wherein the change in width of the machine output detected by the output detector is intended to move update sweep range of the driving frequency in a direction decreases Drive device. 前記更新制御部は、前記出力検出部により検出された機械出力の変化幅が小さくなる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにするものであることを特徴とする請求項３記載のアクチュエータの駆動装置。 The update control unit narrows the sweep range of the drive frequency in response to moving the sweep range of the drive frequency in a direction in which the change width of the machine output detected by the output detection unit is reduced. The actuator driving apparatus according to claim 3, wherein: アクチュエータを構成する電気機械変換素子に印加する電圧の駆動周波数を最適駆動周波数に調節できるようにしたアクチュエータの駆動装置であって、前記駆動周波数を所定の掃引範囲内において掃引する周波数掃引部と、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力であって、前記駆動周波数の掃引範囲の略中央の周波数に対応する機械出力を検出する出力検出部と、この出力検出部により検出された機械出力が前記駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となるか否かにより最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在するか否かを判別する出力判別部と、最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在しないときに前記周波数掃引部による駆動周波数の掃引範囲を移動更新する更新制御部とを備えたことを特徴とするアクチュエータの駆動装置。 An actuator driving device capable of adjusting a driving frequency of a voltage applied to an electromechanical transducer constituting the actuator to an optimum driving frequency, and a frequency sweeping unit that sweeps the driving frequency within a predetermined sweeping range; Among the mechanical outputs of the load coupled to the actuator, the mechanical output corresponding to the drive frequency swept by the frequency sweep unit and corresponding to the substantially central frequency in the sweep range of the drive frequency is detected. An output detection unit and whether or not the optimum drive frequency exists within the predetermined sweep range depending on whether or not the machine output detected by the output detection unit is maximized at the approximate center of the sweep range of the drive frequency. An output discriminating unit for discriminating and a driving frequency by the frequency sweeping unit when the optimum driving frequency does not exist within the predetermined sweeping range Actuator driving apparatus characterized by comprising an update controller for moving update sweep range. 前記出力検出部は、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力を連続的に計測する出力計測部と、この出力計測部により計測された機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引された駆動周波数に対応する機械出力を検出する出力抽出部とを備えたものであることを特徴とする請求項５記載のアクチュエータの駆動装置。 The output detection unit continuously measures the mechanical output of the load coupled to the actuator, and the drive frequency swept by the frequency sweep unit out of the mechanical output measured by the output measurement unit 6. The actuator drive device according to claim 5, further comprising an output extraction unit that detects a machine output corresponding to the above. 前記更新制御部は、前記出力検出部により検出された機械出力が前記駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に前記駆動周波数の掃引範囲を移動更新するものであることを特徴とする請求項５又は６記載のアクチュエータの駆動装置。 The update control unit is configured to move and update the sweep range of the drive frequency in a direction in which the mechanical output detected by the output detection unit is maximized at substantially the center of the sweep range of the drive frequency. The actuator driving apparatus according to claim 5 or 6. 前記更新制御部は、前記出力検出部により検出された機械出力が前記駆動周波数の掃引範囲の略中央において最大となる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにするものであることを特徴とする請求項７記載のアクチュエータの駆動装置。 The update control unit corresponds to moving the drive frequency sweep range in a direction in which the machine output detected by the output detection unit is maximized at substantially the center of the drive frequency sweep range . 8. The actuator driving apparatus according to claim 7, wherein the sweep range is narrowed . アクチュエータを構成する電気機械変換素子に印加する電圧の駆動周波数を最適駆動周波数に調節できるようにしたアクチュエータの駆動装置であって、前記駆動周波数を所定の掃引範囲内において掃引する周波数掃引部と、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対応する機械出力を検出する出力検出部と、前記出力検出部により検出された機械出力に基づき、前記周波数掃引部により掃引した駆動周波数に対する機械出力の傾きを求める傾き導出部と、前記傾き導出部により求めた傾きが所定の傾き範囲内に存在するか否かにより最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在するか否かを判別する出力判別部と、最適駆動周波数が前記所定の掃引範囲内に存在しないときに前記周波数掃引部による駆動周波数の掃引範囲を移動更新する更新制御部とを備えたことを特徴とするアクチュエータの駆動装置。 An actuator driving device capable of adjusting a driving frequency of a voltage applied to an electromechanical transducer constituting the actuator to an optimum driving frequency, and a frequency sweeping unit that sweeps the driving frequency within a predetermined sweeping range; Out of the machine output of the load coupled to the actuator, an output detection unit that detects a machine output corresponding to the drive frequency swept by the frequency sweep unit, and the frequency based on the machine output detected by the output detection unit An inclination deriving unit for obtaining the inclination of the machine output with respect to the driving frequency swept by the sweeping unit, and an optimum driving frequency within the predetermined sweeping range depending on whether or not the inclination obtained by the inclination deriving unit is within the predetermined inclination range. An output discriminating unit that discriminates whether or not an optimum driving frequency exists within the predetermined sweep range. Driving device for an actuator, characterized in that it comprises an update control unit that moves updates the sweep range of the driving frequency by the frequency sweep unit. 前記出力検出部は、前記アクチュエータに結合された負荷の機械出力を連続的に計測する出力計測部と、この出力計測部により計測された機械出力のうち、前記周波数掃引部により掃引された駆動周波数に対応する機械出力を検出する出力抽出部とを備えたものであることを特徴とする請求項９記載のアクチュエータの駆動装置。 The output detection unit continuously measures the mechanical output of the load coupled to the actuator, and the drive frequency swept by the frequency sweep unit out of the mechanical output measured by the output measurement unit The actuator drive device according to claim 9, further comprising: an output extraction unit that detects a machine output corresponding to . 前記更新制御部は、前記傾き導出部により導出された傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになる方向に前記駆動周波数の掃引範囲を移動更新するものであることを特徴とする請求項９又は１０記載のアクチュエータの駆動装置。 The update control unit claim, characterized in that the inclination derived by the slope deriving unit is intended to move update sweep range of the driving frequency in a direction so that within the predetermined inclination range 9 Or the actuator drive device of Claim 10. 前記更新制御部は、前記傾き導出部により導出された傾きが所定の傾き範囲内に存在するようになる方向に駆動周波数の掃引範囲を移動させることに対応して、その駆動周波数の掃引範囲を狭めるようにするものであることを特徴とする請求項１１記載のアクチュエータの駆動装置。 In response to moving the sweep range of the drive frequency in a direction in which the tilt derived by the tilt deriving unit exists within a predetermined tilt range, the update control unit sets the sweep range of the drive frequency. The actuator driving device according to claim 11 , wherein the actuator driving device is narrowed . 前記出力検出部により検出される機械出力は、前記アクチュエータに結合された負荷の速度であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載のアクチュエータの駆動装置。 The output mechanical output detected by the detecting unit, an actuator drive apparatus according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the speed of a load coupled to the actuator. 前記周波数掃引部は、駆動周波数を所定の掃引範囲内において所定の繰り返し周波数で繰り返して掃引するものであり、前記出力検出部は、前記繰り返し動作に対応して機械出力を検出するものであることを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載のアクチュエータの駆動装置。 The frequency sweep unit sweeps a drive frequency repeatedly at a predetermined repetition rate within a predetermined sweep range, and the output detection unit detects a machine output corresponding to the repetition operation. The actuator driving device according to claim 1, wherein
JP2003286264A 2003-08-04 2003-08-04 Actuator drive Expired - Fee Related JP4461736B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003286264A JP4461736B2 (en) 2003-08-04 2003-08-04 Actuator drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003286264A JP4461736B2 (en) 2003-08-04 2003-08-04 Actuator drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005057890A JP2005057890A (en) 2005-03-03
JP4461736B2 true JP4461736B2 (en) 2010-05-12

Family

ID=34365623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003286264A Expired - Fee Related JP4461736B2 (en) 2003-08-04 2003-08-04 Actuator drive

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4461736B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4848853B2 (en) * 2006-06-16 2011-12-28 セイコーエプソン株式会社 Piezoelectric actuator driving method, piezoelectric actuator driving apparatus, electronic device
JP2010283614A (en) * 2009-06-04 2010-12-16 Sekyurion Nijuyon Kk Camera control apparatus, photographing direction control method, and camera device
JP7155729B2 (en) * 2018-08-08 2022-10-19 カシオ計算機株式会社 Actuator drive circuits and electronics

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005057890A (en) 2005-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10693394B2 (en) Driving apparatus of vibration-type actuator method of controlling driving vibration-type actuator and image pickup apparatus
JP5264225B2 (en) Multi-degree-of-freedom drive device and imaging device including the same
JP5230110B2 (en) Energy conversion system and energy regeneration system with variable air gap distance
JP6579778B2 (en) Vibration type driving device, replacement lens including vibration type driving device, imaging device, and method of manufacturing vibration type driving device
JP4525943B2 (en) Driving method of ultrasonic motor
US6661154B2 (en) Driving apparatus and method using electromechanical conversion elements
JP4461736B2 (en) Actuator drive
JP6584247B2 (en) Driving method of vibration type actuator, control method of driving device, driving device, imaging device and device
JP2001258278A (en) Drive controller for truss type actuator
JP5627655B2 (en) Multi-degree-of-freedom drive
US6713943B1 (en) Actuator and driving method thereof
JP5152336B2 (en) Ultrasonic actuator
JP2002165469A (en) Piezo-electric actuator
CN114362589A (en) Vibration actuator control device, vibration drive device including the same, and electronic device
JP5470954B2 (en) Ultrasonic actuator
JPH01321876A (en) Ultrasonic motor driving device
JP2010074912A (en) Ultrasonic motor
JP2003107389A (en) Scanner driver, scanner and three-dimensional measurement device
JP5229098B2 (en) Ultrasonic actuator
JP2563351B2 (en) Ultrasonic motor driving method
JPH01264579A (en) Control method of progressive-wave type ultrasonic motor
US20230408367A1 (en) Method of evaluating natural frequency of piezoelectric vibrator, method of driving transducer, signal transmitting/receiving device, and drive system
JP3641902B2 (en) Drive device
JP2616953B2 (en) Drive control method for traveling waveform ultrasonic motor
JP2011024312A (en) Ultrasonic motor

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20050613

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060424

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090911

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100126

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100208

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees