TW202046625A - 馬達控制裝置、陷波濾波器調整裝置、陷波濾波器調整方法 - Google Patents

Abstract

一種馬達控制裝置，具有：控制器，其係控制包含馬達的控制對象；振動抽出部，其係抽出起因於控制對象之1個以上的共振特性而重疊到控制系統的響應之1個以上的振動成分；逐次頻率推定部，其係在振動成分中，逐次推定某1個振動成分的頻率，將其輸出作為振動頻率推定值序列；以及共振數推定部，其係根據振動頻率推定值序列，把成為重疊到控制系統的響應之振動的產生原因之共振特性的數目，輸出作為共振數推定值序列，並且，設置與共振數推定值序列的值對應的個數之陷波濾波器；控制器的輸出透過陷波濾波器給予到電流控制器而控制馬達。

Description

馬達控制裝置、陷波濾波器調整裝置、陷波濾波器調整方法

本發明有關馬達控制。

最近幾年，在FA方面，是期望縮短馬達控制系統的導入時間、及提升馬達控制系統的最佳調整所致之產距時間縮短所致之生產力。馬達控制系統的調整要件之一為抑制機械系統的共振的控制手段的參數，不透過人為在短時間且最佳地進行自動調整的技術成為對上述的需求之一個解決方案。

一般，是有機械系統的共振特性為原因而無法提升回饋控制器(以下，有簡寫為FB控制器的情況)的增益之情況，在迴避該情況的目的下使陷波濾波器介於FB控制器後段，來抵銷共振特性。但是，陷波濾波器的過濾器參數，是有必要對共振特性適切設定。

而且，是有機械系統的共振特性存在有複數個的情況，其中對妨礙FB控制器的增益上升之全部使陷波濾波器適用是有必要。

因此，抑制上述的機械系統的共振之控制手段的自動調整，係根據介於FB控制器後段的陷波濾波器的數目與所介於之各陷波濾波器的過濾器參數的最佳化而構成。

作為進行這樣的自動調整之手段，提案有專利文獻1、2。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2009-296746號專利公報 [專利文獻2] 日本特開2006-288124號專利公報

在專利文獻1中，提案有為了可以抑制2個共振特性而在FB控制器系統內設置串聯成2段之陷波濾波器，使用將其並聯配置到FB控制系統之適應陷波濾波器而即時進行自動調整的方法。尚且，在把設置在FB控制器系統內的陷波濾波器區別為適應陷波濾波器之目的下，以下，把設置在FB控制器系統內的陷波濾波器稱為實陷波濾波器。

具體方面，對於用編碼器觀測出的馬達轉速而並聯設定帶域寬度相異之2個帶通濾波器(以下，是有簡寫成BPF之情況)並適用，對各BPF的輸出使各個適應陷波濾波器動作，藉此，同時推定起因於2個共振特性之馬達轉速的振動成分的頻率，以適用到各實陷波濾波器的中心頻率的方式在短時間內達成自動調整之方法。

而且，在專利文獻2中，提案有把以共振抑制為目的設定在FB控制器系統內之複數個實陷波濾波器，適合到因長年劣化而變化的共振特性，為此，自動再調整實陷波濾波器之方法。

具體方面，乃是設置對用編碼器觀測出的馬達轉速推定振動的頻率之手段，用本手段推定出的振動的頻率判斷為起因於因長年劣化而變化的共振特性之振動的頻率，從已經設定了複數個實陷波濾波器之中，比較已推定的振動的頻率與各實陷波濾波器的陷波頻率，來適切認定應修正的實陷波濾波器，藉此，來自動抑制起因於因長年劣化而變化的共振特性之共振現象的方法。

[發明欲解決之課題]

在專利文獻1中，相對於2個共振特性而2個BPF的帶域寬度，若是為了起因於各共振特性的振動成分通過各BPF而不適切設定的話，是無法期待預期的效果。例如，在2個共振特性的共振頻率相近之2個BPF中的1個BPF抽出了起因於2個共振特性的振動的情況下，變成用一個適應陷波濾波器推定2個共振特性，產生推定誤差，無法期待預期的效果。而且，是有對共振特性的BPF的帶域寬度的適切設定不容易之課題。

更進一步，在共振特性的數目為3個以上的情況下，是有必要設置BPF合於共振特性的數目，而且各BPF的帶域寬度的適切設計不容易。而且，有必要事前掌握控制對象機械的共振特性的數目，是有這部分調整費事之課題。

在專利文獻2中也同樣，是有比要事前掌握控制對象機械的共振特性的數目，而且，是有無法對應2個共振特性同時時間劣化的情況之課題。

更進一步，在介隔有實陷波濾波器的狀態下共振特性已變化的情況下，受到介隔的實陷波濾波器的影響，重疊到馬達轉速的振動的頻率未必與特性已變化的共振頻率一致，而且，也在FB控制器的設定增益下重疊到馬達轉速的振動的頻率未必與特性已變化的共振頻率一致，是有實陷波濾波器的調整不順的情況之課題。

本發明的目的，係不用事前調查設在FB控制系統內的實陷波濾波器的數目、及實陷波濾波器的陷波頻率，而高精度、即時地抑制起因於機械系統的1個以上的共振特性而產生的控制系統的響應的振動。 [解決課題之手段]

本發明之較佳一例，係一種馬達控制裝置，具有： 控制器，其係控制包含馬達的控制對象； 振動抽出部，其係抽出起因於前述控制對象之1個以上的共振特性而重疊到控制系統的響應之1個以上的振動成分； 逐次頻率推定部，其係在前述振動成分中，逐次推定某1個前述振動成分的頻率，將其輸出作為振動頻率推定值序列；以及 共振數推定部，其係根據前述振動頻率推定值序列，把成為重疊到前述控制系統的響應之振動的產生原因之共振特性的數目，輸出作為共振數推定值序列，並且，設置與前述共振數推定值序列的值對應的個數之陷波濾波器； 前述控制器的輸出透過前述陷波濾波器給予到電流控制器而控制馬達。

本發明之較佳的另一例，係一種陷波濾波器調整方法，其中， 抽出起因於控制對象之1個以上的共振特性而重疊到控制系統的響應之1個以上的振動成分，在前述振動成分中，逐次推定某1個前述振動成分的頻率，將其作為振動頻率推定值序列； 根據前述振動頻率推定值序列，把成為重疊到前述控制系統的響應之振動的產生原因之共振特性的數目，輸出作為共振數推定值序列，並且， 把與前述共振數推定值序列的值對應的個數之陷波濾波器串聯設置在前述控制系統的控制器後段。 [發明效果]

根據本發明，是可以不用事前調查實陷波濾波器的數目、及實陷波濾波器的陷波頻率，而高精度、即時地抑制起因於機械系統的1個以上的共振特性而產生的控制系統的響應的振動。

以下，有關實施例，一邊參閱圖面一邊說明。尚且，於各圖中，對具有共通的功能之構成要件賦予相同的編號，省略其說明。而且，以下，是有把「回饋」簡寫成「FB」，把「陷波濾波器」簡寫成「NF」，把「低通濾波器」簡寫成「LPF」，把「高通濾波器」簡寫成「HPF」，把「帶通濾波器」簡寫成「BPF」的情況。 [實施例1]

圖1是表示把實施例1的自動調整部2，適用到一般的馬達的FB控制系統之際的構成之圖。在不包含自動調整部2之一般的馬達的FB控制系統中，FB控制器13的操作量被供給到馬達14，經由馬達14的輸出y控制控制對象機械15。

輸出y為馬達轉速[rpm]，使用感測器(例如編碼器)計測該輸出，用加減法運算器16算出與轉速指令r的偏差，FB控制器13處理該偏差作為速度偏差。尚且，在馬達14的前段設置用於驅動馬達14的裝置(逆變器等)或控制馬達14的電流的控制器，在圖1簡略表示這些。

FB控制系統中，作為抑制起因於控制對象機械15的共振特性之振動或振盪的手段，一般使用陷波濾波器。具體方面，對於共振特性的共振頻率，為了使陷波濾波器的陷波頻率一致，把陷波濾波器設在FB控制器後段為佳。經此，陷波濾波器的零點抵銷共振特性的共振極，FB控制器13可以控制無共振特性的激勵之控制對象機械15(以下，把以共振抑制為目的設在FB控制迴路內的陷波濾波器稱為實陷波濾波器)。

用波德圖表示表現在從馬達力矩到馬達轉速的傳遞特性之1個共振特性、以及將其用1個實陷波濾波器來抵銷的樣子，為圖16。了解到用陷波濾波器的陷波(谷)抵銷共振特性的波峰。

假定控制對象機械15的共振特性存在複數個，但是，實陷波濾波器係僅為對於FB控制系統的期望的響應特性的實現成為障礙的控制對象機械15的共振特性的數目，是可以設置在FB控制器後段。以設置實陷波濾波器的方式，可以減低起因於FB控制系統中的共振特性的安定餘裕的減少，可以提升FB控制增益，可以圖求FB控制系統的高響應化(實現期望的響應特性)。

自動調整部2係配合必要在FB控制器的後段設置實陷波濾波器1～實陷波濾波器n，藉此，抑制FB控制系統中的控制對象機械15的最大n個的共振的影響。自動調整部2係成為即時、高速、自動地調整實陷波濾波器的必要個數、以及各實陷波濾波器的陷波頻率之陷波濾波器調整裝置的構成。

自動調整部2係利用逐次頻率推定部3、共振數推定部4、共振編號判斷部5、振動抽出部6、振動檢測部7、開關8、切換開關9、及n個的實陷波濾波器所構成。尚且，自動調整部2是以用微電腦等的數位演算器來執行為前提。

振動抽出部6乃是把來自馬達的輸出y作為輸入，從y抽出振動成分，輸出振動成分yd(t)者。尚且，yd(t)係配合數位演算器的規定的演算週期Ts，輸出yd(0)、yd(Ts)、yd(2Ts)，…者。

自動調整部2係以使設定在實陷波濾波器的陷波頻率與共振頻率一致為目的的緣故，所以希望從輸出y儘可能僅抽出因共振起因所產生的振動成分。作為其中一例，舉出利用HPF或BPF。在去除檢測輸出y的感測器的雜音之觀點下考慮到利用LPF，在從輸出y去除控制響應也就是恆常成分，僅抽出振動成分的觀點下考慮到利用HPF。

滿足兩觀點的過濾器為LPF+HPF=BPF。這些過濾器係配合作為共振起因的振動而欲抽出的頻率帶域，來設計遮斷頻率者為佳。例如，在把自動調整部2所致之實陷波濾波器的設定頻率範圍決定為100[Hz]以上的情況下，把HPF的遮斷頻率設定成100[Hz]等。

振動檢測部7係把振動抽出部6的輸出也就是yd(t)作為輸入，在從yd(t)可以確認產生顯著持續的振動的情況下，擔任輸出把其產生持續時間帶作為1，除此以外的時間帶作為0之振動檢測旗標訊號之任務。

自動調整部2的初始狀態乃是實陷波濾波器連1個都尚未設置在FB控制器後段的狀態，於初始狀態下，在振動檢測部7未檢測振動的狀態下，振動檢測部7把控制開關17使得實陷波濾波器成為連1個都尚未設置在FB控制器的後段的狀態之訊號，輸出到開關17。在1個以上的實陷波濾波器設置在FB控制器後段的狀況下，振動檢測部7切換開關17使得實陷波濾波器成為有效。尚且，開關17的切換也可以由共振數推定部4擔任。

開關8係把振動檢測部7的輸出也就是振動檢測旗標訊號以及yd(t)作為輸入，動作成振動檢測旗標訊號為1時輸出yd(t)，振動檢測旗標訊號為0時輸出0。

逐次頻率推定部3係把開關8的輸出作為輸入，輸出振動頻率推定值序列a(k)[Hz]。

逐次頻率推定部3係僅在開關8的輸出為非零時，即時(週期Ts)推定yd(t)的振動的頻率，在推定完畢時輸出a(k)，k=0、1、…。亦即，要注意一點的是，振動頻率推定值序列a(k)並不是在每個規定演算週期Ts輸出(更新)，而是僅在頻率推定已經完畢的情況下輸出(更新)。

要注意一點的是，逐次頻率推定部3係僅在被振動檢測部7判斷為產生顯著持續的振動的情況下推定yd(t)的振動的頻率，而且，yd(t)的振動的頻率被限制在用振動抽出部6欲抽出作為共振起因的振動之頻率帶域的緣故，振動頻率推定值序列a(k)[Hz]係yd(t)為非持續的振動波形，並非作為振動並不顯著的情況下的振動的推定值。

亦即，振動抽出部6及振動檢測部7，係為了不把例如衝擊干擾所致之FB控制系統的響應之非持續的振動等作為逐次頻率推定部3的推定對象，擔負對要推定的振動給予限制之任務。

從對上述的振動抽出部6及振動檢測部7所致之yd(t)的限制，yd(t)乃是假定存在複數個控制對象機械15的共振特性中，在FB控制系統中得到期望的響應特性而重疊了成為障礙的共振特性的數分的振動成分之振動。

假設yd(t)為經由n種的振動成分的重疊所構成的情況下，逐次頻率推定部3係在n種的振動成分中，著眼於1個振動成分j，推定振動成分j的頻率，輸出作為a(k)。

j的選擇方針之一，乃是n種的振動成分中，振幅(功率)為最大的振動。以下，在本實施例中，逐次頻率推定部3係從yd(t)的n種的振動成分中，推定振幅(功率)為最大的振動的頻率，輸出作為a(k)。

共振數推定部4係擔任根據振動頻率推定值序列a(k)，假定存在複數個控制對象機械15的共振特性中，在FB控制系統中得到期望的響應特性而推定成為障礙的共振特性的數目，輸出共振數推定值序列N(k)，把與N(k)的值對應的個數的實陷波濾波器1～n設定在FB控制系統的後段之任務。

共振編號判斷部5係把振動頻率推定值序列a(k)以及共振數推定值序列N(k)作為輸入，輸出應設定a(k)的實陷波濾波器的編號。

切換開關9，係進行切換，使得配合從共振編號判斷部5得到的實陷波濾波器的編號，而可以設定到應設定a(k)的實陷波濾波器。經此，被切換開關9選擇出的實陷波濾波器的陷波頻率被更新到a(k)。

上述的共振數推定部4、共振編號判斷部5及切換開關9的處理，係在每次更新振動頻率推定值序列a(k)時反復實施。如前述般更新振動頻率推定值序列a(k)的情況下，被限制在產生共振起因之顯著持續的振動時。為此，在產生連1個實陷波濾波器也沒有介於FB控制系統內之共振起因的顯著持續的振動的情況、或是，在陷波頻率具有a(k)的(進行第k次的更新之際的)實陷波濾波器尚未抵銷共振特性的情況下，振動頻率推定值序列a(k)係反復持續更新。接著，逐次把a(k)設定到實陷波濾波器。亦即，這樣的反復處理，係持續到實陷波濾波器充分抵銷共振特性為止。

把這樣的反復處理的處理流程20表示在圖2。

振動檢測部7，係算出表示確認產生持續的振動的持續時間帶之振動檢測旗標，僅在振動檢測旗標為1的情況下逐次頻率推定部3進行yd(t)的頻率的推定。

在逐次頻率推定部3尚無法結束振動頻率推定值序列a(k)的推定的情況下，持續推定連續yd(t)的頻率。

在判斷逐次頻率推定部3結束了振動頻率推定值序列a(k)的推定的情況下，把振動頻率推定值序列a(k)透過共振數推定部4、共振編號判斷部5、及切換開關9適用到實陷波濾波器，振動檢測部7係算出表示在適用實陷波濾波器後確認產生持續的振動的持續時間帶之振動檢測旗標。

在振動檢測旗標不為1的情況下，結束本處理。

有關這樣的反復處理的必要性，使用表示一共振時的收斂平面之概念圖也就是圖3進行說明。在FB控制系統中，因為共振特性起因產生的響應的振動成分yd(t)的頻率ωv係未必與共振特性的共振頻率ωm一致。特別是，在設定提高了FB控制增益的情況或是共振頻率高的情況、或者是介於FB控制迴路內的延遲時間長的情況下，兩者的異化ωm-ωv係容易變得更顯著。

因此，逐次頻率推定部3係正確推定yd(t)的頻率並輸出a(k)(=ωv)，即便ωv作為陷波頻率(圖15的f2)適用到實陷波濾波器，也未必限制在帶有a(k)(=ωv)的實陷波濾波器可以抵銷共振特性。

更進一步，在ωm≠a(k)(=ωv)的實陷波濾波器設定到FB控制系統內之際觀測之共振特性起因產生的響應的振動成分yd(t)的頻率不一定一直是ωv。在假設在變化成ωv1的狀況下已執行了逐次頻率推定部3的情況下，逐次頻率推定部3係作為ωv1的推定值得到了a(k)，但是，其ωm≠a(k)(=ωv1)的情況也是假定的。

亦即，在把所得到的a(k)(=ωv1)設定到了實陷波濾波器的情況下，果然，不一定可以抵銷共振特性。因此產生很多進行如處理流程20表示般的反復處理的動機。為了經由反復處理讓實陷波濾波器可以抵銷共振特性，以進行反復處理的方式，a(k)收斂到ωm，一定保證a(k)=ωm。

現在，考慮到用1個實陷波濾波器(圖15)抵銷1個共振特性的情況(圖16)。共振特性的傳遞特性RAR(s)、陷波濾波器的傳遞特性Nch(s)係表現如下。

但是，ωa、ωm、ζa、ζm分別是反共振頻率[rad/s]、共振頻率[rad/s]、反共振衰減係數、共振衰減係數。而且，ωn、D、W分別是陷波頻率[rad/s]、陷波深度、陷波寬度。

逐次頻率推定部3可以正確推定振動成分yd(t)的頻率ωv，a(k)=ωv。以處理流程20的反復處理，a(k)可以收斂到共振頻率ωm，亦即，式子(3)及式子(4)成立，期望成為d(k)具有式子(5)般的性質之收斂點列。

現在，把帶有a(k)(=ωv)的實陷波濾波器設定1個在FB控制器後段之際的振動成分yd(t)的頻率記述為ωva。此時，在滿足式子(5)方面，a(k)與ωva的關係為例如圖3的CP1～CP3般者為佳。

亦即，與a(k)相對之ωva的關係乃是成為通過交點座標(ωva，a(k))=(ωm，ωm)，而且不進入到斜線部分的平面(以下，將其稱為收斂平面)。也在CP1～CP3之任意的收斂平面經由反復處理，其ωm=ωva=a(k)。

以收斂平面為平的程度之較少的反復次數可以收斂到ωm。在CP4般的收斂平面的情況下，經由反復處理是未必可以保證收斂到ωm，但是，在平面形狀或a(k)的初始值之下也有可以收斂的情況。

收斂平面乃是根據FB控制器的增益、FB控制迴路內的延遲、共振頻率、共振衰減係數、陷波寬度、陷波深度而變化之複雜的函數，反復處理所致之a(k)的收斂性之解析的保證為困難。因此，反復處理所致之收斂性之解析的方法係限於掌握概略的現象，確認收斂平面是否滿足式子(4)～(5)係決定得到數值的方法的支援。

如以下般定義I、E、Et。

式子(6)中，I、E分別為用陷波濾波器抵銷共振特性之際的理想響應項及抵銷誤差項。從I的定義，E的分母為具有共振極之共振特性，分子成為具有實陷波濾波器的零點之實陷波濾波器分子的緣故，E=1時，實陷波濾波器的零點完全抵銷了共振極。

另一方面，要注意的是，I不包含共振極，但是包含陷波頻率ωn的緣故，在陷波頻率的變化(調整)，特性發生變化這一點。為了有效進行抵銷誤差項E的預測，定義式子(8)的抵銷餘差項Et。

若Et=0，從式子(6)，成為僅理想響應項I，變成可以完全抵銷共振特性。尚且，決定陷波深度D=1的話，式子(2)成為Nch(s)=1的緣故，在D=1的情況下，式子(6)～(8)係表現不包含實陷波濾波器。因此，在進行反復處理前之也在把實陷波濾波器設置在FB控制器後段之前決定D=1，藉此，可以在式子(6)～(8)統一解析。

在達成Et=0方面，從式子(8)為以下者為佳。

從Et的定義，在假設DW=ζm的情況下， |ωn-ωm|單調減少的話，Et也達成單調Et→0。

現在，把Z(s)作為FB控制迴路內之Nch(s)與RAR(s)以外的要件，亦即作為FB控制器的傳遞函數FB(s)、控制對象機械的慣量特性J(s)、以及介於FB控制迴路內的延遲特性D(s)的積，予以如下。

此時，FB控制系統的閉迴路傳遞特性(圖17中的r→y的傳遞特性)書寫成如下。

Et=0的話，y1消失，FB控制系統的響應成為僅有理想響應y0(=Z(s)I(ωn)/(1+Z(s)I(ωn)))。應著眼的是式子(11)的第2項。Et的分母DE(s)乃是具有共振極的共振特性。因此，式子(11)的第2項係以積的形式包含Et的緣故，式子(11)的第2項具有共振極。如此的話，y1應包含共振頻率ωm的振動成分。

但是，如前述般，從y=y0+y1僅抽出共振起因的振動成分之yd(t)的振動的頻率係未必與共振頻率ωm一致。其係以把式子(11)的第2項解析成如下的方式而可以被掌握。

式子(12)中，Et的分母DE(s)被分子NC(s)的DE(s)抵銷，y1係在共振頻率ωm不振動，y1係意味DC(s)之根(極)中在共振起因的根(極)的頻率振動。此為yd(t)的頻率不與共振頻率一致的理由。

接著，說明yd(t)的頻率接近共振頻率的理由。 y0為閉迴路系統中的理想響應。但是，如式子(11)般，y0的傳遞特性的分母乃是也與y1共通在分母所具有之DC(s)，亦即，y1也意味著包含DC(s)的根(極)之中以共振起因的根(極)的頻率來振動的成分，一看就不視為理想響應。

但是，y0與y1相異的是，在y0的傳遞特性分子存在共振特性DE(s)。亦即，可以說明的是，DC(s)的根(極)之中共振起因的根(極)被共振特性DE(s)概略抵銷，在y0幾乎不會產生影響。此乃是意味著yd(t)的振動的頻率(DC(s)的根(極)之中，共振起因的根(極)的頻率)接近共振頻率(DE(s)的共振極)。

這是意味著也在D=1(不存在陷波濾波器的情況)可以說是共通，亦即，即便是有某種程度上的差，在不介隔有陷波濾波器的情況下的yd(t)的頻率也接近共振頻率。

而且，Et趨近於0時，y0係理想化為大致不包含共振起因的振動。而且，『DC(s)的根(極)之中共振起因的根(極)大致與共振特性DE(s)的共振極一致』的緣故，y1的傳遞特性中在抵銷了Et分母的共振特性DE(s)的NC(s)所包含的DE(s)係大致被DC(s)抵銷，其結果，共振特性DE(s)殘留在y1的傳遞特性。

這是意味著Et趨近或是一致於0的話，y0不包含共振起因的振動，y1以共振頻率振動。亦即，與FB控制系統的響應重疊的共振起因的振動的頻率成為共振頻率ωm。

因此，若Et=0，收斂平面的交點座標成為(ωm，ωm)。尚且，在Et=0的情況下，從式子(11)，y1=0，亦即，FB控制系統的響應係y=y0。因此，在收斂平面的交點座標(ωm，ωm)附近下的FB控制系統的響應y的共振起因的振動的振幅可以說是微小。

從式子(11)及式子(12)，使Et趨近或是一致於0，藉此，共振起因的振動的頻率與共振頻率一致，振幅微小化。亦即，掌握到可以去除共振起因的振動，在前述的反復處理下可以實現其目的。換言之，針對共振衰減特性ζm適切設定陷波寬度W與陷波深度D，使陷波頻率ωn趨近於共振頻率ωm的話，是可以掌握到可以實現其目的。而且，也可以掌握到收斂平面的交點座標成為(ωm，ωm)。

但是，如圖3般構成的收斂平面並不是嚴謹表示，亦即，並不是嚴謹表示反復處理的收斂性。

為此，數值描繪出一共振時的收斂平面是圖4。圖4乃是共振頻率為1894[Hz]的情況。尚且，FB控制增益或延遲的設定係在沒有實陷波濾波器下做出FB控制系統振盪的設定，實陷波濾波器的陷波寬度W、陷波深度D係在陷波頻率與共振頻率一致的情況下，作為FB控制系統安定化且沒有振盪的值。

從圖4在該數值例中了解到，收斂平面不進入圖3的斜線部分，成為通過交點座標(ωm，ωm)之以反復處理可以使陷波頻率與共振頻率一致的狀態。尚且，例如，在陷波寬度為極端狹小的情況等，是有收斂平面進入到圖3的斜線部分的情況。

因此，在實陷波濾波器的寬度或深度為不適切的情況下，即便進行反復處理也不一定說是可以使陷波頻率與共振頻率一致，但是，若是收斂實陷波濾波器的設定值為適切等的條件的話，在多數的情況下，可以經由以反復處理可以使陷波頻率與共振頻率一致的數值的方法來確認。

在圖4的數值例中，實陷波濾波器介於約900～2000[Hz]時，FB控制系統安定化。此乃是在因為共振起因而FB控制系統振盪的情況下，把實陷波濾波器設定成比共振頻率低，藉此，在實陷波濾波器的陷波頻率以上的頻率帶域之相位前進特性使FB控制系統的共振頻率周邊的安定餘裕回復的緣故，這是因為共振頻率≧陷波頻率容易對FB控制系統的安定化有貢獻。

這是意味著，在反復處理的過程即便a(k)≠共振頻率，共振頻率≧a(k)的話，是可以期待共振抑制的效果，表示即便a(k)=共振頻率不成立也可以得到概略的共振抑制效果。

至此，說明了有關共振特性為1個，用1個實陷波濾波器來抵銷該共振特性的情況，但是，共振特性為n個，用n個實陷波濾波器來抵銷這些共振特性的情況也可以使用上述的式子(6)～(12)的解析的方法、及數值的方法來說明。

為了簡單化說明，說明n=2的情況。共振特性的傳遞特性RAR(s)、陷波濾波器的傳遞特性Nch(s)係表現如下。

與n=1的情況同樣，定義以下。

但是，I1、Et1、I2、Et2分別為第1共振的理想響應項、抵銷餘差項、第2共振的理想響應項及抵銷餘差項。尚且，以決定Dp(p=1，2)=1的方式，在沒有實陷波濾波器Nchp(s，ωmp)(p=1，2)的狀況也是可以表現。

從式子(16)～(21)可以得到下式，可以明確表現Nch1(s，ωn1)･RAR1(s，ωm1)的抵銷誤差、Nch2(s，ωn2)･RAR2(s，ωnm2)的抵銷誤差、及這些抵銷誤差的相互影響。

在達成Et1=Et2=0方面，從式子(18)及(21)為以下者為佳。

從Etp(p=1，2)的定義，在假設DpWp=ζmp的情況下，|ωnp-ωmp|單調減少的話，Etp也達成單調Etp→0。

現在，把Z(s)作為FB控制迴路內之Nch1(s)、RAR1(s)、Nch2(s)、RAR2(s)以外的要件，予以式子(10)。

此時，FB控制系統的閉迴路傳遞特性(圖18中的r→y的傳遞特性)書寫成如下。

與FB控制系統的響應重疊之共振起因的振動的2種頻率不與共振頻率ωm1及ωm2一致，也在2共振的情況下，y1、y2、y12予以與式子(11)同形，這是因為與前述的n=1的情況為相同理由。

而且，在描繪出了收斂平面的情況下，也一定通過交點座標(wm1，wm1)及交點座標(wm2，wm2)，這是因為與前述的n=1的情況為相同理由。

以下，為了方便，對於Nch1(s)･RAR1(s)及Nch2(s)･RAR2(s)把任意其中一方作為x，另一方作為y，書寫成Nchx(s)･RARx(s)及Nchy(s)･RARy(s)。

在圖1表示的構成下實施了反復處理之際，若滿足以下的條件的話，經由反復處理可以達成2個共振特性的抑制。

C1：於反復的各次中，實陷波濾波器Nchx係把使逐次頻率推定部3推定出的振動產生的共振特性RARx，往更可以抵銷的方向做更新･設定 C2：於反復的各次中，對於使逐次頻率推定部3推定出的振動產生的共振特性RARx之另一方的共振特性RARy，不讓設定好的實陷波濾波器Nchy的共振抑制效果減少･無效化 關於條件C2，在更新了其中一方的實陷波濾波器Nchx的情況下，另一方的共振特性RARy與實陷波濾波器Nchy的物理特性本身沒有變化的緣故，若以開迴路來看，另一側RARy･Nchy的共振抑制･抵銷效果不會減少。

但是，在以閉迴路來看的情況下，以其中一方的實陷波濾波器的更新也在另一側產生某些影響的緣故，未必保證條件C2成立。

但是，根據式子(25)，更新其中一方的實陷波濾波器Nchx並提高共振抵銷･抑制效果(亦即讓Etx趨近於0)的話，相互影響項也就是Etxy也趨近於0，共通在y0～y12之全部的分母所包含的抵銷餘差部分(1+Etx+Ety+ Etxy)的影響減少的緣故，y0趨近於理想響應，也於yx、yxy中減少抵銷誤差的影響。因此，以滿足其中一方的實陷波濾波器Nchx的C1之更新，並非顯著減少另一方y的共振抵銷･抑制效果。

特別是，在以滿足其中一方的實陷波濾波器Nchx的C1之更新成為Etx≒0的情況下，yx、yxy大致為0的緣故，不會有以另一方的實陷波濾波器Nchy的之後的更新降低x側的共振抵銷･抑制效果。

這是意味著Etx及Ety趨近於0，滿足條件C2，成為有利於收斂的狀況。而且，Etx或者是Ety趨近於0，趨近於1共振(n=1)的情況，於反復處理中滿足條件C1。

n=2以上的收斂性之嚴謹的證明為困難的緣故，在收斂平面的解析方面援以數值的方法的支援。

對於共振頻率1894.7[Hz]的RAR1、及共振頻率3132.0[Hz]的RAR2，構成圖1表示般的FB控制系統，描繪出使2個實陷波濾波器Nch1及Nch2從陷波頻率1100[Hz]滑動到3900[Hz]為止之際的收斂平面。

但是，實陷波濾波器為2個的緣故，定義域成為2維，收斂平面成為3維平面。而且，共振特性為2種的緣故，對於各共振特性存在各個收斂平面。為了容易決定3維平面中的評量，在使其中一方的實陷波濾波器Nchy固定的狀態下使另一方的實陷波濾波器Nchx滑動，描繪2維的收斂平面，重疊使Nchy固定在各處的情況下的收斂平面並作圖，藉此，進行評量。

尚且，也一併評量不存在已固定的Nchy(亦即Nchy=1)的情況。圖5乃是用這樣的方法作圖出第1共振1894.7[Hz]的收斂平面者，圖6乃是作圖出第2共振3132.0 [Hz]的收斂平面者。

從圖5及圖6，也在固定側陷波濾波器Nchy介於任意的頻率的情況下，或者是也在不介於的情況下，於第1共振及第2共振中，確認收斂平面滿足式子(3)～(5)。因此，以反復處理可以抑制2共振。

在固定側陷波濾波器Nchy位置到第x共振附近的情況(例如，在第2共振介隔有固定側陷波濾波器Nchy的情況)下，收斂平面傾向平坦化。

此乃是意味著，在以陷波濾波器Nchy更抵銷了共振特性x的情況下，表示出另一方的陷波濾波器Nchx的介入頻率即便為任意者抵銷能力也維持高的狀態，亦即即便是2共振，用陷波濾波器更抵銷另一方的共振特性，更進一步在完全被抵銷的情況下，共振抑制問題可以轉移到1共振的情況。其係不與式子(25)的解釋矛盾。

與n=1的情況同樣，在實陷波濾波器的寬度或深度不為適切的情況下，進行反復處理也未必可以使陷波頻率與共振頻率一致，但是，收斂實陷波濾波器的設定值為適切等的條件的話，在多數的情況下，經由數值的方法可以確認收斂平面滿足式子(3)～(5)。

因此，也在2共振的情況下，經由反復處理可以抑制2個共振。在至此為止的說明中，逐次頻率推定部3所輸出的序列a(k)係以可以正確推定振動yd(t)的(振幅(功率)最大的振動成分的)頻率為前提。

把用以實現其之逐次頻率推定部3表示於圖7。逐次頻率推定部3係利用逐次頻率推定器71、收斂判定器72、及AND處理73所構成。 逐次頻率推定器71係把振動yd(t)的時間t時點下的振動yd(t)的頻率的推定值輸出作為逐次頻率推定值序列a(t)。

收斂判定器72係把a(t)作為輸入，在判斷出逐次頻率推定值序列a(t)收斂到恆定值的時序k(k=0、1、2、…)下，輸出收斂判定脈衝Pls(k)k(k=0、1、2、…)。

AND處理73係把a(t)與Pls(k)作為輸入，根據Pls(k)輸出逐次頻率推定部3的輸出也就是推定值序列a(k) (k=0、1、2、…)。 逐次頻率推定器71例如是適應陷波濾波器、適應性單頻訊號提昇器或非線性推定器(正弦波配適器)等之可以即時推定頻率的逐次推定器。在逐次頻率推定器71採用了簡單的構成的離散IIR(Lattice)型的適應陷波濾波器(1段)的情況下的處理的區塊構成表示於圖8。接著，以下表示逐次頻率推定器71的適應演算法。

＜離散IIR陷波濾波器81＞

＜適應調整器82＞

＜單位轉換器83＞

尚且，x、e、及aL分別是意味著內部狀態量、推定誤差、及陷波頻率之變數。而且，μ、λ、rL、及σx2分別是更新步驟調整係數、遺忘係數、陷波寬度係數、及x的離勢，全都是正的值。而且，單位轉換器83乃是把aL(t)的單位轉換成[Hz]，輸出作為a(t)的處理。

式子(26)～(30)所致之振動yd(t)的逐次頻率推定值序列a(t)，係在若yd(t)為重疊了複數個頻率成分之振動波形的情況下，處於複數個振動成分中的振幅(功率)為最大且優先推定對持續的振動成分之頻率的傾向(尚且，在各振動成分的振幅(功率)比趨近於1的情況下，傾向容易推定具有與初始值a(0)相依且趨近於a(0)的頻率之振動成分)。

這是意味著在a(t)作為a(k)適用到實陷波濾波器且抑制共振的情況下，採用上述適應陷波濾波器到逐次頻率推定器71時，傾向振幅(功率)最大的共振被優先抑制。

收斂判定器72係考慮有各式各樣的實現方法，但是，以下表示簡單的構成的其中一例。

＜收斂判定器72＞ 以下式定義差值過程。

以下算出收斂判定器的輸出Pls(k)。 i) 差值過程ε(t)在指定時間Te以內連一次都沒超過差值閾值Tε，而且，指定時間Te內的a(t)的最初的值與最後的值的差(斜率)的絕對值為斜率閾值Tεd以內時，判斷為收斂，把其時序設定為k，把收斂判定脈衝Pls(k)設定為1。 ii)差值過程ε(t)在指定時間Te以內起碼超過差值閾值Tε一次，或者是收斂判定脈衝產生後，一直到經過指定時間Ted為止，收斂判定脈衝為0。

以簡單的斜率演算方法、及設置斜率閾值的方式，在經常性a(t)微幅持續增加的情況下、或者是微幅持續減少的情況下，不做出收斂判定。

經此，a(k)成為適應演算法的收斂完畢時之可以信賴的推定值，可以期待振動yd(t)的頻率為正確的推定值。

以得到這樣的a(k)的方式，基於前述的反復處理之複數個共振特性的共振頻率的推定遂為可能。

以這樣的a(k)為前提，在共振特性的數目為最大2(n=1、2)的情況下的共振數推定部4的動作表示於圖9。共振數推定部4係根據a(k)，從a(k)逐次推定共振數，輸出共振數推定值序列N(k)。

圖9中，在n=1(第1共振為F1[Hz])的情況下，於形成如圖4表示般的收斂平面的情況，用實線表示進行了反復處理之際的a(k)；在n=2(第1共振為F1[Hz]，第2共振為F2[Hz])的情況下，於形成如圖5及圖6般的收斂平面的情況，用虛線表示進行了反復處理之際的a(k)。

但是，n=2的情況，在此，實陷波濾波器1是作為用於抑制第1共振者，實陷波濾波器2是作為用於抑制第2共振者，a(k)係可以正確掌握任一的共振特性的頻率推定值，暫定為可以適用到適切的實陷波濾波器。

n=1的情況，初始k=0下的推定值a(0)乃是把第1共振作為對象之推定值，但是，經由FB控制F1≠a(0)，進行了1次的反復處理之a(1)根據圖4的收斂平面，可以期待|F1-a(0)|＞|F1-a(1)|。根據圖4，應是|F1-a(k)|→F1=a(k)(k→∞)，滿足式子(5)的情況下一錠是|a(k-1)-a(k-2)|＞|a(k)-a(k-1)|。

另一方面，n=2的情況，假設如圖9般k=0、1，作為抑制第1共振F1發揮了某種程度的抑制效果時，比起第1共振第2共振的振動(功率)更顯著，假定在k=2可以得到以第2共振為對象之a(k)。

該情況下，不為|F1-a(0)|＞|F1-a(1)|，為|F1-a(0)|＜|F1-a(1)|，不為|a(k-1)-a(k-2)|＞|a(k)-a(k-1)|，為|a(k-1)-a(k-2)|＜|a(k)-a(k-1)|之傾向。

因此，著眼於n=1、n=2的情況下的a(k)的舉動的話，用以下的簡單的演算法可以推定共振數。亦即，在從逐次頻率推定部3得到的a(k)之此次值與前次值的差的絕對值超過了規定的閾值的情況下，可以推定共振數為2，除此以外為1。

＜共振數推定部4(最大2共振(n=1、2)的情況)＞

但是，Tr、N(k)分別是共振數閾值[Hz]及共振數推定值序列。而且，要注意的是，逐次頻率推定部3係在k≧0動作，在振動檢測部7未檢測到振動之自動調整部2為初始狀態的情況下，作為k=-1，共振數為N(-1)=0，亦即，成為實陷波濾波器連1個都沒有設置在控制器後段に的狀態。

而且，N(k)為2時，為前述的暫定，也就是 使『實陷波濾波器1作為用於抑制第1共振者，實陷波濾波器2作為用於抑制第2共振者，a(k)可以正確掌握任一的共振特性的頻率推定值，可以適用到適切的實陷波濾波器』成立之適用a(k)的實陷波濾波器的選擇手段也就是共振編號判斷部5係可以用下述的簡單的演算法來實現。

＜共振編號判斷部5(最大2共振(n=1、2)的情況)＞ 用以下的Ln(k)決定適用a(k)的實陷波濾波器的編號。

但是，an1、an2分別是在k時點下的實陷波濾波器1的陷波頻率[Hz]、及在k時點下的實陷波濾波器2的陷波頻率[Hz]的陷波濾波器。

至此，說明了有關共振數為最大2(n=1、2)的情況下的共振數推定部4及共振編號判斷部5，但是，共振數為3個以上的情況下也擴張共振數推定部4，可以是圖10表示的共振數推定部111。以下表示共振數推定部111的演算法。

圖10為表示適用在與圖1同樣之一般的馬達的FB控制系統之實施例1的變形例之圖。有關與圖1相同的構成部分，省略說明。

＜共振數推定部111(n共振對應的情況)＞

ELSE　超過%共振數閾值的情況

IF　a(k)被包含在Rng(1)～Rng(N(k-1))之中 任意一個的Rng(j)的情況

但是，Rng(i)為第i個共振頻寬，為具有規定的頻寬[Wmin(i)、Wmax(i))(亦即，Wmin(i)≦Rng(i)＜Wmax(i))者。作為其中一例，在予以了a(k-1)時，Rng(i)係使用成為Tr＞2×WrN之WrN，作為Rng(i)=[a(k-1)-WrN，a(k-1)+WrN)而予以。

rN(k)為共振頻寬編號，乃是分配到各Rng，用於識別Rng的編號。共振數推定部111係把N(k)作為共振數推定值序列而輸出，把共振頻寬編號rN(k)，輸出作為適用a(k)的實陷波濾波器的編號Ln(k)。

上述演算法乃是在a(k)超過了共振數閾值Tr的情況下，把共振頻寬及共振頻寬編號分配到a(k-1)，僅在a(k)不屬於任一個已經被分配有共振頻寬編號的共振頻寬Rng時，使共振數增加+1之演算法。共振數推定部111的舉動表示於圖11。

圖11的事例，乃是存在第1～第4共振，共振數為4個，各共振頻率為550、1000、2000、4000[Hz]之際的結果。每當超過共振數閾值，共振頻寬Rng被分配到a(k-1)，僅在a(k)不屬於任一個現有的共振頻寬Rng的情況下，使共振數增加+1，最終可以掌握共振數推定值N(k)成為真值4。

上述演算法乃是彙整共振數推定部4與共振編號判斷部5而一般化者。換言之，共振數推定部4與共振編號判斷部5係在共振數為最大2的情況下使上述演算法特化，簡單化處理者。

在此，說明有關共振數推定部4的動作。 在起因於控制對象之1個以上的共振特性而振動重疊到FB控制系統的響應的情況下，共振數推定部4係把共振數推定值的初始值設定成1，更進一步，把共振頻寬編號的初始值設定成1(步驟1)。

在從逐次頻率推定部3得到的振動頻率推定值序列的此次值與前次值的差的絕對值超過了規定的閾值(共振數閾值)的情況下，對前次值分派附帶有共振頻寬編號之共振頻寬(步驟2)。

共振頻寬係以前次值為中心值，決定出以對中心值加上正的特定的值之後的值作為上限、以對中心值減去正的特定的值之後的值為下限之頻率領域(步驟3)。

在進入到已經設定了此次值之1個以上的共振頻寬之任意1個的情況下，不使共振數推定值，而且把共振頻寬編號更新成連結到包含此次值的共振頻寬之共振頻寬編號(步驟4)。

在不進入到已經設定了此次值之1個以上的共振頻寬的情況下，或者是尚未設定1個以上的共振頻寬的情況下，使共振數推定值增加1，更進一步，把共振頻寬編號設定到已增加1的共振數推定值(步驟5)。

在從逐次頻率推定部3得到的振動頻率推定值序列的此次值與前次值的差的絕對值不超過規定的閾值(共振數閾值)的情況下，不使共振數推定值變化，而且不使前述共振頻寬編號變化(步驟6)。

以每得到此次值就逐次反覆從前述步驟2到前述步驟6的方式來推定共振數，輸出作為共振數推定值序列。

共振頻寬編號，係作為適用設置1個以上在控制器的後段之陷波濾波器的編號，把逐次推定的結果的此次值，適用到共振頻寬編號的陷波濾波器。

把執行了圖1表示的自動調整部2之際之共振抑制的狀況表示在圖12。尚且，共振數為2，第1共振頻率1000[Hz]，第2共振頻率2000[Hz]，振動yd(t)係如圖12般，在同時間帶觀測到起因於第1共振及第2共振之重疊了2種振動(yd1(t)及yd2(t))的振動的情況下的共振抑制的狀況。

對振動yd(t)之逐次頻率推定部3的頻率的推定值，係經常性(以振幅(功率)最大的成分為優先)只得到1個，但是，以伴隨共振數推定部4與共振編號判斷部5的方式，在持續產生2共振的狀況下，在短時間內，可以即時精確抑制2共振。

當然，也在2共振非同時產生的情況下，或是各共振顯著持續產生的情況下，也可以在短時間內，即時抑制各共振。而且，在以振動抽出部6、振動檢測部7篩選出應抑制的振動(共振特性)後，以逐次頻率推定器71推定振動yd(t)的頻率，而且以收斂判定器72得到提高了作為振動yd(t)的頻率的推定值的信賴度之a(k)，作為此構成，可以得到高精度･高度可靠的共振抑制。

根據本實施例，可以提供一種陷波濾波器調整裝置、及具備具備其之馬達控制裝置，該陷波濾波器調整裝置係，沒有必要事前調查以抑制機械系統的1個以上的共振特性之目的設置在FB控制系統內的實陷波濾波器的數目、及實陷波濾波器的陷波頻率，而且也在同時產生了2個以上的共振特性的情況下，自動高精度･即時地推定･調整，可以即時抑制機械系統之1個以上的共振特性。

尚且，在本實施例中，自動調整部2把馬達轉速y作為輸入，但是，從容易抽出振動成分的觀點來看，也可以把自動調整部2的輸入，作為圖1的加減法運算器16的輸出也就是馬達轉速偏差。而且，從同觀點來看，也可以使用FB控制器13的輸出。

而且，可以配合a(k)所致之實陷波濾波器的陷波頻率的更新，也更新陷波寬度W、陷波深度D。

從更穩健性抑制共振特性的觀點來看，陷波寬度W設定成較寬，陷波深度設定成較深者為佳。但是，在a(k)為低的頻率的情況下，把陷波寬度設定成較廣，或者是把陷波深度設定成較深的話，在陷波濾波器的特性上，由陷波頻率在中音域變成是FB控制系統的相位延遲增加的傾向，使得FB控制系統的安定餘裕減少，視情況會有FB控制系統振盪的疑慮。為此，期望配合a(k)來設定陷波寬度W、陷波深度D者。因此，例如，陷波寬度W、陷波深度D係可以如陷波寬度W(a(k))、陷波深度D(a(k))般作為a(k)的函數、或者是MAP，分派適切的值。

而且，陷波寬度W、陷波深度D也可以設置觀測並調整a(k)與振動yd(t)的振幅之結構。例如，在a(k)沒有持續的變化，但是振動yd(t)的振幅持續為大的情況下，做加寬陷波寬度W，或者是加深陷波深度D等的調整。

而且，共振數閾值Tr也可以作為配合a(k)而變化者。亦即為Tr(a(k))。只要是假定欲自動調整的機械系統而決定適切的函數、MAP即可。

而且，共振頻寬Rng也可以作為配合a(k-1)而變化者。亦即是Rng(a(k-1))。只要是假定欲自動調整的機械系統而決定適切的函數、MAP即可。

而且，共振數推定部111也可以設置上限在要推定的共振數。而且，也可以設置限制在欲抑制的共振頻率的範圍。例如，在做出了欲抑制Amin[Hz]～Amax[Hz]的範圍的情況下，根據a(t)，也可以在進行收斂判定的收斂判定器72，追加「Amin≦a(t)≦Amax」作為輸出收斂判定脈衝的條件。

而且，也可以把在振動抽出部6抽出的頻率帶域限制在Amin[Hz]～Amax[Hz]。

而且，自動調整部2也可以作為根據FB控制器13的FB增益來調整動作的ON/OFF或共振數閾值等的自動調整部2的參數者。機械系統之複數個共振特性中，FB控制系統應考慮･抑制的共振特性的數目係與FB增益相依。

而且，由同樣的理由，自動調整部2也可以設置配合共振數推定值或振動抑制的狀況來調整FB控制器13的FB增益之結構。

而且，實陷波濾波器也可以是不為予以式子(2)、(14)、(15)的形式者。式子(2)、(14)、(15)為連續系統，安裝時係有必要離散化，但是，以一般的各種z轉換(ZOH、Tustin轉換、整合z轉換)離散化這些的過濾器，係不限於成為與離散IIR陷波濾波器81的式子(26)、(27)相同的構造。因此，例如也可以照原樣採用離散IIR陷波濾波器81作為實陷波濾波器。

而且，自動調整部2也可以另外設置重製實陷波濾波器的結構。例如，要抑制的共振特性的數目為n=2，實陷波濾波器的利用可能上限數為2的情況下，於共振數推定部4與共振編號判斷部5中，因為任何的誤差要因，1個實陷波濾波器Nchx被設定到極度遠離第1共振及第2共振中任意一個之不正確的頻率之情況下，可以產生僅用另一方的實陷波濾波器Nchy一定抑制第1共振與第2共振的狀況。設置檢測這樣的情況，並斷開･重置已被固定化的實陷波濾波器Nchx的結構係對於自動調整部2的穩健性化是有效的。 [實施例2]

實施例2乃是把實施例1適用在馬達控制裝置之例，為適用到圖13表示的AC伺服馬達的串接(cascade)B控制系統中的速度控制系統之實施例。圖13所示的控制系統具備：加減法運算器1312、速度控制器132、電流控制器133、從d-q座標系統座標轉換到3相座標系統之第1座標轉換器134、從3相座標系統座標轉換到d-q座標系統之第2座標轉換器1310、輸入3相電壓指令而輸出PWM脈衝之PWM輸出器135、逆變器(電力轉換器)136、電流檢測器138、位置･速度算出部1311、計測馬達的轉速之編碼器139、馬達137、被馬達驅動之機械1313。

表示把圖1所示的自動調整部2適用到圖13的實施例2的是圖14。自動調整部1401係把從編碼器139的輸出用位置･速度算出部1311算出的馬達速度(馬達轉速)處理作為輸入。速度控制器132的輸出透過實陷波濾波器給予到電流控制器133而控制馬達137。

電流控制器133控制馬達的電路部分，在該控制週期比速度控制器132還快的前提下於速度控制系統中，電流控制系統被視為近似於1(速度控制器的操作量直達馬達的機械部分(轉子))。因此，速度控制器132的控制對象，乃是被結合到馬達的機械部分(轉子)與馬達轉子之機械1313，其相當於圖1中的FB控制器的控制對象；該速度控制器輸入加減法運算器1312的輸出，該加減法運算器算出位置･速度算出部1311的輸出與轉速指令的偏差。

機械1313的慣性數為1，機械1313與馬達轉子被視為彈性結合的情況下，控制對象係可以視為用彈簧･阻尼器結合機械1313與馬達轉子之2慣性系統，控制對象成為具有包含1組的共振･反共振特性之頻率特性者。

而且，機械1313的慣性數為2，各慣性係用彈簧･阻尼器結合，其中一方被視為對馬達轉子彈性結合的情況下，控制對象係可以視為用彈簧･阻尼器結合各慣性之3慣性系統，成為具有包含2組的共振･反共振特性之頻率特性者。

如在實施例1所示般，自動調整部2係沒有必要事前調查共振數，即便是2共振、或者是其以上者，是可以自動抑制共振。因此，也於本實施例中，自動調整部2係沒有必要事前調查共振數，可以在速度控制器132的後段自動設定･調整適切的數目之內含適切的陷波頻率之實陷波濾波器。

因此，根據本實施例，也對於圖13表示的AC伺服馬達的串接FB控制系統中的速度控制系統，適用自動調整部2，沒有必要事前調查設置在速度控制系統內的實陷波濾波器的數目、及實陷波濾波器的陷波頻率，而且，即便是在同時產生2個以上的共振特性的情況下，可以高精度･即時自動推定･調整，即時抑制機械系統之1個以上的共振特性。而且，可以提供具備這樣的自動調整部2的AC伺服馬達之具備串接B控制系統的馬達控制裝置。

上述的實施例，係除了馬達控制裝置以外，也可以適用在例如半導體檢查裝置、電動車的主馬達控制裝置、電動動力轉向等。

2:自動調整部 3:逐次頻率推定部 4:共振數推定部 5:共振編號判斷部 6:振動抽出部 7:振動檢測部 8:開關 9:切換開關 10~12:實陷波濾波器1~n 13:FB控制器 14:馬達 15:控制對象機械

[圖1] 為表示適用到一般的馬達的FB控制系統的實施例1之圖。 [圖2] 為實施例1的反復處理的處理流程。 [圖3] 為表示一共振時的收斂平面之概念圖。 [圖4] 為數值描繪出一共振時的收斂平面之圖。 [圖5] 為作圖出第1共振的收斂平面之圖。 [圖6] 為作圖出第2共振的收斂平面之圖。 [圖7] 為表示逐次頻率推定部之圖。 [圖8] 為逐次頻率推定器的方塊圖。 [圖9] 為表示共振數推定部的動作之圖。 [圖10] 為表示圖1的變形例之圖。 [圖11] 為表示共振數推定部的舉動之圖。 [圖12] 為表示執行了自動調整部之際的共振抑制的狀況之圖。 [圖13] 為表示AC伺服馬達的速度控制系統之圖。 [圖14] 為表示實施例2之圖。 [圖15] 為表示用1個實陷波濾波器抵銷1個共振特性之圖。 [圖16] 為用波德圖來看頻率特性之圖。 [圖17] 為表示FB控制系統的閉迴路傳遞特性(其之1)之圖。 [圖18] 為表示FB控制系統的閉迴路傳遞特性(其之2)之圖。

2:自動調整部

3:逐次頻率推定部

4:共振數推定部

5:共振編號判斷部

6:振動抽出部

7:振動檢測部

8:開關

9:切換開關

10~12:實陷波濾波器1~n

13:FB控制器

14:馬達

15:控制對象機械

16:加減法運算器

17:開關

Claims (14)

1. 一種馬達控制裝置，具有： 控制器，其係控制包含馬達的控制對象； 振動抽出部，其係抽出起因於前述控制對象之1個以上的共振特性而重疊到控制系統的響應之1個以上的振動成分； 逐次頻率推定部，其係在前述振動成分中，逐次推定某1個前述振動成分的頻率，將其輸出作為振動頻率推定值序列；以及 共振數推定部，其係根據前述振動頻率推定值序列，把成為重疊到前述控制系統的響應之振動的產生原因之共振特性的數目，輸出作為共振數推定值序列，並且，設置與前述共振數推定值序列的值對應的個數之陷波濾波器； 前述控制器的輸出透過前述陷波濾波器給予到電流控制器而控制前述馬達。
2. 如請求項1的馬達控制裝置，其中， 前述逐次頻率推定部，具有： 逐次頻率推定器，其係從1個以上的前述振動成分中，推定振幅最大的前述振動成分的頻率，並輸出作為逐次頻率推定值序列；以及 收斂判定器，其係根據前述逐次頻率推定值序列，判斷前述逐次頻率推定值序列是否收斂到恆定值； 前述收斂判定器係在每判斷出已收斂時，輸出該時間的前述逐次頻率推定值序列的值作為推定值序列， 把前述推定值序列，決定為作為前述逐次頻率推定部的輸出之前述振動頻率推定值序列。
3. 如請求項1的馬達控制裝置，其中， 具有共振編號判斷部，該共振編號判斷部係從前述共振數推定部推定出的前述共振數推定值序列的現時間的共振數、與前述逐次頻率推定部推定出的前述振動頻率推定值序列的現時間的頻率，對於設在前述控制器的後段之1個以上的實陷波濾波器， 選擇與前述振動頻率推定值序列的前述現時間的頻率對應之實陷波濾波器。
4. 如請求項1的馬達控制裝置，其中， 前述共振數推定部，係 在從前述逐次頻率推定部得到的前述振動頻率推定值序列的此次值與前次值的差的絕對值超過了共振數閾值的情況下，前述共振特性的數目推定為2個， 在不超過前述共振數閾值的情況下，前述共振特性的數目推定為1個， 輸出前述推定出的前述共振特性的數目作為前述共振數推定值序列。
5. 如請求項1的馬達控制裝置，其中， 前述共振數推定部，係 把共振數推定值的初始值設定成1，更進一步，把共振頻寬編號的初始值設定成1， 作為處理A， 在從前述逐次頻率推定部得到的前述振動頻率推定值序列的此次值與前次值的差的絕對值超過了共振數閾值的情況下， 對於前述前次值分派與前述共振頻寬編號對應的共振頻寬，前述共振頻寬係以前述前次值為中心值，把對前述中心值加上正的特定的值之後的值作為上限， 把對前述中心值減掉正的特定的值之後的值作為下限，也就是決定頻率領域， 在進入到已經設定了前述此次值之1個以上的前述共振頻寬之任1個的情況下，不使前述共振數推定值變化，而且 把前述共振頻寬編號更新為與包含前述此次值的前述共振頻寬連結的前述共振頻寬編號， 在沒有進入到已經設定了前述此次值之1個以上的前述共振頻寬的情況下，或者是， 在沒有設置1個以上的前述共振頻寬的情況下， 使前述共振數推定值增加1，更進一步，設定成使前述共振頻寬編號增加了前述1之前述共振數推定值， 作為處理B， 在從前述逐次頻率推定部得到的前述振動頻率推定值序列的前述此次值與前述前次值的差的絕對值沒有超過前述共振數閾值的情況下， 不使前述共振數推定值變化，而且不使前述共振頻寬編號變化， 每在得到前述振動頻率推定值序列的前述此次值時，以反覆逐次前述處理A及前述處理B的方式來推定共振數，並輸出作為前述共振數推定值序列。
6. 如請求項5的馬達控制裝置，其中， 在前述控制系統的控制器後段設置1個以上的前述陷波濾波器係從1升冪分派正的編號； 前述共振頻寬編號，係 把前述逐次頻率推定部推定出的前述振動頻率推定值序列的前述此次值， 作為適用到在前述控制系統的控制器後段設置1個以上的前述陷波濾波器之編號， 前述振動頻率推定值序列的前述此次值係適用到前述共振頻寬編號的前述陷波濾波器。
7. 如請求項1記載的馬達控制裝置，其中， 在處於初始狀態，從動作開始，振動檢測部連一次都沒有判斷出有產生振動的情況下，不在前述控制系統的控制器後段設置前述陷波濾波器。
8. 一種陷波濾波器調整裝置，具有： 振動抽出部，其係抽出起因於控制對象之1個以上的共振特性而重疊到控制系統的響應之1個以上的振動成分； 逐次頻率推定部，其係在前述振動成分中，逐次推定某1個前述振動成分的頻率，將其輸出作為振動頻率推定值序列；以及 共振數推定部，其係根據前述振動頻率推定值序列，把成為重疊到前述控制系統的響應之振動的產生原因之共振特性的數目，輸出作為共振數推定值序列，並且，把與前述共振數推定值序列的值對應的個數之陷波濾波器串聯設置在前述控制系統的控制器後段。
9. 如請求項8的陷波濾波器調整裝置，其中， 前述逐次頻率推定部，具有： 逐次頻率推定器，其係從1個以上的前述振動成分中，推定振幅最大的前述振動成分的頻率，並輸出作為逐次頻率推定值序列；以及 收斂判定器，其係根據前述逐次頻率推定值序列，判斷前述逐次頻率推定值序列是否收斂到恆定值； 前述收斂判定器係在每判斷出已收斂時，輸出該時間的前述逐次頻率推定值序列的值作為推定值序列， 把前述推定值序列，決定為作為前述逐次頻率推定部的輸出之前述振動頻率推定值序列。
10. 如請求項8的陷波濾波器調整裝置，其中， 具有共振編號判斷部，該共振編號判斷部係從前述共振數推定部推定出的前述共振數推定值序列的現時間的共振數、與前述逐次頻率推定部推定出的前述振動頻率推定值序列的現時間的頻率，對於設在前述控制器的後段之1個以上的實陷波濾波器， 選擇與前述振動頻率推定值序列的前述現時間的頻率對應之實陷波濾波器。
11. 如請求項8的陷波濾波器調整裝置，其中， 前述共振數推定部，係 在從前述逐次頻率推定部得到的前述振動頻率推定值序列的此次值與前次值的差的絕對值超過了共振數閾值的情況下，前述共振特性的數目推定為2個， 在不超過前述共振數閾值的情況下，前述共振特性的數目推定為1個， 輸出前述推定出的前述共振特性的數目作為前述共振數推定值序列。
12. 一種陷波濾波器調整方法，其中， 抽出起因於控制對象之1個以上的共振特性而重疊到控制系統的響應之1個以上的振動成分，在前述振動成分中，逐次推定某1個前述振動成分的頻率，將其作為振動頻率推定值序列； 根據前述振動頻率推定值序列，把成為重疊到前述控制系統的響應之振動的產生原因之共振特性的數目，輸出作為共振數推定值序列，並且， 把與前述共振數推定值序列的值對應的個數之陷波濾波器串聯設置在前述控制系統的控制器後段。
13. 如請求項12的陷波濾波器調整方法，其中， 前述陷波濾波器調整方法處於初始狀態； 前述陷波濾波器調整方法從處理開始連一次都沒有檢測到產生共振起因的振動的情況下，不在前述控制系統的控制器後段設置前述陷波濾波器。
14. 一種馬達控制方法，其中， 使用請求項12記載的陷波濾波器調整方法。

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