TWI725053B - 馬達控制裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種馬達控制裝置，係可以同步控制3臺以上的馬達，同時，既便力矩指令已飽和時，也可以使各馬達精度良好地同步。馬達控制裝置，係對任何一個馬達之力矩指令飽和的話，把其他的馬達的速度變化率，限制在加速度為最小的馬達的加速度。

Description

馬達控制裝置

本發明有關馬達控制裝置。

在大型貼片機及大型工作機械中，經由利用2臺馬達來驅動1個可動部的方式，一方面抑制在可動部所產生的偏搖，一方面提高位置精度。在大型射出成形機中，經由以2臺馬達驅動1個可動部的方式，小型化機械。

在日本特開昭61-237615號專利公報記載的技術中，於射出螺桿的兩側，設有滾珠螺桿。射出螺桿是利用2臺馬達而被驅動。該2臺馬達被同步控制。驅動馬達的馬達控制裝置，係根據馬達控制裝置可以輸出最大的電流的限制，經由力矩限制器，賦予限制到力矩指令。但是，在2臺的馬達的力矩常數間有差的情況下，具有小的力矩常數的軸的力矩指令，會先被限制，因而飽和。力矩指令飽和的話，是無法輸出更大的力矩。為此，與該軸的力矩相比，具有大的力矩常數的軸的力矩變大。其結果， 2臺的滾珠螺桿的連結部，相對於滾珠螺桿變得不直角。為此，是有對滾珠螺桿施加過大的力，滾珠螺桿會破損的可能性。

下述特開2015-120302號專利公報，揭示有提高限制了力矩時的馬達間的同步性之技術。在該文獻的技術中，為了保護被驅動構件，在把力矩限制值降低到比以馬達控制裝置可以輸出最大的電流所致之限制所決定的值還低的情況下，為了良好地保持馬達間的同步性，實施補正。具體方面，有關2軸間的位置差或是速度差(同步誤差)，使用經由比例積分演算所求出的補正值，補正力矩限制值。經此，各軸的力矩限制值，被補正成，減低同步誤差。其結果，可以良好地保持2軸間的同步性。

考慮到把上述特開2015-120302號專利公報所記載的手法，適用到3軸以上的構成。同文獻中，補正僅從屬軸的力矩限制值。換言之，並沒有考慮到對主要軸及從屬軸兩方實施補正。這麼一來，例如，在力矩限制值到達馬達控制裝置的最大輸出值的情況下，於從屬軸發生摩擦的話，無法把從屬軸的力矩限制值設得更大的緣故，產生了兩軸間的位置偏移。而且在同文獻的技術中，根據位置差或者是速度差，補正力矩限制值。為此，瞬時地檢測兩軸間的力矩差的影響是有困難的。為此，比例積分演算參數的調整變得困難。其結果，是有難以讓同步誤差充分縮小之可能性。

本發明有鑑於上述般的課題而為之。本發明中的1個目的，係提供以下的馬達控制裝置。該馬達控制裝置可以對3臺以上的馬達進行同步控制。更進一步，該馬達控制裝置，即便在力矩指令已飽和時，也可以使各馬達精度良好地同步。

有關本發明之其中一樣態的馬達控制裝置，係對任何一個馬達之力矩指令飽和的話，把其他的馬達的速度變化率，限制在加速度為最小的馬達的加速度。

根據該馬達控制裝置，即便在各馬達的力矩常數及機械系統的摩擦之下產生有差，在力矩指令已飽和時，可以使各馬達的加速度精度良好地同步。而且，即便在同步控制3臺以上的馬達的情況下，也可以使用該馬達控制裝置。

例如，馬達控制裝置，係具備控制各前述馬達之馬達控制部，使得複數個馬達相互地同步；前述馬達控制部具備力矩指令飽和檢測器，該力矩指令飽和檢測器就有關因為對前述馬達之力矩指令到達給予的限制值而飽和的情況進行檢測；前述馬達控制部，係對各前述馬達的 任何一個之力矩指令飽和的話，把其他的前述馬達的速度變化率，限制在複數個前述馬達的加速度中，最小的加速度。

110‧‧‧第1位置控制器

120‧‧‧第1速度變化率限制器

130‧‧‧速度控制器

140‧‧‧力矩限制器

150‧‧‧第1力矩指令飽和檢測器

160‧‧‧力矩控制器

170‧‧‧平均位置算出器

210‧‧‧位置補償器

220‧‧‧第2速度變化率限制器

230‧‧‧速度控制器

240‧‧‧力矩限制器

250‧‧‧第2力矩指令飽和檢測器

260‧‧‧力矩控制器

270‧‧‧第2位置控制器

310‧‧‧位置補償器

320‧‧‧第3速度變化率限制器

330‧‧‧速度控制器

340‧‧‧力矩限制器

350‧‧‧第3力矩指令飽和檢測器

360‧‧‧力矩控制器

410‧‧‧第1馬達

420‧‧‧第1旋轉位置感測器

430‧‧‧第2馬達

440‧‧‧第2旋轉位置感測器

450‧‧‧第3馬達

500‧‧‧機械

1000‧‧‧馬達控制裝置

A1‧‧‧第1加速度

V1‧‧‧第1速度

A2‧‧‧第2加速度

V2‧‧‧第2速度

A3‧‧‧第3加速度

V3‧‧‧第3速度

圖1為表示有關實施方式1的馬達控制裝置的構成之控制方塊圖。

圖2為表示有關實施方式2的馬達控制裝置的構成之控制方塊圖。

圖3為表示有關實施方式3的馬達控制裝置的構成之控制方塊圖。

圖4為表示有關實施方式4的馬達控制裝置的構成之控制方塊圖。

圖5為表示有關實施方式5的馬達控制裝置的構成之控制方塊圖。

圖6為表示有關實施方式6的馬達控制裝置的構成之控制方塊圖。

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。

<實施方式1>

圖1為表示有關本發明的第1實施方式(實施方式1)的馬達控制裝置1000的構成之控制方塊圖。有關實施方式1的馬達控制裝置1000，係使驅動機械500的第1馬達410及第2馬達430相互地同步而進行驅動控制。圖1中，從易懂的觀點來看，分別用虛線框圍住，控制第1馬達410的控制系統、與控制第2馬達430的控制系統。藉由這些控制系統，構成馬達控制部。對在馬達控制裝置1000所具備之各構件(控制器等)的動作，於以下說明之。

第1旋轉位置感測器420檢測第1馬達410的旋轉位置(第1位置)。第2旋轉位置感測器440檢測第2馬達430的旋轉位置(第2位置)。作為這些感測器的例子，舉例有編碼器。但是，這些感測器不限於編碼器。

馬達控制裝置1000，係經由對第1位置進行時間微分的方式求出第1馬達410的速度(第1速度)V1，經由對第1位置進行2次時間微分的方式，求出第1馬達410的加速度(第1加速度)A1。這些微分演算，例如，可以藉由適當的微分器來實施。求出第1速度V1的微分器，例如，可以配置在圖1中的第1旋轉位置感測器420與速度控制器130之間。求出第1加速度A1的微分器，例如，可以藉由位置在圖1中的第1旋轉位置感測器 420的下游側之2個微分器來實施。也就有關以下所說明之其他的微分演算，同樣，也可以藉由適切的微分器來實施。

馬達控制裝置1000，例如從外部裝置接收，對第1馬達410之位置指令。位置控制器(第1位置控制器)110，係根據位置指令與第1馬達410的位置(第1位置)之間的差分，算出對第1馬達410之第1速度指令。第1速度指令，係被構成(算出)為，補償位置指令與第1位置之間的差分。位置指令與第1位置之間的差分，係使用減法運算器而取得。該減法運算器，例如，也可以被配置在圖1中的第1旋轉位置感測器420與位置控制器110之間。也就有關以下所說明之其他的減法運算處理及加法運算處理，同樣，也可以藉由適切的減法運算器或者是加法運算器來實施。

第1速度變化率限制器120，係經由限制第1速度指令的方式，限制第1馬達410的速度變化率。亦即，第1速度變化率限制器120，係在對其他的馬達(在此，為第2馬達430)之力矩指令(第2力矩指令)已飽和時，抑制第1速度指令的變化率。經此，第1速度變化率限制器120，係使第1馬達410，與第2馬達430同步。詳細內容後述之。

速度控制器130，係根據藉由第1速度變化率限制器120而抑制了變化率之第1速度指令、與第1速度V1之間的差分，算出對第1馬達410之第1力矩指令。 第1力矩指令，係被構成(算出)為，補償第1速度指令與第1速度V1之間的差分。第1速度指令與第1速度V1之間的差分，例如，可以藉由被配置在圖1中的第1速度變化率限制器120與速度控制器130之間的減法運算器，而被算出。

力矩限制器140，係把第1力矩指令限制成，在來自速度控制器130的第1力矩指令，為最大力矩限制值以上的情況下，來自力矩限制器140的第1力矩指令，不會超過前述最大力矩限制值。亦即，力矩限制器140，係實施對第1力矩指令之力矩限制。最大力矩限制值，例如，根據馬達控制裝置1000的最大輸出電流，而可以預先訂定。有關以下所說明之其他的馬達的力矩限制值也是同樣。

在來自速度控制器130的第1力矩指令，未達最大力矩限制值的情況下，力矩限制器140，係可以把來自速度控制器130的第1力矩指令，照原樣輸出。力矩控制器160，係可以經由根據該第1力矩指令，控制第1馬達410的力矩的方式，驅動第1馬達410。

第1力矩指令飽和檢測器150，係在第1力矩指令為最大力矩限制值以上時，判定第1力矩指令已飽和。第1力矩指令飽和檢測器150，係把第1力矩指令已飽和的情況，對其他的馬達的速度變化率限制器(在此，為後述之第2速度變化率限制器220)進行通知。第1力矩指令飽和的理由，係因為藉由力矩限制器140，第1力 矩指令被限制成不會成為比最大力矩限制值還高的值的緣故。有關其他的馬達的力矩指令的飽和也是同樣。

力矩控制器160，係利用根據力矩限制後的第1力矩指令來控制第1馬達410的力矩的方式，驅動第1馬達410。

馬達控制裝置1000，係經由對第2位置進行時間微分的方式求出第2馬達430的速度(第2速度)V2，經由對第2位置進行2次時間微分的方式，求出第2馬達430的加速度(第2加速度)A2。求出第2速度V2的微分器，例如，可以配置在圖2中的第1旋轉位置感測器440與速度控制器230之間。求出第2加速度A2的微分器，例如，可以藉由位置在圖1中的第2旋轉位置感測器440的下游側之2個微分器來實施。

位置補償器210，係根據第1位置與第2位置之間的差分，演算補償值(補償指令)。該補償值，係被構成(算出)為，補償對第2馬達430之位置指令(第1位置)、與第2位置之間的差分。亦即，位置補償器210，係根據第1馬達410的位置與第2馬達430的位置之間的差分，算出補償第2馬達430的位置之補償指令。第1位置與第2位置之間的差分，例如，可以藉由被配置在圖1中的第2旋轉位置感測器440與位置補償器210之間的減法運算器，而被算出。

馬達控制裝置1000，係經由對從位置補償器210所輸出的補償值、與第1速度指令值進行加法運算的 方式，算出對第2馬達430之第2速度指令。補償值(補償指令)與第1速度指令之加法運算，例如，可以藉由被配置在圖1中的位置補償器210與第2速度變化率限制器220之間的加法運算器(合算器)，而被實施。亦即，該加法運算器，係經由對第1速度指令與補償指令進行合算的方式，算出對第2馬達430之第2速度指令。

第2速度變化率限制器220，係經由限制第2速度指令的方式，限制第2馬達430的速度變化率。亦即，第2速度變化率限制器220，係在對其他的馬達(在此，為第1馬達410)之力矩指令(第1力矩指令)已飽和時，抑制第2速度指令的變化率。經此，第2速度變化率限制器220，係使第2馬達430，與第1馬達410同步。詳細內容後述之。

速度控制器230，係根據藉由第2速度變化率限制器220而抑制了變化率之速度指令、與第2速度V2之間的差分，算出對第2馬達430之第2力矩指令。第2力矩指令，係被構成(算出)為，補償第2速度指令與第2速度V2之間的差分。第2速度指令與第2速度V2之間的差分，例如，可以藉由被配置在圖1中的第2速度變化率限制器220與速度控制器230之間的減法運算器，而被算出。

力矩限制器240，係把第2力矩指令限制成，在來自速度控制器230的第2力矩指令，為最大力矩限制值以上的情況下，來自力矩限制器240的第2力矩指令， 不會超過該最大力矩限制值。亦即，力矩限制器240，係實施對第2力矩指令之力矩限制。

第2力矩指令飽和檢測器250，係在第2力矩指令為最大力矩限制值以上時，判定第2力矩指令已飽和。第2力矩指令飽和檢測器250，係把第2力矩指令已飽和之要旨，對其他的馬達的速度變化率限制器(在此為第1速度變化率限制器120)進行通知。力矩控制器260，係利用根據力矩限制後的第2力矩指令來控制第2馬達430的力矩的方式，驅動第2馬達430。

在來自速度控制器230的第2力矩指令，未達最大力矩限制值的情況下，力矩限制器240，係可以把來自速度控制器230的第2力矩指令，照原樣輸出。力矩控制器260，係可以經由根據該第2力矩指令，控制第2馬達430的力矩的方式，驅動第2馬達430。

第1速度變化率限制器120，係在檢測到了第2力矩指令已飽和的情況下，把第1速度指令的變化率，設定成第2加速度A2。經此，第1速度變化率限制器120，係把第1速度指令的變化率抑制(限制)成，迴避第1速度指令的變化率成為第2加速度A2以上的情況。在第2力矩指令尚未飽和時，第1速度變化率限制器120，係不實施抑制(限制)第1速度指令的變化率的處理，把從位置控制器110所輸出的第1速度指令，照原樣輸出。亦即，第1速度變化率限制器120，係經由限制第1速度指令(例如，限制第1速度指令的變化率)的方 式，限制第1馬達410的速度變化率。

第2速度變化率限制器220，係在檢測到了第1力矩指令已飽和的情況下，把第2速度指令的變化率，設定成第1加速度A1。經此，第2速度變化率限制器220，係把第2速度指令的變化率抑制(限制)成，迴避第2速度指令的變化率成為第1加速度A1以上的情況。在第1力矩指令尚未飽和時，第2速度變化率限制器220，係不實施抑制(限制)第2速度指令的變化率的處理，把第2速度指令，照原樣輸出。亦即，第2速度變化率限制器220，係經由限制第2速度指令(例如，限制第2速度指令的變化率)的方式，限制第2馬達430的速度變化率。

經由第1速度變化率限制器120及第2速度變化率限制器220的上述動作，對任何一個馬達之力矩指令飽和的話，其他的馬達的速度指令的變化率，被限制在力矩指令已飽和的馬達的加速度。因此，在力矩指令已飽和時，即便各馬達軸的摩擦、及/或各馬達的力矩常數有偏差，也可以使各馬達的加速度相互地同步。經由把馬達的旋轉位置，進行2次時間微分的方式，得到馬達的加速度。因此，在本實施方式，在加速度的維度中，可以抑制各馬達間的位置偏移。

尚且，第1速度變化率限制器120，係對第2馬達430之力矩指令飽和的話，可以把第1馬達410的速度變化率，限制在各馬達的加速度中，最小的加速度。更 進一步，第2速度變化率限制器220，係對第1馬達410之力矩指令飽和的話，可以把第2馬達430的速度變化率，限制在各馬達的加速度中，最小的加速度。

如以上般，馬達控制裝置1000，係具備馬達控制部，該馬達控制部把各馬達控制成，複數個馬達相互地同步。馬達控制部，係具備力矩指令飽和檢測器，該力矩指令飽和檢測器檢測因為對馬達之力矩指令到達給予的限制值而飽和的情況。更進一步，馬達控制部，係對各馬達的任何一個之力矩指令飽和的話，可以把其他的馬達的速度變化率，限制在複數個馬達的加速度中，最小的加速度。

<實施方式2>

圖2為表示有關本發明的第2實施方式(實施方式2)的馬達控制裝置1000的構成之控制方塊圖。有關實施方式2的馬達控制裝置1000，係使驅動機械500的第1馬達410、第2馬達430及第3馬達450相互地同步而進行驅動控制。第3旋轉位置感測器460檢測第3馬達450的旋轉位置(第3位置)。實施方式2中的馬達控制裝置1000，係除了帶有控制3臺馬達之差異點外，大致上，具備與實施方式1同樣的構成。以下，主要，就實施方式1與實施方式2之差異點進行說明。

第1速度變化率限制器120，係在對其他的馬達(在此，為第2馬達430或是第3馬達450)之力矩指 令(亦即，第2力矩指令或是第3力矩指令)已飽和時，抑制第1速度指令的變化率。經此，第1速度變化率限制器120，係使第1馬達410，與其他馬達同步。第1力矩指令飽和檢測器150，係在第1力矩指令為最大力矩限制值以上時，把第1力矩指令已飽和的情況，對其他的馬達的速度變化率限制器(第2速度變化率限制器220、及後述之第3速度變化率限制器320)進行通知。控制第1馬達410的控制系統之其他的構成，係與實施方式1同樣。

第2速度變化率限制器220，係在對其他的馬達(在此，為第1馬達410或是第3馬達450)之力矩指令(亦即，第1力矩指令或是第3力矩指令)已飽和時，抑制第2速度指令的變化率。經此，第2速度變化率限制器220，係使第2馬達430，與其他馬達同步。第2力矩指令飽和檢測器250，係在第2力矩指令為最大力矩限制值以上時，把第2力矩指令已飽和的情況，對其他的馬達的速度變化率限制器(第1速度變化率限制器120、及後述之第3速度變化率限制器320)進行通知。控制第2馬達430的控制系統之其他的構成，係與實施方式1同樣。

位置補償器310，係根據第1位置與第3位置之間的差分，演算補償值。該補償值，係被構成(算出)為，補償對第3馬達450之位置指令(第1位置)、與第3位置之間的差分。第1位置與第3位置之間的差分，例如，可以藉由被配置在圖1中的第3旋轉位置感測器460與位置補償器310之間的減法運算器，而被算出。

馬達控制裝置1000，係經由對從位置補償器310所輸出的補償值、與第1速度指令值進行加法運算的方式，算出對第3馬達450之第3速度指令。補償值(補償指令)與第1速度指令之加法運算，例如，可以藉由被配置在圖1中的位置補償器310與第3速度變化率限制器320之間的加法運算器(合算器)，而被實施。亦即，該加法運算器，係經由對第1速度指令與補償指令進行合算的方式，算出對第3馬達450之第3速度指令。

第3速度變化率限制器320，係經由限制第3速度指令的方式，限制第3馬達450的速度變化率。亦即，第3速度變化率限制器320，係在對其他的馬達(在此，為第1馬達410或是第2馬達430)之力矩指令(亦即，第1力矩指令或是第2力矩指令)已飽和時，抑制第3速度指令的變化率。經此，第3速度變化率限制器320，係使第3馬達450，與其他馬達同步。

速度控制器330，係根據藉由第3速度變化率限制器320而抑制了變化率之速度指令、與第3速度V3之間的差分，算出對第3馬達450之第3力矩指令。第3力矩指令，係被構成(算出)為，補償第3速度指令與第3速度V3之間的差分。第3速度指令與第3速度V3之間的差分，例如，可以藉由被配置在圖1中的第3速度變化率限制器320與速度控制器330之間的減法運算器，而被算出。

力矩限制器340，係把第3力矩指令限制成， 在來自速度控制器330的第3力矩指令，為最大力矩限制值以上的情況下，來自力矩限制器340的第3力矩指令，不會超過該最大力矩限制值。亦即，力矩限制器340，係實施對第3力矩指令之力矩限制。

第3力矩指令飽和檢測器350，係在第3力矩指令為最大力矩限制值以上時，判定第3力矩指令已飽和。第3力矩指令飽和檢測器350，係把第3力矩指令已飽和的情況，對其他的馬達的速度變化率限制器(第1速度變化率限制器120及第2速度變化率限制器220)進行通知。力矩控制器360，係利用根據力矩限制後的第3力矩指令來控制第3馬達450的力矩的方式，驅動第3馬達450。

在來自速度控制器330的第3力矩指令，未達最大力矩限制值的情況下，力矩限制器340，係可以把來自速度控制器330的第3力矩指令，照原樣輸出。力矩控制器360，係可以經由根據該第3力矩指令，控制第3馬達450的力矩的方式，驅動第3馬達450。

第3馬達450的控制系統之其他的構件(微分器等)，係分別與第2馬達430的控制系統中所對應的構件發揮同樣功能。

各控制系統的速度變化率限制器(第1速度變化率限制器120、第2速度變化率限制器220、及第3速度變化率限制器320)，係對其他任何一個馬達之力矩指令已飽和時，把控制系統自身的速度指令的變化率，限 制在其他的馬達的加速度中，最小的加速度。在對其他的馬達之力矩指令尚未飽和時，不實施限制速度指令的變化率之處理。

例如，第1速度變化率限制器120，係第2力矩指令或是第3力矩指令已飽和時，把第1速度指令的變化率，限制在第2加速度A2及第3加速度A3中的任何一個為較小者。經此，第1速度指令的變化率，可以控制成，不超過最小的馬達加速度。

經由各速度變化率限制器的上述動作，在某個控制系統的力矩指令已飽和時，該控制系統的速度指令的變化率，被限制在其他的控制系統中最小的加速度。因此，在對任何一個馬達之力矩指令已飽和時，各馬達的加速度被控制成相互地同步。經此，在對任何一個馬達之力矩指令已飽和時，即便各馬達軸的摩擦、及/或各馬達的力矩常數有偏差，也可以使各馬達的加速度相互地同步。其結果，可以抑制各馬達間的位置偏移。

<實施方式3>

圖3為表示有關本發明的第3實施方式(實施方式3)的馬達控制裝置1000的構成之控制方塊圖。有關實施方式3之馬達控制裝置1000，係除了在實施方式1所說明之構成，更具備平均位置算出器170，但另一方面，不具備位置補償器210。其他的構成，大致上與實施方式1同樣。為此，以下，主要，就實施方式1與實施方式3之 差異點進行說明。

平均位置算出器170，係算出第1位置與第2位置之平均(平均位置)。位置控制器110，係根據該平均位置與位置指令之間的差分，算出第1速度指令。平均位置與位置指令之間的差分，例如，可以藉由位置在圖3中的位置控制器110與平均位置算出器170之間的減法運算器，而被算出。第1速度指令，係被構成(算出)為，補償位置指令與平均位置之間的差分。亦即，第1速度指令被控制成，平均位置靠近位置指令。第1馬達410的控制系統中其他的構成，係與實施方式1同樣。

第2速度變化率限制器220，係與實施方式1相異，是把第1速度指令，作為對第2馬達430之速度指令(亦即第2速度指令)而使用。亦即，有關實施方式3之位置控制器110，係根據對第1馬達410之位置指令與平均位置之間的差分，算出對第1馬達410之第1速度指令及對第2馬達430之第2速度指令。第2速度變化率限制器220，係經由限制第2速度指令的方式，限制第2馬達430的速度變化率。第2馬達430的旋轉位置的控制，係經由補償平均位置與位置指令之間的差分的方式，而被實施。第2馬達430的控制系統中其他的構成，係與實施方式1同樣。

也在本實施方式3中，與實施方式1同樣，任何一個馬達的力矩指令飽和的話，其他馬達的速度指令的變化率，被限制在力矩指令已飽和的馬達的加速度。經 此，可以使各馬達的加速度相互地同步。

<實施方式4>

圖4為表示有關本發明的第4實施方式(實施方式4)的馬達控制裝置1000的構成之控制方塊圖。有關實施方式4之馬達控制裝置1000，係取代在實施方式1所說明之位置補償器210，具備位置控制器(第2位置控制器)270。其他的構成，大致上與實施方式1同樣。為此，以下，主要，就實施方式1與實施方式4之差異點進行說明。

在實施方式4中，對第1馬達410之位置指令，也作為對第2馬達430之位置指令而被使用。亦即，根據於各馬達間共通之位置指令(共通位置指令)，控制各馬達。具體方面，位置控制器110，係根據於各馬達間共通之共通位置指令、與前述第1馬達的位置之間的差分，算出對第1馬達410之第1速度指令。位置控制器270，係根據共通位置指令與第2位置之間的差分，算出第2速度指令。第2速度指令，係被構成(算出)為，補償共通位置指令與第2位置之間的差分。共通位置指令與第2位置之間的差分，例如，可以藉由被配置在圖4中的位置控制器270的上游側(第2旋轉位置感測器440與位置控制器270之間)的減法運算器，而被算出。第2速度變化率限制器220，係照原樣接收，藉由位置控制器270所算出的第2速度指令。其他的構成，與實施方式1同 樣。

也在本實施方式4中，與實施方式1同樣，任何一個馬達的力矩指令飽和的話，其他馬達的速度指令的變化率，被限制在力矩指令已飽和的馬達的加速度。經此，可以使各馬達的加速度相互地同步。

<實施方式5>

圖5為表示有關本發明的第5實施方式(實施方式5)的馬達控制裝置1000的構成之控制方塊圖。有關實施方式5之馬達控制裝置1000，係在實施方式1所說明之構成中，不具備位置控制器110及位置補償器210。而且，馬達控制裝置1000，係例如從外部裝置，取代對第1馬達410之位置指令，接收對第1馬達410之速度指令。其他的構成，大致上，與實施方式1同樣。為此，以下，主要，就實施方式1與實施方式5之差異點進行說明。

第1速度變化率限制器120，係取代實施方式1中的第1速度指令，使用藉由馬達控制裝置1000而被接收之速度指令(對第1馬達之第1速度指令)。第2速度變化率限制器220，係取代實施方式1中的第2速度指令，把第1速度V1，作為對第2馬達之第2速度指令而使用。經此，各馬達的速度被控制成，相互地同步。其他的構成，與實施方式1同樣。

也在本實施方式5中，與實施方式1同樣，任何一個馬達的力矩指令飽和的話，其他馬達的速度指令 的變化率，被限制在力矩指令已飽和的馬達的加速度。經此，可以使各馬達的加速度相互地同步。

<實施方式6>

圖6為表示有關本發明的第6實施方式(實施方式6)的馬達控制裝置1000的構成之控制方塊圖。有關實施方式6之馬達控制裝置1000，係與實施方式5同樣，在實施方式1所說明之構成中，不具備位置控制器110及位置補償器210。但是，實施方式6的第2速度變化率限制器220，係與實施方式5相異，取代第1速度V1，把對第1馬達410之速度指令，作為第2速度指令而使用。亦即，根據於各馬達間共通之速度指令，控制各馬達。其他的構成，與實施方式5同樣。實施方式6也可以發揮與實施方式5同樣的效果。

<實施方式7>

在以上的實施方式1~6中，在對任何一個馬達之力矩指令已飽和時，其他馬達的速度變化率限制器，係可以把所對應之馬達的速度變化率，限制在各馬達的加速度中最小的加速度。為了更有效發揮該手法的效果，各速度變化率限制器，係可以把各馬達的速度變化率，限制在力矩指令已飽和之全部的馬達的加速度中，最小的加速度。亦即，馬達控制部，係對各馬達的任何一個之力矩指令飽和的話，可以把其他的馬達的速度變化率，限制在力矩指令 已飽和之各馬達的加速度中，最小的加速度。

例如，在實施方式2所說明之構成中，假定第2力矩指令及第3力矩指令已飽和。此時，第1速度變化率限制器120，係把第1速度指令的變化率，限制在第2加速度A2及第3加速度A3中的任何一個為較小者。經此，第1速度指令的變化率，可以控制成，不超過力矩指令已飽和的馬達的加速度中，最小的加速度。在力矩指令已飽和的馬達僅有1個的情況下，可以把其他的馬達的速度變化率控制成，不超過該馬達的加速度。馬達僅有2臺的情況也同樣。

<有關本發明的變形例>

本發明並不限定於上述的實施方式，包含各式各樣的變形例。例如，上述的實施方式，係為了容易理解本發明而說明，而詳細說明之。上述的實施方式，未必會被限定在具備已說明之全部的構件(構成)者。而且，是可以把某實施方式的一部分的構件，置換到其他的實施方式的構件。而且，也可以在某實施方式中，加上其他的實施方式的構件。而且，就各實施方式的一部分的構件，是可以進行追加．刪除．置換其他的構件。

上述各構件(各控制器、限制器、補償器、檢測器、加法運算器、減法運算器、及微分器等)，係可以使用實現該功能之迴路裝置等的硬體來構成，也可以利用把安裝了該功能的軟體，用CPU(Central Processing Unit)等的演算裝置來實行的方式來實現。

在以上的實施方式1~7中已說明之位置控制器及位置補償器，例如，可以藉由比例控制器來構成。而且，速度控制器及位置補償器，例如，可以藉由比例積分控制器來構成。可以適切地補償差分的話，作為這些控制器及/或是補償器，也是可以使用其他適當的控制器。

也在實施方式3~6中，利用與實施方式2同樣的手法，可以同步控制3臺以上的馬達、及在任何一個的力矩指令已飽和之際，使各馬達的加速度同步。具體方面，例如，(a)各力矩指令飽和檢測器，係把力矩指令已飽和之要旨，對其他控制系統的速度變化率限制器，進行通知；(b)各速度變化率限制器，係其他的馬達的力矩指令飽和的話，把速度指令的變化率，限制在最小的馬達加速度。

以上的實施方式1~7中，力矩限制器的最大力矩限制值，係可以取代馬達控制裝置1000的最大輸出電流，根據基於機械系統的限制之最大力矩限制值，而定之。例如，力矩限制器的最大力矩限制值，係可以定成基於機械系統的限制之最大力矩限制值以下者。或者是，例如，也可以透過適當的介面，把最大力矩限制值，從外部，給予到馬達控制裝置1000。也可以藉由其他適當的手段，算出最大力矩限制值。也在這些情況下，與實施方式1~7同樣，可以使各馬達的加速度同步。

速度控制器130，係可以根據藉由第1速度變 化率限制器120而抑制了第1速度指令之速度指令、與第1速度V1之間的差分，算出對第1馬達410之第1力矩指令。速度控制器230，係可以根據藉由第2速度變化率限制器220而抑制了第2速度指令之速度指令、與第2速度V2之間的差分，算出對第2馬達430之第2力矩指令。

力矩限制器140，係限制成，在第1力矩指令為最大力矩限制值以上的情況下，第1力矩指令不會超過該最大力矩限制值。力矩限制器240，係限制成，在第2力矩指令為最大力矩限制值以上的情況下，第2力矩指令不會超過該最大力矩限制值。

本發明的實施方式，亦可以是以下的第1~第7馬達控制裝置。

第1馬達控制裝置，係具備控制各前述馬達之馬達控制部，使得複數個馬達相互地同步；前述馬達控制部具備力矩指令飽和檢測器，該力矩指令飽和檢測器就有關，因為對前述馬達之力矩指令到達給予的限制值而飽和的情況，進行檢測；前述馬達控制部，係對各前述馬達中的任何一個之力矩指令飽和的話，把其他的前述馬達的速度變化率，經由限制在各前述馬達的加速度中為最小者，使各前述馬達的加速度同步。

第2馬達控制裝置，係在第1馬達控制裝置中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達與第2馬達；前述馬達控制部，具備：位置控制器， 係根據對前述第1馬達之位置指令、與前述第1馬達的位置之間的差分，算出對前述第1馬達之第1速度指令；位置補償器，係根據前述第1馬達的位置與前述第2馬達的位置之間的差分，算出補償前述第2馬達的位置之補償指令；第1速度變化率限制器，係經由限制前述第1速度指令，限制前述第1馬達的速度變化率；合算器，係經由把前述第1速度指令與前述補償指令予以合算，算出對前述第2馬達之第2速度指令；以及第2速度變化率限制器，係經由限制前述第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率限制在各前述馬達的加速度中最小者；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率限制在各前述馬達的加速度中最小者。

第3馬達控制裝置，係在第1馬達控制裝置中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達與第2馬達；前述馬達控制部，具備：平均位置算出器，係算出平均了前述第1馬達的位置與前述第2馬達的位置之平均位置；位置控制器，係根據對前述第1馬達之位置指令與前述平均位置之間的差分，算出對前述第1馬達之第1速度指令與對前述第2馬達之第2速度指令；第1速度變化率限制器，係經由限制前述第1速度指令，限制前述第1馬達的速度變化率；以及第2速度變化率限制 器，係經由限制前述第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率限制在各前述馬達的加速度中最小者；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率限制在各前述馬達的加速度中最小者。

第4馬達控制裝置，係在第1馬達控制裝置中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達與第2馬達；前述馬達控制部，具備：第1位置控制器，係根據在前述第1馬達與前述第2馬達之間共通的共通位置指令、與前述第1馬達的位置之間的差分，算出對前述第1馬達之第1速度指令；第2位置控制器，係根據前述共通位置指令與前述第2馬達的位置之間的差分，算出對前述第2馬達之第2速度指令；第1速度變化率限制器，係經由限制前述第1速度指令，限制前述第1馬達的速度變化率；以及第2速度變化率限制器，係經由限制前述第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率限制在各前述馬達的加速度中最小者；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率限制在各前述馬達的加速度中最小者。

第5馬達控制裝置，係在第1馬達控制裝置 中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達與第2馬達；前述馬達控制部，具備：第1速度變化率限制器，係經由限制對前述第1馬達之第1速度指令，限制前述第1馬達的速度變化率；以及第2速度變化率限制器，係經由限制對前述第2馬達之第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率限制在各前述馬達的加速度中最小者；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中最小者。

第6馬達控制裝置，係在第5馬達控制裝置中，前述第1速度指令與前述第2速度指令，係被構成作為對前述第1馬達與前述第2馬達之共通的速度指令。

第7馬達控制裝置，係在第1馬達控制裝置中，前述馬達控制部，係各前述馬達中對任何一個之力矩指令飽和的話，經由把其他的前述馬達的速度變化率，限制在力矩指令已飽和之各前述馬達的加速度中最小者，使各前述馬達的加速度同步。

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。

110‧‧‧第1位置控制器

120‧‧‧第1速度變化率限制器

130‧‧‧速度控制器

140‧‧‧力矩限制器

150‧‧‧第1力矩指令飽和檢測器

160‧‧‧力矩控制器

210‧‧‧位置補償器

220‧‧‧第2速度變化率限制器

230‧‧‧速度控制器

240‧‧‧力矩限制器

250‧‧‧第2力矩指令飽和檢測器

260‧‧‧力矩控制器

410‧‧‧第1馬達

420‧‧‧第1旋轉位置感測器

430‧‧‧第2馬達

440‧‧‧第2旋轉位置感測器

500‧‧‧機械

1000‧‧‧馬達控制裝置

A1‧‧‧第1加速度

V1‧‧‧第1速度

A2‧‧‧第2加速度

V2‧‧‧第2速度

Claims (8)

1. 一種馬達控制裝置，係具備控制各前述馬達之馬達控制部，使得複數個馬達相互地同步；前述馬達控制部，具備：力矩指令飽和檢測器，該力矩指令飽和檢測器就有關因為對前述複數個馬達中各個之各力矩指令到達給予的限制值而飽和的情況進行檢測；前述馬達控制部具有速度變化率限制器，該速度變化率限制器係藉由前述力矩指令飽和檢測器檢測出對各前述馬達的任何一個之力矩指令已飽和的話，把其他的前述馬達的速度變化率，限制在複數個前述馬達中各個的加速度中，最小的加速度；前述馬達控制部具有力矩限制器，該力矩限制器係根據來自前述速度變化率限制器的輸出，限制前述馬達的力矩不會比規定的限制值還大。
2. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達及第2馬達；前述馬達控制部，具備：位置控制器，係根據對前述第1馬達之位置指令、與前述第1馬達的位置之間的差分，算出對前述第1馬達之第1速度指令；位置補償器，係根據前述第1馬達的位置與前述第2 馬達的位置之間的差分，算出補償前述第2馬達的位置之補償指令；第1速度變化率限制器，係經由限制前述第1速度指令，限制前述第1馬達的速度變化率；合算器，係經由把前述第1速度指令與前述補償指令予以合算，算出對前述第2馬達之第2速度指令；及第2速度變化率限制器，係經由限制前述第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度。
3. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達及第2馬達；前述馬達控制部，具備：平均位置算出器，係算出前述第1馬達的位置與前述第2馬達的位置之平均位置；位置控制器，係根據對前述第1馬達之位置指令與前述平均位置之間的差分，算出對前述第1馬達之第1速度指令及對前述第2馬達之第2速度指令；第1速度變化率限制器，係經由限制前述第1速度指 令，限制前述第1馬達的速度變化率；及第2速度變化率限制器，係經由限制前述第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度。
4. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達及第2馬達；前述馬達控制部，具備：第1位置控制器，係根據在前述第1馬達與前述第2馬達之間共通的共通位置指令、與前述第1馬達的位置之間的差分，算出對前述第1馬達之第1速度指令；第2位置控制器，係根據前述共通位置指令與前述第2馬達的位置之間的差分，算出對前述第2馬達之第2速度指令；第1速度變化率限制器，係經由限制前述第1速度指令，限制前述第1馬達的速度變化率；及第2速度變化率限制器，係經由限制前述第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力 矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度。
5. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，前述馬達控制部，係控制作為前述複數個馬達之第1馬達及第2馬達；前述馬達控制部，具備：第1速度變化率限制器，係經由限制對前述第1馬達之第1速度指令，限制前述第1馬達的速度變化率；及第2速度變化率限制器，係經由限制對前述第2馬達之第2速度指令，限制前述第2馬達的速度變化率；前述第1速度變化率限制器，係對前述第2馬達之力矩指令飽和的話，把前述第1馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度；前述第2速度變化率限制器，係對前述第1馬達之力矩指令飽和的話，把前述第2馬達的速度變化率，限制在各前述馬達的加速度中，最小的加速度。
6. 如請求項5之馬達控制裝置，其中，前述第1速度指令及前述第2速度指令，乃是對前述第1馬達及前述第2馬達之共通的速度指令。
7. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，前述馬達控制部，係對各前述馬達的任何一個之力矩 指令飽和的話，可以把其他的前述馬達的速度變化率，限制在力矩指令已飽和之各前述馬達的加速度中，最小的加速度。
8. 如請求項1之馬達控制裝置，其中，來自前述速度變化率限制器的輸出，係透過設在前述速度變化率限制器與前述力矩限制器之間的速度控制器，而被輸入到前述力矩限制器，作為前述各力矩指令。

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