JPH0993998A - 電動機の位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷機械を駆動する電動機の速度や位置の制
御において、停止指令状態時の微振動を抑制する。 【解決手段】 外部から与えられる位置指令信号θm ^*
と電動機１の位置検出信号とθm に基づいてトルク指令
信号（ｑ軸電流指令信号Ｉq ^* ）を出力するトルク指令
演算手段（位置制御回路６、速度制御回路７）と、トル
ク指令演算手段が出力するトルク指令信号に基づいて電
動機１のトルクを制御するトルク制御手段（電流制御回
路８）とを有する位置制御装置において、位置指令信号
θm ^* と位置検出信号θm との位置偏差の絶対値と位置
偏差に関するゲイン切換基準値Ｐとの大小関係に基づい
てトルク制御手段のゲインＫqp、Ｋqiを切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動機の位置制
御装置に関し、特にパルスエンコーダなどの位置検出器
を用いて電動機の速度および位置の制御をフィードバッ
ク式に行うサーボシステムにて使用される電動機の位置
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サーボシステムにおける電動機の位置制
御は、一般に、位置制御ループをメインループとし、速
度制御ループと電流制御ループとをマイナループとした
カスケード構成の制御系により行われる。

【０００３】この位置制御における電動機の速度検出
は、電動機に取り付けられたパルスエンコーダを使用
し、一定サンプリング時間内に発生したパルスエンコー
ダのパルス出力数をサンプリング時間で割ることによっ
て求める方法が一般的に用いられている。

【０００４】図４１（ａ）、（ｂ）は、この速度検出方
式を用いた場合の極低速領域での速度検出の様子を示し
ている。ただし、電動機は一定速度で回転しているとす
る。図４１（ａ）はエンコーダのパルス出力とサンプリ
ングタイミングを、図４１（ｂ）はエンコーダ出力に検
出した電動機の速度と実際の速度を各々示している。

【０００５】極低速領域では、同図（ａ）のように、サ
ンプリング時間内にパルスエンコーダからのパルス入力
が零である状態が頻繁に発生するので、同図（ｂ）のよ
うに検出速度はパルス状になる。また、停止状態ではパ
ルスの発生の頻度はさらに低下する。

【０００６】このように、検出速度がパルス状になるこ
とにより、極低速あるいは停止状態で速度制御を行った
場合の電動機の出力トルクもパルス状となり、そのゲイ
ンを大きくして行くと、パルス状のトルクの大きさが大
きくなり、微振動が発生するようになる。

【０００７】ただし、ここで云う停止状態とは、電動機
の位置が位置指令値から所定の精度に収まる範囲内にあ
ると云う意味であり、停止指令状態と云うこともでき
る。

【０００８】以上のような、パルスエンコーダによる速
度検出方式に起因する停止指令状態下における微振動を
抑制する方法として、停止指令状態時、例えばサーボロ
ック時に、速度制御ループのゲインを小さくする方法
や、停止指令状態時に速度フィードバック内に挿入され
たフィルタの時定数を大きくして速度検出値に含まれる
リプル分を小さくする方法が知られている。

【０００９】図４２は特開昭６２−２４５３１２号公報
に開示された電動機の位置制御装置を示している。この
位置制御装置は、電動機（サーボモータ）１に取り付け
られたパルスエンコーダ２０１のパルス出力をカウント
して電動機１の位置信号θmを出力する位置検出回路２
０２と、所定のサンプリング時間内に入力したパルスエ
ンコーダ２０１のパルス数に基づいて上述の方法により
電動機１の速度を演算してその速度信号ωm を出力する
速度検出回路２０３と、位置制御回路２０４と、速度制
御回路２０５と、電流制御回路２０６と、ゲイン切換回
路２０７と、電流検出器２０８とを有している。なお、
電動機１にはトルク伝達機構３によって負荷機械４が接
続されている。

【００１０】速度制御回路２０５と電流制御回路２０６
とゲイン切換回路２０７とはカスケード接続され、位置
制御回路２０４は位置指令信号発生回路などによって外
部から与えられる位置指令信号θm ^* と電動機１の位置
指令θm との偏差が減少するような速度指令を演算して
速度指令信号ωm ^* を出力し、速度制御回路２０５は速
度指令信号ωm ^* と電動機１の速度信号ωm との偏差が
減少するような電流指令を演算して電流指令信号Ｉ^* を
出力し、電流制御回路２０６は電流検出器２０８により
検出される電動機１の電流Ｉが電流指令信号Ｉ^*に追従
するように制御する。

【００１１】ゲイン切換回路２０７は、電動機１が位置
制御の目標値に到達したと判断した場合に速度制御回路
２０５のゲインを通常値より小さい方に切り換える。

【００１２】この位置制御装置では、電動機１が位置制
御の目標値に到達した時点、すなわち停止指令状態にな
った時点で、ゲイン切換回路２０７が速度制御回路２０
５のゲインを通常値より小さい値に切り換える。このよ
うにすると、図４１に示されているパルス状の検出速度
に起因して速度制御回路２０５から出力されるパルス状
の電流指令信号Ｉ^* の大きさが抑えられ、微振動の発生
が抑制される。

【００１３】図４３は特開平５−３０８７８８号公報に
開示された電動機の位置制御装置を示している。尚、図
４３に於いて、図４２に対応する部分は図４２に付した
符号を付けてその説明を省略する。

【００１４】この位置制御装置では、速度検出回路２０
３の速度信号ωm をフィルタリングするローパスフィル
タ２０９と、電動機１が位置制御の目標値に到達したと
判断した場合にローパスフィルタ２０９の時定数を通常
値より大きい方に切り換える時定数切換回路２１０が設
けられている。

【００１５】この位置制御装置では、電動機１が位置制
御の目標値に到達した時点、すなわち停止指令状態にな
った時点で、時定数切換回路２１０は、ローパスフィル
タ２０９の時定数を通常値より大きい方に切り換えるこ
とによってローパスフィルタ２０９の遮断周波数が通常
値より低くなり、ローパスフィルタ通過後の検出速度信
号ωmの波形が滑らかになり、その結果として速度制御
回路２０５が出力する電流指令信号Ｉ^* も滑らかとな
り、前述の微振動の発生が抑制される。

【００１６】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、トルク
伝達機構３の剛性が低く、電動機１と負荷機械４の間で
機械共振を生じる場合、上述のような位置制御装置では
停止指令状態時の微振動を抑制できない場合がある。以
下、その理由を説明する。

【００１７】先ず、電流制御回路２０６と電流検出器２
０８とからなる電流制御系について考えてみる。電流検
出器２０８の出力である電流検出値Ｉには電動機１の電
流Ｉm 成分のほかに一般的にノイズ成分（以下Ｉn とす
る）が含まれている。したがって、電流指令信号Ｉ^* が
零の場合でも、電流制御回路２０６は電動機１の電流Ｉ
mをノイズ成分Ｉnに追従するように制御しようとするた
め、電動機１のトルクにはノイズ成分Ｉn と同様の周波
数成分が含まれるようになる。

【００１８】このノイズ成分Ｉn は、通常、ホワイトノ
イズ特性を示すことが多く、任意の機械共振周波数に対
して励振成分を含むため、停止指令状態時に振動周波数
が機械共振周波数付近の微振動現象が発生する。特に、
停止指令状態時の微振動の振幅がエンコーダ２０１の１
パルス分よりも小さい場合には、位置検出回路２０２あ
るいは速度検出回路２０３の出力は零であるから、この
微振動の抑制は不可能である。

【００１９】以上のように、ノイズ成分に起因する微振
動現象は、速度制御系が関与しない領域で発生するた
め、速度制御系で対策を施した従来の位置制御装置で
は、この微振動現象を抑制するのは困難である。

【００２０】このように、従来の位置制御装置において
は、電動機と負荷機械との間に機械共振が存在する場
合、電流制御回路、換言すればトルク制御手段における
ノイズ成分に起因した停止指令状態時の微振動の抑制が
できず、これは高精度な位置決め制御の妨げになる。

【００２１】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたものであり、サーボシステムにおい
て、位置偏差に応じて好適なトルク制御応答を与えて電
動機と負荷機械との間に機械共振が存在してもノイズ成
分に起因した停止指令状態時の微振動を抑制し、高速・
高精度な位置決め制御を実現する電動機の位置制御装置
を提供することを目的としている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による電動機の位置制御装置は、外部か
ら与えられる位置指令信号と電動機の位置検出信号とに
基づいてトルク指令信号を出力するトルク指令演算手段
と、前記トルク指令信号に基づいて前記電動機のトルク
を制御するトルク制御手段と、前記位置指令信号と前記
位置検出信号との偏差の絶対値と位置偏差に関するゲイ
ン切換基準値との大小関係に基づいて前記トルク制御手
段のゲインを切り換えるゲイン切換手段とを備えてい
る。

【００２３】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、トルク指令演算手段が外部から与えられる位置
指令信号と電動機の位置検出信号とに基づいてトルク指
令信号を出力し、トルク制御手段が前記トルク指令信号
に基づいて電動機のトルクを制御し、ゲイン切換手段が
前記位置指令信号と前記位置検出信号との偏差と外部よ
り与えられる位置偏差に関する基準値との大小関係に基
づいてトルク制御手段のゲインを切り換える。

【００２４】次の発明による電動機の位置制御装置は、
外部から与えられる位置指令信号と電動機の位置検出信
号とに基づいてトルク指令信号を出力するトルク指令演
算手段と、前記電動機のトルクに関する諸量を検出して
トルク相当量信号を出力するトルク相当量検出手段と、
前記トルク指令信号と前記トルク相当量信号とに基づい
て前記電動機のトルクを制御するトルク制御手段と、前
記トルク制御手段が作動していないときに検出した前記
トルク相当量信号に基づいて位置偏差に関するゲイン切
換基準値を設定する基準値設定手段と、前記位置指令信
号と前記位置検出信号との偏差と前記ゲイン切換基準値
との大小関係に基づいて前記トルク制御手段のゲインを
切り換えるゲイン切換手段とを備えている。

【００２５】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、トルク指令演算手段が外部から与えられる位置
指令信号と電動機の位置検出信号とに基づいてトルク指
令信号を出力し、トルク相当量検出手段が相電流など電
動機のトルクに関する諸量を検出してトルク相当量信号
を出力し、トルク制御手段が前記トルク指令信号と前記
トルク相当量信号とに基づいて電動機のトルクを制御
し、基準値設定手段はトルク制御手段が作動していない
ときに検出したトルク相当量信号に基づいて位置偏差に
関するゲイン切換基準値を適正値に設定し、ゲイン切換
手段が前記位置指令信号と前記位置検出信号との偏差と
前記ゲイン切換基準値との大小関係に基づいて、前記ト
ルク制御手段のゲインを切り換える。

【００２６】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記ゲイン切換手段が、前記位置指令信号と前記位置検
出信号の偏差の絶対値が前記ゲイン切換基準値よりも小
さい場合には前記トルク制御手段のゲインを低い方に切
り換え、そうでない場合には前記ゲインを高い方に切り
換えるものである。

【００２７】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、ゲイン切換手段によるゲイン切換動作により、
位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲイン切
換基準値よりも小さい場合、即ち停止指令状態時にはト
ルク制御手段のゲインが低い方に切換設定され、そうで
ない場合、即ち運転指令状態時には前記ゲインが高い方
に切換設定され、停止指令状態時、即ち微振動を抑制す
る必要がある状態時と運転指令状態時とでトルク制御手
段のゲインが適正値に設定される。

【００２８】次の発明による電動機の位置制御装置は、
外部から与えられる位置指令信号と電動機の位置検出信
号とに基づいてトルク指令信号を出力するトルク指令演
算手段と、前記電動機のトルクに関する諸量を検出する
トルク相当量検出手段と、前記トルク相当量検出手段の
出力に含まれる不要な高周波成分を除去するローパスフ
ィルタと、前記トルク指令信号と前記ローパスフィルタ
の出力とに基づいて前記電動機のトルクを制御するトル
ク制御手段と、前記位置指令信号と前記位置検出信号と
の偏差の絶対値と位置偏差に関する遮断周波数切換基準
値との大小関係に基づいて前記ローパスフィルタの遮断
周波数を切り換える遮断周波数切換手段とを備えてい
る。

【００２９】この電動機の位置制御装置においては、ト
ルク指令演算手段が外部から与えられる位置指令信号と
電動機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出
力し、トルク相当量検出手段が相電流など電動機のトル
クに関する諸量を検出し、ローパスフィルタがトルク相
当量検出手段の出力に含まれる不要な高周波成分（ノイ
ズ成分）を除去し、トルク制御手段が前記トルク指令信
号とローパスフィルタの出力とに基づいて前記電動機の
トルクを制御し、遮断周波数切換手段が前記位置指令信
号と前記位置検出信号との偏差と位置に関する遮断周波
数切換基準値との大小関係に基づいてローパスフィルタ
の遮断周波数を切り換える。

【００３０】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記トルク制御手段が作動していないときのトルク相当
量検出手段の出力に基づいて前記遮断周波数切換基準値
を設定する基準値設定手段を備えている。

【００３１】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、基準値修正手段はトルク制御手段が作動してい
ないときのトルク相当量検出手段の出力に基づいて前記
遮断周波数切換基準値を適正値に設定する。

【００３２】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記遮断周波数切換手段が、位置指令信号と位置検出信
号の偏差の絶対値が前記遮断周波数切換基準値よりも小
さい場合には前記ローパスフィルタの遮断周波数を低い
方に切り換え、そうでない場合には前記遮断周波数を高
い方に切り換えるものである。

【００３３】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、遮断周波数切換手段による遮断周波数切換動作
により、位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値が
遮断周波数切換基準値よりも小さい場合にはローパスフ
ィルタの遮断周波数が低い方に切換設定され、そうでな
い場合には前記遮断周波数が高い方に切換設定され、停
止指令状態時、即ち微振動を抑制する必要がある状態時
と運転指令状態時とでローパスフィルタの遮断周波数が
適正値に設定される。

【００３４】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記トルク相当量検出手段が前記電動機のトルクに関す
る諸量として前記電動機の相電流を検出し、前記基準値
設定手段は前記トルク制御手段が作動していないときの
前記相電流の高周波成分量を検出して当該高周波成分量
に応じて前記ゲイン切換基準値あるいは前記遮断周波数
切換基準値を設定するものである。

【００３５】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、基準値設定手段によって前記ゲイン切換基準値
あるいは前記遮断周波数切換基準値が、トルク制御手段
が作動していないときにトルク相当量検出手段が検出す
る電動機の相電流の高周波成分量に応じて、停止指令状
態時と運転指令状態時との判別のために適正な値に設定
される。

【００３６】次の発明による電動機の位置制御装置は、
外部から与えられる位置指令信号と電動機の位置検出信
号とに基づいてトルク指令信号を出力するトルク指令演
算手段と、前記電動機のトルクに関する諸量を検出しト
ルク相当量信号を出力するトルク相当量検出手段と、前
記トルク指令信号と前記トルク相当量信号とに基づいて
前記電動機のトルクを制御するトルク制御手段とを備え
た電動機の位置制御装置において、前記トルク制御手段
は、前記トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令と
前記トルク相当量信号に基づくトルク相当電流とに基づ
いて電圧指令を出力する第一の電流補償手段と、前記ト
ルク相当電流指令に基づいてトルク相当電圧指令を出力
する第二の電流補償手段とを有し、前記位置指令信号と
前記位置検出信号の偏差の絶対値が位置偏差に関するゲ
イン切換基準値よりも小さい場合には前記トルク制御手
段の前記第一の電流補償手段のゲインを低い方に切り換
え、そうでない場合には前記ゲインを高い方に切り換え
るゲイン切換手段を備えている。

【００３７】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、第一の電流補償手段がトルク指令信号に基づく
トルク相当電流指令とトルク相当量信号に基づくトルク
相当電流とに基づいてフィードバック補償による電圧指
令を出力し、第二の電流補償手段がトルク指令信号に基
づくトルク相当電流指令を入力してフィードフォワード
補償によるトルク相当電圧指令を出力する。この二つの
電流補償手段のうち第一の電流補償手段のゲインは、ゲ
イン切換手段によって、前記位置指令信号と前記位置検
出信号の偏差の絶対値がゲイン切換基準値よりも小さい
場合、即ち停止指令状態時にはゲインを低い方に切換設
定され、そうでない場合、即ち運転指令状態時には高い
方に切換設定される。

【００３８】次の発明による電動機の位置制御装置は、
外部から与えられる位置指令信号と電動機の位置検出信
号とに基づいてトルク指令信号を出力するトルク指令演
算手段と、前記電動機のトルクに関する諸量を検出しト
ルク相当量信号を出力するトルク相当量検出手段と、前
記トルク指令信号と前記トルク相当量信号とに基づいて
前記電動機のトルクを制御するトルク制御手段とを備え
た電動機の位置制御装置において、前記トルク制御手段
は、前記トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令と
前記トルク相当量信号に基づくトルク相当電流とに基づ
いて電圧指令を出力する第一の電流補償手段と、前記ト
ルク相当電流指令に基づいてトルク相当電圧指令を出力
する第二の電流補償手段とを有し、前記位置指令信号と
前記位置検出信号の偏差の絶対値が位置偏差に関するゲ
イン切換基準値よりも小さい場合には前記トルク制御手
段の前記第一の電流補償手段および前記第二の電流補償
手段のゲインを低い方に切り換え、そうでない場合には
前記ゲインを高い方に切り換えるゲイン切換手段を備え
ている。

【００３９】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、第一の電流補償手段がトルク指令信号に基づく
トルク相当電流指令とトルク相当量信号に基づくトルク
相当電流とに基づいてフィードバック補償による電圧指
令を出力し、第二の電流補償手段がトルク指令信号に基
づくトルク相当電流指令を入力してフィードフォワード
補償によるトルク相当電圧指令を出力する。この二つの
電流補償手段のゲインは、何れもゲイン切換手段によっ
て、前記位置指令信号と前記位置検出信号の偏差の絶対
値がゲイン切換基準値よりも小さい場合、即ち停止指令
状態時にはゲインを低い方に切換設定され、そうでない
場合、即ち運転指令状態時には高い方に切換設定され
る。

【００４０】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記トルク制御手段は、前記第一の電流補償手段と、前
記第二の電流補償手段とに加えて、前記トルク相当電圧
指令を入力し、ゲイン切り換え時に前記トルク相当電圧
指令の変化が滑らかになるよう前記トルク相当電圧指令
を修正出力する第三の電流補償手段を備えている。

【００４１】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、第三の電流補償手段がトルク相当電圧指令を入
力し、ゲイン切り換え時に前記トルク相当電圧指令の変
化が滑らかになるよう前記トルク相当電圧指令を修正出
力する。

【００４２】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記第三の電流補償手段が、ゲイン切り換え時に選択的
に切換使用される一次遅れ回路を有しているものであ
る。

【００４３】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、ゲイン切り換え時には一次遅れ回路が動作し、
一次遅れ回路によってゲイン切り換え時におけるトルク
相当電圧指令の変化が滑らかになるように前記トルク相
当電圧指令が修正出力される。

【００４４】次の発明による電動機の位置制御装置は、
外部から与えられる位置指令信号と電動機の位置検出信
号とに基づいてトルク指令信号を出力するトルク指令演
算手段と、前記電動機のトルクに関する諸量を検出しト
ルク相当量信号を出力するトルク相当量検出手段と、前
記トルク指令信号と前記トルク相当量信号とに基づいて
前記電動機のトルクを制御するトルク制御手段とを備え
た電動機の位置制御装置において、前記トルク制御手段
は、前記トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令値
から前記トルク相当量信号を差し引いた偏差信号を入力
して当該偏差信号の任意の周波数成分が減少するように
第一の電流補償信号を出力する第一の振動抑制手段を備
え、前記トルク相当電流指令値から前記第一の電流補償
信号を差し引いた偏差信号を新しいトルク相当電流指令
とするものである。

【００４５】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、第一の振動抑制手段がトルク相当電流指令値か
らトルク相当量信号を差し引いた偏差信号を入力してこ
の偏差信号の任意の周波数（電動機と負荷機械との機械
共振振動が生じる周波数）の信号が減少するように第一
の電流補償信号を出力し、トルク相当電流指令値からそ
の第一の電流補償信号を差し引いた偏差信号を新しいト
ルク相当電流指令値とする。

【００４６】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記第一の振動抑制手段は、前記電動機と負荷機械との
機械共振振動が生じる周波数のゲインがハイゲインにな
らないようにゲインを設定された積分器により構成され
ているものである。

【００４７】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、電動機と負荷機械との機械共振振動が生じる周
波数のゲインがハイゲインにならないようにゲインを設
定された積分器がトルク相当電流指令値からトルク相当
量信号を差し引いた偏差信号を積分し、偏差信号におい
て電動機と負荷機械との機械共振振動が生じる周波数の
信号が減少する。

【００４８】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記トルク制御手段は、前記第一の振動抑制手段に加え
て、外部からの位置指令信号と回転検出器からの実回転
角信号とを入力して目標位置決め点からの位置偏差が減
少するような第二の電流補償信号を出力する第二の振動
抑制手段を備え、前記トルク相当電流指令値から前記第
二の電流補償信号と前記第一の電流補償信号とを差し引
いた偏差信号を新しいトルク相当電流指令とするもので
ある。

【００４９】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、第一の振動抑制手段がトルク相当電流指令値か
らトルク相当量信号を差し引いた偏差信号を入力してこ
の偏差信号の任意の周波数（電動機と負荷機械との機械
共振振動が生じる周波数）の信号が減少するように第一
の電流補償信号を出力し、第二の振動抑制手段が外部か
らの位置指令信号と回転検出器からの実回転角信号を入
力して目標位置決め点からの位置偏差が減少するような
第二の電流補償信号を出力し、トルク相当電流指令値か
らその第二の電流補償信号と第一の電流補償信号とを差
し引いた偏差信号を新しいトルク相当電流指令値とす
る。

【００５０】次の発明による電動機の位置制御装置は、
前記第二の振動抑制手段は、前記位置指令信号と前記実
回転角信号より目標位置決め点からの位置偏差の極性を
出力する位置偏差符号判定回路を有し、前記位置偏差符
号判定回路よりの極性出力に所定のゲインを与えて前記
第二の電流補償信号を出力するものである。

【００５１】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、位置偏差符号判定回路が前記位置指令信号と前
記実回転角信号より目標位置決め点からの位置偏差の極
性（符号）を出力し、この位置偏差符号判定回路よりの
位置偏差の極性出力に所定のゲインを与えて第二の電流
補償信号を出力する。

【００５２】次の発明による電動機の位置制御装置は、
外部から与えられる位置指令信号と電動機の位置検出信
号とに基づいてトルク指令信号を出力するトルク指令演
算手段と、前記電動機のトルクに関する諸量を検出しト
ルク相当量信号を出力するトルク相当量検出手段と、前
記トルク指令信号と前記トルク相当量信号とに基づいて
前記電動機のトルクを制御するトルク制御手段とを備え
た電動機の位置制御装置において、前記トルク制御手段
は、前記トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令値
からトルク相当電流信号を差し引いた偏差信号を入力し
て前記電動機の推定角速度を出力する角速度推定手段
と、外部からの位置指令信号と回転検出器からの実回転
角信号を入力して目標位置決め点からの位置偏差の極性
を出力する位置偏差符号判定手段と、前記位置偏差符号
判定手段からの極性信号と前記角速度推定手段からの推
定角速度を入力して推定角速度を補正する推定角速度補
正手段と、前記角速度推定手段からの推定角速度信号を
入力して所望の応答特性で実角速度が減少するように第
一の電流補償信号を出力する第一の振動抑制手段と、前
記位置偏差符号判定手段からの極性信号を入力して目標
位置決め点からの位置偏差が減少するように第二の電流
補償信号を出を出力する第二の振動抑制手段とを備え、
トルク相当電流指令値から前記第二の電流補償信号と前
記第二の振動抑制手段からの第二の振動抑制信号と第一
の電流補償信号を差し引いた偏差信号を新しいトルク相
当電流指令とするものである。

【００５３】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、角速度推定手段がトルク相当電流指令値からト
ルク相当電流信号を差し引いた偏差信号を入力して電動
機の推定角速度を出力し、位置偏差符号判定手段が外部
からの位置指令信号と回転検出機からの実回転角信号を
入力して目標位置決め点からの位置偏差の極性（符号）
を出力し、推定角速度補正手段が位置偏差符号判定手段
からの位置偏差の極性信号と角速度推定手段からの推定
角速度を入力して推定角速度を補正する。

【００５４】そして第一の振動抑制手段が角速度推定手
段からの推定角速度信号を入力して所望の応答特性で実
角速度が減少するように第一の電流補償信号を出力し、
第二の振動抑制手段が位置偏差符号判定手段からの位置
偏差の極性信号を入力して指令位置からの位置偏差が減
少するように第二の電流補償信号を出力し、トルク相当
電流指令値から前記第二の電流補償信号と前記第一の電
流補償信号とを差し引いた偏差信号を新しいトルク相当
電流指令値とする。

【００５５】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）この発明による電動機の位置制御装置
の実施の形態１を図１〜図７を参照して説明する。図１
は実施の形態１における電動機の位置制御装置の全体を
示している。電動機１はＩＭサーボモータであり、位置
制御装置１００は、回転角指令信号発生回路５が出力す
る回転角指令信号θm ^* と回転検出器２より与えられる
実回転角信号θm とに基づいて速度指令信号ωm ^* を出
力する位置制御回路６と、速度指令信号ωm ^* と回転検
出器２より与えられる実回転角速度信号ωm とに基づい
てトルク指令信号に相当するｑ軸電流指令信号Ｉq ^* を
出力する速度制御回路７と、ｑ軸電流指令信号Ｉq ^* と
Ｕ相電流Ｉu とＶ相電流Ｉv とＷ相電流Ｉwとｑ軸比例
ゲインＫqp及びｑ軸積分ゲインＫqiとに基づいてＵ相電
圧指令信号Ｖu ^* とＶ相電圧指令信号Ｖv ^* 及びＷ相電
圧指令信号Ｖw ^* を出力する電流制御回路８と、Ｕ相電
圧指令信号Ｖu ^* とＶ相電圧指令信号Ｖv ^* 及びＷ相電
圧指令信号Ｖw ^* に基づいてＰＷＭ電圧指令を電動機１
へ出力する三相電圧型ＰＷＭインバータ９とを有してい
る。この場合、位置制御回路６と速度制御回路７とがト
ルク指令演算手段をなす。

【００５６】さらに、位置制御装置１００は、ゲイン切
換基準値Ｐを設定する切換基準値設定回路１０と、回転
角指令信号θm ^* と実回転角信号θm との偏差とゲイン
切換基準値Ｐとに基づいて判定信号Ｚf を出力する判定
回路１１と、判定信号Ｚf に基づいてｑ軸比例ゲインＫ
qpとｑ軸積分ゲインＫqiを切換出力するゲイン切換部１
２とを有している。

【００５７】電動機１に流れるＵ相電流Ｉu 、Ｖ相電流
Ｉv 、Ｗ相電流Ｉw は、トルク相当量信号として各々、
電流検出器１３ａ、１３ｂ、１３ｃにより検出される。

【００５８】位置制御回路６は、図２に示されているよ
うに、回転角指令信号発生回路５が出力する回転角指令
信号θm ^* と回転検出器２よりの実回転角信号θm との
偏差（θm ^* −θm ）を出力する減算器２１と、偏差
（θm ^* −θm ）を比例増幅して速度指令信号ωm ^* を
出力するゲインＫp の係数器２２とにより構成されて
る。

【００５９】この構成により位置制御回路６は実回転角
信号θm が回転角指令信号θm ^* に追従するように制御
する。

【００６０】速度制御回路７は、図３に示されているよ
うに、速度指令信号ωm ^* と回転検出器２よりの実回転
角速度信号ωm との偏差（ωm ^* −ωm ）を出力する減
算器２３と、偏差（ωm ^* −ωm）を比例増幅する比例
ゲインＫvpの係数器２４と、偏差（ωm ^* −ωm）を積
分ゲインＫviで増幅する積分器２５と、係数器２４の出
力と積分器２５の出力とを合算してｑ軸電流指令信号Ｉ
q ^* を出力する加算器２７とにより構成されている。

【００６１】この構成により速度制御回路７は偏差（ω
m ^* −ωm ）を比例増幅したｑ軸電流指令信号Ｉq ^* を
出力するので、外乱トルクが加わった場合でも電動機１
の速度ωm が速度指令信号ωm ^* に追従する。

【００６２】トルク制御手段である電流制御回路８は、
図４に示されているように、電動機１のＵ相電流Ｉu 、
Ｖ相電流Ｉv 、Ｗ相電流Ｉw の三相交流電流をｑ軸電流
信号Ｉq 及びｄ軸電流信号Ｉd の直流信号に変換する三
相交流／ｄｑ軸変換回路２８と、ｑ軸電流指令信号Ｉq
^* とｑ軸電流信号Ｉqとの偏差（Ｉq ^* −Ｉq）を出力す
る減算器２９と、偏差（Ｉq ^* −Ｉq）を比例増幅する
比例ゲインＫqpの係数器３０と、偏差（Ｉq ^* −Ｉq ）
を積分ゲインＫqiで増幅する積分器３１と、係数器３０
の出力と積分器３１の出力とを合算してｑ軸電圧指令信
号Ｖq ^* を出力する加算器３３と、ｄ軸電流指令信号Ｉ
d ^* とｄ軸電流信号Ｉd との偏差（Ｉd ^* −Ｉd ）を出
力する減算器３４と、偏差（Ｉd ^* −Ｉd ）を比例増幅
する比例ゲインＫdpの係数器３５と、偏差（Ｉd ^* −Ｉ
d ）を積分ゲインＫdiで増幅する積分器３６と、係数器
３５の出力と積分器３６の出力とを合算してｄ軸電圧指
令信号Ｖd ^* を出力する加算器３８と、ｑ軸電圧指令信
号Ｖq ^* 及びｄ軸電圧指令信号Ｖd ^* に基づいてＵ相電
圧指令信号Ｖu ^* とＶ相電圧指令信号Ｖv ^* とＷ相電圧
指令信号Ｖw ^* を出力するｄｑ軸／三相交流変換回路３
９とにより構成されている。

【００６３】なお、三相交流／ｄｑ軸変換、ｄｑ軸／三
相交流変換の詳細は、必要ならば、例えば「ＡＣサーボ
システムの理論と設計の実際」（総合電子出版社発行）
の２５〜２６頁を参照されたい。

【００６４】公知のように、ＩＭサーボモータのような
電動機のトルクはｑ軸電流指令信号Ｉq ^* により制御で
き、電動機が最大効率になるようにｄ軸電流指令信号Ｉ
d ^*を零とする。このように構成することにより、電流
制御回路８は外乱トルクが加わった場合でも電動機１の
トルクがｑ軸電流指令信号Ｉq ^* に追従するように制御
できる。

【００６５】上述の係数器３０及び積分器３１はゲイン
切換部１２が出力するｑ軸比例ゲインＫqp及びｑ軸積分
ゲインＫqiによりゲインを切り換えられる。

【００６６】判定回路１１は、図５に示されているよう
に、回転角指令信号θm ^* と実回転角信号θmとの偏差
（θm ^* −θm ）を出力する減算器４０と、偏差（θm
^* −θm ）の絶対値を出力する絶対値回路４１と、偏差
（θm ^* −θm ）の絶対値と切換基準値設定回路１０に
よって設定されたゲイン切換基準値Ｐとの大小関係に基
づいて判定信号Ｚf を出力する比較回路４２とにより構
成されている。

【００６７】判定信号Ｚf は、電動機１が停止指令状態
の場合、すなわち偏差（θm ^* −θm ）の絶対値がゲイ
ン切換基準値Ｐ以下になったと判定すれば、“０”、電
動機１が運転指令状態の場合、即ち偏差（θm ^* −θm
）の絶対値がゲイン切換基準値Ｐより大きいと判定す
れば、“１”となる２値信号である。すなわち、判定信
号Ｚfは電動機１が停止指令状態（微振動低減モード）
と運転指令状態（通常動作モード）のどちらかを判定す
る。

【００６８】ゲイン切換部１２は、図６に示されている
ように、ｑ軸積分ゲインＫqiを比例減少するゲインＫ1
の係数器４３と、ｑ軸比例ゲインＫqpを比例減少するゲ
インＫ2 の係数器４４と、判定信号Ｚf に基づいて切り
換わるスイッチ４５、４６とにより構成されている。ス
イッチ４５、４６は、判定信号Ｚf が“０”の場合には
接点Ａに切り換わり、判定信号Ｚf が“１”の場合には
接点Ｂに切り換わる。

【００６９】これによりｑ軸比例ゲインＫqp及びｑ軸積
分ゲインＫqiは、電動機１が運転指令状態の場合には、
比例減少せずにそのまま出力され、電動機１が停止指令
状態の場合には、比例減少される。

【００７０】切換基準値設定回路１０は、図７に示され
ているように、Ｕ相電流Ｉu の所望の周波数以上の信号
を通過させる高域通過フィルタ回路４７と、Ｖ相電流Ｉ
v の所望の周波数以上の信号を通過させる高域通過フィ
ルタ回路４８と、Ｗ相電流Ｉw の所望の周波数以上の信
号を通過させる高域通過フィルタ回路４９と、高域通過
フィルタ回路４７、４８、４９の各々の出力値の絶対値
を出力する絶対値回路５０、５１、５２と、比較基準値
を設定する基準値設定器５３と、各絶対値回路５０〜５
２の出力と基準値設定器５３により設定された比較基準
値とに基づいてゲイン切換基準値Ｐを出力するゲイン切
換基準値出力回路５４とにより構成されている。

【００７１】電流検出器１３ａ〜１３ｃのノイズ成分を
取り出すために、システム立ち上げ時などにおいて、電
流制御回路８が作動していない状態にてＵ相電流Ｉu と
Ｖ相電流Ｉv 及びＷ相電流Ｉwをそれぞれ高域通過フィ
ルタ回路４７〜４９に入力する。高域通過フィルタ回路
４７〜４９の出力の絶対値、即ちノイズ成分量をゲイン
切換基準値出力回路５４に入力し、ゲイン切換基準値出
力回路５４では、絶対値回路５０〜５２の出力値の最大
値と基準値設定器５３により設定されている比較基準値
とを比較し、ノイズ成分量の最大値が比較基準値より大
きくなるとゲイン切換基準値Ｐの値を大きくし、ノイズ
成分量の最大値が比較基準値より小さくなるとゲイン切
換基準値Ｐを小さくする。

【００７２】これによりゲイン切換基準値Ｐが相電流検
出におけるノイズ成分量に応じて停止指令状態時と運転
指令状態時との判別のために適正値に設定される。

【００７３】図８（ａ）〜（ｄ）は、電動機１が停止前
後の位置偏差（θm ^* −θm ）と判定信号Ｚf とｑ軸積
分ゲインＫqi及びｑ軸比例ゲインＫqpの変化を示してい
る。

【００７４】電動機１が停止する状態において、位置偏
差（θm ^* −θm ）は徐々に少なくなり、これがゲイン
切換基準値Ｐよりも小さくなると、判定回路１１より出
力される判定信号Ｚf が“１”から“０”に変化する。

【００７５】判定信号Ｚf が“１”から“０”に変化す
ると、ゲイン切換部１２が、ｑ軸積分ゲインＫqiを、通
常値にゲインＫ1 を乗算した値のものに切り換え出力す
ると共に、ｑ軸比例ゲインＫqpを、通常値にゲインＫ2
と乗算した値のものに切り換え出力する。このゲイン切
換により電流制御回路８の応答周波数が低下する。

【００７６】ここで、電動機１が位置偏差及び速度偏差
がともに零で停止している場合、すなわちｑ軸電流指令
Ｉq ^* が零の場合を考える。従来例と同様に電流検出値
にはホワイトノイズ特性のノイズ成分が含まれる。

【００７７】しかし本実施の形態では、判定回路１１に
よって停止指令状態と判定されると、ゲイン切換部１２
によるゲイン切換により電流制御回路８のｑ軸積分ゲイ
ンＫqi及びｑ軸比例ゲインＫqpが下がり、電流制御回路
８の応答周波数が低下することになる。これにより電流
制御回路８のｑ軸電圧指令信号Ｖq ^* は電流検出値ノイ
ズ成分を含まなくなり、機械共振が励振されず、微振動
現象が発生しなくなる。

【００７８】判定回路１１により運転指令状態と判定さ
れる場合には、電流制御回路８のｑ軸積分ゲインＫqi及
びｑ軸比例ゲインＫqpが通常値に設定されるから、運転
指令状態時には、このときに必要な制御特性が確保され
る。

【００７９】（実施の形態２）この発明による電動機の
位置制御装置の実施の形態２を図９〜図１２を参照して
説明する。図９は実施の形態２における電動機の位置制
御装置の全体を示している。尚、図９に於いて、図１に
対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けて
その説明を省略する。

【００８０】この位置制御装置１００ａは、ゲイン切換
部１２に代えて、電流検出器１３ａ〜１３ｃにより検出
されたＵ相電流Ｉu 、Ｖ相電流Ｉv 、Ｗ相電流Ｉw のロ
ーパスフィルタ５５と、ローパスフィルタ５５の遮断周
波数を切り換える遮断周波数切換部５６とを有してい
る。

【００８１】この実施の形態２における電流制御回路８
ａは図１０に示されている。尚、図１０に於いて、図４
に対応する部分は図４に付した符号と同一の符号を付け
てその説明を省略する。

【００８２】実施の形態２においては、電流制御回路８
ａの入力信号が電流検出器１３ａ〜１３ｃにより検出さ
れた電動機１のＵ相電流Ｉu 、Ｖ相電流Ｉv 、Ｗ相電流
Ｉwからローパスフィルタ５５の出力Ｉuf、Ｉvf、Ｉwf
に変更され、偏差（Ｉq ^* −Ｉq ）を比例増幅するゲイ
ンＫqpの係数器３０ａ及び偏差（Ｉq ^* −Ｉq ）を積分
ゲインＫqiで増幅する積分器３１ａがそれぞれ固定値に
なっている。

【００８３】なお、実施の形態２では、切換基準値設定
回路１０は、ゲイン切換基準値Ｐと同様にゲイン切換基
準値Ｐと等価の遮断周波数切換基準値Ｐを設定する。

【００８４】ローパスフィルタ５５は、図１１に示され
ているように、電動機１のＵ相電流Ｉu の所望の遮断周
波数ωf 以上の周波数成分をカットしたＵ相電流Ｉufを
出力するフィルタ回路５７と、電動機１のＶ相電流Ｉv
の所望の遮断周波数ωf 以上の周波数成分をカットした
Ｖ相電流Ｉvfを出力するフィルタ回路５８と、電動機１
のＷ相電流Ｉwの所望の遮断周波数ωf 以上の周波数成
分をカットしたＷ相電流Ｉwfを出力するフィルタ回路５
９とを有し、遮断周波数の逆数、すなわち時定数Ｔf ＝
２π／ωf を遮断周波数切換部５６により設定される。

【００８５】遮断周波数切換部５６は、図１２に示され
ているように、比較的高い高域遮断周波数ωfhの逆数、
すなわち時定数Ｔfhを設定する高域遮断時定数設定器６
０と、比較的低い低域遮断周波数ωflの逆数、すなわち
時定数Ｔflを設定する低域遮断時定数設定器６１と、判
定信号Ｚf に基づき切り換わるスイッチ６２とにより構
成されている。

【００８６】スイッチ６２は、判定信号Ｚf が“０”の
場合、すなわち停止指令状態には、接点Ａに切り換わ
り、判定信号Ｚf が“１”の場合、すなわち運転指令状
態には、接点Ｂに切り換わる。

【００８７】これにより停止指令状態にはフィルタ回路
５７〜６０の各々の遮断周波数ωfが低域遮断周波数ωf
lに切り換わり、これに対し運転指令状態にはフィルタ
回路５７〜６０の各々の遮断周波数ωf が高域遮断周波
数ωfhに切り換わる。

【００８８】ここで、電動機１が位置偏差及び速度偏差
がともに零で停止している場合、すなわちｑ軸電流指令
Ｉd ^* が零の場合を考える。従来例と同様電流検出値に
はホワイトノイズ特性のノイズ成分が含まれる。

【００８９】しかし本実施の形態では、判定回路１１に
より停止指令状態と判定されると、ローパスフィルタ５
５の各フィルタ回路５７〜６０の遮断周波数が、低域遮
断周波数ωflに切り換わり、ローパスフィルタ５５によ
って電流検出値に含まれる高域周波数のノイズ成分が効
果的にカットされる。

【００９０】このように高域周波数のノイズ成分をカッ
トされたＵ相電流Ｉuf、Ｖ相電流Ｉvf、Ｗ相電流Ｉwfが
帰還信号として電流制御回路８に入力されることによ
り、電流制御回路８のｑ軸電圧指令信号Ｖq ^* は電流検
出値ノイズ成分は含まなくなり、機械共振が励振され
ず、微振動現象は発生しなくなる。

【００９１】判定回路１１により運転指令状態と判定さ
れる場合には、ローパスフィルタ５５の各フィルタ回路
５７〜６０の遮断周波数が、高域遮断周波数ωfhに切り
換わるから、運転指令状態時には、このときに必要な制
御特性が確保される。

【００９２】（実施の形態３）この発明による電動機の
位置制御装置の実施の形態３を図１３〜図１５を参照し
て説明する。図１３は実施の形態３における電動機の位
置制御装置の全体を示している。なお、図１３に於い
て、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符
号を付けてその説明を省略する。

【００９３】図１４は実施の形態３における電流制御回
路８ｂを示している。なお、図１４において、図４に対
応する部分は図４に付した符号と同一の符号を付けてそ
の説明を省略する。

【００９４】電流制御回路８において、トルク相当分電
流を制御するｑ軸電流制御回路６３は、図１５に示され
ているように、フィードバック補償を行う第一の電流補
償回路６４と、フィードフォワード補償を行う第二の電
流補償回路６５と、第一の電流補償回路６４の出力と第
二の電流補償回路６５の出力とを合計する加算器６６と
を含んでいる。

【００９５】第一の電流補償回路６４は、実施の形態１
における場合と同等に、偏差（Ｉd ^* −Ｉd ）を比例ゲ
インＫdpで増幅する係数器３０と、偏差（Ｉd ^* −Ｉd
）を積分ゲインＫdiで増幅する積分器３１と、係数器
３０の出力と積分器３１の出力とを合算する加算器３３
とにより構成され、ｑ軸電流値が所望の応答特性を有す
るように第一のｑ軸電圧指令Ｖfbを出力する。

【００９６】係数器３０の比例ゲインＫdpと積分器３１
の積分ゲインＫdiは、実施の形態１における場合と同様
に、ゲイン切換部１２により切換設定される。即ち、位
置偏差（θm ^* −θm ）がゲイン切換基準値Ｐよりも小
さく場合には、比例ゲインＫdpと積分ゲインＫdiとが低
い方に切り換えられ、そうでない場合には比例ゲインＫ
dpと積分ゲインＫdiとが高い方に切り換えられる。

【００９７】第二の電流補償回路６５は、フィードフォ
ワード補償のゲインKqf の係数器６７を有し、ｑ軸電流
指令Ｉq ^* を入力して第二の電圧指Ｖffを出力する。

【００９８】第二の電流補償回路６５はｑ軸電流指令Ｉ
q ^* とq 軸電圧指令とをフィードフォワード結合するの
で、電流指令信号Ｉq ^* はq 軸電圧指令に直接に反映で
きる。

【００９９】次に第二の電流補償回路６５を付加した場
合の効果について説明する。

【０１００】電動機１の伝達関数をq 軸電圧指Ｖq ^* に
対するq 軸電流値Ｉq までの伝達関数として模擬する
と、電動機の模擬伝達関数Ｇm は、Ｇm ＝１／（Ｌｓ＋
Ｒ）で示すことができる。電流のq 軸分がトルク分であ
り、d 軸電流指令からはトルクは発生しないので、微振
動問題にd軸は関係しない。よって以後d軸に関しては説
明を省く。

【０１０１】まず、第二の電流補償回路６５が含まれな
い場合について説明する。模擬伝達関数Ｇm を用いてq
軸電流指令信号Ｉq ^* から第一軸の検出電流値Ｉq まで
の伝達関数を計算すると、この伝達関数Giは下式（１）
により示されている。

【０１０２】

【数１】

【０１０３】この伝達関数Giは電流制御回路部の電流目
標値応答特性またはノイズ応答特性に相当するので、例
えば振動抑制領域（停止指令状態時）でゲインＫqpとＫ
qiをある比率で下げると、ノイズ応答特性は改善され、
ｑ軸電流値に含まれるノイズ成分の高周波分がカットさ
れるため高周波の微振動は抑制される。

【０１０４】しかしゲインＫqpとＫqiを下げると、目標
値応答特性も低下し、例えば超高速位置決め時において
は、振動抑制領域内に突入した瞬間には電流指令値に高
周波成分が含まれている可能性があるが、このとき目標
値応答特性の劣化のため電流制御回路が高周波の指令に
追従できず、再び振動抑制領域外に出ると云うことが起
こり得る。

【０１０５】つぎに第二の電流補償回路６５が含まれる
場合について説明する。第二の電流補償回路６５を最も
単純な構成である係数器６７によって実現すると、模擬
伝達関数Ｇm を用いてq 軸電流指令Ｉq ^* からｑ軸電流
値Ｉq までの伝達関数を計算すると、この伝達関数Ｇif
は下式（２）により示される。

【０１０６】

【数２】

【０１０７】この伝達関数Ｇifは電流制御回路部の電流
目標値応答特性に相当し、ノイズ応答特性は式（１）の
ままとなるので、目標応答値特性とノイズ応答特性とが
各々個別に設定できることになる。よって振動抑制領域
でゲインＫqpとＫqiをある比率で下げることによって高
周波分のノイズをカットした場合においても電流目標値
応答特性ＧifはゲインＫqfの係数器６７を調整すること
で、モータ時定数Ｔｓ＝Ｌ／Ｒの逆数の周波数より低周
波のゲインを上げることができる。

【０１０８】例えば、電流制御回路８の応答帯域を３０
００ｒａｄ／ｓとしたときに、振動抑制領域でゲインＫ
qpとＫqiをそれぞれ１／２、１／１６の割合で下げたと
きの目標応答値特性とノイズ応答特性とが図１６と図１
７に示されている。

【０１０９】図１６、図１７から、第二の電流補償回路
６５を含まない場合には、各ゲインを振動抑制領域で切
り換えると目標応答値特性とノイズ応答特性のどちらの
特性も下がることがわかる。すなわち、これは、１００
ｒａｄ／ｓ以上のノイズに対する影響は小さくなり、そ
の周波数以上の微振動は減少するが、目標値に対する出
力も小さくなることを示している。

【０１１０】これに対し、第二の電流補償回路６５を含
む場合には、ノイズ応答特性は同様に下がるが、目標応
答特性はかなり改善される。

【０１１１】図１６より、実施の形態３の方式で第二の
電流補償回路６５を係数器６７で実現すると、振動抑制
領域内においても電流制御回路８の応答帯域は１０００
ｒａｄ／ｓ程度まで保つことができる。

【０１１２】なお、ゲイン切換前後の目標値応答特性を
同一特性にしたければ、第二の電流補償回路６５の積分
器構成を高次すれば容易に実現できる。

【０１１３】このように本実施の形態では、ゲイン切換
部の切換ゲイン出力によりゲインＫqpとＫqiの値が切り
換わる前後のq 軸の電流指令Ｉq ^* に対するq 軸検出電
流値Ｉq までの伝達特性Ｇi の変化、すなわち電流制御
回路部の目標応答値特性Ｇiの変化を任意に小さくでき
る。よってゲイン切換に起因する振動を生じさせること
無くゲイン切換を行うことができ、且つ振動抑制モード
においてノイズに起因する振動を抑制することができ
る。

【０１１４】（実施の形態４）この発明による電動機の
位置制御装置の実施の形態４を図１８〜図２１を参照し
て説明する。なお、図１８〜図２０に於いて、図１３〜
図１５に対応する部分は図１３〜図１５に付した符号と
同一の符号を付けてその説明を省略し、また図２１に於
いて、図６に対応する部分は図６に付した符号と同一の
符号を付けてその説明を省略する。

【０１１５】この実施の形態では、第一の電流補償回路
６４の比例ゲインＫqpと積分ゲインＫqiのゲイン切り換
えに加えて第二の電流補償回路６５ｂの係数器６７ｂの
ゲインＫqfも、位置偏差（θm ^* −θm ）とゲイン切換
基準値Ｐとの大小関係により切換設定されるようになっ
ている。

【０１１６】ゲイン切換部１２ｂは、図２１に示されて
いるように、ｑ軸積分ゲインＫqiを比例減少するゲイン
Ｋ1 の係数器４３と、ｑ軸比例ゲインＫqpを比例減少す
るゲインＫ2 の係数器４４と、判定信号Ｚf に基づいて
切り換わるスイッチ４５、４６とに加えて、ゲインＫqf
を比例減少するゲインＫ3 の係数器６８と、判定信号Ｚ
f に基づいて切り換わるスイッチ６９を有している。ス
イッチ４５、４６、６９は、判定信号Ｚf が“０”の場
合（振動抑制領域）には接点Ａに切り換わり、判定信号
Ｚf が“１”の場合には接点Ｂに切り換わる。

【０１１７】判定回路１１が位置指令信号と実位置信号
の偏差が振動抑制領域内にあると判断すると、ゲイン切
換部１２ｂは切換ゲインＫqpとＫqiとＫqfの３つの信号
を各々出力する。係数器３０と積分器３１と係数器６７
ｂの３つの係数器のゲインはゲイン切換部１２ｂよりの
信号により同時に切り換わる。

【０１１８】この実施の形態では、ゲイン切換時に第二
の電流補償回路６５ｂのゲインＫqfも切り換わる為、ゲ
イン切換前後における電流目標応答特性Ｇifを各々独立
に設定できる。これによりゲイン切換に起因する振動を
生じさせることなくゲイン切換を行うことができ、且つ
振動抑制モードにおいてノイズに起因する振動を抑制す
ることができる。

【０１１９】（実施の形態５）この発明による電動機の
位置制御装置の実施の形態５を図２２〜図２４を参照し
て説明する。なお、図２２〜図２４に於いて、図１８〜
図２０に対応する部分は図１８〜図２０に付した符号と
同一の符号を付けてその説明を省略する。

【０１２０】この実施の形態では、ｑ軸電流制御部６３
ｃは、実施の形態４における場合と同等の第一の電流補
償回路６４、第二の電流補償回路６５ｂに加えて第三の
電流補償回路７０を有している。

【０１２１】第三の電流補償回路７０は、第一のｑ軸電
圧指令Ｖfbと第二のｑ軸電圧指令Ｖfbとを加算器６６に
より合算した値を入力してｑ軸電圧指令Ｖq ^* を出力す
るものであり、一次遅れ時定数αをもつ一次遅れ回路７
１と外部信号により切換可能な切換スイッチ７２とで構
成される。

【０１２２】切換スイッチ７２は判定回路１１よりの判
定信号Ｚfにより切り換え動作し、判定信号Ｚf が
“０”の場合、すなわち停止指令状態には、接点Ａに切
り換わり、判定信号Ｚf が“１”の場合、すなわち運転
指令状態には、接点Ｂに切り換わる。

【０１２３】これにより停止指令状態時には、換言すれ
ば振動抑制モードへの切換信号“０”を受けると、切換
スイッチ７２は一次遅れ回路７１の側に切り換えられ、
これに対し非振動抑制モードへの切換信号“１”を受け
ると、切換スイッチ７０は直出力側に切り換えられる。
なお、切換スイッチ７２が直出力側に切り換わると、一
次遅れ回路７０の積分量は初期化される。

【０１２４】この実施の形態では、ゲイン切換前後にお
ける電流目標応答特性Ｇi を各々個別に設定でき、しか
も振動抑制モードへのゲイン切換時に切換スイッチ７２
を切り換えて一次遅れ回路７１に移行することで、q軸
電圧指令信号ＶVq^*を滑らかに変化させることが可能と
なる。

【０１２５】（実施の形態６）この発明による電動機の
位置制御装置の実施の形態６を図２５〜図２８を参照し
て説明する。なお、図２５〜図２７に於いて、図１３〜
図１５に対応する部分は図１３〜図１５に付した符号と
同一の符号を付けてその説明を省略する。

【０１２６】この実施の形態では、図２７に示されてい
るように、ｑ軸電流制御回路６３ｄが第一の電流補償回
路６４に加えて第一の振動抑制回路７３を有している。

【０１２７】ｑ軸電流制御回路６３ｄは、上述の実施の
形態と同様に、偏差（Ｉq ^* −Ｉq）を積分ゲインＫqi
で増幅する積分器３１と、偏差（Ｉq ^* −Ｉq ）を比例
ゲインＫqpで増幅する係数器３０を含み、偏差（Ｉq ^*
−Ｉq）を入力としｑ軸電流値が所望の応答特性を有す
るようにｑ軸電圧指令信号Ｖq ^* を出力する。

【０１２８】第一の振動抑制回路７３は、ゲインＫmvの
積分器７４を有し、q 軸電流指令信号Ｉq ^* からq 軸電
流値Ｉq を差し引いた偏差信号（Ｉq ^* - Ｉq ）を入力
してこの偏差信号の任意の周波数成分が減少するように
第一の電流補償信号Ｉqvを減算器７５へ出力する。減算
器７５はｑ軸電流指令信号Ｉq ^* から第一の電流補償信
号Ｉqvを減算し、第一の電流補償回路６４に与えるｑ軸
電流指令信号Ｉq ^* を修正する。

【０１２９】積分器７４のゲインＫmvはゲイン切換部１
２ｃによって切換設定される。この実施の形態における
ゲイン切換部１２ｃは、図２８に示されているように、
ゲインＫmvを比例減少するゲインＫ4 の係数器７６と、
判定信号Ｚf に基づいて切り換わるスイッチ７７を有し
ている。切換スイッチ７７は判定回路１１よりの判定信
号Ｚfにより切り換え動作し、判定信号Ｚf が“０”の
場合、すなわち停止指令状態には、接点Ａに切り換わ
り、判定信号Ｚf が“１”の場合、すなわち運転指令状
態には、接点Ｂに切り換わる。

【０１３０】第一の振動抑制回路７３を含まない場合、
ｑ軸電流指令信号Ｉq ^* からq 軸電圧指令信号ＤVq^* ま
での伝達関数Ｇic、すなわち電流補償器特性Ｇicは下式
（３）により示される。

【０１３１】

【数３】

【０１３２】これに対し第一の振動抑制回路７３を積分
器７４で構成した場合、ｑ軸電流指令信号Ｉq ^* からｑ
軸電圧指令Ｖq ^* までの伝達関数Ｇimは下式（４）によ
り示される。

【０１３３】

【数４】

【０１３４】この場合の電流補償器特性Ｇimはこの式
（３）と比べ、式（５）により伝達関数Ｇp の一次のハ
イパスフィルタを含む電流補償器を構成していることに
等しい。

【０１３５】

【数５】

【０１３６】しかし第一の電流補償回路６４の前段にハ
イパスフィルタを構成するのではなく、第一の振動抑制
回路７３を図２７に示されているように、フィードバッ
ク補償構成として実現する方が積分器のみで構成でき簡
便である。この電流補償器特性Ｇimは、図２９に示され
ているように、任意の低周波側の積分を停止する動作を
する。この動作は次の場合に効果を持つ。

【０１３７】第一の電流補償回路６４のような比例・積
分器構成は入力の低周波側を高ゲインに増幅するので、
フィードバック信号の取り出し部である電流検出部に低
周波のノイズが含まれると、このノイズは高増幅され、
大きな電圧指令となり、機械の運動部が静止摩擦にて完
全に停止していても再び振動を引き起こす虞れがある。
特に、電動機１の回転軸部の粘性摩擦が小さい場合には
低周波の振動が持続する虞れがある。

【０１３８】また負荷機械４と電動機１を接続するトル
ク伝達機構３の剛性が低い場合においては、低周波のノ
イズ成分によって負荷機械４と電動機１との間に機械共
振振動を引き起こす虞れがある。

【０１３９】第一の振動抑制回路７４を積分器７３で構
成した場合、機械共振振動が生じる周波数のゲインがハ
イゲインにならないように式４のゲインＫmvを設定し、
遮断周波数より低周波側においては積分を停止すること
で電動機１もしくは負荷機械４の振動を抑制することが
できる。

【０１４０】なお、第一の振動抑制回路７４の構成を１
次の積分器ではなく、高次の積分器で構成することによ
り、電流補償器Ｇimの伝達特性を任意に設計することが
でき、振動抑制領域における振動抑制効果を更に上げる
ことができる。

【０１４１】また電動機１とトルク伝達機構３と負荷機
械の電動機軸等価イナーシャをＪ、トルク係数Ｋt 、電
流をｉとした場合に積分器７３のゲインＫmvをＫmv＝Ｋ
t ／Ｊとしたときには電流と速度の関係式ω＝（Ｋt ／
Ｊｓ）ｉより、第一の振動抑制回路の出力Ｉqvは電動機
１の回転軸の疑似回転角速度と見なすこともできる。こ
れは微少回転角領域における角速度推定に当たるので、
回転検出器２の分解能が粗く、微振動状態時の角速度が
検出できないときには効果がある。

【０１４２】（実施の形態７）この発明による電動機の
位置制御装置の実施の形態７を図３０〜図３３を参照し
て説明する。なお、図３０〜図３２に於いて、図２５〜
図２７に対応する部分は図２５〜図２７に付した符号と
同一の符号を付けてその説明を省略し、また図３３に於
いて、図２８に対応する部分は図２８に付した符号と同
一の符号を付けてその説明を省略する。

【０１４３】この実施の形態では、図３２に示されてい
るように、ｑ軸電流制御回路６３ｅが、第一の電流補償
回路６４、第一の振動抑制回路７３に加えて第二の振動
抑制回路７８と、減算器７９とを有している。

【０１４４】第二の振動抑制回路７８は、位置指令信号
θm ^* と実位置信号θm とを入力し位置偏差の極性Ｓig
n(θe)を出力する位置偏差符号判定回路８０と、ゲイン
Ｋmpの係数器８１と有し、第二の電流補償信号Ｉqpを減
算器７９へ出力する。減算器７９はｑ軸電流指令信号Ｉ
q ^* から第二の電流補償信号Ｉqvを減算し、減算器７５
に与えるｑ軸電流指令信号Ｉq ^* を修正する。

【０１４５】位置偏差符号判定回路８０は、図３３に示
されているように、一定値Δθ／２を出力する係数器８
３と、係数器８３の出力と位置指令信号θm ^* とを合算
する加算器８４と、加算器８４の出力より実位置信号θ
m を減算する減算器８５と、減算器８５の出力を入力と
しその正負の極性信号を出力する符号検出器８６とから
構成されている。

【０１４６】位置偏差符号判定回路８０は、位置指令信
号θm ^* と実位置信号θm がアナログ信号でなく量子化
されたデジタル信号である場合を考慮し、デジタル信号
時の実位置信号θm の最小位置分解能Δθの１／２の値
を位置指令信号θm ^* のオフセットとして加算したもの
から実位置信号θm を減算し、その極性を出力すること
で、デジタル時においても、常に正負の符号信号を出力
する。

【０１４７】積分器７４のゲインＫmvと係数器８１のゲ
インＫmpとはゲイン切換部１２ｄによって切換設定され
る。この実施の形態におけるゲイン切換部１２ｄは、図
３４に示されているように、ゲインＫmvを比例減少する
ゲインＫ4 の係数器７６と、ゲインＫmpを比例減少する
ゲインＫ5 の係数器８７と、判定信号Ｚf に基づいて切
り換わるスイッチ７７、８９とを有している。切換スイ
ッチ７７、８９は共に判定回路１１よりの判定信号Ｚf
により切り換え動作し、判定信号Ｚf が“０”の場合、
すなわち停止指令状態には、接点Ａに切り換わり、判定
信号Ｚf が“１”の場合、すなわち運転指令状態には、
接点Ｂに切り換わる。

【０１４８】この実施の形態では、実施の形態６の動作
に加え、位置の符号信号をｑ軸電流指令信号に加えるこ
とで、振動抑制モードにおいて振動抑制の効果が更に上
がる。

【０１４９】（実施の形態８）この発明による電動機の
位置制御装置の実施の形態８を図３５〜図３９を参照し
て説明する。なお、図３５〜図３７に於いて、図３０〜
図３２に対応する部分は図３０〜図３２に付した符号と
同一の符号を付けてその説明を省略する。

【０１５０】この実施の形態では、図３７に示されてい
るように、ｑ軸電流制御回路６３ｆが、第一の電流補償
回路６４、第一の振動抑制回路７３ａ、第二の振動抑制
回路７８、減算器７９に加えて推定角速度補正回路９０
を有している。

【０１５１】推定角速度補正回路９０は、図３８に示さ
れているように、位置偏差符号判定回路８０より符号信
号Ｓign(θe)を入力して位置偏差の符号が変化したとき
に符号変化信号ΔＳign(θe)を出力する符号変化判定回
路９１と、符号変化信号が入力されるまでの間の時間を
計測し符号変化信号が入力されるとカウンタ値が０にリ
セットされるカウンタ回路９２と、符号変化信号ΔＳig
n(θe)とカウンタ回路９２の出力であるカウント時間Ｔ
i と積分器７４ａの出力ωs とを入力として推定速度修
正信号ωc を出力する推定速度修正回路９３とから構成
されている。

【０１５２】推定速度修正回路９３は、図３９に示され
ているように、定数０を出力する係数器９５と、積分器
７４ａの出力ωs を入力して係数器９５の出力が与えら
れると内部積分値を修正する積分器９６と、積分器９６
の出力をカウント時間Ｔi で除算する除算器９７と、極
性変化信号ΔＳign(θe)が与えられている間のみ接点を
閉じるスイッチ９８、９９から構成されている。

【０１５３】第一の振動抑制回路７３ａはゲインＫt/Ｊ
の積分器７４ａに加えて積分器７４ａの出力を与えられ
るゲインＫmvの積分器７４を有している。

【０１５４】積分器７４ａのゲインはＫt/Ｊであり、推
定速度補正回路９０から修正推定速度ωc を与えられる
と、積分器７４ａの内部量に修正推定速度ωc の値が加
算される。但し、Ｋt は電流・トルク変換係数であり、
Ｊは電動機１とトルク伝達機構３と負荷機械の電動機軸
等価イナーシャ値である。

【０１５５】積分器７４ａのゲインをＫt/Ｊとした場合
には、この積分器７４ａの出力は電動機１の回転軸の推
定回転角速度ωs ＝（Ｋt ／Ｊｓ）Ｉと見なすことがで
きる。

【０１５６】また電動機１の回転軸の推定回転角速度ω
sと見なした積分器７４ａの出力を積分器９６で積分す
ることで、電動機１の回転軸の推定回転角θs と見なす
ことができる。

【０１５７】図４０は電動機１の実際の回転角θと回転
検出器２から出力される信号（実位置信号θm ）と目標
位置決め点の関係を表わしている。図４０では回転検出
器２からの実位置信号θm は量子化されているが、位置
偏差符号判定回路８０は目標位置決め点を通過したか否
かの判定を実位置信号θm のアナログ・デジタルを問わ
ず検出することができるので、位置偏差θe が０である
瞬間は検出できる。この瞬間における推定回転角θs の
推定誤差θc はθc ＝０−θs で与えられる。

【０１５８】この推定誤差θc は積分器９６を通す前の
積分器７４ａの積分値の累積誤差に起因するとも見るこ
とができるので、この推定誤差θc をωc ＝θc ／Ｔi
で示すように位置偏差の符号が反転するまでカウントし
たカウント時間Ｔiで除算し、これを修正推定誤差ωcと
し、ωs ＝ωs ＋ωc で示すように、積分器７４ａのそ
の時点での積分値にこの修正推定誤差ωc を加算するこ
とで、電動機１の回転軸の推定回転角速度ωs の累積誤
差を補正でき、より正確な推定回転角速度を得ることが
できる。

【０１５９】従って、回転検出器２の精度が粗く、停止
時において電動機１の回転角及び回転角速度が精度よく
検出できない、もしくは全く検出できない場合において
も、本実施の形態の構成を用いると、正確な推定回転角
速度を得ることができ、この推定回転角速度信号をフィ
ードバックすることで、電動機１もしくは負荷機械４の
振動を極めて低減することができる。

【０１６０】

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、この
発明による電動機の位置制御装置によれば、位置指令信
号と位置検出信号の偏差と位置偏差に関するゲイン切換
基準値との大小関係に基づいて電動機のトルクを制御す
るトルク制御手段のゲインが切り換えられるので、位置
偏差に応じて好適なトルク制御手段の応答を与えること
ができ、停止指令状態時の微振動を抑制して高速・高精
度な位置決め制御を実現することができる。

【０１６１】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク制御手段が作動していないときに検出した
トルク相当量信号に基づいて位置偏差に関するゲイン切
換基準値を設定し、位置指令信号と位置検出信号の偏差
とゲイン切換基準値との大小関係に基づいてトルク制御
手段のゲインが切り換えられるので、トルク制御手段に
おけるトルク相当量信号のノイズレベルに応じた最適な
ゲイン切換基準値をゲイン切換手段に与えることができ
ると共に、位置偏差に応じた好適なトルク制御手段の応
答を与えることができるので、停止指令状態時の微振動
を抑制して高速・高精度な位置決め制御を実現すること
ができる。

【０１６２】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲ
イン切換基準値よりも小さい場合にはトルク制御手段の
ゲインが低い方に切り換えられ、そうでない場合はその
ゲインを高い方に切り換えられるので、停止指令状態時
には微振動が抑制された高精度な位置決め制御が、そう
でない場合、即ち運転指令状態時には高応答な位置制御
が実現される。

【０１６３】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク相当量検出手段の出力に含まれる不要な高
周波成分を除去するローパスフィルタの遮断周波数が、
位置指令信号と位置検出信号との偏差と位置偏差に関す
る遮断周波数切換基準値との大小関係に基づいて切り換
えられるので、位置偏差に応じて好適なトルク制御手段
の応答を与えることができ、このことによって停止指令
状態時の微振動を抑制して高速・高精度な位置決め制御
を実現することができる。

【０１６４】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク制御手段が作動していないときのトルク相
当量検出手段の出力に基づいて位置に関する遮断周波数
切換基準値を設定するので、トルク制御手段におけるト
ルク相当量信号のノイズレベルに応じた最適な遮断周波
数切換基準値を遮断周波数切換手段に与えることがで
き、良好な微振動抑制効果を得ることができる。

【０１６５】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値が遮
断周波数切換基準値よりも小さい場合はローパスフィル
タの遮断周波数が低い方に切り換えられ、そうでない場
合はその遮断周波数が高い方に切り換えられるので、停
止指令状態時には微振動が抑制された高精度な位置決め
制御が、そうでない場合、即ち運転指令状態時には高応
答な位置制御が実現される。

【０１６６】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、電動機のトルクに関する諸量として電動機の相電
流を検出し、トルク制御手段が作動していないときの相
電流の高周波成分量を検出し、この高周波成分量に応じ
てゲイン切換基準値あるいは遮断周波数切換基準値を設
定するから、特別に計測手段を要することなくトルク制
御手段におけるトルク相当量信号のノイズレベルに応じ
た最適な遮断周波数切換基準値を遮断周波数切換手段に
与えることができ、良好な微振動抑制効果を得ることが
できる。

【０１６７】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令を入
力してトルク相当電圧指令を出力するフィードフォワー
ド補償の電流補償手段（第二の電流補償手段）が設けら
れ、位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲイ
ン切換基準値よりも小さい場合にはフィードフォワード
補償の電流補償手段を除いてトルク制御手段のゲインが
低い方に切り換えられ、そうでない場合はゲインが高い
方に切り換えれるので、ゲイン切り換え前後における電
流制御回路部の目標応答値特性の変化を任意に小さくで
き、ゲイン切換に起因する振動を生じさせることなくゲ
イン切換を行うことができ、且つ振動抑制モードにおい
てノイズに起因する振動を抑制することができる。

【０１６８】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令を入
力してトルク相当電圧指令を出力するフィードフォワー
ド補償の電流補償手段（第二の電流補償手段）が設けら
れ、位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲイ
ン切換基準値よりも小さい場合にはフィードフォワード
補償の電流補償手段を含むトルク制御手段のゲインが低
い方に切り換えられ、そうでない場合はゲインが高い方
に切り換えれるので、ゲイン切換前後における電流目標
応答特性を各々個別に設定でき、ゲイン切換に起因する
振動を生じさせることなくゲイン切換を行うことがで
き、且つ振動抑制モードにおいてノイズに起因する振動
を抑制することができる。

【０１６９】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令を入
力してトルク相当電圧指令を出力するフィードフォワー
ド補償の電流補償手段（第二の電流補償手段）と、トル
ク相当電圧指令を入力しゲイン切り換え時においてもト
ルク相当電圧指令の変化が滑らかになるよう出力する電
流補償手段（第三の電流補償手段）とが設けられ、位置
指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲイン切換基
準値よりも小さい場合はトルク手段のゲインを含むゲイ
ンが低い方に切り換えられ、そうでない場合はゲインが
高い方に切り換えれるので、ゲイン切換前後における電
流目標応答特性を各々個別に設定でき、且つ電圧指令信
号を滑らかに変化させることができ、振動抑制モードに
おいてノイズに起因する振動を抑制することができる。

【０１７０】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、第三の電流補償手段はゲイン切り換え時に選択的
に切換使用される一次遅れ回路により構成されているの
で、ゲイン切換前後における電圧指令信号を的確に滑ら
かに変化させることができる。

【０１７１】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク相当電流指令値からトルク相当量信号を差
し引いた偏差信号を入力してこの偏差信号の任意の周波
側の信号が減少するように第一の電流補償信号を出力
し、トルク相当電流指令値から第一の電流補償信号を差
し引いた偏差信号を新しいトルク相当電流指令値とする
ので、電動機のサーボロック時もしくは低速回転時に生
じる振動の周波数成分が推定できれば、その周波数帯域
の検出電流信号を任意に調節できることから、停止指令
状態時もしくは低速回転時における電動機の振動を極め
て減少させることができる。

【０１７２】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、第一の振動抑制手段が電動機と負荷機械との機械
共振振動が生じる周波数のゲインがハイゲインにならな
いようにゲインを設定された積分器により構成されてい
るので、簡単に構成をもって停止指令状態時もしくは低
速回転時における電動機の振動を的確減少させることが
できる。

【０１７３】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、第一の振動抑制手段がトルク相当電流指令値から
トルク相当量信号を差し引いた偏差信号を入力してこの
偏差信号の任意の周波数の信号が減少するように第一の
電流補償信号を出力し、第二の振動抑制手段が外部から
の位置指令信号と回転検出器からの実回転角信号を入力
して目標位置決め点からの位置偏差が減少するような第
二の電流補償信号を出力し、トルク相当電流指令値から
その第二の電流補償信号と第一の電流補償信号とを差し
引いた偏差信号を新しいトルク相当電流指令値とするの
で、サーボロック時に生じる振動の周波数成分が推定で
きると、その周波数帯域の検出電流信号を任意に調節で
き、サーボロック時を含めて停止指令状態時における電
動機の振動を極めて減少させることができる。

【０１７４】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、位置偏差符号判定回路が位置指令信号と実回転角
信号より目標位置決め点からの位置偏差の極性（符号）
を出力し、この位置偏差符号判定回路よりの位置偏差の
極性出力に所定のゲインを与えて第二の電流補償信号を
出力するので、サーボロック時を含めて停止指令状態時
における前記電動機の振動を的確に減少させることがで
きる。

【０１７５】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、角速度推定手段がトルク相当電流指令値からトル
ク相当電流信号を差し引いた偏差信号を入力して電動機
の推定角速度を出力し、位置偏差符号判定手段が外部か
らの位置指令信号と回転検出機からの実回転角信号を入
力して目標位置決め点からの位置偏差の極性を出力し、
推定角速度補正手段が位置偏差符号判定手段からの位置
偏差の極性信号と角速度推定手段からの推定角速度を入
力して推定角速度を補正し、第一の振動抑制手段が角速
度推定手段からの推定角速度信号を入力して所望の応答
特性で実角速度が減少するように第一の電流補償信号を
出力し、第二の振動抑制手段が位置偏差符号判定手段か
らの位置偏差の極性信号を入力して指令位置からの位置
偏差が減少するように第二の電流補償信号を出力し、ト
ルク相当電流指令値から前記第二の電流補償信号と前記
第一の電流補償信号とを差し引いた偏差信号を新しいト
ルク相当電流指令値とするので、回転検出器の精度が粗
く実角速度が検出不可能もしくは非常に精度が悪い場合
でも精度良く角速度が推定でき、サーボロック時を含め
て停止指令状態時における電動機の振動を極めて減少さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による電動機の位置制御装置の実施
の形態１の全体構成を示すブロック線図である。

【図２】 実施の形態１における位置制御回路を示すブ
ロック線図である。

【図３】 実施の形態１における速度制御回路を示すブ
ロック線図である。

【図４】 実施の形態１における電流制御回路を示すブ
ロック線図である。

【図５】 実施の形態１における判定回路を示すブロッ
ク線図である。

【図６】 実施の形態１におけるゲイン切換部を示すブ
ロック線図である。

【図７】 実施の形態１における切換基準値設定回路を
示すブロック線図である。

【図８】 （ａ）〜（ｄ）は位置偏差がゲイン切換設定
値内に入った時の判定回路の出力、ゲイン切換部の出力
を各々示すグラフである。

【図９】 この発明による電動機の位置制御装置の実施
の形態２の全体構成を示すブロック線図である。

【図１０】 実施の形態２における電流制御回路を示す
ブロック線図である。

【図１１】 実施の形態２におけるローパスフィルタを
示すブロック線図である。

【図１２】 実施の形態２における遮断周波数切換部を
示すブロック線図である。

【図１３】 この発明による電動機の位置制御装置の実
施の形態３の全体構成を示すブロック線図である。

【図１４】 実施の形態３における電流制御回路を示す
ブロック線図である。

【図１５】 実施の形態３におけるｑ軸電流制御回路を
示すブロック線図である。

【図１６】 目標電流応答特性を示すグラフである。

【図１７】 ノイズ応答特性を示すグラフである。

【図１８】 この発明による電動機の位置制御装置の実
施の形態４の全体構成を示すブロック線図である。

【図１９】 実施の形態４における電流制御回路を示す
ブロック線図である。

【図２０】 実施の形態４におけるｑ軸電流制御回路を
示すブロック線図である。

【図２１】 実施の形態４におけるゲイン切換部を示す
ブロック線図である。

【図２２】 この発明による電動機の位置制御装置の実
施の形態５の全体構成を示すブロック線図である。

【図２３】 実施の形態５における電流制御回路を示す
ブロック線図である。

【図２４】 実施の形態５におけるｑ軸電流制御回路を
示すブロック線図である。

【図２５】 この発明による電動機の位置制御装置の実
施の形態６の全体構成を示すブロック線図である。

【図２６】 実施の形態６における電流制御回路を示す
ブロック線図である。

【図２７】 実施の形態６におけるｑ軸電流制御回路を
示すブロック線図である。

【図２８】 実施の形態６におけるゲイン切換部を示す
ブロック線図である。

【図２９】 実施の形態６における補償器のゲイン特性
を示すグラフ図である。

【図３０】 この発明による電動機の位置制御装置の実
施の形態７の全体構成を示すブロック線図である。

【図３１】 実施の形態７における電流制御回路を示す
ブロック線図である。

【図３２】 実施の形態７におけるｑ軸電流制御回路を
示すブロック線図である。

【図３３】 実施の形態７における位置偏差符号判定回
路を示すブロック線図である。

【図３４】 実施の形態７におけるゲイン切換部を示す
ブロック線図である。

【図３５】 この発明による電動機の位置制御装置の実
施の形態８の全体構成を示すブロック線図である。

【図３６】 実施の形態８における電流制御回路を示す
ブロック線図である。

【図３７】 実施の形態８におけるｑ軸電流制御回路を
示すブロック線図である。

【図３８】 実施の形態８における推定角速度修正回路
を示すブロック線図である。

【図３９】 実施の形態８における推定速度修正回路を
示すブロック線図である。

【図４０】 電動機の実際の回転角と回転検出器から出
力される信号と目標位置決め点の関係を表すグラフであ
る。

【図４１】 （ａ）、（ｂ）は極低速領域での速度検出
の様子を示すグラフである。

【図４２】 電動機の位置制御装置の従来例を示すブロ
ック線図である。

【図４３】 電動機の位置制御装置の従来例を示すブロ
ック線図である。

【符号の説明】

１ 電動機，２ 回転検出器，３ トルク伝達機構，４
負荷機械，５ 回転角指令信号発生回路，６ 位置制
御回路，７ 速度制御回路，８ 電流制御回路，９ Ｐ
ＷＭインバータ，１０ 切換基準値設定回路，１１ 判
定回路，１２ゲイン切換部，１３ａ〜１３ｃ 電流検出
器，２１ 減算器，２２ 係数器，２３ 減算器，２４
係数器，２５ 積分器，２７ 加算器，２８ 三相交
流／ｄｑ軸変換回路，２９ 減算器，３０ 係数器，３
１ 積分器，３３ 加算器，３４ 減算器，３５ 係数
器，３６ 積分器，３８ 加算器，３９ ｄｑ軸／三相
交流変換回路，４０ 減算器，４１ 絶対値回路，４２
比較回路，４３，４４係数器，４５，４６ スイッ
チ，４７，４８，４９ 高域通過フィルタ回路，５０，
５１，５２ 絶対値回路，５３ 基準値設定器，５４
ゲイン切換基準値出力回路，５５ ローパスフィルタ，
５６ 遮断周波数切換部，５７，５８，５９ フィルタ
回路，６０ 高域遮断時定数設定器 ６１ 低域遮断時
定数設定器，６２ スイッチ，６３ ｑ軸電流制御回
路，６４ 第一の電流補償回路，６５第二の電流補償回
路，６６ 加算器，６７，６８ 係数器，６９ スイッ
チ，７０ 第三の電流補償回路，７１ 一次遅れ回路，
７２ スイッチ，７３ 第一の振動抑制回路，７４ 積
分器，７４ 積分器，７４ｂ 積分器，７５ 減算器，
７６ 係数器，７７ スイッチ，７８ 第二の振動抑制
回路，７９ 減算器，８０ 位置偏差符号判定回路，８
１，８３ 係数器，８４ 加算器，８５ 減算器，８６
符号検出器，８７ 係数器，８９ スイッチ，９０
推定角速度補正回路，９１ 符号変化判定回路，９２
カウンタ回路，９３ 推定速度修正回路，９５ 係数
器，９６ 積分器，９７ 除算器，９８，９９ スイッ
チ，１００位置制御装置。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年８月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】この発明による電動機の位置制御装置にお
いては、基準値設定手段はトルク制御手段が作動してい
ないときのトルク相当量検出手段の出力に基づいて前記
遮断周波数切換基準値を適正値に設定する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７６】ここで、電動機１が位置偏差及び速度偏差
がともに零で停止している場合、すなわちｑ軸電流指令
信号Ｉq ^* が零の場合を考える。従来例と同様に電流検
出値にはホワイトノイズ特性のノイズ成分が含まれる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８８】ここで、電動機１が位置偏差及び速度偏差
がともに零で停止している場合、すなわちｑ軸電流指令
信号Ｉd ^* が零の場合を考える。従来例と同様電流検出
値にはホワイトノイズ特性のノイズ成分が含まれる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９７】第二の電流補償回路６５は、フィードフォ
ワード補償のゲインKqf の係数器６７を有し、ｑ軸電流
指令信号Ｉq ^* を入力して第二の電圧指令Ｖffを出力す
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９８】第二の電流補償回路６５はｑ軸電流指令信
号Ｉq ^* とq 軸電圧指令とをフィードフォワード結合す
るので、電流指令信号Ｉq ^* はq 軸電圧指令に直接に反
映できる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１００

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１００】電動機１の伝達関数をq 軸電圧指令信号Ｖ
q ^* に対するq 軸電流値Ｉq までの伝達関数として模擬
すると、電動機の模擬伝達関数Ｇm は、Ｇm ＝１／（Ｌ
ｓ＋Ｒ）で示すことができる。電流のq 軸分がトルク分
であり、d 軸電流指令からはトルクは発生しないので、
微振動問題にd軸は関係しない。よって以後d軸に関して
は説明を省く。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０５】つぎに第二の電流補償回路６５が含まれる
場合について説明する。第二の電流補償回路６５を最も
単純な構成である係数器６７によって実現すると、模擬
伝達関数Ｇm を用いてq 軸電流指令信号Ｉq ^* からｑ軸
電流値Ｉq までの伝達関数を計算すると、この伝達関数
Ｇifは下式（２）により示される。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０７】この伝達関数Ｇifは電流制御回路部の電流
目標値応答特性に相当し、ノイズ応答特性は式（１）の
ままとなるので、目標値応答特性とノイズ応答特性とが
各々個別に設定できることになる。よって振動抑制領域
でゲインＫqpとＫqiをある比率で下げることによって高
周波分のノイズをカットした場合においても電流目標値
応答特性ＧifはゲインＫqfの係数器６７を調整すること
で、モータ時定数Ｔｓ＝Ｌ／Ｒの逆数の周波数より低周
波のゲインを上げることができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０８】例えば、電流制御回路８の応答帯域を３０
００ｒａｄ／ｓとしたときに、振動抑制領域でゲインＫ
qpとＫqiをそれぞれ１／２、１／１６の割合で下げたと
きの目標値応答特性とノイズ応答特性とが図１６と図１
７に示されている。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１０９】図１６、図１７から、第二の電流補償回路
６５を含まない場合には、各ゲインを振動抑制領域で切
り換えると目標値応答特性とノイズ応答特性のどちらの
特性も下がることがわかる。すなわち、これは、１００
ｒａｄ／ｓ以上のノイズに対する影響は小さくなり、そ
の周波数以上の微振動は減少するが、目標値に対する出
力も小さくなることを示している。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１０】これに対し、第二の電流補償回路６５を含
む場合には、ノイズ応答特性は同様に下がるが、目標値
応答特性はかなり改善される。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１３】このように本実施の形態では、ゲイン切換
部の切換ゲイン出力によりゲインＫqpとＫqiの値が切り
換わる前後のq 軸の電流指令信号Ｉq ^* に対するq 軸検
出電流値Ｉq までの伝達特性Ｇi の変化、すなわち電流
制御回路部の目標値応答特性Ｇi の変化を任意に小さく
できる。よってゲイン切換に起因する振動を生じさせる
こと無くゲイン切換を行うことができ、且つ振動抑制モ
ードにおいてノイズに起因する振動を抑制することがで
きる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１８】この実施の形態では、ゲイン切換時に第二
の電流補償回路６５ｂのゲインＫqfも切り換わる為、ゲ
イン切換前後における電流目標値応答特性Ｇifを各々独
立に設定できる。これによりゲイン切換に起因する振動
を生じさせることなくゲイン切換を行うことができ、且
つ振動抑制モードにおいてノイズに起因する振動を抑制
することができる。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２１】第三の電流補償回路７０は、第一のｑ軸電
圧指令Ｖfbと第二のｑ軸電圧指令Ｖfbとを加算器６６に
より合算した値を入力してｑ軸電圧指令信号Ｖq ^* を出
力するものであり、一次遅れ時定数αをもつ一次遅れ回
路７１と外部信号により切換可能な切換スイッチ７２と
で構成される。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１２４】この実施の形態では、ゲイン切換前後にお
ける電流目標値応答特性Ｇi を各々個別に設定でき、し
かも振動抑制モードへのゲイン切換時に切換スイッチ７
２を切り換えて一次遅れ回路７１に移行することで、q
軸電圧指令信号Ｖq ^* を滑らかに変化させることが可能
となる。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１３０】第一の振動抑制回路７３を含まない場合、
ｑ軸電流指令信号Ｉq ^* からq 軸電圧指令信号Ｖq ^* ま
での伝達関数Ｇic、すなわち電流補償器特性Ｇicは下式
（３）により示される。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１３２】これに対し第一の振動抑制回路７３を積分
器７４で構成した場合、ｑ軸電流指令信号Ｉq ^* からｑ
軸電圧指令信号Ｖq ^* までの伝達関数Ｇimは下式（４）
により示される。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１５４】積分器７４ａのゲインはＫt/Ｊであり、推
定角速度補正回路９０から修正推定速度ωc を与えられ
ると、積分器７４ａの内部量に修正推定速度ωc の値が
加算される。但し、Ｋt は電流・トルク変換係数であ
り、Ｊは電動機１とトルク伝達機構３と負荷機械の電動
機軸等価イナーシャ値である。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１６７】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令を入
力してトルク相当電圧指令を出力するフィードフォワー
ド補償の電流補償手段（第二の電流補償手段）が設けら
れ、位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲイ
ン切換基準値よりも小さい場合にはフィードフォワード
補償の電流補償手段を除いてトルク制御手段のゲインが
低い方に切り換えられ、そうでない場合はゲインが高い
方に切り換えれるので、ゲイン切り換え前後における電
流制御回路部の目標値応答特性の変化を任意に小さくで
き、ゲイン切換に起因する振動を生じさせることなくゲ
イン切換を行うことができ、且つ振動抑制モードにおい
てノイズに起因する振動を抑制することができる。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１６８】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令を入
力してトルク相当電圧指令を出力するフィードフォワー
ド補償の電流補償手段（第二の電流補償手段）が設けら
れ、位置指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲイ
ン切換基準値よりも小さい場合にはフィードフォワード
補償の電流補償手段を含むトルク制御手段のゲインが低
い方に切り換えられ、そうでない場合はゲインが高い方
に切り換えれるので、ゲイン切換前後における電流目標
値応答特性を各々個別に設定でき、ゲイン切換に起因す
る振動を生じさせることなくゲイン切換を行うことがで
き、且つ振動抑制モードにおいてノイズに起因する振動
を抑制することができる。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１６９】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク指令信号に基づくトルク相当電流指令を入
力してトルク相当電圧指令を出力するフィードフォワー
ド補償の電流補償手段（第二の電流補償手段）と、トル
ク相当電圧指令を入力しゲイン切り換え時においてもト
ルク相当電圧指令の変化が滑らかになるよう出力する電
流補償手段（第三の電流補償手段）とが設けられ、位置
指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値がゲイン切換基
準値よりも小さい場合はトルク制御手段のゲインを含む
ゲインが低い方に切り換えられ、そうでない場合はゲイ
ンが高い方に切り換えれるので、ゲイン切換前後におけ
る電流目標値応答特性を各々個別に設定でき、且つ電圧
指令信号を滑らかに変化させることができ、振動抑制モ
ードにおいてノイズに起因する振動を抑制することがで
きる。

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１７１】次の発明による電動機の位置制御装置によ
れば、トルク相当電流指令値からトルク相当量信号を差
し引いた偏差信号を入力してこの偏差信号の任意の周波
数側の信号が減少するように第一の電流補償信号を出力
し、トルク相当電流指令値から第一の電流補償信号を差
し引いた偏差信号を新しいトルク相当電流指令値とする
ので、電動機のサーボロック時もしくは低速回転時に生
じる振動の周波数成分が推定できれば、その周波数帯域
の検出電流信号を任意に調節できることから、停止指令
状態時もしくは低速回転時における電動機の振動を極め
て減少させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長野 鉄明 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から与えられる位置指令信号と電動
   機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出力す
   るトルク指令演算手段と、 前記トルク指令信号に基づいて前記電動機のトルクを制
   御するトルク制御手段と、 前記位置指令信号と前記位置検出信号との偏差の絶対値
   と位置偏差に関するゲイン切換基準値との大小関係に基
   づいて前記トルク制御手段のゲインを切り換えるゲイン
   切換手段とを備えたことを特徴とする電動機の位置制御
   装置。
2. 【請求項２】 外部から与えられる位置指令信号と電動
   機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出力す
   るトルク指令演算手段と、 前記電動機のトルクに関する諸量を検出してトルク相当
   量信号を出力するトルク相当量検出手段と、 前記トルク指令信号と前記トルク相当量信号とに基づい
   て前記電動機のトルクを制御するトルク制御手段と、 前記トルク制御手段が作動していないときに検出した前
   記トルク相当量信号に基づいて位置偏差に関するゲイン
   切換基準値を設定する基準値設定手段と、 前記位置指令信号と前記位置検出信号との偏差と前記ゲ
   イン切換基準値との大小関係に基づいて前記トルク制御
   手段のゲインを切り換えるゲイン切換手段とを備えたこ
   とを特徴とする電動機の位置制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１また２に記載の電動機の位置制
   御装置において、 前記ゲイン切換手段は、前記位置指令信号と前記位置検
   出信号の偏差の絶対値が前記ゲイン切換基準値よりも小
   さい場合には前記トルク制御手段のゲインを低い方に切
   り換え、そうでない場合には前記ゲインを高い方に切り
   換えることを特徴とする電動機の位置制御装置。
4. 【請求項４】 外部から与えられる位置指令信号と電動
   機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出力す
   るトルク指令演算手段と、 前記電動機のトルクに関する諸量を検出するトルク相当
   量検出手段と、 前記トルク相当量検出手段の出力に含まれる不要な高周
   波成分を除去するローパスフィルタと、 前記トルク指令信号と前記ローパスフィルタの出力とに
   基づいて前記電動機のトルクを制御するトルク制御手段
   と、 前記位置指令信号と前記位置検出信号との偏差の絶対値
   と位置偏差に関する遮断周波数切換基準値との大小関係
   に基づいて前記ローパスフィルタの遮断周波数を切り換
   える遮断周波数切換手段とを備えたことを特徴とする電
   動機の位置制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の電動機の位置制御装置
   において、 前記トルク制御手段が作動していないときのトルク相当
   量検出手段の出力に基づいて前記遮断周波数切換基準値
   を設定する基準値設定手段を備えたことを特徴とする電
   動機の位置制御装置。
6. 【請求項６】 請求項４あるいは５に記載の電動機の位
   置制御装置において、前記遮断周波数切換手段は、位置
   指令信号と位置検出信号の偏差の絶対値が前記遮断周波
   数切換基準値よりも小さい場合には前記ローパスフィル
   タの遮断周波数を低い方に切り換え、そうでない場合に
   は前記遮断周波数を高い方に切り換えることを特徴とす
   る電動機の位置制御装置。
7. 【請求項７】 請求項２または５に記載の電動機の位置
   制御装置において、 前記トルク相当量検出手段は前記電動機のトルクに関す
   る諸量として前記電動機の相電流を検出し、前記基準値
   設定手段は前記トルク制御手段が作動していないときの
   前記相電流の高周波成分量を検出して当該高周波成分量
   に応じて前記ゲイン切換基準値あるいは前記遮断周波数
   切換基準値を設定することを特徴とする電動機の位置制
   御装置。
8. 【請求項８】 外部から与えられる位置指令信号と電動
   機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出力す
   るトルク指令演算手段と、前記電動機のトルクに関する
   諸量を検出しトルク相当量信号を出力するトルク相当量
   検出手段と、前記トルク指令信号と前記トルク相当量信
   号とに基づいて前記電動機のトルクを制御するトルク制
   御手段とを備えた電動機の位置制御装置において、 前記トルク制御手段は、前記トルク指令信号に基づくト
   ルク相当電流指令と前記トルク相当量信号に基づくトル
   ク相当電流とに基づいて電圧指令を出力する第一の電流
   補償手段と、前記トルク相当電流指令に基づいてトルク
   相当電圧指令を出力する第二の電流補償手段とを有し、 前記位置指令信号と前記位置検出信号の偏差の絶対値が
   位置偏差に関するゲイン切換基準値よりも小さい場合に
   は前記トルク制御手段の前記第一の電流補償手段のゲイ
   ンを低い方に切り換え、そうでない場合には前記ゲイン
   を高い方に切り換えるゲイン切換手段を備えたことを特
   徴とする電動機の位置制御装置。
9. 【請求項９】 外部から与えられる位置指令信号と電動
   機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出力す
   るトルク指令演算手段と、前記電動機のトルクに関する
   諸量を検出しトルク相当量信号を出力するトルク相当量
   検出手段と、前記トルク指令信号と前記トルク相当量信
   号とに基づいて前記電動機のトルクを制御するトルク制
   御手段とを備えた電動機の位置制御装置において、 前記トルク制御手段は、前記トルク指令信号に基づくト
   ルク相当電流指令と前記トルク相当量信号に基づくトル
   ク相当電流とに基づいて電圧指令を出力する第一の電流
   補償手段と、前記トルク相当電流指令に基づいてトルク
   相当電圧指令を出力する第二の電流補償手段とを有し、 前記位置指令信号と前記位置検出信号の偏差の絶対値が
   位置偏差に関するゲイン切換基準値よりも小さい場合に
   は前記トルク制御手段の前記第一の電流補償手段および
   前記第二の電流補償手段のゲインを低い方に切り換え、
   そうでない場合には前記ゲインを高い方に切り換えるゲ
   イン切換手段を備えたことを特徴とする電動機の位置制
   御装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の電動機の位置制御装
    置において、 前記トルク制御手段は、前記第一の電流補償手段と、前
    記第二の電流補償手段とに加えて、前記トルク相当電圧
    指令を入力し、ゲイン切り換え時に前記トルク相当電圧
    指令の変化が滑らかになるよう前記トルク相当電圧指令
    を修正出力する第三の電流補償手段を備えていることを
    特徴とする電動機の位置制御装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の電動機の位置制御
    装置において、 前記第三の電流補償手段は、ゲイン切り換え時に選択的
    に切換使用される一次遅れ回路を有していることを特徴
    とする電動機の位置制御装置。
12. 【請求項１２】 外部から与えられる位置指令信号と電
    動機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出力
    するトルク指令演算手段と、前記電動機のトルクに関す
    る諸量を検出しトルク相当量信号を出力するトルク相当
    量検出手段と、前記トルク指令信号と前記トルク相当量
    信号とに基づいて前記電動機のトルクを制御するトルク
    制御手段とを備えた電動機の位置制御装置において、 前記トルク制御手段は、前記トルク指令信号に基づくト
    ルク相当電流指令値から前記トルク相当量信号を差し引
    いた偏差信号を入力して当該偏差信号の任意の周波数成
    分が減少するように第一の電流補償信号を出力する第一
    の振動抑制手段を備え、 前記トルク相当電流指令値から前記第一の電流補償信号
    を差し引いた偏差信号を新しいトルク相当電流指令とす
    ることを特徴とする電動機の位置制御装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の電動機の位置制御
    装置において、 前記第一の振動抑制手段は、前記電動機と負荷機械との
    機械共振振動が生じる周波数のゲインがハイゲインにな
    らないようにゲインを設定された積分器により構成され
    ていることを特徴とする電動機の位置制御装置。
14. 【請求項１４】 請求項１２または１３に記載の電動機
    の位置制御装置において、 前記トルク制御手段は、前記第一の振動抑制手段に加え
    て、外部からの位置指令信号と回転検出器からの実回転
    角信号とを入力して目標位置決め点からの位置偏差が減
    少するような第二の電流補償信号を出力する第二の振動
    抑制手段を備え、 前記トルク相当電流指令値から前記第二の電流補償信号
    と前記第一の電流補償信号とを差し引いた偏差信号を新
    しいトルク相当電流指令とすることを特徴とする電動機
    の位置制御装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の電動機の位置制御
    装置において、 前記第二の振動抑制手段は、前記位置指令信号と前記実
    回転角信号より目標位置決め点からの位置偏差の極性を
    出力する位置偏差符号判定回路を有し、前記位置偏差符
    号判定回路よりの極性出力に所定のゲインを与えて前記
    第二の電流補償信号を出力することを特徴とする電動機
    の位置制御装置。
16. 【請求項１６】 外部から与えられる位置指令信号と電
    動機の位置検出信号とに基づいてトルク指令信号を出力
    するトルク指令演算手段と、前記電動機のトルクに関す
    る諸量を検出しトルク相当量信号を出力するトルク相当
    量検出手段と、前記トルク指令信号と前記トルク相当量
    信号とに基づいて前記電動機のトルクを制御するトルク
    制御手段とを備えた電動機の位置制御装置において、 前記トルク制御手段は、前記トルク指令信号に基づくト
    ルク相当電流指令値からトルク相当電流信号を差し引い
    た偏差信号を入力して前記電動機の推定角速度を出力す
    る角速度推定手段と、外部からの位置指令信号と回転検
    出器からの実回転角信号を入力して目標位置決め点から
    の位置偏差の極性を出力する位置偏差符号判定手段と、
    前記位置偏差符号判定手段からの極性信号と前記角速度
    推定手段からの推定角速度を入力して推定角速度を補正
    する推定角速度補正手段と、前記角速度推定手段からの
    推定角速度信号を入力して所望の応答特性で実角速度が
    減少するように第一の電流補償信号を出力する第一の振
    動抑制手段と、前記位置偏差符号判定手段からの極性信
    号を入力して目標位置決め点からの位置偏差が減少する
    ように第二の電流補償信号を出力する第二の振動抑制手
    段とを備え、 トルク相当電流指令値から前記第二の電流補償信号と前
    記第二の振動抑制手段からの第二の振動抑制信号と第一
    の電流補償信号を差し引いた偏差信号を新しいトルク相
    当電流指令とすることを特徴とする電動機の位置制御装
    置。