KR20150067076A - 모터 제어 장치 - Google Patents

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KR20150067076A
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미치오 키타하라
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산요 덴키 가부시키가이샤
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control

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Abstract

[과제] 지령에 대한 추종성을 높인다.
[해결수단] 모터 제어 장치(100)는, 외부로부터 입력된 속도 지령을 미분하는 미분기(110)와, 미분된 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 토크 지령인 제1 토크 지령을 생성하는 토크 피드포워드부(112)와, 외부로부터 입력된 속도 지령과 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부(114)와, 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터(116)와, 제1 토크 지령과 토크 지령 필터(116)로부터 출력되는 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과, 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부(118)를 갖는다.

Description

모터 제어 장치 {Motor Controlling Device}
본 발명은, 높은 지령에 대한 추종성을 갖는 모터 제어 장치에 관한 것이다.
모터 제어 장치에 의해 제어되는 모터를 구비한 기계(예를 들어, 공작 기계 및 로봇)에는, 가공의 생산성을 높이기 위하여, 가공의 고속화 및 가공 품질의 향상이 요망되고 있다. 가공의 고속화 및 가공 품질의 향상을 위해서는, 모터 제어 장치의 지령에 대한 추종성을 높이는 것이 요구된다.
일본 공개특허공보 평3-15911호에는, 지령에 대한 추종성을 높이는 제어 방식이 기재되어 있다. 이 제어 방식에서는, 위치 제어계 및 속도 제어계에 대해, 위치의 피드포워드 보상 및 속도의 피드포워드 보상이 행하여진다. 이들 보상은, 지령에 대한 추종성을 높인다.
실제 기계는, 저강성의 부분(예를 들어, 커플링 및 볼 나사)을 갖고 있다. 이 때문에, 실제 기계의 제어에서는, 그들 부분의 기계 공진 및 엔코더의 양자 리플의 존재가 고려된다. 그러나, 일본 공개특허공보 평3-15911호에 기재되어 있는 제어 방식은, 이들을 억제하는 기능을 갖고 있지 않다. 따라서, 이러한 제어 방식을 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플이 존재하는 기계에 적용해도 지령에 대한 추종성을 높이는 것은 곤란하다.
일본 공개특허공보 2003-84839호는, 기계 공진이 존재하는 계에 적용되는 모터 제어 장치의 지령에 대한 추종성을 높이는 것을 의도하여, 모터 제어 장치를 기재하고 있다. 이 모터 제어 장치는, 위치 제어계 및 속도 제어계에 대해, 속도 피드포워드 보상 및 토크 피드포워드 보상을 행한다. 이들 보상은, 지령에 대한 추종성을 높인다. 또한, 보상 후의 출력은, 토크 필터에 통과된다. 이 토크 필터에 의해, 보상 후의 출력에 대한 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플의 영향이 억제된다.
1. 일본 공개특허공보 평3-15911호 2. 일본 공개특허공보 2003-84839호
그러나, 일본 공개특허공보 2003-84839호에 기재된 모터 제어 장치는, 기계계의 강성이 낮은 경우, 토크 필터의 컷오프 주파수를 높게 하기가 곤란하다. 그 때문에, 속도 피드포워드 보상 및 토크 피드포워드 보상을 행하여도 충분한 추종성을 얻을 수는 없다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플이 존재해도, 지령에 대한 추종성을 높일 수 있는 모터 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 양태에 따른 모터 제어 장치는, 외부로부터 입력된 속도 지령을 미분하는 미분기와, 미분된 상기 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 토크 지령인 제1 토크 지령을 생성하는 토크 피드포워드부와, 외부로부터 입력된 상기 속도 지령과 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와, 상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와, 상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과, 상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
이 모터 제어 장치는, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있어도 된다. 또한, 이 모터 제어 장치는, 상기 위치 피드백에 기초하여 상기 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부를 더 갖고 있어도 된다.
본 발명의 제2 양태에 따른 모터 제어 장치는, 외부로부터 입력된 위치 지령을 미분하는 제1 미분기와, 미분된 상기 위치 지령에 기초하여 피드포워드계의 속도 지령인 제1 속도 지령을 생성하는 속도 피드포워드부와, 상기 제1 속도 지령을 미분하는 제2 미분기와, 미분된 제1 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 토크 지령인 제1 토크 지령을 생성하는 토크 피드포워드부와, 외부로부터 입력된 상기 위치 지령과 위치 피드백의 편차에 기초하여 제2 속도 지령을 생성하는 위치 제어부와, 상기 제1 속도 지령과 상기 제2 속도 지령의 가산 결과와 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와, 상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와, 상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과, 상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
이 모터 제어 장치는, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 상기 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있어도 된다. 또한, 이 모터 제어 장치는, 상기 위치 피드백에 기초하여 상기 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부를 더 갖고 있어도 된다.
본 발명의 제3 양태에 따른 모터 제어 장치는, 외부로부터 입력된 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 속도 지령 및 피드포워드계의 제1 토크 지령을 생성하는 모델 제어기와, 상기 모델 제어기로부터 출력되는 상기 속도 지령과 피드백계의 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와, 상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와, 상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과, 상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
이 모터 제어 장치는, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있어도 된다. 또한, 이 모터 제어 장치는, 상기 위치 피드백에 기초하여 상기 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부를 더 갖고 있어도 된다.
본 발명의 제4 양태에 따른 모터 제어 장치는, 외부로부터 입력된 위치 지령에 기초하여 피드포워드계의 위치 지령, 피드포워드계의 제1 속도 지령, 및 피드포워드계의 제1 토크 지령을 생성하는 모델 제어기와, 상기 모델 제어기로부터 출력되는 위치 지령과 피드백계의 위치 피드백의 편차에 기초하여 제2 속도 지령을 생성하는 위치 제어부와, 상기 제1 속도 지령과 상기 제2 속도 지령의 가산 결과와 상기 피드백계의 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와, 상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와, 상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과, 상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
이 모터 제어 장치는, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 상기 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있어도 된다. 또한, 이 모터 제어 장치는, 상기 위치 피드백에 기초하여 상기 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부를 더 갖고 있어도 된다.
본 발명의 각 양태에 따른 모터 제어 장치는, 토크 피드포워드부로부터의 제1 토크 지령을 토크 지령 필터를 통과한 제2 토크 지령에 가산하도록 구성되어 있다. 따라서, 기계 공진 및 엔코더의 양자 리플이 존재해도, 위치 지령 및 속도 지령에 대한 추종성을 높일 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치의 특성선도이다.
도 3은 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다.
도 4는 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치의 특성선도이다.
도 5는 실시형태 3에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다.
도 6은 실시형태 4에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다.
이하에, 본 발명에 따른 모터 제어 장치의 실시형태를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
[실시형태 1]
<모터 제어 장치의 구성>
도 1은 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다. 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(100)는, 미분기(110), 토크 피드포워드부(112), 속도 제어부(114), 토크 지령 필터(116), 토크 제어부(118), 및 속도 산출부(120)를 갖는다.
모터 제어 장치(100)의 피드포워드계는, 미분기(110) 및 토크 피드포워드부(112)를 포함한다. 미분기(110)는, 모터 제어 장치(100)에 입력된 속도 지령을 미분한다. 토크 피드포워드부(112)는, 미분된 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 토크 지령(제1 토크 지령)을 산출(생성)한다.
이와 같이, 피드포워드계의 제1 토크 지령은, 속도 지령으로부터 직접 산출된다. 이 때문에, 제1 토크 지령은, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 포함하고 있지 않다.
속도 제어부(114)는, 속도 지령과 속도 피드백의 차분(편차)에 기초하여 제2 토크 지령을 산출(생성)한다.
토크 지령 필터(116)는, 예를 들어, 로 패스 필터 또는 노치 필터를 포함한다. 토크 지령 필터(116)는, 위치 제어 또는 속도 제어의 피드백계를 구성하는 루프에 삽입된다. 토크 지령 필터(116)는, 제2 토크 지령에 있어서의 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제한다. 본 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 토크 지령 필터(116)는, 속도 제어부(114), 토크 지령 필터(116), 토크 제어부(118), 및 속도 산출부(120)를 포함하는 속도 제어의 피드백계의 루프에 삽입되어 있다.
속도 제어부(114)에 의해 산출된 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(116)를 통과한다. 토크 지령 필터(116)는, 제2 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플의 영향을 제거한다. 그 후, 가산점(117)에 있어서, 이 제2 토크 지령과, 토크 피드포워드부(112)로부터 출력된 피드포워드계의 제1 토크 지령이 가산된다. 이 가산에 의해, 제3 토크 지령이 생성된다.
토크 제어부(118)는, 가산점(117)에 있어서의 가산에 의해 얻어진 제3 토크 지령을 이용하여 모터(140)의 동작을 제어한다. 모터(140)는, 기계(150)를 구동시킨다.
엔코더(160)는, 모터(140)에 장착되어 있다. 엔코더(160)는, 모터(140)의 회전 위치를 위치 피드백(위치 피드백값)으로서 출력한다. 속도 산출부(120)는, 엔코더(160)로부터 출력되는 모터(140)의 회전 위치에 따른 위치 피드백에 기초하여 속도 피드백을 산출한다.
<모터 제어 장치의 동작>
다음으로, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(100)의 동작을 설명한다. 여기서는, 속도 제어 장치에 적용된 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 속도 지령과 속도 피드백의 차분이 취해진다. 이 차분에 기초하여 속도 제어부(114)가 제2 토크 지령을 산출(생성)한다. 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(116)에 통과된다. 한편, 미분기(110)는, 속도 지령을 미분한다. 토크 피드포워드부(112)는, 미분된 속도 지령에 기초하여 제1 토크 지령을 생성한다. 계속해서, 제1 토크 지령과 제2 토크 지령이 가산점(117)에 있어서 가산된다. 이 가산에 의해, 제3 토크 지령이 생성된다.
토크 제어부(118)는, 가산점(117)에서의 가산 결과인 제3 토크 지령에 기초하여 모터(140)를 구동시킨다.
본 실시형태에서는, 토크 피드포워드부(112)로부터 출력되는 제1 토크 지령과 속도 제어부(114)에 의해 생성되는 제2 토크 지령의 가산점(117)이 토크 지령 필터(116)의 출력측에 배치되어 있다. 이에 의해, 피드포워드계에 토크 지령 필터(116)가 들어가는 것이 회피된다.
피드포워드계는, 속도 지령으로부터 산출되는 토크의 피드포워드량을 부여할 뿐이다. 따라서, 피드포워드계는, 피드백 루프를 구성하지 않는다. 그 때문에, 엔코더(160)에 의해 검출되는 기계계의 공진 성분은 증폭되지 않는다. 그 결과, 토크 피드포워드부(112)의 출력(제1 토크 지령)을, 토크 지령 필터(116)의 출력측에서, 토크 지령 필터(116)를 경유한 제2 토크 지령에 가산해도, 기계계의 공진이 악화되는 일은 없다.
도 2는 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(100)의 특성선도이다. 도면 중의 곡선(a)는, 모터 제어 장치(100)의 속도 제어계의 주파수 응답 특성(속도 지령에 대한 속도 피드백의 응답)을 나타낸다. 곡선(b)는, 종래의 모터 제어 장치의 속도 제어계의 주파수 응답 특성을 나타낸다. 한편, 종래의 모터 제어 장치의 속도 제어계에서는, 토크 피드포워드부의 출력(제1 토크 지령)이 토크 지령 필터의 입력측에서 제2 토크 지령에 가산된다.
이들 주파수 응답 특성을 비교하면 분명한 바와 같이, 종래의 모터 제어 장치에서는, 기계 공진을 억제하기 위한 노치 필터의 영향에 의해, 특정한 복수의 주파수 부근에서 게인이 크게 떨어진다(곡선(b)). 한편, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(100)에서는, 그것보다 높은 주파수여도 게인은 떨어지지 않는다(곡선(a)). 따라서, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(100)는, 종래의 모터 제어 장치와 비교하여, 위치 지령 및 속도 지령에 대한 높은 주파수 응답 및 추종성을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.
[실시형태 2]
<모터 제어 장치의 구성>
도 3은 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다. 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)는, 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치(100)와 동일한 구성 요소에 더하여, 미분기(222)(제1 미분기), 속도 피드포워드부(224), 및 위치 제어부(226)를 더 갖는다.
본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)의 미분기(210)(제2 미분기), 토크 피드포워드부(212), 속도 제어부(214), 토크 지령 필터(216), 토크 제어부(218), 및 속도 산출부(220)는, 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치(100)의 미분기(110), 토크 피드포워드부(112), 속도 제어부(114), 토크 지령 필터(116), 토크 제어부(118), 및 속도 산출부(120)와 각각 실질적으로 동일한 기능을 갖는다. 한편, 본 실시형태에서는, 토크 피드포워드는 속도 피드포워드로부터 산출된다.
모터 제어 장치(200)의 피드포워드계는, 미분기(222), 속도 피드포워드부(224), 미분기(210), 및 토크 피드포워드부(212)를 포함한다. 미분기(222)는, 모터 제어 장치(200)에 입력된 위치 지령을 미분한다. 속도 피드포워드부(224)는, 미분된 위치 지령에 기초하여 피드포워드계의 속도 지령(제1 속도 지령)을 산출(생성)한다.
이와 같이, 피드포워드계의 제1 속도 지령은, 위치 지령으로부터 직접 산출된다. 이 때문에, 제1 속도 지령은, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 포함하고 있지 않다. 또한, 피드포워드계의 토크 지령(제1 토크 지령)도 피드포워드계의 속도 지령(제1 속도 지령)으로부터 직접 산출된다. 이 때문에, 제1 토크 지령도 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 포함하고 있지 않다.
위치 제어부(226)는, 위치 지령과 위치 피드백의 차분(편차)에 기초하여 속도 지령(제2 속도 지령)을 산출한다.
미분기(210)는, 속도 피드포워드부(224)로부터 출력되는 제1 속도 지령을 미분한다.
속도 제어부(214)의 입력측에서, 속도 피드포워드부(224)로부터 출력되는 제1 속도 지령과 위치 제어부(226)로부터 출력되는 제2 속도 지령의 가산 결과와, 속도 산출부(220)에 의해 산출되는 속도 피드백의 차분(편차)이 산출된다. 속도 제어부(214)는, 이 차분(편차)에 기초하여 토크 지령(제2 토크 지령)을 산출(생성)한다.
속도 제어부(214)에 의해 생성된 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(216)를 통과한다. 토크 지령 필터(216)는, 제2 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플의 영향을 제거한다. 그 후, 가산점(217)에 있어서, 이 제2 토크 지령과, 토크 피드포워드부(212)로부터 출력된 피드포워드계의 제1 토크 지령이 가산된다.
한편, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)에 있어서의 토크 피드포워드부(212), 토크 지령 필터(216), 토크 제어부(218), 및 속도 산출부(220)의 동작은, 실시형태 1의 토크 피드포워드부(112), 토크 지령 필터(116), 토크 제어부(118), 및 속도 산출부(120)와 각각 실질적으로 동일하다.
엔코더(260)는, 모터(240)의 회전 위치를 위치 피드백으로서 출력한다. 이 위치 피드백은, 위치 지령으로부터 차감된다. 위치 지령과 위치 피드백의 차분(편차)은, 위치 제어부(226)에 입력된다.
<모터 제어 장치의 동작>
다음으로, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)의 동작을 설명한다. 여기서는, 위치 제어 장치에 적용된 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)의 동작에 대해 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 위치 지령과 위치 피드백의 차분이 취해진다. 이 차분에 기초하여 위치 제어부(226)가 제2 속도 지령을 산출한다. 한편, 미분기(222)는, 위치 지령을 미분한다. 그 후, 속도 피드포워드부(224)가, 미분된 위치 지령에 기초하여 제1 속도 지령을 생성한다. 제1 속도 지령은, 위치 제어부(226)로부터 출력되는 제2 속도 지령과 가산된다.
또한, 제1 속도 지령과 제2 속도 지령의 가산 결과와 속도 산출부(220)에 의해 산출된 속도 피드백의 차분(편차)이 취해진다. 이 차분에 기초하여 속도 제어부(214)가 제2 토크 지령을 산출(생성)한다. 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(216)에 통과된다. 한편, 미분기(210)는, 속도 피드포워드부(224)로부터 출력되는 제1 속도 지령을 미분한다. 토크 피드포워드부(212)는, 미분된 제1 속도 지령에 기초하여 제1 토크 지령을 생성한다. 계속해서, 제1 토크 지령과 제2 토크 지령이 가산점(217)에서 가산된다. 이 가산에 의해, 제3 토크 지령이 생성된다.
토크 제어부(218)는, 가산점(217)에서의 가산 결과인 제3 토크 지령을 이용하여 모터(240)를 구동시킨다.
본 실시형태에서는, 토크 피드포워드부(212)로부터 출력되는 제1 토크 지령과 속도 제어부(214)에 의해 생성되는 제2 토크 지령의 가산점(217)이 토크 지령 필터(216)의 출력측에 배치되어 있다. 이에 의해, 피드포워드계에 토크 지령 필터(216)가 들어가는 것이 회피된다.
피드포워드계는, 위치 지령으로부터 산출되는 속도 및 토크의 피드포워드량을 부여할 뿐이다. 그 때문에, 피드포워드계는, 피드백 루프를 구성하지 않는다. 그 때문에, 엔코더(260)에 의해 검출되는 기계계의 공진 성분은 증폭되지 않는다. 그 결과, 토크 피드포워드부(212)의 출력(제1 토크 지령)을, 토크 지령 필터(216)의 출력측에서, 토크 지령 필터(216)를 경유한 제2 토크 지령에 가산해도, 기계계의 공진이 악화되는 일은 없다.
도 4는 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)의 특성선도이다. 도면 중의 곡선(a)는, 모터 제어 장치(200)의 위치 제어계의 주파수 응답 특성을 나타낸다. 곡선(b)는, 종래의 모터 제어 장치의 위치 제어계의 주파수 응답 특성을 나타낸다. 한편, 종래의 모터 제어 장치의 위치 제어계에서는, 토크 피드포워드부의 출력(제1 토크 지령)이 토크 지령 필터의 입력측에서 제2 토크 지령에 가산된다.
이들 주파수 응답 특성을 비교하면 분명한 바와 같이, 종래의 모터 제어 장치에서는, 기계 공진을 억제하기 위한 노치 필터의 영향에 의해, 특정한 복수의 주파수 부근에서 게인이 크게 떨어진다(곡선(b)). 한편, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)에서는, 그것보다 높은 주파수여도 게인은 떨어지지 않는다(곡선(a)). 따라서, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(200)는, 종래의 모터 제어 장치와 비교하여, 위치 지령 및 속도 지령에 대한 높은 주파수 응답 및 추종성을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.
한편, 피드포워드계는, 속도 피드포워드부(224)에서 산출되는 토크의 피드포워드량을 부여할 뿐이어도 되고, 피드백 루프를 구성하지 않아도 된다. 이 경우, 엔코더(260)에 의해 검출되는 기계계의 공진 성분은 증폭되지 않는다.
[실시형태 3]
<모터 제어 장치의 구성>
도 5는 실시형태 3에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다. 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(300)는, 피드포워드계가 모델 제어기(370)로 구성되어 있는 점을 제외하고, 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성이다. 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(300)의 속도 제어부(314), 토크 지령 필터(316), 토크 제어부(318), 및 속도 산출부(320)는, 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치(100)의 속도 제어부(114), 토크 지령 필터(116), 토크 제어부(118), 및 속도 산출부(120)와 각각 실질적으로 동일한 기능을 갖는다.
여기서는, 모델 제어기를 사용한 속도 제어 장치에 적용된 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(300)에 대해 설명한다. 모델 제어기(370)는, 실시형태 1에 따른 모터 제어 장치(100), 모터(140), 기계(150), 및 엔코더(160)를 모델링함으로써 얻어지는 속도 제어계를 구성한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(300)는, 이 모델 제어기(370)의 동작에 의한 모델 추종 제어 하에 있다.
속도 지령은, 모델 제어기(370)에 입력된다. 모델 제어기(370)는, 속도 지령에 대한 모델 제어 처리를 실시함으로써, 속도 지령(제1 속도 지령) 및 토크 지령(제1 토크 지령)을 생성 및 출력한다. 모델 제어기(370)로부터 출력되는 속도 지령 및 제1 토크 지령은, 모델 제어기(370)에 입력된 당초의 속도 지령으로부터 직접 산출된다. 이 때문에, 이들 속도 지령 및 제1 토크 지령은, 기계(350) 및 엔코더(360)에서 기인하는 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 포함하고 있지 않다.
속도 제어부(314)는, 모델 제어기(370)로부터의 속도 지령과 속도 피드백의 차분으로부터 토크 지령(제2 토크 지령)을 산출한다.
토크 지령 필터(316)는, 예를 들어, 로 패스 필터 또는 노치 필터를 포함한다. 토크 지령 필터(316)는, 위치 제어 또는 속도 제어의 피드백계를 구성하는 루프에 삽입된다. 토크 지령 필터(316)는, 제2 토크 지령에 있어서의 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제한다. 본 실시형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 토크 지령 필터(316)는, 속도 제어부(314), 토크 지령 필터(316), 토크 제어부(318), 및 속도 산출부(320)를 포함하는 속도 제어의 피드백계의 루프에 삽입되어 있다.
속도 제어부(314)에 의해 산출된 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(316)를 통과한다. 토크 지령 필터(316)는, 제2 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플의 영향을 제거한다. 그 후, 가산점(317)에 있어서, 이 제2 토크 지령과 모델 제어기(370)로부터 출력된 제1 토크 지령이 가산된다. 이 가산에 의해, 제3 토크 지령이 생성된다.
토크 제어부(318)는, 가산점(317)에 있어서의 가산에 의해 얻어진 제3 토크 지령을 이용하여 모터(340)의 동작을 제어한다. 모터(340)는, 기계(350)를 구동시킨다.
엔코더(360)는, 모터(340)에 장착되어 있다. 엔코더(360)는, 모터(340)의 회전 위치를 위치 피드백으로서 출력한다. 속도 산출부(320)는, 엔코더(360)로부터 출력되는 모터(340)의 회전 위치에 따른 위치 피드백에 기초하여 속도 피드백을 산출한다.
<모터 제어 장치의 동작>
다음으로, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(300)의 동작을 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 모델 제어기(370)는, 모터 제어 장치(300)에 입력되는 속도 지령으로부터 실제 제어계에 부여하는 속도 지령 및 토크 지령(제1 토크 지령)을 산출(생성)한다.
다음으로, 모델 제어기(370)로부터의 속도 지령과 속도 산출부(320)로부터의 속도 피드백의 차분이 취해진다. 이 차분에 기초하여 속도 제어부(314)가 제2 토크 지령을 산출(생성)한다. 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(316)에 통과된다. 그 후, 제2 토크 지령은, 모델 제어기(370)로부터의 제1 토크 지령과 가산점(317)에서 가산된다. 이 가산에 의해, 제3 토크 지령이 생성된다.
토크 제어부(318)는, 가산점(317)에서의 가산 결과인 제3 토크 지령에 기초하여 모터(340)를 구동시킨다.
본 실시형태에서는, 모델 제어기(370)로부터 출력되는 제1 토크 지령과 속도 제어부(314)에 의해 생성되는 제2 토크 지령의 가산점(317)이 토크 지령 필터(316)의 출력측에 배치되어 있다.
모델 제어기(370)는, 속도 지령으로부터 산출되는 속도 및 토크의 피드포워드량을 부여할 뿐이다. 그 때문에, 모델 제어기(370)는, 기계(350) 및 엔코더(360)에 대한 피드백 루프를 구성하지 않는다. 이 때문에, 엔코더(360)에 의해 검출되는 기계계의 공진 성분은 증폭되지 않는다. 그 결과, 모델 제어기(370)로부터의 제1 토크 지령을, 토크 지령 필터(316)의 출력측에서, 토크 지령 필터(316)를 경유한 제2 토크 지령에 가산해도, 기계계의 공진이 악화되는 일은 없다.
본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(300)의 주파수 응답 특성에서는, 실시형태 1 및 2의 모터 제어 장치와 마찬가지로, 높은 주파수에 이를 때까지 게인은 떨어지지 않는다. 따라서, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(300)는, 위치 지령 및 속도 지령에 대한 높은 주파수 응답 및 추종성을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.
[실시형태 4]
<모터 제어 장치의 구성>
도 6은 실시형태 4에 따른 모터 제어 장치의 블록도이다. 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(400)는, 피드포워드계가 모델 제어기(470)로 구성되어 있는 점을 제외하고, 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치(200)와 실질적으로 동일한 구성이다. 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(400)의 속도 제어부(414), 토크 지령 필터(416), 토크 제어부(418), 속도 산출부(420), 및 위치 제어부(426)는, 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치(200)의 속도 제어부(214), 토크 지령 필터(216), 토크 제어부(218), 속도 산출부(220), 및 위치 제어부(226)와 각각 실질적으로 동일한 기능을 갖는다.
여기서는, 모델 제어기를 사용한 위치 제어 장치에 적용된 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(400)에 대해 설명한다. 모델 제어기(470)는, 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치(200), 모터(240), 기계(250) 및 엔코더(260)를 모델링함으로써 얻어지는 위치 제어계를 구성한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(400)는, 이 모델 제어기(470)의 동작에 의한 모델 추종 제어 하에 있다.
위치 지령은, 모델 제어기(470)에 입력된다. 모델 제어기(470)는, 위치 지령에 대한 모델 제어 처리를 실시함으로써, 위치 지령, 속도 지령(제1 속도 지령), 및 토크 지령(제1 토크 지령)을 생성 및 출력한다. 모델 제어기(470)로부터 출력되는 위치 지령, 제1 속도 지령, 및 제1 토크 지령은, 모델 제어기(470)에 입력된 당초의 위치 지령으로부터 직접 산출된다. 이 때문에, 이들 위치 지령, 제1 속도 지령, 및 제1 토크 지령은, 기계(450) 및 엔코더(460)에서 기인하는 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 포함하고 있지 않다.
위치 제어부(426)는, 모델 제어기(470)로부터의 위치 지령과 위치 피드백의 차분(편차)으로부터 속도 지령(제2 속도 지령)을 산출한다.
속도 제어부(414)의 입력측에서는, 모델 제어기(470)로부터의 제1 속도 지령과 위치 제어부(426)로부터 출력되는 제2 속도 지령의 가산 결과와, 속도 산출부(420)에 의해 산출되는 속도 피드백의 차분(편차)이 산출된다. 속도 제어부(414)는, 이 차분(편차)에 기초하여 토크 지령(제2 토크 지령)을 산출(생성)한다.
속도 제어부(414)에 의해 생성된 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(416)를 통과한다. 토크 지령 필터(416)는, 제2 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플의 영향을 제거한다. 그 후, 가산점(417)에 있어서, 이 제2 토크 지령과, 모델 제어기(470)로부터의 제1 토크 지령이 가산점(417)에서 가산된다. 이 가산에 의해, 제3 토크 지령이 생성된다.
토크 제어부(418)는, 가산점(417)에 있어서의 가산에 의해 얻어진 제3 토크 지령을 이용하여 모터(440)의 동작을 제어한다. 모터(440)는, 기계(450)를 구동시킨다.
엔코더(460)는, 모터(440)에 장착되어 있다. 엔코더(460)는, 모터(440)의 회전 위치에 따른 위치 피드백을 출력한다. 속도 산출부(420)는, 엔코더(460)로부터 출력되는 위치 피드백을 사용하여 속도 피드백을 산출한다.
엔코더(460)로부터 출력되는 위치 피드백은, 모델 제어기(470)로부터의 위치 지령으로부터 차감된다. 모델 제어기(470)로부터의 위치 지령과 위치 피드백의 차분(편차)은, 위치 제어부(426)에 입력된다.
<모터 제어 장치의 동작>
다음으로, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(400)의 동작을 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 모델 제어기(470)로부터의 위치 지령과 위치 피드백의 차분이 취해진다. 이 차분에 기초하여 위치 제어부(426)가 제2 속도 지령을 산출한다. 그 후, 모델 제어기(470)로부터의 제1 속도 지령과 위치 제어부(426)로부터 출력되는 제2 속도 지령이 가산된다.
또한, 제1 속도 지령과 제2 속도 지령의 가산 결과와 속도 산출부(420)에 의해 산출된 속도 피드백의 차분이 취해진다. 이 차분에 기초하여 속도 제어부(414)가 제2 토크 지령을 산출한다. 제2 토크 지령은, 토크 지령 필터(416)에 통과된다. 그 후, 제2 토크 지령은, 모델 제어기(470)로부터의 제1 토크 지령과 가산점(417)에서 가산된다. 이 가산에 의해, 제3 토크 지령이 생성된다.
토크 제어부(418)는, 가산점(417)에서의 가산 결과인 제3 토크 지령에 기초하여 모터(440)를 구동시킨다.
본 실시형태에서는, 모델 제어기(470)로부터 출력되는 제1 토크 지령과 속도 제어부(414)에 의해 생성되는 제2 토크 지령의 가산점(417)이 토크 지령 필터(416)의 출력측에 배치되어 있다.
모델 제어기(470)는, 위치 지령으로부터 산출되는 위치, 속도, 및 토크의 피드포워드량을 부여할 뿐이다. 그 때문에, 모델 제어기(470)는, 기계(450) 및 엔코더(460)에 대한 피드백 루프를 구성하지 않는다. 이 때문에, 엔코더(460)에 의해 검출되는 기계계의 공진 성분은 증폭되지 않는다. 그 결과, 모델 제어기(470)로부터의 제1 토크 지령을, 토크 지령 필터(416)의 출력측에서, 토크 지령 필터(416)를 경유한 제2 토크 지령에 가산해도, 기계계의 공진이 악화되는 일은 없다.
본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(400)의 주파수 응답 특성에서는, 실시형태 1 및 2의 모터 제어 장치와 마찬가지로, 높은 주파수에 이를 때까지 게인은 떨어지지 않는다. 따라서, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(400)는, 위치 지령 및 속도 지령에 대한 높은 주파수 응답 및 추종성을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.
이상과 같이, 실시형태 1~4에 따른 모터 제어 장치에 의하면, 토크 피드포워드 출력이 토크 지령 필터의 출력에 가산된다. 이에 의해, 기계계의 공진 및 엔코더의 양자화 리플이 존재해도, 위치 지령 또는 속도 지령에 대한 추종성을 높게 할 수 있다.
한편, 상기의 실시형태 1~4에서는, 토크 지령 필터로서 로 패스 필터 및 노치 필터를 예시하였다. 그러나, 토크 지령 필터는, 이들에 한정되지 않고, 기계계의 공진 및 양자화 리플을 억제할 수 있는 임의의 필터를 포함하고 있어도 된다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 모터 제어 장치는, 이하의 제1~제5 모터 제어 장치여도 된다.
제1 모터 제어 장치는, 기계를 구동시키는 모터 및 상기 모터에 장착된 엔코더에 접속된 모터 제어 장치로서, 외부로부터 입력된 제어 지령에 기초하여 피드포워드계의 토크 지령인 제1 토크 지령을 생성하는 제1 토크 지령 생성부와, 상기 엔코더로부터 출력되는 상기 모터의 회전 위치에 따른 위치 피드백에 기초하여 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부와, 상기 제어 지령 및 상기 속도 피드백에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 제2 토크 지령 생성부와, 상기 제2 토크 지령에 있어서의, 상기 기계의 공진 및 상기 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와, 상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과, 상기 제3 토크 지령을 이용하여 상기 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
제2 모터 제어 장치는, 제1 모터 제어 장치에 있어서, 상기 제어 지령이 속도 지령이고, 상기 속도 지령을 미분하는 미분기를 더 갖고, 상기 제1 토크 지령 생성부가, 미분된 상기 속도 지령에 기초하여 상기 제1 토크 지령을 생성하는 토크 피드포워드부이며, 상기 제2 토크 지령 생성부가, 외부로부터 입력된 상기 속도 지령과 상기 속도 피드백의 편차에 기초하여 상기 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부이다.
제3 모터 제어 장치는, 제1 모터 제어 장치에 있어서, 상기 제어 지령이 속도 지령이고, 상기 제1 토크 지령 생성부가, 상기 속도 지령에 기초하여 상기 제1 토크 지령을 생성함과 함께 피드포워드계의 속도 지령을 생성하는 모델 제어기이며, 상기 제2 토크 지령 생성부가, 상기 모델 제어기로부터 출력되는 상기 속도 지령과 상기 속도 피드백의 편차에 기초하여 상기 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부이다.
제4 모터 제어 장치는, 제1 모터 제어 장치에 있어서, 상기 제어 지령이 위치 지령이고, 상기 위치 지령을 미분하는 제1 미분기와, 미분된 상기 위치 지령에 기초하여 피드포워드계의 속도 지령인 제1 속도 지령을 생성하는 제1 속도 지령 생성부와, 상기 제1 속도 지령을 미분하는 제2 미분기와, 외부로부터 입력된 상기 위치 지령과 상기 위치 피드백의 편차에 기초하여 제2 속도 지령을 생성하는 위치 제어부를 더 갖고, 상기 제1 토크 지령 생성부가, 미분된 상기 제1 속도 지령에 기초하여 상기 제1 토크 지령을 생성하는 토크 피드포워드부이며, 상기 제2 토크 지령 생성부가, 상기 제1 속도 지령과 상기 제2 속도 지령의 가산 결과와 상기 속도 피드백의 편차에 기초하여 상기 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부이다.
제5 모터 제어 장치는, 제1 모터 제어 장치에 있어서, 상기 제어 지령이 위치 지령이고, 상기 제1 토크 지령 생성부가, 상기 위치 지령에 기초하여 상기 제1 토크 지령과, 피드포워드계의 위치 지령과, 피드포워드계의 속도 지령인 제1 속도 지령을 생성하는 모델 제어기이며, 상기 모델 제어기로부터의 상기 위치 지령과 상기 위치 피드백의 편차에 기초하여 제2 속도 지령을 생성하는 위치 제어부를 더 구비하고 있고, 상기 제2 토크 지령 생성부가, 상기 제1 속도 지령과 상기 제2 속도 지령의 가산 결과와 상기 속도 피드백의 편차에 기초하여 상기 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부이다.
한편, 속도 지령 및 위치 지령은, 제어 지령의 일례이다. 토크 피드포워드부(112 및 212)는, 제1 토크 지령 생성부의 일례이다. 속도 제어부(114, 214, 314 및 414)는, 제2 토크 지령 생성부의 일례이다. 미분기(222)는, 제1 미분기의 일례이다. 미분기(210)는, 제2 미분기의 일례이다. 속도 피드포워드부(224)는, 제1 속도 지령 생성부의 일례이다. 위치 제어부(226 및 426)는, 제2 속도 지령 생성부의 일례이다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하였다. 이들은, 본 발명의 설명을 위한 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기 실시형태와는 다른 여러 양태로 실시할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 제어 장치는, 토크 피드포워드부, 속도 제어부, 토크 지령 필터, 및 토크 제어부를 갖고 있어도 된다. 이 구성에서는, 토크 피드포워드부는, 속도 지령으로부터 피드포워드계의 토크 지령을 출력해도 된다. 토크 지령 필터는, 피드백계의 속도 지령과 속도 피드백의 편차로부터, 기계 공진 및 양자화 리플이 억제된 토크 지령을 출력해도 된다. 토크 제어부는, 상기 토크 피드포워드부가 출력하는 토크 지령과 상기 토크 지령 필터가 출력하는 토크 지령을 가산점에서 가산하고, 가산된 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어해도 된다.
또한, 본 발명의 모터 제어 장치는, 이하의 제6~제9 모터 제어 장치여도 된다.
제6 모터 제어 장치는, 속도 지령을 미분하는 미분기와, 미분한 속도 지령으로부터 피드포워드계의 토크 지령을 출력하는 토크 피드포워드부와, 상기 속도 지령과 속도 피드백의 편차로부터 토크 지령을 출력하는 속도 제어부와, 상기 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플이 억제된 토크 지령을 출력하는 토크 지령 필터와, 상기 토크 피드포워드부가 출력하는 토크 지령과 상기 토크 지령 필터가 출력하는 토크 지령을 가산점에서 가산하고, 가산된 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
제7 모터 제어 장치는, 위치 지령을 미분하는 미분기와, 미분한 위치 지령으로부터 피드포워드계의 속도 지령을 출력하는 속도 피드포워드부와, 상기 속도 지령을 미분하는 미분기와, 미분한 속도 지령으로부터 피드포워드계의 토크 지령을 출력하는 토크 피드포워드부와, 상기 위치 지령과 위치 피드백의 편차로부터 속도 지령을 출력하는 위치 제어부와, 상기 속도 피드포워드부가 출력하는 속도 지령과 상기 위치 제어부가 출력하는 속도 지령을 가산한 가산 후의 속도 지령과 상기 속도 피드백의 편차로부터 토크 지령을 출력하는 속도 제어부와, 상기 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플이 억제된 토크 지령을 출력하는 토크 지령 필터와, 상기 토크 피드포워드부가 출력하는 토크 지령과 상기 토크 지령 필터가 출력하는 토크 지령을 가산점에서 가산하고, 가산된 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
제8 모터 제어 장치는, 속도 지령으로부터 피드포워드계의 속도 지령과 토크 지령을 출력하는 모델 제어기와, 상기 모델 제어기가 출력하는 속도 지령과 피드백계의 속도 피드백의 편차로부터 토크 지령을 출력하는 속도 제어부와, 상기 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플이 억제된 토크 지령을 출력하는 토크 지령 필터와, 상기 모델 제어기가 출력하는 토크 지령과 상기 토크 지령 필터가 출력하는 토크 지령을 가산점에서 가산하고, 가산된 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
제9 모터 제어 장치는, 위치 지령으로부터 피드포워드계의 위치 지령, 속도 지령 및 토크 지령을 출력하는 모델 제어기와, 상기 모델 제어기가 출력하는 위치 지령과 피드백계의 위치 피드백의 편차로부터 속도 지령을 출력하는 위치 제어부와, 상기 모델 제어기가 출력하는 속도 지령과 상기 위치 제어부가 출력하는 속도 지령을 가산한 가산 후의 속도 지령과 상기 피드백계의 속도 피드백의 편차로부터 속도 지령을 출력하는 속도 제어부와, 상기 속도 제어부가 출력하는 토크 지령으로부터 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플이 억제된 토크 지령을 출력하는 토크 지령 필터와, 상기 모델 제어기가 출력하는 토크 지령과 상기 토크 지령 필터가 출력하는 토크 지령을 가산점에서 가산하고, 가산된 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는다.
100, 200, 300, 400 모터 제어 장치,
110, 210, 222 미분기,
112, 212 토크 피드포워드부,
114, 214, 314, 414 속도 제어부,
116, 216, 316, 416 토크 지령 필터,
117, 217, 317, 417 가산점,
118, 218, 318, 418 토크 제어부,
120, 220, 320, 420 속도 산출부,
140, 240, 340, 440 모터,
150, 250, 350, 450 기계,
160, 260, 360, 460 엔코더,
224 속도 피드포워드부,
226, 426 위치 제어부,
370, 470 모델 제어기.

Claims (8)

  1. 외부로부터 입력된 속도 지령을 미분하는 미분기와,
    미분된 상기 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 토크 지령인 제1 토크 지령을 생성하는 토크 피드포워드부와,
    외부로부터 입력된 상기 속도 지령과 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와,
    상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와,
    상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과,
    상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는 모터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어 장치가, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있고,
    상기 위치 피드백에 기초하여 상기 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부를 더 갖고 있는 모터 제어 장치.
  3. 외부로부터 입력된 위치 지령을 미분하는 제1 미분기와,
    미분된 상기 위치 지령에 기초하여 피드포워드계의 속도 지령인 제1 속도 지령을 생성하는 속도 피드포워드부와,
    상기 제1 속도 지령을 미분하는 제2 미분기와,
    미분된 제1 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 토크 지령인 제1 토크 지령을 생성하는 토크 피드포워드부와,
    외부로부터 입력된 상기 위치 지령과 위치 피드백의 편차에 기초하여 제2 속도 지령을 생성하는 위치 제어부와,
    상기 제1 속도 지령과 상기 제2 속도 지령의 가산 결과와 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와,
    상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와,
    상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과,
    상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는 모터 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모터 제어 장치가, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 상기 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있고,
    상기 위치 피드백에 기초하여 상기 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부를 더 갖고 있는 모터 제어 장치.
  5. 외부로부터 입력된 속도 지령에 기초하여 피드포워드계의 속도 지령 및 피드포워드계의 제1 토크 지령을 생성하는 모델 제어기와,
    상기 모델 제어기로부터 출력되는 상기 속도 지령과 피드백계의 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와,
    상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와,
    상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과,
    상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는 모터 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모터 제어 장치가, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있고,
    상기 위치 피드백에 기초하여 상기 속도 피드백을 산출하는 속도 산출부를 더 갖고 있는 모터 제어 장치.
  7. 외부로부터 입력된 위치 지령에 기초하여 피드포워드계의 위치 지령, 피드포워드계의 제1 속도 지령, 및 피드포워드계의 제1 토크 지령을 생성하는 모델 제어기와,
    상기 모델 제어기로부터 출력되는 위치 지령과 피드백계의 위치 피드백의 편차에 기초하여 제2 속도 지령을 생성하는 위치 제어부와,
    상기 제1 속도 지령과 상기 제2 속도 지령의 가산 결과와 상기 피드백계의 속도 피드백의 편차에 기초하여 제2 토크 지령을 생성하는 속도 제어부와,
    상기 제2 토크 지령에 있어서의, 기계 공진 및 엔코더의 양자화 리플을 억제하는 토크 지령 필터와,
    상기 제1 토크 지령과 상기 토크 지령 필터로부터 출력되는 상기 제2 토크 지령이 가산되어, 제3 토크 지령이 생성되는 가산점과,
    상기 제3 토크 지령을 이용하여 모터의 동작을 제어하는 토크 제어부를 갖는 모터 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모터 제어 장치가, 상기 기계를 구동시키는 상기 모터 및 상기 모터의 회전 위치에 따른 상기 위치 피드백을 출력하는 상기 엔코더에 접속되어 있고,
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