JP4879173B2 - 電動機制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、工作機械におけるテーブルや産業ロボットのアームのような負荷機械を駆動する電動機を制御する電動機制御装置に関するものである。

この種の電動機制御装置としては、電動機の速度信号又は位置信号を元に生成されるトルク指令信号により電動機のトルクがトルク指令信号に一致するよう制御することでトルク伝達機構を介して電動機と接合された負荷機械を駆動するものが知られているが、電動機と負荷機械を接合するトルク伝達機構の低剛性により、外乱抑制力向上と負荷機械の振動を同時に実現することが困難である問題があった。

そこで、従来の伝統器制御装置は、電動機の速度信号及び位置信号を元に生成されるトルク指令信号から負荷機械の加速度信号を比例倍した信号を減算する構成とし、負荷機械の加速度信号に含まれる負荷機械の振動をトルク指令信号に反映させることで負荷機械の振動を抑制するように構成されていた（例えば特許文献１参照）。

又は、負荷機械の加速度信号を入力とし、位置制御回路が出力するトルク指令信号を補正する振動抑制回路を付加する構成とし、電動機と負荷機械と位置制御回路と振動抑制回路を状態方程式のモデルで表現し、位置偏差と負荷機械の加速度とモータへ与える操作エネルギーを考慮した項と状態方程式の状態変数を含んだ評価関数が最小となるよう位置制御回路と振動抑制回路が備えるゲインを決定することで、負荷機械を振動させることなく、指令追従性の高めるように構成されていた（例えば特許文献２参照）。

特開平６−９１４８２号公報 特開平５−３０３４２７公報

特許文献１に記載の発明では、速度比例ゲインＫ_vpがある値に固定されていれば、加速度フィードバックゲインＫ_aを大きくすることで負荷機械の振動を抑制することが可能である。しかし、振動抑制に適切なＫ_aの大きさが速度比例ゲインＫ_vpによって異なるため、外乱抑制力を向上させるために速度比例ゲインＫ_vpを調整するたびに加速度フィードバックゲインＫ_aを調整し直す必要があり、調整作業が煩雑となる問題があった。
また、負荷機械の振動を抑制するためには加速度フィードバックゲインＫ_aを大きくする必要があるが、負荷機械の加速度信号を比例倍した信号を速度制御回路が出力するトルク指令信号に加算する構成としていることにより、振動抑制を目的とした加速度フィードバックゲインＫ_aの効果と、外乱抑制を目的とした速度積分ゲインＫ_vi及び位置比例ゲインＫ_pの効果とが干渉を起こして振動的となり、十分な振動抑制効果と外乱抑制効果を同時に得ることができないという問題があった。

また、特許文献２に記載の発明では、電動機と負荷機械を合わせた機械系に関する正確な数式モデルが必要であり、そのためには機械系の周波数特性を同定するなどの特別な手段が必要となり、装置全体の構成が大規模かつ複雑になるという問題があった。
また、位置制御回路と振動抑制回路のゲインを決定するためには評価関数の重みを設定する必要があるが、評価関数の重みゲインと得られる結果との関係が不明確であるので、満足のいく結果を得るためには試行錯誤的な調整とならざるを得ず、調整作業が煩雑となり、また、位置制御回路と振動抑制回路のゲインを決定するためにはリカッチ方程式を解く必要があることからも調整作業が繁雑となる問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、容易なゲイン調整により、外乱抑制力の向上と負荷機械の振動抑制とを同時に実現できる電動機制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電動機制御装置は、位置制御手段が、負荷機械を駆動する電動機の位置の目標値を指定する位置指令信号及び前記電動機の位置の現在値を示す位置信号を入力として前記電動機の速度の目標値を指定する速度指令信号を出力し、速度演算手段が、前記位置信号を入力として前記電動機の速度の現在値を示す速度信号を出力し、速度制御手段が、前記速度指令信号、及び前記速度信号にその速度信号を補正する速度補正信号を加算した補正速度信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力するように電動機制御装置を構成し、さらに、振動抑制手段が、前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力として前記速度補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数が、前記位置制御手段と前記速度演算手段と前記速度制御手段とで定まる前記位置信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性と積分特性とを乗じた伝達関数となるよう定める。

電動機及び負荷機械からなる機械系に関する情報を得るための計算や周波数特性の同定をするなどの特別な手段は不要で、電動機及び負荷機械の速度制御における外乱抑制のための速度比例ゲイン及び速度積分ゲインの調整とは独立に、負荷機械の加速度信号のフィードバックゲインを固定値に設定すれば負荷機械の振動抑制を実現できるので、容易なゲイン調整で電動機及び負荷機械の速度制御における外乱抑制力の向上と、負荷機械の振動抑制とを同時に実現できる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の電動機制御装置を示すブロック図である。制御対象１は、負荷機械２を駆動する電動機３を含む機械系４と、電動機３が負荷機械２を駆動するトルクτ_mをトルク指令信号τ_rに一致するように制御するトルク制御回路５とからなる。また、機械系４は、負荷機械２及び電動機３のほかに、電動機３の位置の現在値である位置信号ｘ_mを検出する位置検出回路６と、負荷機械２の加速度の現在値である加速度信号ａ_lを検出する加速度検出回路７からなる。

位置制御回路８ａは、電動機３の位置の目標値である位置指令信号ｘ_rと、位置信号ｘ_mを入力として、電動機３の速度の目標値である速度指令信号ｖ_rを出力する。
速度制御回路９ａは、位置制御回路８ａの出力する速度指令信号ｖ_rと、速度演算回路１０が位置信号ｘ_mから演算して出力する速度信号ｖ_mに、その速度信号ｖ_mを補正する速度補正信号ｖ_cを加算した補正速度信号ｖ_mcとを入力として、電動機３が負荷機械２を駆動するトルクτ_mの目標値であるトルク指令信号τ_rを出力する。

速度補正信号ｖ_cは、負荷機械２の加速度信号ａ_lを入力とする振動抑制回路１１ａが出力するが、この振動抑制回路１１ａの伝達関数は、加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数が、位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数に、所定のゲインの比例特性及び積分特性を乗じたものとなるように定められる。

この実施の形態１の原理を、図１の構成に比べて簡単になる、位置制御回路８ｂに位置信号ｘ_mのフィードバックを入力しない図２の構成を用いて説明する。図２において、制御対象１は図１と同一である。
位置制御回路８ｂは、位置指令信号ｘ_rを入力として、速度指令信号ｖ_rを出力する。
速度制御回路９ｂは、位置制御回路８ｂの出力する速度指令信号ｖ_rと、速度演算回路１０が位置信号ｘ_mから演算して出力する速度信号ｖ_mに、その速度信号ｖ_mを補正する速度補正信号ｖ_cを加算した補正速度信号ｖ_mcとを入力として、トルク指令信号τ_rを出力する。

そして、速度補正信号ｖ_cは、振動抑制回路１１ｂにおいて、負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例倍して生成される。
なお、図２の構成では、位置制御回路８ｂは必ずしも電動機制御装置の構成要素であるとは限らず、速度指令信号ｖ_rが電動機制御装置の外部からの入力である構成も考えられる。

次に、この実施の形態１の原理を説明する。
機械系４が機械共振特性を有して、トルク指令信号τ_rから電動機３の速度信号ｖ_mまでの伝達関数が機械共振特性を一つだけ有する二慣性系であるとする。このとき、電動機３のトルクτ_mから電動機３の速度信号ｖ_mまでの伝達関数をＧ_v（ｓ）、電動機３のトルクτ_mから負荷機械２の加速度信号ａ_lまでの伝達関数をＧ_a（ｓ）とすると、Ｇ_v（ｓ）及びＧ_a（ｓ）はそれぞれ以下のように表される。

ここで、ω_zは反共振周波数、ω_pは共振周波数、Ｊは機械系４の総慣性であり、電動機３の慣性をＪ_m、負荷機械２の慣性をＪ_lとすると、総慣性ＪはＪ_mとＪ_lとの和として表される。Ｇ_v（ｓ）は虚軸上に一対の複素零点を有し、この複素零点をｚ'とすると、ｚ'は次式で与えられる。

また、速度制御回路９ｂは、補正速度信号ｖ_mcからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性が次式で示すＰＩ制御の伝達特性となるよう構成するものとする。

ここで、ｋ_vは速度比例ゲインであり、ω_viは速度積分ゲインである。

まず、振動抑制回路１１ｂにおいて負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例倍するゲインをαとし、このゲインαを０、すなわち電動機３の速度信号ｖ_mに速度補正信号ｖ_cを加算しない電動機制御装置を考える。トルク制御回路５の伝達特性を理想的に１とし、制御対象１の入力端でループを切り開いたときの開ループ伝達関数をＬ_v'（ｓ）とすると、Ｌ_v'（ｓ）は制御対象１の入力端から電動機３の位置信号ｘ_mを検出する位置検出回路６、速度演算回路１０及び速度制御回路９ｂを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数となり、次式のように表される。

（５）式より、Ｌ_v'（ｓ）が有する零点は、実数零点−ω_viと虚軸上にある一対の複素零点±ｊω_zとなり、速度制御回路９ｂが与える実数零点−ω_viとＧ_v（ｓ）の複素零点ｚ'がそのまま現れる。

一方、α＞０としたときを考えると、制御対象１の入力端でループを切り開いたときの開ループ伝達関数をＬ_v（ｓ）とすると、Ｌ_v（ｓ）は、制御対象１の入力端から電動機３、位置検出回路６、速度演算回路１０及び速度制御回路９ｂを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数と、制御対象１の入力端から負荷機械２、加速度検出回路７、振動抑制回路１１ｂ及び速度制御回路９ｂを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数との和となり、次式のように表される。

（６）式より、Ｌ_v（ｓ）は、実数零点−ω_viとゲインαによって変化する一対の複素零点を有する。Ｌ_v（ｓ）の複素零点をｚとすると、ｚは次式で与えられる。

また、Ｌ_v（ｓ）の複素零点ｚの減衰係数をζ_zとし、複素平面において複素零点ｚが実軸となす角度をφとすると、複素零点ｚの減衰係数ζ_zは次式で与えられる。

一般に、外乱抑制効果を向上させるためには開ループ伝達関数のゲインを大きくする必要があるが、開ループ伝達関数のゲインを十分に大きくすると、ループを切り開かない閉ループ伝達関数の極（以下閉ループ極と記す）が開ループ伝達関数の零点へと漸近することが知られている。したがって、開ループ伝達関数のゲインを大きくすると、閉ループ極の減衰係数は（８）式の開ループ伝達関数の零点（以下開ループ零点と記す）の減衰係数に近づく。
この閉ループ極の減衰係数は、閉ループ応答の振動が減衰する割合を表す代表的な指標であり、閉ループ極の減衰係数が小さくなるほど閉ループ応答の振動は大きくなり、閉ループ極の減衰係数が大きくなるほど閉ループ応答の振動は速く減衰することになる。

この実施の形態１によれば、（８）式で示した開ループ複素零点の減衰係数ζ_zを適切に大きな値に設定しておけば、外乱抑制効果を向上させるために開ループ伝達関数のゲインを大きくしても、閉ループ複素極の減衰係数を大きくして振動を抑制することができる。すなわち外乱抑制と振動抑制とを同時に実現することができる。

上記性質について、図３及び図４を用いて詳細に説明する。
図３は、速度比例ゲインｋ_vを変化させたときの閉ループ複素極の根軌跡を表す概略図である。ここでは、説明を容易にするためω_vi＝０とし、また、複素零点ｚの減衰係数がζｚ＝０．５となるようにα＝１／ω_zとしている。
図３において、α＝０としたときの閉ループ複素極の根軌跡を点線で示し、α＞０としたときの閉ループ複素極の根軌跡を実線で示し、また、開ループ零点を○印で、開ループ極を×印で表し、各根軌跡の矢印は速度比例ゲインｋ_vを大きくしたときに閉ループ極が移動する方向を表している。
なお、実軸上の閉ループ極は、速度ゲインが０のとき原点にあり、速度比例ゲインｋ_vの増大に応じて−∞にある開ループ零点に収束するする。この軌跡はα＝０とα＝１／ｗｚのいずれの場合においても同じ軌跡となる(図示せず)。
そして図４は、速度比例ゲインｋ_vを大きくしたときの閉ループ複素極の減衰係数の変化を表す図であり、横軸は総慣性Ｊで正規化した速度比例ゲインｋ_vであり、縦軸は閉ループ複素極の減衰係数である。

ゲインαが０であるとき、外乱抑制力を向上させるため速度比例ゲインｋ_vを０から大きくすると、閉ループ複素極は虚軸から離れる方向へ移動し、閉ループ複素極の減衰係数はあるｋ_vの値において最大となる。
速度比例ゲインｋ_vを、減衰係数が最大になる値からさらに増大させると、閉ループ複素極は、Ｌ_v'（ｓ）が虚軸上にもつ複素零点ｚ'に近づき、閉ループ複素極の減衰係数は０に漸近する。それに伴って負荷機械２の振動が大きくなるが、この複素零点ｚ'の位置は速度比例ゲインｋ_v及び速度積分ゲインω_viを調整しても変更できないため、減衰係数を大きくして負荷機械２の振動を抑制するためには速度比例ゲインｋ_vを小さくしなければならない。
以上より、ゲインαが０である、すなわち、電動機３の速度ｖ_mに速度補正信号ｖ_cを加算しない場合は外乱抑制力の向上と振動抑制とを同時に実現することはできない。

これに対し、ゲインαを正に大きくすればＧ_v（ｓ）の複素零点ｚ'の減衰係数を大きくできる。すなわち、Ｌ_v（ｓ）の複素零点ｚを虚軸にあるｚ'から離れた位置へ移動させ、Ｌ_v（ｓ）の複素零点ｚの減衰係数ζ_zを大きくすることができる。
このとき外乱抑制力を向上させるために速度比例ゲインｋ_vを増大させると、閉ループ複素極が虚軸から離れる方向へ移動し、閉ループ複素極の減衰係数は増大する。さらにｋ_vを増大させると、α＝０のときと同様、閉ループ複素極の減衰係数が減少するものの、前述のようにＬ_v（ｓ）の複素零点ｚの減衰係数ζ_zを適度な大きさにすることができるので、閉ループ複素極がＬ_v（ｓ）の複素零点ｚに近づいても、閉ループ極の減衰係数が０になることは無く、負荷機械２を振動しないように調整することができる。
つまり、外乱抑制力の向上と負荷機械の振動抑制を同時に実現することができる。

図１の構成においても、図２の構成についてと同様に振動抑制回路１１ａを構成できるが、その内容は以下のとおりである。
図１において、位置制御回路８ａは位置比例ゲインｋ_pの伝達特性を、速度制御回路９ａは図２と同様（４）式で示されるＰＩ制御の伝達特性をもつように構成するものとする。このとき、位置検出回路６からのフィードバックループに着目すると、位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性は次式で示される。

加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性が、位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性に、ゲインαの比例積分特性を乗じたものとなるように構成すれば、図２の構成と同様に開ループ複素零点の減衰を調整できることから、次式で示されるような伝達特性を持てばよい。

一方、速度補正信号ｖ_cからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性は次式で示される。

したがって、振動抑制回路１１ａを、次式で示されるような比例ゲインがαで積分ゲインがｋ_pのＰＩ制御の伝達関数Ｃ_a（ｓ）を持つように構成すればよい。

次に、この実施の形態１における振動抑制回路１１ａ及び振動抑制回路１１ｂ並びに速度制御回路９ａ及び速度制御回路９ｂの調整について説明する。
ゲインαを正に大きくすることで減衰係数ζ_zを大きくでき、減衰係数ζ_zが０．５程度もあれば、速度比例ゲインｋ_vを大きくしたときに十分な振動抑制効果を得ることができる。また、減衰係数ζ_zをさらに大きくして１以上にしても特に良い効果が得られない一方、収束が遅くなる、ロバスト安定性が悪くなるといった悪影響が増大する。したがって、ゲインαは減衰係数がζ_z＝０．５程度となるように調整すればよい。これまでの説明では、制御対象１が有する反共振の減衰が０としていたが、制御対象１の反共振減衰が０より大きい場合は、その値の大きさに応じて減衰係数ζ_zを０．５程度よりも小さい値としてもよい。
また、減衰係数ζ_zは速度比例ゲインｋ_v及び速度積分ゲインω_viには依存しない。よって、速度比例ゲインｋ_v及び速度積分ゲインω_viの調整とは独立に、負荷機械２の振動を抑制可能な範囲でゲインαをある値に固定にしておけばよい。例えばζ_z＝０．５程度となるように、α＝１／ω_z程度にすれば負荷機械２の振動を十分抑制できる。

なお、機械系４の反共振周波数ω_zが事前にわかっていれば、上記のように減衰係数ζ_zが最適な値に一致するようゲインαを設定することが可能であるが、反共振周波数ω_zが不明な場合でも、ゲインαを正に大きくするだけで、減衰係数ζ_zを大きくして振動抑制効果を得ることができる。
したがって、反共振周波数ω_zなど機械系４に関する情報を獲得するため計算や周波数特性を同定するなどの特別な手段は不要であり、αを０から徐々に大きくするだけの容易な調整で負荷機械２の振動を抑制できる。

また、減衰係数ζ_zが速度比例ゲインｋ_vに依存しないことから、ゲインαと速度比例ゲインｋ_vとは独立に調整することができ、外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制を独立に調整することができる。

また、減衰係数ζ_zは速度積分ゲインω_viにも依存しないので、ゲインαと速度積分ゲインω_viも独立に調整することができる。（６）式より、速度積分ゲインω_viを変化させてもＬ_v（ｓ）の実数零点−ω_viが実軸上を移動するだけであり、ゲインαによって変化する複素零点の減衰係数ζ_zに影響しないことが分かる。
実数零点の減衰係数は１であるので、実数零点−ω_viに収束する閉ループ極の影響で負荷機械２が振動することはない。この種の電動機制御装置において、速度積分ゲインω_viを速度比例ゲインｋ_vに対して連動させ、速度比例ゲインｋ_vの増大に応じてω_viも大きくなるよう設定されることが多いが、そのような場合においても、速度比例ゲインｋ_v及び速度積分ゲインω_viに関する設定を変更する必要はなく、電動機３の速度信号ｖ_mに速度補正信号ｖ_cを加算する、この実施の形態１の構成として、上記のようにゲインαを調整するだけの容易な調整で外乱抑制力の向上と振動抑制が同時に実現できる。
なお、位置比例ゲインｋ_p、については速度比例ゲインｋ_vと同様に扱うことができる。

また、この実施の形態１では、振動抑制回路１１ａにおいて、負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例倍して速度補正信号ｖ_cを生成する構成を記載したが、負荷機械２の加速度信号ａ_lから所定の周波数成分を除去した信号を比例倍するように構成してもよい。
例えば、振動抑制回路１１ａ又は振動抑制回路１１ｂに所定の周波数以上の成分を除去するローパスフィルタを追加することにより、機械系４の安定性に悪影響を及ぼす可能性がある、負荷機械２の加速度信号ａ_lに含まれる高周波ノイズを除去することができる。ローパスフィルタのカットオフ周波数は機械系４の反共振周波数ω_zの５倍より大きければよい。

また、振動抑制回路１１ａ又は振動抑制回路１１ｂに所定の周波数以下の成分を除去するハイパスフィルタを追加することにより、負荷機械２の加速度信号ａ_lに含まれるオフセットに起因した定常誤差を除去することができる。なお、ハイパスフィルタのカットオフ周波数は機械系４の反共振周波数ω_zの１／４より小さければよい。

この実施の形態１は、以上のように構成することで、機械系４に関する情報を得るための計算や周波数特性の同定をするなどの特別な手段は不要で、位置比例ゲインｋ_p、速度比例ゲインｋ_v及び速度積分ゲインω_viの調整とは独立に、減衰係数ζ_zが１以下の適切な値となるようにゲインαを固定値に設定するだけの容易な調整で、外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現できる。
また、図２の構成のように、位置制御回路８ｂに位置信号ｘ_mのフィードバック入力がないときは、負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例倍した速度補正信号ｖ_cを、電動機３の速度信号ｖ_mに加算するという、より簡単な構成で同等の効果を得ることができる。

なお、速度制御回路９ａ及び速度制御回路９ｂがＰＩ制御の伝達特性を持つ場合を例にとって説明したが、他の伝達特性を持つ場合でも、例えばＩＰ制御の伝達特性であれば、振動抑制回路はＰＩＤ制御にω_viで決まるフィルタを追加した構成とすれば良いといったように、同様の方法で振動抑制回路１１ａ又は振動抑制回路１１ｂを構成することができる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２の電動機制御装置を示したブロック図である。
制御対象１は実施の形態１と同じものである。
位置制御回路８ｃは、位置指令信号ｘ_rと、位置信号ｘ_mにその位置信号ｘ_mを補正する位置補正信号ｘ_cを加算した補正位置信号ｘ_mcとを入力として、速度指令信号ｖ_rを出力する。
速度制御回路９ｃは、位置制御回路８ｃの出力する速度指令信号ｖ_rと、１０が位置信号ｘ_mから演算して出力する速度信号ｖ_mとを入力として、トルク指令信号τ_rを出力する。

位置補正信号ｖ_cは、負荷機械２の加速度信号ａ_lを入力とする振動抑制回路１１ｃが出力するが、この振動抑制回路１１ｃの伝達関数は、加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数が、位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数に、所定のゲインの比例特性及び積分特性を乗じたものとなるように定められる。

この実施の形態２の原理を、図５の構成に比べて簡単になる、速度制御回路９ｃに速度信号ｖ_mのフィードバックを入力しない図６の構成を用いて説明する。図６において、制御対象１は図５と同一のものである。
この図６の構成では、位置制御回路８ｄが速度制御回路を介さずに直接トルク指令信号τ_rを出力するように構成され、位置指令信号ｘ_rと補正位置信号ｘ_mcとを入力として、トルク指令信号τ_rを出力する。また、位置補正信号ｘ_cは、振動抑制回路１１ｄが負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例倍した信号を積分して生成する。

次に、この実施の形態２の原理について説明する。実施の形態１と同様、機械系４は機械共振特性を有し、トルク指令信号τ_rから電動機３の位置信号ｘ_mまでの伝達関数が機械共振特性を一つだけ有する二慣性系であるものとする。このとき、電動機３のトルクτ_mから電動機３の位置信号ｖ_mまでの伝達関数をＧ_p（ｓ）とすると、Ｇ_p（ｓ）は次式のように表される。

また、振動抑制回路１１ｄは負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例積分するものとし、負荷機械２の加速度信号ａ_lから位置補正信号ｘ_cまでの伝達特性が次式で与えられるものとする。

ここで、αは振動抑制回路１１ｄの積分ゲインである。

また、位置制御回路８ｄにおける電動機３の位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性が次式で示すＣ_p（ｓ）で表されるＰＩＤ制御装置であるものとする。

ここで、Ｋは位置微分ゲイン、Ｋ_pは位置比例ゲイン、Ｋ_iは位置積分ゲインである。

トルク制御回路５の伝達特性を理想的に１とし、制御対象１の入力端でループを切り開いたときの開ループ伝達関数をＬ_p（ｓ）とすると、Ｌ_p（ｓ）は、制御対象１の入力端から電動機３、位置検出回路６及び位置制御回路８ｄを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数と、制御対象１の入力端から負荷機械２、加速度検出回路７、振動抑制回路１１ｄ及び位置制御回路８ｄを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数との和となり、次式のように表される。

Ｌ_p（ｓ）は、位置制御回路８ｄによって与えられる零点と、振動抑制回路１１ｄの積分ゲインαによって変化する複素零点とを有する。積分ゲインαによって変化する複素零点は（７）式で示す複素零点ｚと同じであるので、Ｋ、Ｋ_p及びＫ_iの調整とは独立に、αを正に大きくすることで減衰係数を大きくすることができる。
また、位置制御回路８ｄによって与えられる零点は、位置比例ゲインＫ_p及び位置積分ゲインＫ_iの値によっては複素零点となる場合もあるが、位置比例ゲインＫ_p及び位置積分ゲインＫ_iを調整することで複素零点の減衰係数を大きくすることができるので、位置微分ゲインＫを大きくしても、この複素零点に収束する閉ループ極が負荷機械２を振動させることはない。よって、実施の形態１と同様に容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現することができる。

また、実施の形態１と同様の考え方により、図５の構成においても、図６の構成についてと同様に振動抑制回路１１ｃを構成できる。図５において、位置制御回路８ｃがゲインｋ_pのＰ制御の伝達特性を、速度制御回路９ｃがＰＩ制御の伝達特性を持つ場合、次式で示されるような比例ゲインがα／ｋ_pで積分ゲインがｋ_pのＰＩ制御の伝達特性を持つように振動抑制回路１１ｃを構成すればよい。

なお、位置制御回路９ｃがＰＩ制御ではなく、ＩＰ制御のような他の伝達特性を持つときでも、同様に振動抑制回路１１ｃを構成することができる。

この実施の形態２では、振動抑制回路１１ｃは負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例積分倍して位置補正信号ｘ_cを生成するように構成したが、負荷機械２の加速度信号ａ_lから所定の周波数成分を除去した信号を比例倍するように構成してもよい。

例えば、振動抑制回路１１ｃ又は振動抑制回路１１ｄにある所定の周波数以上の成分を除去するローパスフィルタを追加することにより、機械系４の安定性に悪影響を及ぼす可能性がある、負荷機械２の加速度信号ａ_lに含まれる高周波ノイズを除去することができる。ローパスフィルタの応答周波数は機械系４の反共振周波数ω_zのおよそ５倍より大きければよい。

また、振動抑制回路１１ｃ又は振動抑制回路１１ｄにおける積分を、積分にハイパスフィルタを併せた特性をもつ疑似積分としてもよい。このハイパスフィルタを２次以上の特性とすることにより、負荷機械２の加速度信号に含まれるオフセットに起因した定常誤差を除去することができる。このハイパスフィルタの次数は、加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性に含まれる積分要素の次数の合計に応じて決定すればよい。なお、ハイパスフィルタのカットオフ周波数は機械系４の反共振周波数ω_zのおよそ１／４より小さければよい。

この実施の形態２は上記のように構成しているため、振動抑制回路１１ｃ又は振動抑制回路１１ｄの積分ゲインαを大きくすることで、Ｌ_p（ｓ）の複素零点の位置を、虚軸上にあるＧ_p（ｓ）の複素零点の位置とは異なる位置にして、減衰係数を大きくすることができる。よって、実施の形態１と同様に容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現することができる。
また、図６の構成のように、速度制御回路への速度信号ｖ_mのフィードバック入力がないときは、負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例積分倍した位置補正信号ｘ_cを、電動機３の位置信号ｘ_mに加算するという、より簡単な構成で同等の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３の電動機制御装置を示したブロック図である。制御対象１は実施の形態１のものと同じである。
位置制御回路８ｅは位置指令信号ｘ_rと、電動機３の位置信号ｘ_mに、その位置信号ｘ_mを補正する位置補正信号ｘ_cを加算した補正位置信号ｘ_mcとを入力として、速度指令信号ｖ_rを出力する。
速度制御回路９ｅは、位置制御回路８ｅの出力とする速度指令信号ｖ_rと、速度演算回路１０が位置信号ｘ_mから演算して出力する速度信号ｖ_mに、その速度信号ｖ_mを補正する速度補正信号ｖ_cを加算した補正速度信号ｖ_mcとを入力として、トルク指令信号τ_rを出力する。
位置補正信号ｘ_c及び速度補正信号ｖ_cは振動抑制回路１１ｅが出力するが、この振動抑制回路１１ｅは、負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例倍して速度補正信号ｖ_cを生成するゲイン回路１２と、その速度補正信号ｖ_cを積分して位置補正信号ｘ_cを生成する積分回路１３からなる。

次に、この実施の形態３の原理について説明する。機械系４は実施の形態１と同じく二慣性系であるとする。また、振動抑制回路１１ｅの内部にあるゲイン回路１２のゲインをαとし、位置制御回路８ｅにおける電動機３の位置信号ｘ_mから速度指令信号ｖ_rまでの伝達特性が、次式で示す比例制御の伝達特性で表されるものとする。

ここで、ｋ_pは位置比例ゲインである。また、速度制御回路９ｅは速度指令信号ｖ_rと電動機３の速度信号ｖ_mとの偏差を、次式で示すＰＩ演算するものとする。

ここで、ｋ_vは速度比例ゲインであり、ω_viは速度積ゲインである。

トルク制御回路５の伝達特性を理想的に１とした場合の、制御対象１の入力端でループを切り開いたときの開ループ伝達関数をＬ_p（ｓ）とすると、Ｌ_p（ｓ）は制御対象１の入力端から位置検出回路６、位置制御回路８ｅ及び速度制御回路９ｅを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数と、制御対象１の入力端から位置検出回路６、速度演算回路１０及び速度制御回路９ｅを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数と、制御対象１の入力端から加速度検出回路７、ゲイン回路１２、積分回路１３、位置制御回路８ｅ及び速度制御回路９ｅを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数と、制御対象１の入力端から加速度検出回路７、ゲイン回路１２及び速度制御回路９ｅを経由して制御対象１の入力端に戻るループの伝達関数との和となり、次式のように表される。

Ｌ_p（ｓ）は、実数零点−ｋ_p及び−ω_vi並びに振動抑制回路１１ｅの積分ゲインαによって変化する複素零点を有する。
二つの実数零点の減衰係数は常に１であるので、速度比例ゲインｋ_vを大きくしたとき、この実数零点に収束する閉ループ極が負荷機械を振動させることはない。
また、積分ゲインαによって変化する複素零点は（７）式で示す複素零点ｚと同じであり、速度比例ゲインｋ_v、速度積分ゲインω_vi及び位置比例ゲインｋ_pの調整に関係なく、積分ゲインαを正に大きくすることで、Ｌ_p（ｓ）の複素零点ｚの位置を、虚軸上にあるＧ_p（ｓ）の複素零点ｚ'とは異なる位置とすることで、減衰係数を大きくすることができる。
よって、実施の形態１と同様に容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現することができる。

なお、速度制御回路９ｅがＰＩ制御ではなくＩＰ制御のような他の伝達特性を持つときでも、同様に振動抑制回路１１ｅを構成することができる。

また、この実施の形態３では、速度演算回路１０において、位置検出回路６により検出される位置信号ｘ_mから、電動機３の速度信号ｖ_mを演算する構成としたが、電動機３の速度の検出値を用いてもよい。

また、振動抑制回路１１ｅは、負荷機械２の加速度信号ａ_lを比例倍して速度補正信号ｖ_cを生成し、速度補正信号ｖ_cを積分して位置補正信号ｘ_cを生成する構成としたが、加速度信号ａ_lの代わりに、加速度信号ａ_lから所定の周波数成分を除去した信号を用いてもよい。
例えば、振動抑制回路１１ｄに所定の周波数以上の成分を除去するローパスフィルタを追加することにより、機械系４の安定性に悪影響を及ぼす可能性がある、加速度信号ａ_lに含まれる高周波ノイズを除去することができる。ローパスフィルタの応答周波数は機械系４の反共振周波数ω_zの５倍より大きければよい。

また、振動抑制回路１１ｅにおける、負荷機械２の加速度信号ａ_lから速度補正信号ｖ_cまでの伝達特性に、所定の周波数以下の成分を除去するハイパスフィルタを追加し、かつ加速度信号ａ_lから位置補正信号ｘ_cまでの伝達特性に含まれる積分の代わりに、積分に２次以上の特性となるハイパスフィルタを併せた特性をもつ疑似積分を用いてもよい。この擬似積分に含まれるハイパスフィルタの次数は、加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達特性に含まれる積分要素の次数の合計に応じて決定すればよい。振動抑制回路１１ｅを上記構成にすることで、加速度信号ａ_lに含まれるオフセットに起因した定常誤差を除去することができる。
加速度信号ａ_lから速度補正信号ｖ_cまでの伝達特性に追加されるハイパスフィルタと、加速度信号ａ_lから位置補正信号ｘ_cまでの伝達特性に含まれる積分の代わりに用いる疑似積分に含まれるハイパスフィルタのカットオフ周波数は、機械系４の反共振周波数ω_zの１／４より小さければよい。

実施の形態３は上記のように構成しているため、振動抑制回路１１ｅの内部にあるゲイン回路１２のゲインαを大きくすることで、Ｌ_p（ｓ）の複素零点の位置を、虚軸上にあるＧ_p（ｓ）の複素零点とは異なる位置として、減衰係数を大きくすることができる。よって、実施の形態１と同様に、容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現することができる。

実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４の電動機制御装置を示した図である。
制御対象１は実施の形態１と同じものである。
一方、実施の形態１から３では、振動抑制回路１１ａないし１１ｅは負荷機械２の加速度信号ａ_lを入力として、位置信号ｘ_mを補正する位置補正信号ｘ_c又は速度信号ｖ_mを補正する速度補正信号ｖ_cを出力するように構成したが、この実施の形態４では、振動抑制回路１１ｆは同じく加速度信号ａ_lを入力として、速度制御回路９ｆが出力するトルク指令信号τ_vを補正するトルク補正信号τ_cを出力するように構成する。

位置制御回路８ｆは、位置指令信号ｘ_rを入力として、速度指令信号ｖ_rを出力する。
速度制御回路９ｆは、位置制御回路８ｆの出力する速度指令信号ｖ_rと、速度演算回路１０が電動機３の位置信号ｘ_mから演算して出力する速度信号ｖ_mとを入力として、トルク指令信号τ_rを出力する。
振動抑制回路１１ｆは、加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数が、速度信号ｖ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数全体にゲインを乗じたものになるように構成する。そして、速度制御回路９ｆが出力するトルク指令信号τ_vに、振動抑制回路１１ｆが出力するトルク補正信号τ_cを加算して、トルク制御回路５に与える補正トルク指令信号τ_rを得る。

この実施の形態４の原理を以下に説明する。図８において、機械系４は二慣性系であるとし、トルク制御回路５の伝達特性を理想的に１とし、負荷機械２の加速度信号ａ_lから補正トルク指令信号τ_rまでの伝達関数をＣ_a（ｓ）とし、速度制御回路９ｆにおける速度信号ｖ_mから補正トルク指令信号τ_vまで伝達特性が（４）式で示すＣ_v（ｓ）であるとすれば、Ｃ_a（ｓ）が次式で示す伝達特性となるよう振動抑制回路１１ｆを構成すればよい。

ここで、αは振動抑制回路１１ｆにおいて速度信号ｖ_mから補正トルク指令信号τ_vまで伝達特性Ｃ_v（ｓ）全体に乗じるゲインである。
このとき、制御対象１の入力端でループを開いたときの開ループ伝達関数は（６）式と全く同じとなり、実施の形態１と同様に容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制を同時に実現することができる。

なお、実施の形態１と同様、速度制御回路９ｆがＰＩ制御ではなくＩＰ制御のような他の伝達特性を持つときでも、同様に振動抑制回路１１ｆを構成することができる。

上記の振動抑制回路１１ｆは負荷機械２の加速度信号ａ_lにＰＩ演算を施すことで速度補正信号ｖ_cを生成するものであるが、加速度信号ａ_lから所定の周波数成分を除去した信号を用いてもよい。
例えば、振動抑制回路１１ｆに所定の周波数以上の成分を除去するローパスフィルタを追加することにより、機械系４の安定性に悪影響を及ぼす可能性がある、加速度信号ａ_lに含まれる高周波ノイズを除去することができる。ローパスフィルタのカットオフ周波数は機械系４の反共振周波数ω_zの５倍より大きければよい。

また、振動抑制回路１１ｆに積分特性が含まれる場合は、積分特性にハイパスフィルタを併せた特性をもつ疑似積分を用いてもよい。疑似積分を用いることで、加速度信号ａ_lに含まれるオフセットに起因した定常誤差を除去することができる。上記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は機械系４の反共振周波数ω_zの１／４より小さければよい。

この実施の形態４のように、負荷機械２の加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数が、速度信号ｖ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数全体にゲインを乗じたものになるように振動抑制回路１１ｆを構成することにより、実施の形態１と同様に容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現するができる。
また、上記実施の形態４で示される電動機制御装置を等価変換できるものは、上記と同様の効果を奏する。

実施の形態５．
図９は、実施の形態４と同様に、加速度信号ａ_lに基づいてトルク補正信号τ_cを得る別の実施の形態である、実施の形態５の電動機制御装置を示した図である。
制御対象１は実施の形態１と同じものである。
位置制御回路８ｇは、電動機３に対する位置指令信号ｘ_rと、電動機３の位置信号ｘ_mとを入力として、速度制御回路を介さずに直接トルク指令信号τ_pを出力する。
振動抑制回路１１ｇは、加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数が、位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数全体にゲイン特性と積分特性を乗じたものになるように構成する。そして、位置制御回路８ｇが出力するトルク指令信号τ_pに、振動抑制回路１１ｇが出力するトルク補正信号τ_cを加算して、トルク制御回路５に与える補正トルク指令信号τ_rを得る。

以下、動作原理を説明する。図９における機械系４は、実施の形態１と同様、二慣性系であるとし、トルク制御回路５の伝達特性を理想的に１であるとする。負荷機械２の加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数をＣ_a（ｓ）とし、位置制御回路８ｇにおける電動機３の速度信号ｖ_mからトルク指令信号τ_pまで伝達特性が、例えば、（１５）式で示すＣ_p（ｓ）であるとき、Ｃ_a（ｓ）は次式で示す伝達特性となるよう振動抑制回路１１ｇを構成する。

ここで、αは、振動抑制回路１１ｇにおいて電動機３の位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_pまで伝達特性Ｃ_p（ｓ）全体に乗じるゲインである。このとき、制御対象１の入力端でループを開いたときの開ループ伝達関数は（１６）式と全く同じとなるので、実施の形態１と同様に、容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制を同時に実現することができる。

上記の振動抑制回路１１ｇは負荷機械２の加速度信号ａ_lにＰＩＤ演算を施すことでトルク補正信号τ_cを生成する構成であるが、振動抑制回路１１ｇに所定の周波数成分を除去するフィルタを追加してもよい。
あったが

例えば、振動抑制回路１１ｇに所定の周波数以上の成分を除去するローパスフィルタを追加することにより、機械系４の安定性に悪影響を及ぼす可能性がある、加速度信号ａ_lに含まれる高周波ノイズを除去することができる。ローパスフィルタのカットオフ周波数は機械系４の反共振周波数ω_zのおよそ５倍より大きければよい。

また、振動抑制回路１１ｇにおける積分を、積分にハイパスフィルタを併せた特性をもつ疑似積分としてもよい。また、このハイパスフィルタを２次以上の特性とすることにより、負荷機械２の加速度信号に含まれるオフセットに起因した定常誤差を除去することができる。上記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は機械系４の反共振周波数ω_zのおよそ１／４より小さければよい。

実施の形態５のように、負荷機械２の加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数が、電動機３の位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_pまでの伝達関数全体に比例積分特性を乗じた伝達関数となるように振動抑制回路１１ｇを構成することにより、実施の形態１と同様に容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現するができ、実際の装置に合わせた最適な電動機制御装置の構成を得ることができる。

また、実施の形態４及びこの実施の形態５にそれぞれ含まれる電動機３の位置信号ｘ_m及び速度信号ｘ_mのフィードバックを併せ持つ図１０のような構成においても同様に、負荷機械２の加速度信号ａ_lからトルク指令信号τ_rまでの伝達関数が、電動機３の位置信号ｘ_mからトルク指令信号τ_vまでの伝達関数全体に比例積分特性を乗じた伝達関数となるように振動抑制回路１１ｈを構成することにより、実施の形態１と同様に容易な調整で外乱抑制力の向上と負荷機械２の振動抑制とを同時に実現することができる。

また、この実施の形態５で示される電動機制御装置を等価変換できるものは上記と同様の効果を得ることができる。

また、各実施の形態において、電動機３の位置の現在値を示す位置信号ｘ_mを位置検出回路６により検出して、速度信号ｖ_mは速度演算回路１０が位置信号ｘ_mから演算して出力する構成について説明したが、逆に、電動機３の速度の現在値を示す速度信号ｖ_mを速度検出回路により検出して、位置信号ｘ_mは速度信号ｖ_mから演算する構成であっても、本発明は同様の効果を奏する。

本発明の実施の形態１による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による電動機制御装置における根軌跡を表す図である。 本発明の実施の形態１による電動機制御装置における速度比例ゲインと閉ループ複素極の減衰係数の関係を表す図である。 本発明の実施の形態２による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態５による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態５による電動機制御装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

２ 負荷機械 ３ 電動機
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ、８ｈ 位置制御手段である位置制御回路
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｅ、９ｆ、９ｈ 速度制御手段である速度制御回路
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ 振動抑制手段である振動抑制回路
１２ ゲイン部であるゲイン回路 １３ 積分部である積分回路

Claims (9)

1. 負荷機械を駆動する電動機の位置の目標値を指定する位置指令信号、及び前記電動機の位置の現在値を示す位置信号を入力として、前記電動機の速度の目標値を指定する速度指令信号を出力する位置制御手段と、
   前記位置信号を入力として前記電動機の速度の現在値を示す速度信号を出力する速度演算手段と、
   前記速度指令信号、及び前記速度信号にその速度信号を補正する速度補正信号を加算した補正速度信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する速度制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力として前記速度補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数が、前記位置制御手段と前記速度演算手段と前記速度制御手段とで定まる前記位置信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性と積分特性とを乗じた伝達関数となるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
2. 負荷機械を駆動する電動機の速度の目標値を指定する速度指令信号、及び前記電動機の速度の現在値を示す速度信号にその速度信号を補正する速度補正信号を加算した補正速度信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する速度制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力として、比例倍により前記速度補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数が、前記速度制御手段で定まる前記速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性を乗じた伝達関数になるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
3. 負荷機械を駆動する電動機の位置の目標値を指定する位置指令信号、及び前記電動機の位置の現在値を示す位置信号にこの位置信号を補正する位置補正信号を加算した補正位置信号を入力として、前記電動機の速度の目標値を指定する速度指令信号を出力する位置制御手段と、
   前記位置信号を入力として前記電動機の速度の現在値を示す速度信号を出力する速度演算手段と、
   前記速度指令信号、及び前記速度信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する速度制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力として前記位置補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数が、前記位置制御手段と前記速度演算手段と前記速度制御手段とで定まる前記位置信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性と積分特性とを乗じた伝達関数になるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
4. 負荷機械を駆動する電動機の位置の目標値を指定する位置指令信号、及び前記電動機の位置の現在値を示す位置信号にその位置信号を補正する位置補正信号を加算した補正位置信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する位置制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力として、比例倍と積分により前記位置補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数が、前記位置制御手段で定まる前記位置信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性と積分特性とを乗じた伝達関数になるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
5. 負荷機械を駆動する電動機の位置の目標値を指定する位置指令信号、及び前記電動機の位置の現在値を示す位置信号にその位置信号を補正する位置補正信号を加算した補正位置信号を入力として、前記電動機の速度の目標値を指定する速度指令信号を出力する位置制御手段と、
   前記位置信号を入力として前記電動機の速度の現在値を示す速度信号を出力する速度演算手段と、
   前記速度指令信号、及び前記速度信号にその速度信号を補正する速度補正信号を加算した補正速度信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する速度制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力とし、前記加速度信号の比例倍による前記速度補正信号と前記速度補正信号の積分による前記位置補正信号とを出力し、前記加速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数が、前記位置制御手段と前記速度演算手段と前記速度制御手段とで定まる前記位置信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性と積分特性とを乗じた伝達関数になるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
6. 電動機に駆動される負荷機械の速度の目標値を指定する速度指令信号、及び前記電動機の速度の現在値を示す速度信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する速度制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力とし、前記トルク指令信号を補正するトルク指令補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令補正信号までの伝達関数が、前記速度制御手段で定まる前記速度信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性を乗じた伝達関数になるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
7. 電動機に駆動される負荷機械の位置の目標値を指定する位置指令信号、及び前記電動機の位置の現在値を示す位置信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する位置制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力とし、前記トルク指令信号を補正するトルク指令補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令補正信号までの伝達関数が、前記位置制御手段で定まる前記位置信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性と積分特性とを乗じた伝達関数になるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
8. 電動機に駆動される負荷機械の位置の目標値を指定する位置指令信号、及び前記電動機の位置の現在値を示す位置信号を入力として、前記電動機の速度の目標値を指定する速度指令信号を出力する位置制御手段と、
   前記位置信号を入力として前記電動機の速度の現在値を示す速度信号を出力する速度演算手段と、
   前記速度指令信号及び前記電動機の速度の現在値を示す速度信号を入力として、前記電動機が前記負荷機械を駆動するトルクの目標値を指定するトルク指令信号を出力する速度制御手段と、
   前記負荷機械の加速度あるいはローパスフィルタとハイパスフィルタとを作用させた前記負荷機械の加速度を示す加速度信号を入力とし、前記トルク指令信号を補正するトルク指令補正信号を出力し、前記加速度信号から前記トルク指令補正信号までの伝達関数が、前記位置制御手段と前記速度演算手段と前記速度制御手段とで定まる前記位置信号から前記トルク指令信号までの伝達関数に、比例特性と積分特性とを乗じた伝達関数になるよう定めた振動抑制手段と
   を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
9. 前記負荷機械の加速度に作用させる前記ハイパスフィルタが、前記振動抑制手段を介した前記加速度から前記指令信号までの伝達特性に含まれる積分要素と同じまたはそれ以上の次数を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一に記載の電動機制御装置。

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