TWI683196B - 馬達控制裝置 - Google Patents

Abstract

經由根據共通的外部位置指令而被驅動之N個(N：2以上的自然數)的馬達共同驅動1個可動部之馬達控制裝置，係在把狀態回饋成抑制對前述可動部的振動的影響的同時，根據前述外部位置指令，產生包含模型位置指令的模型指令之模型控制系統；以及與N個前述馬達做1對1對應設置，並根據前述模型指令回饋控制各個前述馬達之N個回饋控制系統；(N-1)個前述回饋控制系統，係把控制各個前述馬達之際的控制誤差，利用各個的前述控制誤差、與在殘留的1個前述回饋控制系統下的控制誤差的差分來進行補償。可以實現高速且高精度的定位。

Description

馬達控制裝置

本發明有關馬達控制裝置。

在貼片機裝置等的零件安裝機中，經由藉由利用馬達來高速驅動，以高精度定位可動部的方式，可以增加每單位時間的零件安裝數。經此，可以減低有關零件安裝作業的製造成本。例如，在使用可以同時安裝多數個印刷基板之大的可動部之大型的貼片機裝置中，考慮到用複數個馬達高速驅動1個可動部。

例如在日本特開2003-345442號專利公報記載的馬達控制裝置中，1個可動部是藉由2個馬達而被驅動。2個馬達之每一個，係經由分別對應所設置的馬達控制模型及伺服控制器，而被控制。伺服控制器係根據外部位置指令，實際控制馬達的動作。馬達控制模型具有與伺服控制器的各要件對應的要件模型。馬達控制模型係根據外部位置指令，取得模型力矩、模型速度、及模型位置。而且，演算這些模型資訊、與從伺服控制器所回饋之在實 際的控制下的控制力矩、控制速度及控制位置之差分。該差分以一定的比例，回到伺服控制器。

如此，使用馬達控制模型演算伺服控制器的控制誤差，該控制誤差回到伺服控制器。經此，伺服控制器，可以把馬達的動作控制成，追蹤跟從到藉由馬達控制模型所取得的模型力矩、模型速度、及模型位置。

如此，日本特開2003-345442號專利公報的馬達控制裝置，係把馬達控制模型、與伺服控制器的控制之誤差，予以捕獲作為外部亂源，對其進行相位補償。經此，抑制模型與伺服控制器的控制之偏差。為此，考慮到經由在複數個馬達的控制系統使用相同模型的方式，可以抑制軸間的偏差(同步誤差)。

而且，也有與日本特開2003-345442號專利公報的技術相異，把1個可動部，用1個馬達來驅動的情況。該情況下，是有偏搖(yawing)成可動部相對於馬達的驅動方向傾斜的情形。在日本特開2003-345442號專利公報的技術下，是把1個可動部，用2個馬達來驅動。經此，可以期待抑制該偏搖。

但是，在實際的機械系統中，使用複數個馬達的情況下，例如，也有驅動可動部的滾珠螺桿等扭轉振動之情形。更進一步，安裝有複數個馬達及可動部的機臺，也有振動的情況。因為這些，有可動部振動的情形。接著，在日本特開2003-345442號專利公報的手法中，尚未考慮到抑制這些扭轉振動及機臺振動的功能。為此，例 如，是有在機械系統的剛性低的情況下，充分抑制這些振動是有困難之問題。

而且，實際上在產生機臺振動或者是扭轉振動的情況下，實施抑制那些振動的控制。其結果，充分提高有關各個軸的伺服控制器的控制響應是困難的。在有關各個軸的伺服控制器的控制響應不高的情況下，充分抑制模型與伺服控制器(伺服控制器的控制)之間的誤差是困難的。在充分抑制模型與伺服控制器的控制之間的誤差為困難的情況下，提高軸間的同步精度是困難的。

本發明為了消解這類的課題而為之。本發明中的1個目的，係提供以下的馬達控制裝置。在該馬達控制裝置，抑制用複數個馬達驅動1個可動部的機械中的對可動部之振動的影響。藉此，可以實現高的複數個馬達的同步精度。其結果，在該馬達控制裝置，可以實現高速且高精度的定位。

有關本發明的其中一樣態之馬達控制裝置(本馬達控制裝置)，具有：經由根據共通的外部位置指令而被驅動之N個(N：2以上的自然數)的馬達共同驅動1個可動部，在把狀態回饋成抑制對前述可動部的振動 的影響的同時，根據前述外部位置指令，產生包含模型位置指令的模型指令之模型控制系統；以及與N個前述馬達做1對1對應設置，並根據前述模型指令回饋控制各個前述馬達之N個回饋控制系統；(N-1)個前述回饋控制系統，係把控制各個前述馬達之際的控制誤差，利用各個的前述控制誤差、與在殘留的1個前述回饋控制系統下的控制誤差的差分來進行補償。

在本馬達控制裝置，N個回饋控制系統之每一個，係根據不是外部位置指令而是包含模型位置之模型指令，回饋控制各個馬達。而且，根據外部位置指令產生包含模型位置指令的模型指令之模型控制系統，係把狀態回饋成抑制對可動部的振動的影響。

為此，N個回饋控制系統係相互地獨立實行抑制振動的影響那般追蹤跟從到模型之回饋控制。其結果，可以把N個馬達控制成相對於外部位置指令，同樣進行追蹤跟從。

N個回饋控制系統，係根據共通的外部位置指令，可以相互地同步控制N個馬達。例如，作為安裝有可動部等的機臺振動、或是相對於馬達可動部振動的結果，也有受到可動部振動的影響的情況。該情況下，可以一邊抑制這些振動的影響，相互地同步N個馬達。

而且，在本馬達控制裝置，(N-1)個回饋控制系統，係把在各個的控制誤差，利用各個控制誤差、與在殘留的1個回饋控制系統下的控制誤差之差分來予以補 償。(N-1)個回饋控制系統，係一邊相互地同步N個馬達，一邊實行各個回饋控制，使得難以產生與1個回饋控制系統的控制誤差相對之各個控制誤差的偏差。亦即，利用相互地獨立N個馬達的回饋控制系統，也可以一邊相互地獨立控制，一邊補償在1個回饋控制系統與(N-1)個回饋控制系統之間產生的控制誤差的偏差。亦即，可以把在這些N個回饋控制系統之間產生的控制誤差的偏差，在1個回饋控制系統與(N-1)個回饋控制系統之間予以補償。

如此，在本馬達控制裝置，使用共通的外部位置指令，且使用回饋狀態使得以抑制對可動部的振動的影響之相同模型，進行共同使1個可動部可動之複數個的馬達的模型追蹤跟從控制。經此，可以把給到回饋控制系統的力矩指令，在全軸做成相同。經此，例如，即便在產生機臺振動、或者是相對於馬達可動部振動的情況下，也可以抑制起因於這些之對可動部的振動的影響。其結果，可以提高對指令的追蹤跟從性。經此，可以實行控制成在複數個的回饋控制系統的控制誤差之間難以發生偏差。

尚且，因為其他的原因，在N個回饋控制系統之間，產生微小的控制誤差的偏差。在本馬達控制裝置，在N個回饋控制系統之間補償該偏差。藉此，N個馬達的控制系統，係實行雙重化經由抑制對可動部的振動的 影響來難以發生同步偏差的控制與抑制同步偏差的控制之控制。經此，可以提高在用複數個的馬達驅動(控制)1個可動部的情況下的複數個馬達的同步精度。其結果，可以實現高速且高精度的定位。

1‧‧‧馬達控制裝置

2‧‧‧第1馬達

3‧‧‧第2馬達

4‧‧‧床臺

5‧‧‧第1滾珠螺桿

6‧‧‧第2滾珠螺桿

10‧‧‧第1模型控制系統

11‧‧‧第1模型位置誤差演算器

12‧‧‧第1模型位置控制器

13‧‧‧第1模型速度演算器

14‧‧‧第1模型速度誤差演算器

15‧‧‧第1模型速度控制器

16‧‧‧第1模型力矩誤差演算器

17‧‧‧第1模型力矩指令低通濾波器(模型低通濾波器)

18‧‧‧第1可動部模型

19‧‧‧第1機臺模型

20‧‧‧第1模型位置加法運算器

21‧‧‧第1狀態反饋量演算器

22‧‧‧第1機臺反饋量演算器

23‧‧‧第1過濾器反饋量演算器

24‧‧‧第1總計反饋量演算器

30‧‧‧第1回饋控制系統

31‧‧‧第1控制位置誤差取得器

32‧‧‧第1同步位置誤差取得器

33‧‧‧第1位置同步補償器

34‧‧‧第1同步補償位置誤差取得器

35‧‧‧第1位置控制器

36‧‧‧第1檢測速度取得器

37‧‧‧第1控制速度誤差取得器

38‧‧‧第1速度控制器

39‧‧‧第1控制力矩取得器

40‧‧‧第1力矩指令低通濾波器(控制低通濾波器)

41‧‧‧第1力矩控制器

42‧‧‧第1感測器

50‧‧‧第2模型控制系統

51‧‧‧第2模型位置誤差演算器

52‧‧‧第2模型位置控制器

53‧‧‧第2模型速度演算器

54‧‧‧第2模型速度誤差演算器

55‧‧‧第2模型速度控制器

56‧‧‧第2模型力矩誤差演算器

57‧‧‧第2模型力矩指令低通濾波器(模型低通濾波器)

58‧‧‧第2可動部模型

59‧‧‧第2機臺模型

60‧‧‧第2模型位置加法運算器

61‧‧‧第2狀態反饋量演算器

62‧‧‧第2機臺反饋量演算器

63‧‧‧第2過濾器反饋量演算器

64‧‧‧第2總計反饋量演算器

70‧‧‧第2回饋控制系統

71‧‧‧第2控制位置誤差取得器

72‧‧‧第2同步位置誤差取得器

73‧‧‧第2位置同步補償器

74‧‧‧第2同步補償位置誤差取得器

75‧‧‧第2位置控制器

76‧‧‧第2檢測速度取得器

77‧‧‧第2控制速度誤差取得器

78‧‧‧第2速度控制器

79‧‧‧第2控制力矩取得器

80‧‧‧第2力矩指令低通濾波器(控制低通濾波器)

81‧‧‧第2力矩控制器

82‧‧‧第2感測器

91‧‧‧第1前段狀態補償模型速度誤差演算器

92‧‧‧第1後段狀態補償模型速度誤差演算器

93‧‧‧第1前段狀態補償模型力矩誤差演算器

94‧‧‧第1後段狀態補償模型力矩誤差演算器

95‧‧‧第1二慣性模型(多慣性模型)

96‧‧‧第1馬達側模型

97‧‧‧第1前段馬達側積分器

98‧‧‧第1後段馬達側積分器

99‧‧‧第1扭轉力矩演算器

100‧‧‧第1負載側模型

101‧‧‧第1前段負載側積分器

102‧‧‧第1後段負載側積分器

103‧‧‧第1模型內加速度誤差演算器

104‧‧‧第1模型內速度誤差演算器

105‧‧‧第1模型內位置誤差演算器

106‧‧‧第1力矩反饋量演算器

107‧‧‧第1速度反饋量演算器

111‧‧‧第2前段狀態補償模型速度誤差演算器

112‧‧‧第2後段狀態補償模型速度誤差演算器

113‧‧‧第2前段狀態補償模型力矩誤差演算器

114‧‧‧第2後段狀態補償模型力矩誤差演算器

115‧‧‧第2二慣性模型(多慣性模型)

116‧‧‧第2馬達側模型

117‧‧‧第2前段馬達側積分器

118‧‧‧第2後段馬達側積分器

119‧‧‧第2扭轉力矩演算器

120‧‧‧第2負載側模型

121‧‧‧第2前段負載側積分器

122‧‧‧第2後段負載側積分器

123‧‧‧第2模型內加速度誤差演算器

124‧‧‧第2模型內速度誤差演算器

125‧‧‧第2模型內位置誤差演算器

126‧‧‧第2力矩反饋量演算器

127‧‧‧第2速度反饋量演算器

圖1為有關本發明的第1實施方式之馬達控制裝置的方塊圖。

圖2為有關本發明的第2實施方式之馬達控制裝置的方塊圖。

圖3為有關本發明的第3實施方式之馬達控制裝置的方塊圖。

圖4為有關本發明的第4實施方式之馬達控制裝置的方塊圖。

在下列詳細說明中，為了解釋目的，會提到許多特定細節以便提供所揭示之實施態樣的深入理解。然而，應明白的是，可在未有這些特定細節下實施一或多個實施態樣。在其他不同的情況中，眾所周知的結構及裝置係示意性地示出以簡化圖式。

以下，根據圖面說明本發明的實施方式。

〔第1實施方式〕

圖1為有關本發明的第1實施方式之馬達控制裝置1的方塊圖。在圖1表示的馬達控制裝置1中，第1馬達2與第2馬達3之2個馬達共同驅動1個可動部。經此，馬達控制裝置1可以高速且高精度地決定可動部的位置。

如圖1所表示，馬達控制裝置1，具有：第1模型控制系統10、第1回饋控制系統30、第2模型控制系統50、以及第2回饋控制系統70。

於第1模型控制系統10，被輸入有表示作為可動部的床臺4之控制位置的外部位置指令。第1模型控制系統10產生各種的第1模型指令。

第1回饋控制系統30，具有包含第1馬達2的回饋迴路。第1回饋控制系統30，係根據第1模型指令，實際控制第1馬達2。

於第2模型控制系統50，被輸入有與被輸入到第1模型控制系統10者相同的外部位置指令。第2模型控制系統50供給各種的第2模型指令。

第2回饋控制系統70，具有包含第2馬達3的回饋迴路。第2回饋控制系統70，係根據第2模型指令，實際控制第2馬達3。

接著，本實施方式中，第1模型指令，包含：第1模型位置指令、第1模型速度指令、及第1模型力矩指令。而且，第2模型指令，包含：第2模型位置指令、第2模型速度指令、及第2模型力矩指令。

第1回饋控制系統30，具有：第1控制位置誤差取得器31、第1同步位置誤差取得器32、第1位置同步補償器33、第1同步補償位置誤差取得器34、第1位置控制器35、第1檢測速度取得器36、第1控制速度誤差取得器37、第1速度控制器38、第1控制力矩取得器39、第1力矩指令低通濾波器40、及第1力矩控制器41。

接著，第1控制位置誤差取得器31、第1同步補償位置誤差取得器34、第1位置控制器35、第1控制速度誤差取得器37、第1速度控制器38、第1控制力矩取得器39、第1力矩指令低通濾波器40、第1力矩控制器41、第1馬達2、及第1感測器42，被包含在實際控制第1馬達2之回饋迴路。

第1馬達2例如是同步馬達。第1感測器42檢測第1馬達2的旋轉位置。第1感測器42例如是被安裝在第1馬達2的旋轉件軸之旋轉編碼器。旋轉編碼器輸出與馬達的旋轉件軸的位置對應之脈衝訊號。脈衝訊號可以換算成第1馬達2的旋轉位置。

第1控制位置誤差取得器31，係根據從第1模型控制系統10所供給的第1模型位置指令、與從第1感測器42得到的第1馬達2的第1檢測位置，取得(產生)表示這些位置誤差之第1控制位置誤差。第1控制位置誤差也可以藉由，例如從第1模型位置指令減法運算掉第1檢測位置的方式，來取得。

第1同步位置誤差取得器32，係根據藉由第1控制位置誤差取得器31所取得的第1控制位置誤差、與經由後述的第2控制位置誤差取得器71所取得的第2控制位置誤差，取得表示這些控制位置誤差的差分(同步誤差)之第1同步位置誤差。第1同步位置誤差也可以藉由，例如從藉由第1控制位置誤差取得器31所取得的第1控制位置誤差減法運算掉其他之第2控制位置誤差的方式，來取得。該情況下，得到與第2回饋控制系統70相對之第1回饋控制系統30的同步誤差。

第1位置同步補償器33根據第1同步位置誤差，取得第1位置同步誤差補償量。在本實施方式，作為第1位置同步補償器33，也可以使用例如比例控制器或是比例積分控制器。

第1同步補償位置誤差取得器34，係根據在第1回饋控制系統30的控制位置誤差也就是第1控制位置誤差、與2個回饋控制系統間的同步位置誤差也就是第1位置同步誤差補償量，取得同步補償處理後的第1控制位置誤差。同步補償處理後的第1控制位置誤差，可以是例如第1控制位置誤差與第1位置同步誤差補償量的加法運算值(總計值)。

第1位置控制器35，係根據同步補償處理後的第1控制位置誤差，取得第1控制速度。第1位置控制器35取得與在第1回饋控制系統30的控制位置誤差、及把第2回饋控制系統70作為基準之第1回饋控制系統30 的同步位置誤差相對應之第1控制速度。比起第2回饋控制系統70的控制位置，第1回饋控制系統30的控制位置延遲的話，第1控制速度變大。

第1檢測速度取得器36，係根據第1感測器42檢測到的旋轉位置，取得第1馬達2的第1檢測速度。第1控制速度誤差取得器37，係根據第1控制速度、第1檢測速度、及第1模型速度指令，取得第1控制速度誤差。第1控制速度誤差可以是，例如把第1模型速度指令加法運算到藉由從第1控制速度減法運算掉第1檢測速度的方式所得的控制速度誤差者。第1速度控制器38，係根據第1控制速度誤差，取得第1控制力矩。第1速度控制器38取得與在第1回饋控制系統30的控制速度誤差、及第1模型速度指令相對應之第1控制力矩。接著，控制速度誤差及第1模型速度指令之至少其中一方變大的話，第1控制力矩變大。

第1控制力矩取得器39，係根據第1控制力矩與第1模型力矩指令，取得第1總計控制力矩。第1總計控制力矩可以是例如把第1控制力矩與第1模型力矩指令予以加法運算者。第1力矩指令低通濾波器40，係對第1總計控制力矩進行低通濾波處理。經由該低通濾波處理，可以從第1總計控制力矩除掉高頻成分。作為這類的高頻成分，是有例如第1感測器42所致之位置的量子化漣波成分。第1力矩控制器41，係根據低通濾波處理後的第1總計控制力矩，控制第1馬達2。

經由這類的第1回饋控制系統30所致之回饋控制，第1回饋控制系統30，係根據從第1模型控制系統10輸出的第1模型位置指令、第1模型速度指令及第1模型力矩指令，旋轉驅動第1馬達2。根據第1馬達2的旋轉，驅動床臺4。

接著，在第1回饋控制系統30中，於控制位置或是控制速度產生誤差的情況下、或是在相對於第2回饋控制系統70的控制位置，第1回饋控制系統30的控制位置偏離的情況下，增減第1馬達2的驅動力矩，來抑制這些的誤差及偏差。經此，從第1馬達2，係根據第1模型力矩指令及第1模型速度指令而動作，一直到到對應第1模型位置指令的位置為止做控制。

第1模型控制系統10，係輸入外部位置指令，使用對應到第1回饋控制系統30的模型，演算第1回饋控制系統30之假想的動作。經此，第1模型控制系統10，產生給第1回饋控制系統30的第1模型指令。

第1模型位置指令，乃是表示第1馬達2的控制位置的指令。第1模型速度指令，乃是表示驅動中的第1馬達2的控制速度的指令。第1模型力矩指令，乃是表示驅動中的第1馬達2的控制力矩的指令。

接著，本實施方式的第1模型控制系統10，為了演算第1回饋控制系統30的動作，具有：第1模型位置誤差演算器11、第1模型位置控制器12、第1模型速度演算器13、第1模型速度誤差演算器14、第1模型 速度控制器15、第1模型力矩誤差演算器16、第1模型力矩指令低通濾波器17、第1可動部模型18、第1機臺模型19、第1模型位置加法運算器20、及第1狀態反饋量演算器21。

第1狀態反饋量演算器21，具有：第1機臺反饋量演算器22、第1過濾器反饋量演算器23、及第1總計反饋量演算器24。經此，第1狀態反饋量演算器21，演算用於在起因於機臺振動，在機臺上床臺4振動的情況下，抑制對床臺4之機臺振動的影響的總計反饋量。

第1模型位置誤差演算器11、第1模型位置控制器12、第1模型速度誤差演算器14、第1模型速度控制器15、第1模型力矩誤差演算器16、第1模型力矩指令低通濾波器17、第1可動部模型18及第1機臺模型19、及第1模型位置加法運算器20，被包含在第1模型控制系統10的主回饋迴路。該第1模型控制系統10的主回饋迴路，與第1回饋控制系統30的回饋迴路對應。

第1模型位置誤差演算器11，係根據與第1控制位置誤差取得器31對應的模型，演算第1模型位置誤差。第1模型位置誤差演算器11，係藉由從外部位置指令，減法運算掉從第1模型位置加法運算器20輸出的第1模型位置的方式，演算第1模型位置誤差。

第1模型位置控制器12，係根據與第1位置控制器35對應的模型，演算第1模型速度。第1模型位置控制器12，係根據第1模型位置誤差，演算第1模型 速度。

第1模型速度演算器13，係根據與第1檢測速度取得器36對應的模型，演算第1模型檢測速度。第1模型速度演算器13，係根據第1模型位置，演算第1模型檢測速度。第1模型檢測速度，係作為第1模型速度指令，輸出到第1回饋控制系統30。

第1模型速度誤差演算器14，係根據與第1控制速度誤差取得器37對應的模型，演算第1模型速度誤差。第1模型速度誤差演算器14，係藉由從第1模型速度減法運算掉第1模型檢測速度的方式，演算第1模型速度誤差。

第1模型速度控制器15，係根據與第1速度控制器38對應的模型，演算第1模型力矩。第1模型速度控制器15，係根據第1模型速度誤差，演算第1模型力矩。

第1模型力矩誤差演算器16，係藉由從第1模型力矩，減法運算掉利用第1狀態反饋量演算器21演算出的總計反饋量的方式，演算狀態回饋補償後的第1模型力矩。狀態回饋補償後的第1模型力矩，係作為第1模型力矩指令，輸出到第1回饋控制系統30。

第1模型力矩指令低通濾波器17，係根據與第1力矩指令低通濾波器40對應的模型，實施過濾演算。第1模型力矩指令低通濾波器17，係對狀態回饋補償後的第1模型力矩，做低通濾波處理。

第1可動部模型18，係根據與從第1馬達2到床臺4為止的機械系統的動作對應之可動部的模型，演算可動部模型的位置。在此，作為與包含從第1馬達2、及第1滾珠螺桿5到床臺4為止的機械系統對應之可動部模型，使用在這些之間難以產生偏差的剛體模型。第1可動部模型18，係根據狀態回饋補償處理及低通濾波處理後的第1模型力矩，演算第1可動部模型18的位置。

第1機臺模型19，係根據與安裝有第1馬達2或床臺4之機臺的動作對應之機臺模型，演算機臺模型的位置。機臺利用例如校平螺栓(leveling bolt)，被載置在地板。在高速移動床臺4的情況下，是有機臺振動的情況。該情況下，是有在機臺上之床臺4的相對的位置從機臺不振動的情況下的位置偏離的情形。機臺模型，例如，可以藉由模擬該機臺振動而取得。第1機臺模型19，係根據狀態回饋補償處理及低通濾波處理後的第1模型力矩，演算第1機臺模型19的位置。

第1模型位置加法運算器20，係藉由對第1可動部模型18的位置、與第1機臺模型19的位置做加法運算的方式，演算第1模型位置。藉由第1模型位置加法運算器20演算出的第1模型位置，係作為第1模型位置指令，輸出到第1回饋控制系統30。

第1機臺反饋量演算器22，係演算有關振動的位置的反饋量(第1機臺反饋量)。具體方面，例如，作為第1機臺反饋量，演算：在第1機臺模型19的位 置，藉由對把機臺位置回饋增益K_PB、機臺速度回饋增益K_VBS、及機臺加速度回饋增益K_ABS²予以加法運算後的合算增益(K_PB+K_VBS+K_ABS²)做乘法運算的方式所得的值。在此，S表示微分運算子。

第1過濾器反饋量演算器23，係演算第1模型力矩指令低通濾波器17之有關過濾處理的反饋量。具體方面，第1過濾器反饋量演算器23，係例如作為過濾處理反饋量，演算藉由把過濾處理回饋增益K_LP乘法運算到狀態回饋補償處理及低通濾波處理後的第1模型力矩的方式所得的值。

第1總計反饋量演算器24，係對用第1狀態反饋量演算器21演算出的各種反饋量做加法運算。在此，第1總計反饋量演算器24，係藉由對第1機臺反饋量與過濾處理反饋量做加法運算的方式，演算總計反饋量。演算過的總計反饋量，輸出到第1模型力矩誤差演算器16。

這類的與第1回饋控制系統30對應的回饋控制，第1模型控制系統10，產生抑制機臺與床臺4之間的振動之第1模型位置指令、第1模型速度指令及第1模型力矩指令。

而且，於第1模型控制系統10的各要件，也可以設定控制參數，使得對床臺4的控制為期望的定位控制。例如，算出及設定參數，使得對第1模型控制系統10的狀態方程式之特性方程式具有5重根。

經由設定具有5重根的參數的方式，第1模型控制系統10可以產生難以產生在床臺4與機臺之間的振動的模型指令。接著，藉由利用在床臺4與機臺之間難以產生振動之來自第1模型控制系統10的模型指令，來驅動第1回饋控制系統30的方式，利用第1回饋控制系統30而實際被驅動的床臺4也難以產生振動。

而且，經由提高第1模型控制系統10及第1回饋控制系統30的增益，使得第1回饋控制系統30的安定性在可以容許的範圍內的方式，實際上，可以一邊抑制在床臺4與機臺之間產生的振動，一邊高速驅動床臺4。

第2回饋控制系統70，具有：第2控制位置誤差取得器71、第2位置控制器75、第2檢測速度取得器76、第2控制速度誤差取得器77、第2速度控制器78、第2控制力矩取得器79、第2力矩指令低通濾波器80、及第2力矩控制器81。接著，第2控制位置誤差取得器71、第2位置控制器75、第2控制速度誤差取得器77、第2速度控制器78、第2控制力矩取得器79、第2力矩指令低通濾波器80、第2力矩控制器81、第2馬達3、及第2感測器82，被包含在實際控制第2馬達3之回饋迴路。

這些第2回饋控制系統70的各構成要件，是與第1回饋控制系統30中具有相異的編號(元件符號)略同名的構成要件相同，省略其詳細的說明。但是，第2位置控制器75，係根據藉由第2控制位置誤差取得器71 取得的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。亦即，第2回饋控制系統70，係與第1回饋控制系統30相異，根據尚未進行同步補償處理的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。

第2模型控制系統50，為了演算第2回饋控制系統70的動作，具有：第2模型位置誤差演算器51、第2模型位置控制器52、第2模型速度演算器53、第2模型速度誤差演算器54、第2模型速度控制器55、第2模型力矩誤差演算器56、第2模型力矩指令低通濾波器57、第2可動部模型58、第2機臺模型59、第2模型位置加法運算器60、及第2狀態反饋量演算器61。

第2狀態反饋量演算器61，具有：第2機臺反饋量演算器62、第2過濾器反饋量演算器63、及第2總計反饋量演算器64。經此，第2狀態反饋量演算器61，演算用於在起因於機臺振動，在機臺上床臺4振動的情況下，抑制對機臺之床臺4的振動的總計反饋量。

第2模型位置誤差演算器51、第2模型位置控制器52、第2模型速度誤差演算器54、第2模型速度控制器55、第2模型力矩誤差演算器56、第2模型力矩指令低通濾波器57、第2可動部模型58及第2機臺模型59、及第2模型位置加法運算器60，被包含在第2模型控制系統50的主回饋迴路。該第2模型控制系統50的主回饋迴路，與第2回饋控制系統70的回饋迴路對應。

這些第2模型控制系統50的各構成要件，是 與第1模型控制系統10中具有相異的編號(元件符號)略同名的構成要件相同，省略其詳細的說明。於第2模型控制系統50的各部的參數，被設定成與第1模型控制系統10相同的值。

在以下的說明，作為第2回饋控制系統70及第2模型控制系統50中的各種的訊號的名稱，是使用對應的第1回饋控制系統30及第1模型控制系統10中的各種的訊號的名稱，並把這些“第1”變更成“第2”。

尚且，上述各種的訊號，係包含例如第1模型指令、第1模型位置指令、第1模型速度指令、及第1模型力矩指令。更進一步，上述各種的訊號，也包含分別對應到例如第1檢測位置、第1控制位置誤差、第1同步位置誤差、第1位置同步誤差補償量、同步補償處理後的第1控制位置誤差、第1控制速度、第1檢測速度、第1控制速度誤差、第1控制力矩、第1總計控制力矩、低通濾波處理過的第1總計控制力矩、第1模型位置誤差、第1模型速度、第1模型檢測速度、第1模型速度誤差、第1模型力矩、狀態回饋補償後的第1模型力矩、沒有做狀態回饋補償處理及低通濾波處理的第1模型力矩、第1模型位置、及第1機臺反饋量的訊號。

如此，在軸1的控制系統與軸2的控制系統，使用相同的值的參數。經此，作為來自第1模型控制系統10及第2模型控制系統50的指令，相同的值同時輸出到各軸。經此，於各軸，同時施加力矩。

尚且，在圖1表示的馬達控制裝置1，第1感測器42是可以與第1馬達2構成為一體。接著，第1馬達2及第1感測器42以外的第1回饋控制系統30的構成要件及第1模型控制系統10，係可以實現作為用第1纜線與第1馬達2及第1感測器42連接之第1馬達控制裝置中的第1電腦裝置。該情況下，第1回饋控制系統30的各構成要件，係經由演算處理，實行各個的處理(亦即，例如，第1電腦裝置實行這些演算處理)。這些演算處理，係可以與第1模型控制系統10的各部的演算處理適宜對應。

同樣，第2感測器82，是可以與第2馬達3構成為一體。接著，第2馬達3及第2感測器82以外的第2回饋控制系統70的構成要件及第2模型控制系統50，係可以實現作為用第2纜線與第2馬達3及第2感測器82連接之第2馬達控制裝置中的第2電腦裝置。該情況下，第2回饋控制系統70的各構成要件，係經由演算處理，實行各個的處理(亦即，例如，第2電腦裝置實行這些演算處理)。這些演算處理，係可以與第2模型控制系統50的各部的演算處理適宜對應。

而且，如此，在使用第1馬達控制裝置與第2馬達控制裝置的情況下，第1馬達控制裝置與第2馬達控制裝置，用例如通訊纜線來連結。從第2馬達控制裝置到第1馬達控制裝置，發送第2控制位置誤差。

也於其他，例如，第1電腦裝置及第2電腦 裝置也可以設在單一的馬達控制裝置內。而且，第1馬達2、第1感測器42、第2馬達3及第2感測器82以外之圖1中的構成要件，也可以實現作為單一的馬達控制裝置中單一的電腦裝置。該情況下，第2控制位置誤差可以經由例如程式間通訊來發送。

而且，第1模型控制系統10與第2模型控制系統50，也可以被包含在1個模型控制系統。也可以從該1個模型控制系統，朝第1回饋控制系統30及第2回饋控制系統70，供給共通的模型指令。

接著，說明有關圖1表示的馬達控制裝置1的動作。

為了控制床臺4的位置，於第1模型控制系統10及第2模型控制系統50，從上位的控制器，同時供給共通的外部位置指令。

被供給了外部位置指令的第1模型控制系統10，係藉由從外部位置指令，減法運算掉第1模型位置的方式，演算第1模型位置誤差。更進一步，第1模型控制系統10根據第1模型位置誤差，演算第1模型速度。而且，第1模型控制系統10，係根據第1模型位置，演算第1模型檢測速度。第1模型控制系統10，係藉由從第1模型速度減法運算掉第1模型檢測速度的方式，演算第1模型速度誤差。第1模型控制系統10，係根據第1模型速度誤差，演算第1模型力矩。第1模型控制系統10，係藉由從第1模型力矩，減法運算掉總計反饋量的方式， 演算狀態回饋補償後的第1模型力矩。第1模型控制系統10，係對狀態回饋補償後的第1模型力矩做低通濾波處理。

第1模型控制系統10，係藉由根據狀態回饋補償處理及低通濾波處理後的第1模型力矩演算第1可動部模型18的位置與第1機臺模型19的位置，並把這些做加法運算方式，演算第1模型位置。

第1模型控制系統10，係藉由演算有關振動的位置的反饋量、與有關過濾處理的反饋量，並總計這些的方式，演算總計反饋量。經由該一連串的演算處理，第1模型控制系統10，係產生作為第1模型指令的第1模型位置指令、第1模型速度指令、及第1模型力矩指令，輸出到第1回饋控制系統30。

被供給了第1模型指令的第1回饋控制系統30，取得表示第1模型位置指令與從第1感測器42得到的第1檢測位置的位置誤差之第1控制位置誤差。而且，第1回饋控制系統30，取得表示本身的第1控制位置誤差、與經由第2控制位置誤差取得器71取得的第2控制位置誤差的差分(位置誤差的差分；同步誤差)之第1同步位置誤差。更進一步，第1回饋控制系統30，係根據第1同步位置誤差，取得第1位置同步誤差補償量。

第1回饋控制系統30，係根據第1控制位置誤差與第1位置同步誤差補償量，取得同步補償處理後的第1控制位置誤差。更進一步，第1回饋控制系統30， 係根據同步補償處理後的第1控制位置誤差，取得第1控制速度。

第1回饋控制系統30，係根據第1控制速度、第1檢測速度、及第1模型速度指令，取得第1控制速度誤差。第1回饋控制系統30，係根據第1控制速度誤差，取得第1控制力矩。

第1回饋控制系統30，係根據第1控制力矩及第1模型力矩指令，取得第1總計控制力矩。第1回饋控制系統30，係對第1總計控制力矩進行低通濾波處理。

第1回饋控制系統30的第1力矩控制器41，係根據低通濾波處理後的第1總計控制力矩，控制第1馬達2。第1感測器42檢測第1馬達2的旋轉位置。第1檢測速度取得器36，係根據第1感測器42檢測到的旋轉位置，取得第1檢測速度。

於第2模型控制系統50，供給外部位置指令到第1模型控制系統10的同時，供給同樣的外部位置指令。第2模型控制系統50實行上述與第1模型控制系統10相同的回饋控制。

從第2模型控制系統50供給第2模型指令的第2回饋控制系統70，也實行與上述第1回饋控制系統30相同的回饋控制。但是，第2回饋控制系統70，不具備與第1回饋控制系統30的第1同步位置誤差取得器32、第1位置同步補償器33、及第1同步補償位置誤差 取得器34對應的構成要件。為此，第2位置控制器75，係從第2控制位置誤差取得器71取得的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。亦即，第2位置控制器75，係根據尚未做同步補償處理的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。

在本實施方式，2個回饋控制系統之每一個，係根據不是外部位置指令而是模型指令，回饋控制各個馬達。而且，從外部位置指令產生模型指令之2個模型控制系統，係包含：與用2個馬達驅動的可動部的動作對應之可動部模型、及與安裝有馬達及可動部的機臺的動作對應之機臺模型。更進一步、2個模型控制系統，係藉由回饋機臺模型的狀態的方式，抑制起因於機臺振動之在機臺與床臺4之間的振動。經此，2個模型控制系統，係抑制機臺與床臺4之相對振動，使機臺及/或是床臺4安定化。

經此，2個回饋控制系統係相互地獨立實行機臺與床臺4的相對振動難以產生之追蹤跟從到模型之安定的回饋控制。其結果，可以把2個馬達控制成同樣追蹤跟從到外部位置指令。

2個回饋控制系統，係根據同時被輸入之共通的外部位置指令，可以把2個馬達控制成相互地同步。2個回饋控制系統，係即便在安裝有床臺4的機臺振動的情況下，也可以一邊抑制床臺4的振動，一邊使2個馬達相互地同步。

而且，在本實施方式，第1回饋控制系統 30，係利用本身的控制誤差(例如控制位置誤差)與第2回饋控制系統70的控制誤差(例如控制位置誤差)的差分，補償本身的控制誤差。第1回饋控制系統30，係一邊使2個馬達相互地同步，一邊實行本身的回饋控制，使得難以產生與第2回饋控制系統70的控制誤差相對之本身的控制誤差的偏差。亦即，利用相互地獨立的回饋控制系統，也可以一邊相互地獨立控制2個馬達，一邊補償在第1回饋控制系統30與第2回饋控制系統70之間產生的控制誤差的偏差。亦即，在2個回饋控制系統中，可以補償在這2個回饋控制系統之間產生之控制誤差的偏差。

如此，在本實施方式，使用共通的外部位置指令，且使用回饋狀態使得以抑制在機臺與床臺4之間的振動之相同模型，進行共同使1個可動部可動之2個馬達的模型追蹤跟從控制。經此，可以把給到2個回饋控制系統的力矩指令，在全軸做成相同。經此，即便在產生機臺振動的情況下，也可以抑制在機臺與床臺4之間的振動。因此，可以實行在2個回饋控制系統的控制誤差之間難以發生偏差的控制。

尚且，因為其他的原因，在2個回饋控制系統之間，產生微小的控制誤差的偏差。在本實施方式，在2個回饋控制系統之間補償該偏差。藉此，2個馬達的控制系統，係實行雙重化難以發生起因於振動的同步偏差的控制與抑制同步偏差的控制之控制。經此，可以提高在用2個馬達控制1個可動部的情況下的2個馬達的同步精 度。其結果，在本實施方式，即便是用2個馬達驅動1個可動部的機械中，發生機臺振動的情況，也可以抑制該機臺與床臺4之間的振動。經此，可以提高2個馬達之對指令的追蹤跟從性。更進一步，可以確保2個馬達之間的同步精度。其結果，可以實現高速且高精度的定位。

尚且，在上述實施方式所示之例中，為了用2個馬達驅動可動部，使用2組模型控制系統及回饋控制系統。而且，在該例中，同步位置誤差取得器、位置同步補償器、及同步補償位置誤差取得器，被適用在第1個的回饋控制系統。其他，同步位置誤差取得器、位置同步補償器、及同步補償位置誤差取得器，也可以被適用在第2個的回饋控制系統。

也更進一步，也可以用3個以上的馬達驅動可動部。該情況下，基本上，也可以是置與馬達同數目組的模型控制系統及回饋控制系統。

而且，也可以使用N(N為2以上的自然數)個馬達驅動可動部。該情況下，同步位置誤差取得器、位置同步補償器、及同步補償位置誤差取得器，也可以設在(N-1)個回饋控制系統。該(N-1)個回饋控制系統中的(N-1)個同步位置誤差取得器，係可以根據例如這些個別的控制位置誤差、及殘留的1個回饋控制系統的控制位置誤差，取得同步位置誤差。尚且，第1狀態反饋量演算器21，也可以演算用於在起因於機臺振動，在機臺上床臺4振動的情況下，抑制對機臺之床臺4的振動的總計反 饋量。

於在第2回饋控制系統70及第2模型控制系統50下的各種的訊號名稱，也可以把在所對應的第1回饋控制系統30及第1模型控制系統10下的各種的訊號名稱的編號，從第1變更成第2來使用。經由在軸1的控制系統與在軸2的控制系統使用相同的值的參數的方式，來自第1模型控制系統10及第2模型控制系統50的指令也可以同時用相同的值輸出到各軸。經此，軸間的力矩施加變成同時。

〔第2實施方式〕

圖2為有關本發明的第2實施方式之馬達控制裝置1的方塊圖。圖2表示的馬達控制裝置1，與圖1表示者相比，第2回饋控制系統70，係在具有第2同步位置誤差取得器72、第2位置同步補償器73、及第2同步補償位置誤差取得器74這一點是相異的。

第2同步位置誤差取得器72、第2位置同步補償器73、及第2同步補償位置誤差取得器74，係與第1同步位置誤差取得器32、第1位置同步補償器33、及第1同步補償位置誤差取得器34對應。

第2同步位置誤差取得器72，係根據藉由第2控制位置誤差取得器71取得的第2控制位置誤差與利用第1控制位置誤差取得器31取得的第1控制位置誤差，取得表示這些控制位置誤差的差分(同步誤差)之第 2同步位置誤差。第2同步位置誤差也可以藉由，例如從藉由第2控制位置誤差取得器71所取得的第2控制位置誤差減法運算掉其他之第1控制位置誤差的方式，來演算。該情況下，得到與第1回饋控制系統30相對之第2回饋控制系統70的同步誤差。

第2位置同步補償器73根據第2同步位置誤差，取得第2位置同步誤差補償量。在本實施方式，相互補償第1回饋控制系統30與第2回饋控制系統70之間的控制位置誤差的偏差。為此，作為第1位置同步補償器33及第2位置同步補償器73，也可以使用比例控制器。

第2同步補償位置誤差取得器74，係根據在第2回饋控制系統70的控制位置誤差也就是第2控制位置誤差、與2個回饋控制系統間的同步位置誤差也就是第2位置同步誤差補償量，取得同步補償處理後的第2控制位置誤差。同步補償處理後的第2控制位置誤差，可以是例如第2控制位置誤差與第2位置同步誤差補償量的加法運算值(總計值)。

第2位置控制器75，係根據同步補償處理後的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。第2位置控制器75取得與在第2回饋控制系統70的控制位置誤差、和把第1回饋控制系統30作為基準之第2回饋控制系統70的同步位置誤差相對應之第2控制速度。比起第1回饋控制系統30的控制位置，第2回饋控制系統70的控制位置延遲的話，第2控制速度變大。

這些以外之圖2表示的馬達控制裝置1的構成及動作，是與圖1表示者同樣，省略說明。

接著，在本實施方式，第1回饋控制系統30及第2回饋控制系統70可以相互補償2軸間的位置誤差(例如，控制位置誤差的偏差)。其結果，即便不提高各個的回饋控制系統的控制響應，也是可以縮小軸間的位置誤差、及提高同步精度。比第1實施方式可以更進一步期待高的同步精度。

為此，例如，經由使第1回饋控制系統30及第2回饋控制系統70追蹤跟從到相同的振動模型的方式，可以難以發生同步誤差，及可以比第1實施方式更有效果抑制因為其他的原因所發生之軸間的同步誤差。

如此，在本實施方式，在藉由複數個(在此為2個)的馬達驅動1個可動部的機械中，使用相同模型，構成各個的模型控制系統。更進一步，實際的回饋控制系統實行追蹤跟從到該模型的控制。經此，即便是產生機臺振動的情況，也可以抑制在該機臺與床臺4之間的振動。因此，可以確保2個馬達之間的同步精度。其結果，可以實現高速且高精度的定位。

〔第3實施方式〕

圖3為有關本發明的第3實施方式之馬達控制裝置1的方塊圖。圖3表示的馬達控制裝置1，具有：第1模型控制系統10、第1回饋控制系統30、第2模型控制系統 50、及第2回饋控制系統70。在圖3表示的馬達控制裝置1，係與圖1表示的馬達控制裝置1同樣，第1馬達2與第2馬達3之2個馬達共同驅動1個可動部。經此，馬達控制裝置1可以高速且高精度地決定可動部的位置。

以下，以與圖1表示的馬達控制裝置1的相異點為中心進行說明。而且，有關與圖1表示的馬達控制裝置1同樣的構成要件，係賦予與圖1同樣的元件符號，省略該說明。

第1回饋控制系統30，具有：第1控制位置誤差取得器31、第1同步位置誤差取得器32、第1位置同步補償器33、第1同步補償位置誤差取得器34、第1位置控制器35、第1檢測速度取得器36、第1控制速度誤差取得器37、第1速度控制器38、第1控制力矩取得器39、及第1力矩控制器41。

第1控制位置誤差取得器31、第1同步補償位置誤差取得器34、第1位置控制器35、第1控制速度誤差取得器37、第1速度控制器38、第1控制力矩取得器39、第1力矩控制器41、第1馬達2、及第1感測器42，被包含在實際控制第1馬達2的回饋迴路。第1力矩控制器41，係根據從第1控制力矩取得器39輸出的第1總計控制力矩，控制第1馬達2。

第1模型控制系統10，係輸入外部位置指令，使用對應到第1回饋控制系統30的模型，演算第1回饋控制系統30之假想的動作。第1模型控制系統10， 產生給第1回饋控制系統30的第1模型指令。

本實施方式的第1模型控制系統10，為了演算第1回饋控制系統30的動作，具有：第1模型位置誤差演算器11、第1模型位置控制器12、第1前段狀態補償模型速度誤差演算器91、第1後段狀態補償模型速度誤差演算器92、第1模型速度控制器15、第1前段狀態補償模型力矩誤差演算器93、第1後段狀態補償模型力矩誤差演算器94、第1二慣性模型95、第1力矩反饋量演算器106、及第1速度反饋量演算器107。

第1模型位置誤差演算器11、第1模型位置控制器12、第1前段狀態補償模型速度誤差演算器91、第1後段狀態補償模型速度誤差演算器92、第1模型速度控制器15、第1前段狀態補償模型力矩誤差演算器93、第1後段狀態補償模型力矩誤差演算器94、及第1二慣性模型95，被包含在第1模型控制系統10的主回饋迴路。該第1模型控制系統10的主回饋迴路，與第1回饋控制系統30的回饋迴路對應。

第1二慣性模型95，係作為從第1馬達2到床臺4為止的機械系統的動作，演算床臺4振動的動作。在二慣性模型，用相當於第1馬達2側之馬達側模型、與相當於床臺4側的負載側模型之2個模型表示機械系統。在二慣性模型，考慮在馬達側模型與負載側模型之間的扭轉振動成分。

本實施方式的第1二慣性模型95，具有：第 1馬達側模型96、第1前段馬達側積分器97、第1後段馬達側積分器98、第1扭轉力矩演算器99、第1負載側模型100、第1前段負載側積分器101、第1後段負載側積分器102、第1模型內加速度誤差演算器103、第1模型內速度誤差演算器104、及第1模型內位置誤差演算器105。

第1馬達側模型96，係藉由對在被輸入到第1二慣性模型95之後述的狀態補償後的第1模型力矩考慮了馬達側慣性(inertia)之1/JM的增益做乘法運算的方式，演算第1馬達側模型加速度。

第1前段馬達側積分器97，係藉由積分第1馬達側模型加速度的方式，演算第1馬達側模型速度。第1馬達側模型速度可以使用作為藉由第1二慣性模型95取得的模型速度。第1馬達側模型速度，係作為第1模型速度指令被輸出。

第1後段馬達側積分器98，係藉由積分第1馬達側模型速度的方式，演算第1馬達側模型位置。第1馬達側模型位置可以使用作為藉由第1二慣性模型95取得的模型位置。第1馬達側模型位置，係作為第1模型位置指令被輸出。

第1負載側模型100，係藉由對在藉由第1扭轉力矩演算器99而演算的第1扭轉力矩考慮了負載側慣性之1/JL的增益做乘法運算的方式，演算第1負載側模型加速度。

第1前段負載側積分器101，係藉由積分第1負載側模型加速度的方式，演算第1負載側模型速度。第1後段負載側積分器102，係藉由積分第1負載側模型速度的方式，演算第1負載側模型位置。第1模型內加速度誤差演算器103，係藉由從第1馬達側模型加速度減法運算掉第1負載側模型加速度的方式，演算第1模型內加速度誤差。

第1模型內速度誤差演算器104，係藉由從第1馬達側模型速度減法運算掉第1負載側模型速度的方式，演算第1模型內速度誤差。第1模型內位置誤差演算器105，係藉由從第1馬達側模型位置減法運算掉第1負載側模型位置的方式，演算第1模型內位置誤差。第1扭轉力矩演算器99，係藉由把與扭轉剛性對應的增益KB乘法運算到第1模型內位置誤差的方式，取得第1扭轉力矩。

利用這類的振動模型，根據二慣性模型，可以演算在馬達側模型與負載側模型之間產生的扭轉振動之動作。

第1力矩反饋量演算器106及第1速度反饋量演算器107，係演算二慣性模型之狀態的回饋量也就是反饋量。第1力矩反饋量演算器106，係藉由把反饋增益KAB乘法運算到第1模型內加速度誤差的方式，演算第1力矩反饋量。第1速度反饋量演算器107，係藉由把反饋增益KVB乘法運算到第1模型內速度誤差的方式，演算 第1速度反饋量。

第1前段狀態補償模型速度誤差演算器91，係從藉由第1模型位置控制器12而演算出的第1模型速度，減法運算掉第1速度反饋量。第1後段狀態補償模型速度誤差演算器92，係從第1前段狀態補償模型速度誤差演算器91的演算結果，減法運算掉第1馬達側模型速度。經此，從第1模型速度與第1馬達側模型速度的誤差(第1模型速度誤差)，被減法運算掉用第1二慣性模型95演算出有關速度之狀態反饋量。經此，得到補償過的狀態補償後的第1模型速度誤差。第1模型速度控制器15，係從狀態補償後的第1模型速度誤差，演算第1模型力矩。

第1前段狀態補償模型力矩誤差演算器93，係從第1模型力矩減法運算掉第1力矩反饋量。第1後段狀態補償模型力矩誤差演算器94，係從第1前段狀態補償模型力矩誤差演算器93的演算結果，減法運算掉第1扭轉力矩。經此，從第1模型力矩與第1扭轉力矩的誤差(第1模型力矩誤差)，被減法運算掉用第1二慣性模型95演算出有關加速度之狀態反饋量。經此，得到補償過的狀態補償後的第1模型力矩誤差。該狀態補償後的第1模型力矩誤差，被輸出到第1二慣性模型95的第1馬達側模型96。而且，狀態補償後的第1模型力矩誤差，乃是給到第1二慣性模型95之模型力矩，作為第1模型力矩指令被輸出。

利用這類的與第1回饋控制系統30對應的回饋控制，第1模型控制系統10，產生第1模型位置指令、第1模型速度指令及第1模型力矩指令。

而且，於第1模型控制系統10的各要件，也可以設定用於對床臺4之期望的定位控制的控制參數。在本實施方式，使用二慣性系的機械模型，進行在馬達側模型與負載側模型之間的加速度差(模型內加速度誤差)及速度差(模型內速度誤差)的狀態回饋。該情況下，以適用現代控制理論的方式，可以算出床臺4難以振動之安定的參數。經由算出及設定參數，使得對模型控制系統的狀態方程式之特性方程式具有4重根的方式，床臺4安定且難以振動。

第2回饋控制系統70，具有：第2控制位置誤差取得器71、第2位置控制器75、第2檢測速度取得器76、第2控制速度誤差取得器77、第2速度控制器78、第2控制力矩取得器79、第2力矩控制器81。接著，第2控制位置誤差取得器71、第2位置控制器75、第2檢測速度取得器76、第2控制速度誤差取得器77、第2速度控制器78、第2控制力矩取得器79、第2力矩控制器81、第2馬達3、及第2感測器82，被包含在實際控制第2馬達3之回饋迴路。

這些第2回饋控制系統70的各構成要件，是與第1回饋控制系統30中具有相異的編號(元件符號)略同名的構成要件相同，省略其詳細的說明。但是，第2 位置控制器75，係根據藉由第2控制位置誤差取得器71取得的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。亦即，第2回饋控制系統70，係與第1回饋控制系統30相異，根據尚未進行同步補償處理的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。

第2模型控制系統50，為了演算第2回饋控制系統70的動作，具有：第2模型位置誤差演算器51、第2模型位置控制器52、第2前段狀態補償模型速度誤差演算器111、第2後段狀態補償模型速度誤差演算器112、第2模型速度控制器55、第2前段狀態補償模型力矩誤差演算器113、第2後段狀態補償模型力矩誤差演算器114、第2二慣性模型115、第2力矩反饋量演算器126、及第2速度反饋量演算器127。

第2二慣性模型115，具有：第2馬達側模型116、第2前段馬達側積分器117、第2後段馬達側積分器118、第2扭轉力矩演算器119、第2負載側模型120、第2前段負載側積分器121、第2後段負載側積分器122、第2模型內加速度誤差演算器123、第2模型內速度誤差演算器124、及第2模型內位置誤差演算器125。接著，第2模型位置誤差演算器51、第2模型位置控制器52、第2前段狀態補償模型速度誤差演算器111、第2後段狀態補償模型速度誤差演算器112、第2模型速度控制器55、第2前段狀態補償模型力矩誤差演算器113、第2後段狀態補償模型力矩誤差演算器114、及第2 二慣性模型115，被包含在第2模型控制系統50的主回饋迴路。該第2模型控制系統50的主回饋迴路，與第2回饋控制系統70的回饋迴路對應。

這些第2模型控制系統50的各構成要件，是與第1模型控制系統10中具有相異的編號(元件符號)略同名的構成要件相同，省略其詳細的說明。於第2模型控制系統50的各部的參數，被設定成與第1模型控制系統10相同的值。

在以下的說明，第2回饋控制系統70及第2模型控制系統50中各種的訊號名稱，是使用對應的第1回饋控制系統30及第1模型控制系統10中的各種的訊號的名稱，並把這些的“第1”變更成“第2”。

尚且，上述各種的訊號，係包含例如第1模型指令、第1模型位置指令、第1模型速度指令、及第1模型力矩指令。

更進一步，上述各種的訊號，也包含分別對應到第1馬達側模型加速度、第1馬達側模型速度、第1馬達側模型位置、第1負載側模型加速度、第1負載側模型位置、第1模型內加速度誤差、第1模型內速度誤差、第1扭轉力矩、第1力矩反饋量、及第1模型力矩誤差的訊號。

更進一步，上述各種的訊號，也包含分別對應到第1檢測位置、第1控制位置誤差、第1同步位置誤差、第1位置同步誤差補償量、同步補償處理後的第1控 制位置誤差、第1控制速度、第1檢測速度、第1控制速度誤差、第1控制力矩、第1總計控制力矩、低通濾波處理過的第1總計控制力矩、第1模型位置誤差、第1模型速度、第1模型檢測速度、第1模型速度誤差、第1模型力矩、狀態回饋補償後的第1模型力矩、沒有做狀態回饋補償處理及低通濾波處理的第1模型力矩、第1模型位置、及第1機臺反饋量的訊號。

如此，在軸1的控制系統與軸2的控制系統，使用相同的值的參數。經此，作為來自第1模型控制系統10及第2模型控制系統50的指令，相同的值同時輸出到各軸。經此，於各軸，同時施加力矩。

接著，說明有關圖3表示的馬達控制裝置1的動作。

為了控制床臺4的位置，於第1模型控制系統10及第2模型控制系統50，從上位的控制器，同時供給共通的外部位置指令。

被供給了外部位置指令的第1模型控制系統10，係藉由從外部位置指令，減法運算掉第1模型位置的方式，演算第1模型位置誤差。更進一步，第1模型控制系統10根據第1模型位置誤差，演算第1模型速度。而且，第1模型控制系統10，係從第1模型速度，減法運算掉第1速度反饋量。更進一步，第1模型控制系統10，係藉由從該演算結果減法運算掉第1馬達側模型速度的方式，演算狀態補償後的第1模型速度誤差。而且，第 1模型控制系統10，係根據狀態補償後的第1模型速度誤差，演算第1模型力矩。第1模型控制系統10，係藉由從第1模型力矩減法運算掉第1力矩反饋量及第1扭轉力矩的方式，演算狀態補償後的第1模型力矩誤差。

在第1二慣性模型95，首先，根據狀態補償後的第1模型力矩誤差演算第1馬達側模型加速度，更進一步演算第1馬達側模型速度及第1馬達側模型位置。而且，根據第1扭轉力矩演算第1負載側模型加速度，更進一步，演算第1負載側模型速度及第1負載側模型位置。而且，演算馬達側與負載側的差分也就是第1模型內加速度誤差、第1模型內速度誤差及第1模型內位置誤差。而且，演算第1扭轉力矩、第1力矩反饋量、及第1速度反饋量。

經由該一連串的演算處理，第1模型控制系統10，係產生作為第1模型指令的第1模型位置指令、第1模型速度指令、及第1模型力矩指令，輸出到第1回饋控制系統30。

被供給了第1模型指令的第1回饋控制系統30，取得表示第1模型位置指令與從第1感測器42得到的第1檢測位置的位置誤差之第1控制位置誤差。而且，第1回饋控制系統30，取得表示本身的第1控制位置誤差、與經由第2控制位置誤差取得器71取得的第2控制位置誤差的差分(位置誤差的差分；同步誤差)之第1同步位置誤差。更進一步，第1回饋控制系統30，係根據 第1同步位置誤差，取得第1位置同步誤差補償量。

第1回饋控制系統30，係根據第1控制位置誤差與第1位置同步誤差補償量，取得同步補償處理後的第1控制位置誤差。更進一步，第1回饋控制系統30，係根據同步補償處理後的第1控制位置誤差，取得第1控制速度。

第1回饋控制系統30，係根據第1控制速度、第1檢測速度、及第1模型速度指令，取得第1控制速度誤差。第1回饋控制系統30，係根據第1控制速度誤差，取得第1控制力矩。

第1回饋控制系統30，係根據第1控制力矩及第1模型力矩指令，取得第1總計控制力矩。

第1回饋控制系統30的第1力矩控制器41，係根據第1總計控制力矩，控制第1馬達2。第1感測器42檢測第1馬達2的旋轉位置。第1檢測速度取得器36，係根據第1感測器42檢測到的旋轉位置，取得第1檢測速度。

於第2模型控制系統50，供給外部位置指令到第1模型控制系統10的同時，供給同樣的外部位置指令。第2模型控制系統50實行上述與第1模型控制系統10相同的回饋控制。

從第2模型控制系統50供給第2模型指令的第2回饋控制系統70，也實行與上述第1回饋控制系統30相同的回饋控制。

在本實施方式，2個回饋控制系統之每一個，係根據不是外部位置指令而是模型指令，回饋控制各個馬達。而且，從外部位置指令產生模型指令之2個模型控制系統，係包含與用2個馬達驅動可動部之際之從馬達到可動部為止的機械系統的動作對應之二慣性模型。更進一步，2個模型控制系統，係藉由回饋二慣性模型的狀態的方式，抑制起因於從馬達到可動部為止的機械系統的振動之床臺4的振動。經此，2個模型控制系統抑制床臺4的振動，使床臺4安定化。

經此，2個回饋控制系統，係相互地獨立實行難以產生床臺4的振動之追蹤跟從到模型之安定的回饋控制。其結果，可以把2個馬達控制成對外部位置指令進行同樣地追蹤跟從。

2個回饋控制系統，係根據同時被輸入之共通的外部位置指令，可以把2個馬達控制成相互地同步。2個回饋控制系統，係即便在從馬達到可動部為止的機械系統產生振動的情況下，可以一邊抑制床臺4的振動，一邊使2個馬達相互地同步。

而且，在本實施方式，第1回饋控制系統30，係利用本身的控制誤差(例如控制位置誤差)與第2回饋控制系統70的控制誤差(例如控制位置誤差)的差分，補償本身的控制誤差。第1回饋控制系統30，係一邊使2個馬達相互地同步，一邊實行本身的回饋控制，使得難以產生與第2回饋控制系統70的控制誤差相對之本 身的控制誤差的偏差。亦即，利用相互地獨立的回饋控制系統，也可以一邊相互地獨立控制2個馬達，一邊補償在第1回饋控制系統30與第2回饋控制系統70之間產生的控制誤差的偏差。亦即，可以在2個回饋控制系統之間補償在這2個回饋控制系統之間產生之控制誤差的偏差。

如此，在本實施方式，使用共通的外部位置指令，且使用回饋狀態使得以補償從馬達到床臺4為止的機械系統的振動之相同的二慣性模型，進行共同使1個可動部可動之2個馬達的模型追蹤跟從控制。經此，可以把給到2個回饋控制系統的力矩指令，在全軸做成相同。經此，即便在從馬達到床臺4為止的機械系統產生振動的情況下，也可以抑制床臺4的振動。因此，可以實行在2個回饋控制系統的控制誤差之間難以發生偏差的控制。

尚且，因為其他的原因，在2個回饋控制系統之間，產生微小的控制誤差的偏差。在本實施方式，在2個回饋控制系統之間補償該偏差。藉此，2個馬達的控制系統，係經由雙重化難以發生起因於振動的同步偏差的控制與抑制同步偏差的控制之控制，可以提高在用2個馬達控制1個可動部的情況之2個馬達的同步精度。其結果，在本實施方式，即便是用2個馬達驅動1個可動部的機械中，在馬達與床臺4之間產生振動的情況，也可以抑制床臺4的振動。經此，可以提高2個馬達之對指令的追蹤跟從性。更進一步，可以確保2個馬達之間的同步精度。其結果，可以實現高速且高精度的定位。

尚且，在上述實施方式所示之例中，為了用2個馬達驅動可動部，使用2組模型控制系統及回饋控制系統。而且，在該例中，同步位置誤差取得器、位置同步補償器、及同步補償位置誤差取得器，被適用在第1個的回饋控制系統。其他，同步位置誤差取得器、位置同步補償器、及同步補償位置誤差取得器，也可以被適用在第2個的回饋控制系統。

也更進一步，也可以用3個以上的馬達驅動可動部。該情況下，基本上，也可以是置與馬達同數目組的模型控制系統及回饋控制系統。

而且，使用N(N為2以上的自然數)個馬達驅動可動部的情況下，同步位置誤差取得器、位置同步補償器、及同步補償位置誤差取得器，也可以設在(N-1)個回饋控制系統。該(N-1)個回饋控制系統中的(N-1)個同步位置誤差取得器，係可以根據例如這些個別的控制位置誤差、及殘留的1個回饋控制系統的控制位置誤差，取得同步位置誤差。

〔第4實施方式〕

圖4為有關本發明的第4實施方式之馬達控制裝置1的方塊圖。圖4表示的馬達控制裝置1，與圖3表示者相比，第2回饋控制系統70，係在具有第2同步位置誤差取得器72、第2位置同步補償器73、及第2同步補償位置誤差取得器74這一點是相異的。

第2同步位置誤差取得器72、第2位置同步補償器73、及第2同步補償位置誤差取得器74，係與第1同步位置誤差取得器32、第1位置同步補償器33、及第1同步補償位置誤差取得器34對應。

第2同步位置誤差取得器72，係根據藉由第2控制位置誤差取得器71取得的第2控制位置誤差與利用第1控制位置誤差取得器31取得的第1控制位置誤差，取得表示這些控制位置誤差的差分(同步誤差)之第2同步位置誤差。第2同步位置誤差也可以藉由，例如從藉由第2控制位置誤差取得器71所取得的第2控制位置誤差減法運算掉其他之第1控制位置誤差的方式，來演算。該情況下，得到與第1回饋控制系統30相對之第2回饋控制系統70的同步誤差。

第2位置同步補償器73根據第2同步位置誤差，取得第2位置同步誤差補償量。在本實施方式，相互補償第1回饋控制系統30與第2回饋控制系統70之間的控制位置誤差的偏差。為此，作為第1位置同步補償器33及第2位置同步補償器73，也可以使用比例控制器。

第2同步補償位置誤差取得器74，係根據在第2回饋控制系統70的控制位置誤差也就是第2控制位置誤差、與2個回饋控制系統間的同步位置誤差也就是第2位置同步誤差補償量，取得同步補償處理後的第2控制位置誤差。同步補償處理後的第2控制位置誤差，可以是例如第2控制位置誤差與第2位置同步誤差補償量的加法 運算值(總計值)。

第2位置控制器75，係根據同步補償處理後的第2控制位置誤差，取得第2控制速度。第2位置控制器75取得與在第2回饋控制系統70的控制位置誤差、和把第1回饋控制系統30作為基準之第2回饋控制系統70的同步位置誤差相對應之第2控制速度。比起第1回饋控制系統30的控制位置，第2回饋控制系統70的控制位置延遲的話，第2控制速度變大。

這些以外之圖4表示的馬達控制裝置1的構成及動作，是與圖3表示者同樣，省略說明。

接著，在本實施方式，第1回饋控制系統30及第2回饋控制系統70可以相互補償2軸間的位置誤差(例如，控制位置誤差的偏差)。其結果，即便不提高各個的回饋控制系統的控制響應，也是可以縮小軸間的位置誤差、及提高同步精度。比第3實施方式可以更進一步期待高的同步精度。

為此，例如，經由使第1回饋控制系統30及第2回饋控制系統70追蹤跟從到相同的振動模型的方式，可以難以發生同步誤差，及可以比第3實施方式更有效果抑制因為其他的原因所發生之軸間的同步誤差。

如此，在本實施方式，在藉由複數個(在此為2個)的馬達驅動1個可動部的機械中，使用相同二慣性模型，構成各個的模型控制系統。更進一步，實際的回饋控制系統實行控制，使得以追蹤跟從到該模型。經此， 即便是在馬達與床臺4之間產生振動的情況，也可以抑制該在馬達與床臺4之間的振動。因此，可以確保2個馬達之間的同步精度。其結果，可以實現高速且高精度的定位。

以上，有關本發明的實施方式的馬達控制裝置，為以下的第1~第13馬達控制裝置。

第1馬達控制裝置(1)，乃是利用根據共通的外部位置指令而被驅動之N個(N：2以上的自然數)馬達(2、3)共同驅動1個可動部(4)之馬達控制裝置(1)；具有：回饋狀態使得以抑制對前述可動部(4)的振動的影響，同時根據前述外部位置指令，產生包含模型位置指令的模型指令之模型控制系統(10、50)；以及與N個前述馬達(2、3)1對1對應設置，根據前述模型指令回饋控制各個前述馬達(2、3)之N個回饋控制系統(30、70)；(N-1)個前述回饋控制系統(30、70)，係利用各個的前述控制誤差、與在殘留的1個前述回饋控制系統(30、70)的控制誤差的差分，補償控制各個前述馬達(2、3)之際的控制誤差。

第2馬達控制裝置(1)，係在第1馬達控制裝置中，前述模型控制系統(10、50)，具有：包含與藉由前述馬達(2、3)而被驅動的前述可動部(4)的動作對應的可動部(4)模型及與安裝有前述馬達(2、3)及前述可動部(4)的機臺的動作對應的機臺模型，同時藉由回饋前述機臺模型的狀態的方式，抑制起因於前述機臺 振動之在前述機臺與前述可動部(4)之間的振動，把對前述可動部(4)模型的位置、與前述機臺模型的位置做過加法運算的位置，予以演算作為當作前述模型位置指令而被輸出的模型位置之模型位置加法運算器(20、60)。

第3馬達控制裝置(1)，係在第2馬達控制裝置中，前述模型控制系統(10、50)，具有：藉由從前述外部位置指令，減法運算掉從前述模型位置加法運算器(20、60)輸出的模型位置的方式來演算模型位置誤差之模型位置誤差演算器(11、51)；N個前述回饋控制系統(30、70)之每一個，具有：根據前述模型位置指令、及藉由感測器(42、82)而被檢測出的各個前述馬達(2、3)的位置，取得表示這些位置誤差的控制位置誤差之控制位置誤差取得器(31、71)。

第4馬達控制裝置(1)，係在第3馬達控制裝置中，(N-1)個前述回饋控制系統(30、70)之每一個，具有：取得各個前述控制位置誤差、與殘留的1個前述回饋控制系統(30、70)的前述控制位置誤差的差分之同步位置誤差取得器(32、72)；把控制各個前述馬達(2、3)之際的前述控制位置誤差，利用各個的前述控制位置誤差、與在殘留的1個前述回饋控制系統(30、70)的前述控制位置誤差的差分來進行補償。

第5馬達控制裝置(1)，係在第4馬達控制裝置中，前述模型控制系統(10、50)，具有：根據前述模型位置誤差演算模型速度之模型位置控制器(12、 52)；根據從前述模型位置加法運算器(20、60)輸出的前述模型位置，演算作為前述模型指令之一個的模型速度指令的模型檢測速度之模型速度演算器(13、53)；藉由從前述模型速度，減法運算掉前述模型檢測速度的方式演算模型速度誤差之模型速度誤差演算器(14、54)；根據前述模型速度誤差演算模型力矩之模型速度控制器(15、55)；藉由從前述模型力矩減法運算掉狀態反饋量的方式，演算作為前述模型指令之一個也就是模型力矩指令之狀態補償後的前述模型力矩之模型力矩誤差演算器(16、56)；對狀態補償後的前述模型力矩，施以低通濾波處理，並輸出到前述可動部(4)模型及前述機臺模型之模型低通濾波器(17、57)；以及演算與前述機臺模型的狀態對應的前述狀態反饋量之狀態反饋量演算器(21、61)；N個前述回饋控制系統(30、70)之每一個，具有：根據補償處理後的前述控制位置誤差取得控制速度之位置控制器(35、75)；根據藉由檢測各個前述馬達(2、3)的位置的前述感測器(42、82)所檢測出的位置取得檢測速度之檢測速度取得器(36、76)；根據前述控制速度、前述檢測速度、及前述模型速度指令，取得藉由在前述控制速度與前述檢測速度的速度誤差加上前述模型速度指令的方式而得的控制速度誤差之控制速度誤差取得器(37、77)；從前述控制速度誤差取得控制力矩之速度控制器(38、78)；取得表示前述控制力矩與前述模型力矩指令的總計之總計控制力矩之控制力矩取得器(39、 79)；對前述總計控制力矩做低通濾波處理之控制低通濾波器(40、80)；以及根據低通濾波處理後的前述總計控制力矩，控制各個前述馬達(2、3)之力矩控制器(41、81)。

第6馬達控制裝置(1)，係在第1馬達控制裝置中，前述模型控制系統(10、50)，係包含與從前述馬達(2、3)到前述可動部(4)為止的機械系統的動作對應之多慣性模型(95、115)，同時藉由回饋前述多慣性模型(95、115)的狀態的方式，抑制起因於前述機械系統的振動之前述可動部(4)的振動；前述多慣性模型(95、115)，係演算作為前述模型位置指令而被輸出的模型位置。

第7馬達控制裝置(1)，係在第6馬達控制裝置中，前述模型控制系統(10、50)，具有：藉由從前述外部位置指令，減法運算掉從前述多慣性模型(95、115)輸出的前述模型位置的方式來演算模型位置誤差之模型位置誤差演算器(11、51)；N個前述回饋控制系統(30、70)之每一個，具有：根據前述模型位置指令、及藉由感測器(42、82)而被檢測出的各個前述馬達(2、3)的位置，取得表示這些位置誤差的控制位置誤差之控制位置誤差取得器(31、71)。

第8馬達控制裝置(1)，係在第7馬達控制裝置中，(N-1)個前述回饋控制系統(30、70)之每一個，具有：取得各個前述控制位置誤差、與殘留的1個前 述回饋控制系統(30、70)的前述控制位置誤差的差分之同步位置誤差取得器(32、72)；把控制各個前述馬達(2、3)之際的前述控制位置誤差，利用各個的前述控制位置誤差、與在殘留的1個前述回饋控制系統(30、70)的前述控制位置誤差的差分來進行補償。

第9馬達控制裝置(1)，係在第8馬達控制裝置中，前述模型控制系統(10、50)，具有：根據前述模型位置誤差，演算模型速度之模型位置控制器(12、52)；藉由從前述模型速度，減法運算掉用前述多慣性模型(95、115)演算出有關速度的狀態反饋量及模型速度的方式，演算狀態補償後的模型速度誤差之狀態補償模型速度誤差演算器(14、54)；根據狀態補償後的前述模型速度誤差演算模型力矩之模型速度控制器(15、55)；以及藉由從前述模型力矩，減法運算掉用前述多慣性模型(95、115)演算出有關加速度的狀態反饋量及扭轉力矩的方式演算狀態補償後的模型力矩誤差，並輸出到前述多慣性模型(95、115)之狀態補償模型力矩誤差演算器(16、56)；N個前述回饋控制系統(30、70)之每一個，具有：根據補償處理後的前述控制位置誤差取得控制速度之位置控制器(35、75)；根據藉由檢測各個的前述馬達(2、3)的位置之前述感測器(42、82)所檢測出的位置取得檢測速度之檢測速度取得器(36、76)；根據前述控制速度、前述檢測速度、及在前述多慣性模型(95、115)中演算作為前述模型指令之一個的模型速度指令， 取得藉由在前述控制速度與前述檢測速度的速度誤差加上前述模型速度指令的方式所得的控制速度誤差之控制速度誤差取得器(37、77)；從前述控制速度誤差取得控制力矩之速度控制器(38、78)；取得表示前述控制力矩及前述多慣性模型(95、115)中演算作為前述模型指令之一個的模型力矩指令的總計之總計控制力矩之控制力矩取得器(39、79)；以及根據前述總計控制力矩控制各個的前述馬達(2、3)之力矩控制器(41、81)。

第10馬達控制裝置(1)，係在第1~第9之任何一個馬達控制裝置中，於N個前述回饋控制系統(30、70)，從前述模型控制系統(10、50)同時輸入相同的前述模型指令。

第11馬達控制裝置(1)，係在第1~第10之任何一個馬達控制裝置中，具有與N個前述回饋控制系統(30、70)1對1對應之N個前述模型控制系統(10、50)；N個前述模型控制系統(10、50)，係具有相同的回饋迴路，根據共通的前述外部位置指令產生相同的前述模型指令。

第12馬達控制裝置(1)，係在第1~第11之任何一個馬達控制裝置中，具有2個前述回饋控制系統(30、70)；各前述回饋控制系統(30、70)，係把用於控制前述馬達(2、3)的控制誤差，利用各個的控制誤差、與在另一方的前述回饋控制系統(30、70)的控制誤差之差分來進行補償。

第13馬達控制裝置(1)，係在第1~第12之任何一個馬達控制裝置中，對前述模型控制系統(10、50)的狀態方程式之特性方程式具有重根。

本發明也可以是有關複數個的馬達共同驅動一個可動部而可以高速高精度定位可動部之馬達控制裝置。

本發明的實施方式亦可以為以下的第14~第26的馬達控制裝置。

第14馬達控制裝置，乃是利用根據共通的外部位置指令而被驅動的N個(N：2以上的自然數)馬達共同使1個可動部可動之馬達控制裝置；具有：模型控制系統，乃是把狀態回饋成得以抑制對前述可動部的振動的影響之模型控制系統，其中從前述外部位置指令產生包含模型位置指令之模型指令；以及N個回饋控制系統，係與N個前述馬達1對1對應而設置，根據前述模型指令，回饋控制各個的前述馬達；(N-1)個前述回饋控制系統，係利用與在殘留的1個前述回饋控制系統的控制誤差的差分，補償控制各個前述馬達之際的控制誤差。

第15馬達控制裝置，係在第14馬達控制裝置中，前述模型控制系統，係包含與用前述馬達而被驅動的前述可動部的動作對應的可動部模型及前述馬達及與安裝有前述可動部的機臺動作對應的機臺模型，同時回饋前述機臺模型的狀態，並抑制起因於前述機臺振動之在前述機臺與前述可動部之間的振動；具有模型位置加法運算 器，該模型位置加法運算器把對前述可動部模型的位置與前述機臺模型的位置做過加法運算的位置，予以演算作為當作前述模型位置指令而被輸出的模型位置。

第16馬達控制裝置，係在第15馬達控制裝置中，前述模型控制系統，具有：從前述外部位置指令，減法運算掉從前述模型位置加法運算器輸出的模型位置，來演算模型位置誤差之模型位置誤差演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：根據檢測前述模型位置指令及各個的前述馬達的位置之感測器檢測到的位置，來產生表示這些位置誤差之控制位置誤差之控制位置誤差產生器。

第17馬達控制裝置，係在第16馬達控制裝置中，(N-1)個前述回饋控制系統之每一個，具有：產生各個前述控制位置誤差與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分之同步位置誤差產生器，把控制各個前述馬達之際的前述控制位置誤差，利用與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分，來進行補償。

第18馬達控制裝置，係在第17馬達控制裝置中，前述模型控制系統，具有：從前述模型位置誤差演算模型速度之模型位置控制器；從自前述模型位置加法運算器所輸出的前述模型位置演算作為前述模型指令之一個也就是模型速度指令的模型檢測速度之模型速度演算器；從前述模型速度減法運算掉前述模型檢測速度而演算模型 速度誤差之模型速度誤差演算器；從前述模型速度誤差演算模型力矩之模型速度控制器；從前述模型力矩減法運算掉狀態反饋量後演算作為前述模型指令之一個也就是模型力矩指令的狀態補償後的前述模型力矩之模型力矩誤差演算器；對狀態補償後的前述模型力矩做低通濾波處理後輸出到前述可動部模型及前述機臺模型之模型低通濾波器；以及演算對應到前述機臺模型的狀態的前述狀態反饋量之狀態反饋量演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：從補償處理後的前述控制位置誤差產生控制速度之位置控制器；從檢測各個前述馬達的位置的前述感測器所檢測出的位置產生檢測速度之檢測速度產生器；根據前述控制速度、前述檢測速度、及前述模型速度指令，產生對前述控制速度與前述檢測速度的速度誤差加上前述模型速度指令之控制速度誤差之控制速度誤差產生器；從前述控制速度誤差產生控制力矩之速度控制器；根據前述控制力矩與前述模型力矩指令，產生表示這些的總計之總計控制力矩之控制力矩產生器；對前述總計控制力矩做低通濾波處理之控制低通濾波器；以及根據低通濾波處理後的前述總計控制力矩控制各個前述馬達之力矩控制器。

第19馬達控制裝置，係在第14馬達控制裝置中，前述模型控制系統，係包含與從前述馬達到前述可動部為止的機械系統的動作對應之多慣性模型，同時回饋前述多慣性模型的狀態，抑制起因於前述機械系統的振動之前述可動部的振動；前述多慣性模型，係演算作為前述 模型位置指令而被輸出的模型位置。

第20馬達控制裝置，係在第19馬達控制裝置中，前述模型控制系統，具有：從前述外部位置指令，減法運算掉從前述多慣性模型輸出的前述模型位置，來演算模型位置誤差之模型位置誤差演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：根據檢測前述模型位置指令及各個的前述馬達的位置之感測器檢測到的位置，來產生表示這些位置誤差之控制位置誤差之控制位置誤差產生器。

第21馬達控制裝置，係在第20馬達控制裝置中，(N-1)個前述回饋控制系統之每一個，具有：產生各個前述控制位置誤差與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分之同步位置誤差產生器，把控制各個前述馬達之際的前述控制位置誤差，利用與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分，來進行補償。

第22馬達控制裝置，係在第21馬達控制裝置中，前述模型控制系統，具有：從前述模型位置誤差演算模型速度之模型位置控制器；從前述模型速度，減法運算掉用前述多慣性模型演算出有關速度的狀態反饋量及模型速度後，演算狀態補償後的模型速度誤差之狀態補償模型速度誤差演算器；從狀態補償後的前述模型速度誤差演算模型力矩之模型速度控制器；以及從前述模型力矩，減法運算掉用前述多慣性模型演算出有關加速度之狀態反饋量及扭轉力矩後，演算狀態補償後的模型力矩誤差並輸出 到前述多慣性模型之狀態補償模型力矩誤差演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：從補償處理後的前述控制位置誤差產生控制速度之位置控制器；從檢測各個前述馬達的位置的前述感測器檢測出的位置產生檢測速度之檢測速度產生器；根據在前述控制速度、前述檢測速度、及前述多慣性模型中，作為前述模型指令之一個而被演算的模型速度指令，產生對前述控制速度與前述檢測速度的速度誤差加上前述模型速度指令之控制速度誤差之控制速度誤差產生器；從前述控制速度誤差產生控制力矩之速度控制器；根據在前述控制力矩及前述多慣性模型中，作為前述模型指令之一個而被演算的模型力矩指令，產生表示這些的總計之總計控制力矩之控制力矩產生器；以及根據前述總計控制力矩控制各個前述馬達之力矩控制器。

第23馬達控制裝置，係在第14~第22之任何一個馬達控制裝置中，於N個前述回饋控制系統，從前述模型控制系統同時輸入相同的前述模型指令。

第24馬達控制裝置，係在第14~第23之任何一個馬達控制裝置中，前述模型控制系統，係設有與N個前述回饋控制系統1對1對應之N個；N個前述模型控制系統，係經由相同的回饋迴路的構成從共通的前述外部位置指令產生相同的前述模型指令。

第25馬達控制裝置，係在第14~第24之任何一個馬達控制裝置中，前述回饋控制系統為2個，2個前述回饋控制系統，係把用於控制在各個的前述馬達的控 制誤差，利用與在另一方的前述回饋控制系統的控制誤差的差分，相互地補償。

第26馬達控制裝置，係在第14~第25之任何一個馬達控制裝置中，對前述模型控制系統的狀態方程式的特性方程式具有重根。

在第14馬達控制裝置，N個回饋控制系統之每一個，係根據不是外部位置指令而是包含模型位置之模型指令，回饋控制各個馬達。而且，從外部位置指令產生包含模型位置指令的模型指令之模型控制系統，係因為回饋狀態使得以抑制對可動部的振動的影響的緣故，N個回饋控制系統係相互地獨立實行追蹤跟從到模型而抑制了振動的影響之回饋控制，N個馬達係可以被控制成對外部位置指令進行同樣的追蹤跟從。N個回饋控制系統，係根據共通的外部位置指令，可以控制承使N個馬達相互地同步。例如，作為安裝有可動部等的機臺振動或是相對於馬達可動部振動的結果，在可動部可以接受振動的影響的情況下抑制其影響，可以使N個馬達相互地同步。

而且，在第14的馬達控制裝置，(N-1)個回饋控制系統，係把在各個的控制誤差，利用與在殘留的1個回饋控制系統的控制誤差的差分進行補償。(N-1)個回饋控制系統，係各個控制誤差一邊同步一邊實行各個回饋控制，使得不會對1個回饋控制系統的控制誤差產生偏差。亦即，利用相互地獨立N個馬達的回饋控制系統，也可以一邊相互地獨立控制，一邊補償在1個回饋控制系 統與(N-1)個回饋控制系統之間產生的控制誤差的偏差。可以把在這些N個回饋控制系統之間產生的控制誤差的偏差，在1個回饋控制系統與(N-1)個回饋控制系統之間予以補償。

如此，在第14的馬達控制裝置，經由對共同使1個可動部可動之複數個馬達，用共通的外部位置指令，且用回饋狀態使得以抑制對可動部之振動的影響之相同模型，進行模型追蹤跟從控制的方式，可以把給到回饋控制系統的力矩指令在全軸做成相同，經此，例如即便在產生機臺振動或是相對於馬達可動部振動的情況下，實行控制使得以抑制起因於這些之對可動部的振動的影響，並使對指令的追蹤跟從性提升，且在複數個回饋控制系統的控制誤差之間難以發生偏差，更進一步，在N個回饋控制系統之間補償即便因為其他的原因在N個回饋控制系統之間產生之微小的控制誤差的偏差。藉此，N個馬達的控制系統，係抑制對可動部的振動的影響，經由雙重化難以發生同步偏差的控制與抑制同步偏差的控制之控制，可以提高在用複數個馬達控制1個可動部的情況下的複數個馬達的同步精度。作為其結果，可以實現高速高精度的定位。

為繪示及描述之目的，已呈現上述詳細說明。可依上述教示有許多修飾及變體。並非意欲窮盡本文中所述之發明標的物或將本文中所述之發明標的限制在所揭示之特定精確形式。雖然該發明標的已對特定結構特徵及/或方法行為之用語而描述，但應了解的是，後附申請 專利範圍所界定之發明標的並不必然被限定在上述之特定特徵或行為。相反地，上述之特定特徵及行為係揭示作為實施後附之申請專利範圍的實施例形式。

1‧‧‧馬達控制裝置

2‧‧‧第1馬達

3‧‧‧第2馬達

4‧‧‧床臺

5‧‧‧第1滾珠螺桿

6‧‧‧第2滾珠螺桿

10‧‧‧第1模型控制系統

11‧‧‧第1模型位置誤差演算器

12‧‧‧第1模型位置控制器

13‧‧‧第1模型速度演算器

14‧‧‧第1模型速度誤差演算器

15‧‧‧第1模型速度控制器

16‧‧‧第1模型力矩誤差演算器

17‧‧‧第1模型力矩指令低通濾波器(模型低通濾波器)

18‧‧‧第1可動部模型

19‧‧‧第1機臺模型

20‧‧‧第1模型位置加法運算器

21‧‧‧第1狀態反饋量演算器

22‧‧‧第1機臺反饋量演算器

23‧‧‧第1過濾器反饋量演算器

24‧‧‧第1總計反饋量演算器

30‧‧‧第1回饋控制系統

31‧‧‧第1控制位置誤差取得器

32‧‧‧第1同步位置誤差取得器

33‧‧‧第1位置同步補償器

34‧‧‧第1同步補償位置誤差取得器

35‧‧‧第1位置控制器

36‧‧‧第1檢測速度取得器

37‧‧‧第1控制速度誤差取得器

38‧‧‧第1速度控制器

39‧‧‧第1控制力矩取得器

40‧‧‧第1力矩指令低通濾波器(控制低通濾波器)

41‧‧‧第1力矩控制器

42‧‧‧第1感測器

50‧‧‧第2模型控制系統

51‧‧‧第2模型位置誤差演算器

52‧‧‧第2模型位置控制器

53‧‧‧第2模型速度演算器

54‧‧‧第2模型速度誤差演算器

55‧‧‧第2模型速度控制器

56‧‧‧第2模型力矩誤差演算器

57‧‧‧第2模型力矩指令低通濾波器(模型低通濾波器)

58‧‧‧第2可動部模型

59‧‧‧第2機臺模型

60‧‧‧第2模型位置加法運算器

61‧‧‧第2狀態反饋量演算器

62‧‧‧第2機臺反饋量演算器

63‧‧‧第2過濾器反饋量演算器

64‧‧‧第2總計反饋量演算器

70‧‧‧第2回饋控制系統

71‧‧‧第2控制位置誤差取得器

75‧‧‧第2位置控制器

76‧‧‧第2檢測速度取得器

77‧‧‧第2控制速度誤差取得器

78‧‧‧第2速度控制器

79‧‧‧第2控制力矩取得器

80‧‧‧第2力矩指令低通濾波器(控制低通濾波器)

81‧‧‧第2力矩控制器

82‧‧‧第2感測器

Claims (13)

1. 一種馬達控制裝置，乃是經由根據共通的外部位置指令而被驅動之N個(N：2以上的自然數)的馬達共同驅動1個可動部之馬達控制裝置；其特徵為具有：在把狀態回饋成抑制對前述可動部的振動的影響的同時，根據前述外部位置指令，產生包含模型位置指令的模型指令之模型控制系統；以及與N個前述馬達做1對1對應設置，並根據前述模型指令回饋控制各個前述馬達之N個回饋控制系統；(N-1)個前述回饋控制系統，係把控制各個前述馬達之際的控制誤差，利用各個的前述控制誤差、與在殘留的1個前述回饋控制系統下的控制誤差的差分來進行補償。
2. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，前述模型控制系統，係包含與藉由前述馬達而被驅動的前述可動部的動作對應的可動部模型及與安裝有前述馬達及前述可動部的機臺的動作對應的機臺模型，同時藉由回饋前述機臺模型的狀態的方式，抑制起因於前述機臺振動之在前述機臺與前述可動部之間的振動，具有把對前述可動部模型的位置、與前述機臺模型的位置做過加法運算的位置，予以演算作為當作前述模型位置指令而被輸出的模型位置之模型位置加法運算器。
3. 如請求項2之馬達控制裝置，其中， 前述模型控制系統，具有：藉由從前述外部位置指令，減法運算掉從前述模型位置加法運算器輸出的模型位置的方式演算模型位置誤差之模型位置誤差演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：根據前述模型位置指令、及藉由感測器檢測出的各個前述馬達的位置，取得表示這些位置誤差的控制位置誤差之控制位置誤差取得器。
4. 如請求項3之馬達控制裝置，其中，(N-1)個前述回饋控制系統之每一個，具有：取得各個前述控制位置誤差與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分之同步位置誤差取得器；把控制各個前述馬達之際的前述控制位置誤差，利用各個的前述控制位置誤差與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分來進行補償。
5. 如請求項4之馬達控制裝置，其中，前述模型控制系統，具有：根據前述模型位置誤差演算模型速度之模型位置控制器；根據從前述模型位置加法運算器輸出的前述模型位置，演算作為前述模型指令之一個也就是模型速度指令的模型檢測速度之模型速度演算器；藉由從前述模型速度減法運算掉前述模型檢測速度的 方式演算模型速度誤差之模型速度誤差演算器；根據前述模型速度誤差演算模型力矩之模型速度控制器；藉由從前述模型力矩減法運算掉狀態反饋量的方式，演算作為前述模型指令之一個也就是模型力矩指令之狀態補償後的前述模型力矩之模型力矩誤差演算器；把狀態補償後的前述模型力矩，施以低通濾波處理，並輸出到前述可動部模型及前述機臺模型之模型低通濾波器；以及演算與前述機臺模型的狀態對應的前述狀態反饋量之狀態反饋量演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：根據補償處理後的前述控制位置誤差取得控制速度之位置控制器；根據藉由檢測各個前述馬達的位置的前述感測器檢測出的位置取得檢測速度之檢測速度取得器；根據前述控制速度、前述檢測速度、及前述模型速度指令，取得藉由在前述控制速度與前述檢測速度的速度誤差加上前述模型速度指令的方式所得的控制速度誤差之控制速度誤差取得器；從前述控制速度誤差取得控制力矩之速度控制器；取得表示前述控制力矩與前述模型力矩指令的總計之總計控制力矩之控制力矩取得器；對前述總計控制力矩做低通濾波處理之控制低通濾波 器；以及根據低通濾波處理後的前述總計控制力矩，控制各個的前述馬達之力矩控制器。
6. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，前述模型控制系統，係包含與從前述馬達到前述可動部為止的機械系統的動作對應之多慣性模型，同時藉由回饋前述多慣性模型的狀態的方式，抑制起因於前述機械系統的振動之前述可動部的振動；前述多慣性模型，係演算作為前述模型位置指令而被輸出的模型位置。
7. 如請求項6之馬達控制裝置，其中，前述模型控制系統，具有：藉由從前述外部位置指令，減法運算掉從前述多慣性模型輸出的模型位置的方式演算模型位置誤差之模型位置誤差演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：根據前述模型位置指令、及藉由感測器檢測出的各個前述馬達的位置，取得表示這些位置誤差的控制位置誤差之控制位置誤差取得器。
8. 如請求項7之馬達控制裝置，其中，(N-1)個前述回饋控制系統之每一個，具有：取得各個前述控制位置誤差與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分之同步位置誤差取得 器；把控制各個前述馬達之際的前述控制位置誤差，利用各個的前述控制位置誤差與在殘留的1個前述回饋控制系統的前述控制位置誤差的差分來進行補償。
9. 如請求項8之馬達控制裝置，其中，前述模型控制系統，具有：根據前述模型位置誤差，演算模型速度之模型位置控制器；藉由從前述模型速度，減法運算掉用前述多慣性模型演算出有關速度的狀態反饋量及模型速度的方式，演算狀態補償後的模型速度誤差之狀態補償模型速度誤差演算器；根據狀態補償後的前述模型速度誤差演算模型力矩之模型速度控制器；以及藉由從前述模型力矩，減法運算掉用前述多慣性模型演算出有關加速度的狀態反饋量及扭轉力矩的方式，演算狀態補償後的模型力矩誤差，並輸出到前述多慣性模型之狀態補償模型力矩誤差演算器；N個前述回饋控制系統之每一個，具有：根據補償處理後的前述控制位置誤差取得控制速度之位置控制器；根據藉由檢測各個前述馬達的位置的前述感測器檢測出的位置取得檢測速度之檢測速度取得器；根據前述控制速度、前述檢測速度、及前述多慣性模 型中作為前述模型指令之一個而被演算的模型速度指令，取得藉由在前述控制速度與前述檢測速度的速度誤差加上前述模型速度指令的方式所得的控制速度誤差之控制速度誤差取得器；從前述控制速度誤差取得控制力矩之速度控制器；取得表示前述控制力矩及前述多慣性模型中作為前述模型指令之一個而被演算的模型力矩指令的總計之總計控制力矩之控制力矩取得器；以及根據前述總計控制力矩控制各個前述馬達之力矩控制器。
10. 如請求項1到9之任一個馬達控制裝置，其中，於N個前述回饋控制系統，從前述模型控制系統同時輸入相同的前述模型指令。
11. 如請求項1到9之任一個馬達控制裝置，其中，具有與N個前述回饋控制系統1對1對應之N個前述模型控制系統；N個前述模型控制系統，係具有相同的回饋迴路，根據共通的前述外部位置指令產生相同的前述模型指令。
12. 如請求項1到9之任一個馬達控制裝置，其中，具有2個前述回饋控制系統；各前述回饋控制系統，把用於控制前述馬達的控制誤差，利用各個的控制誤差、與在另一方的前述回饋控制系統的控制誤差之差分來進行補償。
13. 如請求項1到9之任一個馬達控制裝置，其中， 對前述模型控制系統的狀態方程式的特性方程式具有重根。

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